JP5893670B2

JP5893670B2 - 乾燥汚泥の製造方法およびその処理方法

Info

Publication number: JP5893670B2
Application number: JP2014098384A
Authority: JP
Inventors: 数博杉田; 修二久次
Original assignee: 株式会社森づくり
Priority date: 2014-05-12
Filing date: 2014-05-12
Publication date: 2016-03-23
Anticipated expiration: 2034-05-12
Also published as: JP2015213879A

Description

本発明は、有機汚泥を乾燥させて乾燥汚泥とする製造方法および得られた乾燥汚泥の処理方法に関するものである。

有機汚泥のなかでも、特に下水汚泥や余剰汚泥、食品汚泥、動植物性残渣等はその含有水分が高いこと、有機成分が腐敗し環境に悪影響を与えること、粘性が高く細かく分散することが難しいこと等の理由で有用物に処理・加工することが難しく処理コストが高く有効利用が進んでこなかった。

上記のような有機汚泥の処理が難しい理由の第一は、その高い含有水分にある。この水分を効率的に低減できるならば、その後の利用は格段に容易となる。
効率的に有機汚泥を乾燥させる方法として、発酵熱を使うことが考えられる。しかし発酵を効率的に進行させるためには粘性の高い有機汚泥等に十分な空気を安定的に供給する必要があるし、時間も長くかかる。

さらに発酵乾燥後に肥料として使用するためには内部の腐敗菌を低減する必要があり長期の熟成期間を要する。
有機汚泥の処理方法として堆肥製造方法があり有機汚泥に空気を通して発酵、乾燥させて腐敗菌を減少させた後、これを堆肥として利用する方法が一般的である。しかし、この堆肥製造法では低コストで処理することはできない。

特開2005‐111374号公報

このような有機汚泥の乾燥処理が容易に低コストで実現するならば、経済面、環境対策面からも極めて有用である。
本発明は、かかる事情に鑑み、低コストで短期間に乾燥処理できる乾燥汚泥の製造方法およびその処理方法を提供することを目的とする。

第１発明の乾燥汚泥の製造方法は、下水汚泥や余剰汚泥、食品汚泥、動植物残渣等が含まれる未処理の有機汚泥に、乾燥させて得た乾燥汚泥を混合して混合汚泥を得る混合工程と、該混合汚泥を発酵乾燥させて乾燥汚泥を得る乾燥工程と、該乾燥汚泥を粒度調整する粒度調整工程とを順に実行するものであり、前記未処理の有機汚泥は、含水率７０％以上の粘性の高い有機汚泥であり、前記乾燥汚泥は、含水率４５％以下であり、前記混合汚泥は、前記乾燥汚泥の混合割合が３０重量％以上７５重量％以下であり、前記乾燥工程が、堆積した前記混合汚泥の下層部より空気を通気し、好気性細菌の働きにより発酵熱を発生させ、該発酵熱を含んだ通気により乾燥させる発酵乾燥であることを特徴とする。
第２発明の乾燥汚泥の処理方法は、第１発明記載の製造方法で得られた乾燥汚泥を熟成期間を設けることなく消臭材として利用することを特徴とする。
第３発明の乾燥汚泥の処理方法は、第１発明記載の製造方法で得られた乾燥汚泥を熟成期間を設けることなく燃料として利用することを特徴とする。

第１発明によれば、つぎの効果を奏する。
ａ）下水汚泥や余剰汚泥、食品汚泥、動植物残渣等が含まれる未処理の有機汚泥をそのまま乾燥させるのではなく、いったん乾燥処理して得た乾燥汚泥と混合させるので、混合汚泥の含水率が低くなっている。このため発酵乾燥させる際の時間が短くて済む。また、混合汚泥を得る混合作業は未処理の有機汚泥と乾燥汚泥とをショベルローダ等の建機で混ぜるだけでよいので、大がかりな設備を必要としない。発酵乾燥の工程中は混合汚泥に空気を供給するだけでよく他の作業を要しない。このため、乾燥汚泥を低コストで短期間に生産できる。
ｂ）含水率４５％以下の乾燥汚泥を３０重量％以上７５重量％以下で混合していると、発酵乾燥が能率良く行われる。
ｃ）混合汚泥の下層部より空気を通気するだけなので、複雑な工程を要することなく乾燥汚泥を得ることができる。
第２発明によれば、本発明の乾燥汚泥が生物脱臭効果を持つことからアンモニア系、硫黄系の悪臭物質を含む排気の消臭材に利用できるようになり、リサイクル利用の幅が広がった。
第３発明によれば、本発明の乾燥汚泥が水分が少ないので燃料としても利用できるようになり、リサイクル利用の幅が広がった。

