JPH09323099A - 汚泥の処理方法 - Google Patents

汚泥の処理方法

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JPH09323099A
JPH09323099A JP8163893A JP16389396A JPH09323099A JP H09323099 A JPH09323099 A JP H09323099A JP 8163893 A JP8163893 A JP 8163893A JP 16389396 A JP16389396 A JP 16389396A JP H09323099 A JPH09323099 A JP H09323099A
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JP
Japan
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sludge
fluidized bed
combustion ash
bed combustion
coal
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JP8163893A
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English (en)
Inventor
Takao Tanosaki
隆雄 田野崎
Kenji Nozaki
賢二 野崎
Masaru Shirasaka
優 白坂
Kazue Miyashige
起苗 宮繁
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Chichibu Onoda Cement Corp
Original Assignee
Chichibu Onoda Cement Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 汚泥を濾過脱水する際に、流動床燃焼灰を凝
集材若しくは脱水助材として利用することで資源化を疎
外する成分を添加すること無く、安価、かつ効率良く脱
水することができ、脱水汚泥(ケーキ)の取扱いを極め
て容易にし、今後発生量が大幅に増大することが予想さ
れる汚泥及び流動床燃焼灰双方の有効利用を可能とする
汚泥の処理方法を提供する。 【解決手段】 汚泥を濾過脱水するに当たり、予め汚泥
スラリーに石炭流動床燃焼灰を添加混合し、脱水ケーキ
化することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、汚泥、特に河
川、湖沼、港湾等の浚渫汚泥、下水汚泥、食品産業から
排出される汚泥等の処理方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】浚渫汚泥、下水汚泥、食品産業から排出
される汚泥等は、固形分濃度2〜10%重量程度の汚泥
濃縮水(スラリー)から水分を除去して含水率80〜9
0重量%程度のケーキ状にする脱水工程を経て、一部、
肥料や窯業原料等に利用されるが、大部分はそのまま、
あるいは焼却後、埋め立て処分される。しかしながら、
近年、最終処分先である埋め立て地の確保が困難になり
つつあり、汚泥の有効利用法の開発が益々望まれる。ま
た、汚泥を有効利用するにしても、焼却や埋め立て処分
するにしても、前記脱水工程を経た汚泥(以下、脱水汚
泥)の含水率は、前述したように80〜90重量%程度
と高く、さらに余剰水分の低減が望まれる。脱水工程で
用いられる脱水機としては、真空脱水機、加圧脱水機、
遠心脱水機、ベルトプレス脱水機等各種のものが使用さ
れるが、いずれにしても脱水機の能力のみで低含水率、
高処理量を達成することは困難で、脱水効率を上げるた
めに前記汚泥スラリー中に高分子凝集剤、硫酸アルミニ
ウム、塩化第2鉄、消石灰等が添加され、いわゆるスラ
リーの調質(薬剤処理)が行われている。
【0003】一方、産業廃棄物の一つに石炭流動床ボイ
