JP5976152B2 - 下水汚泥の焼却処理方法及び下水処理設備 - Google Patents
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Description
ここで、前記水処理工程1における水浄化処理方法としては、一般には微生物を利用した活性汚泥法を適用するのが通常であり、またそれにいくつかの処理方法を組み合わせるのが通常である。また汚泥焼却工程5では、流動焼却炉を用いることが多い。
指標A=([Fe2O3]+[CaO]+[Na2O]+[K2O]+[MgO])/([SiO2]+[Al2O3]+[TiO2])×[P2O5]/100・・・〔2〕
(但し、式〔2〕中、各要素は、各成分の合計量に対する各構成成分の質量割合(質量%)である)
を求め、その指標Aの値によって焼却灰の付着性を予測して、操業を中断して付着する灰を除去するための時期を見極めたり、焼却炉における単位時間当たりの下水汚泥の処理量を調整することにより灰付着を抑制したり、さらには指標Aに基づいて、処理される下水汚泥の組成を調整する、などの管理を行うことが提案されている。
また第2の知見として、焼却炉に供給される脱水汚泥中のリン濃度が高くなるほど焼結が生じやすくなることが判明した。
X1={Na(mol)+K(mol)+Ca(mol×2)+Mg(mol×2)+Al(mol×3)+Fe(mol×3)}/P(mol×3)・・・(1)
X2={Na(mol)+K(mol)+Ca(mol×2)+Mg(mol×2)+Al(mol×3)+Fe(mol×3)+Cu(mol)+Zn(mol)+Ba(mol×2)}/P(mol×3)・・・(2)
が、1.0以上であれば、840〜900℃の温度域において焼結灰が溶融しにくくなって、その付着、堆積の問題が生じにくくなること、さらに評価値X1もしくはX2が1.05以上であれば、より確実かつ安定して付着、堆積を防止し得ることを見出した。
そしてさらにその評価値Xを用いて、焼却炉で焼却する脱水汚泥の成分を調整すれば、前記課題を解決し得ることを見出し、本発明をなすに至った。
少なくとも余剰汚泥を含む脱水汚泥を、流動焼却炉により焼却処理する下水汚泥の焼却処理方法において、
焼却処理温度を840〜900℃の範囲内の温度とし、
かつ流動焼却炉に供給される脱水汚泥中の各成分のうちのNa、K、Ca、Mg、Al、Feのそれぞれの含有量と、Pの含有量とを、脱水汚泥を流動焼却炉に供給する前に分析して、下記の(1)式によってX1の値を求め、そのX1の値が1.0以上となるように、流動焼却炉で焼却される脱水汚泥の成分を調整し、
さらに流動焼却炉から排出された焼却灰を、該焼却灰中に含まれるリン成分を再利用するために捕集することを特徴とする下水汚泥の焼却処理方法。
X1={Na(mol)+K(mol)+Ca(mol×2)+Mg(mol×2)+Al(mol×3)+Fe(mol×3)}/P(mol×3)・・・(1)
前記流動焼却炉に供給される脱水汚泥中の各成分のうちの前記Na、K、Ca、Mg、Al、Feのほか、更にCu、Zn、Baのそれぞれの含有量と、前記Pの含有量とを、脱水汚泥を流動焼却炉に供給する前に分析して、前記(1)式によるX1の値に代えて下記の(2)式によって求められるX2の値が1.0以上となるように、流動焼却炉で焼却される脱水汚泥の成分を調整することを特徴とするものである。
X2={Na(mol)+K(mol)+Ca(mol×2)+Mg(mol×2)+Al(mol×3)+Fe(mol×3)+Cu(mol)+Zn(mol)+Ba(mol×2)}/P(mol×3)・・・(2)
