(57)【要約】【課題】乾燥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。【解決手段】本発明の汚泥焼却設備は、下水汚泥を焼却する焼却炉と、前記下水汚泥を焼却したときに生成される焼却灰を用いた示差熱分析を行う分析手段と、前記示差熱分析の結果に基づいて、汚泥焼却設備の機器や要素への有害化合物の付着堆積を防止する薬剤の前記下水汚泥への供給の開始又は停止を示す第１指示、又は前記流動焼却炉内の温度を調整する第２指示のいずれかの指示を行う制御部と、を有することを特徴とする。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下水汚泥を焼却する焼却炉と、
前記下水汚泥を焼却したときに生成される焼却灰を用いた示差熱分析を行う分析手段と、
前記示差熱分析の結果に基づいて、汚泥焼却設備の機器や要素への有害化合物の付着堆積を防止する薬剤の前記下水汚泥への供給の開始又は停止を示す第１指示、又は前記焼却炉内の温度を調整する第２指示のいずれかの指示を行う制御部と、
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焼却炉と、
前記下水汚泥を焼却したときに生成される焼却灰を用いた示差熱分析を行う分析手段と、
前記示差熱分析の結果に基づいて、汚泥焼却設備の機器や要素への有害化合物の付着堆積を防止する薬剤の前記下水汚泥への供給量を調整する第１指示、又は前記焼却炉内の温度を調整する第２指示のいずれかの指示を行う制御部と、
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、
前記制御部は、前記示差熱分析の結果から、所定の温度範囲において生じる前記焼却灰の吸熱ピークの降下開始温度を検出し、検出した前記降下開始温度と予め設定した目標値とを比較することで、前記第１指示又は前記第２指示のいずれかの指示を行う
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、
前記下水汚泥を焼却する前記焼却炉から排出される燃焼排ガスと、前記下水汚泥を焼却する前記焼却炉に送り込まれる燃焼用空気との間で熱交換を行い、前記燃焼用空気を予熱する空気予熱器を有し、
前記制御部は、前記下水汚泥を焼却する前記焼却炉の内部の温度及び前記空気予熱器から排出される燃焼排ガスの温度に基づいて、前記降下開始温度を検出する温度範囲を設定することを特徴とする汚泥焼却設備。
【請求項５】
請求項４に記載の汚泥焼却設備において、
前記制御部は、前記下水汚泥を焼却する前記焼却炉の内部の温度及び前記空気予熱器から排出される燃焼排ガスの温度に基づいて、前記温度範囲の下限値を設定する
ことを特徴とする汚泥焼却設備。
【請求項６】
請求項３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、
前記制御部は、新たに算出した前記降下開始温度と前記目標値との比較の他に、前回の比較時に算出された前記降下開始温度と、前記新たに算出した前記降下開始温度との比較を行う
ことを特徴とする汚泥焼却設備。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の汚泥焼却設備において、
前記下水汚泥を焼却する前記焼却炉は、吹き込まれる空気により流動媒体による流動床を形成して、投入される前記下水汚泥を前記流動床中で焼却する流動焼却炉である
ことを特徴とする汚泥焼却設備。
【請求項８】
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の汚泥焼却設備において、
前記薬剤は、前記下水汚泥が発生してから前記下水汚泥を焼却する前記焼却炉に投入されるまでの間に前記下水汚泥に供給される、又は前記下水汚泥を焼却する前記焼却炉に直接供給されることを特徴とする汚泥焼却設備。
【請求項９】
請求項８に記載の汚泥焼却設備において、
前記薬剤は、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焼却する前記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、前記下水汚泥に供給されることを特徴とする汚泥焼却設備。
【請求項１０】
下水汚泥を焼却する焼却炉を用いて下水汚泥を焼却する工程と、
前記下水汚泥の焼却により得られる焼却灰を用いた示差熱分析を行う工程と、
前記示差熱分析の結果に基づいて、汚泥焼却設備の機器や要素への有害化合物の付着堆積を防止する薬剤の前記下水汚泥への供給の開始又は停止を示す第１指示、又は前記下水汚泥を焼却する焼却炉内の温度を調整する第２指示のいずれかの指示を行う工程と、
を有することを特徴とする汚泥焼却方法。
【請求項１１】
下水汚泥を焼却する焼却炉を用いて下水汚泥を焼却する工程と、
前記下水汚泥の焼却により得られる焼却灰を用いた示差熱分析を行う工程と、
前記示差熱分析の結果に基づいて、汚泥焼却設備の機器や要素への有害化合物の付着堆積を防止する薬剤の供給量を調整する第１指示、又は前記下水汚泥を焼却する焼却炉内の温度を調整する第２指示のいずれかの指示を行う工程と、
を有することを特徴とする汚泥焼却方法。
【請求項１２】
請求項１０又は請求項１１に記載の汚泥焼却方法において、
前記第１指示又は第２指示のいずれかの指示を行う工程は、前記示差熱分析の結果から、所定の温度範囲において生じる前記焼却灰の吸熱ピークの降下開始温度を検出する工程と、検出した前記降下開始温度と予め設定した目標値とを比較する工程とを含む
ことを特徴とする汚泥焼却方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の汚泥焼却方法において、
前記比較する工程は、前記下水汚泥を焼却する焼却炉の内部の温度、及び空気予熱器における熱交換により燃焼用空気を予熱した後の燃焼排ガスの温度を用いて、前記焼却灰の吸熱ピークの前記降下開始温度を検出する温度範囲を設定する工程を含む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、
前記温度範囲を設定する工程は、前記下水汚泥を焼却する焼却炉の内部の温度及び前記空気予熱器から排出される燃焼排ガスの温度に基づいて、前記温度範囲の下限値を設定することを特徴とする汚泥焼却方法。
【請求項１５】
請求項１２から請求項１４のいずれか１項に記載の汚泥焼却方法において、
前記比較する工程は、新たに算出した前記降下開始温度と前記目標値との比較の他に、前回の比較時に算出された前記降下開始温度と、前記新たに算出した前記降下開始温度との比較を行うことを特徴とする汚泥焼却方法。
【請求項１６】
請求項１０から請求項１５のいずれか１項に記載の汚泥焼却方法において、
前記下水汚泥を焼却する工程は、流動焼却炉内に吹き込まれる空気により流動砂による流動床を形成して、前記流動焼却炉に投入される前記下水汚泥を前記流動床中で焼却する工程であることを特徴とする汚泥焼却方法。
【請求項１７】
請求項１０から請求項１６のいずれか１項に記載の汚泥焼却方法において、
前記下水汚泥が前記下水汚泥を焼却する焼却炉に投入されるまでの間に、又は前記下水汚泥を焼却する焼却炉に前記薬剤を供給する工程をさらに有することを特徴とする汚泥焼却方法。
【請求項１８】
請求項１７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下水汚泥を焼却する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施す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ものである。
【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、流動床中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、汚泥に含まれる化学物質や化合物の含有量を考慮しておらず、また、汚泥に含まれる化学物質や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。同様にして、特許文献２や特許文献３の場合、脱水汚泥に含まれる化学物質や化合物の含有量や成分比を参照しているが、脱水汚泥に含まれる化学物質や化合物の含有量や成分比は必ずしも一定ではない。例えば汚泥に添加する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、汚泥に含まれる化学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、汚泥に含まれる化学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。
