JP2001029999A - 汚泥処理設備及び方法 - Google Patents
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Abstract
防止でき、脱水ケーキを自燃領域まで脱水できる脱水機
とその高負荷の脱水ケーキを焼却できる焼却炉により低
コスト化及び設備全体のコンパクト化が可能な汚泥処理
設備及び方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 本発明は、汚泥を脱水ケーキ化し、この
ケーキを焼却する汚泥処理設備において、ケーキの含水
率が50〜75重量%、発熱量が700kcal/kg以上となるよう
汚泥を脱水可能な脱水機1、ケーキを焼却する焼却炉
2、炉内の温度に基づき脱水機でのケーキの含水率、発
熱量を上記範囲に制御する制御装置11を備える。この
場合、ケーキの含水率は低く維持され、乾燥機が不要と
なり、ケーキの発熱量が700kcal/kg以上でケーキが炉内
で自己燃焼可能となる。炉内は常時適切温度に維持さ
れ、炉内温度を低下させるべく水を炉内に導入せずに済
む。
Description
却処理する汚泥処理設備及び方法に係り、例えば下水処
理場から排出される汚泥を処理する汚泥処理設備及び方
法に関する。
から排出される汚泥を脱水機で脱水した後、この脱水ケ
ーキを焼却炉で焼却処理するものである。
平11−63458号公報に記載されている。この汚泥
処理設備は、脱水機と焼却炉との間に乾燥機を設置し、
これにより焼却炉内に投入される脱水ケーキの含水率の
低減を図り、脱水ケーキが焼却炉内で自己燃焼可能とな
るようにする。
た従来の公報に記載の汚泥処理設備は以下のような問題
点を有していた。
が臭気を発生し、その臭気が作業環境を悪化させる。ま
た、乾燥機には一般に故障等のトラブルが多く、維持費
がかかると共に、乾燥機の存在により設備全体が大型化
する。更に、乾燥機により脱水ケーキの含水率が10〜
40重量%と十分低くなるものの、その分可燃物量の割
合が多くなり、焼却炉内の温度が上昇する。この場合、
焼却炉には通常冷却水等が注入されるが、これでは冷却
水が水蒸気化することにより排ガスのガス量が増加する
ため、後続の排ガス処理設備が大型化してしまう。
でき、低コスト化及び設備全体のコンパクト化が可能な
汚泥処理設備及び方法を提供することを目的とする。
め、本発明の汚泥処理設備は、汚泥を脱水して脱水ケー
キ化し、この脱水ケーキを焼却処理する汚泥処理設備に
おいて、脱水ケーキの含水率が50〜75重量%、脱水
ケーキの発熱量が700kcal/kg以上となるよう
に汚泥を脱水することが可能な脱水機と、脱水ケーキを
焼却処理する焼却炉と、焼却炉内の温度に基づいて、脱
水ケーキの含水率が50〜75重量%、発熱量が700
kcal/kg以上となるように脱水機を制御する制御
装置とを備えることを特徴とする。一方、本発明の汚泥
処理方法は、汚泥を脱水して脱水ケーキ化し、この脱水
ケーキを焼却処理する汚泥処理方法において、脱水ケー
キの含水率が50〜75重量%、脱水ケーキの発熱量が
700kcal/kg以上になるように汚泥を脱水機で
脱水する脱水工程と、脱水ケーキを焼却炉で焼却処理す
る焼却工程と、焼却炉内の温度に基づいて脱水工程にお
ける脱水ケーキの含水率が50〜75重量%、発熱量が
700kcal/kg以上となるように脱水機を制御す
る制御工程とを含むことを特徴とする。
汚泥は脱水機で脱水されて脱水ケーキとなり、脱水ケー
キは、焼却炉で焼却処理される。このとき、脱水ケーキ
の含水率及び発熱量に応じて、焼却炉内の温度が変化す
る。従って、焼却炉内の温度に基づいて、制御装置によ
り脱水ケーキの含水率が50〜75重量%、脱水ケーキ
の発熱量が700kcal/kg以上となるように脱水
機が制御される。こうすることにより、脱水ケーキの含
水率は低いまま維持される。このため、乾燥機が不要と
なる。また、脱水ケーキの発熱量が700kcal/k
g以上であるため、脱水ケーキが焼却炉内で自己燃焼可
能となる。また、焼却炉の内部は常時適切な温度に維持
されるため、炉内温度を低下させるべく水や空気を焼却
炉内に導入せずに済み、結果として、排ガスのガス量の
増加が十分に防止される。
満になると、一般にケーキ発熱量が増大して焼却炉内の
温度が上昇し、焼却炉内の温度を低下させるべく焼却炉
内に水や空気を注入する必要が生じ、結果として、後続
の排ガス処理設備が大型化してしまう。一方、含水率が
75重量%を超えると、脱水ケーキが燃焼し難くなり、
