JPH082440B2 - 汚泥溶融処理方法およびその装置 - Google Patents

汚泥溶融処理方法およびその装置

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JPH082440B2
JPH082440B2 JP63008444A JP844488A JPH082440B2 JP H082440 B2 JPH082440 B2 JP H082440B2 JP 63008444 A JP63008444 A JP 63008444A JP 844488 A JP844488 A JP 844488A JP H082440 B2 JPH082440 B2 JP H082440B2
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徹男 堀江
昌二 古谷
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石川島播磨重工業株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、下水処理過程において生じる汚泥をコーク
ス充填層により焼却溶融してスラグ化する汚泥溶融処理
方法およびその装置に関する。
[従来の技術] 下水汚泥の減容化を図るために汚泥を溶融スラグ化す
る方法ないし装置が種々提案され、そのうちの最も実用
化が進んでいるものがコークスベット方式である。この
方式は汚泥の脱水ケーキを乾燥して水分約40%の乾燥汚
泥とし、この乾燥汚泥を第3図に示すように装入口1か
ら炉内のコークス充填層2上に溶剤と共に装入し、コー
クス充填層2のコークスを500℃以上の予熱空気3によ
り燃焼させて炉内を1,400〜1,600℃の高温に維持し、そ
の熱により上記汚泥を焼却して溶融スラグ化し、その溶
融スラグを第4図に示すように炉底部の傾斜した排出樋
4から連続して排出するものであった。なお、溶剤は汚
泥の塩基度CaO/SiO2を調整して溶流点を下げるためのも
のである。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、上記方式にあっては溶融スラグを連続
して排出する構成であるため次のような問題があった。
溶融スラグの成分の均一化が望めず、冷却固化した
スラグの強度、成分が不均一となるので、建築骨材、道
路用骨材などへの再利用が不可能である。
汚泥中にCr,Ni等の重金属成分が含まれている場
合、スラグに混入するため、再生スラグからこれら成分
が溶出しないような成分調整等の安全対策が必要とされ
る。
溶融スラグの排出孔(排出樋)が常時開いているた
め、炉内高圧化ができず生産性が低い。
なお、第5図に示すように溶融スラグの排出通路5に
せき6を設けて溶融スラグ7を溜めるようにしたものも
提案されているが、溶融スラグ7はせき6を越えて連続
的に排出されるので前述したものと同様の問題点を有す
る。
本発明の目的は上記問題点を解決し、溶融スラグの成
分を均一化でき、スラグの再利用が図れると共にその安
全性の向上が図れ、しかも高圧操業が可能で生産性の向
上が図れる汚泥溶融処理方法およびその装置を提供する
ことである。
[課題を解決するための手段] 上記目的を達成するために、本発明の汚泥溶融処理方
法は、炉内にコークスと汚泥を装入すると共に空気を吹
込んでコークスを燃焼させ、その熱により汚泥を焼却溶
融する汚泥溶融処理方法において、上記炉内下部にコー
クス充填層を形成すると共にそのコークス充填層に予熱
空気供給部を接続し、そのコークス充填層上方の上記炉
内を1〜3気圧の正圧に維持し、該炉内に均圧室を有す
る装入装置を介してバッチ式にコークスおよび汚泥を装
入し、コークス充填層下方の炉内底部にそのコークス充
填層を流下して還元される汚泥中に含まれる金属および
必要に応じて炉内に追加装入される金属の溶融した溶融
金属相を形成すると共に、その上部に汚泥の焼却溶融し
た溶融スラグ相を形成し、溶融スラグ相に含まれる重金
属成分を上記溶融金属相に吸収させた後、これら各相の
溶融スラグと溶融金属を排出するようにしたものであ
る。
また上記方法の発明の実施に直接使用される汚泥溶融
処理装置は、炉内にコークスと汚泥を装入すると共に空
気を吹込んでコークスを燃焼させ、その熱により汚泥を
