JP3440821B2 - 燐を含む有機性汚泥の処理方法 - Google Patents
燐を含む有機性汚泥の処理方法Info
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- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE
- B09B3/00—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G2209/00—Specific waste
- F23G2209/30—Solid combustion residues, e.g. bottom or flyash
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、下水処理場や屎尿
処理場などにおいて発生する燐を含む有機性汚泥の処理
方法に関する。
処理場などにおいて発生する燐を含む有機性汚泥の処理
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】燐を
含む有機性汚泥が大量に発生する下水処理場において
は、その有機性汚泥（下水汚泥）を脱水し、次いで焼却
する処理を行なった後、その焼却灰の殆どを埋め立て処
分している。しかし、年々、最終処分場の確保が困難に
なり、その不足が深刻化するにしたがって、汚泥を焼却
した灰の有効利用が要望されるようになってきた。この
ような状況において、下水汚泥の焼却灰がセメント原料
として使用可能な成分組成であることに着目され、一部
のものがセメント原料として使用されている。そして、
今後、汚泥焼却灰がセメント原料として問題なく使用で
きるものであると判断されれば、セメントの生産量が極
めて大量であることから、多量の汚泥焼却灰が有効利用
されるようになるものとして期待されている。
含む有機性汚泥が大量に発生する下水処理場において
は、その有機性汚泥（下水汚泥）を脱水し、次いで焼却
する処理を行なった後、その焼却灰の殆どを埋め立て処
分している。しかし、年々、最終処分場の確保が困難に
なり、その不足が深刻化するにしたがって、汚泥を焼却
した灰の有効利用が要望されるようになってきた。この
ような状況において、下水汚泥の焼却灰がセメント原料
として使用可能な成分組成であることに着目され、一部
のものがセメント原料として使用されている。そして、
今後、汚泥焼却灰がセメント原料として問題なく使用で
きるものであると判断されれば、セメントの生産量が極
めて大量であることから、多量の汚泥焼却灰が有効利用
されるようになるものとして期待されている。
【０００３】しかし、下水汚泥には燐が含まれていて、
燃焼残渣である焼却灰には、下水汚泥中の燐が濃縮され
た状態で残留していると言う問題があり、この燐の存在
が下水汚泥の焼却灰をセメント原料として使用する場合
の大きな障害になっている。燐はセメントの凝結を遅延
させる成分であり、所定量以上の燐を含有するものはセ
メント原料として不適なものである。このため、セメン
ト原料として使用される汚泥焼却灰は、ごく一部ものに
限られている。
燃焼残渣である焼却灰には、下水汚泥中の燐が濃縮され
た状態で残留していると言う問題があり、この燐の存在
が下水汚泥の焼却灰をセメント原料として使用する場合
の大きな障害になっている。燐はセメントの凝結を遅延
させる成分であり、所定量以上の燐を含有するものはセ
メント原料として不適なものである。このため、セメン
ト原料として使用される汚泥焼却灰は、ごく一部ものに
限られている。
【０００４】表１は通常の下水汚泥焼却灰の一般的な組
成を示すものである。この表のように、下水汚泥焼却灰
の燐含有率は汚泥を濃縮処理する際に添加する凝集剤の
種類によって異なり、石灰を添加したもの（石灰系汚泥
焼却灰）よりも高分子凝集剤を添加したもの（高分子系
汚泥焼却灰）の方が多量の燐（Ｐ2 Ｏ5 ）を含有してい
る。又、高分子系汚泥焼却灰の中でも、下水を脱燐処理
をした際に発生した汚泥の焼却灰には、表２に示すよう
に、さらに多量の燐が含まれている。このため、上記の
