JP6825456B2 - Treatment method for organic sludge and sulfur-containing waste - Google Patents
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Description
本発明は、有機汚泥及び硫黄含有廃棄物の処理方法に関する。 The present invention relates to a method for treating organic sludge and sulfur-containing waste.
従来、有機汚泥や廃石膏ボードの処理方法が問題となっている。例えば、特許文献１には、有機汚泥と廃石膏ボードとの混合物を、好気性菌により処理することが記載されている。 Conventionally, a method for treating organic sludge and waste gypsum board has been a problem. For example, Patent Document 1 describes that a mixture of organic sludge and waste gypsum board is treated with aerobic bacteria.
通常、有機汚泥は、５０質量％以上の含水率を有しているため、泥状である。このため、有機汚泥と廃石膏ボードとの混合物内に酸素を供給することが困難である場合もある。従って、混合物を嫌気性菌を用いて発酵させることも考えられる。ここで、廃石膏ボードには、硫黄成分が含まれている。このため、廃石膏ボードと有機汚泥との混合物を嫌気性菌を用いて発酵処理した場合、硫化水素が発生する虞がある。従って、発生した硫化水素の処理が問題となる。 Generally, organic sludge is muddy because it has a water content of 50% by mass or more. For this reason, it may be difficult to supply oxygen into the mixture of organic sludge and waste gypsum board. Therefore, it is also conceivable to ferment the mixture with anaerobes. Here, the waste gypsum board contains a sulfur component. Therefore, when a mixture of waste gypsum board and organic sludge is fermented with anaerobic bacteria, hydrogen sulfide may be generated. Therefore, the treatment of the generated hydrogen sulfide becomes a problem.
このため、硫化水素を好適に処理し得る有機汚泥及び硫黄含有廃棄物の処理方法が求められている。 Therefore, there is a demand for a method for treating organic sludge and sulfur-containing waste that can preferably treat hydrogen sulfide.
本発明の主な目的は、硫化水素を好適に処理し得る有機汚泥及び硫黄含有廃棄物の処理方法を提供することにある。 A main object of the present invention is to provide a method for treating organic sludge and sulfur-containing waste capable of suitably treating hydrogen sulfide.
本発明に係る有機汚泥及び硫黄含有廃棄物の処理方法は、低減工程と、吸着工程とを備える。低減工程では、硫黄含有廃棄物と、発酵により酸化硫黄から硫化水素を発生させる嫌気性菌を含む有機汚泥とを混合し、発酵させることにより、混合物に含まれている硫黄成分を低減する。吸着工程では、低減工程において、発酵により発生した硫化水素を活性炭に吸着させることにより吸着活性炭を得る。吸着活性炭を、発電所のボイラに投入する。 The method for treating organic sludge and sulfur-containing waste according to the present invention includes a reduction step and an adsorption step. In the reduction step, sulfur-containing waste and organic sludge containing anaerobic bacteria that generate hydrogen sulfide from sulfur oxide by fermentation are mixed and fermented to reduce the sulfur component contained in the mixture. In the adsorption step, in the reduction step, the adsorbed activated carbon is obtained by adsorbing hydrogen sulfide generated by fermentation on the activated carbon. The adsorbed activated carbon is put into the boiler of the power plant.
本発明に係る有機汚泥及び硫黄含有廃棄物の処理方法では、有機汚泥及び硫黄含有廃棄物の混合物を、有機汚泥に含まれる、発酵により酸化硫黄から硫化水素を発生させる嫌気性菌により発酵させることにより、混合物の硫黄成分を低減する。発酵により発生した硫化水素を、吸着工程において活性炭に吸着させて吸着活性炭を得、吸着活性炭を発電所のボイラに投入する。通常、発電所のボイラには、脱硫装置が設けられている。このため、有機汚泥及び硫黄含有廃棄物の混合物の発酵により生じた硫化水素は、発電所のボイラに接続された脱硫装置により好適に処理することができる。 In the method for treating organic sludge and sulfur-containing waste according to the present invention, a mixture of organic sludge and sulfur-containing waste is fermented by anaerobic bacteria contained in organic sludge, which generate hydrogen sulfide from sulfur oxide by fermentation. Reduces the sulfur content of the mixture. Hydrogen sulfide generated by fermentation is adsorbed on activated carbon in the adsorption step to obtain adsorbed activated carbon, and the adsorbed activated carbon is put into the boiler of the power plant. Usually, the boiler of a power plant is equipped with a desulfurization device. Therefore, hydrogen sulfide produced by fermentation of a mixture of organic sludge and sulfur-containing waste can be suitably treated by a desulfurization apparatus connected to a boiler of a power plant.
