JP2003528716A - 汚水等のスラッジ処理方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 汚水または同様な有機スラッジを処理して、殺菌されかつ乾燥された製品を作る方法において、スラッジを少なくとも１つの第１部分と少なくとも１つの第２部分とに分割する段階と、第１部分の方が第２部分よりも高い乾燥固形物含量を有するように第１部分を乾燥させる段階と、第１部分と第２部分とを混合して、第１部分の乾燥固形物含量と第２部分の乾燥固形物含量との間の乾燥固形物含量をもつ混合物を作る段階と、混合物を殺菌すべく混合物にアルカリ性添加物を添加して、その後のエアレーションによる乾燥を行うことなく製品を作る段階とを有することを特徴とする方法を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 （技術分野） 本発明は、廃水処理プラント等の産業施設から出る汚水スラッジまたは同様の
有機スラッジの処理方法および装置に関する。

【０００２】 （背景技術） 欧州特許ＥＰ ０ ２８３ １５３ Ｂ１には、廃水スラッジを処理して大地に直
接適用できる農地用肥料にする方法が開示されている。この方法は、スラッジと
特定純度のアルカリ性物質とを混合させて、混合物を少なくとも１日間少なくと
も１２のｐＨに高めて殺菌を行い、次に混合物を乾燥させる段階を有している。
乾燥は、（ａ）エアレーションを行いかつ固形物レベルが少なくとも６５％の嵩
固形物に達しかつこれを維持するまで、少なくとも７日間１２以上のｐＨを維持
するか、（ｂ）エアレーションを行いかつ固形物レベルが少なくとも５０％固形
物に達しかつこれを維持するように少なくとも５０℃の温度に加熱することによ
り行われる。上記（ｂ）において、温度はあらゆる非病原性微生物まで死滅させ
るほど高くすべきではない。ｐＨおよび乾燥を高めることは、スラッジへの臭気
および好ましくないウイルス、バクテリア、寄生虫および保菌生物（例えば、ハ
エ）の誘引を低減させかつ有益な非病原性微生物を死滅させることなく、病原菌
の再成長を防止するために行われる。温度上昇のうちの少なくとも幾分かは、ア
ルカリとの発熱反応によるものである。製品は、所望の固形物含量達成後の約１
０日間に亘って空気養生することができる。乾燥および養生は、地干し（windro
wing）、反転または他の強制通気法により行うことができ、養生またはエアレー
ション時間は、エアレーション手順、大気温度および湿度等の他のファクタに基
いて定められ、かつ任意の特定環境について、必要な目的点に到達したことを経
験的に判断する決定を行うことが必要である。これは、固形物含量を測定するた
めの試料を採取する段階と、下記すなわち、 ・動物ウイルス：１００ｍｌ当り１より小さいプラーク形成単位 ・サルモネラバクテリア：１００ｍｌ当り３より小さいコロニー形成単位 ・寄生虫：１００ｍｌ当り１より小さい生卵数 ・病原性微生物の重大な再成長：存在しないようにしなければならない を試験する段階と、閉じた室内で許容できるレベルまで臭気を低下させる段階と
からなる。この臭気の低減は、いかなる気候条件下でもかつ製品へのハエの誘引
の有無にかかわらず無期限に維持される。同時に、少なくとも幾分かの有益な非
病原性微生物の存在が確立されなくてはならない。

【０００３】 方法（ｂ）が使用される場合、少なくとも５０℃の温度（しかしながら、全て
の非病原性微生物を死滅させるほどには高くない温度）を維持するための最短推
奨時間は少なくとも１２時間であり、次に、熱処理されかつアルカリ安定化され
た脱水スラッジケーキが、少なくとも５０％の固形物含量が得られるまで地干し
を間欠的に反転させることにより空気乾燥される（ｐＨは、少なくとも３日間１
２以上に維持される）。

【０００４】 欧州特許ＥＰ ０ ２８３ １５３に関連する英国特許ＧＢ ２ ２７６ ８７６Ａ
には、少なくとも１５重量％の固形物含量を有する汚水スラッジを、遊離石灰を
含有するアルカリ性物質で処理する方法であって、得られた混合物を貯蔵し、お
よび／または乾燥させおよび／または堆肥化させ、混合物に充分な石灰を添加し
て、少なくとも１０のｐＨを達成する処理方法が開示されている。１２より高い
場合も含む高いｐＨ値も排除するものではないが、アンモニア発生量の少ない１
２より低いｐＨレベルでも、病原菌の優れた低減効果を達成できる。これは、処
理されたスラッジおよびその包囲物を好ましいものとし、かつ処理された物質が
より多くの窒素を保有し、肥料としての価値を高めることを意味する。

【０００５】 上記英国特許ＧＢ ２ ２７６ ８７６に開示の方法は、スラッジを例えばベル
トプレスで脱水し、かつ計量ホッパを用いてスラッジを混合機内に計量供給する
段階を有する。混合機内には適当量のアルカリ性物質が供給され、混合された物
質はスキップに供給される。スキップは、混合された物質を地干し領域に供給し
、混合された物質はここで、通常は７日までの期間、周期的に反転される。しか
しながら、導入された酸化カルシウムの量は、ｐＨを１２より高い値に高めるの
に充分な量でありかつ実際に、少なくとも２時間は１２より高い値に確実に保持
するのに充分な量であることも示唆されている。この場合、混合物は２時間以上
貯蔵できるが、大地に直接適用される。

