東京都環境科学研究所

都市ごみ飛灰の循環利用に関する研究（2021-2023年度）

令和4年度外部研究評価委員会　継続研究の中間・事前評価

研究テーマ
都市ごみ飛灰の循環利用に関する研究【継続】
研究期間 2021年度～2023年度
研究目的 近年、都市ごみ焼却灰がセメント原料の代替として活用され始めているが、主に主灰であり、飛灰については大部分が埋め立て処理されている。飛灰には、セメント製造の阻害成分である塩素、鉛等が主灰より多く含まれる。このことから、飛灰の循環利用に向け、飛灰中の塩素を効果的に脱塩するとともに、金属資源を種類ごとに効率的に分離回収する調査研究を行い、実用化に向けた情報を発信する。
研究内容
  • ○都市ごみ焼却施設（ストーカー炉を想定）から排出される飛灰の脱塩率を算出するための塩素溶出実験など
  • ○脱塩に関する技術情報調査
中間評価 A　１名、B　４名
評価コメント及び対応
  • 都市ごみ焼却灰のセメント原料化に求められる脱塩の効率化に取り組み、一定水準の脱塩効果の促進方法は明らかにされています。外部発表を行われていることも評価できる。
  • 目標とするセメント原料化には、さらに工夫が必要な中、課題を今後どう解決していくのかが見えない状態です。
  • 飛灰のセメント原料化における基礎的なデータ収集である。二酸化炭素吹き込みで脱塩率及びカルシウム回収率が高くなるが、Pb溶出率が低い点が気になるところである。
  • 溶出水の水処理（ Cr,Zn,Pb 等）を含めた全体プロセスでのコスト計算をされることを期待します。
  • 飛灰の利用のため脱塩素技術を開発していることを評価します。結果についてはわかりましたが今後どのような方針で脱塩素法を開発するのかが不明確だと思った。
  • 飛灰の塩素除去および金属類の溶出に関する基礎的知見が得られており、計画通りに研究が進められていると思われる。
  • 脱塩処理について、二酸化炭素および超音波導入が試みられているが、これら手法を適用する背景（先行研究や動悸）が不明であった。また、塩素含有量が数％に減少した結果が得らえているが、この脱塩効果がどの程度飛灰のリサイクルに影響を与えるかを定量的に考察できれば本研究の意義が明確になると思われる。
  • 温度効果に関して、工場間で差が生じた要因など、分析評価方法の課題・注意点・精度などに関して確認をしておく必要があると思われる。
事前評価 B　３名、C　２名
評価コメント及び対応
  • 令和4年度は3年度の技術を流動床式焼却炉で試すことが計画されていますが、研究の出口が見えにくい状態になっています。目標設定を明確にしていただく必要があるように思われる。
  • 令和5年度には本研究の成果と関係ない研究が予定されていて、研究の発展性が見えません。本研究の成果をどのように活かすべきかも、十分に検討いただく必要があるように思える。
  • 流動床式焼却炉からの飛灰について脱塩実験を行う予定とあるが、都の焼却炉のうち流動床式焼却炉の割合は極めて低く、従って飛灰全体に占める割合も小さいので、データ収集の意義について疑問がある。
  • 【問】主灰、飛灰の総量に対する流動床式焼却炉飛灰の割合を鑑み、1年間のデータ収集を行う意義を再検討認する必要があるのではないか。
  • 【答え】ご指摘のとおり都内の流動床式焼却炉からの飛灰量の割合は少ないですが、ストーカ炉よりも可溶性成分が少ないなどの飛灰の性質が異なることから、比較のためにもデータ収集が必要と考えます。
  • 主灰、飛灰を合わせた全体の処理フローとしてコスト計算をされることを期待します。
  • 飛灰の利用のため脱塩素技術を開発していることを評価します。一方で主灰に対して0.1％程度の飛灰にどれほどエネルギーとコストをかけて脱塩素をするのが適切かもご検討ください。
  • これまでに使用された試験手法を用いて、流動床焼却炉からの飛灰を対象とした実験を行うものであり、研究計画には継続性があり、妥当な研究実施計画おおび体制が構築されていると思われる。
  • 着実な研究計画ではあるが、対象を流動床焼却炉からの飛灰に変更しただけという印象を与える内容であり、背景や動機付けに関して丁寧な説明が求められると感じる。二酸化炭素や超音波の影響についてより詳細な考察を行うことでより効果的な脱塩手法の提案を期待する。
  • 上記の分析評価法の問題点や対策を把握した上での実験が望ましい。
来年度へのアドバイス
  • 目標を明確に設定し、研究に取り組まれることを期待する。
  • 主灰、飛灰を合わせた全体の処理フローとしてコスト計算をされることを期待します。