粉粒体処理システム及び粉粒体処理方法
【課題】洗浄排水の発泡を抑制しながら、設備を簡素化して洗浄水量を低減しながらも、粉粒体から水溶性成分や重金属等の障害物質を効率的に除去することができる粉粒体処理システムを提供する。
【解決手段】
粉粒体を洗浄しながら微粒物と中粒物に分級する湿式選別手段２と、湿式選別手段２から排出された微粒物と洗浄排水を固液分離する微粒物分離手段４と、微粒物分離手段４で固液分離された洗浄排水を湿式選別手段２へ返送する第一の循環経路３と、湿式選別手段２で分級された中粒物を再洗浄する再洗浄手段５から排出された洗浄排水を再洗浄手段５へ返送する第二の循環経路７と、再洗浄手段５に新規水を供給する新規水供給経路８と、再洗浄手段５から排出された洗浄排水の一部を、洗浄水として第一の循環経路３に供給する洗浄排水供給経路９を備え、微粒物分離手段４がろ過式の固液分離手段で構成される。
【解決手段】
粉粒体を洗浄しながら微粒物と中粒物に分級する湿式選別手段２と、湿式選別手段２から排出された微粒物と洗浄排水を固液分離する微粒物分離手段４と、微粒物分離手段４で固液分離された洗浄排水を湿式選別手段２へ返送する第一の循環経路３と、湿式選別手段２で分級された中粒物を再洗浄する再洗浄手段５から排出された洗浄排水を再洗浄手段５へ返送する第二の循環経路７と、再洗浄手段５に新規水を供給する新規水供給経路８と、再洗浄手段５から排出された洗浄排水の一部を、洗浄水として第一の循環経路３に供給する洗浄排水供給経路９を備え、微粒物分離手段４がろ過式の固液分離手段で構成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粗大物が混入した粉粒状の処理対象物を洗浄して該処理対象物に混入する障害物質を除去する粉粒体処理システム及び粉粒体処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
焼却灰や土壌等の粉粒体を資源化して再利用する場合、資源化に障害となる様々な水溶性成分や重金属等の障害物質を除去する必要がある。
【０００３】
例えば、雑多な廃棄物が不法投棄された汚染土壌を浄化して再利用する場合には、土壌を掘削して金属類、ガラ類、有機質材等の粗大物を分離除去するとともに、土砂に付着した重金属等の有害成分を除去する必要がある。
【０００４】
焼却主灰や飛灰などの焼却灰は、一般に最終処分場に埋立処理され、或いは、溶融炉において高温で溶融処理して化学的に安定したスラグに減容化して処分されているが、近年、最終処分場の容量の飽和などの問題からセメント原料として再利用することが考えられている。
【０００５】
一般に都市ゴミ焼却施設等で発生した焼却灰等の焼却残渣をセメント原料として再利用する場合には、先ず、焼却残渣から金属類、ガラ類、有機質材等の粗大物を分離除去する必要がある。
【０００６】
さらに、焼却灰を予熱装置にて予熱処理した後にロータリーキルンなどで焼成する際に、焼却灰に含まれる塩素成分により装置が腐食するという問題があるため、予め焼却灰を水洗処理して塩素を除去する必要がある。
【０００７】
また、国内のセメントの消費量の約７０％を占める普通ポルトランドセメントの原料として焼却灰を利用する場合は、コンクリート中の鉄筋の腐食を防止するために塩素除去が必要となる。
【０００８】
特許文献１には、都市ゴミ焼却炉より排出される焼却灰を、主灰と飛灰とに別々の受槽に回収する回収工程、該回収工程の主灰受槽の主灰を粉砕し、平均粒径２００μｍ以下の大きさの粉砕粒子を得る粉砕工程、該回収工程の飛灰受槽の飛灰を還元雰囲気下、３００ないし４５０℃の温度で処理してダイオキシン類を分解する脱ダイオキシン工程、及び、粉砕工程より得られる主灰と脱ダイオキシン工程より得られる飛灰とを水洗し、塩素成分が低減された固形分を回収する洗浄工程を含む焼却灰の処理方法が提案されている。
【０００９】
しかし、特許文献１に記載される方法では、粉砕工程より得られる主灰と脱ダイオキシン工程より得られる飛灰とを混合して同時に水洗処理するために、効率が悪いという問題があった。
【００１０】
そこで、本出願人は先に特許文献２で、処理対象物である焼却主灰を洗浄しながら粗大物と粉粒体とに選別するとともに、粉粒体を微粒物と微粒物より粒径が大きい中粒物に分級する湿式選別手段と、湿式選別手段で分級された微粒物を再洗浄する第一の再洗浄手段と、湿式選別手段で分級された中粒物を再洗浄する第二の再洗浄手段を備え、さらに、第一の再洗浄手段から排出された洗浄排水を湿式選別手段へ返送する第一の循環経路と、第二の再洗浄手段から排出された洗浄排水を第二の再洗浄手段へ返送する第二の循環経路を備え、それぞれの循環経路を介して返送された洗浄排水を洗浄水として再利用する焼却灰の処理設備を提案した。
【００１１】
前記焼却灰の処理設備では、焼却主灰の粒径の違いにより塩素の含有量が大きく異なるので、塩素含有量に基づいて粒径２ｍｍ以上の粗粒灰と、粒径０．１５ｍｍ〜２ｍｍの細粒灰と、０．１５ｍｍより小径の微粒灰に分類し、夫々において洗浄条件を変えて洗浄処理が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００３−１０３２３２号公報
【特許文献２】特開２００８−２６４７６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかし、特許文献２に記載されるような、粒径が０．１５ｍｍより小径の微粒灰を処理する経路に濃縮装置としてシックナーや、湿式サイクロン、ベルト濃縮機、遠心濃縮機等を配置して、当該濃縮装置に湿式選別手段から排出される微粒灰と洗浄排水を供給し、微粒灰を濃縮して底部から引き抜き、上澄み液は洗浄水として再利用する構成では、シックナーの底部に濃縮された微粒灰が圧密して、ポンプによる微粒灰の引き抜きが困難になったり、当該ポンプが故障する虞があった。
【００１４】
さらに、シックナーで濃縮されずに上澄み液に浮遊する浮遊物や微粒灰が、第一の循環経路を介して再度湿式選別手段に返送されるため、洗浄排水の微粒灰の含有量が増し、発泡したり、ムース状のスカムが発生して溢れだし、煩雑な清掃作業が必要となり、処理設備の円滑な稼働が困難になるという虞があった。
【００１５】
本発明は上述した問題点に鑑み、洗浄排水の発泡を抑制しながら、設備を簡素化して洗浄水量を低減しながらも、粉粒体から水溶性成分や重金属等の障害物質を効率的に除去することができる粉粒体処理システム及び粉粒体処理方法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】
【００１６】
上述の目的を達成するため、本発明による粉粒体処理システムの第一の特徴構成は、特許請求の範囲の書類の請求項１に記載した通り、粉粒体を洗浄しながら微粒物と微粒物より粒径が大きい中粒物に分級する湿式選別手段と、前記湿式選別手段から排出された微粒物と洗浄排水を固液分離する微粒物分離手段と、前記微粒物分離手段で固液分離された洗浄排水を前記湿式選別手段へ洗浄水として返送する第一の循環経路と、前記湿式選別手段で分級された中粒物を再洗浄する再洗浄手段と、前記再洗浄手段から排出された洗浄排水を前記再洗浄手段へ洗浄水として返送する第二の循環経路と、前記再洗浄手段に新規水を供給する新規水供給経路と、前記再洗浄手段から排出された洗浄排水の一部を、洗浄水として前記第一の循環経路に供給する洗浄排水供給経路を備え、前記微粒物分離手段が、ろ過式の固液分離手段で構成されている点にある。
【００１７】
粒径により障害物質の含有率が異なる処理対象物を洗浄するにあたり、湿式選別手段は、処理対象物が洗浄されながら粉粒体が障害物質の含有率が高い微粒物と微粒物より粒径が大きく障害物質の含有率が低い中粒物に分級される。
【００１８】
障害物質の含有率が高い微粒物は、微粒物分離手段により洗浄排水と固液分離され、微粒物分離手段から排出された障害物質の含有率が高い洗浄排水は、第一の循環経路を介して湿式選別手段へ返送されて洗浄水として再利用される。
【００１９】
微粒物よりも障害物質の含有率が低い中粒物は再洗浄手段により再洗浄され、再洗浄手段から排出された障害物質の含有率の低い洗浄排水は、第二の循環経路を介して前記再洗浄手段へ洗浄水として返送される。再洗浄手段には新規水供給経路により新規水が供給されるので、前記洗浄排水の障害物質の含有率はさらに低下することとなる。
【００２０】
このように、障害物質の含有率が低下された洗浄排水の一部が、洗浄水供給経路を介して前記第一の循環経路に供給されるので、第一の循環経路によって湿式選別手段に返送される洗浄排水が希釈されて障害物質の含有率が低下し、障害物質の含有率が低下した洗浄排水が湿式選別手段で洗浄水として再利用されるので、洗浄効果を効率的に高めることができる。
【００２１】
しかし、湿式選別手段から排出される洗浄排水に浮遊するような微粒物が多量に含まれると、洗浄排水が発泡しやすく、ムース状のスカムが大量に発生して各処理手段から溢れだし、頻繁に煩雑な清掃作業が必要となったり、粉粒体処理システムが円滑に稼働できなくなるという虞がある。
【００２２】
そこで、微粒物分離手段をろ過式の固液分離手段で構成することで、洗浄排水に浮遊するような微粒物を回収し、発泡が抑制できる。さらに、ろ過式の微粒物分離手段を採用することで、シックナーのような濃縮装置に必要な濃縮物を引き抜くポンプが不要となるため、当該ポンプの故障の虞がなくなる。
【００２３】
中粒物を洗浄する再洗浄手段から排出される洗浄排水にはもともと微粒物が混入することが少ないが、湿式選別手段で十分に洗浄されなかった中粒物に微粒物が付着している場合でも、洗浄排水供給経路によって、再洗浄手段から排出される洗浄排水が第一の循環経路に供給され、前記洗浄排水中の微粒物もろ過式の固液分離手段で回収できる。よって、粉粒体処理システム全体にわたって、洗浄排水の発泡が抑制でき、ムース状のスカムの発生が抑制でき、円滑な稼働が可能となる。
【００２４】
同第二の特徴構成は、同請求項２に記載した通り、上述の第一特徴構成に加えて、前記ろ過式の固液分離手段がフィルタプレス脱水機である点にある。
【００２５】
フィルタプレス脱水機により微粒物と洗浄排水を固液分離する際に、多くの浮遊物は微粒物とともに洗浄排水と固液分離されるため、フィルタプレス脱水機から排出された洗浄排水には発泡の原因となる微粒物や浮遊物が極めて少なくなり、第一の循環経路によって湿式選別手段に返送される洗浄排水は微粒物の含有量が低減され、発泡の虞が低減される。