【０００６】 上記２つの明細書に記載された方法は労働集約的であり、主観的判断（例えば
、閉じた室内での臭気の評価）、または結果を得るのに数日または数週間を要す
る生物学的試験の結果に基く度合いが大きいことは明白である。

【０００７】 有効な処理を行うには、アルカリと脱水されたスラッジとを混合させる必要が
あるが、それでもスラッジは多量の水を保有する。なぜならば、水が存在する場
合にのみ、望ましい発熱化学反応が生じるからである。上記明細書の記載から明
らかなように、目的製品は、発熱段階中に適当であるよりも少量の水を保有する
ことが要求される。この場合に重要なことは、製品が最終的には乾燥されるべき
ことであり、これは、製品を地干しにより処理するためである。地干し、特に地
干しを反転させることによるエアレーションは、労働集約的でなくかつフロアス
ペースも少なくて済むが、ゆっくりした乾燥方法でありかつ作業者を過度レベル
のアンモニアおよび揮発性有機化合物に曝す。

【０００８】 欧州特許ＥＰ ０ ２８３ １５３および英国特許ＧＢ ２ ２７６ ８７６に開示
されている従来技術の方法には他の問題および欠点がある。例えば、比較的多量
のアルカリ性物質が必要とされるため、アルカリ性物質が、処理により製造され
る目的製品の大きな割合の部分を占めてしまう。これは、３つの重要な態様でコ
ストを増大させる。第１に、多量のアルカリ性物質を使用することに伴うコスト
がある。第２に、物質、熱パルスおよび地干し形成を介しての大きな混合製品体
積の取扱い、および反転に伴うかなりのコストがある。第３に、現場からの目的
製品の除去に伴う輸送コストがある。他の重要な点は、目的製品の大きな割合の
部分はアルカリ性物質であるので、目的製品中の窒素および燐等の栄養素の相対
割合が低減されないだけでなく、製品の高いｐＨのために固定されてしまうこと
である。これが、農業用肥料としての目的製品の可能性ある価値を低下させる。
また、多量のアルカリ性物質が添加されているので、長期間に亘って１２より高
いｐＨが維持され、規制を受ける物質による特殊廃棄物として類別される製品と
なってしまう。特殊廃棄物は、特別な埋立廃棄を必要とする。

【０００９】 地干し製品の温度を均一に制御し、培養（culture）し、かつ測定することは
、不可能ではないにせよ困難である。また、欧州特許ＥＰ ０ ２８３ １５３の
方法を用いるときは、実際に、製造時および完成品の両方において製品が臭気、
より詳しくはアンモニアを放つという重大な問題に遭遇することが判明している
。

【００１０】 汚水スラッジの処理に関する米国規定（ＥＰＡ法規５０３規定）によれば、殺
菌を行うだけでなく（クラスＡ病原菌低減）、製品の安定化を図る必要があるこ
とに留意すべきである。後者は保菌生物誘引低減要件と呼ばれ、法規５０３．３
３（ｂ）で規定されている。疑義のないようにするため、本願明細書で使用する
用語「安定剤」および「安定化」は、米国ＥＰＡ法規５０３．３３（ｂ）に規定
された保菌生物誘引低減要件を満たす方法をいうものとする。

【００１１】 （発明の開示） 本発明は、上記問題および欠点を解消しかつ汚水スラッジの処理における新し
い例を提供する。本発明は、従来技術の方法に比べて、効率が高く、経済的で、
労働集約性およびスペース集約性が低く、かつ制御性に優れた（すなわち、バイ
オ技術試験結果、不正確な手作業のサンプリングおよび乾燥固形物含量、温度お
よびｐＨ等の測定手順に基かない）汚水スラッジの処理方法および装置であって
、連続オンラインプロセスモニタリングおよび管理を行なう汚水スラッジの処理
方法および装置を提供する。本発明は、病原菌の死滅および処理されたスラッジ
のその後の長期間安定性を確保できる決定的な方法を提供する。より詳しくは、
所与の量のスラッジの処理後に作られる目的製品のトン数は大幅に低減され、こ
のため、製造コスト、ハンドリングコストおよび輸送コストが低下される。これ
は、主として、殺菌を要するスラッジおよびアルカリ性物質の量が大幅に低減さ
れるためである。アルカリ性物質の使用量が少ないことによる他の長所は、コス
トを一層節約できることである。さらに、欧州特許ＥＰ ０ ２８３ １５３およ
び英国特許ＧＢ ２ ２７６ ８７６に開示の方法とは異なり、本発明は、地干し
等のエアレーション方法の使用は含まない。また、本発明の装置が必要とするフ
ロアスペース（すなわち「設置場所」）は大幅に減少される。さらに、本発明に
より発生される臭気は最小限に留められかつ容易に処理される。また、本発明の
方法により作られる目的製品は、高品質で栄養素を高度に利用でき、かつ実質的
に臭気がないものである。さらに、アルカリ性物質の使用量が非常に少ないので
、プロセス温度制御および処理後のｐＨ低下の両方がより効率的に達成される。

