JP3678596B2 - Sludge treatment method and apparatus - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、汚泥を脱水して焼却処理する汚泥処理方法及び装置に関し、例えば下水処理場から排出される汚泥を処理する汚泥処理方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
下水処理場から排出される汚泥の処理方法として、従来から、汚泥を脱水機で脱水したうえで、焼却炉で焼却処理する方法が用いられている。焼却炉及び後続の排ガス等の処理設備をコンパクトにするためには、脱水した脱水ケーキの含水率をできるだけ少なくすることが好ましい。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
汚泥中の有機物等の可燃物の含有率が高くなると、汚泥の発熱量が増し、焼却時の焼却炉の炉内温度が上がって、焼却炉への熱的負荷が増し、汚泥の一部が融解して炉内の壁面にこびりついたりする問題が起こる。従来は、炉内に直接水や空気を注入することで、炉内の温度上昇を抑えていた。しかしながら、このように炉内に水や空気を注入すると、排ガスのガス量が増加するため、排ガス処理設備が大型化してしまうという問題があった。
【0004】
この問題点に鑑みて、本発明は、排ガスのガス量を増加させることなく焼却炉内の温度上昇を抑え、焼却炉、後続の排ガス処理設備をコンパクトにすることが可能な汚泥処理方法及び装置を提供することを課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の汚泥処理方法は、汚泥を脱水して脱水ケーキ化する脱水工程と、脱水ケーキを焼却炉で焼却処理する焼却工程とを備えている汚泥処理方法において、焼却炉の温度と脱水ケーキの含水率を基にして、汚泥あるいは脱水ケーキと焼却処理後の焼却灰混合割合を調整することにより、焼却炉に投入される脱水ケーキの発熱量を焼却炉の温度が目標温度となるよう調整する調整工程をさらに備えていることを特徴とする。
【0006】
一方、本発明の汚泥処理装置は、汚泥を脱水して脱水ケーキ化する脱水機と、この脱水ケーキを焼却処理する焼却炉とを備えている汚泥処理装置において、汚泥あるいは脱水ケーキに焼却処理後の焼却灰を投入して混合する投入機と、焼却炉の炉内温度と脱水ケーキの含水率を基にして焼却炉の炉内温度が目標温度となるよう投入機による投入量調整する制御装置と、をさらに備えていることを特徴とする。
【0007】
汚泥あるいは脱水ケーキに焼却処理後の焼却灰を投入して混合することにより、投入後の汚泥あるいは脱水ケーキの灰分が増加する一方、可燃物含有量、含水率はともに低下する。その結果、単位重量、単位体積あたりの発熱量も低下する。つまり、焼却灰の投入量を制御することで最終的に得られる焼却灰混合脱水ケーキの発熱量を調整することが可能である。こうして焼却する焼却灰混合脱水ケーキの発熱量を調整することで焼却炉の温度が上昇しないよう制御できる。灰分は焼却時の燃焼反応には関与しないので、排ガスは焼却灰の混合の有無に関らず増加することがなく、排ガス処理設備を大型化する必要がない。また、灰分混入による体積増加の影響は少ないので、焼却炉もコンパクト化できる。
【0008】
この調整工程は、脱水工程に先立って行なっても、脱水工程と焼却工程の間に行なってもよい。つまり、投入機は、脱水機の手前に配置されていても、脱水機と焼却炉の間に配置されていてもよい。脱水の前に汚泥に焼却灰を投入すると、汚泥と焼却灰の混合が容易であり、さらに、脱水効率を高めることができるので、より好ましい。
【0009】
なお、焼却炉の温度は、炉内温度計により随時測定が可能であり、脱水ケーキの含水率はサンプリングにより測定が可能である。炉の温度と脱水ケーキの含水率から脱水ケーキの組成を推定し、焼却炉の炉内温度が目標温度となる発熱量になる組成に調整することが可能である。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。図1は、本発明に係る汚泥処理装置の全体フロー図である。
【0011】
この装置は、汚泥を脱水する脱水機1と、汚泥中の可燃物を焼却して減量処理する焼却炉2と、焼却炉排ガスを処理する排ガス処理設備3と、処理済の排ガスを大気中に放出する煙突4と、排ガスから焼却灰を回収する灰回収設備5を備えている。脱水機1と焼却炉2、焼却炉2と排ガス処理設備3、排ガス処理設備3と煙突4、排ガス処理設備3と灰回収設備5とはそれぞれラインL2、L3、L4、L5により接続されており、脱水機1に汚泥を投入するラインL1には、この汚泥に灰回収設備5で回収された焼却灰の一部を混合するラインL6が接続されている。
【0012】
ここで、脱水機1には、フィルタープレス脱水装置、ベルトプレス脱水装置、遠心脱水装置などが好適に使用可能である。また、焼却炉2には、各種の焼却炉が使用可能であるが、流動床式や循環流動層式の焼却炉が好適である。排ガス処理設備3は、排熱ボイラーや空気予熱器などの熱回収設備や急冷塔、脱硝・脱硫設備、集塵機などを組み合わせて構成される。
