(57)【要約】【課題】本発明は含水率の高い汚泥やダスト等を固形化する際に、短時間で簡単に行えると共に有害ガスの生成や粉塵爆発する恐れがなく、且つ汚泥やダスト等を再利用することが出来る製鉄用の保温材或いはガス抜き剤が得られる溶融ワックスによる汚泥やダスト等の固形方法を提供することを目的とする。【解決手段】水分を含む汚泥やダスト等に、熱伝導率の高い粉体物を加えて混合し、それを成形機で所定の形状に成形し、その成形物４をポリエチレン或いはポリプロピレンの溶融ワックス５中にて乾燥する固形方法と成す。また汚泥で粉体物或いはそれと共にダストを挟んでサンドイッチ状にて混合させても良い。粉体物として金属粉或いは珪素粉体等を使用すると良く、且つ大量処理するために成形物を溶融ワックス中に連続して通過させ乾燥処理しても良い。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水分を含む汚泥（１）やダスト（２）等に、熱伝導率の高い粉体物（３）を加えて混合し、それを成形機（７）で所定の形状に成形し、その成形物（４）をポリエチレン或いはポリプロピレンの溶融ワックス（５）中にて乾燥させたことを特徴とする溶融ワックスによる汚泥やダスト等の固形方法。
【請求項２】
前記汚泥（１）が、前記粉体物（３）或いはそれと共にダスト（２）をサンドイッチ状にて混合された請求項１記載の溶融ワックスによる汚泥やダスト等の固形方法。
【請求項３】
前記粉体物（３）が、金属粉或いは珪素粉体等である請求項１又は２記載の溶融ワックスによる汚泥やダスト等の固形方法。
【請求項４】
前記成形物（４）を前記溶融ワックス（５）中に連続して通過させ乾燥する請求項１記載の溶融ワックスによる汚泥やダスト等の固形方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は含水率の高い食品汚泥，排水汚泥，畜産汚泥などの有機物が多い汚泥やダストに、熱伝導率の高い金属粉末等を混合させて成形し、溶融ワックス中で脱水乾燥させ、固化すると共に表面をコーティングさせる溶融ワックスによる汚泥やダスト等の固形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、含水率の高い汚泥の乾燥は、一般的にロータリーキルン式の回転する円筒形の炉に前記汚泥を入れ、内熱又は外熱で乾燥させる方式のものであり、炉に入れられた物を均質に乾燥できるように、撹拌するタイプや炉の密閉に高度なシール技術を用いたタイプの乾燥装置が使用されていた。又、この時、汚泥には凝集剤が一般に添加されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら乾燥装置で汚泥を固形化しようとすると、凝集剤によって様々な大きさに固まった状態で乾燥されるため、その表面は乾燥しているが内部には水分が残ったままのものが多く生じ、水分を一定に乾燥させることは困難であると共に投入した汚泥が加熱される際に、ダイオキシン等の有害ガスを生成する恐れがあった。更に乾燥した汚泥だけを一定形状に形成させたものは、元の状態に戻り易く且つ崩れ易いものであった。しかも乾燥装置は設備が大掛りなものであるため、設備費の負担が大きなものとなっていた。又、ダストだけを一定の形状に形成することは困難であると共に粉塵爆発する危険性があった。尚、製鉄用の保温材或いはガス抜き剤として汚泥やダストを用いる場合には、水分がなく且つ所定量のカロリー（有機物）が必要であるが、汚泥の粘性や性状或いはダストの種類によって品質が異なり、所定形状に成形したり、所定条件を満たして商品化することは困難であった。
【０００４】
本発明は含水率の高い汚泥やダスト等を固形化する際に、短時間で簡単に行えると共に有害ガスの生成や粉塵爆発する恐れがない溶融ワックスによる汚泥やダスト等の固形方法を提供することを目的とする。
【０００５】
