JP2000073058A - ゼオライト入り炭化土、その製造方法および用途 - Google Patents
ゼオライト入り炭化土、その製造方法および用途Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 下水汚泥の有効利用の用途を拡大し有効利用
率を高め、埋め立て地不足の解消を図る。 【解決手段】 ゼオライト入り炭化土は有機性汚泥を炭
化してなる炭化土であって、ゼオライトを含むものであ
る。炭化土に含ませられるゼオライトは、天然ゼオライ
トの外、Ａ型、Ｘ型、Ｙ型の合成ゼオライト、ソーダラ
イト類、天然ないしは合成モルデナイト、ＺＳＭ−５な
どの各種ゼオライト、およびこれらの金属置換体であ
り、これらは単独で用いても２以上の組み合わせで用い
てもよい。金属置換体の金属はナトリウムであることが
多い。ゼオライト入り炭化土の製造方法は、水分含量４
０〜５０重量％の有機性汚泥にゼオライトを２５〜５０
重量％、好ましくは３０〜４５重量％添加し、同汚泥を
炭化する方法である。
率を高め、埋め立て地不足の解消を図る。 【解決手段】 ゼオライト入り炭化土は有機性汚泥を炭
化してなる炭化土であって、ゼオライトを含むものであ
る。炭化土に含ませられるゼオライトは、天然ゼオライ
トの外、Ａ型、Ｘ型、Ｙ型の合成ゼオライト、ソーダラ
イト類、天然ないしは合成モルデナイト、ＺＳＭ−５な
どの各種ゼオライト、およびこれらの金属置換体であ
り、これらは単独で用いても２以上の組み合わせで用い
てもよい。金属置換体の金属はナトリウムであることが
多い。ゼオライト入り炭化土の製造方法は、水分含量４
０〜５０重量％の有機性汚泥にゼオライトを２５〜５０
重量％、好ましくは３０〜４５重量％添加し、同汚泥を
炭化する方法である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は有機性汚泥、例えば
下水汚泥からなる炭化土、より詳しくはゼオライト入り
炭化土、その製造方法および用途に関する。
下水汚泥からなる炭化土、より詳しくはゼオライト入り
炭化土、その製造方法および用途に関する。
【０００２】下水汚泥の発生量は年々増加の一途を辿っ
ており、平成５年度における下水汚泥の発生量は固形物
換算で約１５６万トンにも達した。そのうち、約７０重
量％は海洋投棄処分ないしは陸上埋立処分されている。
近年、海洋投棄の禁止、埋立て処分場の確保の困難から
下水汚泥を有効利用しようとする動きが広まっている
が、有効利用量はまだ約３０重量％前後にとどまってい
る。下水汚泥を有効利用する場合、その用途の大部分は
緑農地または建設資材などである。緑農地に利用されて
いる下水汚泥の形態はコンポスト、脱水汚泥などであ
る。
ており、平成５年度における下水汚泥の発生量は固形物
換算で約１５６万トンにも達した。そのうち、約７０重
量％は海洋投棄処分ないしは陸上埋立処分されている。
近年、海洋投棄の禁止、埋立て処分場の確保の困難から
下水汚泥を有効利用しようとする動きが広まっている
が、有効利用量はまだ約３０重量％前後にとどまってい
る。下水汚泥を有効利用する場合、その用途の大部分は
緑農地または建設資材などである。緑農地に利用されて
いる下水汚泥の形態はコンポスト、脱水汚泥などであ
る。
【０００３】
【従来の技術】従来、有機性汚泥、例えば下水汚泥は、
図５に示す方法で処理されていた。まず、汚泥中のごみ
や土砂等を除去した後、微生物により汚泥中の有機物を
分解し、ついで汚泥を濃縮、沈殿させてから共沈剤を添
加して汚泥電荷の中和を行った後、中和剤を添加して汚
泥の化学的中和を行い、ついで凝集剤を添加して汚泥を
凝集させた後、汚泥を脱水して脱水汚泥ケーキとする。
図５に示す方法で処理されていた。まず、汚泥中のごみ
や土砂等を除去した後、微生物により汚泥中の有機物を
