JPH02157510A

JPH02157510A - 汚泥の焼却処理方法および汚泥焼却炉

Info

Publication number: JPH02157510A
Application number: JP31264788A
Authority: JP
Inventors: Masakazu Sawai; 正和沢井
Original assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Current assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority date: 1988-12-09
Filing date: 1988-12-09
Publication date: 1990-06-18
Also published as: JPH057606B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野］本発明は、泥水、水道用原水などの被処理原水に粉末活
性炭を添加して処理した後、粉末活性炭を含む汚泥と処
理水とに分離し、この汚泥を脱水ケーキとし気流乾燥し
た後、焼却処理する方法において、粉末活性炭を効率よ
く再生するか、または再生と製造とを同時に行う汚泥の
焼却処理方法、およびこの方法を実施するのに用いる汚
泥焼却炉に関するものである。

（従来の技術〕下水処理場や浄水場における原水の高度処理技術として
、粉末活性炭が使用されるケースが多くなっている。し
かし、使用済粉末活性炭の再生にコストが多くかかるの
で、現状では、使い捨てを前提に粉末活性炭が使用され
ている。とくに、粉末活性炭が他の固形物と水分とを多
く同伴している場合、再生処理するためには、乾燥と分
離操作とが不可欠であり、技術的課題も多い。

従来、粉末活性炭の製造方法として、１９７８年９月１
日に■講談社から発行された「活性炭−基礎と応用」１
１３頁〜１１５頁に、旋回流動炉を用いてわ）末活性炭
を製造する方法が記載されている。

また、特開昭５５−１２６５２２号公報には、熱ガスに
より再生室内で活性炭を流動化させながら再生する活性
炭再生装置が開示されている。

さらに、特開昭５９−８３９２１号公報には、乾燥機、
燃焼室および再生室を有する再生炉と、脱臭炉とからな
る廃活性炭再生装置が開示されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記の「活性炭−基礎と応用Ｊに記載された方法では、
粉末活性炭の製造に原料粉炭、空気の他に水蒸気が必要
なため、通常、ボイラを必要とする。また、本炉だけで
は、含水老廃粉末活性炭の再生炉として適用できない。

また、特開昭５５−１２６５２２号公報記載の方式では
、活性炭の賦活に必要な水庫気は、含水老廃粉末活性炭
の同伴水の炉内での蒸発により発生させている。このた
め、炉内での活性炭の滞留時間を長くする必要があり、
炉体が大きくなるという不都合点がある。また、熱風発
生炉（燃焼炉）と再生炉とが別設方式であるので、さら
に装置が大型化する。

また、特開昭５９−８３９２１号公帳記載の方式では、
乾燥排ガスの燃焼脱臭処理が必要で、コストアンプにつ
ながるという不都合がある。

本発明は上記の諸点に漏みなされたもので、気流乾燥機
と熱交換器とで増湿加熱空気をつくり、この増湿加熱空
気を用いてボイラおよび脱臭装置を必要とすることなく
、粉末活性炭を再生するか、または再生と製造とを同時
に行うことができる汚泥の焼却処理方法、およびこの方
法を実施するのに用いられる汚泥焼却炉を提供すること
を目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために、本発明の汚泥の焼却処理
方法は、図面を参照して説明すれば、被処理原水に粉末
活性炭を添加しつつ処理槽２に導き、この処理槽内で物
理的吸着処理を施した後、沈澱池３に導いて処理水と、
粉末活性炭を含む汚泥とに分離し、ついでこの汚泥を脱
水して脱水ケーキとし、この脱水ケーキを気流乾燥した
後、焼却処理する汚泥の焼却処理方法において、含水粉
末活性炭を含む脱水ケーキを加熱空気を熱風源として気
流乾燥するとともに、乾燥排ガスを熱媒体として気流乾
燥機５に循環使用して、水蒸気濃度の高い増湿加熱空気
をつくり、この増湿加熱空気を１次燃焼炉６および２次
燃焼炉７の燃焼用空気として使用して、粉末活性炭を再
生するものである。

そして、本発明の方法は、含水粉末活性炭を含む脱水ケ
ーキを加熱空気を熱風源として気流乾燥するとともに、
乾燥排ガスを熱媒体として気流乾燥機５に循環使用して
、水蒸気濃度の高い増湿加熱空気をつくり、一方、気流
乾燥により乾燥された乾燥物を、旋回流式の１次燃焼炉
６を介して噴流床式または流動床式の２次燃焼炉７に供
給し、この噴流床式または流動床式の２次燃焼炉の底部
の一部から増湿加熱空気を供給して噴流層または流動層
を形成させるとともに、粉末活性炭を再生し、・噴流床
式または流動床式の２次燃焼炉７の底部の残部から再生
粉末活性炭を連続的に分級・回収するようにするもので
ある。

