(57)【要約】【課題】  ポリ塩化アルミニウムを凝集剤に使用した浄水場から発生した浄水場発生土の付加価値を高め、利用分野拡大を図る。【解決手段】  ポリ塩化アルミニウムを凝集剤に使用している浄水場の発生土を５００〜６００℃で焼成し、その際に発生する排ガスを８００℃以上の温度で加熱処理する。  浄水場発生土を５００〜６００℃の温度で焼成処理することにより、比表面積及び細孔容積が増大し、水分及びガスの吸収、放出特性の優れた土に改質でき、建材等への利用が可能になる。また、焼成処理時に発生したガスを高温で加熱処理するので、ダイオキシン等の有害ガスが排出されるのを防止できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリ塩化アルミニウムよりなる凝集剤が使用される浄水場にて発生した浄水場発生土を、５００〜６００℃の温度で焼成し、そのときに発生したガスを、８００℃以上の温度で加熱処理することを特徴とする浄水場発生土の処理方法。
【請求項２】
ポリ塩化アルミニウムよりなる凝集剤を用いて浄化処理を行う浄水場にて発生した浄水場発生土を、乾燥した後、５００〜６００℃の温度で焼成し、この焼成により前記浄水場発生土に含まれる有機物を燃焼除去し、そのときに発生したガスを、８００℃以上の温度で加熱処理してから排気することを特徴とする浄水場発生土の処理方法。
【請求項３】
ポリ塩化アルミニウムよりなる凝集剤及び活性炭が含まれた浄水場発生土を、５００〜６００℃の温度で焼成し、そのときに発生したガスを、８００℃以上の温度で加熱処理することを特徴とする浄水場発生土の処理方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項において、前記焼成によって発生したガスを加熱処理した時の廃熱を、前記焼成を行う際の加熱源として使用することを特徴とする浄水場発生土の処理方法。
【請求項５】
請求項２において、前記焼成によって発生したガスを加熱処理したときの廃熱を、前記乾燥と前記焼成を行うときの加熱源として使用することを特徴とする浄水場発生土の処理方法。
【請求項６】
請求項１〜３のいずれか１項において、前記焼成によって発生したガスを二段燃焼式の排ガス燃焼器に供給して加熱処理することを特徴とする浄水場発生土の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、浄水場で原水を浄化処理した際に発生する浄水場発生土を、付加価値の高い土に改質するための処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
浄水場では、河川や湖から取水した原水を浄化処理して、飲料水を製造する。この浄化処理の際に、原水に含まれている濁質成分を凝集沈殿させる処理が行われる。この凝集沈殿処理において発生した土が、浄水場発生土と称されるものである。浄水場発生土は、従来は、主に埋め立て等に使用されてきた。しかし、最近では、浄水場発生土の付加価値を高めて、他の用途に利用しようとする動きが見られる（たとえば、特許文献１，２参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０―５７８０４号公報（特許請求の範囲）
【０００４】
【特許文献２】特開平９―５９０１６号公報（特許請求の範囲）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、浄水場発生土の付加価値を高めることができる処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、浄水場発生土に含まれる有機物を除去することを目的として、種々の温度で焼成処理を行った。そして、５００〜６００℃の温度で焼成処理を行った場合に、焼成された発生土の比表面積が大きくなり、また細孔容積も大きくなることを究明した。この温度範囲で焼成処理して得られた発生土は、ガス及び水分の吸収、放出特性が非常に優れており、建材等に使用するのに適することがわかった。
【０００７】
しかし、一方で、浄水場にて、ポリ塩化アルミニウムが凝集剤として使用されている場合には、この浄水場の発生土を５００〜６００℃の温度で焼成処理すると、ダイオキシン等の有害物を含むガスが発生しやすいことを知った。
【０００８】
本発明は、このダイオキシンを分解できるようにしたものである。具体的には、ポリ塩化アルミニウムよりなる凝集剤を用いて浄化処理を行う浄水場にて発生した浄水場発生土を、５００〜６００℃の温度で焼成し、そのときに発生したガスを、８００℃以上の温度で加熱処理することにある。
