(57)【要約】【課題】浚渫汚泥などの無機性廃棄物と下水汚泥などの有機性廃棄物をできるだけ低コストで処理する。【解決手段】浚渫汚泥などの無機性廃棄物に、有機物を豊富に含んだ有機性廃棄物を、所定の割合で合体させ、この混合・合体によって得られた合体汚泥を造粒して略球状の汚泥ペレットに成形し、該汚泥ペレットを汚泥ペレット焼成炉内に充填し、該汚泥ペレット焼成炉内に充填された該汚泥ペレットを下方から上方に向けて自燃させ、該自燃によって無害化された有価値な焼成ペレットを得る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無機性廃棄物に有機性廃棄物を所定の割合で合体してなる合体汚泥を造粒して略球状の汚泥ペレットを得る造粒工程と、該汚泥ペレットを汚泥ペレット燃焼炉内で燃焼させて焼成ペレットを得る汚泥ペレット焼成工程と、該焼成ペレットを該汚泥ペレット燃焼炉の下部から排出させる焼成ペレット排出工程とを備え、該汚泥ペレット燃焼工程は該汚泥ペレット燃焼炉内に充填された該汚泥ペレットを該汚泥ペレット燃焼炉の下部から上部に向けて自燃させて焼成ペレットを得るものであることを特徴とする廃棄物処理方法。
【請求項２】
前記無機性廃棄物が、浚渫汚泥、建設汚泥、沈降土砂、ベントナイト泥、凝集沈殿汚泥、洗砂スラッジ、コンクリートスラッジ、上水汚泥、焼却灰、集塵ダスト、鋳物廃砂、スラグ、ガラスくず、がれき類、ばいじん、鉱さいであることを特徴とする請求項１に記載の廃棄物処理方法。
【請求項３】
前記有機性廃棄物が、下水汚泥、活性汚泥、消化汚泥、製紙スラッジ、食品廃棄物、発酵カス、動物の糞尿又はこれらの堆肥化物であることを特徴とする請求項１又は２に記載の廃棄物処理方法。
【請求項４】
前記無機性廃棄物が浚渫汚泥、前記有機性廃棄物が下水汚泥であり、該浚渫汚泥と該下水汚泥との混合割合が重量比で１０：１から１０：５の範囲にあることを特徴とする請求項１に記載の廃棄物処理方法。
【請求項５】
前記無機性廃棄物が浚渫汚泥、前記有機性廃棄物が下水汚泥であり、該浚渫汚泥と該下水汚泥との混合割合が重量比で１０：２から１０：３の範囲にあることを特徴とする請求項１に記載の廃棄物処理方法。
【請求項６】
前記汚泥ペレット燃焼工程で発生した廃ガスを高温で加熱して該廃ガス中に含まれている有害ガスを熱分解させる熱分解工程を備えていることを特徴とする請求項１に記載の廃棄物処理方法。
【請求項７】
無機性廃棄物に有機性廃棄物を所定の割合で合体してなる合体汚泥を造粒して略球状の汚泥ペレットを得る造粒装置と、該造粒装置によって得られた汚泥ペレットを燃焼させる汚泥ペレット燃焼炉と、該汚泥ペレットが燃焼し終えて形成された焼成ペレットを該汚泥ペレット焼成炉から排出させる焼成ペレット排出装置とを備え、該汚泥ペレット燃焼炉は充填された該汚泥ペレットを下部から上部に向けて自燃させるものであるたことを特徴とする廃棄物処理装置。
【請求項８】
前記無機性廃棄物が、浚渫汚泥、建設汚泥、沈降土砂、ベントナイト泥、凝集沈殿汚泥、洗砂スラッジ、コンクリートスラッジ、上水汚泥、焼却灰、集塵ダスト、鋳物廃砂、スラグ、ガラスくず、がれき類、ばいじん、鉱さいであることを特徴とする請求項７に記載の廃棄物処理装置。
【請求項９】
前記有機性廃棄物が、下水汚泥、活性汚泥、消化汚泥、製紙スラッジ、食品廃棄物、発酵カス、動物の糞尿又はこれらの堆肥化物であることを特徴とする請求項７又は８に記載の廃棄物処理装置。
【請求項１０】
前記汚泥ペレット燃焼炉に前記汚泥ペレットを投入する汚泥ペレット投入装置を備えていることを特徴とする請求項７に記載の廃棄物処理装置。
【請求項１１】
前記汚泥ペレット燃焼炉内に空気を送り込む送風装置を備えていることを特徴とする請求項７に記載の廃棄物処理装置。
【請求項１２】
前記汚泥ペレット燃焼炉内の汚泥ペレットに火を付ける着火装置を備えていることを特徴とする請求項７に記載の廃棄物処理装置。
【請求項１３】