【０００７】
また、焼却灰の色や焼却灰に含まれる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ることから、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。
【０００８】
本発明は、乾燥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】
【０００９】
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焼却炉と、前記下水汚泥を焼却したときに生成される焼却灰を用いた示差熱分析を行う分析手段と、前記示差熱分析の結果に基づいて、汚泥焼却設備の機器や要素への有害化合物の付着堆積を防止する薬剤の前記下水汚泥への供給の開始又は停止を示す第１指示、又は前記焼却炉内の温度を調整する第２指示のいずれかの指示を行う制御部と、を有することを特徴とする。
【００１０】
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焼却炉と、前記下水汚泥を焼却したときに生成される焼却灰を用いた示差熱分析を行う分析手段と、前記示差熱分析の結果に基づいて、汚泥焼却設備の機器や要素への有害化合物の付着堆積を防止する薬剤の前記下水汚泥への供給量を調整する第１指示、又は前記焼却炉内の温度を調整する第２指示のいずれかの指示を行う制御部と、を有することを特徴とする。
【００１１】
また、前記制御部は、前記示差熱分析の結果から、所定の温度範囲において生じる前記焼却灰の吸熱ピークの降下開始温度を検出し、検出した前記降下開始温度と予め設定した目標値とを比較することで、前記第１指示又は前記第２指示のいずれかの指示を行うことを特徴とする。
【００１２】
この場合、前記下水汚泥を焼却する前記焼却炉から排出される燃焼排ガスと、前記下水汚泥を焼却する前記焼却炉に送り込まれる燃焼用空気との間で熱交換を行い、前記燃焼用空気を予熱する空気予熱器を有し、前記制御部は、前記下水汚泥を焼却する前記焼却炉の内部の温度及び前記空気予熱器から排出される燃焼排ガスの温度に基づいて、前記降下開始温度を検出する温度範囲を設定することが好ましい。
【００１３】
また、前記制御部は、前記下水汚泥を焼却する前記焼却炉の内部の温度及び前記空気予熱器から排出される燃焼排ガスの温度に基づいて、前記温度範囲の下限値を設定することが好ましい。
【００１４】
また、前記制御部は、新たに算出した前記降下開始温度と前記目標値との比較の他に、前回の比較時に算出された前記降下開始温度と、前記新たに算出した前記降下開始温度との比較を行うことを特徴とする。
【００１５】
また、前記下水汚泥を焼却する前記焼却炉は、吹き込まれる空気により流動媒体による流動床を形成して、投入される前記下水汚泥を前記流動床中で焼却する流動焼却炉であることを特徴とする。
【００１６】
また、前記薬剤は、前記下水汚泥が発生してから前記下水汚泥を焼却する前記焼却炉に投入されるまでの間に前記下水汚泥に供給される、又は前記下水汚泥を焼却する前記焼却炉に直接供給されることが好ましい。
【００１７】
この場合、前記薬剤は、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焼却する前記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、前記下水汚泥に供給されることが好ましい。
【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焼却炉を用いて下水汚泥を焼却する工程と、前記下水汚泥の焼却により得られる焼却灰を用いた示差熱分析を行う工程と、前記示差熱分析の結果に基づいて、汚泥焼却設備の機器や要素への有害化合物の付着堆積を防止する薬剤の前記下水汚泥への供給の開始又は停止を示す第１指示、又は前記下水汚泥を焼却する焼却炉内の温度を調整する第２指示のいずれかの指示を行う工程と、を有することを特徴とする。
【００１９】
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焼却炉を用いて下水汚泥を焼却する工程と、前記下水汚泥の焼却により得られる焼却灰を用いた示差熱分析を行う工程と、前記示差熱分析の結果に基づいて、汚泥焼却設備の機器や要素への有害化合物の付着堆積を防止する薬剤の供給量を調整する第１指示、又は前記下水汚泥を焼却する焼却炉内の温度を調整する第２指示のいずれかの指示を行う工程と、を有することを特徴とする。
【００２０】
ここで、前記第１指示又は第２指示のいずれかの指示を行う工程は、前記示差熱分析の結果から、所定の温度範囲において生じる前記焼却灰の吸熱ピークの降下開始温度を検出する工程と、検出した前記降下開始温度と予め設定した目標値とを比較する工程とを含むことを特徴とする。
【００２１】
この場合、前記比較する工程は、前記下水汚泥を焼却する焼却炉の内部の温度、及び空気予熱器における熱交換により燃焼用空気を予熱した後の燃焼排ガスの温度を用いて、前記焼却灰の吸熱ピークの前記降下開始温度を検出する温度範囲を設定する工程を含むことが好ましい。
【００２２】
ここで、前記温度範囲を設定する工程は、前記下水汚泥を焼却する焼却炉の内部の温度及び前記空気予熱器から排出される燃焼排ガスの温度に基づいて、前記温度範囲の下限値を設定することを特徴とする。
【００２３】
なお、前記比較する工程は、新たに算出した前記降下開始温度と前記目標値との比較の他に、前回の比較時に算出された前記降下開始温度と、前記新たに算出した前記降下開始温度との比較を行うことが好ましい。
【００２４】
また、前記下水汚泥を焼却する工程は、流動焼却炉内に吹き込まれる空気により流動砂による流動床を形成して、前記流動焼却炉に投入される前記下水汚泥を前記流動床中で焼却する工程であることを特徴とする。
【００２５】
また、前記下水汚泥が前記下水汚泥を焼却する焼却炉に投入されるまでの間に、又は前記下水汚泥を焼却する焼却炉に前記薬剤を供給する工程をさらに有することを特徴とする。この場合、前記薬剤を供給する工程は、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下水汚泥を焼却する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施することが好ましい。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、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ことができる。また、本発明によれば、流動砂の粒子径の増大、つまり流動砂表面への付着や堆積を防止でき、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できる。また、同時に、汚泥の焼却により発生する焼却灰が煙道に付着、堆積することを防止することができる。また、本発明によれば、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ができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【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】示差熱分析で用いる装置の概要を示す模式図である。
【図４】温度と熱流との関係を示すグラフである。
【図５】灰の示差熱分析の結果を用いて、薬剤の添加、添加の停止、又は添加される薬剤の添加量の調整を論理制御にて実行する場合の処理の一例を示すフローチャートである。
【図６】（ａ）薬剤を添加する前の温度と熱流との関係を示すグラフ、（ｂ）薬剤を添加した後の温度及び熱流との関係を示すグラフである。
【図７】灰の示差熱分析の結果を用いて、焼却炉内部の温度調整を論理制御にて実行する場合の処理の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、第１実施形態について図面を参照して説明する。
