焼却灰の水洗処理方法及びシステム
【課題】洗浄槽内での焼却灰と水の撹拌混合性を高め、塩素除去効率を向上させることができる焼却灰の水洗処理方法及びシステムを提供する。
【解決手段】焼却灰１が供給される洗浄槽２０と、該洗浄槽内にて水に浸漬された焼却灰１を撹拌する撹拌手段とを備える焼却灰の水洗処理装置において、洗浄槽底部に堆積した焼却灰１をすくい上げて洗浄槽内上方に搬送するバケットスクレーパ４０と、該バケットスクレーパが所定間隔で複数取り付けられたコンベア３０とを備え、前記コンベア３０は、灰撹拌時には、バケットスクレーパ４０の灰載置面が上方に向いた状態で上方に移動させ、所定位置でバケットスクレーパ４０を反転させて焼却灰を落下させ、該焼却灰を少なくとも鉛直方向に撹拌し、灰排出時には、バケットスクレーパ４０の裏面で処理灰２を押し出し排出する。
【解決手段】焼却灰１が供給される洗浄槽２０と、該洗浄槽内にて水に浸漬された焼却灰１を撹拌する撹拌手段とを備える焼却灰の水洗処理装置において、洗浄槽底部に堆積した焼却灰１をすくい上げて洗浄槽内上方に搬送するバケットスクレーパ４０と、該バケットスクレーパが所定間隔で複数取り付けられたコンベア３０とを備え、前記コンベア３０は、灰撹拌時には、バケットスクレーパ４０の灰載置面が上方に向いた状態で上方に移動させ、所定位置でバケットスクレーパ４０を反転させて焼却灰を落下させ、該焼却灰を少なくとも鉛直方向に撹拌し、灰排出時には、バケットスクレーパ４０の裏面で処理灰２を押し出し排出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焼却灰を水洗処理して塩素分を除去する焼却灰の水洗処理方法及びシステムに関し、特に、水洗処理を行う洗浄槽内での焼却灰と水との撹拌混合性を高め、塩素除去効率を向上させることを可能とした焼却灰の水洗処理方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、都市ごみや下水汚泥等の一般廃棄物又は各種工場から排出される産業廃棄物は、減容化及び無害化のために焼却により処理されている。一般に、焼却炉から排出される焼却灰の処理方法としては、埋め立て処理、溶融スラグ化、建築資材への再資源化などが挙げられる。特に近年では、これらの灰をセメント原料、人工骨材、植栽用土、路床材、路盤材、焼成タイルなどの製品に加工して有効利用することが求められている。しかし、焼却灰を再資源化するに際して、焼却灰には塩素分が含まれているため、灰の用途に応じて、塩素濃度を基準値以下まで低減する必要がある。
【０００３】
一般的な焼却灰の処理方法としては、金属片等の異物を除去した後、焼却灰を水洗することにより塩素分を低減する方法が用いられている。しかしながら、大部分の塩素分は水洗で除去可能であるが、高品質の再資源化原料として付加価値を与えるためには、単に水洗するのみでは塩素低減は不十分であった。そこで、水洗にて洗浄水のｐＨを酸性若しくは６〜１０に調整したり、粉砕したり、或いは洗浄回数を複数回に増加することにより対応している。
【０００４】
例えば、特許文献１（特許第３３６８３７２号公報）には、焼却灰を粉砕した後、複数回洗浄を行うようにした焼却灰のセメント原料化方法が開示されている。このとき、洗浄時の液ｐＨが６〜１０、好適にはｐＨ８〜１０となるようにし、これにより焼却灰の重金属の溶出を抑制しつつ塩素分を溶解除去するようにしている。
特許文献２（特開２００５−２８８３２８号公報）には、複数設置した洗浄槽で焼却灰を洗浄し、さらに洗浄槽に二酸化炭素ガスを導入して洗浄するとともに、洗浄槽が具備する循環配管路に設けられた湿式破砕機により焼却灰を破砕するようにした構成が開示されている。
【０００５】
また、水洗処理は、水を貯留した洗浄槽内に焼却灰を供給し、水と焼却灰を混合して焼却灰に含有される塩素分を水に溶出させるが、撹拌混合性が不十分だと焼却灰が水と十分に接触せず、塩素除去効率が低下してしまう。そこで、特許文献３（特開２００２−２５４０４１号公報）には、撹拌翼を回転させることにより混合する手段、ジェットポンプにより水を循環させる手段により撹拌力を向上させる方法が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特許第３３６８３７２号公報
【特許文献２】特開２００５−２８８３２８号公報
【特許文献２】特開２００２−２５４０４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記したように、焼却灰中の塩素分を除去する際には水洗処理が一般に多く用いられており、焼却灰に含まれる大部分の塩素分は水洗で除去可能であるが、水洗処理のみでは不十分であったため、特許文献１、２に記載されるように、洗浄槽にてｐＨ調整をしたり、粉砕したり、洗浄回数を複数回に増加するなどして対応していた。
【０００８】
しかしながら、このような対策を講じても、水と焼却灰との接触が不十分であると塩素分が水に溶出することを妨げ、塩素除去率を高く維持することは困難である。そこで、特許文献３等に記載されるように、洗浄槽内にプロペラ型の撹拌翼を挿入して撹拌することが一般に広く用いられているが、焼却灰は比重が大きいため十分な混合が難しく、また撹拌動力の増大、若しくは装置が大きくなるなどの欠点がある。また、特許文献３に記載されるように、ジェットポンプによる撹拌混合も提案されているが、焼却灰が混合した水を単にポンプで循環させることは、ポンプ及び循環系統の配管の磨耗が問題となる。
【０００９】
従って、本発明は上記従来技術の問題点に鑑み、洗浄槽内での焼却灰と水の撹拌混合性を高め、塩素除去効率を向上させることができる焼却灰の水洗処理方法及びシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
そこで、本発明はかかる課題を解決するために、
洗浄槽に供給された焼却灰を水に浸漬させた状態で撹拌しながら水洗処理し、該焼却灰に含まれる塩素分を除去する焼却灰の水洗処理方法において、
前記焼却灰を機械的手段により洗浄槽内上方に持ち上げた後、重力沈降させて、該焼却灰を少なくとも鉛直方向に撹拌することを特徴とする。
焼却灰は比重が大きく、水平方向のみの撹拌では十分な撹拌混合性が得られないため、本発明のように鉛直方向に撹拌する機械的手段を備えることにより、撹拌混合性を高めることができ、焼却灰と水の接触を多くすることにより塩素除去率を大幅に向上させ、処理時間を短縮化することが可能となる。よって、水洗処理により塩素濃度の低い焼却灰を得ることができ、焼却灰をセメント原料等の再資源化原料として好適に用いることが可能となる。
【００１１】
また、前記機械的手段により洗浄槽底部に堆積した焼却灰をすくい上げて洗浄槽内上方まで持ち上げた後、該機械的手段から前記焼却灰を放出して焼却灰を重力沈降させることを特徴とする。
このように、機械的手段により焼却灰をすくい上げて洗浄槽内上方に持ち上げた後、重力により沈降させるようにし、焼却灰を鉛直方向に撹拌することにより、比重が大きい焼却灰であっても、撹拌混合性を高めることができ、焼却灰が水と十分に接触するため塩素除去率が向上するとともに、処理時間の短縮化が可能となる。また、焼却灰を強制的にすくい上げて洗浄槽内上方に持ち上げているため、確実に且つ十分に鉛直方向の撹拌を行うことができる。
【００１２】
さらに、前記機械的手段により洗浄槽内に上昇水流を形成し、該上昇水流に搬送させて焼却灰を洗浄槽内上方まで持ち上げた後、重力沈降させることを特徴とする。
このように、洗浄槽内に上昇流を形成し、焼却灰を洗浄槽内上方に持ち上げた後、重力により沈降させるようにして撹拌することにより、比重が大きい焼却灰であっても、撹拌混合性を高めることができ、焼却灰が水と十分に接触するため塩素除去率が向上するとともに、処理時間の短縮化が可能となる。また、上昇水流によって焼却灰を撹拌しているため、簡単な装置構成とすることが可能となる。さらに、循環させる水は、灰の少ない上澄み液としているため、循環配管が焼却灰により閉塞したり、磨耗することを防止できる。
