JP6383687B2 - 通気設備及び有機汚泥の燃料化方法 - Google Patents

Description

本発明は、汚泥保管設備における汚泥等の堆積物の下方から通気を行う通気設備、及びこのような通気設備を用いた有機汚泥の燃料化方法に関する。

下水汚泥等の保管設備では、汚泥を乾燥させたり、好気性雰囲気で発酵させるために汚泥を床に堆積させ、汚泥の下方から通気している。

図５は、上述の通気設備の一例を示し、この通気設備２１は、溝２３が形成された床２２と、溝２３内に配置され、送気装置（不図示）からの空気により、堆積物Ｓへ通気を行うための通気管２４と、溝２３を覆うと共に複数の開口孔２５ａを有し、道路の排水路や工場等の操作歩道として汎用されるグレーチング２５とを備え、送気装置から供給される空気が通気管２４の通気孔（不図示）及びグレーチング２５の開口孔２５ａを通過して堆積物Ｓへ導入される。

ところで、上記通気設備２１では、乾燥効率や、発酵効率を向上させるため、定期的にローダーＬを用いて堆積物Ｓの天地を逆転させる切り返し作業を行うが、この際、ローダーＬの車輪の踏圧によってグレーチング２５の開口孔２５ａに堆積物Ｓが詰まるため、グレーチング２５を頻繁に洗浄する必要があった。

また、上記切り返しの際、ローダーＬのパワーショベルＬ１の先端部がグレーチング２５の縁部２５ｂに接触し、グレーチング２５の縁部２５ｂが破損する虞があった。また、ローダーＬの重量により、グレーチング２５の変形や破損、さらにコンクリート等の床２２の破損も引き起こす虞があるという問題があった。

そこで、例えば、特許文献１には、図６に示すように、溝３３が形成される床３２と、溝３３内に配置され、送気装置（不図示）からの空気により堆積物Ｓへ通気を行うための通気配管３４と、通気配管３４の周囲に配設され、その通気配管３４の通気孔（不図示）より大きな寸法を有するスペーサ３５ａからなる粒状層３５と、粒状層３５と堆積物Ｓとの間に配設され、可撓性を有し、堆積物Ｓが通過し難いサイズの貫通孔（不図示）が形成された樹脂シート３６、及び樹脂シート３６の貫通孔より大きな径を有する開口孔３７ａが形成され、樹脂シート３６を下方から支える金属板３７とを備える堆肥化設備３１が開示される。

この堆肥化設備３１によれば、樹脂シート３６より下へ堆積物Ｓが移動し難いため、金属板３７の開口孔３７ａの目詰まりを防止することができる。また、樹脂シート３６が可撓性を有すると共に、床３２と同一レベルとなるように配置されるため、切り返し時におけるローダー等による樹脂シート３６の破損を防止することができる。

特許第５１４７０３１号公報

しかし、上記堆肥化設備３１では、通気設備で溝蓋として通常用いられるグレーチングに代えて、樹脂シート３６及び金属板３７を設けるため、設備コストが増加するという問題があった。

そこで、本発明は、上記従来技術における問題点に鑑みてなされたものであって、溝蓋の目詰まりを防止することなどが可能で、設備コストの低い通気設備等を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、床と、該床に形成される溝と、該溝内に配置される通気管と、該通気管に空気を供給する送気装置と、前記溝を覆うと共に複数の開口孔を有する溝蓋と、前記溝内に充填され、前記通気管と前記溝蓋の開口孔との間の通気性を確保しながら該溝蓋を支持する粒状の支持部材と、前記溝蓋の開口孔内に充填され、前記溝蓋の上の堆積物が前記開口孔に進入して該開口孔内に詰まるのを防止する目詰まり防止材とを備え、該目詰まり防止材は、可燃性廃棄物であって、外径が５ｍｍ以上１５ｍｍ以下で、内径が３ｍｍ以上１３ｍｍ以下で、かつ長さが５ｍｍ以上１５ｍｍ以下であり、側面にも貫通孔を有するパイプ形状又は半パイプ形状であることを特徴とする。可燃性廃棄物とは、プラスチック類、スポンジ類、繊維類、ゴム類及び木質類からなる群より選択される一以上を主成分とする廃棄物である。

