(57)【要約】【課題】硫化水素を好適に処理し得る有機汚泥及び硫黄含有廃棄物の処理方法を提供する。【解決手段】低減工程と、吸着工程とを備える。低減工程では、硫黄含有廃棄物と、発酵により酸化硫黄から硫化水素を発生させる嫌気性菌を含む有機汚泥とを混合し、発酵させることにより、混合物に含まれている硫黄成分を低減する。吸着工程では、低減工程において、発酵により発生した硫化水素を活性炭に吸着させることにより吸着活性炭を得る。吸着活性炭を、発電所３０のボイラ３１に投入する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
硫黄含有廃棄物と、発酵により酸化硫黄から硫化水素を発生させる嫌気性菌を含む有機汚泥とを混合し、発酵させることにより、前記混合物に含まれている硫黄成分を低減する低減工程と、
前記低減工程において、発酵により発生した硫化水素を活性炭に吸着させることにより吸着活性炭を得る吸着工程と、
を備え、
前記吸着活性炭を、発電所のボイラに投入する、有機汚泥及び硫黄含有廃棄物の処理方法。
【請求項２】
前記嫌気性菌が、硫酸還元菌である、請求項１に記載の有機汚泥及び硫黄含有廃棄物の処理方法。
【請求項３】
前記低減工程において、前記硫黄含有廃棄物を破砕することにより硫黄含有廃棄物粉を作製し、前記硫黄含有廃棄物粉と前記有機汚泥とを混合し、発酵させる、請求項１又は２に記載の有機汚泥及び硫黄含有廃棄物の処理方法。
【請求項４】
前記硫黄含有廃棄物として、石膏ボード、建築混合廃棄物のふるい下残渣、酸性硫酸塩土壌及び硫酸ピッチからなる群から選択された少なくとも一種を用いる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の有機汚泥及び硫黄含有廃棄物の処理方法。
【請求項５】
前記有機汚泥が、下水汚泥を含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の有機汚泥及び硫黄含有廃棄物の処理方法。
【請求項６】
前記有機汚泥の含水率が４０質量％以下となるまで前記低減工程を行う、請求項１〜５のいずれか一項に記載の有機汚泥及び硫黄含有廃棄物の処理方法。
【請求項７】
前記低減工程において、前記硫黄含有廃棄物及び前記有機汚泥とを、連続気泡が形成されないように堆積した状態で発酵させる、請求項１〜６のいずれか一項に記載の有機汚泥及び硫黄含有廃棄物の処理方法。
【請求項８】
前記硫黄成分が低減された混合物をセメントクリンカの焼成工程に投入する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の有機汚泥及び硫黄含有廃棄物の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機汚泥及び硫黄含有廃棄物の処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、有機汚泥や廃石膏ボードの処理方法が問題となっている。例えば、特許文献１には、有機汚泥と廃石膏ボードとの混合物を、好気性菌により処理することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１３１９２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
通常、有機汚泥は、５０質量％以上の含水率を有しているため、泥状である。このため、有機汚泥と廃石膏ボードとの混合物内に酸素を供給することが困難である場合もある。従って、混合物を嫌気性菌を用いて発酵させることも考えられる。ここで、廃石膏ボードには、硫黄成分が含まれている。このため、廃石膏ボードと有機汚泥との混合物を嫌気性菌を用いて発酵処理した場合、硫化水素が発生する虞がある。従って、発生した硫化水素の処理が問題となる。
【０００５】
このため、硫化水素を好適に処理し得る有機汚泥及び硫黄含有廃棄物の処理方法が求められている。
【０００６】
