(57)【要約】【課題】            ダストのべたつきをなくし、最短のフィードバック制御ができ、リン揮散を抑えることができ、ダスト捕集率約１００％となし、返流水ＳＳ負荷が小さい下水汚泥溶融処理方法を提供する。【解決手段】        下水汚泥を脱水して乾燥し、その後に溶融炉３９で溶融処理するのに際し、予め下水汚泥中のＦｅ／Ｐの比率とＶＴＳの相関において経験則としてＦｅ／Ｐの比率の適値を定め、被溶融物の下水汚泥を分析してＦｅ／Ｐの比率とＶＴＳを求め、分析値のＦｅ／Ｐが経験則の適値より大きくなるように、溶融炉３９へ投入する前の下水汚泥に鉄粉を添加する。【選択図】          図１
2006015173.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下水汚泥を脱水して乾燥し、その後に溶融炉で溶融処理するのに際し、予め下水汚泥中のＦｅ／Ｐの比率とＶＴＳの相関において経験則としてＦｅ／Ｐの比率の適値を定め、被溶融物の下水汚泥を分析してＦｅ／Ｐの比率とＶＴＳを求め、分析値のＦｅ／Ｐが経験則の適値より大きくなるように、溶融炉へ投入する前の下水汚泥に鉄粉を添加することを特徴とする下水汚泥溶融処理方法。
【請求項２】
下水汚泥を脱水して乾燥し、その後に溶融炉で溶融処理するのに際し、排ガス排出系の特定部位を監視し、前記特定部位に溶融炉から揮散するリン酸化合物が付着する場合に、溶融炉へ投入する前の下水汚泥に鉄粉を添加することを特徴とする下水汚泥溶融処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、下水汚泥溶融処理方法に関し、下水汚泥の溶融処理でリン排ガスへの揮散を抑え、スラグ中に固定化するとともに、排ガス処理を容易にする技術に係る。
【背景技術】
【０００２】
従来、図４に示すように、下水汚泥溶融処理方法では、濃縮汚泥１に凝集剤（ポリ鉄）２を添加して脱水機３で脱水し、脱水汚泥４を貯留ピット５に一旦貯留した後に乾燥機６で乾燥し、乾燥汚泥７をホッパ８に一旦貯留した後に溶融炉９で溶融してスラグ１０となしている。
【０００３】
溶融炉９から排出する排ガス１１は、廃熱ボイラ１２、乾式電気集塵機１３、排煙処理塔１４、湿式電気集塵機１５を通して処理し、返流水１６は水処理設備（図示省略）で処理する。
【０００４】
また、特許文献１に記載するように、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技術として、リンを含む汚泥を溶融炉において高温処理してスラグ化するに際し、前工程として、脱水機において原料汚泥にポリ硫酸第２鉄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するものがある。
【０００５】
また、特許文献２に記載するように、溶融時にリンを揮散させることなくスラグ中に固定する技術として、溶融対象物に対して、溶融処理温度で酸性酸化物を生成する酸性酸化物生成元素ＰとＳｉの濃度と、前記酸性酸化物に対応する塩基性酸化物を生成する塩基性酸化物生成元素ＣａとＦｅとＡｌの濃度との対比で定義された酸塩基比が予め設定した下限値以上になるように、１種または複数種の塩基性酸化物生成元素を含有する成分調整剤を添加し、成分調整した溶融対象物を溶融炉に導入して溶融スラグ化させるものがある。
【０００６】
また、特許文献３に記載するように、強還元雰囲気での溶融時にリンを揮散させることなくスラグ中に固定する技術として、前処理した溶融対象物を溶融炉において強還元雰囲気中で溶融スラグ化し、溶融対象物に含まれたリンをスラグ中もしくは溶融時に還元生成する金属中に固定化するのに際し、前処理において、溶融処理温度で揮散するリンをリン化物として固定化する金属元素の濃度と、酸性酸化物を生成する酸性酸化物形成元素の濃度との比を調整指標比Ｒとし、調整指標比Ｒが所定の下限値以上となるように溶融対象物の成分調整を行なうものがある。