【0013】
次に、図1、図2を用いて、本装置の動作、すなわち、本発明に係る汚泥処理方法について説明する。図2は、本装置における物質収支を示している。
【0014】
下水処理場等で発生した水分を大量に含む汚泥Ms(kg)がラインL1を介して脱水機1へと供給される。この汚泥の組成は、図2(a)に示されるように、水分含有量がγs、可燃分率がVs、灰分の分率がAsである。したがって、可燃分の単位重量あたりの発熱量をQv(kcal/kg)とすると、この汚泥の単位重量あたりの発熱量はQvVs(kcal/kg)となる。この下水汚泥に後続の焼却処理によって処理され、灰回収設備5で回収された焼却灰をラインL6を介してMa(kg)混入する。つまり、ラインL6がラインL1への投入機として機能する。この混入割合の設定については後述する。投入焼却灰の組成は、図2(b)に示されるように、全て不燃性の灰分からなる。したがって、その発熱量は0(kcal/kg)である。こうして下水汚泥と投入焼却灰が混合された脱水前汚泥の組成は、図2(c)に示されるように、水分と可燃分の比率がそれぞれγsMs/(Ms+Ma)、VsMs/(Ms+Ma)となり減少する一方、灰分は、(AsMs+Ma)/(Ms+Ma)となって増加する。この結果、単位重量あたりの発熱量も{QvVsMs/(Ms+Ma)}(kcal/kg)と低下する。
【0015】
この脱水前汚泥は脱水機1に導かれ、W(kg)の水が脱水される。なお、デカンタ型などの連続処理が可能な遠心脱水機を用いる場合は、脱水機1内で汚泥が攪拌されるので、汚泥と焼却灰を別ラインで脱水機1に投入しても両者を脱水機1内で混合することができる。つまり、脱水機1が投入機を兼ねることになる。脱水前あるいは脱水時に汚泥に焼却灰を混合することにより、脱水効率を高めることも可能となる。
【0016】
図2(d)はこうして脱水処理された後の汚泥、すなわち、脱水ケーキの組成を示している。得られる脱水ケーキの重量をMc(kg)とすると、Mc=Ms+Ma−Wが成立し、水分比(含水率)は、(γsMs−W)/Mcと脱水前に比べて減少する一方、可燃分、灰分はそれぞれVsMs/Mc、(AsMs+Ma)/Mcと脱水前に比べて増加する。この結果、単位重量あたりの発熱量も(QvVsMs/Mc)(kcal/kg)と脱水前より増加するが、投入焼却灰量を増加させるに従って、脱水ケーキの単位重量当たりの発熱量は元の下水汚泥よりも低下する。したがって、前述した焼却灰の添加量Maを調整することで、発熱量を調整することが可能である。
【0017】
この脱水ケーキを焼却炉2へ投入して800〜900℃程度で燃焼させて焼却処理する。脱水ケーキの発熱量を調整することで、炉内温度を調整することが可能である。さらに、炉内温度が目標温度となるよう、焼却灰の添加量Maをフィードバック制御して調整してもよい。
【0018】
焼却炉2内では、脱水ケーキを図2(e)に示されるようにA(kg)の空気を付加して燃焼させることで、同図(f)及び(g)にそれぞれ示されるように、{(1−As)Ms+A−W}(kg)の排ガスと、(AsMs+Ma)(kg)のダスト(焼却灰)が生成される。この排ガスとダストはラインL3を介して排ガス処理設備3に送られ、排ガスは同設備で処理されたうえで、ラインL4を介して煙突4から大気中へと放出される。一方、焼却灰は排ガス処理設備3で分離されてラインL5を介して灰回収設備5へと送られ、このうちMa(kg)が前述したようにラインL6を介して戻される。
【0019】
排ガス処理設備3に送られる排ガスの量は、投入された焼却灰の量とは無関係であり、焼却灰を投入したことによって増加することはない。そして、脱水した水の量だけ減少しているので、排ガス体積が低減され、処理設備をコンパクト化することが可能である。一方、ダストは焼却灰の添加によって増加するが、ダストの体積は排ガスの体積に比べると極端に小さいので、その増加量に伴う処理設備への負荷増加は大きくない。そして、本装置においては、焼却灰の一部が循環するだけであるため、外部から添加剤を添加するのと異なり、添加剤の保管施設等が不要で添加剤のコストもかからないので、低コストで実現できる。
【0020】
ここで、焼却炉2の温度調整のための焼却灰の添加量制御について図3を参照して詳細に説明する。図3は、焼却炉に投入された汚泥の灰分、含水率に対する炉頂温度(循環流動層式焼却炉内の頂部部分の温度)となる自燃限界線を示す線図である。
【0021】
脱水ケーキの可燃分の単位重量あたりの発熱量はほぼ一定であり、焼却炉2の熱容量は既知であるから、所定の焼却炉2においては、燃焼させる脱水ケーキの組成がわかれば、補助燃料を使用せず、可燃分を完全燃焼させた時の炉内温度を算出することができる。また、脱水ケーキの含水率、可燃分率、灰分率をそれぞれγc、Vc、Acとすると、γc+Vc+Ac=1が成立するので、いずれか2つがわかれば、他の1つは算出できる。図3は、ある循環流動層式焼却炉において、所定量の汚泥を投入して補助燃料を供給することなく完全燃焼させた場合に、この焼却炉の炉頂部分の温度が一定となる含水率と灰分率の関係を求めて線図として表したものである。焼却炉の炉内容積97m3、脱水ケーキの投入量は100t/日、可燃分の高位発熱量は約5600kcal/kgとして計算した。
