JP4554127B2

JP4554127B2 - Fermentation processing equipment

Info

Publication number: JP4554127B2
Application number: JP2001281558A
Authority: JP
Inventors: 晃加藤; 好弘橋田; 幸男中崎; 博幸高野
Original assignee: Taiheiyo Cement Corp
Current assignee: Taiheiyo Cement Corp
Priority date: 2001-09-17
Filing date: 2001-09-17
Publication date: 2010-09-29
Anticipated expiration: 2021-09-17
Also published as: JP2003080209A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発酵処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、厨芥等の有機廃棄物は、その処理量が増大する一方であり、その有効な処理方法および再利用方法に関して多くの試みがなされている。一つの方法として、回転発酵槽を用いて有機廃棄物を発酵処理（コンポスト化）することも提案されている。
一方、セメント製造工場は、セメントの需要に応じて操業状態が変動する。セメントの需要が少ない時期には、焼成装置等のうち一部の運転を停止することもあり、それらの活用が課題となっている。
このような状況のもと、有機廃棄物をセメント製造工場の保有するセメントキルンまたはセメント製造用ロータリードライヤーで処理することが考えられる。
そこで、本発明者らは、セメントキルン等のセメント製造工場に備えられている設備を、廃棄物の処理のために有効に活かす途を開くことのできる発酵処理装置として、特開２００１−１９１０６０に係る発酵処理装置を開発した。
しかし、この装置においても、得られる発酵処理品の排出を円滑に行う工夫が要請されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記事情に対してなされたものであり、セメントキルン等のセメント製造工場に備えられている設備を、廃棄物の処理のために有効に活かす途を開くことのできる発酵処理装置であって、得られる発酵処理品の排出を円滑に行うことができるようにした発酵処理装置を提供することを目的とする。
【０００４】
上記目的を達成するための本発明に係る発酵処理装置では、廃棄物を発酵処理（コンポスト化）するために、高温焼成品を得るためのロータリーキルンのうち内張り煉瓦を撤去したロータリーキルン、あるいはロータリードライヤーを用いる。すなわち、本発明に係る、発酵処理装置は、廃棄物を発酵処理するために、内張り煉瓦を撤去したロータリーキルン、あるいはロータリードライヤーを用いた発酵処理装置であって、
回転可能に支持された円筒型のドラムを備え、
該円筒型のドラムの出口側エンドプレートに発酵処理品の取出口が設けられ、
発酵処理品の排出手段として、上記取出口の大きさおよび形状に対応して形成され、上記ドラムの回転に伴って一体に回転する排出バケット部を有し、該排出バケット部が長方形の底部プレート、ヒサシ状プレート、サイドプレート、上記出口側エンドプレートおよび上記ドラムの壁面によって構成され、上記底部プレートは、上記ドラムの軸方向に向けて延長し、上記ドラムの軸心に向けて立ち上がるように形成され、上記ヒサシ状プレートは、上記底部プレートの軸心側端部を起点として軸心側に向けて斜め方向に向けて末広状に延長し、上記サイドプレートは、上記ヒサシ状プレート、上記底部プレート、上記壁面に連続して、上記ヒサシ状プレートに同じく末広状に延長し、
さらに、上記取出口に開閉自在に設けられた排出扉を備え、
上記ドラムが回転することにより、上記排出バケット部も一体に回転し、発酵処理品を、上記排出バケット部に蓄積し、上記排出扉を開くことにより、上記取出口から発酵処理品を排出するようにしてなることを特徴とする。
ロータリーキルンとしてはセメントキルンが好ましく、ロータリードライヤーとしてはセメント製造用ロータリードライヤーが好ましい。本明細書中、「廃棄物」というときは、以下の処理対象物を含む概念である。
有機汚泥：下水汚泥、し尿系汚泥（浄化槽汚泥、農業集落排水汚泥）、食品産業排水汚泥、アオコ・底泥等がこの範疇に含まれる。
食品加工残さ：ビールかす、焼酎かす、おから（豆腐かす）、製糖残さ、果汁残さ、コーヒーかす、茶かす、畜産残さ等がこの範疇に含まれる。
林産残さ、植物残さ：パルプ廃液、バーク、おがくず、チップダスト、剪定枝葉、バガス、籾殻、わら類等がこの範疇に含まれる。
生活ゴミ：厨芥類（生ゴミ）、都市収集可燃ゴミ、事業系生ゴミ等がこの範疇に含まれる。
畜産廃棄物：家畜ふん尿、鳥糞等がこの範疇に含まれる。
水産廃棄物：魚腸骨、へい死魚等がこの範疇に含まれる。
以上に列記したもののうち二以上の混合物も廃棄物の概念に含まれる。後述するように発酵処理品を一部戻し、廃棄物に混合して処理する場合には、このような発酵処理品を混合した混合物も廃棄物という。
【０００５】
本発明に係る発酵処理装置として用いる上記セメントキルン等のロータリーキルンあるいはセメント製造用ロータリードライヤー等のロータリードライヤーの外面は、少なくとも一部を保温材で被覆した形態として実施することが発酵処理を均一かつ効率良く進める上で好ましい。発酵処理品をセメント製造用原燃料として用いる場合には、上記発酵処理装置を工場内に付設したセメント
製造工場用の施設として実施することが好ましい。そしてさらに、該発酵処理装置は、セメント製造設備の焼成設備に近接して付設されていることが配管等の上で好ましい。これによって発酵処理で発生する排ガスの焼成設備への導入がし易くなる。
【０００６】
また、本発明に係る発酵処理装置を、セメント製造用原燃料製造設備として用いることができる。このようなセメント製造用原燃料製造設備は、発酵処理品の貯蔵用タンクを含む形態として実施することが好ましい。このセメント製造用原燃料製造設備は、廃棄物中あるいは発酵処理品中の異物を除去するための異物の分離・除去装置を含む形態として実施することができる。該分離・除去装置は、発酵処理装置の前段または前後段に設けるのが通常であるが、下水汚泥、都市ゴミまたはこれらの両方を処理する場合には、後段のみのほうが効率的である。好ましい実施の形態では、このような異物の分離・除去装置では、プラスチック廃材もセメント製造用原燃料として利用する。これによって、金属系以外の廃棄物の全量をセメント製造用原燃料として利用することができる。
また、このセメント製造用原燃料製造設備は、発酵処理装置への給気手段および排気手段を含む形態としても実施することが好気性発酵を維持する上で好ましい。またさらに、このセメント製造用原燃料製造設備では、上記貯蔵用タンクを貯蔵兼発酵処理用タンクとすることができる。また、このような場合は、上記貯蔵用タンクの外面の少なくとも一部を保温材で被覆した形態として実施することが好ましい。そして、この貯蔵用タンクは、その下部に定量引出機を設けると、ここからの引出を調節できるので好ましい。
【０００７】
さらに、上記セメント製造用原燃料製造設備で、上記貯蔵用タンクを上記貯蔵兼発酵処理用タンクとして使用する場合は、該タンクにエアーを送る給気手段を付設した形態として実施することが好気性発酵を進める上で好ましい。また、このセメント製造用原燃料製造設備は、上記の発酵処理品の貯蔵用タンクに、発酵処理品の一部を上記発酵処理装置へ戻すための手段を付設した形態として実施することもできる。
またさらに、上記セメント製造用原燃料製造設備には、貯蔵用タンクに発酵処理品の循環系統を設け、貯蔵用タンク内に循環することが好ましい。これによって、貯蔵用タンク内の好気条件を保つことができるとともに、発酵処理品の混合・均質化を図ることができる。このような循環系統は、異物の分離・除去装置から輸送された発酵処理品を複数の貯蔵用タンクに分割して投入し、複数の貯蔵用タンクからそれぞれ抽出した発酵処理品を合流させ、再度分割して上記複数の貯蔵用タンクに投入することが好ましい。これによって、セメント製造用原燃料の更なる均質化を図ることができる。
上記異物の分離・除去装置は、少なくとも一以上の発酵処理品破砕装置（１次破砕機、２次破砕機等）を備えることが好ましい。これによって、発酵処理品の粒度を好適に調整することができる。
上記セメント製造工場は、上記セメント製造用原燃料製造設備が付設された形態として実施することができる。
なお、本明細書でいう「セメント製造用原燃料」とは、セメント製造に用いる原料および燃料を含む概念である。ただし、「セメント製造用原燃料」の語を使用する場合に、原料または燃料のいずれか一方のみを指す場合であってもこの語を用いることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面に示した実施の形態を参照しながら、本発明に係る発酵処理装置およびそれが実施されるセメント製造用原燃料製造設備およびセメント製造工場を説明する。
図１は、本発明に係る発酵処理装置を用いたセメント製造工場の一実施の形態についてその概要を示す。