本発明の主な目的は、硫化水素を好適に処理し得る有機汚泥及び硫黄含有廃棄物の処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る有機汚泥及び硫黄含有廃棄物の処理方法は、低減工程と、吸着工程とを備える。低減工程では、硫黄含有廃棄物と、発酵により酸化硫黄から硫化水素を発生させる嫌気性菌を含む有機汚泥とを混合し、発酵させることにより、混合物に含まれている硫黄成分を低減する。吸着工程では、低減工程において、発酵により発生した硫化水素を活性炭に吸着させることにより吸着活性炭を得る。吸着活性炭を、発電所のボイラに投入する。
【０００８】
本発明に係る有機汚泥及び硫黄含有廃棄物の処理方法では、有機汚泥及び硫黄含有廃棄物の混合物を、有機汚泥に含まれる、発酵により酸化硫黄から硫化水素を発生させる嫌気性菌により発酵させることにより、混合物の硫黄成分を低減する。発酵により発生した硫化水素を、吸着工程において活性炭に吸着させて吸着活性炭を得、吸着活性炭を発電所のボイラに投入する。通常、発電所のボイラには、脱硫装置が設けられている。このため、有機汚泥及び硫黄含有廃棄物の混合物の発酵により生じた硫化水素は、発電所のボイラに接続された脱硫装置により好適に処理することができる。
【０００９】
また、吸着活性炭を発電所のボイラに投入するため、吸着活性炭を発電所のボイラの燃料として使用することができる。このため、発電に必要な熱量を低減することができる。
【００１０】
本発明に係る有機汚泥及び硫黄含有廃棄物の処理方法では、嫌気性菌が、硫酸還元菌であることが好ましい。
【００１１】
本発明に係る有機汚泥及び硫黄含有廃棄物の処理方法では、低減工程において、硫黄含有廃棄物を破砕することにより硫黄含有廃棄物粉を作製し、硫黄含有廃棄物粉と有機汚泥とを混合し、発酵させることが好ましい。
【００１２】
本発明に係る有機汚泥及び硫黄含有廃棄物の処理方法では、硫黄含有廃棄物として、石膏ボード、建築混合廃棄物のふるい下残渣、酸性硫酸塩土壌及び硫酸ピッチからなる群から選択された少なくとも一種を用いることが好ましい。
【００１３】
本発明に係る有機汚泥及び硫黄含有廃棄物の処理方法では、有機汚泥が、下水汚泥を含むことが好ましい。
【００１４】
本発明に係る有機汚泥及び硫黄含有廃棄物の処理方法では、有機汚泥の含水率が４０質量％以下となるまで低減工程を行うことが好ましい。
【００１５】
本発明に係る有機汚泥及び硫黄含有廃棄物の処理方法では、低減工程において、硫黄含有廃棄物及び有機汚泥とを、連続気泡が形成されないように堆積した状態で発酵させることが好ましい。
【００１６】
本発明に係る有機汚泥及び硫黄含有廃棄物の処理方法では、硫黄成分が低減された混合物をセメントクリンカの焼成工程に投入してもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、硫化水素を好適に処理し得る有機汚泥及び硫黄含有廃棄物の処理方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係る有機汚泥及び硫黄含有廃棄物の処理工程を表す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について説明する。但し、下記の実施形態は、単なる例示である。本発明は、下記の実施形態に何ら限定されない。
【００２０】
図１は、本発明に係る有機汚泥及び硫黄含有廃棄物の処理工程を表す模式図である。
【００２１】
本実施形態に係る有機汚泥及び硫黄含有廃棄物の処理方法では、まず、硫黄含有廃棄物及び有機汚泥を含む混合物を、発酵部１０に供給する。
【００２２】
硫黄含有廃棄物の具体例としては、例えば、石膏ボード（廃石膏ボード）、建築混合廃棄物のふるい下残渣、酸性硫酸塩土壌、硫酸ピッチ等が挙げられる。なかでも、埋め立て処理等が困難である廃石膏ボードを発酵部１０に供給することが好ましい。これらの硫黄含有廃棄物のうちの１種のみを発酵部１０に供給してもよいし、複数種類の硫黄含有廃棄物を供給してもよい。
【００２３】
