JP2000233200A - 下水汚泥の乾燥焼却方法およびその設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】下水汚泥の焼却におけるダイオキシンの発生を
防止する。 【解決手段】下水汚泥貯留槽２に貯えられた未乾燥下水
汚泥を、乾燥機４に供給して乾燥した後に、その乾燥汚
泥をロータリーキルン５に供給して燃焼させるととも
に、検出器ＳＴにより検出されるロータリーキルン５の
排ガス温度が８５０℃以上であるときにおいては、乾燥
汚泥の供給とともに、下水汚泥貯留槽２からの未乾燥下
水汚泥の一部を、ロータリーキルン５内に供給され燃焼
している乾燥汚泥上に散布し、それらを燃焼させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、下水汚泥の乾燥焼
却方法およびその設備に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来では、下水汚泥を自燃可能な程度た
とえば水分含有量６０％程度まで乾燥した後、流動焼却
炉、ストーカー式焼却炉、あるいは回転攪拌機付平面焼
却炉などで焼却していた。これらの焼却炉では、乾燥汚
泥は、燃焼熱により乾燥され燃焼され焼却が完了するま
で投入された状態または比較的静止状態に近い状態で保
持される。

【０００３】他方、近年では、焼却灰や排ガスダストが
残留カーボンを含む場合、それらが２５０〜３５０℃の
高温状態に保たれていても、いわゆるde novo反応によ
りダイオキシンが発生することが判明し、問題視されて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、前述の流動
焼却炉、ストーカー式焼却炉あるいは回転攪拌機付平面
焼却炉などの下水汚泥に好適とされていた焼却炉では、
このダイオキシン発生原理によりダイオキシンが発生し
てしまう。

【０００５】そこで本発明者は、前述したダイオキシン
発生原理に鑑み、焼却灰や排ガスダストが８５０℃以上
の高温で長くとどまり、未燃のカーボンが燃えつきる焼
却炉が望ましいと考え、既存の焼却炉の選定を行った。
その結果、この要求を満足するものとして、下水汚泥の
焼却用としては使用されていないものの、ロータリーキ
ルンを発見した。ロータリーキルンは、焼却物が長時間
炉の中にとどまり、乾燥・燃焼・焼却がピストンフロー
となり、かつ新しい投入物と焼却灰の逆混合の起こらな
い点では理想的である。

【０００６】ところが、単にロータリーキルンを採用し
ても下水汚泥を焼却することは不可能に近かった。そこ
で、下水汚泥を絶乾にしてから燃焼させてみたところ、
ある程度までは燃焼させることができた。

【０００７】しかしながら、下水汚泥を乾燥、燃焼して
いく過程で汚泥が転動するために、汚泥の大きな塊（以
下、団塊という）が形成されてしまうことが判明した。
これでは、被焼却物の完全燃焼を行いにくく、従ってダ
イオキシンの発生を防止しにくい。特に燃焼時間を長く
すれば、団塊から粒状になりやがて焼却が完了するもの
の、汚泥への伝熱が遅いため大容量の炉が必要になり、
設備コストおよびランニングコストともに非常に高くな
る点が問題となる。

【０００８】また、中小規模の焼却施設では連続運転を
行わない（例えば夜間運転を行わない）ことが多い。し
かるに、ロータリーキルンでは始動時において余熱を行
わない限り完全燃焼させにくいため、ダイオキシンを発
生させ易いという問題点もある。

【０００９】このように既存の焼却炉では下水汚泥を焼
却する場合にダイオキシンの発生を防止しえない。した
がって、本発明の主たる課題は、ダイオキシンが発生し
にくい下水汚泥の焼却を可能とすることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決した本発
明のうち、請求項１記載の発明は、下水汚泥を乾燥させ
て得られる乾燥汚泥と未乾燥汚泥とをロータリーキルン
に供給し、供給した乾燥汚泥および未乾燥汚泥を前記ロ
ータリーキルンの排ガス温度が８５０℃以上の条件下で
燃焼させることを特徴とする下水汚泥の乾燥焼却方法で
ある。

【００１１】請求項２記載の発明は、前記乾燥汚泥にお
ける水分が１５重量％以下となるように前記下水汚泥の
乾燥を行うとともに、前記未乾燥汚泥の供給量を乾燥汚
泥の供給量の５０重量％以下とする、請求項１記載の下
水汚泥の乾燥焼却方法である。

