JP2014213267A - Waste treatment apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、廃棄物処理装置に関するものである。 The present invention relates to a waste treatment apparatus.
生ごみ、下水汚泥、養鶏・養豚場等の糞尿等の、水分を含む有機性廃棄物を処理する方法については様々な方法が知られている。
例えば、特許文献1には、下水処理場、家庭用・大型浄化槽あるいは食品工場の処理場に発生する汚泥の処理方法として、連続炭化装置を用いて汚泥を炭化して、燃料、肥料、水浄化剤、土壌改良剤として用いることができる紛炭にする方法が開示されている。
特許文献2には、下水道などから排出される有機性汚泥を400℃〜800℃の温度で、かつ、外気遮断性を高めた状態(すなわち、低酸素状態、還元性雰囲気)で加熱処理して、汚泥炭化物を得る方法が開示されている。
Various methods are known for treating organic waste containing water, such as food waste, sewage sludge, and manure from poultry and pig farms.
For example, in
In Patent Document 2, organic sludge discharged from sewers or the like is heat-treated at a temperature of 400 ° C. to 800 ° C. and in a state in which the outside air blocking property is enhanced (ie, low oxygen state, reducing atmosphere). A method of obtaining sludge carbide is disclosed.
しかしながら、特許文献1,2に記載の方法で有機性廃棄物を処理した場合には、加熱処理時に悪臭物質等の不要物質が発生するため、改善が求められていた。
特許文献3には、農村集落排水処理施設、下水処理場、有機排水処理施設等から排出される汚泥を、ロータリーキルン式の炭化炉を用い、450〜550℃で炭化し、得られた炭化物を脱臭剤として用いることが開示されている。
特許文献4では、汚泥等の有機性廃棄物を低酸素状態で加熱して炭化物を生成し、その際に排出されるガス中の悪臭物質を、白金貴金属触媒を用いた触媒処理、マイクロバブルを用いたオゾン処理、高温プラズマを用いたプラズマ処理の少なくとも1つによって除去する方法が提案されている。
However, when organic waste is treated by the methods described in
In Patent Document 3, sludge discharged from a rural settlement wastewater treatment facility, a sewage treatment plant, an organic wastewater treatment facility, etc. is carbonized at 450 to 550 ° C. using a rotary kiln type carbonization furnace, and the resulting carbide is deodorized. Use as an agent is disclosed.
In Patent Document 4, organic waste such as sludge is heated in a low oxygen state to generate carbides, malodorous substances in the gas discharged at that time are treated with a platinum precious metal catalyst, microbubbles. There has been proposed a method of removing by at least one of ozone treatment used and plasma treatment using high-temperature plasma.
しかしながら、特許文献3に記載の汚泥の炭化物では、充分な脱臭性が得られなかった。特許文献4に記載の不要物質除去方法では、高コストであり、実用的ではなかった。
そこで、本発明は、廃棄物の加熱処理時に発生する不要物質を低コストで充分に除去できる廃棄物処理装置を提供することを課題とする。
However, the sludge carbide described in Patent Document 3 did not provide sufficient deodorizing properties. The unnecessary substance removing method described in Patent Document 4 is expensive and impractical.
Therefore, an object of the present invention is to provide a waste treatment apparatus that can sufficiently remove unnecessary substances generated during heat treatment of waste at a low cost.
上記課題を解決するために、本発明は以下の構成を有する。
[1] 水分を含む有機性廃棄物を加熱する加熱部と、該加熱部から排出されるガスを浄化するガス浄化部とを具備し、前記ガス浄化部が、前記ガスに水を噴霧する噴霧手段、及び、前記ガスを浄化する多孔質セラミックス焼成体製の吸着手段の少なくとも一方を備える、廃棄物処理装置。
[2] 前記ガス浄化部が、前記噴霧手段と前記吸着手段の両方を備え、前記噴霧手段の下流側に前記吸着手段が配置されている、[1]に記載の廃棄物処理装置。
[3] 前記多孔質セラミックス焼成体が、多孔質セラミックス焼成体用原料が混合された後、乾燥されずに焼成されて得られたものである、[1]または[2]に記載の廃棄物処理装置。
[4] 前記多孔質セラミックス焼成体が粒状物である、[1]〜[3]のいずれか1項に記載の廃棄物処理装置。
[5] 前記噴霧手段で供給される水が、酸性物質、塩基性物質、界面活性剤からなる群から選ばれる少なくとも1種を含む、[1]〜[4]のいずれか1項に記載の廃棄物処理装置。
In order to solve the above problems, the present invention has the following configuration.
[1] A spraying unit that includes a heating unit that heats organic waste containing moisture and a gas purification unit that purifies gas discharged from the heating unit, and the gas purification unit sprays water on the gas. A waste treatment apparatus comprising at least one of a means and an adsorption means made of a fired porous ceramic body for purifying the gas.
[2] The waste treatment apparatus according to [1], wherein the gas purification unit includes both the spraying unit and the adsorbing unit, and the adsorbing unit is disposed on the downstream side of the spraying unit.
[3] The waste according to [1] or [2], wherein the porous ceramic fired body is obtained by firing a porous ceramic fired body raw material and then firing without drying. Processing equipment.
[4] The waste treatment apparatus according to any one of [1] to [3], wherein the porous ceramic fired body is a granular material.
[5] The water according to any one of [1] to [4], wherein the water supplied by the spraying means includes at least one selected from the group consisting of an acidic substance, a basic substance, and a surfactant. Waste treatment equipment.
本発明の廃棄物処理装置は、水分を含む有機性廃棄物を減容化することができ、かつ、その際に発生する悪臭物質の排出を抑えた廃棄物処理装置を比較的安価に提供することができる。従って、中小規模の工場、廃棄物処理場、汚水処理場、養豚・養鶏場などであっても導入が容易であり、地域の臭気環境を向上させることができる。 The waste treatment apparatus of the present invention provides a waste treatment apparatus capable of reducing the volume of organic waste containing water and suppressing the emission of malodorous substances generated at that time at a relatively low cost. be able to. Therefore, introduction is easy even in small and medium-sized factories, waste treatment plants, sewage treatment plants, pig farms and poultry farms, and the odor environment in the region can be improved.
以下、本発明の廃棄物処理装置について説明する。
本発明の廃棄物処理装置は、水分を含む有機性廃棄物を加熱する加熱部と、該加熱部から排出されるガスを浄化するガス浄化部とを具備する。
水分を含む有機性廃棄物としては、農村集落排水処理施設、下水処理場、染色工場・食品工場・製紙工場などの有機排水処理施設等から排出される汚泥、養鶏、養豚、養牛場から排出される糞尿、食品加工場から排出される端材、飲食店から出される残飯などが挙げられるが、特に限定されるものではない。汚泥は、未消化汚泥、消化汚泥のいずれも用いることができる。
これらの有機性廃棄物は、フィルタープレス、ベルトプレス、遠心脱水等の脱水機によって脱水処理が施され、含水率が100質量%以下とされたものが好ましい。
Hereinafter, the waste disposal apparatus of the present invention will be described.
The waste treatment apparatus of the present invention includes a heating unit that heats organic waste containing moisture, and a gas purification unit that purifies gas discharged from the heating unit.
Organic waste containing water is discharged from sludge, poultry, hog raising, and cattle farms discharged from rural wastewater treatment facilities, sewage treatment plants, organic wastewater treatment facilities such as dyeing plants, food factories, and paper mills. Although it is not particularly limited, it may be excrement, waste material discharged from a food processing plant, leftover food from a restaurant, and the like. As the sludge, either undigested sludge or digested sludge can be used.
These organic wastes are preferably dehydrated by a dehydrator such as a filter press, belt press, and centrifugal dehydration so that the water content is 100% by mass or less.
(加熱部)
加熱部は、水分を含む有機性廃棄物を加熱して炭化させるものである。有機性廃棄物を炭化することによって得られる炭化物は、発熱量が大きく燃料として好適である。
加熱部の形態は特に限定されず、例えば、密閉状態で加熱するもの、開放状態で加熱するもののいずれであってもよい。
加熱部の具体例としては、例えば、ロータリーキルン、ローラーハースキルン等の連続式加熱炉、シャトルキルン等の分回式加熱炉が挙げられる。中でも、生産性の観点からは、連続式加熱炉が好ましい。
より具体的には、汚泥等の加熱装置として知られているものが好ましく、例えば、特開平8−155419号公報に記載の熱処理装置、特開2000−80386号公報に記載の回転炉、特開2006−63105号公報に記載の炭化装置、特開2013−43149号公報に記載の加熱炉などが挙げられる。また、特開2010−75783号公報に記載の誘導加熱を利用した揮発性有機溶剤回収装置を加熱部として用いることができる。また、上記のロータリーキルン等に誘導加熱を組み合わせて加熱部として用いることも可能である。
加熱部によって有機性廃棄物を加熱処理した際には、悪臭物質、有害物質及び煤塵よりなる群から選ばれる少なくとも1つの不要物質を生じることが多い。
(Heating section)
The heating unit heats and carbonizes the organic waste containing moisture. A carbide obtained by carbonizing organic waste has a large calorific value and is suitable as a fuel.
The form of the heating unit is not particularly limited, and may be, for example, one that heats in a sealed state or one that heats in an open state.
Specific examples of the heating unit include a continuous heating furnace such as a rotary kiln and a roller hearth kiln, and a fractional heating furnace such as a shuttle kiln. Among these, a continuous heating furnace is preferable from the viewpoint of productivity.
More specifically, what is known as a heating device such as sludge is preferable. For example, a heat treatment device described in JP-A-8-155419, a rotary furnace described in JP-A-2000-80386, JP Examples thereof include a carbonization apparatus described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-63105 and a heating furnace described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-43149. Further, a volatile organic solvent recovery device using induction heating described in JP 2010-75783 A can be used as the heating unit. It is also possible to use the rotary kiln or the like as a heating unit in combination with induction heating.
When organic waste is heat-treated by the heating unit, at least one unnecessary substance selected from the group consisting of malodorous substances, harmful substances and dust is often generated.