【００１３】
また、焼却灰が供給される洗浄槽と、該洗浄槽内にて水に浸漬された焼却灰を撹拌する撹拌手段とを備える焼却灰の水洗処理装置において、
前記撹拌手段が、前記焼却灰を洗浄槽内上方に持ち上げる機械的手段であり、該機械的手段により持ち上げた焼却灰を重力沈降させて、該焼却灰を少なくとも鉛直方向に撹拌することを特徴とする。
【００１４】
また、前記機械的手段が、前記洗浄槽底部に堆積した焼却灰をすくい上げて洗浄槽内上方に搬送する灰搬送部と、前記灰搬送部が所定間隔で複数取り付けられた無端環状ガイドとを備え、
前記無端環状ガイドは、前記灰搬送部の灰載置面が上方に向いた状態で該灰搬送部を上方に移動させ、所定位置で前記灰搬送部を反転させて、該灰搬送部上の焼却灰を落下させるように形成されることを特徴とする。
【００１５】
また、前記水洗処理した後の焼却灰を排出する灰排出コンベアを備えた焼却灰の水洗処理装置であって、
前記灰排出コンベアを前記無端環状ガイドとして用い、
前記無端環状ガイドは、前記焼却灰の排出時には正回転に駆動されて前記灰搬送部の裏面で前記焼却灰を押し出し排出し、前記焼却灰の水洗時には逆回転に駆動されて前記灰搬送部の灰載置面で前記焼却灰を持ち上げ、該焼却灰を撹拌することを特徴とする。
本構成によれば、灰排出用コンベアが灰撹拌用コンベア（無端環状ガイド）の機能を兼ね備えることにより、装置の高効率化、小型化が可能となる。
【００１６】
さらに、前記灰搬送部は、前記焼却灰を載置する平板と、該平板の灰載置面側にツメが具備されたバケット状に形成されてなることを特徴とする。このように、灰搬送部をバケット状に形成することにより、焼却灰の取り込みを容易にし、また載置した焼却灰を取りこぼすことなく確実に上方に搬送することが可能となる。
さらにまた、前記洗浄槽内の死水域に空気又は水を噴出して水流を形成する灰詰まり防止手段を備えることを特徴とする。これにより、焼却灰が死水域に滞留することを防止し、焼却灰の水洗処理を効率的に行うことが可能となる。
【００１７】
また、前記機械的手段が、前記洗浄槽上方からポンプにより吸引した水を洗浄槽底部に循環させる循環配管と、該循環させた水を前記洗浄槽底部から噴出させる複数のノズルとから構成され、前記ノズルから噴出させた水により洗浄槽内に上昇水流を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
以上記載のごとく本発明によれば、焼却灰を鉛直方向に撹拌する機械的手段を備えることにより、撹拌混合性を高めることができ、焼却灰と水の接触を多くすることにより塩素除去率を大幅に向上させ、処理時間を短縮化することが可能となる。よって、水洗処理により塩素濃度の低い焼却灰を得ることができ、焼却灰をセメント原料等の再資源化原料として好適に用いることが可能となる。
また、機械的手段により焼却灰をすくい上げて洗浄槽内上方に持ち上げた後、重力により沈降させるようにし、焼却灰を鉛直方向に撹拌することにより、比重が大きい焼却灰であっても、撹拌混合性を高めることができ、焼却灰が水と十分に接触するため塩素除去率が向上するとともに、処理時間の短縮化が可能となる。さらに、焼却灰を強制的にすくい上げて洗浄槽内上方に持ち上げているため、確実に且つ十分に鉛直方向の撹拌を行うことができる。
【００１９】
また、洗浄槽内に上昇流を形成し、焼却灰を洗浄槽内上方に持ち上げた後、重力により沈降させるようにして撹拌することにより、比重が大きい焼却灰であっても、撹拌混合性を高めることができ、焼却灰が水と十分に接触するため塩素除去率が向上するとともに、処理時間の短縮化が可能となる。また、上昇水流によって焼却灰を撹拌しているため、簡単な装置構成とすることが可能となる。さらに、循環させる水は、灰の少ない上澄み液としているため、循環配管が焼却灰により閉塞したり、磨耗することを防止できる。
さらに、灰排出用コンベアが灰撹拌用コンベアの機能を兼ね備えるように構成することにより、装置の高効率化、小型化が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
図１〜図３は本発明の実施例１〜実施例３に係る水洗処理装置の概略側面図を夫々示し、図４は図３に示した水洗処理装置のＸ−Ｘ断面図、図５は図３に示した水洗処理装置が備えるバケットスクレーパの側面図、図６は本発明の実施形態が適用される焼却灰処理システムの一例を示すブロック図である。
【００２１】
本実施形態に係る焼却灰の水洗処理装置は、水が貯留された洗浄槽を備え、該洗浄槽内に供給された焼却灰を上方に持ち上げる機械的手段が設けられている。洗浄槽内の焼却灰は、前記機械的手段により洗浄槽内上方まで持ち上げられた後、重力により落下沈降し、これを繰り返すことにより鉛直方向に撹拌される。
焼却灰は比重が大きく、水平方向のみの撹拌では十分な撹拌混合性が得られないため、本実施形態のように鉛直方向に撹拌する機械的手段を備えることにより、撹拌混合性を高めることができ、焼却灰と水の接触を多くすることにより塩素除去率を大幅に向上させ、処理時間を短縮化することが可能となる。よって、水洗処理により塩素濃度の低い焼却灰を得ることができ、焼却灰をセメント原料等の再資源化原料として好適に用いることが可能となる。
【００２２】
本実施形態が適用される焼却灰処理システムの一例を図６に示す。尚、水洗設備１００の構成は、図１に示した構成に限定されるものではない。
この焼却灰処理システムは、焼却炉から排出された焼却灰１が投入される比重差分離装置５１と、該比重差分離装置５１にて金属片等の異物が除去された焼却灰が供給される水洗処理設備と、を備える。
前記比重差分離装置５１は、分離液を介して、比重の大きい金属片や大径焼却灰等の異物と、比重の小さい焼却灰とを分離する周知の装置である。
前記水洗処理設備は、前段側水洗処理設備と後段側水洗処理設備が直列に配設された２構成となっており、夫々洗浄槽５２、５４、固液分離装置５３、５５を備える。本実施形態の洗浄槽は、洗浄槽５２又は洗浄槽５４の何れか一方、又は両方に適用できる。前段側水洗処理設備では焼却灰の10〜40倍量、後段側水洗処理設備では焼却灰の5〜20倍量の水で洗浄する。
【００２３】
前段側水洗処理設備において、洗浄槽５２には、水３と、硫酸タンク５６から供給される硫酸とからなる洗浄水が貯留されており、該洗浄槽５２内に、比重差分離装置５１にて異物が除去された焼却灰が供給される。洗浄槽５２は、焼却灰１を鉛直方向に撹拌する機械的手段を備えている。この機械的手段を備えた洗浄槽５２の構成については、実施例１〜実施例３にて後述する。尚、本構成ではｐＨ調整に用いる酸として硫酸を例に挙げて示したが、これに限定されるものではなく、他の酸であってもよい。
洗浄槽５２には、焼却灰の水洗時に洗浄水のｐＨ値を測定するｐＨ計６３が設置されており、該洗浄水のｐＨを逐次監視している。ｐＨ調整は、バルブ６１を制御して硫酸タンク５６からの硫酸供給量を調整することにより行われる。硫酸は、焼却灰１ｔに対して10ｋｇから100ｋｇ添加され、ｐHは10〜11に調整される。
後段側水洗処理設備は、前記前段側水洗処理設備と同様の構成を備える。
【００２４】
本構成において、前段側の洗浄槽５２では、焼却灰を粗洗浄することにより塩素濃度を大幅に低下させ、後段側の洗浄槽５４では、仕上げ洗浄することにより塩素濃度を極めて低濃度となるまで洗浄するようになっている。
前段側水洗処理設備の洗浄槽５２にて水洗された後の焼却灰を含む処理水は、固液分離装置５３に導入され、該固液分離装置５３にて焼却灰４と排水５とに分離される。焼却灰４は、後段側水洗処理設備の洗浄槽５４に供給され、該洗浄槽５４にて水洗された後、固液分離装置５５にて処理灰７と排水８とに分離される。
【００２５】
また、本構成では、排水発生量を低減するために以下の構成を備えることが好ましい。