【特許文献１】特開２０００−１４０８９５公報
【特許文献２】特開平１１−３４２３７８公報
【特許文献３】特開２００１−２９９９８公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１では、強酸性薬品のため腐食トラブルあり、排ガスの中和に多量のアルカリ薬剤が必要であった。また、特許文献２では、強い還元雰囲気中でＣａとＡｌはリン固定化作用を発揮できなかった。還元雰囲気とＦｅ／Ｐの相関があり、しかし、Ｐの含有量が変動する上にＳｉ分析は時間がかかるので、フィードフォワード制御は難しかった。特許文献３では高いコストで、ダスト捕集率が８５％と低く、ダスト捕集率を約１００％にするためには水処理系への返流水中のＳＳ負荷が大きくなる。
【０００８】
本発明は上記した課題を解決するものであり、ダストのべたつきをなくし、最短のフィードバック制御ができ、リン揮散を抑えることができ、ダスト捕集率約１００％となし、返流水ＳＳ負荷が小さい下水汚泥溶融処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、請求項１に記載する本発明の下水汚泥溶融処理方法は、下水汚泥を脱水して乾燥し、その後に溶融炉で溶融処理するのに際し、予め下水汚泥中のＦｅ／Ｐの比率とＶＴＳの相関において経験則としてＦｅ／Ｐの比率の適値を定め、被溶融物の下水汚泥を分析してＦｅ／Ｐの比率とＶＴＳを求め、分析値のＦｅ／Ｐが経験則の適値より大きくなるように、溶融炉へ投入する前の下水汚泥に鉄粉を添加するものである。
【００１０】
請求項２に記載する本発明の下水汚泥溶融処理方法は、下水汚泥を脱水して乾燥し、その後に溶融炉で溶融処理するのに際し、排ガス排出系の特定部位を監視し、前記特定部位に溶融炉から揮散するリン酸化合物が付着する場合に、溶融炉へ投入する前の下水汚泥に鉄粉を添加するものである。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように本発明によれば、リン固定化によってリン揮散を抑えてダストのべたつきをなくし、鉄紛を使用することで反応性が速くフィードバック制御の効率が高くなり、フィードフォワード制御も可能となり、ダスト捕集率約１００％を達成でき、返流水ＳＳ負荷を小さくできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
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、濃縮汚泥３１は脱水のための必要量だけの凝集剤（ポリ鉄）３２を添加して脱水機３３で脱水し、脱水汚泥３４を貯留ピット３５に一旦貯留した後に乾燥機３６で乾燥し、乾燥汚泥３７をホッパ３８に一旦貯留した後に溶融炉３９で溶融してスラグ４０となす。
【００１３】
溶融炉３９から排出する排ガス４１は、廃熱ボイラ４２、ガス冷却塔４３、バグフィルタ４４、排煙処理塔４５を通して処理し、返流水４６は水処理設備（図示省略）で処理する。
【００１４】
ホッパ３８には鉄紛を供給する定量フィーダ５１を接続しており、定量フィーダ５１は設定値を変えることで添加量を調整しながら鉄紛を乾燥汚泥３７に添加する。鉄紛の添加はホッパ３８から溶融炉３９への移送するコンベア等の途中において行っても良く、溶融炉３９へ直接に投入しても良い。
【００１５】
図２の（ａ）は本発明に係る凝集剤（ポリ鉄）の添加とともに、鉄紛を添加する場合におけるリン固定化率％とＦｅ／Ｐ比率との関係を示すグラフ図、図２の（ｂ）は従来の凝集剤（ポリ鉄）のみを添加する場合におけるリン固定化率％とＦｅ／Ｐ比率との関係を示すグラフ図である。図２により、Ｆｅ／Ｐ比率が同じであっても、従来の凝集剤（ポリ鉄）のみの場合にはリン固定化率％が低く、本発明のように凝集剤（ポリ鉄）の添加とともに、鉄紛を添加する場合にはリン固定化率％が高くなる。これは１００％の鉄を鉄紛という形態で添加することが大きな要因となっている。
【００１６】