【００１２】請求項３記載の発明は、下水汚泥を乾燥さ
せる乾燥機と、ロータリーキルンと、前記乾燥機で乾燥
した乾燥汚泥を前記ロータリーキルンへ供給する手段
と、前記ロータリーキルンへ未乾燥汚泥を供給する手段
と、前記ロータリーキルンの排ガス温度を検出する温度
検出手段とを備え、前記ロータリーキルンへ供給した乾
燥汚泥および未乾燥汚泥を前記ロータリーキルンの排ガ
ス温度が８５０℃以上の条件下で燃焼させるように構成
したことを特徴とする下水汚泥の乾燥焼却設備である。

【００１３】請求項４記載の発明は、前記乾燥機が、前
記乾燥汚泥における水分が１５重量％以下となるように
前記下水汚泥の乾燥を行うものであり、かつ前記未乾燥
汚泥の供給量が乾燥汚泥の供給量の５０重量％以下とさ
れている、請求項３記載の下水汚泥の乾燥焼却設備であ
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て添付図面を参照しつつ詳説する。図１は、本発明に係
る下水汚泥の乾燥焼却設備例１を示している。２は、下
水汚泥の貯留槽を示しており、例えば始動時等の排ガス
温度が８５０℃以上となっていない状態では、貯留槽２
に貯えられた下水汚泥はスクリューフィーダＦ１により
所定量切り出された後、乾燥用汚泥供給ポンプ３Ａによ
り流動式乾燥機４に送給され、乾燥され、絶乾に近い水
分１０％程度の大豆状粒状物となる。乾燥機４は後述の
排熱ボイラーからの排熱を乾燥熱源として利用するのが
好ましい（したがって、少なくとも始動時においては後
述の一次バーナーおよび二次バーナーの両方を作動させ
る）。

【００１５】乾燥機４で乾燥させた乾燥汚泥粒状物は、
続いてスクリューフィーダＦ２によりロータリーキルン
５内に送給され、ロータリーキルン５内において図中矢
印で示すようなロータ５Ａの回転により転動しつつ、一
次バーナー６Ａにより直ちに燃焼される。また、乾燥機
４において汚泥乾燥にともなって発生する蒸気も、ロー
タリーキルン５内へ供給される。なお、排ガス温度が８
５０℃未満の状態では、未乾燥汚泥供給ポンプ３Ｂは動
作せず、したがって乾燥汚泥のみを燃焼させる。

【００１６】かかる乾燥汚泥の燃焼とともに、一次バー
ナー６Ａと後述の二次バーナー６Ｂとの間の排ガス路部
分に設けた温度検出器ＳＴにより排ガス温度を例えば連
続的に検出する。この検出温度が８５０℃以上であると
きにおいては、未乾燥汚泥供給ポンプ３Ｂを作動させ、
乾燥用汚泥ポンプ３Ａにより乾燥機４へ供給していた未
乾燥汚泥の一部をロータリーキルン５内へ乾燥機４を介
さず直接供給する。図示例では、ロータリーキルン５内
において燃焼している乾燥汚泥の上に、未乾燥汚泥を散
布ノズル５Ｂから散布供給するように構成している。ま
た、散布送出される未乾燥汚泥に対して、前述の乾燥機
４からの蒸気が投射されるようになっている。かかる散
布供給を行うと、未乾燥汚泥も供給後直ちに燃焼し始
め、ロータリーキルン５による転動作用が働いても供給
汚泥が団粒となりにくい利点がある。好適には、未乾燥
汚泥の供給量を乾燥汚泥の供給量の５０重量％以下、特
に好適には未乾燥汚泥と乾燥汚泥の供給量比率を約１：
２とする。これにより、一次バーナーの火力を上げなく
ても両汚泥は自然に燃焼する。

【００１７】本設備１では、かかる検出温度に基づく乾
燥汚泥および未乾燥汚泥の供給制御を行うことにより、
供給した乾燥汚泥および未乾燥汚泥をロータリーキルン
の排ガス温度が８５０℃以上のダイオキシン熱分解温度
条件下で燃焼させる。また、ロータリーキルン５が本来
的に有している作用効果として、回転により焼却物を常
に転動させることで、常に焼却物の新しい面を燃焼空気
と接触させる点がある。したがって、これらの相乗効果
により、ロータリーキルン５であっても、下水汚泥を均
等に且つ未燃カーボンが残らないように完全燃焼させる
ことができるとともに、ダイオキシン熱分解温度条件下
で燃焼させるので、ダイオキシンも発生しにくい。また
その結果、本発明では、焼却炉のどの型式より重金属と
未燃カーボンの少ない灰が得られる。

【００１８】他方、ロータリーキルン５による焼却によ
り、焼却灰が生ずる。焼却灰の９９％以上はボトムアッ
シュとして底部出口５Ｃから排出され、残部は排ガスと
ともにフライアッシュとなってサイクロン７に送られ、
排出される。