上記の本発明の方法において、粉末石炭を１次燃焼炉乙
の燃料として用いることにより、同時に粉末活性炭を製
造するようにすることもできる。

また、本発明の方法を実施するのに用いる汚泥焼却炉は
、第３図に示すように、ほぼ鉛直方向に設置された噴流
床式または流動床式の２次燃焼炉７と、この噴流床式ま
たは流動床式の２次燃焼炉の上部にバッフル２０を介し
て連設された気流式の３次燃焼炉１０と、噴流床式また
は流動床式の２次燃焼炉７の下側部にほぼ水平方向に連
結された旋回流式の１次燃焼炉６とからなり、旋回流式
の１次燃焼炉は一端に汚泥・使用済粉末活性炭投入口２
３．１次空気供給口２４およびバーナ１６を有し、噴流
床式または流動床式の２次燃焼炉７は下部が二股状に分
割されて、一方が噴流層部２６または流動層部、他方が
再生粉末活性炭分級・回収部８を形成し、気流式の３次
燃焼炉１０は下側部に３次空気供給口２８を、上部に排
ガス出口３０を有するように形成されたものである。

この汚泥焼却炉において、旋回流式の１次燃焼炉乙の一
端に粉末石炭投入口２２を設けて、粉末活性炭を同時に
製造可能なように構成することもできる。

〔作用〕

含水粉末活性炭を加熱空気を熱風源として気流乾燥し、
乾燥排ガスを熱媒体として循環使用することにより、水
蒸気濃度の高い増湿加熱空気をつくり、これを１次燃焼
炉６および２次燃焼炉７の燃焼用空気として使用すると
同時に、粉末活性炭の再生、または再生および製造のた
めの水蒸気源として使用する。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を詳細に説
明、する。ただしこの実施例に記載されている構成機器
の形状、奄の相対配置などは、とくに特定的な記載がな
い限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨の
ものではなく、単なる説明例にすぎない。

第１図は、本発明の汚泥の焼却処理方法を実施する装置
の一例を示し、粉末活性炭の再生のみを行う場合のフロ
ーシートである。

被処理原水を最初沈澱池１に導入して、固形物を除去し
た後、補給粉末活性炭と再生粉末活性炭とを添加して曝
気槽などの処理槽２に導き、ＢＯＤなどを除去する。こ
の処理は、活性汚泥法による生物処理と、粉末活性炭の
物理的吸着処理が同時に行われるため、ＢＯＤだけでな
く、ＣＯＤも除去され、高度処理が可能である。なお、
原水が水道用原水の場合は、活性汚泥法による生物処理
を施すことなく、凝集剤による凝集処理と、粉末活性炭
による吸着処理とを同時に行わせることにより、物理・
化学処理が可能である。また、ＢＯＤやＣＯＤの濃度が
低い原水の場合には、粉末活性炭による物理的吸着処理
のみとなる。処理槽２で処理された水は、最終沈澱池３
で汚泥および粉末活性炭を沈澱分離して最終処理される
。

最終沈澱池３で分離された粉末活性炭を含む汚泥は、脱
水機４で脱水処理される。Ｆ液を最初沈澱池１へ戻し、
脱水ケーキを気流乾燥機５へ送る。

気流乾燥機５で含水率２０重１％以下に乾燥された乾燥
物を、旋回流式の１次燃焼炉６へ送り、乾燥物中の揮発
性有機物を、−例として、約８００°Ｃの還元雰囲気下
で熱分解させる。粉末活性炭は、固定炭素分を残留させ
た状態で、噴流床式または流動床式の２次燃焼炉７で、
水蒸気の多い雰囲気下で賦活効果により再生され、２次
燃焼炉７の炉底からの噴流作用または流動作用により、
撹拌・分級され（詳細は後述）、炉底から連続的に抜き
出される。

一方、汚泥は１次燃焼炉６および２次燃焼炉７で熱分解
された後、粉末活性炭を含む焼却灰は、２次燃焼炉７の
炉底から吹き込まれるガスの噴流作用により、再生粉末
活性炭と焼却灰とに分級される。粉末活性炭は焼却灰よ
り粒径が大きく沈降し易いので、１次燃焼か乙に近接す
る方のホッパー状の再生粉末活性炭分級・回収部８に沈
降する。