ラーから発生する流動床燃焼灰がある。今のところ石炭
流動床ボイラーは、一般産業用、プロセス加熱用が主力
であり、流動床燃焼灰の発生量は、火力発電所等の微粉
炭焚ボイラーから発生する石炭灰と比べてかなり少ない
(石炭灰の発生量:約500万t/年、流動床燃焼灰の
発生量:約40万t/年)が、石炭灰はセメント原料や
コンクリート添加(混和)材として相当量利用されてい
るのに対し、流動床燃焼灰は、炉内同時脱硫を兼ねる流
動媒体として石灰石が使用されることによる石灰成分、
硫黄成分を大量に含有しており、前記石炭灰と比べて有
効利用技術がほとんどなく、埋め立て等の廃棄処分にさ
れているのが現状である。しかし、石炭流動床ボイラー
は様々な優れた特長を持っており、今後、事業の大型
化、加圧式の導入等により急速に設置され、それにとも
なって流動床燃焼灰の発生量も大幅に増大すると推定さ
れており、他の産業廃棄物と同様にその利用方法の確立
が強く望まれている。
【0004】このような中にあって、下水処理場から排
出される汚泥(脱水汚泥)に流動床燃焼灰を添加してセ
メント原料とする提案がある(特開平7−300353
号公報)。これは流動床燃焼灰を添加することにより、
流動床燃焼灰の自硬性により下水汚泥が固化若しくは団
粒化され、その取扱い性が改善されると共に、悪臭が流
動床燃焼灰中のCaO分及び未燃カーボンにより防止さ
れる一方、これらは、セメント原料として有用なCa
O、SiO2 を主成分とすることにより、セメント原料
として有効に利用しようとするものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】前述したように脱水汚
泥の含水率は高く、有効利用に当たっての余剰水分の除
去(乾燥)は、大きなコストアップ要因となっている。
また、塩化第2鉄やポリ塩化アルミニウムなどのように
脱水処理における調質剤(凝集剤)は、セメント原料と
しては好ましくない塩素(Cl- )成分を大量に含むも
のや、カリウム塩の使用などアルカリ(K+Na)成分
を含むものも少なくなく、セメント原料として利用し難
い面がある。
【0006】さらに、下水処理場で排出された脱水率8
0重量%程度の脱水汚泥に対して流動床燃焼灰を添加、
混合する方法では、脱水汚泥と乾燥流動床燃焼灰を均一
に混合することに困難性があり、均一に混合するために
は高効率の特殊な混練機を必要とし、所用動力が大き
く、混練機の摩耗も大きな問題となる。
【0007】この発明は、汚泥を濾過脱水する際に、流
動床燃焼灰を凝集材若しくは脱水助材として利用するこ
とで資源化を疎外する成分を添加すること無く、安価、
かつ効率良く脱水することができ、脱水汚泥(ケーキ)
の取扱いを極めて容易にし、今後発生量が大幅に増大す
ることが予想される汚泥及び流動床燃焼灰双方の有効利
用を可能とする汚泥の処理方法を提供することを目的と
する。
【0008】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めにこの発明の汚泥の処理方法によれば、汚泥を濾過脱
水するに当たり、予め汚泥スラリーに石炭流動床燃焼灰
を添加混合し、脱水ケーキ化すること(請求項1)、前
記石炭流動床燃焼灰を汚泥スラリーに対して3.0〜1
00重量%添加すること(請求項2)、前記石炭流動床
燃焼灰に加えて硫酸アルミニウム、硫酸鉄、アルミン酸
ソーダ、アンスソライト、消石灰、及び高分子凝集剤か
ら選択される少なくとも一種を添加すること(請求項
3)、及び、脱水ケーキ化された汚泥をセメント原料と
して用いること(請求項4)、を特徴とする。以下、こ
の発明を詳細に説明する。
【0009】
【発明の実施の形態】この発明で処理する汚泥は、主と
して河川、湖沼、港湾等の浚渫汚泥、下水汚泥、あるい
は食品産業から排出される汚泥等であるが、この他に、
し尿、家庭用雑排水、産業用排水処理などによって発生
する汚泥を含む。これらの固形分濃度が2〜10重量%
程度の汚泥水(スラリー)に石炭流動床燃焼灰を添加混
合の上、汚泥を濾過脱水する。すなわち、タンクに貯留