また、吸着活性炭を発電所のボイラに投入するため、吸着活性炭を発電所のボイラの燃料として使用することができる。このため、発電に必要な熱量を低減することができる。 Further, since the adsorbed activated carbon is put into the boiler of the power plant, the adsorbed activated carbon can be used as the fuel for the boiler of the power plant. Therefore, the amount of heat required for power generation can be reduced.
本発明に係る有機汚泥及び硫黄含有廃棄物の処理方法では、嫌気性菌が、硫酸還元菌であることが好ましい。 In the method for treating organic sludge and sulfur-containing waste according to the present invention, the anaerobic bacterium is preferably a sulfate-reducing bacterium.
本発明に係る有機汚泥及び硫黄含有廃棄物の処理方法では、低減工程において、硫黄含有廃棄物を破砕することにより硫黄含有廃棄物粉を作製し、硫黄含有廃棄物粉と有機汚泥とを混合し、発酵させることが好ましい。 In the method for treating organic sludge and sulfur-containing waste according to the present invention, in the reduction step, sulfur-containing waste powder is produced by crushing the sulfur-containing waste, and the sulfur-containing waste powder and the organic sludge are mixed. , Preferably fermented.
本発明に係る有機汚泥及び硫黄含有廃棄物の処理方法では、硫黄含有廃棄物として、石膏ボード、建築混合廃棄物のふるい下残渣、酸性硫酸塩土壌及び硫酸ピッチからなる群から選択された少なくとも一種を用いることが好ましい。 In the method for treating organic sludge and sulfur-containing waste according to the present invention, at least one selected as the sulfur-containing waste from the group consisting of gypsum board, residuals under the sieve of building mixture waste, acidic sulfate soil and sulfuric acid pitch. Is preferably used.
本発明に係る有機汚泥及び硫黄含有廃棄物の処理方法では、有機汚泥が、下水汚泥を含むことが好ましい。 In the method for treating organic sludge and sulfur-containing waste according to the present invention, it is preferable that the organic sludge contains sewage sludge.
本発明に係る有機汚泥及び硫黄含有廃棄物の処理方法では、有機汚泥の含水率が４０質量％以下となるまで低減工程を行うことが好ましい。 In the method for treating organic sludge and sulfur-containing waste according to the present invention, it is preferable to carry out a reduction step until the water content of the organic sludge becomes 40% by mass or less.
本発明に係る有機汚泥及び硫黄含有廃棄物の処理方法では、低減工程において、硫黄含有廃棄物及び有機汚泥とを、連続気泡が形成されないように堆積した状態で発酵させることが好ましい。 In the method for treating organic sludge and sulfur-containing waste according to the present invention, it is preferable to ferment the sulfur-containing waste and organic sludge in a deposited state so as not to form open cells in the reduction step.
本発明に係る有機汚泥及び硫黄含有廃棄物の処理方法では、硫黄成分が低減された混合物をセメントクリンカの焼成工程に投入してもよい。 In the method for treating organic sludge and sulfur-containing waste according to the present invention, a mixture having a reduced sulfur component may be added to the firing step of cement clinker.
本発明によれば、硫化水素を好適に処理し得る有機汚泥及び硫黄含有廃棄物の処理方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a method for treating organic sludge and sulfur-containing waste capable of suitably treating hydrogen sulfide.
以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について説明する。但し、下記の実施形態は、単なる例示である。本発明は、下記の実施形態に何ら限定されない。 Hereinafter, an example of a preferred embodiment of the present invention will be described. However, the following embodiments are merely examples. The present invention is not limited to the following embodiments.
図１は、本発明に係る有機汚泥及び硫黄含有廃棄物の処理工程を表す模式図である。 FIG. 1 is a schematic view showing a treatment process of organic sludge and sulfur-containing waste according to the present invention.
