(57)【要約】【課題】下水汚泥ケーキを処理する際の悪臭を抑制すると共に、下水汚泥ケーキ中の有機成分、可燃成分を製鉄プロセスにおいて有効利用することができる、コークス炉による下水汚泥ケーキの処理方法を提供する。【解決手段】含有水分量が７０〜８０％の下水汚泥ケーキを、コークス原料用石炭に対する下水汚泥ケーキの質量比率が５質量％以下になるように、コークス原料用石炭に添加し、混合した後、この混合物を室式コークス炉にて乾留することを特徴とする室式コークス炉による下水汚泥ケーキの処理方法。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
含有水分量が７０〜８０％の下水汚泥ケーキを、コークス原料用石炭に対する下水汚泥ケーキの質量比率が５質量％以下になるように、コークス原料用石炭に添加し、混合した後、この混合物を室式コークス炉にて乾留することを特徴とする室式コークス炉による下水汚泥ケーキの処理方法。
【請求項２】
含有水分量が７０〜８０％の下水汚泥ケーキを、コークス原料用石炭に対する下水汚泥ケーキの質量比率が５質量％以下になるように、コークス原料用石炭に添加し、混合し、さらに、乾燥した後、この混合物を室式コークス炉にて乾留することを特徴とする室式コークス炉による下水汚泥ケーキの処理方法。
【請求項３】
乾燥した後の前記混合物の含有水分量は、６質量％以下であることを特徴とする請求項２記載の室式コークス炉による下水汚泥ケーキの処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、下水汚泥の処理方法に関し、特に、製鉄業における高炉用コークスの製造プロセスにおいて、臭気の発生を抑制しつつ下水汚泥ケーキを資源として有効利用するための下水汚泥ケーキの処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
下水汚泥の処理においては、従来、液状汚泥、脱水汚泥、乾燥汚泥などの形態で、主として、埋め立て、海洋投棄、農地還元などが行われてきた。
【０００３】
しかし、これらの形態での処理は悪臭を発散すると共に、現状では、処理処分地の確保が困難となっており、また、汚泥を資源として有効利用するものではない。
【０００４】
このため、悪臭を抑制するとともに減容化するための方法として、例えば、特許文献１などの焼却処理方法が行われている。しかし、この方法では、燃焼排ガス中のＮＯｘ、ＳＯｘ等の有毒ガスの処理や多量の補助燃料使用による高温焼却、焼却灰の処分が必要となり、また、焼却処分するまでの下水汚泥の悪臭は避けられないから、消臭剤添加等の対策をうたなければならない。
【０００５】
そして、この方法も下水汚泥中の可燃成分、有機成分を有効利用するものではない。
【０００６】
また、特許文献２などにより有機系廃棄物をコークス炉で原料炭とともに処理する方法も提案されている。この方法では、有機系廃棄物中の可燃成分、有機成分を製鉄プロセスにおいて有効利用するものであるが、下水汚泥を処理する場合の悪臭低減対策については、一切考慮されていない。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−１３０６４１号公報
【特許文献２】
特開２００１−２００２５９号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、下水汚泥ケーキを処理する際の悪臭を抑制すると共に、下水汚泥ケーキ中の有機成分、可燃成分を製鉄プロセスにおいて有効利用することができる、コークス炉による下水汚泥ケーキの処理方法を提供することを目的とする。
【０００９】
なお、ここで、下水汚泥ケーキとは、水分：９８％程度のスラリー状の沈降濃縮汚泥を、加圧脱水した水分：７０超〜８０％程度のフェルト状の脱水汚泥を意味する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するものであり、その要旨とするところは、以下のとおりである。
【００１１】
