JPS61149297A - 汚泥の処理方法 - Google Patents

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】 〔発明の技術分野〕 本発明は汚泥の処理方法に関し、より詳細には汚泥をシ
ンターバンドにより焼結して、建築、土木用材料等とし
て利用できる軽量骨材等を製造する方法に関する。

〔従来技術〕

下水汚泥および下水汚泥焼却灰の処分、あるいは利用方
法として、下記の方法が知られている。

（１）脱水汚泥を多段炉や流動炉で焼却し、得られた焼
却灰をセメントと混練して、埋立て等に使用する方法、
（２）脱水汚泥および焼却灰をセメントと混練し、埋立
て等に使用する方法、（３）上記（１）で得られた灰を
粉砕し、バインダーを添加して混練した後に造粒し、こ
れを焼結して軽量骨材を製造する方法、（４）脱水汚泥
を乾燥汚泥と混合、造粒し、乾燥した後に部分燃焼し、
しかる後に焼結して軽量骨材を製造する方法。

しかしながら、（１）および（２）の方法では、約７５
〜８０重量％の水分を含有する脱水汚泥を焼却するので
、水分のために多大のエネルギーを消費する欠点があり
、さらに灰分処理のための費用および用地を要する問題
点があった。

（３）の方法は、上記（１）および（２）の方法と同様
のエネルギー消費の欠点に加えて、焼却して得られた灰
の造粒に際して添加された水分の蒸発、および焼結に更
にエネルギーを消費するので、原料コストが安価である
メリットを製造コストが打ち消す結果となり、満足すべ
き方法とは云えない。

（４）の方法は、本発明者等によって特願昭５８−１２
１３２号として提案されたが、造粒工程が部分燃焼工程
の前にあるので、部分燃焼による処理量の減量効果を生
かすことができず、造粒工程の処理量が大きく、また部
分燃焼によって発生する一酸化炭素、水素、炭化水素等
の可燃物を含む排気ガスの有効活用がはかられていない
等の欠点があり、更に改善が望まれていた。

〔発明の目的〕

本発明は、上記従来の欠点を解消すべくなされたもので
あり、造粒に要する動力を軽減すると共に、焼結に要す
るエネルギーを更に低減することを目的とするものであ
る。

〔発明の構成〕

上記目的を達成する本発明は、脱水汚泥を乾燥した後に
部分燃焼させ、この部分燃焼物をバインダーと混練して
造粒し、得られた造粒物を前記部分燃焼の際に発生した
排ガスを用い、シンターバンドにより焼結することを特
徴とするものである。

以下、本発明を図面に示した工程にもとずき説明する。

なお、図において二重線は汚泥、灰等固形物の流れを示
し、−重線はガスの流れを示し、点線はバインダーの添
加を示す。

まず、本発明では、水分７５〜８５％の脱水汚泥を乾燥
して乾燥汚泥を得る。

乾燥汚泥は２〜２０重量％の水分を含んでおり、乾燥に
は後述する焼結工程で発生する排ガスによって直接乾燥
する熱風乾燥機、または焼結工程等からの排ガスを利用
して廃熱ボイラーでスチームを回収し、このスチームを
熱源とする間接加熱型乾燥機を利用することができる。

得られた乾燥汚泥を、次いで部分燃焼させる。

この部分燃焼は、汚泥中の可燃物に対して空気比を０．
３〜０．８（空気比１．０を完全燃焼とする）の酸素不
足の条件下で、６００〜１０００℃で燃焼させることに
より行われ、この結果、可燃物含有率５〜３０重量％の
部分燃焼灰が得られる。

部分燃焼炉から排出される排ガスは、汚泥中の有機化合
物の熱分解によって生成した低級炭化水素類や一酸化炭
素や水素等の熱分解ガスを含んでおり、通常では、５０
０〜１５００Ｋｃａｌ／　Ｎｒｄの発熱量を有している
。

