(57)【要約】  家庭ごみ及び下水の併合処理プロセスは、以下のステップを含む。（１）家庭ごみの鉄が分別されるステップ；（２）鉄が除去された家庭ごみが粉砕されるステップ；（３）粉砕された家庭ごみを下水処理タンクに送られ、そのタンクに水及び空気が追加され、その家庭ごみは、浮遊する物質、懸濁された物質、沈殿した物質に分割されるステップ；（４）浮遊する物質は、回収され、脱水され、乾燥されて、燃料として燃焼されるステップ；（５）沈殿した物質は集められて、濾過されて、乾燥されるステップであって、４１８０ｋＪ／ｋｇ以上の発熱量を有する沈殿した物質は燃料として燃焼される一方、燃焼後に得られた物、及び４１８０ｋＪ／ｋｇよりも少ない発熱量を有する沈殿物質は、セメント工場の粘土材料を置き換えるために、又はレンガを製造するために使用される、ステップ；（６）凝集材が浮遊する物質及び沈殿する物質の除去後の下水に添加され、懸濁されたごみが沈殿され、ステップ（５）により処理される、ステップ；及び（７）その下水を処理するステップ；を含む。その処理プロセスは、家庭ごみ処理及び下水処理を効率的に結合し、それゆえ家庭ごみ及び下水の併合処理、並びにリソースの効果的な使用を実現する。
2013515602.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
家庭ごみ及び下水の併合処理プロセスであって、前記プロセスは、以下のステップ：
（１）家庭ごみから鉄を分類して出すステップ；
（２）鉄が除去された家庭ごみを粉砕するステップ；
（３）粉砕された家庭ごみを下水処理タンクに供給し、前記下水処理タンクに水を追加して空気を吹き込み、そこでは前記家庭ごみは３つの層：浮遊する物質、懸濁された物質、及び沈殿した物質、に分割されるステップ；
（４）前記浮遊する物質を、回収し、脱水し、及び乾燥して、次いでそれらを燃料として燃焼するステップ；
（５）前記沈殿した物質を集めて、濾過して、及び乾燥するステップであって、そこでは、４１８０ｋＪ／ｋｇを超える発熱量を有する沈殿した物質は、燃料として燃焼され、その燃焼された物質、及び４１８０ｋＪ／ｋｇ未満の発熱量を有する沈殿物質は、セメントプラントの粘土材料を置き換えるために使用されるか、又はレンガを製造するために使用される、ステップ；
（６）浮遊する物質及び沈殿する物質が除去された下水に凝集材を添加し、懸濁された物質を沈殿させるステップであって、沈殿したその懸濁された物質は、ステップ（５）により処理される、ステップ；
（７）その下水を処理するステップ；
を備えることを特徴とする、家庭ごみ及び下水の併合処理プロセス。
【請求項２】
ステップ（１）において電磁技術を使用することにより鉄が分類されて出されることを特徴とする、請求項１に記載の家庭ごみ及び下水の併合処理プロセス。
【請求項３】
ステップ（４）の浮遊する物質及びステップ（５）の４１８０ｋＪ／ｋｇを超える発熱量を有する沈殿した物質は、乾燥された後、セメントプラント、火力発電所、又は１２００℃を超える燃焼温度を有する燃焼器で燃料として燃焼されることができることを特徴とする、請求項１に記載の家庭ごみ及び下水の併合処理プロセス。
【請求項４】
少なくとも１つの下水処理タンクがステップ（３）において配置されることを特徴とする、請求項１に記載の家庭ごみ及び下水の併合処理プロセス。
【請求項５】
ステップ（４）の脱水が、加圧脱水、板枠式圧濾機による脱水、又は遠心脱水により実行されることを特徴とする、請求項１に記載の家庭ごみ及び下水の併合処理プロセス。
【請求項６】
ステップ（５）における乾燥が、乾燥粉砕機又は回転乾燥機で実行されることを特徴とする、請求項１に記載の家庭ごみ及び下水の併合処理プロセス。
【請求項７】
前記乾燥粉砕機又は前記回転乾燥機は、乾燥のため、セメントキルン又は火力発電所とからの廃熱を使用することを特徴とする、請求項６に記載の家庭ごみ及び下水の併合処理プロセス。
