JP2013056982A - 下水道汚泥および廃棄物の資源化方法および資源化装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】廉価な設備で発熱量の多い固形燃料を生成可能な下水道汚泥を資源化するための資源化方法および資源化装置を提供する。
【解決手段】下水道汚泥の資源化装置１は、下水道汚泥Ｗ１を脱水して含水率が略４０％の脱水汚泥Ｗ１ａを生成する脱水機４と、脱水汚泥Ｗ１ａに、予め用意しておいた間伐材チップＷ２を混合撹拌して、含水率が略２５％の水分調整混合物Ｗ３を生成する混合撹拌機５と、水分調整混合物Ｗ３を１８０℃から３００℃の範囲内の密閉加熱雰囲気中で加熱して燻炭状の固形燃料Ｗ４を生成する低温炭化炉６と、燻炭状の固形燃料Ｗ４を圧縮成形して固形燃料ペレットＷ５を生成する圧縮成形機７とを有する。
【選択図】図１
【解決手段】下水道汚泥の資源化装置１は、下水道汚泥Ｗ１を脱水して含水率が略４０％の脱水汚泥Ｗ１ａを生成する脱水機４と、脱水汚泥Ｗ１ａに、予め用意しておいた間伐材チップＷ２を混合撹拌して、含水率が略２５％の水分調整混合物Ｗ３を生成する混合撹拌機５と、水分調整混合物Ｗ３を１８０℃から３００℃の範囲内の密閉加熱雰囲気中で加熱して燻炭状の固形燃料Ｗ４を生成する低温炭化炉６と、燻炭状の固形燃料Ｗ４を圧縮成形して固形燃料ペレットＷ５を生成する圧縮成形機７とを有する。
【選択図】図１
Description
本発明は、下水道汚泥および廃棄物（一般廃棄物、産業廃棄物）に含まれている可燃塵をボイラーなどの固形燃料として資源化するための資源化方法および資源化装置に関する。
一般廃棄物および産業廃棄物については、一般に、分別された後に、可燃塵については焼却処理、空き缶、空き瓶などの資源塵については再資源化処理、それ以外の不燃塵などは埋め立て廃棄処理がそれぞれ行われている。一方、下水道汚泥は焼却処理あるいは資源化処理（固体燃料化処理）が施されている。資源化処理においては、多量に含まれている水分を除去して高温で加熱乾燥させる工程が必要であり、一般に、加熱乾燥工程を経て含水率が２０〜４０重量％の乾燥汚泥を生成し、これを圧縮成形機に掛けてペレット状の固形燃料を得るようにしている。このような下水道汚泥の資源化方法は特許文献１〜３に開示されている。
ここで、特に、下水道汚泥は多量の水分を含んでいるので、その脱水、乾燥、加熱処理に多くの熱エネルギーを必要とし、効率が悪いという問題点がある。また、乾燥、加熱処理においては脱水後の汚泥あるいは分別破砕後の可燃物が６００〜７００℃に加熱されるので自然発火の危険性があり、発生する臭気が外部に漏れないように排ガス処理も必要であり設備コストも高いという問題点がある。これに加えて、脱水後の汚泥、分別破砕後の可燃物が高温で処理されるので、生成された固形燃料の炭化が進んでおり、固形燃料として用いるには発熱量が少ないという問題点がある。
本発明の課題は、このような点に鑑みて、廉価な設備で発熱量の多い固形燃料を生成可能な下水道汚泥および廃棄物を資源化するための資源化方法および資源化装置を提案することにある。
上記の課題を解決するために、本発明の下水道汚泥の資源化方法は、
下水道汚泥を脱水機に掛けて脱水して、含水率が略４０％の脱水汚泥とし、
脱水汚泥に、予め用意しておいた間伐材チップを混合しながら水分調整を行って（混合攪拌機に掛けて）、含水率が略２５％の混合物を生成し、
混合物を乾燥機に掛けて、１８０℃から３００℃の範囲内の密閉加熱雰囲気中で加熱して燻炭状の固形燃料を生成し、
燻炭状の固形燃料を圧縮成形機に掛けて固形燃料ペレットを生成することを特徴としている。
下水道汚泥を脱水機に掛けて脱水して、含水率が略４０％の脱水汚泥とし、
脱水汚泥に、予め用意しておいた間伐材チップを混合しながら水分調整を行って（混合攪拌機に掛けて）、含水率が略２５％の混合物を生成し、
混合物を乾燥機に掛けて、１８０℃から３００℃の範囲内の密閉加熱雰囲気中で加熱して燻炭状の固形燃料を生成し、