前段側水洗処理設備の固液分離装置５３にて分離された排水５を系外へ排出する排出ラインと、該排水５を洗浄槽５２に返送する循環ラインとを備え、排出ライン上にはバルブ６２が設置されている。また、排水５の電導度を測定する電導度計６４を備えており、該電導度計６４の測定値に基づいてバルブ６２を制御し、洗浄槽５２への循環量を制御するようになっている。即ち、水洗初期は排水５を循環して洗浄に用い、排水５中の不純物濃度、好適には塩素濃度が所定濃度以上となったらバルブ６２を開放して系外へ排水６を排出するようにしている。排水６を系外に排出したときは、水３のバルブ６０を制御して、新たに水３を補給する。
【００２６】
同様に、後段側水洗処理設備においても、固液分離装置５５にて分離された排水８を系外へ排出する排出ラインと、該排水８を洗浄槽５４に返送する循環ラインとを備え、排出ライン上にはバルブ６７が設置されている。また、排水８の電導度を測定する電導度計６９を備えており、該電導度計６９の測定値に基づいてバルブ６７を制御し、洗浄槽５４への循環量を制御するようになっている。即ち、水洗初期は排水８を循環して洗浄に用い、排水８中の不純物濃度が高くなったら系外へ排水９を排出する。排水９を系外に排出したときは、水３のバルブ６５を制御して、新たに水３を補給する。このように、直列に２段配置された水洗処理設備にて、個々に排水を循環使用する構成とすることにより、排水発生量を低減することが可能である。
【実施例１】
【００２７】
図１を参照して、本実施形態における具体的構成の一例として、実施例１に係るリフター方式の水洗処理装置につき以下に説明する。
本実施例１の水洗処理装置は、水３が貯留された洗浄槽１０と、該洗浄槽上部に設けられた焼却灰投入部１０ａと、洗浄槽下部に設けられた処理灰排出部１１と、洗浄槽底部に堆積した焼却灰１を洗浄槽内上方に持ち上げるリフター（機械的手段）１２とを備える。図１では、鉛直方向に長辺を有する方形状の洗浄槽１０を示しているが、洗浄槽１０の形状は限定されない。また、洗浄槽１０の底面をホッパ状に形成し、そのホッパ下端にバルブ（不図示）を設けて、水洗処理後にバルブを開放して処理灰２を排出する構成としているが、処理灰排出部１１はこれに限定されるものではなく、例えば洗浄槽上方から処理灰をすくい出して排出する構成など、他の手段を用いることも可能である。
【００２８】
前記リフター１２は、洗浄槽上部と下部に、少なくとも一対のスプロケット１３、１３が設けられ、該スプロケット１３、１３に無端環状のチェーンガイド１４が掛け渡され、該チェーンガイド１４にはバケット１５が所定間隔毎に複数取り付けられている。バケット１５は、チェーンガイド１４に対して外側に取り付けられる。スプロケット１３、１３には、これを回転駆動する駆動手段（不図示）が接続されており、該スプロケット１３、１３が同一方向に回転することによりチェーンガイド１４が回転し、チェーンガイド１４とともにバケット１５も所定方向に移動するようになっている。バケット１５は、回転方向前方に該バケット１５の開口部が向くように取り付けられている。
【００２９】
リフター１２の最下部の位置は、洗浄槽底面から数ｍｍ〜数十ｍｍ、好適には２ｍｍ〜１０ｍｍに設定することが好ましい。これにより、焼却灰１がリフター１２の最下部と洗浄槽底面の間に噛み込まれ、破損することを防止可能である。また、死水域が小さくなるように、洗浄槽１０の形状、リフター１２の構成を設定することが好ましく、これにより焼却灰１の堆積を軽減することが可能である。
【００３０】
上記構成を備えた水洗処理装置において、焼却灰投入部１０ａより洗浄槽１０内に投入された焼却灰１は、その比重により一旦、洗浄槽底部に沈降して堆積するが、リフター１２を回転駆動させることにより、バケット１５が洗浄槽底部に堆積した焼却灰１をすくい上げて洗浄槽上方に持ち上げ搬送し、チェーンガイド１４の折り返し点で反転してバケット１５内の焼却灰１を放出する。リフタの回転速度は、約1〜6m/分である。放出された焼却灰１は重力により落下し、洗浄槽底部に沈降して再度バケット１５により上方に持ち上げられる。この動作を繰り返すことにより、洗浄槽１０内で焼却灰は鉛直方向に撹拌される。所定時間、撹拌して水洗処理した後の処理灰２は、処理灰排出部１１より排出される。
【００３１】
本実施例１によれば、リフター１２により焼却灰１を洗浄槽内上方に持ち上げた後、重力により沈降させるようにし、焼却灰１を鉛直方向に撹拌することにより、比重が大きい焼却灰であっても、撹拌混合性を高めることができ、焼却灰が水と十分に接触するため塩素除去率が向上するとともに、処理時間の短縮化が可能となる。また、リフター１２により焼却灰１を強制的に持ち上げているため、確実に且つ十分に鉛直方向の撹拌を行うことができる。
【実施例２】
【００３２】
図２を参照して、実施例に係る循環方式の水洗処理装置につき以下に説明する。
本実施例２の水洗処理装置は、水３が貯留された洗浄槽１６と、該洗浄槽上部に設けられた焼却灰投入部１６ａと、洗浄槽下部に設けられた処理灰排出部１６ｂと、洗浄槽底部に堆積した焼却灰１を上方に持ち上げる循環手段（機械的手段）１７とを備える。図２では、鉛直方向に長辺を有する方形状の洗浄槽１６を示しているが、洗浄槽１６の形状は限定されない。また、処理灰排出部１６ｂを洗浄槽下部に設けた構成を示しているが、これに限定されるものではなく、例えば洗浄槽上方から処理灰をすくい出して排出する構成など、他の手段を用いることも可能である。
【００３３】
前記循環手段１７は、洗浄槽上部から水３を吸引し、循環配管１８を介して洗浄槽底部に設けたノズル１８ａより所定流速で噴出させる。循環配管１８にはポンプ１９が設けられている。ノズル１８ａは、洗浄槽底面に複数設置されている。また、循環配管１８の水吸引口が接続される洗浄槽上部には、該水吸引口に焼却灰１が吸引されないように、フード１６ｃが設けられている。
【００３４】
上記構成を備えた水洗処理装置において、焼却灰投入部１６ａより洗浄槽１６内に投入された焼却灰１は、その比重により一旦、洗浄槽底部に沈降して堆積するが、ポンプ１９を駆動させて循環配管１８で洗浄槽上部の水を吸引し、ノズル１８ａより噴出させることにより、洗浄槽１６内に上昇流が形成され、洗浄槽底部に堆積した焼却灰１は上方に持ち上げられ、重力により沈降することによって鉛直方向に撹拌される。ノズル１８ａからの水の突出流速は、１ｍ／ｓ以上とする。
所定時間、撹拌して水洗処理した処理灰２は、処理灰排出部１６ｂより排出される。
【００３５】
本実施例２によれば、循環手段１７により洗浄槽１６内に上昇流を形成し、焼却灰１を洗浄槽内上方に持ち上げた後、重力により沈降させるようにし、焼却灰１を鉛直方向に撹拌することにより、比重が大きい焼却灰であっても、撹拌混合性を高めることができ、焼却灰が水と十分に接触するため塩素除去率が向上するとともに、処理時間の短縮化が可能となる。また、本実施例２では循環手段１７により形成した上昇流によって焼却灰１を撹拌しているため、簡単な装置構成とすることが可能となる。さらに、循環させる水は、灰の少ない上澄み液を吸引しているため、循環配管１８が焼却灰により閉塞したり、磨耗することを防止できる。
【実施例３】
【００３６】
図３〜図５を参照して、実施例３に係るコンベア方式の水洗処理装置につき以下に説明する。
図３に示すように、本実施例３の水洗処理装置は、水３が貯留された洗浄槽２０と、該洗浄槽上部に設けられた焼却灰投入部２１と、洗浄槽下部に設けられた処理灰排出部２２と、洗浄槽底部に堆積した焼却灰１を上方に持ち上げるコンベア（機械的手段）３０とを備える。尚、本実施例３では、コンベア３０が水洗処理後の処理灰２を排出する機能を兼ね備えた構成につき説明するが、撹拌用のコンベア３０とは別に、処理灰排出用のコンベアを備えた構成としてもよい。
【００３７】
コンベア３０は、複数のスプロケット３２と、これらのスプロケット３２に掛け渡されたコンベアチェーン３１と、該コンベアチェーン３１の外側に取り付けられた複数のバケットスクレーパ４０と、を備える。図３のＸ−Ｘ断面図を図４に示す。