【0022】
図中▲1▼▲2▼▲3▼で示す線は、それぞれ炉頂温度が800℃、850℃、900℃となる線を示しており、灰分率あるいは含水率が高くなるほど、すなわち、可燃分率が低くなるほど炉頂温度は低下することがわかる。そして、▲1▼▲2▼▲3▼の各曲線において、灰分率と含水率は、
γc=aAc2+bAc+c
の関係を満たすことがわかった。この式は焼却炉の炉形状、運転条件と炉頂温度等により、自燃限界となる汚泥成分を数点算出し、これらの点の近似曲線を最小二乗法により求めたものである。つまり、a、b、cは定数となる。
【0023】
次に、ある脱水ケーキを燃焼させたときの炉頂温度が目標より高いときに、炉頂温度を目標温度に調整するために必要な脱水ケーキ1kgに対して添加すべき焼却灰の量Ma1(kg)の算出について説明する。調整前の脱水ケーキの含水率、可燃分率、灰分率をそれぞれγc1、Vc1、Ac1、調整後の脱水ケーキの含水率、可燃分率、灰分率をそれぞれγct、Vct、Actとすると、
γct=aAct2+bAct+c …(1)
を満たすa、b、cは既知である。調整前の脱水ケーキ1kgに対して灰分100%の焼却灰Ma1(kg)を添加するのであるから、
γct=γc1/(1+Ma1) …(2a)
Vct=Vc1/(1+Ma1) …(2b)
Act=(Ac1+Ma1)/(1+Ma1) …(2c)
がそれぞれ成立する。(2a)(2c)式を(1)式に代入して整理すると、
AMa12+BMa1+C=0 …(3)
ただし、A=a+b+c
B=2aAc1+b(1+Ac1)+2c−γc1
C=aAc12+bAc1+c−γc1
が成立し、(3)式からMa1を求めることができる。
【0024】
具体的には、図3の線図において、▲2▼の曲線においては、a=0.0015、b=−0.81、c=0.77となる。ここで、調整前の脱水ケーキの灰分、含水率がそれぞれ5%、70%(P点)であったとすると、(3)式のA、B、Cはそれぞれ−0.034、−0.0013、0.034であり、Ma1=0.98となる。この結果、調整後の脱水ケーキの灰分、含水率は図に占めされるようにそれぞれ52.1%、35.3%(Q点)となる。
【0025】
実際の制御においては、例えば、炉内温度計によりオンラインでの測定が容易な焼却炉2の炉頂温度と、脱水機1出口においてサンプリングにより測定可能な脱水ケーキの含水率をそれぞれ測定してこれらを基にして図3の曲線からケーキの灰分率を推定し、(3)式を用いて最適な焼却灰投入量を求めてこの投入量となるよう灰回収設備5からラインL6への供給量を制御すればよい。さらに、精密に調整する場合は、多少の時間遅れを伴うことになるが、脱水ケーキあるいは汚泥をサンプリングして灰分率あるいは可燃分率、発熱量を測定し、これをもとにして投入量を調整してもよい。
【0026】
以上の説明では、脱水機1の手前で汚泥に焼却灰を投入する装置及び方法について説明してきたが、図1に点線で示すラインL6’を介して脱水機1の後で脱水ケーキに焼却灰を投入してもよい。この場合は、脱水ケーキと焼却灰を混合、攪拌する装置を設けることが好ましい。あるいは、焼却炉に直接、必要な量の焼却灰を投入してもよい。
【0027】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明に係る汚泥処理方法及び装置によれば、汚泥あるいは脱水ケーキに焼却灰を混合してその発熱量を調整しているので、可燃分の多い汚泥を処理する場合でも、炉内温度を低く抑えることができる。また、排ガス量が増加することがないので、後続の排ガス処理設備が大型化することがなく、コンパクト化できる。
【0028】
さらに、脱水前の汚泥に焼却灰を添加すれば、脱水効率が向上して好ましい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る汚泥処理装置の全体フロー図である。
【図2】図1の装置における物質収支を示している。
【図3】循環流動層式焼却炉において投入された汚泥の灰分、含水率に対する炉頂温度を示す線図である。
【符号の説明】
1…脱水機、2…焼却炉、3…排ガス処理設備、4…煙突、5…灰回収設備、L1〜L6…ライン。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a sludge treatment method and apparatus for dewatering and incinerating sludge, for example, a sludge treatment method and apparatus for treating sludge discharged from a sewage treatment plant.