(ガス浄化部)
本発明におけるガス浄化部は、前記ガスに水を噴霧する噴霧手段、及び、前記ガスを浄化する多孔質セラミックス焼成体製の吸着手段の少なくとも一方を備える。
具体的に、ガス浄化部は、噴霧手段と吸着手段の両方を備えてもよいし、噴霧手段と吸着手段の一方のみを備えてもよい。ガス浄化率が高い点では、噴霧手段と吸着手段の両方を備え、噴霧手段の下流側に吸着手段が配置されることが好ましい。
また、噴霧手段及び吸着手段は、各々、1個でもよいし、複数個でもよい。
(Gas Purification Department)
The gas purification part in this invention is equipped with at least one of the spraying means which sprays water on the said gas, and the adsorption means made from the porous ceramic sintered body which purifies the said gas.
Specifically, the gas purification unit may include both the spray unit and the adsorption unit, or may include only one of the spray unit and the adsorption unit. In terms of a high gas purification rate, it is preferable that both the spraying means and the adsorbing means are provided, and the adsorbing means is disposed downstream of the spraying means.
Further, the spraying means and the adsorption means may each be one or plural.
<噴霧手段>
噴霧手段を用いてガス中に水を噴霧することにより、不要物質に含まれる煤塵を水に捕捉させることができ、悪臭物質及び有害物質のうちの水溶性成分を水に溶け込ませることができる。
噴霧手段としては、水を噴霧できれば特に限定されず、例えば、スプレーノズルやジェットノズルなどが挙げられる。
噴霧手段から供給される水の噴霧パターンは、ガスとの接触面積を大きくするために、環状、面状または帯状が好ましい。
後述するように、噴霧手段で噴霧される水には、酸性物質、塩基性物質、界面活性剤からなる群から選ばれる少なくとも1種が含まれてもよい。
<Spraying means>
By spraying water into the gas using the spraying means, dust contained in unnecessary substances can be captured in water, and water-soluble components of malodorous substances and harmful substances can be dissolved in water.
The spraying means is not particularly limited as long as water can be sprayed, and examples thereof include a spray nozzle and a jet nozzle.
The spray pattern of the water supplied from the spray means is preferably annular, planar or strip-shaped in order to increase the contact area with the gas.
As will be described later, the water sprayed by the spraying means may include at least one selected from the group consisting of acidic substances, basic substances, and surfactants.
噴霧手段は2個以上であることが好ましい。噴霧手段が2個以上であれば、2ヵ所以上から水を噴霧させることができ、様々な方向に無秩序に且つ高速に乱れ飛ぶ水滴が存在する空間中にガスを通過させることができる。これにより、ガスと水の接触機会を増加させることができ、水によって主に煤塵及び水溶性成分をより捕捉できる。
さらに、ガスと水との接触機会を高めるためには、2個以上の噴霧手段の水の噴霧方向は、各々、異なることが好ましい。
The number of spraying means is preferably two or more. If there are two or more spraying means, water can be sprayed from two or more places, and gas can be passed through a space in which water droplets that are disorderly and turbulently fly in various directions exist. Thereby, the contact opportunity of gas and water can be increased, and mainly dust and water-soluble components can be captured more by water.
Furthermore, in order to increase the contact opportunity between gas and water, it is preferable that the spray directions of the two or more spraying means are different from each other.
噴霧手段によって噴霧した水の一部を回収し、循環ポンプを用いて、再び、噴霧手段に供給しても構わない。
また、噴霧した水を一定量貯水し、その貯水された水に、加熱部から排出されたガスを通し、バブリングさせて、不要物質を捕捉してもよい。この場合、貯水された水を通過したガスに、噴霧手段から噴霧した水を接触させることになる。
A part of the water sprayed by the spraying means may be collected and supplied again to the spraying means using a circulation pump.
Alternatively, a certain amount of sprayed water may be stored, and the gas discharged from the heating unit may be bubbled through the stored water to capture unnecessary substances. In this case, the water sprayed from the spraying means is brought into contact with the gas that has passed through the stored water.
<吸着手段>
吸着手段の配置は特に限定されないが、ガスとの接触機会が増えることから、ガスの進行方向に対して平行でない方向に配置することが好ましい。さらには、吸着手段を層状とし、ガスの進行方向に対して垂直に配置することがより好ましい。また、層状の吸着手段は複数配置してもよい。層状の吸着手段を複数配置した場合には、吸着手段の層と層の間に空気層を形成してもよいし、他のガス浄化部を配置してもよい。
また、吸着手段においては、水供給手段が設置されている部分を除いて、多孔質セラミックス焼成体で充填してもよい。
<Adsorption means>
Although the arrangement of the adsorption means is not particularly limited, it is preferable to arrange the adsorption means in a direction that is not parallel to the gas traveling direction because the chance of contact with the gas increases. Furthermore, it is more preferable that the adsorbing means is layered and arranged perpendicular to the gas traveling direction. A plurality of layered adsorption means may be arranged. When a plurality of layered adsorption means are arranged, an air layer may be formed between the layers of the adsorption means, or another gas purification unit may be arranged.
Further, the adsorption means may be filled with a porous ceramic fired body except for the portion where the water supply means is installed.
吸着手段を構成する多孔質セラミックス焼成体は、マイクロメートルオーダーの気孔及びナノメートルオーダーの気孔を有するものである。また、これらの気孔が連通しているものが好ましい。
より具体的には、多孔質セラミックス焼成体に形成されている気孔の大きさが、孔径1nm以上1000nm未満のナノメートルオーダーの気孔及び孔径1μm以上1000μm未満のマイクロメートルオーダーの気孔を有するものである。また、この範囲以外のミリメートルオーダーの気孔、またそれ以外の大きさの気孔を有していてもよい。
The porous ceramic fired body constituting the adsorbing means has pores in the micrometer order and pores in the nanometer order. Moreover, what has these pores connected is preferable.
More specifically, the pores formed in the porous ceramic fired body have nanometer-order pores having a pore diameter of 1 nm or more and less than 1000 nm and micrometer-order pores having a pore diameter of 1 μm or more and less than 1000 μm. . Further, it may have pores in the order of millimeters outside this range, and pores of other sizes.
気孔の孔径は、多孔質セラミックス焼成体の原料の種類や、焼成条件を組み合わせることにより調節できる。気孔の孔径とは、気孔の長径を指す。ミリメートルオーダーの気孔の孔径は、多孔質セラミックス焼成体をカット(板状物の場合はその厚さ方向に沿ってカット)し、スケールを用いて測定される値である。ナノメートルオーダーの気孔の孔径及びマイクロメートルオーダーの気孔の孔径は、多孔質セラミックス焼成体をカット(板状物の場合はその厚さ方向に沿ってカット)し、電子顕微鏡を用いて測定される値である。 The pore diameter of the pores can be adjusted by combining the types of raw materials of the fired porous ceramic body and the firing conditions. The pore diameter refers to the major diameter of the pores. The pore diameter of millimeter-order pores is a value measured using a scale after cutting a porous ceramic fired body (cut along the thickness direction in the case of a plate-like material). The pore diameter of nanometer-order pores and micrometer-order pore diameters are measured using an electron microscope after cutting a porous ceramic fired body (cut in the thickness direction in the case of a plate-like material). Value.
多孔質セラミックス焼成体がマイクロメートルオーダーの気孔及びナノメートルオーダーの気孔を有すると、後述する好ましい見かけ密度や飽和含水率にしやすくなる。そのため、ガスとの接触面積が増加して、不要物質の除去性能がより高くなる。 When the porous ceramic fired body has pores in the micrometer order and pores in the nanometer order, it becomes easy to obtain a preferable apparent density and saturated water content described later. For this reason, the contact area with the gas increases, and the performance of removing unnecessary substances becomes higher.
多孔質セラミックス焼成体は、多孔質セラミックス焼成体用原料を混合した後、乾燥せずに焼成して得たものであることが好ましい。ここでいう「乾燥」とは、含水率を1質量%以下にする操作のことである。
乾燥せずに焼成することにより、焼成時に、混合物に含まれる水分が短時間に大量に蒸発し、多孔質セラミックス焼成体に亀裂が入る。この焼成時の亀裂により、得られる多孔質セラミックス焼成体の内部にまで、焼成時に熱が伝わり、マイクロメートルオーダーの気孔やナノメートルサイズの気孔をより形成できる。さらに、得られた多孔質セラミックス焼成体の亀裂を通して、多孔質セラミックス焼成体に供給される水や水に含まれる酸性物質等、さらにはガス中の不要物質が多孔質セラミックス焼成体の内部に入り込みやすくなり、さらに除去性能を向上できる。
多孔質セラミックス焼成体の亀裂の大きさは、混合物の組成、焼成速度、焼成時間等により調整できる。
The porous ceramic fired body is preferably obtained by mixing raw materials for a porous ceramic fired body and firing without drying. “Drying” as used herein refers to an operation for setting the moisture content to 1% by mass or less.
By firing without drying, a large amount of moisture contained in the mixture evaporates in a short time during firing, and the porous ceramic fired body is cracked. Due to the cracks at the time of firing, heat is transferred to the inside of the obtained porous ceramic fired body, and pores of the order of micrometers or nanometer size can be formed more. Furthermore, through the cracks in the obtained porous ceramic fired body, water supplied to the porous ceramic fired body, acidic substances contained in the water, and unnecessary substances in the gas enter the porous ceramic fired body. The removal performance can be improved.
The size of the crack in the porous ceramic fired body can be adjusted by the composition of the mixture, the firing speed, the firing time, and the like.
多孔質セラミックス焼成体の形状は、板状物、柱状物、球状物、塊状物、粒状物のいずれであってもよいが、ガスの流れに対する抵抗を小さくし、かつ、ガスと多孔質セラミックス焼成体の接触機会を容易に増やせることから、粒状物が好ましい。
多孔質セラミックス焼成体の粒状物の粒子径は5cm以下であることが好ましく、3cm以下であることがより好ましい。多孔質セラミックス焼成体の粒状物の粒子径が前記上限値以下であれば、不要物質との接触機会をより多くできる。
一方、多孔質セラミックス焼成体の粒状物の粒子径は、ガスの流れに対して抵抗が小さくなることから、1mm以上であることが好ましく、5mm以上であることがより好ましい。
The shape of the porous ceramic fired body may be any of a plate-like material, a columnar material, a spherical material, a massive material, and a granular material, but the resistance to gas flow is reduced and the gas and porous ceramics are fired. Granules are preferred because they can easily increase body contact opportunities.
