「溶融固化」とは

街で拾った黒曜石に似た綺麗な石が、実は溶融スラグだった！という話を聞いたことはありませんか？

これは、溶融固化という中間処理の工程で生まれる石です。廃棄物が綺麗な石になるとは、不思議ですね。

溶融固化は、焼却よりも高度な処理方法として注目されています。そんな溶融固化とは？どのような処理なのでしょうか？メリットやデメリットについても分かりやすく説明していきます。

産業廃棄物の中間処理工程「溶融固化」とは？

中間処理の「溶融固化」とは、ゴミや焼却灰を1200度以上の高温で溶かし、冷却して固める工程です。

溶融固化は、超高温で加熱するため、廃棄物はマグマのような液体になります。

そして、有機物は熱分解されてガス化するか、燃焼。

無機物は冷却するとガラス質・結晶質の石や砂に変化します。(時間をかけて冷ますと石、水に入れて急冷すると砂になる)

この石や砂は、溶融固化物又は溶融スラグと呼ばれます。

そして、溶融スラグは、一般廃棄物で作られたものを「一廃由来スラグ」、産業廃棄物又は産業廃棄物と一般廃棄物の混合物で作られたものを「産廃由来スラグ」としています。

溶融スラグは、道路用材・コンクリート骨材・土木資材として利用されています。

しかし、JIS(日本工業規格)により、道路・コンクリートについては「一廃由来スラグ」の利用に限定されています。(※JIS規格　JIS A 5031、JIS A 5032で制定)

中間処理で溶融固化工程を行うメリットと廃棄物の種類

溶融固化のメリットは、次のようなものが挙げられます。

• 他の工程では、処理が困難なアスベスト廃棄物、自動車シュレッダーダストなど、あらゆる廃棄物に対応可能
• ダイオキシンなどを分解・無害化、重金属類(鉛、カドミウム、水銀など)は、高熱溶融で揮発して無害化
• 重金属類は、溶融固化物のシリカ(SiO2)という成分により溶けださない

溶融固化は基準を満たせば、中間処理の三原則である「安定化」「安全化」「減容化」すべてを実現できます。

しかし、溶融固化には以下のようなデメリットもあります。

• 溶融スラグの長期的な安全性は疑問視されている
• エネルギーを多く必要とするためコストがかかる
• 事故やトラブルの多発で休止に至った施設もある

溶融固化の事故では、溶融炉での水素ガス爆発や水蒸気爆発などが起きています。

問題となった灰溶融施設は休止となっていますが、ガス化溶融施設の建設は増えています。

溶融固化に使用する溶融機の種類

溶融固化の溶融方式には２種類あります。

• ガス化溶融

表面溶融炉、ガス改質式、シャフト式、キルン式など

• 灰溶融

電気抵抗式、プラズマ式、表面溶融式、コークヘッド式など

この中で、ガス化溶融では「ガス改質式」、灰溶融では「電気抵抗式」が多く採用されています。

溶融固化の装置は、プラズマ溶融固化システム・雑個体溶融炉・アスベスト溶融炉など、中間処理施設により様々です。

発泡スチロールは、専用の溶融機(電気ヒーター方式)で安全に溶融固化できます。

中間処理の溶融固化工程まとめ

JIS規格外ということで、産業廃棄物の溶融スラグの流通と製品化はまだまだこれからですが、2011年からJIS規格の見直しが検討されています。

産廃由来の溶融スラグが、私たちの身近な建物や道路に活用される日も近いかもしれません。

溶融固化の技術は、中間処理の工程でなくてはならないものとして、将来的に活躍・進化していくことでしょう！