JP2008106949A - 油性スカムの処理方法及び油性スカム処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】熱エネルギー的に有利に油性スカムを焼却処理することのできる油性スカムの処理方法及びスカム処理装置を提供する。
【解決手段】油性スカムを燃料油で焼却する油性スカムの処理方法であって、油性スカムと燃料油を微細混合した後、直ちに焼却する油性スカムの処理方法と、燃料油供給手段、油性スカム供給手段、燃料油及び油性スカムの加温手段、油性スカムと燃料油の混合手段からなる油性スカム処理装置とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、油性スカムの処理方法及びスカム処理装置に関する。さらに詳しくは、排水処理などに伴い発生する油性スカムと燃料油を微細混合した後、直ちに焼却する油性スカムの処理方法及びスカム処理装置に関する。

従来から、排水処理設備において、活性汚泥のオイルトラップ、加圧浮上装置、沈殿槽、濃縮汚泥槽などから固形分あるいは油脂類が浮上した、いわゆるスカムが発生する。スカムの処理作業は煩雑なものであり、このスカム処理が排水処理の大きな問題となっている。発生するスカムのうち、特に発生量が多いのは、加圧浮上設備から発生する油性のスカムである。これはハンドリングが困難である上、強い悪臭を発することが多いので、処理作業において特に問題となっている。

一般に油性スカムは、他の排水処理工程から発生する汚泥などと混合、半乾燥された後、遠方にある処理場へ輸送されて処理されることが多い。スカムは、このように汚泥などと混合されて埋め立て処理されるのが通常であったが、埋め立て場所の不足から、近年は焼却処理されることが多くなった。しかしながら、焼却処理費用が高価なことから、排水処理コストに占める割合が大きくなり、処理費用の削減が熱望されている。

焼却コスト削減の一つの方法として、スカムや汚泥を堆肥化することにより焼却処理を止めることが検討されている。しかしながら、スカム由来の堆肥は良質の肥料とならないため、その用途が限られることや貯蔵場所などの問題があり、この方法はあまり普及していない。また、通常の焼却炉による焼却ではスカムの焼却効率が極めて悪いうえに、環境汚染の問題もあるので、他の廃棄物との混焼により焼却処理されているのが現状である。

一方、排水処理設備から発生する余剰汚泥については、発生量を削減させるための技術が種々開発されているが、加圧浮上から発生する油性スカムは生物処理が困難であるため、スカムの発生量を削減するための技術開発の可能性は小さい。

スカムを燃焼処理する場合、加圧浮上設備から生じる油性スカムは通常水分を９０％以上含有するため容易に燃焼せず、水分蒸発熱量の数倍に相当する燃料を用いて焼却する必要がある。反面、油性スカムは、燃焼することにより若干のエネルギーを取り出すことが出来るというメリットがあるので、熱エネルギー的に有利な燃焼処理方法をさらに開発する価値がある。

燃焼による処理方法として、油性スカムのみならず、汚泥中の有機質、無機質の固形分残渣物を燃焼させて灰燼化処理する方法が知られている（特許文献１）。
この方法は、油水分離槽などに収容した汚泥から分離浮遊した油脂分を含むスカムと分離沈殿した固形分残渣に、前記汚泥の中間層の汚水の一部を混合してこれらを破砕分散させ、中和剤などを添加して起泡可能な汚水混合物の状態にして多数の気泡を形成させ、燃焼させる方法であり、気泡化されたスカム等を噴射ノズルにより微細化廃液噴流の状態で火炎に接触させることにより、時間的、熱エネルギー的に効率よくスカム等を処理することができると記載されている。
特開平７−９１６３６号公報

しかしながら、特許文献１に記載の方法は、スカムと固形分残渣を、中間層である汚水と再度混合し、添加剤を添加して起泡可能状態にして起泡容器内で発泡させるものであり、焼却に至る工程が煩雑であるうえに、必ずしも熱エネルギー的に有利なものであるとはいえない。したがって、本発明の目的は、熱エネルギー的に有利に油性スカムを焼却処理することのできる油性スカムの処理方法及びスカム処理装置を提供することにある。

