JP3356859B2 - 汚泥の処理方法 - Google Patents

汚泥の処理方法

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JP3356859B2 JP02980294A JP2980294A JP3356859B2 JP 3356859 B2 JP3356859 B2 JP 3356859B2 JP 02980294 A JP02980294 A JP 02980294A JP 2980294 A JP2980294 A JP 2980294A JP 3356859 B2 JP3356859 B2 JP 3356859B2
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、セメント焼成炉で汚
泥を焼却することにより汚泥を処理する方法に関し、特
にセメント焼成で発生する窒素酸化物の低減を図りなが
排ガス中のアンモニア、アルデヒド、シアン化水素を
検出させないようにした汚泥の処理方法に関する
【0002】
【従来の技術】汚泥の処分は、従来から液状汚泥のま
ま、脱水汚泥、乾燥汚泥、コンポスト化などの形で海洋
投棄、農地還元、埋立などが行われてきた。
【0003】しかしながら、汚泥はこれらの形態で処分
すると悪臭ガスを発散する上に、現状では処理処分地の
確保が困難となっている。このため、焼却して臭気が出
ないようにして減容化する方法が次第に処理方法の主流
となってきているが、こうした場合でも燃焼排ガス中の
NOX の発生や多量の補助燃料の使用、焼却施設のメイ
ンテナンス、焼却灰の処分といったことが新たな問題と
なってきている。
【0004】このため、脱水汚泥をセメント工場に運
び、ここで脱水汚泥に生石灰を混合して乾燥させ、この
際に発生するガスを焼成炉に供給して脱硝剤として利用
するとともに、乾燥した汚泥をセメント焼成炉に供給す
ることが提案されている(特開平3−98700号)。
しかしながら、この方法は下水処理場で発生する脱水汚
泥をそのまま貨物車両などでセメント工場に供給する必
要があり、搬送時に悪臭の発生、発酵による汚泥の変
質、ガス・漏出水の発生などの問題があり、実用化には
困難な事情があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、汚泥を臭
気の発生を抑制した汚泥乾燥粉末としてこれをセメント
焼成炉で焼却処分し、その際に排ガス中の窒素酸化物の
低減を図り、しかも排ガス中にアンモニア、アルデヒ
ド、シアン化水素を検出しないようにしたものである
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明は、有機性廃水
処理して得られる含水率40〜85%の脱水汚泥に、
生石灰を脱水汚泥の固形分重量比で300〜1000%
加え混合撹拌して熟成し含水率を10%以下とした汚泥
乾燥粉末をセメント焼成炉に供給して燃焼させるに当た
り、汚泥乾燥粉末を、セメント焼成炉の500℃以上の
高温部に供給して、その燃焼ガスをセメント焼成炉の5
00℃以上の高温部を通過するようにして、排ガス中の
窒素酸化物を低減させるとともに排ガス中にアンモニ
ア、アルデヒド、シアン化水素が検出されないようにし
たことを特徴とする汚泥の処理方法(請求項1)および
汚泥乾燥粉末に対し、さらに褐炭を乾燥し微粉砕した褐
炭(A)10〜100重量部に、褐炭を900℃以下で
乾留し微粉砕した褐炭(B)を0〜90重量部を混合し
た褐炭加工粉末を1〜10%加えることを特徴とする
求項1に記載の汚泥の処理方法(請求項2)である。以
下にこれらの発明をさらに説明する。
【0007】この発明で用いる脱水汚泥は、都市下水の
外に工場などから排出される有機性廃水の処理残渣で、
含水率を40〜85%としたものである。従来の機械脱