本実施形態に係る有機汚泥及び硫黄含有廃棄物の処理方法では、まず、硫黄含有廃棄物及び有機汚泥を含む混合物を、発酵部１０に供給する。
In the method for treating organic sludge and sulfur-containing waste according to the present embodiment, first, a mixture containing sulfur-containing waste and organic sludge is supplied to the
硫黄含有廃棄物の具体例としては、例えば、石膏ボード（廃石膏ボード）、建築混合廃棄物のふるい下残渣、酸性硫酸塩土壌、硫酸ピッチ等が挙げられる。なかでも、埋め立て処理等が困難である廃石膏ボードを発酵部１０に供給することが好ましい。これらの硫黄含有廃棄物のうちの１種のみを発酵部１０に供給してもよいし、複数種類の硫黄含有廃棄物を供給してもよい。
Specific examples of sulfur-containing waste include gypsum board (waste gypsum board), residue under the sieve of building mixed waste, acidic sulfate soil, sulfuric acid pitch and the like. Above all, it is preferable to supply the
有機汚泥の具体例としては、例えば、下水汚泥、し尿系汚泥、工場排水汚泥、アオコ、底泥、食品加工残渣等が挙げられる。食品加工残渣の具体例としては、ビールかす、茶かす、畜産残渣等が挙げられる。後述の通り、本実施形態では、発酵乾燥を行うため、上記有機汚泥のなかでも、含水率が高い下水汚泥、し尿系汚泥、工場排水汚泥、アオコ、底泥等を発酵部１０に供給することが好ましい。有機汚泥は、１種類でも、複数種類でも使用することができる。
Specific examples of organic sludge include sewage sludge, human waste sludge, industrial wastewater sludge, blue-green algae, bottom mud, food processing residue and the like. Specific examples of food processing residues include beer grounds, tea grounds, livestock residues and the like. As will be described later, in this embodiment, since fermentation and drying are performed, among the above organic sludges, sewage sludge, human waste sludge, factory wastewater sludge, blue-green algae, bottom sludge, etc. having a high water content are supplied to the
硫黄含有廃棄物と有機汚泥との混合方法に特に制限はなく、スクリューミキサ、パン型ミキサなどの各種混合機を使うこともできるし、ショベル等の重機を使って混合することもできる。 The method of mixing the sulfur-containing waste and the organic sludge is not particularly limited, and various mixers such as a screw mixer and a pan-type mixer can be used, or a heavy machine such as an excavator can be used for mixing.
有機汚泥には菌の活動を促進する水分、有機分を含んでおり、酸化硫黄から硫化水素を発生させるには好適である。なお、一般的に、下水汚泥の場合、含水率は、５０質量％〜９０質量％程度である。 Organic sludge contains water and organic matter that promote the activity of bacteria, and is suitable for generating hydrogen sulfide from sulfur oxide. Generally, in the case of sewage sludge, the water content is about 50% by mass to 90% by mass.
有機汚泥は、発酵により酸化硫黄から硫化水素を発生させる嫌気性菌を含んでいることが多い。例えば、このような嫌気性菌を含んでいる下水汚泥等をそのまま有機汚泥として用いることもできるし、このような嫌気性菌を含んでいない有機汚泥を用いる場合は、有機汚泥に対して発酵により酸化硫黄から硫化水素を発生させる嫌気性菌を混合して用いてもよい。嫌気性菌を添加する必要がないことから、有機汚泥として、嫌気性菌を含む下水汚泥を用いることがより好ましい。 Organic sludge often contains anaerobic bacteria that generate hydrogen sulfide from sulfur oxide by fermentation. For example, sewage sludge containing such anaerobic bacteria can be used as it is as organic sludge, and when organic sludge containing no such anaerobic bacteria is used, the organic sludge is fermented. Anaerobic bacteria that generate hydrogen sulfide from sulfur oxide may be mixed and used. Since it is not necessary to add anaerobic bacteria, it is more preferable to use sewage sludge containing anaerobic bacteria as the organic sludge.
