最終処分場と溶融炉の問題を考える

最終処分場と溶融炉の問題を考える

一般廃棄物の焼却灰(循環資源)の利用と処分に関する問題を考えるブログです。

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約3,000件の事例に基づく早稲田大学のデータベースから溶融炉に関する事故やトラブルのリスクについて考えてみます。

事故・トラブル・ヒヤリハット事例データベース

以下は、データベースからの引用です。

(1)新技術である灰溶融炉を含む灰処理設備における装置や機器が他の設備の装置・機器よりもトラブルが発生している割合が高い。

⇒「焼却炉+溶融炉」を選定している場合は、単純に装置や機器が増えるので、トラブルの発生割合が高くなることは容易に想像できます。

(2)焼却処理施設のトラブル事例によるトラブル発生率を見ると、事故発生率に比べトラブル発生率が約100倍高くなっている。

⇒トラブルが100回あると事故が1回発生するという確率になるようです。

(3)最も事故の発生が少ないものが排水処理設備であり、受入供給設備は120倍、燃焼設備は43.5倍、灰溶融設備は41倍、排ガス設備は24倍となっている。

⇒焼却炉と溶融炉の事故発生率は同じくらいになるようです。

(4)事故の発生頻度の高い燃焼設備では人身被害割合は91%、灰処理設備では人身被害割合は89%となっており、人身事故の割合が多くなっていることがわかる。

⇒人身被害割合も焼却炉と溶融炉では同じくらいになるようです。

(5)この原因として、受入供給設備や排水処理設備等のように他の処理設備にはない技術であることや複雑な制御を必要とする設備であるため、機械による自動化では対処しきれないトラブルが発生し、人手を要する設備であることが考えられる。これは運転維持管理マニュアルや点検日報における作業項目数を見ると明らかである。

⇒現代の技術では人身被害は避けられないということになります。

(6)灰溶融設備は1980年頃から最終処分場の逼迫が社会問題となり始めており、埋立処分場を延命するための減容化を目的として検討が進められ、開発された技術であり、燃焼設備に比べ歴史が浅く、予期せぬトラブルが発生し、自動化での対応ができないものが多く、人手を要する設備となっている。

⇒予期せぬトラブルには気が付かないトラブルが含まれています。

(7)20施設を有する清掃組合のトラブル事例の分析を行った結果、灰溶融炉の有無により灰処理設備におけるトラブルの発生確率が約7倍に高まることが示された。これは灰溶融炉等の新技術の導入により、既存の技術も複雑化したことが一因であると考えられる。

⇒概ね焼却炉のトラブルが15回あると溶融炉のトラブルが100回ある計算になります。したがって、(2)により焼却炉のトラブルが15回あると溶融炉の事故が1回ある計算になります。

(8)危険軽視を原因とした事故がもっとも多く、ウッカリによる事故や経験不足による事故が次いで多くなっている。

⇒「焼却炉+溶融炉」方式は10年以上前からガス化溶融炉方式に移行しているため、溶融炉は「過去の遺物」になっています。したがって、このデータが一番気になるところです。

以上がデータベースからの溶融炉に関する部分の引用です。ごみ処理施設は焼却炉だけでも事故やトラブルのリスクが高い施設です。そして、「焼却炉+溶融炉」を選定している市町村はそのリスクが2倍ではなく7倍になるという結果になっています。

※「焼却炉+溶融炉」を選定している市町村には、ごみ処理費を負担している住民だけでなく、現場で働いている人たちのリスクも考慮して、できる限り溶融炉の長寿命化を回避していただきたいと考えます。

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平成26年9月に会計検査院が溶融炉を整備している市町村が溶融炉を稼動している場合であっても、溶融スラグの利用が行われていない場合は補助目的を達成していないことになるという意見表示を行いました。

市町村が製造する溶融スラグは「製品」になります。したがって、溶融スラグを製造した段階で有害物質の溶出量がJIS規格等の基準に適合していても、将来、何かの影響で有害物質が溶け出した場合は環境汚染の可能性が高まるため利用することが困難になります。

そこで、ネット上に公開されている情報の中から、溶融スラグの環境汚染リスクに関する「論文」を探してみることにしました。下記は平成24年に発表された「論文」です。

一般ゴミ由来溶融スラグからの重金属溶出量の評価

以下は「論文」の概要です。

(1)溶融スラグについては一部の自治体においてはすでに歩道ブロックなどで試用されているが、その安全性(耐久性・毒性)については、まだ十分に把握できていないのが現状である。