水では含水率が40%未満とすることは出来ず、これ以
下の含水率とするには乾燥が必要となり脱水処理に費用
がかかり、また含水率が85%を超えるとその後の生石
灰による熟成を行っても必要な乾燥をするには大量の生
石灰が必要となる。
【0008】次に、これに脱水汚泥の固形分重量比で3
00〜1000%の生石灰を加え混合撹拌し熟成する。
これによって生石灰は消石灰となりその発熱で汚泥の水
分は除去され、水分10%以下に乾燥された汚泥乾燥粉
末が得られる。ここに用いられる生石灰はCaOが70
%以上で好ましくは軟焼の生石灰を用いる。その使用量
が脱水汚泥固形分に対して300%未満では必要な乾燥
を行うことが出来ず、また悪臭の除去が不十分となる。
生石灰が1000%を超えて添加すると生石灰が余剰と
なり不必要なコスト上昇を招く。
【0009】上記の処理で汚泥の含水率を10%以下と
する。含水率が10%を超えると悪臭の発生も生じ、ま
た汚泥に粘着性が生じハンドリングに支障を来す恐れが
ある。さらに好ましい含水率は5%である。
【0010】ここに得られた含水率10%以下の乾燥し
た汚泥乾燥粉末はついで焼却処理するが、本発明ではこ
れをセメント焼成炉で行い、その際発生するガスが焼成
炉の500℃以上の高温部を通過するようにする。これ
によって、ここに発生するガスがセメント焼成時に発生
するガス中の窒素酸化物と反応して窒素酸化物を低減す
るとともに、排ガス中にアンモニア、アルデヒド、シア
ン化水素を検出しないようにしたものである。ここにお
ける反応はガス温度が500℃以上であることが必要で
ある。好ましくは550℃以上、さらに好ましくは60
0℃以上である。このため乾燥した汚泥粉末をセメント
焼成炉の500℃以上の高温部であるキルンの仮焼炉の
燃料供給部から供給することが好ましい。 請求項2の発
明は、汚泥乾燥粉末に対し、さらに褐炭を乾燥し微粉砕
した褐炭(A)10〜100重量部に、褐炭を900℃
以下で乾留し微粉砕した褐炭(B)を0〜90重量部混
合した褐炭加工粉末を1〜10%加えるものである。こ
れは、汚泥乾燥粉末にはなお少しのアンモニア臭その他
の悪臭が残存するので、作業環境を更に改善しこの臭気
成分をセメント焼成排ガス中の窒素酸化物を低減させる
ために使うことを目的とし、上記の褐炭加工粉末をこれ
に加えて臭気発生を防止するものである。
【0011】ここで用いる褐炭(A)は、褐炭を100
〜200℃で乾燥したものを圧力500〜1000kg/
cm2 で加圧して微粉砕したものが好ましい。褐炭の乾燥
は、100〜200の加熱蒸気を用いて80℃前後に
加熱することが好ましい。さらに、この乾燥した褐炭を
上記圧力で加圧することによって、褐炭の細孔が緻密に
なってアンモニア、トリメチルアミンのような塩基性の
悪臭ガスの吸着性が一層優れたものとなるとともに、ハ
ンドリングも良好になる。
【0012】また褐炭(B)は、上記で得られた褐炭を
600〜900℃で乾留したものである。この処理をし
た褐炭(B)は、分子中の酸素がCO2 、CO、H2
として脱気し、表面は還元状態を呈するようになる。こ
のため硫化水素、メチルメルカブタンなどのような酸性
の悪臭ガスにすぐれた脱臭を期待することができる。本
発明では、上記の褐炭(A)10〜100重量部に褐炭
(B)を0〜90重量部を混合した褐炭加工粉末を用い
る。即ち、褐炭(A)単味でもよいが、褐炭(A)10
〜100重量部に褐炭(B)90重量部未満混合したも
のでもよい。こうした褐炭加工粉末は、汚泥乾燥粉末に
1〜10%添加混合するが、褐炭加工粉末の添加量が1
%未満では添加した効果が認め難く、また10%を超え
て添加する必要がない。
【0013】褐炭添加前の汚泥乾燥粉末の臭気はすでに
大幅に低減されているので、これに褐炭(A)を単独で
添加しただけでも残存するアンモニア臭は殆ど除去され
るが、これにさらに褐炭(B)を併用すると、アンモニ
