JP3490221B2 - 汚泥焼却時に発生する飛灰から溶融固化体を製造する方法 - Google Patents
汚泥焼却時に発生する飛灰から溶融固化体を製造する方法Info
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- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/40—Valorisation of by-products of wastewater, sewage or sludge processing
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- Gasification And Melting Of Waste (AREA)
- Treatment Of Sludge (AREA)
- Fertilizers (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、下水汚泥を流動
床炉で焼却する際に発生する煤塵を捕集しそして処理す
る際に、煤塵中の微粉を原料とし、溶成リン肥としての
汚泥溶融固化体を製造する方法に関するものである。
床炉で焼却する際に発生する煤塵を捕集しそして処理す
る際に、煤塵中の微粉を原料とし、溶成リン肥としての
汚泥溶融固化体を製造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】下水処理場において、汚水処理に伴って
発生する下水汚泥を、流動床炉において焼却する際に排
出される廃ガス中の煤塵は、一般に、気体サイクロン集
塵機、電気集塵機、バグフィルター等によって捕集する
か、または、湿式ガス・スクラバーによって洗浄し除去
される。
発生する下水汚泥を、流動床炉において焼却する際に排
出される廃ガス中の煤塵は、一般に、気体サイクロン集
塵機、電気集塵機、バグフィルター等によって捕集する
か、または、湿式ガス・スクラバーによって洗浄し除去
される。
【０００３】湿式集塵の場合は別として、乾式集塵によ
って捕集された飛灰は、従来、飛散防止のために加湿す
るか、または、安定化のためにセメントと混練するなど
の処理を施した後、埋め立て地等に投棄し埋め立て処分
されることが多い。
って捕集された飛灰は、従来、飛散防止のために加湿す
るか、または、安定化のためにセメントと混練するなど
の処理を施した後、埋め立て地等に投棄し埋め立て処分
されることが多い。
【０００４】しかるに、近年、一般廃棄物や産業廃棄物
の焼却処理の増加に伴って、焼却灰や飛灰の埋め立て処
分地の確保が困難になりつつある。そこで、焼却灰や飛
灰に対し、焼成や溶融固化等の処理を施し、建設資材化
して利用することが各方面で研究されている。
の焼却処理の増加に伴って、焼却灰や飛灰の埋め立て処
分地の確保が困難になりつつある。そこで、焼却灰や飛
灰に対し、焼成や溶融固化等の処理を施し、建設資材化
して利用することが各方面で研究されている。
【０００５】下水汚泥を流動床炉において焼却する工程
では、排ガスの流速を利用した分級が行われる。即ち、
汚泥中に含有されている土砂の大半は煤塵として炉外に
運び去られ、排ガスから分離して捕集される。更に、炉
内に残存する大粒の砂および流動用砂は、熱履歴により
次第に細かく粉砕されて炉外に運び出されるので、燃焼
で発生する有機分の灰分より、多量の土砂が飛灰として
捕捉される。
では、排ガスの流速を利用した分級が行われる。即ち、
汚泥中に含有されている土砂の大半は煤塵として炉外に
運び去られ、排ガスから分離して捕集される。更に、炉
内に残存する大粒の砂および流動用砂は、熱履歴により
次第に細かく粉砕されて炉外に運び出されるので、燃焼
で発生する有機分の灰分より、多量の土砂が飛灰として
捕捉される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】下水汚泥や可燃性建設
廃材などの廃棄物を流動床炉で焼却する際に発生した煤
塵を捕集しこれを処理する際に、飛灰中に含有されてい
る灰分には、重金属類の含有されていることが多く、場
合によってはダイオキシン類も付着している。
廃材などの廃棄物を流動床炉で焼却する際に発生した煤
塵を捕集しこれを処理する際に、飛灰中に含有されてい
る灰分には、重金属類の含有されていることが多く、場
合によってはダイオキシン類も付着している。
【０００７】従って、飛灰に対し、飛散防止のための加
湿処理を施す程度では、埋め立て処分に適さない場合が
多く、土砂を含め、その全量を無害化および安定化する
処理が必要である。このような処理には、多大の費用を
必要とする上、埋め立て処分地の確保が必要になる。
湿処理を施す程度では、埋め立て処分に適さない場合が