燻炭状の固形燃料を圧縮成形機に掛けて固形燃料ペレットを生成することを特徴としている。
また、上記の方法により下水道汚泥を資源化する資源化装置は、
下水道汚泥を脱水して含水率が略４０％の脱水汚泥を生成する脱水機と、
脱水汚泥に、予め用意しておいた間伐材チップを混合しながら水分調整を行って、含水率が略２５％の混合物を生成する混合撹拌機と、
混合物を１８０℃から３００℃の範囲内の密閉加熱雰囲気中で加熱して燻炭状の固形燃料を生成する低温炭化炉と、
燻炭状の固形燃料を圧縮成形して固形燃料ペレットを生成する圧縮成形機とを有していることを特徴としている。
下水道汚泥を脱水して含水率が略４０％の脱水汚泥を生成する脱水機と、
脱水汚泥に、予め用意しておいた間伐材チップを混合しながら水分調整を行って、含水率が略２５％の混合物を生成する混合撹拌機と、
混合物を１８０℃から３００℃の範囲内の密閉加熱雰囲気中で加熱して燻炭状の固形燃料を生成する低温炭化炉と、
燻炭状の固形燃料を圧縮成形して固形燃料ペレットを生成する圧縮成形機とを有していることを特徴としている。
次に、本発明の廃棄物の資源化方法は、
一般廃棄物あるいは産業廃棄物を分別して可燃塵を取り出し、
可燃塵を破砕機に掛けて破砕して破砕可燃塵とし、
破砕可燃塵の含水率が４０％を超える場合には、当該破砕可燃塵を脱水機に掛けて脱水して、含水率が略４０％の脱水破砕塵とし、
脱水破砕塵に、予め用意しておいた間伐材チップを混合しながら脱水機に掛けて、含水率が略２５％の混合物を生成し、
混合物を乾燥機に掛けて、１８０℃から３００℃の範囲内の密閉加熱雰囲気中で加熱して燻炭状の固形燃料を生成し、
燻炭状の固形燃料を圧縮成形機に掛けて固形燃料ペレットを生成することを特徴としている。
一般廃棄物あるいは産業廃棄物を分別して可燃塵を取り出し、
可燃塵を破砕機に掛けて破砕して破砕可燃塵とし、
破砕可燃塵の含水率が４０％を超える場合には、当該破砕可燃塵を脱水機に掛けて脱水して、含水率が略４０％の脱水破砕塵とし、
脱水破砕塵に、予め用意しておいた間伐材チップを混合しながら脱水機に掛けて、含水率が略２５％の混合物を生成し、
混合物を乾燥機に掛けて、１８０℃から３００℃の範囲内の密閉加熱雰囲気中で加熱して燻炭状の固形燃料を生成し、
燻炭状の固形燃料を圧縮成形機に掛けて固形燃料ペレットを生成することを特徴としている。
また、上記の方法により廃棄物を資源化する資源化装置は、
一般廃棄物あるいは産業廃棄物を分別して可燃塵を取り出す分別機と、
分別機から取り出される可燃塵を破砕して破砕可燃塵を生成する破砕機と、
破砕可燃塵の含水率が４０％を超える場合に、当該破砕可燃塵を脱水して、含水率が略４０％の脱水破砕塵にする脱水機と、
破砕機からの破砕可燃塵あるいは脱水機からの脱水破砕塵に、予め用意しておいた間伐材チップを混合しながら脱水して、含水率が略２５％の混合物を生成する混合脱水機と、
混合物を１８０℃から３００℃の範囲内の密閉加熱雰囲気中で加熱して燻炭状の固形燃料を生成する低温炭化炉と、
燻炭状の固形燃料を圧縮成形して固形燃料ペレットを生成する圧縮成形機とを有していることを特徴としている。
一般廃棄物あるいは産業廃棄物を分別して可燃塵を取り出す分別機と、
分別機から取り出される可燃塵を破砕して破砕可燃塵を生成する破砕機と、
破砕可燃塵の含水率が４０％を超える場合に、当該破砕可燃塵を脱水して、含水率が略４０％の脱水破砕塵にする脱水機と、
破砕機からの破砕可燃塵あるいは脱水機からの脱水破砕塵に、予め用意しておいた間伐材チップを混合しながら脱水して、含水率が略２５％の混合物を生成する混合脱水機と、
混合物を１８０℃から３００℃の範囲内の密閉加熱雰囲気中で加熱して燻炭状の固形燃料を生成する低温炭化炉と、
燻炭状の固形燃料を圧縮成形して固形燃料ペレットを生成する圧縮成形機とを有していることを特徴としている。