本発明に係る乾燥汚泥の製造方法の説明図である。発酵乾燥工程の説明図である。

本発明の乾燥汚泥の製造方法を図１に基づき説明する。
同図に示すように本発明の製造方法は、未処理の有機汚泥Ａに、乾燥させて得た乾燥汚泥Ｂを混合して混合汚泥Ｃを得る混合工程Ｉと、該混合汚泥Ｃを発酵乾燥させて乾燥汚泥Ｄを得る乾燥工程IIと、該乾燥汚泥Ｄを粒度調整する粒度調整工程IIIとを順に実行するものである。

（原料）
本発明で用いられる原料は、未処理の有機汚泥Ａと乾燥汚泥Ｂの二種類である。
本明細書にいう有機汚泥Ａには、下水汚泥や余剰汚泥、食品汚泥、動植物性残渣等が含まれる。また、これらは含有水分が低くてもよいが７０％以上の高いものを含めることが可能である。
乾燥汚泥Ｂは予じめ乾燥させておいた汚泥であり、含水率が４５％以下のものが好ましい。乾燥させる方法は任意であり全く制限がないが、本発明の製造方法で乾燥させた乾燥汚泥を再利用してもよい。

（混合工程Ｉ）
混合工程Ｉは、下水汚泥等の未処理の有機汚泥Ａにあらかじめ製造しておいた乾燥汚泥Ｂを重機（ショベルローダー等）で混合する。混合割合は、全体に対する乾燥汚泥Ｂの割合が３０重量％以上７５重量％以下であり、このように混合して混合有機汚泥Ｃを作り、それを堆積する。

（乾燥工程II）
堆積した混合汚泥の乾燥には、発酵乾燥を用いる。発酵を促進させるために、適度の空気を送り込む（エアレーション）が、空気の量は、好気性発酵が進行するために十分な量を確保する必要がある。一方、多すぎると堆積層の温度を低下させて乾燥に時間がかかることになるので適量を守る必要がある。

本発明における発酵熱利用の乾燥工程の一態様を図２に基づき説明する。
発酵乾燥には槽１（槽１Ａ、１Ｂを区別しないときは、符号１を用いる）を用いる。また、槽１の下層部には空気を槽１内に導入する公知の空気パイプ２が用いられる。
そして、槽１の内部に混合汚泥Ｃを投入し、空気パイプ２から空気を送ると混合汚泥Ｃの下層部から上層部に向けて空気が通って発酵していく。
図２に示す２槽式を用いる場合は、槽１Ａに投入後、一定期間発酵が進行して温度が下がり始めた時点で混合汚泥Ｃを槽１Ｂまたは他の槽に移す。あるいは、一方の槽１Ａ内で撹拌を行い混合汚泥Ｃを掘り起こす。このようにして常に、新たに空気が通り易い状態にするとよい。

有機汚泥の発酵促進のために用いる混合素材である乾燥汚泥Ｂは、あらかじめ発酵乾燥した有機汚泥を篩にかけ流動性を高めたものである。乾燥汚泥の混合比率は３０重量％以上７５重量％以下が望ましく、通気が十分に保たれるようにする事が重要である。通常は混合汚泥Ｃの水分が４５〜６５重量％になるように調整するのが効果的である。

混合汚泥Ｃの堆積は槽１内で厚さ１〜５ｍ程度とする。この堆積層の下部から空気を供給し発酵を促進しつつ、汚泥堆積層の温度が９０℃を超えないように監視し、高くなり過ぎた場合には機械的に堆積層を撹拌し冷却する。
この乾燥工程では通常、発酵熱と通気により１０日以上経過後に水分は４５％以下に低下する。発塵しない程度に更に水分を低減させ乾燥汚泥を得る。