【００２６】
フィルタプレス脱水機は、固液分離対象物が微粒物のように膜間差圧の低いものである場合は、微粒物と洗浄排水が素早く固液分離できるため、作業効率が良い。
【００２７】
さらに、フィルタプレス脱水機は、例えば、遠心脱水機のような固液分離前の固液分離の対象物である微粒物の濃縮手段が不要となるため設備の簡素化が図れる。
【００２８】
同第三の特徴構成は、同請求項３に記載した通り、上述の第一または第二特徴構成に加えて、前記第一の循環経路に、前記微粒物分離手段により固液分離された洗浄排水を貯留する第一の貯留槽を備えるとともに、前記第二の循環経路に、前記再洗浄手段から排出された洗浄排水を貯留する第二の貯留槽を備え、前記洗浄排水供給経路は、前記第二の貯留槽から洗浄排水が前記第一の貯留槽に溢流するように構成されている点にある。
【００２９】
前記第二の循環経路に備えた前記再洗浄手段から排出された洗浄排水を貯留する第二の貯留槽から、前記第一の循環経路に備えた前記微粒物分離手段により固液分離された洗浄排水を貯留する第一の貯留槽に、ポンプ等によって洗浄排水を供給したり、流量を調節するために経路に制御弁を備えたりする構成が考えられるが、動力源が必要となり設備コストやランニングコストが高くなるという問題がある。
【００３０】
さらには、湿式選別手段で十分に洗浄されなかった中粒物に微粒物が付着して、第二の循環経路に微粒物が混入し、発泡して制御弁の誤作動を引き起こす虞があった。
【００３１】
そこで、前記第二の貯留槽から洗浄排水が前記第一の貯留槽に溢流するように構成することで、ポンプや制御弁等の動力源や、制御弁の誤作動の虞を低減でき、安定的に適量を供給可能となる。
【００３２】
本発明による粉粒体処理方法の第一の特徴構成は、同請求項４に記載した通り、粉粒体を洗浄しながら微粒物と微粒物より粒径が大きい中粒物に分級する湿式選別工程と、前記湿式選別工程から排出された微粒物と洗浄排水を固液分離する微粒物分離工程と、前記微粒物分離工程で固液分離された洗浄排水を前記湿式選別工程へ洗浄水として返送する第一の循環工程と、前記湿式選別工程で分級された中粒物を再洗浄する再洗浄工程と、前記再洗浄工程から排出された洗浄排水を前記再洗浄工程へ洗浄水として返送する第二の循環工程と、前記再洗浄工程に新規水を供給する新規水供給工程と、前記再洗浄工程から排出された洗浄排水の一部を、洗浄水として前記第一の循環工程に供給する洗浄排水供給工程を備え、前記微粒物分離手段が、ろ過式の固液分離工程で構成されている点にある。
【００３３】
同第二の特徴構成は、同請求項５に記載した通り、上述の第一特徴構成に加えて、前記ろ過式の固液分離工程が、フィルタプレス式の固液分離工程で構成されている点にある。
【発明の効果】
【００３４】
以上説明した通り、本発明によれば、洗浄排水の発泡を抑制しながら、設備を簡素化して洗浄水量を低減しながらも、粉粒体から水溶性成分や重金属等の障害物質を効率的に除去することができる粉粒体処理システム及び粉粒体処理方法を提供することができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明による粉粒体処理システムの説明図
【図２】本発明による粉粒体処理システムに用いられる湿式選別手段の説明図
【図３】同湿式選別手段の平面図
【図４】同湿式選別手段の要部の説明図
【図５】本発明による粉粒体処理システムのブロック説明図
【図６】（ａ）別実施形態による各槽の平面図、（ｂ）別実施形態による各槽の部分側面図、（ｃ）別実施形態による各槽の部分側面図
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下に、粉粒体から水溶性成分や重金属等の障害物質を効率的に除去することができる粉粒体処理システム及び粉粒体処理方法を、図面に基づいて説明する。ここでは、金属類、ガラ類（石やガラス片等）さらには有機質材（ゴム、プラスチック、紙、繊維、木片等）といった粗大物が混入した粉粒体としての焼却灰を処理対象物とする場合を説明する。
【００３７】
焼却灰はその粒径により塩素含有量が異なり、粒径が小さいほど塩素含有量が多い。本粉粒体処理システムでは、塩素含有量に基づいて粒径０．１５ｍｍより小径の微粒物（以下、「微粒灰」とも記す）と、粒径０．１５ｍｍ以上の中粒物（以下、「中粒灰」とも記す）に分級し、さらに前記中粒物を粒径０．１５ｍｍ〜２ｍｍの細粒物（以下、「細粒灰」とも記す）と、粒径２ｍｍ以上の粗粒物（以下、「粗粒灰」とも記す）とに分級し、夫々において洗浄条件を変えることで効率的に脱塩素処理を行う。
【００３８】
図１に示すように、粉粒体処理システム１は、焼却炉から排出された処理対象物を洗浄しながら粗大物と粉粒体とに選別するとともに、粉粒体を洗浄しながら微粒物と微粒物より粒径が大きい中粒物に分級する湿式選別手段２と、湿式選別手段２から排出された微粒物と洗浄排水を固液分離する微粒物分離手段４と、微粒物分離手段４で固液分離された洗浄排水を湿式選別手段２へ洗浄水として返送する第一の循環経路３と、湿式選別手段２で分級された中粒物を再洗浄する再洗浄手段５と、再洗浄手段５から排出された洗浄排水を再洗浄手段５へ洗浄水として返送する第二の循環経路７と、再洗浄手段５に新規水を供給する新規水供給経路８と、再洗浄手段５から排出された洗浄排水の一部を、洗浄水として第一の循環経路３に供給する洗浄排水供給経路９を備えている。
【００３９】
図２から図４に示すように、湿式選別手段２は、洗浄水が貯留する底部が傾斜した洗浄水槽２０と、一方の上部開口が洗浄水槽２０と連通し、他方の開口に脈動発生装置３０が設けられたＵ字管形状の脈動洗浄槽２１と、脈動洗浄槽２１の一方の開口及び洗浄水槽２０の傾斜底部に沿って配置され、プーリー２２ａ，２２ｂ，２２ｃによって回転支持された網目状の搬送面を備えたコンベアベルト２２と、コンベアベルト２２の回転方向に沿って複数設けられ、コンベアベルト２２の回転方向とは逆方向に向けて水流を形成する水噴射ノズル２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ等を備えたジグ選別装置で構成されている。
【００４０】
脈動発生装置３０は、脈動洗浄槽２１の他方の開口の水面近傍からベローズ３７、ロッド３２を介してプランジャ３１を上下動させるために連結されたエキセントリックシーブ３３を備え、エキセントリックシーブ３３の回転軸を回転駆動するモータ３４を備えている。
【００４１】
インバータ装置によりモータ３４の回転数が調整され、モータ３４の回転に伴なってベローズ３７が伸縮作動されることにより、脈動洗浄槽２１を介して洗浄水槽２０内の水が上下方向に脈動する。
【００４２】
脈動発生装置３０は、上下動するプランジャ３１のストローク長を調整するストローク長調整機構（図示せず）を備え、脈動する液面の高さを変更することができる。
【００４３】
前記ストローク長調整機構としては、プランジャ３１の取付け位置を上下方向に調整する機構、ロッド３２の長さを調整する機構、ロッド３２のエキセントリックシーブ３３に取付ける位置を直径方向に調整する機構を用いることができる。
【００４４】
脈動洗浄槽２１は、コンベアベルト２２の延出方向に沿って三分割され、夫々に異なる偏心位置で回転軸３５が取付けられたエキセントリックシーブ３３が配され、位相が異なる脈動が付与される。
【００４５】
ベルトコンベア装置３６によって湿式選別手段２に搬送された処理対象物は、コンベアベルト２２に直接落下して破損することを防止するための傾斜面２４ａを備えた投入シュート２４を介して洗浄水槽２０に投入される。投入シュート２４内には傾斜面２４ａに落下した処理対象物を洗い流すための洗浄ノズル２４ｂ及び、ベルトコンベア装置３６に残留した処理対象物を洗い落とすための洗浄ノズル２４ｃが備えられている。
【００４６】
コンベアベルト２２上に落下した処理対象物は、脈動洗浄槽２１による洗浄水の上下方向の脈動により分散されて、焼却灰に混入した粗大物のうち比重の大きな金属類、ガラ類（石やガラス片等）は洗浄水によって付着した灰が除去された後にコンベアベルト２２によって粗大物搬出口２５から排出される。
【００４７】
さらに、プーリー２２ｃの後方にはコンベアベルト２２に目詰まりして付着した粗大物を除去するための回転ブラシ２５ａが備えられている。回転ブラシ２５ａはコンベアベルト２２の回転によって摺動するように構成されている。
【００４８】
このように、粗大物は回転ブラシ２５ａによって確実にコンベアベルト２２から除去され粗大物排出口２５から排出できるので、付着した粗大物が成長してベルトコンベア２２の駆動に対する負荷が大きくなることが防止でき、また、コンベアベルト２２に付着した粗大物が洗浄水槽２０内で離脱した場合に回収するシュートが不要になったり、中粒物に混ざることを防止できる。なお、回転ブラシに替えて、ブラシをコンベアベルト２２に押圧させて固定する構成でもよい。
【００４９】
比重の小さな有機質材（ゴム、プラスチック、紙、繊維、木片等）は水面に浮上して水噴射ノズル２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄによる水流に従って洗浄水とともに溢流堰２６から排水樋２７に流出する。
【００５０】
つまり、湿式選別手段２では、粗大物が、比重差によって粗大物を比重の大きい粗大物と比重の小さい粗大物に選別される比重選別工程が実行される。
【００５１】
また、洗浄水槽２０に投入された焼却灰は、脈動洗浄槽２１による洗浄水の上下方向の脈動により分散され、沈降速度が大きく上方向の脈流に抗して沈降する中粒灰（粗粒灰と細粒灰）は水槽内に沈降し、沈降速度の小さい微粒灰は水噴射ノズル２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄによる水流に従って洗浄水中を浮遊して溢流堰２６から排水樋２７に流出する。つまり、湿式選別手段２では、粉粒体である焼却灰が、沈降速度差によって微粒灰と微粒灰より粒径が大きい中粒灰とに分級される湿式選別工程が実行される。
【００５２】
つまり、上述のような湿式選別工程の過程で、粗大物や焼却灰に付着した塩素等の障害物質がある程度洗浄除去される。
【００５３】
粗大物搬出口２５から排出された金属類、ガラ類は、磁選機等の金属回収部１０によって金属類とガラ類に分離して回収され、排水樋２７に溢流した洗浄排水は、スクリーン装置２８によって有機質材が除去された後に微粒灰とともに微粒物分離手段４に送られる。この時、スクリーン装置２８では、洗浄水を噴霧して有機質材を洗浄してもよい。