ここで、混合物を乾燥機に掛けて低温炭化して固形燃料を生成する際の加熱温度としては、２００℃から２５０℃の範囲内の温度とすることが望ましい。
本発明の方法及び装置では、回収された下水道汚泥の含水率は約８５％と高く、廃棄物（一般廃棄物、産業廃棄物）の可燃塵の含水率も約７０％と高い。本発明では、これらに間伐材チップを混合して水分調整を行い、混合物全体の含水率を略２５％まで落としている。高温で長時間に亘って加熱乾燥する場合とは異なり、処理対象物が自然発火する危険性が無く、処理対象物から発生する臭気も僅かである。
また、本発明の方法及び装置によれば間伐材チップを有効利用することができる。すなわち、森林整備においては、間伐材をチップにして利用しているが、間伐材の利用率は１５〜２０％程度と低いのが現状である。これは、間伐材を伐採して山出しするための経費が掛かり過ぎ、採算がとれないからである。本発明の方法及び装置が普及すれば、間伐材の利用率を高めることにより経費を抑制することができるので、雇用の創出が図られ、間伐材、下水道汚泥、廃棄物の再利用が進むことを期待できる。
さらに、本発明の方法及び装置では、従来に比べて比較的低い１８０℃から３００℃の範囲内（好ましくは、２００℃から２５０℃の範囲内）の加熱雰囲気中で混合物を加熱して燻炭状にしているので、得られる固形燃料は従来のように炭化が進んでおらず発熱量の多い固形燃料ペレットを得ることができる。また、加熱温度が低いので自然発火の危険性がなく安全であり、設備を簡素化できると共に取扱も簡素化できる。
以下に、図面を参照して本発明を適用した資源化方法および資源化装置の実施の形態を説明する。
（下水道汚泥の資源化装置の例）
図１を参照して説明すると、本実施の形態に係る下水道汚泥の資源化装置１は、回収された下水道汚泥Ｗ１の貯留部２および間伐材チップＷ２の貯留部３を備えている。貯留部２に貯留されている下水道汚泥Ｗ１は含水率が８０重量％程度であり、不図示の搬送機構によって搬送されて脱水機４に投入される。
図１を参照して説明すると、本実施の形態に係る下水道汚泥の資源化装置１は、回収された下水道汚泥Ｗ１の貯留部２および間伐材チップＷ２の貯留部３を備えている。貯留部２に貯留されている下水道汚泥Ｗ１は含水率が８０重量％程度であり、不図示の搬送機構によって搬送されて脱水機４に投入される。
脱水機４では、投入された下水道汚泥Ｗ１を脱水して、含水率が略４０％となった脱水汚泥Ｗ１ａを生成する。脱水汚泥Ｗ１ａは次に混合撹拌機５に投入される。混合撹拌機５には、貯留部３から不図示の搬送機構を介して間伐材チップＷ２も同時に投入される。混合撹拌機５において、脱水汚泥Ｗ１ａと間伐材チップＷ２が混合撹拌されて水分調整が行われる。これにより、全体としての含水率が略２５％の水分調整混合物Ｗ３が得られる。
水分調整混合物Ｗ３は次の低温炭化炉６に投入される。低温炭化炉６では、１８０℃〜３００℃の範囲内の密閉加熱雰囲気中、好ましくは、２００℃〜２５０℃の範囲内の密閉加熱雰囲気中で、水分調整混合物Ｗ３が加熱乾燥される。これにより、水分調整混合物Ｗ３が燻蒸処理されて、燻炭化状の固形燃料Ｗ４が生成される。
生成された燻炭化状の固形燃料Ｗ４は、圧縮成形機７に投入されて、所定の大きさのペレットに圧縮成形される。これによって固形燃料ペレットＷ５が得られる。固形燃料ペレットＷ５は回収部８に回収される。このようにして得られた固形燃料ペレットＷ５は、ボイラーの燃料等として使用することができる。
（廃棄物の資源化装置の例）
図２を参照して説明すると、本実施の形態に係る廃棄物の資源化装置１１は、回収された産業廃棄物および一般廃棄物Ｗ２０（以下、これらを総称して「廃棄物Ｗ２０」と呼ぶ。）の貯留部１２と、間伐材チップＷ１２の貯留部１３を備えている。廃棄物Ｗ２０はコンベア等の不図示の搬送機構によって分別機２１に供給され、ここにおいて可燃塵Ｗ２１とその他の不燃塵、資源塵などに分別される。分別後の可燃塵Ｗ２１は含水率が７０重量％程度であり、破砕機２２に投入されて所定の大きさに破砕される。