設備の定常運転中にも助燃剤等が必要となる。また、脱
水ケーキの発熱量が700kcal/kg未満では、脱
水ケーキは、焼却炉内で自己燃焼することが困難とな
る。
の好適な実施形態について詳細に説明する。図1は、本
発明に係る汚泥処理設備の実施形態を示すフロー図であ
る。
ケーキ化する脱水機1と、脱水ケーキを焼却して焼却処
理する焼却炉2と、焼却炉排ガスを処理する排ガス処理
設備3と、処理済の排ガスを大気中に放出する煙突4
と、焼却炉2に燃料を供給する燃料タンク5とを備えて
いる。脱水機1にはラインL1が接続され、脱水機1と
焼却炉2、焼却炉2と排ガス処理設備3、排ガス処理設
備3と煙突4、焼却炉2と燃料タンク5はそれぞれライ
ンL2、L3、L4、L5により接続されている。ま
た、ラインL2には脱水ケーキを焼却炉2に投入する投
入設備(図示せず)が設置されている。
型化の観点から、加圧式脱水機(例えばフィルタプレス
脱水機)が好適に使用可能である。図2に示すように、
加圧式脱水機は、ベルト状の2枚のろ布8a,8bで挟
まれた汚泥を両面側から加圧できるように加圧装置7を
有している。加圧装置7は、例えば固定板7aと加圧板
7bとを有し、これらは、ろ布8a,8bで挟まれた汚
泥を挟み込める位置(例えばろ布の両側)に配置されて
いる(図3参照)。また、加圧装置7は、加圧水注入装
置13から加圧水注入室9内に加圧水を注入することに
よりダイヤフラム12を動かし、このダイヤフラム12
によって加圧板7bを固定板7aに向けて移動させる。
この加圧式脱水機は、汚泥を加圧装置7で加圧すること
により、脱水ケーキの含水率を50〜75重量%、脱水
ケーキの発熱量を700kcal/kg以上とすること
が可能となっている。
使用可能であるが、炉内温度が高温にならないために高
負荷燃焼が可能な循環流動床式の焼却炉が好適であり、
焼却炉2には、その上部に炉頂温度を測定する温度検出
器(例えば熱電対)10が取り付けられている。
を介して加圧式脱水機の加圧装置7における加圧水注入
装置13に接続され、制御装置11は、温度検出器10
で検出される温度に基づき、加圧水注入室9内に注入さ
れる加圧水の量を制御することにより加圧装置7の加圧
力を制御するようになっている。
熱器などの熱回収設備や白煙防止予熱器、ガス急冷塔、
脱硝・脱硫設備、集塵機などを組み合わせて構成され
る。
処理方法について説明する。
汚泥をラインL1を通して脱水機1へと供給する。脱水
機1において、汚泥は、ろ布8a,8bに張力をかける
ことによって加圧されると共に、加圧装置7によっても
加圧される。加圧装置7による汚泥の加圧は、加圧水注
入装置13から加圧水注入室9内に加圧水を注入するこ
とによりダイヤフラム12を動かし、このダイヤフラム
12によって加圧板7bを固定板7aに向けて移動させ
ることにより行う。これにより汚泥は脱水され、脱水ケ
ーキとなる(脱水工程)。
炉2内に投入する。なお、焼却炉2においては、その初
期運転の際、ラインL5を通して燃料タンク5から燃料
が供給され、脱水ケーキが燃焼して設備の運転が定常状
態となったならば、それ以降、燃料の供給が停止され
る。このようにして脱水ケーキが焼却処理され(焼却工
程)、焼却炉2内で発生した排ガスは、排ガス処理設備
3で処理され、煙突4から大気中へ放出される。
に応じて、焼却炉2内の温度が変化する。具体的には、
焼却炉2内の温度(炉頂温度)は、脱水ケーキの含水率
と発熱量に対してほぼ直線的な関係を有し、炉頂温度は
脱水ケーキの含水率および発熱量を反映している。
−Dryである汚泥を脱水機1に投入して脱水ケーキ化
し、この脱水ケーキを焼却炉2に投入し、そのときの炉
頂温度Tを温度検出器10で検出した。また、脱水ケー
キについてその含水率と発熱量を分析により求めた。こ
のときの焼却炉2の炉頂温度と、脱水ケーキの含水率及
び発熱量との関係を図4に示す。図4に示すように、脱
水ケーキの含水率及び発熱量はともに炉頂温度Tに対し
てほぼ直線的な関係を有していることが分かる。
り、脱水ケーキの含水率と発熱量を監視していることに
なる。一方、脱水機1における加圧装置7の加圧力を調
節することにより、脱水ケーキの含水率と発熱量を調節
することができる。
器10で検出し、検出された温度に基づき、制御装置1
1により脱水機1における加圧力を制御することによ
り、脱水ケーキの含水率を50〜75重量%、脱水ケー
キの発熱量を700kcal/kg以上とすることが可
能となる(制御工程)。
重量%、発熱量を700kcal/kg以上とするのは