ような各種の焼却灰のうち、セメント原料として有効利
用される焼却灰は燐の含有率が低いものだけに限定され
ている。なお、セメント原料として許容される燐（Ｐ2
Ｏ5 ）の含有率は１０％程度であるとされている。
成を示すものである。この表のように、下水汚泥焼却灰
の燐含有率は汚泥を濃縮処理する際に添加する凝集剤の
種類によって異なり、石灰を添加したもの（石灰系汚泥
焼却灰）よりも高分子凝集剤を添加したもの（高分子系
汚泥焼却灰）の方が多量の燐（Ｐ2 Ｏ5 ）を含有してい
る。又、高分子系汚泥焼却灰の中でも、下水を脱燐処理
をした際に発生した汚泥の焼却灰には、表２に示すよう
に、さらに多量の燐が含まれている。このため、上記の
ような各種の焼却灰のうち、セメント原料として有効利
用される焼却灰は燐の含有率が低いものだけに限定され
ている。なお、セメント原料として許容される燐（Ｐ2
Ｏ5 ）の含有率は１０％程度であるとされている。
【０００５】
【表１】
【０００６】
【表２】
【０００７】ところで、下水汚泥の発生量の推移をみる
と、その量は下水道の普及とともに年々増加している。
又、閉鎖水域などにおいては、排水中に含まれる燐など
によって富栄養化の問題が引き起こされており、これに
対処した排水規制はさらに強化されるものと予想され
る。このため、今後の下水処理においては、脱燐処理を
する割合が一層増加するものと思われる。又、汚泥を濃
縮処理する際の添加剤としては、汚泥発生量が少ない高
分子凝集剤を使用する傾向にある。従って、今後の下水
処理においては、汚泥発生量が増加するとともに、ます
ます燐の含有率が高いものが排出されるようになり、セ
メント原料に供することができない汚泥の焼却灰が多量
に排出されることになる。
と、その量は下水道の普及とともに年々増加している。
又、閉鎖水域などにおいては、排水中に含まれる燐など
によって富栄養化の問題が引き起こされており、これに
対処した排水規制はさらに強化されるものと予想され
る。このため、今後の下水処理においては、脱燐処理を
する割合が一層増加するものと思われる。又、汚泥を濃
縮処理する際の添加剤としては、汚泥発生量が少ない高
分子凝集剤を使用する傾向にある。従って、今後の下水
処理においては、汚泥発生量が増加するとともに、ます
ます燐の含有率が高いものが排出されるようになり、セ
メント原料に供することができない汚泥の焼却灰が多量
に排出されることになる。
【０００８】本発明は、燐が除去され、セメント原料と
して使用可能な処理物が得られる、燐を含む有機性汚泥
の処理方法を提供することを目的とする。
して使用可能な処理物が得られる、燐を含む有機性汚泥
の処理方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、第一の発明においては、燐を含む有機性汚泥を脱
水し、乾燥したものを、第１段の密閉型加熱炉へ装入し
て加熱し、汚泥中の有機物を炭化する処理を行い、この
処理物を第２段の密閉型加熱炉へ装入して加熱し、処理
物中の燐を元素燐の形態にして揮散させる処理を行な
う。
めに、第一の発明においては、燐を含む有機性汚泥を脱
水し、乾燥したものを、第１段の密閉型加熱炉へ装入し
て加熱し、汚泥中の有機物を炭化する処理を行い、この
処理物を第２段の密閉型加熱炉へ装入して加熱し、処理
物中の燐を元素燐の形態にして揮散させる処理を行な
う。
【００１０】第二の発明においては、第一の発明におい
て、汚泥中の有機物を炭化する処理を４００℃〜７００
℃で行う。
て、汚泥中の有機物を炭化する処理を４００℃〜７００
℃で行う。
【００１１】第三の発明においては、第一の発明又は第
二の発明において、汚泥中の燐を元素燐の形態にして揮
散させる処理を１０００℃〜１２５０℃で行う。
二の発明において、汚泥中の燐を元素燐の形態にして揮
散させる処理を１０００℃〜１２５０℃で行う。
【００１２】本発明者らは、下水汚泥中の燐を除去する
方法について検討したが、汚泥の状態のままでは燐を除
去することは困難であるので、まず、汚泥を焼却して灰
化し、その焼却灰から燐を除去する方法についての実験