他の目的としては、含水率の高い汚泥やダスト等を再利用することが出来ると共に製鉄用の保温材或いはガス抜き剤が得られる溶融ワックスによる汚泥やダスト等の固形方法を提供するにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために本発明は成されたものであり、つまり、水分を含む汚泥やダスト等に、熱伝導率の高い粉体物を加えて混合し、それを成形機で所定の形状に成形し、その成形物をポリエチレン或いはポリプロピレンの溶融ワックス中にて乾燥する固形方法と成す。また汚泥で粉体物或いはそれと共にダストを挟んでサンドイッチ状にて混合させても良い。粉体物として金属粉或いは珪素粉体等を使用すると良く、且つ大量処理するために成形物を溶融ワックス中に連続して通過させ乾燥処理しても良い。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１、図２は本発明の固形方法に於いて使用する乾燥装置（６）と成形機（７）の要部を示す図であり、これに基づいて説明する。先ず乾燥装置（６）の構造について説明すると、ワックス槽（６１）の右端には投入部（６１ａ）を設け、左端には冷却部（６１ｂ）を設けている。またワックス槽（６１）の内部を通過する搬送用のネットコンベヤー（６２）が配置され、ワックス槽（６１）の底面中央にはヒーター（６３）が設置されている。更にワックス槽（６１）の上方には蓋部（６４）が被覆されると共にその中央には水蒸気や気化物を排出するための水蒸気吸引口（６５）を設けている。次に成形機（７）について説明すると、該成形機（７）にはスクリュウ式圧縮成形機を用い、上部には投入口（７１）を設け、円柱状，角柱状，略豆炭状などに成形するための成形アタッチメント（７２）が設けられると共に一定の長さにするための自在カッティング（７３）が設けられている。
【０００８】
先ず前記乾燥装置（６）と成形機（７）を用いて本発明の固形方法について説明する。水分を含む汚泥（１）４部に対して、ダスト（２）等３部と、熱伝導率の高い粉体物（３）３部とを加えて混合し、前記成形機（７）で所定の形状に成形する。この時、前記汚泥（１）としては、含水率の高い食品汚泥，排水汚泥，畜産汚泥などの有機物が多い汚泥を用いる。前記ダスト（２）等としては、粉砕機から出る塩素の入っていないプラスチック，木材，繊維などの微粉体を用いると良い。前記粉体物（３）として熱伝導率の高い金属粉を用いると、後述する溶融ワックス（５）中にて乾燥する際に、早く水分が抜けて固化できるものとなり、また粉体物（３）として珪素粉体を用いると重量が容易に調整出来る素材の役目を果し、製鉄用の保温材或いはガス抜き剤としての適した再生品が得られ易いものとなる。更に粉体物（３）として亜鉛粉体を用いても良い。次に、予めポリエチレン或いはポリプロピレンの溶融ワックス（５）をワックス槽（６１）に充填しておき、この溶融ワックス（５）中にて成形物（４）の水分を徐々に蒸発させて乾燥するのである。この時に用いる前記溶融ワックス（５）は、パラフィンワックス等の天然ワックスや合成ワックスよりも融点や軟化点が高く、耐熱性や熱安定性に優れ、且つ無機化合物や金属等との親和性が良いものである。又、前記溶融ワックス（５）としては、三井化学製の商品名「ハイワックス」或いはポリオレフィンワックスを用いると良い。
【０００９】
前記溶融ワックス（５）中にて成形物（４）が乾燥される工程について詳細に説明する。先ず乾燥装置（６）の右側の投入部（６１ａ）からネットコンベヤー（６２）によって、溶融ワックス（５）中に成形物（４）が入れられる。次に成形物（４）が溶融ワックス（５）中を図１の矢印の如く移動するうちに脱水乾燥され、且つその表面はポリエチレン或いはポリプロピレンの溶融ワックス（５）でコーティングされる。更に成形物（４）がワックス槽（６１）の左側から溶融ワックス（５）の外に出されると、成形物（４）にコーティングした溶融ワックス（５）は冷却部（６１ｂ）に於いて、空気に触れ冷却されて完全に固化する。この時、成形物（４）が溶融ワックス（５）中を移動する際、ワックス槽（６１）に設けたヒーター（６３）の高温度がＭＡＸ３００℃になるように調整し、前記溶融ワックス（５）の温度としては２００℃〜３００℃に管理するのが好ましい。尚、前記溶融ワックス（５）の温度は引火点以上になるが、ワックス槽（６１）の上方には蓋部（６４）が被覆されて、周囲から火が入らないように設置されているため、前記溶融ワックス（５）が発火することなく作業を続けることが可能である。また溶融ワックス（５）の中を移動する時間としては、約１５秒〜３分前後が好ましい。この溶融ワックス（５）の温度調整をすることにより、溶融粘度が変わりそれを調整すればワックスコーティングの厚さはコントロール出来るものとなる。更に前記成形物（４）を溶融ワックス（５）中に浸漬通過させる時間が約１５秒以下になると、成形物（４）の脱水が不充分で乾燥しきれないままの状態になり易くなり、一方、３分以上になると有機物が炭化してガス抜き剤としての効果が薄れるものとなってしまう。