JP2001321749A

JP2001321749A - 有機性汚泥の処理方法

Info

Publication number: JP2001321749A
Application number: JP2000146517A
Authority: JP
Inventors: Keisuke Nakahara; 啓介中原; Yukio Nanjo; 行雄南條; Kiyoshi Uyama; 清宇山
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 2000-05-18
Filing date: 2000-05-18
Publication date: 2001-11-20

Abstract

(57)【要約】【課題】重金属の含有量が少なく、環境負荷の低いス
ラグが得られる有機性汚泥の処理方法を提供する。【解決手段】有機性汚泥を脱水処理し、その脱水汚泥
を焼却処理し、その焼却灰を溶融処理する方法におい
て、アルカリ金属の塩化物及び／又はアルカリ土類金属
の塩化物を含ませた焼却灰を旋回流式溶融炉４１へ装入
して溶融処理する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、下水処理場や屎尿
処理場などにおいて発生する有機性汚泥の処理方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】有機性汚泥が大量に発生する下水処理場
においては、その有機性汚泥（下水汚泥）を脱水し、次
いで焼却した後、その焼却灰の殆どを埋め立て処分して
いる。しかし、年々、最終処分場の確保が困難になるに
したがって、焼却灰の減容化及び有効利用が要望される
ようになってきた。

【０００３】このような状況において、焼却灰の一部に
ついては、溶融固化して減容化する処理がなされてお
り、さらに、その溶融固化体（以下、スラグと記す）の
用途開発が試みられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、下水汚泥など
の有機性汚泥には、鉛、亜鉛、銅、カドミウムなどの重
金属が含まれているため、これを溶融したスラグを有効
利用しようとする場合、特に、土壌に混ぜてしまう農業
用資材、或いは雨水がその中を浸透して土壌中へしみ込
む状態になる土木用資材に供する場合には、この重金属
の存在がスラグの有効利用を妨げる一因になるものと考
えられる。例えば、肥料の規格には、カドミウム、クロ
ム、ニッケル、チタンなどの重金属が有害成分として挙
げられており、それらの含有量が規制されている。この
ため、これらの重金属の含有量が多い有機性汚泥を溶融
して得たスラグは肥料としての利用が阻まれることにな
る。

【０００５】又、一般に、廃棄物などに重金属が含まれ
ていても、これを溶融固化処理すれば、重金属が安定化
され、その溶出が抑えられるものとされているが、長期
的には或る程度のものが溶出する可能性がある。このた
め、重金属類が環境負荷を高める成分であることに変わ
りはないので、スラグの利用に際しては、その含有量が
できるだけ少ないものが望まれる。このため、路盤材、
アスファルト混合材、細骨材などの土木用資材であって
も、重金属の含有量が多いスラグは敬遠され、利用され
にくい。

【０００６】本発明は、上記の問題を解決し、重金属の
含有量が少なく、環境負荷の低いスラグが得られる有機
性汚泥の処理方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題は次の発明に
より解決される。

【０００８】請求項１に係る発明は、有機性汚泥を脱水
処理し、その脱水汚泥を焼却処理し、その焼却灰を溶融
処理する方法において、アルカリ金属の塩化物及び／又
はアルカリ土類金属の塩化物を含ませた焼却灰を溶融炉
へ装入して溶融処理することを特徴としている。

【０００９】請求項２に係る発明は、請求項１の発明に
おいて、溶融炉へ装入する焼却灰が、脱水汚泥を焼却処
理した焼却灰にアルカリ金属の塩化物及び／又はアルカ
リ土類金属の塩化物を添加したものであることを特徴と
している。

【００１０】請求項３に係る発明は、請求項１の発明に
おいて、溶融炉へ装入する焼却灰が、脱水汚泥にアルカ
リ金属の塩化物及び／又はアルカリ土類金属の塩化物を
添加して焼却処理したものであることを特徴としてい
る。

【００１１】請求項４に係る発明は、請求項１の発明に
おいて、溶融炉へ装入する焼却灰が、脱水汚泥の焼却処
理工程における焼却炉と集塵機の間の排ガス流路にアル
カリ金属の塩化物及び／又はアルカリ土類金属の塩化物
の水溶液を噴霧した後、集塵機で捕集したものであるこ
とを特徴としている。