有機汚泥の具体例としては、例えば、下水汚泥、し尿系汚泥、工場排水汚泥、アオコ、底泥、食品加工残渣等が挙げられる。食品加工残渣の具体例としては、ビールかす、茶かす、畜産残渣等が挙げられる。後述の通り、本実施形態では、発酵乾燥を行うため、上記有機汚泥のなかでも、含水率が高い下水汚泥、し尿系汚泥、工場排水汚泥、アオコ、底泥等を発酵部１０に供給することが好ましい。有機汚泥は、１種類でも、複数種類でも使用することができる。
【００２４】
硫黄含有廃棄物と有機汚泥との混合方法に特に制限はなく、スクリューミキサ、パン型ミキサなどの各種混合機を使うこともできるし、ショベル等の重機を使って混合することもできる。
【００２５】
有機汚泥には菌の活動を促進する水分、有機分を含んでおり、酸化硫黄から硫化水素を発生させるには好適である。なお、一般的に、下水汚泥の場合、含水率は、５０質量％〜９０質量％程度である。
【００２６】
有機汚泥は、発酵により酸化硫黄から硫化水素を発生させる嫌気性菌を含んでいることが多い。例えば、このような嫌気性菌を含んでいる下水汚泥等をそのまま有機汚泥として用いることもできるし、このような嫌気性菌を含んでいない有機汚泥を用いる場合は、有機汚泥に対して発酵により酸化硫黄から硫化水素を発生させる嫌気性菌を混合して用いてもよい。嫌気性菌を添加する必要がないことから、有機汚泥として、嫌気性菌を含む下水汚泥を用いることがより好ましい。
【００２７】
発酵部１０に供給される混合物には、硫黄含有廃棄物及び有機汚泥以外の原料又は燃料が含まれていてもよい。例えば、混合物には、生ゴミ、プラスチック、木片等が含まれていてもよい。
【００２８】
有機汚泥と硫黄含有廃棄物との混合により混合物に空気が供給されるので、混合直後は好気性発酵が行われる、この時の発熱により、混合物は嫌気性発酵に適した温度（３０℃〜４０℃）になり、混合物の切り返しを止めることで空気が供給されなくなり嫌気性発酵が進むようになる。
【００２９】
発酵部１０では、硫黄含有廃棄物及び有機汚泥を含む混合物を、発酵により酸化硫黄から硫化水素を発生させる嫌気性菌により発酵させる。発生した硫化水素は揮発し、混合物から抜けていく。これにより、混合物に含まれている硫黄成分を低減し、また、発酵に伴って生じる発酵熱により混合物を乾燥させ、混合物の含水率を低減することにより、低減混合物を得る（低減工程）。発酵部１０において、硫黄成分含有量及び含水率が低減された低減混合物を、発電所３０のボイラ３１に投入してもよい。以下、硫黄成分含有量及び含水率が低減された混合物を、「低減混合物」と呼ぶことがある。
【００３０】
発酵により酸化硫黄から硫化水素を発生させる嫌気性菌としては、硫酸還元菌等が挙げられる。硫酸還元菌としては、例えば、グラム陰性菌やグラム陽性菌等の真正細菌、古細菌等が挙げられる。硫酸還元菌の具体例としては、例えば、Ｄｅｓｕｌｆｏｖｉｂｒｉｏ属、Ｄｅｓｕｌｆｏｔｏｍａｃｕｌｕｍ属等が挙げられる。これらの嫌気性菌のうちの１種のみを用いてもよいし、複数種類を用いてもよい。
【００３１】
なお、好気性菌による発酵には酸素が必須となる。このため、好気性菌を用いて発酵を行うためには、硫黄含有廃棄物及び有機汚泥の堆積物内に酸素を導入する通気孔を形成したり、定期的に混合し、内部に酸素を導入したりする必要がある。従って、発酵工程が煩雑になる。
【００３２】
それに対して、本実施形態のように嫌気性菌を用いた場合は、酸素を必要としないため、酸素を導入するための通気孔を形成したり、定期的に攪拌したりする必要が必ずしもない。従って、嫌気性菌を用いることにより、発酵工程が煩雑になることを抑制することができ、かつ、高い発酵効率を実現することができる。
【００３３】
嫌気性菌による発酵効率を向上する観点からは、硫黄含有廃棄物等は、破砕されて粉末状にされていることが好ましい。そうすることにより、低減工程において、混合物を連続気泡が形成されないように堆積した状態で発酵させることができる。このため、堆積した混合物内に酸素が侵入することを抑制することができるため、嫌気性菌による嫌気性発酵効率を向上することができる。硫黄含有廃棄物等を、最大粒子径が、５０ｍｍ以下である粉末とすることが好ましく、３０ｍｍ以下である粉末とすることがより好ましい。硫黄含有廃棄物の粒子径が大きいと、堆積物に通気経路が形成され、嫌気性菌による発酵効率が低下する虞があるためである。
