JP2502172B2 - 集塵ダスト処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、下水、し尿あるいは産業廃水等の排水処理
で生成する汚泥を溶融炉で焼却溶融する際、溶融炉から
排出される集塵ダストを回収処理するためのダスト処理
方法に関する。

「従来の技術」 従来、下水およびし尿処理等の廃水処理で生成する汚
泥の処理方法の１つとして、乾燥汚泥を焼却溶融し、溶
融固化物とする処理方法が知られている。

この焼却溶融による汚泥処理方法では、汚泥を乾燥機
によって含水率10％以下まで乾燥し、乾燥した汚泥を解
砕機に送って一定の粒度とし、その汚泥を、さらに旋回
流溶融炉等の溶融炉に送って焼却溶融し、減容した汚泥
を溶融固化物（以下、スラグという）とする方法であ
る。

このような焼却溶融による汚泥処理方法は、汚泥等の
減容や無公害化の面で優れ、また処理の最終残留物であ
るスラグが砕石あるいは砂利に似た物性を持つことか
ら、建築資材などとしても一部利用されるようになり、
非常に利点の多い優れた処理方法である。

しかし、この処理方法でのスラグ化率は、90〜95％で
あり、残りの５〜10％は溶融炉から排出される排ガス中
に多量のダストとして浮遊し、排出されてしまう。

この排ガス中のダストはそのまま排出すると大気汚染
の原因となり、特にダスト中に有害物質が混在している
恐れもあることからそのまま排出することができない。
そこでこの排ガス中のダストを回収処理するための様々
な集塵ダストの処理対策が研究されている。

このような従来の集塵ダスト処理方法としては、含塵
ガスに旋回運動を与え、遠心力によってガスからダスト
を分離捕集するサイクロン集塵法や、コロナ放電によっ
て含塵ガス中のダストに電荷を与え、この帯電ダストを
電気力によって分離捕集する電気集塵法などによって集
塵後、その集塵ダストを乾燥汚泥に混入し、再び旋回流
溶融炉に吹き込む乾式集塵法があった。また他の方法と
して排気ガスを湿式電気集塵法やスクラバー集塵法によ
り処理する湿式集塵法があった。

「発明が解決しようとする課題」 しかし上記乾式法では、集塵ダストが元々微細なた
め、乾燥汚泥に混入したダストの大部分が再び飛散し、
スラグとしての回収が十分期待できないうえ、排気ガス
中のダスト濃度はかえって増大していき、ダストが次第
に処理プラント中の配管内や熱交換機などの機器に付着
してしまい、熱交換機の熱交換率が低下してしまうなど
の問題が生じていた。

また湿式集塵法では、集塵過程に水が介在するため、
ダストが排水側に移行することになるが、そのダスト中
に万一重金属などの有害物質が混入している場合には、
その有害物質が排水中に溶解することになり、この排水
を新たに処理しなければならない。

この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、汚泥
を焼却溶融する際に生ずる集塵ダストのうち、特に飛散
しやすい微細なダストを効率良く回収し、最終排気ガス
中のダストを効果的に極力減少させることができる集塵
ダスト処理方法の提供を目的としている。

「課題を解決するための手段」 本発明は、乾燥汚泥を溶融炉で焼却溶融する際に、溶
融炉から排出される排ガス中のダストを回収処理するダ
スト処理方法において、上記排ガス中から分離回収した
集塵ダストを、乾燥前の湿汚泥中に混入して該湿汚泥に
付着させ、更に、上記汚泥を、上下に配設された複数の
棚と、棚上の上記汚泥を極めて低速で攪拌するとともに
下段の棚に順次落下させる攪拌羽根とを備え、最上段の
棚上に供給された上記汚泥を下段の棚に順次落下させつ
つ乾燥混練する多段乾燥機で乾燥させた後、旋回流溶融
炉に戻すことにより上記問題の解決を図るものである。

以下、図面を参照して本発明によるダスト処理方法の
一例について詳細に説明する。

第１図は本発明方法を実施するのに好適に使用される
装置の一例を示すもので、図中符号１は湿汚泥槽、２は
湿汚泥、３は多段乾燥機、４は解砕機、５は旋回流溶融
炉、６は電気集塵機を示す。

湿汚泥槽１には湿汚泥２が貯留され、その湿汚泥２を
スクリューフィーダー７で一定量ずつ搬出し、コンベア
９に載せる。コンベア９は、その湿汚泥２を重量計量式
フィーダー10まで運び、さらに重量計量式フィーダー10
は湿汚泥２を多段乾燥機３へ一定量ずつ供給する。次い
で湿汚泥２を多段乾燥機３内で乾燥混練して乾燥汚泥と
する。

この多段乾燥機３は、第２図に示すように、湿汚泥投
入口18と、投入された汚泥を一定量ずつ棚20の上に供給
するスクリューフィーダー19、棚上の汚泥を撹拌する撹
拌羽根21、熱媒蒸気供給口22、蒸気出口23、乾燥汚泥取
り出し口24を備えて構成されている。