The particle size of the porous ceramic fired body is preferably 5 cm or less, and more preferably 3 cm or less. If the particle size of the porous ceramic sintered body is equal to or less than the above upper limit, the chances of contact with unnecessary substances can be increased.
On the other hand, the particle size of the granular material of the fired porous ceramic body is preferably 1 mm or more, more preferably 5 mm or more because resistance to gas flow is reduced.
多孔質セラミックス焼成体の粒状物は、様々な大きさの粒状物を用意し、任意の割合で配合して得てもよい。なお、粒子径は篩分けにより測定される値であり、例えば5mm超10mm以下の粒状物とは、目開き10mmの篩を通過し、目開き5mmの篩を通過できないものを意味する。
なお、粒状物が大きく篩の入手が困難な場合は、粒状物の長辺をノギス等で測定し、粒子径としてもよい。
The granular material of the fired porous ceramic body may be prepared by preparing granular materials of various sizes and blending them at an arbitrary ratio. The particle diameter is a value measured by sieving. For example, a granular material having a size of more than 5 mm and not more than 10 mm means a particle that passes through a sieve having an opening of 10 mm and cannot pass through a sieve having an opening of 5 mm.
In addition, when the granular material is large and it is difficult to obtain a sieve, the long side of the granular material may be measured with a caliper or the like to obtain the particle diameter.
多孔質セラミックス焼成体は、見かけ密度が0.3〜1.5g/mlであることが好ましい。見かけ密度の上限については、1.1g/ml以下であることがより好ましく、0.8g/ml以下であることがより好ましい。上記範囲内であれば、多孔質セラミックス焼成体の強度を保ちつつ、多孔質セラミックス焼成体内の気孔が多くなる。そのため、多孔質セラミックス焼成体の表面積が大きくなり、ガス中の不要物質との接触機会を増大させることができる。
上記の見かけ密度は、「土壌標準分析・測定法」(博友社)の中の三相分布・容積重(実容積法)にて測定される乾土質量(g)より求められる容積重(仮比重、g/ml)である。
なお、多孔質セラミックス焼成体が大きいときの見かけ密度の単位は、実施例で説明する測定方法より、「g/cm3」となる。
The porous ceramic fired body preferably has an apparent density of 0.3 to 1.5 g / ml. The upper limit of the apparent density is more preferably 1.1 g / ml or less, and more preferably 0.8 g / ml or less. Within the above range, the pores in the fired porous ceramic body increase while maintaining the strength of the fired porous ceramic body. Therefore, the surface area of the porous ceramic fired body is increased, and the chance of contact with unnecessary substances in the gas can be increased.
The above apparent density is the bulk density (g) determined from the dry soil mass (g) measured by the three-phase distribution / volumetric weight (actual volume method) in “Soil Standard Analysis / Measurement Method” (Hakutosha). Provisional specific gravity, g / ml).
In addition, the unit of the apparent density when the porous ceramic fired body is large is “g / cm 3 ” based on the measurement method described in Examples.
多孔質セラミックス焼成体は、飽和含水率が15〜100質量%であることが好ましい。飽和含水率の下限については、30質量%以上であることがより好ましい。飽和含水率が上記の範囲内であれば、多孔質セラミックス焼成体の強度を保ちつつ、多孔質セラミックス焼成体内の気孔が多くなる。そのため、多孔質セラミックス焼成体の表面積が大きくなり、ガス中の不要物質との接触機会を増大させることができる。
なお、多孔質セラミックス焼成体の飽和含水率は、多孔質セラミックス焼成体の気孔率とみなすこともできる。
The porous ceramic fired body preferably has a saturated moisture content of 15 to 100% by mass. About the minimum of saturation moisture content, it is more preferable that it is 30 mass% or more. If the saturated moisture content is within the above range, the pores in the porous ceramic fired body increase while maintaining the strength of the porous ceramic fired body. Therefore, the surface area of the porous ceramic fired body is increased, and the chance of contact with unnecessary substances in the gas can be increased.
The saturated water content of the porous ceramic fired body can also be regarded as the porosity of the porous ceramic fired body.
また、多孔質セラミックス焼成体には、酸性物質、塩基性物質、界面活性剤からなる群から選ばれる少なくとも1種が担持されてもよい。
具体的な酸性物質、塩基性物質、界面活性剤としては、以下のものが挙げられる。
酸性物質としては、酸化チタン、二酸化けい素、硫酸アルミニウム、塩化アンモニウム、塩化亜鉛などの無機化合物、アクリル酸などのカルボキシル基含有化合物やスルホン酸基含有化合物、リン酸系化合物などの有機化合物が挙げられる。
塩基性物質としては、酸化亜鉛、酸化マグネシウムおよび酸化バリウム等の無機化合物、ポリアミン系化合物、ジシアンジアミド系化合物、第四級アンモニウム系化合物などの有機化合物が挙げられる。
なお、酸化亜鉛や酸化アルミニウムなどの両性物質は、処理の対象物質が酸性物質である場合には塩基性物質となり、処理の対象物質が塩基性物質の場合には酸性物質となる。
界面活性剤としては、カルボン酸塩、硫酸エステル塩、スルホン酸塩、リン酸エステル塩などのアニオン界面活性剤、アミン塩型、第4級アンモニウム塩型などのカチオン系界面活性剤、脂肪酸エチレンオキサイド付加物などのポリエチレングリコール型の非イオン界面活性剤、グリセロールの脂肪酸エステルなどの多価アルコール型の非イオン界面活性剤、ベタイン型、アミノ酸型、イミダゾリン型両性界面活性剤が挙げられる。これらの界面活性剤は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
前記の酸性物質、塩基性物質、界面活性剤は臭いを有さないものが好ましく、例えば、両性界面活性剤ではアルキル部の炭素数が10以上で、純度の高いものが好ましい。
酸性物質、塩基性物質、界面活性剤は、複数のものを組み合わせて使用してもよいが、酸性物質と塩基性物質を併用する場合にはこれらが結合しないように界面活性剤等で均一な分散状態を保つようにすることが好ましい。
The porous ceramic fired body may carry at least one selected from the group consisting of acidic substances, basic substances, and surfactants.
Specific examples of acidic substances, basic substances, and surfactants include the following.
Examples of the acidic substance include inorganic compounds such as titanium oxide, silicon dioxide, aluminum sulfate, ammonium chloride, and zinc chloride, and organic compounds such as carboxyl group-containing compounds such as acrylic acid, sulfonic acid group-containing compounds, and phosphoric acid compounds. It is done.
Examples of the basic substance include inorganic compounds such as zinc oxide, magnesium oxide and barium oxide, and organic compounds such as polyamine compounds, dicyandiamide compounds and quaternary ammonium compounds.
Note that amphoteric substances such as zinc oxide and aluminum oxide become basic substances when the target substance to be treated is an acidic substance, and become acidic substances when the target substance to be treated is a basic substance.
Surfactants include anionic surfactants such as carboxylates, sulfates, sulfonates and phosphates, cationic surfactants such as amine salts and quaternary ammonium salts, and fatty acid ethylene oxide. Examples include polyethylene glycol type nonionic surfactants such as adducts, polyhydric alcohol type nonionic surfactants such as fatty acid esters of glycerol, betaine type, amino acid type, and imidazoline type amphoteric surfactants. These surfactants can be used alone or in combination of two or more.
The acidic substance, basic substance, and surfactant preferably have no odor. For example, amphoteric surfactants preferably have a high purity with 10 or more carbon atoms in the alkyl moiety.
A plurality of acidic substances, basic substances, and surfactants may be used in combination, but when an acidic substance and a basic substance are used in combination, a uniform surfactant or the like is used so that they do not bond. It is preferable to maintain a dispersed state.
多孔質セラミックス焼成体の製造方法の一例について説明する。ただし、多孔質セラミックス焼成体の製造方法は、下記例の製造方法に限定されるものではない。
本例の多孔質セラミックス焼成体の製造方法は、多孔質セラミックス焼成体用の原料を混合して混合物(以下、単に「混合物」ということがある)を調製し(混合工程)、該混合物を成形して成形体を作製し(成形工程)、該成形体を焼成して多孔質セラミックス焼成体を得る(焼成工程)方法である。
An example of a method for producing a porous ceramic fired body will be described. However, the manufacturing method of a porous ceramic fired body is not limited to the manufacturing method of the following example.
The porous ceramic fired body manufacturing method of this example is prepared by mixing raw materials for a porous ceramic fired body to prepare a mixture (hereinafter, simply referred to as “mixture”) (mixing step), and molding the mixture. Thus, a molded body is produced (molding step), and the molded body is fired to obtain a porous ceramic fired body (firing step).
混合工程は、粘土を含む原料を混合して混合物を得る工程である。
混合物としては、例えば、発泡剤と粘土とを含むものが好ましく、発泡剤、有機汚泥及び粘土を含むものがより好ましい。発泡剤と粘土を用いることで大きなミリメートルオーダーの気孔やマイクロメートルオーダーの気孔また多孔質セラミックス焼成体の表面にミリメートルオーダー、マイクロメートルオーダーの凹凸を形成することができる。さらに、有機汚泥を用いることでより多くのマイクロメートルオーダーの気孔と、さらに小さなナノメートルオーダーの気孔を形成することができる。このような混合物を焼成して得られた多孔質セラミックス焼成体は、相互の気孔が連通した孔を有するものとなる。
The mixing step is a step of obtaining a mixture by mixing raw materials including clay.
As a mixture, the thing containing a foaming agent and clay is preferable, for example, and the thing containing a foaming agent, organic sludge, and clay is more preferable. By using a foaming agent and clay, irregularities in the order of millimeters and micrometers can be formed on the surface of large pores in the order of millimeters, pores in the order of micrometers or porous ceramics fired bodies. Furthermore, by using organic sludge, more micrometer-order pores and even smaller nanometer-order pores can be formed. A porous ceramic fired body obtained by firing such a mixture has pores in which the pores communicate with each other.
