JP2017217622A - 磁性炭化製品の製造方法及び汚泥の炭化処理設備 - Google Patents

Abstract

【課題】水浄化の際の吸着剤等の新たな用途で使用することが可能な、磁性を有する炭化製品の製造方法及びこれに好適に用いられる汚泥の炭化処理設備を提供する。【解決手段】有機物含有汚泥を脱水処理した後の脱水汚泥を乾燥機１６に通して乾燥処理して乾燥汚泥とし、乾燥汚泥を炭化炉３２で無酸素若しくは低酸素条件で加熱して乾留処理して炭化製品を製造する。乾燥機１６と炭化炉３２との間の経路に、乾燥汚泥に磁性粉末を添加して混ぜ合わせる添加混合手段２８を設けて、乾燥汚泥に磁性粉末を含有させて、炭化製品に磁性を付与する。【選択図】 図１

Description

この発明は下水汚泥で代表される有機物含有汚泥から磁性を有する炭化製品を得るのに好適な磁性炭化製品の製造方法及び汚泥の炭化処理設備に関する。

家庭等から排出される有機物含有の排水は、一般に下水処理施設で活性汚泥法等により排水処理され、この排水処理に伴って有機物を含有した下水汚泥が発生する。
下水汚泥を処分するに際し、その下水汚泥には多量の水が含有されていてそのままでは処分できず、そこで減量化のために濃縮及び脱水処理したり、或いは更に焼却したり、溶融したりするなど様々な処理が現在施されている。

しかしながら下水汚泥を焼却或いは溶融処理すると多量のエネルギーを消費し、処理コストが高いものとなる。そこでエネルギー消費の少ない下水汚泥の処理方法の１つとして、汚泥を乾留処理により炭化する炭化処理が行われている。
この炭化処理は、下水汚泥が基質中に炭素分を４５質量％程度含んでいることから、焼却、溶融処理のように汚泥中の炭素分を消費してしまうのでなく、汚泥を無酸素或いは低酸素状態で熱分解（炭化）することにより炭素分を残留させ、新しい組成を持つ炭化物（炭化製品）として生成させるものである。
このような炭化物は、具体的には下記特許文献１等で示すような炭化処理設備を用いて、例えば１ｍｍ程度の大きさに造粒された炭化物として製造される。このようにして得られた炭化物は、物性的には木炭に近い性状を有するものであり、現在、燃料、肥料（土壌改良剤）、セメントの骨材といった用途に用いられている。しかしながら、今後更にその利用を拡大させていくために、新たな機能・特性を備えた炭化製品が求められていた。

特開２００８−２３８１２９号公報

本発明は以上のような事情を背景とし、水浄化の際の吸着剤等の新たな用途で使用することが可能な、磁性を有する炭化製品の製造方法及びこれに好適に用いられる汚泥の炭化処理設備を提供することを目的としてなされたものである。

而して請求項１は磁性炭化製品の製造方法に関するもので、有機物含有汚泥を脱水処理した後の脱水汚泥を乾燥機に通して乾燥処理して乾燥汚泥とし、該乾燥汚泥を炭化炉で無酸素若しくは低酸素条件で加熱して乾留処理して炭化製品を製造するに際し、該炭化製品に磁性粉末を含有させて、該炭化製品に磁性を付与することを特徴とする。

請求項２のものは、請求項１において、前記炭化炉への投入前の前記乾燥汚泥に対して前記磁性粉末を添加し、該乾燥汚泥と該磁性粉末とを混合した後、前記乾留処理を行うことを特徴とする。

請求項３のものは、請求項１，２の何れかにおいて、前記炭化炉から排出された前記炭化製品に対して前記磁性粉末を添加することを特徴とする。

請求項４は汚泥の炭化処理設備に関するもので、（ａ）有機物含有汚泥を所定水分状態まで乾燥処理する乾燥機と、（ｂ）該乾燥機で乾燥処理させて得た乾燥汚泥を乾留処理により炭化する炭化炉と、（ｃ）前記乾燥機と該炭化炉との間の経路に配置され、該乾燥汚泥に磁性粉末を添加して混ぜ合わせる添加混合手段と、を備えていることを特徴とする。

