(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
生石灰を含む脱水材を有機質含有汚泥に混合して脱水し、前記有機質含有汚泥の脱水後の固形分をセメント原料に混入して処理する有機質含有汚泥の処理方法において、
前記脱水材は、セメント焼成系のサスペンションプレヒーターから分取され、セメント原料を加熱して得られる生石灰を含む中間工程品であることを特徴としてなる有機質含有汚泥の処理方法。
【請求項２】
脱水材と有機質含有汚泥とを混合して脱水するための脱水処理設備を移動可能とし、該脱水処理設備を必要な場所に移動させて脱水処理する請求項１に記載の有機質含有汚泥の処理方法。
【請求項３】
脱水処理設備をトラックに搭載し、該トラック上にて脱水処理する請求項２に記載の有機質含有汚泥の処理方法。
【請求項４】
脱水処理設備は、脱水材受けホッパー、汚泥受けホッパー、前記両ホッパーから供給される脱水材と有機質含有汚泥とを混合撹拌する原料混合機、該原料混合機に前記両ホッパーから脱水材及び有機質含有汚泥を定量供給する定量供給機、及び脱水処理後の固形分を排出する排出用コンベアを有してなる請求項２もしくは３に記載の有機質含有汚泥の処理方法。
【請求項５】
脱水処理設備及びセメント原料を加熱して得られる生石灰を含む中間工程品を有機質含有汚泥発生地に搬送し、該汚泥発生地にて脱水処理を行い、該脱水処理後の固形分をセメント工場に搬送してセメント原料に混入する請求項２、３もしくは４に記載の有機質含有汚泥の処理方法。
【請求項６】
有機質含有汚泥が下水処理施設で発生する下水汚泥である請求項１〜４もしくは５に記載の有機質含有汚泥の処理方法。
【請求項７】
有機質含有汚泥が屎尿処理施設で発生する屎尿汚泥である請求項１〜４もしくは５に記載の有機質含有汚泥の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、下水処理施設で発生する下水汚泥や、屎尿処理施設で発生する屎尿汚泥などの有機質含有汚泥に、生石灰を含む脱水材を混合して脱水し、脱水後の固形分をセメント原料に混入して処理する有機質含有汚泥の処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、下水汚泥等の有機質含有汚泥は種々の方法で処理されているが、特開平３−９８７００号公報には、生石灰、仮焼ドロマイト、水滓、高炉スラグ等の生石灰類を脱水材として下水汚泥に混合して脱水し、汚泥の脱水後の固形分をセメント原料に混入して処理すると共に、脱水時に発生するガスをセメント焼成工程に投入する方法が開示されている。
【０００３】
また、この種の汚泥の脱水処理設備は、従来から下水処理場毎に設置されており、発生する汚泥をその都度処理するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述の処理方法においては、脱水材中の生石灰分と汚泥中の水分とが以下のように反応し、汚泥中の水分が、この水和反応に消費され、又は反応熱により蒸発することによって、下水汚泥が脱水される。
【０００５】
ＣａＯ＋Ｈ2 Ｏ→Ｃａ（ＯＨ）2 
しかし、脱水材が生石灰の場合は、生石灰は高価であるのでコスト的に問題があり、また、脱水後の固形分をセメント原料として使用するには成分が掛け離れたものであるので成分調整の必要がある等の問題があった。
【０００６】
更に、従来は、汚泥の発生量が比較的少ない処理場にあっても、個々に脱水処理設備を設置しているため、中小規模の下水処理施設では、脱水処理設備の稼働率が低く、処理コストが割高になるという問題があった。
【０００７】