前記流動焼却炉から排出されて捕集された焼却灰中からリン成分を回収することを特徴とするものである。
前記リン成分を回収するにあたっては、
焼却灰に酸性溶液を加えてリン酸及び金属成分を溶出させ、リン酸を回収する第1の回収方法と、
焼却灰をアルカリ性反応液と混合し、焼却灰中のリンを液中に抽出したのち、リン抽出液と処理灰とを含む液を固液分離し、分離されたリン抽出液にカルシウム分を加えてリン酸カルシウム結晶を取り出す第2の回収方法と
のうちのいずれか1の回収方法を適用することを特徴とするものである。
前記X1もしくはX2の値が1.0未満である場合に、前記脱水汚泥を、少なくともFeイオン、Alイオン、Caイオンのうちのいずれか1種以上を含有する塩基物質の添加もしくは増量によって調整することを特徴とするものである。
前記塩基物質が、ポリ塩化アルミニウム、ポリ硫酸第2鉄、炭酸カルシウム、消石灰、及び生石灰のうちのいずれか1以上を含む物質であることを特徴とするものである。
脱水汚泥中の各成分の前記分析を、期間を置いて行うことを特徴とするものである。
前記水処理工程で分離、取り出された汚泥を濃縮し、脱水して脱水汚泥とする汚泥処理工程と、
前記脱水汚泥を流動焼却炉により焼却する汚泥焼却工程と
を有する下水の処理方法において、
前記流動焼却炉により、840〜900℃の範囲内の温度で脱水汚泥を焼却するにあたり、
流動焼却炉で焼却される脱水汚泥中の各成分のうちのNa、K、Ca、Mg、Al、Feのそれぞれの含有量と、Pの含有量とを、流動焼却炉に供給する前に分析し、前記(1)式によってX1の値を求め、そのX1の値が1.0以上となるように、前記水処理工程から汚泥処理工程を経て焼却工程に至るまでの間において汚泥の成分を調整し、
さらに、前記流動焼却炉から排出された焼却灰を、その焼却灰中に含まれるリン成分を再利用するために捕集する。
前記流動焼却炉に供給される脱水汚泥中の各成分のうちの前記Na、K、Ca、Mg、Al、Feのほか、更にCu、Zn、Baのそれぞれの含有量と、前記Pの含有量とから、前記(1)式によるX1の値に代えて前記(2)式によって求められるX2の値が1.0以上となるように、流動焼却炉で焼却される脱水汚泥の成分を調整する。
前記流動焼却炉から排出されて捕集された焼却灰中からリン成分を回収する。
前記リン成分を回収するにあたっては、
焼却灰に酸性溶液を加えてリン酸及び金属成分を溶出させ、リン酸を回収する第1の回収方法と、
焼却灰をアルカリ性反応液と混合し、焼却灰中のリンを液中に抽出したのち、リン抽出液と処理灰とを含む液を固液分離し、分離されたリン抽出液にカルシウム分を加えてリン酸カルシウム結晶を取り出す第2の回収方法と
のうちのいずれか1の回収方法を適用する。
流動焼却炉に供給する前の脱水汚泥のX1もしくはX2の値が1.0未満である場合に、前記水処理工程から汚泥処理工程を経て焼却工程に至るまでの間においてFeイオン、Alイオン、Caイオンのうちの1種以上を含有する塩基物質の添加、もしくはその塩基物質添加量の増量を行う。
前記水処理工程を実施するための水処理設備が、活性汚泥法によって排水を処理する反応槽と、その反応槽で反応した後の余剰汚泥を沈殿させる最終沈殿池とを含み、
かつ前記汚泥処理工程を実施するための汚泥処理設備が、汚泥を脱水する脱水機を含み、
前記最終沈殿池から余剰汚泥を引き抜いて前記脱水機に至らせるまでの間、もしくは前記脱水機から流動焼却炉内に至るまでの間の、いずれか1以上の箇所において前記塩基物質の添加、もしくはその塩基物質添加量の調整を行なう。
