(57)【要約】【課題】  汚泥の性状やフロス汚泥の発生量等に変動が生じても、かかる汚泥の性状等に合わせて複数種の焼却炉により効率的な汚泥の焼却処理を行うことが可能な下水汚泥の焼却処理方法を提供する。【解決手段】  下水汚泥の初沈汚泥を濃縮した初沈濃縮汚泥Ｅと余剰汚泥を加圧浮上濃縮したフロス汚泥Ｆとを、少なくとも２つの槽Ａ〜Ｄにおいて互いに異なる混合比率で混合し、その汚泥を互いに異なる焼却炉によって焼却処理する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下水汚泥の初沈汚泥を濃縮した初沈濃縮汚泥と余剰汚泥を加圧浮上濃縮したフロス汚泥とを、少なくとも２つの槽において互いに異なる混合比率で混合し、その汚泥を互いに異なる焼却炉によって焼却処理することを特徴とする下水汚泥の焼却処理方法。
【請求項２】
上記混合比率が異なる汚泥のうち、他の汚泥よりも上記フロス汚泥の混合比率が高い混合汚泥を、溶融炉によって焼却処理することを特徴とする請求項１に記載の下水汚泥の焼却処理方法。
【請求項３】
上記混合比率が異なる汚泥のうち、他の汚泥よりも上記フロス汚泥の混合比率が低い汚泥を、ストーカ炉によって焼却処理することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の下水汚泥の焼却処理方法。
【請求項４】
上記混合比率が異なる汚泥のうち、他の汚泥よりも上記フロス汚泥の混合比率が高い混合汚泥は、このフロス汚泥の上記槽への投入量に基づいて上記初沈濃縮汚泥の投入量を制御しつつ混合されることを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れかに記載の下水汚泥の焼却処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、下水処理場において下水から分離された下水汚泥を最終的に焼却処理するための下水汚泥の焼却処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に下水処理場に導入された下水は、まず沈砂池において砂分が沈殿させられ、次いで最初沈殿池で初沈汚泥（生汚泥）が沈降分離された後、反応タンクにおいて有機物が微生物と反応させられて最終沈殿池において終沈汚泥が沈降分離させられ、消毒等の処理がされて排出される一方、終沈汚泥は、その一部が活性汚泥として上記反応タンクに返送されて有機物との反応に再利用されるとともに、残りは余剰汚泥として濃縮、脱水されて処理される。また、上記初沈汚泥も濃縮、脱水されて処理される。
【０００３】
ここで、このような初沈・終沈の下水汚泥を濃縮、脱水して処理する方法としては、例えば特許文献１に、初沈汚泥は重力沈降するとともに余剰汚泥は加圧浮上濃縮して、これらの濃縮液を消化させ、その処理汚泥を脱水して廃棄処分することが記載されている。また、特許文献２には、こうして脱水された下水汚泥を乾燥させた乾燥ケーキを焼却炉において焼却処理することが記載されている。
【特許文献１】特開２００２−２８７００号公報