本発明は、このような従来の問題に鑑み、下水汚泥や屎尿汚泥等の有機質含有汚泥を好適に脱水することができ、有機質含有汚泥の脱水後の固形分をそのままセメント原料として容易に使用でき、セメント製品の性能を低下させることがなく、有機質含有汚泥を経済的、効率的に処理することができるとともに、脱水処理設備の稼働率を高め、処理コストを削減できる処理方法の提供を目的としたものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述の如き従来の問題を解決し、所期の目的を達成するための本発明の特徴は、生石灰を含む脱水材を有機質含有汚泥に混合して脱水し、前記汚泥の脱水後の固形分をセメント原料に混入して処理する有機質含有汚泥の処理方法において、前記脱水材は、セメント焼成系のサスペンションプレヒーターから分取され、セメント原料を加熱して得られる生石灰を含む中間工程品であることにある。
【０００９】
また、脱水材と汚泥とを混合して脱水するための脱水処理設備を移動可能とし、該脱水処理設備を必要な場所に移動させて脱水処理することに他の特徴があり、その際に、脱水処理設備をトラックに搭載し、該トラック上にて脱水処理することが好ましく、その脱水処理設備は、脱水材受けホッパー、汚泥受けホッパー、前記両ホッパーから供給された脱水材と汚泥とを混合撹拌する原料混合機、該原料混合機に前記両ホッパーから脱水材及び有機質含有汚泥を定量供給する定量供給機、及び脱水処理後の固形分を排出する排出用コンベアを備えたものが好ましい。
【００１０】
更に、脱水処理設備及びセメント原料を加熱して得られる生石灰を含む中間工程品を有機質含有汚泥発生地に搬送し、該汚泥発生地にて脱水処理を行い、該脱水処理後の固形分をセメント工場に搬送してセメント原料に混入するようにすることが好ましい。
【００１１】
尚、有機質含有汚泥は、有機質含有処理施設で発生する有機質含有汚泥や、屎尿処理施設で発生する屎尿汚泥の他、家庭廃水処理、産業廃水処理、浚渫ヘドロ処理等、臭気のある有機質含有汚泥が適用できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面について説明する。
【００１３】
まず、本発明の第１実施形態について説明すると、セメント工場においては、図１に示すように、セメント原料Ｌが、原料貯蔵場１から、原料乾燥機２、原料粉砕機３、原料タンク４を介して、セメント焼成系のサスペンションプレヒーターに供給されるようになっている。なお、セメント原料Ｌは石灰石、粘土、珪石、鉄原料等からなり、これを加熱して得られる中間工程品Ｑ（後述）は生石灰に比して一般的に安価である。
【００１４】
セメント焼成系のサスペンションプレヒーターは、複数段のサイクロン５、６、７、８、仮焼炉９をもって構成されており、ロータリーキルン１０の排ガスが、仮焼炉９、サイクロン８、７、６、５へ順に供給されるようになっている。そして、最上段のサイクロン５にセメント原料Ｌが投入され、このセメント原料Ｌが最下段のサイクロン８に達するまでに８５０°Ｃ〜９００°Ｃに加熱されて、セメント原料Ｌ中の石灰石の脱炭酸化により以下のように生石灰が生成される。
【００１５】
ＣａＣＯ3 →ＣａＯ＋ＣＯ2 
なお、最下段のサイクロン８までの中間工程品Ｑの主な成分は、一例として、ＳｉＯ2   １９．０％、Ａｌ2 Ｏ3   ４．３％、Ｆｅ2 Ｏ3   ２．７％、
ＣａＯ  ６０．５％、ＭｇＯ  １．５％となっており、生石灰を十分に含有している。また、中間工程品Ｑには、約０．５％の未燃カーボンが含有されている。
【００１６】
そして、最下段のサイクロン８からロータリーキルン１０へ、生石灰を含有した中間工程品Ｑが供給されるが、最下段のサイクロン８の下部出口には分取ダンパ２０が設けられており、分取ダンパ２０を介して所定量の中間工程品Ｑが分取されるようになっている。そして、分取された中間工程品Ｑは、水冷式冷却器２１、輸送機２２、出荷タンク２４を介して、搬送車２５により下水処理施設の汚泥処理場へ搬送される。なお、図１において、２３はエアロックフィーダであり、また、出荷タンク２４には集塵機が装備されている。