以下の理由による。即ち、脱水ケーキの含水率が50重
量%未満では、焼却炉2内の温度が上昇し、焼却炉2内
の温度を低下させるべく焼却炉2内に水や空気を注入す
る必要が生じ、結果として、後続の排ガス処理設備3が
大型化してしまう。一方、含水率が75重量%を超える
と、脱水ケーキが燃焼し難くなり、設備の定常運転中に
も助燃剤等が必要となる。また、脱水ケーキの発熱量が
700kcal/kg未満では、脱水ケーキは、焼却炉
2内で自己燃焼することが困難となる。
しくは68重量%、より好ましくは70重量%であり、
脱水ケーキの含水率の上限は、好ましくは73重量%、
より好ましくは71重量%である。脱水ケーキの含水率
が68重量%未満では、炉内温度が上昇する傾向があ
り、脱水ケーキの含水率が73重量%を超えると、助燃
剤等が必要となる傾向がある。また、脱水ケーキの発熱
量の下限は、好ましくは740kcal/kg、より好
ましくは810kcal/kgであり、脱水ケーキの発
熱量の上限は、通常は900kcal/kg、好ましく
は810kcal/kgである。脱水ケーキの発熱量が
740kcal/kg未満では、助燃剤等が必要となる
傾向があり、脱水ケーキの発熱量が900kcal/k
gを超えると、炉内温度が上昇する傾向がある。
5重量%、発熱量が700kcal/kg以上となるよ
うにするには、以下のようにして脱水機1を制御する。
以下、この制御方法について図5のフローチャートを用
いて説明する。
囲を定め、その上限を最大温度(T MAX)、下限を最小
温度(TMIN)とする。そして、焼却炉2内の炉頂温度
Tを温度検出器10で検出する(S100)。それか
ら、制御装置11において、検出される炉頂温度Tが、
予め定められた最大温度TMAXと最小温度TMINとの間に
あるかどうかを判断する(S101)。そして、炉頂温
度Tが最大温度TMAXと最小温度TMINとの間にある場合
には、そのときの脱水機1における加圧力を維持し、炉
頂温度Tの検出を継続する。検出される炉頂温度Tが最
大温度TMAXと最小温度TMINとの間にない場合には、脱
水機1の加圧水注入装置13から加圧水注入室9内へ注
入される加圧水の量を制御することにより加圧装置7の
加圧力を制御する(S102)。
例定数(1/℃)、Tは焼却炉2内の温度(℃)、T0
は基準温度(℃)、P0は初期加圧力(Pa)を表す)
に基づいて算出される。ここで、比例定数αは例えば
0.001(1/℃)、基準温度は例えば850℃、初
期加圧力は例えば10MPaである。
ることにより、脱水ケーキの含水率を50〜75重量
%、脱水ケーキの発熱量を700kcal/kg以上と
することが可能となる。
含水率を50〜75重量%、脱水ケーキの発熱量を70
0kcal/kg以上とすることが可能な加圧式脱水機
を用い、且つ脱水機1の加圧装置7の加圧力を脱水ケー
キの含水率が50〜75重量%、脱水ケーキの発熱量が
700kcal/kg以上となるように制御することに
より、脱水ケーキの含水率は低いまま維持される。この
ため、乾燥機が不要となり、作業環境の悪化が防止され
る。また、含水率が低減されることで、脱水ケーキの重
量及び体積も低減されるので、焼却炉2の小型化が可能
である。更に、脱水ケーキの発熱量が700kcal/
kg以上であるため、脱水ケーキが焼却炉2内で自己燃
焼可能となる。従って、焼却炉2の定常運転中に助燃剤
等を投入する必要が無くなり、省エネルギー化を図るこ
とができる。また、焼却炉2の内部は常時適切な温度に
維持されるため、炉頂温度を低下させるべく水や空気を
焼却炉2内に導入せずに済み、結果として、排ガスのガ
ス量の増加を十分に防止でき、排ガス処理設備3の小型
化、ひいては設備全体のコンパクト化が可能となる。
設備の運転を終了するかどうかを判断し(S103)、
終了しない場合には炉頂温度の検出を行い、脱水機1の
制御を継続する。終了する場合には、炉頂温度の検出及
び脱水機1の制御を中止する。
のではない。例えば、前述の実施形態では、脱水機1に
おける加圧力が制御されているが、加圧力に代えて脱水
時間が制御されてもよい。
して、フィルタプレス脱水機が用いられているが、フィ
ルタプレス脱水機に代えて、ベルトプレス脱水機に加圧
装置を付加した加圧式ベルトプレス脱水機が用いられて
もよい。
処理設備及び方法によれば、焼却炉内の温度に基づい
て、制御装置により脱水ケーキの含水率が50〜75重
量%、脱水ケーキの発熱量が700kcal/kg以上
となるように脱水機が制御される。このため、脱水ケー