【００２９】
＜第１実施形態＞
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
濃縮装置３１は、下水汚泥２５を上澄み水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。
【００３３】
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、有害化合物の設備機器や流動床などの要素への付着堆積を防止する前記薬剤の供給路を、図２中二点鎖線で示す矢印は信号を示す。
【００３４】
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（熱交換器）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。また、焼却炉として流動焼却炉を例に挙げているが、例えば下水汚泥を焼却したときに発生する焼却灰の乾燥状態での回収量の実測値の測定と、焼却灰回収量の理論値を求めることができれば、例えば階段式ストーカ炉（ストーカ末端の灰ホッパまたは煙道への飛灰などから灰を回収可能）や、立型多段焼却炉（各段からの飛灰を回収可能）など、炉内の燃焼により発生する灰の示差熱を計測できれば、他の焼却炉であってもよい。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力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。他の形式の焼却炉でも、乾燥高温で自燃する汚泥の湿分や温度を調節する補助燃料や酸素を含む空気を、部位は異なれど同様に供給する。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に送り出す排出路である。
【００３５】
流動焼却炉３７は、図示は省略するが、排出口を下部に有する。例えば流動焼却炉３７に投入される下水汚泥２５は不燃物を含んでいる。下水汚泥中の不燃物は焼却されずに流動焼却炉３７の下部に残留する。したがって、排出口から流動砂を排出することで、流動砂に含まれる不燃物をも回収する。なお、排出された流動砂は、不燃物が除去された後、流動焼却炉に再度送り込まれる。
【００３６】
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。
【００３７】
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５１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５１に排出する排出路である。
【００３８】
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及び塩化水素などの装置の腐食に対して害を及ぼす化合物を除去する。
【００３９】
灰ホッパ５１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。
【００４０】
制御装置４３は、例えば、ＰＬＣ（programmable logic controller）などから構成される。制御装置４３は、汚泥焼却設備１３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、後述する供給装置５４により下水汚泥２５への有害化合物の設備の機器や要素への付着堆積を防止する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。
【００４１】
制御装置４３には、後述する熱重量・示差熱分析装置（ＴＧ−ＤＴＡ）５６による測定結果を示す信号が入力される。したがって、制御装置４３は、該信号を用いて、下水汚泥に薬剤を添加するか否かの判定や、添加している薬剤の添加量を調整するか否かの判定を行う。
【００４２】
供給装置５４は、有害化合物の設備の機器や要素への付着堆積を防止する薬剤を下水汚泥２５に供給する装置である。一般的に、流動焼却炉で下水汚泥を焼却したときに発生する焼却灰は、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。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。
【００４３】
したがって、供給装置５４により、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つを含む塩基系化合物を含む薬剤を下水汚泥２５に添加することで、上記事象の発生を防止する。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。
【００４４】
なお、薬剤が下水汚泥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、又は焼却炉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。
【００４５】
熱重量・示差熱分析装置５６は、集塵装置３９により集塵された焼却灰の一部を取得し、取得した焼却灰を用いた示差熱分析を行う装置である。熱重量分析部分は必須ではない。周知のように、示差熱分析は、試料と基準物質との温度を変化させたときの試料と基準物質との温度差を温度（又は時間）の関数として測定する方法である。例えば試料の温度を変化させると、試料は、融解、ガラス転移、結晶化の他、分解、酸化、硬化といった反応を生じる。これら反応時には、試料において、熱変化が生じる。そこで、本実施形態で用いる熱重量・示差熱分析装置５６は、集塵装置３９により集塵された焼却灰を試料として、該試料の融解温度測定を行う。示差熱分析に用いる基準物質は、例えばα−アルミナなど、測定温度範囲で熱的変化がない物質が挙げられる。
【００４６】
図３に示すように、示差熱分析は、試料６０と基準物質６１とをヒータ（加熱炉）６２の内部の対称位置に設置し、ヒータ６２により試料６０と基準物質６１とを一定速度で加熱する。この時、試料６０及び基準物質６１の表面に設置された示差熱電対６３により、試料６０と基準物質６１の温度差ΔＴを検出する。本実施形態では、示差熱分析で求めた温度差により、例えば熱量（熱流）の変化を演算する。なお、熱重量・示差熱分析装置５６は、温度を変化させた場合の熱流の変化を示すデータを、制御装置４３に送信する。なお、熱重量・示差熱分析装置５６による焼却灰の示差熱分析は、例えば１２時間、１日、１週間など、所定の間隔を空けて実施される。
【００４７】
図２に戻って、上述した流動焼却炉３７には、流動焼却炉の内部温度を測定する温度センサ５７が設けられる。温度センサ５７は、測定した焼却炉内部の温度を示す信号を、制御装置４３に逐次送信する。
【００４８】
また、空気予熱器３８の排出口近傍には、空気予熱器３８の排出口近傍の温度を測定する温度センサ５８が設けられる。温度センサ５８は、測定した空気予熱器３８の排出口近傍の温度を示す信号を、制御装置４３に逐次送信する。
【００４９】
上述した制御装置４３は、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実行する。下水汚泥２５への薬剤添加の開始や停止、薬剤添加量の調整の制御を行うにあたり、制御装置は、温度変化に基づく熱流の変化を示すデータから温度及び熱流の関係を示す関係式を演算し、その逐次演算される関係式から試料の吸熱ピークが開始される降下開始温度を求める処理を行う。この処理を、図４のようなグラフを用いて、該グラフから試料の吸熱ピークが開始される降下開始温度を求める演算処理の説明を以下にする。
【００５０】
試料の吸熱ピークが開始される降下開始温度を求める処理は、以下の順序で実行される。図４は、温度及び熱流の関係を示すグラフの一例を示す。図４においては、横軸を温度（℃）とし、縦軸を熱流（ＤＴＡ（μＶ）×１０）としている。
【００５１】
制御装置４３は、温度及び熱流の関係を示すグラフのうち、試料の吸熱ピークが含まれる温度範囲を限定するための第１設定値Ｔ１を算出する。本実施形態では、第１設定値Ｔ１は、温度範囲の下限値として使用される。第１設定値Ｔ１を設定する意味は、汚泥焼却設備１３における有害化合物である可能性のある化合物の凝縮（相変化）の吸熱ピークと関係ない吸熱ピークが、この第１設定値Ｔ１未満に存在し、それを演算から削除する操作の意味である。例えば一例として、二酸化珪素のアルファ石英からベータ石英への相変化などの吸熱ピークを除外するためである。
