JP2013043150A - 汚泥処理方法及び汚泥処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】感染等を引き起こすことなくヘドロ等の汚泥を無害化することができ、しかも大掛かりな設備を必要とせず、コンパクトな装置により処理することができる汚泥処理方法及びその処理方法に適した汚泥処理装置を提供する。
【解決手段】汚泥に覆われた区域内を走行しながら該区域内の汚泥を吸引して収集すると共に、収集した汚泥を加熱して滅菌乾燥することにより乾燥土砂にし、該乾燥土砂を土木工事用材料とするものであり、その汚泥処理装置としては、汚泥を真空吸引する吸引機２と吸引した汚泥を溜めるタンク３とを備えた走行可能な汚泥収集車４と、該汚泥収集車４から供給された汚泥を加熱して滅菌乾燥する加熱器５を搭載した走行可能な加熱処理車６とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、津波等の被害により広範囲に発生した汚泥を処理する方法及びその処理に適した装置に関する。

地震等により生じた津波は、海水を陸上の広い範囲に押し上げる。その際、海水だけではなく、海底の砂や岩とともに微生物、有害物質などを巻き込んだヘドロも押し上げられるので、津波が引いた後にも、陸地には、これらヘドロ等が堆積して残される。また、津波で破損した住居等もヘドロ等とともに瓦礫となって散乱する。このため、津波の被災地では、広範囲に残存するヘドロや瓦礫の処理の問題が深刻になっている。瓦礫は集められて処理されるが、残ったヘドロや瓦礫の残存物等を含む汚泥の処理が特に問題である。

従来、汚泥処理の方法として、例えば特許文献１又は特許文献２に記載のものが知られている。
特許文献１記載の汚泥処理方法は、脱水した活性汚泥を乾燥キルン中へ搬入して攪拌しながら加熱乾燥した後、該乾燥キルンから炭化キルン中へ連続して送入して該炭化キルン内において高温ガスにより水銀の沸点以上に加熱して炭化させるとともに、水銀を蒸発させた後、炭化キルンから連続して排出するものである。

また、特許文献２記載の汚泥処理方法は、汚泥をセメント製造工場内に搬入する搬入工程と、セメント原料を加熱して得られる生石灰を含む中間焼成材を、該セメント製造工場におけるセメント焼成系のサスペンションプレヒーターから分取する分取工程と、前記搬入工程を経て搬入された汚泥と、前記分取工程を経て分取された前記中間焼成材とを混合する混合工程と、前記混合工程によって混合された混合物を該セメント製造工場におけるセメント焼成系に導入する導入工程とを有する。

特開平５−１０４０９７号公報 特開２０００−１７６４９２号公報

特許文献１記載の汚泥処理方法は、活性炭を効率的にしかも水銀を含有しないで再生できるが、乾燥キルンと炭化キルンの二つのキルンを必要とし、その分、燃料にも無駄が多い。また、設備も大掛かりなものとなる。特許文献２記載の汚泥処理方法は、汚泥をセメント原料化して有効利用することができるが、セメント製造工場に搬入して処理する必要があり、セメント製造工場を有しない地域では搬送コストが嵩む。
ところで、津波等により陸上に残されたヘドロ等の汚泥（海洋汚泥）は、微生物などに起因して病原菌等を含んでいるおそれがあるため、感染性廃棄物として特別管理が必要であり、不用意に搬送等することはできない。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、感染等を引き起こすことなくヘドロ等の汚泥を無害化することができ、しかも大掛かりな設備を必要とせず、コンパクトな装置により処理することができる汚泥処理方法及びその処理方法に適した汚泥処理装置を提供することを目的とする。

本発明の汚泥処理方法は、汚泥に覆われた区域内を走行しながら該区域内の汚泥を吸引して収集すると共に、収集した汚泥を加熱して滅菌乾燥することにより乾燥土砂にし、該乾燥土砂を土木工事用材料とすることを特徴とする。

汚泥を加熱乾燥して減容することができるとともに、汚泥を滅菌により無害化することができ、無害化した乾燥土砂を土木工事等に容易に利用することができる。しかも、滅菌乾燥するだけであるから、例えば１２２℃×３０分程度の熱処理で済み、大掛かりな設備を不要とし、簡易な装置で対応することができる。

この汚泥処理方法において、収集した汚泥に活性炭又は鉄炭のいずれか、あるいはこれらの両方を混入して加熱するとよい。
鉄炭は、還元雰囲気中でラジカル反応が生じ、熱伝導率が高い鉄がイオン化して、汚泥の熱分解をより促進させることができる。活性炭は、水分や臭気分を吸着し、汚泥の浄化を促進する。

