(57)【要約】【課題】含水率が高い汚泥を、焼却前に乾燥処理することなく焼却可能な汚泥の焼却装置及び焼却方法を提供することを課題とする。【解決手段】汚泥を廃棄物とともに焼却炉で焼却処理する汚泥の焼却装置において、汚泥を貯留する汚泥貯槽１と、該汚泥貯槽から汚泥を受け焼却炉２へ搬送供給する搬送装置５と、搬送装置内もしくは搬送装置の入口側における汚泥へ水酸化鉄または酸化鉄を添加する添加装置６とを有している。【選択図】図１
2019214014.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚泥を廃棄物とともに焼却炉で焼却処理する汚泥の焼却装置において、
汚泥を貯留する汚泥貯槽と、該汚泥貯槽から汚泥を受け汚泥を焼却炉へ搬送する搬送装置と、搬送装置内もしくは搬送装置の入口側における汚泥へ水酸化鉄または酸化鉄を添加する添加装置とを有していることを特徴とする汚泥の焼却装置。
【請求項２】
汚泥を廃棄物とともに焼却炉で焼却処理する汚泥の焼却装置において、
汚泥を貯留する汚泥貯槽と、該汚泥貯槽から汚泥を受け汚泥を混練して混練汚泥とする混練機と、混練機内もしくは混練機の入口側における混練前の汚泥へ水酸化鉄または酸化鉄を添加する添加装置と、混練汚泥と廃棄物を貯留するピットと、ピットから混練汚泥と廃棄物を焼却炉へ供給するクレーンとを有していることを特徴とする汚泥の焼却装置。
【請求項３】
汚泥の焼却装置は、混練機からの混練汚泥を成形する成形機をさらに有していることとする請求項２に記載の汚泥の焼却装置。
【請求項４】
混練機は、一軸型混練機、二軸型混練機、パン型混練機そしてパドル型混練機のうちのいずれか一つであることとする請求項２又は請求項３に記載の汚泥の焼却装置。
【請求項５】
焼却炉は、ストーカ火格子式焼却炉、流動層式焼却炉、キルン式焼却炉そしてキルン・ストーカ火格子式焼却炉のうちのいずれか一つであることとする請求項1又は請求項２に記載の汚泥の焼却装置。
【請求項６】
汚泥を廃棄物とともに焼却炉で焼却処理する汚泥の焼却方法において、
汚泥を汚泥貯槽に貯留する貯留工程と、該汚泥貯槽から汚泥を受け汚泥を搬送装置で焼却炉へ搬送する搬送工程と、搬送装置内もしくは搬送装置の入口側における汚泥へ水酸化鉄または酸化鉄を添加装置から添加する添加工程とを有していることを特徴とする汚泥の焼却方法。
【請求項７】
汚泥を廃棄物とともに焼却炉で焼却処理する汚泥の焼却方法において、
汚泥を汚泥貯槽に貯留する貯留工程と、該汚泥貯槽から汚泥を受け汚泥を混練機で混練して混練汚泥とする混練工程と、混練機内もしくは混練機の入口側における混練前の汚泥へ水酸化鉄または酸化鉄を添加装置から添加する添加工程と、ピットで混練汚泥と廃棄物を貯留するピット貯留工程と、ピットからクレーンで混練汚泥と廃棄物を焼却炉へ供給する供給工程とを有していることを特徴とする汚泥の焼却方法。
【請求項８】
汚泥の焼却方法は、混練工程で得られた混練汚泥を成形機で成形する成形工程をさらに有していることとする請求項７に記載の汚泥の焼却方法。
【請求項９】
添加工程における、汚泥に対する水酸化鉄または酸化鉄の添加率が０．１〜５重量％であることとする請求項６乃至請求項８のいずれかに記載の汚泥の焼却方法。
【請求項１０】
添加工程で汚泥に添加される水酸化鉄または酸化鉄は微粒子であって、粒径範囲が０．１〜５０μｍであることとする請求項６乃至請求項９のいずれかに記載の汚泥や焼却方法。
【請求項１１】