前記水処理工程を実施するための水処理設備が、物理的に排水から生汚泥を分離するための最初沈殿池と、活性汚泥法によって排水を処理する反応槽と、その反応槽で反応した後の余剰汚泥を沈殿させる最終沈殿池とを含み、
かつ前記汚泥処理工程を実施するための汚泥処理設備が、汚泥を脱水する脱水機を含み、
前記最初沈殿池から生汚泥を引き抜くとともに前記最終沈殿池から余剰汚泥を引き抜いて生汚泥と余剰汚泥を混合し、さらに前記脱水機に至らせるまでの間、もしくは前記脱水機から流動焼却炉内に至るまでの間の、いずれか1以上の箇所において前記塩基物質の添加、もしくはその塩基物質添加量の調整を行なう。
前記塩基物質が、ポリ塩化アルミニウム、ポリ硫酸第2鉄、及び炭酸カルシウムのうちのいずれか1以上を含む物質である。
脱水汚泥中の各成分の前記分析を、期間を置いて行う。
少なくとも活性汚泥処理段階を含む水処理によって、下水を浄化処理するとともに、余剰汚泥を含む汚泥を水から分離、取り出すための水処理設備と、
前記水処理設備で分離、取り出された汚泥を濃縮し、脱水して脱水汚泥とする汚泥処理設備と、
前記脱水汚泥を流動焼却炉により焼却する汚泥焼却設備と
を有する下水の処理設備において、
前記水処理設備は、活性汚泥法によって排水を処理する反応槽と、その反応槽で反応した後の余剰汚泥を沈殿させる最終沈殿池とを含み、
かつ前記汚泥処理設備が、汚泥を脱水する脱水機を含み、
前記最終沈殿池から余剰汚泥を引き抜いて前記脱水機に至らせるまでの間、もしくは前記脱水機から流動焼却炉内に至るまでの間の、いずれか1以上の箇所に、Feイオン、Alイオン、Caイオンのうちの1種以上を含有する塩基物質を添加するための添加装置が設けられており、
しかも前記汚泥処理設備と前記流動焼却炉との間に、脱水汚泥中のNa、K、Ca、Mg、Al、Fe、Cu、Zn、Baの各成分のうち少なくともNa、K、Ca、Mg、Al、Feのそれぞれの含有量と、Pの含有量とを分析するための分析装置が設けられており、
さらに、前記分析装置による分析結果に基づいて、前記(1)式によるX1の値もしくは前記(2)式によるX2の値を求める演算装置を有し、
前記演算装置によって求められたX1もしくはX2の値に応じて前記添加装置を制御するように構成し、
さらに前記流動焼却炉から排出された焼却灰を、その焼却灰中に含まれるリン成分を再利用するために捕集する集塵機を備えていることを特徴とするものである。
少なくとも活性汚泥処理段階を含む水処理によって、下水を浄化処理するとともに、余剰汚泥を含む汚泥を水から分離、取り出すための水処理設備と、
前記水処理設備で分離、取り出された汚泥を濃縮し、脱水して脱水汚泥とする汚泥処理設備と、
前記脱水汚泥を流動焼却炉により焼却する汚泥焼却設備と
を有する下水の処理設備において、
前記水処理設備が、物理的に排水から生汚泥を分離するための最初沈殿池と、活性汚泥法によって排水を処理する反応槽と、その反応槽で反応した後の余剰汚泥を沈殿させる最終沈殿池とを含み、
かつ前記汚泥処理設備が、汚泥を脱水する脱水機を含み、
その汚泥処理設備には、前記最初沈殿池から生汚泥を引き抜くとともに前記最終沈殿池から余剰汚泥を引き抜いて生汚泥と余剰汚泥を混合し、さらに前記脱水機に至らせるまでの間、もしくは前記脱水機から流動焼却炉内に至るまでの間の、いずれか1以上の箇所に、Feイオン、Alイオン、Caイオンのうちの1種以上を含有する塩基物質を添加するための添加装置が設けられており、
