JPH09328384A - 汚泥溶融固化体の製造方法 - Google Patents

汚泥溶融固化体の製造方法

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JPH09328384A
JPH09328384A JP8145833A JP14583396A JPH09328384A JP H09328384 A JPH09328384 A JP H09328384A JP 8145833 A JP8145833 A JP 8145833A JP 14583396 A JP14583396 A JP 14583396A JP H09328384 A JPH09328384 A JP H09328384A
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sludge
solidified
melted
dehydrated
phosphoric acid
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JP8145833A
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Kiyoshi Uyama
清 宇山
Teruo Oshiro
照男 大城
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N K K PLANT KENSETSU KK
NKK Plant Engineering Corp
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N K K PLANT KENSETSU KK
NKK Plant Engineering Corp
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    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A40/00Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
    • Y02A40/10Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 生活排水や下水等から分離したスラリー状汚
泥を原料とし、溶成リン肥となる付加価値の高い汚泥溶
融固化体を経済的に製造し、スラリー状汚泥の有効活用
を図る。 【解決手段】 スラリー状汚泥を濃縮脱水し、脱水した
汚泥を溶融固化するかまたは脱水した汚泥を焼却しその
焼却灰を溶融固化するに際し、溶融前の脱水汚泥または
汚泥焼却灰に、CaO, MgOおよび/またはその塩を、溶融
固化体の成分としてアルカリ成分が40%以上、く溶性苦
土が12%以上となるように混合し、更に、リン酸および
/またはその塩を、溶融固化体の成分としてく溶性リン
酸が17%以上となるように混合し、この混合物を1350℃
以上の温度で溶融し冷却固化する。

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、生活排水、下水
等の汚水を浄化する際に発生する汚泥中の無機質を有効
に利用した、溶成リン肥としての汚泥溶融固化体の製造
方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】生活排水や下水等の汚水は、一般に、概
略次に述べるような方法によって処理されている。即
ち、汚水を最初沈澱池に導き、最初沈澱池内において汚
水中の土砂や固形物等を沈澱させて一次分離した後、曝
気設備において曝気処理し、次いで曝気処理された汚水
を最終沈澱池に導き、最終沈澱池において残存する汚泥
を沈澱させてこれを分離する。最初沈澱池および最終沈
澱池から取り出されたスラリー状汚泥を濃縮しまたは濃
縮した後消化し、次いで、脱水設備において脱水し、得
られた脱水汚泥を、溶融設備において溶融しそして固化
し、または、前記脱水汚泥を焼却しその焼却灰を溶融し
そして固化して汚泥溶融固化体とする。
【0003】このようにして得られた汚泥溶融固化体
は、従来、埋め立て地等に投棄することによって処理さ
れていたが、近年、下水道設備の普及に伴って処理され
る汚泥の量が増加し、埋め立て処分地の確保が困難にな
りつつある。
【0004】そこで、近年、汚泥の資源化およびその有
効利用が各方面で研究されており、汚泥を緑農地還元
や、汚泥焼却灰の建設資材化等によって活用することが
行われている。上述した緑農地還元としては、コンポス
トや乾燥汚泥などの特殊肥料としての利用、建設資材と
しては、汚泥焼却灰を成形焼成して得られる道路用煉瓦
やブロック、または、高温で溶融固化したスラグを利用
する路盤材などがある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述のようにして処理
された汚泥溶融固化体を肥料として利用する場合、その
主要成分の70%は有機物であり、肥料として効果のあ
る窒素および燐酸の含有量は各々約5%、カリウムの含
有量は約0.3%に過ぎない。従って、肥料としての効
果に乏しく、肥料というよりも、土質改良のための堆肥
の代替として使用される程度であってその需要は少な
い。
【0006】また、汚泥焼却灰を成形焼成し、道路用煉
瓦やブロックとして利用することは、それが低品質であ