このセメント製造工場では、セメント製造設備１００に、本発明の一実施の形態に係る発酵処理装置を採用したセメント製造用原燃料製造設備２００を付設している。
セメント製造設備１００は、ロータリーキルン（セメントキルン）１０２、クリンカクーラ１０３、仮焼炉１０４、サスペンジョンプレヒータ１０６を主要な設備として含む。
【０００９】
ロータリーキルン１０２は、バーナ１０８を備える。該バーナ１０８は、後述する発酵処理品、微粉炭等の固体燃料を供給するための図示しない吹き込み風車、重油等の液体燃料を供給するための供給ポンプ１１０および空気を供給するための図示しない空気吹き込み風車等の空気供給手段を備える。ロータリーキルン１０２は、円筒型のドラムを図示しない支持ローラで支持し、図示しない電動モータ等の回転手段によって回転できる。そして、セメント原料（セメント調合原料ともいう）の送入部分からセメントクリンカの落口に向かって緩い勾配を持って傾斜して設置されている。セメント原料は、プレヒータ最下段のサイクロン１０７で捕集された後、投入され、ロータリーキルン１０２内壁の内張り煉瓦に付着したコーテイング上を回転しながら持ち上げられ、下降し、これを繰り返す。
そして、バーナ１０８で形成される火焔の輻射熱によってセメント原料を焼成する。
【００１０】
クリンカクーラ１０３は、ロータリーキルン１０２から排出されたセメントクリンカを冷却するための手段である。クリンカクーラ１０３は、数室に区切られており、各室の下部エアー室に設置された冷却用風車１１２によって供給された空気によって冷却される。
【００１１】
仮焼炉１０４は、セメント原料の仮焼を行うための装置であり、セメント原料の仮焼を行うためのバーナ１１４を備える。バーナ１１４は、後述する発酵処理品、微粉炭等の固体燃料を供給するための図示しない吹き込み風車、重油等の液体燃料を供給するための供給ポンプ１１６および図示しない空気吹き込み風車等の空気供給手段を備える。仮焼炉１０４は、セメント原料の仮焼を行うことによって、脱炭酸率を向上させ、ロータリーキルン１０２の熱負荷を下げることによって、焼成を確実にし、ロータリーキルン１０２自体の機械的保護に寄与する。
また、これと同時に、ロータリーキルン１０２からの排熱を有効に活用し、セメント製造工場全体の熱効率を向上させる。
【００１２】
サスペンジョンプレヒータ１０６は、セメント原料を予熱するための装置であり、サイクロン１０７を多段に重ねた構成となっている。各々のサイクロン１０７において、気体成分と固体成分の分離が行われ、セメント原料をダクト内で気流中にサスペンドしながらセメント原料と気体との間で熱交換を行い、セメント原料の予熱を行う。
【００１３】
一方、セメント製造用原燃料製造設備２００は、廃棄物をセメント製造用の原燃料として有効利用することを目的として廃棄物の発酵処理（コンポスト化）を行うための設備であり、本発明の一実施の形態に係る発酵処理装置２０２、貯蔵兼発酵処理用タンク２０４、２０６を含む。さらに、このセメント製造用原燃料製造設備２００は、発酵処理装置２０２の後段に、異物の分離・除去装置２０８〜２１８を備えている。
発酵処理装置２０２は、操業停止中のロータリーキルン（遊休キルン）を活用したものである。この発酵処理装置２０２も、前述したロータリーキルン１０２と同様、円筒型のドラムを図示しない支持ローラで支持し、図示しない回転手段によって回転するようにしたものである。
一般に、セメント製造に用いられるロータリーキルンは、セメント焼成の際の耐火性能を保つために、内張り煉瓦で内壁を保護している。しかし、本実施の形態に係る発酵処理装置２０２では、この内張り煉瓦を除去する。この内張り煉瓦を除去することによって、発酵処理装置２０２内に廃棄物を投入して処理した場合、廃棄物の移動が容易になるとともにロータリーキルンを回転させるための消費エネルギーが大幅に減少する。また、攪拌設備、仕切板の取り付けが容易となる。
発酵処理装置２０２は、内張り煉瓦除去後のロータリーキルンの内径が２〜７ｍであって、１．０〜６．０％好ましくは１．２〜１．６％の傾斜で設置することが好適である。
【００１４】
また、発酵処理装置２０２は、保温材でその周囲を被覆している。これは、発酵用原料を発酵させる際の保温を図り、発酵の促進、均一化を行うためである。
被覆する部位としては、発酵処理装置２０２の外壁全長とするのが好適である。
保温材は、ロックウールやグラスウール等の軽量で断熱性のあるものを使用し、発酵処理装置２０２の外壁を適当な厚みで被覆することが好適である。
【００１５】
本実施の形態に係る発酵処理装置２０２の内部は、仕切り板によって４〜５室に仕切られている。通常の運転状態において、三日間、発酵処理装置２０２に滞留する。
上記仕切板は、被処理品である廃棄物を堰き止める一方、通風を確保できる構造、すなわちスリット状、穿孔板状等の通風可能な構造となっている。
以上の他、従来のロータリーキルン式発酵装置に内蔵されている攪拌設備、加熱設備、もしくは処理物の移動設備を必要に応じて適宜取り付けることができる。
【００１６】
発酵処理装置２０２の入口部は、既設のサスペンジョンプレヒータと切り離されている。そして、そこには、例えば、都市ゴミの投入口２２０、下水汚泥の投入口２２２、戻し分の発酵処理品を投入する投入口２２４および発酵ガス引出口２２６が設けられている。この発酵ガス引出口２２６に対しては、排気手段として換気用風車２１９が設けられ、これによって発酵処理装置２０２内の発酵ガスを引き出し、セメント製造設備１００に送ることができるようになっている。
発酵処理装置２０２の出口部は、既設のクリンカクーラと切り離し、発酵処理品の取出口２２８を設ける。また、空気吹込口２２７を設け、この空気吹込口２２７には、給気手段として空気吹き込み風車２２９を設け、これによって給気を行うことができる。空気吹き込み風車２２９は、大気とクリンカクーラ１０３からのクーラー排気とを適宜混合できるように構成されている。
【００１７】
ここで、本発明に係る発酵処理装置２０２の特徴部分である発酵処理品の排出手段の一実施の形態を図３〜図６について説明する。
図３に、発酵処理装置２０２を出口部で内側から見た状態を示す。矢印Ａは、発酵処理装置２０２の回転方向を示している。この実施の形態で、排出手段は、排出バケット部３５０として形成されている。前記したように発酵処理装置２０２は、円筒型のドラム３５１を図示しない支持ローラで回転するように支持している。円筒型のドラム３５１は、エンドプレート３５２（出口側）を一体に備える。該エンドプレート３５２には、前記した発酵処理品の取出口２２８が２ケ口設けられている。排出バケット部３５０の大きさおよび形状は、取出口２２８に対応して形成されている。
【００１８】
図４に、発酵処理装置２０２を出口部で外側から見た状態を示す。図に示すように、取出口２２８には、開閉自在のダンパ扉３５３が設けられている。該ダンパ扉３５３は、図４、図５に示すように、油圧シリンダ３５４および関連するリンク機構によって開閉自在となっている。開閉のためのリンク機構は、当業者にとって公知の機構を用いることができる。
さらに、図６は、図３のＶＩ−ＶＩ線による矢視図であり、排出バケット部３５０を見下ろした状態で表わしている。
【００１９】
図３〜図６を参照して了解されるように、排出バケット部３５０は、長方形の底部プレート３５５、ヒサシ状プレート３５６、サイドプレート３５７、上記エンドプレート３５２および上記ドラム３５１の壁面３５８によって構成されている。底部プレート３５５は、図５、図６に示すようにドラム３５１の軸方向に向けて延長し、ドラム３５１の軸心に向けて立ち上がるように形成されている。ヒサシ状プレート３５６は、図３、図５に示すように底部プレート３５５の軸心側端部を起点として軸心側に向けて斜め方向に向けて末広状に延長している。サイドプレート３５７は、図３、図５に示すようにヒサシ状プレート３５６、底部プレート３５５、壁面３５８に連続して、ヒサシ状プレート３５６に同じく末広状に延長している。
排出バケット部３５０は、上記のように構成されることによって、ドラム３５１の回転に伴って一体に回転する。すなわち、発酵処理装置２０２の回転軸を中心として回転可能に支持されていることとなる。
なお、図４に表れたパイプ状の要素３５９は、空気の送り込み用配管である。
【００２０】
なお、上記した発酵処理装置２０２の入口部の投入口２２０、２２２、２２４は、原料投入時以外密閉され、発酵ガス引出口２２６、空気吹込口２２７、発酵処理品の取出口２２８も通風を行う時以外は、密閉され、発酵処理装置２０２は、基本的に密閉構造とする。
【００２１】
上記貯蔵兼発酵処理用タンク２０４、２０６は、発酵処理装置２０２と同様の保温材でその周囲を被覆する。これは、発酵処理装置２０２での発酵をさらに進めるための保温を図り、発酵の促進を行うためである。被覆する部位としては、その外壁全長とするのが好適である。
【００２２】
さらに、この貯蔵兼発酵処理用タンク２０４、２０６にも図示しないエアー供給手段を設けている。好気条件を確保し、養生を促進するためである。発酵処理装置２０２における発酵は、コンポスト化という観点からは、いわゆる一次発酵と呼ばれる処理であり、必要に応じて発酵をさらに進めることにより、いわゆる二次発酵まで終了させれば、堆肥としての製品化も可能である。
