JP2020169743A - 汚泥熱回収装置、汚泥熱回収システムおよび汚泥熱活用型工場 - Google Patents

Abstract

【課題】乾燥汚泥の搬送コストを削減でき、乾燥汚泥を搬送する場合の臭気および粉じんの抑制しながら、特別な汚泥燃料化装置を用いずとも汚泥が有する熱量を電熱エネルギーに回収する装置およびシステムを提供する。【解決手段】少なくとも搬送部および固形燃料ボイラーをこの順で備え、搬送部が少なくとも乾燥汚泥を固形燃料ボイラーに搬送する汚泥熱回収装置。乾燥汚泥の水分含有率が５〜４０質量％であることが好ましい。搬送部がプラスチック、紙およびペーパースラッジのうち少なくとも１種類を含むＲＰＦまたは石炭、ならびに、乾燥汚泥を固形燃料ボイラーに搬送することが好ましい。【選択図】図１

Description

本発明は、汚泥熱回収装置、汚泥熱回収システムおよび汚泥熱活用型工場に関する。

汚泥を加工して、ボイラー向け燃料化とする装置および方法として、さまざまな装置および方法が知られている（特許文献１〜６参照）。

特許文献１には、有機汚泥を用いる燃料の製造方法であって、有機汚泥を脱水して脱水汚泥とする脱水工程と、脱水汚泥と木質細片及びおが屑のうちの少なくとも一方とを混合し、木質材混合汚泥とする混合工程と、を備える燃料の製造方法が記載されている。
さらに特許文献１には、製造された燃料を用いる汚泥再利用システムであって、汚泥処理場で有機汚泥を脱水処理し、脱水汚泥を車両により燃料製造施設へ搬送し、燃料製造施設において、脱水汚泥と木質細片及びおが屑のうちの少なくとも一方とを混合して燃料を製造し、燃料を車両により燃焼施設に搬送し、燃料を燃焼施設において燃焼させる汚泥再利用システムが記載されている。

特許文献２には、下水汚泥に含まれるリンを除去する脱リン工程と、下水汚泥を炭化させて燃料化する炭化工程を備え、脱リン工程は、下水汚泥をアルカリ溶液中で撹拌した後、濾過分離するものであり、濾過分離して得られた脱リン後の下水汚泥を炭化燃料にする一方、濾過分離して得られた溶液に石膏を投入し、反応開始時のｐＨを１３．０〜１４．９とし、４０〜１００℃で撹拌して、かつ反応終了時のｐＨを１２以上に保持して、アルカリ溶液中のリン酸と石膏とを反応させて水酸アパタイト結晶を主成分とする吸着材を得るバイオマス燃料の製造方法が記載されている。

特許文献３には、下水汚泥、製紙スラッジ、食品汚泥等の有機性廃棄物を水分２０〜６０％まで乾燥し、造粒し、空気遮断雰囲気のロータリーキルンを使用して炭化温度３００〜６００℃で４〜２２分間炭化し、その後ただちに冷却し、冷却後の炭化物を乾燥温度７０℃以上１５０℃以下、乾燥時間２〜７時間で乾燥する固形燃料の製造方法が記載されている。

特許文献４には、有機汚泥を乾燥した後、炭化して得られる有機汚泥由来の固形燃料において、水素分と炭素分の原子数比Ｈ／Ｃが、０．８〜１．８であり、石炭と共に燃焼する固形燃料である有機汚泥由来の固形燃料が記載されている。

特許文献５には、有機性廃棄物は、嫌気性消化汚泥または下水処理場で発生した汚泥であり、ＲＰＦ（Ｒｅｆｕｓｅ Ｐａｐｅｒ ＆ Ｐｌａｓｔｉｃ Ｆｕｅｌ）製造原料は、プラスチックおよび／または紙を合計で５０質量％以上含むものであり、有機性廃棄物の水分含有率をｘ（質量％）、有機性廃棄物とＲＰＦ製造原料との合計質量に対する有機性廃棄物の質量の割合（質量％）をｙとしたときに、下記式（Ｉ）を満たすように、有機性廃棄物とＲＰＦ製造原料との混合比を調整し、これらを含む混合原料を得る混合工程と、混合原料から成型体を得る成型工程と、を備える固形燃料の製造方法が記載されている。
式（Ｉ）：ｙ≦−０．０４３６ｘ^２＋１．７４５８ｘ＋４０．０