部分燃焼炉としては、従来から使用されている炉、例え
ば流動炉、多段炉、ロータリーキルン等が使用される。

本発明においては、この部分燃焼排ガスが、後述するよ
うに、造粒物の焼成に用いられる。

部分燃焼灰は、従来の造粒機の型式に合せ粒度を調整す
る。

例えば、押出造粒機の場合には、灰の粒度がＩｎ＋ｍ以
下であれはそのまま、粒径が１ｍｍを越える場合には粉
砕した後にバインダーと混練される。

バインダーとしては、水、前記脱水汚、泥、アルコール
発酵廃液、頁岩、粘土等の単独、またはこれらを適宜混
合して用いられる。

バインダーの添加量は、通常、部分燃焼灰の１〜３０重
量％である。

なお、部分燃焼灰の粉砕機およびバインダーとの混練機
としては、通常、使用されているものが用いられる。

次いで、部分燃焼灰とバインダーとの混練物は造粒され
る。

造粒物の形状および寸法は、後述する焼結物の要求に合
せて決定される。

造粒には通常、パン型造粒機、ドラム造粒機、押し出し
造粒機等が用いられる。

最後に、造粒物を焼結すると、焼結物が得られ、この造
粒物は選別された後に、製品として使用され、不良品は
粉砕後に再びバインダーとの混練工程に送られる。

焼結は、過剰酸素の存在下で、焼結ゾーンの温度が９５
０〜１４００℃で行われ、部分燃焼灰中に残存する可燃
物が焼却されると共に、灰が部分溶融（シンタリング）
する。

本発明においては、焼結に前記部分燃焼の際に発生した
、熱分解ガスを含む部分燃焼排ガス、および部分燃焼灰
による造粒物中の可燃物がカロリー源として利用される
。

更に、部分燃焼ガスが有する６００〜１０００°Ｃの顕
熱が利用される。

また、焼結にはシンターバンドが使用されるので、比較
的良好な品位の焼結物をえることができる。

なお、シンタリングした焼結灰は、粒状であり、重金属
の溶出がないので、このままで埋立も可能であり、また
土木資材および建設資材として使用することができる。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、部分燃焼の際に発生
した、有機物の熱分解ガスを含む部分燃焼排ガスを焼結
に使用するので、焼結に要するエネルギーを低減するこ
とができる。

また、シンターバンドで焼結するので、気流焼成炉、多
段噴流炉に比較して焼結物の粒径が数ｍｍの細粒から十
数ｎ＋ｍの粗粒まで巾広く対応することができ、また焼
結時の粉化が少ない。

更に、焼結がシンターバンドを用いて行われるので、機
壁への粒子の融着に対して床敷きをコントロールが厳し
くなく、焼結物の強度が大きい。

更にまた、部分燃焼の後で汚泥が造粒されるので、部分
燃焼による汚泥容積の減少効果を生かすことができ、従
って従来の造粒後に部分燃焼する方法（前記（４）の方
法）に比較して造粒処理量を約１／３に減少されるので
、造粒機を小型化することができ、造粒に要する動力を
低減することができる。

また、部分燃焼後に造粒し、焼結するので、得られた軽
量骨材が過剰の多孔質になることを極力回避することが
でき、得られた軽量骨材の強度などの品位を向上させる
ことができる。

前記（４）の方法では、造粒後に部分燃焼、ついで焼結
するので、特に部分燃焼の際に発生する熱分解ガスによ
る軽量骨材の過剰の多孔質化を防止することが困難であ
った。

以下、本発明の実施例を述べる。

〔実施例〕

高分子凝集剤を用いた脱水汚泥（含水率８０％）を通常
の熱風乾燥機を用いて含水率６％まで乾燥した。

得られた乾燥汚泥は、２０ｍｍ以下の不定形粒状であっ
た。

この乾燥汚泥を下記の条件で部分燃焼させた。

部分燃焼炉：２５０φＸ　１６００Ｌの流動炉乾燥汚泥
供給量：　５５Ｋｇ／Ｈ 空気比：０．５（乾燥汚泥燃焼に用いる理論空気量を１
とする） 流動層温度：８００℃ 流動媒体：部分燃焼物 また、排ガス（部分燃焼排ガス）の組成および発熱量は
下記のようであった。

