(57)【要約】【課題】  下水処理場で発生する下水脱水ケーキを使用して適当な発熱量を有する固形燃料を製造することができ、高効率で経済的な汚泥の処理方法及び装置を提供する。【解決手段】  下水処理場から得られる下水汚泥の含水率を７０〜８５％に脱水した下水脱水ケーキと、０．１〜３ｍｍの大きさに粉砕した廃プラスチック粉砕物及び／又は１〜５ｍｍに破砕した古紙破砕物とを、下水脱水ケーキ１重量部に対して廃プラスチック粉砕物及び古紙破砕物の総量を０．１〜０．７重量部の割合で混合し、直径４〜１０ｍｍ、長さ２〜７ｃｍの棒状に成形した後、６０〜１８０℃の温風で乾燥させる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下水脱水ケーキと廃プラスチック粉砕物及び／又は古紙破砕物とを混合し、成形後に乾燥させることを特徴とする汚泥の処理方法。
【請求項２】
下水処理場から得られる下水汚泥の含水率を７０〜８５％に脱水した下水脱水ケーキと、０．１〜３ｍｍの大きさに粉砕した廃プラスチック粉砕物及び／又は１〜５ｍｍに破砕した古紙破砕物とを、下水脱水ケーキ１重量部に対して廃プラスチック粉砕物及び古紙破砕物の総量を０．１〜０．７重量部の割合で混合し、直径４〜１０ｍｍ、長さ２〜７ｃｍの棒状に成形した後、６０〜１８０℃の温風で乾燥させることを特徴とする汚泥の処理方法。
【請求項３】
下水脱水ケーキと廃プラスチック粉砕物及び／又は古紙破砕物とを混合する混合機と、該混合機で混合した混合物を棒状に成形する成形機と、該成形機で成形された成形物を温風乾燥する乾燥機とを備え、該乾燥機は、乾燥室内を横切るように配置された通気性を有する搬送ベルトと、前記乾燥室内に温風を供給する温風供給手段と、該乾燥室内の温風を撹拌する手段と、該乾燥室内から温風を回収する温風回収手段と、前記搬送ベルトの一端に前記成形物を搬送ベルト上に載置する成形物載置部と、該搬送ベルトの他端から乾燥した成形物を回収する成形物回収部とを備えていることを特徴とする汚泥の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚泥の処理方法及び装置に関し、詳しくは、下水処理場から排出される下水汚泥を固形燃料として有効利用するための汚泥の処理方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下水汚泥のエネルギー利用を促進し、地球温暖化対策に貢献する技術が求められており、乾燥汚泥を火力発電所の燃料として利用する試みが行われつつある。しかし、一般的な下水乾燥汚泥は、発熱量が低いため、発電所の受入量が制限されることが予想される。
【０００３】
一方、一般家庭や工場等から大量のプラスチックが廃棄されているが、プラスチックは、埋め立てても腐敗することがなく、その処分が大きな問題となっている。また、古紙についても、紙パックのような樹脂コーティングされたものは、再生再利用が困難となっている。
【０００４】
このようなことから、製紙工場から排出される有機物スラッジを６０％程度の含水率になるように乾燥させた後、廃油とプラスチック廃棄物とを加えて混合しながら乾燥させた後、所定形状に固化させて固体燃料とする方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開昭５６−６２８９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来の方法では、有機物スラッジを乾燥させてから廃油及び廃プラスチックを混合し、これらを混合しながら乾燥させているため、乾燥に要するエネルギーが多大なものとなり、また、装置構成も複雑で高額なものとなっていた。さらに、原料の一部に廃油を使用しているので、管理等が面倒であるという不都合もあった。
【０００６】
そこで本発明は、下水処理場で発生する下水脱水ケーキを使用して適当な発熱量を有する固形燃料を製造することができ、高効率で経済的な汚泥の処理方法及び装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の汚泥の処理方法は、下水脱水ケーキと廃プラスチック粉砕物及び／又は古紙破砕物とを混合し、成形後に乾燥させることを特徴とし、特に、下水処理場から得られる下水汚泥の含水率を７０〜８５％に脱水した下水脱水ケーキと、０．１〜３ｍｍの大きさに粉砕した廃プラスチック粉砕物及び／又は１〜５ｍｍに破砕した古紙破砕物とを、下水脱水ケーキ１重量部に対して廃プラスチック粉砕物及び古紙破砕物の総量を０．１〜０．７重量部の割合で混合し、直径４〜１０ｍｍ、長さ２〜７ｃｍの棒状に成形した後、６０〜１８０℃の温風で乾燥させることを特徴としている。
【０００８】