(2)特に原材料となる都市ゴミの組成が、地域や季節によって大きく異なるとともに、溶融炉の形式にも多種多様なものがあり、スラグの性質が大きく異なることが予想される。

(3)また安全性を調査する方法も、JISで定められている中性の水を用いた短時間の溶出試験のみしか行われないことが多い。

(4)現在までの多くの研究では、スラグの建材としての適用性は骨材としてコンクリートと混ぜた後の製品の強度や耐久性の確保のみから検討されており、材料のスラグのそのものの化学成分や長期安定性を調べたものはほとんどない。

(5)溶融スラグについて、建材として再利用した場合の安全性を確認するため、作製方法や採取地の異なるものを用い、さらに加工することなく直接に水、酸性や塩基性での溶出試験を行い、その特性について考察した。

(6)一般廃棄物を起源とする再生加工品である溶融スラグの安全性について、有害金属の溶出という観点から検討したJISにもある溶出試験では、水を用いた場合には対象としたいずれの元素の溶出も非常に少なかったが、酸性雨やコンクリート浸出液を想定した酸、アルカリ溶液を用いた場合ではより高濃度に溶出する傾向があることが明らかとなった。

(7)今後、長期的な酸、アルカリによる溶出の検討が、少なくとも最終製品について金属の化学形態や毒性も考慮した上で必要ではないかと考えられる。

以上が「論文」の概要です。市町村による溶融スラグの「製造」は市町村の責任において行われることになります。したがって、溶融スラグによる環境汚染リスクは、将来に亘って、市町村民が負担していくことになります。

※会計検査院の意見表示により溶融スラグの利用が困難になった場合は国から補助金の返還を求められることになります。

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このブログの管理者は溶融炉を整備している市町村の多くが溶融炉の「悲劇」に巻き込まれてしまっていると考えています。その理由は溶融炉の整備に関する国の計画が「場当たり的」であることによります。

一般的に市町村がごみ処理施設を整備すると15年から20年くらいは施設を利用することになります。したがって、その間に国の計画が変わると市町村のごみ処理計画は方向性を見失ってしまいます。しかし、国は平成9年から平成25年までの16年間に3度の変更を行っています。

そこで、今日は溶融炉の「悲劇」について考えてみたいと思います。

第一の悲劇は平成9年1月の旧厚生省通知から始まりました。この通知はごみ処理施設にかかるダイオキシン類の削減対策を目的として発出されていますが、この通知により市町村が新たに焼却炉を整備する場合は溶融炉を併設することが義務化されました。これにより最終処分場を整備している場合であっても溶融炉を整備しなければならないことになってしまいました。

ごみ処理施設にかかるダイオキシン類の削減対策について(平成9年1月28日)

しかし、第二の悲劇がおよそ7年後に訪れます。平成15年12月に環境省が旧厚生省が発出した通知と異なる文書(事務連絡)を発出して溶融炉の整備に関する義務化を解除してしまったのです。平成15年は国内でも溶融炉の整備が一番多く行われた時期です。したがって、この年に溶融炉の供用を開始した市町村は、いきなり国から梯子を外されてしまったことになりました。なお、この文書(事務連絡)は環境省の公式サイトでは公開されていないので、このブログの管理者の資料からアップしました。内容は実にシンプルなものです。

溶融炉の設置に関する事務連絡(平成15年12月16日)※下の画像をクリック



第三の悲劇はその10年後に訪れます。それは平成25年11月に国が決定したインフラ長寿命化基本計画です。これまでは供用開始から15年程度で国の補助金を利用して新しい施設を整備することができましたが、この計画により最低でも10年間は既存の施設を延命化して使用しなければならないことになりました。これにより溶融炉を整備していた市町村は最低でも25年間は新しい施設を整備することができなくなったことになります。

インフラ長寿命化基本計画(平成25年11月) 

悲劇はまだ続きます。平成26年9月に会計検査院が「運転経費が高い」という理由で溶融炉を休止していた市町村に対して再稼動又は廃止を求める意見表示を行ったのです。 しかも、再稼動した場合であっても溶融スラグの利用を行うことができない場合は補助目的を達成していないと判断するという意見表示も行っています。このため、溶融炉を休止していた市町村が再稼動して長寿命化を行っても溶融スラグの利用ができなくなった場合は補助金を返還しなければならないことになります。これが第四の悲劇です。

溶融炉に対する会計検査院の意見表示(平成26年9月30日)