に着手した。この実験の結果、汚泥を焼却した後、その
焼却灰に炭素源を加えて加熱するだけで、焼却灰中の燐
化合物が還元され、燐が揮散することを見出した。図２
はその実験結果を示す図であり、加熱温度と処理灰中の
燐（Ｐ2 Ｏ5 ）の含有率との関係を示したものである。
方法について検討したが、汚泥の状態のままでは燐を除
去することは困難であるので、まず、汚泥を焼却して灰
化し、その焼却灰から燐を除去する方法についての実験
に着手した。この実験の結果、汚泥を焼却した後、その
焼却灰に炭素源を加えて加熱するだけで、焼却灰中の燐
化合物が還元され、燐が揮散することを見出した。図２
はその実験結果を示す図であり、加熱温度と処理灰中の
燐（Ｐ2 Ｏ5 ）の含有率との関係を示したものである。
【００１３】この実験においては、表３に示す組成の焼
却灰に炭素源として黒鉛の粉末を混合し、管状電気炉へ
装入して窒素気流中で３０分間加熱した。加熱温度は７
００℃〜１２５０℃の間で種々変えた。そして、電気炉
から取り出した処理灰中のＰ 2 Ｏ5を分析した。
却灰に炭素源として黒鉛の粉末を混合し、管状電気炉へ
装入して窒素気流中で３０分間加熱した。加熱温度は７
００℃〜１２５０℃の間で種々変えた。そして、電気炉
から取り出した処理灰中のＰ 2 Ｏ5を分析した。
【００１４】
【表３】
【００１５】図２によれば、約９００℃以上に加熱する
と、燐の揮散が始まり、１０００℃に加熱すると、処理
灰中の燐（Ｐ2 Ｏ5 ）は約１／３が揮散する。このた
め、Ｐ 2 Ｏ5含有率が表３に示す値よりも低い焼却灰で
あれば、１０００℃に加熱することによって、処理灰中
に残留するＰ2 Ｏ5は１０％以下になり、セメント原料
として使用されている焼却灰のＰ2 Ｏ5含有率と同程度
の値になる。
と、燐の揮散が始まり、１０００℃に加熱すると、処理
灰中の燐（Ｐ2 Ｏ5 ）は約１／３が揮散する。このた
め、Ｐ 2 Ｏ5含有率が表３に示す値よりも低い焼却灰で
あれば、１０００℃に加熱することによって、処理灰中
に残留するＰ2 Ｏ5は１０％以下になり、セメント原料
として使用されている焼却灰のＰ2 Ｏ5含有率と同程度
の値になる。
【００１６】なお、加熱温度が高くなるにしたがって、
Ｐ2 Ｏ5 の除去率は上昇するが、１１００℃を超える
と、焼却灰の一部が溶融し始め、１２５０℃を超える温
度領域まで加熱すると、比較的多量の焼却灰が溶融して
加熱炉の炉壁に付着するようになるので、加熱温度の上
限は１２５０℃程度にする必要がある。そして、Ｐ2 Ｏ
5 の揮散率を更に上げ、かつ溶融物の付着が起らない安
定的な操業を実施しようとする場合には、加熱温度は１
１００℃〜１２００℃程度の範囲にすることが望まし
い。
Ｐ2 Ｏ5 の除去率は上昇するが、１１００℃を超える
と、焼却灰の一部が溶融し始め、１２５０℃を超える温
度領域まで加熱すると、比較的多量の焼却灰が溶融して
加熱炉の炉壁に付着するようになるので、加熱温度の上
限は１２５０℃程度にする必要がある。そして、Ｐ2 Ｏ
5 の揮散率を更に上げ、かつ溶融物の付着が起らない安
定的な操業を実施しようとする場合には、加熱温度は１
１００℃〜１２００℃程度の範囲にすることが望まし
い。
【００１７】焼却灰を加熱する炉は、外気の流入が遮ら
れて酸化雰囲気にならないようにすることができ、炉内
温度を１０００〜１２５０℃に保持することができるも
のであれば、バッチ式のものでも、連続式のものでもよ
い。連続式の加熱炉としては、例えば、外熱式のキルン
炉を使用することができる。
れて酸化雰囲気にならないようにすることができ、炉内
温度を１０００〜１２５０℃に保持することができるも
のであれば、バッチ式のものでも、連続式のものでもよ
い。連続式の加熱炉としては、例えば、外熱式のキルン
炉を使用することができる。
【００１８】焼却灰の加熱・還元処理に際しては、焼却
灰、例えば、下水汚泥焼却灰の組成は、表１及び表２に
示すように、汚泥の処理方法によって非常に異なり、さ
らに発生地域によっても異なるので、必要に応じて成分
調整をする必要がある。焼却灰中の燐は燐酸カルシウム
や燐酸アルミニウムなどの化合物として存在しているも
