JPS6152883B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、下水汚泥および産業廃水汚泥の乾燥
固化、焼却、溶融等の操作を各々単独にしかも有
機的に組合わせることにより、二次公害の発生を
防止し、且つ各設備における熱源を有効に利用し
て、前記処理に必要な熱エネルギー量を最少にす
ることを目的としてなしたものである。

下水汚泥或いは産業廃水汚泥の焼却炉として従
来第１図に示すような流動層式のものがある。図
示するように、焼却炉ａの上部から投入された汚
泥ｂが空気ｃにより流動状態にあり、高温の砂ｄ
の流動層内において解砕、加熱され、該流動層上
部において自燃焼する。その際、汚泥中に含まれ
る水分は蒸発し、汚泥中の有機物が燃焼して発生
する排ガスと共に焼却炉ａの上部より排出ｅされ
る。この上部より排出される高温の排ガスｅに
は、灰となつた微細な無機物が同伴される。上記
した焼却炉ａによれば(イ)高負荷処理ができるため
装置容積が小さい、(ロ)排ガス温度が高いため臭気
による二次公害の発生がない、(ハ)排ガスを焼却脱
臭する場合に比し燃料消費量が少ない、等のメリ
ツトがある反面、乾燥行程を経ない高含水率（70
％以上）の汚泥を投入するため入熱のかなりの量
が汚泥中の水分の蒸発潜熱にとられ、従つて自燃
させるためには燃料燃焼等による熱ｆの導入を必
要とし、そのための燃料を必要とする。また高温
の排ガスはこのままでは回収することができず大
変不経済であり、しかも重金属等の有害成分が不
燃無機物と共に外気に排出される問題がある。

上記問題点を解決するために、第２図に示す方
式が考えられている。即ち、流動焼却炉ａの上部
に高温排ガスｅの一部の排ガスｇを利用して乾燥
する予備乾燥機ｈを取付け、汚泥ｂを乾燥汚泥ｉ
として処理することで燃料の低減を図り、また予
備乾燥機ｈで乾燥を行つた後の排ガスｊは脱臭の
ため再び流動層へ循環する。更に前記排ガスｅは
サイクロンｋによつてガスｌと灰ｍに分離され、
分離されたガスｌは熱交換器ｎによつて燃料ｆの
燃焼用空気ｏを予熱した後、ガス処理工程ｐにま
わされるようになつている。しかし上記した方式
においては、乾燥処理後の蒸気を含んだ排ガスｊ
を再び流動層に戻すため、汚泥の乾燥に限界があ
り、それ以上乾燥させるためには、燃料ｆを増加
しなければならない。又予備乾燥機ｈを上部にと
りつけるため、設備の高さが増大する問題があ
り、しかも二次公害発生源となる焼却灰ｍの処理
が問題として残されている。即ち、上記焼却灰の
処分を埋立、海洋投棄などで完了させることは、
用地難や二次公害発生の面で制約されている。

上記問題を解決するために、現在は溶融によつ
て最終処理する試みがなされている。例えば第３
図に示す如く、密閉電気炉又はガス溶融炉等ｑに
乾燥汚泥又は焼却灰ｒを投入する。乾燥汚泥の場
合は、有機物は熱分解又は燃焼してガス化されて
排ガスｓ処理にまわされ、無機物はスラグｔとし
て溶融化する。このとき密閉電気炉を使うと、有
機物が分解したガスによつて炉内は還元雰囲気に
保たれ、重金属のスラグ中への溶出を容易にす
る。一方前記焼却灰の場合は、炉内を還元雰囲気
に保つために投入物ｒに炭素分等を含有して炉内
に投入し、還元雰囲気を作るなどの方法がある。
このようにしてできたスラグｔは定期的に炉外へ
排出ｕされ、水砕処理等をして資源化される。し
かし上記いずれの溶融炉においても炉内でのダス
トの発生が多く、有害成分がダストと共に排ガス
ｓ中に含まれて飛散していく可能性が強い。また
電気あるいは燃料として処理に必要とされるエネ
ルギーが大きく、特に密閉電気炉等においてはラ
ンニングコストが最も高くなるという問題があ
る。

本発明は、上記各従来方式のもつ問題点を解決
すべくなしたもので、脱水処理後の汚泥を乾燥処
理する装置と、乾燥後の汚泥を焼却処理する流動
層式焼却装置と、焼却後の焼却灰を還元雰囲気下
で密閉溶融処理する装置を備え、前記流動層式焼
却装置上部に排ガス及び焼却灰用配管を設け、該
配管後部にサイクロンを連結し、該サイクロンの
排ガス用配管を前記乾燥装置に連結し、更に前記
サイクロンの焼却灰用配管を前記密閉溶融処理す
る装置に連結し、且つ乾燥装置に設けた排気管を
２つに分岐せしめてその一方を前記排ガス用配管
に連結し、他方を前記焼却装置に連結しているこ
とを特徴とする下水汚泥および産業廃水汚泥の処
理装置、に係るものである。

