JP2015123402A - Waste treatment method, waste treatment apparatus for executing the method, fired pellets manufactured by the method or the apparatus, and bottom sediment improving method using the fired pellets - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は無機性廃棄物と有機性廃棄物を原料として焼成ペレットを得る廃棄物処理方法、この方法を実施するための廃棄物処理装置、この方法又はこの装置によって製造された焼成ペレット及びこの焼成ペレットを用いた底質改善方法に関するものである。 The present invention relates to a waste treatment method for obtaining calcined pellets using inorganic waste and organic waste as raw materials, a waste treatment apparatus for carrying out this method, this method or the calcined pellets produced by this apparatus, and this calcined product The present invention relates to a method for improving bottom sediment using pellets.
近年、湖沼、河川、運河、港湾又は海岸などの水域、特に、水の出入りの少ないこれらの水域においては、流入した生活廃水などによって汚濁物質の濃度が高く、しかも水質の富栄養化が著しいのでプランクトンが大量発生し、これらの死骸も大量に生じているので、これらの水域の底は汚濁物質やプランクトンの死骸等からなるヘドロ(汚泥)で覆われている。 In recent years, in water areas such as lakes, rivers, canals, harbors, and coasts, especially in those areas where water does not flow in and out, the concentration of pollutants is high due to the inflow of domestic wastewater, and the eutrophication of water quality is remarkable. Plankton is generated in large quantities, and a large amount of these dead bodies are also generated. Therefore, the bottom of these water areas is covered with sludge made of pollutants and dead bodies of plankton.
これらの水底を覆っているヘドロは有機物に富んでいるので、酸欠状態で分解し、悪臭や有害物質を発生させ、水性生物を斃死させたり、養殖魚の歩留を低下させている。また、湖沼や河川では、このヘドロが水底の砂地の表面を覆い、砂地に生息するシジミ等の貝類の生息場所を奪い、これらの漁獲量を激減させている。 These sludges that cover the bottom of the water are rich in organic matter, which decomposes in an oxygen-deficient state, generates odors and harmful substances, drowns aquatic organisms, and reduces the yield of farmed fish. Also, in lakes and rivers, this sludge covers the surface of the sandy bottom, deprives the habitat of shellfish and other shellfish that inhabit the sandy land, and drastically reduces their catch.
そこで、従来は、このような状況を改善するため、水底のヘドロを浚渫して取り除く対策が取られていた。しかし、湖沼、河川、運河、港湾又は海岸などの水底の面積は広く、浚渫すべきヘドロの量は膨大で、水底のヘドロを浚渫するには莫大な費用がかかるという問題があった。 Therefore, conventionally, in order to improve such a situation, measures have been taken to remove the sludge from the bottom of the water. However, there is a problem that the area of the bottom of the water such as lakes, rivers, canals, harbors, and coasts is large, the amount of sludge to be dredged is enormous, and it takes a lot of money to drown the sludge on the bottom.
しかも、浚渫して取り除いたヘドロは有機物を豊富に含み、そのまま陸上に堆積しておくと腐敗して、悪臭や有害物質を発生させるので、固化処理又は焼却処理をしなければならないが、浚渫して取り除いたヘドロの量は非常に多いので、固化処理や焼却処理にも莫大な費用がかかるという問題もあった。 In addition, sludge removed by dripping contains abundant organic matter, and if it is deposited on land as it is, it will rot and generate odors and harmful substances, so it must be solidified or incinerated. Since the amount of sludge removed in this way was very large, there was also a problem that a huge cost was required for the solidification treatment and incineration treatment.
浚渫はこのように莫大な費用がかかるので、水底のヘドロを浚渫せず、水底にきれいな砂を撒いて水底のヘドロを覆砂する方法が取られることがある。この方法は水底を比較的低コストで且つ簡単に砂地にすることができ、シジミ等の貝類の漁獲量を低コストで増加させることができるという利点がある。 As dredging is so expensive, a method may be used in which the bottom of the bottom is covered with clean sand and the bottom of the bottom is covered with clean sand. This method has the advantage that the bottom of the water can be easily made into sand at a relatively low cost, and the catch of shellfish such as swordfish can be increased at a low cost.