【００１２】 本発明の第１態様によれば、汚水または同様な有機スラッジを処理して、殺菌
されかつ乾燥された製品を作る方法において、 スラッジを少なくとも１つの第１部分と少なくとも１つの第２部分とに分割す
る段階と、 第１部分の方が第２部分よりも高い乾燥固形物含量を有するように第１部分を
乾燥させる段階と、 第１部分と第２部分とを混合して、第１部分の乾燥固形物含量と第２部分の乾
燥固形物含量との間の乾燥固形物含量をもつ混合物を作る段階と、 混合物を殺菌すべく混合物にアルカリ性添加物を添加して、その後のエアレー
ションによる乾燥を行うことなく製品を作る段階とを有することを特徴とする方
法が提供される。

【００１３】 スラッジを「乾燥」流と「湿潤」流とに分割することから生じる多くの長所が
ある。スラッジの第１部分の乾燥中に、有害病原菌の少なくとも幾分かの死滅が
達成される。このため、混合物の殺菌（および安定化）のために必要とされるア
ルカリ性添加物の全量が比較的少なくて済み、コスト上の利点が得られかつ所与
の量の湿潤スラッジ出発材料に関する製品のトン数を低減できる。また、第１部
分を乾燥させることは、優れた高乾燥固形物含量をもつ目的製品を容易かつ経済
的に作ることができるという長所を有している。製品の乾燥固形物含量が高いほ
ど、目的製品の長期間安定性を優れたものとすることができる。アルカリによる
殺菌段階に関連する熱は、混合物の有益な付加乾燥（アルカリ性添加物との発熱
反応からの発熱による乾燥）を行うことができる。また、地干しまたは他のエア
レーション技術等の時間およびスペース集約的でかつコストが嵩む乾燥段階は不
要になる。本発明の方法は、生スラッジの処理に使用でき、高価なスラッジ熟成
段階が不要になるという長所を有している。しかしながら、本発明の方法は、熟
成されたスラッジ原料の処理にも使用できる。

【００１４】 本発明の方法は、連続的またはほぼ連続的にバッチ態様で作動できることに留
意すべきである。従って、第１部分および第２部分は、１つ以上の別個のスラッ
ジパケットで構成するか、別々のスラッジ「流れ」で構成することもできる。

【００１５】 混合物を安定化させるため、混合物にアルカリ性添加物を添加できる。これは
、混合物のｐＨを、２時間以上の間１２以上に上昇させ、次にさらに２２時間の
間１１．５以上のｐＨに維持するためである。

【００１６】 本発明の方法はまた、スラッジを少なくとも１つの第１部分と第２部分とに分
割する前にスラッジを脱水して、脱水されたスラッジケーキを作る段階をさらに
有している。

【００１７】 第１部分を乾燥させる段階は、第１部分の実質的な殺菌または完全な殺菌を行
うことである。これにより、必要なアルカリ性添加物の量は最小限に維持される
。また、第１部分の乾燥は高いｐＨでは達成されないため、この乾燥段階に関連
して生じる臭気にアンモニアが含まれることはない。むしろ、揮発性有機化合物
、硫化水素および種々のメルカプタン等の揮発性種またはガスが発生しても、こ
れらは、生物学的フィルタ、スクラバーまたは再生熱酸化剤により容易に除去さ
れる。この効果により、スラッジ処理に関連して生じる臭気（アンモニアおよび
ある種の揮発性有機化合物は、このような臭気の主原因である）が大幅に低減さ
れる。

【００１８】 第１部分は、５５％より大きい乾燥固形物含量となるように乾燥される。

【００１９】 第１部分は、９０％より小さい乾燥固形物含量となるように乾燥される。

【００２０】 混合物の乾燥固形物含量は５０％以上、好ましくは５２〜６５％の範囲内にあ
る。

【００２１】 製品の乾燥固形物含量は６０％以上、好ましくは６５％以上である。

【００２２】 製品は連続的に排出させることができる。混合物の殺菌および乾燥は、混合物
を再循環させるか否かを問わず、先入れ先出し（ＦＩＦＯ）ホッパ内で行うこと
ができる。

【００２３】 重要な実施形態では、第１部分の乾燥は、発電機により発生された熱または適
当な源から得られる廃棄熱を用いて行われる。これにより、本発明の方法は一層
エネルギ効率に優れたものとなる。なぜならば、発電機または他の廃棄熱源から
の副生物として得られる熱（これらの熱は、さもなくば有効な目的に機能しない
）を乾燥段階に使用できるからである。より好ましい（ただし、非制限的な）実
施形態では、発電機は、埋立または熟成現場から発生されるメタンガスを使用す
る。このような現場は、公共団体の汚水処理現場の近くにあることは極めて一般
的である。このような現場から得られるメタンは２つの有効な仕事、すなわち発
電および有効熱の発生を行う。本発明のこの長所を利用する汚水処理作業は、電
力を真に寄与させることができる。また、熟成現場または埋立現場の近くの大気
からメタンが除去されることも有効である。