発酵部１０に供給される混合物には、硫黄含有廃棄物及び有機汚泥以外の原料又は燃料が含まれていてもよい。例えば、混合物には、生ゴミ、プラスチック、木片等が含まれていてもよい。
The mixture supplied to the
有機汚泥と硫黄含有廃棄物との混合により混合物に空気が供給されるので、混合直後は好気性発酵が行われる、この時の発熱により、混合物は嫌気性発酵に適した温度（３０℃〜４０℃）になり、混合物の切り返しを止めることで空気が供給されなくなり嫌気性発酵が進むようになる。 Since air is supplied to the mixture by mixing organic sludge and sulfur-containing waste, aerobic fermentation is performed immediately after mixing. Due to the heat generated at this time, the mixture is heated to a temperature suitable for anaerobic fermentation (30 ° C to 40 ° C.). ℃), and by stopping the turning of the mixture, air will not be supplied and anaerobic fermentation will proceed.
発酵部１０では、硫黄含有廃棄物及び有機汚泥を含む混合物を、発酵により酸化硫黄から硫化水素を発生させる嫌気性菌により発酵させる。発生した硫化水素は揮発し、混合物から抜けていく。これにより、混合物に含まれている硫黄成分を低減し、また、発酵に伴って生じる発酵熱により混合物を乾燥させ、混合物の含水率を低減することにより、低減混合物を得る（低減工程）。発酵部１０において、硫黄成分含有量及び含水率が低減された低減混合物を、発電所３０のボイラ３１に投入してもよい。以下、硫黄成分含有量及び含水率が低減された混合物を、「低減混合物」と呼ぶことがある。
In the
発酵により酸化硫黄から硫化水素を発生させる嫌気性菌としては、硫酸還元菌等が挙げられる。硫酸還元菌としては、例えば、グラム陰性菌やグラム陽性菌等の真正細菌、古細菌等が挙げられる。硫酸還元菌の具体例としては、例えば、Ｄｅｓｕｌｆｏｖｉｂｒｉｏ属、Ｄｅｓｕｌｆｏｔｏｍａｃｕｌｕｍ属等が挙げられる。これらの嫌気性菌のうちの１種のみを用いてもよいし、複数種類を用いてもよい。 Examples of anaerobic bacteria that generate hydrogen sulfide from sulfur oxide by fermentation include sulfate-reducing bacteria. Examples of sulfate-reducing bacteria include eubacteria such as Gram-negative bacteria and Gram-positive bacteria, archaea, and the like. Specific examples of the sulfate-reducing bacterium include the genus Desulfovibrio and the genus Desulfovibrio. Only one of these anaerobic bacteria may be used, or a plurality of types may be used.
なお、好気性菌による発酵には酸素が必須となる。このため、好気性菌を用いて発酵を行うためには、硫黄含有廃棄物及び有機汚泥の堆積物内に酸素を導入する通気孔を形成したり、定期的に混合し、内部に酸素を導入したりする必要がある。従って、発酵工程が煩雑になる。 Oxygen is essential for fermentation by aerobic bacteria. Therefore, in order to ferment using aerobic bacteria, a vent hole for introducing oxygen is formed in the sulfur-containing waste and the deposit of organic sludge, or the mixture is regularly mixed and oxygen is introduced inside. You need to do it. Therefore, the fermentation process becomes complicated.
それに対して、本実施形態のように嫌気性菌を用いた場合は、酸素を必要としないため、酸素を導入するための通気孔を形成したり、定期的に攪拌したりする必要が必ずしもない。従って、嫌気性菌を用いることにより、発酵工程が煩雑になることを抑制することができ、かつ、高い発酵効率を実現することができる。 On the other hand, when an anaerobic bacterium is used as in the present embodiment, oxygen is not required, so that it is not always necessary to form a vent for introducing oxygen or to stir regularly. .. Therefore, by using anaerobic bacteria, it is possible to prevent the fermentation process from becoming complicated and to realize high fermentation efficiency.
