JP2789988B2 - 公共下水汚泥ケーキの処理装置 - Google Patents

公共下水汚泥ケーキの処理装置

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JP2789988B2
JP2789988B2 JP5046009A JP4600993A JP2789988B2 JP 2789988 B2 JP2789988 B2 JP 2789988B2 JP 5046009 A JP5046009 A JP 5046009A JP 4600993 A JP4600993 A JP 4600993A JP 2789988 B2 JP2789988 B2 JP 2789988B2
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    • Y02P20/10Process efficiency
    • Y02P20/129Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines

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  • Coke Industry (AREA)
  • Gasification And Melting Of Waste (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、公共下水処理施設よ
り排出される公共下水汚泥ケーキを、コークス乾式消火
設備で焼却処理する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】我が国においては、河川の水質汚染防止
等環境に対する規制が厳しくなったことも相まって、市
町村での下水道の整備充実が進められており、その結
果、下水処理施設から排出される下水汚泥ケーキが増加
傾向にある。一方、各市町村では、下水汚泥ケーキの最
終処分地確保が年々困難となってきている情勢の下で
は、下水汚泥ケーキの焼却は極めて減量効果が大きな処
理法であって、不可欠の下水汚泥ケーキ処理プロセスと
なっている。また、下水汚泥ケーキの焼却は、結果的に
質的な著しい処理効果も期待できる。生成される灰は、
安全性、安定性が著しく向上しており、投棄のみならず
再利用を含めた処分を容易とする。
【0003】しかしながら、下水汚泥ケーキの焼却は、
燃焼炉を設置する必要があり、設備費用および消費エネ
ルギーの面から設置困難な場合がある。また、下水汚泥
ケーキの焼却炉の設置には、地元住民の強い反対にあっ
て設置場所を確保できない場合もある。このため、最近
では、下水汚泥ケーキ発生量に対して処理設備の能力が
全く追いつけない状況にある。このため、現状の対策と
しては、市町村の近辺および遠隔地において埋設処理が
行われているが、埋立地の量、環境問題、輸送費用等か
ら限界がある。
【0004】一方、工場排水の活性汚泥処理設備から排
出される余剰汚泥の処理方法としては、コークス乾式消
火設備の冷却塔内に、冷却塔下部またはガス循環路から
脱水処理した汚泥ケーキを吹き込んで処理する方法(特
公昭61−59800号公報)が提案されている。ま
た、コークス乾式消火設備においては、空気およびN2
の少なくとも一方に水を加えたガスをプリチャンバー内
へその外壁部から供給し、赤熱コークスとの反応により
CO、H2を多く含むガスを生成し、このガスをプリチ
ャンバーの上部から導管によりガスダクト内の循環ガス
と合流する方法(特開昭59−75981号公報)、冷
却塔の天井部からプリチャンバー内の赤熱コークスに注
水し、該注水により生成した水性ガス化反応ガスをプリ
チャンバーから吸引排気しつつ循環ガスにより冷却する
方法(特開平3−86788号公報)等が提案されてい
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記特公昭61−59
800号公報に開示の方法は、工場排水の活性汚泥処理
設備から排出される脱水処理した汚泥ケーキをコークス
乾式消火設備の冷却塔下部またはガス循環路から吹き込
んで処理するものであって、公共の下水処理施設から排
出される下水汚泥ケーキを処理するものではない。すな
わち、鉄鋼、金属、窯業などの工場排水の活性汚泥処理
設備から排出される余剰汚泥は、無機性汚泥であるのに
対し、公共の下水処理施設から排出される下水汚泥ケー
キは、有機性汚泥であって、前記余剰汚泥に比較してア