【００５４】
脈動洗浄槽２１の底部に形成した開口から洗浄水槽２０の底部に沈降した中粒灰は、側部及び底部に複数の小径の水抜き孔を形成したバケット２９ａが無限軌道に沿って複数並設されたバケットコンベア機構２９によって水切りされながら槽外に搬出され、再洗浄手段５によってさらに洗浄処理される。
【００５５】
バケット２９ａに生成する水抜き孔の径は、側部と底部を同径で形成してもよいし、異ならせてもよい。例えば、側部に生成する水抜き孔の径を底部に生成する水抜き孔の径より大きく形成してもよい。また、側部に生成する水抜き孔の径も側部上方と下方で異ならせてもよい。
【００５６】
例えば、側部の上方には直径１５ｍｍの水抜き孔を形成し、側部の下方及び底部には直径５ｍｍの水抜き孔を生成すると、バケット２９ａ内に溜まった中粒灰は水抜き孔から流れずに、バケット２９ａがバケットコンベア機構２９の無限軌道に沿って傾いたときに、バケット２９ａ内の洗浄排水は上部の水抜き孔から効率的に排出されるのである。
【００５７】
つまり、バケット２９ａに溜まった湿式選別手段２内の塩素濃度の高い洗浄水が、中粒物の再洗浄手段５に流入するのを回避できる適当な大きさの水抜き孔が形成されるのが好ましい。
【００５８】
微粒物分離手段４は、ろ過式の固液分離手段としてのフィルタプレス脱水機４１で構成され、スクリーン装置２８を経た微粒灰を含んだ洗浄排水が脱水機調整槽４０に貯留され、攪拌機により濃度を均一に攪拌され、給泥ポンプ４２によりフィルタプレス脱水機４１に打ち込まれる。フィルタプレス脱水機は、固液分離対象物が微粒物のように膜間差圧の低いものである場合は、微粒物と洗浄排水が素早く固液分離できるため、作業効率が良い。
【００５９】
つまり、フィルタプレス脱水機４１により湿式選別工程から排出される微粒物と洗浄排水を固液分離するろ過式の固液分離工程が実行される。
【００６０】
なお、フィルタプレス脱水機４１は、例えば２台のフィルタプレス脱水機を交互にバッチ運転することで、一方のフィルタプレス脱水機が固液分離している間に、他方のフィルタプレス脱水機はケーキの排出や清掃作業をするなどして、常に一方のフィルタプレス脱水機が微粒物分離工程を実行できるように構成されている。
【００６１】
フィルタプレス脱水機４１では、洗浄排水と微粒物が固液分離され、脱水された微粒灰はセメント原料に供される。フィルタプレス脱水機４１から排出された洗浄排水は、排水貯留槽４４に貯留される。
【００６２】
このようにフィルタプレス脱水機４１により微粒物と洗浄排水を固液分離する際に、多くの浮遊物は微粒物とともに洗浄排水と固液分離され、フィルタプレス脱水機４１から排出された洗浄排水には発泡の原因となる微粒物や浮遊物が極めて少なくなり、第一の循環経路３によって湿式選別手段２に返送される洗浄排水は微粒物の含有量が低減され、発泡の虞が低減されるのである。
【００６３】
微粒物分離手段４を構成するろ過式の固液分離手段としてはフィルタプレス脱水機４１に限らず、ろ過によって微粒物と洗浄排水を固液分離できるものであればよく、その他の公知の装置を用いることもできる。
【００６４】
フィルタプレス脱水機４１から排出される洗浄排水に、鉛、亜鉛、カドミウム等の重金属等が含まれている場合は、ｐＨ調整剤、キレート剤等の薬品を添加し、洗浄排水に含まれる重金属を取り除くことが好ましい。
【００６５】
フィルタプレス脱水機４１では、微粒物と洗浄排水が固液分離され、脱水された微粒灰はセメント原料に供される。フィルタプレス脱水機４１から排出された洗浄排水は、排水貯留槽４４に貯留される。
【００６６】
排水貯留槽４４は、図示しない排水ピットからの流入する雑用水に混入する懸濁物質を沈殿させて、湿式選別手段２に返送する排砂ポンプ４５及び排砂経路４６を備えている。排水貯留槽４４に排水ピットからの雑用水が流入しない処理フローであれば、湿式選別手段２に替えて、スクリーン装置２８へ洗浄水として返送することができる。
【００６７】
排水貯留槽４４を、溢流した洗浄排水は、湿式選別手段２へ洗浄水として返送するため、返送水中継槽４７に排出される。なお、排水貯留槽４４から返送水中継槽４７への洗浄排水の供給過多になり、洗浄排水が返送水中継槽４７から溢れることを防止するため、排水貯留槽４４の所定水位以上の洗浄排水は排水処理施設へ送られ処理されるように構成されている。
【００６８】
返送水中継槽４７に貯水された洗浄排水は返送水中継ポンプ４８によって第一の循環経路３を介して湿式選別手段２へ返送され、水噴射ノズル２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ及び洗浄ノズル２４ｂ，２４ｃを介して洗浄水槽２０に再洗浄水として利用される。
【００６９】
水噴射ノズル２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ及び洗浄ノズル２４ｂ，２４ｃのノズル口径は、洗浄排水中に含まれる懸濁物質等が目詰まりしないような口径が好ましく、さらに、ノズルに替えて洗浄排水の供給配管にスリットを形成し、当該スリットから洗浄排水を吐出するように構成してもよい。
【００７０】
つまり、第一の循環経路３によりフィルタプレス脱水機４１によるろ過式の固液分離工程で固液分離された洗浄排水を湿式選別工程へ洗浄水として返送する第一の循環工程が実行される。
【００７１】
返送水中継槽４７には、脱水機調整槽４０から溢流した洗浄排水も流れ込むように構成されている。これは、フィルタプレス脱水機４０によって処理される洗浄排水量が脱水機調整槽４０に流れ込む洗浄水量より多いと、脱水機調整槽４０の水位が下がり、脱水機調整槽４０内の洗浄排水がなくなると、フィルタプレス脱水機４１を停止し、脱水機調整槽４０の水位を回復させる必要がある。
【００７２】
このとき、返送水中継槽４７に洗浄排水が流入しなくなるので、返送水中継ポンプ４８も停止する必要があり、湿式選別手段２に供給される洗浄水も停止することになる。よって、焼却灰の湿式選別手段２への供給も停止しなくてはならない場合が生じる。
【００７３】
そこで、フィルタプレス脱水機４１が排出する洗浄排水量を、脱水機調整槽４０に流入する洗浄排水量以下になるようにし、脱水機調整槽４０から溢流した洗浄排水は返送水中継槽４７に流れ込むように構成することで、上述のような、フィルタプレス脱水機４１の運転状況により粉粒体処理システム１の運転を停止するような必要がなくなり、連続して安定的に洗浄対象物の洗浄が行えるのである。
【００７４】
なお、第一の循環経路３から供給される再洗浄水を、水噴射ノズル２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ及び洗浄ノズル２４ｂ，２４ｃを介して供給するルートとは別に、脈動洗浄槽２１のプランジャ３１の下部に設けた注水部２１ａから供給するルートを備え、各ルートを介した再洗浄水の供給比率を調整するように構成してもよい。注水部２１ａから供給する比率を調整し、脈動洗浄槽２１の上昇流の速度を調整することによって、粉粒体の沈降速度を制御して分級する粒径を設定することができる。
【００７５】
再洗浄手段５は、バケットコンベア機構２９によって搬出された中粒灰を洗浄しながら粗粒物と粗粒物より粒径の小さい細粒物に分級する中粒物分級手段としての分級装置５１と、分級装置５１で分級された細粒物を洗浄する細粒物洗浄手段としての灰沈降槽５３を備えるとともに、分級手段５１により分級された細粒物と洗浄排水を固液分離する細粒物分離手段としての湿式サイクロン５２を備え、湿式サイクロン５２により固液分離された細粒物が灰沈降槽５３で洗浄されるように構成されている。
【００７６】
つまり、再洗浄手段５により、湿式選別手段２による湿式選別工程で分級された中粒物を再洗浄する再洗浄工程が実行される。
【００７７】
分級装置５１は湿式の振動篩装置で構成され、バケットコンベア機構２９からシュート５０を介して落下供給される。なお、分級装置５１として、スクリーン装置を用いることもできる。
【００７８】
シュート５０及び分級装置５１には、湿式サイクロン５２で固液分離された塩素濃度が低い洗浄排水が返送され噴霧供給されるとともに、分級装置５１の下流側では、新規水供給経路８ａ（８）からリンス用の新規水が噴霧供給され、分級装置５１は中粒灰を洗浄しながら粗粒灰と細粒灰に分級する。
【００７９】
分級された粗粒灰は、水切りされた後にセメント原料として供される。粒径が大きな粗粒灰には塩素含有量が僅かであるため、それほど洗浄する必要がないのである。
【００８０】
分級装置５１で分級された細粒灰と洗浄排水はサイクロン供給槽５６に貯留され、サイクロン供給槽５６に貯留された細粒物と洗浄排水は攪拌機により濃度を均一に攪拌され、供給ポンプ５５により湿式サイクロン５２に供給される。
【００８１】
湿式サイクロン５２で固液分離された洗浄排水は、洗浄水として上述したシュート５０及び分級装置５１に循環供給され、余剰の洗浄排水はサイクロン供給槽５６に返送される。
【００８２】
湿式サイクロン５２で固液分離された細粒灰は、灰沈降槽５３に排出される。灰沈降槽５３で沈降した細粒灰は、灰掻揚げコンベア５４で搬出されながら、新規水供給経路８ｂ（８）から噴霧供給されるリンス用の新規水により洗浄され、水切りされた後にセメント原料として供される。なお、灰沈降槽５３から溢流した洗浄排水はサイクロン供給槽５６に貯留される。
【００８３】
よって、本実施形態では、分級装置５１からサイクロン供給槽５６に至る経路、サイクロン供給槽５６から湿式サイクロン５２に至る経路、湿式サイクロン５２から灰沈降槽５３に至る経路、灰沈降槽５３からサイクロン供給槽５６に至る経路、湿式サイクロン５２から分級装置５１及びサイクロン供給槽５６に至る経路が第二の循環経路７となり、サイクロン供給槽５６が第二の循環経路７に備えられ、再洗浄手段から排出された洗浄排水を貯留する第二の貯留槽となる。
【００８４】
つまり、第二の循環経路７により、再洗浄手段５による再洗浄工程から排出された洗浄排水を再洗浄工程へ洗浄水として返送する第二の循環工程が実行される。
【００８５】
サイクロン供給槽５６から溢流した洗浄排水は洗浄排水供給経路９を経て返送水中継槽４７を経て第一の循環経路３に供給される。なお、返送水中継槽４７の洗浄排水は、サイクロン供給槽５６に逆流しないように構成されている。
【００８６】
