一般廃棄物焼却灰のリサイクル...

一般廃棄物焼却灰のリサイクル～意義と課題～

国立研究開発法人国立環境研究所資源循環・廃棄物研究センター

肴倉宏史

1

令和元年１２月２０日（金）令和元年度東京都環境科学研究所公開研究発表会

都民ホール（都庁都議会議事堂）

廃棄物の総排出量の推移

2環境省 (2014) 日本の廃棄物処理の歴史と現状

● 一般廃棄物■ 産業廃棄物

3http://free-style.com.co/general.html http://www.suncleanyou-me.com/contents/sangyou_haiki.html

日本の廃棄物の区分

4http://shirakawa-go.org/kurashi/recycle/12853/

5

可燃ごみ

焼却

焼却灰

6

不燃ごみ・粗大ごみ

可燃残渣不燃残渣

資源

一般廃棄物処理の主な流れ

7

可燃ごみ

粗大ごみ

不燃ごみ

資源ごみ

焼却

破砕・選別

選別等

焼却灰

可燃残渣

資源

不燃残渣

最終処分

※以下、「焼却」にはガス化を含める。

内津山北最終処分場

浜松市平和最終処分場

さしま環境管理事務組合最終処分場

写真：各最終処分場ホームページから

岡崎市北部一般廃棄物処分場 8

エコパークかごしま

第二伊地山一般廃棄物最終処分場大阪沖埋立処分場

東京都新海面処分場

写真：各最終処分場ホームページから

9

一般廃棄物の排出量、処理量、最終処分量の推移

77.3 77.5 76.9 77.3 77.5 77.4 76.8 76.4 76.7 76.2 77.4 77.8 77.7 78.0 78.3 78.3 78.7 79.2 79.4 79.5

21.2 20.2 19.2 18.2 16.7 15.6 15.2 13.9 13.1 12.5 11.5 11.0 10.7 10.6 10.3 10.1 9.7 9.5 9.2 9.0

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0.0

10.0

20.0

30.0

40.0

50.0

60.0

H10

H11

H12

H13

H14

H15

H16

H17

H18

H19

H20

H21

H22

H23

H24

H25

H26

H27

H28

H29

焼却

率、

処分

率(%

)

総排

出量

、最

終処

分量

(100万

t)

総排出量焼却処理量（中間処理残渣焼却量含む）

最終処分量（全体）焼却処理／総排出

処分（全体）／総排出環境省一般廃棄物処理実態調査より作成

10

一般廃棄物の最終処分量に焼却灰が占める割合の推移

50.7 52.854.0

56.7 58.660.5 60.2 62.1

64.1 63.6

68.9 70.971.7 72.9

74.4 73.4 74.775.9 76.7 77.0

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0.0

2.0

4.0

6.0

8.0

10.0

12.0

H10

H11

H12

H13

H14

H15

H16

H17

H18

H19

H20

H21

H22

H23

H24

H25

H26

H27

H28

H29

焼却

灰／

全体

(%)

最終

処分

量(1

00万

t)

最終処分量（全体）最終処分量（焼却残渣）焼却残渣／全体

11環境省一般廃棄物処理実態調査より作成

最終処分に対する私の認識

• 最終処分場は私たちの生活に必要な施設– 廃棄物の発生は未来永劫続き、最終処分しなければならない廃棄物は必ず残る。– わが国の最終処分場は、従来型、被覆型、海面型など、様々なタイプに発展し、高い

技術の下、廃棄物を安全に処分することが可能である。

• 最終処分場の寿命（残余年数）は上昇傾向– ごみの減量やリサイクルの進展による、最終処分量の減少

• しかし、最終処分場の新規建設は、昔も今も極めて困難– （上手くいっている自治体も少なくはないが、一般論として）– 昔の処分場のイメージ（害獣虫、臭いなど）からか？– 現有の処分場を、少しでも、長く持たせたい。– 最終処分場を持っていない自治体も多い。