のとされているが、これらの化合物は炭素源の存在下で
加熱されると、（１）式及び（２）式の反応が進行する
ものと考えられる。 ２Ｃａ3（ＰＯ4）2＋６ＳｉＯ2＋１０Ｃ ＝６ＣａＯ・ＳｉＯ2＋１０ＣＯ＋Ｐ4 ・・・（１） ４ＡｌＰＯ4＋１０Ｃ＝２Ａｌ2Ｏ3＋１０ＣＯ＋Ｐ4 ・・・（２）
灰、例えば、下水汚泥焼却灰の組成は、表１及び表２に
示すように、汚泥の処理方法によって非常に異なり、さ
らに発生地域によっても異なるので、必要に応じて成分
調整をする必要がある。焼却灰中の燐は燐酸カルシウム
や燐酸アルミニウムなどの化合物として存在しているも
のとされているが、これらの化合物は炭素源の存在下で
加熱されると、（１）式及び（２）式の反応が進行する
ものと考えられる。 ２Ｃａ3（ＰＯ4）2＋６ＳｉＯ2＋１０Ｃ ＝６ＣａＯ・ＳｉＯ2＋１０ＣＯ＋Ｐ4 ・・・（１） ４ＡｌＰＯ4＋１０Ｃ＝２Ａｌ2Ｏ3＋１０ＣＯ＋Ｐ4 ・・・（２）
【００１９】しかし、燐酸カルシウムは、（１）式に示
すように、ＳｉＯ2の共存下でなければ、炭素源を加え
ただけでは還元されないので、下水汚泥のうち、消石灰
と塩化第二鉄を添加して濃縮処理を行なった石灰系汚泥
焼却灰のような、ＣａＯを多量に含有する焼却灰を処理
する場合には、ＳｉＯ2源を添加して成分調整をする必
要がある。ＳｉＯ2源としては、ケイ石、石炭灰などの
ようなＳｉＯ2を多量に含む物質が使用され、焼却灰に
添加される。
すように、ＳｉＯ2の共存下でなければ、炭素源を加え
ただけでは還元されないので、下水汚泥のうち、消石灰
と塩化第二鉄を添加して濃縮処理を行なった石灰系汚泥
焼却灰のような、ＣａＯを多量に含有する焼却灰を処理
する場合には、ＳｉＯ2源を添加して成分調整をする必
要がある。ＳｉＯ2源としては、ケイ石、石炭灰などの
ようなＳｉＯ2を多量に含む物質が使用され、焼却灰に
添加される。
【００２０】上記の反応によって元素燐が揮散し、排ガ
ス中に含まれて排出されるので、排ガスの浄化処理を行
なう。排ガス中の燐を除去する方法としては、燐を元素
燐のままの状態で捕集する方法と、元素燐を燐酸の形態
に変換して捕集する方法とがある。
ス中に含まれて排出されるので、排ガスの浄化処理を行
なう。排ガス中の燐を除去する方法としては、燐を元素
燐のままの状態で捕集する方法と、元素燐を燐酸の形態
に変換して捕集する方法とがある。
【００２１】排ガス中の燐を元素燐のままで捕集する場
合には、排ガスを水と接触させて冷却する。冷却された
元素燐は凝縮し、溶融状態の黄燐として捕集される。
合には、排ガスを水と接触させて冷却する。冷却された
元素燐は凝縮し、溶融状態の黄燐として捕集される。
【００２２】又、元素燐を燐酸の形態にして捕集する場
合には、排ガスに空気を混合し、（３）式の反応によっ
て、排ガス中の元素燐を酸化して五酸化燐を生成させ
る。次いで、五酸化燐を含む排ガスを水と接触させ、
（４）式の反応によって、燐酸を生成させて水に吸収さ
せる。 Ｐ4＋５Ｏ2＝２Ｐ2Ｏ5 ・・・（３） Ｐ2Ｏ5＋３Ｈ2Ｏ＝２Ｈ3ＰＯ4 ・・・（４）
合には、排ガスに空気を混合し、（３）式の反応によっ
て、排ガス中の元素燐を酸化して五酸化燐を生成させ
る。次いで、五酸化燐を含む排ガスを水と接触させ、
（４）式の反応によって、燐酸を生成させて水に吸収さ
せる。 Ｐ4＋５Ｏ2＝２Ｐ2Ｏ5 ・・・（３） Ｐ2Ｏ5＋３Ｈ2Ｏ＝２Ｈ3ＰＯ4 ・・・（４）
【００２３】上記のように、汚泥を焼却してから加熱・
還元処理をすれば、燐が容易に除去されることが分っ
た。
還元処理をすれば、燐が容易に除去されることが分っ
た。
【００２４】次に、加熱・還元処理をする前に行なう汚
泥の前処理について検討した。この前処理は汚泥中の有
機物を除去するために行なうものであり、焼却すること
だけに限定されるものではない。本発明においては、種
々の検討結果に基づき、汚泥中の有機物を燃焼させない
で、炭化させる処理を行なう。汚泥を炭化させれば、有
機物が消失し、燐を除去する加熱・還元処理を行なうこ
とができるようになると共に、生成した炭素が次の段階
の加熱・還元処理において必要な炭素源として活用され