ンモニア、硫化水素、メタン等が発生し、悪臭を周囲近
辺に放散するため、防臭対策を講じなければ、コークス
乾式消火設備で処理することはできない。また、特開昭
59−75981号公報、特開平3−86788号公報
に開示の方法は、プリチャンバー内の赤熱コークスと水
とを水性反応させ、CO、H2を多く含むガスを生成さ
せるもので、公共の下水処理施設から排出される下水汚
泥ケーキを処理するものではない。
【0006】この発明の目的は、下水汚泥ケーキから発
生するアンモニア、硫化水素、メタン等の悪臭を周囲近
辺に放散することなく処理できる公共下水汚泥ケーキの
理装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく種々試験検討を重ねた。その結果、公共下
水処理施設から排出される下水汚泥ケーキをコークス乾
式消火設備のプリチャンバーの赤熱コークス上面に投入
し、焼却処理することによって、下水汚泥ケーキの蒸発
した水分が水性ガス化反応して可燃性のCO、H2を発
生し、廃熱ボイラーに導かれる煙道中で希釈空気と反応
して燃焼し、高温ガスとなって廃熱ボイラーで熱回収さ
れる。一方、赤熱コークスと接触して含有水分が殆ど蒸
発した下水汚泥ケーキは、大部分が塊コークスに粉状で
付着して高炉に送られて投入され、最終的に鉱滓スラグ
となる。残部は循環ガスに導かれてサイクロンでコーク
ス粉として回収され、焼結用または鋳物砂の原料とな
る。さらに下水汚泥ケーキから発生するアンモニア、硫
化水素、メタン等は、コークス乾式消火設備内での燃焼
によって極微量なSOx、NOx等になって大気排出さ
れ、一切悪臭を発しないことを見い出し、この発明に到
達した。
【0008】すなわちこの発明は、公共下水処理施設よ
り排出された公共下水汚泥ケーキの焼却処理装置におい
て、コークス乾式消火設備の近辺に設けた下部に切出機
を有し、開閉自在の密閉上蓋を有する公共下水汚泥ケー
キの貯留槽と、該貯留槽下端とコークス乾式消火設備の
プリチャンバーの装入蓋とを高圧輸送ポンプを介して連
結する配管系と、前記貯留槽の密閉上蓋とコークス乾式
消火設備の煙道とをブロワを介して連結する配管系とか
らなることを特徴とする公共下水汚泥ケーキの処理装置
である。
【0009】
【作用】 この発明の処理装置は、コークス乾式消火設備
の近辺に設けた下部に切出機を有し、開閉自在の密閉上
蓋を有する公共下水汚泥ケーキの貯留槽と、該貯留槽下
端とコークス乾式消火設備のプリチャンバーの装入蓋と
を高圧輸送ポンプを介して連結する配管系と、前記貯留
槽の密閉上蓋とコークス乾式消火設備の煙道とをブロワ
を介して連結する配管系とから構成されるから、コーク
ス乾式消火設備の近辺に設けた貯留槽への公共下水汚泥
ケーキ投入時以外は、貯留槽が密閉上蓋で密閉され、密
閉上蓋とコークス乾式消火設備の煙道とをブロワを介し
て連結する配管系によって、公共下水汚泥ケーキから発
生する悪臭を吸引してコークス乾式消火設備の煙道へ希
釈用空気として導入でき、公共下水汚泥ケーキの貯留槽
からの悪臭を近辺に放散させることはない。また、貯留
槽に貯留された公共下水汚泥ケーキは、下部の切出機で
切り出され、高圧輸送ポンプによりコークス乾式消火設
備のプリチャンバーの装入蓋まで配管輸送され、プリチ
ャンバーのコークス上面に投入されて焼却処理される。
【0010】
【実施例】実施例1 以下にこの発明の詳細を実施の一例を示す図1ないし図
3に基いて説明する。図1はこの発明の下水汚泥ケーキ
処理設備の系統図、図2は下水汚泥ケーキ切出し部をモ
ーター側から見た側断面図、図3は切出し機のスクリュ
ー断面図である。図1ないし図3において、1は図示し
ない公共下水処理施設の最終工程で遠心分離機またはフ
ィルタープレスによって水分70〜80%に脱水された
下水汚泥ケーキを、コークス乾式消火設備の近辺に設け
た下水汚泥ケーキ処理設備の貯留槽2まで輸送する輸送
トラック、3は貯留槽2の上面を密閉する密閉上蓋で、
シリンダー4を操作することによって密閉上蓋3が開閉
する。5は密閉上蓋3で密閉された貯留槽2内で下水汚
泥ケーキから発生する臭気を吸引する吸引フアンで、密
閉上蓋3とフレキシブルチューブ6を介して連結され、
吸引フアン5の吐出側は配管7を介してコークス乾式消
火設備の煙道8内への希釈空気供給管9と連結され、フ
アン5を作動すれば貯留槽2内で下水汚泥ケーキから発
生する臭気がコークス乾式消火設備の煙道8内への希釈
空気として吹込まれるよう構成する。
【0011】10は貯留槽2の下部に設置した下水汚泥