図２を参照して説明すると、本実施の形態に係る廃棄物の資源化装置１１は、回収された産業廃棄物および一般廃棄物Ｗ２０（以下、これらを総称して「廃棄物Ｗ２０」と呼ぶ。）の貯留部１２と、間伐材チップＷ１２の貯留部１３を備えている。廃棄物Ｗ２０はコンベア等の不図示の搬送機構によって分別機２１に供給され、ここにおいて可燃塵Ｗ２１とその他の不燃塵、資源塵などに分別される。分別後の可燃塵Ｗ２１は含水率が７０重量％程度であり、破砕機２２に投入されて所定の大きさに破砕される。
破砕後の破砕可燃塵Ｗ２２の含水率が略４０％を超えている場合には、当該破砕可燃塵Ｗ２２は脱水機１４に投入されて含水率が略４０％になるように脱水される。脱水後の脱水破砕可燃塵Ｗ２３は混合脱水機１５に投入される。破砕可燃塵Ｗ２２の含水率が略４０％あるいはそれ以下の場合には、破砕可燃塵Ｗ２２を、脱水工程を経ることなく混合脱水機１５に投入する。同時に、間伐材チップＷ１２が不図示の搬送機構によって混合脱水機１５に投入される。
混合脱水機１５では、投入された破砕可燃塵Ｗ２２あるいは脱水破砕可燃塵Ｗ２３と、間伐材チップＷ１２とを混合撹拌しながら、これらの脱水処理を行う。脱水後の脱水混合物Ｗ１３は全体として含水率が略２５％に調整されたものになる。このように含水率が調整された後の脱水混合物Ｗ１３は低温炭化炉１６に投入されて、１８０℃〜３００℃の範囲内の密閉加熱雰囲気中、好ましくは、２００℃〜２５０℃の範囲内の密閉加熱雰囲気中で加熱乾燥される。これにより、脱水混合物Ｗ１３が燻蒸処理されて、燻炭化状の固形燃料Ｗ１４が生成される。
生成された燻炭化状の固形燃料Ｗ１４は、圧縮成形機１７に投入されて、所定の大きさのペレットに圧縮成形される。これによって固形燃料ペレットＷ１５が得られる。固形燃料ペレットＷ１５は回収部１８に回収される。このようにして得られた固形燃料ペレットＷ１５は、ボイラーの燃料等として使用することができる。
１ 下水道汚泥の資源化装置
２ 貯留部
３ 貯留部
４ 脱水機
５ 混合撹拌機
６ 低温炭化炉
７ 圧縮成形機
８ 回収部
Ｗ１ 下水道汚泥
Ｗ１ａ 脱水汚泥
Ｗ２ 間伐材チップ
Ｗ３ 水分調整混合物
Ｗ４ 固形燃料
Ｗ５ 固形燃料ペレット
１１ 廃棄物の資源化装置
１２ 貯留部
１３ 貯留部
１４ 脱水機
１５ 脱水混合気
１６ 低温炭化炉
１７ 圧縮成形機
１８ 回収部
２１ 分別機
２２ 破砕機
Ｗ１２ 間伐材チップ
Ｗ１３ 脱水混合物
Ｗ１４ 固形燃料
Ｗ１５ 固形燃料ペレット
Ｗ２０ 廃棄物
Ｗ２１ 可燃塵
Ｗ２２ 破砕可燃塵
Ｗ２３ 脱水破砕可燃塵
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Ｗ１ 下水道汚泥
Ｗ１ａ 脱水汚泥
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１１ 廃棄物の資源化装置
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１７ 圧縮成形機
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２１ 分別機
２２ 破砕機
Ｗ１２ 間伐材チップ
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Ｗ２０ 廃棄物
Ｗ２１ 可燃塵
Ｗ２２ 破砕可燃塵
Ｗ２３ 脱水破砕可燃塵
Claims (4)
- 下水道汚泥を脱水機に掛けて脱水して、含水率が略４０％の脱水汚泥とし、
脱水汚泥に、予め用意しておいた間伐材チップを混合しながら水分調整を行って、含水率が略２５％の混合物を生成し、
混合物を乾燥機に掛けて、１８０℃から３００℃の範囲内の密閉加熱雰囲気中で加熱して燻炭状の固形燃料を生成し、
燻炭状の固形燃料を圧縮成形機に掛けて固形燃料ペレットを生成することを特徴とする下水道汚泥の資源化方法。 - 請求項１に記載の方法により下水道汚泥を資源化する資源化装置であって、