【特許文献２】特開平１１−２６７６９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、このように下水汚泥を濃縮、脱水して乾燥させた乾燥ケーキを焼却処理する焼却炉としては、例えば階段状に敷設された進退可能な火格子上に乾燥ケーキを投入して移動させながら焼却するストーカ炉や、硅砂等の流動媒体を張った流動層内に乾燥ケーキを投入して流動流体により流動させつつ燃焼させる流動層炉、あるいは乾燥ケーキやその焼却灰を高温で燃焼させて溶融させる溶融炉などが知られており、下水処理場によってはこのような焼却炉を複数基あるいは複数種備えたものもある。
【０００５】
しかしながら、これらの焼却炉は、乾燥ケーキとされる汚泥の性状によってその焼却に適した炉が異なっている。例えば、初沈汚泥を濃縮した初沈濃縮汚泥は、有機質成分の含有量が比較的少なくて脱水性が良く、従って含水率の低い乾燥ケーキが得られるためにストーカ炉で焼却するのに適している。一方、これに対して余剰汚泥を加圧浮上濃縮してフロスとして回収されたフロス汚泥は、有機質成分含有量が多くて脱水性は悪い反面、燃焼熱量が高いので溶融炉で焼却するのに適している。
【０００６】
ただし、フロス汚泥は初沈濃縮汚泥に比べて発生する絶対量が少ないため、フロス汚泥のみを焼却するためだけに溶融炉を備えるのは非効率的であり、非経済的でもある。従って、通常は、これら初沈濃縮汚泥とフロス汚泥とを所定の混合比率で混合して、その混合汚泥を脱水、乾燥し、ストーカ炉や溶融炉等の焼却炉に適宜振り分けて焼却処理するようにしているが、このような汚泥の性状やフロス汚泥の発生量は季節や天候等の要因によっても変動するため、これらの要因によっては各焼却炉において汚泥の効率的な処理を図ることができなくなるおそれがあった。
【０００７】
本発明は、このような背景の下になされたもので、上述のように汚泥の性状やフロス汚泥の発生量等に変動が生じても、かかる汚泥の性状に合わせて複数種の焼却炉により効率的な汚泥の焼却処理を行うことが可能な下水汚泥の焼却処理方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は、下水汚泥の初沈汚泥を濃縮した初沈濃縮汚泥と余剰汚泥を加圧浮上濃縮したフロス汚泥とを、少なくとも２つの槽において互いに異なる混合比率で混合し、その汚泥を互いに異なる焼却炉によって焼却処理することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
従って、このような下水汚泥の焼却処理方法によれば、通常は初沈濃縮汚泥とフロス汚泥とを上記少なくとも２つの槽において互いに等しい所定の混合比率で混合し、各焼却炉に振り分けて焼却処理する一方、上述のように汚泥の性状やフロス汚泥の発生量に変動が生じたりしたときには、これら少なくとも２つの槽において互いに異なる混合比率で初沈濃縮汚泥とフロス汚泥とを混合し、それぞれの比率に適した焼却炉において焼却処理することにより、効率的な処理を図ることができる。すなわち、この混合比率が異なる汚泥のうち、他の汚泥よりも上記フロス汚泥の混合比率が高い混合汚泥は例えば溶融炉によって効率的に焼却処理することができる一方、他の汚泥よりも上記フロス汚泥の混合比率が低い汚泥つまり初沈濃縮汚泥の比率の高い汚泥は例えばストーカ炉によって効率的に焼却処理することができる。
【００１０】