る。そして、汚泥を炭化処理したものは、処理物全体に
微細な炭素粒が均一に分布しているので、（１）式及び
（２）式による還元反応が効率よく行われる。
泥の前処理について検討した。この前処理は汚泥中の有
機物を除去するために行なうものであり、焼却すること
だけに限定されるものではない。本発明においては、種
々の検討結果に基づき、汚泥中の有機物を燃焼させない
で、炭化させる処理を行なう。汚泥を炭化させれば、有
機物が消失し、燐を除去する加熱・還元処理を行なうこ
とができるようになると共に、生成した炭素が次の段階
の加熱・還元処理において必要な炭素源として活用され
る。そして、汚泥を炭化処理したものは、処理物全体に
微細な炭素粒が均一に分布しているので、（１）式及び
（２）式による還元反応が効率よく行われる。
【００２５】通常の下水汚泥を炭化処理した場合、生成
した炭素だけで燐を除去する加熱・還元処理に必要な量
が賄われる。このため、通常の場合、前処理後の加熱・
還元処理に際し、炭素源を添加する必要はない。もし
も、汚泥が、加熱・還元処理に必要な炭素源を確保する
ことができないものである場合には、汚泥の炭化処理に
際し、籾殻や鋸屑などを添加し、炭素の生成量を増加さ
せる。あるいは、加熱・還元処理を行なう際に炭素源を
補給する。
した炭素だけで燐を除去する加熱・還元処理に必要な量
が賄われる。このため、通常の場合、前処理後の加熱・
還元処理に際し、炭素源を添加する必要はない。もし
も、汚泥が、加熱・還元処理に必要な炭素源を確保する
ことができないものである場合には、汚泥の炭化処理に
際し、籾殻や鋸屑などを添加し、炭素の生成量を増加さ
せる。あるいは、加熱・還元処理を行なう際に炭素源を
補給する。
【００２６】汚泥中の有機物を炭化する処理は、非酸化
雰囲気において、４００℃〜７００℃で行う。加熱温度
が４００℃未満であると、有機物の炭化が不十分になる
ので、加熱温度は４００℃以上であることが望ましい。
又、汚泥中の有機物は７００℃以内の加熱御温度で十分
に炭化されるので、それ以上に加熱すると、余分なエネ
ルギーを消費することになる。
雰囲気において、４００℃〜７００℃で行う。加熱温度
が４００℃未満であると、有機物の炭化が不十分になる
ので、加熱温度は４００℃以上であることが望ましい。
又、汚泥中の有機物は７００℃以内の加熱御温度で十分
に炭化されるので、それ以上に加熱すると、余分なエネ
ルギーを消費することになる。
【００２７】なお、汚泥の炭化処理においては、汚泥中
の有機物がすべて炭化されることが望ましいが、必ずし
も、すべての有機物を炭化しなければならない訳ではな
い。処理物中に若干の有機物が残っていたとしても、こ
の有機物は次の段階で加熱・還元処理された際に、炭化
され、炭素源として活用される。
の有機物がすべて炭化されることが望ましいが、必ずし
も、すべての有機物を炭化しなければならない訳ではな
い。処理物中に若干の有機物が残っていたとしても、こ
の有機物は次の段階で加熱・還元処理された際に、炭化
され、炭素源として活用される。
【００２８】焼却灰を加熱する炉は、加熱・還元処理の
場合と同様に、外気の流入が遮られて非酸化雰囲気にす
ることができ、炉内温度を４００℃〜７００℃に保持す
ることができるものであれば、バッチ式のものでも、連
続式のものでもよい。連続式の加熱炉としては、例え
ば、外熱式のキルン炉を使用することができる。
場合と同様に、外気の流入が遮られて非酸化雰囲気にす
ることができ、炉内温度を４００℃〜７００℃に保持す
ることができるものであれば、バッチ式のものでも、連
続式のものでもよい。連続式の加熱炉としては、例え
ば、外熱式のキルン炉を使用することができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の形態に係る
一例の説明図である。この実施の形態においては、下水
汚泥のような燐を含む有機性汚泥を脱水し、乾燥したも
のの粉末に、石油ピッチ、ポリビニールアルコール溶液
などの造粒助材を混合機１０へ装入して混合し、この混
合物を造粒機１１へ送って造粒する。この造粒物を、第