本発明によれば、開口孔内に目詰まり防止材を充填するだけであるため、従来のような樹脂シート等が不要で、設備コストを低く抑えることができる。また、粒状支持部材により溝蓋や床の破損等を防止することもできる。さらに、廃棄物を目詰まり防止材に用いることで、設備コストをより低く抑えることができる。また、目詰まり防止材自体に堆積物が詰まって通気性が極端に悪化した場合に、目詰まり防止材を充填し直す必要があるが、燃料用途として有機汚泥を使用する場合には、除去した目詰まり防止材をそのまま堆積物と共に処理することができ、目詰まり防止材の処理コストを抑えることもできる。さらに、パイプ形状又は半パイプ形状物は、通気性がよいため、目詰まり防止材の継続使用時間を延ばし、保守管理コストを低減することができる。

上記通気設備において、前記粒状支持部材として砕石又は砂利を利用することができる。この砕石又は砂利として、粒径が５ｍｍ以上５０ｍｍ以下のものを用いることができる。

また、本発明は、有機汚泥の燃料化方法であって、上記いずれかの通気設備を用い、有機汚泥に通気した後燃料として利用することを特徴とする。本発明によれば、設備コストを低く抑え、設備の破損を防止しながら有機汚泥を燃料化することができる。

以上のように、本発明によれば、溝蓋の目詰まりを防止することなどが可能で、設備コストの低い通気設備、及び設備コストが低く、設備の破損対策が施された有機汚泥の燃料化方法を提供することができる。

本発明に係る通気設備を用いた有機汚泥の保管設備の一例を示す概略図である。 図１に示す保管設備に設けられる通気設備（保管槽）を示す平面図である。 図２に示す通気設備の送風口の拡大図である。 図２に示す通気設備の断面図である。 従来の通気設備の一例を示す断面図である。 従来の堆肥化設備の一例を示す断面図である。

次に、本発明に係る通気設備を備えた設備の一実施の形態について図面を参照しながら説明する。以下では、この通気設備を用いて有機汚泥に通気して保管する場合について説明する。

図１に示すように、天蓋付ダンプトラック１によって受け入れられた有機汚泥Ｓを土間２に一時的に貯留する。ここで、有機汚泥Ｓとは、下水汚泥、製紙汚泥、ビルピット汚泥、食品汚泥、消化汚泥等をいう。

そして、バラ車３、４によって受け入れられた木くずＣ等の通気性改善材と、廃活性炭Ｗを土間２に載置された有機汚泥Ｓに添加し、パワーショベル等の重機５によりこれらを混合撹拌して有機汚泥Ｍとする。

木くずＣの添加量は、有機汚泥Ｓ１００容積部に対して５０〜２００容積部とすることが好ましい。木くずＣの添加量が少なすぎると、堆積した有機汚泥Ｐの通気性が悪化し、好気性発酵の抑制が不十分となる。一方、木くずＣの添加量が多すぎると、有機汚泥Ｓの保管スペースが狭まり再利用量が減少するなどの不具合がある。

木くずＣ以外の通気性改善材としては、繊維くず、ゴムくず、紙くず、廃プラスチック、廃タイヤ、廃ＰＥＴボトル、プラスチック製容器包装、発泡スチロール、稲麦わら、おが屑、籾殻、バーク、パーライト、バーミュキュライト、軽量骨材、及び廃ＡＬＣが挙げられ、これら（木くずを含む）を１種又は複数種添加してもよい。

廃活性炭Ｗは、有機汚泥Ｓに含まれる臭気成分を吸着するためのもであって、浄水用や排ガス用のものを用いることができるが、排ガス用の廃活性炭を用いると、セメント原燃料として利用した場合に、セメント製造設備内に重金属が凝縮するため、浄水用のものを用いることが好ましい。

廃活性炭Ｗの添加量は、有機汚泥Ｓ１００容積部に対して２０〜１５０容積部が好ましく、３０〜８０容積部とすることがより好ましい。添加量を少なくする場合には、送気量を増加させる必要がある。一方、添加量が多過ぎると、廃活性炭Ｗは通気性改善材よりも粒子が小さいため、堆積した有機汚泥Ｐの通気性が悪化する。そのため、通気性改善材の添加量を増加させる必要がある。

そして、ダンプトラック６を介して、木くずＣと廃活性炭Ｗを含む有機汚泥Ｍを、例えば、セメント工場等の敷地内に設けられた通気設備１０に１．５ｍ〜３．０ｍ程度の高さに堆積させ、堆積した有機汚泥Ｐとする。