しかも汚泥処理設備と前記流動焼却炉との間に、脱水汚泥中のNa、K、Ca、Mg、Al、Fe、Cu、Zn、Baの各成分のうち少なくともNa、K、Ca、Mg、Al、Feのそれぞれの含有量と、Pの含有量とを分析するための分析装置が設けられており、
さらに、前記分析装置による分析結果に基づいて、前記(1)式によるX1の値もしくは前記(2)式によるX2の値を求める演算装置を有し、
前記演算装置によって求められたX1もしくはX2の値に応じて前記添加装置を制御するように構成し、
さらに前記流動焼却炉から排出された焼却灰を、その焼却灰中に含まれるリン成分を再利用するために捕集する集塵機を備えていることを特徴とするものである。
前記集塵機により捕集された焼却灰中からリン成分を回収するリン回収設備を備えていることを特徴とするものである。
前記リン回収設備が、
焼却灰に酸性溶液を加えてリン酸及び金属成分を溶出させ、リン酸を回収する第1の回収設備と、
焼却灰をアルカリ性反応液と混合し、焼却灰中のリンを液中に抽出したのち、リン抽出液と処理灰とを含む液を固液分離し、分離されたリン抽出液にカルシウム分を加えてリン酸カルシウム結晶を取り出す第2の回収設備と
のうちのいずれか1の回収設備であることを特徴とするものである。
本発明の下水汚泥の焼却処理方法を組み込んだ下水処理方法の全体的な概略的なフローを図1に示す。なお図1において、図5に示した工程と同一の工程には、図5と同一の符号を付す。
脱水汚泥は流動焼却炉によって焼却処理され、焼却灰は、排ガスとともに流動焼却炉から排出されて、集塵機で補集される。補集された焼却灰は、リン回収工程9に送られ、焼却灰中のリン成分が回収される。回収されたリン成分は肥料などに使用することができる。
X1={Na(mol)+K(mol)+Ca(mol×2)+Mg(mol×2)+Al(mol×3)+Fe(mol×3)}/P(mol×3)・・・(1)
あるいは、上記の(1)式による評価値X1に代えて、流動焼却炉に供給される脱水汚泥中のNa、K、Ca、Mg、Fe、Cu、Zn、Baのそれぞれの含有量と、Pの含有量とから下記の(2)式によって求められる評価値X2の値が1.0以上となるように、脱水汚泥の成分を事前に調整する。
X2={Na(mol)+K(mol)+Ca(mol×2)+Mg(mol×2)+Al(mol×3)+Fe(mol×3)+Cu(mol)+Zn(mol)+Ba(mol×2)}/P(mol×3)・・・(2)
ここで、(2)式で表わされる数式の分子であるNa、K、Ca、Mg、Al、Fe、Cu、Zn、Baの各成分のうち、Cu、Zn、Baは、その他の成分(Na、K、Ca、Mg、Al、Fe)と比較して、汚泥中に含有される量が少ない成分であり、したがって焼結に及ぼす影響も小さいのが通常である。そこで、評価値X1を規定する(1)式では、Cu、Zn、Baは省き、評価値X2について規定する(2)でCu、Zn、Baをも考慮にいれることとした。
なお場合によっては、常時連続的に分析してもよいことはもちろんである。
分析装置の具体的構成は特に限定されず、例えば蛍光X線解析装置、ICP発光分光装置等を用いればよいが、特に蛍光X線解析装置が好ましい。
すなわちポリ鉄などの鉄塩やPACなどのアルミニウム塩は、それ自体の溶融温度が、アルカリ金属塩類と比較して高いものが多く、したがって840〜900℃の範囲内の温度で溶融するリン化合物を生成しにくいことのほか、安価で大量に入手しやすく、また汚泥に添加した場合に汚泥中にとどまりやすく、更には、焼却工程で焼却炉炉壁の腐食や、ダクトなどの金属部分の腐食の不具合が生じにくい。