【００２４】 刈り取った草および葉っぱ等の緑藻廃棄物は、第１部分および／または第２部
分、好ましくは第１部分に付加することができる。

【００２５】 他の重要な実施形態では、アルカリ性添加物は、スラッジ乾燥固形物の３０重
量％以下、好ましくは２５重量％以下、最も好ましくは２０重量％以下の混合比
で混合物に添加される。これは、最終的に形成される製品の非常に低い割合であ
ることを示すが、驚くべきことに、スラッジの殺菌および安定化にとって充分な
ものであり、高品質の製品を作ることができる。使用されるアルカリ性添加物は
少量であるにもかかわらず、長期間に亘って、優れた制御による温度殺菌および
安定化プロファイルを得ることができる。

【００２６】 好ましくは、アルカリ性添加物は石灰からなり、該石灰は粉砕されているか、
微粒状である。この態様で処理された石灰に関連する大きい表面積は、殺菌プロ
セスおよび安定化プロセスを改善することが判明している。

【００２７】 スラッジの乾燥は薄膜乾燥機により行われ、該乾燥機は水平ワンパス間接加熱
型薄膜乾燥機で形成できる。このような乾燥機は、Buss-SMS GmbH（Pratteln、
スイス国）により製造されている。これらの乾燥機はプラグ流ベースすなわち先
入れ先出し（ＦＩＦＯ）で作動し、乾燥機内でのスラッジの滞留時間を正確に確
立できるという長所を有している。

【００２８】 本発明の方法は連続的に遂行できる。

【００２９】 本発明の第２態様によれば、本発明の第１態様の方法に従って汚水スラッジま
たは同様な有機スラッジを処理する装置において、 スラッジを少なくとも１つの第１部分と少なくとも１つの第２部分とに分割す
る手段と、 第１部分の方が第２部分よりも高い乾燥固形物含量を有するように第１部分を
乾燥させる手段と、 第１部分と第２部分とを混合して、第１部分の乾燥固形物含量と第２部分の乾
燥固形物含量との間の乾燥固形物含量をもつ混合物を作る手段と、 アルカリ性添加物を混合物に添加する手段と、 混合物を殺菌しかつ任意により安定化させるべく混合物および添加されたアル
カリ性添加物を保持して、その後のエアレーションによる乾燥を行うことなく製
品を作る手段とを有することを特徴とする装置が提供される。

【００３０】 混合物および添加されたアルカリ性添加物を保持する手段は、先入れ先出し（
ＦＩＦＯ）ホッパで構成できる。

【００３１】 本発明の装置は、スラッジを少なくとも１つの第１部分と第２部分とに分割す
る前にスラッジを脱水する手段をさらに有しており、該手段はベルトプレス装置
で構成でき、該ベルトプレス装置は多段ベルトプレスで構成できる。

【００３２】 第１部分を乾燥させる手段は、発電機と、該発電機により発生された熱を第１
部分に搬送する手段とで構成できる。

【００３３】 第１部分を乾燥させる手段は薄膜乾燥機で構成でき、該乾燥機は水平ワンパス
間接加熱型薄膜乾燥機で構成できる。

【００３４】 本発明の装置は、石灰を収容する少なくとも１つの貯蔵器をさらに有し、石灰
はアルカリ性添加物または添加物の一部として使用される。石灰は粉砕するか、
微粒状に形成できる。

【００３５】 本発明の第３態様によれば、本発明の第１態様の方法により作られる乾燥スラ
ッジ製品が提供される。このような製品は、高い（６０％以上の）乾燥固形物含
量および高い栄養価のものとして形成できる。この製品は、製造された表土製品
として、および農業用肥料として使用できる。

【００３６】 （発明を実施するための最良の形態） 以下、添付図面を参照して、本発明による方法および装置を説明する。

【００３７】 図１は、本発明の方法の一実施形態を示す。汚水は、参照番号１０で示す箇所
でプロセスに導入され、ベルトプレスシステム１２を用いて脱水されて、スラッ
ジケーキが作られる。一般に、スラッジケーキの乾燥固形物含量は約２７％であ
る。脱水後に、スラッジケーキは、第１部分と第２部分とに分離／分割される。
バッチ態様の方法では、この分割により別個の部分が作られることに留意すべき
である。しかしながら、より詳細に後述するように、連続的またはほぼ連続的な
処理も可能であり、この場合には、２つの部分がスラッジケーキの異なる「流れ
」を形成する。

【００３８】 第１部分は、搬送システム１４により乾燥機１６へと搬送される。搬送システ
ムは、ベルトコンベアおよび排出プラウ並びに連続モニタリングを行う赤外線水
分センサおよび計量ベルトシステム等の既知の手段で構成できる。任意であるが
、第１部分は、刈り取った草のような緑草廃棄物２０が導入されるブレンダ１８
に通すことができる。

