JPS61149298A - 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ロ
ータリーキルン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、
＋２１　ｍ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、（１１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
、更に灰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、ロータリーキルン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等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、可燃物を５〜３０重量％含有す
る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、水素等の熱分解ガスを含んでおり、通常では、５０
０〜１５００Ｋｃａｌ／　Ｎｎ？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、ロータリンキルン等が使用される。

本発明においては、こめ部分燃焼排ガスが、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て粒度が調整
される。

例えば、押出造粒機の場合には、灰の粒度が１ｍｍ以下
の場合には、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、後述する焼結物に要求に合
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、この焼
結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、９５０〜１４００℃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、焼結にロータリーキルンが用いられ
る。

更に焼結には、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℃の顕熱
が利用される。

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、土木
資材や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、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。

更に、部分燃焼後に造粒し、焼結するので、得られた軽
量骨材の強度等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、ついで焼成
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。

更にまた、本発明ではロータリーキルンにより焼結する
ので、焼結物の粒度が粗粒から細粒まで中広い粒度分布
に対応することができる。

また、焼結時の融着に対しては、酸化アルミニウムの粉
末を混入させる方法等で対応することができ、シンター
バンドによる焼結方法に比較して、漏れ込み空気が少な
いために、排ガス温度が高温になり、廃熱を有効に利用
することができる。

以下、本発明の実施例を述べる。

〔実施例〕

高分子Ｉ＆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５％まで乾燥した。

得られた乾燥汚泥は、１０ｍｍ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：２５０　φＸ　１６００Ｌの流動炉乾燥汚
泥供給量：５６Ｋｇ／Ｈ 空気比：０．３（乾燥汚泥燃焼に用いる理論空気量を１
．０とする） 流動層温度：８００’ｃ 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−−−−−−−−−−−−０、４ν０１％炭酸ガス
−１５，１ 一酸化炭素１１．７ 炭化水素および 水素−ｍ−−−−−−−・−１０，２ 残（窒素および水） 発熱量−−−−−−４２００Ｋｃａ　ｌ　／　Ｎｍ’得
られた部分燃焼灰は、流動層からの抜き出し品が１２Ｋ
ｇ／Ｈであり、排ガスからのサイクロン回収品が７Ｋｇ
／Ｈであった。

なお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５ｍｍφＸ５ｍｍ１、の円柱状であった。

また、前記部分燃焼炉から得られた部分燃焼灰に対応す
る処理量は２６Ｋｇ／Ｈであった。

造粒物の発熱量は、１８００Ｋｃａｌ／ＭｇＤｒｙであ
った。

この造粒物を下記の条件で焼結した。

焼結炉・−４００φＸ３５００Ｌのロータリンキルン 造粒物供給量−２６Ｋｇ　／　Ｈ 焼成ガス一部分燃焼排ガスを部分燃焼炉から８００℃で
導入し、焼結炉出口排ガス中の酸素が７％以上、炉内温
度が１０７０〜１１００℃になるように、空気を追加し
た。

得られた焼結物は、炉底からの排出品が１２Ｋｇ／Ｈ１
排ガスからのサイクロン回収品が３　Ｋｇ／＋１であっ
た。

なお、排出焼結物は、絶乾比重が１．４２で、モルタル
試験の結果、４６０Ｋｇ　／ｃｔｌの強度が得られ、軽
量骨材として使用可能であった。

また、サイクロン回収品は、前記混練工程に戻し再利用
した。

比較例 前記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（水分５％）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、押出造杭機で造粒した。

造粒物は、径５ｍｍφＸ５ｍｍＬの円柱状であり、６０
Ｋｇ／ｎ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２．３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１３Ｋｇ／ＩＩ　、サイクロン回収品６ｈ／Ｈ
を得た。

流動層抜き出し品の発熱量は、１６００Ｋｃａ　ｌ　／
　ＫｇＤｒｙであった。

なお、サイクロン回収品は、前記混練工程に戻し、再利
用した。

流動層抜き出し品を実施例と同様の焼結炉で焼結した。

供給量、炉内温度、気流流速を実施例とほぼ等しくした
。

得られた焼結晶は、絶乾比重１．４０、モルタル強度４
１５Ｋｇ　’／ｃＪであった。

【図面の簡単な説明】

図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、ロータリーキル
   ンにより焼結することを特徴とする汚泥の処理方法。