以上が溶融炉の「悲劇」の概要です。最後に、この「悲劇」の本当の主人公は市町村ではなく住民であることを付け加えさせていただきます。

溶融炉の「悲劇」から逃れる方法はこちら⇒平成貝塚公式サイト

※インフラ長寿命化基本計画により市町村は全ての公共施設に対して平成28年度までに「行動計画」を策定しなければなりません。「行動計画」の策定とは長寿命化の時期はともかく長寿命化の意志を決定する作業になります。そして、その「行動計画」には溶融炉も含まれています。

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今日は時間ができたので、溶融炉の休止と廃止と再稼動に関する市町村の法令違反を考えてみることにします。なお、溶融炉については国の補助金を利用している場合を前提にしています。また、溶融炉を休止又は廃止する理由は「運転経費が高い」という理由を前提にしています。そして、再稼動する理由は法令違反を是正する場合を前提にしています。

まず、法令違反の対象となる補助金適正化法の規定を確認します。重要な規定は次の4つになります。以下、要約した規定を示します。

なお、この規定は補助事業の経過年数が建物の処分制限期間(50年)を超えている場合は適用されません。

①補助金適正化法第3条第2項
補助事業者は、補助金の交付の目的に従って誠実に補助事業を行うように努めなければならない。

②補助金適正化法第10条第1項
各省各庁の長は、補助金の交付の決定をした場合において、その後の事情の変更により特別の必要が生じたときは、補助金の交付の決定の全部若しくは一部を取り消すことができる。

③補助金適正化法第10条第2項
各省各庁の長が前項の規定により補助金の交付の決定を取り消すことができる場合は、天災地変その他補助金等の交付の決定後生じた事情の変更により補助事業の全部又は一部を継続する必要がなくなった場合その他政令で定める特に必要な場合に限る。

④補助金適正化法施行令第5条
法第10条第2項に規定する政令で定める特に必要な場合は、補助事業者が補助事業を遂行するため必要な手段を使用することができないことにより補助事業を遂行することができない場合(補助事業者の責に帰すべき事情による場合を除く。)とする。

上記のうち、②と③の規定にある「取り消し」とは、補助事業者(市町村)が補助事業を休止又は廃止する場合であっても、国が補助金の返還を求めないことを意味しています。つまり、②から④の規定に適合する場合は①の規定が解除されることになります。

したがって、上記の①から④までの規定を整理すると溶融炉の休止や廃止に当って法令に違反しない行為は次のようになります。

溶融炉を継続して使用する必要がなくなった場合又は溶融炉が市町村の責めに帰さない事由により使用できなくなった場合は溶融炉を休止又は廃止することができる。

このうち、溶融炉を使用する必要がなくなった場合とは代替措置を講じている場合等に該当します。具体的には最終処分場を整備している場合や溶融処理以外の方法で焼却灰の資源化を行うことができる状態を確保している場合等が該当します。したがって、最終処分場を整備していない市町村が焼却灰の民間委託処分を行っている場合は法令違反になります。

また、溶融炉が市町村の責めに帰さない事由により使用できなくなった場合とは、天災や溶融炉の欠陥等が原因で使用できなくなった場合等が該当します。したがって、使用できるのに「運転経費が高い」という理由で休止又は廃止した場合も法令違反になります。

なお、法令違反を是正するために溶融炉を再稼動した場合であっても、補助金の交付の目的に従って焼却灰の利用を行わない場合、つまり、溶融スラグの利用を行わずに最終処分している場合は補助目的を達成していないことになるので、その場合も法令違反になります。

※溶融炉を休止している市町村が補助金適正化法の規定に従って適正に廃止するためには民間委託処分以外の方法で溶融炉を使用する必要がない状態にしなければならないことになります。また、再稼動した場合は長寿命化を行い老朽化して更新するまでの間は、どんなに「運転経費」が高くても溶融スラグを使い続けなければならないことになります。そして、万が一、事故や故障等で溶融炉が使えなくなった場合は、どんなに「修理費」が高くても予算を調整して再稼動しなければならないことになります。したがって、それが困難な場合は法令違反を是正するために補助金を返還して溶融炉を廃止することになります。

補助金適正化法の規定に従って溶融炉を適正に廃止する方法はこちら⇒平成貝塚公式サイト

参考資料1 公共事業撤退のルール(北海道大学)
参考資料2 溶融炉の休止・廃止・再稼動に関する会計検査院の考え方

下の画像は、このブログの管理者が作成した参考資料1と参考資料2の概要版です。





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これで国は候補地の選定基準を見直さなければならない状況になったと考えます。

テレ朝NEWS

リンク切れに備えて、画像を残しておきます。



このブログの管理者は、山間部に廃棄物の最終処分場を整備するという発想は、自然の驚異を甘く見ている人間の発想だと思っています。

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東京二十三区清掃一部事務組合が整備している都内唯一のガス化溶融炉に関する新聞記事です。