• 主要な埋立物である焼却灰のリサイクルが問題解決の鍵12

焼却処理に対する私の認識

• 衛生面と減量化の面から必須。エネルギー回収も重要。– 腐敗性の有機物の迅速な無機化– 約90%がガス化– 高効率発電、余熱利用

• マイナス面 ⇒ 技術で解決– ダイオキシン類の発生抑制（完全燃焼）、酸性廃ガスの中和処理– 焼却灰に重金属が濃縮

• これまでに様々な技術が開発されてきたが、焼却処理以上に確かな技術は無く、これからも頼っていかなければならない。– 焼却灰は発生し続ける。

13

焼却炉形式の種類と割合

14環境省一般廃棄物処理統計から計算

ストーカ式

焼却

71%

流動床式

焼却

17%

ガス化

10%その他

2%

ストーカ式焼却流動床式焼却ガス化その他

ストーカ式

焼却

75%

流動床式

焼却

12%

ガス化

14%

その他

0%

ストーカ式焼却流動床式焼却ガス化その他

施設数（全1103施設）処理量（全3千3百万トン）

ストーカ式焼却炉

15

炉

11

11

1

3 4 4 4 4

5 67

2

5

①落じん灰, 0.73

②焼却主灰(炉

底灰), 81.9

③ボイラー灰, 3

④過熱器灰,

3.3

⑤エコノマイザ灰,

0.12

⑥減温塔灰, 0.46

⑦集じん灰,

10.5

焼却灰の発生割合（例）

焼却主灰落じん灰

ガス冷灰集じん灰

ガス冷却器

流動床灰ガス冷却器灰

バグフィルター

廃棄物

二次燃焼室

燃焼室

ボイラー／空気予熱器

消石灰・活性炭

ボイラー灰／空気予熱器灰

排ガス

流動砂・不燃分

空気

空気

流動砂、不燃物類、鉄類

減温塔灰集じん灰

バグフィルター減温塔ボイラー燃焼室

16

流動床式焼却炉

不燃物,

34.2%

鉄分, 3.9%

抜き出し

流動砂,

12.2%

ボイラー

灰, 5.2%

減温塔灰,

2.0%

集じん灰,

42.5%

流動砂金属類不燃物類

Pyrolysis and

gasification

Burning and

Melting

流動床式ガス化炉＋旋回溶融炉

Drying and preheating

~300-400oC

Burning

~1000-1700oC

Melting

1700-1800oC

Pyrolysis and gasification

~300-1000oC

シャフト式ガス化溶融炉

ガス化溶融炉

神鋼環境ソリューション

日鉄エンジニアリング

「溶融メタル」「溶融スラグ」（水砕／空冷）「溶融飛灰」 17

18

Ca, 26.7

Si, 13.0

Al, 5.6

Fe, 4.2 Cl, 2.9 Na, 2.2

K, 2.0 Mg, 1.5

Ti, 1.3 P, 1.0

Others, 37.7

Ca, 24.5

Si, 6.8

Al, 1.9

Fe, 1.0 Cl, 21.9

Na, 4.5

K, 6.2 Mg, 0.9

Ti, 0.6 S, 2.3 Zn, 0.6 , 0.0 , 0.0 , 0.0

Others, 27.7

Ca, 22.8

Si, 17.0

Al, 8.8

Fe, 1.9 Cl, 1.0

Na, 1.6 K, 0.8

Mg, 1.8 Ti, 1.2

, 0.0 , 0.0 , 0.0 , 0.0

Others, 41.5

Ca, 13.7 Si, 1.0

Cl, 29.1

Na, 10.6 K, 14.0

S, 2.5

Zn, 6.5 , 0.0 , 0.0

Pb, 1.3 , 0.0 , 0.0 , 0.0 , 0.0 , 0.0 , 0.0

Others, 19.4

Si, 4.0

Fe, 70.2

Cl, 0.0 P, 6.9 S, 0.0 Cu, 8.3

F, 0.0

Cr, 0.9 Ni, 0.9

Rb, 0.0 Br, 0.0 Y, 0.0 Others,

7.4

焼却主灰72.6

焼却飛灰27.4

溶融スラグ90.0

溶融飛灰7.7

溶融メタル

2.3

元素記号元素名Al アルミニウムCa カルシウムCl 塩素Cu 銅Fe 鉄K カリウムMg マグネシウムNa ナトリウムP リンPb 鉛S 硫黄Si ケイ素Ti チタンZn 亜鉛

各生成物を構成する元素（例）単位:重量%中央の数値は発生重量割合%

その他（Others）は主に酸素。

19

焼却灰中の微量元素の濃度（“含有量”という。）

肴倉ら(2010) 廃棄物資源循環学会研究発表会

焼却主灰焼却飛灰スラグ溶融飛灰メタルAg 銀 2.7 8.2 1.8 16.2 57.2As ヒ素 5.0 16.0 0.80 12.6 192 Au 金 0.39