【００３９】 乾燥機１６は、適当な脱水温度で、所望の乾燥固形物含量の乾燥スラッジ２２
を作るのに充分な時間をかけて第１部分を乾燥させる。

【００４０】 多くの理由から、緑草廃棄物はこのようにして廃棄するのが有効である。緑草
廃棄物は非常に高い含水量（一般に、約８０％）を有し、従って非常に嵩張るも
のである。米国および他の国では、緑草廃棄物は埋立により廃棄することはでき
ず、むしろ地方自治体は、いわゆる「構内廃棄（yard waste）」のための収集サ
ービスを行っている。堆肥製造装置が必要となるので、収集コストに加え、廃棄
コストも高くなる。このような装置は作動および運転コストが高く、臭気に関し
苦情を受ける危険がある。本発明は、緑草廃棄物の廃棄および再循環を行うより
便利な方法を提供する。また、緑草廃棄物の乾燥部分（例えば、元の重量の約２
０％）は有機物質およびＮおよびＰのような栄養素が多いので、目的製品に利益
をもたらす。

【００４１】 乾燥されたスラッジ２２は、コンベアベルト等の手段によりスラッジブレンド
ビン２４に搬送され、該ブレンドビンでは、第１部分のスラッジが第２部分のス
ラッジ（この第２部分のスラッジは、脱水されているが、それ以上に乾燥されて
はいない）とブレンドされる。このブレンドにより、第１部分と第２部分との中
間の乾燥固形物含量をもつ混合物が形成される。混合物は、連続プラウシェアミ
キサ（continuous plough share mixer）等の混合機２６に搬送され、この混合
機２６ではサイロ２８からのアルカリ性添加物が添加され、混合物と混合される
。混合物は、殺菌機２９（該殺菌機は先入れ先出しホッパで構成できる）に搬送
される。

【００４２】 アルカリ性添加物はＣａＯが好ましいが、本発明はこれに限定されるものでは
ない。

【００４３】 第１部分が乾燥されているため、第１部分と第２部分との混合物がすでに比較
的乾燥された状態にあることは非常に好ましいことである。また、第１部分の乾
燥により、この第１部分が部分的にまたは全体的に殺菌されることも非常に好ま
しいことである。結論的にいえば、比較的少量のＣａＯで済み、かつＣａＯの添
加は乾燥処理を完了させるのに充分なものであるということである。かくして、
付随するあらゆる欠点をもつさらなる乾燥処理（例えば、地干し）を不要にでき
る。一般に、必要とされるＣａＯの量は、スラッジ混合物の約３０重量％以下、
好ましくは２０％以下である。他の長所は、殺菌／乾燥処理は比較的短くて１日
以内好ましくは５時間以内であり、また４時間以内、一般的には２〜３時間にす
ることができる。殺菌／乾燥処理の間、１２以上のｐＨおよび約７０℃までの温
度が得られる。１２より低いｐＨおよび／または約７０℃より低い温度でも充分
な殺菌が達成されると考えられる。従って、本発明はこれらの点に関して制限さ
れるものではない。さらに別の長所は、目的製品中のＣａＯが比較的少量である
ことおよび目的製品のこの乾燥度によって、所与のスラッジの導入により作られ
る目的製品の量が減少されることである。他の長所は、製品の迅速な冷却である
。さらに別の長所は、過剰のＣａＯを使用しないため、製品のｐＨは、ＣａＯが
消費されるにつれて迅速に低下することである。

【００４４】 一般に、アルカリ性添加物の添加後の混合物の温度は、断熱された反応容器内
で、５時間まで最低６５℃の温度に上昇されかつ均一に維持され、この間、ｐＨ
は１２．０以上に維持される。その後の２４時間は、製品のｐＨは１１．５より
高く維持される。このようにして、ＥＰＡ法規５０３．３３（ｂ）（６）の要件
を満たすものとなり、製品の安定化を達成できる。一般に安定化処理は殺菌機で
は完全に行われないことに留意すべきである。むしろ、安定化処理は、製品が殺
菌機から排出された後に続けられる。

【００４５】 プロセスの終時に、栄養価に富む目的製品３０が、ベルトコンベア装置を用い
て排出される。

【００４６】 第１部分および第２部分の乾燥度の正確な細部、第１部分と第２部分との混合
比、添加されるアルカリ性添加物の量および目的製品の乾燥固形物含量は、意図
する正確な用途に従って、本願に開示する例を用いて変えることができる。代表
的な例では、２７％の乾燥固形物含量の脱水スラッジケーキが、重量比で４：１
の第１部分と第２部分とに分割される。第１部分の乾燥は６３．５％の乾燥固形
物含量を作るべく行われる。第２部分と混合されると、５０％の乾燥含量をもつ
混合物が作られる。乾量で３０％（全量で１５％）のＣａＯを用いた処理により
、６７％以上の優れた乾燥固形物含量の目的製品が作られる。欧州特許ＥＰ ０
２８３ １５３の方法と比較して、作られる目的製品のトン数は１／２以上減少
される。