しかし、水底にきれいな砂を撒くためには、良質な砂を入手しなければならないが、良質な砂の入手は、砂資源の枯渇という問題の他に、砂採取場の環境を破壊するという問題もあって、近年非常に困難である。 However, in order to spread clean sand on the bottom of the water, it is necessary to obtain good quality sand. However, in addition to the problem of depletion of sand resources, the acquisition of good quality sand has the problem of destroying the environment of the sand collection site. In recent years, it has been very difficult.
また、ヘドロの上にきれいな砂を覆砂しても砂の下にはヘドロが存在しており、これが無酸素状態で分解し、ここから水中に有害物や悪臭が長期に亘って漏出してくる可能性があり、また、ヘドロの上にきれいな砂を覆砂してもその砂がヘドロの中に沈んでしまうこともあり、抜本的な解決になっていないという問題がある。 In addition, even if sand is covered with sludge, sludge is still present under the sand, which decomposes in anoxic conditions, causing harmful substances and odors to leak into the water for a long time. In addition, there is a problem that even if the fine sand is overlaid on the sludge, the sand may sink into the sludge, which is not a fundamental solution.
また、ヘドロの上にきれいな砂を覆砂した場合、ヘドロの上に更に砂を積層させるので、水底が浅くなり、湖沼の調節池としての貯水容量が減少したり、船の航行に支障をきたしたり、水界の生態環境を破壊するなどの問題を生じる可能性がある。 In addition, when clean sand is covered on sludge, sand is further laminated on sludge, so the bottom of the water becomes shallow, reducing the storage capacity of the lake as a reservoir, and hindering navigation of the ship. Or destroy the aquatic ecological environment.
以上、水海底のヘドロについてその問題点を説明したが、建設汚泥、沈降土砂、ベントナイト泥、凝集沈殿汚泥、洗砂スラッジ、コンクリートスラッジ、上水汚泥、焼却灰、集塵ダスト、鋳物廃砂、スラグ、ガラスくず、がれき類、ばいじん、鉱さいなどの無機性廃棄物についてもその処理が同様に問題になっている。 So far, the problem of sludge on the sea floor has been explained, but construction sludge, sedimentary sediment, bentonite mud, coagulated sediment sludge, sand washed sludge, concrete sludge, incinerated ash, dust collection dust, foundry sand, The treatment of inorganic wastes such as slag, glass scraps, debris, dust and slag is also a problem.
この発明が解決しようとする課題は、上述した無機性廃棄物を低コストで処理することができない点である。 The problem to be solved by the present invention is that the above-described inorganic waste cannot be treated at low cost.
本発明は、無機性廃棄物を低コストで処理するため、有機物を豊富に含んだ有機性廃棄物を該無機性廃棄物に所定の割合で混合し、この混合によって得られた混合汚泥を造粒して略球状の汚泥ペレットに成形し、該汚泥ペレットを汚泥ペレット焼成炉内に充填し、該汚泥ペレット焼成炉内に充填された該汚泥ペレットを下方から上方に向けて自燃させ、該自燃によって無害化された有価値な焼成ペレットを得ることを最も主要な特徴とする。 In the present invention, in order to treat inorganic waste at low cost, organic waste rich in organic matter is mixed with the inorganic waste at a predetermined ratio, and mixed sludge obtained by this mixing is produced. The sludge pellets are formed into a substantially spherical sludge pellet, filled in the sludge pellet firing furnace, and the sludge pellet filled in the sludge pellet firing furnace is self-combusted from below to above, The most important feature is to obtain valuable calcined pellets detoxified by.