つまり、洗浄排水供給経路９により、再洗浄工程から排出された洗浄排水の一部が、洗浄水として第一の循環工程に溢流するように構成されている洗浄排水供給工程が実行される。
【００８７】
なお、サイクロン供給槽５６に貯留された洗浄排水には湿式選別手段２で十分に分離されなかった微粒灰が含まれており、このような微粒灰はサイクロン供給槽５６から洗浄排水供給経路９を経て返送水中継槽４７に送られ、第一の循環経路３を経て再度湿式選別手段２で分級され、フィルタプレス脱水機４１で固液分離される。よって、粉粒体処理システム全体にわたって洗浄排水の発泡が抑制できスカムの発生が抑制でき、円滑な稼働が可能となるのである。
【００８８】
なお、細粒物分離手段は湿式サイクロン５２で構成する場合に限られるものではなく、公知の脱水機、沈殿槽等により細粒灰と洗浄排水を分離する構成であってもよい。
【００８９】
新規水供給経路８ａ，８ｂには、新規水貯留槽８０に備えられた供給ポンプ８１ａ，８１ｂから新規水が供給されるように構成されている。
【００９０】
新規水供給経路８ａ、８ｂは分級装置５１と灰沈降槽５３のそれぞれにリンス用の新規水を供給するように構成され、新規水供給経路８ａ、８ｂにより再洗浄工程に新規水を供給する新規水供給工程が実行される。
【００９１】
なお、供給ポンプ８１ａ，８１ｂは、回転数を調整することで、新規水供給経路８ａ，８ｂを介して供給される新規水の供給量を調整したり、新規水供給経路８ａ，８ｂに、流量調整バルブを備えて、新規水の供給量を調整するように構成してもよい。
【００９２】
以上のように、中粒灰の塩素含有量は微粒灰の塩素含有量より少ないのに加えて、第二の循環経路７を流れる洗浄排水には新規水が供給されるので、洗浄排水中の塩化物イオン濃度は低く抑えられる。
【００９３】
よって、洗浄排水供給経路９によって塩化物イオン濃度が低い第二の循環経路７側の洗浄排水が、塩化物イオン濃度の高い第一の循環経路３側へと流れることで、第一の循環経路３に直接新規水を供給しなくても、第一の循環経路３を流れる洗浄排水の塩化物イオン濃度を効率的に低下させることができる。
【００９４】
図５に示すように、本発明による粉粒体処理システム１は、湿式選別手段２により処理対象物を洗浄しながら、粉粒体を微粒物と微粒物より粒径が大きい中粒物に分級する。
【００９５】
湿式選別手段２は、湿式の振動篩装置やスクリーン装置などの公知の装置を適用することができるが、粉粒体に粗大な異物が混入している場合は、図２に示すような、ジグ選別装置を採用することが効果的である。
【００９６】
ろ過式の固液分離手段としての微粒物分離手段４により湿式選別手段２から排出される微粒物と洗浄排水を固液分離し、第一の循環経路３により微粒物分離手段４で固液分離された洗浄排水を湿式選別手段２へ洗浄水として返送し、再洗浄手段５により湿式選別手段２で分級された中粒物を再洗浄し、第二の循環経路７により再洗浄手段５から排出された洗浄排水を再洗浄手段５へ洗浄水として返送し、新規水供給経路８により再洗浄手段５に新規水を供給し、洗浄排水供給経路９により再洗浄手段５から排出される洗浄排水の一部を第一の循環経路３に供給する。
【００９７】
このように、本発明は、障害物質である塩素の溶出量の大小で洗浄排水の循環経路を区分することで、すなわち、塩素の溶出量が多い洗浄排水を第一の循環経路３で循環させて洗浄水として再利用し、塩素の溶出量の少ない洗浄排水を第二の循環経路７で循環させて洗浄水として再利用することで、塩素の溶出効率を低下させることなく、新規水の供給量を低減できるのである。
【００９８】
さらに、微粒物分離手段をろ過式にすることで、洗浄排水に浮遊するような微粒物を回収し、発泡が抑制できる。さらに、ろ過式の固液分離手段を採用することで、シックナーのような濃縮装置に必要な濃縮物を引き抜くポンプが不要となるため、当該ポンプの故障の虞がなくなる。
【００９９】
中粒物を洗浄する再洗浄手段５から排出される洗浄排水にはもともと微粒物が混入することが少ないが、湿式選別手段２で十分に洗浄されなかった中粒物に微粒物が付着している場合でも、洗浄排水供給経路９によって、再洗浄手段５から排出される洗浄排水が第一の循環経路３に供給され、前記洗浄排水中の微粒物もろ過式の固液分離手段としての微粒物分離手段４で回収できる。よって、粉粒体処理システム１全体にわたって、洗浄排水の発泡が抑制でき、ムース状のスカムの発生が抑制でき、円滑な稼働が可能となるのである。
【０１００】
処理対象物が焼却灰のように、中粒物をさらに細粒物と粗粒物に分級することで新規水の供給量をさらに節減できる場合は、分級装置を設置することになるが、処理対象物の性状によって適宜採用することになる。
【０１０１】
上述した実施形態では、金属類、ガラ類、さらには有機質材といった粗大物が混入した焼却灰を処理対象物とする粉粒体処理システム及び粉粒体処理方法を説明したが、本発明による粉粒体処理システム及び粉粒体処理方法の処理対象物は焼却灰に限るものではなく、処理対象物として海砂のような塩分を含んだ細骨材や、砂利のような粗骨材を洗浄して、モルタルやコンクリートの原料を得る場合にも適用が可能である。
【０１０２】
さらに、処理対象物として不法投棄された埋立土壌等、重金属類等により汚染された土壌であって、上述したような粗大物が混入した土壌の粉粒体を資源化して再利用する場合にも適用が可能である。
【０１０３】
上述した実施形態では、脱水機調整槽４０、排水貯留槽４４、返送水中継槽４７、サイクロン供給槽５６を夫々洗浄排水が流れる経路に沿って配置した構成について説明したが、図６（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、脱水機調整槽４０、排水貯留槽４４、返送水中継槽４７、サイクロン供給槽５６を隣接させ流入堰７０，７１，７２，７３で区画して構成してもよい。
【０１０４】
排水貯留槽４４と、返送水中継槽４７の間の流入堰７０は、脱水機調整槽４０と返送水中継槽４７の間の流入堰７１より低く設定されている。脱水機調整槽４０と返送水中継槽４７の間の流入堰７１は、返送水中継槽４７とサイクロン供給槽５６の間の流入堰７２より低く設定されている。
【０１０５】
返送水中継槽４７とサイクロン供給槽５６の間の流入堰７２は、排水貯留槽４４とサイクロン供給槽５６の間の流入堰７３より低く設定されている。排水貯留槽４４に備えられた排水処理施設への配管７４は流入堰７０と流入堰７１の間の高さに設定してある。
【０１０６】
このように構成することで、返送水中継槽４７には、流入堰７０，７１，７２からの溢流した洗浄排水が流入することとなる。よって、例えば、返送水中継槽４７に設置した、返送水中継ポンプ４８が故障等により停止し、返送水中継槽４７の水位が上昇し続けても、返送水中継槽４７及び排水貯留槽４０に貯留された洗浄排水は配管７４により排水処理施設へと流出するので、脱水機調整槽４０、排水貯留槽４４、返送水中継槽４７、サイクロン供給槽５６から洗浄排水が溢流しない。
【０１０７】
以上説明した粉粒体処理システムの具体的構成は上述の実施形態の記載に限定されるものではなく、本発明による作用効果を奏する範囲において適宜変更設計可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【０１０８】
１：粉粒体処理システム
２：湿式選別手段
３：第一の循環経路
４：微粒物分離手段
５：再洗浄手段
７：第二の循環経路
８，８ａ，８ｂ：新規水供給経路
９：洗浄排水供給経路
１０：金属回収部
２０：洗浄水槽
２１：脈動洗浄槽
２２ａ，２２ｂ，２２ｃ：プーリー
２２：コンベアベルト
２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ：水噴射ノズル
２４：投入シュート
２４ａ：傾斜面
２４ｂ，２４ｃ：洗浄ノズル
２５：粗大物搬出口
２５ａ：回転ブラシ
２６：溢流堰
２７：排水樋
２８：スクリーン装置
２９：バケットコンベア機構
２９ａ：バケット
３０：脈動発生装置
３１：プランジャ
３２：ロッド
３３：エキセントリックシーブ
３４：モータ
３５：回転軸
３６：ベルトコンベア装置
３７：ベローズ
４０：脱水機調整槽
４１：フィルタプレス脱水機
４２：給泥ポンプ
４４：排水貯留槽
４５：排砂ポンプ
４６：排砂経路
４７：返送水中継槽
４８：返送水中継ポンプ
５０：シュート
５１：分級装置
５２：湿式サイクロン
５３：灰沈降槽
５４：灰掻揚げコンベア
５５：供給ポンプ
５６：サイクロン供給槽
７０，７１，７２，７３：流入堰
８０：新規水貯留槽
８１ａ，８１ｂ：供給ポンプ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粗大物が混入した粉粒状の処理対象物を洗浄して該処理対象物に混入する障害物質を除去する粉粒体処理システム及び粉粒体処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
焼却灰や土壌等の粉粒体を資源化して再利用する場合、資源化に障害となる様々な水溶性成分や重金属等の障害物質を除去する必要がある。
【０００３】
例えば、雑多な廃棄物が不法投棄された汚染土壌を浄化して再利用する場合には、土壌を掘削して金属類、ガラ類、有機質材等の粗大物を分離除去するとともに、土砂に付着した重金属等の有害成分を除去する必要がある。
【０００４】
焼却主灰や飛灰などの焼却灰は、一般に最終処分場に埋立処理され、或いは、溶融炉において高温で溶融処理して化学的に安定したスラグに減容化して処分されているが、近年、最終処分場の容量の飽和などの問題からセメント原料として再利用することが考えられている。
【０００５】
一般に都市ゴミ焼却施設等で発生した焼却灰等の焼却残渣をセメント原料として再利用する場合には、先ず、焼却残渣から金属類、ガラ類、有機質材等の粗大物を分離除去する必要がある。
【０００６】
さらに、焼却灰を予熱装置にて予熱処理した後にロータリーキルンなどで焼成する際に、焼却灰に含まれる塩素成分により装置が腐食するという問題があるため、予め焼却灰を水洗処理して塩素を除去する必要がある。
【０００７】
また、国内のセメントの消費量の約７０％を占める普通ポルトランドセメントの原料として焼却灰を利用する場合は、コンクリート中の鉄筋の腐食を防止するために塩素除去が必要となる。
【０００８】