分解し、ついで汚泥を濃縮、沈殿させてから共沈剤を添
加して汚泥電荷の中和を行った後、中和剤を添加して汚
泥の化学的中和を行い、ついで凝集剤を添加して汚泥を
凝集させた後、汚泥を脱水して脱水汚泥ケーキとする。
【０００４】この脱水汚泥ケーキは、大部分埋め立てら
れるか、あるいは焼却された後灰が埋立てられ、汚泥ケ
ーキの一部は有効利用されている。ここで最終処理形態
が脱水ケーキであるものは全処分量の７５ｖｏｌ％であ
り、同じく焼却灰１３ｖｏｌ％であって、これらが処理
すべき汚泥の約９割近くを占める。これらの脱水汚泥ケ
ーキおよび焼却灰のうち埋め立て処分されているのは６
３ｖｏｌ％であり、有効利用されているのは２４ｖｏｌ
％である（平成５年実績）。脱水汚泥ケーキはコンポス
ト化されて緑農地に有効利用され、焼却灰はほとんどが
建設資材として有効利用されている。また、有効利用の
用途は脱水汚泥ケーキのコンポスト化が大部分であり、
溶融スラグからの骨材、ブロック化などはまだごく僅か
である。
れるか、あるいは焼却された後灰が埋立てられ、汚泥ケ
ーキの一部は有効利用されている。ここで最終処理形態
が脱水ケーキであるものは全処分量の７５ｖｏｌ％であ
り、同じく焼却灰１３ｖｏｌ％であって、これらが処理
すべき汚泥の約９割近くを占める。これらの脱水汚泥ケ
ーキおよび焼却灰のうち埋め立て処分されているのは６
３ｖｏｌ％であり、有効利用されているのは２４ｖｏｌ
％である（平成５年実績）。脱水汚泥ケーキはコンポス
ト化されて緑農地に有効利用され、焼却灰はほとんどが
建設資材として有効利用されている。また、有効利用の
用途は脱水汚泥ケーキのコンポスト化が大部分であり、
溶融スラグからの骨材、ブロック化などはまだごく僅か
である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、下水汚泥の
有効利用の用途を拡大し有効利用率を高め、埋め立て地
不足の解消を図ることを目的とするものである。
有効利用の用途を拡大し有効利用率を高め、埋め立て地
不足の解消を図ることを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、有機性汚泥を
炭化してなる炭化土であって、ゼオライトを含むことを
特徴とするゼオライト入り炭化土である。
炭化してなる炭化土であって、ゼオライトを含むことを
特徴とするゼオライト入り炭化土である。
【０００７】炭化土に含ませられるゼオライトは、天然
ゼオライトの外、Ａ型、Ｘ型、Ｙ型の合成ゼオライト、
ソーダライト類、天然ないしは合成モルデナイト、ＺＳ
Ｍ−５などの各種ゼオライト、およびこれらの金属置換
体であり、これらは単独で用いても２以上の組み合わせ
で用いてもよい。また金属置換体の金属はナトリウムで
あることが多い。
ゼオライトの外、Ａ型、Ｘ型、Ｙ型の合成ゼオライト、
ソーダライト類、天然ないしは合成モルデナイト、ＺＳ
Ｍ−５などの各種ゼオライト、およびこれらの金属置換
体であり、これらは単独で用いても２以上の組み合わせ
で用いてもよい。また金属置換体の金属はナトリウムで
あることが多い。
【０００８】本発明によるゼオライト入り炭化土の製造
方法は、水分含量４０〜５０重量％の有機性汚泥にゼオ
ライトを２５〜５０重量％、好ましくは３０〜４５重量
％添加し、同汚泥を炭化する方法である。
方法は、水分含量４０〜５０重量％の有機性汚泥にゼオ
ライトを２５〜５０重量％、好ましくは３０〜４５重量
％添加し、同汚泥を炭化する方法である。
【０００９】上記方法において、有機性汚泥の炭化処理
温度は好ましくは３００〜６００℃、より好ましくは４
００〜５５０℃、最も好ましくは５００℃前後である。
温度は好ましくは３００〜６００℃、より好ましくは４
００〜５５０℃、最も好ましくは５００℃前後である。
【００１０】上記方法において、有機性汚泥にゼオライ