この多段乾燥機３では、各棚20の撹拌羽根21を極めて
低速で回転させ、熱媒蒸気供給口22から熱媒蒸気を送り
込んだ状態で、湿汚泥投入口18から湿汚泥を投入する。
湿汚泥はスクリューフィーダー19により最上段の棚20に
移送され、棚20の撹拌羽根21はこの汚泥を極めて低速で
撹拌しつつ逐次水平方向に移動させ、各棚の開口を経て
上段の棚から下段の棚に向けて順次撹拌移送し、この間
に汚泥を乾燥する。

このようにして乾燥混練した汚泥は、スクリューフィ
ーダー12およびコンベア13を介して、乾燥汚泥貯留槽14
に搬入される。乾燥汚泥貯留槽14に搬入された乾燥汚泥
11は、解砕機４にて燃焼溶融に適した粒径に破砕する。
破砕した汚泥は旋回流溶融炉５内に燃焼空気とともに吹
き込み焼却溶融する。

この旋回流溶融炉５は第３図で示すように、乾燥汚泥
供給口25と、燃焼空気供給口27、一次炉26、二次炉28、
二次空気供給口29、排気ガス出口30を備えて構成されて
いる。この旋回流溶融炉５では、破砕された乾燥汚泥を
乾燥汚泥供給口25から一次炉26内に吹き込み、同時に燃
焼空気供給口27から高温の燃焼空気を吹き込んで旋回燃
焼する。こうして完全燃焼した灰分は炉壁を伝って流下
し、未燃焼分はそのまま旋回流に乗り、二次炉28に到達
する。二次炉28では、二次空気供給口29から、新たに燃
焼空気が吹き込まれ、未燃焼の乾燥汚泥を完全燃焼す
る。さらに、完全燃焼した灰分は溶融固化してスラグ15
となり、取り出される。炉中に送り込まれた空気は、排
ガス出口30より排出されるが、一部の乾燥汚泥はスラグ
とならず、ダストとしてこの排ガス中に混在している。

次に、この排ガス中のダストを電気集塵機６に送り込
んで集塵する。ここで使用される集塵機はコロナ放電に
よって含塵ガス中のダストに電荷を与え、この帯電ダス
トを電気力によって分離捕集する電気集塵機が好まし
い。

この電気集塵機６によって集塵されたダストは、コン
ベア16によって湿汚泥槽１またはコンベア９の受入れホ
ッパー８に送られて湿汚泥２に混入される。ここでは湿
汚泥と集塵ダストの接触効率を高めるために、湿汚泥に
直接集塵ダストを送入し、練り合わせるようにして集塵
ダストの付着混入を行うことが望ましい。

このようにして集塵ダストを付着混入された湿汚泥は
前述のように、多段乾燥機３による乾燥混練、解砕機４
による破砕、旋回流溶融炉５による焼却溶融、電気集塵
機６による集塵、集塵ダストの湿汚泥への混入という一
連の工程を繰り返して焼却溶融処理され、集塵されたダ
ストは高効率でスラグ化される。

この集塵ダスト処理方法においては、溶融炉より排出
される排ガス中のダストを常に回収して湿汚泥に付着混
入することにより、回収ダストが旋回流溶融炉５で飛散
して排ガス中に再混入することなくダストをプラント系
内で処理できるので、ダストのスラグ化率が高まり、最
終排ガス中のダスト量も少なくすることができ、プラン
トのクローズドシステム化を図ることができる。

またダストのスラグ化率が高まり、排ガス中のダスト
が低く抑えられるため、汚泥処理プラント中の配管内や
熱交換機17などの機器へのダストの付着が抑えられ、熱
交換機の熱交換率低下などの問題が解消される。

しかも、特に第２図に示すような構成の多段乾燥機３
を用いることにより、旋回流溶融炉５で発生しやすい微
細なダストの処理効率が上昇する。これは、多段乾燥機
３では攪拌回転が極めて低速で、かつ汚泥を上段の棚か
ら下段の棚に順次落下させつつ乾燥を行うので、乾燥機
中におけるダストの激しい動きが防止されて微細なダス
トが飛散し難くなるためである。

また、本発明の集塵ダスト処理方法においては、回収
した集塵ダストを、混入しようとする汚泥が乾燥前の湿
汚泥の状態であれば、どの工程から戻してもよい。

（実施例） 本発明に係る実施例として第４図のＡで示す集塵ダス
トの処理プロセスを実施した。湿汚泥槽の湿下水汚泥は
多段乾燥機に送り込み、ここで乾燥混練して乾燥汚泥と
した。さらに解砕機により約5mm以下に粉砕された乾燥
汚泥を125kg/h（灰分として50kg/h）で旋回流溶融炉に
供給できるように各装置を調整した。供給した乾燥汚泥
を溶融炉で燃焼溶融してスラグ化した。溶融炉より排出
された排ガス中のダストは、コロナ放電によって含塵ガ
ス中のダストに電荷を与え、この帯電ダストを電気力に
よって分離捕集する電気集塵機により集塵し、その集塵
ダストは湿汚泥に付着混入させた。上記の操作が安定し
て行なわれていることを確認したのち、旋回流溶融炉の
炉出口のダスト重量（4a）、生成したスラグの重量（4
b）と集塵機で回収した集塵ダスト重量（4c）及び排気
ガス中のダスト重量（4d）をそれぞれ一定時間毎に測定
し、その平均値を算出した。また併せて熱交換機の熱交
換率を測定した。