ここで、無機性廃棄物とは、建設汚泥、沈降土砂、ベントナイト泥、凝集沈殿汚泥、洗砂スラッジ、コンクリートスラッジ、上水汚泥、焼却灰、集塵ダスト、鋳物廃砂、スラグ、ガラスくず、がれき類、ばいじん、鉱さいなどをいい、有機性廃棄物とは、活性汚泥、消化汚泥、下水汚泥、製紙スラッジ、食品廃棄物、発酵カス、動物の糞尿又はこれらの堆肥化物などをいう。 Here, inorganic waste means construction sludge, sedimentary sediment, bentonite mud, coagulated sediment sludge, sand washed sludge, concrete sludge, clean water sludge, incineration ash, dust collection dust, foundry waste sand, slag, glass scrap, Debris, dust, slag, etc. Organic waste refers to activated sludge, digested sludge, sewage sludge, paper sludge, food waste, fermented residue, animal manure, or compost of these.
本発明は、有機物を豊富に含んだ有機性廃棄物を無機性廃棄物に所定の割合で混合して混合汚泥を形成し、該混合汚泥を汚泥ペレットに成形しているので、該汚泥ペレットに着火すれば該汚泥ペレットは自燃して焼成ペレットになり、従って、混合汚泥を原料として、燃料を別途使用することなく、無害化された有価値な焼成ペレットを低コストで得ることができるという利点がある。 In the present invention, organic waste rich in organic matter is mixed with inorganic waste at a predetermined ratio to form mixed sludge, and the mixed sludge is formed into sludge pellets. When ignited, the sludge pellets are self-combusted to become calcined pellets. Therefore, it is possible to obtain harmless valuable calcined pellets at low cost without using fuel separately from mixed sludge as a raw material. There is.
そして、本発明は、無機性廃棄物を原料として、燃料を別途使用することなく、無害化された有価値な焼成ペレットを低コストで得ることができるので、該焼成ペレットを水海底に戻すことによって、該水海底を低コストでシジミ等の貝類の生息に好都合な環境に戻すことができるという利点がある。 And since the present invention can obtain harmless valuable calcined pellets at low cost without using fuel separately from inorganic waste, the calcined pellets are returned to the seabed. By this, there is an advantage that the water bottom can be returned to an environment convenient for inhabiting shellfish such as swordfish at low cost.
本発明は、水海底を覆っているヘドロなどの無機性廃棄物をできるだけ低コストで処理するという目的を、簡易な方法で、環境を損なわずに実現した。 The present invention has achieved the object of treating inorganic waste such as sludge covering the water and sea bottom at the lowest possible cost without damaging the environment.
図1は本発明に係る廃棄物処理装置の一例の説明図、図2は本発明に係る廃棄物処理装置の一例の一部を構成する焼成ペレット形成装置の説明図である。これらの図において、10は浚渫汚泥と下水汚泥を混合して混合汚泥を得る汚泥混合装置、12は汚泥混合装置10によって得られた該混合汚泥を成形して略球状の汚泥ペレットを得る造粒装置、14は造粒装置12によって得られた該汚泥ペレットを焼成させて焼成ペレットを得る汚泥ペレット焼成炉である。
FIG. 1 is an explanatory view of an example of a waste treatment apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is an explanatory view of a calcined pellet forming apparatus that constitutes a part of an example of a waste treatment apparatus according to the present invention. In these drawings, 10 is a sludge mixing device for mixing sludge and sewage sludge to obtain mixed sludge, and 12 is a granulation for forming the mixed sludge obtained by the sludge mixing device 10 to obtain a substantially spherical sludge pellet. An