ケーキの切出機、11は切出機10の駆動用モーター
で、切出機10の駆動用モーター11を起動すれば、切
出機10のギアー12が回転し、相対するスクリュー1
3が図3に示すとおり回転し、貯留槽2に貯留された下
水汚泥ケーキ14が一定量切出される。15は切出機1
0で切出された下水汚泥ケーキ14を高圧輸送する油圧
プランジャーポンプ、16は油圧プランジャーポンプ1
5を作動させる油圧ユニット、17は油圧プランジャー
ポンプ15の吐出側に連結した高圧配管で、コークス乾
式消火設備のプリチャンバー18の装入蓋19とフレキ
シブルチューブ20を介して連結され、油圧ユニット1
6を作動して油圧プランジャーポンプ15を駆動すれ
ば、切出機10で切出された下水汚泥ケーキ14は油圧
プランジャーポンプ15により高圧輸送され、高圧配管
17、フレキシブルチューブ20を介してコークス乾式
消火設備のプリチャンバー18の装入蓋19からプリチ
ャンバー18内の赤熱コークス上面に添加されるよう構
成されている。なお、21は下水汚泥ケーキ14の投入
量監視のための高圧配管16に設けた流量計である。
【0012】22はコークス乾式消火設備のプリチャン
バー18に接続する冷却室、23は冷却室22の下部に
設けた循環冷却ガス吹込み装置、24は冷却室21の下
端に設けたコークス切出し装置である。循環冷却ガス吹
込み装置23から吹込まれた循環冷却ガスは、冷却室2
2を下降する赤熱コークスと接触して熱交換し、冷却室
22とプリチャンバー18の境界部周囲の小煙道からプ
リチャンバー18外周の円環煙道25に至り、煙道8で
一次除塵されたのち廃熱ボイラー26で熱回収され、サ
イクロン27で再度除塵されたのちブロワ28により吸
引されて再び冷却室22の循環冷却ガス吹込み装置23
から吹込まれる。一方、冷却室22内を降下する間に循
環冷却ガス吹込み装置23から吹込まれた循環冷却ガス
と熱交換して冷却されたコークスは、冷却室22の下端
に設けたコークス切出し装置24で切出され、高炉へ搬
送されるよう構成されている。
【0013】上記のとおり構成したことによって、図示
しない公共下水処理施設において輸送トラック1に積載
された下水汚泥ケーキは、貯留槽2まで搬送され、シリ
ンダー4を操作して密閉上蓋3を開放し、輸送トラック
1の荷台を傾転させることにより貯留槽2内に投入さ
れ、再びシリンダー4を操作して密閉上蓋3が密閉され
る。貯留槽2内の下水汚泥ケーキ14から発生する悪臭
は、吸引フアン5を起動することによって、フレキシブ
ルチューブ6、配管7を介して希釈空気供給管9から煙
道8内に希釈用空気として吹込まれる。貯留槽2から下
水汚泥ケーキ14を切出す場合は、コークス乾式消火設
備のプリチャンバー18での下水汚泥ケーキ14投入、
水性ガス化反応準備完了信号により、駆動用モーター1
1、油圧ユニット16が起動する。駆動用モーター11
の起動により切出機10のギアー12が回転して相対す
るスクリュー13、13が回転して貯留槽2内の下水汚
泥ケーキ14を一定量切出す。
【0014】切出された下水汚泥ケーキ14は、下部に
設置した油圧プランジャーポンプ15によって高圧配管
17、フレキシブルチューブ20を介してコークス乾式
消火設備のプリチャンバー18の装入蓋19からプリチ
ャンバー18内の赤熱コークス上面に添加される。プリ
チャンバー18内の赤熱コークス上面に添加された下水
汚泥ケーキ14は、水分が蒸発して水性ガス化反応によ
りCO、H2を発生しする。発生したCO、H2は、冷却
室22内に吹込まれて赤熱コークスとの熱交換により高
温となった循環冷却ガスと共に、円環煙道25から煙道
8を介して廃熱ボイラー26に導かれるが、煙道8にお
いて希釈空気供給管9から吹込まれる貯留槽2内の下水
汚泥ケーキ14から発生する悪臭を含む空気によって燃
焼し、さらに高温となって廃熱ボイラー26に導かれ、
熱回収される。
【0015】一方、プリチャンバー18内の赤熱コーク
ス上面に添加され水分が殆ど蒸発した下水汚泥ケーキ
は、大部分がコークス塊に粉状で付着し、冷却室22の
下端のコークス切出し装置24で切出され、高炉送りコ
ンベア29によって高炉に投入され、最終的に鉱滓スラ
グとなる。また、水分が殆ど蒸発した下水汚泥ケーキの
残部は、循環冷却ガスと共にサイクロン27に導かれ、
コークス粉として分離回収され、焼結用あるいは鋳物砂
原料となる。上記下水汚泥ケーキ14は、アンモニア、
硫化水素、メタン等の悪臭を発生するが、コークス乾式
消火設備のプリチャンバー18内の赤熱コークス上面へ