添加工程で汚泥に添加される水酸化鉄は、該水酸化鉄に含まれる酸化水酸化鉄（III）ＦｅＯ（ＯＨ）含有率が９５重量％以上であり、酸化鉄は該酸化鉄に含まれる酸化第二鉄Ｆｅ２Ｏ３含有率が９５重量％以上であることとする請求項６乃至請求項１０のいずれかに記載の汚泥の焼却方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚泥の焼却装置及び焼却方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
下水処理施設では下水汚泥が、そして屎尿処理施設では屎尿汚泥が残渣として発生する。この下水汚泥または屎尿汚泥（以下両者を「汚泥」という）の処理方法は複数あるが、そのうちの一つとして、汚泥を廃棄物焼却施設にて廃棄物と共に焼却処理することが広く行われている。また、汚泥の処理に際して、蒸気または加熱空気などの熱源を用いてこの汚泥の水分率を低減して乾燥してから、焼却処理することも行われている。
【０００３】
例えば、特許文献1では、水分が７０〜８０％となるように脱水された脱水汚泥を汚泥貯槽から汚泥ポンプにより汚泥混合機を経て造粒乾燥機へ送り、この造粒乾燥機で水分が１０％以下で平均粒径が２〜５ｍｍとなるように造粒乾燥させている。この乾燥汚泥粒は、粉砕機で平均粒径が５００μｍ以下となるように粉砕した後に、汚泥焼却炉で焼却処理される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−３３７０４０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
下水処理後または屎尿処理後の上記汚泥は、特許文献１にも見られるように、脱水処理を経た後でも含水率が約７５〜９０％と高く、焼却前あるいは焼却の際に水の蒸発潜熱分のエネルギーを与える必要があり、その必要エネルギー量は少なくない。そのため、現在はこの汚泥を単独で焼却炉により焼却処理する場合には有機分の完全燃焼とダイオキシン類分解に必要な所定の燃焼温度を維持することが難しいため、バーナーで灯油など補助燃料を燃焼することなどを行って焼却炉内に熱エネルギーを導入することが必要となるという問題があった。
【０００６】
この問題への対策として焼却炉での廃棄物の燃焼により生ずるエネルギーをボイラで回収して蒸気や加熱空気等を発生させ、これらを熱源として汚泥を乾燥させ、水分率を低減して低位発熱量を増大させた汚泥を焼却処理することにより、焼却炉内に供給する補助燃料を削減することも図られているが、汚泥の乾燥処理のために、上記ボイラにて回収したエネルギーを消費してしまうので、エネルギーを電気あるいは熱として場外に供給して活用することができず、エネルギーの有効活用の点から問題があった。また、汚泥の乾燥処理に伴い悪臭が発生するため、その対策に換気設備が必要であり、臭気成分の加熱分解あるいは吸着除去処理のための設備も必要であるため、そのための設備コストとその運転エネルギーが必要であるという問題もある。
【０００７】
また、汚泥を単独でなく一般廃棄物や産業廃棄物と混合して焼却炉で焼却する場合でも、汚泥の混合率が高いと所定の燃焼温度を維持することが難しいため、汚泥のごみに対する混合率は約１０重量％以下とすることを目安にしていて、混合焼却にも限界があった。
【０００８】
本発明は、かかる事情に鑑み、含水率が高い汚泥（下水汚泥または屎尿汚泥）を、焼却前に乾燥処理を行うこと無く、焼却処理可能な汚泥の焼却装置及び焼却方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、上述の課題は、次のように構成される本発明の汚泥の焼却装置もしくは焼却方法により解決される。
【００１０】
［汚泥の焼却装置］
汚泥の焼却装置は、第一発明もしくは第二発明のごとく構成される。
【００１１】
＜第一発明＞
汚泥を廃棄物とともに焼却炉で焼却処理する汚泥の焼却装置において、
汚泥を貯留する汚泥貯槽と、該汚泥貯槽から汚泥を受け焼却炉へ搬送する搬送装置と、搬送装置内もしくは搬送装置の入口側における汚泥へ水酸化鉄または酸化鉄を添加する添加装置とを有していることを特徴とする汚泥の焼却装置。
【００１２】
＜第二発明＞
汚泥を廃棄物とともに焼却炉で焼却処理する汚泥の焼却装置において、
汚泥を貯留する汚泥貯槽と、該汚泥貯槽から汚泥を受け汚泥を混練して混練汚泥とする混練機と、混練機内もしくは混練機の入口側における混練前の汚泥へ水酸化鉄または酸化鉄を添加する添加装置と、混練汚泥と廃棄物を貯留するピットと、ピットから混練汚泥と廃棄物を焼却炉へ供給するクレーンとを有していることを特徴とする汚泥の焼却装置。
【００１３】
第二発明において、汚泥の焼却装置は、混練機からの混練汚泥を成形する成形機をさらに有しているようにすることができる。混練汚泥を成形することで、ピットへ向けた混練汚泥の搬送時、焼却炉へ向けた混練汚泥と廃棄物の供給時あるいは貯留時における取扱いが容易となる。
【００１４】
第二発明において、混練機は、一軸型混練機、二軸型混練機、パン型混練機そしてパドル型混練機のうちのいずれか一つを用いることができる。
【００１５】
第一及び第二発明において、焼却炉は、ストーカ火格子式焼却炉、流動層式焼却炉、キルン式焼却炉そしてキルン・ストーカ火格子式焼却炉のうちのいずれか一つとすることができる。
【００１６】
［汚泥の焼却方法］
汚泥の焼却方法は、次の第三発明もしくは第四発明のごとく構成される。
【００１７】
＜第三発明＞
汚泥を廃棄物とともに焼却炉で焼却処理する汚泥の焼却方法において、
汚泥を汚泥貯槽に貯留する貯留工程と、該汚泥貯槽から汚泥を受け汚泥を搬送装置で焼却炉へ搬送する搬送工程と、搬送装置内もしくは搬送装置の入口側における汚泥へ水酸化鉄または酸化鉄を添加装置から添加する添加工程とを有していることを特徴とする汚泥の焼却方法。
【００１８】
＜第四発明＞
汚泥を廃棄物とともに焼却炉で焼却処理する汚泥の焼却方法において、
汚泥を汚泥貯槽に貯留する貯留工程と、該汚泥貯槽から汚泥を受け汚泥を混練機で混練して混練汚泥とする混練工程と、混練機内もしくは混練機の入口側における混練前の汚泥へ水酸化鉄または酸化鉄を添加装置から添加する添加工程と、ピットで混練汚泥と廃棄物を貯留するピット貯留工程と、ピットからクレーンで混練汚泥と廃棄物を焼却炉へ供給する供給工程とを有していることを特徴とする汚泥の焼却方法。
【００１９】
第四発明において、汚泥の焼却方法は、混練工程で得られた混練汚泥を成形する成形工程をさらに有しているようにすることができる。混練汚泥を成形することで、焼却炉へ向けた混練汚泥の搬送時、ピットへ向けた混練汚泥の搬送時、焼却炉へ向けた混練汚泥と廃棄物の供給時あるいは貯留時における取扱いが容易となる。
【００２０】
第三及び第四発明において、添加工程における、汚泥に対する水酸化鉄または酸化鉄の添加率が０．１〜５重量％であることが好ましい。水酸化鉄または酸化鉄の添加率が下限値より低いと、水酸化鉄または酸化鉄の表面より酸素を供給して汚泥の燃焼を促進する作用が十分ではなく、汚泥の燃焼が進行しない。水酸化鉄または酸化鉄の添加率が上限値より高いと、水酸化鉄または酸化鉄が凝集して添加重量に対する表面積の比率（比表面積）が小さくなり、水酸化鉄または酸化鉄の表面より酸素を供給する効率が低下して汚泥の燃焼を促進することが十分に行えない。また、水酸化鉄または酸化鉄を過剰に添加することにより焼却灰量が増加して灰処理コストが嵩む。
【００２１】
第三及び第四発明において、添加工程で汚泥に添加される水酸化鉄または酸化鉄は微粒子であって、粒径範囲が０．１〜５０μｍであることが好ましい。水酸化鉄または酸化鉄の表面より酸素が放出され、供給される酸素が汚泥中の有機分や発生したガス中の一酸化炭素を燃焼させる。水酸化鉄または酸化鉄の粒径が小さいほど、比表面積が大きく水酸化鉄または酸化鉄の添加重量当たりの放出する酸素の比率が高いため、汚泥の燃焼を促進する効果が高いので、粒径５０μｍ以下であることが好ましい。また、水酸化鉄または酸化鉄の粒径が５０μｍより大きいと、比表面積が小さくなり水酸化鉄または酸化鉄の表面より酸素を供給する効率が低下して汚泥の燃焼を促進することが十分に行えない。水酸化鉄または酸化鉄の粒径が０．１μｍ未満であると、微粒すぎて水酸化鉄または酸化鉄の粒子間の凝集力が大きくなり粗粒化するため、比表面積は粒径が０．１μｍ以上のものと同程度となり酸素を供給する効率も同程度となり、０．１μｍ未満に微粒子化するために製造コストをかけたものを用いることは不要であり不適である。
【００２２】
第三及び第四発明において、添加工程で汚泥に添加される水酸化鉄は、該水酸化鉄に含まれる酸化水酸化鉄（III）ＦｅＯ（ＯＨ）含有率が９５重量％以上であり、酸化鉄は該酸化鉄に含まれる酸化第二鉄Ｆｅ２Ｏ３含有率が９５重量％以上であることが好ましい。不純物の比率が５重量％未満であると、焼却炉内壁やボイラの水冷壁、過熱器管を腐食させる成分（亜鉛等）の炉内投入量を抑制できる。
【００２３】
［発明の原理］
本発明では、汚泥に水酸化鉄あるいは酸化鉄の粉体を添加して混練して混練汚泥とし、混練汚泥を焼却炉に廃棄物とともに投入し焼却する。ここで、水酸化鉄は焼却炉内の高温下で分解して酸化鉄になるので、以下では酸化鉄についての焼却炉内での挙動を説明する。
【００２４】
酸化鉄の種類として酸化第一鉄ＦｅＯ（Ｆｅ２＋）、酸化第二鉄Ｆｅ２Ｏ３（Ｆｅ３＋）、四三酸化鉄Ｆｅ３Ｏ４（Ｆｅ２＋とＦｅ３＋の混合物）があるが、汚泥に添加・混合する酸化鉄は酸化第二鉄Ｆｅ２Ｏ３が好ましい。酸化第二鉄Ｆｅ２Ｏ３は高温下で汚泥の有機分や発生ガス中の一酸化炭素（合わせて可燃分という）と接触すると自己が有する酸素を表面から放出して可燃分の燃焼を促進する作用がある。酸化第二鉄は自己が有する酸素を放出すると四三酸化鉄Ｆｅ３Ｏ４に還元されるが、焼却炉内に吹き込まれる燃焼用の空気中の酸素と高温下で接触して迅速に酸化され、再び酸化第二鉄となって周囲の可燃分に酸素を供給できる形態となる。
【００２５】
焼却炉内は温度が８５０℃以上に維持されており、かつ炉底あるいは炉側面から燃焼用空気が絶えず供給されているため、上述の酸化鉄の還元反応と酸化反応は常に進行する好ましい状態にあり、酸化鉄は還元反応と酸化反応を繰り返し酸素を供給する。また、酸化反応は発熱反応なので周囲の可燃分に熱を供給し汚泥の燃焼を促進する。このような酸化第二鉄の性質を利用して汚泥の可燃分に効率的に酸素と熱を供給して汚泥の燃焼を促進する。
【発明の効果】
【００２６】
本発明は、以上のように、汚泥を廃棄物とともに焼却炉で焼却処理する汚泥の焼却装置及び焼却方法において、汚泥を汚泥貯槽に貯留し、該汚泥貯槽から汚泥を受け搬送装置で焼却炉へ搬送する前に、搬送装置内もしくは搬送装置の入口側における汚泥へ水酸化鉄または酸化鉄を添加装置から添加することとし、もしくは、汚泥貯槽から汚泥を受け混錬機で混錬して混錬汚泥とし、混錬機内もしくは混錬機の入口側における汚泥へ水酸化鉄または酸化鉄を添加装置から添加し、ピットで混練汚泥と廃棄物を貯留してピットからクレーンで混練汚泥と廃棄物を焼却炉へ供給することとしたので、汚泥を単独で焼却する場合には、乾燥処理を行わなくても汚泥の燃焼を活発化し、灯油バーナーなどを適用して得る補助的なエネルギー導入を不要にまたは低減させることができるし、汚泥を一般廃棄物や産業廃棄物との混合焼却を行う場合には、ごみ焼却炉に供給する汚泥の廃棄物に対する混合比率（混焼率）を増加させることができる。
【００２７】
また、汚泥と酸化鉄を混合させた後に混練処理を行うことにより、汚泥と酸化鉄との混合が促進され、酸化鉄と汚泥中の有機分の接触が良好になり、汚泥の燃焼を促進することができる。
【００２８】
さらに、汚泥と酸化鉄との混練物である混練汚泥を成形処理する場合には、成形時の加圧により汚泥と酸化鉄との間の空隙が無くなったり、水分を抜くことができて、酸化鉄と汚泥中の有機分との接触がさらに向上し、汚泥の燃焼をさらに促進することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第一実施形態装置の概要構成図である。
【図２】本発明の第二実施形態装置の概要構成図である。
【図３】本発明の第三実施形態装置の概要構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、添付図面にもとづき本発明の実施形態を説明する。
【００３１】
＜第一実施形態＞
図１に示される第一実施形態装置は、汚泥を貯留するために配置された上流側の汚泥貯槽１から、この汚泥を廃棄物とともに焼却する下流側の焼却炉２までの処理ラインに上流側から順に、切出装置３、搬送装置５が配置されており、また、搬送装置５の上流側もしくは搬送装置５へ酸化鉄もしくは水酸化鉄を添加供給する添加装置６を有している。
【００３２】
汚泥貯槽１は、下水処理後または屎尿処理後の汚泥を受け、これを貯留しておくための貯槽である。
【００３３】
切出装置３は、汚泥貯槽１から汚泥を所定量だけ切り出す装置であり、例えばロータリフィーダ、スクリューフィーダ等が適用可能である。この切出装置３に代えて、汚泥貯槽１から汚泥を搬送装置５へ供給する他の装置を用いてもよい。
【００３４】
添加装置６は、酸化鉄もしくは水酸化鉄を搬送装置５の上流側もしくは搬送装置５内における汚泥に添加する装置である。搬送装置５は、汚泥を圧送するポンプと、切出装置３により切り出された汚泥貯槽１からの汚泥を受け、ポンプに汚泥を押込み供給するフィーダとで構成されている。このフィーダ内にはパドルあるいはスクリューが配設されており、これらがフィーダ内で回転することで受け入れた汚泥を必要に応じて加湿しながらポンプに押し込んで供給している。この押込みまたは加湿の際に、汚泥の含水率などの性状が均一になるように混錬される効果もある。したがって、搬送装置の上流側もしくは搬送装置内に酸化鉄もしくは水酸化鉄を供給すると、フィーダ内で汚泥と酸化鉄もしくは水酸化鉄の混合が良好に行われる。
【００３５】
汚泥に対する水酸化鉄または酸化鉄の添加率は０．１〜５重量％であることが好ましい。水酸化鉄または酸化鉄の添加率が下限値より低いと、水酸化鉄または酸化鉄の表面より酸素を供給して汚泥の燃焼を促進する作用が十分ではなく、汚泥の燃焼が進行しない。水酸化鉄または酸化鉄の添加率が上限値より高いと、水酸化鉄または酸化鉄が凝集して添加重量に対する表面積の比率（比表面積）が小さくなり、水酸化鉄または酸化鉄の表面より酸素を供給する効率が低下して汚泥の燃焼を促進することが十分に行えない。また、水酸化鉄または酸化鉄を過剰に添加することにより焼却灰量が増加して灰処理コストが嵩む。
【００３６】
また、水酸化鉄または酸化鉄は微粒子であって、粒径範囲が０．１〜５０μｍであることが好ましい。水酸化鉄または酸化鉄の表面より酸素が放出され、供給される酸素が汚泥中の有機分や発生したガス中の一酸化炭素を燃焼させる。水酸化鉄または酸化鉄の粒径が小さいほど、比表面積が大きく水酸化鉄または酸化鉄の添加重量当たりの放出する酸素の比率が高いため、汚泥の燃焼を促進する効果が高いので、粒径５０μｍ以下であることが好ましい。また、水酸化鉄または酸化鉄の粒径が５０μｍより大きいと、比表面積が小さくなり水酸化鉄または酸化鉄の表面より酸素を供給する効率が低下して汚泥の燃焼を促進することが十分に行えない。水酸化鉄または酸化鉄の粒径が０．１μｍ未満であると、微粒すぎて水酸化鉄または酸化鉄の粒子間の凝集力が大きくなり粗粒化するため、比表面積は粒径が０．１μｍ以上のものと同程度となり酸素を供給する効率も同程度となり、０．１μｍ未満に微粒子化するために製造コストをかけたものを用いることは不要であり不適である。
【００３７】
また、水酸化鉄に含まれる酸化水酸化鉄（III）ＦｅＯ（ＯＨ）含有率は９５重量％以上または酸化鉄に含まれる酸化第二鉄Ｆｅ２Ｏ３含有率が９５重量％以上であることが好ましい。不純物の比率が５重量％未満であると、焼却炉内壁やボイラの水冷壁、過熱器管を腐食させる成分（亜鉛等）の炉内投入量を抑制できる。
【００３８】
搬送装置５は、水酸化鉄または酸化鉄を添加した汚泥を焼却炉２へ搬送供給する。搬送装置５としては、汚泥を焼却炉２へ搬送可能となっていればその形式に限定されないが、例えば汚泥を圧送するポンプ、あるいはコンベア等が採用され、ポンプ又はコンベアに汚泥を供給するフィーダを備えていると好適である。
【００３９】
混練汚泥を焼却する焼却炉２は、ストーカ火格子式焼却炉、流動層式焼却炉、キルン式焼却炉、キルン・ストーカ火格子式焼却炉等とすることができる。該焼却炉２には、上述の汚泥とともに廃棄物の搬入を受け、汚泥を廃棄物とともに焼却する。
【００４０】
このような構成の本実施形態装置では、汚泥は次の要領で焼却される。
【００４１】
まず、下水処理あるいは屎尿処理された汚泥は、汚泥貯層１に供給され、この汚泥貯槽１に貯留される。
【００４２】
次に切出装置３により汚泥貯層１から汚泥が切り出され、該汚泥が搬送装置５へ供給される。該汚泥へは、添加装置６からの酸化鉄または水酸化鉄が、搬送装置５の上流側（入口側）位置もしくは搬送装置５内にて添加される。搬送装置５のフィーダでは、汚泥と添加された酸化鉄または水酸化鉄との混合がなされて、酸化鉄または水酸化鉄と汚泥中の有機分の接触が良好になり、焼却炉での焼却の際に汚泥の燃焼を促進する。
【００４３】
かかる酸化鉄または水酸化鉄が添加混合された汚泥は、搬送装置５により焼却炉２へ搬送供給され、焼却炉２で廃棄物とともに焼却される。
【００４４】
次に、焼却炉２内での挙動について説明する。ここで、水酸化鉄は焼却炉内の高温下で分解して酸化鉄になるので、以下では酸化鉄についての焼却炉内での挙動を説明する。
【００４５】
汚泥に添加・混合する酸化鉄は酸化第二鉄Ｆｅ２Ｏ３が好ましい。酸化第二鉄Ｆｅ２Ｏ３は高温下で汚泥の有機分や発生ガス中の一酸化炭素（合わせて可燃分という）と接触すると自己が有する酸素を表面から放出して可燃分の燃焼を促進する作用がある。酸化第二鉄は自己が有する酸素を放出すると四三酸化鉄Ｆｅ３Ｏ４に還元されるが、焼却炉内に吹き込まれる燃焼用の空気中の酸素と高温下で接触して迅速に酸化され、再び酸化第二鉄となって周囲の可燃分に酸素を供給できる形態となる。
【００４６】
焼却炉内は温度が８５０℃以上に維持されており、かつ炉底あるいは炉側面から燃焼用空気が絶えず供給されているため、上述の酸化鉄の還元反応と酸化反応は常に進行する好ましい状態にあり、酸化鉄は還元反応と酸化反応を繰り返し酸素を供給する。また、酸化反応は発熱反応なので周囲の可燃分に熱を供給し汚泥の燃焼を促進する。このような酸化第二鉄の性質を利用して汚泥の可燃分に効率的に酸素と熱を供給して汚泥の燃焼を促進する。
【００４７】
本実施形態装置によれば、酸化鉄または水酸化鉄が添加混合された汚泥を、焼却炉で廃棄物とともに焼却することとしたので、酸化鉄または水酸化鉄により汚泥の燃焼が促進され、汚泥を一般廃棄物や産業廃棄物との混合焼却を行う場合において、ごみ焼却炉に供給する汚泥の廃棄物に対する混合比率（混焼率）を増加させることができる。また、汚泥を単独で焼却する場合には、乾燥処理を行わなくても汚泥の燃焼を活発化し、灯油バーナーなどを適用して得る補助的なエネルギー導入を不要にまたは低減させることができる。
【００４８】
＜第二実施形態＞
図２に示される第二実施形態装置は、汚泥を貯留するために配置された上流側の汚泥貯槽１から、この汚泥を廃棄物とともに焼却する下流側の焼却炉２までの処理ラインに上流側から順に、切出装置３、混練機４、搬送装置５、廃棄物ピット８、クレーン９が配置されており、また、混練機４の上流側もしくは混練機４内へ酸化鉄もしくは水酸化鉄を添加供給する添加装置６を有している。図２において、図１と共通部位には図１と同一の符号を付すことで、その説明は省略する。
【００４９】
添加装置６は、酸化鉄もしくは水酸化鉄を混練機４の上流側もしくは混練機４内における汚泥に添加する装置である。混練機４は、切出装置３により切り出された汚泥貯槽１からの汚泥を受け、この汚泥を添加装置６からの酸化鉄もしくは水酸化鉄と混練する。混練に際しては、酸化鉄もしくは水酸化鉄の汚泥への混入混練が適切となるように混練機４には適宜外部から水が供給される。該混練機４としては、一軸型混練機、二軸型混練機、パン型混練機、パドル型混練機等が採用可能である。
【００５０】
混練機４から混練汚泥を受ける搬送装置５は、この混練汚泥を廃棄物ピット８へ搬送する。搬送装置５としては、混練汚泥を廃棄物ピット８へ搬送可能となっていればその形式に限定されないが、例えば混練汚泥を圧送するポンプ、あるいはコンベア等が採用される。
【００５１】
廃棄物ピット８は、外部から収集された廃棄物を受け、これを焼却炉２へ供給する前に貯留しておくピットであり、搬送装置５により搬送されてくる混練機４からの混練汚泥をも上記廃棄物とともに受けて、該混練汚泥を焼却炉２へ供給する前に貯留させるようになっている。
【００５２】
上記クレーン９は、廃棄物ピット８から廃棄物と混練汚泥とを適宜時機に取り出して焼却炉２へ供給する。クレーン９は、廃棄物ピット８にて廃棄物と混練汚泥とを取り出す際に、これらを混合することが好ましい。
【００５３】
このような構成の本実施形態装置では、汚泥は次の要領で焼却される。まず、下水処理あるいは屎尿処理された汚泥は、汚泥貯層１に供給され、この汚泥貯槽１に貯留される。  次に切出装置３により汚泥貯層１から汚泥が切り出され、該汚泥が混練機４へ供給される。該汚泥へは、添加装置６からの酸化鉄または水酸化鉄が、混練機４の上流側（入口側）位置もしくは混練機４内にて添加される。混練機４は、適宜水が供給されており、汚泥は混練に適した水分量のもとで混練を受けて、混練汚泥とされる。この状態で混練されると汚泥は酸化鉄または水酸化鉄との混合が促進されて、酸化鉄と汚泥中の有機分の接触が良好になり、焼却炉での焼却の際に汚泥の燃焼を促進する。
【００５４】
かかる混練汚泥は、搬送装置５により廃棄物ピット８へ搬送され、廃棄物とともに貯留される。廃棄物ピット８に貯留された混練汚泥と廃棄物が、クレーン９により適宜時機に取り出されて焼却炉２へ搬送供給され、焼却炉２で混練汚泥と廃棄物とが焼却される。混練汚泥に混合、混錬されている酸化鉄または水酸化鉄が前述したように汚泥の燃焼を促進する。そのため、汚泥を一般廃棄物や産業廃棄物との混合焼却を行う場合において、ごみ焼却炉に供給する汚泥の廃棄物に対する混合比率（混焼率）を増加させることができる。
【００５５】
混練汚泥を焼却炉２へ供給する前に廃棄物ピット８で貯留させ、クレーンにより焼却炉へ供給するようにすることにより、混練汚泥を貯留するための設備や搬送する装置を別に設ける必要がなく、設備全体の費用を軽減できる。
【００５６】
＜第三実施形態＞
図３に示される第三実施形態装置は、図２に示された第二実施形態装置に対し、混練機４と搬送装置５との間に成形機７を配していることに特徴がある。図３において図２と共通部位には図２と同一の符号を付すことで、その説明は省略する。
【００５７】
図３の本実施形態装置では、混練機４からの混練汚泥は上記成形機７で成形され汚泥成形物とされた後に、該汚泥成形物が搬送装置５により廃棄物ピット８へ搬送される。成形機としては押出式成形機、ペレット成型機等を用いることが好ましい。
【００５８】
かかる汚泥成形物は、搬送装置５により廃棄物ピット８へ搬送され、廃棄物とともに貯留される。廃棄物ピット８に貯留された汚泥成形物と廃棄物が、クレーン９により適宜時機に取り出されて焼却炉２へ搬送供給され、焼却炉２で汚泥成形物と廃棄物とが焼却される。混練汚泥に混合、混錬され、汚泥成形物に含まれている酸化鉄または水酸化鉄が前述したように汚泥の燃焼を促進する。そのため、汚泥を一般廃棄物や産業廃棄物との混合焼却を行う場合において、ごみ焼却炉に供給する汚泥の廃棄物に対する混合比率（混焼率）を増加させることができる。
【００５９】
混練汚泥を成形し汚泥成形物とすることで、ピットへ向けた汚泥成形物の搬送時、焼却炉へ向けた汚泥成形物と廃棄物の供給時あるいは貯留時における取扱いが容易となり、廃棄物と混練汚泥との混合・分散性も向上する。
【００６０】
＜比較例・実施例＞
廃棄物焼却能力が100t/日の焼却炉において、比較例として下水汚泥に何も添加せず、焼却炉に投入し廃棄物とともに焼却する操業を行い、廃棄物に対する汚泥供給量の比率を変化させて焼却炉の状況を調べた。廃棄物に対する汚泥供給比率が１２重量％を超過した所で炉出口排ガス温度が低下する現象が多発し、有機分の完全燃焼またはダイオキシン類分解のために維持することが必要である排ガス温度を８５０℃以上に常時維持することができなくなった。廃棄物に対する汚泥供給比率は１２重量％より低くすることが燃焼温度維持のために必要であると判明した。
【００６１】
上記の焼却炉において、実施例として下水汚泥に微粒子の酸化鉄を１重量％添加し混錬した混錬汚泥を焼却炉に投入し廃棄物とともに焼却する操業を行ったところ、廃棄物に対する汚泥供給比率が２０重量％でも炉出口排ガス温度を安定して常時８５０℃以上に維持することができた。酸化鉄を汚泥に混錬することにより、汚泥の燃焼を促進して廃棄物に対する汚泥供給比率を２０重量％まで増加させ焼却処理効率を向上させることができた。
【符号の説明】
【００６２】
１  汚泥貯槽
２  焼却炉
４  混練機
５  搬送装置
６  添加装置
７  成形機
８  廃棄物ピット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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