また、収集した汚泥にセメント固化剤を混入する、あるいは得られた乾燥土砂をセメント固化剤と混合するとよい。
乾燥土砂がセメント固化剤により固化されるため、重金属等の溶出がなく、酸化もしないので、基礎工事など、各種の土木工事用材料として有効に利用することができる。

そして、そのような汚泥処理のための装置として本発明の汚泥処理装置は、汚泥を真空吸引する吸引機と吸引した汚泥を溜めるタンクとを備えた走行可能な汚泥収集車と、該汚泥収集車から供給された汚泥を加熱して滅菌乾燥する加熱器を搭載した走行可能な加熱処理車とを備えることを特徴とする。

汚泥収集車及び加熱処理車ともに走行可能であり、津波等の被災地まで走行して、その場で汚泥を収集して加熱処理することができ、病原菌を含む汚泥であっても、これを搬送せずに滅菌することができ、菌を飛散させることがなく安全である。瓦礫の残存物により、汚泥にアスベストを含む場合も飛散を防止して適切に処理することができる。

本発明の汚泥処理方法によれば、汚泥を加熱乾燥して減容することができるとともに、汚泥を滅菌により無害化することができ、無害化した乾燥土砂を土木工事等に容易に利用することができる。しかも、滅菌乾燥するだけであるから、大掛かりな設備を不要とし、簡易な装置で対応することができる。また、その汚泥処理装置は、津波等の被災地まで走行して、その場で汚泥を収集して加熱処理することができ、病原菌やアスベスト等を含む汚泥であっても、これを搬送せずに滅菌することができ、菌等を飛散させることがなく安全である。

本発明の汚泥処理装置の一実施形態を模式的に示す正面図である。 図１の汚泥処理装置における加熱器の前段部の横断面図である。 図１の汚泥処理装置における加熱器の後段部の横断面図である。

以下、本発明の汚泥処理方法及び汚泥処理装置の一実施形態を図面を参照しながら説明する。
まず、汚泥処理装置の一実施形態について説明する。
この実施形態の汚泥処理装置１は、汚泥を真空吸引する吸引機２と吸引した汚泥を溜めるタンク３とを備えた走行可能な汚泥収集車４と、汚泥収集車４から供給された汚泥を加熱して滅菌乾燥する加熱器５を搭載した走行可能な加熱処理車６とを備えている。
汚泥収集車４は、いわゆるバキュームカーであり、走行車両１１の上に、吸引機２とタンク３とが搭載されており、吸引機２には、屈曲自在なホース１２が設けられ、ホース１２を介してタンク３への吸引とタンク３内の汚泥の外部への圧送との両方を行うことができるようになっている。なお、吸引中の悪臭の放出を防止するため、排気は燃焼して放出される。

加熱処理車６は、走行車両１３の上に、汚泥が投入されるホッパ１４と、ホッパ１４から汚泥を定量ずつ落下させるロータリーフィーダ１５と、ロータリーフィーダ１５から落下する汚泥を水平移送するスクリューコンベア１６と、スクリューコンベア１６により移送された汚泥を受け入れて加熱処理する加熱器５と、加熱処理により得られた乾燥土砂を貯留する容器１７と、加熱器５で発生したガスを燃焼する燃焼器１８とが搭載されている。

加熱器５は間接加熱方式であり、ほぼ水平に配置された内筒２１と、その内筒２１を回転自在に支持しつつ外側を囲む外筒２２とを備えている。内筒２１は、その両端板２３は走行車両に固定状態とされ、その間の筒体２４が回転させられる。そして、一方（前側）の端板２３にスクリューコンベア１６が貫通状態に設けられており、スクリューコンベア１６を経由して送られてくる汚泥を連続的に受け入れて処理する構成である。

また、内筒２１の内周面には、らせん状の羽根２５が設けられており、スクリューコンベア１６から受け入れた汚泥をらせん状の羽根２５によって後段へ移送するようになっている。この羽根２５は、内筒２１の前段部２６では粗いピッチとされ、後段部２７では細かいピッチで設けられ、受け入れた汚泥は羽根２５によって後段へと送られる。また、前段部２６の羽根２５には、図２に示すように軸方向に平行な掻き上げ板２８が一体に設けられており、内筒２１の回転に伴い矢印で示すように汚泥Ｓが掻き上げられながら攪拌されるようになっている。外筒２２は、走行車両１３上に固定状態とされ、内部にバーナー２９を有しており、内筒２１の外周面を主として下方から加熱する。

