(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
低含水率汚泥をパイプライン輸送する方法であって、
含水率が７０％以下の低含水率汚泥を解砕し、平均粒径が５ｍｍ〜４０ｍｍの範囲にある塊状物とする解砕工程と、得られた塊状物に、含水率が７０％を超える高含水率汚泥、水、酸性廃液、アルカリ性廃液、中和処理液の群から選択される１種または２種以上からなる滑材を添加して前記滑材及び前記塊状物の混合物からなる混合汚泥とする滑材添加工程と、得られた混合汚泥を圧送ポンプを介してパイプライン輸送する輸送工程とを備えてなることを特徴とする低含水率汚泥の輸送方法。
【請求項２】
低含水率汚泥をパイプライン輸送する方法であって、
含水率が７０％以下の低含水率汚泥に、含水率が７０％を超える高含水率汚泥、水、酸性廃液、アルカリ性廃液、中和処理液の群から選択される１種または２種以上からなる滑材を添加してなる滑材添加低含水率汚泥を解砕し、平均粒径が５ｍｍ〜４０ｍｍの範囲にある塊状物とすることにより前記滑材及び前記塊状物の混合物からなる混合汚泥とする解砕・混合工程と、得られた混合汚泥を圧送ポンプを介してパイプライン輸送する輸送工程とを備えてなることを特徴とする低含水率汚泥の輸送方法。
【請求項３】
低含水率汚泥をパイプライン輸送する方法であって、
含水率が７０％以下の低含水率汚泥に、含水率が７０％を超える高含水率汚泥、水、酸性廃液、アルカリ性廃液、中和処理液の群から選択される１種または２種以上からなる滑材を添加しつつ解砕し、平均粒径が５ｍｍ〜４０ｍｍの範囲にある塊状物とすることにより前記滑材及び前記塊状物の混合物からなる混合汚泥とする解砕・混合工程と、得られた混合汚泥を圧送ポンプを介してパイプライン輸送する輸送工程とを備えてなることを特徴とする低含水率汚泥の輸送方法。
【請求項４】
前記滑材添加工程または前記解砕・混合工程は、前記滑材と前記塊状物との混合比を調整することにより、前記混合汚泥のずり応力を調整することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項記載の低含水率汚泥の輸送方法。
【請求項５】
前記パイプライン輸送の途中箇所にて、前記混合汚泥にさらに前記滑材を添加することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項記載の低含水率汚泥の輸送方法。
【請求項６】
低含水率汚泥をパイプライン輸送する装置であって、
含水率が７０％以下の低含水率汚泥を解砕し、平均粒径が５ｍｍ〜４０ｍｍの範囲にある塊状物とする解砕手段と、この塊状物に、含水率が７０％を超える高含水率汚泥、水、酸性廃液、アルカリ性廃液、中和処理液の群から選択される１種または２種以上からなる滑材を添加して前記滑材及び前記塊状物の混合物からなる混合汚泥とする滑材添加手段と、得られた混合汚泥を圧送ポンプを介してパイプライン輸送する輸送手段とを備えてなることを特徴とする低含水率汚泥の輸送装置。
【請求項７】
前記滑材添加手段は、前記滑材と前記塊状物との混合比を調整することにより、前記混合汚泥のずり応力を調整することを特徴とする請求項６記載の低含水率汚泥の輸送装置。
【請求項８】
セメント焼成炉に請求項６または７記載の低含水率汚泥の輸送装置を備え、
この輸送装置により輸送される前記混合汚泥を前記セメント焼成炉に投入し焼却処理することを特徴とするセメント製造設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低含水率汚泥の輸送方法及び輸送装置並びにセメント製造設備に関し、更に詳しくは、下水処理場から排出される脱水汚泥等の低含水率汚泥を焼却炉にて焼却処理するにあたり、特に、この低含水率汚泥の焼却炉としてセメント焼成炉を利用し、この低含水率汚泥を有効にポンプ輸送してセメント焼成炉にて焼却処理することにより、セメント焼成の操業への影響を小さくすることが可能な低含水率汚泥の輸送方法及び輸送装置並びにセメント製造設備に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、下水処理場から排出される脱水汚泥の処理方法として、焼却・溶融等の処理のみならず、再利用処理が進められており、セメント業界においても、この脱水汚泥をセメント焼成炉を用いて焼却処理することが多くなってきている。