（比較例１） この比較例１では湿汚泥の乾燥工程から排ガス中のダ
ストの集塵工程までは実施例と同様の処理工程である
が、第４図中符号Ｂで示すように集塵したダストを再利
用しないで廃棄した。

この比較例１についても実施例と同様に、旋回流溶融
炉の炉出口のダスト重量（4a）、生成したスラグの重量
（4b）、集塵機で回収した集塵ダスト重量（4c）及び排
気ガス中のダスト重量（4d）についてそれぞれ一定時間
毎にその重量を測定し、平均値を算出した。また熱交換
機の熱交換率についても同様に測定した。

（比較例２） 比較例２では、湿汚泥の乾燥工程から排ガス中のダス
トの集塵工程までは、実施例と同様の処理工程である
が、第４図中符号Ｃで示すように集塵したダストを乾燥
前の湿汚泥ではなく、乾燥後の乾燥汚泥に混入した。

この比較例２についても、実施例及び比較例１と同様
に、旋回流溶融炉の炉出口のダスト重量（4a）、生成し
たスラグの重量（4b）、集塵機で回収した集塵ダスト重
量（4c）及び排気ガス中のダスト重量（4d）についてそ
れぞれ一定時間毎にその重量を測定し、平均値を算出し
た。また熱交換機の熱交換率についても同様に測定し
た。

これらの結果を表１に示す。

表１から明らかなように、本発明に係る実施例の方法
を用いると、集塵ダストを乾燥前の湿汚泥に混入するこ
とにより、ダストをそのまま廃棄する比較例１に比較し
て、スラグ量を大幅に向上させることができ、しかも混
入されたダストは湿汚泥にしっかりと付着して十分にス
ラグ化されるため、比較例２のように混入したダストが
旋回流溶融炉内で再び飛散してしまうようなことはな
い。そのため炉出口のダスト量及び排ガス中のダスト量
は増加することはなく、ほぼ比較例１と同等のレベルに
抑えることができた。また熱交換機の熱交換率について
も、比較例２では熱交換率が、およそ20％も低下したが
本実施例ではその低下がみられず、安定した運転が可能
であった。

なお本実施例においては、電気集塵機を用いたが、乾
式の集塵機であれば、例えばサイクロン式集塵機など他
の集塵機の使用も可能である。

「発明の効果」 以上述べたように、本発明による集塵ダスト処理方法
では、排ガス中から分離回収した集塵ダストを乾燥前の
湿汚泥中に混入して集塵ダストを該湿汚泥に付着混合さ
せて回収することにより、回収ダストが溶融炉５で飛散
して排ガス中に再混入することなくダストをプラント系
内で処理できるので、ダストのスラグ化率が高まり、最
終排ガス中のダスト量も少なくすることができ、プラン
トのクローズドシステム化を図ることができる。

またダストのスラグ化率が高まり、排ガス中のダストが
低く抑えられるため、汚泥処理プラント中の配管内や熱
交換機などの機器へのダストの付着が抑えられ、熱交換
機の熱交換率低下などの問題が解消される。

特に、本発明では、微細なダストの回収に適した、上
下に配設された複数の棚と、棚上の上記汚泥を極めて低
速で攪拌するとともに下段の棚に順次落下させる攪拌羽
根とを備えた多段乾燥機を、微細なダストが発生しやす
い旋回流溶融炉と組み合せて集塵ダストを処理すること
により、特に乾燥時における微細なダストの飛散と、そ
れに伴う処理効率の低下が防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は，本発明の集塵ダスト処理方法を実施する装置
の一例を示す概略構成図、第２図は、第１図で示す装置
で用いた多段乾燥機の断面図、第３図は、第１図で示す
装置で用いた旋回流溶融炉の断面図、第４図は、実施例
を説明するためのフローシートである。 １……湿汚泥槽、２……湿汚泥、３……多段乾燥機、４
……解砕機、５……旋回流溶融炉、６……電気集塵機。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】乾燥汚泥を溶融炉で焼却溶融する際に該溶
   融炉から排出される排ガス中のダストを回収処理する集
   塵ダスト処理方法において、上記ダストを上記排ガス中
   から分離回収して得た集塵ダストを、乾燥前の湿汚泥中
   に混入して該湿汚泥に付着させ、更に、上記汚泥を、上
   下に配設された複数の棚と、棚上の上記汚泥を極めて低
   速で攪拌するとともに下段の棚に順次落下させる攪拌羽
   根とを備え、最上段の棚上に供給された上記汚泥を下段
   の棚に順次落下させつつ乾燥混練する多段乾燥機で乾燥
   させた後、旋回流溶融炉に戻すことを特徴とする集塵ダ
   スト処理方法。