【００１２】請求項５に係る発明は、請求項１の発明に
おいて、溶融炉へ装入する焼却灰が、脱水汚泥の焼却処
理工程の集塵機から排出されて搬送される過程の焼却灰
にアルカリ金属の塩化物及び／又はアルカリ土類金属の
塩化物を添加したものであることを特徴としている。

【００１３】請求項６に係る発明は、請求項１〜請求項
５の発明において、溶融炉へ装入する焼却灰にＣａＯ含
有物質及び／又はＭｇＯ含有物質を添加しておくことを
特徴としている。

【００１４】請求項７に係る発明は、有機性汚泥を脱水
処理し、この脱水汚泥を乾燥処理し、この乾燥汚泥を溶
融処理する方法において、アルカリ金属の塩化物及び／
又はアルカリ土類金属の塩化物を含ませた乾燥汚泥を溶
融炉へ装入して溶融処理することを特徴ととしている。

【００１５】請求項８に係る発明は、請求項７の発明に
おいて、溶融炉へ装入する乾燥汚泥が、脱水汚泥にアル
カリ金属の塩化物及び／又はアルカリ土類金属の塩化物
を添加して乾燥処理したものであることを特徴としてい
る。

【００１６】請求項９に係る発明は、請求項７又は請求
項８の発明において、溶融炉へ装入する乾燥汚泥にＣａ
Ｏ含有物質及び／又はＭｇＯ含有物質を添加しておくこ
とを特徴としている。

【００１７】請求項１０に係る発明は、請求項１〜請求
項９の発明において、溶融炉が旋回流式溶融炉であるこ
とを特徴としている。

【００１８】本発明は、有機性汚泥を焼却したもの（焼
却灰）或いは有機性汚泥を乾燥したもの（乾燥汚泥）を
溶融処理する際に、事前に、アルカリ金属の塩化物及び
／又はアルカリ土類金属の塩化物を含ませておき、この
塩化物が含まれている乾燥汚泥或いは焼却灰を溶融炉へ
装入して溶融し、汚泥をスラグにして排出する処理を行
うことを基礎とする技術である。

【００１９】前述のように、下水汚泥などの有機性汚泥
には、鉛、亜鉛、銅、カドミウムなどの重金属が含まれ
ているが、この重金属の化合物はその形態が酸化物、水
酸化物、硫酸塩などであって、ごみ焼却灰中の重金属化
合物とは異なり、揮散しやすい塩化物ではない。このた
め、汚泥中の重金属は高温で溶融処理されても、揮散す
ることなく、殆どがスラグ中に残留する。

【００２０】そこで、本発明においては、乾燥汚泥或い
は焼却灰の溶融処理中に、重金属を塩化物の形態にし、
この塩化物を揮散させる処理が行われる。すなわち、溶
融炉へ装入する乾燥汚泥或いは焼却灰に、事前に、アル
カリ金属の塩化物及び／又はアルカリ土類金属の塩化物
を含ませる処理を行う。アルカリ金属の塩化物及び／又
はアルカリ土類金属の塩化物が含まれている乾燥汚泥或
いは焼却灰を高温に加熱すると、乾燥汚泥或いは焼却灰
中の重金属化合物と上記塩化物との反応が起こって、重
金属の塩化物が生成し、この塩化物が揮散する。揮散し
た重金属の塩化物は排ガスの温度が低下した時点で凝縮
して固体粒子になるので、集塵工程で捕集され、別途に
処理される。

【００２１】重金属の塩化物が生成する反応を進行させ
るためには、まず、乾燥汚泥或いは焼却灰中の重金属化
合物とアルカリ金属の塩化物及び／又はアルカリ土類金
属の塩化物（以下、塩素化用塩化物と記す）が、少なく
とも溶融処理中に、相互に接触しうる状態になっていな
ければならない。