組成 酸素−−−−−−−−−−−・−１，０ｖｏ１％炭酸ガ
スーーーーーーー　１５．０ −酸化炭素−１１，０ 炭化水素および 水素−−−−−−−−−−−１０，２ 残（窒素および水） 発熱量−−−−−−−−−−−４１００Ｋｃａｌ　／　
Ｎｍ３得られた部分燃焼灰は、流動層からの抜き出し品
が１２Ｋｇ／＋（であり、排ガスからのサイクロン回収
品が６　Ｋｇ／Ｈであった。

なお、部分燃焼の温度コントロールのために炉の中に伝
熱管を入れ、空気冷却をした。

補助燃料は不要であった。

得られた抜き出し品およびサイクロン回収品を混合し、
粒径１ｍｍ以下に粗粉砕し、粉砕物に対し２５重量％に
相当する含水汚泥（８０％水分）をバインダーとして混
練し、混練物を押出造粒機で造粒した。

造粒物は、径１０ｍｍφＸ　１０ｍｍＬの円柱状物であ
った。

また、前記部分燃焼炉から得られる部分燃焼灰に対応す
る処理量は２５Ｋｇ／Ｈであった。

造粒物の発熱量は、１５００Ｋｃａｌ／　ＫｇＤｒｙで
あった。

この造粒物を下記の条件で焼結した。

焼結炉−・−シンターバンド パレット寸法：　２３０ｗ　ｘ　２５０Ｌ　ｘ４００１
１　Ｘ　２Ｂ個 有効炉床面積：　０．８０Ｍ シンターバンド移動速度：　０．５ｍ ／ＨＲ 造粒物供給量：床敷として焼結済の焼結物を５Ｋｇ／Ｈ
，その上に造粒物を２５Ｋｇ／１１で供給した。

運転方法ニスタート時は溶油の着火バーナで造粒物に点
火し、以後は造粒物中の可燃分および部分燃焼排ガスの
可燃分により、着火、焼結を行った。

パイロットバーナーを停止しても、赤熱した焼結物が着
火源となり、焼結は継続可能であった。

着火部の温度は、８５０〜９００℃であったが、焼結部
の最高温度は１０５０〜１１００℃であった。

シンターバンドから排出された焼結物は、１５Ｋｇ／Ｈ
であり、サイクロン回収品は微量であった。

焼結物は、絶乾比重１．３８、コンクリート調合試験の
圧縮強度は４９０Ｋｇ　／ｃＪであった。

比較例 実施例と同じ脱水汚泥を前記記載の従来の軽量骨材の製
造方法（４）で処理した。

すなわち、前記実施例と同様にして得られた不定形粒状
の乾燥汚泥（含水率６％）を、１ｍｍ以下に粗粉砕し、
これに含水汚泥（８０％水分）を混入して水分１０％に
したものを混練し、押出造粒機で造粒した。

造粒物は、径３ｍｍＸ４ｍｍＬの円柱状物であり、６０
Ｋｇ／）ｌの処理が必要であった。

この処理量は、前記実施例の場合の約２．４倍であった
。

この造粒物を実施例と同様にして部分燃焼し、流動層抜
き出し品１３ｈ／Ｈ、サイクロン回収品６Ｋｇ／Ｈを得
た。

流動層抜き出し品の発熱量は、１６００Ｋｇ／ＫｇＤｒ
ｙであった。

なお、サイクロン回収品は、前記混練工程に戻して再利
用した。

流動層抜き出し品を、実施例と同様のシンターパン、ド
で焼結した。

供給量、炉内温度を実施例の場合とほぼ等しくした。

得られた焼結晶は、絶乾比重１．３５、コンクリート強
度４２０Ｋｇ　／ｃＪであった。

この比較例では、部分燃焼排ガスをシンターバンドで利
用しないため、着火用燃料として溶油が０．２５Ｋｇ／
Ｋｇ焼結物の割合で必要であった。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の工程を示す図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 脱水汚泥を乾燥した後に部分燃焼させ、この部分燃焼物
   をバインダーと混練して造粒し、得られた造粒物を前記
   部分燃焼の際に発生した排ガスを用い、シンターバンド
   により焼結することを特徴とする汚泥の処理方法。