トを添加した後、同汚泥を脱水、造粒、乾燥し、得られ
た乾燥品を炭化することも好ましい。
トを添加した後、同汚泥を脱水、造粒、乾燥し、得られ
た乾燥品を炭化することも好ましい。
【００１１】上記方法において、有機性汚泥に添加され
たゼオライトは、その後の脱水工程における脱水速度向
上の助剤としての役目を果たすと共に、さらにその後の
造粒工程における造粒水分調整の役目を果たす。
たゼオライトは、その後の脱水工程における脱水速度向
上の助剤としての役目を果たすと共に、さらにその後の
造粒工程における造粒水分調整の役目を果たす。
【００１２】本発明によるゼオライト入り炭化土は、緑
農地における土壌改良材、園芸用土等の農業資材として
利用することができ、また排水処理資材として利用する
こともできる。
農地における土壌改良材、園芸用土等の農業資材として
利用することができ、また排水処理資材として利用する
こともできる。
【００１３】
【発明の実施の形態】つぎに、本発明の一実施例とし
て、し尿汚泥からゼオライト入り炭化土を製造する方法
を具体的に説明する。
て、し尿汚泥からゼオライト入り炭化土を製造する方法
を具体的に説明する。
【００１４】図１において、２〜３日天日乾燥した後の
水分含量４０〜５０重量％のし尿脱水汚泥６０重量部と
ゼオライト４０重量部をパン型造粒機にて所定量のゼオ
ライトおよびし尿汚泥を混練した。こうして、次の脱水
工程における脱水性向上のために汚泥にゼオライトを添
加した後、汚泥を脱水して水分を８０〜９０重量％に調
整した。その後、得られた脱水汚泥ケーキを天日乾燥し
て水分を４０〜５０重量％に調整した。得られた乾燥品
に次の造粒工程における造粒水分の調整のために汚泥に
ゼオライトを添加した後、汚泥を脱水して水分を３０〜
３５重量％に調整した。その後、得られた脱水汚泥ケー
キをダイス径３ｍｍの押出し造粒機にて造粒し、得られ
た造粒物を乾燥して水分を１０重量％以下にした。その
後、図２に示すバッチ式炭化炉を用いて造粒物を温度５
００℃近くで炭化した。こうして粒状ゼオライト入り炭
化土を得た。
水分含量４０〜５０重量％のし尿脱水汚泥６０重量部と
ゼオライト４０重量部をパン型造粒機にて所定量のゼオ
ライトおよびし尿汚泥を混練した。こうして、次の脱水
工程における脱水性向上のために汚泥にゼオライトを添
加した後、汚泥を脱水して水分を８０〜９０重量％に調
整した。その後、得られた脱水汚泥ケーキを天日乾燥し
て水分を４０〜５０重量％に調整した。得られた乾燥品
に次の造粒工程における造粒水分の調整のために汚泥に
ゼオライトを添加した後、汚泥を脱水して水分を３０〜
３５重量％に調整した。その後、得られた脱水汚泥ケー
キをダイス径３ｍｍの押出し造粒機にて造粒し、得られ
た造粒物を乾燥して水分を１０重量％以下にした。その
後、図２に示すバッチ式炭化炉を用いて造粒物を温度５
００℃近くで炭化した。こうして粒状ゼオライト入り炭
化土を得た。
【００１５】バッチ式炭化炉は、断熱材で構成された縦
形円筒状の炉本体(1) と、この内部に配された容積２５
リットルの縦形円筒状炭化容器(2) と、これに外装され
た電気ヒーター(3) とからなる。炭化容器(2) にはその
内部中心の温度を測定するための内部熱電対温度計(6)
と、外周面における高さの中央部の温度を測定するため
の外部熱電対温度計(7) とが設けられている。バッチ式
炭化炉の上には炉本体(1) の排ガス排出口(4) を介して
連通する二次燃焼室が配置されている。二次燃焼室は縦
形円筒状の燃焼室本体(5) と、この内部に配された縦形
円筒状の排ガス流路(8) と、これに外装された電気ヒー
ター(9) とからなり、排ガス流路(8) が炭化容器(2) と
連通している。排出口から排出される排ガスは悪臭成分
を含むので、この成分を二次燃焼室で灯油、プロパン等