請求項５は汚泥の炭化処理設備に関するもので、（ａ）有機物含有汚泥を所定水分状態まで乾燥処理する乾燥機と、（ｂ）該乾燥機で乾燥処理させて得た乾燥汚泥を乾留処理により炭化する炭化炉と、（ｃ）該炭化炉の下流側に配置され、該炭化炉から排出された炭化製品に、水及び磁性粉末を含んだスラリー状の混合液を噴霧する添加噴霧手段と、を備えていることを特徴とする。

以上のように本発明の磁性炭化製品の製造方法は、有機物含有汚泥を脱水処理した後の脱水汚泥を乾燥機に通して乾燥処理して乾燥汚泥とし、乾燥汚泥を炭化炉で無酸素若しくは低酸素条件で加熱して乾留処理して炭化製品を製造するに際し、炭化製品に磁性粉末を含有させて、磁性を付与したものである。この製造方法によれば下水汚泥で代表される有機物含有汚泥から磁性を有する粒状の炭化製品を得ることができる。

有機物含有汚泥を乾留処理して得た炭化製品は、表面に多数の細孔を有しており、不純物を吸着させる活性炭としての機能を有している。加えて本発明の製造方法によれば、かかる炭化製品に磁性を付与することができるため、炭化製品を磁性活性炭として水浄化等の用途に利用することができる。例えば高勾配磁気分離を使った水浄化設備における吸着剤として利用することができる。詳しくは、水中に懸濁・浮遊している微粒子を磁性活性炭としての本発明の製造方法による炭化製品の表面に吸着させるとともに、この磁性活性炭（炭化製品）を磁極に吸着させることで、不純物として微粒子を磁性活性炭ごと磁気的に分離回収し、水の浄化を行うことができる。

本発明では、炭化炉への投入前の乾燥汚泥に対して磁性粉末を添加し、乾燥汚泥と磁性粉末とを混合した後、乾留処理を行うことができる（請求項２）。
有機物含有汚泥から得られる炭化製品に磁性粉末を添加するに際しては、乾燥処理前の汚泥（脱水汚泥）に予め磁性粉末を添加しておくことも考えられるが、この場合、添加した磁性粉末がその後に実施される乾燥処理時の熱風により熱風ガス経路側若しくは排ガス経路側に排出されてしまい、汚泥（炭化製品）に対する磁性粉末の含有率が低下してしまうおそれがある。このため磁性粉末の添加は、乾燥処理が施された後の乾燥汚泥又は炭化製品に対して行うのが望ましい。
特に炭化炉への投入前の乾燥汚泥に対して磁性粉末を添加し、乾燥汚泥と磁性粉末とを混合した後、乾留処理（炭化処理）を行なうようにすれば、磁性粉末を汚泥の表面だけでなく、その内部にも良好に含有させることができる。

また本発明では、炭化炉から排出された乾留処理後の炭化製品に対して磁性粉末を添加することができる（請求項３）。マグネタイト等の磁性粉末の添加は、炭化処理設備における搬送系の磨耗を促進させるおそれがある。この請求項３に従えば、炭化製品に対する磁性粉末の添加が、製造工程の終盤で実施されるため、磁性粉末による搬送系の磨耗の影響を狭い範囲に留めることができる。

次に請求項４は汚泥の炭化処理設備に関するもので、乾燥汚泥に磁性粉末を添加して混ぜ合わせる添加混合手段を、乾燥機と炭化炉との間の経路に設けたものである。このように添加混合手段を乾燥機の下流側に設置すれば、即ち乾燥処理完了後の汚泥に磁性粉末を添加するようにすれば、磁性粉末が乾燥処理時に分離排出されてしまうことなく、磁性粉末を乾燥汚泥に効率高く含有させることができる。また炭化処理前の乾燥汚泥に磁性粉末を添加し、これらを混合すれば、その混合作用により、磁性粉末を汚泥の表面だけでなく、その内部にも良好に含有させ得て、炭化製品に良好な磁性を付与することができる。

また請求項５は、炭化炉から排出された炭化製品に、水及び磁性粉末を含んだスラリー状の混合液を噴霧する添加噴霧手段を、炭化炉よりも下流側に設けたものである。炭化炉から排出された炭化製品は絶乾状態にあり、一般に炭化炉から排出された炭化製品に対しては、その後、含水率１０〜３０％程度を目安に水分調整のための加湿が行なわれる。このとき行なわれる水噴霧に代えて、水及び磁性粉末を含んだスラリー状の混合液を噴霧させることで、工程数を増やすことなく、加湿と同時に、炭化製品に磁性粉末を含有させることができる。尚、水分調整のための上記加湿における望ましい含水率の範囲は１０〜１５％である。