特許文献６には、下水汚泥、し尿汚泥、食品廃棄物、畜産廃棄物またはこれらの消化汚泥について乾燥処理を施して、水分含有率を２０〜５０質量％に調整した有機性廃棄物を、２０〜６５℃の温度雰囲気内に１２〜１２０時間保持して、熟成廃棄物を得る熟成工程と、熟成廃棄物とプラスチックおよび／または紙を合計で５０質量％以上含むものであるＲＰＦ製造原料とを含む混合原料を得る混合工程と、混合原料から成型体を得る成型工程と、を備える固形燃料の製造方法が記載されている。

特開２０１５−２５０５４号公報 特許第５００１５９４号 特許第４３６８９６４号 特開２００７−１１９６４１号公報 特許第６０２２２５９号 特許第６０４７３３７号

しかしながら、特許文献１および２に記載の方法は、乾燥汚泥から製造した燃料を車両により燃焼施設に搬送するために搬送コストが高く、乾燥汚泥から製造した燃料を搬送する場合に臭気や粉じんが発生する問題があった。
特許文献３および４に記載の方法は、下水汚泥などの有機性廃棄物を造粒した後にロータリーキルンなどを用いて炭化した固形燃料を製造するものであり、得られた固形燃料を燃焼施設に搬送する際の搬送コストを削減することは検討されていなかった。
特許文献５および６に記載の方法は、下水汚泥などの有機性廃棄物をＲＰＦ製造原料を混合して成型した固形燃料を製造するものであり、得られた固形燃料を燃焼施設に搬送する際の搬送コストを削減することは検討されていなかった。

本発明が解決しようとする課題は、乾燥汚泥の搬送コストを削減でき、乾燥汚泥を搬送する場合の臭気および粉じんの抑制しながら、特別な汚泥燃料化装置を用いずとも汚泥が有する熱量を電熱エネルギーに回収する装置およびシステムを提供することである。
また、本発明が解決しようとする課題は、上記の汚泥熱回収装置を備える汚泥熱回収システムおよび汚泥熱活用型工場を提供することである。

上記課題を解決するための具体的な手段である本発明の構成と、本発明の好ましい構成を以下に記載する。

［１］ 少なくとも搬送部および固形燃料ボイラーをこの順で備え、
搬送部が少なくとも乾燥汚泥を固形燃料ボイラーに搬送する、汚泥熱回収装置。
［２］ 乾燥汚泥の水分含有率が５〜４０質量％である［１］に記載の汚泥熱回収装置。
［３］ 搬送部がプラスチック、紙およびペーパースラッジのうち少なくとも１種類を含むＲＰＦまたは石炭、ならびに、乾燥汚泥を固形燃料ボイラーに搬送する［１］または［２］に記載の汚泥熱回収装置。
［４］ 汚泥乾燥部をさらに備え、汚泥乾燥部で乾燥汚泥を得る［１］〜［３］のいずれか一つに記載の汚泥熱回収装置。
［５］ 搬送部が乾燥汚泥の粉砕手段を有するか、または汚泥乾燥部をさらに備え、汚泥乾燥部が乾燥汚泥の粉砕手段を有するかする［１］〜［４］のいずれか一つに記載の汚泥熱回収装置。
［６］ 固形燃料ボイラーに供給される全燃料の合計真発熱量をＱ^１とし、乾燥汚泥の真発熱量をＱ^２とする場合に、乾燥汚泥が下記条件１Ａ、条件１Ｂまたは条件１Ｃを満たす［１］〜［５］のいずれか一つに記載の汚泥熱回収装置。
条件１Ａ：乾燥汚泥の水分含有率が２０質量％以下であり、１００％×Ｑ^２／Ｑ^１の値が４０％以下である。
条件１Ｂ：乾燥汚泥の水分含有率が２０質量％を超え３０質量％以下であり、１００％×Ｑ^２／Ｑ^１の値が２０％以下である。
条件１Ｃ：乾燥汚泥の水分含有率が３０質量％を超え４０質量％以下であり、１００％×Ｑ^２／Ｑ^１の値が１０％以下である。
［７］ 搬送部が気流搬送によって石炭とともに乾燥汚泥を固形燃料ボイラーに搬送する［１］〜［６］のいずれか一つに記載の汚泥熱回収装置。
［８］ 固形燃料ボイラーがさらに追加燃料の投入部を備え、
追加燃料が石炭、プラスチック、紙、木くずおよびゴムのうち少なくとも１種類を含む［１］〜［７］のいずれか一つに記載の汚泥熱回収装置。
［９］ 固形燃料ボイラーがさらに発電機を備え、
発電機から得られる電力を搬送部に供給するか、または汚泥熱回収装置がさらに汚泥乾燥部を備え、汚泥乾燥部に供給するかする［１］〜［８］のいずれか一つに記載の汚泥熱回収装置。
［１０］ 搬送部に搬送される乾燥汚泥の搬送手段が車両であるか、または汚泥熱回収装置がさらに汚泥乾燥部を備え、汚泥乾燥部に搬送される汚泥の搬送手段が車両であるかする［１］〜［９］のいずれか一つに記載の汚泥熱回収装置。
［１１］ ［１］〜［１０］のいずれか一つに記載の汚泥熱回収装置および下水処理場を備え、
下水処理場で得られる汚泥からなる乾燥汚泥を車両により搬送部に搬送するか、または汚泥熱回収装置がさらに汚泥乾燥部を備え、下水処理場で得られる汚泥を車両により汚泥乾燥部に搬送するかする、汚泥熱回収システム。
［１２］ ［１］〜［１０］のいずれか一つに記載の汚泥熱回収装置あるいは［１０］に記載の汚泥熱回収システムと、
工場とを備え、
固形燃料ボイラーから得られる蒸気を工場に供給する配管を備え、
工場が製紙工場である、汚泥熱活用型工場。
［１３］ 固形燃料ボイラーがさらに発電機を備え、
発電機から得られる電力を工場に供給する［１２］に記載の汚泥熱活用型工場。