と一緒に混焼して除去する。また、二次燃焼室での排ガ
ス燃焼により発生した熱を炭化炉の加熱源として用いる
こともできる。
形円筒状の炉本体(1) と、この内部に配された容積２５
リットルの縦形円筒状炭化容器(2) と、これに外装され
た電気ヒーター(3) とからなる。炭化容器(2) にはその
内部中心の温度を測定するための内部熱電対温度計(6)
と、外周面における高さの中央部の温度を測定するため
の外部熱電対温度計(7) とが設けられている。バッチ式
炭化炉の上には炉本体(1) の排ガス排出口(4) を介して
連通する二次燃焼室が配置されている。二次燃焼室は縦
形円筒状の燃焼室本体(5) と、この内部に配された縦形
円筒状の排ガス流路(8) と、これに外装された電気ヒー
ター(9) とからなり、排ガス流路(8) が炭化容器(2) と
連通している。排出口から排出される排ガスは悪臭成分
を含むので、この成分を二次燃焼室で灯油、プロパン等
と一緒に混焼して除去する。また、二次燃焼室での排ガ
ス燃焼により発生した熱を炭化炉の加熱源として用いる
こともできる。
【００１６】上記バッチ式炭化炉での造粒物の炭化処理
温度と、得られた粒状ゼオライト入り炭化土を蒸留水に
浸漬した後の浸漬液のｐＨとの関係を、異なるゼオライ
ト含量について求めた。この結果を図３に示す。また、
上記バッチ式炭化炉での造粒物の炭化処理温度と、得ら
れた粒状ゼオライト入り炭化土の吸水率との関係を、異
なるゼオライト含量について求めた。この結果を図４に
示す。さらに、かさ密度、浸漬後液ｐＨ、吸水率、陽イ
オン交換容量の各物性値を、異なるゼオライト含量につ
いて求めた。この結果を表１に示す。
温度と、得られた粒状ゼオライト入り炭化土を蒸留水に
浸漬した後の浸漬液のｐＨとの関係を、異なるゼオライ
ト含量について求めた。この結果を図３に示す。また、
上記バッチ式炭化炉での造粒物の炭化処理温度と、得ら
れた粒状ゼオライト入り炭化土の吸水率との関係を、異
なるゼオライト含量について求めた。この結果を図４に
示す。さらに、かさ密度、浸漬後液ｐＨ、吸水率、陽イ
オン交換容量の各物性値を、異なるゼオライト含量につ
いて求めた。この結果を表１に示す。
【００１７】
【表１】 浸漬後液ｐＨは、ゼオライト入り炭化土をこれの２．５
倍の重量の蒸留水に浸漬し、液を室温で２時間放置した
後濾過し、濾液のｐＨをｐＨメーターで測定して求め
た。吸水率は式［吸水率＝吸水水分量（ｇ）／乾燥炭化
物重量（ｇ）］により算出した。陽イオン交換容量（Ｃ
ＥＣ）は土壌養分分析方法により分析した。
倍の重量の蒸留水に浸漬し、液を室温で２時間放置した
後濾過し、濾液のｐＨをｐＨメーターで測定して求め
た。吸水率は式［吸水率＝吸水水分量（ｇ）／乾燥炭化
物重量（ｇ）］により算出した。陽イオン交換容量（Ｃ
ＥＣ）は土壌養分分析方法により分析した。
【００１８】図３に示す炭化処理温度と浸漬後液ｐＨの
関係から判るように、ゼオライト含量５０重量％炭化土
の浸漬後液ｐＨは炭化処理温度が７００℃を超えると急
激に上昇した。また、図４に示す炭化処理温度と吸水率
の関係から判るように、吸水率は炭化処理温度が５００
℃を超えると大幅に上昇した。これらより最適炭化処理
温度は約５００℃であることが判る。
関係から判るように、ゼオライト含量５０重量％炭化土
の浸漬後液ｐＨは炭化処理温度が７００℃を超えると急
激に上昇した。また、図４に示す炭化処理温度と吸水率
の関係から判るように、吸水率は炭化処理温度が５００
℃を超えると大幅に上昇した。これらより最適炭化処理
温度は約５００℃であることが判る。
【００１９】表１から判るように、炭化処理温度５００
℃炭化物の浸漬後液ｐＨは６．５〜７．５の中性を示
し、かさ密度は約０．５付近と低く、ゼオライト入り炭
化土は多孔性となっているため吸水性を有する。
℃炭化物の浸漬後液ｐＨは６．５〜７．５の中性を示
