CN104728849A

CN104728849A - 污泥处理系统

Info

Publication number: CN104728849A
Application number: CN201410049043.9A
Authority: CN
Inventors: 嶋田宏胜; 黄龙浩
Original assignee: Co Ltd's Ikeda Industry
Current assignee: Co Ltd's Ikeda Industry
Priority date: 2013-12-20
Filing date: 2014-02-12
Publication date: 2015-06-24
Also published as: JP2015120105A

Abstract

本发明提供用于解决减少最终处理厂或降雨引起的有害物质的流出等问题的含有有机物的污泥的新型处理系统。本发明的含有有机物的污泥的处理系统包括：将含有有机物的污泥燃烧得到碳化物的碳化工序，将所述碳化物以有机物的含量为基准进行分类的分类工序，将所述碳化物中有机物的含量比基准大的碳化物作为焚烧炉的燃料进行利用的燃料利用工序，在所述碳化物中有机物的含量比基准小的碳化物中添加沸石并进行混炼得到混炼组合物的原料混炼工序，以及将所述混炼组合物压缩干燥得到成型品的成型品制备工序。

Description

污泥处理系统

技术领域

本发明涉及用于将污泥再利用的污泥处理系统。

背景技术

以往，污水处理厂等产生的含有有机物的污泥被填埋处置。近年来，也将它们进行烧结作为水泥原料再利用（例如，专利文献1）。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开2009-195886号公报

发明内容

然而，在以往的污泥的处理系统中，对于减少最终处理厂或降雨引起的有害物质的流出等残留有问题。

本发明为了解决上述问题，以提供含有有机物的污泥的新型处理系统为课题。

本发明的发明人在这样的状况下，对污泥的新型处理系统进行开发，从而完成了本发明。

即，本发明提供一种污泥处理系统，该污泥处理系统为含有有机物的污泥的处理系统，其包括：

将含有有机物的污泥燃烧得到碳化物的碳化工序；

将所述碳化物以有机物的含量为基准进行分类的分类工序；

将所述碳化物中有机物的含量比基准大的碳化物作为焚烧炉的燃料进行利用的燃料利用工序；

在所述碳化物中有机物的含量比基准小的碳化物中添加沸石并进行混炼得到混炼组合物的原料混炼工序；以及

将所述混炼组合物压缩干燥得到成型品的成型品制备工序。

本发明的污泥处理系统将污泥再利用作为成型品，进而还能抑制有害物质从成型品中流出等。

此外，本发明的污泥处理系统有效地活用所产生的能量，对环境负荷极其小。

本发明的优选实施方式中，所述沸石为阳离子交换容量为250cmol/kg以上的低温烧结沸石。

在本发明中，低温烧结沸石是指200℃以下、优选为50-150℃、更优选为70-100℃的低温下烧结而成的沸石。

这样组成沸石具有优良的有害物质吸附能力，即使在对成型品降雨等的情况下，也能抑制有害物质从成型品中流出。

本发明的优选实施方式中，该污水处理系统包括在所述焚烧炉中将废料燃烧得到灰化物的灰化工序；在所述原料混炼工序中进一步将所述灰化物添加到所述碳化物中进行混炼。

由此，可以将所述焚烧炉排出的灰化物再利用。

此外，本发明的优选实施方式中，该污水处理系统包括利用在所述焚烧炉中产生的热进行发电的发电工序。

由此，能够有效利用在所述焚烧炉中发热产生的热量，进而可实现对环境没有负荷的污泥处理系统。

此外，本发明的优选实施方式中，所述沸石具有以下组成：

二氧化硅55-70质量%、氧化铝7-13质量%、氧化钙1-3质量%、氧化镁0.5-1.5质量%、三氧化二铁0.8-1.8质量%、氧化钾1.0-2.0质量%、氧化钠0.1-0.8质量%、灼烧损失（強熱減量）10-25质量%。

这样的组成的沸石具有优良的有害物质吸附能力，即使在对成型品降雨等的情况下，也能抑制有害物质从成型品中流出。

此外，本发明的优选实施方式中，其特征在于，所述沸石是将天然沸石在10^-5～10^-7Torr的减压下、在70-100℃下烧结而成的。

这样的组成的沸石具有优良的有害物质吸附能力，即使在对成型品降雨等的情况下，也能抑制有害物质从成型品的流出。

根据本发明，能够将含有有机物的污泥完全地处理、再利用。此外，生成的成型品能够作为建筑材料等使用，即使在这种情况下，也可抑制有害物质的流出。此外，本发明的污泥处理系统对环境负荷小。