【請求項８】
ステップ（３）において使用される水は、工業下水、家庭下水、又は水道水であることを特徴とする、請求項１に記載の家庭ごみ及び下水の併合処理プロセス。
【請求項９】
ステップ（２）の家庭ごみは、１０ｍｍを超えない粒子寸法を有するように粉砕されることを特徴とする、請求項１に記載の家庭ごみ及び下水の併合処理プロセス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この出願は、２０１０年３月２５日に中国の国家知識産権局に、「家庭ごみ及び下水の併合処理プロセス」との名称で、提出した中国特許出願第２０１０１０１３２０１０．２号に優先権を主張し、それはここに参照により組み込まれる。
【０００２】
本願発明は、固形廃棄物及び下水の処理の分野に関し、特に家庭用ごみ及び下水の併合処理プロセスに関する。
【背景技術】
【０００３】
経済の発展及び都市化プロセスの加速につれて、家庭ごみ及び水汚染が、ますます人々の日常生活を困らせる２つの主要な問題となってきている。多くの努力が、家庭用ごみ及び水汚染を処理するためになされてきたが、現在では、家庭用ごみ及び水汚染は、現在別に処理されている。
【０００４】
例えば、家庭用ごみの処理は、通常、埋め立て、焼却、メタン発酵及び分別により回収するものとして、分類されている。埋め立て処理は、低い操業コスト、単純な処理及び低い投資の利益を有するが、適したごみ埋立地は次第に減ってきており、さらに、埋め立て処理は、水及び空気の汚染の問題を完全に解決しない。焼却は、世界中で広く使用されている技術であり、焼却でもたらされる使用可能な熱、地球に無害なこと及び占有が小さいことの利益を有する一方、大規模投資、高い操業コスト、ごみの高い水含有量及び低い発熱量による燃焼の困難性、極端に低い経済効率性、困難な排気ガス処理、及び二次汚染の容易な発生の不利益を有する。メタン発酵は、発電及び熱供給に使用するための可燃性ガスを製造することができ、ごみの無害な処理に好ましいが、複雑な処理及び装置、高度な操業及び管理、天候の影響を受けやすく、ガス火力発電所又はガス供給パイプの建設のサポートの必要条件、ごみの量の減少において僅かな効果、及び埋め立ての必要の不利益を有する。分別による回収は、例えば金属及びガラスのような不燃性リソースの最も高いリソースの利用及び回収を有しているが、装置に高く依存し、困難な分別の経済的な効率性が低く、追加の無害な処理を必要とし、そして非常に大きなエネルギー消費及び操業コストで劣っている。上記ごみ処理プロセスのそれぞれの限界により、実際の処理プロセスは、ごみを処理するためのシステム工学を基にしてそれらの２つ以上を組み合わせることにより確立されている。
【０００５】
特許文献１（中国特許出願公開第１０１２８９３３６号明細書）で開示されているように、ごみは、予め分類された後のごみ、プラスチック、繊維、並びにレンガ及び石に、予め分類されて、それらは、次いで、別々に、発酵、堆肥などにされる。しかしながら、予め分類するステップは、複雑なプロセス及び長期処理のために、面倒である。また、ごみ処理中に作られた排水は、追加の下水処理プロセスで処理されなければならない。特許文献２（中国特許出願公開第１０１５３７４２３号明細書）は、蒸気処理に次いで水分離を経由する家庭ごみ処理方法を開示している。最初に、その家庭ごみは、蒸気処理のために、オートクレーブ（加圧滅菌器）に積載され、ついで腐りやすいごみを蒸気処理することにより形成されたスラリーが水分離タンクに放出され、そこでは、ごみは３つの層に分離され：上層の軽量ごみ、中間層の腐りやすいごみのスラリー、及び下層の重量ごみ、それらは次いで別々に処理される。このプロセスは、複雑な予め分類するステップを除去するが、蒸気処理ステップを採用することによりごみ処理期間が長くなり、処理コストが増大するので、大規模ごみ処理には適しておらず、水分離の後の未処理下水により二次汚染を容易に引き起こす。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】中国特許出願公開第１０１２８９３３６号明細書