の添加による焼却によって、酸化反応してSOx、NO
x等になるが多量の循環冷却ガスにより希釈されるた
め、極微量となって大気中に放出される。このため、一
切悪臭を発生することはない。
【0016】実施例2 実施例1の下水汚泥ケーキ処理装置を使用し、表1に示
す正常の公共下水処理施設から排出された下水汚泥ケー
キを、コークス処理能力120t/Hrのコークス乾式
消火設備のプリチャンバーの赤熱コークス上面に1.4
t/Hrで添加し、燃焼処理した本発明と、下水汚泥
ケーキを添加しなかった従来1の場合、下水汚泥ケー
キに替えて水を添加した従来2の場合のそれぞれにつ
いて、比較試験を実施した。その結果を表2に示す。ま
た、コークス乾式消火設備から排出される循環余剰ガス
の成分組成を調査し、下水汚泥ケーキを添加した本発明
と水を添加した従来2の場合を比較して表3に示
す。なお、表1中でpH以外の単位のないものはすべて
ppmである。
【0017】
【表1】
【0018】
【表2】
【0019】
【表3】
【0020】表1に示す成分組成の公共下水汚泥ケーキ
は、コークス乾式消火設備のプリチャンバー内赤熱コー
クス上面に添加され、コークス乾式消火設備内での燃焼
酸化反応により殆どが粉状で塊コークスに付着し、コー
クスとして高炉へ搬送された。また、公共下水汚泥ケー
キ投入開始後の調査では、塊コークスの強度は公共下水
汚泥ケーキ投入開始前と変わらなかった。さらに、表2
に示すとおり、下水汚泥ケーキを添加した本発明の場
合は、水添加の従来2とほぼ同様のボイラー回収熱量
および余剰ガス熱量が得られた。また、表3に示すとお
り、下水汚泥ケーキから発生する悪臭成分を煙道で希釈
空気として導入し、燃焼せしめても、下水汚泥ケーキか
ら発生する悪臭成分が微量で、コークスから発生する支
配的であるため、下水汚泥ケーキ添加による成分変化は
見られなかった。したがって、下水汚泥ケーキから発生
する悪臭成分の燃焼による大気汚染成分増加は殆どな
い。
【0021】
【発明の効果】以上述べたとおり、この発明によれば、
公共下水処理施設から排出される下水汚泥ケーキを、周
辺に悪臭を発散させることなく、焼却処理できると共
に、コークス乾式消火設備における回収熱量を増加で
き、さらに下水汚泥ケーキ焼却による灰分の処理も特に
必要としない等多くの利点を有している。なお、本発明
においては、公共下水処理施設から排出される下水汚泥
ケーキを、単独でコークス乾式消火設備で焼却する場合
について述べたが、工場排水の活性汚泥処理設備からの
余剰汚泥等と混合して処理できることは云うまでもな
い。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の下水汚泥ケーキ処理設備の系統図で
ある。
【図2】下水汚泥ケーキ切出し部をモーター側から見た
側断面図である。
【図3】切出し機のスクリュー断面図である。
【符号の説明】
1 輸送トラック 2 貯留槽 3 密閉上蓋 4 シリンダー 5 吸引フアン 6、20 フレキシブルチューブ 7 配管 8 煙道 9 希釈空気供給管 10 切出機 11 駆動用モーター 12 ギアー 13 スクリュー 14 下水汚泥ケーキ 15 油圧プランジャーポンプ 16 油圧ユニット 17 高圧配管 18 プリチャンバー 19 装入蓋 21 流量計 22 冷却室 23 循環冷却ガス吹込み装置 24 コークス切出し装置 25 円環煙道 26 廃熱ボイラー 27 サイクロン 28 ブロワ 29 高炉送りコンベア
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C02F 11/00 - 11/20 F23G 7/00 C10G 1/00 - 57/18

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 公共下水処理施設より排出された公共下
    水汚泥ケーキの焼却処理装置において、コークス乾式消
    火設備の近辺に設けた下部に切出機を有し、開閉自在の
    密閉上蓋を有する公共下水汚泥ケーキの貯留槽と、該貯
    留槽下端とコークス乾式消火設備のプリチャンバーの装
    入蓋とを高圧輸送ポンプを介して連結する配管系と、前
    記貯留槽の密閉上蓋とコークス乾式消火設備の煙道とを
    ブロワを介して連結する配管系とからなることを特徴と
    する公共下水汚泥ケーキの処理装置。
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