[0002]
[Prior art]
As a method for treating sludge discharged from a sewage treatment plant, conventionally, a method in which sludge is dehydrated with a dehydrator and then incinerated with an incinerator has been used. In order to make the incinerator and subsequent treatment equipment such as exhaust gas compact, it is preferable to reduce the moisture content of the dehydrated dehydrated cake as much as possible.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
If the content of combustible materials such as organic matter in the sludge increases, the amount of heat generated by the sludge increases, the in-furnace temperature during incineration increases, the thermal load on the incinerator increases, and a portion of the sludge increases. The problem of melting and sticking to the wall of the furnace occurs. Conventionally, the temperature rise in the furnace was suppressed by injecting water or air directly into the furnace. However, when water or air is injected into the furnace in this way, the amount of exhaust gas increases, which causes a problem that the exhaust gas treatment facility is increased in size.
[0004]
In view of this problem, the present invention is a sludge treatment method and apparatus capable of suppressing the temperature rise in an incinerator without increasing the amount of exhaust gas and making the incinerator and subsequent exhaust gas treatment equipment compact. It is an issue to provide.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, a sludge treatment method of the present invention is a sludge treatment method comprising a dehydration step of dewatering sludge to form a dehydrated cake, and an incineration step of incinerating the dehydrated cake in an incinerator. By adjusting the mixing ratio of sludge or dehydrated cake and incinerated ash after incineration based on the furnace temperature and the moisture content of the dehydrated cake, the calorific value of the dehydrated cake put into the incinerator is adjusted to the temperature of the incinerator. Is further provided with an adjustment step of adjusting the temperature to a target temperature .