【特許文献２】中国特許出願公開第１０１５３７４２３号明細書
【特許文献３】中国特許出願公開第１０１０４１１４９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本願発明は、家庭ごみの複雑な分類、高い処理コスト、及び家庭ごみ及び下水の分離処理の不利益を克服する技術的問題を解決することに関し、家庭ごみ及び下水の併合処理プロセスをもたらすものであり、それは、ごみ分類の必要性を除去し、低コストで操業されることが可能になる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の技術課題を解決するために、技術的解決策が、本願発明において提供され、それは、以下のステップ：
（１）家庭ごみから鉄を分類して出すステップ；
（２）鉄が除去された家庭ごみを粉砕するステップ；
（３）粉砕された家庭ごみを下水処理タンクに供給し、その下水処理タンクに水を追加して空気を吹き込み、そこではその家庭ごみは３つの層：浮遊する物質、懸濁された物質、沈殿した物質、に分割されるステップ；
（４）浮遊する物質を、回収し、脱水し、乾燥して、次いで燃料として燃焼するステップ；
（５）沈殿した物質を集めて、濾過して、乾燥するステップであって、そこでは、４１８０ｋＪ／ｋｇを超える発熱量を有する沈殿した物質は、燃料として燃焼され、その燃焼された物質、及び４１８０ｋＪ／ｋｇ未満の発熱量を有する沈殿物質は、セメントプラントの粘土材料を置き換えるために使用されるか、又はレンガを製造するために使用される、ステップ；
（６）浮遊する物質及び沈殿する物質が除去された下水に凝集材を添加し、懸濁された物質を沈殿させるステップであって、沈殿したその懸濁された物質は、ステップ（５）により処理される、ステップ；
（７）その下水を処理するステップ；
を備える。
【０００９】
ステップ（４）の浮遊する物質及びステップ（５）の４１８０ｋＪ／ｋｇを超える発熱量を有する沈殿した物質は、乾燥された後、セメントプラント、火力発電所、又は１２００℃を超える燃焼温度を有する燃焼器で燃料として燃焼されることができる。セメントプラント及び火力発電所の燃焼温度は１２００℃を超えるので、処理された浮遊する物質及び沈殿された物質は、乾燥された後、低い水含有量を有し、燃えやすく、このようにして作られた排気ガスは、例えばダイオキシンのような毒又は有害なガスを含まない。
【００１０】
ステップ（５）の沈殿された物質は、セメントキルン（炉）又は火力発電所からの廃熱を使用して、乾燥粉砕機又は回転乾燥機で乾燥され、それは、単に廃熱を効率的に使用するだけではなく、ごみが直接燃焼される場合のごみの高い水含有量及び低い発熱量による困難な燃焼の不利益を克服するものである。
【００１１】
ステップ（３）で使用される水は、工業下水、家庭下水、又は水道水である。特に、本願発明による、家庭ごみは、下水により分類され；分類に使用された後の下水は、工業的製造又は日常生活に使用するために処理され；工業的製造又は日常使用から作られた下水は、ごみ分類のために再び使用され；分類に使用された後の下水は再び処理される。ごみ処理及び下水処理は、そのような循環を通じて、結合され、それは、家庭ごみの分類の困難性を解決し、ごみ処理プロセス中に下水処理プロセスを設置する必要性を除去し、したがって、好循環を実現する。
【００１２】
ステップ（６）の凝集材の主成分は、例えば、特許文献３（中国特許出願公開第１０１０４１１４９号明細書）で開示されている無機又は有機低分子凝集材である。
【００１３】