キの含水率は低いまま維持され、乾燥機が不要となり、
作業環境を改善することができる。また、脱水ケーキの
発熱量が700kcal/kg以上であるため、脱水ケ
ーキが焼却炉内で自己燃焼可能となり、設備の定常運転
中に助燃剤等を投入する必要が無く、燃料費の削減を図
ることができる。また、焼却炉の内部は常時適切な温度
に維持されるため、炉内温度を低下させるべく水や空気
を焼却炉内に導入せずに済み、結果として、排ガスのガ
ス量の増加が十分に防止され、ひいては設備のコンパク
ト化を図ることができる。
フロー図である。
とを示す概略断面図である。
面図である。
の関係の一例を示すグラフである。
制御を示すフローチャートである。
突、11…制御装置、L1〜L6…ライン。
Claims (4)
- 【請求項1】 汚泥を脱水して脱水ケーキ化し、この脱
水ケーキを焼却処理する汚泥処理設備において、 前記脱水ケーキの含水率が50〜75重量%、前記脱水
ケーキの発熱量が700kcal/kg以上となるよう
に前記汚泥を脱水することが可能な脱水機と、 前記脱水ケーキを焼却処理する焼却炉と、 前記焼却炉内の温度に基づいて、前記脱水ケーキの含水
率が50〜75重量%、発熱量が700kcal/kg
以上となるように前記脱水機を制御する制御装置と、を
備えることを特徴とする汚泥処理設備。 - 【請求項2】 前記脱水機が前記汚泥を加圧して脱水す
る加圧式脱水機であり、前記制御装置は、検出される前
記焼却炉内の温度に基づいて、下記式: P=[1−α(T−T0)]×P0 (式中、Pは前記脱水機における加圧力、αは比例定
数、Tは焼却炉内の温度、T0は基準温度、P0は初期加
圧力を表す)で表される加圧力(P)を算出し、その加
圧力で前記汚泥を加圧して脱水することにより前記脱水
ケーキの含水率が50〜75重量%、発熱量が700k
cal/kg以上となるように前記脱水機を制御する、
ことを特徴とする請求項1に記載の汚泥処理設備。 - 【請求項3】 汚泥を脱水して脱水ケーキ化し、この脱
水ケーキを焼却処理する汚泥処理方法において、 前記脱水ケーキの含水率が50〜75重量%、前記脱水
ケーキの発熱量が700kcal/kg以上になるよう
に前記汚泥を脱水機で脱水する脱水工程と、 前記脱水ケーキを焼却炉で焼却処理する焼却工程と、 前記焼却炉内の温度に基づいて前記脱水工程における前
記脱水ケーキの含水率が50〜75重量%、発熱量が7
00kcal/kg以上となるように前記脱水機を制御
する制御工程と、を含むことを特徴とする汚泥処理方
法。 - 【請求項4】 前記脱水工程は、前記脱水機としての加
圧式脱水機により前記汚泥を加圧して脱水するものであ
り、前記制御工程は、前記焼却炉内の温度に基づき、下
記式: P=[1−α(T−T0)]×P0 (式中、Pは前記脱水工程における加圧力、αは比例定
数、Tは前記焼却炉内の温度、T0は基準温度、P0は初
期加圧力を表す)で表される加圧力(P)を算出し、そ
の加圧力で前記汚泥を加圧して脱水することにより前記
脱水ケーキの含水率が50〜75重量%、発熱量が70
0kcal/kg以上となるように前記脱水機を制御す
る、ことを特徴とする請求項3に記載の汚泥処理方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21069799A JP3764301B2 (ja) | 1999-07-26 | 1999-07-26 | 汚泥処理設備及び方法 |
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Publication Number | Publication Date |
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JP3764301B2 JP3764301B2 (ja) | 2006-04-05 |
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JP (1) | JP3764301B2 (ja) |
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1999
- 1999-07-26 JP JP21069799A patent/JP3764301B2/ja not_active Expired - Fee Related
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