【００１７】
一方、下水処理施設等に付帯した汚泥処理場においては、図２に示すように、下水汚泥（脱水ケーキ）Ｓが、脱水装置３１から、定量供給機３２を介して、原料混合機４０に投入されるようになっている。なお、下水汚泥Ｓは、約８０％の水分を含有している。また、生石灰を含有したセメント中間工程品Ｑは、搬送車２５から、原料タンク２６、輸送機２７、定量供給機２８を介して、脱水材として原料混合機４０に投入される。
【００１８】
そして、原料混合機４０において、下水汚泥Ｓと中間工程品Ｑとが混合され、中間工程品Ｑ中の生石灰分と下水汚泥Ｓ中の水分とが以下のように反応し、下水汚泥Ｓ中の水分が、この水和反応に消費され、又は反応熱により蒸発することによって、下水汚泥Ｓが脱水される。
【００１９】
ＣａＯ＋Ｈ2 Ｏ→Ｃａ（ＯＨ）2 
このようにして下水汚泥Ｓが脱水されるが、脱水材としてセメント焼成系から分取した中間工程品Ｑを使用したので、生石灰を使用する場合に比して、下水汚泥Ｓを安価に脱水することができると共に、適度な反応速度により好適に脱水することができる。また、中間工程品Ｑは、微粉末であり、かつ、少量の未燃カーボンを含んでいるので、下水汚泥Ｓ中の臭気成分を吸着することができる。
【００２０】
そして、下水汚泥Ｓの脱水後の固形分Ｍは、輸送機４１、乾燥粉粒貯蔵タンク４３、輸送機４３を介して、搬送車２５によりセメント工場へ搬送される。そして、セメント工場において、図１に示すように、脱水後の固形分Ｍは、搬送車２５から、受入タンク４５、輸送機４６を介して、セメント焼成系のサスペンションプレヒーターの最上段のサイクロン５に、セメント原料Ｌと共に投入される。
【００２１】
次に、脱水処理に、移動可能な脱水処理設備を使用する第２実施形態を図１、図３及び図４について説明する。尚、第１実施形態と同一部分については同一符号を使用してその説明を省略する。
【００２２】
この脱水処理設備５０は、図３、図４に示すように、トラック５１に固定的に搭載され、そのトラック５１上で脱水処理を行うものであり、トラック５１上には脱水材である中間工程品Ｑが投入されて収容される脱水材受けホッパー５２、下水汚泥Ｓが投入される汚泥受けホッパー５３、両ホッパー５２，５３からそれぞれの材料を定量送りする定量供給機５４，５５、該両定量供給機から供給される中間工程品Ｑと下水汚泥Ｓとを混合撹拌する原料混合機５６及びその原料混合機５６によって脱水処理された後の固形分を排出する排出コンベア５７が搭載されている。
【００２３】
尚、脱水材受けホッパー５２からの定量供給機５４にはスクリューコンベアが使用され、汚泥受けホッパーからの定量供給機５５及び排出コンベア５７にはベルトコンベアが使用されている。
【００２４】
このようにトラック５１上に搭載した脱水処理設備５０を使用し、汚泥処理場の脱水装置から排出された下水汚泥Ｓを、下水汚泥受けホッパー５３に、また搬送車２５によって運ばれた中間工程品Ｑを脱水材受けホッパー５２にそれぞれ投入し、各定量供給機５４，５５により、所定の混合割合になるようにそれぞれ供給し、原料混合機５６の投入口５６ａより投入させる。
【００２５】
そして、原料混合機５６において、下水汚泥Ｓと中間工程品Ｑとが混合され、中間工程品Ｑ中の生石灰分と下水汚泥Ｓ中の水分とが前述と同様に反応し、下水汚泥Ｓ中の水分が、この水和反応に消費され、又は反応熱により蒸発することによって、下水汚泥Ｓが脱水される。
【００２６】
そして、下水汚泥Ｓの脱水後の固形分Ｍは、第１実施形態と同じく、搬送車２５によりセメント工場へ搬送し、セメント工場において、図３に示すように、受入タンク４５、輸送機４６を介して、セメント焼成系のサスペンションプレヒーターの最上段のサイクロン５に、セメント原料Ｌと共に投入する。
【００２７】