ア臭だけでなく硫化物臭気も除去され、これによって汚
泥の脱臭はほぼ十分に達成されたといってよいものとな
る。
【0014】褐炭(A)と褐炭(B)の配合比を、前者
100重量部に対し、後者が0〜90重量部としたの
は、硫化物臭は弱くその除去が必要でない場合が多くあ
ることに加え、仮にこれを除去する場合でも、褐炭
(A)100重量部に対し褐炭(B)は90重量部未満
で足りるためである。
【0015】汚泥乾燥粉末に上記の褐炭加工粉末を添加
したものは、上述したと同様にしてセメント焼成炉で燃
焼処理を行う。
【0016】
【作用】この発明は脱水汚泥の含有水分を用い、これと
生石灰を反応する際の発熱で脱水汚泥を乾燥させて汚泥
乾燥粉末とし、そのハンドリング性を向上し同時に悪臭
の大幅な低減を図るものであり、またこれにさらに褐炭
加工粉末を添加して悪臭をより確実に防止してセメント
焼成炉に供給して焼却処分を行い、その際に発生するガ
スで排ガス中の窒素酸化物を除去するとともに、排ガス
中にアンモニア、アルデヒド、シアン化水素を検出しな
いようにしたものである
【0017】以下にこの発明に関連する事例をあげて更
に説明する
【0018】(事例1〜4) 下水処理濃縮汚泥をろ過試験機を用いて各種に脱水し、
含水率76.5%の脱水汚泥2種と、含水率85.5%
の脱水汚泥2種を調整した。これら2種の脱水汚泥を二
つに分けそれぞれ1kgとした。これに表1に示す割合で
生石灰JIS 特号品を添加して実験用撹拌機で5分間急速
撹拌したのち、1時間の緩速撹拌をそれぞれ行い混合熟
成した。これによって表1に示すような含水率の汚泥乾
燥粉末を得た。この汚泥乾燥粉末の臭気は少なく、通常
の方式で搬送、焼却する場合には作業環境の悪化に悩ま
されるといったことはない程度であったが、なお若干の
臭気が残存していた。
【0019】これらの汚泥乾燥粉末の各200gを50
0ccのポリびんに入れ蓋を閉め2分間びんをふって混合
した。10分経過後蓋を開け、ガスを採取してガスクロ
でアンモニアと二硫化メチル濃度を測定した。この結果
を表1に示した。
【0020】(比較例1〜2) 対脱水汚泥に対する生石灰重量比を本願発明で規定した
範囲の上下限を外れたもので、その他の条件は事例1〜
4と同様としたものである。比較例1は粘着性があり、
これを圧送するには適さなかった。
【0021】
【表1】 事例5〜7事例 1〜3の汚泥乾燥粉末に対し、褐炭(A)と褐炭
(B)を重量比で10:0(事例5)、6:4(事例
6)、1:9(事例7)で混合した褐炭加工粉末を1%
添加した。このもののアンモニアおよび二硫化メチルを
事例1と同様にして測定した。結果を表2に示した。
【0022】
【表2】 事例8) 下水を脱水処理した含水率80.5%の脱水汚泥10kg
に、生石灰JIS 特号品9kgを添加し、これを横軸型撹拌
機で5分間急速撹拌したのち1時間の緩速撹拌を行い混
合熟成を行った。ここに得られた汚泥乾燥粉末は16kg
で、その含水率は8.3%、全窒素0.44%、アンモ
ニア性窒素0.02%であった。
【0023】この汚泥乾燥粉末200を500ccのポ
リびんに入れ蓋をしめて2分間混合し、その後10分間
経過してから蓋をあけ検知管でアンモニア濃度を測定し
たところ28ppm が検知された。
【0024】次にこの汚泥乾燥粉末を200g ずつ4つ
の500ccのポリびんに分けて入れ、さらに市販の各種
脱臭剤ならびに事例5で用いたと同じ褐炭加工粉末を表
3に示す割合で添加して混合した。このもののアンモニ
ア濃度を測定して表3に示した。なお、表3に示す褐炭
加工粉末を3%添加して混合したものをそれぞれポリび
んに入れ、3日および7日経過した後にアンモニア濃度
を測定したところ、いずれもゼロであった。
【0025】
【表3】
【0026】
【実施例】(実施例1〜2) 下水を脱水して得られた含水率85.5%、全窒素5.