【００５２】
ここで、第１設定値Ｔ１は、一例として、流動焼却炉３７の内部の最高温度（以下、流動焼却炉の最高温度と称する）と、空気予熱器３８の排出口近傍の温度との平均値が挙げられる。以下、流動焼却炉３７の最高温度として、平均的な流動焼却炉の最高温度を用いた場合を説明する。なお、流動焼却炉３７の最高温度としては、流動焼却炉３７の設計段階における流動焼却炉３７の最高温度（設計値）を用いることも可能である。また、流動焼却炉３７の内部の温度を温度センサ５７にて所定時間おきに測定し、測定した流動焼却炉３７の内部の温度の平均値や中間値を、流動焼却炉３７の内部の最高温度の代わりに用い、空気予熱器３８の排出口近傍の温度との平均値、又は中間値とすることも可能である。
【００５３】
制御装置４３は、第１設定値Ｔ１以上となる温度の範囲に含まれる吸熱ピークのうち、最も第１設定値Ｔ１に近い温度で現れる吸熱ピークの降下する箇所の接線の傾き（言い換えれば勾配）θを求める。制御装置４３は、求めた勾配θが予め設定された勾配θｔｈよりも大きくなった場合に、求めた勾配θが得られた温度を第１設定値Ｔ２１とする。なお、勾配θｔｈは、過去の履歴やシミュレーションなどにより得られる値である。また、勾配θｔｈは、固定であっても、可変であってもよい。
【００５４】
制御装置４３は、第１設定値Ｔ２１における熱流値と、吸熱ピークの底部となるときの熱流値との差であるピーク差Ｐが閾値Ｐｔｈ以上であるか否かを判定する。ピーク差Ｐが閾値Ｐｔｈ以上となる場合には、制御装置４３は、第１設定値Ｔ２１を降下開始温度Ｔとする。なお、閾値Ｐｔｈは、過去の履歴やシミュレーションなどにより得られる値である。また、閾値Ｐｔｈは、固定であっても、可変であってもよい。
【００５５】
なお、求めた勾配θが予め設定された勾配θｔｈ未満となる場合や、ピーク差Ｐが閾値Ｐｔｈ未満である場合には、制御装置４３は、第１設定値Ｔ１以上となる温度の範囲に含まれる吸熱ピークのうち、温度が低い方の吸熱ピークから順に、上記処理（第１設定値Ｔ２ｎを求める処理や、吸熱ピークのピーク差Ｐが閾値Ｐｔｈ以上であるか否かを判定する処理）を降下開始温度が求められるまで繰り返し実行する。なお、降下開始温度が求められない場合には、制御装置４３は、ノーデータとする。
【００５６】
以下、焼却灰の示差熱分析の結果に基づいて、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５のフローチャートを用いて説明する。なお、図５においては、添加調整量に対しては、記号Ａ１〜Ａ４や記号Ｂ１〜Ｂ４を用いている。なお、制御方法は、一例として示す論理制御によってもよいし、例えば、ＰＩＤ制御やＦＵＺＺＹ推論などの、例えば閾値Ｐｔｈより大きな吸熱ピークの熱流値差であるピーク差を有する場合の降下開始温度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。また複数の制御方法を組み合わせて用いることもできる。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。以下、降下開始温度Ｔを比較値と称する。
【００５７】
ステップＳ１０１は、示差熱分析を行う処理である。示差熱分析は、集塵装置３９から灰ホッパ５１に排出される焼却灰を取得し、取得した焼却灰を熱重量・示差熱分析装置５６に設置することで実行される。ここで、焼却灰の熱重量・示差熱分析装置５６への設置は、自動で行ってもよいし、作業者が行ってもよい。なお、示差熱分析の結果は、制御装置４３に送信される。
【００５８】
ステップＳ１０２は、第１設定値Ｔ２ｎから降下開始温度Ｔを算出する処理である。制御装置４３は、示差熱分析の結果を用いて第１設定値Ｔ２ｎから降下開始温度Ｔを求める。図５のフローチャートにおいては、有害化合物の凝縮の発生していない正常灰の降下開始温度ＴＡを用いて比較判定を行うことから、以下、第１設定値Ｔ２ｎから降下開始温度Ｔを比較値Ｔｍ（ｍ＝１，２，３，・・・）と称して説明する。
【００５９】
ステップＳ１０３は、比較値Ｔｍが算出されたか否かを判定する処理である。ステップＳ１０２において比較値Ｔｍが算出されている場合には、制御装置４３は、ステップＳ１０３の判定結果をＹｅｓとする。この場合、ステップＳ１０４以降の処理が実行される。一方、比較値Ｔｍが算出されていない場合には、制御装置４３は、ステップＳ１０３の判定結果をＮｏとする。この場合、図５に示すフローチャートの処理が終了する。なお、ステップＳ１０３の判定処理の結果がＮｏとなる場合には、薬液の添加量の変更や、薬液の投入開始や投入停止などの処理は実行されない。
【００６０】
ステップＳ１０３の処理でＹｅｓと判定された場合には、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からステップＳ１０６の処理を第１演算処理、ステップＳ１０７からステップＳ１０９の処理を第２演算処理、ステップＳ１１０及びステップＳ１１４までの処理を第３演算処理、ステップＳ１１５からステップＳ１１８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Ｓ１２１及びステップＳ１２２に示す第５演算処理を実行する。
【００６１】
＜第１演算処理＞
ステップＳ１０４は、今回算出した比較値Ｔｍが目標値Ｔ０を超過するか否かを判定する処理である。今回算出した比較値Ｔｍが目標値Ｔ０を超過する場合には、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、今回算出した比較値Ｔｍが目標値Ｔ０以下となる場合には、制御装置４３は、ステップＳ１０４の判定結果をＮｏとする。
【００６２】
ステップＳ１０５は、今回算出した比較値Ｔｍが前回算出した比較値Ｔｍ−１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、前回算出した比較値Ｔｍ−１及び前回の添加調整量を、記憶装置から読み出す。今回算出した比較値Ｔｍが前回算出した比較値Ｔｍ−１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Ｓ１０５の判定結果をＹｅｓとする。この場合、ステップＳ１０６に進む。一方、今回算出した比較値Ｔｍが前回算出した比較値Ｔｍ−１以上で、且つ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Ｓ１０５の判定結果をＮｏとする。
【００６３】
ステップＳ１０６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Ｓ１０５で読み出した前回の添加調整量や、算出した比較値Ｔｍや目標値Ｔ０の他、薬剤を投入することでの降下開始温度の変化量などに基づいて、比較値Ｔを目標値Ｔ０に近づけるように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とした後の示差熱分析後に算出される比較値Ｔｍが目標値Ｔ０を超過する場合には、薬剤の添加量が多いと判断できるので、このような場合には、薬剤の添加調整量は例えば−Ｂ１（Ｂ１＜Ａ１）となる。
【００６４】
つまり、第１演算処理では、算出した比較値Ｔｍが目標値Ｔ０を超過し、今回算出した比較値Ｔｍが前回算出した比較値Ｔｍ−１以上で、且つ前回の薬剤の添加調整量をプラスとした場合、制御装置４３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し、比較値Ｔｍを目標値Ｔ０に収束させる。
【００６５】
＜第２演算処理＞
ステップＳ１０７は、今回算出した比較値Ｔｍが目標値Ｔ０未満であるか否かを判定する処理である。今回算出した比較値Ｔｍが目標値Ｔ０未満である場合には、制御装置４３は、ステップＳ１０７の判定結果をＹｅｓとする。この場合、ステップＳ１０８に進む。一方、今回算出した比較値Ｔｍが目標値Ｔ０以上となる場合には、制御装置４３は、ステップＳ１０７の判定結果をＮｏとする。
【００６６】