附图说明

[图1]为对本发明的实施方式的污泥处理系统进行说明的示意图。

具体实施方式

以下，参照图1对本发明的处理系统的实施方式进行说明。

图1为对本实施方式的污泥处理系统进行说明的示意图。如图1所示，污泥处理系统1包括：将含有有机物的污泥燃烧得到碳化物的碳化工序2；将所述碳化物以有机物的含量为基准进行分类的分类工序3；将所述碳化物中有机物的含量比基准大的碳化物作为焚烧炉的燃料进行利用的燃料利用工序4；在所述碳化物中有机物的含量比基准小的碳化物中添加沸石并进行混炼得到混炼组合物的原料混炼工序5；以及将所述混炼组合物压缩干燥得到成型品的成型品制备工序6。

以下对各工序进行说明。

（1）碳化工序

碳化工序中，将含有有机物的污泥燃烧进行碳化。在这样的碳化工序中，可使用公知的碳化方法、碳化装置。

在该工序中，特别优选使用的方法为连续实施原料（含有有机物的污泥）的燃烧、熄火及冷却的连续碳化方法，这样的装置记载于例如特开平10-279949号公报中。

（2）分类工序

在分类工序中，将在所述碳化工序中得到的碳化物以有机物的含量为基准进行分类。

作为有机物的含量的基准，例如可以设定为有机物的含量为50-70质量%。优选以有机物的含量是否为60质量%以上进行分类。

有机物的含量的测定可以用公知的方法进行。

（3）燃料利用工序

接着，上述分类的碳化物中，对于有机物的含量比基准大的碳化物，可以作为固体燃料。它们可以作为用于焚烧木材等废料的焚烧炉的燃料进行利用。作为本发明中使用的焚烧炉，优选使用通过使用蒸汽作为辅助燃料、产生水煤气来进行燃烧的方式的焚烧炉。

本发明中，优选使用具有用于收集未燃烧物、反复回流到燃烧室进行再燃烧的机构的焚烧炉。

在此，作为焚烧的废料，可举出木屑（木片）或旧轮胎等。

通过使用上述碳化物作为该焚烧炉的燃料，可得到灰化物。

所得到的灰化物优选在后述的原料混炼工序中与碳化物混合。由此，可以完全地将含有有机物的污泥再利用。

此外，优选利用该燃料利用工序中产生的热进行发电。所发的电可用来出售电力。

（4）原料混炼工序

另一方面，在上述分类的碳化物中，对于有机物的含量比基准小的碳化物，通过在其中添加沸石进行混炼得到混炼组合物，可作为用于制备后述的成型品的原料。

上述碳化物的含量以成为相对于最终成型品为30-70质量%左右的量为标准。

以下，详细地对本发明中使用的沸石进行说明。

本发明中使用的沸石为将沸石粉碎及烧结而得到的。

本发明中所使用的沸石优选为平均粒径为1-10μm。更优选为3-10μm，进一步优选为5-10μm。在本发明中，平均粒径通过使用激光衍射式粒度分布测定装置，基于体积基准的粒度累积线图，测定粒度累积率为50％的粒子径来计算出。

通过使用这样的平均粒径的沸石，在后述的成型品中，能够均匀地分散沸石，充分获得有毒物质等的吸附效果。

此外，所述沸石的阳离子交换容量为250cmol/kg以上，优选为270cmol/kg以上，特别优选为270-300cmol/kg。本发明中，阳离子交换容量为通过JIS Z0000（2005）人工沸石的阳离子交换容量测定方法测定的值。

在本发明中，相对于最终成型品，沸石的添加量优选为10-70质量%、更优选为30-50质量%的量。

此外，所述沸石优选具有以下的组成。

优选二氧化硅45-70质量%、氧化铝5-15质量%、氧化钙0.5-5质量%、氧化镁0.5-2.0质量%、三氧化二铁0.5-2.0质量%、氧化钾1.0-2.0质量%、氧化钠0.1-0.8质量%、灼烧损失10-25质量%。

更优选二氧化硅50-65质量%、氧化铝7-13质量%、氧化钙1-4质量%、氧化镁0.7-1.5质量%、三氧化二铁0.7-1.5质量%、氧化钾1.3-2.0质量%、氧化钠0.1-0.7质量%、灼烧损失10-25质量%。

进一步优选二氧化硅55-60质量%、氧化铝8-12质量%、氧化钙2-3质量%、氧化镁0.8-1.4质量%、三氧化二铁0.8-1.4质量%、氧化钾1.4-1.8质量%、氧化钠0.2-0.6质量%、灼烧损失13-22质量%。