特許文献１には、都市ゴミ焼却炉より排出される焼却灰を、主灰と飛灰とに別々の受槽に回収する回収工程、該回収工程の主灰受槽の主灰を粉砕し、平均粒径２００μｍ以下の大きさの粉砕粒子を得る粉砕工程、該回収工程の飛灰受槽の飛灰を還元雰囲気下、３００ないし４５０℃の温度で処理してダイオキシン類を分解する脱ダイオキシン工程、及び、粉砕工程より得られる主灰と脱ダイオキシン工程より得られる飛灰とを水洗し、塩素成分が低減された固形分を回収する洗浄工程を含む焼却灰の処理方法が提案されている。
【０００９】
しかし、特許文献１に記載される方法では、粉砕工程より得られる主灰と脱ダイオキシン工程より得られる飛灰とを混合して同時に水洗処理するために、効率が悪いという問題があった。
【００１０】
そこで、本出願人は先に特許文献２で、処理対象物である焼却主灰を洗浄しながら粗大物と粉粒体とに選別するとともに、粉粒体を微粒物と微粒物より粒径が大きい中粒物に分級する湿式選別手段と、湿式選別手段で分級された微粒物を再洗浄する第一の再洗浄手段と、湿式選別手段で分級された中粒物を再洗浄する第二の再洗浄手段を備え、さらに、第一の再洗浄手段から排出された洗浄排水を湿式選別手段へ返送する第一の循環経路と、第二の再洗浄手段から排出された洗浄排水を第二の再洗浄手段へ返送する第二の循環経路を備え、それぞれの循環経路を介して返送された洗浄排水を洗浄水として再利用する焼却灰の処理設備を提案した。
【００１１】
前記焼却灰の処理設備では、焼却主灰の粒径の違いにより塩素の含有量が大きく異なるので、塩素含有量に基づいて粒径２ｍｍ以上の粗粒灰と、粒径０．１５ｍｍ〜２ｍｍの細粒灰と、０．１５ｍｍより小径の微粒灰に分類し、夫々において洗浄条件を変えて洗浄処理が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００３−１０３２３２号公報
【特許文献２】特開２００８−２６４７６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかし、特許文献２に記載されるような、粒径が０．１５ｍｍより小径の微粒灰を処理する経路に濃縮装置としてシックナーや、湿式サイクロン、ベルト濃縮機、遠心濃縮機等を配置して、当該濃縮装置に湿式選別手段から排出される微粒灰と洗浄排水を供給し、微粒灰を濃縮して底部から引き抜き、上澄み液は洗浄水として再利用する構成では、シックナーの底部に濃縮された微粒灰が圧密して、ポンプによる微粒灰の引き抜きが困難になったり、当該ポンプが故障する虞があった。
【００１４】
さらに、シックナーで濃縮されずに上澄み液に浮遊する浮遊物や微粒灰が、第一の循環経路を介して再度湿式選別手段に返送されるため、洗浄排水の微粒灰の含有量が増し、発泡したり、ムース状のスカムが発生して溢れだし、煩雑な清掃作業が必要となり、処理設備の円滑な稼働が困難になるという虞があった。
【００１５】
本発明は上述した問題点に鑑み、洗浄排水の発泡を抑制しながら、設備を簡素化して洗浄水量を低減しながらも、粉粒体から水溶性成分や重金属等の障害物質を効率的に除去することができる粉粒体処理システム及び粉粒体処理方法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】
【００１６】
上述の目的を達成するため、本発明による粉粒体処理システムの第一の特徴構成は、特許請求の範囲の書類の請求項１に記載した通り、粉粒体を洗浄しながら微粒物と微粒物より粒径が大きい中粒物に分級する湿式選別手段と、前記湿式選別手段から排出された微粒物と洗浄排水を固液分離する微粒物分離手段と、前記微粒物分離手段で固液分離された洗浄排水を前記湿式選別手段へ洗浄水として返送する第一の循環経路と、前記湿式選別手段で分級された中粒物を再洗浄する再洗浄手段と、前記再洗浄手段から排出された洗浄排水を前記再洗浄手段へ洗浄水として返送する第二の循環経路と、前記再洗浄手段に新規水を供給する新規水供給経路と、前記再洗浄手段から排出された洗浄排水の一部を、洗浄水として前記第一の循環経路に供給する洗浄排水供給経路を備え、前記微粒物分離手段が、ろ過式の固液分離手段で構成されている点にある。
【００１７】
粒径により障害物質の含有率が異なる処理対象物を洗浄するにあたり、湿式選別手段は、処理対象物が洗浄されながら粉粒体が障害物質の含有率が高い微粒物と微粒物より粒径が大きく障害物質の含有率が低い中粒物に分級される。
【００１８】
障害物質の含有率が高い微粒物は、微粒物分離手段により洗浄排水と固液分離され、微粒物分離手段から排出された障害物質の含有率が高い洗浄排水は、第一の循環経路を介して湿式選別手段へ返送されて洗浄水として再利用される。
【００１９】
微粒物よりも障害物質の含有率が低い中粒物は再洗浄手段により再洗浄され、再洗浄手段から排出された障害物質の含有率の低い洗浄排水は、第二の循環経路を介して前記再洗浄手段へ洗浄水として返送される。再洗浄手段には新規水供給経路により新規水が供給されるので、前記洗浄排水の障害物質の含有率はさらに低下することとなる。
【００２０】
このように、障害物質の含有率が低下された洗浄排水の一部が、洗浄水供給経路を介して前記第一の循環経路に供給されるので、第一の循環経路によって湿式選別手段に返送される洗浄排水が希釈されて障害物質の含有率が低下し、障害物質の含有率が低下した洗浄排水が湿式選別手段で洗浄水として再利用されるので、洗浄効果を効率的に高めることができる。
【００２１】
しかし、湿式選別手段から排出される洗浄排水に浮遊するような微粒物が多量に含まれると、洗浄排水が発泡しやすく、ムース状のスカムが大量に発生して各処理手段から溢れだし、頻繁に煩雑な清掃作業が必要となったり、粉粒体処理システムが円滑に稼働できなくなるという虞がある。
【００２２】
そこで、微粒物分離手段をろ過式の固液分離手段で構成することで、洗浄排水に浮遊するような微粒物を回収し、発泡が抑制できる。さらに、ろ過式の微粒物分離手段を採用することで、シックナーのような濃縮装置に必要な濃縮物を引き抜くポンプが不要となるため、当該ポンプの故障の虞がなくなる。
【００２３】
中粒物を洗浄する再洗浄手段から排出される洗浄排水にはもともと微粒物が混入することが少ないが、湿式選別手段で十分に洗浄されなかった中粒物に微粒物が付着している場合でも、洗浄排水供給経路によって、再洗浄手段から排出される洗浄排水が第一の循環経路に供給され、前記洗浄排水中の微粒物もろ過式の固液分離手段で回収できる。よって、粉粒体処理システム全体にわたって、洗浄排水の発泡が抑制でき、ムース状のスカムの発生が抑制でき、円滑な稼働が可能となる。
【００２４】
同第二の特徴構成は、同請求項２に記載した通り、上述の第一特徴構成に加えて、前記ろ過式の固液分離手段がフィルタプレス脱水機である点にある。
【００２５】
フィルタプレス脱水機により微粒物と洗浄排水を固液分離する際に、多くの浮遊物は微粒物とともに洗浄排水と固液分離されるため、フィルタプレス脱水機から排出された洗浄排水には発泡の原因となる微粒物や浮遊物が極めて少なくなり、第一の循環経路によって湿式選別手段に返送される洗浄排水は微粒物の含有量が低減され、発泡の虞が低減される。
【００２６】
フィルタプレス脱水機は、固液分離対象物が微粒物のように膜間差圧の低いものである場合は、微粒物と洗浄排水が素早く固液分離できるため、作業効率が良い。
【００２７】
さらに、フィルタプレス脱水機は、例えば、遠心脱水機のような固液分離前の固液分離の対象物である微粒物の濃縮手段が不要となるため設備の簡素化が図れる。
【００２８】
同第三の特徴構成は、同請求項３に記載した通り、上述の第一または第二特徴構成に加えて、前記第一の循環経路に、前記微粒物分離手段により固液分離された洗浄排水を貯留する第一の貯留槽を備えるとともに、前記第二の循環経路に、前記再洗浄手段から排出された洗浄排水を貯留する第二の貯留槽を備え、前記洗浄排水供給経路は、前記第二の貯留槽から洗浄排水が前記第一の貯留槽に溢流するように構成されている点にある。
【００２９】
前記第二の循環経路に備えた前記再洗浄手段から排出された洗浄排水を貯留する第二の貯留槽から、前記第一の循環経路に備えた前記微粒物分離手段により固液分離された洗浄排水を貯留する第一の貯留槽に、ポンプ等によって洗浄排水を供給したり、流量を調節するために経路に制御弁を備えたりする構成が考えられるが、動力源が必要となり設備コストやランニングコストが高くなるという問題がある。
【００３０】
さらには、湿式選別手段で十分に洗浄されなかった中粒物に微粒物が付着して、第二の循環経路に微粒物が混入し、発泡して制御弁の誤作動を引き起こす虞があった。
【００３１】
そこで、前記第二の貯留槽から洗浄排水が前記第一の貯留槽に溢流するように構成することで、ポンプや制御弁等の動力源や、制御弁の誤作動の虞を低減でき、安定的に適量を供給可能となる。
【００３２】
本発明による粉粒体処理方法の第一の特徴構成は、同請求項４に記載した通り、粉粒体を洗浄しながら微粒物と微粒物より粒径が大きい中粒物に分級する湿式選別工程と、前記湿式選別工程から排出された微粒物と洗浄排水を固液分離する微粒物分離工程と、前記微粒物分離工程で固液分離された洗浄排水を前記湿式選別工程へ洗浄水として返送する第一の循環工程と、前記湿式選別工程で分級された中粒物を再洗浄する再洗浄工程と、前記再洗浄工程から排出された洗浄排水を前記再洗浄工程へ洗浄水として返送する第二の循環工程と、前記再洗浄工程に新規水を供給する新規水供給工程と、前記再洗浄工程から排出された洗浄排水の一部を、洗浄水として前記第一の循環工程に供給する洗浄排水供給工程を備え、前記微粒物分離手段が、ろ過式の固液分離工程で構成されている点にある。
【００３３】
同第二の特徴構成は、同請求項５に記載した通り、上述の第一特徴構成に加えて、前記ろ過式の固液分離工程が、フィルタプレス式の固液分離工程で構成されている点にある。
【発明の効果】
【００３４】
以上説明した通り、本発明によれば、洗浄排水の発泡を抑制しながら、設備を簡素化して洗浄水量を低減しながらも、粉粒体から水溶性成分や重金属等の障害物質を効率的に除去することができる粉粒体処理システム及び粉粒体処理方法を提供することができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明による粉粒体処理システムの説明図
【図２】本発明による粉粒体処理システムに用いられる湿式選別手段の説明図
【図３】同湿式選別手段の平面図
【図４】同湿式選別手段の要部の説明図
【図５】本発明による粉粒体処理システムのブロック説明図