以上のような本発明によれば、水浄化の際の吸着剤等の新たな用途で使用することが可能な、磁性を有する炭化製品の製造方法及びこれに好適に用いられる汚泥の炭化処理設備を提供することができる。

本発明の一実施形態の汚泥の炭化処理設備の全体構成を示した図である。 図１における乾燥機の構成を示した図である。 図１における炭化炉の構成を示した図である。 図１における磁性粉末混合装置の構成を示した図である。 同実施形態の変形例に用いられる磁性粉末噴霧装置の構成を示した図である。 本発明の他の実施形態の汚泥の炭化処理設備の全体構成を示した図である。 （Ａ）は図６における乾燥機とその周辺部の拡大図である。（Ｂ）は図６における第１混合機の要部を拡大して示した図である。 図６における第２混合機の構成を示した図である。

次に本発明の実施形態を図面に基づいて詳しく説明する。図１は本発明の一実施形態である汚泥の炭化処理設備１の全体構成を示したものである。
図中１０は受入ホッパ（脱水汚泥貯留槽）であり、有機物を含有した下水汚泥を含水率７０〜８５％程度（通常は８０％程度）まで脱水した脱水汚泥が、この受入ホッパ１０に先ず受け入れられる。
ここに受け入れられた脱水汚泥は、中間貯留槽１２を経て定量供給装置１４，搬送装置１５により乾燥機１６へと送られ、そこで含水率３５〜４５％程度（通常は４０％程度）まで乾燥処理される。

乾燥機１６は、図２に示しているように回転ドラム１８の内部に撹拌軸２０を有している。ここで撹拌軸２０は回転ドラム１８の中心から偏心した位置に設けられている。この撹拌軸２０からは複数の撹拌羽根２２が放射状に延び出している。

一方、回転ドラム１８の内周面には周方向に所定間隔で複数の板状のリフター２４が、回転ドラム１８と一体回転する状態で設けられている。
その結果として、回転ドラム１８内部の汚泥（脱水汚泥）は、回転ドラム１８の回転に伴ってリフター２４により底部から上方に持ち上げられ、そしてその頂部近くで自重により落下する。落下した汚泥は、その下側に位置する撹拌羽根２２の高速回転により細かく粉砕され、回転ドラム１８の底部側へと落下する。

回転ドラム１８内部の汚泥はこのような撹拌作用を受けながら、その内部に導かれた乾燥用熱風にさらされて乾燥処理され、次第に水分が減少していく。
尚、この乾燥機１６においては、回転ドラム１８の傾斜勾配により、更には撹拌羽根２２による粉砕及びその際の飛散作用によって、汚泥が回転ドラム１８内部を軸方向に漸次送られて行く。

このようにして乾燥機１６で乾燥処理された後の乾燥汚泥は、続いて搬送装置２６，３０により後述する磁性粉末混合装置２８を経て炭化炉３２へと搬送され、そこで乾留処理により汚泥の炭化が行われる。

この炭化炉３２は、乾燥汚泥を無酸素若しくは低酸素雰囲気下で脱水及び熱分解する炉で、図３に示しているように炉体３４の内部に乾留容器としての円筒形状のレトルト３６が設けられており、前段の乾燥機１６で乾燥処理された乾燥汚泥が図示を省略するスクリューフィーダにてレトルト３６内部に投入される。

投入された乾燥汚泥は、先ず炉体３４内部に配設された助燃バーナ（外熱室用バーナ）３８による外熱室４０内部の雰囲気加熱によって加熱される。すると乾燥汚泥中に含まれていた可燃ガスがレトルト３６に設けられた噴出しパイプ４２を通じて外熱室４０の雰囲気中に抜け出し、そしてこの可燃ガスが着火して、以後はその可燃ガスの燃焼によりレトルト３６内部の汚泥の加熱が行われる。この段階では助燃バーナ３８は燃焼停止される。

図３に示しているように、炉体３４の内部には外熱室４０と仕切られた排ガス処理室４４が設けられており、外熱室４０からの排ガスはここに導かれる。この排ガス処理室４４には排ガス処理室用バーナ４６が設けられており、排ガス処理室４４内に導かれた排ガス中の未燃ガスが、この排ガス処理室用バーナ４６にて２次燃焼される。