１段の密閉型加熱炉１２、例えば、外熱式キルン炉へ装
入して４００℃〜７００℃に加熱する。この加熱によっ
て、汚泥中の有機物が炭化され、多量の炭素を含む炭化
汚泥が得られる。加熱炉１２から排出されるガスは水素
や炭化水素類などを含む可燃性ガスであり、燃料として
使用され、加熱炉１２などに供給される。
一例の説明図である。この実施の形態においては、下水
汚泥のような燐を含む有機性汚泥を脱水し、乾燥したも
のの粉末に、石油ピッチ、ポリビニールアルコール溶液
などの造粒助材を混合機１０へ装入して混合し、この混
合物を造粒機１１へ送って造粒する。この造粒物を、第
１段の密閉型加熱炉１２、例えば、外熱式キルン炉へ装
入して４００℃〜７００℃に加熱する。この加熱によっ
て、汚泥中の有機物が炭化され、多量の炭素を含む炭化
汚泥が得られる。加熱炉１２から排出されるガスは水素
や炭化水素類などを含む可燃性ガスであり、燃料として
使用され、加熱炉１２などに供給される。
【００３０】次いで、上記の炭化汚泥を、第２段の密閉
型加熱炉２０、例えば、外熱式キルン炉へ装入して１０
００℃〜１２５０℃に加熱する。この加熱によって、炭
化汚泥中の燐化合物が還元されて元素燐が生成し、この
元素燐は燐の蒸気になって揮散する。そして、加熱炉２
０から燐が除去された処理灰が排出される。この処理灰
は燐の含有量が少なく、セメント原料に供することがで
きる品質のものになる。
型加熱炉２０、例えば、外熱式キルン炉へ装入して１０
００℃〜１２５０℃に加熱する。この加熱によって、炭
化汚泥中の燐化合物が還元されて元素燐が生成し、この
元素燐は燐の蒸気になって揮散する。そして、加熱炉２
０から燐が除去された処理灰が排出される。この処理灰
は燐の含有量が少なく、セメント原料に供することがで
きる品質のものになる。
【００３１】一方、揮散した元素燐の蒸気は排ガス中に
含まれて加熱炉２０から抜き出される。元素燐の蒸気を
含んだ排ガスは、燐を除去する排ガス処理工程３０へ送
られる。前述のように、排ガス中の燐を除去する方法と
しては、下記の２方法がある。
含まれて加熱炉２０から抜き出される。元素燐の蒸気を
含んだ排ガスは、燐を除去する排ガス処理工程３０へ送
られる。前述のように、排ガス中の燐を除去する方法と
しては、下記の２方法がある。
【００３２】まず、燐を元素燐のままの状態で捕集して
除去する場合には、加熱炉から抜き出された排ガスは、
燐の蒸気が凝縮しないように、３００℃以上の温度に維
持されながら除塵器へ送られ、ダストが除去される。ダ
ストが除去された排ガスは凝縮器へ送られ、水がスプレ
ーされて冷却される。このガス冷却によって、排ガス中
に含まれている元素燐の蒸気は凝縮して捕集される。凝
縮した元素燐は、温水中では溶融状態であり、水と層分
離するので、これを抜き出せば、燐を回収することがで
きる。燐の蒸気が取り除かれた処理ガスは、ＣＯなどの
可燃性ガスを含んでいるので、燐のミストなどを除去す
る浄化処理がなされた後、燃料ガスとして使用される。
除去する場合には、加熱炉から抜き出された排ガスは、
燐の蒸気が凝縮しないように、３００℃以上の温度に維
持されながら除塵器へ送られ、ダストが除去される。ダ
ストが除去された排ガスは凝縮器へ送られ、水がスプレ
ーされて冷却される。このガス冷却によって、排ガス中
に含まれている元素燐の蒸気は凝縮して捕集される。凝
縮した元素燐は、温水中では溶融状態であり、水と層分
離するので、これを抜き出せば、燐を回収することがで
きる。燐の蒸気が取り除かれた処理ガスは、ＣＯなどの
可燃性ガスを含んでいるので、燐のミストなどを除去す
る浄化処理がなされた後、燃料ガスとして使用される。
【００３３】又、排ガス中の元素燐を燐酸の形態で捕集
して除去する場合には、加熱炉から抜き出された排ガス
は除塵処理された後、燃焼室へ送られる。燃焼室におい
ては、空気が導入され、排ガス中のＣＯガスを燃焼させ
る処理が行われると同時に、（３）式の反応によって元
素燐の蒸気が酸化され五酸化燐になる。この際、（３）
式の反応熱は非常に大きいので、元素燐が多量に含まれ
る排ガスを処理する場合には、排ガスを冷却しながら酸