前記汚泥ペレット燃焼炉から排出される廃ガス中に含まれている有害ガスを熱分解させる熱分解炉を備えていることを特徴とする請求項７に記載の廃棄物処理装置。
【請求項１４】
前記汚泥ペレット燃焼炉から排出される廃ガス中に含まれている微粒子を捕集する集塵機を備えていることを特徴とする請求項７に記載の廃棄物処理装置。
【請求項１５】
前記無機性廃棄物が浚渫汚泥、前記有機性廃棄物が下水汚泥であり、該浚渫汚泥と該下水汚泥との合体割合が重量比で１０：１から１０：５の範囲にあることを特徴とする請求項８に記載の廃棄物処理装置。
【請求項１６】
前記無機性廃棄物が浚渫汚泥、前記有機性廃棄物が下水汚泥であり、該浚渫汚泥と該下水汚泥との合体割合が重量比で１０：２から１０：３の範囲にあることを特徴とする請求項８に記載の廃棄物処理装置。
【請求項１７】
請求項１〜７のいずれかに記載の方法によって製造され又は請求項８〜１６のいずれかに記載の装置によって製造されたことを特徴とする焼成ペレット。
【請求項１８】
浚渫した水海底に、請求項１７記載の焼成ペレットを散布して該水海底を再生することを特徴とする底質改善方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は無機性廃棄物と有機性廃棄物を原料として焼成ペレットを得る廃棄物処理方法、この方法を実施するための廃棄物処理装置、この方法又はこの装置によって製造された焼成ペレット及びこの焼成ペレットを用いた底質改善方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、湖沼、河川、運河、港湾又は海岸などの水域、特に、水の出入りの少ないこれらの水域においては、流入した生活廃水などによって汚濁物質の濃度が高く、しかも水質の富栄養化が著しいのでプランクトンが大量発生し、これらの死骸も大量に生じているので、これらの水域の底は汚濁物質やプランクトンの死骸等からなるヘドロ（汚泥）で覆われている。
【０００３】
これらの水底を覆っているヘドロは有機物に富んでいるので、酸欠状態で分解し、悪臭や有害物質を発生させ、水性生物を斃死させたり、養殖魚の歩留を低下させている。また、湖沼や河川では、このヘドロが水底の砂地の表面を覆い、砂地に生息するシジミ等の貝類の生息場所を奪い、これらの漁獲量を激減させている。
【０００４】
そこで、従来は、このような状況を改善するため、水底のヘドロを浚渫して取り除く対策が取られていた。しかし、湖沼、河川、運河、港湾又は海岸などの水底の面積は広く、浚渫すべきヘドロの量は膨大で、水底のヘドロを浚渫するには莫大な費用がかかるという問題があった。
【０００５】
しかも、浚渫して取り除いたヘドロは有機物を豊富に含み、そのまま陸上に堆積しておくと腐敗して、悪臭や有害物質を発生させるので、固化処理又は焼却処理をしなければならないが、浚渫して取り除いたヘドロの量は非常に多いので、固化処理や焼却処理にも莫大な費用がかかるという問題もあった。
【０００６】
浚渫はこのように莫大な費用がかかるので、水底のヘドロを浚渫せず、水底にきれいな砂を撒いて水底のヘドロを覆砂する方法が取られることがある。この方法は水底を比較的低コストで且つ簡単に砂地にすることができ、シジミ等の貝類の漁獲量を低コストで増加させることができるという利点がある。
【０００７】
しかし、水底にきれいな砂を撒くためには、良質な砂を入手しなければならないが、良質な砂の入手は、砂資源の枯渇という問題の他に、砂採取場の環境を破壊するという問題もあって、近年非常に困難である。
【０００８】
また、ヘドロの上にきれいな砂を覆砂しても砂の下にはヘドロが存在しており、これが無酸素状態で分解し、ここから水中に有害物や悪臭が長期に亘って漏出してくる可能性があり、また、ヘドロの上にきれいな砂を覆砂してもその砂がヘドロの中に沈んでしまうこともあり、抜本的な解決になっていないという問題がある。
【０００９】
また、ヘドロの上にきれいな砂を覆砂した場合、ヘドロの上に更に砂を積層させるので、水底が浅くなり、湖沼の調節池としての貯水容量が減少したり、船の航行に支障をきたしたり、水界の生態環境を破壊するなどの問題を生じる可能性がある。