【０００９】
浄水場では、浄水場発生土が生成する過程で、活性炭が混入するケースがある。この活性炭を含む浄水場発生土を、５００〜６００℃の焼成温度で処理すると、得られた発生土の比表面積及び細孔容積は、更に高くなることがわかった。本発明は、このように、活性炭が混入する浄水場発生土に対しても適用することができる。
【００１０】
ダイオキシンが、高温の加熱処理にて分解することは、よく知られている。本発明は、この知見を、ポリ塩化アルミニウムを使用した浄水場の発生土に対して適用したものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ポリ塩化アルミニウムを凝集剤に使用する浄水場にて発生した浄水場発生土を、水分及びガスの吸収、放出特性の優れた土に改質することができる。また、焼成処理時に発生したガスを高温で加熱処理するので、ダイオキシン等の有害ガスが排出されるのを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１は、本発明の実施例を示す処理フロー図である。図中の矢印は、工程の流れを示している。
【００１３】
浄水場施設の沈殿池で沈降した、ポリ塩化アルミニウム更には活性炭を含む浄水場発生土１は、そのまま、或いは加圧脱水機等を用いて脱水処理を行い、含水率を６０％程度或いはそれ以下にしてから乾燥工程２に送られる。この乾燥工程２において、浄水場発生土１は多孔質構造の乾燥発生土３になり、次の焼成工程４にて有機物が除去されやすい状態になる。
【００１４】
焼成工程４では、乾燥発生土３を５００〜６００℃の温度で加熱処理する。焼成温度が５００℃よりも低い場合には、有機物の除去が不十分となる。焼成温度が６００℃よりも高いと、発生土を構成する粒子間の焼結が進行しやすくなり、比表面積及び細孔容積が減少しやすくなる。焼成工程４にて処理された発生土は、冷却工程６に送られる。ここで、発生土は室温に冷却される。この冷却工程を省略して、大気中にて自然冷却してもよい。以上の工程を経て、改質土９が製造される。
【００１５】
浄水場発生土にはポリ塩化アルミニウムが含まれているので、焼成工程４では、ダイオキシンを含むガスが発生する場合がある。そこで、焼成工程４で発生した燃焼排ガスを、排ガス処理工程５に送り、８００℃以上の温度で加熱処理する。ダイオキシンは８００℃以上の温度に加熱されると分解されやすいので、この排ガス処理工程５を設けることにより、ダイオキシンの残留量を著しく減らすことができる。排ガス処理工程５での加熱温度の上限値は特に限定されない。排ガス処理装置の構成材料の耐久性等を考慮して判断すればよい。一般的には、１０００℃以下の加熱温度で充分である。排ガス処理工程５で処理された排ガスは、処理ガス１１０として系外へ排気される。
【００１６】
図２は、本発明の他の実施例を示す処理フロー図である。ここでも、工程の流れは矢印で示している。
【００１７】
乾燥工程２を代表する装置は乾燥炉２０であり、この乾燥炉２０で、浄水場発生土１を８０〜１５０℃の温度に数時間加熱し、発生土中の含水率を２０％程度あるいはそれ以下にする。この乾燥炉２０には、ロータリーキルン式の炉を使用することが好ましい。しかし、これに限らず、例えば外周部に加熱源を設けたスクリューコンベアなどのコンベア式の炉を使用しても良い。
【００１８】
ロータリーキルン式の炉を使用する場合、含水率を効果的に低減するために、炉の出口側から熱風を吹き込んで、浄水場発生土が流動する方向と対向するように熱風を流すことが望ましい。乾燥炉２０の内壁にリフターを設置し、含水発生土を適宜攪拌しながら熱風に暴露させることも望ましい。
【００１９】
焼成工程４を代表する装置は焼成炉４０である。焼成炉４０の加熱形式は外熱式、内熱式のどちらでもよい。外熱式の炉の中で、特に電気抵抗加熱式のロータリーキルン炉は、燃焼炉としても非常に好ましい。外熱式では、このほかに熱風加熱方式のものが好ましい。乾燥発生土に対して、一例として、５００℃で１時間加熱する焼成処理を施したところ、有機物含有比が処理前の約１／１０に低下した。焼成工程の加熱時間は、処理する量にもよるが１〜数時間程度でよい。
【００２０】
なお、乾燥工程２と焼成工程４を一つにまとめることも可能である。この場合、例えば、ロータリーキルン炉を用い、浄水場発生土の投入口近傍では加熱温度を低くし、出口近傍では加熱温度を高くすることが望ましい。このようにすれば、１つの炉で乾燥工程に続いて焼成工程を実施することができる。
【００２１】