此外，本发明中所使用的沸石，其特征在于，是将天然沸石在减压下烧结而得到的沸石（低温烧结沸石）。特别是优选，在10^-5～10^-7Torr的减压下、优选为10^-6Torr的减压下，优选在50-100℃、更优选在70-100℃、进一步优选在80-90℃下烧结而得到的沸石。

通过以这样的方法制备烧结沸石，能够以无品质不均的状态得到阳离子交换容量大的烧结沸石。

以下，对本发明中所使用的低温烧结沸石的一个例子进行描述。

低温烧结沸石（商品名：イケライト（注册商标），池田工业株式会社制）为将天然沸石在10-6Torr的减压下、在80-90℃下烧结、粉碎而得到的沸石。粉碎得到的低温烧结沸石的平均粒径（测定方法如上所述。）为8μm。

表1

进而，本发明中，优选添加用于制备成型品的粘合剂。作为粘合剂优选使用具有粘结性的树脂。作为该树脂可利用乙酸乙烯酯树脂、乙烯乙酸乙烯酯共聚物树脂、其它的乙酸乙烯酯系共聚物树脂、丙烯酸树脂、丙烯酸系共聚物树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、SBR、NBR、CR等的乳液或胶乳等。此外，作为粘合剂，从减少对环境的负荷的目的出发，更优选使用塑料废弃物。

作为粘合剂的添加量，可以相对于最终成型品，以成为3-15质量%的量为基准。

此外，为了混炼，混炼组合物含有水。作为水的含量，相对于组合物总量为20-80质量%，优选为40-60质量%。

混炼通过混炼机在进一步破碎原料的同时进行。进而，优选使用辊式破碎机等进行混炼。

此外也可以适当混入颜料或轻质骨架材料等添加剂。

（5）成型品制备工序

所得到的混炼组合物通过注入模型进行成型、干燥，形成成型品。

以下，对具体的成型方法的例子进行说明。

将混炼组合物导入真空挤出机中，在此通过抽真空进行脱气并挤出成型，通过剪切或压制等形成规定形状的块状成型物。作为这样的成型装置，例如瓦成型用（タイル成型用）的真空挤出机（例如高浜工业株式会社，商品名为“カジセキSSE-330”）。

挤出成型的混合物，不烧结，通过干燥可形成成型品。干燥方法优选为常温下的自然干燥，或者也可以为在40℃-100℃下的加热干燥。此外，通过检查而得到的不良产品可以再粉碎并利用到混炼组合物中。

另外，关于成型品制备工序，可以参照特开2009-190017号公报中记载的方法。

作为成型品，可优选举出砖状的块状体等。这样的块状体作为建筑物、道路、公园等的屋外结构物是有用的。此外，本发明中，由于在成型品中含有上述的沸石，即使在屋外使用时，构造物中的有害物质被上述沸石有效地吸附。因而，能够抑制因降雨而流出有害物质，对环境负荷极其小。特别是，通过本发明的系统得到的成型品具有吸附锁住重金属的作用，对环境负荷极其小。

这样，本发明的污泥处理系统可以不对环境造成负荷地再利用污泥。

工业实用性

本发明可利用于含有有机物的污泥的处理。

Claims

1.一种污泥处理系统，该污泥处理系统为含有有机物的污泥的处理系统，其特征在于，该污泥处理系统包括：

将含有有机物的污泥燃烧得到碳化物的碳化工序；

将所述碳化物以有机物的含量为基准进行分类的分类工序；

将所述混炼组合物压缩干燥得到成型品的成型品制备工序。

2.根据权利要求1所述的污泥处理系统，其中，所述沸石为阳离子交换容量为250cmol/kg以上的低温烧结沸石。

3.根据权利要求1或2所述的污泥处理系统，其中，该污泥处理系统包括在所述焚烧炉中将废料燃烧得到灰化物的灰化工序；在所述原料混炼工序中进一步将所述灰化物添加到所述碳化物中进行混炼。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的污泥处理系统，其中，该污泥处理系统包括利用在所述焚烧炉中产生的热进行发电的发电工序。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的污泥处理系统，其中，所述沸石具有以下组成：二氧化硅55-70质量%、氧化铝7-13质量%、氧化钙1-3质量%、氧化镁0.5-1.5质量%、三氧化二铁0.8-1.8质量%、氧化钾1.0-2.0质量%、氧化钠0.1-0.8质量%、灼烧损失10-25质量%。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的污泥处理系统，其中，所述沸石是将天然沸石在10^-5～10^-7Torr的减压下、在70-100℃下烧结而得到的沸石。