内筒２１の両端板２３には、発生した水蒸気等のガスを排出する排ガス管３１がそれぞれ接続されており、排ガス管３１は、外筒２２の上面に設けられた燃焼器１８に接続され、ガスを燃焼させた後に排出するようになっている。内筒２１の前段部２６で発生した水蒸気を含むガスは、主として内筒２１の前側端板２３に接続されている排ガス管３１により内筒２１から排出される。内筒２１の後段では水蒸気の発生はほぼないが、各種のガスが揮発し、そのガスは主として内筒２１の後側の端板２３に接続されている排ガス管３１により内筒２１内から排出される。そして、これら排ガス管３１に導き出されたガスは燃焼器１８により燃焼されることにより脱臭された後に大気に放出される。また、後端部側の端板２３には、内筒２１内で加熱処理された乾燥土砂Ｄの排出口３２が設けられ、乾燥土砂Ｄを溜める容器１７が設けられる。

この加熱器５において、ホッパ１４の投入口及び内筒２１の排出口３２を除き、ホッパ１４からスクリューコンベア１６及び内筒２１までの間がほぼ密閉状態とされている。
なお、図中、符号３３は内筒２１を回転させるモータ、符号３４はスクリューコンベア１６を駆動するモータを示す。また、汚泥収集車４は一般的なバキュームカーとほぼ同じ大きさであり、加熱処理車６は、例えば、全長が約４ｍ、幅が２ｍ〜２．５ｍ、高さが２ｍ〜２．５ｍである。

次に、このように構成した汚泥処理装置１を使用して汚泥を処理する方法について説明する。この汚泥は、津波等の被害により、ヘドロとともに瓦礫を撤去した後の残存物等を含んだものであり、被災地に広範囲に存在しているものとする。

この汚泥処理装置１は、汚泥収集車４、加熱処理車６とも、自由に走行可能であり、被災地のどこにでも走行することができる。そして、被災地において、まず汚泥収集車４によって汚泥を収集する。この作業は、汚泥収集車４のホース１２を汚泥にさし込み、吸引機２で吸引することにより行われ、汚泥に覆われた区域を走行しながら汚泥を吸引し、吸引された汚泥はタンク３に貯留される。この汚泥は多量に水を含んでおり、例えば５０％以上の含水率となっている。
また、加熱処理車６も汚泥収集車４の近くに待機しており、汚泥収集車４のタンク３に汚泥が所定量溜まったら、図１の矢印で示すようにホース１２から汚泥Ｓを加熱処理車６のホッパ１４に供給する。

加熱処理車６では、ホッパ１４に供給された汚泥をロータリーフィーダ１５、スクリューコンベア１６を介して加熱器５の内筒２１内に定量ずつ送り込む。加熱器５内では、外筒２２のバーナー２９から内筒２１の外周面が加熱されており、内筒２１内に供給された汚泥Ｓは、前段部２６で大量に水蒸気を発生しながら加熱される。この前段部２６では汚泥Ｓが大量に水を含んでいるため、容積が大きく、ピッチが大きいらせん状の羽根２５により移送され、前述したように掻き上げ板２６によって掻き上げられながら攪拌される。

また、ホッパ１４と排出口３２以外、内筒２１内はほぼ密閉されているため、内部が高圧状態となる。このため、内筒２１内が高温高圧雰囲気となり、その高温高圧雰囲気で発生した水蒸気により汚泥Ｓが滅菌される。この水蒸気による滅菌処理の後、内筒２１の後段部２７では、汚泥が乾燥して土砂になり、その乾燥土砂Ｄが加熱により乾熱滅菌状態となり滅菌される。この後段部２７においては、乾燥により容積が小さくなっているので、ピッチの細かいらせん状の羽根２５によって移送される。また、乾燥状態であるので、乾燥土砂Ｄは、図３に示すように内筒２１の内周面の底部に溜まり、内周面を滑るようにしながら羽根２５によって送られ、その間に外筒２２のバーナー２９によって下方から効率良く加熱される。また、内筒２１内がほぼ密閉状態であることから、外部から空気の供給はなく、このため、低酸素雰囲気、あるいは還元雰囲気となっている。この還元雰囲気内で燃焼等生じることなく乾燥土砂Ｄが滅菌され熱分解される。

このようにして、ホッパ１４から投入された汚泥Ｓは、加熱器５の内筒２１内で例えば１２２℃×３０分程度加熱処理され、乾燥土砂Ｄとなる。
滅菌された乾燥土砂Ｄは、排出口３２から排出され、容器１７内に貯留される。一方、内筒２１内で発生した水蒸気やその他の揮発ガスは、排ガス管３１から加熱器５の上方に送られ、燃焼器１８を経由して燃焼されることにより脱臭された後に大気に放出される。