【００４７】 これらの値は、例示としてのみ考察すべきである。しかしながら、実際には、
第１部分を約５０％の乾燥固形物含量まで乾燥させることは好ましくない。なぜ
ならば、この乾燥度のスラッジは非常にくっ付き易く、スラッジの取扱いを困難
にするからである。また、第１部分を非常に乾燥させることも好ましくない。な
ぜならば、非常に乾燥した生スラッジは、通常、非常に繊維質に富んでいて密度
が小さいため、使用を困難にするからである。約９０％以上の乾燥固形物含量は
、乾燥し過ぎていて、多分便利に使用できないであろうし、自然発火および燃焼
等の危険がある。

【００４８】 ２７％の乾燥固形物含量の脱水スラッジケーキが使用され、かつ混合物（殺菌
前）中の５０％の乾燥固形物含量が望まれるものと仮定すると、第１部分に分割
（およびその後に乾燥）される脱水スラッジケーキの重量％と、乾燥後の第１部
分の必要乾燥固形物含量との間の関係を計算できる。この関係が、図２にグラフ
形態で示されている。当業者には、本発明の範囲内で、上記代表値を如何にして
さらに適合させるかは明らかであろう。

【００４９】 １つの重要な実施形態では、近くの埋立現場または熟成現場から発生するメタ
ンガス３４を動力とするガスタービン３２を用いて、電力が現場で発生される。
埋立現場は、汚水および廃水処理装置の近傍に極く一般的に見られるものである
。発電プロセスの副生物は熱であり、この熱は、第１部分のスラッジを乾燥させ
るのに有効に使用される。ガスタービン３２により発生される電気は、汚水処理
装置への給電に使用でき、かつ実際には、国／地方の送電網に入力できる余剰電
力を発生する。また、発電および発熱の目的で、他の任意の適当な供給源からの
天然ガスを使用することもできる。

【００５０】 本発明は、ＣａＯが粉砕されまたは微粒化されていると、特に首尾良く作動す
ることが判明している。これは、殺菌処理に関連する反応に利用できる表面積が
大きくなるためである。

【００５１】 また、本発明は、プラグ流ベースすなわち先入れ先出し（ＦＩＦＯ）で作動す
るワンパス薄層膜乾燥機を使用して第１部分を乾燥させると特に首尾良く作動す
ることが判明している。このような乾燥機として、例えば、Buss-SMS GmbH（ス
イス国、Hohenrainstrasse 10、Pratteln 1）の製造に係る乾燥機がある。Buss-
SMSの形式D-0100乾燥機は、スラッジを少なくとも５０〜６５％の範囲内の乾燥
固形物含量に連続乾燥させるのに非常に適していることが判明している。また、
第１部分は、この第１部分が非常に熱い（約６０℃）間に第２部分と混合され、
これにより混合物が比較的熱くて、殺菌温度を比較的容易に得ることができる。
Buss-SMS D-0100のような水平薄膜乾燥機は、可変速駆動装置を備えた供給ポン
プ、コニカル供給ホッパおよび攪拌機、凝縮器および凝縮物受容器、液体リング
ポンプ（非凝縮蒸気を吸引するためのもの）および加熱手段を設けることにより
システムに組み込むことができる。乾燥機のブレードが、乾燥機を通してスラッ
ジを（水平薄膜乾燥機の場合にはほぼ水平方向に）押し込み、ブレードはまた、
スラッジを乾燥機壁上に反復して確実に薄く拡散させる。壁は、例えば熱オイル
ヒータまたは蒸気ボイラで形成できる加熱手段により間接的に加熱される。しか
しながら、薄膜乾燥機に代えて、他の乾燥形態を有効に使用できる。

【００５２】 薄膜乾燥機の長所は、一般に、１００℃の最低スラッジ温度でかつ約４分間の
滞留時間でスラッジを均一に乾燥できることにある。このような条件は、スラッ
ジの完全な殺菌を行う上で充分過ぎるものである。乾燥温度をモニタリングする
ため、乾燥機内にセラミック表面を取り付けることができる。

【００５３】 多数の混合試験において、混合物の乾燥度およびＣａＯ混合比が用いられた。
混合物の約４６％のスラッジ乾燥度が用いられた。これは、約５５％の乾燥固形
物含量の第１スラッジ部分と約２６％の乾燥固形物含量の第２部分とを適当な混
合比で混合することにより作られる。１３〜２６％の比率でＣａＯが添加された
。最終製品の乾燥度は、混合物の乾燥度を大きく上回ることがないことに留意す
べきである。例えば、１３．１％のＣａＯで処理された４６％の乾燥固形物含量
での混合により、５２％の乾燥固形物含量の製品が得られ、一方、２６．１％の
ＣａＯが添加された４６％の乾燥固形物含量のスラッジにより５７％の乾燥固形
物含量の製品が得られた。