[0006]
On the other hand, the sludge treatment apparatus of the present invention is a sludge treatment apparatus comprising a dehydrator for dewatering sludge to form a dehydrated cake, and an incinerator for incinerating the dehydrated cake. Of the incinerator ash and control to adjust the input amount by the input device so that the incinerator temperature becomes the target temperature based on the incinerator temperature and the moisture content of the dehydrated cake And a device.
[0007]
By introducing and mixing incinerated ash after incineration to sludge or dehydrated cake, the ash content of the sludge or dehydrated cake after addition increases, while the combustible content and water content both decrease. As a result, the calorific value per unit weight and unit volume also decreases. That is, it is possible to adjust the calorific value of the incinerated ash mixed dehydrated cake finally obtained by controlling the input amount of the incinerated ash. It can control so that the temperature of an incinerator may not rise by adjusting the calorific value of the incinerated ash mixing dehydrated cake to incinerate in this way. Since ash does not contribute to the combustion reaction during incineration, the exhaust gas does not increase regardless of whether or not the incineration ash is mixed, and it is not necessary to increase the size of the exhaust gas treatment facility. Moreover, since the influence of the volume increase by ash mixing is small, an incinerator can also be made compact.
[0008]
This adjustment process may be performed prior to the dehydration process or between the dehydration process and the incineration process. That is, the charging machine may be arranged before the dehydrator or may be arranged between the dehydrator and the incinerator. It is more preferable to incinerate the incinerated ash into the sludge before dehydration because the sludge and the incinerated ash can be easily mixed and the dewatering efficiency can be increased.
[0009]
Note that the temperature of the incinerator can be measured at any time with an in-furnace thermometer, and the moisture content of the dehydrated cake can be measured by sampling. It is possible to estimate the composition of the dehydrated cake from the temperature of the furnace and the moisture content of the dehydrated cake, and to adjust the composition so that the in-furnace temperature of the incinerator becomes a calorific value that becomes the target temperature.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is an overall flow diagram of a sludge treatment apparatus according to the present invention.
[0011]
This apparatus includes a dehydrator 1 for dewatering sludge, an incinerator 2 for incinerating and reducing the amount of combustible material in the sludge, an exhaust gas treatment facility 3 for treating incinerator exhaust gas, and treated exhaust gas into the atmosphere. A chimney 4 to be discharged and an ash collection facility 5 for collecting incinerated ash from the exhaust gas are provided. The dehydrator 1 and the incinerator 2, the incinerator 2 and the exhaust gas treatment facility 3, the exhaust gas treatment facility 3 and the chimney 4, the exhaust gas treatment facility 3 and the ash recovery facility 5 are connected by lines L2, L3, L4, and L5, respectively. The line L1 for introducing sludge into the dehydrator 1 is connected to a line L6 for mixing a part of the incinerated ash recovered by the ash recovery facility 5 with the sludge.
[0012]
Here, a filter press dewatering device, a belt press dewatering device, a centrifugal dewatering device or the like can be suitably used as the dehydrator 1. Moreover, although various incinerators can be used for the incinerator 2, a fluidized bed type or a circulating fluidized bed type incinerator is suitable. The exhaust gas treatment facility 3 is configured by combining a heat recovery facility such as an exhaust heat boiler and an air preheater, a quenching tower, a denitration / desulfurization facility, and a dust collector.
[0013]
Next, the operation of the apparatus, that is, the sludge treatment method according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 2 shows the material balance in this apparatus.