焼却溶融する汚泥溶融処理装置において、炉頂に設けら
れ、炉内を1〜3気圧の正圧に維持する均圧室を有し、
炉内にコークス、汚泥、溶剤および必要な金属を装入す
るための装入装置と、炉内に形成され、装入された汚泥
と金属を燃焼溶融すべく炉内を高温に維持すると共に溶
融金属及び溶融スラグを流下させるコークス充填層と、
該コークス充填層に空気を供給する空気供給部と、コー
クス充填層下方の炉底に設けられ、溶融された金属を溜
める湯溜部と、該湯溜部に形成される溶融金属相の上部
に溶融スラグ相を形成するための溶融スラグ形成部と、
該溶融スラグ形成部に設けられた溶融スラグ排出孔と、
上記湯溜部に設けられた溶融金属排出口とを備えたもの
である。
[作 用] 炉内に形成されるコークス充填層のコークスが予熱空
気によって燃焼することにより、炉内が高温に維持され
る。これにより汚泥が焼却され、溶融スラグ化すると共
に金属も溶融して炉底に流下し、比重の相違により下層
には溶融金属相が、その上層には溶融スラグ相が形成さ
れる。
この汚泥処理の際、コークス充填層上方の炉内を1〜
3気圧の正圧に維持することで溶融汚泥と溶融金属の流
下が良好となる。そして、バッチ式操業によりこの状態
が一定時間保持されるため、溶融スラグ相の成分が均一
化する。また炉内が強還元雰囲気で運転されるため、汚
泥に含まれているCr,Ni,Ti等の金属元素は一部金属に還
元され、その重金属成分は溶融スラグ相から下層の溶融
金属相に吸収される。
そして、これら溶融スラグと溶融金属とは別々に炉外
に排出されるため溶融スラグは成分の安定した安全性の
高い再生スラグとして建築用骨材等として利用される。
また溶融金属は所定の大きさに鋳込んだ後、再び炉内に
戻されて使用される。
バッチ操業で炉内の高圧操業が可能となるため、生産
性が向上し、設備の小型化が可能となる。
[実施例] 以下本発明の一実施例を添付図面に基づいて詳述す
る。
第1図において、10は汚泥の溶融処理装置を構成する
コークスベット式溶融炉であり、その炉頂にはホッパ11
が設けられると共に、このホッパ11の下方にはベル12お
よび均圧室13を有する装入装置14が設けられる。15はホ
ッパ11にコークス、汚泥、溶剤および必要な金属を搬入
するためのコンベヤである。炉内に装入されたコークス
はコークス充填層2を形成し、このコークス充填層2上
に汚泥、溶剤等16が装入される。
汚泥は脱水ケーキとされたものを更に乾燥して水分約
40%としたものである。
溶剤としては、ガラス、シリカ分の多い砕石、高炉ス
ラグ等が用いられる。
金属としては、鉄分(鋼、銑鉄、スクラップ等)が用
いられ、汚泥中に多量に含まれていれば装入する必要が
ないが、不足する場合には湯溜部17に溶融金属が一定量
溜まるよう追加装入する。
炉壁にはコークス充填層2に500℃以上の予熱空気3
を吹込むための予熱空気吹込部18が設けられ、この予熱
空気3によってコークス充填層2のコークスが燃焼して
炉内を1,400〜1,600℃の高温に維持するようになってい
る。この高温によって汚泥が熱分解され、有機物が燃焼
し、無機物が溶融してスラグ化する。金属も溶融して溶
融スラグと共に炉底に流下する。この時の溶流点を溶剤
が調整することになる。溶融金属と溶融スラグは比重差
により上下層に分離する。炉底にはその溶融金属を溜め
て溶融金属相を形成するための湯溜部17が形成され、こ
の湯溜部17の上部には溶融金属相19の上部に溶融スラグ
相20を形成するため溶融スラグ形成部21が形成される。
なお、湯溜部17に溜まる溶融金属の量は、溶融スラグが
溶融金属上で溜まり、常に一定した成分になるに必要と
される時間の間スラグの固化を防止するに必要な熱を供
給できる量とする。
そして溶融スラグ形成部21の下限位置には溶融スラグ
排出孔22が設けられ、湯溜部17の下限位置には溶融金属
排出孔23が設けられ、これらは排出時に開放される。ま
た炉頂には炉内で発生する排ガスを排気するため排気系
24が接続され、この排気系24には熱回収装置25、排ガス
処理装置26が設けられる。
次に上記実施例の作用を述べる。
コークス、汚泥、溶剤および必要な金属はコンベヤ15
および装入装置14を介してバッチ式で炉内に装入され
る。炉内は1〜3気圧に正圧に維持されており、炉内に
形成されたコークス充填層2は予熱空気3により燃焼し
て炉内が高温に維持されるので、投入された上記装入物