化処理する必要がある。次いで、五酸化燐を含む排ガス
は吸収塔へ導入される。吸収塔では、水がスプレーさ
れ、五酸化燐が水に吸収されて捕集される。五酸化燐が
水に吸収された際には、（４）式の反応によって燐酸が
生成する。この燐酸を含む吸収液を取り出せば、燐の有
効利用を図ることもできる。そして、燐が取り除かれた
排ガスは、燐酸のミストなどを除去する浄化処理がなさ
れ後、大気放散される。
して除去する場合には、加熱炉から抜き出された排ガス
は除塵処理された後、燃焼室へ送られる。燃焼室におい
ては、空気が導入され、排ガス中のＣＯガスを燃焼させ
る処理が行われると同時に、（３）式の反応によって元
素燐の蒸気が酸化され五酸化燐になる。この際、（３）
式の反応熱は非常に大きいので、元素燐が多量に含まれ
る排ガスを処理する場合には、排ガスを冷却しながら酸
化処理する必要がある。次いで、五酸化燐を含む排ガス
は吸収塔へ導入される。吸収塔では、水がスプレーさ
れ、五酸化燐が水に吸収されて捕集される。五酸化燐が
水に吸収された際には、（４）式の反応によって燐酸が
生成する。この燐酸を含む吸収液を取り出せば、燐の有
効利用を図ることもできる。そして、燐が取り除かれた
排ガスは、燐酸のミストなどを除去する浄化処理がなさ
れ後、大気放散される。
【００３４】（実施例１）表４に示す組成の下水汚泥の
乾燥物２００ｋｇに、造粒助材として石油ピッチ１６ｋ
ｇを混合して造粒し、５mm程度の大きさの粒状物にし
た。そして、この粒状物を、炉内温度が５００℃に保持
された外熱式キルン炉（加熱炉）へ２０ｋｇ／時の割合
で装入し、炭化させた。キルン炉から排出された炭化汚
泥の組成については、運転中の平均値を表５に示す。表
５のように、炭化汚泥の残存成分は濃縮された状態にな
って増加し、燐の含有率（Ｐ2Ｏ5）は１９％以上になる
と共に、炭化汚泥中には２４％にも及ぶ炭素分が含まれ
ていた。
乾燥物２００ｋｇに、造粒助材として石油ピッチ１６ｋ
ｇを混合して造粒し、５mm程度の大きさの粒状物にし
た。そして、この粒状物を、炉内温度が５００℃に保持
された外熱式キルン炉（加熱炉）へ２０ｋｇ／時の割合
で装入し、炭化させた。キルン炉から排出された炭化汚
泥の組成については、運転中の平均値を表５に示す。表
５のように、炭化汚泥の残存成分は濃縮された状態にな
って増加し、燐の含有率（Ｐ2Ｏ5）は１９％以上になる
と共に、炭化汚泥中には２４％にも及ぶ炭素分が含まれ
ていた。
【００３５】次いで、炭化汚泥を、炉内温度が１１５０
℃に保持された外熱式キルン炉（加熱炉）へ２０ｋｇ／
時の割合で装入した。キルン炉から排出された処理灰
は，部分的に溶融しており、粒状物が焼結した状態にな
っていた。この処理灰の組成については、運転中の平均
値を表６に示す。表６のように、処理灰の燐含有率は
５．３％まで低下しており、セメント原料として使用で
きる限度とされている値、１０％を十分に下回ってい
た。
℃に保持された外熱式キルン炉（加熱炉）へ２０ｋｇ／
時の割合で装入した。キルン炉から排出された処理灰
は，部分的に溶融しており、粒状物が焼結した状態にな
っていた。この処理灰の組成については、運転中の平均
値を表６に示す。表６のように、処理灰の燐含有率は
５．３％まで低下しており、セメント原料として使用で
きる限度とされている値、１０％を十分に下回ってい
た。
【００３６】なお、汚泥を炭化させる加熱炉から排出さ
れた可燃性ガスの平均組成を表７に示す。
れた可燃性ガスの平均組成を表７に示す。
【００３７】
【表４】
【００３８】
【表５】
【００３９】
【表６】
【００４０】
【表７】
【００４１】
【発明の効果】本発明によれば、燐を含む有機性汚泥を
第１段の密閉型加熱炉へ装入して加熱し、次いで、この
処理物を第２段の密閉型加熱炉へ装入して加熱するだけ
で、汚泥中の燐を元素燐の形態にして揮散させることが
できる。このため、汚泥中の燐が容易に除去され、その
処理灰をセメント原料として使用することができる。
第１段の密閉型加熱炉へ装入して加熱し、次いで、この
処理物を第２段の密閉型加熱炉へ装入して加熱するだけ