【図６】（ａ）別実施形態による各槽の平面図、（ｂ）別実施形態による各槽の部分側面図、（ｃ）別実施形態による各槽の部分側面図
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下に、粉粒体から水溶性成分や重金属等の障害物質を効率的に除去することができる粉粒体処理システム及び粉粒体処理方法を、図面に基づいて説明する。ここでは、金属類、ガラ類（石やガラス片等）さらには有機質材（ゴム、プラスチック、紙、繊維、木片等）といった粗大物が混入した粉粒体としての焼却灰を処理対象物とする場合を説明する。
【００３７】
焼却灰はその粒径により塩素含有量が異なり、粒径が小さいほど塩素含有量が多い。本粉粒体処理システムでは、塩素含有量に基づいて粒径０．１５ｍｍより小径の微粒物（以下、「微粒灰」とも記す）と、粒径０．１５ｍｍ以上の中粒物（以下、「中粒灰」とも記す）に分級し、さらに前記中粒物を粒径０．１５ｍｍ〜２ｍｍの細粒物（以下、「細粒灰」とも記す）と、粒径２ｍｍ以上の粗粒物（以下、「粗粒灰」とも記す）とに分級し、夫々において洗浄条件を変えることで効率的に脱塩素処理を行う。
【００３８】
図１に示すように、粉粒体処理システム１は、焼却炉から排出された処理対象物を洗浄しながら粗大物と粉粒体とに選別するとともに、粉粒体を洗浄しながら微粒物と微粒物より粒径が大きい中粒物に分級する湿式選別手段２と、湿式選別手段２から排出された微粒物と洗浄排水を固液分離する微粒物分離手段４と、微粒物分離手段４で固液分離された洗浄排水を湿式選別手段２へ洗浄水として返送する第一の循環経路３と、湿式選別手段２で分級された中粒物を再洗浄する再洗浄手段５と、再洗浄手段５から排出された洗浄排水を再洗浄手段５へ洗浄水として返送する第二の循環経路７と、再洗浄手段５に新規水を供給する新規水供給経路８と、再洗浄手段５から排出された洗浄排水の一部を、洗浄水として第一の循環経路３に供給する洗浄排水供給経路９を備えている。
【００３９】
図２から図４に示すように、湿式選別手段２は、洗浄水が貯留する底部が傾斜した洗浄水槽２０と、一方の上部開口が洗浄水槽２０と連通し、他方の開口に脈動発生装置３０が設けられたＵ字管形状の脈動洗浄槽２１と、脈動洗浄槽２１の一方の開口及び洗浄水槽２０の傾斜底部に沿って配置され、プーリー２２ａ，２２ｂ，２２ｃによって回転支持された網目状の搬送面を備えたコンベアベルト２２と、コンベアベルト２２の回転方向に沿って複数設けられ、コンベアベルト２２の回転方向とは逆方向に向けて水流を形成する水噴射ノズル２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ等を備えたジグ選別装置で構成されている。
【００４０】
脈動発生装置３０は、脈動洗浄槽２１の他方の開口の水面近傍からベローズ３７、ロッド３２を介してプランジャ３１を上下動させるために連結されたエキセントリックシーブ３３を備え、エキセントリックシーブ３３の回転軸を回転駆動するモータ３４を備えている。
【００４１】
インバータ装置によりモータ３４の回転数が調整され、モータ３４の回転に伴なってベローズ３７が伸縮作動されることにより、脈動洗浄槽２１を介して洗浄水槽２０内の水が上下方向に脈動する。
【００４２】
脈動発生装置３０は、上下動するプランジャ３１のストローク長を調整するストローク長調整機構（図示せず）を備え、脈動する液面の高さを変更することができる。
【００４３】
前記ストローク長調整機構としては、プランジャ３１の取付け位置を上下方向に調整する機構、ロッド３２の長さを調整する機構、ロッド３２のエキセントリックシーブ３３に取付ける位置を直径方向に調整する機構を用いることができる。
【００４４】
脈動洗浄槽２１は、コンベアベルト２２の延出方向に沿って三分割され、夫々に異なる偏心位置で回転軸３５が取付けられたエキセントリックシーブ３３が配され、位相が異なる脈動が付与される。
【００４５】
ベルトコンベア装置３６によって湿式選別手段２に搬送された処理対象物は、コンベアベルト２２に直接落下して破損することを防止するための傾斜面２４ａを備えた投入シュート２４を介して洗浄水槽２０に投入される。投入シュート２４内には傾斜面２４ａに落下した処理対象物を洗い流すための洗浄ノズル２４ｂ及び、ベルトコンベア装置３６に残留した処理対象物を洗い落とすための洗浄ノズル２４ｃが備えられている。
【００４６】
コンベアベルト２２上に落下した処理対象物は、脈動洗浄槽２１による洗浄水の上下方向の脈動により分散されて、焼却灰に混入した粗大物のうち比重の大きな金属類、ガラ類（石やガラス片等）は洗浄水によって付着した灰が除去された後にコンベアベルト２２によって粗大物搬出口２５から排出される。
【００４７】
さらに、プーリー２２ｃの後方にはコンベアベルト２２に目詰まりして付着した粗大物を除去するための回転ブラシ２５ａが備えられている。回転ブラシ２５ａはコンベアベルト２２の回転によって摺動するように構成されている。
【００４８】
このように、粗大物は回転ブラシ２５ａによって確実にコンベアベルト２２から除去され粗大物排出口２５から排出できるので、付着した粗大物が成長してベルトコンベア２２の駆動に対する負荷が大きくなることが防止でき、また、コンベアベルト２２に付着した粗大物が洗浄水槽２０内で離脱した場合に回収するシュートが不要になったり、中粒物に混ざることを防止できる。なお、回転ブラシに替えて、ブラシをコンベアベルト２２に押圧させて固定する構成でもよい。
【００４９】
比重の小さな有機質材（ゴム、プラスチック、紙、繊維、木片等）は水面に浮上して水噴射ノズル２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄによる水流に従って洗浄水とともに溢流堰２６から排水樋２７に流出する。
【００５０】
つまり、湿式選別手段２では、粗大物が、比重差によって粗大物を比重の大きい粗大物と比重の小さい粗大物に選別される比重選別工程が実行される。
【００５１】
また、洗浄水槽２０に投入された焼却灰は、脈動洗浄槽２１による洗浄水の上下方向の脈動により分散され、沈降速度が大きく上方向の脈流に抗して沈降する中粒灰（粗粒灰と細粒灰）は水槽内に沈降し、沈降速度の小さい微粒灰は水噴射ノズル２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄによる水流に従って洗浄水中を浮遊して溢流堰２６から排水樋２７に流出する。つまり、湿式選別手段２では、粉粒体である焼却灰が、沈降速度差によって微粒灰と微粒灰より粒径が大きい中粒灰とに分級される湿式選別工程が実行される。
【００５２】
つまり、上述のような湿式選別工程の過程で、粗大物や焼却灰に付着した塩素等の障害物質がある程度洗浄除去される。
【００５３】
粗大物搬出口２５から排出された金属類、ガラ類は、磁選機等の金属回収部１０によって金属類とガラ類に分離して回収され、排水樋２７に溢流した洗浄排水は、スクリーン装置２８によって有機質材が除去された後に微粒灰とともに微粒物分離手段４に送られる。この時、スクリーン装置２８では、洗浄水を噴霧して有機質材を洗浄してもよい。
【００５４】
脈動洗浄槽２１の底部に形成した開口から洗浄水槽２０の底部に沈降した中粒灰は、側部及び底部に複数の小径の水抜き孔を形成したバケット２９ａが無限軌道に沿って複数並設されたバケットコンベア機構２９によって水切りされながら槽外に搬出され、再洗浄手段５によってさらに洗浄処理される。
【００５５】
バケット２９ａに生成する水抜き孔の径は、側部と底部を同径で形成してもよいし、異ならせてもよい。例えば、側部に生成する水抜き孔の径を底部に生成する水抜き孔の径より大きく形成してもよい。また、側部に生成する水抜き孔の径も側部上方と下方で異ならせてもよい。
【００５６】
例えば、側部の上方には直径１５ｍｍの水抜き孔を形成し、側部の下方及び底部には直径５ｍｍの水抜き孔を生成すると、バケット２９ａ内に溜まった中粒灰は水抜き孔から流れずに、バケット２９ａがバケットコンベア機構２９の無限軌道に沿って傾いたときに、バケット２９ａ内の洗浄排水は上部の水抜き孔から効率的に排出されるのである。
【００５７】
つまり、バケット２９ａに溜まった湿式選別手段２内の塩素濃度の高い洗浄水が、中粒物の再洗浄手段５に流入するのを回避できる適当な大きさの水抜き孔が形成されるのが好ましい。
【００５８】
微粒物分離手段４は、ろ過式の固液分離手段としてのフィルタプレス脱水機４１で構成され、スクリーン装置２８を経た微粒灰を含んだ洗浄排水が脱水機調整槽４０に貯留され、攪拌機により濃度を均一に攪拌され、給泥ポンプ４２によりフィルタプレス脱水機４１に打ち込まれる。フィルタプレス脱水機は、固液分離対象物が微粒物のように膜間差圧の低いものである場合は、微粒物と洗浄排水が素早く固液分離できるため、作業効率が良い。
【００５９】
つまり、フィルタプレス脱水機４１により湿式選別工程から排出される微粒物と洗浄排水を固液分離するろ過式の固液分離工程が実行される。
【００６０】
なお、フィルタプレス脱水機４１は、例えば２台のフィルタプレス脱水機を交互にバッチ運転することで、一方のフィルタプレス脱水機が固液分離している間に、他方のフィルタプレス脱水機はケーキの排出や清掃作業をするなどして、常に一方のフィルタプレス脱水機が微粒物分離工程を実行できるように構成されている。
【００６１】
フィルタプレス脱水機４１では、洗浄排水と微粒物が固液分離され、脱水された微粒灰はセメント原料に供される。フィルタプレス脱水機４１から排出された洗浄排水は、排水貯留槽４４に貯留される。
【００６２】
このようにフィルタプレス脱水機４１により微粒物と洗浄排水を固液分離する際に、多くの浮遊物は微粒物とともに洗浄排水と固液分離され、フィルタプレス脱水機４１から排出された洗浄排水には発泡の原因となる微粒物や浮遊物が極めて少なくなり、第一の循環経路３によって湿式選別手段２に返送される洗浄排水は微粒物の含有量が低減され、発泡の虞が低減されるのである。
【００６３】
微粒物分離手段４を構成するろ過式の固液分離手段としてはフィルタプレス脱水機４１に限らず、ろ過によって微粒物と洗浄排水を固液分離できるものであればよく、その他の公知の装置を用いることもできる。
【００６４】
フィルタプレス脱水機４１から排出される洗浄排水に、鉛、亜鉛、カドミウム等の重金属等が含まれている場合は、ｐＨ調整剤、キレート剤等の薬品を添加し、洗浄排水に含まれる重金属を取り除くことが好ましい。
【００６５】