は順次溶解され、コークス充填層2を通過しながら炉底
方向に流下する。そして、比重差により湯溜部17には溶
融金属が溜まり、溶融金属相19が形成されると共にその
上層には溶融スラグが溜まって溶融スラグ相20が形成さ
れる。これらが一定量溜まる時間的経過により、溶融ス
ラグの成分が均一になる。また、強還元化で溶融される
ため、汚泥中のCr,Ni,Ti等の重金属成分は還元されて一
部が金属になっているため、溶融金属相19に容易に吸収
される。このようにして一定量溜まった時点で先ず、溶
融スラグ排出孔22を開放して、溶融スラグを排出し、次
いで溶融金属排出孔23を開放して溶融金属を排出する。
溶融金属は取扱い易い一定の大きさに鋳物込んだ後、炉
内にリサイクルさせて再利用される。但し、Cr,Ni等の
重金属成分の含有量が飽和状態に達したときには溶融金
属はリサイクルせずに回収して資源として利用する。ま
たスラグは建築骨材等に利用する。
[発明の効果] 以上要するに本発明によれば次のような優れた効果を
発揮する。
(1) コークス充填層上方の炉内を1〜3気圧の正圧
に維持してバッチ式にコークスおよび汚泥を装入し、コ
ークス充填層を流下させて汚泥を溶融するため、溶融ス
ラグ及び溶融金属の成分の均一化が図れ、溶融スラグを
建築用骨材等として利用することができると共に、溶融
金属を再び炉内に戻して使用することができる。
(2) 汚泥中に含まれる重金属成分が溶融スラグ中か
ら下層の溶融金属相に吸収されるため、再生スラグの安
全性が向上する。
(3) バッチ式操業であるため、高圧操業が可能とな
り、生産性が向上し、また設備の小型化が図れる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す汚泥溶融処理装置の断
面図、第2図は同要部拡大断面図、第3図は従来の汚泥
溶融処理装置の断面図、第4図は同要部拡大断面図、第
5図は他の装置例の要部拡大断面図である。 図中、2はコークス充填層、17は湯溜部、18は予熱空気
供給部、19は溶融金属相、20は溶融スラグ相、21は溶融
スラグ形成部である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】炉内にコークスと汚泥を装入すると共に空
    気を吹込んでコークスを燃焼させ、その熱により汚泥を
    焼却溶融する汚泥溶融処理方法において、上記炉内下部
    にコークス充填層を形成すると共にそのコークス充填層
    に予熱空気供給部を接続し、そのコークス充填層上方の
    上記炉内を1〜3気圧の正圧に維持し、該炉内に均圧室
    を有する装入装置を介してバッチ式にコークスおよび汚
    泥を装入し、コークス充填層下方の炉内底部にそのコー
    クス充填層を流下して還元される汚泥中に含まれる金属
    および必要に応じて炉内に追加装入される金属の溶融し
    た溶融金属相を形成すると共に、その上部に汚泥の焼却
    溶融した溶融スラグ相を形成し、溶融スラグ相に含まれ
    る重金属成分を上記溶融金属相に吸収させた後、これら
    各相の溶融スラグと溶融金属を排出するようにしたこと
    を特徴とする汚泥溶融処理方法。
  2. 【請求項2】炉内にコークスと汚泥を装入すると共に空
    気を吹込んでコークスを燃焼させ、その熱により汚泥を
    焼却溶融する汚泥溶融処理装置において、炉頂に設けら
    れ、炉内を1〜3気圧の正圧に維持する均圧室を有し、
    炉内にコークス、汚泥、溶剤および必要な金属を装入す
    るための装入装置と、炉内に形成され、装入された汚泥
    と金属を燃焼溶融すべく炉内を高温に維持すると共に溶
    融金属及び溶融スラグを流下させるコークス充填層と、
    該コークス充填層に空気を供給する空気供給部と、コー
    クス充填層下方の炉底に設けられ、溶融された金属を溜
    める湯溜部と、該湯溜部に形成される溶融金属相の上部
    に溶融スラグ相を形成するための溶融スラグ形成部と、
    該溶融スラグ形成部に設けられた溶融スラグ排出孔と、
    上記湯溜部に設けられた溶融金属排出口とを備えたこと
    を特徴とする汚泥溶融処理装置。
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