【００５４】 スラッジの乾燥により、スラッジとアルカリ性添加物との混合物が既に非常に
乾燥されていることは非常に有効なことである。なぜならば、第１部分が乾燥処
理に続く混合時に熱い（例えば、４０〜６０℃またはこれ以上の温度）ため、ア
ルカリ性添加物が混合物に添加されるときに混合物が依然としてかなり熱く、付
随するあらゆる欠点をもつさらなる乾燥処理（例えば地干し）が不要になると考
えられるからである。乾燥処理は、殺菌段階で必要とされる多量の熱を付与し、
これにより、比較的少量のアルカリ性添加物を用いて殺菌を行うことができると
考えられる。これに対し、欧州特許ＥＰ ０ ２８３１５３および英国特許ＧＢ
２２７６８７６の従来技術の方法に関連する比較的多量のアルカリ性添加物は、
その一部が、大気温度から殺菌熱パルスを発生させるのに必要とされる。これは
、これらの従来技術では、アルカリ性添加物と水との発熱反応により達成され、
従って、高価なアルカリ性添加物を付加的に必要とする。また、スラッジを乾燥
させること自体が、スラッジ部分を部分的または全体的に殺菌できることも有効
である。このため、全体的殺菌および安定化を達成するのに、比較的少量のＣａ
Ｏで済む。ＣａＯを添加すると、水との発熱反応によりさらに乾燥するが、さら
に乾燥させることが不要のこともあることに留意すべきである。

【００５５】 全プロセスは連続的またはほぼ連続的に運転できる。脱水されたスラッジケー
キの一定またはほぼ一定の流れを確保するのに、単一または複数のベルトプレス
を使用できる。同様に、複数の乾燥機または混合機を使用して連続的スループッ
トを確保することができる。殺菌段階および安定化は、単一または複数の先入れ
先出し（ＦＩＦＯ）ホッパ等を用いて連続的に行うことができる。殺菌および安
定化段階は比較的短時間であるので、殺菌および安定化は、ホッパを通るワンパ
ス（１回通し）の間に行なうことができる。換言すれば、ホッパを通して物質を
再循環させることは不要である。

【００５６】 殺菌および安定化段階で発生されるアンモニアは、アンモニアスクラバーを用
いて除去できる。しかしながら、第１部分の部分的または完全な殺菌が第１部分
の乾燥の間に達成されるので、発生されるアンモニアの量は低減される。第１部
分のこの「予殺菌」は高いｐＨでは行われないので、このプロセス中にアンモニ
アが多量に発生することはない。逆に、揮発性有機化合物、硫化水素および多数
のメルカプタン等の臭気性化合物が発生されるが、これらは、生物学的フィルタ
、スクラバーまたは再生熱酸化剤を用いて容易に処理できる。従って、本発明は
、臭気に関する問題を極めて低減できるという長所を有している。

【００５７】 本発明を、ピークすなわち高スラッジスループットのみに対処させるべく使用
できる。この場合には、スラッジは、ほぼ平均的または平均以下の量のスラッジ
を処理する必要がある日に、選択された方法に従って処理される。このような１
つの方法は、乾燥されたスラッジをアルカリ性添加物で処理する前に、スラッジ
を、製品の所望の乾燥固形物含量まで実質的に予乾燥させることである。この方
法は、本件出願人による係属中の出願の要旨である。スラッジ要求量が任意の選
択された度合いだけ平均を超えるときは、スプリッタを使用して、スラッジを、
本発明に従って処理される流れ（例えば、１つの流れは乾燥流、他方の流れは「
湿潤」流）に分離させることができる。これらの両流れはその後に混合され、次
に殺菌および安定化される。このようにして、装置は、本発明の方法を使用して
ピークスラッジ要求に対処できる。

【００５８】 本発明に関連するコストの低減により、および本発明が有効で、同一性があり
かつ販売可能な商品（すなわち、高品質の乾燥スラッジ製品および余剰電力）を
提供できるという事実により、本発明による装置は、４〜５年作動させることに
より資本的投資を回収できると考えられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による方法を示す概略フローチャートである。

【図２】 アルカリ性添加物の添加前に５０％の乾燥固形物含量が必要とされる場合の、
第１部分の必要乾燥固形物含量に対する第１部分に分割されたスラッジの割合（
％）を示すグラフである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ， ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ， ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＯ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ， ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，Ｉ Ｓ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ， ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，Ｐ Ｔ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ， ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ Ｆターム(参考） 4D059 AA05 AA07 BD11 BD21 BD34 BE08 BE15 BJ00 BK12 CA06 CA10 CA21 CB04 DA04 EB01 EB11