コンベアチェーン３１は、洗浄槽２０底面に沿って平行に配置された部位Ａと、部位Ａから上方に向けて延設された部位Ｂと、部位Ｂから洗浄槽上面に沿って配置された部位Ｃと、部位Ｃから一旦上方に突出した後、下降するように配置された部位Ｄと、部位Ｄから斜め上方に向けて延設された部位Ｅと、部位Ｅから反転する部位Ｆと、部位Ｆから斜め下方に向けて延設された部位Ｇとからなる。スプロケット３２は、この形状にコンベアチェーン３１を形成する位置に夫々設置される。
【００３８】
スプロケット３２には、これを回転駆動する駆動手段（不図示）が接続されており、該スプロケット３２が同時期に同一方向に回転することによりコンベアチェーン３１が回転し、コンベアチェーン３１とともにバケットスクレーパ４０も所定方向に移動するようになっている。
バケットスクレーパ４０は、図５に示すように、正回転時の進行方向には平板状のスクレーパ４２を有し、逆回転時の進行方向にはバケット４１を有する。
【００３９】
コンベア３０は、必要に応じて正回転、逆回転に切替可能になっており、図中、実線矢印で示す正回転時には、水洗処理後の処理灰２をスクレーパ４２側で底面に沿って押し出し、部位Ａ、部位Ｇを通って処理灰排出部２２より排出するようになっている。一方、破線矢印で示す逆回転時には、洗浄槽２０の底部に堆積した焼却灰１を、部位Ａにてバケット４１側ですくい取り、部位Ｂにて焼却灰１を上方に持ち上げた後、部位Ｄにてバケット４１の開口部を下方に向けることにより焼却灰を落下させ、重力により沈降させる。この動作により焼却灰１は洗浄槽２０内で鉛直方向に撹拌されることとなる。
【００４０】
コンベア３０の最下部の位置は、洗浄槽底面から数ｍｍ〜数十ｍｍ、好適には２ｍｍ〜１０ｍｍに設定することが好ましい。これにより、焼却灰１がコンベア３０の最下部と洗浄槽底面の間に噛み込まれ、破損することを防止可能である。また、死水域が小さくなるように、洗浄槽２０の形状、コンベア３０の構成を設定することが好ましく、これにより焼却灰１の堆積を軽減することが可能である。
また、図４に示すように、死水域に対して水又は空気を吹き込むノズル２５を設けることが好ましい。
【００４１】
上記構成を備えた水洗処理装置において、焼却灰投入部２１より洗浄槽２０内に投入された焼却灰１は、その比重により一旦、洗浄槽底部に沈降して堆積するが、コンベア３０を逆回転に駆動させることにより、バケットスクレーパ４０のバケット４１が洗浄槽底部に堆積した焼却灰１をすくい上げて洗浄槽上方に持ち上げ搬送し、コンベア４０の部位Ｄにてバケット４１内の焼却灰１を放出する。放出された焼却灰１は重力により落下し、洗浄槽底部に沈降して再度バケット４１により上方に持ち上げられる。この動作を繰り返すことにより、洗浄槽２０内で焼却灰は鉛直方向に撹拌される。
所定時間、撹拌して水洗処理した後、コンベア３０の回転方向を正回転に切り替え、洗浄槽底部に堆積した処理灰２をバケットスクレーパ４０のスクレーパ４２で押し出し移動させ、処理灰排出部２２より排出する。
【００４２】
本実施例３によれば、コンベア３０により焼却灰１を洗浄槽内上方に持ち上げた後、重力により沈降させるようにし、焼却灰１を少なくとも鉛直方向に撹拌することにより、比重が大きい焼却灰であっても、撹拌混合性を高めることができ、焼却灰が水と十分に接触するため塩素除去率が向上するとともに、処理時間の短縮化が可能となる。また、コンベア３０により焼却灰１を強制的に持ち上げているため、確実に且つ十分に鉛直方向の撹拌を行うことができる。
さらに、焼却灰１の撹拌用コンベア３０が、水洗処理後の処理灰排出機能を兼ね備えることにより、装置の高効率化、小型化が可能となる。
さらにまた、実施例１及び実施例３において、洗浄槽内に空気又は水を供給して水流を形成するようにしてもよく、これにより、バケットに収容された焼却灰近傍の水が局所的に塩素濃度が高くなった場合にも、水流により常に新しい水に入れ替わり、塩素除去効果を高めることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、洗浄槽内での焼却灰と水の撹拌混合性を高めて塩素除去効率を向上させ、水洗処理灰の塩素濃度を常に低く抑えることが可能であるため、焼却灰からセメント原料等の再資源化原料を製造する設備にて好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施例１に係る水洗処理装置の概略側面図である。
【図２】本発明の実施例２に係る水洗処理装置の概略側面図である。
【図３】本発明の実施例３に係る水洗処理装置の概略側面図である。
【図４】図３に示した水洗処理装置のＸ−Ｘ断面図である。
【図５】図３に示した水洗処理装置が備えるバケットスクレーパの側面図である。
【図６】本発明の実施形態が適用される焼却灰処理システムの一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００４５】
１ 焼却灰
２ 処理灰
３ 水
１０、１６ 洗浄槽
１２ リフター
１５ バケット
１７ 循環手段
１８ 循環配管
１８ａ ノズル
１９ ポンプ
２０ 洗浄槽
３０ コンベア
３１ コンベアチェーン
３２ スプロケット
３３ 持ち上げ部
３４ 落下部
４０ バケットスクレーパ
４１ バケット
４２ スクレーパ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焼却灰を水洗処理して塩素分を除去する焼却灰の水洗処理方法及びシステムに関し、特に、水洗処理を行う洗浄槽内での焼却灰と水との撹拌混合性を高め、塩素除去効率を向上させることを可能とした焼却灰の水洗処理方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、都市ごみや下水汚泥等の一般廃棄物又は各種工場から排出される産業廃棄物は、減容化及び無害化のために焼却により処理されている。一般に、焼却炉から排出される焼却灰の処理方法としては、埋め立て処理、溶融スラグ化、建築資材への再資源化などが挙げられる。特に近年では、これらの灰をセメント原料、人工骨材、植栽用土、路床材、路盤材、焼成タイルなどの製品に加工して有効利用することが求められている。しかし、焼却灰を再資源化するに際して、焼却灰には塩素分が含まれているため、灰の用途に応じて、塩素濃度を基準値以下まで低減する必要がある。
【０００３】
一般的な焼却灰の処理方法としては、金属片等の異物を除去した後、焼却灰を水洗することにより塩素分を低減する方法が用いられている。しかしながら、大部分の塩素分は水洗で除去可能であるが、高品質の再資源化原料として付加価値を与えるためには、単に水洗するのみでは塩素低減は不十分であった。そこで、水洗にて洗浄水のｐＨを酸性若しくは６〜１０に調整したり、粉砕したり、或いは洗浄回数を複数回に増加することにより対応している。
【０００４】
例えば、特許文献１（特許第３３６８３７２号公報）には、焼却灰を粉砕した後、複数回洗浄を行うようにした焼却灰のセメント原料化方法が開示されている。このとき、洗浄時の液ｐＨが６〜１０、好適にはｐＨ８〜１０となるようにし、これにより焼却灰の重金属の溶出を抑制しつつ塩素分を溶解除去するようにしている。
特許文献２（特開２００５−２８８３２８号公報）には、複数設置した洗浄槽で焼却灰を洗浄し、さらに洗浄槽に二酸化炭素ガスを導入して洗浄するとともに、洗浄槽が具備する循環配管路に設けられた湿式破砕機により焼却灰を破砕するようにした構成が開示されている。
【０００５】
また、水洗処理は、水を貯留した洗浄槽内に焼却灰を供給し、水と焼却灰を混合して焼却灰に含有される塩素分を水に溶出させるが、撹拌混合性が不十分だと焼却灰が水と十分に接触せず、塩素除去効率が低下してしまう。そこで、特許文献３（特開２００２−２５４０４１号公報）には、撹拌翼を回転させることにより混合する手段、ジェットポンプにより水を循環させる手段により撹拌力を向上させる方法が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特許第３３６８３７２号公報