嫌気性菌による発酵効率を向上する観点からは、硫黄含有廃棄物等は、破砕されて粉末状にされていることが好ましい。そうすることにより、低減工程において、混合物を連続気泡が形成されないように堆積した状態で発酵させることができる。このため、堆積した混合物内に酸素が侵入することを抑制することができるため、嫌気性菌による嫌気性発酵効率を向上することができる。硫黄含有廃棄物等を、最大粒子径が、５０ｍｍ以下である粉末とすることが好ましく、３０ｍｍ以下である粉末とすることがより好ましい。硫黄含有廃棄物の粒子径が大きいと、堆積物に通気経路が形成され、嫌気性菌による発酵効率が低下する虞があるためである。 From the viewpoint of improving the fermentation efficiency by anaerobic bacteria, it is preferable that the sulfur-containing waste and the like are crushed into powder. By doing so, in the reduction step, the mixture can be fermented in a deposited state so that open cells are not formed. Therefore, it is possible to suppress the invasion of oxygen into the deposited mixture, so that the anaerobic fermentation efficiency by anaerobic bacteria can be improved. The sulfur-containing waste or the like is preferably a powder having a maximum particle size of 50 mm or less, and more preferably a powder having a maximum particle size of 30 mm or less. This is because if the particle size of the sulfur-containing waste is large, a ventilation path is formed in the sediment, and the fermentation efficiency by anaerobic bacteria may decrease.
上記の堆積した混合物は、頻繁に切り返さないことが好ましいが、硫化水素の揮発を促進するため、嫌気性菌の発酵効率が低減しない程度に混合物の切り返しを行っても良い。 It is preferable that the above-mentioned deposited mixture is not cut back frequently, but in order to promote the volatilization of hydrogen sulfide, the mixture may be cut back to the extent that the fermentation efficiency of anaerobic bacteria is not reduced.
ところで、本実施形態では、発酵により硫化水素を発生させる嫌気性菌を用いて発酵を行う。このため、発生した硫化水素の処理が問題となる。 By the way, in the present embodiment, fermentation is carried out using anaerobic bacteria that generate hydrogen sulfide by fermentation. Therefore, the treatment of the generated hydrogen sulfide becomes a problem.
本実施形態では、低減工程において、発酵により発生した硫化水素を活性炭に吸着させることにより吸着活性炭を得る。具体的には、発酵部１０に吸着部２０が接続されている。吸着部２０内には、活性炭が配されている。発酵部１０からの排気ガスに含まれる硫化水素は、吸着部２０内の活性炭に吸着され、吸着活性炭が生成する。
In the present embodiment, in the reduction step, the adsorbed activated carbon is obtained by adsorbing hydrogen sulfide generated by fermentation on the activated carbon. Specifically, the
吸着活性炭は、発電所３０のボイラ３１に投入される。吸着活性炭は、ボイラ３１の燃料と混合して、ボイラ３１にて燃焼させてもよいし、ボイラ３１の燃料とは別に投入してもよい。投入された吸着活性炭に付着している硫黄成分は燃焼し、酸化硫黄となる。
The adsorbed activated carbon is put into the
通常、ボイラ３１には、脱硫装置３２が接続されている。このため、脱硫装置３２に送入された硫黄成分を好適に処理することができる。
Normally, a
以上説明したように、本実施形態に係る有機汚泥及び硫黄含有廃棄物の処理方法では、有機汚泥及び硫黄含有廃棄物の混合物を嫌気発酵させることにより、混合物に含まれている硫黄成分を低減することができる。このため、混合物に含まれる硫黄成分を好適に低減することができる。また、嫌気発酵により発生した硫化水素を、活性炭に吸着させて吸着活性炭を得、吸着活性炭を発電所３０のボイラ３１に投入する。このため、発電所に設けられた脱硫装置３２によって、吸着活性炭に吸着した硫黄成分を好適に処理することができる。
As described above, in the method for treating organic sludge and sulfur-containing waste according to the present embodiment, the sulfur component contained in the mixture is reduced by anaerobically fermenting the mixture of organic sludge and sulfur-containing waste. be able to. Therefore, the sulfur component contained in the mixture can be suitably reduced. Further, hydrogen sulfide generated by anaerobic fermentation is adsorbed on activated carbon to obtain adsorbed activated carbon, and the adsorbed activated carbon is put into the
また、吸着活性炭をボイラ３１に投入するため、吸着活性炭をボイラ３１の燃料として使用することができる。このため、発電に必要な熱量を低減することができる。
Further, since the adsorbed activated carbon is charged into the
さらに、低減工程における嫌気性菌による発酵により発酵熱が生成する。この発酵熱により混合物の水分が蒸発し乾燥する。このため、例えば、混合物をボイラ３１に投入する場合、ボイラ３１に投入される混合物は、水分濃度の低減された混合物である。水分濃度の低減された混合物をボイラ３１に投入することにより、混合物に含まれる水分を除去するために必要な熱量を低減することができ、混合物を燃料として好適に用いることができる。