【００２２】このため、本発明においては、重金属化合
物と塩素化用塩化物を効率よく接触させるための方策が
講じられている。

【００２３】溶融処理中に、重金属化合物と塩素化用塩
化物を効率よく接触させることができる型式の溶融炉と
しては、旋回流式溶融炉が好ましい。旋回流式溶融炉を
用いて溶融すると、乾燥汚泥或いは焼却灰と塩素化用塩
化物の混合がよく行われるので、反応が効率よく進行す
る。すなわち、溶融処理される乾燥汚泥或いは焼却灰は
気流輸送されて炉内へ吹き込まれるので、炉内へ吹き込
まれるまでの間にも、乾燥汚泥或いは焼却灰と塩素化用
塩化物の混合が行われる。吹き込まれた乾燥汚泥或いは
焼却灰と塩素化用塩化物は何れも炉壁に広がって付着
し、溶融して溶融物の状態で混合される。このため、こ
の溶融段階において、上記両者がさらに一層均一になる
ように混合され、重金属の塩素化反応が効率よく進行す
る。

【００２４】又、本発明においては、溶融炉へ吹き込む
乾燥汚泥或いは焼却灰に塩素化用塩化物を含ませておく
が、この塩素化用塩化物は、乾燥汚泥或いは焼却灰を溶
融炉へ吹き込む際に、その中に含まれていればよい。た
だし、重金属の塩素化反応を一層効率よく進行させるた
めには、溶融炉へ装入する前の乾燥汚泥或いは焼却灰中
に塩素化用塩化物ができるだけ均一に分布するように、
分散させておくことが好ましい。

【００２５】溶融炉へ装入する乾燥汚泥或いは焼却灰中
に塩素化用塩化物を均一に分布させるためには、脱水し
た汚泥を焼却処理して焼却灰にするまでの過程、或いは
脱水した汚泥を乾燥処理して乾燥汚泥にするまでの過程
で、塩素化用塩化物を添加することが好ましい。塩素化
用塩化物を上記の段階で添加すれば、汚泥が溶融炉へ装
入されるまでの間に、塩素化用塩化物が十分に混合され
る。

【００２６】上記の塩素化用塩化物としては、塩化ナト
リウムや塩化カリウムなどのアルカリ金属の塩化物、塩
化カルシウムや塩化マグネシウムなどのアルカリ土類金
属の塩化物が使用される。

【００２７】塩素化用塩化物の添加量は乾燥汚泥或いは
焼却灰に含まれている重金属がすべて塩化物になった場
合の塩素含有量（理論量）を基準とし、この基準量に対
する添加比率（モル比）が定められる。塩素化用塩化物
の基準量に対する添加比率は目標とする重金属の揮散率
によって決められる。重金属の揮散率を高めるために
は、通常、基準量に対して２〜５倍の塩素化用塩化物を
添加する必要がある。しかし、乾燥汚泥或いは焼却灰に
含まれている重金属は複雑な形態の化合物になっている
ことがあるので、その溶融処理に際しては、上記添加比
率と重金属揮散率の関係を実験的求めておき、その結果
に基づいて塩素化用塩化物を添加することが望ましい。

【００２８】又、乾燥汚泥或いは焼却灰を溶融処理する
場合には、主成分の成分調整をする必要もある。下水汚
泥などの有機性汚泥には珪酸分（ＳｉＯ₂ ）が多く含ま
れているので、その乾燥汚泥或いは焼却灰を溶融処理す
る際には、流動性が乏しい溶融物が生成し、溶融炉から
の溶融物の排出が困難になる。このため、乾燥汚泥或い
は焼却灰を溶融処理する際に、ＣａＯやＭｇＯ含有する
成分調整材を添加し、（ＣａＯ＋ＭｇＯ）／ＳｉＯ₂ の
モル比を適度の範囲に調整することが必要になる。Ｃａ
Ｏ含有物質としては、消石灰、石灰石などを使用する。
又、ＭｇＯ含有物質としては、ドロマイトや製鉄所で発
生するマグネシア系耐火物の廃材などを使用することが
できる。

【００２９】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の形態に係る
汚泥処理方法の第１の例を示す説明図である。図１にお
いて、１０は汚泥の脱水処理工程、２０は脱水汚泥の焼
却処理工程である。焼却処理工程２０には、脱水汚泥を
焼却する流動床式焼却炉２１、排ガスに水を噴霧して冷
却するガス冷却室、流動床式焼却炉で焼却されて排ガス
と共に飛散してきた焼却灰を捕集する集塵機２３が配置
されている。又、４０は溶融処理工程である。溶融処理
工程４０には焼却灰を溶融する旋回流式溶融炉４１が配
置されている。