ステップＳ１０８は、今回算出した比較値Ｔｍが前回算出した比較値Ｔｍ−１以下で、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、前回算出した比較値Ｔｍ−１及び前回の添加調整量を、記憶装置から読み出す。今回算出した比較値Ｔｍが前回算出した比較値Ｔｍ−１以下で、且つ前回の添加調整量をマイナスの値にしていれば、制御装置４３は、ステップＳ１０７の判定結果をＹｅｓとする。この場合、ステップＳ１０９に進む。一方、今回算出した比較値Ｔｍが前回算出した比較値Ｔｍ−１以下で、且つ前回の添加調整量がマイナスの値でない場合には、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、ステップＳ１０８で読み出した前回の添加調整量や、算出される比較値Ｔｍや目標値Ｔ０の他、薬剤を投入することでの降下開始温度の変化量などに基づいて、比較値Ｔｍを目標値Ｔ０に近づけるように、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とした後に算出される比較値Ｔｍが目標値Ｔ０未満となり、且つ今回算出した比較値Ｔｍが前回算出した比較値Ｔｍ−１以下となる場合には、薬剤の添加量が少ないと判断できるので、このような場合には、薬剤の添加調整量は例えば＋Ｂ２（Ｂ２＜Ａ２）となる。
【００６８】
つまり、第２演算処理では、比較値Ｔｍが目標値Ｔ０未満で、今回算出した比較値Ｔｍが前回算出した比較値Ｔｍ−１以下で且つ前回の薬剤の添加調整量がマイナスとなる場合、制御装置４３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し、比較値Ｔｍを目標値Ｔ０に収束させる。
【００６９】
＜第３演算処理＞
ステップＳ１１０は、今回算出した比較値Ｔｍが目標値Ｔ０と同一であるか否かを判定する処理である。今回算出した比較値Ｔｍが目標値Ｔ０と同一である場合には、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、今回算出した比較値Ｔｍが目標値Ｔ０と同一でない場合には、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、今回算出した比較値Ｔｍが前回算出した比較値Ｔｍ−１を超過し、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、前回算出した比較値Ｔｍ−１及び前回の添加調整量を、記憶装置から読み出す。今回算出した比較値Ｔｍが前回算出した比較値Ｔｍ−１を超過し、且つ前回の添加調整量をプラスの値にしていれば、制御装置４３は、ステップＳ１１１の判定結果をＹｅｓとする。この場合、ステップＳ１１２に進む。一方、今回算出した比較値Ｔｍが前回算出した比較値Ｔｍ−１未満で、且つ前回の添加調整量がプラスの値でない場合には、制御装置４３は、ステップＳ１１１の判定結果をＮｏとする。この場合、ステップＳ１１３に進む。
【００７１】
ステップＳ１１２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Ｓ１１１で読み出した前回の添加調整量や、算出される比較値Ｔｍや目標値Ｔ０の他、薬剤を投入することでの降下開始温度の変化量などに基づいて、比較値Ｔｍを目標値Ｔ０に近づけるように今回の添加調整量を決定する。例えば、前回の添加調整量＋Ａ３とした後に算出される比較値Ｔｍが目標値Ｔ０と同一となり、且つ今回算出した比較値Ｔｍが前回算出した比較値Ｔｍ−１を超過する場合には、薬剤の添加量が多いと判断できるので、このような場合には、薬剤の添加調整量は例えば−Ｂ３（Ｂ３＜Ａ３）となる。
【００７２】
ステップＳ１１３は、今回算出した比較値Ｔｍが前回算出した比較値Ｔｍ−１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、前回算出した比較値Ｔｍ−１及び前回の添加調整量を、記憶装置から読み出す。今回算出した比較値Ｔｍが前回算出した比較値Ｔｍ−１未満で、且つ前回の添加調整量をマイナスの値にしていれば、制御装置４３は、ステップＳ１１３の判定結果をＹｅｓとする。この場合、ステップＳ１１４に進む。一方、今回算出した比較値Ｔｍが前回算出した比較値Ｔｍ−１と同一となる場合で、且つ前回の添加調整量をマイナスの値にしていない場合には、制御装置４３は、ステップＳ１１３の判定結果をＮｏとする。
【００７３】
ステップＳ１１４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Ｓ１１３で読み出した前回の添加調整量や、算出される比較値Ｔｍや目標値Ｔ０の他、薬剤を投入することでの比較値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−Ａ４とした後に算出される比較値Ｔｍが目標値Ｔ０と同一となり、且つ今回算出した比較値Ｔｍが前回算出した比較値Ｔｍ−１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ので、このような場合には、薬剤の添加調整量は例えば＋Ｂ４（Ｂ４＜Ａ４）となる。
【００７４】
つまり、第３演算処理では、比較値Ｔｍが目標値Ｔ０と同一で、今回算出した比較値Ｔｍが前回算出した比較値Ｔｍ−１を超過し且つ前回の添加調整量がプラスとなる場合、制御装置４３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し、比較値Ｔｍを目標値Ｔ０に収束させる。また、比較値Ｔｍが目標値Ｔ０と同一で、今回算出した比較値Ｔｍが前回算出した比較値Ｔｍ−１未満で且つ前回の添加調整量がマイナスとなる場合には、制御装置４３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し、比較値Ｔｍを目標値Ｔ０に収束させる。
【００７５】
＜第４演算処理＞
ステップＳ１１５は、今回算出した比較値Ｔｍが閾値Ｌ０未満であるか否かを判定する処理である。ここで、閾値Ｌ０は、目標値Ｔ０に対して設定される下限側の閾値である。今回算出した比較値Ｔｍが閾値Ｌ０未満であるとき、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、今回算出した比較値Ｔｍが閾値Ｌ０未満でないとき、制御装置４３は、ステップＳ１１５の判定結果をＮｏとする。この場合、ステップＳ１１７に進む。
【００７６】
ステップＳ１１６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、算出される比較値Ｔｍや目標値Ｔ０の他、薬剤を投入することでの比較値Ｔの変化量などに基づいて、比較値Ｔｍを目標値Ｔ０に近づけるように今回の添加調整量を決定する。例えば、今回算出した比較値Ｔｍが閾値Ｌ０未満であるとき、薬剤の添加調整量は例えば＋Ｂ５となる。
【００７７】
ステップＳ１１７は、今回算出した比較値Ｔｍが閾値Ｈ０以上であるか否かを判定する処理である。ここで、閾値Ｈ０は、目標値Ｔ０に対して設定される上限側の閾値である。今回算出した比較値Ｔｍが閾値Ｈ０以上となる場合には、制御装置４３は、ステップＳ１１７の判定結果をＹｅｓとする。この場合、ステップＳ１１８に進む。一方、今回算出した比較値Ｔｍが閾値Ｈ０未満となる場合には、制御装置４３は、ステップＳ１１７の判定結果をＮｏとする。
【００７８】
ステップＳ１１８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、算出される比較値Ｔｍや目標値Ｔ０の他、薬剤を投入することでの比較値Ｔの変化量などに基づいて、比較値Ｔｍを目標値Ｔ０に近づけるように今回の添加調整量を決定する。例えば、今回算出した比較値Ｔｍが閾値Ｈ０以上であるとき、薬剤の添加調整量は例えば−Ｂ６となる。
【００７９】
つまり、第４演算処理では、比較値Ｔｍが閾値Ｌ０未満となる場合、制御装置４３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し、比較値Ｔｍを目標値Ｔ０に収束させる。また、比較値Ｔｍが閾値Ｈ０以上となる場合、制御装置４３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し、比較値Ｔｍを目標値Ｔ０に収束させる。
【００８０】
＜第５演算処理＞