【００１０】
以上、水海底のヘドロについてその問題点を説明したが、建設汚泥、沈降土砂、ベントナイト泥、凝集沈殿汚泥、洗砂スラッジ、コンクリートスラッジ、上水汚泥、焼却灰、集塵ダスト、鋳物廃砂、スラグ、ガラスくず、がれき類、ばいじん、鉱さいなどの無機性廃棄物についてもその処理が同様に問題になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特許第４６０８６５８号公報
【特許文献２】特開２００５−１８５９０５号公報
【特許文献３】特開２００５−０３００７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
この発明が解決しようとする課題は、上述した無機性廃棄物を低コストで処理することができない点である。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、無機性廃棄物を低コストで処理するため、有機物を豊富に含んだ有機性廃棄物を該無機性廃棄物に所定の割合で混合し、この混合によって得られた混合汚泥を造粒して略球状の汚泥ペレットに成形し、該汚泥ペレットを汚泥ペレット焼成炉内に充填し、該汚泥ペレット焼成炉内に充填された該汚泥ペレットを下方から上方に向けて自燃させ、該自燃によって無害化された有価値な焼成ペレットを得ることを最も主要な特徴とする。
【００１４】
ここで、無機性廃棄物とは、建設汚泥、沈降土砂、ベントナイト泥、凝集沈殿汚泥、洗砂スラッジ、コンクリートスラッジ、上水汚泥、焼却灰、集塵ダスト、鋳物廃砂、スラグ、ガラスくず、がれき類、ばいじん、鉱さいなどをいい、有機性廃棄物とは、活性汚泥、消化汚泥、下水汚泥、製紙スラッジ、食品廃棄物、発酵カス、動物の糞尿又はこれらの堆肥化物などをいう。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、有機物を豊富に含んだ有機性廃棄物を無機性廃棄物に所定の割合で混合して混合汚泥を形成し、該混合汚泥を汚泥ペレットに成形しているので、該汚泥ペレットに着火すれば該汚泥ペレットは自燃して焼成ペレットになり、従って、混合汚泥を原料として、燃料を別途使用することなく、無害化された有価値な焼成ペレットを低コストで得ることができるという利点がある。
【００１６】
そして、本発明は、無機性廃棄物を原料として、燃料を別途使用することなく、無害化された有価値な焼成ペレットを低コストで得ることができるので、該焼成ペレットを水海底に戻すことによって、該水海底を低コストでシジミ等の貝類の生息に好都合な環境に戻すことができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は本発明に係る廃棄物処理装置の一例の説明図である。
【図２】図２は本発明に係る廃棄物処理装置の一例の一部を構成する焼成ペレット形成装置の説明図である。
【図３】図３は本発明に係る廃棄物処理方法の各工程を示す工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明は、水海底を覆っているヘドロなどの無機性廃棄物をできるだけ低コストで処理するという目的を、簡易な方法で、環境を損なわずに実現した。
【実施例１】
【００１９】
図１は本発明に係る廃棄物処理装置の一例の説明図、図２は本発明に係る廃棄物処理装置の一例の一部を構成する焼成ペレット形成装置の説明図である。これらの図において、１０は浚渫汚泥と下水汚泥を混合して混合汚泥を得る汚泥混合装置、１２は汚泥混合装置１０によって得られた該混合汚泥を成形して略球状の汚泥ペレットを得る造粒装置、１４は造粒装置１２によって得られた該汚泥ペレットを焼成させて焼成ペレットを得る汚泥ペレット焼成炉である。
【００２０】