以下本発明の実施例を図面を参照しつつ説明す
る。

第４図中１は乾燥機であり、該乾燥機１には、
脱水汚泥の投入口２、乾燥処理後の汚泥粒の排出
口３があり、また後述する乾燥熱源用ガスを導入
する給気管４と乾燥処理後の排ガスを排出する排
気管５が接続されている。前記排出口３は貯留ホ
ツパー６に汚泥粒を運ぶ汚泥輸送装置７に連結さ
れており、該汚泥輸送装置７の途中には前記排気
管５からの排気を導いてダストの分離を行う上部
に配管８を備えたサイクロン９の下部配管１０が
接続されている。前記貯留ホツパー６は、汚泥投
入移送装置１１を介して流動層式汚泥焼却装置１
２に接続されており、該焼却装置１２には流動層
流動用及び汚泥燃焼用の給気支管１３が接続され
ている。更に前記焼却装置１２は、その上部に設
けた排ガス用排管１４を介して焼却灰を分離する
サイクロン１５に接続されている。サイクロン１
５は、上部に配管１６がまた下部にホツパー１７
が設けられている。前記配管１６には、前記サイ
クロン９の上部の配管８を途中に吸引ブロワー１
８を配してその後２方向に分岐してなるその一方
の配管１９が接続されており、またその他方の配
管２０は途中に調整弁２１を介して前記焼却装置
１２の給気支管１３に接続されている。更に配管
１６は、途中に高温ブロワー２２を備えた前記給
気管４ともう１つの配管２３に分岐されており、
該配管２３は熱交換器２４、電気集塵器２５、吸
引ブロワー２６を順次介してガス吸収塔２７に接
続されている。前記給気管４の途中には熱電対等
の温度検出器２８が設けられ、該検出器２８の検
出値に基づいて前記調整弁２１の開度調整が行わ
れるようになつている。また前記熱交換器２４に
対し、ブロワー２９を介して空気を送り、加熱後
の空気を給気本管３０を介して前記焼却装置１２
の給気支管１３に送給するように構成している。

また前記サイクロン１５下部のホツパー１７に
は、前記電気集塵器２５からの配管３１が接続さ
れており、更に前記ホツパー１７は焼却灰移送装
置３２を介して密閉式溶融炉３３に接続されてい
る。また前記溶融炉３３には還元ガス導入配管３
４を介して消化ホルダー３５が接続されている。

次に本発明の作用について説明する。

脱水処理をうけた汚泥（含水率70〜80％程度）
は、投入口２より乾燥機１に投入され、給気管４
より導入される高温ガス（約700℃程度）によつ
て乾燥され、乾燥汚泥粒となつて排出口３より排
出される。乾燥後の蒸気に富んだ排ガス（約200
℃程度）は、排気管５を介してサイクロン９に排
出され、該サイクロン９においてダストを分離さ
れた後、吸引ブロワー１８により配管８に吸引さ
れる。排出口３から排出された汚泥は汚泥輸送装
置７により輸送されて貯留ホツパー６に一時貯留
され、またこのホツパー６には前記サイクロン９
にて分離されたダストも貯留される。

貯留ホツパー６の汚泥は、汚泥投入移送装置１
１によつて定量的に切出されて焼却装置１２に投
入される。焼却装置１２に投入された汚泥は、給
気本管３０及び支管１３を介して供給される加熱
空気によつて流動せしめられ、あらかじめ加熱さ
れた媒体砂（図示せず）によつて解砕をうけ、前
記加熱空気により汚泥中の有機分を燃焼せしめら
れて800〜900℃程度の高温排ガスとなり、焼却灰
を微細ダストとして混入した状態で排ガス用配管
１４に吸引される。上記排ガスは、サイクロン１
５において、ガスは配管１６に導かれ、焼却灰は
ホツパー１７に電気集塵器２５からのダストと共
に一時貯留される。