この脱水汚泥の処理方法としては、例えば、含水汚泥を、乾燥することなく、また、添加剤を用いて前処理することなく直接、ロータリーキルンの窯尻部分又は仮焼炉にパイプライン輸送にて導入して焼却する方法が提案されている（例えば、特許文献１等参照）。
図２は、従来の有機系の脱水汚泥の輸送装置を備えたセメント焼成設備を示す模式図であり、図において、１はセメント原料貯蔵庫、２はセメント原料を乾燥・粉砕する原料ミル、３はセメント原料粉を分離するサイクロン、４はサスペンションプレヒータ、５は仮焼炉、６はロータリーキルン、７はクリンカクーラ、８は電気集塵機、９は排気煙突、１０はバーナー、１１は脱水汚泥を貯留する貯留ホッパー、１２は圧送ポンプ、１３は脱水汚泥を輸送するパイプラインである。
【０００３】
一般に、有機系の脱水汚泥は、その殆どが水分と有機成分であり、焼却により残存する灰分はごく微量であるから、この灰分がセメントクリンカの成分に影響を及ぼすこともなく、ロータリーキルン内で焼却処理が可能であり、しかも、燃焼灰等の新たな廃棄物を出す虞のない有効な処理方法である。
また、セメント焼成設備において処理される脱水汚泥は、セメント焼成設備に容易にパイプ輸送し投入することが可能な高含水率汚泥に限られており、その含水率は８０％前後であるものが一般的である。
【０００４】
ところで、このような高含水率汚泥を直接、ロータリーキルンの窯尻部分又は仮焼炉に導入して焼却する方法では、高含水率汚泥中の水分の蒸発に伴い、ロータリーキルンの窯尻部における原料温度の低下、サスペンションプレヒータや仮焼炉にて加熱および脱炭酸された原料の有する顕熱の低下、あるいはセメント原料がクリンカ状に焼結する帯域（キルン焼成帯）の温度の低下等の原因になり、セメント焼成設備のセメントクリンカ焼成能力を極端に低下させることとなり、しかも、単位クリンカ当たりの焼成用熱量や電力使用量が高くなり、経済的な操業が不可能になる等の虞があった。
したがって、高含水率汚泥をロータリーキルンの窯尻部分又は仮焼炉に導入して焼却する場合、高含水率汚泥の投入量を制限する必要があり、クリンカ焼成量に対して、せいぜい数重量％までの処理が限度であった。
【０００５】
一方、下水処理場から排出される脱水汚泥の性状については、脱水工程で使用する凝集剤の種類により含水率が大きく変化する。例えば、高分子系凝集剤を添加した場合、遠心脱水機やベルトプレス形脱水機を用いて脱水されるために、得られる脱水汚泥は、含水率が８０％前後の高含水率汚泥であることが多い。
一方、消石灰や塩化第二鉄等の無機系凝集剤を添加した場合、フィルタープレス型脱水機を用いて脱水されるために、得られる脱水汚泥は、含水率が６０％前後の低含水率汚泥であることが多い。
これらの脱水汚泥を輸送する場合、臭気の発生を防ぐことができる構造でなければならないために、パイプラインの輸送が好ましいのであるが、一般にパイプラインで輸送が行われる脱水汚泥は、高含水率汚泥に限られてしまい、含水率の低い石灰系汚泥等の低含水率汚泥をパイプラインにて単独輸送するのは難しい。
【０００６】
汚泥のパイプライン輸送の難易度を表す指標として「ずり応力」がある。このずり応力は、汚泥をパイプライン輸送する際の輸送抵抗となるもので、汚泥のパイプライン輸送における難易度は、ずり応力の大きさによって一元的に決定される。
ずり応力は、汚泥の含水率によって大きく左右され、含水率が低下することによりずり応力が急激に増大する。このため、ずり応力の大きい物質をパイプライン輸送する際には、この物質とパイプラインとの間の摩擦抵抗を低下させる目的で、この物質とパイプラインとの間に滑材を注入することによって長距離のパイプライン輸送を可能とした低含水率汚泥のパイプ輸送方法が提案されている（特許文献２参照）。
このパイプ輸送方法は、高粘稠物質を輸送ポンプによりパイプライン輸送する方法であり、高粘稠物質が輸送されるパイプラインの途中の適宜の一個所または複数の個所に、水、油、高分子系潤滑剤等の滑剤を適当な圧力で注入することにより、高粘稠物質とパイプラインの内壁との摩擦抵抗を低減し、パイプライン輸送を容易にしている。この方法では、滑材の吐出量の制御を、滑材注入個所より下流のパイプラインの二点間の圧力差を検出し、この圧力差が設定値の範囲内になるように滑材注入ポンプの吐出量を自動的に制御することにより行っている。
【特許文献１】特開平２００２−５２３９７号公報