汚泥混合装置10としてはコンクリートミキサーのような攪乱装置を使用することができる。造粒装置12は混合汚泥の塊を小さな塊に分裂させ、この小さな塊の混合汚泥を転がして略球状の汚泥ペレットに成形する装置であり、傾斜させたたらい状の容器と該容器を回転させる駆動装置とからなる。造粒装置12の隣には造粒装置12によって成形された汚泥ペレットを汚泥ペレット焼成炉14内に搬送・投入する汚泥ペレット投入装置16が設置されている。
As the sludge mixing device 10, a disturbance device such as a concrete mixer can be used. The granulating device 12 is a device that divides a lump of mixed sludge into small lumps and rolls the mixed sludge of this small lump into a substantially spherical sludge pellet, which rotates an inclined tub-like container and the container It consists of a drive device. Next to the granulating device 12, a sludge pellet charging device 16 for conveying and charging the sludge pellets formed by the granulating device 12 into the sludge
汚泥ペレット焼成炉14は耐火材により形成された縦長で中空の構造物からなり、上部には開口部18が設けられている。また、汚泥ペレット焼成炉14の内側には温度センサー20が縦方向に所定間隔をおいて取り付けられ、汚泥ペレット焼成炉14内の温度を所定高さ毎に検知できるようになっている。汚泥ペレット焼成炉14の下方には側方から内部に向けて空気孔22が貫通形成されており、外部の空気が空気孔22を通して汚泥ペレット焼成炉14の内部に流入できるようになっている。
The sludge
なお、空気孔22には送風機(図示せず)の送風口を連結して、汚泥ペレット焼成炉14の内部に空気を強制的に送り込むことができるようにしてもよい。また、汚泥ペレット焼成炉14の下方には、汚泥ペレット焼成炉14内に充填されている汚泥ペレットの下部に火を付ける着火装置(バーナー)(図示せず)を設けてもよい。また、汚泥ペレット焼成炉14には、汚泥ペレット焼成炉14から排出される廃ガス中に含まれている有害ガスを熱分解させる熱分解炉(図示せず)を設けてもよい。また、汚泥ペレット焼成炉14には、汚泥ペレット焼成炉14から排出される廃ガス中に含まれている微粒子を捕集する集塵機(図示せず)を設けてもよい。また、排ガスを消すためにアフターバーナーを設けてもよい。
The
汚泥ペレット焼成炉14の直下にはスクリューフィーダ装置24が水平に設けられている。スクリューフィーダ装置24の上部で、汚泥ペレット焼成炉14の下部に対応した部位には開口部が形成され、該開口部は汚泥ペレット焼成炉14の下部と連通している。スクリューフィーダ装置24の内部にはスパイラル状のスクリューフィーダ26が同軸に設けられ、スクリューフィーダ26にはモータ28に同軸に連結されている。スクリューフィーダ装置24の先端側には焼成ペレットを排出させる開口部が設けられ、スクリューフィーダ装置24の開口部の下方には焼成ペレットを貯蔵しておくための焼成ペレット貯蔵庫30が設けられている。
A
次に、水海底のヘドロと下水処理場の下水汚泥を用いて焼成ペレットを形成する方法について図3に示す工程図を参照しながら説明する。 Next, a method of forming calcined pellets using sludge on the water seabed and sewage sludge at the sewage treatment plant will be described with reference to the process diagram shown in FIG.
まず、湖底、運河底又は海底等の水海底のヘドロを浚渫船によって浚渫し、岸辺に浚渫汚泥を堆積しておく。堆積された浚渫汚泥は、ある程度の期間が経過すると、中に含まれていた水や海水が重力である程度抜け、また雨により燃焼時のダイオキシン生成原因となる可能性のある塩分が脱塩され、また風や太陽の熱で蒸発する。なお、露天による雨や太陽での除塩、乾燥に代わり化学的又は機械的に行っても良い。 First, sludge on the bottom of the water, such as the bottom of the lake, the canal, or the bottom of the sea, is dredged by a dredger to deposit dredged sludge on the shore. After a certain period of time has passed, the accumulated soot and sludge escapes the water and seawater contained in it to some extent due to gravity, and the salt that may cause dioxin generation during combustion is demineralized by rain, It evaporates due to wind and solar heat. In addition, it may be performed chemically or mechanically in place of rain or sun-desalting or drying due to outdoor weather.