多く、土砂を含め、その全量を無害化および安定化する
処理が必要である。このような処理には、多大の費用を
必要とする上、埋め立て処分地の確保が必要になる。
【０００８】一方、下水汚泥を流動床で焼却する際に発
生する飛灰は、多量のリン成分を含有していることか
ら、先に本発明者は、飛灰の成分を調整して溶成リン肥
を製造し、これを緑農地還元することを提案し、特願平
８−１４５８３３号により特許出願した。この方法によ
れば、飛灰を原料として、リン酸質肥料として有効な溶
成リン肥を製造することができ、飛灰の有効活用を図る
ことができる。
生する飛灰は、多量のリン成分を含有していることか
ら、先に本発明者は、飛灰の成分を調整して溶成リン肥
を製造し、これを緑農地還元することを提案し、特願平
８−１４５８３３号により特許出願した。この方法によ
れば、飛灰を原料として、リン酸質肥料として有効な溶
成リン肥を製造することができ、飛灰の有効活用を図る
ことができる。
【０００９】しかしながら、下水中には土砂が混入して
おり、汚水処理工程で発生する下水汚泥中にも土砂が含
有されている。このような土砂の含有量は、晴天時と雨
天時または地下水位によって大きく異なるため、飛灰の
成分組成も変動する。表１に飛灰の成分変動の一例を示
す。
おり、汚水処理工程で発生する下水汚泥中にも土砂が含
有されている。このような土砂の含有量は、晴天時と雨
天時または地下水位によって大きく異なるため、飛灰の
成分組成も変動する。表１に飛灰の成分変動の一例を示
す。
【００１０】
【表１】
【００１１】表１から明らかなように、飛灰中のSiO2お
よびP2O5の含有量は、共に大幅に変動する。従って、飛
灰を利用し溶成リン肥を製造する際に、その成分調整が
面倒であるばかりでなく、溶成リン肥としては不要なSi
O2を多量に含有しているので成分調整剤として多量のCa
O, MgO，P2O5等を必要とする結果、コスト高となる問題
がある。
よびP2O5の含有量は、共に大幅に変動する。従って、飛
灰を利用し溶成リン肥を製造する際に、その成分調整が
面倒であるばかりでなく、溶成リン肥としては不要なSi
O2を多量に含有しているので成分調整剤として多量のCa
O, MgO，P2O5等を必要とする結果、コスト高となる問題
がある。
【００１２】従って、この発明の目的は、上述した問題
を解決し、下水汚泥を流動床炉において焼却する際に発
生した飛灰を捕集し、その成分を調整して溶成リン肥を
製造するに際し、飛灰の量や成分の変動に拘らず、その
成分調整を安定して行うことができ、アルカリ土類など
の成分調整剤の添加量が少なくて済み、低コストで溶成
リン肥としての汚泥溶融固化体を製造し得る方法を提供
することにある。
を解決し、下水汚泥を流動床炉において焼却する際に発
生した飛灰を捕集し、その成分を調整して溶成リン肥を
製造するに際し、飛灰の量や成分の変動に拘らず、その
成分調整を安定して行うことができ、アルカリ土類など
の成分調整剤の添加量が少なくて済み、低コストで溶成
リン肥としての汚泥溶融固化体を製造し得る方法を提供
することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】この発明の方法は、汚泥
を焼却する際に発生した煤塵の捕集、処理工程における
排ガスの流速を利用し、前記煤塵の飛灰粒子を、その部
分分級効率が７５％となる限界粒径（Ｄ75）を５から２
０μｍの範囲内に設定して分級することにより、Ｄ75以
上の粗粒を捕捉した後、Ｄ75未満の微粉を集塵し、また
は、前記煤塵を集塵機によって捕捉し、捕捉された煤塵
の飛灰粒子を、その部分分級効率が７５％となる限界粒
径（Ｄ75）を５から２０μｍの範囲内に設定して風力分
級することにより、Ｄ75以上の粗粒とＤ75未満の微粉と
に二分し、このようにして捕集されたＤ75未満の微粉を
溶融し次いで冷却固化する際に、前記微粉に、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
カリ土類成分が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に特徴を有する
ものである。
を焼却する際に発生した煤塵の捕集、処理工程における
排ガスの流速を利用し、前記煤塵の飛灰粒子を、その部
分分級効率が７５％となる限界粒径（Ｄ75）を５から２
０μｍの範囲内に設定して分級することにより、Ｄ75以
上の粗粒を捕捉した後、Ｄ75未満の微粉を集塵し、また
は、前記煤塵を集塵機によって捕捉し、捕捉された煤塵
の飛灰粒子を、その部分分級効率が７５％となる限界粒
径（Ｄ75）を５から２０μｍの範囲内に設定して風力分
級することにより、Ｄ75以上の粗粒とＤ75未満の微粉と