可燃物類および「その他（5 mm以下）」（以下、各可燃ごみ等という。）の各分類について、650℃にて恒量となるまで加熱することにより各灰を得た。それぞれの灰について、王水抽出とアルカリ溶融の2段階で分解を行い、各抽出液中をICP発光またはICP-MSで定量（n=3）。ClやPはXRFデータ。

20

焼却灰中の元素の由来は？

各試料の元素組成（湿重量基準）

23

0.001

0.01

0.1

1

10

100

1000

10000

100000

Li

Be B

Na

Mg Al

Si K

Ca

Sc Ti V Cr

Mn

Fe

Co Ni

Cu

Zn

Ga

As

Se

Rb

Sr Y Zr

Nb

Mo

Pd

Ag

Cd In Sn

Sb

Cs

Ba

La

Ce

Nd

Eu

Dy

Hf

Ta W Pt

Au Tl

Pb Bi

3 4 5 11 12 13 14 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 33 34 37 38 39 40 41 42 46 47 48 49 50 51 55 56 57 58 60 63 66 72 73 74 78 79 81 82 83

試料

中の

含有

量(m

g/k

g-w

et)

厨芥類紙・布類木・竹・わら類ビニール・樹脂類ゴム・皮革類 5 mm以下再配合

0.001

0.01

0.1

1

10

100

1000

10000

100000

Li

Be B

Na

Mg Al

Si K

Ca

Sc Ti V Cr

Mn

Fe

Co Ni

Cu

Zn

Ga

As

Se

Rb Sr Y Zr

Nb

Mo

Pd

Ag

Cd In Sn

Sb

Cs

Ba

La

Ce

Nd

Eu

Dy

Hf

Ta W Pt

Au Tl

Pb Bi

3 4 5 11 12 13 14 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 33 34 37 38 39 40 41 42 46 47 48 49 50 51 55 56 57 58 60 63 66 72 73 74 78 79 81 82 83

試料

中の

含有

量(m

g/k

g-w

et)

厨芥類紙・布類木・竹・わら類ビニール・樹脂類ゴム・皮革類 5 mm以下再配合

ごみの灰分と焼却灰の元素組成の比較

24

0.01

0.1

1

10

100

1000

10000

100000

1000000

0.01 0.1 1 10 100 1000 10000 100000 1000000

全部

の灰

から

の計

算値

(mg/k

g)

全灰分組成計算値 (mg/kg)