上記の技術的解決策を採用することにより、複雑なごみ分類装置は不要になり、それは処理コストを減少させる。ごみを水分離を通じて３つのクラスに分割することにより、それらを別々に処理し、処理するプロセス及びセメントの製造プロセス（特に、乾燥後に得られた沈殿された物質は、燃料として使用され、又はセメント成分として粘土材料を置き換え又はレンガを作ることに使用されることができる）を結合し、セメントを製造するコストを低減することができるだけではなく、減少の程度が高いものである。従来技術で現存する技術と比較して、本願発明は、上記処理のステップを除去するだけではなく、処理プロセスを単純化し、処理期間を短縮するが、また、ごみ処理と下水処理を結合することによる２つの困難性を同時に解決するものであり、ごみ処理中に下水処理を達成するものである。
【００１４】
さらなる改善のスキームにおいて、浮遊する物質又は乾燥された沈殿された物質が、セメントキルン又は火力発電所、又は１２００℃を超える燃焼温度を有する燃焼器で燃焼するために使用される。その温度は、例えばダイオキシンのような有毒ガスの分解温度よりも高いので、例えばダイオキシンのような有毒又は有害ガスを作ることは不可能であり、そして燃焼により製造された熱は効果的に利用されることができる。
【００１５】
本願発明は、図面及び以下の詳細な説明の組み合わせにおいてさらに詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本願発明による家庭ごみ処理プロセスを示すフローダイアグラムである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
実施例１
本願発明による家庭ごみ処理プロセスのフローダイアグラムが図１に示されている。
（１）廃棄鉄が電磁石を使用することにより家庭ごみから分別され、次いで分類ベルトコンベア又は輸送機器を経由して回収のために金属処理作業場に送られた。
（２）鉄が除去された家庭ごみは、ベルトコンベアを経由して粉砕のために粉砕機に供給された。ごみのよりよい分類のため、粉砕されたごみの粒子の寸法は、１０ｍｍを超えることはなかった。
（３）粉砕された家庭ごみ下水処理タンクに供給され、水が追加され、そして空気が吹かれて、家庭ごみは、３つの層：浮遊する物質、懸濁された物質、及び沈殿した物質に分割された。
【００１８】
使用された水は、工業下水又は家庭下水又は水道水であった。
【００１９】
浮遊する物質は、主に紙材料、プラスチック、野菜の葉等であり、そしてさらに赤ちゃんのおむつ、女性の衛生物品なども含まれ、それらは分解されるのが困難であるが、乾燥された後には燃えやすいものである。
【００２０】
上記の材料とは異なる家庭ごみは、下水処理タンクの底に沈殿されるか、又は水に懸濁された。
【００２１】
家庭ごみの十分な分離のため、２以上の下水タンクが連続して備えられることができる。
【００２２】
（４）浮遊する物質は回収され、脱水され、そして燃料として燃焼するために乾燥された。
【００２３】
スクレーパーが上側層の浮遊する物質を集めるための下水タンクの１つ側に配置され、それは、遠心分離、脱水、加圧脱水、又は板枠式圧濾機による脱水が、次いで、なされる。脱水中に作られた下水は、集中的に処理するために、下水処理タンクに流され、そして脱水された後の浮遊する物質は、ベルトコンベアを経由して乾燥のために乾燥機に輸送された。乾燥された浮遊する物質はセメントキルン、火力発電所、又は１２００℃よりも高い燃焼温度を有する他の燃焼器で燃焼されることができる。セメントキルン又は火力発電所の燃焼温度は、例えば、ダイオキシンのような有毒ガスの分解温度よりもかなり高いので、二次汚染が起こることはないであろう。
【００２４】
沈殿した物質は、泥水ポンプを経由して集められ、板枠式圧濾機を通じて濾過され、そのフィルターケーキは、乾燥粉砕機に送られ、濾液、すなわち、下水は、下水タンクに流された。
【００２５】