本発明によれば、新規の熱回収装置もしくは熱回収システムを設けなくとも、汚泥熱回収装置、汚泥熱回収システムおよび汚泥熱活用型工場を提供できる。

図１は、本発明の好ましい態様の汚泥熱回収装置を備える、本発明の汚泥熱回収システムおよび汚泥熱活用型工場の一例を示した概略図である。

以下において、本発明について詳細に説明する。以下に記載する構成要件の説明は、代表的な実施形態や具体例に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施形態に限定されるものではない。なお、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は「〜」前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。

［汚泥熱回収装置］
本発明の汚泥熱回収装置は、少なくとも搬送部および固形燃料ボイラーをこの順で備え、搬送部が少なくとも乾燥汚泥を固形燃料ボイラーに搬送する。
本発明によれば、新規の熱回収装置もしくは熱回収システムを設けなくとも、汚泥熱回収装置および汚泥熱活用型工場を提供できる。また、乾燥汚泥の搬送コストを削減でき、乾燥汚泥を搬送する場合の臭気および粉じんの抑制をできる。

例えば、下水処理汚泥などを汚泥乾燥部で乾燥（いわゆる乾燥事業。炭化も含む）を行って乾燥汚泥とした後、得られた乾燥汚泥を短時間で搬送することで、臭気および粉じんを抑制しつつ、産業廃棄物とせずにボイラー投入用の固形燃料とすることができる。本発明では便宜上、固形燃料ボイラーに搬送される乾燥汚泥その他を含む燃料を乾燥汚泥由来の固形燃料、または単に固形燃料ということがある。
具体的には、乾燥汚泥を汚泥熱回収装置内で一体化された搬送部を介して固形燃料ボイラーへ搬送することにより、搬送コストを大幅に削減ができる。また、搬送時の臭気を抑制できる。

本発明の汚泥熱回収装置の好ましい態様では、乾燥汚泥由来の固形燃料をそのまま固形燃料ボイラーに搬送して、得られる蒸気や電力（固形燃料ボイラーが発電機を備える場合）を本発明の汚泥熱回収装置や汚泥燃料活用型工場に用いられる。そのため、より乾燥汚泥を有効に活用できる。なお、従来の乾燥汚泥を固形燃料とする方法や装置では、大規模な固形燃料ボイラー（バイオマスボイラーや石炭ボイラーなど）を有する事業者は限られていたため、得られる乾燥汚泥由来の固形燃料の供給が需要を上回ることもあった。本発明の汚泥熱回収装置の好ましい態様では余剰の乾燥汚泥由来の固形燃料が産出されないため、このような余剰の乾燥汚泥由来の固形燃料を産業廃棄物としてコストをかけて処分する必要もなく、処分時のコストも削減できる。また、廃棄物埋め立て処分量を低減することができる。
さらに、本発明の汚泥熱回収装置を用いることで、さらに乾燥汚泥を造粒する等によって（有価物として認定される）固形燃料として固形燃料ボイラーを稼動できるため、乾燥汚泥を産業廃棄物として処分せず、固形燃料ボイラーを効率的な運用でき、ＣＯ_２排出量を削減できる。近年では、事業者が自ら地球温暖化対策のための取組及びＣＯ_２排出量の削減目標を「マニフェスト」（行動宣言）として公共団体に提出することが求められることがあり、本発明の汚泥熱回収装置は、このような「マニフェスト」の策定に有用である。
以下、本発明の汚泥熱回収装置の好ましい態様について説明する。