したがって、実操業上は、塩基物質として鉄塩もしくはアルミニウム塩、とりわけPACおよびポリ鉄のいずれか一方または双方を添加することが望ましい。
なお、各添加ポイントQ1〜Q8における添加装置としては、添加/非添加の状態(添加流路の開閉)を制御可能とするばかりでなく、添加量を調整可能に構成しておくことが望ましい。
生汚泥と余剰汚泥と混合され、脱水された混合汚泥を分析し、その後、混合汚泥の評価値X1もしくはX2が1.0以上となるように、塩基物質としてポリ鉄、PACの少なくとも一方を添加した。
ここで汚泥の各成分は、蛍光X線解析装置(PANalytical社製 PW2400)を用いて分析した。
また実施例Bにおいては、ポリ鉄は、添加ポイントQ1及びQ2において生汚泥に対して添加した。添加量は、脱水ケーキ処理固形物量 52.7t/日に対してポリ鉄が計2.25t/日である。
さらに実施例Cにおいては、ポリ鉄は、添加ポイントQ1及びQ2において生汚泥に対して添加した。添加量は脱水ケーキ処理固形物量 45.2t/日に対してポリ鉄が計2.14t/日である。
次に各実施例A〜Cの汚泥を乾燥させた後、焼却炉を想定した坩堝(内径約41mm×深さ35mm)に入れ、大気中において850℃で15分間加熱した。そして室温まで冷却した後、坩堝内に残った残渣物質(焼却灰)の形状を確認した。確認方法としては、まず、残渣物質が粉体状であるか、あるいは結合もしくは固化した状態となっているかを目視により確認し、さらにピンセットで押圧し、その残渣物質の崩れ具合もしくは割れ具合を目視によって確認して、次のようなS1〜S5の5段階評価を行なった。ここで、評価S1〜評価S3の場合を焼結されていない状態(非焼結状態)と判定し、評価S4、S5の場合を焼結された状態(焼結状態)と判定した。
S1:ピンセットによる押圧前の初期状態で紛体となっていた。
S2:初期状態では紛体粒子が軽く結合した状態で坩堝形状に沿っていたが、ピンセットでの押圧により崩して紛体状に分散させるために力を要しなかった。
S3:初期状態では固形状となっていたが、結合力は弱く、ピンセットで軽く押圧することによって、多数のブロック状に容易に割れた。
S4:初期状態で固形状となっていて結合力がやや強く、ピンセットで押圧した時に結合が明確に感じられた。
S5:初期状態で固形状となっていて結合力が強く、ピンセットで押圧した時に容易には割れなかった。
上記の目視評価による非焼結/焼結の判定結果も表2中に示す。
ここで、デジタルフォースゲージは、基本的には、測定対象のサンプルを押圧してその際の押圧力をデジタル表示するためのものであり、例えば図3に概略的に示すような、デジタルフォース用スタンド60を含む試験装置80を構成して測定するものである。
デジタルフォースゲージ70には、押し付け治具71が脱着可能に装着され、その押し付け治具72による押圧力を連続的に測定する測定装置(内蔵)、その測定値をデジタル表示する表示部72などから構成されている。
このような試験装置80では、基台60の上面(水平面)上にサンプル61を載置して、そのサンプル61の上面に、ハンドル66の手動操作によって、昇降部材64に固定されたデジタルフォースゲージ70の押し付け金具71を上方から鉛直に降下させ、その押圧力を測定する。
ここで、残渣物質を構成している粒子の結合力が大きいほど、すなわち焼結が進んでいるほど、破断時の力(残渣物質の破断に要する力)が大きくなる。したがってデジタルフォースゲージにより測定される破断時の力によって、残渣物質の非焼結/焼結の状況を判定することができる。