【特許文献２】特開２００５−２８８３２８号公報
【特許文献２】特開２００２−２５４０４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記したように、焼却灰中の塩素分を除去する際には水洗処理が一般に多く用いられており、焼却灰に含まれる大部分の塩素分は水洗で除去可能であるが、水洗処理のみでは不十分であったため、特許文献１、２に記載されるように、洗浄槽にてｐＨ調整をしたり、粉砕したり、洗浄回数を複数回に増加するなどして対応していた。
【０００８】
しかしながら、このような対策を講じても、水と焼却灰との接触が不十分であると塩素分が水に溶出することを妨げ、塩素除去率を高く維持することは困難である。そこで、特許文献３等に記載されるように、洗浄槽内にプロペラ型の撹拌翼を挿入して撹拌することが一般に広く用いられているが、焼却灰は比重が大きいため十分な混合が難しく、また撹拌動力の増大、若しくは装置が大きくなるなどの欠点がある。また、特許文献３に記載されるように、ジェットポンプによる撹拌混合も提案されているが、焼却灰が混合した水を単にポンプで循環させることは、ポンプ及び循環系統の配管の磨耗が問題となる。
【０００９】
従って、本発明は上記従来技術の問題点に鑑み、洗浄槽内での焼却灰と水の撹拌混合性を高め、塩素除去効率を向上させることができる焼却灰の水洗処理方法及びシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
そこで、本発明はかかる課題を解決するために、
洗浄槽に供給された焼却灰を水に浸漬させた状態で撹拌しながら水洗処理し、該焼却灰に含まれる塩素分を除去する焼却灰の水洗処理方法において、
前記焼却灰を機械的手段により洗浄槽内上方に持ち上げた後、重力沈降させて、該焼却灰を少なくとも鉛直方向に撹拌することを特徴とする。
焼却灰は比重が大きく、水平方向のみの撹拌では十分な撹拌混合性が得られないため、本発明のように鉛直方向に撹拌する機械的手段を備えることにより、撹拌混合性を高めることができ、焼却灰と水の接触を多くすることにより塩素除去率を大幅に向上させ、処理時間を短縮化することが可能となる。よって、水洗処理により塩素濃度の低い焼却灰を得ることができ、焼却灰をセメント原料等の再資源化原料として好適に用いることが可能となる。
【００１１】
また、前記機械的手段により洗浄槽底部に堆積した焼却灰をすくい上げて洗浄槽内上方まで持ち上げた後、該機械的手段から前記焼却灰を放出して焼却灰を重力沈降させることを特徴とする。
このように、機械的手段により焼却灰をすくい上げて洗浄槽内上方に持ち上げた後、重力により沈降させるようにし、焼却灰を鉛直方向に撹拌することにより、比重が大きい焼却灰であっても、撹拌混合性を高めることができ、焼却灰が水と十分に接触するため塩素除去率が向上するとともに、処理時間の短縮化が可能となる。また、焼却灰を強制的にすくい上げて洗浄槽内上方に持ち上げているため、確実に且つ十分に鉛直方向の撹拌を行うことができる。
【００１２】
さらに、前記機械的手段により洗浄槽内に上昇水流を形成し、該上昇水流に搬送させて焼却灰を洗浄槽内上方まで持ち上げた後、重力沈降させることを特徴とする。
このように、洗浄槽内に上昇流を形成し、焼却灰を洗浄槽内上方に持ち上げた後、重力により沈降させるようにして撹拌することにより、比重が大きい焼却灰であっても、撹拌混合性を高めることができ、焼却灰が水と十分に接触するため塩素除去率が向上するとともに、処理時間の短縮化が可能となる。また、上昇水流によって焼却灰を撹拌しているため、簡単な装置構成とすることが可能となる。さらに、循環させる水は、灰の少ない上澄み液としているため、循環配管が焼却灰により閉塞したり、磨耗することを防止できる。
【００１３】
また、焼却灰が供給される洗浄槽と、該洗浄槽内にて水に浸漬された焼却灰を撹拌する撹拌手段とを備える焼却灰の水洗処理装置において、
前記撹拌手段が、前記焼却灰を洗浄槽内上方に持ち上げる機械的手段であり、該機械的手段により持ち上げた焼却灰を重力沈降させて、該焼却灰を少なくとも鉛直方向に撹拌することを特徴とする。
【００１４】
また、前記機械的手段が、前記洗浄槽底部に堆積した焼却灰をすくい上げて洗浄槽内上方に搬送する灰搬送部と、前記灰搬送部が所定間隔で複数取り付けられた無端環状ガイドとを備え、
前記無端環状ガイドは、前記灰搬送部の灰載置面が上方に向いた状態で該灰搬送部を上方に移動させ、所定位置で前記灰搬送部を反転させて、該灰搬送部上の焼却灰を落下させるように形成されることを特徴とする。
【００１５】
また、前記水洗処理した後の焼却灰を排出する灰排出コンベアを備えた焼却灰の水洗処理装置であって、
前記灰排出コンベアを前記無端環状ガイドとして用い、
前記無端環状ガイドは、前記焼却灰の排出時には正回転に駆動されて前記灰搬送部の裏面で前記焼却灰を押し出し排出し、前記焼却灰の水洗時には逆回転に駆動されて前記灰搬送部の灰載置面で前記焼却灰を持ち上げ、該焼却灰を撹拌することを特徴とする。
本構成によれば、灰排出用コンベアが灰撹拌用コンベア（無端環状ガイド）の機能を兼ね備えることにより、装置の高効率化、小型化が可能となる。
【００１６】
さらに、前記灰搬送部は、前記焼却灰を載置する平板と、該平板の灰載置面側にツメが具備されたバケット状に形成されてなることを特徴とする。このように、灰搬送部をバケット状に形成することにより、焼却灰の取り込みを容易にし、また載置した焼却灰を取りこぼすことなく確実に上方に搬送することが可能となる。
さらにまた、前記洗浄槽内の死水域に空気又は水を噴出して水流を形成する灰詰まり防止手段を備えることを特徴とする。これにより、焼却灰が死水域に滞留することを防止し、焼却灰の水洗処理を効率的に行うことが可能となる。
【００１７】
また、前記機械的手段が、前記洗浄槽上方からポンプにより吸引した水を洗浄槽底部に循環させる循環配管と、該循環させた水を前記洗浄槽底部から噴出させる複数のノズルとから構成され、前記ノズルから噴出させた水により洗浄槽内に上昇水流を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
以上記載のごとく本発明によれば、焼却灰を鉛直方向に撹拌する機械的手段を備えることにより、撹拌混合性を高めることができ、焼却灰と水の接触を多くすることにより塩素除去率を大幅に向上させ、処理時間を短縮化することが可能となる。よって、水洗処理により塩素濃度の低い焼却灰を得ることができ、焼却灰をセメント原料等の再資源化原料として好適に用いることが可能となる。
また、機械的手段により焼却灰をすくい上げて洗浄槽内上方に持ち上げた後、重力により沈降させるようにし、焼却灰を鉛直方向に撹拌することにより、比重が大きい焼却灰であっても、撹拌混合性を高めることができ、焼却灰が水と十分に接触するため塩素除去率が向上するとともに、処理時間の短縮化が可能となる。さらに、焼却灰を強制的にすくい上げて洗浄槽内上方に持ち上げているため、確実に且つ十分に鉛直方向の撹拌を行うことができる。
【００１９】
また、洗浄槽内に上昇流を形成し、焼却灰を洗浄槽内上方に持ち上げた後、重力により沈降させるようにして撹拌することにより、比重が大きい焼却灰であっても、撹拌混合性を高めることができ、焼却灰が水と十分に接触するため塩素除去率が向上するとともに、処理時間の短縮化が可能となる。また、上昇水流によって焼却灰を撹拌しているため、簡単な装置構成とすることが可能となる。さらに、循環させる水は、灰の少ない上澄み液としているため、循環配管が焼却灰により閉塞したり、磨耗することを防止できる。
さらに、灰排出用コンベアが灰撹拌用コンベアの機能を兼ね備えるように構成することにより、装置の高効率化、小型化が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