【００３４】
上記の堆積した混合物は、頻繁に切り返さないことが好ましいが、硫化水素の揮発を促進するため、嫌気性菌の発酵効率が低減しない程度に混合物の切り返しを行っても良い。
【００３５】
ところで、本実施形態では、発酵により硫化水素を発生させる嫌気性菌を用いて発酵を行う。このため、発生した硫化水素の処理が問題となる。
【００３６】
本実施形態では、低減工程において、発酵により発生した硫化水素を活性炭に吸着させることにより吸着活性炭を得る。具体的には、発酵部１０に吸着部２０が接続されている。吸着部２０内には、活性炭が配されている。発酵部１０からの排気ガスに含まれる硫化水素は、吸着部２０内の活性炭に吸着され、吸着活性炭が生成する。
【００３７】
吸着活性炭は、発電所３０のボイラ３１に投入される。吸着活性炭は、ボイラ３１の燃料と混合して、ボイラ３１にて燃焼させてもよいし、ボイラ３１の燃料とは別に投入してもよい。投入された吸着活性炭に付着している硫黄成分は燃焼し、酸化硫黄となる。
【００３８】
通常、ボイラ３１には、脱硫装置３２が接続されている。このため、脱硫装置３２に送入された硫黄成分を好適に処理することができる。
【００３９】
以上説明したように、本実施形態に係る有機汚泥及び硫黄含有廃棄物の処理方法では、有機汚泥及び硫黄含有廃棄物の混合物を嫌気発酵させることにより、混合物に含まれている硫黄成分を低減することができる。このため、混合物に含まれる硫黄成分を好適に低減することができる。また、嫌気発酵により発生した硫化水素を、活性炭に吸着させて吸着活性炭を得、吸着活性炭を発電所３０のボイラ３１に投入する。このため、発電所に設けられた脱硫装置３２によって、吸着活性炭に吸着した硫黄成分を好適に処理することができる。
【００４０】
また、吸着活性炭をボイラ３１に投入するため、吸着活性炭をボイラ３１の燃料として使用することができる。このため、発電に必要な熱量を低減することができる。
【００４１】
さらに、低減工程における嫌気性菌による発酵により発酵熱が生成する。この発酵熱により混合物の水分が蒸発し乾燥する。このため、例えば、混合物をボイラ３１に投入する場合、ボイラ３１に投入される混合物は、水分濃度の低減された混合物である。水分濃度の低減された混合物をボイラ３１に投入することにより、混合物に含まれる水分を除去するために必要な熱量を低減することができ、混合物を燃料として好適に用いることができる。
【００４２】
嫌気性発酵による発熱は好気性発酵に比べると少ないので、好気性発酵を利用することで混合物の乾燥をさらに促進することができる。すなわち、嫌気性発酵が終わる頃を見計らい、混合物を切り返して混合物に空気を供給することで好気性発酵を促進することで、混合物の乾燥がより速く行うことができる。混合物を切り返す際に、有機汚泥を加えて混合することで好気性発酵による乾燥をより促進できる。
【００４３】
なお、混合物に含まれる水分を除去するために必要な熱量を十分に低減する観点からは、混合物の含水率を４０質量％以下とすることが好ましく、３０質量％以下とすることが好ましい。但し、混合物の含水率がより低くなるまで乾燥させようとするほど、混合物の乾燥に要する時間が長くなる。従って、混合物の乾燥に要する時間が長くなりすぎないように、混合物の含水率は、２０質量％以上であることが好ましい。
【００４４】
本発明において、吸着活性炭が投入される発電所は、脱硫装置を備える発電所であれば、特に限定されない。脱硫装置を備える発電所としては、例えば、重油火力発電所、石炭火力発電所等が挙げられる。
【００４５】
なお、硫黄成分及び水分が低減された混合物は、各種用途に用いることができる。例えば、硫黄成分及び水分が低減された混合物を、セメントクリンカの焼成工程に投入し、燃料として用いたり、セメントクリンカの原料として用いたりすることができる。
【符号の説明】
【００４６】
１０    ：発酵部
２０    ：吸着部
３０    ：発電所
３１    ：ボイラ
３２    ：脱硫装置
【図１】
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