発泡剤は、焼成時に発泡するものであり、例えば、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、炭酸マグネシウム、スラグ等の公知のセラミックス用の発泡剤を用いることができる。これら発泡剤の中でも、スラグが好ましい。スラグは、特に限定されず、例えば、金属精錬時に発生する高炉スラグ、都市ゴミの溶融時に発生する都市ゴミ溶融スラグ、下水汚泥の溶融時に発生する下水汚泥溶融スラグ、ダクタイル鋳鉄等の鋳鉄時に発生する鋳鉄スラグ等のガラス質スラグ等が挙げられ、中でも、組成が安定しているため安定した発泡状態が得られると共に、他のスラグに比べ1.5〜2倍程度の発泡率である鋳鉄スラグがより好ましい。
また、鋳鉄スラグは、SiO2、Al2O3、CaO、Fe2O3、FeO、MgO、MnO、K2O、Na2Oなどの成分を含み、得られる多孔質セラミックス焼成体は、塩基性物質を担持させなくとも優れた酸性物質除去性を有している。
A foaming agent foams at the time of baking, For example, well-known foaming agents for ceramics, such as calcium carbonate, silicon carbide, magnesium carbonate, and slag, can be used. Of these foaming agents, slag is preferred. The slag is not particularly limited. For example, slag is generated at the time of cast iron such as blast furnace slag generated during metal refining, municipal waste melting slag generated when melting municipal waste, sewage sludge melting slag generated when melting sewage sludge, and ductile cast iron. Examples include glassy slag such as cast iron slag. Among them, a stable foamed state is obtained because the composition is stable, and cast iron slag having a foaming rate of about 1.5 to 2 times that of other slags. More preferred.
The cast iron slag contains components such as SiO 2 , Al 2 O 3 , CaO, Fe 2 O 3 , FeO, MgO, MnO, K 2 O, Na 2 O, and the obtained porous ceramic fired body is a base. It has excellent acid substance removability even if it does not carry a functional substance.
配合物中のスラグの配合量は、混合物の成形性を勘案して決定することができ、例えば、80質量%以下が好ましく、20〜75質量%がより好ましく、30〜65質量%がさらに好ましい。上記範囲内であれば、混合物の成形性を損なわず、かつ円滑に成形できると共に、多孔質セラミックス焼成体の見かけ密度、気孔率(飽和含水率)を好適な範囲にすることができる。 The amount of slag in the blend can be determined in consideration of the moldability of the mixture, for example, preferably 80% by weight or less, more preferably 20 to 75% by weight, and even more preferably 30 to 65% by weight. . Within the above range, the moldability of the mixture can be smoothly and smoothly formed, and the apparent density and porosity (saturated water content) of the porous ceramic fired body can be adjusted to a suitable range.
有機汚泥は、主成分として有機物を含有する汚泥である。有機汚泥は、任意のものを用いることができ、下水や工場等の排水処理に由来する活性汚泥が特に好ましい。活性汚泥は、活性汚泥法を用いた排水処理設備から、凝集・脱水工程を経て排出される。このような有機汚泥を用いることで、マイクロメートルオーダーの気孔を効率的に形成でき、さらに、ナノメートルオーダーの気孔を形成できる。ナノメートルオーダーの気孔が形成されることで、多孔質セラミックス焼成体の見かけ密度を小さく、気孔率(飽和含水率)をより高めることができ、不要物質との接触機会を増加させることができる。さらに、廃棄物の位置付けであった排水処理由来の活性汚泥を原料として利用することができる。
有機汚泥の含水率は、例えば、10〜90質量%が好ましく、65〜85質量%がより好ましい。上記範囲内であれば、均質な混合物が得られると共に、良好な成形性を維持しやすい。
Organic sludge is sludge containing an organic substance as a main component. Any organic sludge can be used, and activated sludge derived from wastewater treatment such as sewage or factory is particularly preferable. The activated sludge is discharged from a wastewater treatment facility using the activated sludge method through a coagulation / dehydration process. By using such organic sludge, pores on the order of micrometers can be efficiently formed, and pores on the order of nanometers can be formed. By forming nanometer-order pores, the apparent density of the porous ceramic fired body can be reduced, the porosity (saturated water content) can be further increased, and the chance of contact with unnecessary substances can be increased. Furthermore, activated sludge derived from wastewater treatment, which has been positioned as waste, can be used as a raw material.
The water content of the organic sludge is, for example, preferably 10 to 90% by mass, and more preferably 65 to 85% by mass. If it is in the said range, while obtaining a homogeneous mixture, it is easy to maintain favorable moldability.
有機汚泥中の有機物の含有量は、特に限定されないが、例えば、有機汚泥の固形分中の有機物の含有量(有機物含有量)として70質量%以上が好ましく、80質量%以上がより好ましい。前記有機物含有量が多いほど、マイクロメートルオーダーの気孔を容易に形成でき、さらに、ナノメートルオーダーの気孔を形成できる。なお、有機物含有量は、乾燥後の汚泥をJIS M8812−1993に準じ、炭化温度700℃で灰分(質量%)を測定し、下記(1)式により求まる値である。 Although content of the organic substance in organic sludge is not specifically limited, For example, 70 mass% or more is preferable as content of organic substance (organic substance content) in solid content of organic sludge, and 80 mass% or more is more preferable. The larger the organic content, the easier it is to form micrometer-order pores, and nanometer-order pores. The organic content is a value obtained by measuring the ash content (mass%) of the dried sludge in accordance with JIS M8812-1993 at a carbonization temperature of 700 ° C. and the following equation (1).
有機物含有量(質量%)=100(質量%)−灰分(質量%) ・・・(1) Organic matter content (mass%) = 100 (mass%) − ash content (mass%) (1)
有機汚泥の平均粒子径は、好ましくは1〜5μm、より好ましくは1〜3μmとされる。有機汚泥は、焼成により焼失し、その部分に気孔を形成するため、平均粒子径が小さいほど、マイクロメートルオーダーの気孔を容易に形成でき、さらに、ナノメートルオーダーの気孔を形成できる。なお、平均粒子径は、粒度分布測定装置(LA−920、株式会社堀場製作所製)により測定される体積基準のメディアン径(体積50%径)である。 The average particle diameter of the organic sludge is preferably 1 to 5 μm, more preferably 1 to 3 μm. Since organic sludge is burned off by firing and pores are formed there, pores on the order of micrometers can be formed more easily as the average particle size is smaller, and pores on the order of nanometers can be formed. The average particle diameter is a volume-based median diameter (50% volume diameter) measured by a particle size distribution measuring device (LA-920, manufactured by Horiba, Ltd.).
混合物中の有機汚泥の含有量は、混合物の成形性等を勘案して決定することができ、例えば、1〜60質量%が好ましく、5〜40質量%がより好ましく、5〜30質量%がさらに好ましい。上記範囲内であれば混合物は適度な流動性と可塑性とを備え、成形性が向上し、成形装置を閉塞することなく円滑に成形できる。 The content of organic sludge in the mixture can be determined in consideration of the moldability of the mixture, for example, preferably 1 to 60% by mass, more preferably 5 to 40% by mass, and 5 to 30% by mass. Further preferred. If it is in the said range, a mixture will have moderate fluidity | liquidity and plasticity, a moldability will improve, and it can shape | mold smoothly, without obstruct | occluding a shaping | molding apparatus.
粘土は、一般的に窯業原料として用いられる粘土状の性状を示す鉱物材料である。
粘土は、セラミックスに用いられる公知のものを用いることができ、石英、長石、粘土系等の鉱物組成で構成され、構成鉱物はカオリナイトを主とし、ハロイサイト、モンモリロナイト、イライト、ベントナイト、パイロフィライトを含むものが好ましい。このような粘土としては、例えば、蛙目粘土等が挙げられる。粘土は、1種単独で又は2種以上を適宜組み合わせて配合できる。これらの粘土に含まれる成分もガスに含まれる悪臭物質、有害物質の除去に効果を発揮する。
Clay is a mineral material that exhibits clay-like properties that are commonly used as ceramic raw materials.
As the clay, known materials used for ceramics can be used, which is composed of mineral composition such as quartz, feldspar, clay, etc., and the constituent mineral is mainly kaolinite, halloysite, montmorillonite, illite, bentonite, pyrophyllite. The thing containing is preferable. Examples of such clays include cocoon clay. Clay can be blended alone or in combination of two or more. The components contained in these clays are also effective in removing malodorous and toxic substances contained in the gas.
混合物中の粘土の含有量は、多孔質セラミックス焼成体に求める強度や成形性等を勘案して決定でき、例えば、5〜60質量%が好ましく、5〜50質量%がより好ましく、10〜40質量%がさらに好ましい。上記範囲内であれば混合物の成形性を損なわず、かつ円滑に成形できると共に、多孔質セラミックス焼成体の強度を充分なものにできる。 The clay content in the mixture can be determined in consideration of the strength and formability required for the porous ceramic fired body. For example, the content is preferably 5 to 60% by mass, more preferably 5 to 50% by mass, and 10 to 40%. More preferred is mass%. If it is in the above-mentioned range, the moldability of the mixture can be smoothly formed without sacrificing, and the strength of the fired porous ceramic body can be made sufficient.
混合物は、本発明の効果を阻害しない範囲で、任意成分を含有してもよい。任意成分としては、例えば、マイティ2000WH(商品名、花王株式会社製)等のナフタリン系の流動化剤、メルメントF−10(商品名、昭和電工株式会社製)等のメラミン系の流動化剤、ダーレックススーパー100pH(商品名、グレースケミカルズ株式会社製)等のポリカルボン酸系の流動化剤、銀、銅、亜鉛等の抗菌剤、塩化アンモニウム、塩化亜鉛等の消臭剤、ゼオライト、アパタイト等の吸着剤、長さが1mm〜5cmの炭素繊維、バサルト繊維、ロックウールなどの強度向上剤、また、金属アルミニウム等が挙げられる。
混合物に任意成分を配合する場合、任意成分の配合量は、例えば、5〜10質量%の範囲で決定することが好ましい。
The mixture may contain an optional component as long as the effects of the present invention are not impaired. Examples of optional components include naphthalene-based fluidizing agents such as Mighty 2000WH (trade name, manufactured by Kao Corporation), melamine-based fluidizing agents such as Melment F-10 (trade name, manufactured by Showa Denko KK), and the like. Polycarboxylic acid fluidizers such as Darex Super 100pH (trade name, manufactured by Grace Chemicals Co., Ltd.), antibacterial agents such as silver, copper and zinc, deodorizers such as ammonium chloride and zinc chloride, zeolite, apatite, etc. Adsorbents, strength improvers such as carbon fibers having a length of 1 mm to 5 cm, basalt fibers, rock wool, and metal aluminum.
