(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
脱水機においてリンを含む汚泥である原料汚泥に鉄系凝集剤を混合して脱水処理し、脱水ケーキを汚泥乾燥機において乾燥し、乾燥ケーキを溶融炉へ投入し、溶融炉において還元雰囲気中で溶融処理してスラグ化することで、通気路を通して排出する排ガス中に揮散するリン成分を抑制して、リン酸腐食または通気路の閉塞を引き起こすリン酸塩の付着を防止することを特徴とする汚泥溶融炉におけるリンの固定化方法。
【請求項２】
鉄系凝集剤がポリ硫酸第１鉄、ポリ硫酸第２鉄、塩化第２鉄の何れかであることを特徴とする請求項１に記載の汚泥溶融炉におけるリンの固定化方法。
【請求項３】
鉄系凝集剤としてポリ硫酸第２鉄を使用し、ポリ硫酸第２鉄の混合量を、鉄分として原料汚泥の乾燥汚泥換算重量の３〜６％とすることを特徴とする請求項１に記載の汚泥溶融炉におけるリンの固定化方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、下水処理汚泥等の汚泥を溶融炉において処理する技術に係り、リンをスラグ中へ固定するものであり、汚泥溶融炉におけるリンの固定化方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
下水処理場で発生する汚泥は、汚泥の減容化、安定化および再利用を目的として溶融炉において溶融し、スラグ化している。この処理工程は、例えば図２に示すように、下水処理場で発生する汚泥１を脱水機２において含水率８０％程度に脱水し、脱水ケーキを脱水ケーキ貯留ピット３に投入して貯留し、脱水ケーキ貯留ピット３の脱水ケーキをバケットクレーンによりケーキ供給ホッパ４に供給し、ケーキ供給ホッパ４から含水率８０％の脱水ケーキを汚泥乾燥機５に投入し、間接加熱により含水率２０％にまで乾燥する。
【０００３】
乾燥ケーキは、溶融炉６に投入し、主燃焼室７のバーナ８の燃焼熱および汚泥中の有機物の燃焼熱を溶融熱源として、１３００〜１５００℃で高温処理し、溶融したスラグを二次燃焼室９を通して冷却水中に滴下し、冷却固化したスラグを出滓する。排ガスは、二次燃焼室９から煙道１０を通り、輻射式廃熱ボイラ１１および水管式廃熱ボイラ１２に導き、排ガスの熱エネルギーを蒸気として熱回収する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年においては下水処理場における高度処理化に伴って、汚泥中のリン濃度が上昇しており、このリンを含有した汚泥を溶融炉６において高温処理すると、リンはスラグ中に固定されず、排ガス中へ揮発し、粘着性の強いリン酸化合物１３となって煙道１０、輻射式廃熱ボイラ１１および水管式廃熱ボイラ１２の壁面やボイラ水管に付着し、通気路の閉塞やリン酸腐食を引き起こす問題があった。
【０００５】
このために、溶融炉６を酸化雰囲気で運転することを試みたが、空気量の増加のために、主燃焼室７が低温化し、補助燃料使用量が多くなり、効果を得ることができなかった。
【０００６】
本発明は上記した課題を解決するものであり、主燃焼室内を還元雰囲気にして運転する溶融炉において、リンをスラグ中に固定することができる汚泥溶融炉におけるリンの固定化方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決するために、本発明の汚泥溶融炉におけるリンの固定化方法は、脱水機においてリンを含む汚泥である原料汚泥に鉄系凝集剤を混合して脱水処理し、脱水ケーキを汚泥乾燥機において乾燥し、乾燥ケーキを溶融炉へ投入し、溶融炉において還元雰囲気中で溶融処理してスラグ化することで、通気路を通して排出する排ガス中に揮散するリン成分を抑制して、リン酸腐食または通気路の閉塞を引き起こすリン酸塩の付着を防止するものである。
【０００８】
好ましくは、鉄系凝集剤がポリ硫酸第１鉄、ポリ硫酸第２鉄、塩化第２鉄の何れかである。