なお、こうして上記少なくとも２つの槽間で異なる混合比率となるように初沈濃縮汚泥とフロス汚泥を混合する場合において、このうち他の汚泥よりも上記フロス汚泥の混合比率が高い混合汚泥を混合する槽では、このフロス汚泥の上記槽への投入量に基づいて上記初沈濃縮汚泥の投入量を制御しつつ、これら初沈濃縮汚泥とフロス汚泥とを混合するのが望ましい。これは、上述したようにフロス汚泥の発生量は初沈濃縮汚泥の発生量に比べて少ないためであり、こうしてフロス汚泥の投入量に基づいて混合する初沈濃縮汚泥の投入量を制御することにより、当該槽において両汚泥を焼却に適した混合比率で混合することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は、本発明の下水汚泥の焼却処理方法の一実施形態に係わる下水処理場における汚泥の混合槽を示すものである。この図１に示す混合槽はＡ〜Ｄの４つの槽によって構成されていて、各槽Ａ〜Ｄには、最初沈殿池で沈降した初沈汚泥を重力濃縮した初沈濃縮汚泥Ｅを供給する供給管Ａ−１〜Ｄ−１と、最終沈殿池において沈降分離した終沈汚泥のうちの余剰汚泥を加圧浮上濃縮したフロス汚泥Ｆを供給する２系統の供給管Ａ−２〜Ｄ−２およびＡ−３〜Ｄ−３と、初沈濃縮汚泥の一部を消化タンクで消化した消化汚泥に初沈濃縮汚泥Ｅを混合した消化混合汚泥Ｇを供給する供給管Ａ−４〜Ｄ−４とが、それぞれ供給バルブａ−１，ａ−２，…ａ−４〜ｄ−１，ｄ−２，…ｄ−４を介して接続されている。また、これらの槽Ａ〜Ｄには、槽内の汚泥を引き抜いて排出するための引抜管Ａ−５〜Ｄ−５も、引抜バルブａ−５〜ｄ−５を介してそれぞれ接続されており、これらの引抜管Ａ−５〜Ｄ−５は図示されない脱水機に接続されている。
【００１２】
さらに、槽Ａと槽Ｂ、槽Ｂと槽Ｃ、および槽Ｃと槽Ｄとは、それぞれ連通バルブａ−ｂ，ｂ−ｃ，ｃ−ｄを備えた連通管Ａ−Ｂ，Ｂ−Ｃ，Ｃ−Ｄによって互いに接続されていて、上記連通バルブａ−ｂ，ｂ−ｃ，ｃ−ｄの操作によって連通可能とされている。なお、各槽Ａ〜Ｄには、互いに等しい容量が与えられているとともに、供給された汚泥を撹拌するための図示されない撹拌機が備えられている。そして、さらに本実施形態に係わる上記混合槽においては、これら槽Ａ〜Ｄのうち槽Ａに連絡ポンプａ−６を有する連絡管Ａ−６が備えられており、この連絡管Ａ−６は槽Ｂに接続されていて、該槽Ａ内に投入された汚泥はこの連絡管Ａ−６を介して連絡ポンプａ−６の操作により槽Ｂに投入可能とされている。
【００１３】
このような混合槽を用いて下水汚泥の上記初沈濃縮汚泥Ｅとフロス汚泥Ｆ、および初沈消化汚泥Ｇを混合して脱水、乾燥、焼却する場合において、まず上記加圧浮上濃縮によるフロス汚泥Ｆの発生量や汚泥の性状が安定している通常の運転時には、各連通バルブａ−ｂ，ｂ−ｃ，ｃ−ｄを開いて槽Ａ〜Ｄを連通管Ａ−Ｂ，Ｂ−Ｃ，Ｃ−Ｄを介して連通可能な状態とするとともに、引抜バルブＡ−５〜Ｃ−５は閉じておき、さらに連絡ポンプａ−６も停止しておいて、例えば供給バルブａ−１〜ａ−４，ｂ−１〜ｂ−４を開くことにより供給管Ａ−１〜Ａ−４，Ｂ−１〜Ｂ−４から槽Ａ、Ｂそれぞれに初沈濃縮汚泥Ｅ、フロス汚泥Ｆ、および初沈消化汚泥Ｇを供給して、これら槽Ａ、Ｂ間で互いに等しい所定の混合比率となるように混合する。
【００１４】