【００３０】この実施の形態における汚泥の処理は次の
ように行われる。下水処理施設で発生したスラリー状の
汚泥を脱水処理工程１０へ送って脱水し、その脱水汚泥
を焼却処理工程２０へ送る。焼却処理工程２０へ送られ
た汚泥は流動床式焼却炉２１へ投入され、流動しながら
燃焼する。焼却灰は排ガスと共にガス冷却室２２を経由
して集塵機２３へ送られ、捕集される。捕集された焼却
灰は貯留槽２５に一時貯留された後、溶融処理工程４０
へ送られる。溶融処理工程４０へ送られた焼却灰は溶融
され、スラグになって排出される。溶融処理工程４０に
ついては、図６により説明する。

【００３１】図６は溶融処理工程の設備の構成を示す図
である。図６において、４１は旋回流式溶融炉、４５は
排ガスの冷却室、４６は集塵機である。旋回流式溶融炉
４１は胴部が円筒形に形成され、その側部には焼却灰を
吹き込むノズル４２がその噴出口を接線方向に向けて複
数基配置されている。又、焼却灰吹き込みノズル４２の
下方には燃料を吹き込むノズル４３がその噴出口を接線
方向に向けて複数基配置されている。５１は焼却灰の受
け入れホッパー、５２は塩素化用塩化物の受け入れホッ
パー、５３は成分調整材の受け入れホッパーである。
又、５７は各ホッパーから抜き出された焼却灰、塩素化
用塩化物、及び成分調整材を空気輸送して旋回流式溶融
炉４１内へ吹き込むための空気ブロワーである。

【００３２】この溶融処理設備による焼却灰の溶融処理
は次のように行われる。各ホッパー５１，５２，５３に
貯留されている焼却灰、塩素化用塩化物、及び成分調整
材を、それぞれ定量抜き出し機５４，５５，５６により
所定流量で抜き出す。抜き出された焼却灰、塩素化用塩
化物、及び成分調整材は空気ブロワー５７から送られて
くる空気により混合されながら輸送され、旋回流式溶融
炉４１の焼却灰吹き込みノズル４２から炉内へ吹き込ま
れる。炉内は燃料吹き込みノズル４３から吹き込まれた
燃料の燃焼によって高温に保たれており、炉内へ吹き込
まれた焼却灰は炉壁に広がって付着して溶融し、炉壁を
伝って炉下部の排出口から排出される。排出された溶融
物は冷却ピット４４の水中へ投入されて急冷され、固化
スラグとなる。

【００３３】上記溶融処理中の旋回流式溶融炉４１にお
いて、焼却灰に含まれている重金属の化合物が塩素化用
塩化物と反応し、重金属の塩化物が生成する。この重金
属の塩化物は直ちに気化して排ガスと共に排出され、他
のダストと一緒に集塵機４６で捕集される。このため、
旋回流式溶融炉４１から排出された固化スラグ中の重金
属は大幅に減少している。なお、集塵機４６で捕集され
たダストの処分方法は、重金属の含有量によって異な
る。重金属が多量に含まれているダストが捕集された場
合には、そのダストは非鉄金属の原料として供給するこ
とができる。又、重金属の含有量がそれほど多くなかっ
た場合には、そのダストについては、有害金属を安定化
する薬剤を混合する安定化処理を施した後、埋め立て処
分する。

【００３４】図２は本発明の実施の形態に係る汚泥処理
方法の第２の例を示す説明図である。図２において、図
１と同じ構成に係る部分については、同一の符号を付し
説明を省略する。

【００３５】この実施の形態においては、脱水処理工程
１０から排出された脱水汚泥を焼却処理工程２０へ搬送
する過程で塩素化用塩化物を添加する。この際、脱水汚
泥には多量の水分が含まれているので、添加する塩素化
用塩化物の形態が粉末であっても、塩素化用塩化物は汚
泥中の水分に溶解する。このため、分散しやすい状態に
なる。そして、添加された塩素化用塩化物は、脱水汚泥
が搬送機器を乗り継いだり、一時貯留された後に搬送さ
れたりして焼却処理工程２０へ送られるまでの間に、脱
水汚泥の中に分散する。