次に、通気設備１０について説明する。この通気設備１０は、用壁１０ａと、有機汚泥Ｐが堆積される床１０ｂと、有機汚泥Ｐの下方から通気を行うための通気管１２と、通気管１２に空気を供給する送気装置１３等で構成される。送気装置１３には、リングブロアー、シロッコファン、ラジアルファン、ターボファン等の市販の送気装置を好適に用いることができる。

さらに、この通気設備１０は、図２に示すように、床１０ｂに１〜５ｍおきに並設され、上記通気管１２が配置される溝１４と、図３にも示すように、鋼材を格子状に組んで形成され、溝１４を覆う溝蓋としてのグレーチング１５とを備える。

グレーチング１５は、幅Ｗが２００〜６００ｍｍ、長さＬが５００〜１０００ｍｍ、高さＨ（図４参照）が３０〜６０ｍｍで、開口孔１５ａのグレーチング１５の長手方向の長さＸが３０〜５０ｍｍ、開口孔１５ａのグレーチング１５の幅方向の長さＹが５０〜１００ｍｍとなるように形成され、汎用のものをそのまま使用することができる。尚、グレーチング１５に代えて上記と同様の開口孔等を有するパンチングメタル等を用いることもできる。

さらに、図４に示すように、溝１４には砕石（粒状支持部材）ＣＳが充填されると共に、グレーチング１５の開口孔１５ａには木くず等の目詰まり防止材ＣＰが充填される。砕石ＣＳに代えて砂利を用いることもでき、砕石ＣＳ又は砂利として粒径が５ｍｍ以上５０ｍｍ以下の珪石、石灰石等の天然石の他、再生コンクリートのクラッシャラン等を用いることができる。

上記目詰まり防止材ＣＰとして、プラスチック類、スポンジ類、繊維類、ゴム類及び木質類からなる群より選択される一以上を主成分とする可燃性廃棄物を用いることができ、より具体的には、比較的低比重の木くず、塩ビパイプ（塩化ビニルパイプ）くず、畳くず、廃プラスチック、ゴムくず、スポンジくずなどを用いることができ、これらを１種又は複数種用いることができる。目詰まり防止材ＣＰのグレーチング１５の開口孔１５ａへの詰め方は、目詰まり防止材ＣＰを、通気設備の用壁１０ａと反対側の端部に堆積させ、ローダー等で通気設備に沿って押し広げるか、人間がスコップ等で詰め込むなどして充填することができる。

パイプ形状及び半パイプ形状の可燃性廃棄物を用いる場合には、外径が５ｍｍ以上１５ｍｍ以下で、内径が３ｍｍ以上１３ｍｍ以下で、かつ長さが５ｍｍ以上１５ｍｍ以下であり、側面にも貫通孔を有するものが好ましい。パイプ形状及び半パイプ形状物は通気性がよいため、継続使用時間を延ばし、保守管理コストを低減することができる。パイプ形状及び半パイプ形状物の例としては、廃棄された塩ビパイプやホースである。塩ビパイプを目詰まり防止材ＣＰとして用いる場合、グレーチング１５の開口孔１５ａへの塩ビパイプの詰め方としては、塩ビパイプの円筒の開口孔面ではなく円筒の側面が上になるように詰めることで有機汚泥Ｐが詰まりにくくなり、好ましい。

上記構成を有する通気設備１０において、送気装置１３から通気管１２に空気が供給され、通気管１２の通気孔（不図示）から上方に向かって送風し、この空気がグレーチング１５の開口孔１５ａと目詰まり防止材ＣＰとの間を通過し、床１０ｂ上に堆積された有機汚泥Ｐに通気される。１分間当たり堆積した有機汚泥Ｐの体積の９分の１以上の空気Ａを送気装置１３から約２週間送気し続ける。この際、堆積した有機汚泥Ｐの温度が６０℃以下を維持するように送気量を制御する。空気Ａの送気量の上限については、特に限定しないが、送気量に比例して通気設備１０の規模を拡大する必要があるため、有機汚泥Ｍの処理量や通気設備１０の規模を考慮して適宜設定する。