【特許文献２】特公平６−１２１６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、従来の汚泥をロータリーキルンの窯尻部分又は仮焼炉に導入して焼却する方法では、高含水率の汚泥では投入量が制限されてしまうために、汚泥の含水率は低い方が望ましく、しかも、高含水率汚泥のように容易にパイプライン輸送を行うことができれば、より多くの汚泥を有効に処理することができるのであるが、現状では、含水率の比較的少ない低含水率汚泥をパイプライン輸送することは非常に難しく、したがって、セメント焼成設備では、低含水率汚泥は利用処理されていないのが実状である。
【０００８】
例えば、含水率の低い石灰系汚泥の場合、含水率が６５％以下となると輸送ポンプへの吸入が難しく、容易にパイプライン輸送することができないという問題点があった。
また、パイプライン内で注水された後においても、汚泥に性状変化が生じてずり応力が増加するために、再度複数箇所での注水が必要となり、汚泥の含水率が増加する等の問題点があった。
そこで、この低含水率汚泥に水を加えて高含水率汚泥に改質し、この高含水率汚泥をパイプライン輸送することも考えられるが、この場合、例えば、含水率６０％の低含水率汚泥に水を加えて含水率８０％の高含水率汚泥に改質しようとすると、添加する水は低含水率汚泥１００重量部に対して１００重量部が必要となり、水を加えた後の低含水汚泥の重量は２倍に増加することとなる。したがって、焼却処理に伴うセメント焼成炉の操業に対する影響は、高含水率汚泥を処理する場合以上に大きなものとなる。
【０００９】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、下水処理場から排出される脱水汚泥等の低含水率汚泥をセメント焼成炉を利用して焼却処理するにあたり、この低含水率汚泥を有効にポンプ輸送して焼却処理することにより、セメント焼成の操業への影響を小さくすることが可能な低含水率汚泥の輸送方法及び輸送装置並びにセメント製造設備を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者等は、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、低含水率汚泥をパイプライン輸送する際に、低含水率汚泥を塊状に解砕した後に、高含水率汚泥、水、酸性廃液、アルカリ性廃液、中和処理液の群から選択される１種または２種以上からなる滑材を添加して滑材及び、平均粒径が５ｍｍ〜４０ｍｍの範囲にある塊状物の混合物からなる混合汚泥とする方法、低含水率汚泥に、高含水率汚泥、水、酸性廃液、アルカリ性廃液、中和処理液の群から選択される１種または２種以上からなる滑材を添加してなる滑材添加低含水率汚泥を解砕し、平均粒径が５ｍｍ〜４０ｍｍの範囲にある塊状物とすることにより滑材及び塊状物の混合物からなる混合汚泥とする方法、低含水率汚泥に、高含水率汚泥、水、酸性廃液、アルカリ性廃液、中和処理液の群から選択される１種または２種以上からなる滑材を添加しつつ解砕し、平均粒径が５ｍｍ〜４０ｍｍの範囲にある塊状物とすることにより滑材及び塊状物の混合物からなる混合汚泥とする方法、の何れかの方法により滑材及び塊状物の混合物からなる混合汚泥を作製し、この混合汚泥を圧送ポンプを介してパイプライン輸送することとすれば、含水率が７０％以下の低含水率汚泥であっても容易にパイプライン輸送することができ、しかも、セメント製造設備の操業に与える影響が小さいことを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１１】
すなわち、本発明の低含水率汚泥の輸送方法は、低含水率汚泥をパイプライン輸送する方法であって、含水率が７０％以下の低含水率汚泥を解砕し、平均粒径が５ｍｍ〜４０ｍｍの範囲にある塊状物とする解砕工程と、得られた塊状物に、含水率が７０％を超える高含水率汚泥、水、酸性廃液、アルカリ性廃液、中和処理液の群から選択される１種または２種以上からなる滑材を添加して前記滑材及び前記塊状物の混合物からなる混合汚泥とする滑材添加工程と、得られた混合汚泥を圧送ポンプを介してパイプライン輸送する輸送工程とを備えてなることを特徴とする。
【００１２】
この低含水率汚泥の輸送方法では、含水率が７０％以下の低含水率汚泥を解砕して塊状物とした後、この平均粒径が５ｍｍ〜４０ｍｍの範囲にある塊状物に、含水率が７０％を超える高含水率汚泥、水、酸性廃液、アルカリ性廃液、中和処理液の群から選択される１種または２種以上からなる滑材を添加して滑材及び塊状物の混合物からなる混合汚泥とすることにより、低含水率汚泥の含水率を大きく増加させることなく、しかも、滑材の有する粘性を有効に利用することで、パイプラインの輸送が可能となる。