に二分し、このようにして捕集されたＤ75未満の微粉を
溶融し次いで冷却固化する際に、前記微粉に、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
カリ土類成分が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に特徴を有する
ものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】この発明の方法においては、下水
汚泥を流動床炉において焼却する際に発生した煤塵の捕
集、処理工程における排ガスの流速を利用し、前記煤塵
の飛灰粒子を、その部分分級効率が７５％となる限界粒
径（Ｄ75）を５から２０μｍの範囲内に設定して分級す
ることにより、Ｄ75以上の粗粒を例えばサイクロンによ
って捕捉した後、Ｄ75未満の微粉を例えば電気集塵機に
よって集塵する。または、前記煤塵を集塵機によって捕
捉し、捕捉された煤塵の飛灰粒子を、その部分分級効率
が７５％となる限界粒径（Ｄ75）を５から２０μｍの範
囲内に設定して風力分級することにより、Ｄ75以上の粗
粒とＤ75未満の微粉とに二分する。
汚泥を流動床炉において焼却する際に発生した煤塵の捕
集、処理工程における排ガスの流速を利用し、前記煤塵
の飛灰粒子を、その部分分級効率が７５％となる限界粒
径（Ｄ75）を５から２０μｍの範囲内に設定して分級す
ることにより、Ｄ75以上の粗粒を例えばサイクロンによ
って捕捉した後、Ｄ75未満の微粉を例えば電気集塵機に
よって集塵する。または、前記煤塵を集塵機によって捕
捉し、捕捉された煤塵の飛灰粒子を、その部分分級効率
が７５％となる限界粒径（Ｄ75）を５から２０μｍの範
囲内に設定して風力分級することにより、Ｄ75以上の粗
粒とＤ75未満の微粉とに二分する。
【００１５】飛灰粒子の分級を、その部分分級効率が７
５％となる限界粒径（Ｄ75）を５から２０μｍの範囲内
に設定した理由は、Ｄ75が２０μｍを超えると、捕集し
た飛灰中に砂等が混入する結果、SiO2の含有割合が増加
し、一方P2O5の含有割合が減少するため、溶成リン肥の
原料として不適切になる。また、Ｄ75が５μｍ未満で
は、そのような超微粒を工業的に集塵することが困難で
あり実用的でなくなる。
５％となる限界粒径（Ｄ75）を５から２０μｍの範囲内
に設定した理由は、Ｄ75が２０μｍを超えると、捕集し
た飛灰中に砂等が混入する結果、SiO2の含有割合が増加
し、一方P2O5の含有割合が減少するため、溶成リン肥の
原料として不適切になる。また、Ｄ75が５μｍ未満で
は、そのような超微粒を工業的に集塵することが困難で
あり実用的でなくなる。
【００１６】表２は、下水汚泥を流動床炉において焼却
する際に発生した排ガスから捕集した全煤塵の化学成分
組成であり、表３は、Ｄ75を５から２０μｍの範囲内に
設定して分級し、電気集塵機によって捕集されたＤ75未
満の微粉ＥＰ灰の化学成分組成である。
する際に発生した排ガスから捕集した全煤塵の化学成分
組成であり、表３は、Ｄ75を５から２０μｍの範囲内に
設定して分級し、電気集塵機によって捕集されたＤ75未
満の微粉ＥＰ灰の化学成分組成である。
【００１７】
【表２】
【００１８】
【表３】
【００１９】表２と表３とを比較すれば明らかなよう
に、Ｄ75未満の微粉ＥＰ灰の場合には、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。なお、この
ときのＥＰ灰の発生量は、煤塵全体の２２〜２８％であ
り、その粒径は１６μｍ以下であった。
に、Ｄ75未満の微粉ＥＰ灰の場合には、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。なお、この
ときのＥＰ灰の発生量は、煤塵全体の２２〜２８％であ
り、その粒径は１６μｍ以下であった。
【００２０】このようにして分級されたＤ75未満の微粉
を使用し、後述する方法によって、溶成リン肥としての
汚泥溶融固化体を製造する。一方、分級されたＤ75以上
の粗粒は、土木掘削後の埋め戻し用土として再利用さ
れ、または、煉瓦やペレット等に成形焼成し、土木資材
化、建設資材化するための原料として再利用される。
を使用し、後述する方法によって、溶成リン肥としての
汚泥溶融固化体を製造する。一方、分級されたＤ75以上
の粗粒は、土木掘削後の埋め戻し用土として再利用さ
れ、または、煉瓦やペレット等に成形焼成し、土木資材
化、建設資材化するための原料として再利用される。
【００２１】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。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１