次に、上記有機汚泥Ｐの堆積方法及び切り返し作業について説明する。図２（ａ）に示すように、本実施の形態では、有機汚泥Ｍを１日目から５日目まで数字で示した順番に堆積させる（有機汚泥Ｐ）。そして、例えば７日目に堆積した有機汚泥Ｐの天地を逆転させる切り返し作業をローダー等で行って図２（ｂ）の状態とし（堆積した有機汚泥Ｐに付した数字は、図２（ａ）の有機汚泥Ｐの数字に各々対応）、その後、図２（ｃ）の数字に示す順序で堆積させる。

上記切り返し作業を行うと、ローダーの車輪の踏圧によって、有機汚泥Ｐがグレーチング１５の開口孔１５ａに進入し易くなるが、目詰まり防止材ＣＰによって通気領域を確保しながらこれを阻止することができる。尚、時間の経過に伴い、グレーチング１５の開口孔１５ａに有機汚泥Ｐが詰まって通気性が極端に悪化した場合には、グレーチング１５を取り外し、開口孔１５ａに新たな目詰まり防止材ＣＰを充填し直す。取り外した目詰まり防止材ＣＰは、そのまま有機汚泥Ｐと共に処理することができる。

また、溝１４内に砕石ＣＳを充填したため、グレーチング１５のみならず、この砕石ＣＳでもローダーの重量を支持することができ、グレーチング１５の変形や破損、及びグレーチング１５の周辺のコンクリート製の床１０ｂの破損を防止することができる。さらに、砕石ＣＳが溝１４内に充填されているため、目詰まり防止材ＣＰが溝１４に押し出されることがなく、目詰まり防止効果が長期にわたって持続する。

さらに、グレーチング１５を床１０ｂと同一レベルに配置したため、図５に示すように、切り返し時等にローダーＬのパワーショベルＬ１の先端部がグレーチング２５の縁部２５ｂに接触して縁部２５ｂが破損するのを防止することができる。

上記処理により、好気性雰囲気下における堆肥化の条件よりも過剰に空気を送気するため、好気性発酵を抑制して臭気を減少させると共に、堆積した有機汚泥Ｐの内部の可燃性ガス及び病原菌の増加を抑制することができる。

約２週間経過した後、有機汚泥Ｐをセメント原燃料として利用する他、電力発電用の燃料として利用することもできる。

尚、上記実施の形態においては、有機汚泥Ｐを好気性発酵を抑制しながら保管する場合について説明したが、有機汚泥Ｐ以外の物の好気性発酵を抑制しながら保管することもでき、有機汚泥Ｐやその他の廃棄物等を乾燥させたり、好気性発酵させて堆肥化させる場合にも本発明に係る通気設備１０を利用することができる。

１ 天蓋付ダンプトラック
２ 土間
３、４ バラ車
５ 重機
６ ダンプトラック
１０ 通気設備
１０ａ 用壁
１０ｂ 床
１２ 通気管
１３ 送気装置
１４ 溝
１５ グレーチング
１５ａ 開口孔
Ａ 空気
Ｃ 木くず
ＣＰ 目詰まり防止材
ＣＳ 砕石
Ｌ ローダー
Ｌ１ パワーショベル
Ｍ （木くず等と混合した）有機汚泥
Ｐ （堆積した）有機汚泥
Ｓ （受け入れた）有機汚泥
Ｗ 廃活性炭

Claims (4)

1. 床と、
   該床に形成される溝と、
   該溝内に配置される通気管と、
   該通気管に空気を供給する送気装置と、
   前記溝を覆うと共に複数の開口孔を有する溝蓋と、
   前記溝内に充填され、前記通気管と前記溝蓋の開口孔との間の通気性を確保しながら該溝蓋を支持する粒状の支持部材と、
   前記溝蓋の開口孔内に充填され、前記溝蓋の上の堆積物が前記開口孔に進入して該開口孔内に詰まるのを防止する目詰まり防止材とを備え、
   該目詰まり防止材は、可燃性廃棄物であって、外径が５ｍｍ以上１５ｍｍ以下で、内径が３ｍｍ以上１３ｍｍ以下で、かつ長さが５ｍｍ以上１５ｍｍ以下であり、側面にも貫通孔を有するパイプ形状又は半パイプ形状であることを特徴とする通気設備。
2. 前記粒状支持部材は、砕石又は砂利であることを特徴とする請求項１に記載の通気設備。
3. 前記砕石又は砂利は、粒径が５ｍｍ以上５０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項２に記載の通気設備。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載の通気設備を用い、有機汚泥に通気した後燃料として利用することを特徴とする有機汚泥の燃料化方法。