また、本発明の汚泥の処理装置は、下水脱水ケーキと廃プラスチック粉砕物及び／又は古紙破砕物とを混合する混合機と、該混合機で混合した混合物を棒状に成形する成形機と、該成形機で成形された成形物を温風乾燥する乾燥機とを備え、該乾燥機は、乾燥室内を横切るように配置された通気性を有する搬送ベルトと、前記乾燥室内に温風を供給する温風供給手段と、該乾燥室内の温風を撹拌する手段と、該乾燥室内から温風を回収する温風回収手段と、前記搬送ベルトの一端に前記成形物を搬送ベルト上に載置する成形物載置部と、該搬送ベルトの他端から乾燥した成形物を回収する成形物回収部とを備えていることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、古紙あるいは廃プラスチックを下水脱水ケーキに混合して成形した後に乾燥させるので、乾燥効率を大幅に向上させることができ、適当な発熱量を有する固形燃料を効率よく製造することができる。特に、特定の乾燥機を使用することによって更に乾燥効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は本発明の汚泥の処理方法の第１形態例を示す説明図である。本形態例は、下水脱水ケーキに廃プラスチックを混合して固形燃料を製造するものであって、下水脱水ケーキには、下水処理場で発生した下水汚泥を通常の脱水機で含水率を７０〜８５％に脱水したものをそのまま使用する。
【００１１】
廃プラスチックは、粉砕機１１での粉砕工程で適当な大きさ、好ましくは０．１〜３ｍｍ、より好ましくは１ｍｍ程度にあらかじめ粉砕してから下水脱水ケーキに混合する。廃プラスチック粉砕物の大きさが小さすぎると、飛散等の問題が発生することがあり、また、粉砕に要するコストも上昇する。一方、廃プラスチック粉砕物が大きすぎると、下水脱水ケーキへの混合や、下水脱水ケーキと混合した後の成形が困難になったりする。粉砕機１１は、各種廃プラスチックを前述のような大きさに粉砕できればよく、任意の型式の粉砕機を用いることができる。
【００１２】
混合工程を行う混合機１２における下水脱水ケーキと粉砕された廃プラスチックとの混合割合は、下水脱水ケーキの性状や廃プラスチックの種類、両者の発熱量を考慮して設定することができるが、通常は下水脱水ケーキ１重量部に対して廃プラスチック粉砕物を０．１〜０．７重量部、好ましくは０．４重量部程度の割合とすればよい。このとき、廃プラスチックの割合が少なすぎると所望の発熱量が得られなくなることがあり、廃プラスチックの割合が多すぎると下水脱水ケーキの処理量が少なくなって本来の目的を達成することができなくなる。この混合機１２は、前記下水脱水ケーキと粉砕された廃プラスチックとを十分に混合できればよく、バッチ式、連続式のいずれを用いてもよい。
【００１３】
成形工程を行う成形機１３は、下水脱水ケーキと廃プラスチックとの混合物を固形燃料として使用するのに適当な形状及び大きさに成形するものであって、一般的な成形機等を使用することができる。成形物の形状や大きさは、適当に設定することができるが、小さすぎると取り扱いが困難になることがあり、大きすぎると乾燥や燃焼の際に問題が生じるので、直径４〜１０ｍｍ、好ましくは直径６〜８ｍｍの棒状で、長さが２〜７ｃｍ、好ましくは５〜６ｃｍ程度の円柱状や円筒状が最適である。また、成形機１３は、混合機１２と一体型のものであってもよい。
【００１４】
乾燥工程を行う乾燥機１４は、成形物を乾燥させることができれば、バッチ式、連続式の各種構造の乾燥機を用いることができる。また、乾燥温度は、廃プラスチックの種類や所望の乾燥状態に応じて設定することができるが、通常は６０〜１３０℃の範囲が適当であり、低温での予備乾燥工程と高温での乾燥工程とを組み合わせることもできる。
【００１５】
このようにして成形物を乾燥させることにより、下水脱水ケーキと廃プラスチックとを原料とした固形燃料（ＲＤＦ）を得ることができる。この固形燃料は、有機分が少なくて発熱量の低い下水脱水ケーキと、発熱量の高い廃プラスチックとの混合割合を適宜設定することにより、石炭や重油等と同等の発熱量を得ることができ、下水脱水ケーキを乾燥させた従来の固形燃料のように発熱量が低いという問題がなく、廃プラスチックのみを燃焼させたときの過大な発熱量の問題もない。
【００１６】
図２は本発明の汚泥の処理方法の第２形態例を示す説明図である。本形態例は、下水脱水ケーキに古紙を混合して固形燃料を製造するものであって、下水脱水ケーキには、前記同様に、下水処理場で発生した下水汚泥を通常の脱水機で含水率を７０〜８５％に脱水したものをそのまま使用する。
【００１７】
古紙は、破砕機２１での破砕工程で適当な大きさ、好ましくは１〜３ｍｍ程度の紙片になるようにあらかじめ破砕してから下水脱水ケーキに混合する。古紙破砕物の大きさが小さすぎると、飛散等の問題が発生することがあり、また、破砕に要するコストも上昇する。一方、古紙破砕物が大きすぎると、下水脱水ケーキへの混合や、下水脱水ケーキと混合した後の成形が困難になったりする。破砕機２１は、古紙を前述のような大きさに破砕できればよく、任意の型式の破砕機を用いることができる。また、古紙としては、樹脂コーティングされたものも使用することができる。
【００１８】