【００３６】焼却処理工程２０へ送られた脱水汚泥は流
動床式焼却炉２１へ投入され、流動しながら燃焼する。
焼却灰は排ガスと共にガス冷却室２２を経由して集塵機
２３へ送られ、捕集される。捕集された焼却灰は一時貯
留された後、溶融処理工程４０へ送られる。焼却処理工
程２０において、流動床式焼却炉２１へ投入された汚泥
は流動状態になって燃焼するので、脱水汚泥は微細な焼
却灰になり、又、先に添加されて脱水汚泥の水分に溶解
している塩素化用塩化物は極めて微細な固体粒子になっ
て、焼却灰中に均一に分散する。この焼却灰は図６に示
す溶融処理工程の設備へ送られ、図１の場合と同様に溶
融処理される。ただし、焼却処理工程２０から送られて
くる焼却灰には塩素化用塩化物が含まれているので、新
たな塩素化用塩化物の添加は行わない。

【００３７】なお、図２に示す実施の形態においては、
脱水汚泥に塩素化用塩化物を添加し、この脱水汚泥を焼
却処理工程２０で焼却するので、８００℃程度の温度で
燃焼させる流動床式焼却炉２１内で一部の重金属化合物
が塩素化用塩化物と反応して塩化物となり、揮散する。
そして、溶融処理工程４０でも重金属が揮散するので、
焼却処理工程２０と溶融処理工程４０の２段階で重金属
の揮散が行われ、重金属の揮散率が高められる。なお、
流動床式焼却炉２１で揮散した重金属塩化物は焼却灰と
一緒に集塵機２３で捕集されて溶融処理工程４０送ら
れ、溶融炉内で生成した塩化物と共に気化する。

【００３８】図３は本発明の実施の形態に係る汚泥処理
方法の第３の例を示す説明図である。図３において、図
１と同じ構成に係る部分については、同一の符号を付し
説明を省略する。この実施の形態においては、焼却処理
工程２０で塩素化用塩化物の添加が行われる。焼却処理
工程のガス冷却室２２では、流動床式焼却炉２１から排
出される高温の排ガスを集塵機２３へ送るために、排ガ
スに水を噴霧して急冷するガス冷却が行われるので、こ
の水噴霧と一緒に塩素化用塩化物の水溶液を噴霧する。
噴霧された溶液中の塩素化用塩化物は極めて微細な固体
粒子になって、排ガス中に分散し、焼却灰と共に集塵機
２３で捕集される。このため、塩素化用塩化物が均一に
分散された焼却灰が溶融処理工程４０へ送られる。溶融
処理工程４０へ送られた焼却灰は図２の場合と同様に溶
融処理される。

【００３９】なお、図３においては、塩素化用塩化物の
水溶液をガス冷却室２２内へ噴霧する方法を示したが、
その水溶液を噴霧する場所がガス冷却室２２内に限定さ
れるものではない。塩素化用塩化物の水溶液を噴霧する
場所は、流動床式焼却炉２１と集塵機２３の間の排ガス
流路であって、噴霧した水溶液の水分が蒸発しても、支
障が生じないだけの高温状態に維持される場所であれば
よい。

【００４０】図４は本発明の実施の形態に係る汚泥処理
方法の第４の例を示す説明図である。図４において、図
１と同じ構成に係る部分については、同一の符号を付し
説明を省略する。この実施の形態においては、焼却処理
工程の集塵機２３から排出されて搬送される過程の焼却
灰に粉体の塩素化用塩化物が添加される。塩素化用塩化
物が添加された焼却灰は搬送され、一時貯留されたり、
その貯留槽から抜き出されたりして溶融処理工程４０へ
送られるので、添加された塩素化用塩化物は溶融処理工
程４０へ送られるまでの間に、焼却灰中に分散する。こ
の焼却灰は図２の場合と同様に溶融処理される。