なお、実際にデジタルフォースゲージによって残渣物質の非焼結/焼結の状況を判別す際には、残渣物質の形状などにより測定にばらつきが生じることを考慮し、5回程度測定し、その平均値を判断数値とすることが好ましい。
生汚泥と余剰汚泥とを混合した混合汚泥を、成分調整を行うことなく(すなわちリン焼結防止を目的とした塩基物質としてのポリ鉄、PACを添加することなく)、汚泥中の成分の評価値X1、X2を調べた。調整後の汚泥の成分を分析した結果、及びその分析結果から算出した評価値X1、X2の値を、表2中に示す。この場合は、評価値X1、X2はいずれも1.0未満である。
次に汚泥を、実施例A〜Cと同様に加熱・冷却する実験を行った。そして室温まで冷却した後、残渣物質(焼却灰)が固化して焼結された状態となっているか、または固化せずに焼結されていない状態であるかを、実施例A〜Cと同様にして調べた。
これは、850℃での加熱中に焼却灰が溶融を開始することを意味し、したがってこの比較例Aによる脱水汚泥は、流動焼却炉での850℃での焼却によって生じた焼却灰が、流動焼却炉内部や流動焼却炉の出側の流路で付着・堆積しやすいことが推測できる。
生汚泥と余剰汚泥との混合汚泥に、脱水機によって脱水する以前の段階でPACを添加し、脱水後の汚泥中の成分の評価値X1、X2を調べた。PAC添加及び脱水後の汚泥の成分を分析した結果、及びその分析結果から算出した評価値X1、X2の値を、表2に示す。なおPACは、添加ポイントQ3において、従来リン回収効率向上の目的で添加する場合と同程度の添加量とし、評価値X1、X2が1.0未満となるように添加した。
次にPAC添加後の汚泥を脱水機によって脱水して脱水汚泥ケーキとし、実施例A〜Cと同様に加熱・冷却する実験を行った。そして室温まで冷却した後、残渣物質(焼却灰)が固化して焼結された状態となっているか、または固化せずに焼結されていない状態であるかを、実施例A〜Cと同様にして調べた。
これは、850℃での加熱中に焼却灰が溶融を開始することを意味し、したがってこの比較例Bによる脱水汚泥は、流動焼却炉での850℃での焼却によって生じた焼却灰が、流動焼却炉の出側の流路で、流路内面に付着・堆積しやすいことが推測できる。
3 汚泥処理工程
5 汚泥焼却工程
7 分析・評価工程
9 リン回収工程
12 最初沈殿池
13 反応槽
15 最終沈殿池
38 脱水機
51 流動焼却炉
57 集塵機
58 リン回収設備
72 分析装置
73 演算装置
Q1〜Q8 塩基物質の添加ポイント(塩基物質添加装置)
Claims (11)
- 少なくとも余剰汚泥を含む脱水汚泥を、流動焼却炉により焼却処理する下水汚泥の焼却処理方法において、
焼却処理温度を840〜900℃の範囲内の温度とし、
かつ流動焼却炉に供給される脱水汚泥中の各成分のうちのNa、K、Ca、Mg、Al、Feのそれぞれの含有量と、Pの含有量とを、脱水汚泥を流動焼却炉に供給する前に分析して、下記の(1)式によってX1の値を求め、そのX1の値が1.0以上となるように、流動焼却炉で焼却される脱水汚泥の成分を調整し、
さらに流動焼却炉から排出された焼却灰を、該焼却灰中に含まれるリン成分を再利用するために捕集することを特徴とする下水汚泥の焼却処理方法。
X1={Na(mol)+K(mol)+Ca(mol×2)+Mg(mol×2)+Al(mol×3)+Fe(mol×3)}/P(mol×3)・・・(1) - 請求項1に記載の下水汚泥の焼却処理方法において、