[0014]
Sludge Ms (kg) containing a large amount of water generated at a sewage treatment plant or the like is supplied to the dehydrator 1 via the line L1. As shown in FIG. 2 (a), the composition of this sludge has a moisture content of γs, a combustible fraction of Vs, and an ash fraction of As. Therefore, if the calorific value per unit weight of combustible is Qv (kcal / kg), the calorific value per unit weight of the sludge is QvVs (kcal / kg). Ma (kg) is mixed into the sewage sludge by the subsequent incineration process and the incinerated ash recovered by the ash recovery facility 5 through the line L6. That is, the line L6 functions as an input device to the line L1. The setting of the mixing ratio will be described later. As shown in FIG. 2B, the composition of the input incineration ash is entirely composed of nonflammable ash. Therefore, the calorific value is 0 (kcal / kg). The composition of the sludge before dehydration in which the sewage sludge and the incinerated ash are mixed in this way decreases as shown in FIG. On the other hand, the ash content increases as (AsMs + Ma) / (Ms + Ma). As a result, the calorific value per unit weight also decreases to {QvVsMs / (Ms + Ma)} (kcal / kg).
[0015]
This pre-dewatered sludge is guided to the dehydrator 1, and W (kg) of water is dehydrated. In addition, when using a centrifugal dewatering machine such as a decanter type, the sludge is stirred in the dewatering machine 1, so both sludge and incinerated ash are dehydrated even if they are put into the dewatering machine 1 on separate lines. It can be mixed in the machine 1. That is, the dehydrator 1 also serves as a charging machine. By mixing incinerated ash with sludge before or during dehydration, the dewatering efficiency can be increased.
[0016]
FIG. 2 (d) shows the composition of the sludge after the dehydration treatment, that is, the dehydrated cake. When the weight of the dehydrated cake obtained is Mc (kg), Mc = Ms + Ma-W is established, and the moisture ratio (moisture content) is reduced to (γsMs-W) / Mc compared to before dehydration, while combustible component The ash content increases to VsMs / Mc and (AsMs + Ma) / Mc, respectively, compared to before dehydration. As a result, the calorific value per unit weight also increases (QvVsMs / Mc) (kcal / kg) before dehydration, but as the amount of incinerated ash increases, the calorific value per unit weight of the dehydrated cake becomes the original sewage. Lower than sludge. Therefore, the calorific value can be adjusted by adjusting the addition amount Ma of the incinerated ash described above.
[0017]
The dehydrated cake is put into the incinerator 2 and burned at about 800 to 900 ° C. for incineration. It is possible to adjust the furnace temperature by adjusting the heat generation amount of the dehydrated cake. Further, the incineration ash addition amount Ma may be adjusted by feedback control so that the furnace temperature becomes the target temperature.
[0018]
In the incinerator 2, the dehydrated cake is burned by adding air of A (kg) as shown in FIG. 2 (e), and as shown in FIGS. {(1-As) Ms + A−W} (kg) exhaust gas and (AsMs + Ma) (kg) dust (incineration ash) are generated. The exhaust gas and dust are sent to the exhaust gas treatment facility 3 via the line L3, and the exhaust gas is processed by the facility and then discharged from the chimney 4 to the atmosphere via the line L4. On the other hand, the incineration ash is separated by the exhaust gas treatment facility 3 and sent to the ash recovery facility 5 through the line L5, and Ma (kg) is returned through the line L6 as described above.
[0019]
The amount of exhaust gas sent to the exhaust gas treatment facility 3 is irrelevant to the amount of incinerated ash that is input, and does not increase by injecting incinerated ash. Since the amount of dehydrated water is reduced, the exhaust gas volume is reduced, and the processing equipment can be made compact. On the other hand, dust increases with the addition of incineration ash, but the volume of dust is extremely small compared to the volume of exhaust gas, so the increase in load on the processing equipment due to the increased amount is not large. In this device, only a part of the incineration ash circulates, so unlike the case where the additive is added from the outside, the storage facility for the additive is not required and the cost of the additive is not required. Can be realized.
[0020]
Here, the amount control of the incineration ash for adjusting the temperature of the incinerator 2 will be described in detail with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram showing a self-combustion limit line indicating the furnace top temperature (temperature of the top portion in the circulating fluidized bed incinerator) with respect to the ash content and water content of the sludge charged into the incinerator.