貯蔵兼発酵処理用タンク２０６には定量引出機を設けている。定量引出機からの発酵処理品は、セメント製造設備１００への供給ライン２３０と、発酵処理装置２０２への戻しライン２３２のいずれにも供給可能となっている。
【００２３】
発酵処理装置２０２の後段に設けられた機器２０８〜２１８は、発酵処理品から金属等のコンポスト化せず、セメント製造用の原燃料としては無用な異物を除去するための異物の分離・除去装置である。
ベルトコンベア２０９に付設された磁選機２０８は、ベルトコンベア２３４、スキップコンベア２３６によって運ばれてくる発酵処理品から磁石によって主として鉄を除去するためのものである。なお、この磁選機２０８は、この実施の形態では一段のみ設けているが2以上の多段のものとしても設計できる。
一次破砕機２１０は、このような鉄を除いた発酵処理品を一次破砕し、後のトロンメル２１２における篩分けを効率的なものとするための装置である。
トロンメル２１２は、回転篩であり、発酵処理品として適度の粒度合いを備えた発酵処理品をセメント製造用原燃料として篩い分けるための装置である。発酵処理品は、ベルトコンベア２３８を介して２４０に送られる。
高ガウス選別機２１４は、トロンメル２１２からのステンレス、アルミニウム等を包含する部分を受ける装置である。この装置は、ステンレスとその他のものとに被処理品を分ける。その他のものとは、アルミニウムとセメント製造用原燃料とを包含する部分である。
アルミニウム選別機２１６は、ステンレスを除去した後の部分から、アルミニウムとセメント製造用原燃料として適する部分を分けるための装置である。トロンメル２１２で回収しきれなかったこのような部分をここで回収することができる。このセメント製造用原燃料として適合する部分は、二次破砕機２１８に送られる。
二次破砕機２１８は、一次破砕機２１０で破砕しきれなかったセメント製造用原燃料適合部分を好適な粒度に調整するための装置である。ここで得られたセメント製造用原燃料は、ベルトコンベア２３９を介してベルトコンベア２４０に送られる。
発酵処理装置２０２の後段のこれらの異物の分離・除去装置は、換気手段を設けた建屋の中に設置し、できるだけ外部に発酵処理品等からの臭気が漏れないようにする。
【００２４】
次に、以上の構成を備えたセメント製造工場の作用について説明する。
本実施の形態では、セメント製造工場内に設置された上記したセメント製造用原燃料製造設備２００で、セメント製造用原燃料を製造する。セメント製造用原燃料製造設備２００の発酵処理装置２０２には、都市ゴミの投入口２２０から都市ゴミを投入する。
投入する都市ゴミの成分は、水分１５〜６０重量％、可燃分３０〜６０重量％、灰分３〜３０重量％が好ましい。
投入する際、都市ゴミの破袋等の前処理は行わない。さらに、都市ゴミに加えて下水汚泥の投入口２２２から下水汚泥を投入する。
投入する下水汚泥の成分は、水分５０〜９０重量％、可燃分６〜３５重量％、灰分２〜１５重量％が好ましい。
都市ゴミと下水汚泥を同時に投入するのは、都市ゴミと下水汚泥を同時に処理することにより、廃棄物処理の効率化を図るとともに、下水汚泥の持つ水分によって発酵用原料としての含水率を適切に調整し、発酵状態を良好に保つためである。仮に、発酵適性含水率を４５〜６０重量％とした場合、混合物中の下水汚泥の比率は、重量比で０〜８５％が好適である。なお、混合物中の可燃分は、１０〜６０重量％、灰分は、２〜３０重量％が好ましい。
なお、必要に応じて、肥料（尿素、硫安、塩化アンモニウム等）、水、水分調整材（稲わら、もみがら、おがくず、紙、木片等）、空隙保持用の切断ゴムタイヤ等を添加する。発酵菌は、発酵処理品を原料戻しすることによっても供給することができる。
【００２５】
さらに、本実施の形態では、貯蔵兼発酵用処理タンク２０６から発酵処理品の一部をライン２３２を通じて発酵処理装置２０２に戻す。これは、発酵処理装置２０２内の菌体の安定化を図り、発酵処理品の品質を安定させる等の目的のためである。
【００２６】
廃棄物は、発酵処理装置２０２内の４〜５室のうち、まず最も入口部に近い部屋に投入される。各室の間には仕切りがあるが、廃棄物は、その仕切りに設けられた開口部を通して各部屋間を移動して行く。そして、三日間経過後取出口２２８から発酵処理品を取り出す。前述したように、発酵処理装置２０２は、１．０〜６．０％の傾斜を持って設置されており、その回転によって、発酵中の被処理物は容易に移動する。なお、発酵処理期間中、発酵処理装置２０２は、例えば内張り煉瓦を撤去した内径を４〜５ｍとして、０．５〜３．０ｒｐｍのスピードで回転させることが好ましい。
【００２７】
発酵中、入口部側の部屋では、自然界にどこにでも生息する発酵菌（好熱性細菌、一般細菌、放線菌類）により、易分解成分の好気的分解作用のような機序によって発酵（コンポスト化）が進行し、２４時間以内に投入原料の温度が場合によって７０℃にまで達する。そして、発酵処理装置２０２内において、原料である廃棄物は、一般に一次発酵と呼ばれる発酵工程を完了する。すなわち、好気的条件下で不安定な有機物（炭水化物、タンパク質等）が悪臭の少ない貯蔵のきく安定な物質へと変換される。
なお、上記した部屋の温度は、適切な温度センサーでモニターする。そして、給気手段によって供給するエアーの温度、廃棄物の投入割合等をモニターされた温度に対応して制御することにより、発酵処理装置２０２内の温度を適切に調整することができる。
発酵処理中、発酵処理装置２０２が上記した回転速度で回転することによって、都市ゴミのゴミ袋等の袋は破袋し、発酵処理に支障を来すことはない。このようなゴミ袋等は、発酵処理装置２０２の回転によって掻き上げられ、落下し、落下を繰り返すことによって、ほとんどのものが最初の室で破袋する。
【００２８】
一方、発酵処理中、発酵ガス引出口２２６からは、換気用風車２１９によって発酵処理装置２０２内の発酵ガスを引き出し、配管を通じてセメント製造設備１００の仮焼炉１０４等に送る。これによって、発酵工程で発生するアンモニア等が分解され、排ガスが脱臭される。また、発酵処理品の出口側に設けた空気吹込口２２７から空気吹き込み風車２２９によって給気を行ない、発酵処理装置２０２内の好気条件を保つ。これによって、好気性菌による発酵を維持することができる。ここで、前述したように空気吹き込み風車２２９は、大気とクリンカクーラ１０３のクーラー排気とを適宜混合できるように構成されているので、給気の際の温度を適切に設定することができる。５０℃以上の温度で一日暴露すると、各種の有害菌は殺菌もしくは不活性化されて衛生的に安全である。一方、好気性菌の発酵速度は、６０℃程度で最も促進される。これらを勘案すると、温度を５５〜６０℃程度に制御することが好適といえる。そこで、大気の温度に応じて、適宜クーラー排気の添加割合で調整し、供給する空気の温度を適切に設定することができる。この他、上記給気における空気をセメント製造装置で発生する種々の廃熱で予熱しつつ給気を行っても良い。
【００２９】
以上のような三日間の発酵経過後、発酵処理品の好適な性状は、以下の通りである。
大腸菌群数（衛生指標微生物、ＪＩＳＫ０１０２−１９９３に規定される工場排水試験方法−細菌試験により定量する。）：１０³個／ｇ以下
この指標は、チフス菌、サルモネラ菌等の有害菌が存在しないことの指標であり、この値を満足することによってこのような有害菌の不存在を確認できる。
有機性廃棄物の粒度組成：２０ｍｍ以下のものが９０％（重量比）以上
セメント製造用原燃料として用いるためには、この程度の粒度組成を満たすことが好ましい。
発酵処理品の組成は、含水率４０〜６０重量％、可燃分１０〜５５重量％、灰分４〜２０重量％に調整することが好ましい。発熱量は、１，５００ｋｃａｌ／ｋｇ（乾燥ベース）以上となることが好ましい。
このような仕様を満足する発酵処理品であれば、セメント製造用原燃料として特段さらなる処理を施さなくても、投入位置に投入することもできる。
【００３０】
このような発酵処理品は、前記した排出バケット部３５０により、取出口２２８から排出される。図３のように、矢印Ａの方向でドラム３５１が回転することにより、排出バケット部３５０も一体に回転する。すると、発酵処理品は、排出バケット部３５０にある程度蓄積されることとなる。ここで、ダンパ扉３５３を開くことにより、取出口２２８から発酵処理品が排出されることになる。
本発明者らは、このように排出バケット部３５０を設けた場合、設けない場合に比べて少なくとも５倍の排出速度になることを確認している。すなわち、この実施の形態によれば、得られる発酵処理品の排出を円滑に行うことができる。
【００３１】
以上のようにして得られた発酵処理品は、磁選機２０８、高ガウス選別機２１４、アルミニウム選別機２１６によって、鉄、ステンレス、アルミニウムを除去し、これらの再資源化を図る。
さらに、一次破砕機２１０と二次破砕機２１８とによって、発酵処理品を適切な粒度に調整する。このように破砕装置を多段に設けることによって、セメント製造用原燃料として用いる際の品質を好適なものとすることができる。また、本発明では、プラスチック廃棄物は除去していない。これは、プラスチック廃棄物をそのままセメント製造用原燃料の一部として利用する意図からである。これらの一、二次破砕機２１０、２１８を用いることによって、プラスチック廃棄物も適度の大きさに寸断される。