又、前記粉体物（３）として珪素粉末を用いた場合には、高温の溶融ワックス（５）の中を移動する時間は、金属粉よりも脱水時間が長く掛るが、固化し易くなるので、結果的には殆ど同じである。前記汚泥（１）とダスト（２）を溶融ワックス（５）中に通す理由は、それらの成形物（４）が空気と遮断された状態で加熱されるため、塩素が空気と反応してダイオキシンに変化することがなくなり、ダストの場合に於いても粉塵爆発する恐れがなくなる。尚、本発明方法は、上記の如く加熱した溶融ワックス（５）の中でネットコンベヤー（６２）を用いて移動する方法だけに限定されるものでなく、成形物（４）を溶融ワックス（５）の中に所定時間浸漬させたままで、脱水、乾燥、固化、コーティングさせる方法としても良い。
【００１０】
【実施例】
先ず始めに、含水率の高い水分（６０％以上）と油分等が含まれる汚泥（１）と、プラスチックの微粉体であるダスト（２）を固形化させて、製鉄用の保温材或いはガス抜き剤として再生品を得る場合について説明する。先ず、図３に示す供給機（８）を使用し、前処理を行うと良い。この場合、汚泥（１）は図中の上部両側の汚泥投入口（８１ａ）から投入すると、左右２つのロール（８２）で脱水しながら且つ帯状に圧縮される。またダスト（２）を図中の上部中央の粉体投入口（８１ｂ）から投入すると共に製鉄所などで生じる鉄粉の粉体物（３）を定量投入する。この時の混合量は、汚泥（１）４部に、ダスト（２）３部と、粉体物（３）３部との割合で投入する。又、ダスト（２）と粉体物（３）は、図中の下部に設けた脱水ロール（８３）の入口において、高含水率の汚泥（１）と混合することにより、飛散することなく包まれたサンドイッチ状になるのである。尚、前記粉体投入口（８１ｂ）から投入する際、ダスト（２）を入れずに粉体物（３）だけを６部投入させても良い。次にサンドイッチ状に形成した帯状の汚泥（１）とダスト（２）及び粉体物（３）を、成形機（７）で円柱状などに形成させる。このように一定化された形状の成形物（４）は図２に示す成形機（７）の左側に集結される。
【００１１】
前記成形物（４）は乾燥装置（６）の右側の投入部（６１ａ）からネットコンベヤー（６２）によって、溶融ワックス（５）中に成形物（４）が入れられる。この時のワックス槽（６１）に設けたヒーター（６３）の設定は、高温度がＭＡＸ３００℃になるように調整しておく。次に成形物（４）が溶融ワックス（５）中を移動するうちに脱水乾燥され、且つその表面にはポリエチレン或いはポリプロピレンの溶融ワックス（５）がコーティングされる。その溶融ワックス（５）の中を移動する時間としては、約２分前後にセットするのが好ましい。更に成形物（４）がワックス槽（６１）の左側から溶融ワックス（５）の外に出されると、成形物（４）にコーティングされた溶融ワックス（５）は冷却部（６１ｂ）に於いて、空気に触れ冷却されて完全に固化する。この時、成形物（４）が溶融ワックス（５）中を移動する際に温度調整によって溶融粘度を変えて調整すれば、ワックスコーティングの厚さがコントロール出来るものとなる。尚、前記成形物（４）の表面をコーティングする際に、溶融ワックス（５）の垂れを短時間で防止するように冷風で冷却され固化すると良い。また前記溶融ワックス（５）の中を移動する時間は成形物（４）の含水率などを考慮して決定される。
【００１２】
このようにして汚泥（１）とダスト（２）が乾燥固化し且つ表面コーティングされた成形物（４）として得られる。この時、含水率６０％の汚泥（１）にダスト（２）と粉体物（３）を混合させたものを１トン処理する場合、例えば外径４０ｍｍで長さが５０ｍｍの円柱状に成形された成形物（４）を、乾燥固化し且つ表面コーティングするまでの時間としては約１時間半掛った。尚、従来の乾燥装置で乾燥させるためには約４時間必要であった。また本発明の固形方法を用いれば、水分や油分を含む汚泥（１）やダスト（２）であっても、高融点、高引火点、高発火点の溶融ワックス（５）を介在し無酸素下での脱水と乾燥が行われ、塩素が空気と反応してダイオキシンに変化することがなくなり、且つ粉塵爆発など危険性がないものとなるのである。この時、従来の如き大規模な乾燥装置が不要となり、安全で且つ短時間に汚泥（１）やダスト（２）が固形出来るものとなると共に大量処理することが可能となるのである。更に成形物（４）が表面コーティングされているので、防水性を有し、場所を選ばずに保管でき、例えば屋外に山積みして置いても製鉄用の保温材或いはガス抜き剤として直ぐに再利用出来るものとなる。