【００４１】図５は本発明の実施の形態に係る汚泥処理
方法の第５の例を示す説明図である。図５において、１
０は汚泥の脱水処理工程、３０は脱水汚泥の乾燥処理工
程である。乾燥処理工程３０においては、気流乾燥機３
１による脱水汚泥の乾燥が行われる。そして、溶融処理
工程４０においては、旋回流式溶融炉４１を用いて乾燥
焼却灰を燃焼させると共に溶融する処理が行われる。溶
融処理工程４０で使用する設備は、図６に示すものと基
本的な構成が同じである。

【００４２】この実施の形態における汚泥の処理は次の
ように行われる。下水処理施設で発生したスラリー状の
汚泥を脱水処理工程１０へ送って脱水し、その脱水汚泥
を乾燥処理工程３０へ搬送する過程で塩素化用塩化物を
添加する。この際、脱水汚泥には多量の水分が含まれて
いるので、添加する塩素化用塩化物の形態が粉末であっ
ても、塩素化用塩化物は汚泥中の水分に溶解する。この
ため、分散しやすい状態になる。そして、添加された塩
素化用塩化物は、脱水汚泥が搬送機器を乗り継いだり、
一時貯留された後に搬送されたりして乾燥処理工程３０
へ送られるまでの間に、脱水汚泥の中に分散する。

【００４３】乾燥処理工程３０へ送られた脱水汚泥は気
流乾燥機３１へ装入されて乾燥処理され、乾燥汚泥とな
る。気流乾燥機３１内においては、泥状の脱水汚泥が粉
体になると共に、脱水汚泥の水分中に溶解していた塩素
化用塩化物が微細な固体粒子になるので、塩素化用塩化
物が乾燥汚泥中に分散する。この乾燥汚泥は一時貯留さ
れた後、溶融処理工程へ送られる。

【００４４】溶融処理工程４０において、図６に示す設
備を使用する乾燥汚泥の処理は次のように行われる。図
６に示す設備で乾燥汚泥を溶融処理する場合、乾燥汚泥
は焼却灰受け入れホッパー５１に受け入れる。乾燥汚泥
と成分調整材をそれぞれ所定流量で抜き出し、旋回流式
溶融炉４１内へ吹き込む。この際、汚泥は自燃できる程
度の発熱量を有するものが多いので、燃料吹き込みノズ
ル４３は必要に応じて使用する。吹き込まれた乾燥汚泥
は燃焼し、次いで溶融して炉下部から排出され、冷却ピ
ット４４の水中へ投入されて急冷され、固化スラグとな
る。

【００４５】旋回流式溶融炉４１内で生成した重金属の
塩化物は気化して排ガスと共に排出され、他のダストと
一緒に集塵機４６で捕集される。

【００４６】

【実施例１】試験用の装置を使用し、図２示す方法によ
る汚泥の処理を行った。処理した汚泥は下水汚泥を脱水
処理したもの（脱水汚泥）で、その焼却灰の組成が表１
及び表２に示すものであった。この脱水汚泥１００重量
部（焼却灰換算量）に対し、粒状の塩化カルシウムを３
重量部の割合で添加して混合し、脱水汚泥の水分中に塩
化カルシウムを溶解させた。この脱水汚泥を流動床式焼
却炉で焼却し、焼却灰を得た。次いで、この焼却灰１０
０重量部に対し、塩基度調整材として炭酸カルシウムを
４５重量部の割合で添加して混合し、この混合物を旋回
流式溶融炉へ吹き込んで溶融させた。そして、溶融物を
水中へ投入して急冷し、水砕スラグを得た。このスラグ
の分析値を表３及び表４に示す。

【００４７】

【表１】

【００４８】

【表２】

【００４９】

【表３】

【００５０】

【表４】

【００５１】

【比較例１】脱水汚泥を流動床式焼却炉で焼却した焼却
灰１００重量部に対し、塩基度調整材として炭酸カルシ
ウムを３６重量部の割合で添加して混合し、この混合物
を旋回流式溶融炉へ吹き込んで溶融させた。溶融物は水
中へ投入して急冷し、水砕スラグにした。このスラグの
分析値は実施例１の値と共に表３及び表４に示す。

