汚泥

汚泥は産業廃棄物の約4割を占める

2002年度建設副産物実態調査によると、建設汚泥の排出量は846万トンで、建設廃棄物全体の排出量約8,300万トンの約１割程度。このうち、再資源化された量はわずか383万トンであり、再資源化率は45％と非常に低くとどまっています。

これに脱水等による減量化分197万トンを加えた再資源化等率をみても69％となっており、残りである排出量の約３割に相当する265万トンが最終処分場にて処分されており、これは建設廃棄物全体の最終処分量約700万トンの約４割も占めているという現状です。

汚泥処理の方法

1.造粒固化

無機性汚泥に高吸水性特殊固化材（セメント系材料＋特殊吸水材）を混合撹拌し、産業廃棄物を建設源資材として再資源化するシステムです。含水比の高い建設汚泥を、脱水せずに高水溶性ポリマーを含む特殊固化材を用いて高含水状態のまま専用ミキサーで処理することで、吸水と同時に汚泥中の懸濁浮遊微粒子を団粒化し、砂状の粒径に造粒固化させることができます。その造粒固化物を盛土材等として再利用することで、産業廃棄物の発生を抑制することができます。

2.焼却

単純焼却（中間処理）し、最終処分先は燃え殻として管理型埋立処分場にいく処理を行います。近年では、循環型社会の構築に向け、焼却物の再資源化および焼却廃熱利用への動きが活発になってきている。焼却灰の建設資材への利用（例：エコセメント）、固形燃料への改質、金属回収などが挙げられます。また廃熱を利用した焼却炉に供給する空気の加熱や、廃棄物発電などのために利用され、焼却施設内での化石燃料使用量削減に寄与しています。

焼却炉の種類としては主に6種類あります。

(1)から(3)までは、ごみを燃やす（高温で酸化する）型式で従来から広く普及している焼却炉である。(4)と(5)は、ごみを熱分解したときに発生するガスを燃焼または回収するとともに、焼却灰、不燃物等を溶融する型式で比較的新しい技術である。(6)は、(1)から(3)の焼却炉で発生した焼却灰を溶融・減容化するための施設です。

（１）ストーカ式燃焼炉

ごみを火格子（ストーカ）の上で移動させながら、ストーカ下部より送り込んだ燃焼空気によって焼却する焼却炉です。処理プロセスは、「乾燥」（ごみに含まれる水分を減らして燃焼しやすくする）、「燃焼」（ごみを焼却して減容化する）、「後燃焼」（燃え残ったごみを完全に焼却する）の3過程で構成される。ストーカの形状やごみの移動方式によっていくつか種類があります。同方式では、ごみの進行方向に沿って、可動ストーカの縦列と固定ストーカの縦列とが交互に並んでおり、可動ストーカが振動（揺動）ことにより、ストーカ上のごみを順次内部に送りこみながら焼却を行います。

（２）流動床式焼却炉

ごみを流動床式焼却炉（充填した砂に空気を吹き込んで砂を流動状態にした炉）に投入して、燃焼熱を利用して可燃物を熱分解する焼却炉です。近年、流動床式焼却炉は、ガス化溶融炉に採用される事例が多いです。また、流動床式焼却炉は竪型炉であることから、省スペース化を図ることができます。

（３）キルン式焼却炉

キルン（回転ドラム）内に破砕したごみをいれ、約450℃の空気のない状態で蒸し焼きにし、熱分解ガスと熱分解カーボンとに分解する焼却炉です。ガス化溶融の前処理として採用されており、その場合、熱分解カーボンは、キルン内で発生した熱分解ガスを利用して、1300℃の高温で溶融スラグ化されます。

（４）熱分解ガス化炉・ガス化溶融炉

ごみを約450～600℃の低酸素状態で熱分解し、生成した可燃性ガスとチャー（炭状の未燃物）をさらに高温(1200～1300℃以上)で燃焼させ、その燃焼熱で灰分・不燃物等を溶融する技術です。近年、ダイオキシン対策として採用される事例が増えています。ストーカ式などの廃棄物焼却施設においては、処理残さである焼却灰を資源化する場合、そのための焼却残さ溶融施設等を併設して処理する必要があるのに対し、ガス化溶融施設は、一つのプロセスでこの機能を達成できる特徴があります。

（５）直接溶融炉

可燃ごみだけでなく、不燃ごみ、焼却残渣、汚泥、埋め立てごみ、フロンなど、資源リサイクル後の幅広いごみを一括溶融・資源化する焼却施設です。ごみの乾燥、熱分解、溶融の過程全てを、ガス化溶融炉で行うことができるという特徴があります。生成する可燃性ガスは後段の燃焼室で燃焼されるため、ごみを燃焼しやすくするための仕組みが必要であり、その方式によっていくつか種類があります。具体的には、溶融熱源としてコークスやプラズマトーチを採用する方式や、純酸素を吹き込むことで燃焼しやすくしたりする方式です。

（６）灰溶融炉

(1)から(3)で紹介した焼却炉で発生する焼却灰を、溶融・減容化するための施設です。焼却灰を1300℃以上で溶かし、これを固めてスラグにする処理を行います。スラグはコンクリート原料等として使用できます。近年、最終処分場容量のひっ迫問題や、それに伴うごみ資源化の必要性、最終処分場からの有害物質の溶出問題等の諸問題を解決するための手段として採用される事例が増加しています。

溶融の方法によって、電気方式、バーナ方式、自己燃焼溶融方式、副資材方式、焼成炉などに分類されます。プラズマトーチ（陽極）と、炉底電極（陰極）間に高電圧をかけ、そこに作動ガス(空気など)を噴出することでプラズマアーク（電離した気体で、電気を通す）を発生させます。このプラズマアークの高温の熱と、電流がスラグ中を流れるときに発生する電気抵抗熱（ジュール熱）により、溶融処理を行います。

3.最終処分

最終処分とは、我が国においては管理型産業廃棄物による埋立処分のことを指す言葉であり、廃棄物の収集・分別・焼却等の一連の処理工程の最後に行われるため、「最終」処分と呼ばれています。最終処分場にはいくつかの種類があるが、廃棄物は、その性状に応じて適切な処分場に埋め立てられています。

4. 篩分混合

汚泥を篩分に掛けることで、ふるい下残渣をセメントの原料としてマテリアルリサイクルをする処理方法です。