前記流動焼却炉に供給される脱水汚泥中の各成分のうちの前記Na、K、Ca、Mg、Al、Feのほか、更にCu、Zn、Baのそれぞれの含有量と、前記Pの含有量とを、脱水汚泥を流動焼却炉に供給する前に分析して、下記の(2)式によってX2の値を求め、そのX2の値が1.0以上となるように、流動焼却炉で焼却される脱水汚泥の成分を調整することを特徴とする下水汚泥の焼却処理方法。
X2={Na(mol)+K(mol)+Ca(mol×2)+Mg(mol×2)+Al(mol×3)+Fe(mol×3)+Cu(mol)+Zn(mol)+Ba(mol×2)}/P(mol×3)・・・(2) - 請求項1、請求項2のいずれかの請求項に記載の下水汚泥の焼却処理方法において、
前記流動焼却炉から排出されて捕集された焼却灰中からリン成分を回収することを特徴とする下水汚泥の焼却処理方法。 - 請求項3に記載の下水汚泥の焼却処理方法において、
前記リン成分を回収するにあたっては、
焼却灰に酸性溶液を加えてリン酸及び金属成分を溶出させ、リン酸を回収する第1の回収方法と、
焼却灰をアルカリ性反応液と混合し、焼却灰中のリンを液中に抽出したのち、リン抽出液と処理灰とを含む液を固液分離し、分離されたリン抽出液にカルシウム分を加えてリン酸カルシウム結晶を取り出す第2の回収方法と
のうちのいずれか1の回収方法を適用することを特徴とする下水汚泥の焼却処理方法。 - 請求項1〜請求項4のいずれかの請求項に記載の下水汚泥の焼却処理方法において、
前記X1もしくはX2の値が1.0未満である場合に、前記脱水汚泥を、少なくともFeイオン、Alイオン、Caイオンのうちのいずれか1種以上を含有する塩基物質の添加もしくは増量によって調整することを特徴とする下水汚泥の焼却処理方法。 - 請求項5に記載の下水汚泥の焼却処理方法において、
前記塩基物質が、ポリ塩化アルミニウム、ポリ硫酸第2鉄、炭酸カルシウム、消石灰、及び生石灰のうちのいずれか1以上を含む物質であることを特徴とする下水汚泥の焼却処理方法。 - 請求項1〜6のいずれかの請求項に記載の下水汚泥の焼却処理方法において、
脱水汚泥中の各成分の前記分析を、期間を置いて行うことを特徴とする下水汚泥の焼却処理方法。 - 少なくとも活性汚泥処理段階を含む水処理によって、下水を浄化処理するとともに、余剰汚泥を含む汚泥を水から分離、取り出すための水処理設備と、
前記水処理設備で分離、取り出された汚泥を濃縮し、脱水して脱水汚泥とする汚泥処理設備と、
前記脱水汚泥を流動焼却炉により焼却する汚泥焼却設備と
を有する下水の処理設備において、
前記水処理設備は、活性汚泥法によって排水を処理する反応槽と、その反応槽で反応した後の余剰汚泥を沈殿させる最終沈殿池とを含み、
かつ前記汚泥処理設備が、汚泥を脱水する脱水機を含み、
前記最終沈殿池から余剰汚泥を引き抜いて前記脱水機に至らせるまでの間、もしくは前記脱水機から流動焼却炉内に至るまでの間の、いずれか1以上の箇所に、Feイオン、Alイオン、Caイオンのうちの1種以上を含有する塩基物質を添加するための添加装置が設けられており、
しかも前記汚泥処理設備と前記流動焼却炉との間に、脱水汚泥中のNa、K、Ca、Mg、Al、Fe、Cu、Zn、Baの各成分のうち少なくともNa、K、Ca、Mg、Al、Feのそれぞれの含有量と、Pの含有量とを分析するための分析装置が設けられており、
さらに、前記分析装置による分析結果に基づいて、下記(1)式によるX1の値もしくは下記(2)式によるX2の値を求める演算装置を有し、
前記演算装置によって求められたX1もしくはX2の値に応じて前記添加装置を制御するように構成し、