【００１９】このロータリーキルン６からサイクロン７
に至る排気路部分ＷＰの途中には、二次バーナー６Ｂが
設けられており、当該排気路部分ＷＰを通過する排ガス
およびフライアッシュをダイオキシンの分解する８５０
℃以上に加熱する。また、サイクロン７出口までのフラ
イアッシュの滞留時間は二秒以上を保持できるように構
成している。

【００２０】かかる構成とすると、ボトムアッシュは重
金属を殆ど含まずかつ多量であり、一方フライアッシュ
は、非常に少なく且つ比較的に多量の重金属を含むよう
になる。特に、フライアッシュを含む排ガスダストは二
次バーナー６Ｂにより、８５０℃以上に保持されつつ排
気されていくため、これらにダイオキシンが含まれてい
いても再加熱により分解されることとなる。

【００２１】サイクロン７を通過した排ガスは、二次バ
ーナー６Ｂにより加熱されているため高温となってい
る。本設備例１では、この排ガスの熱を利用して排熱ボ
イラー８において蒸気を製造し、製造蒸気を乾燥機４へ
送給して乾燥熱源として利用するようになっている。乾
燥機４で使用された蒸気は水となってドレーンタンクＤ
Ｔに一時貯留された後、ドレーンポンプＤＰにより排熱
ボイラー８へ循環供給されるようになっている。

【００２２】本設備１では、排熱ボイラー８を通過した
排ガスは、減温器９で更に２００℃以下に減温され、消
石灰をプリコートしたバグフィルター１０でダストが除
去された後、吸引ファン１１により煙突１２を経て大気
に放出される。

【００２３】なお、本設備図中のＯＴはオイルタンクを
示し、ＯＰは、オイルタンクＯＴのオイルを一次バーナ
ー６Ａおよび二次バーナー６Ｂにそれぞれ供給するオイ
ル供給ポンプを示している。

【００２４】

【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、ロータ
リーキルンによって下水汚泥の焼却、しかもダイオキシ
ンが発生しにくい完全焼却が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る下水汚泥の乾燥焼却設備例を示す
フロー図である。

【符号の説明】 １…下水汚泥の乾燥焼却設備例、２…下水汚泥貯留槽、
３Ａ，３Ｂ…ポンプ、４…乾燥機、５…ロータリーキル
ン、６Ａ…一次バーナー、６Ｂ…二次バーナー、７…サ
イクロン、８…排熱ボイラー、９…減温器、１０…バグ
フィルター、１１…吸引ファン、１２煙突、Ｆ１，Ｆ２
…フィーダ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ２３Ｇ 7/00 １０４ Ｆ２３Ｇ 7/00 １０４Ａ 7/04 ＺＡＢ 7/04 ＺＡＢ ６０２ ６０２Ｂ ６０３ ６０３Ｌ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】下水汚泥を乾燥させて得られる乾燥汚泥と
   未乾燥汚泥とをロータリーキルンに供給し、供給した乾
   燥汚泥および未乾燥汚泥を前記ロータリーキルンの排ガ
   ス温度が８５０℃以上の条件下で燃焼させることを特徴
   とする下水汚泥の乾燥焼却方法。
2. 【請求項２】前記乾燥汚泥における水分が１５重量％以
   下となるように前記下水汚泥の乾燥を行うとともに、前
   記未乾燥汚泥の供給量を乾燥汚泥の供給量の５０重量％
   以下とする、請求項１記載の下水汚泥の乾燥焼却方法。
3. 【請求項３】下水汚泥を乾燥させる乾燥機と、ロータリ
   ーキルンと、前記乾燥機で乾燥した乾燥汚泥を前記ロー
   タリーキルンへ供給する手段と、前記ロータリーキルン
   へ未乾燥汚泥を供給する手段と、前記ロータリーキルン
   の排ガス温度を検出する温度検出手段とを備え、 前記ロータリーキルンへ供給した乾燥汚泥および未乾燥
   汚泥を前記ロータリーキルンの排ガス温度が８５０℃以
   上の条件下で燃焼させるように構成したことを特徴とす
   る下水汚泥の乾燥焼却設備。
4. 【請求項４】前記乾燥機が、前記乾燥汚泥における水分
   が１５重量％以下となるように前記下水汚泥の乾燥を行
   うものであり、かつ前記未乾燥汚泥の供給量が乾燥汚泥
   の供給量の５０重量％以下とされている、請求項３記載
   の下水汚泥の乾燥焼却設備。