した汚泥スラリーに、石炭流動床燃焼灰を添加し、攪拌
混合した上で、汚泥スラリーを脱水機に送給し、この脱
水機でケーキ状の脱水汚泥と排水に分離する。脱水機と
しては、前述した各種の脱水機がそれぞれ使用できる。
【0010】石炭流動床燃焼灰は、前述したように石炭
火力発電所から発生する一般の微粉炭焚燃焼灰(石炭
灰)と比べて、粗粒であり、石炭の灰分の他に、Qui
ckLimeや非晶質のCaO−SiO2 、CaO−A
23 等のCaO分を多量に混入している点で大きく
異なる。その為、流動床燃焼灰は、粒度分布やpHのバ
ラツキの大きい石炭灰に対して、高pHで一部セメント
的な働きをする固化作用を示す。このような石炭流動床
燃焼灰を前記汚泥スラリーに添加することにより汚泥の
水泥分離を効果的に促進する。
【0011】すなわち、汚泥中の固形分は、ミクロン若
しくはオングストローム単位の極めて微細な粒子を多量
に含んでおり、しかも懸濁状態にある粒子の表面は一般
にマイナスに帯電しており、粒子同士が相互に反発しあ
って凝集しにくい状態にある。汚泥スラリー中に添加す
る石炭流動床燃焼灰は前述したように高pHであり、汚
泥粒子の、いわゆるゼータ電位を下げ、粒子間の反発力
を低下させることによって汚泥の凝集を促進する。しか
も、石炭流動床燃焼灰は、汚泥粒子よりも遙かに大きな
粗粒であり、汚泥の微細粒子による脱水機フィルターの
目詰まりを防止し、極めて効率良く汚泥を脱水処理する
ことができる。
【0012】このような石炭流動床燃焼灰は、汚泥スラ
リーに対して3.0〜100重量%添加することが好ま
しい。添加量が3.0重量%より少ないと前記脱水効果
があまり無く、また、100重量%を越えて添加して
も、脱水効果以上に脱水汚泥量が増加して好ましくな
い。また、石炭流動床燃焼灰に加えて前述した従来公知
の硫酸アルミニウム、硫酸鉄、アルミン酸ソーダ、アン
スソライト、消石灰、及び高分子凝集剤等から選択され
る少なくとも一種の添加剤を添加することができる。こ
れらの添加剤を併用することにより、汚泥の脱水効果を
高めることができるが、添加量は、石炭流動床燃焼灰の
添加により、すでに充分な脱水効果が得られるものであ
り、後述する脱水汚泥の資源化を妨げることがないよう
に必要最低限にとどめる。
【0013】このように処理した脱水汚泥は、石炭流動
床燃焼灰の固化作用もあり、極めて取扱い性に優れ、保
形性のあるブリージング水(浮水)のない状態で、トラ
ック等で容易に運搬することができ、セメント原料用と
して好適に使用することができる。すなわち、処理物中
の有機物は燃料の一部として、また無機物は原料の一部
として有効利用され、しかも既存のセメント製造設備を
そのまま利用することができる。セメントとしては、普
通、早強、中庸熱等のポルトランドセメントやアルミナ
セメント、都市ゴミ灰を主原料とするアリナイト系セメ
ント等、各種のセメント原料とすることができる。尚、
脱水汚泥は、必要に応じて生石灰、仮焼ドロマイト、高
炉スラグ、廃コンクリ−ト粉砕微粉、石炭灰、石炭流動
床燃焼灰等を加えて脱水汚泥の乾燥を促進した上で、利
用することもできる。
【0014】また、脱水汚泥は、これを一旦焼却し、減
容化処理後、焼却灰をセメント原料に利用することがで
きる。すなわち、下水処理場等においては、脱水汚泥の
焼却設備や加熱溶融設備を既に所有、或いは設置を予定
するところも多いが、このような焼却設備や加熱溶融設
備を利用して、脱水汚泥の焼却や加熱溶融処理をすれ
ば、脱水汚泥中のCa成分の共存下で、SOxやNOx
の発生が少なく、効果的に減量化処理することができ、
得られた焼却灰、あるいは、溶融灰(スラグ)は極めて
減量化された形でセメント工場に運搬し、好適にセメン
ト原料とすることができる。特に溶融処理においては、
脱水汚泥中のCa成分がフラックス源として有効に働
き、通常の溶融処理では1600℃以上の温度が必要な
ところを1200℃以下で達成でき、これを急冷処理し
て得られるガラス質の処理品は、前記セメント原料とし
ての活用は無論のこと、既に高炉スラグ並みの混合材特