以下の混合工程、成形工程、乾燥工程は、前述の廃プラスチックを使用したときと同様の混合機１２，成形機１３及び乾燥機１４を使用して同様の操作で行うことができるので、これらの詳細な説明は、ここでは省略する。なお、古紙の場合の乾燥工程では、廃プラスチックに比べて高い１００〜１８０℃の温度で乾燥させることが好ましい。
【００１９】
図３は、前記乾燥工程の実施に最適な乾燥機の一形態例を示す概略図である。この乾燥機３１は、乾燥室３２内を水平に横切るように配置された通気性を有する搬送ベルト３３と、乾燥室３２内に温風乃至熱風を供給する温風供給手段３４と、乾燥室３２内の温風乃至熱風を撹拌する手段である循環ファン３５と、乾燥室３２内から温風を回収する温風回収手段３６と、搬送ベルト３３の一端に成形物３７を搬送ベルト上に載置する成形物載置部３８と、搬送ベルト３３の他端から乾燥した成形物３７を回収する成形物回収部３９とを備えている。
【００２０】
乾燥室３２は、温風導入部４１ａ〜４１ｄと、温風導出部４２ａ〜４２ｄとを有し、内部に循環ファン３５を配設したトンネル状の乾燥室ユニット３２ａ〜３２ｄを連結し、その前後に成形物載置部３８と成形物回収部３９とを連結するとともに、成形物載置部３８及び成形物回収部３９に設けられたスプロケット４３，４３に所定長さの前記搬送ベルト３３を掛け渡したものであって、成形物３７の乾燥状態や処理量に応じて乾燥室ユニットの設置数を増減できるように形成されている。
【００２１】
搬送ベルト３３は、耐熱性及び柔軟性を有する金網等からなるものであって、網目や通孔を通して成形物の周囲に温風が流通するように形成されている。また、前述のように、成形物を円柱状や円筒状に成形することにより、他の形状に比べて成形物の表面積が増大するので、熱伝達も良好であり、乾燥効率の向上が図れる。また、成形物３７を搬送ベルト３３上に静置させた状態で搬送しながら乾燥させるので、成形物同士が擦れ合うことがなく、成形物３７が破損したり、ダストが発生したりすることもない。
【００２２】
温風供給手段３４は、加熱器４４で発生させた温風をファン４５により供給するもので、ダンパー４６ａ〜４６ｄでそれぞれ流量調節した温風を各温風導入部４１ａ〜４１ｄに分配するように形成されている。また、温風回収手段３６は、各温風導出部４２ａ〜４２ｄのダンパー４７ａ〜４７ｄでそれぞれ流量調節した温風をファン４８で吸引するように形成されている。したがって、各ダンパー４６ａ〜４６ｄ、４７ａ〜４７ｄを適当に調節することにより、各乾燥室ユニット３２ａ〜３２ｄ内で乾燥中の各成形物３７の状況に応じた最適な量の温風を各乾燥室ユニット３２ａ〜３２ｄ内に流通させることが可能である。
【００２３】
成形物載置部３８は、混合機１２で混合され、成形機１３で成形された成形物３７を搬送ベルト３３の上に均一に展載するように形成されている。このように成形物３７を均一に堆積させることにより、温風のショートパスを防止して成形物全体を均一に加熱することができ、乾燥効率を高めることができる。
【００２４】
成形物回収部３９から回収される乾燥後の成形物３７は、あらかじめ成形してから乾燥させているので、そのまま固形燃料として使用することが可能であり、また、適度な硬度を有しているため、ベルトコンベヤ等で容易に搬送することができる。
【００２５】
このようにして下水脱水ケーキを処理することにより、従来は埋立処理されていた下水汚泥や廃プラスチックあるいは古紙を燃料として有効利用できるため、廃棄物の最終処分費が大幅に削減できるとともに、発電所等での石炭や重油等の化石燃料の代替物として使用することによって化石燃料使用量の削減も図れる。
【００２６】
なお、廃プラスチック及び古紙の両方を任意の割合で混在したものを下水脱水ケーキに混合することも可能であり、この場合は、廃プラスチック及び古紙の総量が、下水脱水ケーキ１重量部に対して０．１〜０．７重量部になるようにすればよい。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の汚泥の処理方法の第１形態例を示す説明図である。
【図２】本発明の汚泥の処理方法の第２形態例を示す説明図である。
【図３】乾燥工程の実施に最適な乾燥機の一形態例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００２８】
１１…粉砕機、１２…混合機、１３…成形機、１４…乾燥機、２１…破砕機、３１…乾燥機、３２…乾燥室、３２ａ〜３２ｄ…乾燥室ユニット、３３…搬送ベルト、３４…温風供給手段、３５…循環ファン、３６…温風回収手段、３７…成形物、３８…成形物載置部、３９…成形物回収部、４１ａ〜４１ｄ…温風導入部、４２ａ〜４２ｄ…温風導出部、４３…スプロケット、４４…加熱器、４５…ファン、４６ａ〜４６ｄ，４７ａ〜４７ｄ…ダンパー、４８…ファン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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