＜汚泥熱回収装置の構成＞
全体的な汚泥熱回収装置の構成を説明する。
本発明では、汚泥熱回収装置が、少なくとも搬送部および固形燃料ボイラーをこの順で備える。
汚泥熱回収装置の好ましい態様を、図面を用いて説明する。
図１は、本発明の（好ましい態様の）汚泥熱回収装置を備える、本発明の汚泥熱回収システムおよび汚泥熱活用型工場の一例を示した概略図である。
図１では、汚泥熱回収装置１０１は、必要により設ける汚泥乾燥部１１、搬送部４１および固形燃料ボイラー５１をこの順で備える。
必要により設ける汚泥乾燥部１１で乾燥汚泥を得る。
搬送部４１が少なくとも乾燥汚泥２２を固形燃料ボイラー５１に搬送する。
本発明の汚泥熱回収装置の各構成について、順に説明する。

＜汚泥乾燥部＞
汚泥乾燥部は、少なくとも例えば下水処理場または乾燥事業者が備えていればよい。本発明では、汚泥熱回収装置が汚泥乾燥部をさらに備え、汚泥乾燥部で乾燥汚泥を得ることが好ましい。汚泥乾燥部に供給される汚泥としては特に制限はない。例えば、下水汚泥、製紙汚泥、ビルピット汚泥、食品汚泥等の各種の有機汚泥が挙げられる。これらの中でも、特に下水汚泥を用いることが好ましい。
汚泥乾燥部に供給される汚泥は、ある程度脱水された脱水汚泥であることが好ましい。汚泥乾燥部１１では、下水処理場１の汚泥脱水機２などである程度脱水された汚泥３を乾燥し、乾燥汚泥１２を得ることがより好ましい。
脱水汚泥の含水率は通常は７０〜８５質量％である。脱水汚泥は、脱水ケーキといわれることがあり、固形状のものであっても流動性を有するものであってもよい。脱水汚泥が流動性を有する場合、流動性の程度は特に限定されないが、吸引車、所謂、バキュームカーにより吸い上げることができればよい。本発明における搬送部に搬送される乾燥汚泥の搬送手段が車両であるか、または汚泥熱回収装置がさらに汚泥乾燥部を備え、汚泥乾燥部に搬送される汚泥の搬送手段が車両であるかすることが好ましい。

汚泥乾燥部で行う乾燥は、炭化処理であっても、炭化を伴わない単なる乾燥処理であってもよい。炭化を伴わない単なる乾燥処理であることが好ましい。
汚泥乾燥部としては特に制限は無く、炭化式汚泥乾燥部であっても、蒸気式汚泥乾燥部であってもよい。蒸気式汚泥乾燥部であることが好ましい。汚泥熱回収装置が、固形燃料ボイラーから得られる蒸気を汚泥乾燥部に供給（返送）する配管を有し、蒸気式汚泥乾燥部での乾燥を返送蒸気を用いて行うことが、ＣＯ_２排出量を削減できる観点からより好ましい。なお、補助的に重油などの化石燃料を用いて加熱してもよい。乾燥温度は、１００〜３００℃であることが好ましく、１２０〜２００℃であることがより好ましく、１４０〜１６０℃であることが特に好ましい。
汚泥熱回収装置が、発電機から得られる電力を汚泥乾燥部に供給する配線を有し、汚泥乾燥部での乾燥および搬送などを返送電力を用いて行うことが、ＣＯ_２排出量を削減できる観点から好ましい。

乾燥汚泥の水分含有率が５〜４０質量％であることが、固形燃料の真発熱量を制御しやすい観点から好ましい。２０〜４０質量％であることがより好ましい。２５〜３５質量％であることがさらに好ましい。水分含有率は、５０ｇの測定対象物（例えば乾燥汚泥）を１０５℃に調整した任意の乾燥機内に２０時間保持し、この乾燥処理によって減った質量を水分として算出して求める値を意味するものとする。