図１〜図３は本発明の実施例１〜実施例３に係る水洗処理装置の概略側面図を夫々示し、図４は図３に示した水洗処理装置のＸ−Ｘ断面図、図５は図３に示した水洗処理装置が備えるバケットスクレーパの側面図、図６は本発明の実施形態が適用される焼却灰処理システムの一例を示すブロック図である。
【００２１】
本実施形態に係る焼却灰の水洗処理装置は、水が貯留された洗浄槽を備え、該洗浄槽内に供給された焼却灰を上方に持ち上げる機械的手段が設けられている。洗浄槽内の焼却灰は、前記機械的手段により洗浄槽内上方まで持ち上げられた後、重力により落下沈降し、これを繰り返すことにより鉛直方向に撹拌される。
焼却灰は比重が大きく、水平方向のみの撹拌では十分な撹拌混合性が得られないため、本実施形態のように鉛直方向に撹拌する機械的手段を備えることにより、撹拌混合性を高めることができ、焼却灰と水の接触を多くすることにより塩素除去率を大幅に向上させ、処理時間を短縮化することが可能となる。よって、水洗処理により塩素濃度の低い焼却灰を得ることができ、焼却灰をセメント原料等の再資源化原料として好適に用いることが可能となる。
【００２２】
本実施形態が適用される焼却灰処理システムの一例を図６に示す。尚、水洗設備１００の構成は、図１に示した構成に限定されるものではない。
この焼却灰処理システムは、焼却炉から排出された焼却灰１が投入される比重差分離装置５１と、該比重差分離装置５１にて金属片等の異物が除去された焼却灰が供給される水洗処理設備と、を備える。
前記比重差分離装置５１は、分離液を介して、比重の大きい金属片や大径焼却灰等の異物と、比重の小さい焼却灰とを分離する周知の装置である。
前記水洗処理設備は、前段側水洗処理設備と後段側水洗処理設備が直列に配設された２構成となっており、夫々洗浄槽５２、５４、固液分離装置５３、５５を備える。本実施形態の洗浄槽は、洗浄槽５２又は洗浄槽５４の何れか一方、又は両方に適用できる。前段側水洗処理設備では焼却灰の10〜40倍量、後段側水洗処理設備では焼却灰の5〜20倍量の水で洗浄する。
【００２３】
前段側水洗処理設備において、洗浄槽５２には、水３と、硫酸タンク５６から供給される硫酸とからなる洗浄水が貯留されており、該洗浄槽５２内に、比重差分離装置５１にて異物が除去された焼却灰が供給される。洗浄槽５２は、焼却灰１を鉛直方向に撹拌する機械的手段を備えている。この機械的手段を備えた洗浄槽５２の構成については、実施例１〜実施例３にて後述する。尚、本構成ではｐＨ調整に用いる酸として硫酸を例に挙げて示したが、これに限定されるものではなく、他の酸であってもよい。
洗浄槽５２には、焼却灰の水洗時に洗浄水のｐＨ値を測定するｐＨ計６３が設置されており、該洗浄水のｐＨを逐次監視している。ｐＨ調整は、バルブ６１を制御して硫酸タンク５６からの硫酸供給量を調整することにより行われる。硫酸は、焼却灰１ｔに対して10ｋｇから100ｋｇ添加され、ｐHは10〜11に調整される。
後段側水洗処理設備は、前記前段側水洗処理設備と同様の構成を備える。
【００２４】
本構成において、前段側の洗浄槽５２では、焼却灰を粗洗浄することにより塩素濃度を大幅に低下させ、後段側の洗浄槽５４では、仕上げ洗浄することにより塩素濃度を極めて低濃度となるまで洗浄するようになっている。
前段側水洗処理設備の洗浄槽５２にて水洗された後の焼却灰を含む処理水は、固液分離装置５３に導入され、該固液分離装置５３にて焼却灰４と排水５とに分離される。焼却灰４は、後段側水洗処理設備の洗浄槽５４に供給され、該洗浄槽５４にて水洗された後、固液分離装置５５にて処理灰７と排水８とに分離される。
【００２５】
また、本構成では、排水発生量を低減するために以下の構成を備えることが好ましい。
前段側水洗処理設備の固液分離装置５３にて分離された排水５を系外へ排出する排出ラインと、該排水５を洗浄槽５２に返送する循環ラインとを備え、排出ライン上にはバルブ６２が設置されている。また、排水５の電導度を測定する電導度計６４を備えており、該電導度計６４の測定値に基づいてバルブ６２を制御し、洗浄槽５２への循環量を制御するようになっている。即ち、水洗初期は排水５を循環して洗浄に用い、排水５中の不純物濃度、好適には塩素濃度が所定濃度以上となったらバルブ６２を開放して系外へ排水６を排出するようにしている。排水６を系外に排出したときは、水３のバルブ６０を制御して、新たに水３を補給する。
【００２６】
同様に、後段側水洗処理設備においても、固液分離装置５５にて分離された排水８を系外へ排出する排出ラインと、該排水８を洗浄槽５４に返送する循環ラインとを備え、排出ライン上にはバルブ６７が設置されている。また、排水８の電導度を測定する電導度計６９を備えており、該電導度計６９の測定値に基づいてバルブ６７を制御し、洗浄槽５４への循環量を制御するようになっている。即ち、水洗初期は排水８を循環して洗浄に用い、排水８中の不純物濃度が高くなったら系外へ排水９を排出する。排水９を系外に排出したときは、水３のバルブ６５を制御して、新たに水３を補給する。このように、直列に２段配置された水洗処理設備にて、個々に排水を循環使用する構成とすることにより、排水発生量を低減することが可能である。
【実施例１】
【００２７】
図１を参照して、本実施形態における具体的構成の一例として、実施例１に係るリフター方式の水洗処理装置につき以下に説明する。
本実施例１の水洗処理装置は、水３が貯留された洗浄槽１０と、該洗浄槽上部に設けられた焼却灰投入部１０ａと、洗浄槽下部に設けられた処理灰排出部１１と、洗浄槽底部に堆積した焼却灰１を洗浄槽内上方に持ち上げるリフター（機械的手段）１２とを備える。図１では、鉛直方向に長辺を有する方形状の洗浄槽１０を示しているが、洗浄槽１０の形状は限定されない。また、洗浄槽１０の底面をホッパ状に形成し、そのホッパ下端にバルブ（不図示）を設けて、水洗処理後にバルブを開放して処理灰２を排出する構成としているが、処理灰排出部１１はこれに限定されるものではなく、例えば洗浄槽上方から処理灰をすくい出して排出する構成など、他の手段を用いることも可能である。
【００２８】
前記リフター１２は、洗浄槽上部と下部に、少なくとも一対のスプロケット１３、１３が設けられ、該スプロケット１３、１３に無端環状のチェーンガイド１４が掛け渡され、該チェーンガイド１４にはバケット１５が所定間隔毎に複数取り付けられている。バケット１５は、チェーンガイド１４に対して外側に取り付けられる。スプロケット１３、１３には、これを回転駆動する駆動手段（不図示）が接続されており、該スプロケット１３、１３が同一方向に回転することによりチェーンガイド１４が回転し、チェーンガイド１４とともにバケット１５も所定方向に移動するようになっている。バケット１５は、回転方向前方に該バケット１５の開口部が向くように取り付けられている。
【００２９】
リフター１２の最下部の位置は、洗浄槽底面から数ｍｍ〜数十ｍｍ、好適には２ｍｍ〜１０ｍｍに設定することが好ましい。これにより、焼却灰１がリフター１２の最下部と洗浄槽底面の間に噛み込まれ、破損することを防止可能である。また、死水域が小さくなるように、洗浄槽１０の形状、リフター１２の構成を設定することが好ましく、これにより焼却灰１の堆積を軽減することが可能である。
【００３０】
上記構成を備えた水洗処理装置において、焼却灰投入部１０ａより洗浄槽１０内に投入された焼却灰１は、その比重により一旦、洗浄槽底部に沈降して堆積するが、リフター１２を回転駆動させることにより、バケット１５が洗浄槽底部に堆積した焼却灰１をすくい上げて洗浄槽上方に持ち上げ搬送し、チェーンガイド１４の折り返し点で反転してバケット１５内の焼却灰１を放出する。リフタの回転速度は、約1〜6m/分である。放出された焼却灰１は重力により落下し、洗浄槽底部に沈降して再度バケット１５により上方に持ち上げられる。この動作を繰り返すことにより、洗浄槽１０内で焼却灰は鉛直方向に撹拌される。所定時間、撹拌して水洗処理した後の処理灰２は、処理灰排出部１１より排出される。
【００３１】