次に、浚渫汚泥を堆積させた後、ある程度の期間が経過し、浚渫汚泥が適度に乾燥したと判断された段階で、この浚渫汚泥を汚泥混合装置10に入れ、更に下水汚泥を浚渫汚泥に対して所定の重量割合で加え、浚渫汚泥と下水汚泥を混合する。ここで、下水汚泥は下水処理場から排出される有機汚泥であり、浚渫汚泥と下水汚泥の好ましい混合割合は重量比で10:1から10:5、特に10:2から10:3である。 Next, after depositing soot sludge, when a certain period of time has passed and it is judged that the soot sludge has been dried appropriately, this soot sludge is put into the sludge mixing device 10 and further the sewage sludge is turned into sludge. Add to the weight ratio and mix the sludge and sewage sludge. Here, sewage sludge is organic sludge discharged from a sewage treatment plant, and a preferable mixing ratio of dredged sludge and sewage sludge is 10: 1 to 10: 5, particularly 10: 2 to 10: 3.
次に、回転している造粒装置12の中に混合汚泥を入れる。造粒装置12の中に入れられた混合汚泥は造粒装置12の中で小さな汚泥の塊に分裂し、造粒装置12の上を転がる。小さな汚泥の塊に分裂した汚泥の塊は造粒装置12の上を転がる内に次第に球状に成形され、汚泥ペレットになる。 Next, the mixed sludge is put into the rotating granulator 12. The mixed sludge put in the granulator 12 is divided into small sludge masses in the granulator 12 and rolls on the granulator 12. The sludge lump that has been split into small sludge lumps is gradually formed into a spherical shape while rolling on the granulator 12 to become sludge pellets.
次に、造粒装置12によって成形された略球状の汚泥ペレットを汚泥ペレット投入装置16を用いて汚泥ペレット焼成炉14の上部の開口部18の上まで搬送し、ここから汚泥ペレットを汚泥ペレット焼成炉14の内部に投入する。汚泥ペレットは汚泥ペレットが汚泥ペレット焼成炉14の内部を上部まで満たすように充填・堆積させる。
Next, the substantially spherical sludge pellets formed by the granulating device 12 are conveyed onto the upper opening 18 of the sludge
汚泥ペレット焼成炉14の内部に汚泥ペレットが充填・堆積された後、汚泥ペレット焼成炉14の最下部の汚泥ペレットを着火装置(バーナー)で加熱して汚泥ペレットに火を付け送風する。汚泥ペレットには有機物が豊富に含まれているので、汚泥ペレットは汚泥ペレット焼成炉14の下部から上部に向けて自燃を始める。汚泥ペレットは自燃によって熱を発生させ、直上の汚泥ペレットを乾燥させ、直上の汚泥ペレットは自燃を始めた汚泥ペレットに続いて自燃を始め、燃焼が順次上方に向かう。自燃をし終えた汚泥ペレットは焼成されて焼成ペレットとなる。
After the sludge pellets are filled and deposited in the sludge
次に、スクリューフィーダ装置24を動かし、汚泥ペレット焼成炉14の下部から焼成ペレットを排出させ、焼成ペレット貯蔵庫30まで搬送し、焼成ペレット貯蔵庫30内に投入する。焼成ペレットは焼成ペレット貯蔵庫30内に貯蔵される。この焼成ペレットは、必要に応じ、浚渫した水海底に散布して、水海底に焼成ペレットを敷き詰め、水海底をシジミ等の貝類が生息し易い環境に再生する用途に使用する。
Next, the
なお、汚泥ペレット焼成炉14から排出される廃ガス中に有害ガスが含まれている場合は、廃ガスを熱分解炉に導き、廃ガス中の有害ガスを高熱で分解して無害化する。また、汚泥ペレット焼成炉14から排出される廃ガス中に微粒子が含まれている場合は、廃ガスを集塵機に導き、廃ガス中に含まれている微粒子を捕集・除去する。
In addition, when the waste gas discharged | emitted from the sludge
また、上記実施例では、無機性廃棄物が水海底のヘドロで、有機性廃棄物が下水処理場の下水汚泥の場合について説明したが、無機性廃棄物として建設汚泥、沈降土砂、ベントナイト泥、凝集沈殿汚泥、洗砂スラッジ、コンクリートスラッジ、上水汚泥、焼却灰、集塵ダスト、鋳物廃砂、スラグ、ガラスくず、がれき類、ばいじん、鉱さいなどを使用し、有機性廃棄物として活性汚泥、消化汚泥、製紙スラッジ、食品廃棄物、発酵カス、動物の糞尿又はこれらの堆肥化物を使用して汚泥ペレットを作成、この汚泥パレットを自燃させても同様の焼成ペレットを得ることができる。 