y = 1.436x0.955

R² = 0.9362

各ごみ中元素の焼却灰への寄与率

25

9.0 3.4 6.6

21.7

3.0 1.9 3.4

36.6

3.8

24.7 26.0

3.3 2.2 0.3 3.1 3.6 5.0 4.2 3.1 1.6 1.0 3.0 1.9 4.4

18.2 17.9

3.4 4.3 2.0 0.4

17.1

3.3 3.8 2.8 5.5 3.0 1.5 4.1 4.5 3.7 3.6 2.9 4.6 3.3 0.0 0.0 0.6 8.0

2.4 7.4

2.4 4.5 8.4

24.8 38.8

10.4

18.4

42.3 53.2

26.1

19.7

13.2

11.3

25.7

33.9 40.8

3.9

38.8

14.0

21.3 20.0 20.5

8.8

73.6

10.4

54.3

16.2

22.2 25.6

20.1 25.8

14.4

1.0

13.5

26.8 17.6

10.5

24.3 20.3

3.9

20.7 12.8

33.3 38.7 41.9

26.1 34.1

16.5 7.6 5.1

16.9 24.5 9.0

5.7

24.7

39.2

6.4

4.4

1.8

2.6 1.6

2.3

3.0

3.7

2.5

0.4

5.7

1.2

2.3

1.0

4.9

13.2

30.6

14.9 9.3

12.9

3.7

11.6

3.1

7.7

6.2 7.4

6.2

21.9

4.9

0.6

10.4 15.9

15.0 37.8

10.0 29.8

4.6

5.2

8.5

16.5 10.4

9.2

22.7 5.4

4.7

2.6 1.1

2.7

24.0

6.7

9.2

15.2

11.2

48.2

21.0

56.2

33.1

44.0 21.0

17.5

13.0

69.3

55.3 16.4 49.3 29.1

91.9

23.6 54.6

20.6

29.3 33.9 54.5

2.9

42.9

20.6

26.8

28.8 17.0 53.5

28.2

60.8 97.0

44.8 27.4

39.0 9.2

21.5

33.5

80.0 37.5 36.4

26.5 23.4 23.2

26.8

30.6

56.3 81.3

11.4

49.4

30.1

45.2

68.2

28.5

35.9

1.4

1.6

0.1 0.2

2.6

0.7

3.6

0.3

4.0 2.0

0.3

2.6

0.9

0.4

1.5

1.2

2.0

1.1 0.9

1.0 0.1

20.4 0.8

1.2

3.6

0.6

0.9 1.7 1.5

0.1

0.7

2.2 1.7 30.0

2.8

1.7 2.2

0.8

0.8

1.6 1.3 1.3

1.8

1.4 1.9

0.5

0.1

17.2 1.5

2.0

2.1

3.1

1.4 10.3

30.8 24.9 23.9

6.6

20.9

46.4

26.7

7.1 6.2

25.9

9.7

24.8

2.5

28.1

13.3 20.4

30.6 32.3

21.2 18.8 11.6

19.3

43.8

21.0

31.5

15.9 18.0 16.3

0.9

13.5

24.4 22.9

9.6

35.9

11.8 7.8

31.7 37.0

18.5 22.7 21.5

18.0 25.3

20.7

7.9

81.7

5.9

17.4

29.7

12.3

24.1

4.0

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

Li Be B

Na

Mg Al Si P S Cl K C

a Sc Ti V Cr

Mn Fe Co Ni

Cu Zn Ga As

Se Rb Sr Y Zr Nb

Mo

Pd

Ag

Cd In Sn Sb Cs

Ba La Ce

Nd Eu Dy Hf

Ta W Pt

Au Tl Pb Bi

重量

割合

3 4 5 11 12 13 14 15 16 17 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 33 34 37 38 39 40 41 42 46 47 48 49 50 51 55 56 57 58 60 63 66 72 73 74 78 79 81 82 83

厨芥類紙・布類木・竹・わら類ビニール・樹脂類ゴム・皮革類 5 mm以下

焼却灰の最終処分とリサイクルの推移

2.2 2.9 2.83.9

7.1

10.011.2

15.6

18.4

20.621.7

23.0 23.7 23.624.1

25.727.0 27.6

28.8 29.2

0.0

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0

30.0

35.0

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

H10

H11

H12

H13

H14

H15

H16

H17

H18

H19

H20

H21

H22

H23

H24

H25

H26

H27

H28

H29

有効

利用

率(%

)

焼却

灰量

(100万

t)

最終処分金属類溶融スラグ利用セメント原料化飛灰の山元還元その他

26環境省一般廃棄物処理実態調査より作成

溶融スラグ化

Takuma co.

• 微量に残留する有機物を分解• 溶融スラグを建設資材利用• 溶融飛灰や溶融メタルにより金

属を回収

電気溶融

表面溶融

メタル

FeCu

スラグ

SiO2, Al2O3, CaO

1250-1400oC

1300-1400oC

焼却灰

27

※定量下限値以下のデータは定量下限値と仮定して全体の分配率を計算し、図には非表示とした。

97 93 92 88 88 88 87 87 86 86 86 86 86 86 85 85 85 84 83 83 83 82 81 80 80 80 78 78 75 74 73 71 67 6659 54 50 50 47 45 43

33

17 15

81

3 7 8 12 12 12 13 13 14 14 14 14 14 14 15 15 15 16 17 17 17 18 19 20 20 22 22 25 26 27 29 33 3441 46 50 50 53 55 57

67

83 85

19

0.0

10.0

20.0

30.0

40.0

50.0

60.0

70.0

80.0

90.0

100.0

Ni

Cu

Fe W Nb

Co

La

Sn

Sc

Mn

Ce Si

Eu V Zr

Nd Al

Ba

Pd B Y

Ge

Cr

Ca

Au Ti

Sr

Mg

Ga Li

Ta

Mo

Pb

Na

Zn K

Rb

Cs

Ag

As

Se

Sb Bi

Cd

発生

割合

焼却主灰焼却飛灰

焼却と溶融の元素分配傾向の違い

焼却飛灰へ

焼却主灰へ

元素

分配

率(％

)