本発明者は、水分蒸発熱量相当程度の燃料でスカムを燃焼処理すること、すなわち、スカムの自己保有熱量を活用して、燃料の消費量を削減して燃焼処理すること、及び廃棄排水は焼却炉中に噴霧処理されていることに鑑み、油性スカムを既存の燃料に混合して焼却できれば、焼却用の専用炉を設置することなく、既設の炉がそのまま使用可能であることに着目して鋭意検討を重ね本発明に到達した。すなわち、本発明は、油性スカムを燃料油で焼却する油性スカムの処理方法であって、油性スカムと燃料油を微細混合後、直ちに焼却することを特徴とする油性スカムの処理方法である。

そして、本発明のもう一つの発明は、燃料油供給手段、油性スカム供給手段、燃料油及び油性スカムの加温手段、油性スカムと燃料油の混合手段からなる油性スカム処理装置である。

本発明により、油性スカムと燃料油を微細混合した後、直ちに焼却する油性スカムの処理方法、並びに燃料油供給手段、油性スカム供給手段、燃料油及び油性スカムの加温手段及び油性スカムと燃料油の混合手段からなる油性スカム処理装置を提供することができる。本発明の油性スカムの処理方法及び油性スカム処理装置によれば、排水処理で発生する油性スカムを効率よく焼却処理することができ、排水処理に大きなウエイトを占めているスカム等廃棄物の処理費用を大幅に削減することができる。

本発明で処理される油性スカムとは、通常活性汚泥のオイルトラップ、加圧浮上設備などから固形分あるいは油脂類が浮上したものであるが、排水処理設備から発生したものだけでなく、広く廃棄物から発生するものに適用することができる。酸を含むものは中和処理することにより適用が可能である。

油性スカムは燃料油を用いて焼却されるが、燃料油としては通常焼却炉に使用される灯油、Ａ重油、Ｃ重油、廃油などの各種燃料油を使用すればよい。油性スカムと燃料油は加温するなどの温度調節がなされて混合されるが、加温は蒸気などの加温手段が用いられる。燃料油に乳化剤を混合してからスカムと混合すればエマルジョンはより安定するので、混合後燃焼装置まで距離があるような場合や、滞留部分がある場合などは、乳化剤を使用するのが好ましい。

油性スカムと燃料油を混合するには、各種ミキサーが使用される。油性スカムと燃料油は混合した後、直ちに、好ましくは５秒以内に焼却に付すことが必要であることから、ミキサーとしてはインラインミキサーを用いるのが好ましい。攪拌効果が十分あればスタティックミキサーを用いてもよい。油性スカムの水分率は７０％以上、燃料油に対する油性スカムの重量比率は６０％以下で実施すると効率よく実施できて好ましい。以下、図を用いて本発明をさらに具体的に説明する。

図１は本発明の油性スカムの処理方法を実施するための処理装置の一例を示すフロー図である。１は燃料油の供給部であり、燃料油はポンプ２からチェック弁３、加温器４を通り、スタティックミキサー９へ供給される。

上述したように、燃料に乳化剤を混合してからスカムと混合すればエマルジョンはより安定するので、乳化剤を使用するのが好ましく、その場合は、ポンプ６を稼動させ、乳化剤槽５から乳化剤を乳化剤供給ライン８から供給すればよい。

１１は油性スカムの供給部であり、油性スカムはポンプ１３からチェック弁１４、加温器１５を通り、油性スカム供給ラインを通り、燃料油供給ライン１０と合体してスタティックミキサー２２へ供給される。１２はストレーナである。また、１７は燃料油及び油性スカムを加温するための蒸気供給部であり、蒸気は圧力制御弁１８で圧力を調整されて加温ライン１９及び２０から各々加温器４及び１５へ供給される。

燃料油と油性スカムは混合直後に燃焼させれば、エマルジョンが安定化していなくてもスカムの焼却処理が可能であることが本発明の大きな特徴である。具体的には両者をインライン混合し、直後に燃焼すれば処理が可能である。その場合、混合後から燃焼までの滞留時間が短いことが重要であるので、燃焼の直前で混合するとともに、配管に滞留部分が無いようにする必要がある。かかる観点から、本発明において、油性スカムと燃料油は混合した後、５秒以内に焼却に付すのが好ましい。

インライン混合するためには燃料の供給条件に合わせて、油性スカムの供給条件が設定できるようにしなければならない。すなわち燃料およびスカムの供給量、圧力が自動制御で実施可能なように設定することが好ましい。供給量、圧力の設定は、油性スカムと燃料油の混合比率を決めるために必要であるが、供給温度については、燃料とスカムの温度差を±２０℃以内にすると、油性スカムの混合比率を高めることができ、望ましい。