レトルト３６内部の汚泥は、図中左端からレトルト３６の回転とともに漸次図中右方向に移って行き（レトルト３６には若干の勾配が設けてある）、そして最終的に乾留残渣（炭化製品）がレトルト３６の図中右端の出口４８、つまり炭化炉３２から排出される。このような炭化操作によって、乾燥汚泥は炭素が約３０〜５０％、無機物が残りを占める成分の細孔を持つ炭化製品に変わる。

図１において、５０は熱風発生炉で、ここで発生した熱風が乾燥機１６へと供給される。
乾燥機１６に供給された熱風は、これを通過して集塵機５２を通り、更に循環ファン５４にて炭化炉排ガス熱交換器５６，熱風炉排ガス熱交換器５８を経て熱風発生炉５０へと循環させられる。

この循環系では、乾燥機１６においてリークエアが循環する熱風中に入り込む。
一方で熱風発生炉５０には燃焼空気が定量供給されており、そのためここでは熱風発生炉５０から延び出した分岐路６０を通じて熱風の一部が抜き取られ、熱風炉排ガス熱交換器５８を経て熱風炉排ガスファン６２により煙突６４から外部に放出される。
他方、炭化炉３２からは排気路６６が延び出しており、炭化炉３２からの排ガスが、排気路６６を通じて炭化炉排ガスファン６８により炭化炉排ガス熱交換器５６を経て煙突６４から外部に放出される。

次に、乾燥汚泥に対して磁性粉末である粉末状のマグネタイトを添加し、乾燥汚泥とマグネタイトとを混ぜ合わせる添加混合手段としての磁性粉末混合装置２８について説明する。図１で示すように、磁性粉末混合装置２８は、炭化炉３２の上流側、乾燥汚泥を搬送する搬送装置２６と３０の間に設けられている。
図４はこの磁性粉末混合装置２８の構成を示した図である。同図において、８０は乾燥汚泥を一時貯留するホッパ、８２はスクリューコンベア、８３は撹拌混合ユニットである。磁性粉末混合装置２８は、ホッパ８０内に貯留された乾燥汚泥に対し、水及びマグネタイト（磁性粉末）を含んだスラリー状の混合液を供給し、ホッパ８０内で乾燥汚泥と磁性粉末とを混ぜ合わせて、乾燥汚泥にマグネタイトを含有させた状態として、この乾燥汚泥を搬送装置３０を経て炭化炉３２の前端部に排出する。

乾燥汚泥を搬送するスクリューコンベア８２は、スクリュー軸８６、スクリュー軸８６から螺旋状に突出したスクリュー羽根８７、スクリュー軸８６及びスクリュー羽根８７を内部に収納した外筒部材８８、スクリュー軸８６を回転駆動させる駆動モータ８９を備えている。
ホッパ８０は、スクリューコンベア８２の投入口８４に取り付けられており、ホッパ８０の上部開口に投入された乾燥汚泥は、順次、投入口８４からスクリューコンベア８２内に導入される。

撹拌混合ユニット８３は、混合容器９１、撹拌機９３、混合容器９１内の混合液をホッパ８０内に向けて圧送するポンプ９２を備えている。この撹拌混合ユニット８３では、混合容器９１内に所定比率で投入された水とマグネタイトを撹拌機９３にて撹拌し、スラリー状の混合液とし、ポンプ９２を作動させることで、混合液を配管９４先端のノズル９９よりホッパ８０内に噴霧する。

ホッパ８０の内部には、スクリュー軸８６と平行に回転軸９５が回転可能に支持されている。そして回転軸９５の軸方向の異なる位置には、回転軸９５と一体に回転する複数の回転片９６設けられている。また、回転軸９５の一端側（図中左側）には歯車体９７が装着され、この歯車体９７はスクリュー軸８６側に設けられた歯車体９８とチェーン１００を介して連結されている。

このため磁性粉末混合装置２８では、駆動モータ８９の駆動力によりスクリュー軸８６が回転するとその駆動力は歯車体９８、チェーン１００、歯車体９７を介して回転軸９５に伝達され、回転軸９５はスクリュー軸８６とは逆向きに回転する。これにより回転軸９５に取り付けられた回転片９６はホッパ８０内で回転して、ホッパ８０内の乾燥汚泥とマグネタイトとが混合される。その後、乾燥汚泥は、ホッパ８０の下方に位置するスクリューコンベア８２のスクリュー羽根８７と８７との間の溝に収容され、スクリュー軸８６の回転に伴ない溝内部を前方（図中右方向）に押出搬送され、下向きに形成された搬出口９０から搬出される。