汚泥混合装置１０としてはコンクリートミキサーのような攪乱装置を使用することができる。造粒装置１２は混合汚泥の塊を小さな塊に分裂させ、この小さな塊の混合汚泥を転がして略球状の汚泥ペレットに成形する装置であり、傾斜させたたらい状の容器と該容器を回転させる駆動装置とからなる。造粒装置１２の隣には造粒装置１２によって成形された汚泥ペレットを汚泥ペレット焼成炉１４内に搬送・投入する汚泥ペレット投入装置１６が設置されている。
【００２１】
汚泥ペレット焼成炉１４は耐火材により形成された縦長で中空の構造物からなり、上部には開口部１８が設けられている。また、汚泥ペレット焼成炉１４の内側には温度センサー２０が縦方向に所定間隔をおいて取り付けられ、汚泥ペレット焼成炉１４内の温度を所定高さ毎に検知できるようになっている。汚泥ペレット焼成炉１４の下方には側方から内部に向けて空気孔２２が貫通形成されており、外部の空気が空気孔２２を通して汚泥ペレット焼成炉１４の内部に流入できるようになっている。
【００２２】
なお、空気孔２２には送風機（図示せず）の送風口を連結して、汚泥ペレット焼成炉１４の内部に空気を強制的に送り込むことができるようにしてもよい。また、汚泥ペレット焼成炉１４の下方には、汚泥ペレット焼成炉１４内に充填されている汚泥ペレットの下部に火を付ける着火装置（バーナー）（図示せず）を設けてもよい。また、汚泥ペレット焼成炉１４には、汚泥ペレット焼成炉１４から排出される廃ガス中に含まれている有害ガスを熱分解させる熱分解炉（図示せず）を設けてもよい。また、汚泥ペレット焼成炉１４には、汚泥ペレット焼成炉１４から排出される廃ガス中に含まれている微粒子を捕集する集塵機（図示せず）を設けてもよい。また、排ガスを消すためにアフターバーナーを設けてもよい。
【００２３】
汚泥ペレット焼成炉１４の直下にはスクリューフィーダ装置２４が水平に設けられている。スクリューフィーダ装置２４の上部で、汚泥ペレット焼成炉１４の下部に対応した部位には開口部が形成され、該開口部は汚泥ペレット焼成炉１４の下部と連通している。スクリューフィーダ装置２４の内部にはスパイラル状のスクリューフィーダ２６が同軸に設けられ、スクリューフィーダ２６にはモータ２８に同軸に連結されている。スクリューフィーダ装置２４の先端側には焼成ペレットを排出させる開口部が設けられ、スクリューフィーダ装置２４の開口部の下方には焼成ペレットを貯蔵しておくための焼成ペレット貯蔵庫３０が設けられている。
【００２４】
次に、水海底のヘドロと下水処理場の下水汚泥を用いて焼成ペレットを形成する方法について図３に示す工程図を参照しながら説明する。
【００２５】
まず、湖底、運河底又は海底等の水海底のヘドロを浚渫船によって浚渫し、岸辺に浚渫汚泥を堆積しておく。堆積された浚渫汚泥は、ある程度の期間が経過すると、中に含まれていた水や海水が重力である程度抜け、また雨により燃焼時のダイオキシン生成原因となる可能性のある塩分が脱塩され、また風や太陽の熱で蒸発する。なお、露天による雨や太陽での除塩、乾燥に代わり化学的又は機械的に行っても良い。
【００２６】
次に、浚渫汚泥を堆積させた後、ある程度の期間が経過し、浚渫汚泥が適度に乾燥したと判断された段階で、この浚渫汚泥を汚泥混合装置１０に入れ、更に下水汚泥を浚渫汚泥に対して所定の重量割合で加え、浚渫汚泥と下水汚泥を混合する。ここで、下水汚泥は下水処理場から排出される有機汚泥であり、浚渫汚泥と下水汚泥の好ましい混合割合は重量比で１０：１から１０：５、特に１０：２から１０：３である。
【００２７】
次に、回転している造粒装置１２の中に混合汚泥を入れる。造粒装置１２の中に入れられた混合汚泥は造粒装置１２の中で小さな汚泥の塊に分裂し、造粒装置１２の上を転がる。小さな汚泥の塊に分裂した汚泥の塊は造粒装置１２の上を転がる内に次第に球状に成形され、汚泥ペレットになる。
【００２８】
次に、造粒装置１２によって成形された略球状の汚泥ペレットを汚泥ペレット投入装置１６を用いて汚泥ペレット焼成炉１４の上部の開口部１８の上まで搬送し、ここから汚泥ペレットを汚泥ペレット焼成炉１４の内部に投入する。汚泥ペレットは汚泥ペレットが汚泥ペレット焼成炉１４の内部を上部まで満たすように充填・堆積させる。