ベルトコンベア２４０で回収した発酵処理品は、セメント製造用原燃料として貯蔵兼発酵処理用タンク２０４、２０６に送られる。
本実施の形態では、バケットエレベータ２４２、２４３によって寸胴型の貯蔵兼発酵処理用タンク２０４、２０６に発酵処理品を送る。これらの貯蔵兼発酵処理用タンク２０４、２０６に送られた発酵処理品は、循環系統によって循環される。
すなわち、タンク２０４、２０６の下にはベルトコンベア２４４、２４６が設けられており、これらに一部取り出された発酵処理品は、バケットエレベータ２４８で垂直輸送され、再度貯蔵兼発酵処理用タンク２０４、２０６に循環される。
これによって、好気状態が保たれ、このような混合処理により発酵処理品のセメント製造用原燃料としての均質化を図ることができる。
そして、発酵処理品は、ベルトコンベア２５０を経て、ライン２３０からセメント製造設備１００にセメント製造用原燃料として供給され、あるいは一部ライン２３２を経て発酵処理装置２０２に戻される。
【００３２】
一方、上記セメント製造設備１００では、セメント製造用原燃料製造設備２００の運転と併行してセメント原料の処理を行う。すなわち、サスペンションプレヒータ１０６における各サイクロン１０７でセメント原料の予熱、仮焼炉１０４で仮焼、ロータリーキルン１０２で焼成を行う。
本実施の形態では、ロータリーキルン１０２における焼成のための燃料もしくは仮焼炉１０４における仮焼のための燃料として、得られたセメント製造用原燃料を貯蔵兼発酵処理用タンク２０６からライン２３０を通して、ロータリーキルン１０２の窯尻または仮焼炉１０４に供給する。また、発酵処理装置２０２からの発酵ガスを仮焼炉１０４（ロータリーキルン１０２でも良い）に送り、高熱下で脱臭を行う。このような脱臭操作によって、脱硝の効果も得られる。なお、異物の分離・除去装置を囲む建屋からの空気も同様に脱臭することができる。
【００３３】
他の実施の形態
本発明に係る発酵処理装置および該発酵処理装置を用いたセメント製造用原燃料製造設備、セメント製造工場は、図１の実施の形態について説明したが、本発明は、このような実施の形態に限定されるものではなく、当業者にとって自明な修飾・変更・付加は、全て本発明の技術的範囲に含まれる。
例えば、上記実施の形態では、処理対象を都市ゴミとしたが、コンポスト化が可能な他の有機廃棄物であっても勿論本発明を実施することができる。
【００３４】
上記実施の形態では、ロータリーキルン（セメントキルン）を発酵処理装置として用いたが、セメント製造用ロータリードライヤーを用いることもできる。
このロータリードライヤーは、セメント製造では、原料の乾燥をするために使われているものである。
図２にロータリードライヤーを含むセメント製造工場の一実施の形態についてその一部を示す。
ロータリードライヤー３００は、石灰石、粘土類等のセメント原料を供給ライン３０２から供給され、その乾燥を行う。乾燥は、供給ライン３０４から供給されるロータリーキルン等からの排ガスの持つ廃熱で行う。ロータリードライヤー３００からの排ガスは、電気集塵機３０６で除塵され、煙突３０８から排出される。乾燥後の原料は、原料粉砕機３１０で粉砕した後、所定の粒度のものがセパレータ３１２で分離された後、ライン３１４を通して後段の均一化、予熱、仮焼、焼成の各工程に送られる。
このようなロータリードライヤー３００もセメントキルン（ロータリーキルン）と同様、遊休のものがあれば使用することができる。また、必要に応じて、これらを併用することも可能である。このロータリードライヤーも前記発酵処理装置２０２と同様の形態で使用することができる。
もちろん、本発明の特徴部分である排出手段を設けることもできる。すなわち、図３〜図６と同様の排出バケット部を設けることができる。
【００３５】
排出バケット部の形状および数は、上記実施の形態に限られるものではない。
すなわち、発酵処理品の取出口の形状、数に合わせて設定することができる。
【００３６】
上記発酵処理装置２０２は、ロータリーキルンの入口／出口をセメント製造時と同一としているが、必ずしも同一でなくても良い。これを逆転して用いることもできる。そのような際は、ロータリーキルン又はロータリードライヤーの傾斜を逆転させて使用する必要がある。
【００３７】
上記発酵処理装置２０２は、４〜５に区分し、発酵処理を三日間行うこととしている。しかし、区分の仕方はこれに限定されない。場合によって、３室以下のより少ない区分、または６室以上のより多い区分とすることもできる。また、発酵処理期間は、三日日に限らず、有害な微生物が死滅するのであれば、三日間未満のより少ない期間であっても良い。セメント製造用原燃料として使用する目的の場合、いわゆる一次発酵が終了していれば良く、完全な堆肥化までは必要がないからである。なお、完全な堆肥化を図る場合には、前述したように貯蔵兼発酵処理用タンクを利用して熟成することができる。
上記貯蔵兼発酵処理用タンク２０４、２０６は、二つを設けているが、さらに複数のものを設けるようにすることもできる。また、これらのタンク２０４、２０６は、内蔵物を取り出しやすくするため寸胴型のものとしたが、末広型のものとすることができる。より内蔵物を取り出しやすくするためである。貯蔵用タンクとしては、この他セメントキルンに併設されていたプレヒータ設備を用いることができる。プレヒータ設備としては、仮焼炉、サイクロン、ダクト部等を挙げることができる。このようなプレヒータ設備も、貯蔵用タンクとして用いる場合には、内張り煉瓦を撤去する等適切な変更を施すことが好適である。
発酵処理品は、図１の実施の形態では、一部を発酵処理装置２０２に戻すこととしているが、場合によって必ずしも戻す必要はない。
図１の実施の形態では実施されていないが、貯蔵兼発酵処理用タンク２０４、２０６からの発酵ガスをセメント製造装置１００に戻し、脱硝剤として、発酵処理装置２０２からの発酵ガスと同様に活用することもできる。この場合、貯蔵兼発酵処理用タンク２０４、２０６にも排気手段を設ける。
図１の実施の形態では実施されていないが、発酵処理品は、セメント調合原料の一部として、セメント調合原料の製造工程へ投入することも可能である。
【００３８】
【発明の効果】
上記したところから明かなように、本発明によれば、セメントキルン等のセメント製造工場に備えられている設備を、廃棄物の処理のために有効に活かす途を開くことのできる発酵処理装置であって、得られる発酵処理品の排出を円滑に行うことができるようにした発酵処理装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る発酵処理装置を採用したセメント製造工場の一実施の形態を説明する概念図である。
【図２】本発明に係る発酵処理装置であってセメント製造用ロータリードライヤーを用いたものを説明する概念図である。
【図３】本発明に係る発酵処理装置の一実施の形態について、排出バケット部３５０を説明する回転ドラム３５１の内側からの図である。
【図４】本発明に係る発酵処理装置の一実施の形態について、ダンパ扉３５３を説明する回転ドラム３５１の外側からの図である。
【図５】本発明に係る発酵処理装置を説明する図４のＶ−Ｖ線による矢視断面図である。
【図６】本発明に係る発酵処理装置を説明する図３のＶＩ−ＶＩ線による矢視断面図である。
【符号の説明】
１００セメント製造設備
１０２ロータリーキルン
１０３クリンカクーラ
１０４仮焼炉
１０６サスペンジョンプレヒータ
１０７サイクロン
１０８、１１４バーナ
１１０供給ポンプ
１１２冷却用風車
１１６供給ポンプ
２００セメント製造用原燃料製造設備
２０２発酵処理装置
２０４、２０６貯蔵兼発酵処理用タンク
２０８磁選機
２１０一次破砕機
２１２トロンメル
２１４高ガウス選別機
２１６アルミニウム選別機
２１８二次破砕機
２１９換気用風車
２２０都市ゴミの投入口
２２２下水汚泥の投入口
２２４戻し分の発酵処理品を投入する投入口
２２６発酵ガス引出口
２２８発酵処理品の取出口
２２７空気吹込口
２２９空気吹き込み風車
２３４、２０９、２３８、２３９ベルトコンベア
２４０、２４４、２４６、２５０ベルトコンベア
２４２、２４３、２４８バケットエレベータ
３００ロータリードライヤー
３０６電気集塵機
３０８煙突
３１０原料粉砕機
３１２セパレータ
３５０排出バケット部
３５１ドラム
３５２エンドプレート
３５３ダンパ扉
３５４油圧シリンダ
３５５底部プレート
３５６ヒサシ状プレート
３５７サイドプレート
３５８壁面
３５９空気送り込み用配管[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fermentation treatment apparatus.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, organic waste such as soot is increasing in its processing amount, and many attempts have been made regarding its effective processing method and reuse method. As one method, it is also proposed to ferment (compost) organic waste using a rotary fermenter.