また、低含水率汚泥を解砕して上記のような平均粒径の範囲の塊状物とすることにより、解砕された塊状物はその最大粒径が過剰の大きさとならず、よって、この滑材を含む塊状物を圧送ポンプを介してパイプライン輸送する際に、塊状物が供給口やパイプライン等に詰まる虞がなく、ポンプ圧送によるパイプライン輸送が可能になる。また、少ない滑材の使用によって、輸送可能な粘度を得ることが容易になる。
【００１３】
本発明の他の低含水率汚泥の輸送方法は、低含水率汚泥をパイプライン輸送する方法であって、含水率が７０％以下の低含水率汚泥に、含水率が７０％を超える高含水率汚泥、水、酸性廃液、アルカリ性廃液、中和処理液の群から選択される１種または２種以上からなる滑材を添加してなる滑材添加低含水率汚泥を解砕し、平均粒径が５ｍｍ〜４０ｍｍの範囲にある塊状物とすることにより前記滑材及び前記塊状物の混合物からなる混合汚泥とする解砕・混合工程と、得られた混合汚泥を圧送ポンプを介してパイプライン輸送する輸送工程とを備えてなることを特徴とする。
【００１４】
この低含水率汚泥の輸送方法では、含水率が７０％以下の低含水率汚泥に、含水率が７０％を超える高含水率汚泥、水、酸性廃液、アルカリ性廃液、中和処理液の群から選択される１種または２種以上からなる滑材を添加してなる滑材添加低含水率汚泥を解砕し、平均粒径が５ｍｍ〜４０ｍｍの範囲にある塊状物とすることにより滑材及び塊状物の混合物からなる混合汚泥とすることにより、低含水率汚泥の含水率を大きく増加させることなく、しかも、滑材の有する粘性を有効に利用することで、パイプラインの輸送が可能となる。
また、低含水率汚泥を解砕して上記のような平均粒径の範囲の塊状物とすることにより、解砕された塊状物はその最大粒径が過剰の大きさとならず、よって、この滑材を含む塊状物を圧送ポンプを介してパイプライン輸送する際に、塊状物が供給口やパイプライン等に詰まる虞がなく、ポンプ圧送によるパイプライン輸送が可能になる。また、少ない滑材の使用によって、輸送可能な粘度を得ることが容易になる。
【００１５】
本発明のさらに他の低含水率汚泥の輸送方法は、低含水率汚泥をパイプライン輸送する方法であって、含水率が７０％以下の低含水率汚泥に、含水率が７０％を超える高含水率汚泥、水、酸性廃液、アルカリ性廃液、中和処理液の群から選択される１種または２種以上からなる滑材を添加しつつ解砕し、平均粒径が５ｍｍ〜４０ｍｍの範囲にある塊状物とすることにより前記滑材及び前記塊状物の混合物からなる混合汚泥とする解砕・混合工程と、得られた混合汚泥を圧送ポンプを介してパイプライン輸送する輸送工程とを備えてなることを特徴とする。
【００１６】
この低含水率汚泥の輸送方法では、含水率が７０％以下の低含水率汚泥に、含水率が７０％を超える高含水率汚泥、水、酸性廃液、アルカリ性廃液、中和処理液の群から選択される１種または２種以上からなる滑材を添加しつつ解砕し、平均粒径が５ｍｍ〜４０ｍｍの範囲にある塊状物とすることにより滑材及び塊状物の混合物からなる混合汚泥とすることにより、低含水率汚泥の含水率を大きく増加させることなく、しかも、滑材の有する粘性を有効に利用することで、パイプラインの輸送が可能となる。
また、低含水率汚泥を解砕して上記のような平均粒径の範囲の塊状物とすることにより、解砕された塊状物はその最大粒径が過剰の大きさとならず、よって、この滑材を含む塊状物を圧送ポンプを介してパイプライン輸送する際に、塊状物が供給口やパイプライン等に詰まる虞がなく、ポンプ圧送によるパイプライン輸送が可能になる。また、少ない滑材の使用によって、輸送可能な粘度を得ることが容易になる。
【００１７】
前記滑材添加工程または前記解砕・混合工程は、前記滑材と前記塊状物との混合比を調整することにより、前記混合汚泥のずり応力を調整することが好ましい。
滑材として、含水率が７０％を超える高含水率汚泥、水、酸性廃液、アルカリ性廃液、中和処理液の群から選択される１種または２種以上を使用することにより、同一設備を用いて低含水率汚泥と同時に滑材も処理することが可能になり、より多くの含水汚泥の処理が可能となる。また、低含水率汚泥の粘性は滑材を加えることにより調整することが可能になり、よって、安定したパイプライン輸送が可能となる。