下水道汚泥を脱水して含水率が略４０％の脱水汚泥を生成する脱水機と、
脱水汚泥に、予め用意しておいた間伐材チップを混合撹拌して、含水率が略２５％の混合物を生成する混合攪拌機と、
混合物を１８０℃から３００℃の範囲内の密閉加熱雰囲気中で加熱して燻炭状の固形燃料を生成する低温炭化炉と、
燻炭状の固形燃料を圧縮成形して固形燃料ペレットを生成する圧縮成形機とを有していることを特徴とする下水道汚泥の資源化装置。 - 一般廃棄物あるいは産業廃棄物を分別して可燃塵を取り出し、
可燃塵を破砕機に掛けて破砕して破砕可燃塵とし、
破砕可燃塵の含水率が４０％を超える場合には、当該破砕可燃塵を脱水機に掛けて脱水して、含水率が略４０％の脱水破砕塵とし、
脱水破砕塵に、予め用意しておいた間伐材チップを混合しながら脱水機に掛けて、含水率が略２５％の混合物を生成し、
混合物を乾燥機に掛けて、１８０℃から３００℃の範囲内の密閉加熱雰囲気中で加熱して燻炭状の固形燃料を生成し、
燻炭状の固形燃料を圧縮成形機に掛けて固形燃料ペレットを生成することを特徴とする廃棄物の資源化方法。 - 請求項３に記載の方法により廃棄物を資源化する資源化装置であって、
一般廃棄物あるいは産業廃棄物を分別して可燃塵を取り出す分別機と、
分別機から取り出される可燃塵を破砕して破砕可燃塵を生成する破砕機と、
破砕可燃塵の含水率が４０％を超える場合に、当該破砕可燃塵を脱水して、含水率が略４０％の脱水破砕塵にする脱水機と、
破砕機からの破砕可燃塵あるいは脱水機からの脱水破砕塵に、予め用意しておいた間伐材チップを混合しながら脱水して、含水率が略２５％の混合物を生成する混合脱水機と、
混合物を１８０℃から３００℃の範囲内の密閉加熱雰囲気中で加熱して燻炭状の固形燃料を生成する低温炭化炉と、
燻炭状の固形燃料を圧縮成形して固形燃料ペレットを生成する圧縮成形機とを有していることを特徴とする廃棄物の資源化装置。
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| JP2011195488A JP2013056982A (ja) | 2011-09-07 | 2011-09-07 | 下水道汚泥および廃棄物の資源化方法および資源化装置 |
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| JP2011195488A JP2013056982A (ja) | 2011-09-07 | 2011-09-07 | 下水道汚泥および廃棄物の資源化方法および資源化装置 |
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|---|---|
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP2011195488A Withdrawn JP2013056982A (ja) | 2011-09-07 | 2011-09-07 | 下水道汚泥および廃棄物の資源化方法および資源化装置 |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104402187A (zh) * | 2014-08-07 | 2015-03-11 | 胡延节 | 制作污泥合成燃料的一种组合设施 |
| CN109020133A (zh) * | 2018-09-04 | 2018-12-18 | 天津百利机械装备集团有限公司中央研究院 | 一种污泥低温碳化系统及工艺方法 |
| JP2019157114A (ja) * | 2018-03-13 | 2019-09-19 | 大同特殊鋼株式会社 | 炭化処理方法および炭化処理装置 |
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