分離された焼却灰は、残留熱分解ガスとともに、気流式
の３次燃焼炉１０に導かれ、完全燃焼する。

汚泥の焼却灰に同伴した一部の粉末活性炭は、分級サイ
クロン１１で回収され、残りの焼却灰は、排ガスサイク
ロン１２で捕集されて排出される。

回収した再生粉末活性炭は、再び処理槽２へ供給され、
再使用される。

燃焼炉６．７．１ａの燃焼用空気は、まず、気流乾燥機
５の熱媒体として、乾燥排ガスファン１３の吸込側から
取り入れられ、３次燃焼炉１０の出口排ガス（−例とし
て約８００°Ｃ）と熱交換器１４で熱交換して、気流乾
燥機用の熱風（−例として約５００’Ｃ）として使用さ
れる。加熱空気は気流乾燥機５で脱水ケーキの乾燥に使
用された後、増湿低温化（−例として水草気５０容量％
以上、温度１５０℃以下）するが、熱媒体として循環使
用される。

熱交換器１４で加熱（−例として約５ＣＯ℃）された増
湿空気の一部は、燃焼炉６．７．１０の燃焼用空気とし
て使用されるが、それぞれ、その空気量は、理論的必要
燃焼空気量の０．７以下、１．０以下、１．５以下にな
るように、順次供給していく。

加熱増湿空気中の水蒸気は、１次燃焼炉６内および２次
燃焼炉７内での還元雰囲気で、粉末活性炭の再生のため
に使用される。

３次燃焼炉１０からの排ガスは、熱交換器１４で乾燥排
ガスと熱交換した後、分級サイクロン１１および排ガス
サイクロン１２を介して、誘引ファン１５で排気される
。一部の排ガスは、各燃焼炉６．７．１０へ循環され、
各燃焼炉の燃焼温度が制御される。１６はバーナ、１７
は気流乾燥機のサイクロン、１８はロータリーフィーダ
、２０．２１はバッフルである。

第２図は、本発明の汚泥の焼却処理方法を実施する装置
の他の例を示し、粉末活性炭の再生および製造を同時に
行う場合のフローシートである。

すなわち、１次燃焼炉６の一端に粉末石炭投入口２２を
設けて、粉末石炭を１次燃焼炉乙の燃料として供給する
ようにしたものである。

加熱増湿空気中の水蒸気は、１次燃焼炉６内および２次
燃焼炉７内での還元雰囲気中で、粉末活性炭の再生と、
燃料としての粉末石炭の乾留・賦活反応とを促進し、活
性炭の再生および製造を同時に行う、他の構成、作用は
第１図の場合と同様である。

本発明の方法を実施するのに使用する汚泥焼却炉は、第
３図に示すように、ほぼ鉛直方向に設置された噴流床式
または流動床式の２次燃焼炉７と、この２次燃焼炉７の
上部にバ・ンフル２０を介して連設された気流式の３次
燃焼炉１０と、２次燃焼炉７の下側部にほぼ水平方向に
連結された旋回流式の１次燃焼炉６とからなっている。

１次燃焼炉６は、一端に汚泥・使用済粉末活性炭投入口
２３．１次空気供給口２４を、ほぼ水平方向に設置され
た円筒状本体２５の一端において接線方向に有し、かつ
、一端にバーナ１６を存している。なお、汚泥・使用済
粉末活性炭投入口２３と１次空気供給口２４とを一緒に
して供給するようにしてもよい。

また、２次燃焼炉７は、下部が二股状に分割されて、一
方が噴流層部２６または流動層部、他方がホッパー状の
再生粉末活性炭分級・回収部８を形成している。

そして、３次燃焼炉１０は、下側部に３次空気供給口２
８を、上部に排ガス出口３０を有している。

以上の構成は、粉末活性炭を再生する場合についてのも
のであるが、さらに、１次燃焼炉乙の一端に粉末石炭投
入口２２を設けて、粉末活性炭の再生と製造とを同時に
行えるように構成する場合がある。

〔発明の効果〕

本発明は上記のように構成されているので、つぎのよう
な効果を有している。

（１）燃焼炉が、含水老廃粉末活性炭の再生炉および熱
風炉の役割を果す、すなわち、燃焼炉に、含水老廃粉末
活性炭を気流乾燥させて得られる増湿排空気と乾燥老廃
粉末活性炭とを混入させて投入することにより、再生炉
として共用できるだけでなく、ボイラのような水蒸気発
生装置を不要とする。

（２）また、乾燥排ガスを燃焼用空気として使用できる
ため、乾燥排ガスの脱臭処理が不要となる。

（３）１次燃焼炉から乾燥老廃粉末活性炭を供給して、
再生反応を起こさせることができるので、炉体がコンパ
クトになる。

（４）水蒸気と熱風と活性炭との接触効率がよく、反応
速度が速い、すなわち、必要な水蒸気および空気は、加
熱された乾燥後の増湿空気として、乾燥老廃粉末活性炭
とともに、１次燃焼炉から供給されるため、材料成分が
効率よく接触し、１次燃焼炉内で相当量の再生反応が進
む。このため、従来技術における再生炉に相当する２次
燃焼炉を小さくすることができる。つまり、燃焼炉（再
生炉用の熱風発生炉）と再生炉とを共用することにより
、炉全体をコンパクトにすることができる。