り、需要との関係から多量に製造することが困難で、し
かも製品価格が低くコスト高になるなどの点から難点が
多い。また、汚泥焼却灰を高温で溶融固化してスラグと
することは、減量化および安定化の点から優れてはいる
が、加工コストが嵩む上、付加価値が低い路盤材位しか
利用することができない。上述したように、汚泥の資源
化および有効利用に関しては、未だに解決すべき点が多
い。
【0007】従って、この発明の目的は、上述した問題
を解決し、生活排水や下水等から分離したスラリー状汚
泥を原料として、リン酸質肥料として有効な溶成リン肥
となる付加価値の高い汚泥溶融固化体を、溶融スラグの
路盤材を製造するのと同じ程度の費用により経済的に製
造することができ、従来埋め立て等の廃棄処分がなされ
ていたスラリー状汚泥を有効に活用することができる、
汚泥溶融固化体の製造方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明は、生活排水、
下水等の汚水を浄化する際に発生するスラリー状汚泥を
濃縮および脱水し、脱水した汚泥を溶融し次いで冷却固
化するか、または、前記脱水した汚泥を焼却し、その焼
却灰を溶融し次いで冷却固化するに際し、溶融前の前記
脱水汚泥または前記汚泥焼却灰に、CaO, MgOおよび/ま
たはその塩を、溶融固化体の成分として、CaO,MgO 等の
アルカリ土類のアルカリ成分が40%以上、く溶性苦土
が12%以上となるように混合し、更に、リン酸および
/またはその塩を、溶融固化体の成分として、く溶性リ
ン酸が17%以上となるように混合し、この混合物を1
350℃以上の温度で溶融し次いで冷却固化することに
より、溶成リン肥としての汚泥溶融固化体を製造するこ
とに特徴を有するものである。前記脱水汚泥または前記
汚泥焼却灰に混合する前記CaO, MgOおよび/またはその
塩の材料としては、マグネシア系耐火物の廃材、ドロマ
イト系耐火物の廃材および転炉滓の少なくとも1つを使
用し、また、前記リン酸および/またはその塩の材料と
しては、金属表面処理などに使用される廃リン酸および
/または廃リン酸塩を使用することが好ましい。
【0009】
【発明の実施の形態】溶成リン肥は、酸性土壌の多い日
本の農業事情に適したリン酸質質料として、広く使用さ
れている。このような溶成リン肥は、輸入のリン鉱石に
蛇紋岩などの原料を混合し、電気炉や平炉などで融解
し、水砕し、粉砕して製造され、その国内での生産量は
年間約20万トンで、価格はトン当たり約4万円であ
る。
【0010】溶成リン肥の成分は、肥料取締法によっ
て、く溶性燐酸17%以上、アルカリ分40%以上、く
溶性苦土12%以上と定められている。表1に、市販の
溶成リン肥の成分組成を示す。なお、下記溶成リン肥の
成分組成中、Fは、肥料としては不要な成分である。
【0011】
【表1】
【0012】一方、下水汚泥焼却灰および下水汚泥溶融
スラグの成分組成の一例を、表2に示す。
【0013】
【表2】
【0014】表1に示した溶成リン肥の成分組成と、表
2に示した下水汚泥焼却灰および下水汚泥溶融スラグの
成分組成とを対比すれば明らかなように、下水汚泥焼却
灰および下水汚泥溶融スラグには、溶成リン肥の必須成
分である P2O5 が多量に含有されている。しかしなが
ら、下水汚泥焼却灰および下水汚泥溶融スラグには、ア
ルカリ分即ち CaOとMgO の合計量、および、く溶性苦土
即ちMgO の含有量が少ない。
【0015】そこで、この発明においては、スラリー状
汚泥を濃縮および脱水し、脱水した汚泥を溶融し次いで
冷却固化するか、または、脱水した汚泥を焼却し、その
焼却灰を溶融し次いで冷却固化する際に、溶融前の脱水
汚泥または汚泥焼却灰に、CaO, MgOおよび/またはその
塩を、溶融固化体の成分として、CaO,MgO 等のアルカリ
土類のアルカリ成分が40%以上、く溶性苦土が12%
以上となるように混合し、更に、リン酸および/または
その塩を、溶融固化体の成分として、く溶性リン酸が1
7%以上となるように混合し、その成分を調整する。
【0016】次いで、上述のようにして成分が調整され
た混合物を、電気炉や平炉などで1350℃以上の温度
で融解した後、水砕し脱水しそして所定粒度に粉砕する
ことにより、溶成リン肥としての汚泥溶融固化体が製造
される。
【0017】上述した製造過程において、 CaO,MgO 等
のアルカリ土類のアルカリ成分40%以上、く溶性苦土
12%以上となるように添加混合する CaO,MgO および
/またはその塩の材料として、製鉄所等で発生するマグ
ネシア系耐火物の廃材、ドロマイト系耐火物の廃材およ
び転炉滓を利用し、また、上述したく溶性リン酸が17
%以上となるように添加混合するリン酸および/または
その塩の材料として、金属の表面処理等に使用した廃リ
ン酸または廃リン酸塩を利用することが好ましい。
【0018】上述したマグネシア系・ドロマイト系耐火
物の廃材、転炉滓および廃リン酸・廃リン酸塩等は、何
れも製鉄所等において大量に発生する廃棄物であるか
ら、こてらを有効利用することにより、溶成リン肥とし
ての汚泥溶融固化体の製造原価を大幅に低減することが
できる。
【0019】
【実施例】次に、この発明を実施例により説明する。表
2に示す成分組成の下水汚泥焼却灰325Kgに対し、 C
aO,MgO および/またはその塩の材料として、下記量の
マグネシア系耐火物廃材および転炉滓を添加し、そし