【００１３】
尚、汚泥（１）としてアーモンドの皮などが含まれた食品汚泥を用いる場合には、油分があるのでダスト（２）として木材や繊維の微粉体を用い、これで油分を吸着させるようにすると良い。また排水汚泥としては一般に製紙汚泥を使用し、畜産汚泥としては豚や牛などの汚泥を用いる。又、前記ダスト（２）を用いる種類としては、食品汚泥以外は自由に種類を選択しても良い。更に前記粉体物（３）として汚泥（１）の種類との組合せはどれでも良いが、特に鉄粉を用いると製鉄用の保温材やガス抜き剤として利用する際に、鉄原料の一部として還元されるものとなる。前記汚泥（１），ダスト（２），粉体物（３）の各種の組合せによって前処理され乾燥及び表面コーティングした成形物（４）を、本発明方法によって得る場合、同一条件下であれば処理時間や品質等は殆ど同じであった。また前記成形物（４）を製鉄用の保温材或いはガス抜き剤と使用した結果、前記汚泥（１），ダスト（２），粉体物（３）の各種の組合せ、及び溶融ワックス（５）のポリエチレンとポリプロピレンの違いによって得られた各種の成形物（４）による差は殆どなく、一定の品質で且つ良好なものであることが確認されている。
【００１４】
【発明の効果】
本発明はこのように構成させたことにより、下記に記載する効果を有する。
【００１５】
請求項１のように水分を含む汚泥（１）やダスト（２）等に、熱伝導率の高い粉体物（３）を加えて混合し、それを成形機（７）で所定の形状に成形することにより、含水率の高い汚泥（１）やダスト（２）等を固形化する際に、短時間で簡単に行え、且つ一定化した脱水乾燥が可能となる。又、前記成形機（７）で成形した成形物（４）をポリエチレン或いはポリプロピレンの溶融ワックス（５）中にて乾燥させることにより、脱水し乾燥する時に無酸素状況下で実施出来るため、ガスは殆どが水蒸気でダイオキシン等の有害ガスの生成を防止出来ると共に爆発する危険性もなくなった。更に乾燥した汚泥（１）やダスト（２）を一定の形状に形成することは従来では困難であったが、本発明方法に於いては乾燥する前に成形物（４）が成形され、その後で脱水し乾燥させ且つ表面コーティングさせて固形化することにより、汚泥（１）の粘性や性状或いはダスト（２）の種類が異なっても略同一の大きさで且つ品質の安定した製鉄用の保温材或いはガス抜き剤が得られる方法となるのである。しかも汚泥（１）とダスト（２）を再利用する目的で固形化し、それを脱水乾燥させ且つコーティングする装置としては簡単な構造となり、再生コストも安価なものとなるのである。
【００１６】
請求項２のように汚泥（１）が、粉体物（３）或いはそれと共にダスト（２）をサンドイッチ状にて混合することにより、ダスト（２）や粉体物（３）が飛散することなく混合でき、且つ汚泥（１）の粘性を緩和したり水分調整したりすることが出来るものとなる。またダスト（２）を入れずに、汚泥（１）だけを処理することも可能である。
【００１７】
請求項３に示すように粉体物（３）として金属粉を用いると、溶融ワックス（５）中にて乾燥する際に、早く水分が抜けて固化できるものとなり、特に鉄粉を用いると製鉄用の保温材やガス抜き剤として利用する際に、鉄原料の一部として還元されるものとなる。また粉体物（３）として珪素粉体を用いると、重量が容易に調整出来る素材の役目を果し、製鉄用の保温材或いはガス抜き剤としての適した再生品が得られ易いものとなる。
【００１８】
請求項４に示すように成形物（４）を溶融ワックス（５）中に連続して通過させて乾燥することにより、簡単な装置で且つ大量処理することが可能となると共に製鉄用の保温材或いはガス抜き剤として再利用出来るため、環境の悪化を防止出来るものとなる。更に製鉄用の保温材或いはガス抜き剤のコストが１０分の１前後で製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態で使用する乾燥装置の要部を示す説明図である。
【図２】本実施形態で使用する成形機の概要を示す説明図である。
【図３】含水率の高い汚泥と、ダスト及び粉体物を投入するための供給機の要部を示す説明図である。
【符号の説明】
１　汚泥
２　ダスト
３　粉体物
４　成形物
５　溶融ワックス
７　成形機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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