When mix | blending an arbitrary component with a mixture, it is preferable to determine the compounding quantity of an arbitrary component in the range of 5-10 mass%, for example.
また、成形性の観点より、混合物の流動性の調整等を目的として、適宜、水を配合してもよいが、有機汚泥が好適な配合比で配合されている場合には、混合工程にて水を添加しなくてもよい。
また、水分が多い場合には、例えば、ガラス、瓦、フライアッシュ、クリンカーアッシュなどの破砕物を含むことが好ましい。特に瓦の破砕物を配合することにより、過剰な水分を吸収し、配合物の流動性を調整でき、成形性を向上させることができる。
ガラスを用いる場合には、好ましくは、溶融温度が900℃以上の高融点ガラスの粒子状フィラーがより好ましい。高融点ガラスの粒子を用いることで、多孔質セラミックス焼成体に形成される気孔を維持しながら水分調整が可能である。また、高融点ガラスやフライアッシュは強度向上剤としても用いることができる。
From the viewpoint of moldability, water may be blended as appropriate for the purpose of adjusting the fluidity of the mixture, etc., but when the organic sludge is blended at a suitable blending ratio, It is not necessary to add water.
Moreover, when there is much water | moisture content, it is preferable to contain crushed materials, such as glass, roof tile, fly ash, clinker ash, for example. In particular, by blending crushed tiles, excess moisture can be absorbed, the fluidity of the blend can be adjusted, and the moldability can be improved.
When glass is used, preferably, a high-melting glass particulate filler having a melting temperature of 900 ° C. or higher is more preferable. By using particles of high melting point glass, moisture adjustment is possible while maintaining pores formed in the fired porous ceramic body. High melting point glass and fly ash can also be used as a strength improver.
高融点ガラスや瓦の粒子の粒子径は、0.1〜5mmが好ましい。粒子径が0.1mm未満であると、多孔質セラミックス焼成体における気孔の形成が不充分になるおそれがある。気孔の形成が不充分であると、ガス中に含まれる不要物質の除去性能、多孔質セラミックス焼成体の耐久性が低下することがある。
粒子径が5mm超であると、成形性が低下したり、成形時に押出し口の金具が破損するおそれがある。
The particle diameter of the high melting point glass or tile particles is preferably 0.1 to 5 mm. If the particle diameter is less than 0.1 mm, the formation of pores in the porous ceramic fired body may be insufficient. If the pores are not sufficiently formed, the removal performance of unnecessary substances contained in the gas and the durability of the porous ceramic fired body may be deteriorated.
If the particle diameter is more than 5 mm, moldability may be deteriorated, or the metal fitting at the extrusion port may be damaged during molding.
また、クリンカーアッシュやフライアッシュは、火力発電所から排出されるものであって、廃棄物の有効活用の観点より好ましい。 Moreover, clinker ash and fly ash are discharged from a thermal power plant and are preferable from the viewpoint of effective utilization of waste.
混合物中の高融点ガラス、瓦の粒子、フライアッシュ、クリンカーアッシュの含有量は、本発明の目的を逸脱しない範囲で配合物の目的とする流動性にあわせて適宜選択すればよいが、高融点ガラスや瓦以外の原料の合計100質量部に対し、3〜40質量部が好ましく、10〜30質量部がより好ましい。 The content of the high melting point glass, tile particles, fly ash and clinker ash in the mixture may be appropriately selected according to the intended fluidity of the composition without departing from the purpose of the present invention. 3-40 mass parts is preferable with respect to a total of 100 mass parts of raw materials other than glass and roof tiles, and 10-30 mass parts is more preferable.
混合工程に用いられる混合装置は特に限定されず、公知の混合装置を用いることができる。
混合装置としては、例えば、ミックスマラー(東新工業株式会社製)等の混練機や、ニーダー(株式会社モリヤマ製)、混合機(日陶科学株式会社製)等が挙げられる。
The mixing apparatus used for a mixing process is not specifically limited, A well-known mixing apparatus can be used.
Examples of the mixing apparatus include a kneader such as a mix muller (manufactured by Toshin Kogyo Co., Ltd.), a kneader (manufactured by Moriyama Co., Ltd.), a mixer (manufactured by Nippon Ceramics Co., Ltd.), and the like.
成形工程は、混合工程で得られた混合物を任意の形状に成形する工程である。
成形方法は、公知の成形方法を用いることができ、混合物の性状や所望する成形体の形状を勘案して決定することができる。具体的な成形方法としては、成形機を用いて、押し出し成形し、ペレットなどを含めた板状、粒状又は柱状等の成形体を得る方法、混合物を任意の形状の型枠に充填して成形体を得る方法、あるいは、混合物を押し出し、延伸又は圧延した後、任意の寸法に切断する方法等が挙げられる。
成形機としては、真空土練成形機、平板プレス成形機、平板押出し成形機等が挙げられ、中でも、真空土練成形機が好ましい。
The forming step is a step of forming the mixture obtained in the mixing step into an arbitrary shape.
A known molding method can be used as the molding method, and can be determined in consideration of the properties of the mixture and the desired shape of the molded body. As a specific molding method, a molding machine is used to perform extrusion molding to obtain a molded body such as a plate, granule, or columnar shape including pellets, etc., and a mixture is filled into a mold of any shape and molded. Examples thereof include a method of obtaining a body, a method of extruding, stretching or rolling a mixture, and then cutting it into an arbitrary size.
Examples of the molding machine include a vacuum clay molding machine, a flat plate press molding machine, and a flat plate extrusion molding machine. Among these, a vacuum clay molding machine is preferable.
焼成前の混合物の含水率は1質量%超であることが好ましく、5質量%以上であることがより好ましく、10質量%以上であることがさらに好ましく、20質量%以上であることが特に好ましい。混合物の含水率が前記下限値を下回ると、得られる多孔質セラミックス焼成体の内部に不要物質が入り込みにくくなることがある。
一方、焼成前の混合物の含水率は45質量%以下であることが好ましく、30質量%以下であることがより好ましい。混合物の含水率が前記上限値を超えると、成形性が損なわれるおそれがある。
The moisture content of the mixture before firing is preferably more than 1% by mass, more preferably 5% by mass or more, further preferably 10% by mass or more, and particularly preferably 20% by mass or more. . If the water content of the mixture is below the lower limit, it may be difficult for unnecessary substances to enter the porous ceramic fired body obtained.
On the other hand, the moisture content of the mixture before firing is preferably 45% by mass or less, and more preferably 30% by mass or less. If the water content of the mixture exceeds the upper limit, moldability may be impaired.
焼成工程は、成形体を焼成し(焼成操作)、粘土等を焼成して多孔質セラミックス焼成体を得る工程である。
上述したように、成形体を乾燥せずに焼成することが好ましい。原料を混合した後、乾燥せずに焼成して得た多孔質セラミックス焼成体は、不要物質の除去性能がより高くなる。また、乾燥しない場合には、多孔質セラミックス焼成体の生産性を向上させることもできる。
The firing step is a step of firing the molded body (firing operation) and firing clay and the like to obtain a porous ceramic fired body.
As described above, it is preferable to fire the molded body without drying. A porous ceramic fired body obtained by firing without mixing after mixing raw materials has a higher performance of removing unnecessary substances. Moreover, when not drying, the productivity of a porous ceramic fired body can also be improved.
成形体を乾燥する場合には、成形体を自然乾燥してもよいし、50〜220℃の熱風乾燥炉で任意の時間処理して乾燥してもよい。乾燥により、成形体の含水率を1質量%以下としてもよい。 In the case of drying the molded body, the molded body may be naturally dried, or may be dried by treating in a hot air drying oven at 50 to 220 ° C. for an arbitrary time. It is good also considering the moisture content of a molded object as 1 mass% or less by drying.
焼成操作は特に限定されず、公知の方法を用いることができる。例えば、ローラーハースキルン等の連続式焼結炉、シャトルキルン等の回分式焼結炉を用い、任意の温度で焼成する方法が挙げられる。中でも、焼成操作には、生産性の観点から連続式焼結炉を用いることが好ましい。
焼成温度(最高到達温度)は、混合物の性状等に応じて決定でき、例えば、850℃〜1200℃とされる。上記下限値以上であれば、有機汚泥中の有機物の大部分が揮発して減量する。上記上限値超であると、セラミックス焼成体の組織全体のガラス化が進み、気孔が閉塞するおそれがある。
上記の製造方法によりマイクロメートルオーダーの気孔及びナノメートルオーダーの気孔を有する多孔質セラミックス焼成体が得られる。
The firing operation is not particularly limited, and a known method can be used. Examples thereof include a method of firing at an arbitrary temperature using a continuous sintering furnace such as a roller hearth kiln or a batch sintering furnace such as a shuttle kiln. Among these, it is preferable to use a continuous sintering furnace for the firing operation from the viewpoint of productivity.
The firing temperature (maximum temperature reached) can be determined according to the properties of the mixture, and is, for example, 850 ° C to 1200 ° C. If it is more than the said lower limit, most organic substances in organic sludge will volatilize and it will reduce weight. If it exceeds the above upper limit value, vitrification of the entire structure of the ceramic fired body proceeds and the pores may be blocked.
A porous ceramic fired body having pores in the micrometer order and pores in the nanometer order can be obtained by the above manufacturing method.
焼成工程の後、粒状物としたい場合には、必要に応じて、任意の大きさに多孔質セラミックス焼成体を破砕する破砕工程を有してもよい。破砕工程では、焼成工程で得られた多孔質セラミックス焼成体をハンマーミル、二軸回転式破砕、ジェットミル、ボールミル、エッジランナーミル等で破砕、粉砕し、多孔質セラミックス焼成体の粒状物を得ることができる。得られた粒状物は必要に応じ任意の粒子径になるように篩分けする。 When it is desired to form a granular material after the firing step, it may have a crushing step of crushing the porous ceramic fired body into an arbitrary size as necessary. In the crushing step, the porous ceramic fired body obtained in the firing step is crushed and ground with a hammer mill, biaxial rotary crushing, jet mill, ball mill, edge runner mill, etc., to obtain a porous ceramic fired body granular material be able to. The obtained granular material is sieved to an arbitrary particle size as necessary.