【００１９】
前記パイプライン輸送の途中箇所にて、前記混合汚泥にさらに前記滑材を添加することが好ましい。
このように、パイプライン輸送の途中箇所でも更に滑材を供給することで、混合汚泥の粘性がパイプライン輸送の途中で高くなり、したがって、この混合汚泥の摩擦抵抗が高くなった場合においても、再度滑材を添加することにより、混合汚泥の粘性を下げ、摩擦抵抗を軽減することが可能になる。
【００２０】
本発明の低含水率汚泥の輸送装置は、低含水率汚泥をパイプライン輸送する装置であって、含水率が７０％以下の低含水率汚泥を解砕し、平均粒径が５ｍｍ〜４０ｍｍの範囲にある塊状物とする解砕手段と、この塊状物に、含水率が７０％を超える高含水率汚泥、水、酸性廃液、アルカリ性廃液、中和処理液の群から選択される１種または２種以上からなる滑材を添加して前記滑材及び前記塊状物の混合物からなる混合汚泥とする滑材添加手段と、得られた混合汚泥を圧送ポンプを介してパイプライン輸送する輸送手段とを備えてなることを特徴とする。
前記滑材添加手段は、前記滑材と前記塊状物との混合比を調整することにより、前記混合汚泥のずり応力を調整することが好ましい。
【００２１】
この低含水率汚泥の輸送装置では、低含水率汚泥を解砕して、平均粒径が５ｍｍ〜４０ｍｍの範囲にある塊状物とした後、この塊状物に、含水率が７０％を超える高含水率汚泥、水、酸性廃液、アルカリ性廃液、中和処理液の群から選択される１種または２種以上からなる滑材を添加して滑材及び塊状物の混合物からなる混合汚泥とすることにより、低含水率汚泥の含水率を大きく増加させることなく、しかも、滑材の有する粘性を有効に利用することで、低含水率汚泥のパイプライン輸送が可能となる。
また、低含水率汚泥を解砕して上記のような平均粒径の範囲の塊状物とすることにより、解砕された塊状物はその最大粒径が過剰の大きさとならず、よって、この滑材を含む塊状物を圧送ポンプを介してパイプライン輸送する際に、塊状物が供給口やパイプライン等に詰まる虞がなく、ポンプ圧送によるパイプライン輸送が可能になる。また、少ない滑材の使用によって、輸送可能な粘度を得ることが容易になる。
【００２２】
本発明のセメント製造設備は、セメント焼成炉に本発明の低含水率汚泥の輸送装置を備えたもので、この輸送装置により輸送される前記混合汚泥を前記セメント焼成炉に投入し焼却処理することを特徴とする。
【００２３】
このセメント製造設備では、セメント焼成炉に本発明の低含水率汚泥の輸送装置を備えたことにより、下水処理場から排出される脱水汚泥等の低含水率汚泥をセメント焼成炉を利用して焼却処理することが可能になる。
しかも、低含水率汚泥をパイプライン輸送することにより、セメント焼成炉への安定供給が可能になり、セメント焼成の操業への影響を小さくすることが可能になる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の低含水率汚泥の輸送方法によれば、含水率が７０％以下の低含水率汚泥を解砕し塊状物とする解砕工程と、得られた、平均粒径が５ｍｍ〜４０ｍｍの範囲にある塊状物に、含水率が７０％を超える高含水率汚泥、水、酸性廃液、アルカリ性廃液、中和処理液の群から選択される１種または２種以上からなる滑材を添加して滑材及び塊状物の混合物からなる混合汚泥とする滑材添加工程と、得られた混合汚泥を圧送ポンプを介してパイプライン輸送する輸送工程とを備えたので、塊状物の表面を滑材で覆うこととなり、低含水率汚泥の含水率を大きく増加させることなく、パイプラインの輸送を行うことができる。
【００２５】
本発明の他の低含水率汚泥の輸送方法によれば、含水率が７０％以下の低含水率汚泥に、含水率が７０％を超える高含水率汚泥、水、酸性廃液、アルカリ性廃液、中和処理液の群から選択される１種または２種以上からなる滑材を添加してなる滑材添加低含水率汚泥を解砕し、平均粒径が５ｍｍ〜４０ｍｍの範囲にある塊状物とすることにより滑材及び塊状物の混合物からなる混合汚泥とする解砕・混合工程と、得られた混合汚泥を圧送ポンプを介してパイプライン輸送する輸送工程とを備えたので、低含水率汚泥に滑材を添加してなる滑材添加低含水率汚泥を塊状物にすることとなり、低含水率汚泥の含水率を大きく増加させることなく、パイプラインの輸送を行うことができる。
【００２６】
