(57)【要約】      （修正有）【課題】下水汚泥脱水ケーキを焼却炉にて焼却し、その排ガスから下水汚泥焼却灰を分離して回収するに際し、ひ素，セレンの含有量が低い下水汚泥焼却灰を回収することができる下水汚泥焼却灰の回収方法を提供する。【解決手段】下水汚泥脱水ケーキを焼却炉３にて空気比１．３以下の低空気比で焼却し、焼却炉から排出される高温低酸素の排ガスから下水汚泥焼却灰を分離して捕集することにより、ひ素，セレンが低含有の下水汚泥焼却灰を回収する下水汚泥焼却灰の回収方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下水汚泥脱水ケーキを焼却炉にて空気比１．３以下の低空気比で焼却し、前記焼却炉から排出される高温低酸素の排ガスから下水汚泥焼却灰を分離して捕集することにより、ひ素，セレンが低含有の下水汚泥焼却灰を回収することを特徴とする下水汚泥焼却灰の回収方法。
【請求項２】
集じん器出口での排ガス温度８００℃以上、かつ、集じん器出口での排ガス酸素濃度５％以下を満たす焼却炉からの排ガスから下水汚泥焼却灰を捕集することを特徴とする請求項１記載の下水汚泥焼却灰の回収方法。
【請求項３】
前記焼却炉が流動床焼却炉であることを特徴とする請求項１又は２記載の下水汚泥焼却灰の回収方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、下水汚泥脱水ケーキを焼却炉にて焼却し、その排ガスから下水汚泥焼却灰を分離して回収するに際し、ひ素，セレンの含有量が低い下水汚泥焼却灰を回収することができるようにした、下水汚泥焼却灰の回収方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
下水処理場から発生する汚泥は、脱水されて下水汚泥脱水ケーキとされた後、下水汚泥焼却炉にて焼却されている。焼却により発生した下水汚泥焼却灰については、重金属溶出試験を行うと、現在規制対象となっている項目のうち、水銀，カドミウム，鉛，６価クロムが検出されることはほとんどないが、ひ素，セレンが基準値を超えて検出されることがある。下水汚泥焼却灰を例えば建設資材化して有効利用を図る場合、安全性を確保することが重要であり、ひ素，セレンについても、それらの含有量が低い下水汚泥焼却灰が得られるようにすることが要請される。
【０００３】
そこで、排ガスからひ素，セレンの含有量が低い下水汚泥焼却灰を回収できるようにするため、第１の従来技術として、下水汚泥脱水ケーキを流動床焼却炉にて焼却し、セラミックファイバーを用いたセラミックフィルタ型高温集じん器に流動床焼却炉から排出される排ガス（燃焼排ガス）を導入することにより、排ガスから下水汚泥焼却灰を排ガス温度７００℃以上の温度下で分離して回収するようにした方法が提案されている（非特許文献１）。
【０００４】
また、第２の従来技術として、流動床焼却炉から排出される排ガスをコージェライト製ハニカム構造のセラミックフィルタ型高温集じん器に導入することにより、排ガスから下水汚泥焼却灰を高温集じん器入口排ガス温度が８００〜９００℃の温度下で分離して回収するようにした方法が提案されている（非特許文献２）。
【０００５】
これらの従来技術によれば、ひ素の昇華点が６１６℃、セレンの沸点が６８５℃であることから、排ガス温度７００℃以上の温度下にて排ガスから分離して捕集した焼却灰は、ひ素，セレンがかなりの割合で気化し排ガス中に揮散するために、低温集じん器であるバグフィルタによって１６０〜１８０℃の温度下で排ガスから分離して捕集した焼却灰に比べて、ひ素，セレンの含有量が少ないという低減効果が得られている。
【非特許文献１】遠山ら、「焼却灰の高温集塵試験結果について」、第３７回下水道研究発表会講演集、Ｐ９４５〜９４７、２０００年
【非特許文献２】宮澤，吉田ら、「焼却炉高温排ガスの有効利用調査」、第３８回下水道研究発表会講演集、Ｐ７７３〜７７５、２００１年
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし前述した第１，第２の従来技術では、セラミックフィルタ型高温集じん器を用いることでひ素，セレンの低減効果が得られているものの、さらにひ素，セレンの含有量を低減させる点において改善の余地があった。