こうして混合された混合汚泥は、槽Ａ、Ｂ間において連通管Ａ−Ｂを介して互いに流通させられるとともに、連通管Ｂ−Ｃ，Ｃ−Ｄを介して槽Ｃ，Ｄにも流入させられるので、これら槽Ｃ，Ｄにおいては供給バルブｃ−１〜ｃ−４，ｄ−１〜ｄ−４を閉じておいて、槽Ｃでは流入した混合汚泥を上記撹拌機によって撹拌することにより、均一に混合された上記所定の混合比率の混合汚泥が槽Ｄに流入させられる。そこで、この槽Ｄの引抜管Ｄ−５の引抜バルブｄ−５を開いて混合汚泥を引き抜き、上記脱水装置において脱水し、さらに乾燥してその乾燥ケーキを、ストーカ炉や溶融炉等の焼却炉にその処理能力等に応じて適宜振り分けて供給し、焼却処理する。なお、このような槽Ａ，Ｂへの各汚泥Ｅ〜Ｇの供給、槽Ｃでの撹拌、および槽Ｄからの混合汚泥の引き抜きは、定期的に供給、排出の向きを槽Ｃ，Ｄへの供給、槽Ｂでの撹拌、および槽Ａからの混合汚泥の引き抜きに切り換えるのが望ましい。
【００１５】
一方、上述したように季節や天候等による要因で、例えばフロス汚泥の発生量が増大したり有機質成分の含有量が増大したりした場合に、本実施形態では、まず全てのバルブａ−１〜ａ−５，ｂ−１〜ｂ−５，…ｄ−１〜ｄ−５およびａ−ｂ，ｂ−ｃ，ｃ−ｄを閉じ、連絡ポンプａ−６も停止した状態から、槽Ａの供給管Ａ−２，Ａ−３の供給バルブａ−２，ａ−３を開いて槽Ａにフロス汚泥Ｆを供給する。そして、こうして槽Ａに所定量のフロス汚泥Ｆが供給されたなら、連絡ポンプａ−６を稼働させて連絡管Ａ−６を介し槽Ａ内のフロス汚泥Ｆを槽Ｂに供給するとともに、槽Ｂでは供給バルブｂ−１を開いて供給管Ｂ−１から初沈濃縮汚泥Ｅを投入し、撹拌機によって撹拌しつつフロス汚泥Ｆと混合して混合汚泥とする。
【００１６】
ここで、このときの槽Ｂへの初沈濃縮汚泥Ｅの投入量は、連絡ポンプａ−６による上記フロス汚泥Ｆの投入量に基づいて制御され、この槽Ｂ内で混合された混合汚泥におけるフロス汚泥Ｆの混合比率が、後述する他の槽Ｄにおける汚泥中のフロス汚泥Ｆの比率とは異なる所定の混合比率となるようにされる。例えば、この槽Ｂにおける混合汚泥中のフロス汚泥Ｆとの混合比率は３０〜８０wt％の範囲とされて、上記他の槽Ｄにおける汚泥中のフロス汚泥Ｆの比率よりも高く、すなわちこの他の槽Ｄの汚泥よりもフロス汚泥Ｆの割合が多くなるようにされる。
【００１７】
さらに、こうして混合された槽Ｂの混合汚泥は、連通管Ｂ−Ｃのバルブｂ−ｃを開くことによって槽Ｃに導入され、次いで引抜バルブｃ−５を開くことで引抜管Ｃ−５から引き抜かれて脱水機により脱水され、さらに乾燥機によって乾燥させられて、乾燥ケーキとして焼却炉に送られて焼却処理される。そして、この槽Ｂで混合されたフロス汚泥Ｆの混合比率が高い混合汚泥は、次述する上記他の槽Ｄの汚泥とは異なる焼却炉に送られて焼却処理され、特に本実施形態では溶融炉によって焼却処理される。
【００１８】
一方、槽Ｄにおいては、まず供給弁ｄ−４が開かれて供給管Ｄ−４から消化汚泥に初沈濃縮汚泥を混合した消化混合汚泥Ｇが供給され、さらに必要に応じて、槽Ａ内におけるフロス汚泥Ｆのレベルが高いときには供給バルブｄ−２またはｄ−３が開かれて供給管Ｄ−２またはＤ−３から槽Ｄにもフロス汚泥Ｆが投入されるとともに、初沈濃縮汚泥Ｅの量や脱水ケーキの生成量などによっては供給バルブｄ−１が開かれて供給管Ｄ−１から初沈濃縮汚泥Ｅがさらに投入され、撹拌、混合される。ただし、こうして槽Ｄに投入された汚泥においては、そのフロス汚泥Ｆの比率は上記槽Ｂにおいて混合された混合汚泥よりも少なくされて、例えば０〜３０wt％の範囲とされ、すなわち場合によってはフロス汚泥Ｆが混合されていなくてもよい。
