JP3211113B2 - 脱水汚泥を原料とする軽量骨材の製造方法 - Google Patents

脱水汚泥を原料とする軽量骨材の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、浄水場で発生した汚泥
や、河川、湖沼等に堆積したヘドロ、下水処理場で発生
した汚泥等を建設資材に資源化し利用する技術に関し、
さらに詳しくは、上記汚泥を脱水処理してなる脱水汚泥
を原料として軽量骨材を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】浄水場において、沈殿池等に沈殿した汚
泥は、脱水処理が施された後、その大部分は埋立て処理
されていた。また、河川、湖沼等に堆積したヘドロは、
ポンプによる吸引やショベルによる掘削等の機械的手段
によって集められ、そのまま天日乾燥したり、セメント
や凝固剤と混合して固化せしめられた後、埋立て処理さ
れていた。下水処理場で発生した下水汚泥も、脱水処理
後、埋立て処分されていた。また、汚泥の他の処分方法
として、これを脱水した後に、一定水分迄機械乾燥後、
土壌改良材として、あるいは、有機肥料として、緑農用
に使用していた。また、一方では、湖沼ヘドロの場合、
これを乾燥、脱水後、微粉砕し、水分を添加して、造粒
後、９５０℃以上の高温で焼結し、比重の大きい強度の
ある骨材を得る方法（特許第１４５２２３９号）や、下
水汚泥の場合は、脱水、乾燥、焼却した後、微粉砕し、
アルコール廃液と混合し、調湿後、乾燥し、約１．０５
０℃で焼成し、人工細骨材とする方法等がある。あるい
は、下水汚泥を赤泥等と混合成形し、軽量骨材する技術
も提案されている（特公昭４２−２２６３８号）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記骨材化技
術は、原料汚泥を微粉砕可能程度迄乾燥し、微粉砕後、
一定粒度に造粒し焼成するか、更には他の物質、例えば
赤泥や石灰質物、粘土質物を添加して成型し、高温焼成
している（特公昭４７−２９７１０号、４４−２３８３
９号等）。本発明は、上記の点に鑑み、これら汚泥以外
の物質を何ら添加することなく、更なる水分添加や造粒
操作もせず、強度の大きい軽量骨材を経済的に製造する
方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明による軽量骨材の
製造方法は、上記目的を達成すべく工夫されたものであ
り、高温焼成して発泡性ある脱水汚泥を粗砕する解砕工
程と、該解砕汚泥を含水率約１０％以下に乾燥させる乾
燥工程と、乾燥品を１０００〜１３００℃の高温で焼成
する焼成工程とより成るものである。
【０００５】各工程で発生した微粉はセメント原料とし
て用いることもできる。
【０００６】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説
明する。
【０００７】浄水場の沈殿池では、水中の浮遊物質（Ｓ
Ｓ）が凝集し、沈殿し易いように、凝集剤が添加され
る。凝集剤としては、ポリ塩化アルミニウム（ＰＡ
Ｃ）、ポリ硫酸アルミニウム等の高分子系凝集剤、消石
灰等の石灰系凝集剤が使われている。この凝集剤が発泡
性に大きく影響を与える。この沈殿物を重力脱水機や圧
力脱水機で脱水し、脱水汚泥を得る。
【０００８】圧力脱水機で脱水した汚泥は、含水率５０
〜６５％の脱水汚泥になるが、これは脱水機より排出さ
れると、一般に手のひら大のフィルターケーキになる。
これを原料として用いる。原料にはフィルターケーキ以
外のものは添加しない。
【０００９】製品が得られるまでの各工程は図１に示す
とおりであって、本発明の方法は解砕工程、乾燥工程、
一次篩分工程、焼成工程、二次篩分工程及び微粉造粒工
程から成る。 (a) 解砕工程 手のひら大のフイルターケーキを、解砕機を用いて、所
定粒度以下、例えば径１０ｍｍ以下の大きさに、解砕す
る。
【００１０】(b) 乾燥工程 この乾燥工程によりフィルターケーキを含水率５０〜６
５％が約１０％以下になる迄乾燥させる。この際、乾燥
ケーキの含水率は、製品骨材の強度を大きく左右するた
め、極力、低減させることが肝要である。また、乾燥機
としては、バンド式熱風乾燥機を使用したが、回転式熱
風乾燥機や振動揺動式熱風乾燥機も使用できる。熱風温
度は、熱経済的にはより高温が良いが、汚泥の性状、例
えば有機物等の可燃物の含有量や燃焼性から、１５０〜
２００℃が望ましい。