本実施例１によれば、リフター１２により焼却灰１を洗浄槽内上方に持ち上げた後、重力により沈降させるようにし、焼却灰１を鉛直方向に撹拌することにより、比重が大きい焼却灰であっても、撹拌混合性を高めることができ、焼却灰が水と十分に接触するため塩素除去率が向上するとともに、処理時間の短縮化が可能となる。また、リフター１２により焼却灰１を強制的に持ち上げているため、確実に且つ十分に鉛直方向の撹拌を行うことができる。
【実施例２】
【００３２】
図２を参照して、実施例に係る循環方式の水洗処理装置につき以下に説明する。
本実施例２の水洗処理装置は、水３が貯留された洗浄槽１６と、該洗浄槽上部に設けられた焼却灰投入部１６ａと、洗浄槽下部に設けられた処理灰排出部１６ｂと、洗浄槽底部に堆積した焼却灰１を上方に持ち上げる循環手段（機械的手段）１７とを備える。図２では、鉛直方向に長辺を有する方形状の洗浄槽１６を示しているが、洗浄槽１６の形状は限定されない。また、処理灰排出部１６ｂを洗浄槽下部に設けた構成を示しているが、これに限定されるものではなく、例えば洗浄槽上方から処理灰をすくい出して排出する構成など、他の手段を用いることも可能である。
【００３３】
前記循環手段１７は、洗浄槽上部から水３を吸引し、循環配管１８を介して洗浄槽底部に設けたノズル１８ａより所定流速で噴出させる。循環配管１８にはポンプ１９が設けられている。ノズル１８ａは、洗浄槽底面に複数設置されている。また、循環配管１８の水吸引口が接続される洗浄槽上部には、該水吸引口に焼却灰１が吸引されないように、フード１６ｃが設けられている。
【００３４】
上記構成を備えた水洗処理装置において、焼却灰投入部１６ａより洗浄槽１６内に投入された焼却灰１は、その比重により一旦、洗浄槽底部に沈降して堆積するが、ポンプ１９を駆動させて循環配管１８で洗浄槽上部の水を吸引し、ノズル１８ａより噴出させることにより、洗浄槽１６内に上昇流が形成され、洗浄槽底部に堆積した焼却灰１は上方に持ち上げられ、重力により沈降することによって鉛直方向に撹拌される。ノズル１８ａからの水の突出流速は、１ｍ／ｓ以上とする。
所定時間、撹拌して水洗処理した処理灰２は、処理灰排出部１６ｂより排出される。
【００３５】
本実施例２によれば、循環手段１７により洗浄槽１６内に上昇流を形成し、焼却灰１を洗浄槽内上方に持ち上げた後、重力により沈降させるようにし、焼却灰１を鉛直方向に撹拌することにより、比重が大きい焼却灰であっても、撹拌混合性を高めることができ、焼却灰が水と十分に接触するため塩素除去率が向上するとともに、処理時間の短縮化が可能となる。また、本実施例２では循環手段１７により形成した上昇流によって焼却灰１を撹拌しているため、簡単な装置構成とすることが可能となる。さらに、循環させる水は、灰の少ない上澄み液を吸引しているため、循環配管１８が焼却灰により閉塞したり、磨耗することを防止できる。
【実施例３】
【００３６】
図３〜図５を参照して、実施例３に係るコンベア方式の水洗処理装置につき以下に説明する。
図３に示すように、本実施例３の水洗処理装置は、水３が貯留された洗浄槽２０と、該洗浄槽上部に設けられた焼却灰投入部２１と、洗浄槽下部に設けられた処理灰排出部２２と、洗浄槽底部に堆積した焼却灰１を上方に持ち上げるコンベア（機械的手段）３０とを備える。尚、本実施例３では、コンベア３０が水洗処理後の処理灰２を排出する機能を兼ね備えた構成につき説明するが、撹拌用のコンベア３０とは別に、処理灰排出用のコンベアを備えた構成としてもよい。
【００３７】
コンベア３０は、複数のスプロケット３２と、これらのスプロケット３２に掛け渡されたコンベアチェーン３１と、該コンベアチェーン３１の外側に取り付けられた複数のバケットスクレーパ４０と、を備える。図３のＸ−Ｘ断面図を図４に示す。
コンベアチェーン３１は、洗浄槽２０底面に沿って平行に配置された部位Ａと、部位Ａから上方に向けて延設された部位Ｂと、部位Ｂから洗浄槽上面に沿って配置された部位Ｃと、部位Ｃから一旦上方に突出した後、下降するように配置された部位Ｄと、部位Ｄから斜め上方に向けて延設された部位Ｅと、部位Ｅから反転する部位Ｆと、部位Ｆから斜め下方に向けて延設された部位Ｇとからなる。スプロケット３２は、この形状にコンベアチェーン３１を形成する位置に夫々設置される。
【００３８】
スプロケット３２には、これを回転駆動する駆動手段（不図示）が接続されており、該スプロケット３２が同時期に同一方向に回転することによりコンベアチェーン３１が回転し、コンベアチェーン３１とともにバケットスクレーパ４０も所定方向に移動するようになっている。
バケットスクレーパ４０は、図５に示すように、正回転時の進行方向には平板状のスクレーパ４２を有し、逆回転時の進行方向にはバケット４１を有する。
【００３９】
コンベア３０は、必要に応じて正回転、逆回転に切替可能になっており、図中、実線矢印で示す正回転時には、水洗処理後の処理灰２をスクレーパ４２側で底面に沿って押し出し、部位Ａ、部位Ｇを通って処理灰排出部２２より排出するようになっている。一方、破線矢印で示す逆回転時には、洗浄槽２０の底部に堆積した焼却灰１を、部位Ａにてバケット４１側ですくい取り、部位Ｂにて焼却灰１を上方に持ち上げた後、部位Ｄにてバケット４１の開口部を下方に向けることにより焼却灰を落下させ、重力により沈降させる。この動作により焼却灰１は洗浄槽２０内で鉛直方向に撹拌されることとなる。
【００４０】
コンベア３０の最下部の位置は、洗浄槽底面から数ｍｍ〜数十ｍｍ、好適には２ｍｍ〜１０ｍｍに設定することが好ましい。これにより、焼却灰１がコンベア３０の最下部と洗浄槽底面の間に噛み込まれ、破損することを防止可能である。また、死水域が小さくなるように、洗浄槽２０の形状、コンベア３０の構成を設定することが好ましく、これにより焼却灰１の堆積を軽減することが可能である。
また、図４に示すように、死水域に対して水又は空気を吹き込むノズル２５を設けることが好ましい。
【００４１】
上記構成を備えた水洗処理装置において、焼却灰投入部２１より洗浄槽２０内に投入された焼却灰１は、その比重により一旦、洗浄槽底部に沈降して堆積するが、コンベア３０を逆回転に駆動させることにより、バケットスクレーパ４０のバケット４１が洗浄槽底部に堆積した焼却灰１をすくい上げて洗浄槽上方に持ち上げ搬送し、コンベア４０の部位Ｄにてバケット４１内の焼却灰１を放出する。放出された焼却灰１は重力により落下し、洗浄槽底部に沈降して再度バケット４１により上方に持ち上げられる。この動作を繰り返すことにより、洗浄槽２０内で焼却灰は鉛直方向に撹拌される。
所定時間、撹拌して水洗処理した後、コンベア３０の回転方向を正回転に切り替え、洗浄槽底部に堆積した処理灰２をバケットスクレーパ４０のスクレーパ４２で押し出し移動させ、処理灰排出部２２より排出する。
【００４２】
本実施例３によれば、コンベア３０により焼却灰１を洗浄槽内上方に持ち上げた後、重力により沈降させるようにし、焼却灰１を少なくとも鉛直方向に撹拌することにより、比重が大きい焼却灰であっても、撹拌混合性を高めることができ、焼却灰が水と十分に接触するため塩素除去率が向上するとともに、処理時間の短縮化が可能となる。また、コンベア３０により焼却灰１を強制的に持ち上げているため、確実に且つ十分に鉛直方向の撹拌を行うことができる。
さらに、焼却灰１の撹拌用コンベア３０が、水洗処理後の処理灰排出機能を兼ね備えることにより、装置の高効率化、小型化が可能となる。
さらにまた、実施例１及び実施例３において、洗浄槽内に空気又は水を供給して水流を形成するようにしてもよく、これにより、バケットに収容された焼却灰近傍の水が局所的に塩素濃度が高くなった場合にも、水流により常に新しい水に入れ替わり、塩素除去効果を高めることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、洗浄槽内での焼却灰と水の撹拌混合性を高めて塩素除去効率を向上させ、水洗処理灰の塩素濃度を常に低く抑えることが可能であるため、焼却灰からセメント原料等の再資源化原料を製造する設備にて好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施例１に係る水洗処理装置の概略側面図である。