＜搬送部＞
本発明では、搬送部が少なくとも乾燥汚泥を固形燃料ボイラーに搬送する。
汚泥熱回収装置が少なくとも搬送部および固形燃料ボイラーをこの順で一体化して備えていることが、乾燥汚泥の搬送距離を短くすることができ、搬送コストの面およびＣＯ_２排出量を削減できる観点から好ましい。搬送部の一方の端部が汚泥乾燥部に直接連結していることが好ましい。また、搬送部の他方の端部が固形燃料ボイラーに直接連結していることが好ましい。
搬送部の搬送手段としては特に制限はないが、ベルトコンベア、スクリューフィーダー、風送（配管）、ポンプ圧送、道路（車両）などを挙げることができる。例えば、コンベアによって固形燃料ボイラーの上部に搬送することが好ましい。コンベアとしては、ＲＰＦ搬送用コンベアまたは石炭搬送用コンベアであることが、既存の設備を活用してコストを抑制する観点から好ましい。
コンベアは、塩素等に対する腐食対策がなされたコンベアであることが好ましい。ＲＰＦ搬送用コンベアは、塩化ビニルを含むプラスチックを用いられるように塩素等に対する腐食対策が通常されている。これに対し、石炭搬送用コンベアは塩素等に対する腐食対策が不十分であることが多い。そのため、石炭搬送用コンベアよりも、ＲＰＦ搬送用コンベアを用いることが好ましい。
一方、搬送部および固形燃料ボイラー、または汚泥乾燥部、搬送部および固形燃料ボイラーは、同じ敷地内にあることが、処理コストを抑制できる観点から好ましい。また、搬送部は公共の道路ではないことが好ましく、道路ではないことがより好ましい。したがって、搬送部から固形燃料ボイラーまでの搬送手段、または汚泥乾燥部から固形燃料ボイラーまでの搬送手段が車両以外であることが、搬送コストの面および、ＣＯ_２排出量を削減できる観点から好ましい。
ただし、乾燥汚泥の全量が搬送部を介して固形燃料ボイラーに搬送されなくてもよい。例えば、汚泥乾燥部と搬送部の間または搬送部に汚泥熱回収装置の外部への搬送口を有しており、乾燥汚泥の一部を搬送口から車両などを用いて汚泥熱回収装置の外部に搬送し、他の施設や事業者に譲渡などできる態様も好ましい。
汚泥熱回収装置が、発電機から得られる電力を搬送部に供給する配線を有し、搬送部での搬送などを返送電力を用いて行うことが、ＣＯ_２排出量を削減できる観点から好ましい。

搬送部が好ましくは搬送部から固形燃料ボイラーまでの間、より好ましくは汚泥乾燥部から固形燃料ボイラーまでの間を密閉できることが好ましい。密閉状態で乾燥汚泥を固形燃料ボイラーに投入することにより、乾燥汚泥を搬送する場合の臭気および粉じんの抑制をよりしやすくなる。
密閉手段としては特に制限はなく、例えば搬送部を覆う筒状のカバーを設ける態様、内部を陰圧として臭気や煤塵の飛散防止とする態様などを挙げることができる。

（ＲＰＦ投入部）
搬送部４１は、ＲＰＦ投入部を備え、所望の割合で乾燥汚泥２２とＲＰＦ３１を混合できることが好ましい。
搬送部４１は、石炭投入部を備え、所望の割合で乾燥汚泥２２と石炭（不図示）を混合できることも好ましい。
搬送部は、乾燥汚泥が後述する好ましい態様における条件１Ａ、条件１Ｂまたは条件１Ｃを満たしやすくするように調整する観点から、プラスチック、紙およびペーパースラッジのうち少なくとも１種類を含むＲＰＦ、または石炭、ならびに、乾燥汚泥を固形燃料ボイラーに搬送することがより好ましい。ここで、搬送部が気流搬送によって石炭とともに乾燥汚泥を固形燃料ボイラーに搬送することが好ましい。具体的には、搬送部が乾燥汚泥の粉砕手段を有するか、または汚泥乾燥部をさらに備え、汚泥乾燥部が乾燥汚泥の粉砕手段を有するかすることが好ましい。粉砕手段としては粉砕機を用いることができる。また、乾燥汚泥を気流搬送することで、乾燥汚泥を粉砕して粒径を細かくすることができる。搬送部における乾燥汚泥の平均粒径は、特に限定されないが１０ｍｍ以下であることが好ましく、３ｍｍ以下であることがより好ましい。

本発明の好ましい態様では、固形燃料ボイラーに供給される全燃料の合計真発熱量をＱ^１とし、乾燥汚泥の真発熱量をＱ^２とする場合に、乾燥汚泥が下記条件１Ａ、条件１Ｂまたは条件１Ｃを満たすことが好ましい。これらの条件を満たすように乾燥汚泥を含む固形燃料を調整することにより、水分が水蒸気になった際の気化熱を調整して石炭と同程度の燃焼度合いとしつつ、高い熱量を得ることができる。
条件１Ａ：乾燥汚泥の水分含有率が２０質量％以下であり、１００％×Ｑ^２／Ｑ^１の値が４０％以下である。
条件１Ｂ：乾燥汚泥の水分含有率が２０質量％を超え３０質量％以下であり、１００％×Ｑ^２／Ｑ^１の値が２０％以下である。
条件１Ｃ：乾燥汚泥の水分含有率が３０質量％を超え４０質量％以下であり、１００％×Ｑ^２／Ｑ^１の値が１０％以下である。
なお、発熱量は、燃焼熱測定装置（ＩＫＡ社製、型式「Ｃ５００３」）により測定することができる。