90 8879 79 78

72 71 6960 58 57

40 3628

17

4 3 3 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1

47

18

2

1812

22

12

30

37 42

60 6372

83

95 94 97 99 100100100100100100 99 99 99 98 98 9888

74 70

37

23

8 71

1

28

92

39

1

16

11

0 3 1 0 1 0 0 1 2 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 2 2 211

24 30

63

77

92

92

9299 100

51 54

6

0.0

10.0

20.0

30.0

40.0

50.0

60.0

70.0

80.0

90.0

100.0

Pd

Pt

Mo

Cu

Co

As

In Ni

Ge

Au

Fe

Nb

W Cr

V B Mn

Zr

Ti

Al

Sc

Ce

Si

Nd

La

Mg

Eu

Ba Y Ca

Sr

Li

Se

Na K Rb

Cs

Bi

Zn

Pb

Cd

Sb

Ga 発生

割合

溶融スラグへ

溶融メタルへ

溶融飛灰へ

データ：肴倉ら(2010) 廃棄物資源循環学会研究発表会28

溶融スラグの有効利用

29

JIS A 5031:2016一般廃棄物，下水汚泥又はそれらの焼却灰を溶融固化したコンクリート用溶融スラグ骨材

• 種類– 粗骨材 (MG20-05, MG20-15, MG15-05)

– 細骨材 (MS5, MS2.5, MS1.2, MS5-0.3)

• 品質– 一般事項

– 化学成分及び物理的性質

– アルカリシリカ反応性

– 粒度及び粗粒率

– 膨張性

– ポップアウト

– 環境安全品質基準

30

JIS A 5032:2016 一般廃棄物，下水汚泥又はそれらの焼却灰を溶融固化した道路用溶融スラグ

• 種類– 単粒度溶融スラグ (SM-20, SM-13, SM-5)

– 溶融スラグ細骨材 (FM-2.5)

– 粒度調整溶融スラグ (MM-40, MM-30, MM-25)

– クラッシャラン溶融スラグ (CM-40, CM-30, CM-20, CM-5)

• 品質– 一般事項

– 物理的性質 (表乾密度, 吸水率, すりへり減量)

– 粒度

– 修正CBR

– 環境安全品質基準

31

溶融スラグの有効利用

日本産業機械工業会エコスラグ利用普及委員会

道路用骨

材, 36.8

コンクリート

用骨材, 18.2

地盤・土質

改良材, 7.5

最終処分

場の覆土, 5.1

管渠基礎

材, 5.3

埋戻、盛土

など, 12.9

凍上抑制

材, 0.3 その他, 13.9

有効利用用途の内訳（2014年度）

有効利用状況の推移

32

セメント原料化

33大平洋セメント株式会社 HP

建設資材化（非加熱処理）

34

ISWA 2014 34

欧州各国の焼却主灰の取扱いの特徴

35

国名焼却主灰の取扱い

ドイツ

資材リサイクルに関する統一的制度を準備中だが、現在は地方政府ごとに運用。天然資材が豊富な内陸部では規制は厳しく、資材が比較的乏しい北の平野部では利用に積極的する傾向。焼却主灰の有効利用率は公式には90%（路盤材が30%程度、最終処分場内の敷土材や覆土材に45%程度）。

スイス焼却主灰の建設資材利用は法律上許可されておらず、埋立処分しなければならない。

デンマーク道路材料として長年利用され、自動車専用道路の路盤材として特に利用が進んでいる。99%がリサイクルされている。

オランダ全ての都市ごみ焼却事業者と政府との間で”Green Deal Bottom Ash”を契約（内容：>6 mm非鉄の75%以上を回収する。2020年以降、粒状物を全て利用できるようにクリーンにする）。自動車専用道路のジャンクションや防音壁にも利用。

■ 焼却主灰の道路材料利用を行っている国：デンマーク、ベルギー、フランス、ドイツ、オランダ、ポルトガル、英国、スペイン。■ イタリアBSBプラントはコンクリート骨材に利用