On the other hand, the operation state of a cement manufacturing plant fluctuates according to the demand for cement. When the demand for cement is low, some of the firing equipment and the like may be stopped, and their use is an issue.
Under such circumstances, it is conceivable to treat organic waste with a cement kiln owned by a cement manufacturing plant or a rotary dryer for cement manufacturing.
In view of this, the present inventors disclosed in JP-A-2001-191060 as a fermentation treatment apparatus that can open the way to effectively utilize facilities installed in a cement manufacturing plant such as a cement kiln for waste treatment. Such a fermentation treatment apparatus was developed.
However, even in this apparatus, a device for smoothly discharging the obtained fermented processed product has been required.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and is a fermentation treatment apparatus that can open the way to effectively utilize the facilities provided in a cement manufacturing plant such as a cement kiln for the treatment of waste. And it aims at providing the fermentation processing apparatus which enabled it to discharge | emit smoothly the fermentation processed product obtained.
[0004]
  In the fermentation treatment apparatus according to the present invention for achieving the above object, in order to ferment waste (compost), a rotary kiln from which a lining brick is removed or a rotary dryer is removed from a rotary kiln for obtaining a high-temperature fired product. Use.That is, the fermentation treatment apparatus according to the present invention is a fermentation kiln using a rotary kiln from which a lining brick has been removed or a rotary dryer to ferment waste.
A cylindrical drum rotatably supported;
The exit end plate of the cylindrical drum is provided with a fermented product outlet,
As a means for discharging the fermented processed product, the bottom plate has a discharge bucket portion that is formed corresponding to the size and shape of the outlet, and rotates integrally with the rotation of the drum, and the discharge bucket portion is a rectangular bottom plate A plate, a side plate, the end plate on the outlet side, and a wall surface of the drum, and the bottom plate extends in the axial direction of the drum and rises toward the axial center of the drum The elongate plate extends from the end of the bottom plate on the axial center side toward the axial center in a slanting direction, and the side plate includes the elongate plate and the bottom plate. , Continuous to the wall surface, also extended in a divergent form on the horseshoe plate,
Furthermore, it is equipped with a discharge door that can be opened and closed at the outlet,
As the drum rotates, the discharge bucket portion also rotates integrally, the fermented processed product is accumulated in the discharge bucket portion, and the fermented processed product is discharged from the outlet by opening the discharge door. It is characterized by becoming.
  A cement kiln is preferred as the rotary kiln, and a rotary dryer for cement production is preferred as the rotary dryer. In this specification, the term “waste” is a concept including the following processing objects.
  Organic sludge: Sewage sludge, human waste sludge (septic tank sludge, agricultural settlement wastewater sludge), food industry wastewater sludge, blue-green sludge, etc. are included in this category.
  Food processing residue: Beer ground, shochu ground, okara (tofu ground), sugar residue, fruit juice residue, coffee grounds, tea grounds, livestock residue, etc. are included in this category.
  Forest residue, plant residue: Pulp waste liquor, bark, sawdust, chip dust, pruned branches, bagasse, rice husk, straw, etc. are included in this category.
  Domestic waste: This category includes food (food waste), city-collectable combustible waste, and business-related waste.
  Livestock waste: Livestock manure, bird droppings, etc. are included in this category.
  Marine waste: Fish iliac, dead fish, etc. are included in this category.
  Mixtures of two or more of those listed above are also included in the concept of waste. As will be described later, when a part of the fermented processed product is returned and mixed with waste to be processed, the mixture obtained by mixing such fermented processed product is also called waste.
[0005]
  The outer surface of the rotary kiln such as the cement kiln or the rotary dryer for cement production used as the fermentation treatment apparatus according to the present invention is at least partially covered with a heat insulating material, and the fermentation process is uniform and efficient. It is preferable for good progress. When fermented products are used as raw fuel for cement production, cement with the above fermentation processing equipment attached in the factory
It is preferable to implement as a facility for a manufacturing factory. Furthermore, it is preferable that the fermentation treatment apparatus is attached in the vicinity of the firing facility of the cement production facility on the piping or the like. This facilitates introduction of the exhaust gas generated in the fermentation process into the firing facility.
[0006]
Moreover, the fermentation processing apparatus which concerns on this invention can be used as a raw fuel manufacturing equipment for cement manufacture. Such a raw material production facility for cement production is preferably implemented as a form including a storage tank for fermented products. This raw fuel production facility for cement production can be implemented as a form including a foreign matter separation / removal device for removing foreign matter in waste or in a fermented product. The separation / removal device is usually provided at the front stage or the front and rear stages of the fermentation treatment apparatus. However, when treating sewage sludge, municipal waste, or both, only the latter stage is more efficient. In a preferred embodiment, such a foreign matter separation / removal apparatus also uses plastic waste as a raw material for cement production. As a result, the entire amount of non-metal waste can be utilized as raw material for cement production.
Moreover, it is preferable to implement the raw fuel production facility for cement production as a form including an air supply means and an exhaust means for the fermentation treatment apparatus in order to maintain aerobic fermentation. Furthermore, in this raw fuel production facility for cement production, the storage tank can be a storage and fermentation tank. Moreover, in such a case, it is preferable to implement as a form in which at least a part of the outer surface of the storage tank is covered with a heat insulating material. The storage tank is preferably provided with a metered drawer at its lower part, since the withdrawal from this can be adjusted.
[0007]
Further, when the storage tank is used as the storage and fermentation treatment tank in the raw fuel production facility for cement production, it is aerobic that it is carried out as a form in which an air supply means for sending air is added to the tank. It is preferable when advancing fermentation. Further, the raw fuel production facility for producing cement can be implemented as a form in which means for returning a part of the fermented processed product to the fermented processing device is attached to the storage tank for the fermented processed product.
Furthermore, it is preferable that the raw fuel production facility for cement production is provided with a circulation system for fermented products in the storage tank and circulates in the storage tank. As a result, the aerobic conditions in the storage tank can be maintained, and the fermentation processed product can be mixed and homogenized. In such a circulation system, the fermented processed products transported from the foreign matter separation / removal device are divided into a plurality of storage tanks, and the fermented processed products extracted from the plurality of storage tanks are joined together, and again It is preferable to divide and put into the plurality of storage tanks. Thereby, further homogenization of the raw material fuel for cement production can be achieved.
The foreign matter separation / removal device preferably includes at least one fermentation-processed product crusher (a primary crusher, a secondary crusher, or the like). Thereby, the particle size of the fermented processed product can be suitably adjusted.
The cement manufacturing factory can be implemented as a form in which the raw fuel manufacturing facility for manufacturing cement is attached.
In addition, the “raw material for cement production” in the present specification is a concept including raw materials and fuels used for cement production. However, when the term “raw fuel for cement production” is used, this term can be used even when only one of the raw material and the fuel is indicated.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, a fermentation processing apparatus according to the present invention, a raw material production facility for cement production and a cement production plant in which the fermentation treatment device is implemented will be described with reference to the embodiments shown in the accompanying drawings.
FIG. 1: shows the outline | summary about one Embodiment of the cement manufacturing factory using the fermentation processing apparatus which concerns on this invention.
In this cement manufacturing plant, a cement manufacturing raw fuel manufacturing facility 200 employing a fermentation processing apparatus according to an embodiment of the present invention is attached to the cement manufacturing facility 100.
The cement manufacturing facility 100 includes a rotary kiln (cement kiln) 102, a clinker cooler 103, a calcining furnace 104, and a suspension preheater 106 as main facilities.
[0009]
The rotary kiln 102 includes a burner 108. The burner 108 includes a fermented product to be described later, a blown wind turbine (not shown) for supplying solid fuel such as pulverized coal, a supply pump 110 for supplying liquid fuel such as heavy oil, and an air (not shown) for supplying air. Air supply means such as a blow-in windmill is provided. The rotary kiln 102 supports a cylindrical drum with a support roller (not shown) and can be rotated by a rotating means such as an electric motor (not shown). And it is inclined and installed with a gentle gradient from the feeding part of the cement raw material (also referred to as cement blending raw material) to the outlet of the cement clinker. The cement raw material is collected by the cyclone 107 at the lowermost stage of the preheater, then charged, lifted while rotating on the coating attached to the lining brick on the inner wall of the rotary kiln 102, lowered, and this is repeated.