フィルタプレス脱水機４１では、微粒物と洗浄排水が固液分離され、脱水された微粒灰はセメント原料に供される。フィルタプレス脱水機４１から排出された洗浄排水は、排水貯留槽４４に貯留される。
【００６６】
排水貯留槽４４は、図示しない排水ピットからの流入する雑用水に混入する懸濁物質を沈殿させて、湿式選別手段２に返送する排砂ポンプ４５及び排砂経路４６を備えている。排水貯留槽４４に排水ピットからの雑用水が流入しない処理フローであれば、湿式選別手段２に替えて、スクリーン装置２８へ洗浄水として返送することができる。
【００６７】
排水貯留槽４４を、溢流した洗浄排水は、湿式選別手段２へ洗浄水として返送するため、返送水中継槽４７に排出される。なお、排水貯留槽４４から返送水中継槽４７への洗浄排水の供給過多になり、洗浄排水が返送水中継槽４７から溢れることを防止するため、排水貯留槽４４の所定水位以上の洗浄排水は排水処理施設へ送られ処理されるように構成されている。
【００６８】
返送水中継槽４７に貯水された洗浄排水は返送水中継ポンプ４８によって第一の循環経路３を介して湿式選別手段２へ返送され、水噴射ノズル２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ及び洗浄ノズル２４ｂ，２４ｃを介して洗浄水槽２０に再洗浄水として利用される。
【００６９】
水噴射ノズル２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ及び洗浄ノズル２４ｂ，２４ｃのノズル口径は、洗浄排水中に含まれる懸濁物質等が目詰まりしないような口径が好ましく、さらに、ノズルに替えて洗浄排水の供給配管にスリットを形成し、当該スリットから洗浄排水を吐出するように構成してもよい。
【００７０】
つまり、第一の循環経路３によりフィルタプレス脱水機４１によるろ過式の固液分離工程で固液分離された洗浄排水を湿式選別工程へ洗浄水として返送する第一の循環工程が実行される。
【００７１】
返送水中継槽４７には、脱水機調整槽４０から溢流した洗浄排水も流れ込むように構成されている。これは、フィルタプレス脱水機４０によって処理される洗浄排水量が脱水機調整槽４０に流れ込む洗浄水量より多いと、脱水機調整槽４０の水位が下がり、脱水機調整槽４０内の洗浄排水がなくなると、フィルタプレス脱水機４１を停止し、脱水機調整槽４０の水位を回復させる必要がある。
【００７２】
このとき、返送水中継槽４７に洗浄排水が流入しなくなるので、返送水中継ポンプ４８も停止する必要があり、湿式選別手段２に供給される洗浄水も停止することになる。よって、焼却灰の湿式選別手段２への供給も停止しなくてはならない場合が生じる。
【００７３】
そこで、フィルタプレス脱水機４１が排出する洗浄排水量を、脱水機調整槽４０に流入する洗浄排水量以下になるようにし、脱水機調整槽４０から溢流した洗浄排水は返送水中継槽４７に流れ込むように構成することで、上述のような、フィルタプレス脱水機４１の運転状況により粉粒体処理システム１の運転を停止するような必要がなくなり、連続して安定的に洗浄対象物の洗浄が行えるのである。
【００７４】
なお、第一の循環経路３から供給される再洗浄水を、水噴射ノズル２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ及び洗浄ノズル２４ｂ，２４ｃを介して供給するルートとは別に、脈動洗浄槽２１のプランジャ３１の下部に設けた注水部２１ａから供給するルートを備え、各ルートを介した再洗浄水の供給比率を調整するように構成してもよい。注水部２１ａから供給する比率を調整し、脈動洗浄槽２１の上昇流の速度を調整することによって、粉粒体の沈降速度を制御して分級する粒径を設定することができる。
【００７５】
再洗浄手段５は、バケットコンベア機構２９によって搬出された中粒灰を洗浄しながら粗粒物と粗粒物より粒径の小さい細粒物に分級する中粒物分級手段としての分級装置５１と、分級装置５１で分級された細粒物を洗浄する細粒物洗浄手段としての灰沈降槽５３を備えるとともに、分級手段５１により分級された細粒物と洗浄排水を固液分離する細粒物分離手段としての湿式サイクロン５２を備え、湿式サイクロン５２により固液分離された細粒物が灰沈降槽５３で洗浄されるように構成されている。
【００７６】
つまり、再洗浄手段５により、湿式選別手段２による湿式選別工程で分級された中粒物を再洗浄する再洗浄工程が実行される。
【００７７】
分級装置５１は湿式の振動篩装置で構成され、バケットコンベア機構２９からシュート５０を介して落下供給される。なお、分級装置５１として、スクリーン装置を用いることもできる。
【００７８】
シュート５０及び分級装置５１には、湿式サイクロン５２で固液分離された塩素濃度が低い洗浄排水が返送され噴霧供給されるとともに、分級装置５１の下流側では、新規水供給経路８ａ（８）からリンス用の新規水が噴霧供給され、分級装置５１は中粒灰を洗浄しながら粗粒灰と細粒灰に分級する。
【００７９】
分級された粗粒灰は、水切りされた後にセメント原料として供される。粒径が大きな粗粒灰には塩素含有量が僅かであるため、それほど洗浄する必要がないのである。
【００８０】
分級装置５１で分級された細粒灰と洗浄排水はサイクロン供給槽５６に貯留され、サイクロン供給槽５６に貯留された細粒物と洗浄排水は攪拌機により濃度を均一に攪拌され、供給ポンプ５５により湿式サイクロン５２に供給される。
【００８１】
湿式サイクロン５２で固液分離された洗浄排水は、洗浄水として上述したシュート５０及び分級装置５１に循環供給され、余剰の洗浄排水はサイクロン供給槽５６に返送される。
【００８２】
湿式サイクロン５２で固液分離された細粒灰は、灰沈降槽５３に排出される。灰沈降槽５３で沈降した細粒灰は、灰掻揚げコンベア５４で搬出されながら、新規水供給経路８ｂ（８）から噴霧供給されるリンス用の新規水により洗浄され、水切りされた後にセメント原料として供される。なお、灰沈降槽５３から溢流した洗浄排水はサイクロン供給槽５６に貯留される。
【００８３】
よって、本実施形態では、分級装置５１からサイクロン供給槽５６に至る経路、サイクロン供給槽５６から湿式サイクロン５２に至る経路、湿式サイクロン５２から灰沈降槽５３に至る経路、灰沈降槽５３からサイクロン供給槽５６に至る経路、湿式サイクロン５２から分級装置５１及びサイクロン供給槽５６に至る経路が第二の循環経路７となり、サイクロン供給槽５６が第二の循環経路７に備えられ、再洗浄手段から排出された洗浄排水を貯留する第二の貯留槽となる。
【００８４】
つまり、第二の循環経路７により、再洗浄手段５による再洗浄工程から排出された洗浄排水を再洗浄工程へ洗浄水として返送する第二の循環工程が実行される。
【００８５】
サイクロン供給槽５６から溢流した洗浄排水は洗浄排水供給経路９を経て返送水中継槽４７を経て第一の循環経路３に供給される。なお、返送水中継槽４７の洗浄排水は、サイクロン供給槽５６に逆流しないように構成されている。
【００８６】
つまり、洗浄排水供給経路９により、再洗浄工程から排出された洗浄排水の一部が、洗浄水として第一の循環工程に溢流するように構成されている洗浄排水供給工程が実行される。
【００８７】
なお、サイクロン供給槽５６に貯留された洗浄排水には湿式選別手段２で十分に分離されなかった微粒灰が含まれており、このような微粒灰はサイクロン供給槽５６から洗浄排水供給経路９を経て返送水中継槽４７に送られ、第一の循環経路３を経て再度湿式選別手段２で分級され、フィルタプレス脱水機４１で固液分離される。よって、粉粒体処理システム全体にわたって洗浄排水の発泡が抑制できスカムの発生が抑制でき、円滑な稼働が可能となるのである。
【００８８】
なお、細粒物分離手段は湿式サイクロン５２で構成する場合に限られるものではなく、公知の脱水機、沈殿槽等により細粒灰と洗浄排水を分離する構成であってもよい。
【００８９】
新規水供給経路８ａ，８ｂには、新規水貯留槽８０に備えられた供給ポンプ８１ａ，８１ｂから新規水が供給されるように構成されている。
【００９０】
新規水供給経路８ａ、８ｂは分級装置５１と灰沈降槽５３のそれぞれにリンス用の新規水を供給するように構成され、新規水供給経路８ａ、８ｂにより再洗浄工程に新規水を供給する新規水供給工程が実行される。
【００９１】
なお、供給ポンプ８１ａ，８１ｂは、回転数を調整することで、新規水供給経路８ａ，８ｂを介して供給される新規水の供給量を調整したり、新規水供給経路８ａ，８ｂに、流量調整バルブを備えて、新規水の供給量を調整するように構成してもよい。
【００９２】
以上のように、中粒灰の塩素含有量は微粒灰の塩素含有量より少ないのに加えて、第二の循環経路７を流れる洗浄排水には新規水が供給されるので、洗浄排水中の塩化物イオン濃度は低く抑えられる。
【００９３】
よって、洗浄排水供給経路９によって塩化物イオン濃度が低い第二の循環経路７側の洗浄排水が、塩化物イオン濃度の高い第一の循環経路３側へと流れることで、第一の循環経路３に直接新規水を供給しなくても、第一の循環経路３を流れる洗浄排水の塩化物イオン濃度を効率的に低下させることができる。
【００９４】
図５に示すように、本発明による粉粒体処理システム１は、湿式選別手段２により処理対象物を洗浄しながら、粉粒体を微粒物と微粒物より粒径が大きい中粒物に分級する。
【００９５】
湿式選別手段２は、湿式の振動篩装置やスクリーン装置などの公知の装置を適用することができるが、粉粒体に粗大な異物が混入している場合は、図２に示すような、ジグ選別装置を採用することが効果的である。
【００９６】
ろ過式の固液分離手段としての微粒物分離手段４により湿式選別手段２から排出される微粒物と洗浄排水を固液分離し、第一の循環経路３により微粒物分離手段４で固液分離された洗浄排水を湿式選別手段２へ洗浄水として返送し、再洗浄手段５により湿式選別手段２で分級された中粒物を再洗浄し、第二の循環経路７により再洗浄手段５から排出された洗浄排水を再洗浄手段５へ洗浄水として返送し、新規水供給経路８により再洗浄手段５に新規水を供給し、洗浄排水供給経路９により再洗浄手段５から排出される洗浄排水の一部を第一の循環経路３に供給する。
【００９７】
このように、本発明は、障害物質である塩素の溶出量の大小で洗浄排水の循環経路を区分することで、すなわち、塩素の溶出量が多い洗浄排水を第一の循環経路３で循環させて洗浄水として再利用し、塩素の溶出量の少ない洗浄排水を第二の循環経路７で循環させて洗浄水として再利用することで、塩素の溶出効率を低下させることなく、新規水の供給量を低減できるのである。