Source: 現地ヒアリング情報（ドイツ）、CEWEP Bottom ash fact sheet

36

台湾での状況

焼却灰のリサイクル／処分方法のまとめ

特徴など選択の留意点

溶融スラグ化主灰・飛灰を対象。1250℃以上で加熱スラグ、メタル、溶融飛灰が発生、資源化56万トン（2015 環境省一廃調査）

（金属の事前除去）乾燥状態であること

セメント原料化主灰・飛灰を対象。1450℃以上セメント原料のごく一部（約0.5-1%）を代替33万トン（2015 環境省一廃調査）

金属の事前除去塩素、クロム

建設資材化（非加熱処理）

主灰を対象。非加熱で、異物除去やセメント等を混合して建設資材化欧州、台湾の他、日本も一部実施

金属の事前除去建設資材としての環境安全性、pH

埋立処分主灰・飛灰を対象（特に、焼却飛灰？）。320万トン（2015 環境省一廃調査）

主灰：金属の事前除去処分物としての環境安全性、塩類（スケール）キレート

40

欧州・台湾

日本

焼却主灰の物理組成（例）

【灰分】【鉄含有物】【ガラス類】【陶器類】【非鉄金属類】

WR-F

灰分鉄含有物ガラス類陶器類非鉄金属類

92.6%

4.8%1.0% 0.8% 0.8%

DR-Sg


92.0%

3.4%2.2% 1.7% 0.7%

WR-B


92.9%

5.2%0.8% 1.6%

0.5%


90.4%

WR-Od

6.8%1.1% 1.0%

0.7%

41

焼却主灰

福岡大学道路・土質研究室

灰分主体の中に、数%の鉄含有物や非鉄金属類が含まれている。

ヨーロッパにおける一般廃棄物焼却主灰のリサイクル

42

62%

32%

4%

2%

0%

0%0%

kg/t

Fe

Al

Cu

Zn

Pb

Ag

Au

10%

33%

23%2%

1%

3%

28%

Euro/t

Fe

Al

Cu

Zn

Pb

Ag

Au

Euro/t

3.77

12.88

8.80

0.66

0.32

1.08

11.04

38.55

43ISWA 2014

44※2016年調査

施設E

46

47

国内で稼働中の選別施設

落じん灰（ストーカーから直下に落下した粒子）を有価で受け入れ、貴金属を多く含み粒子密度の高い画分の回収を行っている。（写真とは別施設）

焼却主灰のリサイクル推進に向けた研究課題

48

• 金・銀などの有価金属を回収する物理選別処理の効率は？セメント原料化、建設資材化、埋立処分で有効

• 物理選別処理によって、鉛などの有害金属も同時に回収される可能性はないか？セメント原料化、建設資材化、埋立処分で有効

• エージング処理により、有害物質の溶出性をさらに抑制できないか？• 建設資材化、埋立処分で有効

落じん灰

焼却主灰

環境研究総合推進費 3-1804 (2018-2020年度)物理選別とエージングを組み合わせた「焼却主灰グリーン改質技術」の確立

有用／有害金属高含有ごみ品目の調査焼却対象物の異なる灰の金属含有量・形態解明

有価／有害金属の由来廃棄物の特定と焼却主灰中の存在形態把握

ST-2

エアテーブル選別の適用条件最適化（前処理、空気量、斜度等）

散水とCO2富化ガス通気による有害物質の環境汚染負荷低減技術の確立

脱着式コンテナを用いたオンサイトエージング技術の確立

ST-4

エアテーブル選別を用いた粒径ごとの有価／有害金属回収技術研究

ST-3

49

地域特性（制約条件）に適したシステム導入の考え方

有害物質含有・溶出量や物理・力学特性等の品質基準設定

助言委員会の設置・運営と改質技術システム導入ガイドラインとりまとめ

グリーン改質技術の地域特性に応じた適用方策の提示

ST-1

建設資材

セメント原料

金属

溶融

埋立

セメント原料

埋立

厨芥類、紙・布類、木・竹・わら類、ビニール・樹脂類、ゴム・皮革類、不燃物類

破砕残渣

■ 焼却対象廃棄物中の有害金属低減■ 有価・有害金属の高度物理選別回収■ エージングによる金属溶出等の負荷の低減

改質処理に必要なエネルギーが小さく、環境安全性が高い

脱着式コンテナを用いたオンサイトエージング研究

50

CO2

散水

水

アーム車脱着式コンテナ（約8 m3）を改造し、散水（標準条件：液固比0.7 L/kg）とCO2富化ガス通気（CO2濃度10% or 100%, 24時間以内）

エージング：ある温度・水分・ガス条件で所定の期間養生し、灰を安定化（中性化、不溶化、洗い出し）▲屋外エージング：処理に長時間を要する・・・

オンサイト促進エージング

■ 不溶化：Pb

■ 洗い出し；B、Cl、Cr(VI)