【００５２】表２と表４により、上記実施例１と比較例
１の結果を比較してみると、比較例においては、焼却灰
中に含まれていた重金属の大部分がスラグ中に残留して
いるのに対し、実施例においては、得られたスラグ中の
重金属の含有量は非常に少なくなっており、焼却灰中に
含まれていた重金属の大部分が揮散していた。そして、
各重金属含有量の揮散率は何れも９７〜９８％であっ
た。

【００５３】このように、本発明による汚泥の処理を行
えば、重金属の含有量が非常に低いスラグが得られるの
で、このスラグを多方面の用途に供することができる。
そのスラグの用途の一つとして、肥料としての利用が考
えられる。このスラグは重金属含有量が非常に低いこと
の他に、表３に示すように２０％以上にも及ぶ燐酸分
（Ｐ₂ Ｏ₅ ）が含まれているので、燐酸肥料の原料とし
て活用することが可能である。

【００５４】さらに、乾燥汚泥や焼却灰を溶融処理する
際に、燐鉱石などの燐酸含有物質を添加したり、或いは
ＣａＯ含有物質やＭｇＯ含有物質をさらに増量して添加
すれば、燐酸肥料、例えば、熔成りん肥の規格に適合す
る成分組成を有するスラグを得ることができる。又、上
記のように、下水汚泥には多量の燐が含まれており、そ
の焼却灰のなかには低級の燐鉱石に匹敵する程の燐を含
有しているものもある。このため、生成したスラグを肥
料用に供給することができれば、廃棄されている汚泥中
の燐を有効に活用することができる。

【００５５】

【実施例２】図１示す方法による汚泥の処理を行った。
この試験においては、実施例１で処理したものと同じ脱
水汚泥を焼却し、その焼却灰に塩化カルシウム、炭酸カ
ルシウム、及び炭酸マグネシウムを添加して混合し、こ
の混合物を旋回流式溶融炉へ吹き込んで溶融させた。こ
の際、焼却灰と上記添加物の配合割合は下記の通りにし
た。焼却灰１００重量部塩化カルシウム３重量部炭酸カルシウム４５重量部炭酸マグネシウム４１重量部

【００５６】この混合物を旋回流式溶融炉へ吹き込んで
溶融させた。溶融物を水中へ投入して急冷し、水砕スラ
グを得た。このスラグの分析値を表５及び表６に示す。
表５によれば、実施例１の場合と同様に、得られたスラ
グ中の重金属の含有量は非常に少なくなっており、焼却
灰中に含まれていた重金属の大部分が揮散していた。

【００５７】なお、実施例２で得られたスラグについ
て、燐酸肥料としての効能の有無を確認するために、肥
料分析法に準ずる方法によりク溶性燐酸（２％クエン酸
に溶解する燐酸分）の分析を行ったところ、表５に記載
されている燐酸分（Ｐ₂ Ｏ₅）とほぼ同じ値が得られ
た。この結果、スラグ中の燐酸分はその殆どが燐酸肥料
として有効なク溶性の燐酸分であることが確認された。

【００５８】この実施例２の試験におけるように、表１
に記載されているような多量の燐を含有する汚泥を処理
する場合には、熔成りん肥の規格に適合する成分組成を
有するスラグを得ることができる。

【００５９】

【表５】

【００６０】

【表６】

【００６１】

【発明の効果】本発明は、有機性汚泥を脱水処理し、そ
の脱水汚泥を乾燥処理又は焼却処理し、その処理物であ
る乾燥汚泥又は焼却灰に、アルカリ金属の塩化物及び／
又はアルカリ土類金属の塩化物を含ませて溶融炉へ装入
して溶融処理す方法である。

【００６２】本発明によれば、溶融処理中に、乾燥汚泥
又は焼却灰中の重金属化合物と上記塩化物が反応して重
金属の塩化物が生成し、この重金属の塩化物が揮散する
ので、重金属含有量が非常に少なく、環境負荷が低減さ
れたスラグが得られる。このため、得られたスラグを資
材として多方面の用途に供することができ、資源の有効
利用が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る汚泥処理方法の第１
の例を示す説明図である。