Further, in the above embodiment, the case where the inorganic waste is sludge on the water bottom and the organic waste is the sewage sludge of the sewage treatment plant, but the construction sludge, sedimentary sediment, bentonite mud, Coagulated sediment sludge, sand washed sludge, concrete sludge, clean water sludge, incinerated ash, dust collection dust, foundry waste sand, slag, glass scrap, debris, dust, mineral waste, etc., activated sludge as organic waste, Digested sludge, papermaking sludge, food waste, fermented residue, animal manure, or composted materials thereof are used to make sludge pellets, and the same calcined pellets can be obtained by burning this sludge pallet.
また、上記実施例では無機性廃棄物に有機性廃棄物を混合し、この混合廃棄物を造粒して汚泥ペレットを得ているが、有機性廃棄物を核にして周囲を無機製廃棄物で包むように無機性廃棄物と有機性廃棄物を粒状に合体・成形して汚泥ペレットを得てもよい。 In the above embodiment, organic waste is mixed with inorganic waste, and the mixed waste is granulated to obtain sludge pellets. The sludge pellets may be obtained by combining and forming the inorganic waste and the organic waste in a granular form so as to be wrapped in a sludge.
また、上記実施例ではスクリューフィーダ装置を動かして、汚泥ペレット焼成炉の下部から焼成ペレットを排出させているが、ロータリーバルブを使用して汚泥ペレット焼成炉の下部から焼成ペレットを排出させるようにしてもよい。 Further, in the above embodiment, the screw feeder device is moved to discharge the calcined pellets from the lower part of the sludge pellet calcining furnace, but the calcined pellets are ejected from the lower part of the sludge pellet calcining furnace using a rotary valve. Also good.
また、上記実施例では廃ガスを熱分解炉に導き、廃ガス中の有害ガスを高熱で分解して無害化しているが、光触媒を使用して廃ガス中の有害ガスを分解して無害化してもよい。または、廃ガスを水中に通して廃ガス中の有害ガスを水に溶かして除去し、水に溶けた有害ガス成分を微生物で分解させるようにしてもよい。 In the above embodiment, the waste gas is guided to the pyrolysis furnace, and the harmful gas in the waste gas is decomposed with high heat to make it harmless. However, the harmful gas in the waste gas is decomposed and made harmless using a photocatalyst. May be. Alternatively, the waste gas may be passed through water to dissolve and remove the harmful gas in the waste gas, and the harmful gas component dissolved in the water may be decomposed by microorganisms.
本発明は、汚泥の無害化処理だけでなく、無機性廃棄物と有機性廃棄物の混合割合を調節することによって、底質改善以外の用途に使用することができる人工砂利や人工骨材の製造にも適用することができる。 The present invention is not limited to sludge detoxification treatment, but by adjusting the mixing ratio of inorganic waste and organic waste, artificial gravel and artificial aggregate that can be used for purposes other than sediment improvement It can also be applied to manufacturing.
10 汚泥混合装置
12 造粒装置
14 汚泥ペレット焼成炉
16 汚泥ペレット投入装置
18 開口部
20 温度センサー
22 空気孔
24 スクリューフィーダ装置
26 スクリューフィーダ
28 モータ
30 焼成ペレット貯蔵庫
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Sludge mixing apparatus 12
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