■ 中性化

焼却施設敷地内で処理可能

焼却主灰 6 試料の物理・力学特性

■ 全国から収集した焼却主灰6試料（乾灰2, 湿灰4）■ JIS A 1202 土粒子の密度試験（真空脱気法）■ JIS A 1204 粒度試験

（JIS A 1103 洗い試験により付着細粒分を除去）■ コーン指数試験⇒ 盛土材の強度を十分に満たす。

1.6

1.8

2

2.2

2.4

2.6

2.8

DR-1 DR-2 WR-1 WR-2 WR-3 WN-1

灰粒

子密

度

s (g

/cm

3)

排出地域(2018年)

標準偏差 s = 0.21

0

20

40

60

80

100

0.001 0.01 0.1 1 10 100

WR-3

DR-2

WR-2

DR-1

WN-1

WR-1

シルト細砂粗砂細礫中礫粗礫

0.075 0.850 2 4.75 19 75

粘土

0.005 0.250

中砂シルト細砂粗砂細礫中礫粗礫

0.075 0.850 2 4.75 19 75

粘土

0.005 0.250

中砂

粒径 (mm)

通過質量百分率

(%)

Uc'Uc

1.76216.06DR-1

1.06194.37DR-2

2.8182.37WR-1

3.7361.81WR-2

5.12178.33WR-3

2.43100.58WN-1

8

8.5

9

9.5

10

10.5

11

11.5


コー

ン指

数q

c (

MN

/m2 )

排出地域(2018年)

1

1.1

1.2

1.3

1.4

1.5

1.6

1.7

5 10 15 20 25 30 35 40 45

WR-3DR-2

WR-2DR-1

WN-1WR-1

含水比 w (%)

乾燥

密度

d (

g/c

m3)

締固め曲線コーン指数

粒子密度粒径加積曲線

福岡大学・（株）フジタ

福岡大学・（株）フジタ

砕石

デジタルタイマ

排水タンク

P

焼却灰

給水タンク

給水

仕切り材

塩ビカラムφ104×400Hmm

流量計

給気

CO2含有ガス

51

脱着式コンテナを用いたオンサイトエージング研究

処理区充填量

(kg)充填高さ

(cm)充填密度

(g/cm3)液固比(mL/g)

通気量(gCO2/kg)

処理時間(h)

散水

2.9 28～41 0.9～1.20.50～0.65

－ 24

散水+CO260

18+6

CO2 － 6

焼却主灰 6 試料の促進エージング試験（簡易型）

エージング装置（簡易型）

Pb

46号

溶出

試験

Pb濃

度(m

g/L

)

■ CO2通気は6試料中5試料でPb溶出抑制に大きな効果を確認。WR-3は表面水が過剰であった可能性がある。Cr(VI)の溶出の傾向は灰種によって異なった。

■ 散水液固比0.7 L/kg以下でClの洗出しは十分進むことを確認した。

■ 佐賀市清掃工場CO2分離・回収施設にてエージング実証試験を実施。

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20


溶出

率

Na ClNa, Cl

洗出

し率

(溶出

試験

時と

の比

)

金属粒子物理選別やエージング処理を導入した焼却主灰資源化フロー(案)

一次物理選別

エージング

焼却主灰

溶融処理

溶融メタル

溶融飛灰

溶融スラグ

金属精錬原料

セメント原料

建設資材

最終処分

二次選別残渣

金属粒子主体回収物

灰粒子主体

落じん灰

二次物理選別

52地域特性に応じて選択

53

焼却灰の各性状に応じたリサイクルや最終処分に向けて

溶融、焼成、セメント原料化

再加熱

ボイラー減温塔

ボイラー灰減温塔灰

焼却飛灰

焼却炉

金属資源

エージング固化・不溶化

安定化

最終処分

落じん灰焼却主灰

都市ごみ集じん設備

建設資材

トレーサビリティ構築ガイドライン提示

各元素の由来を把握し有害性を低減

物理選別技術の最適化、高度化と適用

推進費研究範囲

スラグ、セメント改質主灰

地域特性地域制約条件

集約による効率化

溶出抑制

含有低減

ご清聴ありがとうございました

一般廃棄物焼却灰のリサイクル...

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