JP3664592B2 - Immobilization method of phosphorus in sludge melting furnace - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、下水処理汚泥等の汚泥を溶融炉において処理する技術に係り、リンをスラグ中へ固定するものであり、汚泥溶融炉におけるリンの固定化方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
下水処理場で発生する汚泥は、汚泥の減容化、安定化および再利用を目的として溶融炉において溶融し、スラグ化している。この処理工程は、例えば図2に示すように、下水処理場で発生する汚泥1を脱水機2において含水率80%程度に脱水し、脱水ケーキを脱水ケーキ貯留ピット3に投入して貯留し、脱水ケーキ貯留ピット3の脱水ケーキをバケットクレーンによりケーキ供給ホッパ4に供給し、ケーキ供給ホッパ4から含水率80%の脱水ケーキを汚泥乾燥機5に投入し、間接加熱により含水率20%にまで乾燥する。
【0003】
乾燥ケーキは、溶融炉6に投入し、主燃焼室7のバーナ8の燃焼熱および汚泥中の有機物の燃焼熱を溶融熱源として、1300〜1500℃で高温処理し、溶融したスラグを二次燃焼室9を通して冷却水中に滴下し、冷却固化したスラグを出滓する。排ガスは、二次燃焼室9から煙道10を通り、輻射式廃熱ボイラ11および水管式廃熱ボイラ12に導き、排ガスの熱エネルギーを蒸気として熱回収する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年においては下水処理場における高度処理化に伴って、汚泥中のリン濃度が上昇しており、このリンを含有した汚泥を溶融炉6において高温処理すると、リンはスラグ中に固定されず、排ガス中へ揮発し、粘着性の強いリン酸化合物13となって煙道10、輻射式廃熱ボイラ11および水管式廃熱ボイラ12の壁面やボイラ水管に付着し、通気路の閉塞やリン酸腐食を引き起こす問題があった。
【0005】
このために、溶融炉6を酸化雰囲気で運転することを試みたが、空気量の増加のために、主燃焼室7が低温化し、補助燃料使用量が多くなり、効果を得ることができなかった。
【0006】
本発明は上記した課題を解決するものであり、主燃焼室内を還元雰囲気にして運転する溶融炉において、リンをスラグ中に固定することができる汚泥溶融炉におけるリンの固定化方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決するために、本発明の汚泥溶融炉におけるリンの固定化方法は、脱水機においてリンを含む汚泥である原料汚泥に鉄系凝集剤を混合して脱水処理し、脱水ケーキを汚泥乾燥機において乾燥し、乾燥ケーキを溶融炉へ投入し、溶融炉において還元雰囲気中で溶融処理してスラグ化することで、通気路を通して排出する排ガス中に揮散するリン成分を抑制して、リン酸腐食または通気路の閉塞を引き起こすリン酸塩の付着を防止するものである。
【0008】
好ましくは、鉄系凝集剤がポリ硫酸第1鉄、ポリ硫酸第2鉄、塩化第2鉄の何れかである。
好ましくは、鉄系凝集剤としてポリ硫酸第2鉄を使用し、ポリ硫酸第2鉄の混合量を、鉄分として原料汚泥の乾燥汚泥換算重量の3〜6%とするものである。
【0009】
上記した構成により、溶融に際し、乾燥ケーキ中のリンは、排ガス中へ移行することなく、スラグ中に固定化される。以上のことを実験により確認した。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1において、溶融炉21は、下水処理場で発生するリンを含む汚泥を高温処理してスラグ化し、汚泥の減容化、安定化および再利用を図るものである。
【0011】
溶融炉21における汚泥の溶融に先立って、前工程として、脱水機22に原料汚泥23を導くとともに、鉄系凝集剤としてポリ硫酸第2鉄24を注入し、原料汚泥23とポリ硫酸第2鉄24とを混合して含水率80%程度に脱水処理する。このポリ硫酸第2鉄の混合量は、原料汚泥23の乾燥汚泥換算重量(対DS)の3〜6%とする。
脱水ケーキを脱水ケーキ貯留ピット25に投入して貯留し、脱水ケーキ貯留ピット25の脱水ケーキをバケットクレーンによりケーキ供給ホッパ26に供給し、ケーキ供給ホッパ26から脱水ケーキを汚泥乾燥機27に投入し、間接加熱により含水率20%にまで乾燥する。
【0012】
乾燥ケーキは、溶融炉21に投入し、主燃焼室28のバーナ29の燃焼熱および汚泥中の有機物の燃焼熱を溶融熱源として、還元雰囲気中において1300〜1500℃で高温処理し、溶融したスラグ30を二次燃焼室31を通して冷却水中に滴下し、冷却固化したスラグ30を出滓する。排ガスは、二次燃焼室31から煙道32を通り、輻射式廃熱ボイラ33および水管式廃熱ボイラ34に導き、排ガスの熱エネルギーを蒸気として熱回収する。
【0013】
【表1】
【0014】
表1は、脱水機22に注入するポリ硫酸第2鉄の混合量を、1%ずつ違えて投入した場合の脱水ケーキにおけるリンの固定化率と、溶融炉21で生成するスラグ30におけるリンの固定化率を示す。
【0015】
この結果において、乾燥ケーキ中のリンは、排ガス中へ移行することなく、スラグ30中に移行する傾向となる。特に、原料汚泥23に鉄分として乾燥汚泥換算重量(対DS)の3〜6%のポリ硫酸第2鉄24を混合した時に有効な効果を得られる。
【0016】
したがって、溶融炉21より排出する排ガス中に揮発するリン成分が少ないので、リン酸化合物の生成を抑制でき、煙道32、輻射式廃熱ボイラ33および水管式廃熱ボイラ34の壁面やボイラ水管にリン酸塩が付着して、通気路の閉塞やリン酸腐食を引き起こすことを防止できる。
【0017】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、脱水機にポリ硫酸第2鉄を注入することにより、溶融に際し、乾燥ケーキ中のリン成分を、排ガス中へ揮発することなく、スラグ中に固定化することができる。特に、ポリ硫酸第2鉄の混合量を、原料汚泥の乾燥汚泥換算重量の3〜6%とすることにより、より有効な効果を得ることができる。このため、リン酸塩の生成を抑制して、排ガスの通気路におけるリン酸塩の付着による閉塞やリン酸腐食を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態における溶融炉の構成を示す摸式図である。
【図2】従来の溶融炉の構成を示す摸式図である。
【符号の説明】
21 溶融炉
22 脱水機
23 原料汚泥
24 ポリ硫酸第2鉄
25 脱水ケーキ貯留ピット
26 ケーキ供給ホッパ
27 汚泥乾燥機
28 主燃焼室
29 バーナ
30 スラグ
31 二次燃焼室
32 煙道
33 輻射式廃熱ボイラ
34 水管式廃熱ボイラ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a technique for treating sludge such as sewage treatment sludge in a melting furnace, to fix phosphorus in slag, and to a method for fixing phosphorus in a sludge melting furnace.
[0002]
[Prior art]
The sludge generated at the sewage treatment plant is melted and slag in a melting furnace for the purpose of reducing, stabilizing and reusing the sludge. In this treatment step, for example, as shown in FIG. 2, the sludge 1 generated in the sewage treatment plant is dehydrated to a water content of about 80% in the