多孔質セラミックス焼成体を製造する際に原料として用いられる粘土あるいはスラグには金属酸化物等が含まれ、この金属酸化物が焼成体において酸性成分または塩基性成分として機能する。この多孔質セラミックス焼成体の酸性成分は塩基性物質を吸着可能であり、多孔質セラミックス焼成体の塩基性成分は酸性物質を吸着可能である。 Clay or slag used as a raw material when producing a porous ceramic fired body contains a metal oxide or the like, and this metal oxide functions as an acidic component or a basic component in the fired body. The acidic component of the porous ceramic fired body can adsorb a basic substance, and the basic component of the porous ceramic fired body can adsorb an acidic substance.
[水供給手段]
ガス浄化部が多孔質セラミックス焼成体を具備する場合には、多孔質セラミックス焼成体に水を供給するための水供給手段をさらに具備することが好ましい。多孔質セラミックス焼成体に水を供給すると、ガス中の成分が多孔質セラミックス焼成体の塩基性成分、酸性成分等と接触しやすくなり、ガス中の不要物質を除去しやすくなる。
水供給手段としては、スプレーノズル、ジェットノズル、孔の開いたパイプやプレート状物等が挙げられる。孔の開いたパイプやプレート状物の場合には、多孔質セラミックス焼成体の上方に配置することが好ましい。
ガス浄化部が水供給手段を備える場合には、ポンプ等を用いて、多孔質セラミックス焼成体を通過した水を再び水供給手段に供給してもよい。
後述するように、水供給手段で供給される水には、酸性物質、塩基性物質、界面活性剤からなる群から選ばれる少なくとも1種が含まれてもよい。
[Water supply means]
In the case where the gas purification unit includes a porous ceramic fired body, it is preferable to further include water supply means for supplying water to the porous ceramic fired body. When water is supplied to the porous ceramic fired body, components in the gas easily come into contact with basic components, acidic components, etc. of the porous ceramic fired body, and it becomes easy to remove unnecessary substances in the gas.
Examples of the water supply means include spray nozzles, jet nozzles, perforated pipes and plate-like objects. In the case of a pipe or plate having a hole, it is preferably arranged above the porous ceramic fired body.
When the gas purification unit includes water supply means, the water that has passed through the porous ceramic fired body may be supplied again to the water supply means using a pump or the like.
As will be described later, the water supplied by the water supply means may include at least one selected from the group consisting of acidic substances, basic substances, and surfactants.
<他の構成>
上記廃棄物処理装置においては、ガスを廃棄物処理装置内に流すための吸引ファンや送風ファンが設置されてもよい。また、ガス中のミストを捕捉するデミスターが設置されてもよい。
また、本発明の目的を逸脱しない範囲で、温度計や濃度計等の各種計器が設置されてもよい。
<Other configurations>
In the waste treatment apparatus, a suction fan or a blower fan for flowing gas into the waste treatment apparatus may be installed. Moreover, a demister that captures mist in the gas may be installed.
Various instruments such as a thermometer and a densitometer may be installed without departing from the object of the present invention.
(廃棄物処理方法)
上記廃棄物処理装置1を用いた廃棄物処理方法は、加熱工程とガス浄化工程とを有する。
(Waste treatment method)
The waste treatment method using the
加熱工程は、水分を含む有機性廃棄物を加熱して炭化させる工程である。
加熱工程における加熱温度は、任意の温度にすることができるが、100℃以上が好ましい。加熱温度が前記100℃未満では、汚泥等の減容化に時間を要し、生産性が低くなる。また、加熱温度は、好ましくは250℃以上である。加熱温度が250℃以上であれば、水分を含む有機性廃棄物を容易に炭化することができる。
The heating step is a step of heating and carbonizing the organic waste containing moisture.
Although the heating temperature in a heating process can be made into arbitrary temperature, 100 degreeC or more is preferable. When the heating temperature is less than 100 ° C., it takes time to reduce the volume of sludge and the like, resulting in low productivity. The heating temperature is preferably 250 ° C. or higher. If heating temperature is 250 degreeC or more, the organic waste containing a water | moisture content can be carbonized easily.
また、加熱温度は1500℃以下が好ましく、950℃以下がより好ましい。加熱温度が前記上限値を超えると、加熱処理に用いられるエネルギー量に比べ、減容化の程度が変わらず、コストの点で不利である。
また、950℃以下であれば、水分を含む有機性廃棄物を炭化して得た炭化物を燃料として容易に用いることができる。950℃以下で加熱処理した汚泥等の水分を含む有機性廃棄物は、大きな発熱量を持ち、燃料として好ましく用いることができる。
また、低温で加熱処理して得た炭化物は、高温で加熱処理した炭化物よりも発熱量が大きくなり、具体的には、加熱温度が600℃以下であることがより好ましい。
通常、加熱温度が低温になるほど臭気が強くなる。これは、高温で加熱すれば、加熱部から排出されるガス中に含まれる不要物質も熱分解されてガス中の不要物質の量が減少するが、加熱温度が低くなれば、不要物質の熱分解量が減るため、ガス中に含まれる不要物質が増加する。しかし、本発明の廃棄物処理装置では、600℃以下の低温で有機性廃棄物を加熱しても、不要物質の排出を抑制することができる。
また、加熱時における加熱部の内部の雰囲気は、還元性雰囲気であることが好ましい。さらには、有機性廃棄物を容易に熱分解できることから、可燃物が燃焼を継続するために必要な酸素濃度である限界酸素濃度をおおむね上回らない程度の雰囲気とすることが好ましい。
The heating temperature is preferably 1500 ° C. or lower, and more preferably 950 ° C. or lower. When the heating temperature exceeds the upper limit, the degree of volume reduction does not change compared to the amount of energy used for the heat treatment, which is disadvantageous in terms of cost.
Moreover, if it is 950 degrees C or less, the carbide | carbonized_material obtained by carbonizing the organic waste containing a water | moisture content can be easily used as a fuel. Organic waste containing water such as sludge heat-treated at 950 ° C. or less has a large calorific value and can be preferably used as a fuel.
Further, the carbide obtained by heat treatment at a low temperature has a larger calorific value than the carbide heat-treated at a high temperature, and more specifically, the heating temperature is more preferably 600 ° C. or less.
Usually, the odor becomes stronger as the heating temperature becomes lower. This is because if heating is performed at a high temperature, unnecessary substances contained in the gas discharged from the heating section are also thermally decomposed to reduce the amount of unnecessary substances in the gas, but if the heating temperature is lowered, the heat of unnecessary substances is reduced. Since the amount of decomposition decreases, unnecessary substances contained in the gas increase. However, in the waste treatment apparatus of the present invention, discharge of unnecessary substances can be suppressed even when organic waste is heated at a low temperature of 600 ° C. or lower.
Moreover, it is preferable that the atmosphere inside a heating part at the time of a heating is a reducing atmosphere. Furthermore, since the organic waste can be easily pyrolyzed, it is preferable to set the atmosphere so that the limit oxygen concentration, which is the oxygen concentration necessary for the combustible to continue to burn, does not substantially exceed.
ガス浄化工程は、加熱工程で発生したガスに水を噴霧手段によって噴霧すること、加熱工程で発生したガスを吸着手段の多孔質セラミックス焼成体に通すことの少なくとも一方をおこなう工程である。 The gas purification step is a step of performing at least one of spraying water on the gas generated in the heating step by the spraying means and passing the gas generated in the heating step through the porous ceramic fired body of the adsorption means.
加熱工程で発生したガス中に煤塵、悪臭物質及び有害物質として水溶性成分が含まれる場合、ガスに水を噴霧することによって、主に、煤塵を水に捕捉させることができ、また、悪臭物質及び有害物質のうちの水溶性成分を水に溶け込ませることができる。
前記ガスに水を噴射する場合には、前記ガス中に2か所以上から、様々な方向に無秩序に且つ高速に噴霧することが好ましい。このように水を噴射すると、ガス中の煤塵及び水溶性成分と水の接触の機会を増大させることができる。そのため、粉塵及び水溶性成分の除去性能が高くなる。
When water-soluble components are included in the gas generated in the heating process as dust, malodorous substances and harmful substances, the dust can be trapped in water mainly by spraying water on the gas. In addition, water-soluble components among harmful substances can be dissolved in water.
When water is injected into the gas, it is preferable that the gas is sprayed randomly and at high speed in various directions from two or more locations in the gas. When water is injected in this manner, the chance of contact of water with dust and water-soluble components in the gas can be increased. Therefore, the removal performance of dust and a water-soluble component becomes high.
噴霧する水には、酸性物質、塩基性物質、界面活性剤からなる群から選ばれる少なくとも1種を含有させてもよい。酸性物質、塩基性物質、界面活性剤を水に添加した場合には、煤塵及び水溶性成分に加えて、水に不溶性、難溶性の、塩基性物質、酸性物質、油系成分、中性成分等を除去することも可能になる。
酸性物質、塩基性物質、界面活性剤としては、多孔質セラミックス焼成体に担持されるものと同様のものを用いることができる。
また、本発明の目的を逸脱しない範囲で、水には、マスキングのための香料、キレート剤、抗菌剤、触媒等を添加してもよい。
The water to be sprayed may contain at least one selected from the group consisting of acidic substances, basic substances, and surfactants. When acidic substances, basic substances, and surfactants are added to water, in addition to dust and water-soluble components, water-insoluble and sparingly soluble basic substances, acidic substances, oil-based components, and neutral components Etc. can be removed.
As the acidic substance, the basic substance, and the surfactant, the same substances as those supported on the porous ceramic fired body can be used.
Moreover, you may add the fragrance | flavor for masking, a chelating agent, an antibacterial agent, a catalyst, etc. to water in the range which does not deviate from the objective of this invention.
水噴霧の際の温度は、浄化処理されるガスの温度、ガスに含まれる成分の溶解度や蒸気圧などを勘案し任意に設定すればよい。 The temperature at the time of water spraying may be arbitrarily set in consideration of the temperature of the gas to be purified, the solubility of the components contained in the gas, the vapor pressure, and the like.