【００１９】
こうして槽Ｄに投入された汚泥は、該槽Ｄの引抜バルブｄ−５を開くことで引抜管Ｄ−５から引き抜かれ、やはり脱水機によって脱水させられて上記脱水ケーキとされ、さらに乾燥機によって乾燥させられて乾燥ケーキとして焼却炉により焼却処理される。しかして、この他の槽Ｄの汚泥は、上記槽Ｂで混合されたフロス汚泥Ｆの混合比率が高い汚泥とは異なる焼却炉で焼却処理され、特に本実施形態ではストーカ炉によって焼却される。
【００２０】
このように、上記構成の下水汚泥の焼却処理方法では、通常の運転時には、上述のように初沈濃縮汚泥Ｅ、フロス汚泥Ｆ、および消化混合汚泥Ｇを槽Ａ，Ｂに投入して槽Ｃ，Ｄを介し抜き出すことにより、あるいは逆に槽Ｃ，Ｄに投入して槽Ｂ，Ａを介し抜き出すことにより、混合汚泥中の初沈濃縮汚泥Ｅとフロス汚泥Ｆとの混合比率が複数の槽Ａ〜Ｄ間で互いに等しい所定の比率となるようにされる。さらに、こうして混合された汚泥は脱水、乾燥された後、例えばストーカ炉と溶融炉にその処理能力等に応じて適宜振り分けられて焼却処理される。
【００２１】
一方、汚泥の性状やフロス汚泥Ｆの発生量が変動したときにおいて、特にこの発生量や汚泥の有機物成分の含有量が増大したときには、上記槽Ａに投入されたフロス汚泥Ｆが連絡ポンプａ−６により連絡管Ａ−６を介して槽Ｂに供給されるとともに、該槽Ｂには供給管Ｂ−１から初沈濃縮汚泥Ｅが供給されて上記フロス汚泥Ｆと混合されるのに対し、残りの他の槽Ｄにおいては供給管Ｄ−４から消化混合汚泥Ｇが投入されて、必要に応じて初沈濃縮汚泥Ｅやフロス汚泥Ｆとも混合させられ、槽Ｂで混合された上記混合汚泥とは初沈濃縮汚泥Ｅとフロス汚泥Ｆとが異なる混合比率とされる。そして、こうして槽Ｂと他の槽Ｄとで異なる混合比率とされた汚泥は、脱水されて乾燥された後に互いに異なる焼却炉において焼却処理されるので、かかる下水汚泥の焼却処理方法によれば、このように汚泥の性状やフロス汚泥Ｆの発生量が変動したときでも、焼却処理を行う焼却炉に適した汚泥の乾燥ケーキを各焼却炉に供給することが可能となって、効率的な焼却処理を促すことが可能となる。
【００２２】
すなわち、本実施形態では、上記槽Ａに投入されたフロス汚泥Ｆを槽Ｂにおいて初沈濃縮汚泥Ｅと混合したフロス汚泥Ｆの混合比率の高い混合汚泥は、連通管Ｂ−Ｃから槽Ｃに投入された後、引抜管Ｃ−５から引き抜かれて脱水、乾燥させられ、その乾燥ケーキは溶融炉によって焼却される。従って、有機物成分の含有量が高いフロス汚泥Ｆがより多く混合された混合汚泥の乾燥ケーキが溶融炉に供給されることとなるため、この溶融炉において溶融に必要な燃焼熱量を確実に確保することが可能となり、溶融炉に供給される補助燃料の削減を促したりして効率的な焼却処理を図ることができる。
【００２３】