[0021]
Since the calorific value per unit weight of the dehydrated cake is almost constant and the heat capacity of the incinerator 2 is known, in a given incinerator 2, if the composition of the dehydrated cake to be burned is known, auxiliary fuel is used. The temperature inside the furnace when the combustible component is completely burned without being used can be calculated. Further, if the moisture content, combustible fraction, and ash fraction of the dehydrated cake are γc, Vc, and Ac, respectively, γc + Vc + Ac = 1 holds, so if any two are known, the other one can be calculated. FIG. 3 shows the moisture content at which the temperature at the top of the incinerator becomes constant when a predetermined amount of sludge is charged and completely burned without supplying auxiliary fuel in a circulating fluidized bed incinerator. The relationship between the ash content and the ash content is obtained as a diagram. Calculation was made assuming that the incinerator had an inner volume of 97 m 3 , the amount of dehydrated cake charged was 100 t / day, and the higher calorific value of the combustible component was about 5600 kcal / kg.
[0022]
In the figure, the lines indicated by (1), (2), and (3) indicate lines at which the furnace top temperatures are 800 ° C., 850 ° C., and 900 ° C., respectively, and the higher the ash content or moisture content, that is, the combustible content. It can be seen that the furnace top temperature decreases as the rate decreases. And in each curve of (1) (2) (3), the ash content and water content are
γc = aAc 2 + bAc + c
It was found to satisfy the relationship. This formula calculates several points of sludge components that become the self-combustion limit based on the furnace shape, operating conditions, furnace top temperature, etc. of the incinerator, and obtains an approximate curve of these points by the least square method. That is, a, b, and c are constants.
[0023]
Next, when the furnace top temperature when a certain dehydrated cake is burned is higher than the target, the amount of incinerated ash Ma1 to be added to 1 kg of dehydrated cake required to adjust the furnace top temperature to the target temperature ( kg) will be described. The moisture content, flammable fraction, and ash content of the dehydrated cake before adjustment are γc1, Vc1, Ac1, respectively, and the moisture content, flammable fraction, and ash content of the dehydrated cake after adjustment are γct, Vct, and Act, respectively.
γct = aAct 2 + bAct + c (1)
A, b, and c satisfying the condition are known. Because incinerated ash Ma1 (kg) with 100% ash is added to 1 kg of dehydrated cake before adjustment.
γct = γc1 / (1 + Ma1) (2a)
Vct = Vc1 / (1 + Ma1) (2b)
Act = (Ac1 + Ma1) / (1 + Ma1) (2c)
Each holds. Substituting (2a) and (2c) into (1) and rearranging,
AMa1 2 + BMa1 + C = 0 (3)
However, A = a + b + c
B = 2aAc1 + b (1 + Ac1) + 2c-γc1
C = aAc1 2 + bAc1 + c-γc1
Is established, and Ma1 can be obtained from equation (3).
[0024]
Specifically, in the diagram of FIG. 3, in the curve (2), a = 0.015, b = −0.81, and c = 0.77. Here, assuming that the ash content and moisture content of the dehydrated cake before adjustment are 5% and 70% (P point), respectively, A, B and C in the formula (3) are -0.034 and -0.0013, respectively. 0.034, and Ma1 = 0.98. As a result, the ash content and water content of the dehydrated cake after adjustment are 52.1% and 35.3% (Q point), respectively, as shown in the figure.
[0025]
In actual control, for example, the furnace top temperature of the incinerator 2 that can be easily measured online with an in-furnace thermometer and the moisture content of the dehydrated cake that can be measured by sampling at the outlet of the dehydrator 1 are measured. 3 is used to estimate the ash content of the cake from the curve in FIG. 3, find the optimum amount of incineration ash input using equation (3), and supply the amount from the ash recovery facility 5 to the line L 6 so as to obtain this input amount Can be controlled. Furthermore, when adjusting precisely, there will be a slight time delay, but the dehydrated cake or sludge is sampled to measure the ash content, combustible content, and calorific value. You may adjust.