【図２】本発明の実施例２に係る水洗処理装置の概略側面図である。
【図３】本発明の実施例３に係る水洗処理装置の概略側面図である。
【図４】図３に示した水洗処理装置のＸ−Ｘ断面図である。
【図５】図３に示した水洗処理装置が備えるバケットスクレーパの側面図である。
【図６】本発明の実施形態が適用される焼却灰処理システムの一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００４５】
１ 焼却灰
２ 処理灰
３ 水
１０、１６ 洗浄槽
１２ リフター
１５ バケット
１７ 循環手段
１８ 循環配管
１８ａ ノズル
１９ ポンプ
２０ 洗浄槽
３０ コンベア
３１ コンベアチェーン
３２ スプロケット
３３ 持ち上げ部
３４ 落下部
４０ バケットスクレーパ
４１ バケット
４２ スクレーパ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗浄槽に供給された焼却灰を水に浸漬させた状態で撹拌しながら水洗処理し、該焼却灰に含まれる塩素分を除去する焼却灰の水洗処理方法において、
前記焼却灰を機械的手段により洗浄槽内上方に持ち上げた後、重力沈降させて、該焼却灰を少なくとも鉛直方向に撹拌することを特徴とする焼却灰の水洗処理方法。
【請求項２】
前記機械的手段により洗浄槽底部に堆積した焼却灰をすくい上げて洗浄槽内上方まで持ち上げた後、該機械的手段から前記焼却灰を放出して焼却灰を重力沈降させることを特徴とする請求項１記載の焼却灰の水洗処理方法。
【請求項３】
前記機械的手段により洗浄槽内に上昇水流を形成し、該上昇水流に搬送させて焼却灰を洗浄槽内上方まで持ち上げた後、重力沈降させることを特徴とする請求項１記載の焼却灰の水洗処理方法
【請求項４】
焼却灰が供給される洗浄槽と、該洗浄槽内にて水に浸漬された焼却灰を撹拌する撹拌手段とを備える焼却灰の水洗処理装置において、
前記撹拌手段が、前記焼却灰を洗浄槽内上方に持ち上げる機械的手段であり、該機械的手段により持ち上げた焼却灰を重力沈降させて、該焼却灰を少なくとも鉛直方向に撹拌することを特徴とする焼却灰の水洗処理装置。
【請求項５】
前記機械的手段が、前記洗浄槽底部に堆積した焼却灰をすくい上げて洗浄槽内上方に搬送する灰搬送部と、前記灰搬送部が所定間隔で複数取り付けられた無端環状ガイドとを備え、
前記無端環状ガイドは、前記灰搬送部の灰載置面が上方に向いた状態で該灰搬送部を上方に移動させ、所定位置で前記灰搬送部を反転させて、該灰搬送部上の焼却灰を落下させるように形成されることを特徴とする請求項４記載の焼却灰の水洗処理装置。
【請求項６】
前記水洗処理した後の焼却灰を排出する灰排出コンベアを備えた焼却灰の水洗処理装置であって、
前記灰排出コンベアを前記無端環状ガイドとして用い、
前記無端環状ガイドは、前記焼却灰の排出時には正回転に駆動されて前記灰搬送部の裏面で前記焼却灰を押し出し排出し、前記焼却灰の水洗時には逆回転に駆動されて前記灰搬送部の灰載置面で前記焼却灰を持ち上げ、該焼却灰を撹拌することを特徴とする請求項５記載の焼却灰の水洗処理装置。
【請求項７】
前記灰搬送部は、前記焼却灰を載置する平板と、該平板の灰載置面側にツメが具備されたバケット状に形成されてなることを特徴とする請求項５若しくは６記載の焼却灰の水洗処理装置。
【請求項８】
前記洗浄槽の死水域に空気又は水を噴出して水流を形成する灰詰まり防止手段を備えることを特徴とする請求項４乃至６の何れかに記載の焼却灰の水洗処理装置。
【請求項９】
前記機械的手段が、前記洗浄槽上方からポンプにより吸引した水を洗浄槽底部に循環させる循環配管と、該循環させた水を前記洗浄槽底部から噴出させる複数のノズルとから構成され、前記ノズルから噴出させた水により洗浄槽内に上昇水流を形成することを特徴とする請求項４記載の焼却灰の水洗処理装置。
【請求項１】
洗浄槽に供給された焼却灰を水に浸漬させた状態で撹拌しながら水洗処理し、該焼却灰に含まれる塩素分を除去する焼却灰の水洗処理方法において、
前記焼却灰を機械的手段により洗浄槽内上方に持ち上げた後、重力沈降させて、該焼却灰を少なくとも鉛直方向に撹拌することを特徴とする焼却灰の水洗処理方法。
【請求項２】
前記機械的手段により洗浄槽底部に堆積した焼却灰をすくい上げて洗浄槽内上方まで持ち上げた後、該機械的手段から前記焼却灰を放出して焼却灰を重力沈降させることを特徴とする請求項１記載の焼却灰の水洗処理方法。
【請求項３】
前記機械的手段により洗浄槽内に上昇水流を形成し、該上昇水流に搬送させて焼却灰を洗浄槽内上方まで持ち上げた後、重力沈降させることを特徴とする請求項１記載の焼却灰の水洗処理方法
【請求項４】
焼却灰が供給される洗浄槽と、該洗浄槽内にて水に浸漬された焼却灰を撹拌する撹拌手段とを備える焼却灰の水洗処理装置において、
前記撹拌手段が、前記焼却灰を洗浄槽内上方に持ち上げる機械的手段であり、該機械的手段により持ち上げた焼却灰を重力沈降させて、該焼却灰を少なくとも鉛直方向に撹拌することを特徴とする焼却灰の水洗処理装置。
【請求項５】
前記機械的手段が、前記洗浄槽底部に堆積した焼却灰をすくい上げて洗浄槽内上方に搬送する灰搬送部と、前記灰搬送部が所定間隔で複数取り付けられた無端環状ガイドとを備え、
前記無端環状ガイドは、前記灰搬送部の灰載置面が上方に向いた状態で該灰搬送部を上方に移動させ、所定位置で前記灰搬送部を反転させて、該灰搬送部上の焼却灰を落下させるように形成されることを特徴とする請求項４記載の焼却灰の水洗処理装置。
【請求項６】
前記水洗処理した後の焼却灰を排出する灰排出コンベアを備えた焼却灰の水洗処理装置であって、
前記灰排出コンベアを前記無端環状ガイドとして用い、
前記無端環状ガイドは、前記焼却灰の排出時には正回転に駆動されて前記灰搬送部の裏面で前記焼却灰を押し出し排出し、前記焼却灰の水洗時には逆回転に駆動されて前記灰搬送部の灰載置面で前記焼却灰を持ち上げ、該焼却灰を撹拌することを特徴とする請求項５記載の焼却灰の水洗処理装置。
【請求項７】
前記灰搬送部は、前記焼却灰を載置する平板と、該平板の灰載置面側にツメが具備されたバケット状に形成されてなることを特徴とする請求項５若しくは６記載の焼却灰の水洗処理装置。
【請求項８】
前記洗浄槽の死水域に空気又は水を噴出して水流を形成する灰詰まり防止手段を備えることを特徴とする請求項４乃至６の何れかに記載の焼却灰の水洗処理装置。
【請求項９】
前記機械的手段が、前記洗浄槽上方からポンプにより吸引した水を洗浄槽底部に循環させる循環配管と、該循環させた水を前記洗浄槽底部から噴出させる複数のノズルとから構成され、前記ノズルから噴出させた水により洗浄槽内に上昇水流を形成することを特徴とする請求項４記載の焼却灰の水洗処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−８２４８７（Ｐ２０１０−８２４８７Ａ）
【公開日】平成２２年４月１５日（２０１０．４．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２３１７５０（Ｐ２００８−２３１７５０）
【出願日】平成２０年９月１０日（２００８．９．１０）
【出願人】（５０１３７０３７０）三菱重工環境・化学エンジニアリング株式会社 (175)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月１５日（２０１０．４．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月１０日（２００８．９．１０）
【出願人】（５０１３７０３７０）三菱重工環境・化学エンジニアリング株式会社 (175)
【Ｆターム（参考）】
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