その一方で、これら槽Ａ〜Ｃとは異なる上記他の槽Ｄに投入された消化混合汚泥Ｇは、フロス汚泥Ｆと混合されてもその混合比率は槽Ｂで混合された混合汚泥よりも低く、逆に初沈濃縮汚泥Ｅの比率が高いために有機質成分の含有量が比較的少なくて脱水性が良く、従ってかかる汚泥を引抜管Ｄ−５から引き抜いて脱水、乾燥することにより含水率の低い乾燥ケーキが得られる。そして、本実施形態ではこのような乾燥ケーキがストーカ炉に供給されて焼却されるので、該ストーカ炉では安定して乾燥ケーキを燃焼させることができて、やはり効率的な焼却処理を図ることが可能となるのである。
【００２４】
なお、本実施形態では、上記槽Ａ〜Ｃにおいて混合される初沈濃縮汚泥Ｅとフロス汚泥Ｆとの混合汚泥は、槽Ａから槽Ｂへの連絡ポンプａ−６によるフロス汚泥Ｆの投入量に基づいて、供給管Ｂ−１から槽Ｂに供給される初沈濃縮汚泥Ｅの投入量を制御しつつ、これら初沈濃縮汚泥Ｅとフロス汚泥Ｆとを混合することにより、そのフロス汚泥Ｆの混合比率が上述のような範囲となるようにされているが、これとは逆に、例えば初沈濃縮汚泥Ｅの投入量に基づいてフロス汚泥Ｆの投入量を制御することにより、混合汚泥におけるフロス汚泥Ｆの混合比率を調整することも可能ではある。ただし、かかるフロス汚泥Ｆはその発生量が上記要因等によって増大したとしても初沈濃縮汚泥Ｅに比べては少なく、従ってこのように初沈濃縮汚泥Ｅの投入量に応じてフロス汚泥Ｆの投入量を制御したのでは、フロス汚泥Ｆに過不足が生じて上述のような所望の混合比率の混合汚泥とすることができなくなるおそれが生じるので、こうして他の槽Ｄの汚泥よりもフロス汚泥Ｆの混合比率が高い混合汚泥を混合する槽Ｂでは、本実施形態のようにこのフロス汚泥Ｆの槽Ｂへの投入量に基づいて初沈濃縮汚泥Ｅの投入量を制御するのが望ましく、これにより、特に本実施形態のように溶融炉において焼却するのに一層適した上述のような混合比率に初沈濃縮汚泥Ｅとフロス汚泥Ｆとを確実に混合することが可能となる。
【００２５】
また、本実施形態に関わる上記混合槽においては、各槽Ａ〜Ｄにフロス汚泥Ｆを供給する供給管Ａ−２，Ａ−３，…Ｄ−２，Ｄ−３が２系統ずつ備えられているが、該供給管は１系統でも構わない。さらに、本実施形態では、こうして４つの槽Ａ〜Ｄにより、通常運転時の初沈濃縮汚泥Ｅとフロス汚泥Ｆ、および消化混合汚泥Ｇとの均一な混合比率での混合と、上記変動時等の槽Ａ〜Ｃにおける初沈濃縮汚泥Ｅとフロス汚泥Ｆとの混合、およびこれとは混合比率の異なる槽Ｄにおける消化混合汚泥Ｇとフロス汚泥Ｆや初沈濃縮汚泥Ｅとの混合とを行うようにしているが、少なくとも２つの槽が備えられていれば、これらの間でフロス汚泥Ｆの混合比率が異なるように例えば投入量を調整したりすることにより、異なる焼却炉にそれぞれ適した混合汚泥を生成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施形態に係わる下水処理場の汚泥の混合槽を示す図である。
【符号の説明】
【００２７】
Ａ〜Ｄ  槽
Ａ−１，Ａ−２，…Ａ−４〜Ｄ−１，Ｄ−２，…Ｄ−４  供給管
ａ−１，ａ−２，…ａ−４〜ｄ−１，ｄ−２，…ｄ−４  供給バルブ
Ａ−５，Ｂ−５，Ｃ−５，Ｄ−５  引抜管
ａ−５，ｂ−５，ｃ−５，ｄ−５  引抜バルブ
Ａ−６  連絡管
ａ−６  連絡ポンプ
Ａ−Ｂ，Ｂ−Ｃ，Ｃ−Ｄ  連通管
ａ−ｂ，ｂ−ｃ，ｃ−ｄ  連通バルブ
Ｅ  初沈濃縮汚泥
Ｆ  フロス汚泥
Ｇ  消化混合汚泥
【図１】
2005257130.tif 000003