本発明のさらに他の低含水率汚泥の輸送方法によれば、含水率が７０％以下の低含水率汚泥に、含水率が７０％を超える高含水率汚泥、水、酸性廃液、アルカリ性廃液、中和処理液の群から選択される１種または２種以上からなる滑材を添加しつつ解砕し、平均粒径が５ｍｍ〜４０ｍｍの範囲にある塊状物とすることにより滑材及び塊状物の混合物からなる混合汚泥とする解砕・混合工程と、得られた混合汚泥を圧送ポンプを介してパイプライン輸送する輸送工程とを備えたので、塊状物の表面を滑材で覆うこととなり、低含水率汚泥の含水率を大きく増加させることなく、パイプラインの輸送を行うことができる。
【００２７】
本発明の低含水率汚泥の輸送装置によれば、含水率が７０％以下の低含水率汚泥を解砕し、平均粒径が５ｍｍ〜４０ｍｍの範囲にある塊状物とする解砕手段と、この塊状物に、含水率が７０％を超える高含水率汚泥、水、酸性廃液、アルカリ性廃液、中和処理液の群から選択される１種または２種以上からなる滑材を添加して滑材及び塊状物の混合物からなる混合汚泥とする滑材添加手段と、得られた混合汚泥を圧送ポンプを介してパイプライン輸送する輸送手段とを備えたので、低含水率汚泥の含水率を大きく増加させることなく、パイプラインの輸送を容易に行うことができ、しかも、パイプラインの目詰まり等の不具合が生じる虞もない。
【００２８】
本発明のセメント製造設備によれば、セメント焼成炉に本発明の低含水率汚泥の輸送装置を備え、この輸送装置により輸送される混合汚泥をセメント焼成炉に投入し焼却処理するので、下水処理場から排出される脱水汚泥等の低含水率汚泥をセメント焼成炉を利用して焼却処理することができる。
また、滑材及び塊状物の混合物からなる混合汚泥をパイプライン輸送するので、低含水率汚泥をセメント焼成炉へ安定供給することができる。また、パイプラインが目詰まりする等の不具合が生じる虞がなく、セメント焼成の操業への影響を小さくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明の低含水率汚泥の輸送方法及び輸送装置並びにセメント製造設備の最良の形態について、図面に基づき説明する。
なお、本形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。
【００３０】
図１は、本発明の一実施形態の低含水率汚泥の輸送装置を示す模式図であり、高含水率汚泥と低含水率汚泥の解砕物を混合し、この混合汚泥を１基のパイプラインにてセメント焼成炉またはセメント製造設備に輸送し、焼却処理を行うものである。
【００３１】
図において、２１は高含水率汚泥を貯留する貯留ホッパー、２２は高含水率汚泥を供給する供給装置、２３は低含水率汚泥を貯留する貯留ホッパー、２４は低含水率汚泥を供給する供給装置、２５は低含水率汚泥を解砕し塊状物とする解砕機（解砕手段）、２６は供給装置２２により供給される高含水率汚泥及び解砕機２５により供給される低含水率汚泥の塊状物を混合し送り出す混合押込ホッパー（滑材添加手段）、２７は混合押込ホッパー２６から送り出された高含水率汚泥及び塊状物からなる混合汚泥を所定の送り速度にて送り出すオーガーフィーダー、２８はオーガーフィーダー２７から送り出された混合汚泥を所定の圧力にて圧送する輸送ポンプ（圧送ポンプ）、２９は混合汚泥を輸送するパイプライン、３０は解砕機２５へ注水する注水ライン、３１はパイプライン２９の途中箇所へ注水する注水ラインである。
【００３２】
次に、本実施形態の低含水率汚泥の輸送方法について説明する。
低含水率汚泥は、通常、石灰系の脱水汚泥であって、フィルタープレスで圧搾脱水されているため、厚みが数十ｍｍの板状の固形物である。
この低含水率汚泥を、貯留ホッパー２３から供給装置２４により所定の供給速度にて解砕機２５に送り込む。低含水率汚泥は、貯留ホッパー２３からの排出が難しいため、例えば、供給装置２４として、貯留ホッパー２３の底部に取り付けられて往復運動をするフレームと、このフレームにより集められた低含水率汚泥を外部に排出するスクリューコンベアとにより構成されたものを用いることで、解砕機２５に送り込むことができる。
【００３３】
解砕機２５としては、二軸型解砕機が好適に用いられる。
この解砕機２５では、供給された低含水率汚泥をパイプライン２９に供給可能な大きさにまで解砕し塊状物とする。この塊状物の大きさの最大値は、圧送ポンプ２８およびパイプライン２９の直径の１／２以下であることが好ましい。
【００３４】
通常、脱水汚泥をパイプライン輸送する際のパイプライン２９の内径は２００ｍｍ〜４００ｍｍであるから、塊状物の最大粒径は１００ｍｍ程度となる。したがって、この塊状物の平均粒径は５ｍｍ以上かつ４０ｍｍ以下が好ましい。