ステップＳ１２１は、今回算出した比較値Ｔｍが閾値Ｌ１（Ｌ０＞Ｌ１）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Ｌ１を読み出す。今回算出した比較値Ｔｍが閾値Ｌ１未満となる場合には、制御装置４３は、ステップＳ１２１の判定結果をＹｅｓとする。この場合、ステップＳ１２２に進む。一方、今回算出した比較値Ｔｍが閾値Ｌ１以上となる場合には、制御装置４３は、ステップＳ１２１の判定結果をＮｏとする。なお、ステップＳ１２１の処理は、図５に示すフローチャートが実施されるたびに実行される。
【００８１】
ステップＳ１２２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。つまり、第５演算処理では、薬剤の添加の有無に関係なく、算出した比較値Ｔｍが閾値Ｌ１未満となるか否かを判定している。
【００８２】
なお、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。例えば、第１演算処理のステップＳ１０４、第２演算処理のステップＳ１０７、第３演算処理のステップＳ１１０又は同演算処理のステップＳ１１３、第４演算処理のステップＳ１１６及びステップＳ１１７の各処理でＮｏと判定された場合には、制御装置４３は、ステップＳ１１９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。
【００８３】
このように、制御装置４３によって求められた添加調整量に基づいて、供給装置５４では、薬剤の添加量が調整される。この調整の際に、入力された添加調整量により薬剤の添加量が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、薬剤の添加量が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。
【００８４】
図６（ａ）は、薬剤を投入していない場合の示差熱分析の結果に基づいた温度及び熱流の関係を示す図、図６（ｂ）は、薬剤を投入してから所定時間経過した場合の示差熱分析の結果に基づいた温度及び熱流の関係を示す図である。図６（ａ）に示すように、例えば温度範囲を限定する第１設定値Ｔ１が７５０℃に設定された場合、例えば約５６０℃ピーク差の底部を有する吸熱ピークは約５２０℃となる物質は除外され、７５０℃以上の物質しか吸熱ピークは観察しない。
【００８５】
第１設定値Ｔ１よりも高温の、例えば第１設定値Ｔ２ｎ、言い換えれば対象とする温度場の低い融点成分の吸熱ピークのは、約７７５℃となる。例えば焼却炉内の燃焼から、低い融点物質としても最低融点の目標値Ｔ０を８００℃に設定している場合には、第１設定値Ｔ２ｎは、目標値Ｔ０に比べて低いことから、このような場合には、薬剤が所定量投入される。図６（ｂ）に示すように、薬剤を下水汚泥に所定量投入すると、第１設定値Ｔ２ｎは、約８００℃に変化する。したがって、吸熱ピークの降下開始温度が上昇する。なお、薬剤の投入により下水汚泥に含まれるリンやリンの化合物の成分の含有率を低くすることで、吸熱ピークの降下開始温度が上昇するものと考えられる。
【００８６】
したがって、示差熱分析の結果を用いて求められる吸熱ピークの降下開始温度に基づき灰中の低融点物質の固相から液相への相変化を捉えることができ、下水汚泥を焼却する際に用いる薬剤の添加量の調整や、薬剤の供給の開始又は停止を行うことができるので、集積される焼却灰に含まれる化合物や色の調査を行わなくとも、焼却後の排ガスの流路内に付着堆積や、流動砂の性能劣化を推測でき、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や流動砂に付着、堆積することに起因した煙道の閉塞や流動砂の性能劣化を確実に防止することが可能となる。
【００８７】
第１実施形態においては、第４演算処理として、比較値が閾値Ｌ０未満であるか否かの判定と、比較値Ｔが閾値Ｈ０以上となるか否かの判定とを１つの演算処理としているが、これら判定処理を個別に行うことも可能である。
【００８８】
第１実施形態では、示差熱分析の結果に基づいて、下水汚泥に薬剤を添加するか否かの判断や、添加する添加量の調整の有無の判断を行っているが、これに限定する必要はなく、流動焼却炉３７の内部温度を調整することも可能である。以下、示差熱分析の結果に基づいて、流動焼却炉３７の内部温度を調整する場合について、第２実施形態と称して説明する。
【００８９】
＜第２実施形態＞
第２実施形態における水浄化システムは、第１実施形態における水浄化システムと同一の構成が用いられる。したがって、以下の説明においては、水浄化システムの各構成については、説明を省略し、また、第１実施形態と同一の構成に関しては、同一の符号を付して説明する。
【００９０】
以下、示差熱分析の結果に基づいて、流動焼却炉３７の内部温度の調整を論理制御にて行う場合の処理の流れについて、図７のフローチャートに基づいて説明する。なお、制御方法は、一例として示す論理制御によってもよいし、例えば、ＰＩＤ制御やＦＵＺＺＹ推論などの、例えば閾値Ｐｔｈより大きな吸熱ピークの熱流値差であるピーク差を有する場合の降下開始温度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。また複数の制御方法を組み合わせて用いることもできる。
【００９１】
なお、図７においては、算出される温度調整量に対しては、記号Ｖ１〜Ｖ４や記号Ｕ１からＵ６を用いている。
【００９２】
ステップＳ２０１は、示差熱分析を行う処理である。なお、ステップＳ２０１の処理は、ステップＳ１０１と同一の処理である。
【００９３】
ステップＳ２０２は、降下開始温度Ｔを算出する処理である。なお、ステップＳ２０２の処理は、ステップＳ１０２と同一の処理である。
【００９４】
ステップＳ２０３は、比較値Ｔｍが算出されたか否かを判定する処理である。ステップＳ２０２において比較値Ｔが算出されている場合には、制御装置４３は、ステップＳ２０３の判定結果をＹｅｓとする。この場合、ステップＳ２０４以降の処理が実行される。一方、比較値Ｔｍが算出されていない場合には、制御装置４３は、ステップＳ１０３の判定結果をＮｏとする。この場合、図５に示すフローチャートの処理が終了する。なお、ステップＳ１０３の判定処理の結果がＮｏとなる場合には、薬液の添加量の変更や、薬液の投入開始や投入停止などの処理は実行されない。
【００９５】
ステップＳ２０３の処理でＹｅｓと判定された場合には、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Ｓ２０４からステップＳ２０６の処理を第１演算処理、ステップＳ２０７からステップＳ２０９の処理を第２演算処理、ステップＳ２１０からステップＳ２１４までの処理を第３演算処理、ステップＳ２１５からステップＳ２１８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Ｓ２２１及びステップＳ２２２に示す第５演算処理を実行する。
【００９６】
＜第１演算処理＞
ステップＳ２０４は、今回算出した比較値Ｔｍが目標値Ｔ０を超過するか否かを判定する処理である。今回算出した比較値Ｔｍが目標値Ｔ０を超過する場合には、制御装置４３は、ステップＳ２０４の判定結果をＹｅｓとする。この場合、ステップＳ２０４に進む。一方、今回算出した比較値Ｔｍが目標値Ｔ０以下となる場合には、制御装置４３は、ステップＳ２０４の判定結果をＮｏとする。
【００９７】
ステップＳ２０５は、今回算出した比較値Ｔｍが前回算出した比較値Ｔｍ−１以上で、且つ前回の温度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、前回算出した比較値Ｔｍ−１及び前回の温度調整量を、記憶装置から読み出す。今回算出した比較値Ｔｍが前回算出した比較値Ｔｍ−１以上で、且つ前回の温度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Ｓ２０５の判定結果をＹｅｓとする。この場合、ステップＳ２０６に進む。一方、今回算出した比較値Ｔｍが前回算出した比較値Ｔｍ−１以上で、且つ前回の温度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Ｓ２０５の判定結果をＮｏとする。
【００９８】
ステップＳ２０６は、今回の温度調整量を決定する処理である。制御装置４３は、ステップＳ２０５で読み出した前回の温度調整量や、算出される比較値Ｔｍや目標値Ｔ０の他、薬剤を投入することで変化する流動焼却炉３７の内部温度の変化量などに基づいて、今回の温度調整量を決定する。例えば、前回の温度調整量＋Ｖ１とした後の示差熱分析の結果から、今回算出した比較値Ｔｍが目標値Ｔ０を超過し、且つ今回算出した比較値Ｔｍが前回算出した比較値Ｔｍ−１以上となる場合には、流動焼却炉３７の内部温度が高いと判断できるので、このような場合には、温度調整量は例えば−Ｕ１となる。