尚、磁性粉末混合装置２８では、ホッパ８０内の乾燥汚泥とマグネタイトとを混合するための回転軸９５及び回転片９６を備えているが、スクリューコンベア８２のスクリュー羽根８７による送り作用によっても混合は図られるため、場合によっては回転軸９５及び回転片９６を備えていない構成とすることも可能である。
また本例によれば、炭化炉投入前の乾燥汚泥にマグネタイトとともに水が供給され、乾燥汚泥の含水率が上昇する。このため、この上昇分を見込んで前段の乾燥機１６における乾燥条件を調整しておくことが望ましい。

このように本例では、添加混合手段としての磁性粉末混合装置２８によって、マグネタイトを含有した乾燥汚泥が生成され、このマグネタイトを含有した乾燥汚泥が炭化炉３２に供給される。その後の炭化処理については先に述べた通りである。

そして、炭化処理が完了し炭化炉３２から排出された絶乾状態の炭化製品は、高温のため、図１で示すように、冷却機７０に送られ常温近くまで冷却された後、炭化製品搬送コンベア７１にて上方に搬送される。そして、自己発熱を抑制するため、加湿装置７２にて含水率１０〜１５％程度を目安に水分量調整のための加湿（水噴霧）が行われ、その後、炭化製品は炭化製品貯留ホッパ７４に貯留される。

以上のように本実施形態では、有機物含有汚泥から炭化製品を製造するに際し、炭化製品にマグネタイトを含有させて、磁性を有する粒状の炭化製品を得ることができる。
本実施形態では乾燥処理された乾燥汚泥に対してマグネタイトを添加することで、添加した粉末状のマグネタイトが乾燥処理時の熱風により熱風ガス経路側若しくは排ガス経路側に排出されてしまい、乾燥汚泥に対するマグネタイトの含有率が低下するのを防止することができる。
また本実施形態では、炭化炉３２への投入前の乾燥汚泥に対してマグネタイトを添加し、更に乾燥汚泥とマグネタイトとを混合することで、マグネタイトを汚泥の表面だけでなく、その内部にも良好に含有させることができる。

尚、本実施形態では絶乾状態の炭化製品に対して水噴霧を行なう加湿装置７２に代えて、水及びマグネタイトを含んだスラリー状の混合液を噴霧する添加噴霧手段としての磁性粉末噴霧装置１０２を配置して炭化処理（乾留処理）後の炭化製品に対してマグネタイトを添加することも可能である。
図５は磁性粉末噴霧装置１０２の構成を示した図である。同図に示すように磁性粉末噴霧装置１０２は、炭化製品を一時貯留するためのホッパ１０４と、前述の磁性粉末混合装置２８と同様の撹拌混合ユニット８３を備えている。
炭化製品搬送コンベア７１（図１参照）により搬送された炭化製品は、一時的にこのホッパ１０４に貯留される。磁性粉末噴霧装置１０２は、ホッパ１０４内部に貯留した炭化製品の重量を、図示を省略したロードセルにて検出し、ホッパ１０４内の炭化製品が一定重量に達すると、ポンプ９２を作動させ、マグネタイトと水からなるスラリー状の混合液を配管９４先端のノズル９９よりホッパ１０４内に噴霧する。

このように磁性粉末噴霧装置１０２を用いることで、炭化炉３２投入前の乾燥汚泥に対するマグネタイト添加に加えて、更に炭化炉３２搬出後の炭化製品に対してもマグネタイトを添加することができるため炭化製品の磁性特性を高めることができる。また本例では加湿装置７２に代えて、磁性粉末噴霧装置１０２を用いて、水及びマグネタイトを含んだスラリー状の混合液を噴霧させることで、工程数を増やすことなく、加湿と同時に、炭化製品にマグネタイトを含有させることができる。

尚、場合によっては乾燥機１６と炭化炉３２との間の経路に配置された磁性粉末混合装置２８を廃止して、磁性粉末噴霧装置１０２のみにてマグネタイトを添加することも可能である。このようにすれば炭化処理設備１の最終段でマグネタイトの添加が行なわれるため、マグネタイトによる搬送系の磨耗の影響を狭い範囲に留めることができる。