[0026]
In the above description, the apparatus and method for injecting the incineration ash into the sludge before the dehydrator 1 have been described. However, the incineration ash is added to the dehydrated cake after the dehydrator 1 via the line L6 ′ shown by the dotted line in FIG. May be input. In this case, it is preferable to provide a device for mixing and stirring the dewatered cake and the incineration ash. Alternatively, a necessary amount of incineration ash may be charged directly into the incinerator.
[0027]
【The invention's effect】
As described above, according to the sludge treatment method and apparatus according to the present invention, incineration ash is mixed with sludge or dewatered cake to adjust the heat generation amount. However, the furnace temperature can be kept low. Further, since the amount of exhaust gas does not increase, the subsequent exhaust gas treatment facility does not increase in size and can be made compact.
[0028]
Furthermore, it is preferable to add incineration ash to the sludge before dehydration because dehydration efficiency is improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall flow diagram of a sludge treatment apparatus according to the present invention.
FIG. 2 shows a material balance in the apparatus of FIG.
FIG. 3 is a diagram showing the furnace top temperature with respect to the ash content and water content of sludge charged in the circulating fluidized bed incinerator.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Dehydrator, 2 ... Incinerator, 3 ... Exhaust gas treatment equipment, 4 ... Chimney, 5 ... Ash recovery equipment, L1-L6 ... line.

Claims (6)

汚泥を脱水して脱水ケーキ化する脱水工程と、前記脱水ケーキを焼却炉で焼却処理する焼却工程とを備えている汚泥処理方法において、
前記焼却炉の温度と前記脱水ケーキの含水率を基にして、前記汚泥あるいは前記脱水ケーキと焼却処理後の焼却灰混合割合を調整することにより、焼却炉に投入される前記脱水ケーキの発熱量を前記焼却炉の温度が目標温度となるよう調整する調整工程をさらに備えていることを特徴とする汚泥処理方法。
In a sludge treatment method comprising a dehydration step of dewatering sludge into a dehydrated cake, and an incineration step of incinerating the dehydrated cake in an incinerator,
Based on the temperature of the incinerator and the moisture content of the dehydrated cake, the heat generation of the dehydrated cake put into the incinerator by adjusting the mixing ratio of the sludge or the dehydrated cake and the incinerated ash after the incineration treatment A sludge treatment method further comprising an adjustment step of adjusting the amount so that the temperature of the incinerator becomes a target temperature .
前記調整工程を脱水工程に先立って行うことを特徴とする請求項1記載の汚泥処理方法。  The sludge treatment method according to claim 1, wherein the adjustment step is performed prior to the dehydration step. 前記調整工程を脱水工程と焼却工程の間に行うことを特徴とする請求項1記載の汚泥処理方法。  The sludge treatment method according to claim 1, wherein the adjustment step is performed between a dehydration step and an incineration step. 汚泥を脱水して脱水ケーキ化する脱水機と、前記脱水ケーキを焼却処理する焼却炉とを備えている汚泥処理装置において、
前記汚泥あるいは前記脱水ケーキに焼却処理後の焼却灰を投入して混合する投入機と、
前記焼却炉の炉内温度と前記脱水ケーキの含水率を基にして前記焼却炉の炉内温度が目標温度となるよう前記投入機による投入量調整する制御装置と、
をさらに備えていることを特徴とする汚泥処理装置。
In a sludge treatment apparatus comprising a dehydrator for dewatering sludge into a dehydrated cake, and an incinerator for incinerating the dehydrated cake,
A charging machine for charging and mixing incinerated ash after incineration to the sludge or the dewatered cake;
A control device that adjusts the input amount by the input device so that the in-furnace temperature of the incinerator becomes a target temperature based on the in-furnace temperature of the incinerator and the moisture content of the dehydrated cake ;
A sludge treatment apparatus characterized by further comprising:
前記投入機は、前記脱水機の手前に配置されていることを特徴とする請求項記載の汚泥処理装置。The sludge treatment apparatus according to claim 4 , wherein the charging machine is disposed in front of the dehydrator. 前記投入機は、前記脱水機と前記焼却炉の間に配置されていることを特徴とする請求項記載の汚泥処理装置。The sludge treatment apparatus according to claim 4 , wherein the charging device is disposed between the dehydrator and the incinerator.
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