ろ過後の沈殿した物質は、粉砕され、セメントキルンの廃熱を使用して乾燥粉砕機により乾燥された。セメントキルンからの廃熱は、約４００℃〜６００℃の温度を有しており、乾燥粉砕機のブローワーを経由して完全に使用された。廃熱は、沈殿した物質を通過した後、１２０℃〜１８０℃の温度に落ちて、次いで同じく乾燥させるためステップ（４）で脱水された浮遊する物質を通過した。
【００２６】
沈殿した物質の発熱量は、熱量計により測定され、４１８０ｋＪ／ｋｇを超える発熱量を有する沈殿した物質は、セメントキルン、又は火力発電所、燃焼のために１２００℃よりも高い燃焼温度を有する燃焼器に輸送された。
【００２７】
燃焼後に残された物質及び４１８０ｋＪ／ｋｇよりも少ない発熱量を有する沈殿した物質は、それらの主成分として、シリカ質含有材料を有し、セメントプラントの粘土材料を置き換えるために又はレンガを作るために使用されることができ、それは、ごみ減少の程度を改善することができるだけではなく、ごみの効率的な利用を達成することができる。
【００２８】
（６）凝集材が、浮遊する物質及び沈殿した物質が除去されたごみに添加されて、懸濁される物質が沈殿するようにされて、次いでそれらはステップ（５）により処理され；そしてその下水は処理のために下水タンクに流れた。
【００２９】
懸濁された物質は、特許文献３（中国特許出願公開第１０１０４１４９号明細書）に開示されている新規な凝集材を使用することにより沈殿され、その凝集材の使用は、沈殿物中の水含有量を低くし、沈殿物の乾燥及び焼却を容易にすることができる。
【００３０】
（７）下水が処理された。
【００３１】
ステップ（３）〜ステップ（６）の、すなわち、下水中の浮遊する物質、沈殿した物資、及び懸濁した物質を、泥水ポンプを経由して回収又は抽出する、処理プロセスの後、下水の主処理（すなわち、物理的処理）が実質的に終了した。次いで、処理された下水は、
曝気タンク及び酸化溝のようなリアクターを採用する活性化した汚泥プロセス；又は、生物濾過器、回転生物接触器、生物接触酸化プロセス及び生物学的流動床を採用する生物膜プロセスのいずれかによる、生物学的処理装置でさらに処理されることができる。生物学的処理装置を経由して処理された後に放出された水は、二次沈殿タンクに送られ、二次沈殿タンクから放出された水は、消毒された後、三次処理に送られる。三次処理は、生物学的窒素及び燐除去プロセス、又は凝固沈殿、又は活性化炭素吸収を採用することにより、実行されることができる。二次沈殿タンクで作られた汚泥は、ステップ（５）により処理される。
【００３２】
上で述べたように、従来技術においては、下水は、ごみ処理中にいや応なく生成され、そして下水処理プロセスの組み込みを必要とする。本願発明においては、家庭ごみ処理及び下水処理は併合されている。本願発明のプロセスにおいては、家庭ごみは、下水を経由して３つの層：浮遊する物質、懸濁される物質及び沈殿した物質に分類され、それらは別個に下水から、回収すること、凝集材を追加すること又は泥水ポンプを経由して抽出することにより、別々に集められて除去される。これは、下水の主処理に相当し、；ごみの分類からの下水は、二次処理及び三次処理を受ける。言い換えると、本願発明においては、家庭ごみ処理及び下水処理は併合される。さらに、本願発明のプロセスは、また、セメントプラント又は火力発電所と共に共同的に操業され、それはごみ及び下水処理の総合利用を実現する。
【００３３】
本願発明の水分類プロセスがごみを処理するために使用され、プロセス容量は、一日当たり何百トンにまですることができ、それは、新しく発生したごみばかりでなく、また既に埋め立てられたごみにも使用されることができる。
【図１】
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【国際調査報告】
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