サイクロン１５にて分離された排ガスは、前記
サイクロン９によつて分離され配管１９を介して
送られてくる乾燥後の排ガスと混合し、その高温
を利用して乾燥後の排ガスの臭気を分解する。ま
た前記配管８より導かれる乾燥後の排ガスの一部
は、配管２０を介して焼却装置１２に送られて脱
臭処理される。この量はわずかであるので、焼却
装置１２の熱的損失にはならない。また前記乾燥
機１に導入する高温ガスの温度が一定となるよう
に、給気管４に設けた温度検出器２８の信号で調
整弁２１を操作し、配管１６に配管１９を介して
混入するガス量を調整している。前記配管１６に
おける混合後のガスは、一部は高温ブロワー２２
によつて乾燥機１の熱源として吸引され、他は吸
引ブロワー２６の吸引によりまず熱交換器２４に
て焼却装置１２に導入して流動及び燃焼を行う空
気の加熱を行い、続いて電気集塵器２５、ガス吸
収塔２７等により処理された後、排ガスとなつて
大気中に排出される。この排ガスの白煙化を防止
するためには、熱交換器２４通過後のガス温度を
高めて排出させるか、従来の如く前記熱交換器２
４の後に更に別の熱交換器（図示せず）を設け、
該通過の熱交換器で加熱された空気をガス吸収塔
２７の上部へ導いて排出することもできる。前記
ホツパー１７に一時貯留された焼却灰は、移送装
置３２によつて密閉式溶融炉３３に投入される。
溶融炉３３内部は還元ガス導入配管３４を介して
導入される還元ガスによつて還元雰囲気に保たれ
ており、重金属の分離を容易にしている。前記還
元ガスとしては消化ガスホルダー３５で発生した
消化ガスを使用している。この様に本発明におい
ては焼却灰の溶融中に従来のように炉内をガスが
通過していくことがほとんどないので、有害成分
の飛散を防止することができる。

尚、本発明は上記実施例にのみ限定されるもの
ではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲内におい
て種々の変更を加え得るものである。

上述した本発明の下水汚泥および産業廃水汚泥
の処理装置によれば、次のような優れた効果を発
揮する。

(i) 乾燥機によつて乾燥された汚泥を焼却処理す
るようしているため、焼却装置の効率を高める
ことができ、通常運転時は汚泥が燃焼するため
の予備燃料が不要となる。

(ii) 乾燥機の熱源は焼却装置の排ガスを利用する
ようにしているため、スタートアツプ時以外は
乾燥用としての別熱源を全く必要としない。

(iii) 乾燥機からの排ガス脱臭処理に、焼却装置の
出口排ガスの熱が利用でき、また部分循環させ
て前記焼却装置に導入している乾燥後の排ガス
はわずかであるので焼却装置の効率に影響を及
ぼすようなことはない。即ち、脱臭のために前
記乾燥機の排ガスをすべて焼却装置に導入した
場合にはその排ガス量が大きいために熱的損失
量が増大するが、そのような心配がない。

(iv) 密閉式溶融炉で処理するのは焼却灰だけなの
で、処理に必要なエネルギー投入量が低減でき
る。即ち、従来のように有機分を一緒に処理す
るとその排ガス顕熱分だけエネルギー投入量が
増加するが、そのようなことがない。

(v) 溶融炉に導入する還元ガスとして、消化そう
発生ガスを使えば、特に還元ガス発生装置を必
要とせず、しかも消化そう発生ガスの有効利用
も図れる。

(vi) 上記により、汚泥の処理に必要な総合的なエ
ネルギーを大幅に低減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図は夫々従来の技術の例
を示す概略説明図、第４図は本発明の方法を実施
する場合の一例を示すフローチヤートである。 １は乾燥機、４は給気管、５は排気管、１２は
流動層式汚泥焼却装置、１６，１９，２０は配
管、２１は調整弁、２３は配管、２４は熱交換
器、２５は電気集塵器、２７はガス吸収塔、２８
は温度検出器、３０は給気本管、３３は密閉式溶
融炉、３５は消化ガスホルダーを示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 脱水処理後の汚泥を乾燥処理する装置と、乾
   燥後の汚泥を焼却処理する流動層式焼却装置と、
   焼却後の焼却灰を還元雰囲気下で密閉溶融処理す
   る装置を備え、前記流動層式焼却装置上部に排ガ
   ス及び焼却灰用配管を設け、該配管後部にサイク
   ロンを連結し、該サイクロンの排ガス用配管を前
   記乾燥装置に連結し、更に前記サイクロンの焼却
   灰用配管を前記密閉溶融処理する装置に連結し、
   且つ乾燥装置に設けた排気管を２つに分岐せしめ
   てその一方を前記排ガス用配管に連結し、他方を
   前記焼却装置に連結していることを特徴とする下
   水汚泥および産業廃水汚泥の処理装置。