で、汚泥中の燐を元素燐の形態にして揮散させることが
できる。このため、汚泥中の燐が容易に除去され、その
処理灰をセメント原料として使用することができる。
【図１】本発明の実施の形態に係る一例の説明図であ
る。
る。
【図２】汚泥焼却灰の加熱・還元処理における加熱温度
と処理灰の燐含有率との関係を示す図である。
と処理灰の燐含有率との関係を示す図である。
１０ 混合機
１１ 造粒機
１２ 第１段の密閉型加熱炉
２０ 第２段の密閉型加熱炉
３０ 排ガス処理工程
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平９−145038（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−319762（ＪＰ，Ａ)
特開2000−5796（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−197451（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−80500（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−299992（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−279301（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C02F 11/00 - 11/20
B09B 3/00
Claims (3)
- 【請求項１】 燐を含む有機性汚泥を脱水し、乾燥した
ものを、第１段の密閉型加熱炉へ装入して加熱し、汚泥
中の有機物を炭化する処理を行い、この処理物を第２段
の密閉型加熱炉へ装入して加熱し、処理物中の燐を元素
燐の形態にして揮散させる処理を行なうことを特徴とす
る燐を含む有機性汚泥の処理方法。 - 【請求項２】 汚泥中の有機物を炭化する処理を４００
℃〜７００℃で行うことを特徴とする請求項１に記載の
燐を含む有機性汚泥の処理方法。 - 【請求項３】 汚泥中の燐を元素燐の形態にして揮散さ
せる処理を１０００℃〜１２５０℃で行うことを特徴と
する請求項１又は請求項２に記載の燐を含む有機性汚泥
の処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12333498A JP3440821B2 (ja) | 1998-05-06 | 1998-05-06 | 燐を含む有機性汚泥の処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12333498A JP3440821B2 (ja) | 1998-05-06 | 1998-05-06 | 燐を含む有機性汚泥の処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11314098A JPH11314098A (ja) | 1999-11-16 |
| JP3440821B2 true JP3440821B2 (ja) | 2003-08-25 |
Family
ID=14857996
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12333498A Expired - Fee Related JP3440821B2 (ja) | 1998-05-06 | 1998-05-06 | 燐を含む有機性汚泥の処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3440821B2 (ja) |
-
1998
- 1998-05-06 JP JP12333498A patent/JP3440821B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11314098A (ja) | 1999-11-16 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |