(57)【要約】      （修正有）【課題】下水汚泥焼却時に発生する焼却灰による煙道の閉塞、及び焼却炉において、焼却灰流動砂粒子同士が結合、造粒することに起因する流動不良を確実に防止する。【解決手段】下水汚泥を焼却する流動焼却炉３７と、前記流動焼却炉３７から排出される焼却排ガスに含まれる焼却灰を分離する集塵装置３９と、前記集塵装置３９により分離された焼却灰を回収する回収装置と、前記回収装置により回収される焼却灰の単位時間当たりの乾燥重量を実測値として求める第１の演算部と、前記流動焼却炉３７に投入される前記下水汚泥の単位時間当たりの重量を用いて、前記流動焼却炉３７における焼却で発生する前記焼却灰の単位時間当たりの乾燥重量を理論値として求める第２の演算部と、前記実測値及び前記理論値に基づいて、流動床の流動不良を防止する薬剤を前記下水汚泥に供給する、又は前記薬剤の前記下水汚泥への供給を停止する供給装置５４と、を有する構成とする。【選択図】図２
2019171301.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下水汚泥を焼却する流動焼却炉と、
前記流動焼却炉から排出される焼却排ガスに含まれる焼却灰を分離する集塵装置と、
前記集塵装置により分離された焼却灰を回収する回収装置と、
前記回収装置により回収される焼却灰の単位時間当たりの乾燥重量を実測値として求める第１の演算部と、
前記流動焼却炉に投入される前記下水汚泥の単位時間当たりの重量を用いて、前記流動焼却炉における焼却で発生する前記焼却灰の単位時間当たりの乾燥重量を理論値として求める第２の演算部と、
前記実測値及び前記理論値に基づいて、前記焼却排ガスの排ガス流路の閉塞又は前記流動焼却炉内部に有する流動床の流動不良を防止する薬剤を前記下水汚泥に供給する、又は前記薬剤の前記下水汚泥への供給を停止する供給装置と、
を有することを特徴とする汚泥焼却設備。
【請求項２】
下水汚泥を焼却する流動焼却炉と、
前記流動焼却炉から排出される焼却排ガスに含まれる焼却灰を分離する集塵装置と、
前記集塵装置により分離された焼却灰を回収する回収装置と、
前記回収装置により回収される焼却灰の単位時間当たりの乾燥重量を実測値として求める第１の演算部と、
前記流動焼却炉に投入される前記下水汚泥の単位時間当たりの重量を用いて、前記流動焼却炉における焼却で発生する前記焼却灰の単位時間当たりの乾燥重量を理論値として求める第２の演算部と、
前記実測値及び前記理論値に基づいて、前記焼却排ガスの排ガス流路の閉塞又は前記流動焼却炉内部に有する流動床の流動不良を防止する薬剤の前記下水汚泥への供給量の調整演算を行う第３の演算部と、
前記第３の演算部による調整演算の結果に基づいて、前記薬剤の前記下水汚泥への供給量を調整する供給装置と、
を有することを特徴とする汚泥焼却設備。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の汚泥焼却設備において、
前記回収装置に回収される前記焼却灰の乾燥重量を計測する重量センサを、有し、
前記第１の演算部は、前記重量センサの計測値から前記実測値を求めることを特徴とする汚泥焼却設備。
【請求項４】
請求項３に記載の汚泥焼却設備において、
前記第１の演算部は、前記重量センサの計測値から、前記焼却灰の単位時間当たりの乾燥重量を時系列で複数求めた後、求めた複数の前記焼却灰の単位時間当たりの乾燥重量を平均することで前記実測値を求めることを特徴とする汚泥焼却設備。
【請求項５】
請求項１又は請求項２に記載の汚泥焼却設備において、
前記流動焼却炉に投入される前記下水汚泥の単位時間当たりの重量を測定する下水汚泥投入量測定装置と、前記流動焼却炉に投入される前記下水汚泥の含水率を測定する含水率測定装置と、前記流動焼却炉に投入される前記下水汚泥に含まれる固形物の有機分率を測定する有機分率測定装置との少なくともいずれか１つの測定装置を有し、
前記第２の演算部は、前記下水汚泥投入量測定装置、前記含水率測定装置、又は前記有機分率測定装置の少なくともいずれか１つの測定装置により得られる測定値を用いて前記理論値を求めることを特徴とする汚泥焼却設備。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の汚泥焼却設備において、
前記供給装置は、前記下水汚泥が発生してから前記流動焼却炉に投入されるまでの間に前記薬剤を前記下水汚泥に供給する、又は前記流動焼却炉に前記薬剤を直接供給することを特徴とする汚泥焼却設備。
【請求項７】
請求項６に記載の汚泥焼却設備において、
前記供給装置は、前記下水汚泥における含有水分の処理が進められる間のタイミングである、前記下水汚泥を濃縮処理する前、前記下水汚泥を脱水処理する前、前記下水汚泥を乾燥処理する前、又は前記下水汚泥を前記流動焼却炉に投入する前の少なくともいずれか１つのタイミングで、前記薬剤を前記下水汚泥に供給することを特徴とする汚泥焼却設備。
【請求項８】
下水汚泥を焼却する流動焼却炉から排出される焼却排ガスに含まれる焼却灰を分離し回収する工程と、
回収された焼却灰の単位時間当たりの乾燥重量を実測値として求める工程と、
前記流動焼却炉に投入される前記下水汚泥の単位時間当たりの重量から、前記流動焼却炉における焼却で発生する前記焼却灰の単位時間当たりの乾燥重量を理論値として求める工程と、
前記実測値及び前記理論値に基づいて、前記焼却排ガスの排ガス流路の閉塞又は前記流動焼却炉内部に有する流動床の流動不良を防止する薬剤を前記下水汚泥に供給する、又は前記薬剤の前記下水汚泥への供給を停止する工程と、
を有することを特徴とする汚泥焼却方法。
【請求項９】
下水汚泥を焼却する流動焼却炉から排出される焼却排ガスに含まれる焼却灰を分離し回収する工程と、
前記焼却排ガスの排ガス流路の閉塞又は前記流動焼却炉内部に有する流動床の流動不良を防止する薬剤を前記下水汚泥に供給する工程と、
回収された焼却灰の単位時間当たりの乾燥重量を実測値として求める工程と、
前記流動焼却炉に投入される前記下水汚泥の単位時間当たりの重量から、前記流動焼却炉における焼却で発生する前記焼却灰の単位時間当たりの乾燥重量を理論値として求める工程と、
前記実測値及び前記理論値に基づいて、前記焼却排ガスの排ガス流路の閉塞又は前記流動焼却炉内部に有する流動床の流動不良を防止する薬剤の前記下水汚泥への供給量の調整演算を行う工程と、
前記調整演算の結果に基づいて、前記薬剤の前記下水汚泥への供給量を調整する工程と、
を有することを特徴とする汚泥焼却方法。
【請求項１０】
請求項８又は請求項９に記載の汚泥焼却方法において、
回収される前記焼却灰の乾燥重量を計測する工程を有し、
前記実測値は、回収される前記焼却灰の重量の測定値を用いて求めることを特徴とする汚泥焼却方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の汚泥焼却方法において、
前記実測値は、回収される前記焼却灰の乾燥重量の測定値から、前記焼却灰の単位時間当たりの乾燥重量を時系列で複数求めた後、求めた複数の前記焼却灰の単位時間当たりの乾燥重量を平均することで求めることを特徴とする汚泥焼却方法。
【請求項１２】
請求項８又は請求項９に記載の汚泥焼却方法において、
前記流動焼却炉に投入される前記下水汚泥の単位時間当たりの重量を測定する工程と、前記流動焼却炉に投入される前記下水汚泥の含水率を測定する工程と、前記流動焼却炉に投入される前記下水汚泥に含まれる固形物中の有機分率を測定する工程との少なくともいずれか１つの工程を有し、
前記理論値は、前記下水汚泥の単位時間当たりの重量、測定された前記含水率、又は前記有機分率の少なくともいずれか１つの測定値を用いて求めることを特徴とする汚泥焼却方法。
【請求項１３】
請求項８から請求項１２のいずれか１項に記載の汚泥焼却方法において、
前記薬剤を供給する工程は、前記下水汚泥が発生してから前記流動焼却炉に投入されるまでの間に実行される、又は前記流動焼却炉に直接供給することを特徴とする汚泥焼却方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の汚泥焼却方法において、
前記薬剤を供給する工程は、前記下水汚泥における含有水分の処理が進められる間のタイミングである、前記下水汚泥を濃縮処理する前、前記下水汚泥を脱水処理する前、前記下水汚泥を乾燥処理する前、又は前記下水汚泥を前記流動焼却炉に投入する前の少なくともいずれか１つのタイミングで実行されることを特徴とする汚泥焼却方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚泥焼却設備及び汚泥焼却方法に関する。特に、焼却炉の汚泥燃焼により発生する灰の重量を計測することで、焼却排ガスの排ガス流路の閉塞又は焼却炉内部に有する流動床の流動不良を防止する薬剤の投入を制御する汚泥焼却設備および汚泥焼却方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
下水処理場に代表される水浄化システムは、下水浄化工程、汚泥処理工程、及び汚泥焼却工程を含んでいる。下水浄化工程は、ゴミや生汚泥などを分離した下水と微生物を含む活性汚泥を混合・曝気した後、活性汚泥を下水から分離し、最後に活性汚泥を分離した下水を塩素消毒する工程を有する。また、汚泥処理工程は、下水浄化工程で生じる生汚泥や活性汚泥の一部（余剰汚泥）を含む下水汚泥を、濃縮、脱水する工程からなり、中には乾燥させる工程を有する場合もある。なお、汚泥処理工程を経た下水汚泥は、汚泥焼却工程により焼却されることで、減容化される。
【０００３】
上述した汚泥焼却工程において、下水汚泥は、例えば流動焼却炉により焼却される。流動焼却炉は、珪砂などの流動媒体（以下、流動砂）に空気を吹き込んで炉内で流動床を形成し、焼却炉内で下水汚泥を加熱焼却する設備である。流動焼却炉内で下水汚泥を焼却すると、流動焼却炉の排出口から焼却灰が排ガスとともに排出される。排ガスとともに排出される焼却灰は、多種多様な成分からなり、経験的にリンやリンの化合物の含有率が高いほど、焼却灰が焼却炉の排出口以降の煙道や機器内部に付着、堆積して閉塞させる事象や、焼却灰が流動砂表面に付着し、流動砂粒子同士が結合、造粒し適正な流動状態を維持できなくなる事象（流動不良）が発生しやすいことが知られている。これら事象は、リンの揮散、凝縮によるとするものや、低融点のリン化合物が液状化することによるとするものなどがあるが、その事象の全てが明らかになっているわけではない。これら事象は、汚泥焼却設備における安定運転に支障をきたすものであり、下水の高度処理が進み始めている最近は汚泥中のリン濃度が高まっているようで、その対策が急務である。
【０００４】
汚泥焼却工程において発生する焼却灰が付着、堆積することに起因した煙道の閉塞を防止する方法として、例えば下水汚泥にポリ硫酸第二鉄などの薬剤を添加することが挙げられる（特許文献１参照）。また、下水汚泥に含まれる物質（元素）の含有量や成分比に基づいた添加量の薬剤を下水汚泥に添加することで、汚泥の成分を調整することも提案されている（特許文献２、３参照）。さらには、例えば焼却時に発生する焼却灰の色や焼却灰に含まれる特定の化合物（酸化物）の組成に基づいて、薬剤の添加量を調整する方法も提案されている（特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３６６４５９２号公報
【特許文献２】特許第４５１４５２９号公報
【特許文献３】特許第５９７６１５２号公報
【特許文献４】特許第５８８１２６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
例えば特許文献１の場合、鉄系薬剤の添加量を、汚泥の乾燥汚泥換算重量の３〜６％とすることが開示されている。しかしながら、特許文献１の場合、汚泥に対する鉄系薬剤の添加量は、汚泥に含まれる物質もしくは化合物の含有量を考慮しておらず、また、汚泥に含まれる物質もしくは化合物の含有量が一定であるとは限らない。その結果、汚泥に添加する鉄系薬剤の添加量が必ずしも適切なものであるとは言い難い。
【０００７】
同様にして、特許文献２や特許文献３の場合、下水汚泥に含まれる物質の含有量や成分比を参照して適正添加量を導きだそうとしているが、下水汚泥に含まれる物質の形態は一様ではなく、様々な化合物として存在し、また、汚泥焼却工程において、その形態も変化（例えば酸化）する。したがって、変化後の物質の融点や沸点等の性状を正確に把握することは困難であり、下水汚泥の物質含有量や成分比から焼却灰の性状や挙動を正確に予測することは困難であり、これを基に算出した薬剤の添加量が適正でない場合があった。
【０００８】
例えば汚泥に鉄系薬剤を添加する場合には、汚泥焼却工程に係る費用が高価になることは周知であり、汚泥に含まれる物質や化合物の含有量が変化し鉄系薬剤の添加量が少ない状態となる場合には、焼却灰が付着堆積することに起因した煙道の閉塞や焼却灰の流動砂の表面への付着などが発生してしまう。或いは、汚泥に含まれる物質や化合物の含有量が変化し鉄系薬剤の添加量が多い状態となる場合には、焼却灰が付着堆積することに起因した煙道の閉塞や焼却灰の流動砂の表面への付着などの発生を防止できるが、鉄系薬剤を添加することで、汚泥焼却工程に係る費用が必要以上に嵩むことになる。
【０００９】
また、特許文献４のように、焼却灰の色や焼却灰に含まれる特定の化合物の組成により鉄系薬剤の添加量を決定する場合、焼却灰に含まれる化合物の組成は複雑であり、煙道閉塞や流動不良発生の事象と機構の全てが明らかになっているわけではないことから、鉄系薬剤を適切に添加できているかを判断することは難しい場合があった。
【００１０】
本発明は、下水汚泥を焼却したときに発生する焼却灰が煙道に付着、堆積することに起因した煙道の閉塞を確実に防止するとともに、焼却灰が流動砂表面に付着し、流動砂粒子同士が結合、造粒することに起因する流動不良も確実に防止することができるようにした汚泥焼却設備及び汚泥焼却方法を提供することを目的とする。つまり、汚泥焼却設備を構成する機器や要素に付着、堆積する、汚泥由来の焼却排ガスに含有される化合物を有害化合物とみなし、その有害化合物が汚泥焼却設備の機器や要素に付着、堆積することに起因した排ガス流路の閉塞や流動不良を防止する薬剤を適切な量供給可能とする汚泥焼却設備および汚泥焼却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】
【００１１】
上述した課題を解決するために、本発明の汚泥焼却設備の一態様は、下水汚泥を焼却する流動焼却炉と、前記流動焼却炉から排出される焼却排ガスに含まれる焼却灰を分離する集塵装置と、前記集塵装置により分離された焼却灰を回収する回収装置と、前記回収装置により回収される焼却灰の単位時間当たりの乾燥重量を実測値として求める第１の演算部と、前記流動焼却炉に投入される前記下水汚泥の単位時間当たりの重量を用いて、前記流動焼却炉における焼却で発生する前記焼却灰の単位時間当たりの乾燥重量を理論値として求める第２の演算部と、前記実測値及び前記理論値に基づいて、前記焼却排ガスの排ガス流路の閉塞又は前記流動焼却炉内部に有する流動床の流動不良を防止する薬剤を前記下水汚泥に供給する、又は前記薬剤の前記下水汚泥への供給を停止する供給装置と、を有することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の汚泥焼却設備の一態様は、下水汚泥を焼却する流動焼却炉と、前記流動焼却炉から排出される焼却排ガスに含まれる焼却灰を分離する集塵装置と、前記集塵装置により分離された焼却灰を回収する回収装置と、前記回収装置により回収される焼却灰の単位時間当たりの乾燥重量を実測値として求める第１の演算部と、前記流動焼却炉に投入される前記下水汚泥の単位時間当たりの重量を用いて、前記流動焼却炉における焼却で発生する前記焼却灰の単位時間当たりの乾燥重量を理論値として求める第２の演算部と、前記実測値及び前記理論値に基づいて、前記焼却排ガスの排ガス流路の閉塞又は前記流動焼却炉内部に有する流動床の流動不良を防止する薬剤の前記下水汚泥への供給量の調整演算を行う第３の演算部と、前記第３の演算部による調整演算の結果に基づいて、前記薬剤の前記下水汚泥への供給量を調整する供給装置と、有することを特徴とする。
【００１３】
また、前記回収装置に回収される前記焼却灰の乾燥重量を計測する重量センサを、有し、前記第１の演算部は、前記重量センサの計測値から前記実測値を求めることを特徴とする。
【００１４】
この場合、前記第１の演算部は、前記重量センサの計測値から、前記焼却灰の単位時間当たりの乾燥重量を時系列で複数求めた後、求めた複数の前記焼却灰の単位時間当たりの乾燥重量を平均することで前記実測値を求めることが好ましい。
【００１５】
また、前記流動焼却炉に投入される前記下水汚泥の単位時間当たりの重量を測定する下水汚泥投入量測定装置と、前記流動焼却炉に投入される前記下水汚泥の含水率を測定する含水率測定装置と、前記流動焼却炉に投入される前記下水汚泥に含まれる固形物の有機分率を測定する有機分率測定装置との少なくともいずれか１つの測定装置を有し、前記第２の演算部は、前記下水汚泥投入量測定装置、前記含水率測定装置、又は前記有機分率測定装置の少なくともいずれか１つの測定装置により得られる測定値を用いて前記理論値を求めることを特徴とする。
【００１６】
また、前記供給装置は、前記下水汚泥が発生してから前記流動焼却炉に投入されるまでの間に前記薬剤を前記下水汚泥に供給する、又は前記流動焼却炉に前記薬剤を直接供給することを特徴とする。この場合、前記供給装置は、前記下水汚泥における含有水分の処理が進められる間のタイミングである、前記下水汚泥を濃縮処理する前、前記下水汚泥を脱水処理する前、前記下水汚泥を乾燥処理する前、又は前記下水汚泥を前記流動焼却炉に投入する前の少なくともいずれか１つのタイミングで、前記薬剤を前記下水汚泥に供給することが好ましい。
【００１７】
また、本発明の汚泥焼却方法の一態様は、下水汚泥を焼却する流動焼却炉から排出される焼却排ガスに含まれる焼却灰を分離し回収する工程と、回収された焼却灰の単位時間当たりの乾燥重量を実測値として求める工程と、前記流動焼却炉に投入される前記下水汚泥の単位時間当たりの重量から、前記流動焼却炉における焼却で発生する前記焼却灰の単位時間当たりの乾燥重量を理論値として求める工程と、前記実測値及び前記理論値に基づいて、前記焼却排ガスの排ガス流路の閉塞又は前記流動焼却炉内部に有する流動床の流動不良を防止する薬剤を前記下水汚泥に供給する、又は前記薬剤の前記下水汚泥への供給を停止する工程と、を有することを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の汚泥焼却方法の一態様は、下水汚泥を焼却する流動焼却炉から排出される焼却排ガスに含まれる焼却灰を分離し回収する工程と、前記焼却排ガスの排ガス流路の閉塞又は前記流動焼却炉内部に有する流動床の流動不良を防止する薬剤を前記下水汚泥に供給する工程と、回収された焼却灰の単位時間当たりの乾燥重量を実測値として求める工程と、前記流動焼却炉に投入される前記下水汚泥の単位時間当たりの重量から、前記流動焼却炉における焼却で発生する前記焼却灰の単位時間当たりの乾燥重量を理論値として求める工程と、前記実測値及び前記理論値に基づいて、前記焼却排ガスの排ガス流路の閉塞又は前記流動焼却炉内部に有する流動床の流動不良を防止する薬剤の前記下水汚泥への供給量の調整演算を行う工程と、前記調整演算の結果に基づいて、前記薬剤の前記下水汚泥への供給量を調整する工程と、を有することを特徴とする。
【００１９】
また、回収される前記焼却灰の乾燥重量を計測する工程を有し、前記実測値は、回収される前記焼却灰の重量の測定値を用いて求めることを特徴とする。この場合、前記実測値は、回収される前記焼却灰の乾燥重量の測定値から、前記焼却灰の単位時間当たりの乾燥重量を時系列で複数求めた後、求めた複数の前記焼却灰の単位時間当たりの乾燥重量を平均することで求めることが好ましい。
【００２０】
また、前記流動焼却炉に投入される前記下水汚泥の単位時間当たりの重量を測定する工程と、前記流動焼却炉に投入される前記下水汚泥の含水率を測定する工程と、前記流動焼却炉に投入される前記下水汚泥に含まれる固形物中の有機分率を測定する工程との少なくともいずれか１つの工程を有し、前記理論値は、前記下水汚泥の単位時間当たりの重量、測定された前記含水率、又は前記有機分率の少なくともいずれか１つの測定値を用いて求めることを特徴とする。
【００２１】
また、前記薬剤を供給する工程は、前記下水汚泥が発生してから前記流動焼却炉に投入されるまでの間に実行される、又は前記流動焼却炉に直接供給することを特徴とする。
【００２２】
この場合、前記薬剤を供給する工程は、前記下水汚泥における含有水分の処理が進められる間のタイミングである、前記下水汚泥を濃縮処理する前、前記下水汚泥を脱水処理する前、前記下水汚泥を乾燥処理する前、又は前記下水汚泥を前記流動焼却炉に投入する前の少なくともいずれか１つのタイミングで実行されることが好ましい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、汚泥処理工程を経た汚泥を焼却したときに発生する焼却灰の実測値／理論値である発現率（以下、発現率と称する）の低下、つまり焼却灰の煙道や流動砂表面への付着や堆積を防止することができ、例えば焼却灰に含まれる物質が煙道に付着することに起因した煙道の閉塞や、焼却灰に含まれる物質が流動砂表面に付着し、流動砂粒子同士が結合、造粒することに起因する流動不良を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】水浄化システムの一例を示す模式図である。
【図２】汚泥処理設備及び汚泥焼却設備の一例を示す模式図である。
【図３】薬剤の添加量と発現率との関係を示すグラフである。
【図４】薬剤の添加の開始、停止や薬剤の添加量の調整を論理制御にて行う場合の処理の流れを示すフローチャートの一例である。
【図５】薬剤を添加する前後の発現率の時間変化を示すグラフである。
【図６】添加される薬剤の添加量を調整したときの発現率の時間変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本実施形態について図面を参照して説明する。図１は、水浄化システム１０の一例を模式的に示す図である。図１に示すように、水浄化システム１０は、例えば生活排水などの下水を浄化処理するシステムである。水浄化システム１０は、下水浄化設備１１、汚泥処理設備１２及び汚泥焼却設備１３を有する。下水浄化設備１１は、例えば活性汚泥法を用いて下水を浄化する設備である。詳細には、下水浄化設備１１は、沈砂池２１、最初沈殿池（第一沈殿池）２２、反応槽（曝気槽）２３、最後沈殿池（第二沈殿池）２４を含む。沈砂池２１は、下水とともに流入する土砂や比較的大きなごみを除去する。最初沈殿池２２は、沈砂池２１から送り出される下水を例えば２〜３時間かけて流し、下水に含まれる汚れを沈殿させる。最初沈殿池２２で沈殿した汚れは、生汚泥２５ａとして回収される。反応槽２３は、最初沈殿池２２からの下水と活性汚泥とを混合し、反応槽２３の内部を曝気・攪拌し、活性汚泥に含まれる微生物の働きによって下水に含まれる汚れ（有機物）を分解する。
【００２６】
最後沈殿池２４は、反応槽２３から送り出された下水を例えば３〜４時間かけて流し、下水に含まれる活性汚泥を沈殿させる。最後沈殿池２４で沈殿した活性汚泥の一部は、反応槽２３に戻され、残りの活性汚泥は、余剰汚泥２５ｂとして回収される。最後沈殿池２４により活性汚泥が分離された下水は、図示を省略した塩素接触槽において塩素消毒された後、処理水として海や河川に放流される。
【００２７】
汚泥処理設備１２は、下水浄化設備１１において発生する下水汚泥２５を濃縮、脱水、或いは、更に乾燥によって減量化する設備である。なお、下水汚泥２５は水分を含んだ被処理物の一例であり、下水汚泥２５は、最初沈殿池２２から取り除かれた生汚泥２５ａと、最後沈殿池２４で取り除かれた余剰汚泥２５ｂと含むものである。汚泥処理設備１２は、濃縮装置３１、脱水機３２、乾燥機３３を含む。
【００２８】
濃縮装置３１は、下水汚泥２５を水分と汚泥成分とに分離、つまり下水汚泥２５の固形分を濃縮する。脱水機３２は、濃縮された下水汚泥２５を例えば含水率７５〜８０％程度まで脱水する。乾燥機３３は、脱水機３２で脱水された下水汚泥２５を例えば含水率２０〜３０％程度まで乾燥させる。汚泥処理工程を経た下水汚泥２５は、汚泥焼却設備１３によって焼却される。汚泥焼却設備１３によって下水汚泥２５を焼却したときに発生する焼却灰は、埋め立て処分されるか、資源として再利用される。なお、図１においては、濃縮装置３１、脱水機３２、乾燥機３３を含む汚泥処理設備１２としているが、濃縮装置３１、脱水機３２、乾燥機３３の少なくともいずれか１つを省略、若しくは必要に応じて改質等の、その他工程や機器を追加した汚泥処理設備としてもよい。
【００２９】
図２は、汚泥処理設備１２及び汚泥焼却設備１３の一構成を模式的に示す図である。なお、図２中実線で示す矢印は、下水汚泥２５や燃焼用空気等の供給路の他、焼却排ガスや焼却灰の排出路を示し、図２中破線で示す矢印は、燃焼排ガス又は流動床流路を閉塞することを防止する薬剤の供給路を、図２中二点鎖線で示す矢印は信号を示す。
【００３０】
汚泥焼却設備１３は、流動焼却炉（流動床式焼却炉）３７、空気予熱器３８、集塵装置３９、排煙処理装置４０及び制御装置４３を含む。周知のように、流動焼却炉３７は、炉内に吹き込んだ燃焼用空気により流動化した流動砂を昇温バーナにより加熱し、炉内に投入された下水汚泥２５を高温加熱された流動砂により加熱焼却する設備である。なお、流動焼却炉３７としては、気泡式流動焼却炉、循環式流動焼却炉及び過給式流動焼却炉などがあるが、いずれの流動焼却炉であってもよい。
【００３１】
図示は省略するが、流動焼却炉３７は、設備起動時に炉内を高温加熱する昇温バーナ、炉内を高温加熱する際や、汚泥を焼却する際に不足する熱量を補うために炉内に補助燃料を投入する補助燃料装置、炉内に燃焼用空気を送り込む散気装置を有する。なお、図２中符号４５は、流動焼却炉３７から排出される燃焼排ガスを空気予熱器３８に送り出す排出路（煙道）である。
【００３２】
空気予熱器３８は、流動焼却炉３７から排出される燃焼排ガスと、送風機４６から流動焼却炉３７が有する散気装置に向けて送り込まれる燃焼用空気との間で熱交換を行う。空気予熱器３８による熱交換により、散気装置に向けて送り込まれる燃焼用空気は、例えば６００〜６５０℃に予熱される。例えば、流動焼却炉３７から排出される燃焼排ガスの温度は８００〜９００℃であり、空気予熱器３８から送り出される燃焼排ガスの温度は熱交換により５００〜７００℃に低下する。ここで、図２中符号４７は空気予熱器３８にて熱交換された燃焼排ガスを集塵装置３９に排出する排出路（煙道）である。また、図２中符号４８は送風機４６から送り出された空気を空気予熱器３８に供給する供給路、図２中符号４９は予熱された燃焼用空気を流動焼却炉３７の散気装置に供給する供給路である。
【００３３】
集塵装置３９は、空気予熱器３８から排出される燃焼排ガスに含まれる焼却灰を分離・回収する装置である。集塵装置３９としては、一例としてセラミックフィルタを用いた集塵装置が挙げられる。集塵装置３９において分離・回収された焼却灰は、灰ホッパ４１に集積される。なお、図２中符号５２は、集塵装置３９により焼却灰が取り除かれた燃焼排ガスを排煙処理装置４０に送り出す排出路であり、符号５３は集塵装置３９により分離・回収された焼却灰を灰ホッパ４１に排出する排出路である。
【００３４】
排煙処理装置４０は、例えば燃焼排ガス中に含まれる硫黄酸化物や、煤塵などの大気汚染物質を除去する。
【００３５】
灰ホッパ４１は、集塵装置３９により集塵された焼却灰を集積し、例えばトラックなどの荷台等に排出するものである。灰ホッパ４１は、集積された焼却灰の乾燥重量を計測する重量計（重量センサ）４２を有する。なお、重量計４２は、焼却灰の単位時間当たりの回収量を実測値として求める手段の一例である。
【００３６】
制御装置４３は、例えば、ＰＬＣ（programmable logic controller）等から構成される。なお、制御装置４３は、請求項に開示される第１演算部、第２演算部及び第３演算部の機能を有する。ここで、制御装置４３は、汚泥焼却設備の各部を制御するのに使用する制御装置を兼用して使用してもよいし、本発明を実施するために専用の制御装置としてもよい。制御装置４３は、汚泥焼却設備１３の各通路（供給路、排出路）や灰ホッパ４１に設けた計測機器からの信号を受けて、後述する供給装置５４により下水汚泥２５への薬剤添加の開始や停止、薬剤添加量の調整などの制御を行う。なお、下水汚泥２５に添加する薬剤の初期添加量や調整量は、例えば予め行った実験や統計などを参照して予め決定した値を使用してもよいし、２度目の判定処理以降は、過去の薬剤添加量や調整量と発現率の関係を参照するなどして決定してもよい。
【００３７】
焼却灰は、多種多様な成分からなり、経験的にリンやリンの化合物の含有率が高いほど、焼却灰が焼却炉の排出口以降の煙道や機器内部に付着、堆積して閉塞させる事象や、焼却灰が流動砂表面に付着し、流動砂粒子同士が結合、造粒し適正な流動状態を維持できなくなる事象（流動不良）が発生しやすいことが知られている。その機構は、リンの揮散、凝縮によるとするものや、低融点のリン化合物が液状化することによるとするものなどがあるが、その機構の全てが明らかになっているわけではない。
【００３８】
例えば鉄（Ｆｅ）、カルシウム（Ｃａ）、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）の何れか１つを含む化合物を薬剤として下水汚泥２５に添加することで、上記事象の発生を防止する効果があることが挙げられる。なお、Ｆｅを含む化合物としては、ポリ硫酸第二鉄などが挙げられる。また、Ｃａを含む化合物としては、炭酸カルシウム、消石灰、生石灰などが挙げられる。また、Ａｌを含む化合物としては、ポリ塩化アルミニウムなどが挙げられる。また、Ｍｇを含む化合物としては、酸化マグネシウムなどが挙げられる。
【００３９】
供給装置５４は、薬剤を下水汚泥２５に添加する装置である。なお、薬剤が、汚泥処理設備１２で処理されていく下水汚泥２５に添加されるタイミングは、下水汚泥２５を濃縮処理する前、濃縮処理された下水汚泥２５を脱水処理する前、脱水処理された下水汚泥２５を乾燥処理する前、又は乾燥処理された下水汚泥２５を流動焼却炉３７に投入する前の少なくともいずれか１つのタイミング、又は流動焼却炉３７に直接投入することが好ましいが、下水浄化工程のいずれかの箇所への供給や、図示しない汚泥処理工程や、汚泥焼却工程から下水浄化工程へ返送される返流水への供給を否定するものではない。
【００４０】
上述した汚泥焼却設備１３において、流動焼却炉３７に下水汚泥２５を供給する供給路４４には、含水率測定装置５５、有機分率測定装置５６、下水汚泥投入量測定装置５７等の計測機器が設けられる。含水率測定装置５５は、供給路４４を介して流動焼却炉３７に供給される下水汚泥２５の含水率を測定する。有機分率測定装置５６は、供給路４４を介して流動焼却炉３７に供給される下水汚泥２５の固形分中に含まれる有機物の含有率を測定する。下水汚泥投入量測定装置５７は、供給路４４を介して流動焼却炉３７に供給される下水汚泥２５の単位時間当たりの重量を測定する。
【００４１】
次に、薬剤添加の要否の判断や、薬剤添加量の調節を行うための制御対象および制御方法について説明する。制御対象は、流動焼却炉における焼却で発生し、灰ホッパ４１で回収される焼却灰の単位時間当たりの理論上の乾燥重量（以下、理論灰発生量と称する）、及び実際に灰ホッパ４１で回収される焼却灰の単位時間当たりの乾燥重量（以下、実灰発生量と称する）を用いて求められる、実灰発生量／理論灰発生量である。なお、灰ホッパ４１で回収される焼却灰とは、集塵装置３９により回収される焼却灰、又は回収装置により回収される焼却灰と同義である。
【００４２】
以下、この発生量／理論灰発生量を発現率と称する。
【００４３】
理論灰発生量は、以下の（１）式を用いて算出される。
理論灰発生量＝Ｆ×｛（１００−Ｄ）／１００｝×｛（１００−Ｖ）／１００｝×（Ｃ／１００）・・・（１）
【００４４】
（１）式中、符号Ｆは流動焼却炉３７に投入される下水汚泥２５の単位時間当たりの重量、符号Ｄは下水汚泥２５における含水率、符号Ｖは下水汚泥２５の固形物中に含まれる有機物の含有率（有機分率）、符号Ｃは集塵装置３９における焼却灰の捕集率（％）である。ここで、下水汚泥２５の単位時間当たりの重量Ｆは、下水汚泥投入量測定装置５７により測定される。また、下水汚泥２５における含水率Ｄ及び有機分率Ｖは、含水率測定装置５５及び有機分率測定装置５６により求められる。
【００４５】
ここで、下水汚泥２５における含水率Ｄ及び有機分率Ｖは、以下の（２）式及び（３）式にて求められる値のことを指す。
【００４６】
下水汚泥における含水率Ｄ＝下水汚泥に含まれる水の重量／下水汚泥の重量×１００・・・（２）
【００４７】
下水汚泥における有機分率Ｖ＝下水汚泥に含まれる有機物の重量／下水汚泥に含まれる固形物全体の重量×１００・・・（３）
【００４８】
なお、下水汚泥２５における含水率Ｄは、含水率測定装置５５にて計測する他、流動焼却炉３７に投入される下水汚泥２５を適宜取り出して含水率を別途分析により測定した値を使用することも可能である。同様にして、下水汚泥２５における有機分率Ｖも、有機分率測定装置５６にて計測する他、流動焼却炉３７に投入される下水汚泥２５を、適宜所定量取り出して、有機分率を別途分析により測定した値を使用することも可能である。
【００４９】
一方、実灰発生量は、例えば灰ホッパ４１が有する重量計４２の計測結果に基づいて演算される。ここで、実灰発生量としては、灰ホッパ４１に集積される単位時間当たりの焼却灰の乾燥重量増加分が挙げられる。重量計４２は、所定のサンプリング周期で焼却灰の重量を測定している。例えば、サンプリング時間Ｔｎ（ｎ＝１，２，３，・・・）における乾燥重量をＷｎ（ｎ＝１，２，３，・・・）とすると、単位時間当たりの焼却灰の乾燥重量は、（Ｗｎ−Ｗ（ｎ−１））／（Ｔｎ−Ｔ（ｎ−１））で算出される。
【００５０】
したがって、制御装置４３は、サンプリング周期が経過する毎に単位時間当たりの焼却灰の乾燥重量を求める。そして、制御装置４３は、単位時間当たりの焼却灰の乾燥重量を所定のサンプル数用いた移動平均により、実灰発生量を求めることが好ましい。
【００５１】
なお、灰ホッパ４１は、集積した焼却灰が規定量となると、集積した焼却灰を搬出する動作を実行する。灰ホッパ４１が有する重量計４２の計測結果に基づいて単位時間当たりの焼却灰の乾燥重量増加分を求める場合は、この灰ホッパ４１より焼却灰を搬出する動作中および灰ホッパ４１にて焼却灰を搬出する動作が終了した後の所定期間は、各サンプリング時間における単位時間当たりの焼却灰の乾燥重量増加分を演算することはできない。この場合、焼却灰を搬出する動作中であることを示す信号（灰搬出動作中信号）を制御装置４３に入力し、この信号が切れる、すなわち灰ホッパ４１にて焼却灰を搬出する動作が終了し、且つ所定時間が経過し単位時間当たりの焼却灰の乾燥重量増加分が演算可能になるまでは、直前に得られた実灰発生量を用いる。
【００５２】
次に、制御方法について説明する。制御装置４３は、上述した発現率が目的の値（以下、目標値）に収束されるように、薬剤の添加の開始、停止の他、薬剤の添加量の調整を行う。以下、発現率を記号Ｒ、目標値をＲ０と称する。
【００５３】
図３は、薬剤の添加量を変動させたときの発現率の変化の実験例を示す。図３に示すように、下水汚泥２５に添加する薬剤の添加量を増加させると、発現率が上昇し、おおよそ０．７５で薬剤の添加量増に対する発現率の上昇が鈍くなっている。前述の目標値Ｒ０は、理論上は１．０とすべきであるが、薬剤使用量の無用な増大を避けるため、実験値（例えば図３では０．７５）を基準として、過去の設備運転の統計や経験則から高すぎない適当な値（例えば０．７０）を定めるのがよい。ここで、発現率が目標値よりも低い場合、下水汚泥２５の焼却に伴って発生する焼却灰は、流動焼却炉３７と空気予熱器３８との間の排出路４５、空気予熱器３８と集塵装置３９との間の排出路４７の少なくともいずれかの排出路に付着、堆積しているか、又は空気予熱器３８及び集塵装置３９の内部に付着、堆積しているか、または流動焼却炉３７の内部や流動砂粒子の表面に付着、堆積していると判断できる。このような場合には、発現率を目標値に近づけるように、薬液の添加調整量が決定される。つまり、この場合には、薬剤の添加量を増加する、もしくは薬剤の添加を開始する。一方、発現率が目標値よりも高い場合は、薬剤の添加量を減らす、もしくは薬剤の添加を停止する。
【００５４】
以下、薬剤の添加の開始、停止や薬剤の添加量の調整を、論理制御にて行う場合の処理の流れの一例について、図４のフローチャートを用いて説明する。なお、制御方法は、論理制御（逐次制御）によってもよいし、例えばＰＩＤ制御やＦＵＺＺＹ推論などの、発現率値などに基づく線形制御（例えばフィードバック制御）によってもよい。
【００５５】
以下では、供給装置５４により下水汚泥に供給される薬剤の供給量を薬剤の添加量と称し、また、下水汚泥に供給される薬剤の調整量を添加調整量と称する。
【００５６】
ステップＳ１０１は、理論灰発生量を演算する処理である。制御装置４３は、上述した（１）式に基づいて理論灰発生量を演算する。
【００５７】
ステップＳ１０２は、実灰発生量を演算する処理である。制御装置４３は、例えば灰ホッパ４１に設けた重量計４２からの信号に基づいて、実灰発生量を演算する。
【００５８】
ステップＳ１０３は、発現率を演算する処理である。制御装置４３は、ステップＳ１０１及びステップＳ１０２で求めた値から実灰発生量／理論灰発生量を発現率Ｒとして求める。
【００５９】
ステップＳ１０３の処理が実行されると、制御装置４３は、以下に示す複数の処理を同時に実行する。以下、ステップＳ１０４及びステップＳ１０５の処理を第１演算処理、ステップＳ１０６及びステップＳ１０７の処理を第２演算処理、ステップＳ１０８及びステップＳ１０９の処理を第３演算処理、ステップＳ１１０及びステップＳ１１１の処理を第４演算処理と称する。また、制御装置４３は、上述した第１〜第４演算処理の他に、ステップＳ１１５及びステップＳ１１６に示す第５演算処理を実行する。
【００６０】
＜第１演算処理＞
ステップＳ１０４は、今回算出した発現率Ｒが目標値Ｒ０以上で、且つ前回の添加調整量をプラスの値にしたか否かを判定する処理である。制御装置４３は、記憶装置から目標値Ｒ０及び前回の添加調整量を読み出す。今回算出した発現率Ｒが目標値Ｒ０以上で、且つ前回の添加調整量をプラスの値としていれば、制御装置４３は、ステップＳ１０４の判定結果をＹｅｓとする。この場合、ステップＳ１０５に進む。一方、今回算出した発現率Ｒが目標値Ｒ０以上でない場合、又は前回の添加調整量をプラスの値としていない場合には、制御装置４３は、ステップＳ１０４の判定結果をＮｏとする。
【００６１】
ステップＳ１０５は、今回の添加調整量を決定する処理である。制御装置４３は、ステップＳ１０４で読み出した前回の添加調整量や、今回算出した発現率Ｒや目標値Ｒ０の他、薬剤を投入することでの焼却灰の変化量などに基づいて、今回の添加調整量を決定する。例えば、前回の添加調整量＋Ａ１とした後の発現率Ｒの演算で、今回算出した発現率Ｒが目標値Ｒ０以上となる場合には、薬剤の添加量が多いと判断できる。したがって、このような場合には、今回算出した発現率Ｒが目標値Ｒ０に近づくように、薬剤の添加調整量が決定される。一例として、薬剤の添加調整量が−Ｂ１（Ｂ１＜Ａ１）に決定される。
【００６２】
つまり、第１演算処理では、薬剤の添加量の増加により発現率Ｒが目標値Ｒ０以上となる場合に発現率Ｒを目標値Ｒ０に近づけるために、薬剤の添加量を減少させるように薬剤の添加調整量を決定する。
【００６３】
＜第２演算処理＞
ステップＳ１０６は、今回算出した発現率Ｒが目標値Ｒ０未満で、且つ前回の添加調整量をマイナスの値にしたか否かを判定する処理である。制御装置４３は、記憶装置から目標値Ｒ０及び前回の添加調整量を読み出す。今回算出した発現率Ｒが目標値Ｒ０未満で、且つ前回の添加調整量をマイナスの値としていれば、制御装置４３は、ステップＳ１０６の判定結果をＹｅｓとする。この場合、ステップＳ１０７に進む。一方、今回算出した発現率Ｒが目標値Ｒ０未満でない場合、又は前回の添加調整量をマイナスの値としていない場合には、制御装置４３は、ステップＳ１０６の判定結果をＮｏとする。
【００６４】
ステップＳ１０７は、今回の添加調整量を決定する処理である。制御装置４３は、ステップＳ１０６で読み出した前回の添加調整量や、今回算出した発現率Ｒや目標値Ｒ０の他、薬剤を投入することでの焼却灰の変化量などに基づいて、今回の添加調整量を決定する。例えば、前回の添加調整量−Ａ２とした後の発現率Ｒの演算で、今回算出した発現率Ｒが目標値Ｒ０未満となる場合には、薬剤の添加量が少ないと判断できる。したがって、このような場合には、今回算出した発現率Ｒが目標値Ｒ０に近づくように、薬剤の添加調整量が決定される。一例として、薬剤の添加調整量が＋Ｂ２（Ｂ２＜Ａ２）に決定される。
【００６５】
つまり、第２演算処理では、薬剤の添加量の減少により発現率Ｒが目標値Ｒ０未満となる場合に発現率Ｒを目標値Ｒ０に近づけるために、薬剤の添加量を増加させるように薬剤の添加調整量を決定する。
【００６６】
＜第３演算処理＞
ステップＳ１０８は、今回算出した発現率Ｒが閾値Ｌ１未満となるか否かを判定する処理である。なお、閾値Ｌ１は、目標値Ｒ０に対してＬ１＜Ｒ０を満足する値であり、汚泥焼却設備１３におけるシミュレーションや実験などから求められる値、又は汚泥焼却設備１３を運転している際に得られるデータから求められる値である。制御装置４３は、記憶装置から閾値Ｌ１を読み出す。今回算出した発現率Ｒが閾値Ｌ１未満となる場合には、制御装置４３は、ステップＳ１０６の判定結果をＹｅｓとする。この場合、ステップＳ１０９に進む。一方、今回算出した発現率Ｒが閾値Ｌ１以上となる場合には、制御装置４３は、ステップＳ１０８の判定結果をＮｏとする。
【００６７】
ステップＳ１０９は、今回の添加調整量を決定する処理である。制御装置４３は、薬剤を投入することでの焼却灰の変化量などに基づいて、今回の添加調整量を決定する。例えば、今回算出した発現率Ｒが閾値Ｌ１未満となる場合には、今回算出した発現率Ｒが目標値Ｒ０に近づくように、薬剤の添加調整量が決定される。一例として、薬剤の添加調整量が＋Ｂ３に決定される。
【００６８】
つまり、第３演算処理では、前回の添加調整量に関係なく、発現率Ｒが閾値Ｌ１未満となる場合に、発現率Ｒを目標値Ｒ０に近づけるために、薬剤の添加を開始、又は薬剤の添加量を増加させるように薬剤の添加調整量を決定する。
【００６９】
＜第４演算処理＞
ステップＳ１１０は、今回算出した発現率Ｒが閾値Ｈ１以上となるか否かを判定する処理である。なお、閾値Ｈ１は、目標値Ｒ０に対してＨ１＞Ｒ０を満足する値であり、汚泥焼却設備１３におけるシミュレーションや実験などから求められる値、又は汚泥焼却設備１３を運転している際に得られるデータから求められる値である。制御装置４３は、記憶装置から閾値Ｈ１を読み出す。今回算出した発現率Ｒが閾値Ｈ１以上となる場合には、制御装置４３は、ステップＳ１１０の判定結果をＹｅｓとする。この場合、ステップＳ１１１に進む。一方、今回算出した発現率Ｒが閾値Ｈ１未満となる場合には、制御装置４３は、ステップＳ１１０の判定結果をＮｏとする。
【００７０】
ステップＳ１１１は、今回の添加調整量を決定する処理である。制御装置４３は、薬剤を投入することでの焼却灰の変化量などに基づいて、今回の添加調整量を決定する。例えば、今回算出した発現率Ｒが閾値Ｈ１以上となる場合には、今回算出した発現率Ｒが目標値Ｒ０に近づくように、薬剤の添加調整量が決定される。一例として、薬剤の添加調整量が−Ｂ４に決定される。
【００７１】
つまり、第４演算処理では、前回の添加調整量に関係なく、発現率Ｒが閾値Ｈ１以上となる場合に、発現率Ｒを目標値Ｒ０に近づけるために、薬剤の添加を停止、又は薬剤の添加量を減少させるように薬剤の添加調整量を決定する。
【００７２】
＜第５演算処理＞
ステップＳ１１５は、今回算出した発現率Ｒが閾値Ｌ２（Ｌ１＞Ｌ２）未満となるか否かを判定する処理である。制御装置４３は、記憶装置から閾値Ｌ２を読み出す。今回算出した発現率Ｒが閾値Ｌ２未満となる場合には、制御装置４３は、ステップＳ１１５の判定結果をＹｅｓとする。この場合、ステップＳ１１６に進む。一方、今回算出した発現率Ｒが閾値Ｌ２以上となる場合には、制御装置４３は、ステップＳ１１５の判定結果をＮｏとする。
【００７３】
ステップＳ１１６は、警告を行う処理である。一例として、制御装置４３は、汚泥焼却設備１３に設けられたスピーカによる警告音の発生を指示したり、汚泥焼却設備１３に設置される表示装置や制御装置による警告表示を指示する。
【００７４】
つまり、第５演算処理では、薬剤の添加の有無などに関係なく、発現率Ｒが閾値Ｌ２未満となる場合、言い換えれば、煙道が閉塞されかけていたり流動不良が発生しかかっているか否かを判定する。したがって、この第５演算処理を行うことで、汚泥焼却設備１３が正常に稼働しているか否かを判定することができる。
【００７５】
第１演算処理から第４演算処理の各処理を同時に実行した後、制御装置４３は、以下の処理を実行する。第１演算処理のステップＳ１０４、第２演算処理のステップＳ１０６、第３演算処理のステップＳ１０８及び第４演算処理のステップＳ１１０の判定処理のいずれもがＮｏとなる場合、制御装置４３は、ステップＳ１１２の処理を実行し、今回の添加調整量を±０とする。一方、第１演算処理、第２演算処理、第３演算処理又は第４演算処理の何れかの演算処理で添加調整量が決定される場合には、制御装置４３は、決定された添加調整量を今回の添加調整量とする。そして、制御装置４３は、決定された添加調整量を供給装置５４に出力する。供給装置５４は、制御装置４３からの添加調整量の信号を受けて、下水汚泥に対する薬剤の供給開始、供給停止、又は薬剤の添加量の調整を実行する。この際に、入力された添加調整量により薬剤の供給量が０以下となる場合には、供給装置５４は、下水汚泥に対する薬剤の供給を停止する。また、入力された添加調整量により、薬剤の供給量が０を超過した時には、供給装置５４は、下水汚泥に対する薬剤の供給を開始する。
【００７６】
図５は、薬剤を添加せずに下水汚泥２５を焼却したときの発現率が０．５で推移しているときに、時間ｔで薬剤の添加を開始したときの実験例である。時間ｔで薬剤を添加すると、発現率が上昇し、発現率が０．７〜０．９の範囲で変化した。つまり、発現率の上昇は、下水汚泥２５を流動焼却炉３７で焼却することで発生した焼却灰のほとんどが流動焼却炉３７と空気予熱器３８との間の排出路４５、空気予熱器３８と集塵装置３９との間の排出路４７の少なくともいずれかの排出路、又は空気予熱器３８及び集塵装置３９の内部、または流動焼却炉３７の内部や流動砂粒子の表面に付着、積層せずに、集塵装置３９にて分離・回収されていることを意味している。これにより、焼却灰が煙道内に付着、積層すること起因する煙道の閉塞や、焼却灰に含まれる物質が流動砂表面に付着し、流動砂粒子同士が結合、造粒することに起因する流動不良を防止することが可能となる。なお、発現率が０．７〜０．９の範囲で変化する理由としては、例えば本実施例では連続計測していない下水汚泥２５の含水率や有機分率の変動が挙げられる。
【００７７】
図６は薬剤の添加量を変化させた時の発現率の変化の実験例である。図６では、縦軸に図３,５と同様に発現率をとり、横軸には非常に長い時間経過時間をとり、破線で示すように閉塞防止の薬剤添加量の割合を経過時間にそって示した。図６に示すように、薬剤の添加量の調整においてｔ１までの経過時間では所定３目盛り分の割合添加量だったので、例えば発現率が０．８前後で安定していた後、発現率が減少している。したがって、時間ｔ１において薬剤の添加量を３目盛りから４．８目盛り分まで増加するように調整した。この調整により、発現率は一旦０．６強まで減少するが、その後上昇し、発現率は０．９前後で推移する。なお、図６は、濃縮装置３１にて濃縮された下水汚泥２５に薬剤を添加した場合の例である。
【００７８】
したがって、添加量が調整された薬剤が混合された下水汚泥２５が流動焼却炉３７に到達するまでは、添加量が調整される前の添加量で薬剤が混合されている下水汚泥２５が焼却されることとなり、発現率が一旦低下すると想定される。なお、図６においては、発現率が０．９前後で推移した後、薬剤の添加量を減じた時の発現率の変化を確認するため、薬剤の添加量を減少させるように調整している。実験結果は、薬剤の添加量の調整により、下水汚泥２５を流動焼却炉３７で焼却することで発生する焼却灰の流動焼却炉３７と空気予熱器３８との間の排出路４５、空気予熱器３８と集塵装置３９と の間の排出路４７の少なくともいずれかの排出路、又は空気予熱器３８及び集塵装置３９の内部、または流動焼却炉３７の内部や流動砂粒子の表面に付着、積層を調節することが可能なことを示している。
【００７９】
このように、本実施形態では、集積される焼却灰の分析値などによらず実際に発生した事象（発現率の変化）を用いて、焼却灰の焼却後の排ガスの流路内への付着堆積や、流動砂への付着堆積を推測でき、また、その推測結果に基づいて薬剤の添加の開始や停止、また添加する薬剤の添加量の調整を実施することができる。したがって、下水汚泥を焼却したときに発生する焼却灰が煙道に付着、堆積することに起因した煙道の閉塞や流動砂への付着堆積を確実に防止することが可能となる。
【００８０】
本実施形態では、単位時間当たりの焼却灰の乾燥重量の増加分を実灰発生量とし、理論上の単位時間当たり焼却灰の乾燥重量の増加分を理論灰発生量として指標（発現率）を求めているが、これら単位時間当たりの焼却灰の乾燥重量の増加分を、流動焼却炉３７に投入される下水汚泥２５の単位時間当たりの重量などで除算した値を求め、これら値の比率を発現率として求めるなど類似の指標を使用してもよい。
【００８１】
本実施形態では、制御装置４３から出力された添加開始信号、調整開始信号や、添加調整量信号もしくは添加量信号を受けて、供給装置５４は、薬剤の添加を自動的に開始したり、添加する薬剤の添加量を自動的に調整している。しかしながら、発現率の値や、その変化に基づいて供給装置５４による薬剤の添加や、添加する薬剤の添加量の調整を手動で行うことも可能である。
【００８２】
本実施形態では、実灰発生量を、所定のサンプル数用いた移動平均により求めているが、流動焼却炉３７に投入される下水汚泥２５の単位時間当たりの重量や、下水汚泥２５の含水率や有機分率を移動平均により求め、移動平均により求めた値を用いて理論灰発生量を求めるなども可能であり、ここに示した信号処理の一例が信号処理の方法を限定するものではない。
【００８３】
本実施形態では、含水率測定装置５５、有機分率測定装置５６、下水汚泥投入量測定装置５７等の測定器により求めた値を（１）式に当て嵌めることで、理論灰発生量を求めている。したがって、下水汚泥２５の単位時間当たりの重量Ｆ、下水汚泥２５における含水率Ｄ、下水汚泥２５に含まれる有機分率Ｖは各々変動した値、つまり算出される理論灰発生量も変動値となる。しかしながら、下水汚泥２５の単位時間当たりの重量Ｆ、下水汚泥２５における含水率Ｄ、下水汚泥２５に含まれる固形分中の有機分率Ｖの値が大きく変化しないような場合は、下水汚泥２５の単位時間当たりの重量Ｆ、下水汚泥２５における含水率Ｄ、下水汚泥２５に含まれる固形物中の有機分率Ｖは、固定値であってもよく、その場合は定期的にそれらの値が適正か否かを別途分析や測定によって確認し、定期的にその分析値や測定値に更新するのが好ましい。
【００８４】
本実施形態では、図４に示す処理を実施することで、薬剤の添加の開始や停止、又は薬剤の添加量の調整を行っているが、発現率に対して上限値（上限値＞Ｈ１）及び下限値（下限値＜Ｌ１）を予め設定しておき、算出される発現率が上限値を超過する、又は下限値未満となる場合には、制御インターバル時間内であっても薬剤の添加量を調整してもよい。なお、この場合、下限値のみを設定しておき、発現率が下限値未満となる場合に薬剤の添加量を調整してもよい。
【００８５】
本実施形態では、煙道が閉塞に至っていない場合を想定し、発現率が目標値に収束されるように、薬剤の添加の有無、及び添加している薬剤の添加量の調整を行うことで、煙道や、流動砂粒子の表面に焼却灰や焼却灰の成分が付着、積層することを防止している。しかしながら、算出された発現率が著しく低い値となる場合は、この防止効果の発現が遅れ、煙道閉塞や流動不良のリスクが高いことを示している。したがって、算出される発現率が目標値よりも著しく低い所定値以下となる場合には、制御装置４３は、汚泥焼却設備１３を一旦停止するように制御することも可能である。なお、上述した所定値は、過去の経験則などから求められる値であり、その値は、Ｌ２未満かつ前記下限値未満であるのが好ましい。
【００８６】
また、前記焼却設備１３を一旦停止する制御は、自動停止でなくてもよく、汚泥焼却設備に設けられたスピーカによる警告音の発生や、汚泥焼却設備１３に設置される表示装置や制御装置接続される表示装置による警告表示によって焼却設備オペレーターに状況判断を促し、焼却設備オペレーターが焼却設備１３を一旦停止して煙道清掃を行うなどの処置が必要と判断した場合に、焼却設備オペレーターの手動操作によって焼却設備を停止するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００８７】
１０…水浄化システム、１１…下水浄化設備、１２…汚泥処理設備、１３…汚泥焼却設備、３７…流動焼却炉、３８…空気予熱器、３９…集塵装置、４１…灰ホッパ、４５，４７…排出路、４３…制御装置、５４…供給装置、５５…含水率測定装置、５６…有機分率測定装置、５７…下水汚泥投入量測定装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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