好ましくは、鉄系凝集剤としてポリ硫酸第２鉄を使用し、ポリ硫酸第２鉄の混合量を、鉄分として原料汚泥の乾燥汚泥換算重量の３〜６％とするものである。
【０００９】
上記した構成により、溶融に際し、乾燥ケーキ中のリンは、排ガス中へ移行することなく、スラグ中に固定化される。以上のことを実験により確認した。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１において、溶融炉２１は、下水処理場で発生するリンを含む汚泥を高温処理してスラグ化し、汚泥の減容化、安定化および再利用を図るものである。
【００１１】
溶融炉２１における汚泥の溶融に先立って、前工程として、脱水機２２に原料汚泥２３を導くとともに、鉄系凝集剤としてポリ硫酸第２鉄２４を注入し、原料汚泥２３とポリ硫酸第２鉄２４とを混合して含水率８０％程度に脱水処理する。このポリ硫酸第２鉄の混合量は、原料汚泥２３の乾燥汚泥換算重量（対ＤＳ）の３〜６％とする。
脱水ケーキを脱水ケーキ貯留ピット２５に投入して貯留し、脱水ケーキ貯留ピット２５の脱水ケーキをバケットクレーンによりケーキ供給ホッパ２６に供給し、ケーキ供給ホッパ２６から脱水ケーキを汚泥乾燥機２７に投入し、間接加熱により含水率２０％にまで乾燥する。
【００１２】
乾燥ケーキは、溶融炉２１に投入し、主燃焼室２８のバーナ２９の燃焼熱および汚泥中の有機物の燃焼熱を溶融熱源として、還元雰囲気中において１３００〜１５００℃で高温処理し、溶融したスラグ３０を二次燃焼室３１を通して冷却水中に滴下し、冷却固化したスラグ３０を出滓する。排ガスは、二次燃焼室３１から煙道３２を通り、輻射式廃熱ボイラ３３および水管式廃熱ボイラ３４に導き、排ガスの熱エネルギーを蒸気として熱回収する。
【００１３】
【表１】
0003664592.tif 000002
【００１４】
表１は、脱水機２２に注入するポリ硫酸第２鉄の混合量を、１％ずつ違えて投入した場合の脱水ケーキにおけるリンの固定化率と、溶融炉２１で生成するスラグ３０におけるリンの固定化率を示す。
【００１５】
この結果において、乾燥ケーキ中のリンは、排ガス中へ移行することなく、スラグ３０中に移行する傾向となる。特に、原料汚泥２３に鉄分として乾燥汚泥換算重量（対ＤＳ）の３〜６％のポリ硫酸第２鉄２４を混合した時に有効な効果を得られる。
【００１６】
したがって、溶融炉２１より排出する排ガス中に揮発するリン成分が少ないので、リン酸化合物の生成を抑制でき、煙道３２、輻射式廃熱ボイラ３３および水管式廃熱ボイラ３４の壁面やボイラ水管にリン酸塩が付着して、通気路の閉塞やリン酸腐食を引き起こすことを防止できる。
【００１７】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、脱水機にポリ硫酸第２鉄を注入することにより、溶融に際し、乾燥ケーキ中のリン成分を、排ガス中へ揮発することなく、スラグ中に固定化することができる。特に、ポリ硫酸第２鉄の混合量を、原料汚泥の乾燥汚泥換算重量の３〜６％とすることにより、より有効な効果を得ることができる。このため、リン酸塩の生成を抑制して、排ガスの通気路におけるリン酸塩の付着による閉塞やリン酸腐食を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における溶融炉の構成を示す摸式図である。
【図２】従来の溶融炉の構成を示す摸式図である。
【符号の説明】
２１    溶融炉
２２    脱水機
２３    原料汚泥
２４    ポリ硫酸第２鉄
２５    脱水ケーキ貯留ピット
２６    ケーキ供給ホッパ
２７    汚泥乾燥機
２８    主燃焼室
２９    バーナ
３０    スラグ
３１    二次燃焼室
３２    煙道
３３    輻射式廃熱ボイラ
３４    水管式廃熱ボイラ
【図１】
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【図２】
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