ＲＰＦとは、通常、産業廃棄物のうち、マテリアルリサイクルが困難な廃プラスチックや古紙を原料とした高カロリー固形燃料を意味する。ＲＰＦ製造原料とは、このような通常のＲＰＦを製造するために用いることができる廃プラスチックや古紙を主成分とする原料を意味するが、すでに固形燃料の態様となっているＲＰＦも含まれるものとする。また、プラスチックおよび／または紙を主成分（プラスチックと紙との合計が概ね５０質量％以上の含有率とする）とする原料であれば、ＲＰＦ製造原料に含まれるものとする。
ＲＰＦ製造原料が含み得るプラスチック（廃プラスチックを含む。以下、同様。）の種類は特に限定されないが、燃焼により有毒ガスを生じないものが好ましい。例えばポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレンを用いることが好ましい。また、塩素等に対する腐食対策をした上で、塩化ビニルなどの塩素含有プラスチックを用いることも好ましい。プラスチックおよび紙（古紙を含む。以下、同様。）以外に、ＲＰＦ製造原料が含んでもよいものとして、例えば廃木材が挙げられる。

ペーパースラッジとは、製紙工場の排水処理汚泥（脱水汚泥）である。ペーパースラッジをその他の材料として用いる前に沈殿槽やロータリースクリーンで濃縮し、スクリュープレスやベルトフィルターで脱水してもよい。ペーパースラッジとしては、工場で発生するすべての排水処理汚泥を混合した混合汚泥、パルプ系の排水から加圧浮上装置や単純沈殿池、凝集沈殿池、繊維回収装置等で回収した繊維質を中心とした汚泥（ＤＩＰスラッジ）、活性汚泥装置で発生する余剰汚泥、抄紙工程のスクリーンリジェクト、クリーナーリジェクト、損紙、コートブローク、ドライブローク、もしくはウェットブロークを含む。例えばスクリーンで分離されずに排水から回収された繊維質としては、長さ０．１ｍｍに満たない繊維が含まれる。
本発明では、プラスチック、紙およびペーパースラッジのうち少なくとも１種類を含むＲＰＦ製造原料を用いることが好ましい。

＜固形燃料ボイラー＞
搬送部が固形燃料ボイラーの上部に接続されていることが好ましい。例えば、搬送部が固形燃料ボイラーの高さの上から３０％以内の領域に接続されていることが好ましく、上から２０％以内の領域に接続されていることがより好ましく、上から１０％以内の領域に接続されていることが特に好ましい。
固形燃料ボイラーの高さとしては特に制限はなく、例えば下限値は１０ｍ以上であることが好ましく、２０ｍ以上であることがより好ましく、４０ｍ以上であることが特に好ましい。上限値は例えば１００ｍ以下であることが好ましく、８０ｍ以下であることがより好ましく、６０ｍ以下であることが特に好ましい。

固形燃料ボイラーとしては特に制限はなく、バイオマスボイラーや化石燃料ボイラー（特に石炭ボイラー）を挙げることができる。固形燃料ボイラーはバイオマスボイラーであることが好ましい。
固形燃料ボイラーの燃焼方式としては特に制限はなく、流動床（流動層）炉、ストーカー炉、溶融炉、ロータリーキルン等を挙げることができる。これらの中でも、メンテナンスの観点から流動床炉が好ましい。流動床炉は、炉内温度管理の観点から循環流動床炉であることがより好ましい。
なお、固形燃料ボイラーとして、これらの炉を２つ以上組み合わせたものを用いてもよい。その場合、流動床炉およびストーカー炉をこの順で組み合わせたものが好ましい。

（追加燃料の投入部）
固形燃料ボイラー５１がさらに追加燃料の投入部５２を備えることが好ましい。
追加燃料５３が石炭、プラスチック、紙、木くずおよびゴムのうち少なくとも１種類を含むことが好ましい。追加燃料５３は、繊維屑などを含んでいてもよい。
乾燥汚泥を含む固形燃料２２と、他の追加燃料５３を固形燃料ボイラー５１に投入することにより、高い熱量を得ることができる。

（蒸気を供給する配管）
汚泥熱回収装置は、固形燃料ボイラー５１から得られる蒸気５５を汚泥乾燥部１１に供給（返送）する配管（不図示）を備えることが好ましい。この構成により、汚泥乾燥部における乾燥に投入するエネルギーの入手コストを低減し、エネルギー効率も高め、ＣＯ_２排出量を削減できる。
なお、これらの配管は、固形燃料ボイラーが発電機を備える場合は、発電機を通過した蒸気を使用できるように配置されることが好ましい。