し、かさ密度は約０．５付近と低く、ゼオライト入り炭
化土は多孔性となっているため吸水性を有する。
【００２０】陽イオン交換容量は、ゼオライト含量が増
すに連れて高い値を示した。
すに連れて高い値を示した。
【００２１】次に、炭化土の含有重金属組成を表２に示
す。また、下水汚泥製品に関する品質基準値を表３に示
す。表２から明らかなように、し尿汚泥炭化土中に含ま
れるカドミウムの濃度は基準値を超えているが、ゼオラ
イト含量が２５重量％より高いと基準値を下回る。これ
らのことより、ゼオライトを所定量加えていくと炭化土
中の重金属問題を解決し、なおかつ植生にとって良いと
される陽イオン交換容量（ＣＥＣ）も増大するという二
重の効果が奏されることが判る。
す。また、下水汚泥製品に関する品質基準値を表３に示
す。表２から明らかなように、し尿汚泥炭化土中に含ま
れるカドミウムの濃度は基準値を超えているが、ゼオラ
イト含量が２５重量％より高いと基準値を下回る。これ
らのことより、ゼオライトを所定量加えていくと炭化土
中の重金属問題を解決し、なおかつ植生にとって良いと
される陽イオン交換容量（ＣＥＣ）も増大するという二
重の効果が奏されることが判る。
【００２２】
【表２】
【表３】
【００２３】
【発明の効果】本発明によれば、炭化土にゼオライトを
含ませることによって、吸水率および植生にとって良い
とされる陽イオン交換容量を上げることができ、ゼオラ
イト入り炭化土を緑農地における土壌改良材、園芸用土
等の農業資材として利用することができる。また、吸水
率が高いので、同炭化土を排水処理資材として利用する
こともできる。
含ませることによって、吸水率および植生にとって良い
とされる陽イオン交換容量を上げることができ、ゼオラ
イト入り炭化土を緑農地における土壌改良材、園芸用土
等の農業資材として利用することができる。また、吸水
率が高いので、同炭化土を排水処理資材として利用する
こともできる。
【００２４】また、炭化土にゼオライトを含ませること
によって、炭化土中のカドミウムその他の重金属の濃度
を下げることができ、重金属問題を解決することができ
る。
によって、炭化土中のカドミウムその他の重金属の濃度
を下げることができ、重金属問題を解決することができ
る。
【００２５】こうして、本発明によって、下水汚泥の有
効利用の用途を拡大し有効利用率を高め、埋め立て地不
足の解消を図ることができる。
効利用の用途を拡大し有効利用率を高め、埋め立て地不
足の解消を図ることができる。
【００２６】また、本発明の製造方法によれば、有機性
汚泥にゼオライトを２５〜５０重量％添加し、同汚泥を
炭化するので、有機性汚泥に添加されたゼオライトは、
その後の脱水工程における脱水速度向上の助剤としての
役目を果たすと共に、さらにその後の造粒工程における
造粒水分調整の役目を果たす。したがって、ゼオライト
入り炭化土の製造を作業性良く行うことができる。
汚泥にゼオライトを２５〜５０重量％添加し、同汚泥を
炭化するので、有機性汚泥に添加されたゼオライトは、
その後の脱水工程における脱水速度向上の助剤としての
役目を果たすと共に、さらにその後の造粒工程における
造粒水分調整の役目を果たす。したがって、ゼオライト
入り炭化土の製造を作業性良く行うことができる。
【図１】 本発明によるゼオライト入り炭化土の製造方
法の例を示すフローシートである。
法の例を示すフローシートである。
【図２】 バッチ式炭化炉を示す垂直断面図である。
【図３】 炭化処理温度と浸漬後液ｐＨの関係を示すグ
ラフである。
ラフである。
【図４】 炭化処理温度と吸水率の関係を示すグラフで
ある。
ある。
【図５】 従来の下水汚泥処理プロセスを示すフローシ
ートである。
ートである。