次に、本発明の他の実施形態の炭化処理設備１１０について説明する。
この例は、脱水汚泥を乾燥させる乾燥機として気流式の乾燥機を用いたもので、乾燥機で得られた乾燥粉を改めて脱水汚泥と混合して、炭化炉への供給用として適正な含水率及び適正な大きさの乾燥汚泥となし、炭化炉へ供給する。

図６は、炭化処理設備１１０の全体構成を示したものである。同図において、１２０は外熱式ロータリキルン型の炭化炉で、その構造及び働きは図３に示したものと同様である。
即ちこの炭化炉１２０は、炉体１２２の内部に乾留容器としての円筒形状のレトルト１２４を有しており、このレトルト１２４の図中左端側の内部に、含水率が４０％程度に調節された乾燥汚泥が投入される。
投入された乾燥汚泥は、先ず炉体１２２内部に配設された助燃バーナ１２６による外熱室１２８内部の雰囲気加熱によって加熱される。すると乾燥汚泥中に含まれていた可燃ガスが、レトルト１２４に設けられた噴出しパイプ１３０を通じて外熱室１２８の雰囲気中に抜け出し、そしてこの可燃ガスが着火して以後はその可燃ガスの燃焼によりレトルト１２４内部の汚泥の加熱が行われる。この段階で助燃バーナ１２６は燃焼停止される。

炉体１２２の内部には、外熱室１２８と仕切られた排ガス処理室１３２が設けられており、外熱室１２８からの排ガスがここに導かれる。
排ガス処理室１３２には排ガス処理室用バーナ１３４が設けられており、排ガス処理室１３２内に導かれた排ガス中の未燃ガスが、この排ガス処理室用バーナ１３４にて２次燃焼される。

排ガス処理室１３２内の排ガスは、続いて排気口１３６から排出される。この実施形態では、排気口１３６から排出された炭化炉１２０からの排ガスが、排ガス供給路１３８を通じて後述の乾燥機１６４に、乾燥用の熱源（熱風）として供給される。

一方、レトルト１２４内部の汚泥は、図中左端からレトルト１２４の回転とともに図中右方向に移って行き（レトルト１２４には若干の勾配が設けてある）、そして最終的に乾留残渣（炭化製品）がレトルト１２４の図中右端の出口、つまり炭化炉１２０から排出される。

１４２は受入ホッパであり、含水率８０％程度まで脱水された脱水汚泥がこの受入ホッパ１４２に先ず受け入れられる。
ここに受け入れられた脱水汚泥は、その一部（ここでは全体の８５％程度）が中継ホッパ１４４を経て定量供給装置１４６，搬送装置１４８により第１混合機１５０に送られる。

この第１混合機１５０にはまた、予め脱水汚泥を乾燥して成る乾燥粉が、後述のサイクロン分離機１８２から供給される。
そして第１混合機１５０に供給された脱水汚泥の一部と、サイクロン分離機１８２から供給された乾燥粉の一部とがこの第１混合機１５０で互いに混合される。

第１混合機１５０はパドルミキサーから成るものであって、ケーシング１５２の内部に一対の回転軸１５４，１５６（図７（Ｂ）参照）が設けられていて、それぞれにミキシング羽根１５８，１６０が放射状に固設されており、それら回転軸１５４，１５６が互いに逆向きに回転することで、脱水汚泥と乾燥粉とをミキシング羽根１５８，１６０の重なり部分でこねるようにして混合し、更に回転軸１５４，１５６に対しそれぞれ傾斜形状をなすミキシング羽根１５８，１６０の送り作用で軸方向に送り、その過程で脱水汚泥と乾燥粉との混合を進めていく。

ここで回転軸１５４と１５６とは不等速で回転する。従ってミキシング羽根１５８と１６０との間には周速に差があり、その周速の差に基づいて脱水汚泥と乾燥粉とを高効率でこね合せ混合作用する。
そして軸方向端部（図中左端）の出口から、十分に混合した脱水汚泥と乾燥粉との混合物を排出する。排出された混合物はフィーダ１６２にて乾燥機１６４内部に供給される。