（発電機）
固形燃料ボイラー５１がさらに発電機５６を備えることが好ましい。固形燃料ボイラー５１で発生した蒸気５５は、発電機５６のタービン（不図示）に供給され、発電に使用されることが好ましい。
汚泥熱回収装置１０１は、発電機５６から得られる電力５７を搬送部４１に供給するか、または汚泥熱回収装置１０１がさらに汚泥乾燥部１１を備え、汚泥乾燥部１１に供給するかすることが好ましい。汚泥乾燥部１１および搬送部４１のすべてに供給することがより好ましい。
この構成により、汚泥乾燥部および搬送部における乾燥に投入するエネルギーの入手コストを低減し、エネルギー効率も高め、ＣＯ_２排出量を削減できる。

＜その他の装置＞
汚泥熱回収装置は、その他の機能を有する部分を備えていてもよい。
例えば、臭気を処理する脱臭部、粉じんを処理する集じん部、減温塔、反応塔、灰ピット、排気を外部に排出できる煙突などの排気部、熱交換装置、静音装置、脱臭剤噴霧装置などを備えることが、通常は好ましい。

汚泥熱回収装置は、汚泥熱回収装置を構成するすべての設備が同一行政区域内にあることが好ましい。
下水処理場、乾燥事業および固形燃料ボイラーを一体化（設備的にも連通させ、所有者および事業者も同じ）することで、下水処理汚泥を一度も産業廃棄物とせずに固形燃料ボイラー燃料として用いることができる。

［汚泥熱回収システム］
本発明の汚泥熱回収システムは、本発明の汚泥熱回収装置および下水処理場を備え、下水処理場で得られる汚泥からなる乾燥汚泥を車両により搬送部に搬送するか、または汚泥熱回収装置がさらに汚泥乾燥部を備え、下水処理場で得られる汚泥を車両により汚泥乾燥部に搬送するかする。
図１では、汚泥燃料化システム１０２は、汚泥燃料化装置１０１および下水処理場１を備える。例えば、下水処理場１の汚泥脱水機２で得られる汚泥３を、車両により汚泥乾燥部１１に搬送することが好ましい。
下水処理場としては、通常の下水処理場を用いることができる。
汚泥脱水機としては特に制限はなく、公知の装置を用いることができ、従来公知の遠心分離機や、間接加熱方式や減圧加熱方式の乾燥機が挙げられる。また、脱水機としては、例えば、スクリュープレス、ベルトプレス、ベルトフィルター、遠心機が挙げられる。

本発明の汚泥熱回収システムは、汚泥熱回収装置および下水処理場が同一行政区域内にあることが好ましい。
公共団体が下水処理場を有する場合、下水処理場を有する公共団体（例えば、国、都道府県または市町村などの地方自治体）に対して、事業者（例えば、製紙工場などの工場や、発電所などを有する事業者）が固形燃料ボイラー部分の土地を貸与して、その土地に本発明の汚泥熱回収装置を設置する（汚泥乾燥部、搬送部を設置する）態様が好ましい。
本発明の汚泥熱回収システムは、汚泥熱回収装置および下水処理場を効率よく連携させて、汚泥を燃料として効率よくリサイクルさせることができる。また、短時間で容易に処理可能であるため、腐敗による臭気発生の問題を抑制することもできる。更に、固形燃料ボイラーで燃焼により発生する熱は、例えば、加熱を必要とする他施設等において利用することができる。
このような加熱を必要とする他施設としては、工場（好ましくは製紙工場）、発電所、花卉等を生育させるための温室等が挙げられる。
加熱を必要とする他施設は、汚泥熱回収装置に近接していることが、電力や蒸気を利用するコストを削減する観点から好ましい。

［汚泥熱活用型工場］
本発明の汚泥熱活用型工場は、本発明の汚泥熱回収装置または本発明の汚泥熱回収システムと、工場とを備え、固形燃料ボイラーから得られる蒸気を工場に供給する配管を備え、工場が製紙工場である。
図１では、汚泥熱活用型工場１０３は、（汚泥熱回収装置１０１を含む）汚泥熱回収システム１０２と、工場６１を備える。例えば、固形燃料ボイラー５１から得られる蒸気５５を工場６１に供給する配管（不図示）を備え、工場６１が製紙工場であることが好ましい。
汚泥熱活用型工場１０３は、固形燃料ボイラー５１がさらに発電機５６を備え、発電機５６から得られる電力５７を工場６１に供給することが好ましい。