【００９９】
つまり、第１演算処理は、比較値Ｔｍが目標値Ｔ０を超過し、今回算出した比較値Ｔｍが前回算出した比較値Ｔｍ−１以上で、且つ前回の温度調整量をプラスとした場合に、流動焼却炉３７の内部温度を下げるように温度調整量を決定し、比較値Ｔｍを目標値Ｔ０に収束させる。
【０１００】
＜第２演算処理＞
ステップＳ２０７は、今回算出した比較値Ｔｍが目標値Ｔ０未満であるか否かを判定する処理である。今回算出した比較値Ｔｍが目標値Ｔ０未満である場合には、制御装置４３は、ステップＳ２０７の判定結果をＹｅｓとする。この場合、ステップＳ２０８に進む。一方、今回算出した比較値Ｔｍが目標値Ｔ０以上となる場合には、制御装置４３は、ステップＳ２０７の判定結果をＮｏとする。
【０１０１】
ステップＳ２０８は、今回算出した比較値Ｔｍが前回算出した比較値Ｔｍ−１以下で、且つ前回の温度調整量をマイナスの値としたか否かを判定する処理である。制御装置４３は、前回算出した比較値Ｔｍ−１及び前回の温度調整量を、記憶装置から読み出す。今回算出した比較値Ｔｍが前回算出した比較値Ｔｍ−１以下で、且つ前回の温度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Ｓ２０８の判定結果をＹｅｓとする。この場合、ステップＳ２０９に進む。一方、今回算出した比較値Ｔｍが前回算出した比較値Ｔｍ−１未満で、且つ前回の温度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Ｓ２０８の判定結果をＮｏとする。
【０１０２】
ステップＳ２０９は、今回の温度調整量を決定する処理である。制御装置４３は、ステップＳ２０８で読み出した前回の温度調整量や、算出される比較値Ｔｍや目標値Ｔ０の他、薬剤を投入することで変化する流動焼却炉３７の内部温度の変化量などに基づいて、今回の温度調整量を決定する。例えば、前回の添加調整量＋Ｖ２とした後の示差熱分析の結果に基づいた比較値Ｔｍが目標値Ｔ０未満となり、且つ今回算出した比較値Ｔｍが前回算出した比較値Ｔｍ−１以下となる場合には、流動焼却炉３７の内部温度が低いと判断できるので、このような場合には、温度調整量は例えば＋Ｕ２となる。
【０１０３】
つまり、第２演算処理では、比較値Ｔｍが目標値Ｔ０未満、今回算出した比較値Ｔｍが前回算出した比較値Ｔｍ−１以下で且つ前回の温度調整量をマイナスとした場合には、流動焼却炉３７の内部温度を上昇させるように温度調整量を決定し、比較値Ｔｍを目標値Ｔ０に収束させる。
【０１０４】
＜第３演算処理＞
ステップＳ２１０は、今回算出した比較値Ｔｍが目標値Ｔ０と同一であるか否かを判定する処理である。今回算出した比較値Ｔｍが目標値Ｔ０と同一である場合には、制御装置４３は、ステップＳ２１０の判定結果をＹｅｓとする。この場合、ステップＳ２１１に進む。一方、今回算出した比較値Ｔｍが目標値Ｔ０と同一でない場合には、制御装置４３は、ステップＳ２１０の判定結果をＮｏとする。
【０１０５】
ステップＳ２１１は、今回算出した比較値Ｔｍが前回算出した比較値Ｔｍ−１を超過し、且つ前回の温度調整量をプラスの値としたか否かを判定する処理である。制御装置４３は、前回算出した比較値Ｔｍ−１及び前回の温度調整量を、記憶装置から読み出す。今回算出した比較値Ｔｍが前回算出した比較値Ｔｍ−１を超過し、且つ前回の温度調整量をプラスの値としている場合、制御装置４３は、ステップＳ２１１の判定結果をＹｅｓとする。この場合、ステップＳ２１２に進む。一方、今回算出した比較値Ｔｍが前回算出した比較値Ｔｍ−１未満で、且つ前回の温度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Ｓ２１１の判定結果をＮｏとする。この場合、ステップＳ２１３に進む。
【０１０６】
ステップＳ２１２は、今回の温度調整量を決定する処理である。制御装置４３は、ステップＳ２１１で読み出した前回の温度調整量や、算出される比較値Ｔｍや目標値Ｔ０の他、薬剤を投入することで変化する流動焼却炉３７の内部温度の変化量などに基づいて、今回の温度調整量を決定する。例えば、前回の温度調整量＋Ｖ３とした後の示差熱分析に基づいて算出した比較値Ｔｍが目標値Ｔ０と同一となり、且つ今回算出した比較値Ｔｍが前回算出した比較値Ｔｍ−１を超過する場合には、流動焼却炉３７の内部温度が高いと判断できるので、このような場合には、温度調整量は例えば−Ｕ３となる。
【０１０７】
ステップＳ２１３は、今回算出した比較値Ｔｍが前回算出した比較値Ｔｍ−１未満で、且つ前回の温度調整量をマイナスの値としたか否かを判定する処理である。制御装置４３は、前回算出した比較値Ｔｍ−１及び前回の温度調整量を、記憶装置から読み出す。今回算出した比較値Ｔｍが前回算出した比較値Ｔｍ−１未満で、且つ前回の温度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Ｓ２１３の判定結果をＹｅｓとする。この場合、ステップＳ２１４に進む。一方、今回算出した比較値Ｔｍが前回算出した比較値Ｔｍ−１と同一となる場合で、且つ前回の温度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Ｓ２１３の判定結果をＮｏとする。
【０１０８】
ステップＳ２１４は、今回の温度調整量を決定する処理である。制御装置４３は、ステップＳ２１３で読み出した前回の温度調整量や、算出される比較値Ｔｍや目標値Ｔ０の他、薬剤を投入することで変化する流動焼却炉３７の内部温度の変化量などに基づいて、今回の温度調整量を決定する。例えば、前回の温度調整量−Ｖ４とした後の示差熱分析に基づいて算出した比較値Ｔｍが目標値Ｔ０と同一となり、且つ今回算出した比較値Ｔｍが前回算出した比較値Ｔｍ−１未満となる場合には、流動焼却炉３７の内部温度が低いと判断できるので、このような場合には、温度調整量は例えば＋Ｕ４となる。
【０１０９】
つまり、第３演算処理では、比較値Ｔｍが目標値Ｔ０と同一、今回算出した比較値Ｔｍが前回算出した比較値Ｔｍ−１を超過、且つ前回の温度調整量がプラスとなる場合に、流動焼却炉３７の内部温度を下げるように温度調整量を決定し、比較値Ｔｍを目標値Ｔ０に収束させる。また、比較値Ｔｍが目標値Ｔ０と同一、今回算出した比較値Ｔｍが前回算出した比較値Ｔｍ−１未満、且つ前回の温度調整量がマイナスとなる場合に、流動焼却炉３７の内部温度が上昇するように温度調整量を決定し、比較値Ｔｍを目標値Ｔ０に収束させる。
【０１１０】
＜第４演算処理＞
ステップＳ２１５は、今回算出した比較値Ｔｍが閾値Ｌ０未満であるか否かを判定する処理である。ここで、閾値Ｌ０は、目標値Ｔ０に対して設定される下限側の閾値である。今回算出した比較値Ｔｍが閾値Ｌ０未満であるとき、制御装置４３は、ステップＳ２１５の判定結果をＹｅｓとする。この場合、ステップＳ２１６に進む。一方、今回算出した比較値Ｔｍが閾値Ｌ０未満でないとき、制御装置４３は、ステップＳ２１４の判定結果をＮｏとする。この場合、ステップＳ２１７に進む。
【０１１１】
ステップＳ２１６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、算出される比較値Ｔｍや目標値Ｔ０の他、薬剤を投入することで変化する流動焼却炉３７の内部温度の変化量などに基づいて、今回の温度調整量を決定する。例えば、今回算出した比較値Ｔｍが閾値Ｌ０未満であるとき、温度調整量は例えば＋Ｕ５となる。
【０１１２】
ステップＳ２１７は、今回算出した比較値Ｔｍが閾値Ｈ０以上であるか否かを判定する処理である。ここで、閾値Ｈ０は、目標値Ｔ０に対して設定される上限側の閾値である。今回算出した比較値Ｔｍが閾値Ｈ０以上となる場合には、制御装置４３は、ステップＳ２１７の判定結果をＹｅｓとする。この場合、ステップＳ２１８に進む。一方、今回算出した比較値Ｔｍが閾値Ｈ０未満となる場合には、制御装置４３は、ステップＳ２１７の判定結果をＮｏとする。
【０１１３】
ステップＳ２１８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、算出される比較値Ｔｍや目標値Ｔ０の他、薬剤を投入することで変化する流動焼却炉３７の内部温度の変化量などに基づいて、今回の温度調整量を決定する。例えば、今回算出した比較値Ｔｍが閾値Ｈ０未満であるとき、温度調整量は例えば−Ｕ６となる。