Claims (29)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 汚水または同様な有機スラッジを処理して、殺菌されかつ乾
   燥された製品を作る方法において、 スラッジを少なくとも１つの第１部分と少なくとも１つの第２部分とに分割す
   る段階と、 第１部分の方が第２部分よりも高い乾燥固形物含量を有するように第１部分を
   乾燥させる段階と、 第１部分と第２部分とを混合して、第１部分の乾燥固形物含量と第２部分の乾
   燥固形物含量との間の乾燥固形物含量をもつ混合物を作る段階と、 混合物を殺菌すべく混合物にアルカリ性添加物を添加して、その後のエアレー
   ションによる乾燥を行うことなく製品を作る段階とを有することを特徴とする方
   法。
2. 【請求項２】 前記アルカリ性添加物は混合物を安定化させるべく混合物に
   添加されることを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】 スラッジを少なくとも１つの第１部分と第２部分とに分割す
   る前にスラッジを脱水して、脱水されたスラッジケーキを作る段階をさらに有す
   ることを特徴とする請求項１または２記載の方法。
4. 【請求項４】 前記第１部分を乾燥させる段階は、第１部分の実質的な殺菌
   を行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の方法。
5. 【請求項５】 前記第１部分を乾燥させる段階は、第１部分の完全な殺菌を
   行うことを特徴とする請求項４記載の方法。
6. 【請求項６】 前記第１部分は、５５％より大きい乾燥固形物含量となるよ
   うに乾燥されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の方法。
7. 【請求項７】 前記第１部分は、９０％より小さい乾燥固形物含量となるよ
   うに乾燥されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載の方法。
8. 【請求項８】 前記混合物の乾燥固形物含量は５０％以上、好ましくは５２
   〜６５％の範囲内にあることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項記載の方
   法。
9. 【請求項９】 前記製品の乾燥固形物含量は６０％以上、好ましくは６５％
   以上であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項記載の方法。
10. 【請求項１０】 前記製品は連続的に排出されることを特徴とする請求項１
    〜９のいずれか１項記載の方法。
11. 【請求項１１】 前記混合物の殺菌および乾燥は先入れ先出しホッパ内で行
    われることを特徴とする請求項１０記載の方法。
12. 【請求項１２】 前記第１部分の乾燥は廃棄熱を用いて行われることを特徴
    とする請求項１〜１１のいずれか１項記載の方法。
13. 【請求項１３】 前記第１部分の乾燥は発電機により発生された熱を用いて
    行われることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項記載の方法。
14. 【請求項１４】 前記発電機は、埋立現場または熟成現場から発生したメタ
    ンガスを使用することを特徴とする請求項１３記載の方法。
15. 【請求項１５】 前記アルカリ性添加物は、スラッジ乾燥固形物の３０重量
    ％以下、好ましくは２５重量％以下、最も好ましくは２０重量％以下の混合比で
    混合物に添加されることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項記載の方法
    。
16. 【請求項１６】 前記アルカリ性添加物は石灰からなることを特徴とする請
    求項１〜１５のいずれか１項記載の方法。
17. 【請求項１７】 前記石灰は粉砕されているか、微粒状であることを特徴と
    する請求項１６記載の方法。
18. 【請求項１８】 前記スラッジの乾燥は薄膜乾燥機により行われることを特
    徴とする請求項１〜１７のいずれか１項記載の方法。
19. 【請求項１９】 前記乾燥は、水平ワンパス間接加熱型薄膜乾燥機により行
    われることを特徴とする請求項１８記載の方法。
20. 【請求項２０】 請求項１〜１９のいずれか１項記載の連続方法。
21. 【請求項２１】 請求項１〜２０のいずれか１項記載の方法で汚水スラッジ
    または同様な有機スラッジを処理する装置において、 スラッジを少なくとも１つの第１部分と少なくとも１つの第２部分とに分割す
    る手段と、 第１部分の方が第２部分よりも高い乾燥固形物含量を有するように第１部分を
    乾燥させる手段と、 第１部分と第２部分とを混合して、第１部分の乾燥固形物含量と第２部分の乾
    燥固形物含量との間の乾燥固形物含量をもつ混合物を作る手段と、 アルカリ性添加物を混合物に添加する手段と、 混合物を殺菌しかつ任意により安定化させるべく混合物および添加されたアル
    カリ性添加物を保持して、その後のエアレーションによる乾燥を行うことなく製
    品を作る手段とを有することを特徴とする装置。
22. 【請求項２２】 前記混合物および添加されたアルカリ性添加物を保持する
    手段が先入れ先出しホッパを備えていることを特徴とする請求項２１記載の装置
    。
23. 【請求項２３】 前記スラッジを少なくとも１つの第１部分と第２部分とに
    分割する前にスラッジを脱水する手段をさらに有することを特徴とする請求項２
    １または２２記載の装置。
24. 【請求項２４】 前記第１部分を乾燥させる手段は、発電機と、該発電機に
    より発生された熱を第１部分に搬送する手段とを備えていることを特徴とする請
    求項２１〜２３のいずれか１項記載の装置。
25. 【請求項２５】 前記第１部分を乾燥させる手段は薄膜乾燥機を備えている
    ことを特徴とする請求項２１〜２４のいずれか１項記載の装置。
26. 【請求項２６】 前記乾燥機は水平ワンパス間接加熱型薄膜乾燥機であるこ
    とを特徴とする請求項２５記載の装置。
27. 【請求項２７】 石灰を収容する少なくとも１つの貯蔵器をさらに有し、石
    灰はアルカリ性添加物または添加物の一部として使用されることを特徴とする請
    求項２１〜２６のいずれか１項記載の装置。
28. 【請求項２８】 前記石灰は粉砕されているか、微粒状であることを特徴と
    する請求項２７記載の装置。
29. 【請求項２９】 請求項１〜２０のいずれか１項記載の方法により作られる
    ことを特徴とする乾燥スラッジ製品。