（１）  含有水分量が７０〜８０％の下水汚泥ケーキを、コークス原料用石炭に対する下水汚泥ケーキの質量比率が５質量％以下になるように、コークス原料用石炭に添加し、混合した後、この混合物を室式コークス炉にて乾留することを特徴とする室式コークス炉による下水汚泥ケーキの処理方法。
【００１２】
（２）  含有水分量が７０〜８０％の下水汚泥ケーキを、コークス原料用石炭に対する下水汚泥ケーキの質量比率が５質量％以下になるように、コークス原料用石炭に添加し、混合し、さらに、乾燥した後、この混合物を室式コークス炉にて乾留することを特徴とする室式コークス炉による下水汚泥ケーキの処理方法。
【００１３】
（３）  乾燥した後の前記混合物の含有水分量は、６質量％以下であることを特徴とする請求項２記載の室式コークス炉による下水汚泥ケーキの処理方法。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の詳細について説明する。
【００１５】
先ず、本発明における、処理対象とする下水汚泥ケーキは、一般的な下水処理により得られた水分：９８％程度のスラリー状の沈降濃縮汚泥を、加圧脱水した水分：７０超〜８０％程度のフェルト状の脱水汚泥を意味する。
【００１６】
下水汚泥ケーキは、主成分が炭素、水素、酸素からなる有機系廃棄物であり、製鉄プロセスにおける高炉用コークスの原料である石炭の主成分と基本的に同じである。
【００１７】
このため、下水汚泥ケーキを石炭とともにコークス炉で乾留すると、下水汚泥ケーキは熱分解されて、残渣（灰分）、タールなどの油分、ＣＯガスなどの可燃性ガスが生成し、残渣（灰分）はコークス成品として、タールやＣＯガスなどは化学原料成品またはエネルギー資源として有効利用することができる。
【００１８】
本発明者は、コークス炉で下水汚泥を処理し、原料、エネルギー資源として有効利用する上で、特に課題となる下水汚泥から発する悪臭を抑制する方法について検討した。
【００１９】
その結果、以下に説明するように、下水汚泥ケーキを石炭と所定割合で混合すること、さらに好ましくは、下水汚泥ケーキを石炭と所定割合で混合した後、乾燥することにより、臭気の発生を抑制しつつ所定品質のコークスを製造できることを確認した。
【００２０】
図１には、下水汚泥ケーキ単体（コークス原料用石炭の混合なし）、および、コークス原料用石炭に対する下水汚泥ケーキの質量比率が１質量％または５質量％に調整された下水汚泥ケーキとコークス原料用石炭の混合物について、経過時間が０．５時間、３時間、３日のそれぞれで臭気濃度を三点比較式臭袋法により測定した結果を示す。
【００２１】
なお、使用した下水汚泥ケーキの含有水分量が約８０質量％、石炭の含有水分量は約９％であった。
【００２２】
図１に示すように、いずれの経過時間においても、下水汚泥ケーキとコークス原料用石炭の混合物の臭気濃度は、下水汚泥ケーキ単体での臭気濃度に対して約１／１０に低減される。
【００２３】
この下水汚泥ケーキとコークス原料用石炭を混合した場合の臭気濃度の低減は、下水汚泥ケーキから生じる臭気が石炭に吸着する作用によるものと思われる。
【００２４】
この臭気の抑制効果は、コークス原料用石炭に対する下水汚泥ケーキの質量比率が５質量％を超えても得られるが、５質量％を超えるとコークス強度の低下が顕著になり、高炉用コークスとしての所定強度を確保するために好ましくない。
【００２５】
したがって、本発明では、下水汚泥ケーキとコークス原料用石炭を混合する際に、コークス原料用石炭に対する下水汚泥ケーキの質量比率を５質量％以下に規定する。
【００２６】
なお、コークス原料用石炭に対する下水汚泥ケーキの質量比率の下限は、特に規定する必要はないが、コークス炉において下水汚泥を原料またはエネルギー資源として有効利用する点から、１質量％超とするのがより好ましい。
【００２７】
また、図２には、コークス原料用石炭に対する下水汚泥ケーキの質量比率が５質量％となるように下水汚泥ケーキとコークス原料用石炭を混合したもの（未乾燥）、或いは、この混合物を乾燥してその含有水分量を０質量％または６質量％としたものについて、経過時間が０．５時間、３時間、３日のそれぞれで臭気濃度を三点比較式臭袋法により測定した結果を示す。