【０１１４】
つまり、第４演算処理では、比較値Ｔｍが閾値Ｌ０未満となる場合、流動焼却炉３７の内部温度を上昇させるように温度調整量を決定し、比較値Ｔｍを目標値Ｔ０に収束させる。また、比較値Ｔｍが閾値Ｈ０以上となる場合、流動焼却炉３７の内部温度を下げるように温度調整量を決定し、比較値Ｔｍを目標値Ｔ０に収束させる。
【０１１５】
＜第５演算処理＞
ステップＳ２２１は、今回算出した比較値Ｔｍが閾値Ｌ１（Ｌ０＞Ｌ１）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Ｌ１を読み出す。今回算出した比較値Ｔｍが閾値Ｌ１未満となる場合には、制御装置４３は、ステップＳ２２１の判定結果をＹｅｓとする。この場合、ステップＳ２２２に進む。一方、今回算出した比較値Ｔｍが閾値Ｌ１以上となる場合には、制御装置４３は、ステップＳ２２１の判定結果をＮｏとする。なお、ステップＳ２２１の処理は、図７に示すフローチャートが実施されるたびに実行される。
【０１１６】
ステップＳ２２２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。
【０１１７】
つまり、第５演算処理では、薬剤の添加の有無に関係なく、算出した比較値Ｔｍが閾値Ｌ１未満となるか否かを判定している。
【０１１８】
上述した第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。例えば、第１演算処理のステップＳ２０４、第２演算処理のステップＳ２０７、第３演算処理のステップＳ２１０又はステップＳ２１３、第４演算処理のステップＳ２１５又はステップＳ２１７の各処理でＮｏと判定された場合には、制御装置４３は、ステップＳ２１９の処理を行う。このステップＳ２１９の処理を実行することで、制御装置４３は、今回の温度調整量を±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温度調整量が決定される場合には、制御装置４３は、決定された温度調整量を今回の温度調整量とする。そして、制御装置４３は、決定された温度調整量に基づいて流動焼却炉３７の内部温度を制御する。
【０１１９】
このように、制御装置４３は、示差熱分析の結果を用いて、流動焼却炉３７の内部温度を調整する。したがって、制御装置４３による流動焼却炉内部の温度調整を行うことで、下水汚泥の焼却状態を制御する。その結果、下水汚泥を焼却した際に発生する焼却灰を、焼却排ガスの流路内に付着堆積する事象や、流動砂の性能が劣化する事象の発生を防止することが可能となる。
【０１２０】
第１実施形態では、示差熱分析の結果を用いて求められる吸熱ピークの降下開始温度に基づき、薬剤の添加の開始又は停止、及び添加する薬剤の添加量の調整を行う場合について開示し、第２実施形態では、示差熱分析の結果を用いて求められる吸熱ピークの降下開始温度に基づき、流動焼却炉の内部温度の調整を行う場合について開示している。しかしながら、示差熱分析の結果を用いて求められる吸熱ピークの降下開始温度に基づいて、薬剤の添加及び添加する薬剤の添加量の調整や、流動焼却炉の内部温度の調整の双方を同時に実行することで、煙道の閉塞や流動砂の性能劣化を確実に防止することも可能となる。また、この他に、薬剤の添加の開始又は停止、及び添加する薬剤の添加量の調整と、流動焼却炉の内部温度の調整との一方の調整を選択的に実行できるようにしてもよい。
【０１２１】
このように、本実施形態では、示差熱分析の結果を用いて求められる吸熱ピークの降下開始温度に基づき、薬剤の投入開始や停止、又は投入される薬剤の供給量の調整を行っているので、煙道の圧力損失が上昇する事象が出始める前に、煙道の閉塞や流動不良の原因となる灰の付着を予見できる。また、同時に、関係ない吸熱ピークの降下開始温度となる付着に関係ない相変化する物質を除外するので、流動砂に灰の成分が付着している想定として正確に事象を捉えることが可能となる。
【０１２２】
本実施形態では、供給装置は、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、示差熱分析の結果を用いて求められる吸熱ピークの降下開始温度や、その変化に基づいて供給装置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。
【０１２３】
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、示差熱分析の結果を用いて求められる吸熱ピークの降下開始温度に基づき、薬剤の添加の開始や停止、及び添加している薬剤の添加量の調整を行うことで、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、および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を防止している。しかしながら、示差熱分析の結果を用いて求められた吸熱ピークの降下開始温度に基づく吸熱度合いが著しく高い値となる場合は、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、算出される示差熱分析の結果を用いて求められた吸熱ピークの降下開始温度に基づく吸熱度合いが著しく高くなる場合には、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、上述した各所定値は、過去の経験則などから求められる値であり、その値は、著しく高い所定値は前記それぞれの上限値より高く、著しく低い所定値は前記それぞれの下限値未満であるのが好ましい。
【０１２４】
この場合、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に接続される表示装置による警告表示によって注意喚起を行ってもよい。
【０１２５】
また、流動焼却炉３７における下水汚泥の焼却において、流動焼却炉３７から集塵装置３９までの煙道における示差熱分析箇所を数箇所設置し通常灰が付着しない箇所での吸熱ピークの検知により、該煙道内に焼却灰が付着、堆積されていると推測でき、さらに、煙道が閉塞されるほど焼却灰が煙道内面に付着、堆積することが発生しているならば、流動床を形成する流動砂表面に焼却灰が付着して流動不良が発生しかかっていると推測でき、また、その推測結果に基づいて薬剤の添加の開始や停止、およびその添加量を判定することができる。その結果、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することが可能となる。また、薬剤を添加している場合であっても、焼却排ガス煙道の圧力損失によって焼却後の排ガスの流路内に付着堆積しているか否かの判定を行い、同時に、添加される薬剤の添加量を調整できるので、下水汚泥２５の焼却時の薬剤の使用量を抑制でき、薬剤に係るコストを抑制することが可能となる。
【０１２６】
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に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ったり、流動砂の交換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。
【０１２７】
本実施形態では、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ことから流動焼却炉を対象としているが、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防止するという目的に限定して、流動焼却炉以外の焼却炉（例えばストーカー式）への適用を否定するものではない。
【符号の説明】
【０１２８】
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、４３…制御装置、５４…供給装置、５６…熱重量・示差熱分析装置
【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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【図７】
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