【図２】本発明の実施の形態に係る汚泥処理方法の第２
の例を示す説明図である。

【図３】本発明の実施の形態に係る汚泥処理方法の第３
の例を示す説明図である。

【図４】本発明の実施の形態に係る汚泥処理方法の第４
の例を示す説明図である。

【図５】本発明の実施の形態に係る汚泥処理方法の第５
の例を示す説明図である。

【図６】図１〜図５における溶融処理工程の設備の構成
を示す図である。

【符号の説明】

１０脱水処理工程２０焼却処理工程２１流動床式焼却炉２２冷却室２３集塵機３０乾燥工程３１気流乾燥機４０溶融処理工程４１旋回流式溶融炉

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 7/04 ６０２Ｆ２３Ｊ 1/00 ＢＦ２３Ｊ 1/00 Ｂ０９Ｂ 3/00 ３０３Ｌ (72)発明者宇山清東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内Ｆターム(参考） 3K061 NB03 NB08 4D004 AA02 AA36 AB03 AC05 BA04 CA28 CA29 CA32 CA45 CC11 4D059 AA03 AA11 AA14 BB01 BB04 BB13 BB15 BD00 BE00 CA14 CC01 DA01 DA02 DA04 DA08 DA38 DA46

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】有機性汚泥を脱水処理し、その脱水汚泥
を焼却処理し、その焼却灰を溶融処理する方法におい
て、アルカリ金属の塩化物及び／又はアルカリ土類金属
の塩化物を含ませた焼却灰を溶融炉へ装入して溶融処理
することを特徴とする有機性汚泥の処理方法。
【請求項２】溶融炉へ装入する焼却灰が、脱水汚泥を
焼却処理した焼却灰にアルカリ金属の塩化物及び／又は
アルカリ土類金属の塩化物を添加したものであることを
特徴とする請求項１に記載の有機性汚泥の処理方法。
【請求項３】溶融炉へ装入する焼却灰が、脱水汚泥に
アルカリ金属の塩化物及び／又はアルカリ土類金属の塩
化物を添加して焼却処理したものであることを特徴とす
る請求項１に記載の有機性汚泥の処理方法。
【請求項４】溶融炉へ装入する焼却灰が、脱水汚泥の
焼却処理工程における焼却炉と集塵機の間の排ガス流路
にアルカリ金属の塩化物及び／又はアルカリ土類金属の
塩化物の水溶液を噴霧した後、集塵機で捕集したもので
あることを特徴とする請求項１に記載の有機性汚泥の処
理方法。
【請求項５】溶融炉へ装入する焼却灰が、脱水汚泥の
焼却処理工程の集塵機から排出されて搬送される過程の
焼却灰にアルカリ金属の塩化物及び／又はアルカリ土類
金属の塩化物を添加したものであることを特徴とする請
求項１に記載の有機性汚泥の処理方法。
【請求項６】溶融炉へ装入する焼却灰にＣａＯ含有物
質及び／又はＭｇＯ含有物質を添加しておくことを特徴
とする請求項１〜請求項５の何れかに記載の有機性汚泥
の処理方法。
【請求項７】有機性汚泥を脱水処理し、この脱水汚泥
を乾燥処理し、この乾燥汚泥を溶融処理する方法におい
て、アルカリ金属の塩化物及び／又はアルカリ土類金属
の塩化物を含ませた乾燥汚泥を溶融炉へ装入して溶融処
理することを特徴とする有機性汚泥の処理方法。
【請求項８】溶融炉へ装入する乾燥汚泥が、脱水汚泥
にアルカリ金属の塩化物及び／又はアルカリ土類金属の
塩化物を添加して乾燥処理したものであることを特徴と
する請求項７に記載の有機性汚泥の処理方法。
【請求項９】溶融炉へ装入する乾燥汚泥にＣａＯ含有
物質及び／又はＭｇＯ含有物質を添加しておくことを特
徴とする請求項７又は請求項８に記載の有機性汚泥の処
理方法。
【請求項１０】溶融炉が旋回流式溶融炉であることを
特徴とする請求項１〜請求項９の何れかに記載の有機性
汚泥の処理方法。