[0003]
The dried cake is put into the
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in recent years, the phosphorus concentration in the sludge has increased with the advanced treatment in the sewage treatment plant, and when the sludge containing this phosphorus is treated at a high temperature in the
[0005]
For this reason, an attempt was made to operate the melting
[0006]
The present invention solves the above-described problems, and provides a method for fixing phosphorus in a sludge melting furnace capable of fixing phosphorus in slag in a melting furnace operated with the main combustion chamber set in a reducing atmosphere. With the goal.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, the method for immobilizing phosphorus in the sludge melting furnace of the present invention is to mix the iron-based flocculant with the raw material sludge, which is the sludge containing phosphorus, in the dehydrator, and dehydrate the cake. Drying in the sludge dryer, throwing the dried cake into the melting furnace, melting processing in a reducing atmosphere in the melting furnace to slag, suppressing the phosphorus component volatilized in the exhaust gas discharged through the air passage, It prevents phosphate adhesion which causes phosphoric acid corrosion or blockage of the air passages .
[0008]
Preferably, the iron-based flocculant is any one of polyferric sulfate, ferric sulfate, and ferric chloride.
Preferably, polyferric sulfate is used as the iron-based flocculant, and the mixed amount of polyferric sulfate is set to 3 to 6% of the dry sludge equivalent weight of the raw material sludge as iron.
[0009]
With the above-described configuration, the phosphorus in the dry cake is fixed in the slag without being transferred into the exhaust gas during melting. The above was confirmed by experiments.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In FIG. 1, a
[0011]
Prior to the melting of the sludge in the
The dehydrated cake is put into the dehydrated cake storage pit 25 and stored, the dehydrated cake in the dehydrated cake storage pit 25 is supplied to the cake supply hopper 26 by the bucket crane, and the dehydrated cake is supplied from the cake supply hopper 26 to the
[0012]
The dried cake is put into the
[0013]
[Table 1]
[0014]
Table 1 shows the immobilization rate of phosphorus in the dehydrated cake when the mixed amount of ferric polysulfate to be injected into the
[0015]
In this result, phosphorus in the dry cake tends to move into the
[0016]
Therefore, since there is little phosphorus component volatilized in the exhaust gas discharged from the
[0017]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, by injecting polyferric sulfate into the dehydrator, the phosphorus component in the dry cake is fixed in the slag without being volatilized into the exhaust gas upon melting. can do. In particular, a more effective effect can be obtained by setting the mixing amount of polyferric ferric sulfate to 3 to 6% of the dry sludge equivalent weight of the raw material sludge. For this reason, the production | generation of a phosphate can be suppressed and the obstruction | occlusion and phosphoric acid corrosion by the adhesion of the phosphate in the ventilation path of waste gas can be prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a melting furnace in an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram showing a configuration of a conventional melting furnace.
[Explanation of symbols]
21
Claims (3)
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