性を有しており、セメント混和材、あるいは、混合セメ
ントとして活用することができる。
【0015】
【実施例】
(実施例1.脱水試験)関東ローム層を後背地に持つ千
葉県北部に位置する湖沼から収集したヘドロを脱水試験
に供した。ヘドロ(汚泥スラリー)の固形分は6重量
%、固形分中の強熱減量は95重量%であり、化学成分
(無機成分)を表1に示す。脱水試験は、容積1リット
ルのガラス製フィルタホルダーに径90mm5C濾紙を
1枚用いて試料を供給し、差圧70mmHgによる真空
吸引式濾過で、同じ脱水量200gを得るのに要した時
間を測定した。試料は、汚泥スラリー250gに対し、
表2に示す各種の粉体を重量比でそれぞれ2%(5
g)、3%(7.5g)、5%(12.5g)、及び1
0%(25g)をビーカ中で添加攪拌して調整した。結
果を表3に示すように、この発明の石炭流動床燃焼灰、
特に3重量%以上を加えた流動床燃焼灰試料は、大幅に
脱水時間が短縮され、極めて効率的に脱水処理を行うこ
とができた。
【0016】
【表1】
【0017】
【表2】
【0018】
【表3】
【0019】(実施例2.一軸圧縮強度試験)実施例1
用いたヘドロ250gに表2に示す各種の粉体を重量比
で6%(15g)、添加攪拌して試料を調整した。この
試料を実施例1と同様に含水率40%になるまで吸引濾
過し脱水ケーキを得た。この脱水ケーキを径50mm×
長さ100mmの円筒型枠に詰め、48時間、室温で養
生したのち脱型し、一軸圧縮強度試験を行った。結果を
前記表3に併せて示す。概ねCaO+MgO量の多い粉
体を添加して調整した試料ほど、高い強度を示し、0.
8Kg/cm2 程度で人が汚泥物の上を歩ける程度の堅さと
なり、パワーショベルで積み込み可能、トラックでブリ
ージング水なしに運搬できるようになるが、この発明の
石炭流動床燃焼灰は、特に前記脱水効率と併せて極めて
良好なものであった。
【0020】(実施例3.セメント資源化試験)セメン
ト調合原料(石灰石、粘土、銅カラミ)85重量部に実
施例2の汚泥単味のもの(NO.0ブランク)と、この
発明の石炭流動床燃焼灰を添加した試料(NO.1〜
3)により得られた脱水ケーキ15重量部とをそれぞれ
混合粉砕し、1600℃で焼成した。得られたクリンカ
に2水石膏を2.5重量%を加えて混合粉砕してセメン
トとした。ついでJIS R 5201に拠り圧縮強度
を測定し評価をした。結果を表4に示すようにいずれも
規格強度を満足するものであった。
【0021】
【表4】
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、汚泥を効果的に脱水除去することができ、今後発生
量が大幅に増大することが予想される汚泥及び流動床燃
焼灰双方の有効利用が可能になる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮繁 起苗 東京都港区西新橋二丁目14番1号 秩父小 野田株式会社資源事業本部内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 汚泥を濾過脱水するに当たり、予め汚泥
    スラリーに石炭流動床燃焼灰を添加混合し、脱水ケーキ
    化することを特徴とする汚泥の処理方法。
  2. 【請求項2】 前記石炭流動床燃焼灰を汚泥スラリーに
    対して3.0〜100重量%添加することを特徴とする
    請求項1記載の汚泥の処理方法。
  3. 【請求項3】 前記石炭流動床燃焼灰に加えて硫酸アル
    ミニウム、硫酸鉄、アルミン酸ソーダ、アンスソライ
    ト、消石灰、及び高分子凝集剤から選択される少なくと
    も一種を添加することを特徴とする請求項1若しくは2
    記載の汚泥の処理方法。
  4. 【請求項4】 脱水ケーキ化された汚泥をセメント原料
    として用いることを特徴とする請求項1〜3いずれか記
    載の汚泥の処理方法。
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