乾燥機１６４は気流式乾燥機であって、上下に縦長の円筒形状をなすケーシング１６６を有している。このケーシング１６６の内部且つ下部には、図７（Ａ）に示しているように破砕部１６８が設けられている。
破砕部１６８は一対の回転軸１７０，１７２と、それぞれ放射状に固設された破砕羽根１７４，１７６を有しており、それらが高速回転することによって、フィーダ１６２にて乾燥機１６４のケーシング１６６内部に供給された上記の混合物、即ち脱水汚泥と乾燥粉との混合物を細かく破砕する。

ケーシング１６６にはまた吹込口１７８が設けられており、上記炭化炉１２０からの排ガスが、この吹込口１７８からケーシング１６６内部に熱風（熱風の温度はここでは約３００℃）として吹き込まれる。
吹き込まれた熱風は、脱水汚泥と乾燥粉との混合物の破砕物に対し勢い良く吹き付けられ、かかる破砕物が熱風の上向きの気流によりケーシング１６６内部を上方に搬送され、そしてその過程で混合物に対する乾燥が行われる。

ケーシング１６６内部を熱風の気流とともに搬送される混合物の破砕粒子はその上昇端で乾燥粉となり、排出口１８０から気流とともに外部に排出されて、サイクロン分離機１８２へと供給される。尚、このとき排出される気流（排ガス）の温度は、ここでは約１００℃程度である。

本実施形態において、この乾燥機１６４による乾燥のための所要時間は約１秒程度である。また乾燥粉の粒度は７５〜５９０μｍの範囲で、その平均粒度は３５０μｍである。但しこれは篩にかけた後の粒度であって、その篩の目開きは最小７５μｍ，最大５９０μｍである。

この乾燥機１６４では、熱風量２０ｍ^３／分（乾燥機１６４の排出口１８０における流速３．５ｍ／秒に相当）のとき、８００μｍまでの大きさの粉体粒子の輸送が可能である（但しその比重を１と仮定した場合）。

サイクロン分離機１８２は、乾燥粉を気流とともに内部に流入させ、そして回転に基づく遠心力で乾燥粉を気流から分離する。そして分離された乾燥粉が図中下向きに落下せしめられて、その一部が再び第１混合機１５０へと供給される。
一方、サイクロン分離機１８２で乾燥粉から分離された気流（排ガス）は、排ガスファン１９６（図６参照）の送出作用によりバグフィルター１９４を通過してそこで集塵が行われた後、脱臭装置（ここでは触媒脱臭装置）１９８を通って煙突１９９から大気に放出される。

脱水汚泥の含水率が８０％程度であるのに対し、サイクロン分離機１８２からの乾燥粉は、含水率が１５％程度ないしそれ以下の低含水率のものであり、脱水汚泥に対しかかる乾燥粉が混合されることで、混合物の含水率が乾燥機１６４での乾燥に適した低含水率とされる。このときの混合物における含水率の調節は、脱水汚泥と乾燥粉との混合の比率によって簡単に調節することができる。

この実施形態では、サイクロン分離機１８２で分離された乾燥粉のうちの一部だけが乾燥機１６４へと供給され、残りの一部が炭化炉１２０による炭化処理用として第２混合機１８８へと供給される。即ち、サイクロン分離機１８２からの乾燥粉が乾燥機１６４側と炭化炉１２０側とに分配される。

その分配は乾燥粉の供給路上に設けられた分配ダンパ１８５にて行われる。従ってここでは分配ダンパ１８５が、サイクロン分離機１８２からの乾燥粉を乾燥機１６４側と炭化炉１２０側とに分配する分配手段を構成している。

図６で示すように、この第２混合機１８８にはまた、受入ホッパ１４２内の脱水汚泥の残りの一部（ここでは全体の１５％程度）が、搬送装置１８９により乾燥機１６４をバイパスして供給される。
この第２混合機１８８もまたパドルミキサーから成るものであって、その構造は基本的に第１混合機１５０と同様であり、一対の回転軸１５４，１５６と、それらに固設されたミキシング羽根１５８，１６０を有しており、それらの回転によって乾燥粉と搬送装置１８９にて搬送されてきた脱水汚泥とを混合する。

更に、この第２混合機１８８は、図８で示すように、水及びマグネタイトを含んだ混合液を収容する混合容器９１と、撹拌機９３と、混合容器９１内の混合液をケーシング１５２内に向けて圧送するポンプ９２とを有する撹拌混合ユニット８３を備えている。この撹拌混合ユニット８３の構成は上記第１の実施形態のものと同じである。
撹拌混合ユニット８３では、混合容器９１内に所定比率で投入された水とマグネタイトを撹拌機９３にて撹拌し、スラリー状の混合液とし、ポンプ９２を作動させることで、混合液を配管９４先端のノズル（図示省略）よりケーシング１５２内に噴霧させる。