１：炉本体 ２：炭化容器 ３，９：電気ヒーター ５：燃焼室本体 ６，７：熱電対温度計 ８：排ガス流路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4D059 AA01 AA03 BB05 BD18 BK09 BK10 CA16 CC05 DA55 EB01 EB06 4H012 HA01 4H026 AA01 AA02 AA15 AB04
Claims (5)
- 【請求項１】 有機性汚泥を炭化してなる炭化土であっ
て、ゼオライトを含むことを特徴とするゼオライト入り
炭化土。 - 【請求項２】 水分含量４０〜５０重量％の有機性汚泥
にゼオライトを２５〜５０重量％添加し、同汚泥を炭化
することを特徴とするゼオライト入り炭化土の製造方
法。 - 【請求項３】 有機性汚泥の炭化処理温度を３００〜６
００℃とすることを特徴とする請求項２記載の方法。 - 【請求項４】 有機性汚泥にゼオライトを添加した後、
同汚泥を脱水、造粒、乾燥し、得られた乾燥品を炭化す
ることを特徴とする請求項３または４記載の方法。 - 【請求項５】 ゼオライト入り炭化土を農業資材または
排水処理資材として利用することを特徴とするゼオライ
ト入り炭化土の用途。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24185798A JP2000073058A (ja) | 1998-08-27 | 1998-08-27 | ゼオライト入り炭化土、その製造方法および用途 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24185798A JP2000073058A (ja) | 1998-08-27 | 1998-08-27 | ゼオライト入り炭化土、その製造方法および用途 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000073058A true JP2000073058A (ja) | 2000-03-07 |
Family
ID=17080554
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24185798A Withdrawn JP2000073058A (ja) | 1998-08-27 | 1998-08-27 | ゼオライト入り炭化土、その製造方法および用途 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000073058A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002079228A (ja) * | 2000-06-21 | 2002-03-19 | Eighteen Partners:Kk | ゴミ処理システム及びゴミ炭化処理方法 |
| JP2006088020A (ja) * | 2004-09-22 | 2006-04-06 | Japan Sewage Works Agency | 炭化製品の安定化処理方法 |
-
1998
- 1998-08-27 JP JP24185798A patent/JP2000073058A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002079228A (ja) * | 2000-06-21 | 2002-03-19 | Eighteen Partners:Kk | ゴミ処理システム及びゴミ炭化処理方法 |
| JP2006088020A (ja) * | 2004-09-22 | 2006-04-06 | Japan Sewage Works Agency | 炭化製品の安定化処理方法 |
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