【００９８】
さらに、微粒物分離手段をろ過式にすることで、洗浄排水に浮遊するような微粒物を回収し、発泡が抑制できる。さらに、ろ過式の固液分離手段を採用することで、シックナーのような濃縮装置に必要な濃縮物を引き抜くポンプが不要となるため、当該ポンプの故障の虞がなくなる。
【００９９】
中粒物を洗浄する再洗浄手段５から排出される洗浄排水にはもともと微粒物が混入することが少ないが、湿式選別手段２で十分に洗浄されなかった中粒物に微粒物が付着している場合でも、洗浄排水供給経路９によって、再洗浄手段５から排出される洗浄排水が第一の循環経路３に供給され、前記洗浄排水中の微粒物もろ過式の固液分離手段としての微粒物分離手段４で回収できる。よって、粉粒体処理システム１全体にわたって、洗浄排水の発泡が抑制でき、ムース状のスカムの発生が抑制でき、円滑な稼働が可能となるのである。
【０１００】
処理対象物が焼却灰のように、中粒物をさらに細粒物と粗粒物に分級することで新規水の供給量をさらに節減できる場合は、分級装置を設置することになるが、処理対象物の性状によって適宜採用することになる。
【０１０１】
上述した実施形態では、金属類、ガラ類、さらには有機質材といった粗大物が混入した焼却灰を処理対象物とする粉粒体処理システム及び粉粒体処理方法を説明したが、本発明による粉粒体処理システム及び粉粒体処理方法の処理対象物は焼却灰に限るものではなく、処理対象物として海砂のような塩分を含んだ細骨材や、砂利のような粗骨材を洗浄して、モルタルやコンクリートの原料を得る場合にも適用が可能である。
【０１０２】
さらに、処理対象物として不法投棄された埋立土壌等、重金属類等により汚染された土壌であって、上述したような粗大物が混入した土壌の粉粒体を資源化して再利用する場合にも適用が可能である。
【０１０３】
上述した実施形態では、脱水機調整槽４０、排水貯留槽４４、返送水中継槽４７、サイクロン供給槽５６を夫々洗浄排水が流れる経路に沿って配置した構成について説明したが、図６（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、脱水機調整槽４０、排水貯留槽４４、返送水中継槽４７、サイクロン供給槽５６を隣接させ流入堰７０，７１，７２，７３で区画して構成してもよい。
【０１０４】
排水貯留槽４４と、返送水中継槽４７の間の流入堰７０は、脱水機調整槽４０と返送水中継槽４７の間の流入堰７１より低く設定されている。脱水機調整槽４０と返送水中継槽４７の間の流入堰７１は、返送水中継槽４７とサイクロン供給槽５６の間の流入堰７２より低く設定されている。
【０１０５】
返送水中継槽４７とサイクロン供給槽５６の間の流入堰７２は、排水貯留槽４４とサイクロン供給槽５６の間の流入堰７３より低く設定されている。排水貯留槽４４に備えられた排水処理施設への配管７４は流入堰７０と流入堰７１の間の高さに設定してある。
【０１０６】
このように構成することで、返送水中継槽４７には、流入堰７０，７１，７２からの溢流した洗浄排水が流入することとなる。よって、例えば、返送水中継槽４７に設置した、返送水中継ポンプ４８が故障等により停止し、返送水中継槽４７の水位が上昇し続けても、返送水中継槽４７及び排水貯留槽４０に貯留された洗浄排水は配管７４により排水処理施設へと流出するので、脱水機調整槽４０、排水貯留槽４４、返送水中継槽４７、サイクロン供給槽５６から洗浄排水が溢流しない。
【０１０７】
以上説明した粉粒体処理システムの具体的構成は上述の実施形態の記載に限定されるものではなく、本発明による作用効果を奏する範囲において適宜変更設計可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【０１０８】
１：粉粒体処理システム
２：湿式選別手段
３：第一の循環経路
４：微粒物分離手段
５：再洗浄手段
７：第二の循環経路
８，８ａ，８ｂ：新規水供給経路
９：洗浄排水供給経路
１０：金属回収部
２０：洗浄水槽
２１：脈動洗浄槽
２２ａ，２２ｂ，２２ｃ：プーリー
２２：コンベアベルト
２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ：水噴射ノズル
２４：投入シュート
２４ａ：傾斜面
２４ｂ，２４ｃ：洗浄ノズル
２５：粗大物搬出口
２５ａ：回転ブラシ
２６：溢流堰
２７：排水樋
２８：スクリーン装置
２９：バケットコンベア機構
２９ａ：バケット
３０：脈動発生装置
３１：プランジャ
３２：ロッド
３３：エキセントリックシーブ
３４：モータ
３５：回転軸
３６：ベルトコンベア装置
３７：ベローズ
４０：脱水機調整槽
４１：フィルタプレス脱水機
４２：給泥ポンプ
４４：排水貯留槽
４５：排砂ポンプ
４６：排砂経路
４７：返送水中継槽
４８：返送水中継ポンプ
５０：シュート
５１：分級装置
５２：湿式サイクロン
５３：灰沈降槽
５４：灰掻揚げコンベア
５５：供給ポンプ
５６：サイクロン供給槽
７０，７１，７２，７３：流入堰
８０：新規水貯留槽
８１ａ，８１ｂ：供給ポンプ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉粒体を洗浄しながら微粒物と微粒物より粒径が大きい中粒物に分級する湿式選別手段と、
前記湿式選別手段から排出された微粒物と洗浄排水を固液分離する微粒物分離手段と、
前記微粒物分離手段で固液分離された洗浄排水を前記湿式選別手段へ洗浄水として返送する第一の循環経路と、
前記湿式選別手段で分級された中粒物を再洗浄する再洗浄手段と、
前記再洗浄手段から排出された洗浄排水を前記再洗浄手段へ洗浄水として返送する第二の循環経路と、
前記再洗浄手段に新規水を供給する新規水供給経路と、
前記再洗浄手段から排出された洗浄排水の一部を、洗浄水として前記第一の循環経路に供給する洗浄排水供給経路を備え、
前記微粒物分離手段が、ろ過式の固液分離手段で構成されている粉粒体処理システム。
【請求項２】
前記ろ過式の固液分離手段がフィルタプレス脱水機である請求項１記載の粉粒体処理システム。
【請求項３】
前記第一の循環経路に、前記微粒物分離手段により固液分離された洗浄排水を貯留する第一の貯留槽を備えるとともに、
前記第二の循環経路に、前記再洗浄手段から排出された洗浄排水を貯留する第二の貯留槽を備え、
前記洗浄排水供給経路は、前記第二の貯留槽から洗浄排水が前記第一の貯留槽に溢流するように構成されている請求項１または２記載の粉粒体処理システム。
【請求項４】
粉粒体を洗浄しながら微粒物と微粒物より粒径が大きい中粒物に分級する湿式選別工程と、
前記湿式選別工程から排出された微粒物と洗浄排水を固液分離する微粒物分離工程と、
前記微粒物分離工程で固液分離された洗浄排水を前記湿式選別工程へ洗浄水として返送する第一の循環工程と、
前記湿式選別工程で分級された中粒物を再洗浄する再洗浄工程と、
前記再洗浄工程から排出された洗浄排水を前記再洗浄工程へ洗浄水として返送する第二の循環工程と、
前記再洗浄工程に新規水を供給する新規水供給工程と、
前記再洗浄工程から排出された洗浄排水の一部を、洗浄水として前記第一の循環工程に供給する洗浄排水供給工程を備え、
前記微粒物分離手段が、ろ過式の固液分離工程で構成されている粉粒体処理方法。
【請求項５】
前記ろ過式の固液分離工程が、フィルタプレス式の固液分離工程で構成されている請求項４記載の粉粒体処理方法。
【請求項１】
粉粒体を洗浄しながら微粒物と微粒物より粒径が大きい中粒物に分級する湿式選別手段と、
前記湿式選別手段から排出された微粒物と洗浄排水を固液分離する微粒物分離手段と、
前記微粒物分離手段で固液分離された洗浄排水を前記湿式選別手段へ洗浄水として返送する第一の循環経路と、
前記湿式選別手段で分級された中粒物を再洗浄する再洗浄手段と、
前記再洗浄手段から排出された洗浄排水を前記再洗浄手段へ洗浄水として返送する第二の循環経路と、
前記再洗浄手段に新規水を供給する新規水供給経路と、
前記再洗浄手段から排出された洗浄排水の一部を、洗浄水として前記第一の循環経路に供給する洗浄排水供給経路を備え、
前記微粒物分離手段が、ろ過式の固液分離手段で構成されている粉粒体処理システム。
【請求項２】
前記ろ過式の固液分離手段がフィルタプレス脱水機である請求項１記載の粉粒体処理システム。
【請求項３】
前記第一の循環経路に、前記微粒物分離手段により固液分離された洗浄排水を貯留する第一の貯留槽を備えるとともに、
前記第二の循環経路に、前記再洗浄手段から排出された洗浄排水を貯留する第二の貯留槽を備え、
前記洗浄排水供給経路は、前記第二の貯留槽から洗浄排水が前記第一の貯留槽に溢流するように構成されている請求項１または２記載の粉粒体処理システム。
【請求項４】
粉粒体を洗浄しながら微粒物と微粒物より粒径が大きい中粒物に分級する湿式選別工程と、
前記湿式選別工程から排出された微粒物と洗浄排水を固液分離する微粒物分離工程と、
前記微粒物分離工程で固液分離された洗浄排水を前記湿式選別工程へ洗浄水として返送する第一の循環工程と、
前記湿式選別工程で分級された中粒物を再洗浄する再洗浄工程と、
前記再洗浄工程から排出された洗浄排水を前記再洗浄工程へ洗浄水として返送する第二の循環工程と、
前記再洗浄工程に新規水を供給する新規水供給工程と、
前記再洗浄工程から排出された洗浄排水の一部を、洗浄水として前記第一の循環工程に供給する洗浄排水供給工程を備え、
前記微粒物分離手段が、ろ過式の固液分離工程で構成されている粉粒体処理方法。
【請求項５】
前記ろ過式の固液分離工程が、フィルタプレス式の固液分離工程で構成されている請求項４記載の粉粒体処理方法。
【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２０１０−２３４２１６（Ｐ２０１０−２３４２１６Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−８３５７７（Ｐ２００９−８３５７７）
【出願日】平成２１年３月３０日（２００９．３．３０）
【出願人】（０００００１０５２）株式会社クボタ (4,415)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月３０日（２００９．３．３０）
【出願人】（０００００１０５２）株式会社クボタ (4,415)
【Ｆターム（参考）】
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