鉄紛の添加は次の方法によって行う。予備的な運転もしくはラボ実験によって図３に示すような乾燥ケーキＶＴＳ（強熱減量）％と乾燥ケーキＦｅ／Ｐ比率との相関を求める。図３おいて、Ａは従来の凝集剤としてポリ鉄をのみを添加する場合において、特定部位の煙道部にリン酸化合物が付着しない安定状態を示し、Ｂは従来の凝集剤としてポリ鉄をのみを添加する場合において、特定部位の煙道部にリン酸化合物が多少付着する不安定状態を示し、Ｃは従来の凝集剤としてポリ鉄をのみを添加する場合において、特定部位の煙道部にリン酸化合物が多量付着する閉塞状態を示し、Ｄは本発明おいて凝集剤としてポリ鉄を添加するとともに、乾燥汚泥に鉄粉を所定量添加する場合において特定部位の煙道部にリン酸化合物が付着しない安定状態を示している。
【００１７】
この相関関係において、特定部位の煙道部にリン酸化合物が付着しない安定状態の分布する領域と他のリン酸化合物が付着する領域とを隔てるダスト付着境界線Ｌを求める。
次に、運転時には乾燥汚泥３７を分析してＦｅ／Ｐの比率とＶＴＳを求め、分析値のＦｅ／Ｐが経験則の適値より大きくなるように、溶融炉３９へ投入する前の乾燥汚泥３７に鉄粉を添加する。この操作にフィードフォワード制御が可能となる。
【００１８】
【表１】
2006015173.tif 000003
【００１９】
この鉄紛の添加による操作によって、表１に示すように、従来法において６５％であるリン固定化率を９０％に高め、ダストのべたつきをなくすことができる。また、廃熱ボイラ４２で監視する特定部位におけるリン酸化合物の付着の有無を指標として定量フィーダ５１を操作してホッパ３８へ鉄紛を添加し、この鉄紛を含む乾燥汚泥３７を溶融炉３９へ供給することでフィードバックに要する時間が短くなり、従来４８時間であるフィードバック所要時間を６時間程度に短くして最短のフィードバック制御によってリン揮散を抑えることができる。また、鉄紛という状態で添加することで反応性を速くしてフィードバック制御の効率を高めることができる。さらに、返流水４６のＳＳを従来０．３５であるものを０．０２４にすることができる。
【００２０】
通常において鉄紛の添加は上述した方法によって行うが、バックアップとして次の方法によって行うことも可能である。廃熱ボイラ４２に特定部位、例えば廃熱ボイラ４２の輻射部と水管部を連結する煙道部等を監視するＩＴＶ（工業用テレビカメラ）を設ける。
【００２１】
このＩＴＶによって特定部位を常時に監視し、特定部位に溶融炉３９から揮散するリン酸化合物が付着することが認められる場合に、コントローラ５２によって溶融炉３９へ投入する前の乾燥汚泥３７に定量フィーダ５１によって所定量の鉄紛を添加し、リンを固定化して揮散を抑制し、リン酸化合物が付着することを防止する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施の形態を示す下水汚泥溶融処理方法のフローシート図
【図２】(ａ)は本発明のリン固定化率％とＦｅ比率の関係を示すグラフ図、(ｂ)は従来のリン固定化率％とＦｅ比率との関係を示すグラフ図
【図３】乾燥ケーキＶＴＳ％と乾燥ケーキＦｅ／Ｐ比率の関係を示すグラフ図
【図４】従来の下水汚泥溶融処理方法のフローシート図
【符号の説明】
【００２３】
３１    濃縮汚泥
３２    凝集剤（ポリ鉄）
３３    脱水機
３４    脱水汚泥
３５    貯留ピット
３６    乾燥機
３７    乾燥汚泥
３８    ホッパ
３９    溶融炉
４０    スラグ
４１    排ガス
４２    廃熱ボイラ
４３    ガス冷却塔
４４    バグフィルタ
４５    排煙処理塔
４６    返流水
５１    定量フィーダ
５２    コントローラ
【図１】
2006015173.tif 000004
【図２】
2006015173.tif 000005
【図３】
2006015173.tif 000006
【図４】
2006015173.tif 000007