6%、アンモニア性窒素1.5%の脱水処理汚泥100
kgに生石灰JIS 特号品を100kg添加し、パグミルで5
分間急速撹拌したのち、1時間の緩速撹拌を行い混合熟
成を行った。これによって得られた汚泥乾燥粉末は16
5kgで、その含水率は5.6%、全窒素は0.44%、
アンモニア性窒素は0.02%であった。
【0027】その後、この汚泥乾燥粉末を80kgずつに
2分してその一方をそのままとし、他の80kgの方に
5で用いたと同じ褐炭8kgを添加混合し、脱硝剤とし
ての適性試験を4段サイクロン仮焼炉付原料予熱装置を
有するセメント焼成ミニプラントを用いて行った。
【0028】実験は、汚泥の添加を一切行わない従来の
運転を比較例3として、サイクロン仮焼炉下部の約10
00℃の部位にセメント原料に対して4.5%の割合で
汚泥乾燥粉末を供給し運転を行った(実施例1)。さら
に、汚泥乾燥粉末に対し、事例5で用いた褐炭乾燥粉末
を添加混合した粉末をサイクロン仮焼炉下部の約100
0℃の部位にセメント原料に対して4.5%の割合で汚
泥乾燥粉末を供給し運転を行った(実施例2)。運転時
の排ガス中の窒素酸化物を測定し表4に示した。
【0029】
【表4】 (実施例3) 混合撹拌槽と熟成槽からなる実証プラント(能力、脱水
汚泥200kg/hr)で、含水率85.5%の脱水汚泥
と石灰を混合熟成して汚泥乾燥粉末54tを製造した。
これを石灰原料中の汚泥乾燥粉末の比率を2.3%に設
定して、キルン窯尻の4000t/day の4段サイクロ
ン仮焼炉下部の約1000℃の部位に供給したところ、
アンモニア、アルデヒド、シアン化水素は従来と同じよ
うに全く変わりなく検出されなかったが、同時に排ガス
中の窒素酸化物濃度が最大20%減少した。
【0030】なお、上記の汚泥乾燥粉末を上記の4段サ
イクロン仮焼炉下部の原料予熱装置を有するセメント焼
成炉の最上段サイクロンに供給したところ、EP出口排
気および主煙突排気中にアンモニア、アルデヒド、シア
ン化水素の濃度がいずれも僅かに増加する傾向が認めら
れた。
【0031】
【発明の効果】この発明は、脱水汚泥を生石灰の消化に
伴う発熱で乾燥粉末とするので、簡便な方法でその含水
率を10%以下とした乾燥粉末とすることが出来、その
ハンドリングが格段に向上するとともに、これを容易に
セメント焼成炉で燃焼してその残渣をセメント原料とす
ることができるようになった。
【0032】また、これをセメント焼成炉で燃焼するこ
とによって、汚泥乾燥粉末の中に含まれている有機体窒
素やアンモニアによって排ガス中の窒素酸化物の低減が
図られるとともに、アンモニア、アルデヒド、シアン化
水素を検出しないようにできるという副次的な作用効果
も期待することができることが分かった。
【0033】さらに、汚泥乾燥粉末にさらに褐炭加工粉
末を少量添加することによって、アンモニア臭、硫化物
臭も確実に防ぐことができるようになったものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C02F 11/14 ZAB C02F 11/14 ZABC F23G 5/02 ZAB F23G 5/02 ZABD (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F23G 7/00 C02F 11/00 C02F 11/14 F23G 5/02

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】有機性廃水を処理して得られる含水率40
    〜85%の脱水汚泥に、生石灰を脱水汚泥の固形分重量
    比で300〜1000%加え混合撹拌して熟成し含水率
    を10%以下とした汚泥乾燥粉末をセメント焼成炉に供
    給して燃焼させるに当たり、汚泥乾燥粉末を、セメント
    焼成炉の500℃以上の高温部に供給して、その燃焼ガ
    スをセメント焼成炉の500℃以上の高温部を通過する
    ようにして、排ガス中の窒素酸化物を低減させるととも
    に排ガス中にアンモニア、アルデヒド、シアン化水素が
    検出されないようにしたことを特徴とする汚泥の処理方
  2. 【請求項2】汚泥乾燥粉末に対し、さらに褐炭を乾燥し
    微粉砕した褐炭(A)10〜100重量部に、褐炭を9
    00℃以下で乾留し微粉砕した褐炭(B)を0〜90重
    量部を混合した褐炭加工粉末を1〜10%加えることを
    特徴とする請求項1に記載の汚泥の処理方法。
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