【０００７】
そこで、本発明は、下水汚泥脱水ケーキを焼却炉にて焼却し、その排ガスから下水汚泥焼却灰を分離して回収するに際し、ひ素，セレンの含有量が低い下水汚泥焼却灰を回収することができる下水汚泥焼却灰の回収方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の課題を解決するために、本願発明は次のような構成としている。
【０００９】
請求項１の発明は、下水汚泥脱水ケーキを焼却炉にて空気比１．３以下の低空気比で焼却し、前記焼却炉から排出される高温低酸素の排ガスから下水汚泥焼却灰を分離して捕集することにより、ひ素，セレンが低含有の下水汚泥焼却灰を回収することを特徴とする下水汚泥焼却灰の回収方法である。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１記載の下水汚泥焼却灰の回収方法において、集じん器出口での排ガス温度８００℃以上、かつ、集じん器出口での排ガス酸素濃度５％以下を満たす焼却炉からの排ガスから下水汚泥焼却灰を捕集することを特徴とするものである。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１又は２記載の下水汚泥焼却灰の回収方法において、前記焼却炉が流動床焼却炉であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明による下水汚泥焼却灰の回収方法は、下水汚泥脱水ケーキを焼却炉にて空気比１．３以下の低空気比で焼却し、その焼却炉から排出される高温低酸素の排ガスから下水汚泥焼却灰を集じん器により分離して捕集するようにしている。したがって、高温低酸素雰囲気の排ガスでは、ひ素，セレンが揮散しやすいので、ひ素，セレンの含有量が低い下水汚泥焼却灰を回収することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明による下水汚泥焼却灰の回収方法においては、焼却炉から排出される高温低酸素の排ガスから下水汚泥焼却灰を集じん器により分離して捕集するに際し、集じん器の出口排ガス温度８００℃以上、かつ、集じん器の出口排ガス酸素濃度５％以下を満たす条件範囲の焼却炉からの排ガスから下水汚泥焼却灰を捕集することがよい。この範囲から外れると、高温低酸素の排ガスにおいてはひ素，セレンが揮散しやすいという性質を確実に利用できず、ひ素，セレンの低減効果が確実に得られない。より好ましくは、集じん器の出口排ガス温度８５０〜９００℃、かつ、集じん器の出口排ガス酸素濃度１．５％以下（ゼロを含む）を満たす焼却炉からの排ガスから下水汚泥焼却灰を捕集することがよい。
【実施例】
【００１４】
図１は本発明の方法が適用される下水汚泥焼却処理設備の一例を示すフロー図である。
【００１５】
図１に示すように、下水汚泥脱水ケーキは、コニカルサイロ１からケーキ定量フィーダ２によって定量的に切り出されて、流動床焼却炉３にその炉頂部から供給される。流動床焼却炉３では、空気比（１次燃焼の空気比）１．３以下の低空気比燃焼により下水汚泥脱水ケーキの焼却を行い、微粒子状の下水汚泥焼却灰が焼却炉出口温度８５０〜９００℃、焼却炉出口酸素濃度１〜５％の高温低酸素の排ガスとともに炉外へ排出される。そして、流動床焼却炉３から排出される高温低酸素の排ガスからサイクロン４によって分離された下水汚泥焼却灰は、図示しない第１の焼却灰ホッパへ搬送されるようになっている。
【００１６】
次に、除じんされてサイクロン４より排出された排ガスは、燃焼空気予熱器５と白煙防止空気予熱器７により熱回収され、しかる後、電気集じん器１０（電気集じん器入口での排ガス温度：約３００℃）に導入され、電気集じん器１０で除じんされた後、排煙処理塔１１でガス処理が行われてから、排気ファン１２により煙突１３に送られる。そして、電気集じん器１０によって分離された下水汚泥焼却灰は、図示しない第２の焼却灰ホッパへ搬送されるようになっている。
【００１７】
なお、流動用空気は、流動空気用ブロワ６で送り込まれて燃焼空気予熱器５による排ガスとの熱交換によって予熱された後、流動床焼却炉３に供給されるようになっている。また、白煙防止用空気は、白煙防止用ブロワ８で送り込まれて白煙防止空気予熱器７による排ガスとの熱交換によって予熱された後、白煙発生防止のため煙突１３に送られる。