この解砕の際に、注水ライン３０にて噴霧注水を行い、塊状物の表面の含水率を増加させ、流動性を調整することとしてもよい。
【００３５】
この塊状物を混合押込ホッパー２６に送り込むと同時に、この混合押込ホッパー２６に高含水率汚泥を供給装置２２により所定の供給速度にて送り込み、この塊状物と高含水率汚泥とを混合する。
混合押込ホッパー２６としては、ホッパー内部に立軸スクリューとパドルスクリューを併用した供給構造機構を設けたもの等が好適に用いられる。
【００３６】
滑材としては、上記の高含水率汚泥の他、水、従来からセメント焼成炉にて焼却処理もしくは副燃料として利用していた廃油、再生油等の油類、廃酸等の酸性廃液、廃アルカリ水のアルカリ性廃液、酸性廃液やアルカリ性廃液を中和した中和処理液等の廃棄水も使用可能である。
【００３７】
この混合押込ホッパー２６で混合された混合汚泥を、オーガーフィーダー２７により加圧して輸送ポンプ２８に供給し、この輸送ポンプ２８によりパイプライン２９を経由してセメント焼成炉等に供給し、燃焼処理する。
パイプライン輸送される混合汚泥のずり応力は、混合汚泥における高含水率汚泥の混合率、および解砕機２５やパイプライン２９での注水量によって調整することができる。
【００３８】
混合汚泥における高含水率汚泥の混合率、すなわち高含水率汚泥と塊状物（低含水率汚泥）との混合比（高含水率汚泥：塊状物）は１：１〜１：３の範囲が好ましいが、高含水率汚泥の持つ粘性（ずり応力）によって適宜決定される。
また、パイプライン２９に圧力計を取り付けてパイプライン２９の一定区間の圧力損失を測定し、パイプライン２９の注水量を制御することによっても、容易にずり応力を調整することができる。
【００３９】
以上説明したように、本実施形態の低含水率汚泥の輸送方法によれば、低含水率汚泥をパイプライン２９に供給可能な大きさにまで解砕して塊状物とし、この塊状物に高含水率汚泥及び水を添加して混合汚泥とし、この混合汚泥をパイプライン輸送によりセメント焼成炉等に供給して燃焼処理するので、低含水率汚泥の含水率を大きく増加させることなく、パイプラインの輸送を行うことができる。
【００４０】
本実施形態の低含水率汚泥の輸送装置によれば、ホッパー２１、２３と、供給装置２２、２４と、解砕機２５と、混合押込ホッパー２６と、オーガーフィーダー２７と、輸送ポンプ２８と、パイプライン２９と、注水ライン３０、３１とにより構成したので、低含水率汚泥の含水率を大きく増加させることなく、パイプラインの輸送を容易に行うことができ、しかも、パイプラインの目詰まり等の不具合が生じる虞もない。
【００４１】
本実施形態のセメント製造設備によれば、セメント焼成炉に本発明の低含水率汚泥の輸送装置を備えたので、セメント焼成炉を利用して低含水率汚泥と高含水率汚泥を含む混合汚泥を焼却処理することができる。
また、低含水率汚泥をパイプライン輸送するので、混合汚泥をセメント焼成炉へ安定供給することができる。また、パイプラインが目詰まりする等の不具合が生じる虞がなく、セメント焼成の操業への影響を小さくすることができる。
【００４２】
なお、本実施形態の低含水率汚泥の輸送方法では、低含水率汚泥を解砕し塊状物とした後、この塊状物に滑材を添加することとしたが、予め低含水率汚泥に滑材を添加しておき、この滑材添加低含水率汚泥を解砕し塊状物としてもよく、低含水率汚泥に滑材を添加しつつ解砕し塊状物としてもよい。
いずれの方法にしても、低含水率汚泥の含水率を大きく増加させることなく、しかも、滑材の有する粘性を有効に利用することで、パイプラインの輸送を可能とすることができる。
【実施例】
【００４３】
以下、本発明について、実施例及び比較例に基づきさらに詳しく説明する。
ここでは、輸送ポンプ２８として、ピストン式のダブルシリンダ型のスラリーポンプを用いた。また、パイプライン２９としては、２００Ａ管を用い、その所定箇所に電磁流量計及び圧力計を設置し、さらに、２００Ａ×１５ｍの長さ位置に分岐管を取り付け、この分岐管を用いて輸送した汚泥を排出可能とするようにした。
そして、この２００Ａ管により輸送される汚泥をセメント焼成炉にて焼却処理するようにした。
【００４４】
また、いずれの実施例および比較例においても、ずり速度を０．２７ｓｅｃ−１とし、２００Ａ管の１５ｍの間に輸送される汚泥の圧力損失を測定することによってずり応力を求めた。また、それぞれの汚泥について、スラリーポンプへの供給の容易性、および輸送配管の圧力損失から輸送性を判断した。