加熱工程で発生したガスを多孔質セラミックス焼成体に通した際には、不要物質を多孔質セラミックス焼成体の表面に物理吸着させて除去する。また、多孔質セラミックス焼成体中の酸性成分により、主に、ガス中の塩基性成分をイオン的に吸着して除去し、多孔質セラミックス焼成体中の塩基性成分により、主に、ガス中の酸性成分をイオン的に吸着して除去する。 When the gas generated in the heating process is passed through the porous ceramic fired body, unnecessary substances are physically adsorbed on the surface of the porous ceramic fired body and removed. In addition, the basic component in the gas is mainly ionically adsorbed and removed by the acidic component in the porous ceramic fired body, and the basic component in the porous ceramic fired body is mainly used in the gas. Acidic components are ionized and removed.
ガスを多孔質セラミックス焼成体で浄化する場合には、不要物質の除去率が高くなることから、多孔質セラミックス焼成体に水を供給することが好ましい。
また、多孔質セラミックス焼成体に供給する水の中に、酸性物質、塩基性物質、界面活性剤からなる群から選ばれる少なくとも1種を含有させることが好ましい。酸性物質、塩基性物質、界面活性剤としては、多孔質セラミックス焼成体に担持されるものと同様のものを用いることができる。
多孔質セラミックス焼成体に供給する水の中に、前記酸性物質等を含ませた場合には、前記酸性物質等を多孔質セラミックス焼成体に担持させなくても、不要物質をより除去できる。大きな表面積を有する多孔質セラミックス焼成体中に、水と共に前記酸性物質等を通過させれば、ガス中の各成分と酸性物質等との接触機会が増え、また、新しい酸性成分等が多孔質セラミックス焼成体中に供給されるため、不要物質の除去性能がより高くなるものと考えられる。
When purifying the gas with the porous ceramic fired body, it is preferable to supply water to the porous ceramic fired body because the removal rate of unnecessary substances increases.
Moreover, it is preferable to contain at least one selected from the group consisting of an acidic substance, a basic substance, and a surfactant in the water supplied to the porous ceramic fired body. As the acidic substance, the basic substance, and the surfactant, the same substances as those supported on the porous ceramic fired body can be used.
When the acidic substance or the like is included in the water supplied to the porous ceramic fired body, unnecessary substances can be further removed without supporting the acidic substance or the like on the porous ceramic fired body. If the acidic substance and the like are passed along with water in the porous ceramic fired body having a large surface area, the chance of contact between each component in the gas and the acidic substance increases, and a new acidic component or the like becomes porous ceramic. Since it is supplied into the fired body, it is considered that the removal performance of unnecessary substances is improved.
吸着手段を2つ具備する場合、一方の吸着手段では、酸性物質を含む水を多孔質セラミックス焼成体に供給して主にガス中の塩基性物質を除去し、他方の吸着手段では、塩基性物質を含む水を多孔質セラミックス焼成体に供給して主にガス中の酸性物質を除去してもよい。 When two adsorbing means are provided, one adsorbing means supplies water containing an acidic substance to the porous ceramic fired body to mainly remove basic substances in the gas. Water containing the substance may be supplied to the fired porous ceramic body to remove mainly the acidic substance in the gas.
(作用効果)
上記廃棄物処理装置では、加熱部によって有機性廃棄物を加熱した際に発生したガス中の不要物質を、水の噴霧及び多孔質セラミックス焼成体による吸着の少なくとも一方によって除去する。そのため、不要物質を低コストで充分に除去できる。
また、本発明の廃棄物処理装置によって有機性廃棄物を炭化した炭化物は、燃料、脱臭剤、土壌改良材等に利用することができ、廃棄物を有益物として使用することができる。
(Function and effect)
In the waste treatment apparatus, unnecessary substances in the gas generated when the organic waste is heated by the heating unit are removed by at least one of spraying water and adsorption by the porous ceramic fired body. Therefore, unnecessary substances can be sufficiently removed at low cost.
Moreover, the carbide | carbonized_material which carbonized the organic waste by the waste processing apparatus of this invention can be utilized for a fuel, a deodorizing agent, a soil improvement material, etc., and a waste can be used as a useful thing.
以下、本発明について実施例を示してより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example is shown and this invention is demonstrated more concretely, this invention is not limited to a following example.
(製造例1)多孔質セラミックス焼成体の製造
スラグ50質量部、有機汚泥25質量部、粘土25質量部(合計100質量部)に対し、瓦20質量部を添加し、これらを、ミックスマラー(新東工業株式会社製)を用いて混合し、可塑状態の混合物を得た(混合工程)。
次いで、真空土練成形機で上記混合物を直径1.5cmの円柱状に押し出し、次いで、長さ3cmに切断して円柱状の成形体(含水率15質量%)を得た。その成形体を、乾燥工程を経ずに引き続き、連続式焼結炉を用いて、焼成温度1050℃、焼成温度での滞留時間7分間の焼成条件にて焼成した(焼成工程)。連続式焼結炉としては、ローラーハースキルン(焼結炉の有効長:全長15m、焼結炉を各1.5mのゾーン1〜10に分割)を用いた。焼成によって得られた多孔質セラミックス焼成体は細かな亀裂が入った長径が3cm〜10cm程度の粒状物と塊状物が混在したものであった。
得られた多孔質セラミックス焼成体の粒状物及び塊状物をハンマーミルで粉砕した。次に、篩を用いて、5mm超10mm以下のものに篩分けして、多孔質セラミックス焼成体の粒状物を得た。得られた多孔質セラミックス焼成体の粒状物は、マイクロメートルオーダーの気孔とナノメートルオーダーの気孔が確認された。特に孔径が1μm〜30μm及び200nm〜500nmのものが多く観察された。また、多孔質セラミックス焼成体の見かけ密度は0.7g/ml、飽和含水率は43質量%であり、気孔同士の連通も確認された。
(Manufacture example 1) Manufacture of a porous ceramic fired
Next, the mixture was extruded into a cylindrical shape having a diameter of 1.5 cm using a vacuum kneader and then cut into a length of 3 cm to obtain a cylindrical shaped body (water content: 15% by mass). The molded body was subsequently fired in a continuous sintering furnace without using a drying step under firing conditions of a firing temperature of 1050 ° C. and a residence time of 7 minutes at the firing temperature (firing step). As the continuous sintering furnace, a roller hearth kiln (effective length of the sintering furnace: total length 15 m, the sintering furnace was divided into
The obtained porous ceramic fired bodies were pulverized with a hammer mill. Next, using a sieve, it was sieved to a size of more than 5 mm and 10 mm or less to obtain a granular material of a fired porous ceramic body. The resulting porous ceramic fired body was confirmed to have micrometer-order pores and nanometer-order pores. In particular, those having a pore diameter of 1 to 30 μm and 200 to 500 nm were often observed. In addition, the apparent density of the fired porous ceramic body was 0.7 g / ml, the saturated water content was 43% by mass, and communication between pores was also confirmed.
<使用原料>
なお、上記製造例で用いた多孔質セラミックス焼成体の原料は、具体的には次のものである。
<Raw materials>
In addition, the raw material of the porous ceramic fired body used in the above production example is specifically as follows.
[有機汚泥]
有機汚泥としては、染色工場(小松精練株式会社)の活性汚泥法による排水処理設備から凝集・脱水工程を経て排出された活性汚泥を用いた。この活性汚泥の有機物含有量(対固形分)は83質量%、含水率は85質量%であった。
[Organic sludge]
As the organic sludge, the activated sludge discharged from the wastewater treatment facility by the activated sludge method of the dyeing factory (Komatsu Seiren Co., Ltd.) through the coagulation / dehydration process was used. The activated sludge had an organic content (based on solid content) of 83% by mass and a water content of 85% by mass.
[粘土]
粘土としては、蛙目粘土(岐阜県)を用いた。
[clay]
As the clay, Sakaime clay (Gifu Prefecture) was used.
[スラグ]
発泡剤として、鋳鉄スラグを用いた。この鋳鉄スラグは、SiO2、Al2O3、CaO、Fe2O3、FeO、MgO、MnO、K2O、Na2Oを主成分とするダクタイル鋳鉄スラグである。
[Slag]
Cast iron slag was used as a foaming agent. The cast iron slag is a ductile iron slag SiO 2, Al 2 O 3, CaO, Fe 2 O 3, FeO, MgO, MnO, K 2 O, the Na 2 O as main components.
[瓦]
住宅用の瓦として使用された後、廃棄されたものを粉砕した粒子径0.1mm〜1.2mmのものを用いた。
[tile]
After being used as a roof tile for a house, the one with a particle diameter of 0.1 mm to 1.2 mm obtained by pulverizing the discarded one was used.
<物性の測定・確認>
多孔質セラミックス焼成体の物性値は以下の方法により測定した。
<Measurement and confirmation of physical properties>
The physical property values of the porous ceramic fired body were measured by the following methods.
[孔径の確認]
多孔質セラミックス焼成体のマイクロメートルオーダーの気孔及びナノメートルオーダーの気孔の確認は、電子顕微鏡(SEMEDX Type H形、日立サイエンスシステムズ製)を用い、30倍〜10000倍で観察した。
[Check hole diameter]
Confirmation of the micrometer-order pores and nanometer-order pores of the porous ceramic fired body was observed at 30 to 10,000 times using an electron microscope (SEMEDX Type H type, manufactured by Hitachi Science Systems).
[見かけ密度]
多孔質セラミックス焼成体が粒状物のものの場合は、「土壌標準分析・測定法」(博友社)の中の三相分布・容積重(実容積法)にて測定される乾土質量(g)より求められる容積重(仮比重、g/ml)を見かけ密度とした。
また、多孔質セラミックス焼成体の粒状物が測定容器と比べ大きい場合には、サンプルを直方体にカットし、サンプルの外形寸法をノギスにより測定し体積を求めた。カットしたサンプルを絶乾状態にし、電子天秤にて質量を測定(絶乾状態質量)し、下記(2)式により見かけ密度を算出した。
見かけ密度(g/cm3)=[絶乾状態質量(g)]/[体積(cm3)] ・・・(2)
[Apparent density]
When the porous ceramic fired body is granular, dry soil mass (g) measured by the three-phase distribution / volumetric weight (actual volume method) in “Soil Standard Analysis / Measurement Method” (Hakutosha) ) To obtain the apparent density (provisional specific gravity, g / ml).