Then, the cement raw material is fired by the radiant heat of the flame formed by the burner 108.
[0010]
The clinker cooler 103 is a means for cooling the cement clinker discharged from the rotary kiln 102. The clinker cooler 103 is divided into several chambers, and is cooled by the air supplied by the cooling wind turbine 112 installed in the lower air chamber of each chamber.
[0011]
The calcining furnace 104 is an apparatus for calcining cement raw material, and includes a burner 114 for calcining cement raw material. The burner 114 includes an air supply means such as a fermented product to be described later, a blowing wind turbine (not shown) for supplying a solid fuel such as pulverized coal, a supply pump 116 for supplying liquid fuel such as heavy oil, and an air blowing wind turbine (not shown). Is provided. The calcination furnace 104 improves the decarboxylation rate by calcination of the cement raw material, and reduces the thermal load of the rotary kiln 102, thereby ensuring firing and contributing to mechanical protection of the rotary kiln 102 itself.
At the same time, the exhaust heat from the rotary kiln 102 is effectively utilized to improve the thermal efficiency of the entire cement manufacturing plant.
[0012]
The suspension preheater 106 is a device for preheating cement raw material, and has a configuration in which cyclones 107 are stacked in multiple stages. In each cyclone 107, the gas component and the solid component are separated, and the cement raw material is preheated by exchanging heat between the cement raw material and the gas while suspending the cement raw material in the air flow in the duct.
[0013]
On the other hand, the raw material manufacturing facility 200 for cement production is a facility for fermenting (composting) waste for the purpose of effectively using the waste as a raw fuel for cement manufacture. It includes a fermentation processing apparatus 202 and storage and fermentation processing tanks 204 and 206 according to the embodiment. Furthermore, the raw material production facility 200 for cement production includes foreign matter separation / removal devices 208 to 218 at the subsequent stage of the fermentation treatment device 202.
The fermentation treatment apparatus 202 utilizes a rotary kiln (idle kiln) that is not in operation. Similarly to the rotary kiln 102 described above, the fermentation treatment apparatus 202 also supports a cylindrical drum by a support roller (not shown) and is rotated by a rotation means (not shown).
Generally, the rotary kiln used for cement manufacture protects the inner wall with a lining brick in order to maintain the fire resistance when the cement is fired. However, in the fermentation processing apparatus 202 according to the present embodiment, this lining brick is removed. By removing the lining brick, when waste is put into the fermentation treatment apparatus 202 and processed, the movement of the waste is facilitated and the energy consumption for rotating the rotary kiln is greatly reduced. Moreover, it becomes easy to attach the stirring equipment and the partition plate.
It is preferable that the fermenter 202 is installed with an inner diameter of the rotary kiln after removing the lining bricks of 2 to 7 m and an inclination of 1.0 to 6.0%, preferably 1.2 to 1.6%. .
[0014]
In addition, the fermentation processing apparatus 202 covers the periphery with a heat insulating material. This is for the purpose of maintaining the heat when fermenting the raw material for fermentation and promoting and homogenizing the fermentation.
The part to be coated is preferably the entire outer wall of the fermentation treatment apparatus 202.
As the heat insulating material, it is preferable to use a light and heat insulating material such as rock wool or glass wool and coat the outer wall of the fermentation treatment apparatus 202 with an appropriate thickness.
[0015]
The interior of the fermentation treatment apparatus 202 according to the present embodiment is partitioned into 4 to 5 chambers by a partition plate. It stays in the fermentation treatment apparatus 202 for three days in a normal operation state.
The partition plate has a structure capable of securing the ventilation while blocking the waste that is the object to be processed, that is, a slit-like, perforated plate-like structure or the like.
In addition to the above, an agitation facility, a heating facility, or a facility for moving a processed product built in a conventional rotary kiln-type fermentation apparatus can be appropriately attached as necessary.
[0016]
The entrance of the fermentation treatment apparatus 202 is separated from the existing suspension preheater. In addition, there are provided, for example, a municipal waste inlet 220, a sewage sludge inlet 222, an inlet 224 for feeding the returned fermented product, and a fermentation gas outlet 226. The fermentation gas outlet 226 is provided with a ventilation wind turbine 219 as an exhaust means, whereby the fermentation gas in the fermentation treatment apparatus 202 can be drawn out and sent to the cement manufacturing facility 100.
The exit part of the fermentation treatment apparatus 202 is separated from the existing clinker cooler, and a fermented processed product outlet 228 is provided. Further, an air blowing port 227 is provided, and the air blowing port 227 is provided with an air blowing windmill 229 as an air supply means, whereby air can be supplied. The air blowing windmill 229 is configured so that the atmosphere and the cooler exhaust from the clinker cooler 103 can be mixed as appropriate.
[0017]
Here, an embodiment of the fermented product discharging means, which is a characteristic part of the fermentation processing apparatus 202 according to the present invention, will be described with reference to FIGS.
In FIG. 3, the state which looked at the fermentation processing apparatus 202 from the inner side in the exit part is shown. An arrow A indicates the rotation direction of the fermentation treatment apparatus 202. In this embodiment, the discharge means is formed as a discharge bucket portion 350. As described above, the fermentation treatment apparatus 202 supports the cylindrical drum 351 so as to rotate with the support roller (not shown). The cylindrical drum 351 is integrally provided with an end plate 352 (exit side). The end plate 352 is provided with two outlets 228 for the fermented product. The size and shape of the discharge bucket portion 350 are formed corresponding to the outlet 228.
[0018]
In FIG. 4, the state which looked at the fermentation processing apparatus 202 from the outer side in the exit part is shown. As shown in the figure, a damper door 353 that can be freely opened and closed is provided at the outlet 228. As shown in FIGS. 4 and 5, the damper door 353 can be freely opened and closed by a hydraulic cylinder 354 and an associated link mechanism. As the link mechanism for opening and closing, a mechanism known to those skilled in the art can be used.
Further, FIG. 6 is a view taken along the line VI-VI in FIG. 3 and shows the discharge bucket portion 350 looking down.
[0019]
As will be understood with reference to FIGS. 3 to 6, the discharge bucket portion 350 is configured by a rectangular bottom plate 355, a comb-like plate 356, a side plate 357, the end plate 352, and a wall surface 358 of the drum 351. ing. As shown in FIGS. 5 and 6, the bottom plate 355 extends in the axial direction of the drum 351 and is formed so as to rise toward the axial center of the drum 351. As shown in FIGS. 3 and 5, the elongate plate 356 extends from the end of the bottom plate 355 on the axial center side toward the axial center in an obliquely widening direction. As shown in FIGS. 3 and 5, the side plate 357 extends in a divergent manner in the same manner as the elongate plate 356, continuing to the eclipse plate 356, the bottom plate 355, and the wall surface 358.
The discharge bucket unit 350 is configured as described above, and rotates integrally with the rotation of the drum 351. That is, it is supported so as to be rotatable about the rotation axis of the fermentation treatment apparatus 202.
Note that the pipe-shaped element 359 shown in FIG. 4 is an air feed pipe.
[0020]
The inlets 220, 222, and 224 at the inlet of the fermentation processing apparatus 202 are sealed except when the raw materials are charged, and the fermentation gas outlet 226, the air inlet 227, and the fermented product outlet 228 also ventilate. It is sealed except for the time, and the fermentation treatment apparatus 202 basically has a sealed structure.
[0021]
The storage / fermentation processing tanks 204 and 206 cover the periphery thereof with the same heat insulating material as the fermentation processing apparatus 202. This is for the purpose of promoting the fermentation by maintaining the temperature for further proceeding the fermentation in the fermentation treatment apparatus 202. The part to be coated is preferably the entire outer wall.
[0022]
Further, the storage and fermentation processing tanks 204 and 206 are also provided with air supply means (not shown). This is to ensure aerobic conditions and promote curing. Fermentation in the fermentation treatment apparatus 202 is a process called so-called primary fermentation from the viewpoint of composting. If the fermentation is further advanced as necessary, so-called secondary fermentation is completed, and commercialization as compost is achieved. Is also possible.
The storage / fermentation processing tank 206 is provided with a quantitative drawer. The fermented processed product from the quantitative drawer can be supplied to both the supply line 230 to the cement manufacturing facility 100 and the return line 232 to the fermenting apparatus 202.
[0023]
The devices 208 to 218 provided at the subsequent stage of the fermentation processing apparatus 202 do not convert metal or the like from the fermented processed product, and a foreign matter separation / removal device for removing foreign matters that are unnecessary as raw fuel for cement production. It is.
The magnetic separator 208 attached to the belt conveyor 209 is for mainly removing iron from the fermented processed products carried by the belt conveyor 234 and the skip conveyor 236 by magnets. The magnetic separator 208 is provided with only one stage in this embodiment, but can be designed as a multi-stage having two or more stages.