実施例および比較例にて用いた汚泥の性状は下記のとおりである。
【００４５】
「低含水率汚泥」
石灰系の脱水汚泥であり、かつフィルタープレスにて圧搾脱水したもの
含水率：５６％
性状：厚み６〜１２ｍｍ、一辺の長さ３０〜４００ｍｍの繊維質で湿った厚紙様のもの
【００４６】
「高含水率汚泥」
高分子系の脱水汚泥
含水率：７５％
性状：数ｍｍ〜５０ｍｍの塊状混合、含水粘土状
【００４７】
「実施例１〜３」
上記の低含水率汚泥を解砕機にて解砕して平均粒径が５０ｍｍ以下の塊状物とし、この塊状物と高含水率汚泥とを表１に示す混合比にて混合し、実施例１〜３の混合汚泥を作製した。
次いで、これらの混合汚泥を上記のスラリーポンプを用いてパイプライン輸送した。
なお、低含水率汚泥、高含水率汚泥それぞれを単独で用いた場合についても検討し、参考例１、２とした。
【００４８】
「実施例４、５」
上記の低含水率汚泥を解砕機にて解砕して平均粒径が５０ｍｍ以下の塊状物とし、この塊状物と高含水率汚泥とを表１に示す混合比にて混合し、さらに表１に示す割合にて添加水を添加し実施例４、５の混合汚泥を作製した。
次いで、これらの混合汚泥を上記のスラリーポンプを用いてパイプライン輸送した。
【００４９】
「実施例６〜８」
上記の低含水率汚泥を解砕機にて解砕して平均粒径が５０ｍｍ以下の塊状物とし、この塊状物と水とを表２に示す加水率にて混合し、実施例６〜８の混合汚泥を作製した。
次いで、これらの混合汚泥を上記のスラリーポンプを用いてパイプライン輸送した。
【００５０】
「比較例１〜３」
上記の低含水率汚泥を解砕機にて塊状物がほぼ無くなるまでに解砕し、粉体とした。次いで、この粉体と水とを表３に示す加水率にて混合して均質化し、比較例１〜３の混合汚泥を作製した。
次いで、これらの混合汚泥を上記のスラリーポンプを用いてパイプライン輸送した。
なお、低含水率汚泥に加水を行わない場合についても検討し、参考例３とした。
これらの結果を表１〜表３に示す。
【００５１】
【表１】
0005157052.tif 000002
【００５２】
【表２】
0005157052.tif 000003
【００５３】
【表３】
0005157052.tif 000004
【００５４】
これらの結果によれば、実施例１〜３では、低含水率汚泥を塊状に解砕した後、所定量の高含水汚泥を滑材として混合したことによって、パイプラインでの輸送が可能となり、また低含水率汚泥１００重量部に対して高含水率汚泥を１００重量部以上混合することによって数百ｍ以上の長距離輸送も可能となった。
また、実施例４、５では、混合汚泥にさらに水を添加することによって、ずり応力を大きく低下させることが可能となり、低含水率汚泥の長距離パイプライン輸送が容易になった。
【００５５】
また、実施例６〜８では、低含水率汚泥を塊状に解砕した後、所定量の水を滑材として混合したことによって、大きく含水率を上げることなくしてパイプラインでの輸送が可能となった。
このように、実施例１〜８の混合汚泥は、含水率が比較的少ないのにも関わらず、パイプライン輸送での圧力損失が小さく、パイプライン輸送を容易に行うことができることが分かった。
【００５６】
一方、比較例１〜３では、低含水率汚泥を塊状物がほぼ無くなるまでに解砕し所定量の水を混合して更に混合し均質化したので、含水率を多くした場合のみパイプライン輸送が可能となるが、この場合、低含水率汚泥に対して５０重量％以上の水を添加し混合する必要があり、この含水率が高い混合汚泥をセメント焼成設備で処理する場合には、操業に与える影響が大きくなることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の一実施形態の低含水率汚泥の輸送装置を示す模式図である。
【図２】従来の有機系の脱水汚泥の輸送装置を備えたセメント焼成設備を示す模式図である。
【符号の説明】
【００５８】
２１  高含水率汚泥の貯留ホッパー
２２  高含水率汚泥の供給装置
２３  低含水率汚泥の貯留ホッパー
２４  低含水率汚泥の供給装置
２５  解砕機
２６  混合押込ホッパー
２７  オーガーフィーダー
２８  輸送ポンプ
２９  パイプライン
３０  解砕機への注水ライン
３１  パイプラインへの注水ライン
【図１】
0005157052.tif 000005
【図２】
0005157052.tif 000006