Furthermore, fermentation heat is generated by fermentation by anaerobic bacteria in the reduction step. The heat of fermentation evaporates the water content of the mixture and dries it. Therefore, for example, when the mixture is charged into the
嫌気性発酵による発熱は好気性発酵に比べると少ないので、好気性発酵を利用することで混合物の乾燥をさらに促進することができる。すなわち、嫌気性発酵が終わる頃を見計らい、混合物を切り返して混合物に空気を供給することで好気性発酵を促進することで、混合物の乾燥がより速く行うことができる。混合物を切り返す際に、有機汚泥を加えて混合することで好気性発酵による乾燥をより促進できる。 Since the heat generated by anaerobic fermentation is less than that of aerobic fermentation, it is possible to further promote the drying of the mixture by using aerobic fermentation. That is, the drying of the mixture can be performed faster by promoting the aerobic fermentation by cutting back the mixture and supplying air to the mixture in anticipation of the end of the anaerobic fermentation. When the mixture is cut back, organic sludge is added and mixed to further promote drying by aerobic fermentation.
なお、混合物に含まれる水分を除去するために必要な熱量を十分に低減する観点からは、混合物の含水率を４０質量％以下とすることが好ましく、３０質量％以下とすることが好ましい。但し、混合物の含水率がより低くなるまで乾燥させようとするほど、混合物の乾燥に要する時間が長くなる。従って、混合物の乾燥に要する時間が長くなりすぎないように、混合物の含水率は、２０質量％以上であることが好ましい。 From the viewpoint of sufficiently reducing the amount of heat required to remove the water contained in the mixture, the water content of the mixture is preferably 40% by mass or less, and preferably 30% by mass or less. However, the more the mixture is dried until the water content is lower, the longer it takes to dry the mixture. Therefore, the water content of the mixture is preferably 20% by mass or more so that the time required for drying the mixture does not become too long.
本発明において、吸着活性炭が投入される発電所は、脱硫装置を備える発電所であれば、特に限定されない。脱硫装置を備える発電所としては、例えば、重油火力発電所、石炭火力発電所等が挙げられる。 In the present invention, the power plant into which the adsorbed activated carbon is charged is not particularly limited as long as it is a power plant equipped with a desulfurization apparatus. Examples of the power plant equipped with the desulfurization device include a heavy oil-fired power plant and a coal-fired power plant.
なお、硫黄成分及び水分が低減された混合物は、各種用途に用いることができる。例えば、硫黄成分及び水分が低減された混合物を、セメントクリンカの焼成工程に投入し、燃料として用いたり、セメントクリンカの原料として用いたりすることができる。 The mixture in which the sulfur component and the water content are reduced can be used for various purposes. For example, a mixture having a reduced sulfur component and water content can be put into a cement clinker firing step and used as a fuel or as a raw material for a cement clinker.
１０ ：発酵部
２０ ：吸着部
３０ ：発電所
３１ ：ボイラ
３２ ：脱硫装置
10: Fermentation part 20: Adsorption part 30: Power plant 31: Boiler 32: Desulfurization equipment
Claims (8)
前記低減工程において、発酵により発生した硫化水素を活性炭に吸着させることにより吸着活性炭を得る吸着工程と、
を備え、
前記吸着活性炭を、発電所のボイラに投入する、有機汚泥及び硫黄含有廃棄物の処理方法。 A reduction step of reducing the sulfur component contained in the mixture by mixing and fermenting sulfur-containing waste and organic sludge containing anaerobic bacteria that generate hydrogen sulfide from sulfur oxide by fermentation.
In the reduction step, an adsorption step of obtaining an adsorbed activated carbon by adsorbing hydrogen sulfide generated by fermentation on the activated carbon,
With
A method for treating organic sludge and sulfur-containing waste, in which the adsorbed activated carbon is put into a boiler of a power plant.
The method for treating organic sludge and sulfur-containing waste according to any one of claims 1 to 7, wherein the mixture having a reduced sulfur component is put into a firing step of cement clinker.
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