以上の一連の汚泥処理において、汚泥収集車４及び加熱処理車６が被災地にまで出向き、被災地の特定の区域を走行しながら汚泥を収集し、その収集した場所で汚泥を加熱処理車６に移送して加熱処理することができる。このため、汚泥に菌やアスベスト等の有害物が含まれている場合でも、これら有害物を飛散させることなく処理することができ、滅菌処理した後は、乾燥土砂Ｄとなって取り扱い容易であり、極めて安全である。
また、汚泥収集車４、加熱処理車６ともコンパクトであり、大掛かりな設備を必要とせず、作業性が良く、集中制御により安定した品質の乾燥土砂を得ることができる。

なお、汚泥収集車４で収集した汚泥の含水率が高い場合や、汚泥の処理量が多い場合には、加熱器５の温度を例えば１５０℃等にまで上げ、より高温で処理することが行われる。その場合も短時間で加熱滅菌することができる。また、汚泥に含まれる感染性廃棄物、アスベスト、重金属、ＰＣＢ、ポリ塩化微フェニール、特環型廃棄物等の含有の程度に応じて、加熱処理の温度、時間を調整すればよい。

容器１７に溜められた乾燥土砂Ｄは、滅菌されているので、一般的な廃棄物として取り扱うことができるが、本実施形態の場合は、その後、セメント固化剤が投入され、セメント固化剤とともに攪拌された後に、いわゆるフレコンバック（フレキシブルコンテナバッグ）に袋詰めされる。そして、このセメント固化剤と攪拌された土砂は、２・３日で固化するので、袋詰めされた状態のまま、例えば防波堤の基礎材料等に使用され、あるいは袋から取り出して解砕後に、道路舗装の材料等に使用される。セメント固化剤により固化されているため、重金属等の溶出がなく、酸化もしないので、基礎工事など、各種の土木工事用材料として有効に利用することができる。もちろん、埋め立て処分することも可能である。

また、加熱処理車６のホッパ１４に汚泥を投入する際に、鉄炭や活性炭を混入してもよい。鉄炭は、還元雰囲気中でラジカル反応が生じ、熱伝導率が高い鉄がイオン化して、汚泥の熱分解をより促進させることができる。活性炭は、水分や臭気分を吸着し、汚泥の浄化を促進する。これら鉄炭や活性炭を混入したとしても、加熱処理後の乾燥土砂とともに排出され、セメント固化剤により固化され、土木工事用材料としての利用を妨げることはない。鉄炭又は活性炭のいずれかを混入する場合、汚泥の量の０．１％〜１００倍の量の鉄炭や活性炭が用いられる。汚泥の含水率等によって調整すればよい。
また、これら鉄炭と活性炭の両方を混入してもよく、その場合も、汚泥の量に対して０．１％〜１００倍の量の範囲で調整すればよい。いずれの場合も、鉄炭や活性炭は木材等の植物から作り出された物であり、汚泥処理を阻害することはない。

また、前述した実施形態では乾燥土砂にセメント固化剤を混合したが、セメント固化剤を加熱処理車６のホッパ１４に汚泥とともに投入するようにしてもよい。その場合は、加熱滅菌された乾燥土砂がセメント固化剤と攪拌混合された状態で排出され、乾燥土砂がセメント固化剤に覆われた状態となっているので、そのまま袋詰め等すればよい。
その他、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

１ 汚泥処理装置
２ 吸引機
３ タンク
４ 汚泥収集車
５ 加熱器
６ 加熱処理車
１１ 走行車両
１２ ホース
１３ 走行車両
１４ ホッパ
１５ ロータリーフィーダ
１６ スクリューコンベア
１７ 容器
１８ 燃焼器
２１ 内筒
２２ 外筒
２３ 端板
２４ 筒体
２５ 羽根
２６ 前段部
２７ 後段部
２８ 掻き上げ板
２９ バーナー
３１ 排ガス管
３２ 排出口
３３，３４ モータ
Ｓ 汚泥
Ｄ 乾燥土砂

Claims (5)

1. 汚泥に覆われた区域内を走行しながら該区域内の汚泥を吸引して収集するとともに、収集した汚泥を加熱して滅菌乾燥することにより乾燥土砂にし、該乾燥土砂を土木工事用材料とすることを特徴とする汚泥処理方法。
2. 収集した汚泥に活性炭又は鉄炭のいずれか、あるいはこれらの両方を混入して加熱することを特徴とする請求項１記載の汚泥処理方法。
3. 収集した汚泥にセメント固化剤を混入して加熱することを特徴とする請求項１又は２記載の汚泥処理方法。
4. 得られた乾燥土砂をセメント固化剤と混合することを特徴とする請求項１又は２記載の汚泥処理方法。
5. 汚泥を真空吸引する吸引機と吸引した汚泥を溜めるタンクとを備えた走行可能な汚泥収集車と、該汚泥収集車から供給された汚泥を加熱して滅菌乾燥する加熱器を搭載した走行可能な加熱処理車とを備えることを特徴とする汚泥処理装置。

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