東京新聞の記事

このガス化溶融炉については稼動時からトラブルが続いています。

ちなみに、ばいじんのダイオキシン類濃度を隠蔽していた高島市と同じ川崎重工業製のガス化溶融炉です。

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新聞記事によると佐賀市が溶融炉を休止することを決めたようです。

新聞記事(佐賀新聞)

代替措置としては焼却灰のセメント原料化を推進する計画のようですが、同市は最終処分場を整備しているので溶融炉を休止しても焼却炉の長寿命化等に当って国の補助金を利用することができることになります。

※佐賀市の場合は溶融炉を休止しても地域内において最終処分場が整備されているので「包括承認事項」が適用されます。

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ガス化溶融炉から排出される「ばいじん」のダイオキシン類濃度について長期間データを隠蔽していた高島市に対する第三者調査委員会の報告書から、同市における不適正な事務処理の背景を整理しておきます。

高島市第三者調査委員会報告書(PDF)

①環境政策課と環境センターの連携(責任の所在が不明確)
当時の認識として、環境政策課職員は「事務処理や予算執行は環境政策課が行っているが、あくまで事務手続きを行っているのみという認識であり、現場責任は環境センターにある。」と証言した。一方、環境センター職員は「現場の管理は行っているが、課題処理や方針決定等重要事項は環境政策課が行っている。」と証言するなど結果的に責任の所在が不明確となっていた。また、重要な案件についての内部協議資料がほとんど作成されていなかった。

②職員の法令遵守および組織の危機管理意識の欠如
関係職員からの聞き取りや残された公文書の調査を通じ判明したことは、法令遵守の意識の欠如であり、また組織における課題への迅速・適正な対応を先送りしており、危機管理に対する管理監督者の責任とその役割が果たされていないことが大きな原因といわざるを得ない。このような事態となったことに関し、これまでに関わった市職員(退職者を含む。)の責任は重大である。

③業務マニュアルの不存在
施設運営などガス化溶融炉の適正な運転管理に結びつく技術的な手引書がなく、また、適正かつ安定した稼働のためには様々な事象に対応した「保守管理マニュアル」や「非常時対応マニュアル」もなく、緊急時または事故発生時の報告、連絡体制の不徹底や対応策についての検討方法、またその対応策についての決定権者が不明確であるなど施設運営の基礎的な部分が欠落していた。

④専門知識を有する技術者の不在
本施設には、機械設備を熟知し、緊急および重大な問題が発生した時に適切な判断や対応ができる技術者(集団)が不在であり、あらゆる問題に対して抜本的な対策を講じることができず、緊急補修による対症療法的対応に終始していたと思われる。

⑤記録データ等の活用
専門的な知識を有する技術者がいないことから、運転日報に記載されている数値を運転管理に有効に利用できないなど、職員の技術的な問題、また環境センターの体制的な問題も顕在していた。

⑥修理・修繕・定期点検実施の事務手続きにかかる書類の不整備
環境センター稼働時からの修繕記録など事務手続きにかかる書類について、年度毎に整理の仕方が異なり、また体系的に管理されていなかった。

⑦ コスト削減を優先
本施設建設時、「流動床ガス化溶融炉」は国内で実用機の導入実績が少なかったため、プラントメーカーが安い価格を提示する傾向があった。このことを重視して、専門家を入れた機種選定委員会等を組織せず、実績のない3社をあえて選定し、入札を実施した。このようにコスト削減を最優先するあまり、施設の適正な維持管理、法令遵守がおろそかにされる事態を招くことになったと考えられる。

⑧定期点検、維持管理の不備
平成19年度から平成23年度まで、定期点検は一度も行われず、修繕計画も策定されずに緊急対応の繰り返しとなっていた。

⑨閉鎖的な環境センターの運営
ばいじんや排ガスのダイオキシン類測定結果について、滋賀県に報告した自主測定結果等は、滋賀県により公表されているが、環境センターでは、ばいじんのダイオキシン類測定結果については公表していない。

⑩施設内の作業環境の悪化
定期点検、維持管理の不備に伴い、平成21年度から平成23年度までと平成25年度に作業環境レベルが第3管理区域となる事態が生じた。これは労働安全衛生法に基づき、エアラインマスクまたは空気保護具をつけて作業しなければならないレベルであるが、環境センターの職員はそうした保護具をつけずに作業を実施していた。

※職員の「法令遵守意識の欠如」を考えると、会計検査院の実地検査がなければ発覚していなかった(まだ続いていた)不祥事かも知れません。

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京都市が契約を解除した溶融炉に関するトラブルの原因を整理しておきます。