（５）１次燃焼炉に粉末石炭を供給する場合は、粉末活
性炭の再生と製造とを同時に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の汚泥の焼却処理方法を実施する装置の
一例を示す全体構成図、第２図は本発明の方法を実施す
る装置の他の例を示す全体構成図、第３図は本発明の方
法を実施するのに使用する汚泥焼却炉の説明図である。１・・・最初沈澱池、２・・・処理槽、３・・・最終沈
澱池、４・・・脱水機、５・・・気流乾燥機、６・・・
１次燃焼炉、７・・・２次燃焼炉、８・・・再生粉末活
性炭分級・回収部、１０・・・３次燃焼炉、１１・・・
分級サイクロン、１２・・・排ガスサイクロン、１３・
・・乾燥排ガスファン、１４・・・熱交換器、１５・・
・誘引ファン、１６・・・バーナ、１７・・・サイクロ
ン、１８・・・ロータリーフィーダ、２０．２１・・・
バッフル、２２・・・粉末石炭投入口、２３・・・汚泥
・使用済粉末活性炭投入口、２４・・・１次空気供給口
、２５・・・円筒状本体、２６・・・噴流層部、２８・
・・３次空気供給口、３０・・・排ガス出口

Claims

【特許請求の範囲】１　被処理原水に粉末活性炭を添加しつつ処理槽（２）
に導き、この処理槽内で物理的吸着処理を施した後、沈
澱池（３）に導いて処理水と、粉末活性炭を含む汚泥と
に分離し、ついでこの汚泥を脱水して脱水ケーキとし、
この脱水ケーキを気流乾燥した後、焼却処理する汚泥の
焼却処理方法において、含水粉末活性炭を含む脱水ケーキを加熱空気を熱風源と
して気流乾燥するとともに、乾燥排ガスを熱媒体として
気流乾燥機（５）に循環使用して、水蒸気濃度の高い増
湿加熱空気をつくり、この増湿加熱空気を１次燃焼炉（
６）および２次燃焼炉（７）の燃焼用空気として使用し
て、粉末活性炭を再生することを特徴とする汚泥の焼却
処理方法。２　被処理原水に粉末活性炭を添加しつつ処理槽（２）
に導き、この処理槽内で物理的吸着処理を施した後、沈
澱池（３）に導いて処理水と、粉末活性炭を含む汚泥と
に分離し、ついでこの汚泥を脱水して脱水ケーキとし、
この脱水ケーキを気流乾燥した後、焼却処理する汚泥の
焼却処理方法において、含水粉末活性炭を含む脱水ケーキを加熱空気を熱風源と
して気流乾燥するとともに、乾燥排ガスを熱媒体として
気流乾燥機（５）に循環使用して、水蒸気濃度の高い増
湿加熱空気をつくり、一方、気流乾燥により乾燥された
乾燥物を、旋回流式の１次燃焼炉（６）を介して噴流床
式または流動床式の２次燃焼炉（７）に供給し、この噴
流床式または流動床式の２次燃焼炉の底部の一部から増
湿加熱空気を供給して噴流層または流動層を形成させる
とともに、粉末活性炭を再生し、噴流床式または流動床
式の２次燃焼炉（７）の底部の残部から再生粉末活性炭
を連続的に分級・回収することを特徴とする汚泥の焼却
処理方法。３　粉末石炭を１次燃焼炉（６）の燃料として用いるこ
とにより、粉末活性炭を製造することを特徴とする請求
項１または２記載の汚泥の焼却処理方法。４　ほぼ鉛直方向に設置された噴流床式または流動床式
の２次燃焼炉（７）と、この噴流床式または流動床式の
２次燃焼炉の上部にバッフル（２０）を介して連設され
た気流式の３次燃焼炉（１０）と、噴流床式または流動
床式の２次燃焼炉（７）の下側部にほぼ水平方向に連結
された旋回流式の１次燃焼炉（６）とからなり、旋回流
式の１次燃焼炉は一端に汚泥・使用済粉末活性炭投入口
（２３）、１次空気供給口（２４）およびバーナ（１６
）を有し、噴流床式または流動床式の２次燃焼炉（７）
は下部が二股状に分割されて、一方が噴流層部（２６）
または流動層部、他方が再生粉末活性炭分級・回収部（
８）を形成し、気流式の３次燃焼炉（１０）は下側部に
３次空気供給口（２８）を、上部に排ガス出口（３０）
を有していることを特徴とする汚泥焼却炉。５　旋回流式の１次燃焼炉（６）の一端に粉末石炭投入
口（２２）を設けて、粉末活性炭を製造可能なようにし
た請求項４記載の汚泥焼却炉。