【００１８】
次に、このように構成される下水汚泥焼却処理設備において、本発明方法を実施し、下水汚泥焼却灰におけるひ素，セレンの低減効果について調査した。下水汚泥脱水ケーキを流動床焼却炉３にて空気比を０．９〜１．１の範囲で変化させて焼却し、そのとき、流動床焼却炉３から排出された高温低酸素の排ガスから下水汚泥焼却灰をサイクロン４により分離して捕集するとともに、電気集じん器１０に導かれた排ガス（電気集じん器入口での排ガス温度：約３００℃）から下水汚泥焼却灰を電気集じん器１０により分離して捕集した。そして、サイクロン４によって捕集された下水汚泥焼却灰であるサイクロン灰について、そのひ素濃度Ｍ１（ｍｇ／ｋｇ）を測定するとともに、ひ素のサイクロン灰への移行率Ｔ１（式１参照）を求めた。また、電気集じん器１０によって捕集された下水汚泥焼却灰であるＥＰ灰について、そのひ素濃度Ｍ２（ｍｇ／ｋｇ）を測定するとともに、ひ素のＥＰ灰への移行率Ｔ２（式２参照）を求めた。
【００１９】
【数１】
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【００２０】
【表１】
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【００２１】
調査結果を表１、図２及び図３に示す。図２はサイクロン出口の排ガス酸素濃度とひ素のサイクロン灰への移行率Ｔ１との関係を示す図、図３はサイクロン出口の排ガス温度と、ひ素のサイクロン灰への移行率Ｔ１及びひ素のＥＰ灰への移行率Ｔ２との関係を示す図である。
【００２２】
表１、図２及び図３からわかるように、従来とは違って流動床焼却炉３を低空気比で運転し、流動床焼却炉３から排出された高温低酸素の排ガスから下水汚泥焼却灰を高温集じん器であるサイクロン４により分離して捕集することにより、ひ素の含有量が低い下水汚泥焼却灰を回収することができた。排ガスの酸素濃度が低下するに伴ってひ素のサイクロン灰への移行率Ｔ１は減少する傾向が見られる（図２参照）。また、排ガスの温度が高くなるに伴ってひ素のサイクロン灰への移行率Ｔ１は減少する傾向が見られる（図３参照）。なお、ひ素と同様に、セレンについても、その含有量が低い下水汚泥焼却灰を回収できることを確認している。
【００２３】
また、この実施例では高温集じん器としてサイクロン４を用いたが、サイクロン４に代えて高温バグフィルタを用いることにより、高い集じん効率にて、ひ素，セレンの含有量が低い下水汚泥焼却灰を回収することが可能である。また、前記電気集じん器１０に代えて低温集じん器としてバグフィルタを用いるようにしてもよい。さらに、サイクロン４と燃焼空気予熱器５との間に二次燃焼室を設け、サイクロン４からの排ガスを前記二次燃焼室に導入して完全燃焼させてから、燃焼空気予熱器５に導入し、燃焼空気予熱器５から流動床焼却炉３に流動空気を供給するとともに、前記の二次燃焼室に燃焼用の空気を供給するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の方法が適用される下水汚泥焼却処理設備の一例を示すフロー図である。
【図２】本発明の実施例に係り、サイクロン出口の排ガス酸素濃度とひ素のサイクロン灰への移行率Ｔ１との関係を示す図である。
【図３】本発明の実施例に係り、サイクロン出口の排ガス温度と、ひ素のサイクロン灰への移行率Ｔ１及びひ素のＥＰ灰への移行率Ｔ２との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００２５】
１…コニカルサイロ
２…ケーキ定量フィーダ
３…流動床焼却炉
４…サイクロン
５…燃焼空気予熱器
６…流動空気用ブロワ
７…白煙防止空気予熱器
８…白煙防止用ブロワ
１０…電気集じん器
１１…排煙処理塔
１２…排気ファン
１３…煙突
【図１】
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【図２】
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【図３】
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