２％以上と定められている。これに対し、上記分級され
たＤ75未満の飛灰微粉は、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。
事情に適したリン酸質質料として、広く使用されてい
る。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１
２％以上と定められている。これに対し、上記分級され
たＤ75未満の飛灰微粉は、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。
【００２２】そこで、この発明においては、Ｄ75未満の
飛灰微粉を溶融し次いで冷却固化する際に、前記微粉
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、その成分を調整する。
飛灰微粉を溶融し次いで冷却固化する際に、前記微粉
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、その成分を調整する。
【００２３】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。かくして、溶成リン肥としての汚泥溶融固化体が製
造される。
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。かくして、溶成リン肥としての汚泥溶融固化体が製
造される。
【００２４】このように、本発明によれば、飛灰中から
その微粉を取り出すことにより、飛灰の質や量の変動に
拘わらず、不要成分であるシリカ量が減少し、リン酸分
は増加する。従って、安定した成分調整が可能であると
共に、アルカリ土類などの添加量を減少させることがで
き、低コストで溶成リン肥を製造することができる。
その微粉を取り出すことにより、飛灰の質や量の変動に
拘わらず、不要成分であるシリカ量が減少し、リン酸分
は増加する。従って、安定した成分調整が可能であると
共に、アルカリ土類などの添加量を減少させることがで
き、低コストで溶成リン肥を製造することができる。
【００２５】
【実施例】次に、この発明を実施例により説明する。表
３に示す成分組成の飛灰３８７Kgに対し、 CaO，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
系廃煉瓦、炭カル、および、リン酸および／またはその
塩の材料としてリン鉱石を添加し、均一になるように十
分に混合した。
３に示す成分組成の飛灰３８７Kgに対し、 CaO，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
系廃煉瓦、炭カル、および、リン酸および／またはその
塩の材料としてリン鉱石を添加し、均一になるように十
分に混合した。
【００２６】マグネシア系廃煉瓦：１５３Kg
炭カル ：１３５Kg
リン鉱石 ：３４３Kg
次いで、上記混合物を、電気炉（三相抵抗炉）において
約１４００℃に加熱溶融した後、水中に投入して、約１
５〜２０メッシュ程度に水砕し急冷した。
約１４００℃に加熱溶融した後、水中に投入して、約１
５〜２０メッシュ程度に水砕し急冷した。
【００２７】かくして、表４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。
肥となる汚泥溶融固化体を製造することができた。
【００２８】
【表４】
【００２９】
【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
下水汚泥を流動床炉において焼却する際に発生した飛灰
を捕集し、その成分を調整して溶成リン肥を製造するに
際し、飛灰の量や成分の変動に拘らず、その成分調整を
安定して行うことができ、アルカリ土類などの成分調整
剤の添加量が少なくて済み、低コストで溶成リン肥とし
ての汚泥溶融固化体を製造することができる、工業上有
用な効果がもたらされる。
下水汚泥を流動床炉において焼却する際に発生した飛灰
を捕集し、その成分を調整して溶成リン肥を製造するに
際し、飛灰の量や成分の変動に拘らず、その成分調整を
安定して行うことができ、アルカリ土類などの成分調整
剤の添加量が少なくて済み、低コストで溶成リン肥とし
ての汚泥溶融固化体を製造することができる、工業上有
用な効果がもたらされる。