Moreover, when the granular material of the porous ceramic fired body was larger than the measurement container, the sample was cut into a rectangular parallelepiped, and the external dimensions of the sample were measured with calipers to determine the volume. The cut sample was completely dried, the mass was measured with an electronic balance (mass dried), and the apparent density was calculated by the following equation (2).
Apparent density (g / cm 3 ) = [absolute dry mass (g)] / [volume (cm 3 )] (2)
[飽和含水率]
多孔質セラミックス焼成体を、水に60分間浸漬し、水中から取り出し、直ちに質量を測定(飽和含水状態質量)し、下記(3)式により飽和含水率を求めた。飽和含水率の測定を試料数(N)=10について行い、平均値を求めた。
飽和含水率(質量%)=[(飽和含水状態質量−絶乾状態質量)/絶乾状態質量]×100・・・(3)
[Saturated water content]
The porous ceramic fired body was immersed in water for 60 minutes, taken out from water, immediately measured for mass (saturated moisture content mass), and the saturated moisture content was determined by the following formula (3). The saturation moisture content was measured for the number of samples (N) = 10, and the average value was obtained.
Saturated moisture content (mass%) = [(saturated moisture content mass−absolute dry mass) / absolute dry mass] × 100 (3)
[気孔同士の連通の有無の確認]
多孔質セラミックス焼成体における気孔同士の連通の有無の確認は、得られた多孔質セラミックス焼成体を水に浸漬し、充分に吸水させた後に切断または潰し、その断面を観察することで確認した。多孔質セラミックス焼成体の内部に、満遍なく水分が分布・保水されている場合、気孔同士が連通していると判断した。多孔質セラミックス焼成体の内部に水分が行き渡っていない場合には、個々の気孔又は孔隙が独立しており、気孔同士が連通していない又は連通が不充分であると判断した。
[Check for communication between pores]
The presence or absence of communication between pores in the porous ceramic fired body was confirmed by immersing the obtained porous ceramic fired body in water, sufficiently absorbing water, cutting or crushing, and observing the cross section. When moisture was evenly distributed and retained in the porous ceramic fired body, it was determined that the pores were in communication with each other. When moisture did not spread inside the porous ceramic fired body, it was determined that the individual pores or pores were independent, and the pores were not in communication or inadequate communication.
(実施例1)
図1に示すように、実施例1における廃棄物処理装置1は、ロータリーキルンを用いた加熱部10と、第1浄化手段20と、第2浄化手段30と、第3浄化手段40とを具備するものとした。
Example 1
As shown in FIG. 1, the
第1浄化手段20は、槽21の側面21aにスプレーノズル22が取り付けられたものとした。また、第1浄化手段20においては、槽21の底部に溜まった水を循環して、再度、スプレーノズル22に供給する循環ポンプ23及び配管24を設けた。また、槽21の下部に溜まった水を排出する排出管25を取り付けた。
The first purification means 20 is such that the
第2浄化手段30は、1層の多孔質セラミックス焼成体層32を備える槽31を備えるものとした。槽31は、槽21の上部に連結した。多孔質セラミックス焼成体層32は、製造例1で得た多孔質セラミックス焼成体の粒状物をメッシュ状容器に厚さ約2.5cmで充填することにより構成され、ガスの流れに対して垂直になるように配置した。また、槽31の内部には、多孔質セラミックス焼成体層32の上面に水を噴霧するスプレーノズル33が設けられ、スプレーノズル33の上方には、ミストを捕捉して除去する不織布製のデミスター34が設けられた。
また、第2浄化手段30においては、槽31の底部に溜まった水を循環して、再度、スプレーノズル33に供給する循環ポンプ35及び配管36を設けた。
The 2nd purification means 30 shall be provided with the
Further, in the second purification means 30, a
第3浄化手段40は、槽41にスプレーノズル42a,42b,42cが取り付けられたものとした。スプレーノズル42aは、槽41の側面41aに取り付けられ、スプレーノズル42b,42cは、槽41の上面41bに取り付けられた。スプレーノズル42bは、真下に水を噴霧し、スプレーノズル42cは、斜め下に水を噴霧するものとした。
スプレーノズル42cの上方には、ミストを捕捉して除去する不織布製のデミスター44が設けられた。また、第3浄化手段40においては、槽21の下部に溜まった水の一部を排出する排出管43を取り付けた。また、槽41の底部に溜まった水の一部を循環して、再度、スプレーノズル42a,42bに供給する循環ポンプ45及び配管46を設けた。
また、第3浄化手段40は、薬液タンク47と薬液タンク47の内部に入れられた薬液をスプレーノズル42cに供給するための配管48及びポンプ49を具備するものとした。
In the third purification means 40, the
A
Further, the third purification means 40 includes a
また、加熱部10の上部と槽21の上部とを配管51で接続し、槽31の上部と槽41の上部とを配管52で接続し、槽41の上部に配管53を取り付けた。配管51には送風ファン64aを取り付け、配管52には送風ファン64bを取り付け、配管53には排気ファン64cを取り付けた。
Further, the upper part of the
本例の廃棄物処理装置1では、加熱部10で汚泥を加熱し、第1浄化手段20と第2浄化手段30と第3浄化手段40とによって、加熱部10から排出されたガスを浄化した。
具体的には、加熱部10によって、汚泥を450〜500℃で加熱処理した。加熱部10は、可燃物(汚泥)が燃焼を継続するために必要な酸素濃度である限界酸素濃度を概ね上回らない程度の状態で加熱され、汚泥中の有機物が熱分解されるものとした。加熱処理により汚泥は炭化された。得られた炭化物の低位発熱量は23000kJ/kg(5350kcal/kg)(分析方法:JIS M8814)であり、燃料として用いるのに充分な発熱量を有していた。
次いで、加熱部10から排出されたガスを、送風ファン64aを用い、配管51に通して槽21にガス供給速度3m3/分で導入した。
次いで、槽21の内部のガスに、水供給管24aから供給した水道水を、スプレーノズル22を用いて充円形状のスプレーパターンで噴霧した。槽21の底部に溜まった水の一部は、循環ポンプ23及び配管24を用いて、再度、スプレーノズル22から槽21の内部に噴霧し、残りの水は排出管25を通して廃棄した。これにより、第1浄化手段20において、主に、ガスに含まれる煤塵及び水溶性成分を除去した。
In the
Specifically, the sludge was heat-treated at 450 to 500 ° C. by the
Next, the gas discharged from the
Next, tap water supplied from the
次いで、槽21の上部から排出させたガスを、槽31に導入し、多孔質セラミックス焼成体層32に通した。その際、循環ポンプ35及び配管36を用いて、槽21の底部に溜まった水と、水供給管36aから供給した水道水をスプレーノズル33に供給し、スプレーノズル33から多孔質セラミックス焼成体層32に水道水を噴霧した。
多孔質セラミックス焼成体層32を通過したガスをデミスター34に通してミストを捕捉した後、送風ファン64bを用い、配管52に通して槽41の上部に導入した。
Next, the gas discharged from the upper part of the
The gas that passed through the porous ceramic fired
次いで、槽41に導入したガスに、水供給管46aから供給した水道水を、スプレーノズル42a,42bを用いて充円形状のスプレーパターンで噴霧した。また、薬液タンク47に入れられた薬液を、配管48及びポンプ49を介してスプレーノズル42cに供給し、スプレーノズル42cを用いて薬液を充円形状のスプレーパターンで噴霧した。薬液は、塩化亜鉛と塩化アンモニウムと界面活性剤を添加した水とした。
また、循環ポンプ45及び配管46を用いて、槽41の底部に溜まった水の一部をスプレーノズル42a,42bに返送し、残りの水を排出管43に通して廃棄した。
槽41を通過したガスをデミスター44に通してミストを捕捉した後、排気ファン64cを用い、配管52に通して槽41の外部に放出した。
Next, tap water supplied from the
Further, using the
The gas that passed through the
実施例1における悪臭物質等の脱臭性能について、以下の方法により評価した。
すなわち、ガスに含まれるプロピオン酸、ノルマル酪酸、ノルマル吉草酸、イソ吉草酸、硫黄酸化物(これらはいずれも悪臭物質である。)の濃度を、昭和47年環境庁告示第9号に従って測定した。測定結果を表1に示す。
また、ガスの臭いについて試験者が官能試験した。評価結果を表1に示す。
なお、ガスのサンプリング箇所は、配管51、配管52、配管53とした。
The deodorizing performance of malodorous substances and the like in Example 1 was evaluated by the following method.
That is, the concentrations of propionic acid, normal butyric acid, normal valeric acid, isovaleric acid, and sulfur oxide (all of which are malodorous substances) contained in the gas were measured according to Environmental Agency Notification No. 9 of 1972. . The measurement results are shown in Table 1.
In addition, the tester conducted a sensory test on the odor of the gas. The evaluation results are shown in Table 1.
The gas sampling locations were the
表1に示すように、廃棄物処理装置1では、加熱部から排出されたガスに含まれる悪臭物質を、ガス浄化部によって充分に除去できた。
また、実施例1において、薬液タンク47に香料を少し添加したところ、不快な悪臭は全く感じず、香料の良い香りが感じられた。
As shown in Table 1, in the
Moreover, in Example 1, when a little fragrance | flavor was added to the chemical |
1 廃棄物処理装置
10 加熱部
20 第1浄化手段
21 槽
22 スプレーノズル
23 循環ポンプ
24 配管
25 排出管
30 第2浄化手段
31 槽
32 多孔質セラミックス焼成体層
33 スプレーノズル
34 デミスター
35 循環ポンプ
36 配管
40 第3浄化手段
41 槽
42a,42b,42c スプレーノズル
43 排出管
44 デミスター
45 循環ポンプ
46 配管
47 薬液タンク
48 配管
49 ポンプ
51,52,53 配管
64a,64b 送風ファン
64c 排気ファン
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記ガス浄化部が、前記ガスに水を噴霧する噴霧手段、及び、前記ガスを浄化する多孔質セラミックス焼成体製の吸着手段の少なくとも一方を備える、廃棄物処理装置。 A heating unit that heats organic waste containing moisture, and a gas purification unit that purifies gas discharged from the heating unit,
The waste treatment apparatus, wherein the gas purification unit includes at least one of spraying means for spraying water on the gas and adsorption means made of a fired porous ceramic body for purifying the gas.
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