京都市技術検証チームによるトラブルの検証(PDF)

1.耐火レンガの損傷(平成22年2月)
建物の屋根の施工前に設置した溶融炉ロータリーキルンの養生不備により,内部に雨水が浸入,ロータリーキルン内側に施工されている耐火レンガの間にある目地が溶け出したことにより,焼成(乾燥焚き)の際に耐火レンガに局所的な圧力が加わり耐火レンガが損傷した。

2.排水から基準を上回るダイオキシン類の検出(平成22年4月)
学識経験者を交えたダイオキシン類対策チーム会議を設置し,原因究明を行ったところ,原因は,試運転時における監視及び操作の誤りにより,ダイオキシン類が濃縮された「湿式ガス洗浄塔」の洗浄水を「洗煙排水槽」からあふれさせたこと,設計の誤りにより「洗煙排水槽」からあふれた排水が,本来入るべき「洗煙系原水槽」に入らず,側溝を経由して「プラント系原水槽」に入ったこと,施工確認の誤りにより,「プラント系原水槽」に入った排水が「放流槽」との間の壁にあった通気孔を通り,処理過程を経ずに「放流槽」に流入したことであった。

3.耐火レンガの亀裂(平成22年12月)
平成22年2月~3月に行った2号炉耐火レンガの補修工事において,入口耐火物を残した状態で耐火物に接していた耐火レンガの取替え工事を実施し,施工後の溶融炉昇温工程において,一定温度までの昇温時間を短く設定していたことにより,耐火レンガが熱膨張する際に耐火物が緩衝材としての役割を果たさなかったためであった。

4.減温塔での灰詰まり(平成23年7月)
総点検において,原因究明を行ったところ,排ガス温度を下げるための減温塔内の水噴霧ノズル付近におけるダストの付着及び固化に対する考慮が不足していたことと,減温塔下ダストコンベアの形式選定を誤ったことが原因であった。

5.二次燃焼室の傾斜部に堆積したダスト塊の落下(平成23年10月~11月)
総点検において,原因究明を行ったところ,原因は,灰の付着成分やガスの流れに対する考慮不足により,ロータリーキルン内に投入された灰の一部が,ガス流れに乗り二次燃焼室傾斜部に向かって慣性衝突し,灰の粒子に含まれるバインダー成分(付着性が高い成分)である硫酸ナトリウム(Na2SO4)や硫酸カリウム(K2SO4)などの硫酸塩等によって結合されることで,ダストが付着・成長したものであった。

6.ろ過式集じん器下ダストコンベア詰まり(平成23年10月)
総点検において,原因究明を行ったところ,原因は,ダストの固着等に関する考慮不足,及びバーナ失火時の減温水噴霧量の調整不備であった。

7.分離部への堆積物の付着(平成25年6月)
学識経験者を交えた性能評価会議において,原因究明と対策の検討を行ったところ,原因は,二次燃焼室傾斜部と同様に,硫酸塩をバインダー成分としたダストの慣性衝突に起因するもので,灰の付着成分やガスの流れに関する考慮不足であった。

※京都市は「今回の焼却灰溶融施設のプラント設備におけるトラブルは,焼却灰の溶融プロセス自体の問題ではなく,請負者である住友重機の責によるものと言わざるを得ない」としています。

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平成25年3月に爆発事故を起こしたエコクリーンみやざきの事故調査報告書から事故の原因と再発防止策を整理しておきます。

事故調査報告書(PDF)

<事故の原因>

ア 溶融対象物中の塩類が高濃度化したことによって、塩類が十分に揮散されなかったため、溶融炉内に溶融塩が残留した。

イ 傾動時に溶融炉内に残留した溶融塩が、溶融メタル出滓時に出滓した。

ウ 水砕槽内で溶融塩の水蒸気爆発が発生した。

エ ウの爆発圧力波の影響で溶融メタルの蒸気膜が崩壊し、溶融メタルの水蒸気爆発が発生した。

<再発防止策>

今回の爆発事故は、溶融対象物中の塩類が高濃度化したことが原因と考えられる。水蒸気爆発の再発を防止するためには、溶融対象物中の塩濃度を低減する必要がある。溶融対象物は、焼却灰と飛灰であるが、飛灰の塩濃度は焼却灰の10倍程度と高い。このため、溶融は焼却灰の単独処理とし、飛灰については溶融以外の処理を検討する。

※エコクリーンみやざきの溶融炉は平成27年3月に廃止が決定しています。

理事長あいさつ(エコクリーンみやざき公式サイト)

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