インラインミキサーとして、動力攪拌によるインラインミキサーを用いてもよいが、通常は動力攪拌を要しないスタティックミキサーで十分である。スタティックミキサーを使用する場合の圧力損失は、２ｋｇ／ｃｍ^２以上とするのが好ましく、圧力損失の大きい方が燃焼状態が安定する。しかし、混合効果が良好であればスタティックミキサーの種類は制限されない。スタティックミキサー２１で混合された燃料油と油性スカムは直ちにボイラー２２で焼却される。図において、２５〜３７は弁であり、ＰＧは圧力計、ＦＩは流量計、ＴＩＣは温度制御を示す。

燃料油、油性スカム及び蒸気の供給、圧力及び温度は全て自動制御されるように実施するのが好ましい。２３はこれらの制御盤である。以上述べた燃料供給部、油性スカム供給部、蒸気供給部及びボイラーを除く油性スカム処理装置を台車２４で可搬可能にコンパクトに構成すると必要に応じて移動させることができ、好ましい。

実施例
図１に示すフローに従って、燃料油としてＡ重油を５００Ｌ／ｈｒ、６０℃で供給し、ボイラーで燃焼させた。次に、スカムとして排水処理設備から排出された水分率８０％の油性スカムを徐々に供給し、最終的に４００Ｌ／ｈｒ、４０℃で流体工学研究所製のスタティックミキサーへ供給した。油性スカムは燃料油とともに合計供給量１０００Ｌ／ｈｒでスタティックミキサーで混合した。燃料油と油性スカムの温度差を小さくするために加温器で温度の調節を行い、燃料油と油性スカムの温度を共に４０〜５０℃の範囲に設定した。

油性スカムと燃料油は、スタティックミキサーで混合した後、燃焼までの滞留時間を小さくすることが重要であり、配管径１５Ａの配管を使用し、バーナーまでの距離を４ｍとし、滞留時間２秒以内でバーナーで燃焼させた。燃焼状態は良好であり、安定していた。さらに、日本エマルジョン製の乳化剤を０．５Ｌ／ｈｒで供給したところ、燃焼はより安定した。燃料消費量は油性スカムを使用しない場合に比べて数％減であり、油性スカムが燃料の一部として活用されたことになり、スカム処理費用の合理化に加え、燃料合理化の効果を併せて得ることができた。

本発明の油性スカムの処理方法と処理装置によれば、ハンドリングが困難な油性スカムを熱エネルギー的に有利に焼却処理することができるので、排水処理のコストを大幅に低減することができ、産業上有用である。

本発明の油性スカムの処理方法を実施するためのスカム処理装置の一例を示すフローである。

符号の説明

１ 燃料油供給部
２ ポンプ
３ チェック弁
４ 加温器
５ 乳化剤槽
６ ポンプ
７ チェック弁
８ 乳化剤供給ライン
９ スタティックミキサー
１０ 燃料供給ライン
１１ 油性スカム供給部
１２ ストレーナ
１３ ポンプ
１４ チェック弁
１５ 加温器
１６ スカム油供給ライン
１７ 蒸気供給部
１８ 圧力制御弁
１９ 加温ライン
２０ 加温ライン
２１ スタティックミキサー
２２ ボイラー
２３ 制御盤
２４ 台車
２５〜３７ 弁

Claims (8)

1. 油性スカムを燃料油で焼却する油性スカムの処理方法であって、油性スカムと燃料油を微細混合した後、直ちに焼却することを特徴とする油性スカムの処理方法。
2. 燃料油を、乳化剤と混合し、油性スカムと微細混合する請求項１記載の油性スカムの処理方法。
3. 油性スカムと燃料油を微細混合した後、５秒以内に焼却する請求項１又は２記載の油性スカムの処理方法。
4. 油性スカムの水分率が７０％以上、燃料油に対する油性スカムの重量比率が６０％以下である請求項１〜３いずれかに記載の油性スカムの処理方法。
5. 燃料油供給手段、油性スカム供給手段、燃料油及び油性スカムの加温手段、油性スカムと燃料油の混合手段からなる油性スカム処理装置。
6. さらに乳化剤供給手段を有する請求項５記載の油性スカム処理装置。
7. 油性スカムと燃料油の混合手段がインラインミキサーである請求項５又は６記載の油性スカム処理装置。
8. 請求項５〜７いずれかに記載のスカム処理装置が可搬可能に構成された油性スカム処理装置。
   

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