下水処理場、汚泥乾燥部、搬送部、固形燃料ボイラーおよび工場を一体化（設備的に連通させる）することで、熱エネルギーの高度利用に資することができる。

１ 下水処理場
２ 汚泥脱水機
３ 汚泥
１１ 汚泥乾燥部
１２ 乾燥汚泥
２２ 乾燥汚泥由来の固形燃料
３１ ＲＰＦ、石炭
４１ 搬送部
５１ 固形燃料ボイラー
５２ 追加燃料の投入部
５３ 追加燃料
５５ 蒸気
５６ 発電機
５７ 電力
６１ 工場
１０１ 汚泥熱回収装置
１０２ 汚泥熱回収システム
１０３ 汚泥熱活用型工場

Claims (13)

1. 少なくとも搬送部および固形燃料ボイラーをこの順で備え、
   前記搬送部が少なくとも乾燥汚泥を前記固形燃料ボイラーに搬送する、汚泥熱回収装置。
2. 前記乾燥汚泥の水分含有率が５〜４０質量％である、請求項１に記載の汚泥熱回収装置。
3. 前記搬送部がプラスチック、紙およびペーパースラッジのうち少なくとも１種類を含むＲＰＦまたは石炭、ならびに、前記乾燥汚泥を前記固形燃料ボイラーに搬送する、請求項１または２に記載の汚泥熱回収装置。
4. 汚泥乾燥部をさらに備え、前記汚泥乾燥部で前記乾燥汚泥を得る、請求項１〜３のいずれか１項に記載の汚泥熱回収装置。
5. 前記搬送部が前記乾燥汚泥の粉砕手段を有するか、または汚泥乾燥部をさらに備え、前記汚泥乾燥部が前記乾燥汚泥の粉砕手段を有するかする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の汚泥熱回収装置。
6. 前記固形燃料ボイラーに供給される全燃料の合計真発熱量をＱ^１とし、前記乾燥汚泥の真発熱量をＱ^２とする場合に、前記乾燥汚泥が下記条件１Ａ、条件１Ｂまたは条件１Ｃを満たす、請求項１〜４のいずれか一つに記載の汚泥熱回収装置。
   条件１Ａ：乾燥汚泥の水分含有率が２０質量％以下であり、１００％×Ｑ^２／Ｑ^１の値が４０％以下である。
   条件１Ｂ：乾燥汚泥の水分含有率が２０質量％を超え３０質量％以下であり、１００％×Ｑ^２／Ｑ^１の値が２０％以下である。
   条件１Ｃ：乾燥汚泥の水分含有率が３０質量％を超え４０質量％以下であり、１００％×Ｑ^２／Ｑ^１の値が１０％以下である。
7. 前記搬送部が気流搬送によって石炭とともに前記乾燥汚泥を前記固形燃料ボイラーに搬送する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の汚泥熱回収装置。
8. 前記固形燃料ボイラーがさらに追加燃料の投入部を備え、
   前記追加燃料が石炭、プラスチック、紙、木くずおよびゴムのうち少なくとも１種類を含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載の汚泥熱回収装置。
9. 前記固形燃料ボイラーがさらに発電機を備え、
   前記発電機から得られる電力を前記搬送部に供給するか、または汚泥熱回収装置がさらに汚泥乾燥部を備え、前記汚泥乾燥部に供給するかする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の汚泥熱回収装置。
10. 前記搬送部に搬送される前記乾燥汚泥の搬送手段が車両であるか、または汚泥熱回収装置がさらに汚泥乾燥部を備え、前記汚泥乾燥部に搬送される汚泥の搬送手段が車両であるかする、請求項１〜９のいずれか１項に記載の汚泥熱回収装置。
11. 請求項１〜１０のいずれか１項に記載の汚泥熱回収装置および下水処理場を備え、
    前記下水処理場で得られる汚泥からなる乾燥汚泥を車両により前記搬送部に搬送するか、または汚泥熱回収装置がさらに汚泥乾燥部を備え、前記下水処理場で得られる汚泥を車両により前記汚泥乾燥部に搬送するかする、汚泥熱回収システム。
12. 請求項１〜１０のいずれか１項に記載の汚泥熱回収装置あるいは請求項１１に記載の汚泥熱回収システムと、
    工場とを備え、
    前記固形燃料ボイラーから得られる蒸気を前記工場に供給する配管を備え、
    前記工場が製紙工場である、汚泥熱活用型工場。
13. 前記固形燃料ボイラーがさらに発電機を備え、
    前記発電機から得られる電力を工場に供給する、請求項１２に記載の汚泥熱活用型工場。

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