The primary crusher 210 is a device for primarily crushing the fermented processed product excluding such iron and making the subsequent sieving in the trommel 212 efficient.
The trommel 212 is a rotary sieve and is a device for sieving a fermented processed product having an appropriate degree of grains as a fermented processed product as a raw material for producing cement. The fermented processed product is sent to 240 via the belt conveyor 238.
The high gauss sorter 214 is a device that receives a portion including stainless steel, aluminum, etc. from the trommel 212. This apparatus divides the workpieces into stainless steel and others. The other parts include aluminum and raw material for producing cement.
The aluminum sorter 216 is an apparatus for separating aluminum and a portion suitable as a raw material for cement production from the portion after the stainless steel is removed. Such a portion that could not be recovered by the trommel 212 can be recovered here. The portion suitable as the raw material for cement production is sent to the secondary crusher 218.
The secondary crusher 218 is an apparatus for adjusting the raw material compatible part for cement production that could not be crushed by the primary crusher 210 to a suitable particle size. The raw material fuel for cement production obtained here is sent to the belt conveyor 240 via the belt conveyor 239.
The apparatus for separating / removing these foreign substances after the fermentation treatment apparatus 202 is installed in a building provided with ventilation means so that odors from fermentation treatment products and the like are not leaked to the outside as much as possible.
[0024]
Next, the operation of the cement manufacturing plant having the above configuration will be described.
In the present embodiment, the cement manufacturing raw fuel is manufactured by the cement manufacturing raw fuel manufacturing facility 200 installed in the cement manufacturing factory. Municipal waste is input from the municipal waste input port 220 into the fermentation treatment apparatus 202 of the raw fuel manufacturing facility 200 for cement production.
The components of municipal waste to be introduced are preferably 15 to 60% by weight of moisture, 30 to 60% by weight of combustibles, and 3 to 30% by weight of ash.
When throwing in, do not pre-treat city garbage bags. Further, sewage sludge is introduced from the sewage sludge inlet 222 in addition to the municipal waste.
The components of the sewage sludge to be added preferably have a water content of 50 to 90% by weight, a combustible content of 6 to 35% by weight, and an ash content of 2 to 15% by weight.
The introduction of municipal waste and sewage sludge at the same time improves the efficiency of waste treatment by simultaneously treating municipal waste and sewage sludge, and the moisture content of the sewage sludge is appropriately adjusted to the moisture content as a raw material for fermentation. It is for adjusting and keeping a fermentation state favorable. If the moisture content suitable for fermentation is 45 to 60% by weight, the ratio of sewage sludge in the mixture is preferably 0 to 85% by weight. The combustible content in the mixture is preferably 10 to 60% by weight, and the ash content is preferably 2 to 30% by weight.
If necessary, fertilizers (urea, ammonium sulfate, ammonium chloride, etc.), water, moisture conditioners (rice straw, rice bran, sawdust, paper, wood chips, etc.), cut rubber tires for maintaining voids, and the like are added. Fermentative bacteria can also be supplied by returning the fermented product to a raw material.
[0025]
Furthermore, in the present embodiment, a part of the fermented processed product is returned from the storage and fermentation processing tank 206 to the fermenting processing apparatus 202 through the line 232. This is for the purpose of stabilizing the cells in the fermentation treatment apparatus 202 and stabilizing the quality of the fermentation treatment product.
[0026]
Of the 4-5 rooms in the fermentation processing apparatus 202, the waste is first put into a room closest to the entrance. There is a partition between the rooms, but the waste moves between the rooms through an opening provided in the partition. Then, after three days, the fermented product is taken out from the outlet 228. As described above, the fermentation treatment apparatus 202 is installed with an inclination of 1.0 to 6.0%, and the workpieces being fermented easily move by the rotation. In addition, during the fermentation treatment period, the fermentation treatment apparatus 202 is preferably rotated at a speed of 0.5 to 3.0 rpm, for example, by setting the inner diameter from which the lining brick is removed to 4 to 5 m.
[0027]
During the fermentation, fermenting bacteria (thermophilic bacteria, general bacteria, actinomycetes) that inhabit everywhere in the natural environment are fermented (composted) by a mechanism such as the aerobic degradation of readily degradable components. ) And the temperature of the feedstock reaches up to 70 ° C. within 24 hours. And in the fermentation processing apparatus 202, the waste which is a raw material completes the fermentation process generally called primary fermentation. That is, organic substances (carbohydrates, proteins, etc.) that are unstable under aerobic conditions are converted into stable substances that can be stored with little bad odor.
The room temperature is monitored by an appropriate temperature sensor. And the temperature in the fermentation processing apparatus 202 can be adjusted appropriately by controlling the temperature of the air supplied by the air supply means, the input rate of waste, and the like corresponding to the monitored temperature.
During the fermentation process, the fermentation processing apparatus 202 rotates at the above-described rotation speed, so that bags such as garbage bags of city garbage are broken and the fermentation process is not hindered. Such garbage bags and the like are scraped up by the rotation of the fermentation treatment apparatus 202, dropped, and repeatedly dropped, whereby most of the bags are broken in the first chamber.
[0028]
On the other hand, during the fermentation process, the fermentation gas in the fermentation processing apparatus 202 is drawn out from the fermentation gas outlet 226 by the wind turbine 219 and sent to the calcining furnace 104 of the cement manufacturing facility 100 through a pipe. Thereby, ammonia etc. which generate | occur | produce in a fermentation process are decomposed | disassembled and waste gas is deodorized. In addition, air is supplied from the air blowing port 227 provided on the outlet side of the fermented product by the air blowing wind turbine 229, and the aerobic condition in the fermentation processing apparatus 202 is maintained. Thereby, fermentation by aerobic bacteria can be maintained. Here, as described above, the air blowing wind turbine 229 is configured to be able to appropriately mix the atmosphere and the cooler exhaust of the clinker cooler 103, so that the temperature at the time of supplying air can be set appropriately. When exposed to temperatures of 50 ° C. or more for a day, various harmful bacteria are sterilized or inactivated and are hygienic and safe. On the other hand, the fermentation rate of aerobic bacteria is most accelerated at about 60 ° C. Considering these, it can be said that it is preferable to control the temperature to about 55 to 60 ° C. Therefore, the temperature of the supplied air can be appropriately set by appropriately adjusting the ratio of the cooler exhaust added according to the temperature of the atmosphere. In addition, the air supply may be performed while preheating the air in the supply air with various waste heat generated by the cement manufacturing apparatus.
[0029]
After the above three days of fermentation, suitable properties of the fermented product are as follows.
E. coli group count (sanitary indicator microorganism, factory wastewater test method defined in JIS K0102-1993-quantified by bacterial test): 10^ThreePieces / g or less
This index is an index that no harmful bacteria such as Salmonella typhi and Salmonella are present, and the absence of such harmful bacteria can be confirmed by satisfying this value.
Organic waste particle size composition: 20% or less is 90% (weight ratio) or more
In order to use it as a raw material fuel for cement production, it is preferable to satisfy such a particle size composition.
The composition of the fermented product is preferably adjusted to a moisture content of 40 to 60% by weight, a combustible content of 10 to 55% by weight, and an ash content of 4 to 20% by weight. The calorific value is preferably 1,500 kcal / kg (dry basis) or more.
If it is a fermented processed product satisfying such specifications, it can be charged into the charging position without any further processing as a raw material for cement production.
[0030]
Such a fermented processed product is discharged from the outlet 228 by the discharge bucket 350 described above. As shown in FIG. 3, when the drum 351 rotates in the direction of arrow A, the discharge bucket portion 350 also rotates integrally. Then, the fermentation processed product is accumulated to some extent in the discharge bucket portion 350. Here, by opening the damper door 353, the fermented product is discharged from the outlet 228.
The present inventors have confirmed that when the discharge bucket portion 350 is provided in this way, the discharge speed is at least five times that when the discharge bucket portion 350 is not provided. That is, according to this embodiment, the obtained fermented processed product can be discharged smoothly.
[0031]
The fermented processed product obtained as described above is subjected to removal of iron, stainless steel, and aluminum by the magnetic separator 208, the high Gaussian separator 214, and the aluminum separator 216, thereby recycling them.
Further, the fermented processed product is adjusted to an appropriate particle size by the primary crusher 210 and the secondary crusher 218. Thus, the quality at the time of using as a raw material fuel for cement manufacture can be made suitable by providing a crushing apparatus in multiple stages. In the present invention, plastic waste is not removed. This is because the plastic waste is used as it is as part of the raw material for cement production. By using these primary and secondary crushers 210 and 218, plastic waste is also shredded to an appropriate size.
The fermented processed products collected by the belt conveyor 240 are sent to the storage and fermenting processing tanks 204 and 206 as raw materials for cement production.
In the present embodiment, the fermented processed products are sent to the storage and fermenting processing tanks 204 and 206 by the bucket elevators 242 and 243. The fermented products sent to these storage and fermentation processing tanks 204 and 206 are circulated by a circulation system.