このように構成された第２混合機１８８では、乾燥粉と脱水汚泥とマグネタイトとがミキシング羽根１５８，１６０の重なり部分でこねるようにして混合され、更に回転軸１５４，１５６に対しそれぞれ傾斜形状をなすミキシング羽根１５８，１６０の送り作用で軸方向（図中右方向）に送られ、その過程で脱水汚泥と乾燥粉とマグネタイトとの混合を進めていく。
その結果、第２混合機１８８において、含水率４０％程度且つ大きさが１０ｍｍ程度の団子状の粒から成る乾燥汚泥が形成される。
そして造粒後の乾燥汚泥は、図６で示すように中継ホッパ１９０を経て搬送装置１９２により炭化炉１２０へと供給される。
その後の乾燥汚泥の炭化処理については先に述べた通りである。

以上のようにこの実施形態においても、炭化炉１２０への投入前の乾燥汚泥、詳しくは乾燥粉と脱水汚泥との混合汚泥に対してマグネタイトを添加し、更に乾燥汚泥とマグネタイトとを混合させることで、マグネタイトを内部に含有させた乾燥汚泥が得られ、これを炭化処理することで、磁性を有する炭化製品を得ることができる。
尚、本実施形態では詳しい説明は省略するが、前述の第１実施形態と同様、本例においても炭化処理が完了した炭化製品に対して、更にマグネタイトを添加して炭化製品の磁性特性を高めることができる。

以上本発明の実施形態を詳述したがこれらはあくまで一例示である。例えば上記実施形態では、マグネタイトを添加させる手段として、水及びマグネタイトを含んだスラリー状の混合液を生成しこれを噴霧させているが、場合によっては、マグネタイトの粉末を圧縮エアとともに乾燥汚泥若しくは炭化製品に吹き付ける方法を採用することも可能である。
また磁性粉末はマグネタイトに限定されるものではなく、磁性を得られるもの（例えば鉄粉等）を適宜採用することが可能である等、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において種々変更を加えた態様で実施可能である。

１，１１０ 炭化処理設備
１６，１６４ 乾燥機
２８ 磁性粉末混合装置（添加混合手段）
３２，１２０ 炭化炉
１０２ 磁性粉末噴霧装置（添加噴霧手段）
１８８ 第２混合機（添加混合手段）

Claims (5)

1. 有機物含有汚泥を脱水処理した後の脱水汚泥を乾燥機に通して乾燥処理して乾燥汚泥とし、該乾燥汚泥を炭化炉で無酸素若しくは低酸素条件で加熱して乾留処理して炭化製品を製造するに際し、
   該炭化製品に磁性粉末を含有させて、該炭化製品に磁性を付与することを特徴とする磁性炭化製品の製造方法。
2. 前記炭化炉への投入前の前記乾燥汚泥に対して前記磁性粉末を添加し、該乾燥汚泥と該磁性粉末とを混合した後、前記乾留処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の磁性炭化製品の製造方法。
3. 前記炭化炉から排出された前記炭化製品に対して前記磁性粉末を添加することを特徴とする請求項１，２の何れかに記載の磁性炭化製品の製造方法。
4. （ａ）有機物含有汚泥を所定水分状態まで乾燥処理する乾燥機と、
   （ｂ）該乾燥機で乾燥処理させて得た乾燥汚泥を乾留処理により炭化する炭化炉と、
   （ｃ）前記乾燥機と該炭化炉との間の経路に配置され、該乾燥汚泥に磁性粉末を添加して混ぜ合わせる添加混合手段と、を備えていることを特徴とする汚泥の炭化処理設備。
5. （ａ）有機物含有汚泥を所定水分状態まで乾燥処理する乾燥機と、
   （ｂ）該乾燥機で乾燥処理させて得た乾燥汚泥を乾留処理により炭化する炭化炉と、
   （ｃ）該炭化炉の下流側に配置され、該炭化炉から排出された炭化製品に、水及び磁性粉末を含んだスラリー状の混合液を噴霧する添加噴霧手段と、を備えていることを特徴とする汚泥の炭化処理設備。

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