【００２９】
汚泥ペレット焼成炉１４の内部に汚泥ペレットが充填・堆積された後、汚泥ペレット焼成炉１４の最下部の汚泥ペレットを着火装置（バーナー）で加熱して汚泥ペレットに火を付け送風する。汚泥ペレットには有機物が豊富に含まれているので、汚泥ペレットは汚泥ペレット焼成炉１４の下部から上部に向けて自燃を始める。汚泥ペレットは自燃によって熱を発生させ、直上の汚泥ペレットを乾燥させ、直上の汚泥ペレットは自燃を始めた汚泥ペレットに続いて自燃を始め、燃焼が順次上方に向かう。自燃をし終えた汚泥ペレットは焼成されて焼成ペレットとなる。
【００３０】
次に、スクリューフィーダ装置２４を動かし、汚泥ペレット焼成炉１４の下部から焼成ペレットを排出させ、焼成ペレット貯蔵庫３０まで搬送し、焼成ペレット貯蔵庫３０内に投入する。焼成ペレットは焼成ペレット貯蔵庫３０内に貯蔵される。この焼成ペレットは、必要に応じ、浚渫した水海底に散布して、水海底に焼成ペレットを敷き詰め、水海底をシジミ等の貝類が生息し易い環境に再生する用途に使用する。
【００３１】
なお、汚泥ペレット焼成炉１４から排出される廃ガス中に有害ガスが含まれている場合は、廃ガスを熱分解炉に導き、廃ガス中の有害ガスを高熱で分解して無害化する。また、汚泥ペレット焼成炉１４から排出される廃ガス中に微粒子が含まれている場合は、廃ガスを集塵機に導き、廃ガス中に含まれている微粒子を捕集・除去する。
【００３２】
また、上記実施例では、無機性廃棄物が水海底のヘドロで、有機性廃棄物が下水処理場の下水汚泥の場合について説明したが、無機性廃棄物として建設汚泥、沈降土砂、ベントナイト泥、凝集沈殿汚泥、洗砂スラッジ、コンクリートスラッジ、上水汚泥、焼却灰、集塵ダスト、鋳物廃砂、スラグ、ガラスくず、がれき類、ばいじん、鉱さいなどを使用し、有機性廃棄物として活性汚泥、消化汚泥、製紙スラッジ、食品廃棄物、発酵カス、動物の糞尿又はこれらの堆肥化物を使用して汚泥ペレットを作成、この汚泥パレットを自燃させても同様の焼成ペレットを得ることができる。
【００３３】
また、上記実施例では無機性廃棄物に有機性廃棄物を混合し、この混合廃棄物を造粒して汚泥ペレットを得ているが、有機性廃棄物を核にして周囲を無機製廃棄物で包むように無機性廃棄物と有機性廃棄物を粒状に合体・成形して汚泥ペレットを得てもよい。
【００３４】
また、上記実施例ではスクリューフィーダ装置を動かして、汚泥ペレット焼成炉の下部から焼成ペレットを排出させているが、ロータリーバルブを使用して汚泥ペレット焼成炉の下部から焼成ペレットを排出させるようにしてもよい。
【００３５】
また、上記実施例では廃ガスを熱分解炉に導き、廃ガス中の有害ガスを高熱で分解して無害化しているが、光触媒を使用して廃ガス中の有害ガスを分解して無害化してもよい。または、廃ガスを水中に通して廃ガス中の有害ガスを水に溶かして除去し、水に溶けた有害ガス成分を微生物で分解させるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は、汚泥の無害化処理だけでなく、無機性廃棄物と有機性廃棄物の混合割合を調節することによって、底質改善以外の用途に使用することができる人工砂利や人工骨材の製造にも適用することができる。
【符号の説明】
【００３７】
１０  汚泥混合装置
１２  造粒装置
１４  汚泥ペレット焼成炉
１６  汚泥ペレット投入装置
１８  開口部
２０  温度センサー
２２  空気孔
２４  スクリューフィーダ装置
２６  スクリューフィーダ
２８  モータ
３０  焼成ペレット貯蔵庫
【図１】
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【図２】
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【図３】
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