（粒度調整工程III）
得られた乾燥汚泥を篩にかける。篩の方法は振動篩、回転篩などどの方法でも良い。篩の目開きによる粒度は３〜５０ｍｍが好ましい。肥料として再利用する場合は、粒度は細かい方が良いが、他の用途にはより大きい粒度でもよい。

（本製法の利点）
本発明では、未処理の有機汚泥Ａをそのまま乾燥させるのではなく、いったん乾燥処理して得た乾燥汚泥Ｂと混合させるので、混合汚泥Ｃの含水率が低くなっている。このため発酵乾燥させる際の時間が短くて済む。また、混合汚泥Ｃを得る混合作業は未処理の有機汚泥Ａと乾燥汚泥Ｂとをショベルローダ等の重機で混ぜるだけでよいので、大がかりな設備を必要としない。しかも、発酵乾燥IIの工程中は混合汚泥Ｃに空気を供給するだけでよく他の作業を要しない。このため、乾燥汚泥製品Ｄを低コストで短期間に生産できる。

なお、乾燥汚泥製品Ｄの生産には化石燃料由来のエネルギーは送風用電力以外使用していないので、環境負荷の小さい乾燥汚泥製造方法である。

（乾燥汚泥製品Ｄの利用法）
乾燥汚泥製品Ｄの篩下および篩上は十分に水分が少なくなっており、取り扱いがし易く、更に発酵乾燥向けの好気性菌類が豊富である。したがって、有機汚泥Ａの混合材量としての利用に適している。

本発明の乾燥汚泥製品Ｄは水分が少ないので、燃料としての利用価値が高い。すなわち、乾燥汚泥製品Ｄの発熱量は、乾ベースでキログラム当り２，４００〜５，０００キロカロリーあり、都市ごみを原料とするＲＤＦ（ＲｅｆｕｓｅＤｅｒｉｖｅｄＦｕｅｌ）に相当する熱量を持つ。

また、この乾燥汚泥製品Ｄは、臭気原因物質を吸着し、かつ乾燥汚泥中の微生物が臭気原因物質を分解するので生物脱臭効果を持っている。このため、下水汚泥処理設備、堆肥化処理設備などアンモニアと硫黄系悪臭、アミン系悪臭、脂肪酸系悪臭全ての複合臭気を含む排気の脱臭材として利用することも可能である。なお。脱臭材は、更に使用期間が長くなり脱臭能力が落ちた後は、再度乾燥汚泥Ｂとして利用できる。

１槽
２空気パイプ
Ａ有機汚泥
Ｂ乾燥汚泥
Ｃ混合汚泥
Ｄ乾燥汚泥製品

Claims

下水汚泥や余剰汚泥、食品汚泥、動植物残渣等が含まれる未処理の有機汚泥に、乾燥させて得た乾燥汚泥を混合して混合汚泥を得る混合工程と、該混合汚泥を発酵乾燥させて乾燥汚泥を得る乾燥工程と、該乾燥汚泥を粒度調整する粒度調整工程とを順に実行するものであり、
前記未処理の有機汚泥は、含水率７０％以上の粘性の高い有機汚泥であり、
前記乾燥汚泥は、含水率４５％以下であり、
前記混合汚泥は、前記乾燥汚泥の混合割合が３０重量％以上７５重量％以下であり、
前記乾燥工程が、堆積した前記混合汚泥の下層部より空気を通気し、好気性細菌の働きにより発酵熱を発生させ、該発酵熱を含んだ通気により乾燥させる発酵乾燥である
ことを特徴とする乾燥汚泥の製造方法。
請求項１記載の製造方法で得られた乾燥汚泥を熟成期間を設けることなく消臭材として利用する
ことを特徴とする乾燥汚泥の処理方法。
請求項１記載の製造方法で得られた乾燥汚泥を熟成期間を設けることなく燃料として利用する
ことを特徴とする乾燥汚泥の処理方法。