【００２８】
なお、乾燥前の下水汚泥ケーキの含有水分量は約８０質量％、石炭の含有水分量は約９％であった。
【００２９】
図２に示すように、下水汚泥ケーキとコークス原料用石炭を混合後、乾燥した含有水分量が０質量％および６質量％の混合物の臭気濃度は、未乾燥の混合物に対して約３０〜６０％まで低減される。
【００３０】
乾燥後の含有水分量が６質量％を超える場合にも、下水汚泥ケーキとコークス原料用石炭の混合物を乾燥することにより臭気の抑制効果は得られるが、より顕著な効果を得るためには、乾燥後の含有水分量が６質量％以下となるまで乾燥することがより好ましい。
【００３１】
また、乾燥後の含有水分量の下限は特に規定する必要はなく、臭気の抑制効果を向上させるためには、乾燥後の含有水分量を０質量％程度になるまで乾燥することがより好ましい。
【００３２】
しかし、一方で、乾燥による含有水分量の低減にともなって、微粉炭の発塵量およびコークス炉でのキャリーオーバー量の増加が顕著となり、このための対策が必要となるため、このような観点から乾燥後の含有水分量を３質量％以上とするのがより好ましい。
【００３３】
また、炉幅４５０ｍｍ、装入高さ９００ｍｍ，炉長９００ｍｍのコークス試験炉において、（下水汚泥ケーキの質量）／（コークス原料用石炭の質量）＝０〜５％（下水汚泥ケーキの含有水分８０％なのでドライ・ベースでの下水汚泥ケーキの添加率は０〜１％）の混合物を乾留し、得られたコークスの品質（ドラム強度、ＣＳＲ、コークス平均粒度）を測定したところ、下水汚泥ケーキ未添加の場合のコークス品質と同等のものが得られた。
【００３４】
【実施例】
（実施例１）
含有水分量：６％のコークス原料用石炭に対する質量比率で、含有水分量：８０質量％の下水汚泥ケーキを５質量％（ドライベースの質量比で１質量％）添加してコークス原料用石炭と下水汚泥ケーキを混合して、この混合物の臭気濃度を三点比較式臭袋法により測定し、悪臭防止法に定める臭気指数を求めた結果、下水処理場の規定値１１〜１６を大きく下回る１〜５程度まで臭気を低減できた。
【００３５】
（実施例２）
表１に示すようにコークス原料用石炭に対する下水汚泥ケーキの質量比率を変えて、下水汚泥ケーキとコークス原料用石炭の混合物を作成し、これらの混合物をコークス試験炉（炉幅４５０ｍｍ，  炉高９００ｍｍ，  炉長１０００ｍｍ）で乾留した後、得られたコークス強度ＤＩ１５０１５（ドラム強度）を測定した。その結果を表１に示す。
【００３６】
なお、コークス強度ＤＩ１５０１５は、ＪＩＳ  Ｋ２１５１に記載のドラム強度試験法により測定される、ドラム１５０回転後に１５ｍｍ篩上の残存した重量比で表すドラム強度指数を意味する。
【００３７】
表１に示すように、コークス強度ＤＩ１５０１５は、下水汚泥ケーキの添加率（コークス原料用石炭に対する下水汚泥ケーキの質量比率）が本発明で規定された範囲内である、３質量％および５質量％の場合には、下水汚泥ケーキ未添加（標準）の場合と同等のコークス強度が得られた。
【００３８】
一方、下水汚泥ケーキの添加率（コークス原料用石炭に対する下水汚泥ケーキの質量比率）が６％の場合には、下水汚泥ケーキ未添加（標準）の場合に比べてコークス強度ＤＩ１５０１５が著しく低下した。
【００３９】
【表１】
2004285259.tif 000002
【００４０】
【発明の効果】
本発明によれば、下水汚泥ケーキを処理する際の悪臭を抑制すると共に、下水汚泥ケーキ中の有機成分、可燃成分を製鉄プロセスにおいて有効利用することを可能とする、コークス炉による下水汚泥ケーキの処理方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】下水汚泥ケーキと石炭の混合率を変えた場合の臭気濃度の経時変化を示す図である。
【図２】乾燥により下水汚泥ケーキと石炭の混合物中の含有水分量を変えた場合の臭気濃度の経時変化を示す図である。
【図１】
2004285259.tif 000003
【図２】
2004285259.tif 000004