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フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平３−295884（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−87676（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−119976（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−124081（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−91972（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−290145（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−255377（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−278568（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−328384（ＪＰ，Ａ)
特開 昭53−122563（ＪＰ，Ａ)
特開 昭54−49873（ＪＰ，Ａ)
特開 昭56−17993（ＪＰ，Ａ)
特開 昭59−164668（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C05B 1/00 - C05G 5/00
C02F 11/00 - 11/20
F23J 1/00 - 1/08
Claims (2)
- 【請求項１】 汚泥を焼却する際に発生する煤塵の捕
集、処理工程における排ガスの流速を利用し、前記煤塵
の飛灰粒子を、その部分分級効率が７５％となる限界粒
径（Ｄ75）を５から２０μｍの範囲内に設定して分級す
ることによって、Ｄ75以上の粗粒を捕捉した後、Ｄ75未
満の微粉を集塵し、 このようにして集塵された前記Ｄ75未満の微粉を溶融し
次いで冷却固化する際に、前記微粉に、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
土類成分が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
泥焼却時に発生する飛灰から溶融固化体を製造する方
法。 - 【請求項２】 汚泥を焼却する際に発生する煤塵の捕
集、処理工程において、前記煤塵を集塵機によって捕捉
し、捕捉された前記煤塵の飛灰粒子を、その部分分級効
率が７５％となる限界粒径（Ｄ75）を５から２０μｍの
範囲内に設定して風力分級することにより、Ｄ75以上の
粗粒とＤ75未満の微粉とに二分し、 このようにして分級された前記Ｄ75未満の微粉を溶融し
次いで冷却固化する際に、前記微粉に、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
土類成分が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
泥焼却時に発生する飛灰から溶融固化体を製造する方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18902596A JP3490221B2 (ja) | 1996-07-18 | 1996-07-18 | 汚泥焼却時に発生する飛灰から溶融固化体を製造する方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18902596A JP3490221B2 (ja) | 1996-07-18 | 1996-07-18 | 汚泥焼却時に発生する飛灰から溶融固化体を製造する方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1029882A JPH1029882A (ja) | 1998-02-03 |
| JP3490221B2 true JP3490221B2 (ja) | 2004-01-26 |
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ID=16234045
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18902596A Expired - Fee Related JP3490221B2 (ja) | 1996-07-18 | 1996-07-18 | 汚泥焼却時に発生する飛灰から溶融固化体を製造する方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3490221B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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