That is, belt conveyors 244 and 246 are provided under the tanks 204 and 206, and the fermentation processed products partially taken out from these are vertically transported by the bucket elevator 248, and again the storage and fermentation processing tank 204, Circulated to 206.
Thereby, an aerobic state is maintained, and homogenization as a raw material fuel for cement production of the fermented product can be achieved by such a mixing process.
Then, the fermented processed product is supplied as a raw material for cement manufacturing from the line 230 to the cement manufacturing facility 100 via the belt conveyor 250 or returned to the fermenting processing apparatus 202 via a part of the line 232.
[0032]
On the other hand, in the cement manufacturing facility 100, the cement raw material is processed in parallel with the operation of the cement manufacturing raw fuel manufacturing facility 200. That is, the cement raw material is preheated by each cyclone 107 in the suspension preheater 106, calcined by the calcining furnace 104, and calcined by the rotary kiln 102.
In the present embodiment, the obtained raw material for cement production as fuel for firing in the rotary kiln 102 or fuel for calcining in the calcining furnace 104 is passed from the storage / fermentation tank 206 through the line 230 to the rotary kiln. 102 is supplied to the kiln bottom 102 or the calcining furnace 104. Moreover, the fermentation gas from the fermentation treatment apparatus 202 is sent to the calciner 104 (or the rotary kiln 102), and deodorization is performed under high heat. By such a deodorizing operation, a denitration effect can also be obtained. In addition, the air from the building surrounding the foreign matter separation / removal device can be similarly deodorized.
[0033]
Other embodiments
The fermentation treatment apparatus, the raw fuel production facility for cement production using the fermentation treatment apparatus, and the cement production factory according to the present invention have been described with respect to the embodiment of FIG. 1, but the present invention is based on such an embodiment. The present invention is not limited, and all modifications, changes, and additions obvious to those skilled in the art are included in the technical scope of the present invention.
For example, in the above embodiment, the object to be treated is municipal waste, but the present invention can of course be implemented even with other organic waste that can be composted.
[0034]
In the said embodiment, although the rotary kiln (cement kiln) was used as a fermentation processing apparatus, the rotary dryer for cement manufacture can also be used.
This rotary dryer is used for drying raw materials in cement production.
FIG. 2 shows a part of an embodiment of a cement manufacturing plant including a rotary dryer.
The rotary dryer 300 is supplied with cement raw materials such as limestone and clay from a supply line 302 and performs drying thereof. Drying is performed with waste heat of exhaust gas from a rotary kiln or the like supplied from a supply line 304. The exhaust gas from the rotary dryer 300 is removed by the electric dust collector 306 and discharged from the chimney 308. The dried raw material is pulverized by the raw material pulverizer 310 and then separated by the separator 312, and then sent to the subsequent steps of homogenization, preheating, calcination, and firing through the line 314.
As with the cement kiln (rotary kiln), such a rotary dryer 300 can be used if there is an idle one. Moreover, it is also possible to use these together as needed. This rotary dryer can also be used in the same form as the fermentation treatment apparatus 202.
Of course, the discharge means which is a characteristic part of the present invention can be provided. That is, the discharge bucket part similar to FIGS. 3-6 can be provided.
[0035]
The shape and number of the discharge bucket portions are not limited to the above embodiment.
That is, it can be set according to the shape and number of the outlets of the fermented processed product.
[0036]
In the fermentation processing apparatus 202, the inlet / outlet of the rotary kiln is the same as that at the time of cement production, but it is not necessarily the same. This can be reversed and used. In such a case, it is necessary to reverse the inclination of the rotary kiln or rotary dryer.
[0037]
The fermentation treatment apparatus 202 is divided into 4 to 5 and the fermentation treatment is performed for three days. However, the way of classification is not limited to this. In some cases, there may be fewer sections with 3 or fewer rooms, or more sections with 6 or more rooms. Further, the fermentation treatment period is not limited to three days, and may be a period shorter than three days as long as harmful microorganisms are killed. This is because in the case of the purpose of use as a raw material for cement production, it is sufficient that so-called primary fermentation is completed, and it is not necessary to complete composting. In addition, when aiming at complete composting, it can age | cure | ripen using the tank for storage and fermentation processing as mentioned above.
Although two storage and fermentation tanks 204 and 206 are provided, a plurality of storage and fermentation treatment tanks 204 and 206 may be provided. In addition, these tanks 204 and 206 are of a size cylinder type in order to make it easy to take out the built-in items, but they can be of a divergent type. This is to make it easier to take out the built-in items. As the storage tank, a preheater facility provided in addition to the cement kiln can be used. Examples of the preheater equipment include a calcining furnace, a cyclone, a duct portion, and the like. When such a preheater facility is also used as a storage tank, it is preferable to make an appropriate change such as removing the lining brick.
In the embodiment of FIG. 1, a part of the fermented processed product is returned to the fermenting processing apparatus 202, but it is not always necessary to return it.
Although not implemented in the embodiment of FIG. 1, the fermentation gas from the storage and fermentation processing tanks 204 and 206 is returned to the cement manufacturing apparatus 100 and used as a denitration agent in the same manner as the fermentation gas from the fermentation processing apparatus 202. You can also In this case, the storage and fermentation processing tanks 204 and 206 are also provided with exhaust means.
Although not implemented in the embodiment of FIG. 1, the fermented processed product can be input to the cement blending raw material manufacturing process as part of the cement blending raw material.
[0038]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the present invention, a fermentation processing apparatus that can open the way to effectively utilize the facilities provided in a cement manufacturing plant such as a cement kiln for the treatment of waste. There is provided a fermentation treatment apparatus capable of smoothly discharging the obtained fermentation treatment product.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating one embodiment of a cement manufacturing factory that employs a fermentation treatment apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating a fermentation treatment apparatus according to the present invention using a rotary dryer for cement production.
FIG. 3 is a view from the inside of a rotating drum 351 for explaining a discharge bucket section 350 in one embodiment of a fermentation treatment apparatus according to the present invention.
FIG. 4 is a view from the outside of a rotary drum 351 for explaining a damper door 353 in one embodiment of a fermentation treatment apparatus according to the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VV in FIG. 4 for explaining the fermentation treatment apparatus according to the present invention.
6 is a cross-sectional view taken along the line VI-VI in FIG. 3 for explaining the fermentation treatment apparatus according to the present invention.
[Explanation of symbols]
100 Cement production equipment
102 Rotary kiln
103 Clinka Cooler
104 calcining furnace
106 Suspension preheater
107 Cyclone
108, 114 Burner
110 Supply pump
112 Cooling windmill
116 Supply pump
200 Production facility for raw fuel for cement production
202 Fermentation processing equipment
204,206 Storage and fermentation tank
208 Magnetic separator
210 Primary crusher
212 Trommel
214 High Gauss sorter
216 Aluminum sorter
218 Secondary crusher
219 Windmill for ventilation
220 Trash input
222 Sewage sludge inlet
224 Input port for feeding fermented product for return
226 Fermentation gas outlet
228 Fermentation product outlet
227 Air inlet
229 Air blown windmill
234, 209, 238, 239 belt conveyor
240, 244, 246, 250 Belt conveyor
242, 243, 248 Bucket elevator
300 Rotary dryer
306 Electric dust collector
308 Chimney
310 Raw material crusher
312 separator
350 discharge bucket
351 drums
352 End plate
353 damper door
354 Hydraulic cylinder
355 Bottom plate
356 Hispanic plate
357 side plate
358 wall surface
359 Piping for air feed

Claims

In order to ferment waste, a rotary kiln from which the lining brick has been removed, or a fermentation treatment device using a rotary dryer ,
A cylindrical drum rotatably supported;
The exit end plate of the cylindrical drum is provided with a fermented product outlet,
As a means for discharging the fermented processed product, the bottom plate has a discharge bucket portion that is formed corresponding to the size and shape of the outlet, and rotates integrally with the rotation of the drum, and the discharge bucket portion is a rectangular bottom plate A plate, a side plate, the end plate on the outlet side, and a wall surface of the drum, and the bottom plate extends in the axial direction of the drum and rises toward the axial center of the drum The elongate plate extends from the end of the bottom plate on the axial center side toward the axial center in a slanting direction, and the side plate includes the elongate plate and the bottom plate. , Continuous to the wall surface, also extended in a divergent form on the horseshoe plate,
Furthermore, it is equipped with a discharge door that can be opened and closed at the outlet,
As the drum rotates, the discharge bucket portion also rotates integrally, the fermented processed product is accumulated in the discharge bucket portion, and the fermented processed product is discharged from the outlet by opening the discharge door. fermentation treatment apparatus characterized by comprising in the.

The fermentation treatment apparatus according to claim 1, wherein at least a part of the outer surface of the rotary kiln or rotary dryer is covered with a heat insulating material.

The fermentation treatment apparatus according to claim 1 or 2, wherein the rotary kiln is a cement kiln.

The fermentation treatment apparatus according to claim 1 or 2, wherein the rotary dryer is a rotary dryer for cement production.