冷却工程６を実施するための冷却器６０は、水冷却構造とすることが好ましい。例えば、冷却器６０の内部に冷却水の通路を設け、一方から冷却水１２０を導入し、他方から冷却に使われた排水１２１を抜き出すようにすれば、焼成処理後の土を冷却することができる。
【００２２】
焼成炉４０で発生した燃焼排ガス５１は、排ガス燃焼器５０に送り、そこで、８００℃以上の温度に加熱し、燃焼排ガスに含まれるダイオキシン等の有害ガスを分解する処理を施す。排ガス燃焼器５０には、燃焼用空気７と燃焼用燃料８が供給される。排ガス燃焼器５０において、燃焼排ガス５１は処理され、ダイオキシン等の有害ガスの残留量が著しく低減され、処理ガス１１０として、系外へ排気される。排ガス燃焼器５０にて、燃焼排ガスを加熱処理するために使用された使用済みガス１００は、乾燥炉２０或いは焼成炉４０にて、浄水場発生土を加熱するときの加熱源として再利用される。
【００２３】
排ガス燃焼器５０としては、二段燃焼式のものを使用することが好ましい。一段目では、空気比１未満で、空気不足の燃焼を行う。二段目では、空気比１以上にし、完全燃焼を行う。燃焼排ガスを完全燃焼させるためには、空気比１以上で燃焼を行う必要があるが、最初から空気比１以上にて燃焼を行うと、燃焼温度を８００℃以上の温度まで高めることができない。そこで、まず、空気比１未満で燃焼を行い、燃焼温度を８００℃以上まで高める。その後で、空気比１以上の完全燃焼を行い、未燃分を燃焼させる。この二段燃焼式では、空気不足の１次燃焼において、窒素酸化物を還元できるので、環境上からも優れた燃焼方法といえる。二段燃焼式の排ガス燃焼器の一実施例を図３に示す。
【００２４】
図３に示す排ガス燃焼器５０は、燃焼用燃料８を供給する燃料ノズル５２の外周に、環状の形をした１次空気ノズル５３を有する。燃料ノズル５２の先端部には、燃料の着火をよくし、火炎を安定に保持するために、ラッパの形をした保炎器５６が設けられている。また、燃焼器内の１次空気ノズル５３が設けられた位置よりも下流側に、追加の空気を供給するための２次空気ノズル５４と３次空気ノズル５５を有する。本実施例では、３次空気ノズル５５は、燃焼器のほぼ中央の位置に設けられている。１次空気ノズル５３から供給される１次空気７１と、２次空気ノズル５４から供給される２次空気７２によって、空気比１未満の１次燃焼が行われる。この１次燃焼ガスに３次空気ノズル５５から３次空気７３が供給されて、これ以降は、空気比１以上の完全燃焼が行われる。燃焼後の処理ガス１１０は、燃焼器の下流に設けられた処理ガス排出口５７を通して排気される。焼成炉で発生した燃焼排ガス５１は、主に１次空気ノズルから供給される１次空気と混ぜて燃焼器内に供給される。燃焼排ガス５１の一部は１次空気に混ぜて供給し、残りは２次空気或いは３次空気に混ぜて供給するようにしてもよい。
【００２５】
ポリ塩化アルミニウムを使用した浄水場にて発生した浄水場発生土を、焼成処理したときに発生した燃焼排ガスを、図３に示す構造の排ガス燃焼器を用いて、８５０℃の温度で加熱処理した。この結果、排ガス中のダイオキシン類の濃度は０．０５ｍｇ／ｍ３(１−ＴＥＱ)であり、排ガス中の一酸化炭素濃度は２０ｐｐｍ以下であった。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明により、ポリ塩化アルミニウムを用いる浄水場にて発生した浄水場発生土を、水分或いはガスの吸収、放出特性の優れた土に改質することが可能になった。また、焼成処理時に発生したガスを高温で加熱処理しているので、ダイオキシン等の有害ガスが排出されるのを抑制することができた。
【００２７】
本発明は、浄水場発生土の付加価値を高めて、利用分野を拡大するのに貢献するものである。また、環境にやさしい処理方法を提案するものである。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施例を示す処理フロー図。
【図２】本発明の他の実施例を示す処理フロー図。
【図３】排ガス燃焼器の一実施例を示す断面図。
【符号の説明】
【００２９】
１…浄水場発生土、２…乾燥工程、３…乾燥発生土、４…焼成工程、５…排ガス処理工程、６…冷却工程、７…燃焼用空気、８…燃焼用燃料、９…改質土、２０…乾燥炉、４０…焼成炉、５０…排ガス燃焼器、５１…燃焼排ガス、６０…冷却器、１１０…処理ガス。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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