【００１１】(c) 一次篩分工程 焼成工程前で乾燥汚泥を篩分けする。
【００１２】一次篩分の目的は次の通りである。すなわ
ち、次工程の焼成工程において、高温で焼成物の表面が
溶融化するため、それらの溶着がし易くなる。特に、微
粒子が、そのバインダーの役割をするため、焼成工程の
運転が困難になる。これを避けるために、焼成工程前で
乾燥汚泥を篩分けする。また、焼成後の製品骨材粒度目
標に合わせて、微粒分を除去する目的で、焼成工程前で
乾燥汚泥を篩分けする。
【００１３】(d) 焼成工程 焼成温度１０００〜１３００℃で、汚泥を焼成する。こ
こで、重要な点は、(1) 汚泥（フィルターケーキ）を内
部発泡させること、(2) 粒子表面を溶融固化することで
ある。従って、汚泥そのものが発泡する性質を有するこ
とが必要で、汚泥中の凝集剤としても使用された物質、
例えば、アルミニウムや石灰あるいは鉄分の含有量およ
びその性状が重要である。この発泡によって、製品の軽
量化が達成される。製品の強度は、内部の発泡構造と共
に、粒子表面の溶融固化層により確保される。
【００１４】この間の粒子間溶着を防ぐため、焼成工程
では急速加熱を行うことが大切であり、ロータリーキル
ン使用の焼成では、２０〜４０分程度の滞留時間が望ま
しい。この焼成によって得られた粒子の構造は、図２に
示すように、発泡構造をなす芯部(1) と、これの表面を
覆う溶融固化層(2) とからなる。
【００１５】このように、本発明の方法では、この汚泥
自体の発泡性を利用して、焼成前に汚泥の粉砕や、造粒
操作をせずに、所定の軽量骨材を製造することができ
る。
【００１６】(e) 二次篩分工程 焼成製品は、冷却後、二次篩分工程に送られ、本工程で
二次スクリーンにかけられ、適当な粒度を有するものが
製品として選り分けられる。
【００１７】ここで、一定粒度以下、例えば径０．１５
ｍｍ以下のサイズのものは、上記一次篩分工程、乾燥工
程、焼成工程の塵埃ダストや一次篩分工程のアンダーサ
イズと共に、微粉造粒工程に送られ、処理される。
【００１８】(f) 微粉造粒工程 本工程では、各工程で発生した少量の微粉に水分を添加
し、調湿し、適当な粒度に造粒する。造粒物は前記乾燥
工程に戻しても、あるいは直接焼成工程へ投入してもよ
い。
【００１９】また、各工程で発生した微粉をセメント製
造工場においてセメント原料の一部として使用すること
もできる。
【００２０】
【発明の効果】本発明による軽量骨材の製造方法は、上
記の如く構成されているので、汚泥自体の発泡性を利用
することができ発泡剤等の添加剤を使用する必要がな
く、経済的な軽量骨材製造プロセスである。
【００２１】また、少量の微粉造粒工程を除き、汚泥の
粉砕工程や造粒工程が必要でなく、プロセスが簡単であ
る。
【００２２】更に、微粉汚泥をセメント原料等に使用す
れば、プロセスを一層単純化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を示すフローシートである。
【図２】焼成粒子の構造を示す断面図である。
フロントページの続き (72)発明者 大塩 勝啓 大阪市此花区西九条５丁目３番28号 日 立造船株式会社内 (56)参考文献 特開 昭57−106561（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−23476（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−44116（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−98700（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C04B 7/00 - 28/36 C02F 11/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 高温焼成して発泡性ある脱水汚泥を粗砕
    する解砕工程と、該解砕汚泥を含水率約１０％以下に乾
    燥させる乾燥工程と、乾燥品を１０００〜１３００℃の
    高温で焼成する焼成工程とより成る、脱水汚泥を原料と
    する軽量骨材の製造方法。
  2. 【請求項２】 各工程で発生した微粉をセメント原料と
    して用いる請求項１記載の方法。
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