さらに前記流動焼却炉から排出された焼却灰を、その焼却灰中に含まれるリン成分を再利用するために捕集する集塵機を備えていることを特徴とする下水処理設備。
X1={Na(mol)+K(mol)+Ca(mol×2)+Mg(mol×2)+Al(mol×3)+Fe(mol×3)}/P(mol×3)・・・(1)
X2={Na(mol)+K(mol)+Ca(mol×2)+Mg(mol×2)+Al(mol×3)+Fe(mol×3)+Cu(mol)+Zn(mol)+Ba(mol×2)}/P(mol×3)・・・(2)
- 少なくとも活性汚泥処理段階を含む水処理によって、下水を浄化処理するとともに、余剰汚泥を含む汚泥を水から分離、取り出すための水処理設備と、
前記水処理設備で分離、取り出された汚泥を濃縮し、脱水して脱水汚泥とする汚泥処理設備と、
前記脱水汚泥を流動焼却炉により焼却する汚泥焼却設備と
を有する下水処理設備において、
前記水処理設備が、物理的に排水から生汚泥を分離するための最初沈殿池と、活性汚泥法によって排水を処理する反応槽と、その反応槽で反応した後の余剰汚泥を沈殿させる最終沈殿池とを含み、
かつ前記汚泥処理設備が、汚泥を脱水する脱水機を含み、
その汚泥処理設備には、前記最初沈殿池から生汚泥を引き抜くとともに前記最終沈殿池から余剰汚泥を引き抜いて生汚泥と余剰汚泥を混合し、さらに前記脱水機に至らせるまでの間、もしくは前記脱水機から流動焼却炉内に至るまでの間の、いずれか1以上の箇所に、Feイオン、Alイオン、Caイオンのうちの1種以上を含有する塩基物質を添加するための添加装置が設けられており、
しかも汚泥処理設備と前記流動焼却炉との間に、脱水汚泥中のNa、K、Ca、Mg、Al、Fe、Cu、Zn、Baの各成分のうち少なくともNa、K、Ca、Mg、Al、Feのそれぞれの含有量と、Pの含有量とを分析するための分析装置が設けられており、
さらに、前記分析装置による分析結果に基づいて、下記(1)式によるX1の値もしくは下記(2)式によるX2の値を求める演算装置を有し、
前記演算装置によって求められたX1もしくはX2の値に応じて前記添加装置を制御するように構成し、
さらに前記流動焼却炉から排出された焼却灰を、その焼却灰中に含まれるリン成分を再利用するために捕集する集塵機を備えていることを特徴とする下水処理設備。
X1={Na(mol)+K(mol)+Ca(mol×2)+Mg(mol×2)+Al(mol×3)+Fe(mol×3)}/P(mol×3)・・・(1)
X2={Na(mol)+K(mol)+Ca(mol×2)+Mg(mol×2)+Al(mol×3)+Fe(mol×3)+Cu(mol)+Zn(mol)+Ba(mol×2)}/P(mol×3)・・・(2)
- 請求項8、請求項9のいずれかの請求項に記載の下水処理設備において、
前記集塵機により捕集された焼却灰中からリン成分を回収するリン回収設備を備えていることを特徴とする下水処理設備。 - 請求項10に記載の下水処理設備において、
前記リン回収設備が、
焼却灰に酸性溶液を加えてリン酸及び金属成分を溶出させ、リン酸を回収する第1の回収設備と、
焼却灰をアルカリ性反応液と混合し、焼却灰中のリンを液中に抽出したのち、リン抽出液と処理灰とを含む液を固液分離し、分離されたリン抽出液にカルシウム分を加えてリン酸カルシウム結晶を取り出す第2の回収設備と
のうちのいずれか1の回収設備であることを特徴とする下水処理設備。
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