上述のように、第１、第２実施形態とも、下水汚泥Ｓの脱水後の固形分Ｍがセメント原料Ｌと共に投入されるが、脱水材としてセメント焼成系から分取した中間工程品Ｑを使用したので、下水汚泥Ｓの脱水後の固形分Ｍをそのままセメント原料Ｌと共に投入でき、セメント製品の性能を低下させることがなく、固形分Ｍを好適に処理することができる。
【００２８】
なお、上述の両実施形態は、セメント焼成系のサスペンションプレヒーターに仮焼炉が備えられている場合について述べたが、仮焼炉は必ずしも備えなくてもよい。また、上述の両実施形態は、セメント焼成系のサスペンションプレヒーターの最下段のサイクロンから中間工程品を分取する場合について述べたが、中段のサイクロンから分取してもよい。
【００２９】
上述した各実施形態では下水処理施設で発生する下水汚泥の処理について述べたが、本発明は、この他屎尿処理施設で発生する水分含有量が６０〜８０％の屎尿汚泥の処理も同様にして実施することができる。
【００３０】
また、屎尿汚泥及び下水汚泥には、多くのアンモニア成分が含まれているため、脱水後の固形分をセメント材料と共に焼成すると、焼成系内でアンモニアガスが多く発生し、排ガス中の窒素酸化物濃度を低減させる効果がある。
【００３１】
【発明の効果】
上述のように、本発明に係る下水汚泥の処理方法は、セメント原料を加熱して得られる生石灰を含む中間工程品を、セメント焼成系のサスペンションプレヒーターから分取し、脱水材として有機質含有汚泥に混合して脱水することによって、有機質含有汚泥の脱水後の固形分は、焼成後に固形分として残る成分がセメント原料に近いため、前記脱水後の固形分をそのままセメント原料として使用しても、製造されるセメントの品質変化を来さず、有機質含有汚泥を経済的かつ効率良く処理することができる。また、脱水材として使用するセメント焼成系から分取した中間工程品は微粉末であり、少量の未燃カーボンを含んでいるので、有機質含有汚泥の脱臭にも効果がある。
【００３２】
更に、脱水処理設備をトラックに固定的に搭載する等して、移動可能とすることにより、複数の中小規模の有機質含有処理施設において１つの脱水処理設備を共用することが容易となり、設備の稼働率を上げるとともに、処理コストを削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る有機質含有汚泥の処理方法の第１実施形態のセメント工場における工程を示す概略図である。
【図２】  同上の汚泥処理場における工程を示す概略図である。
【図３】  本発明に係る有機質含有汚泥の処理方法の第２実施形態の、汚泥処理施設における工程を示す概略図である。
【図４】  同上の脱水処理設備をトラックに搭載した状態の一例の側面図である。
【符号の説明】
１  原料貯蔵場
２  原料乾燥機
３  原料粉砕機
４  原料タンク
５、６、７、８  サイクロン（サスペンションプレヒーター）
９  仮焼炉
１０  ロータリーキルン
２０  分取ダンパ
２１  冷却機
２２  輸送機
２３  エアロックフィーダ
２４  出荷タンク
２５  搬送車
２６  原料タンク
２７  輸送機
２８  定量供給機
３１  汚泥脱水装置
３２  定量供給機
４０  原料混合機
４１  輸送機
４２  乾燥粉粒子体貯蔵タンク
４３  輸送機
４４  搬送車
４５  受入タンク
４６  輸送機
５０  脱水処理設備
５１  トラック
５２  脱水材受けホッー
５３  有機質含有汚泥受けホッパー
５４，５５  定量供給機
５６  原料混合機
５７  排出ココンベア
Ｌ  セメント原料
Ｍ  有機質含有汚泥脱水後固形分
Ｑ  セメント中間工程品
Ｓ  下水汚泥
【図１】
0003682669.tif 000002
【図２】
0003682669.tif 000003
【図３】
0003682669.tif 000004
【図４】
0003682669.tif 000005