て、リン酸および/またはその塩の材料として、下記量
のリン鉱石を添加し、十分に混合して成分調整を行っ
た。
【0020】 マグネシア系耐火物廃材:142Kg 転炉滓 :212Kg リン鉱石 :353Kg 次いで、上記混合物を、電気炉(三相抵抗炉)において
約1400℃に加熱溶融し、流動性をよくした後、これ
を噴射水中に投入して、約15〜20メッシュ程度に水
砕し急冷した。
【0021】かくして、表3に示す成分組成の溶成リン
肥となる汚泥溶融固化体を製造することができた。
【0022】
【表3】
【0023】
【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
生活排水や下水等から分離したスラリー状汚泥を原料と
して、リン酸質肥料として有効な溶成リン肥となる付加
価値の高い汚泥溶融固化体を、溶融スラグの路盤材を製
造するのと同じ程度の費用により経済的に製造すること
ができ、従来埋め立て等の廃棄処分がなされていたスラ
リー状汚泥を有効活用することができる、工業上有用な
効果がもたらされる。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成8年7月15日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0002
【補正方法】変更
【補正内容】
【0002】
【従来の技術】 生活排水や下水等の汚水は、一般に、
概略次に述べるような方法によって処理されている。即
ち、汚水を最初沈澱池に導き、最初沈澱池において汚水
中の土砂や固形物等を沈澱させて一次分離した後、曝気
設備において曝気処理し、次いで曝気処理された汚水を
最終沈澱池に導き、最終沈澱池において残存する汚泥を
沈澱させてこれを分離する。最初沈澱池および最終沈澱
池から取り出されたスラリー状汚泥を濃縮しまたは濃縮
した後消化し、次いで、脱水設備において脱水する。近
年、下水道設備の普及に伴って、処理される汚泥の量が
増加し、埋め立て処分地の確保も困難になりつつあるの
で、脱水汚泥は、直接埋め立て処分するよりも、焼却し
てから灰を埋め立て処分する方向に変わって来つつあ
る。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0003
【補正方法】変更
【補正内容】
【0003】 また、脱水汚泥を、溶融設備において溶
融しそして固化し、または、前記脱水汚泥を焼却しその
焼却灰を溶融しそして固化して汚泥溶融固化体とする。
このようにして得られた汚泥溶融固化体は、建設資材と
して利用するか埋め立て処分する。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0005
【補正方法】変更
【補正内容】
【0005】
【発明が解決しようとする課題】 コンポストや乾燥汚
泥を特殊肥料として利用する場合、その主要成分の70
%は有機物であり、肥料として効果のある窒素および燐
酸の含有量は各々約5%、カリウムの含有量は約0.3
%に過ぎない。従って、肥料としての効果に乏しく、肥
料というよりも、土質改良のための堆肥の代替として使
用される程度であってその需要は少ない。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 生活排水、下水等の汚水を浄化する際に
    発生するスラリー状汚泥を濃縮および脱水し、脱水した
    汚泥を溶融し次いで冷却固化するか、または、前記脱水
    した汚泥を焼却し、その焼却灰を溶融し次いで冷却固化
    するに際し、溶融前の前記脱水汚泥または前記汚泥焼却
    灰に、CaO, MgOおよび/またはその塩を、溶融固化体の
    成分として、CaO,MgO 等のアルカリ土類のアルカリ成分
    が40%以上、く溶性苦土が12%以上となるように混
    合し、更に、リン酸および/またはその塩を、溶融固化
    体の成分として、く溶性リン酸が17%以上となるよう
    に混合し、この混合物を1350℃以上の温度で溶融し
    次いで冷却固化することにより、溶成リン肥としての汚
    泥溶融固化体を製造することを特徴とする、汚泥溶融固
    化体の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記脱水汚泥または前記汚泥焼却灰に混
    合する前記CaO, MgOおよび/またはその塩の材料とし
    て、マグネシア系耐火物の廃材、ドロマイト系耐火物の
    廃材および転炉滓の少なくとも1つを使用する、請求項
    1に記載の方法。
  3. 【請求項3】 前記脱水汚泥または前記汚泥焼却灰に混
    合する前記リン酸および/またはその塩の材料として、
    廃リン酸および/または廃リン酸塩を使用する、請求項
    1に記載の方法。
  4. 【請求項4】 前記脱水汚泥または前記汚泥焼却灰に混
    合する前記CaO, MgOおよび/またはその塩の材料とし
    て、マグネシア系耐火物の廃材、ドロマイト系耐火物の
    廃材および転炉滓の少なくとも1つを使用し、そして、
    前記リン酸および/またはその塩の材料として、廃リン
    酸および/または廃リン酸塩を使用する、請求項1に記
    載の方法。
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