JPH057606B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、汚水、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
なつている。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(株)講談社から発行された「活性炭−基礎
と応用」113頁〜115頁に、旋回流動炉を用いて粉
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」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蒸気は、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号公報記載の方式では、
乾燥排ガスの燃焼脱臭処理が必要で、コストアツ
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鑑みなされたもので、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、粉末活性炭を１
次燃焼炉６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
の上部にバツフル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２
６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６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、その相対配置などは、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。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重量％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、一例として、約800
℃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次燃焼炉６に近接する方のホツパ
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６，７，１０の燃焼用空気は、まず、気
流乾燥機５の熱媒体として、乾燥排ガスフアン１
３の吸込側から取り入れられ、３次燃焼炉１０の
出口排ガス（一例として約800℃）と熱交換器１
４で熱交換して、気流乾燥機用の熱風（一例とし
て約500℃）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（一例として水蒸気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（一例として約500℃）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、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１
１および排ガスサイクロン１２を介して、誘引フ
アン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はロータリーフイーダ、２
０，２１はバツフルである。

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６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の上部にバツフル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とからなつている。

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を有し
ている。なお、汚泥・使用済粉末活性炭投入口２
３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次焼却炉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
がホツ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、２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。

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６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
フアン、１４…熱交換器、１５…誘引フアン、１
６…バーナ、１７…サイクロン、１８…ロータリ
ーフイーダ、２０，２１…バツフル、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 (1)

1. 【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ツフル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２
   ４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。