(57)【要約】【課題】装置内での搬送性が高く抑臭効果もあり、かつ、木質系の炭化物・半炭化物の助燃材が奏する分散性、燃焼性とも相まって、高含水率畜糞の燃焼処理方法を提供する。【解決手段】高含水率畜糞と木質系の炭化物もしくは半炭化物とを重量比９０／１０〜６０／４０で混合・分散させ、この混合物を乾燥・燃焼させる。高含水率の畜糞と木質系の炭化物もしくは半炭化物とを上記の重量比で混合させることにより、混合物のみかけ粘度が上昇し、半固体状〜極めて高粘度の湿潤体になるので、次いで乾燥・燃焼工程に供給するまでの搬送性が高くなる。また、木質系の炭化物もしくは半炭化物は、籾殻燻炭などに比してシリカ成分の含有量が低いので、燃焼炉内におけるクリンカーなどの発生も抑制することが出来るので好ましい。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
高含水率の畜糞と木質系の炭化物もしくは半炭化物とを重量比９０／１０〜６０／４０で混合し、この混合物を乾燥させて燃焼させることを特徴とする高含水率畜糞の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、例えば豚糞のように高含水率の粘稠な畜糞を燃焼させて処理する方法に関する。なお、本発明における高含水率畜糞とは、含水率が７０％以上ある畜糞を示す。
【背景技術】
【０００２】  これまで、家畜の糞尿、とりわけ含水率の比較的高い豚糞などの畜糞の処理方法は種々提案されている。例えば、畜糞を有機肥料化したり直接農地に還元したりする方法や、畜糞を発酵処理する方法などが挙げられる。しかし、これらの方法にはそれぞれ問題点がある。例えば、有機肥料化したり直接農地に還元したりする方法では、年々増大する畜糞の処理が間に合わなくなってきている。これに加えて、肥料化法では、土壌中の硝酸・亜硝酸性窒素は土壌に吸収され難いため、地下水に移行し易く汚染が広範囲に拡大する可能性がある。また、メタン発酵法では、可燃ガスの産生には適しているが、水性の液状残渣自体は残るので完全に除くための二次処理などが必要とされる。【０００３】  これとは別に、畜糞を燃焼して処理する場合は、メタン発酵法のように二次処理を必要としないため、処理方法としては優れている。しかし、粘稠な畜糞は、そのままでは一つの連続相を形成しているので、燃焼炉内に供給するに際し、完全燃焼させる為に出来るだけ表面積を大きくする工夫が必要である。表面積が小さい状態では、不完全燃焼や燃焼むらの為にダイオキシンなどの有害ガスの発生が懸念されるとともに、燃焼そのものが安定的に持続しないことが懸念される。また、高含水率の粘稠な畜糞は液状を呈しているので、燃焼炉に供給するに際し、搬送性の確保も大きな技術課題と云える。【０００４】  畜糞の燃焼処理においては、出来るだけ表面積が大きく分散された状態で燃料となる畜糞を燃焼炉に供給する必要がある。例えば、畜糞を液滴として燃焼炉に供給する方法があるが、その目的の為に、例えば噴霧ノズルを使用することが一般的に考えられる。しかしながら、粘稠な畜糞の中には、木片、藁などの草木片の他に小石などの固形物が混入する可能性が高く、噴霧ノズル先端孔の閉塞により燃焼処理が不安定になる場合があり、液滴での供給は未だ改善すべき点も多い。固形物を前もって濾過して除く前処理を行えばよいが、濾過時間が長くなることに加え、臭気を有する炉材を定期的に交換するなどのメンテナンスが必要となり有利な方法とは言えない。【０００５】  そこで、燃料となる畜糞の表面積を出来るだけ大きくした状態で燃焼させる方法として、例えば、特許文献１に記載の方法がある。特許文献１には、約８０％前後の水分を含む畜糞に、スクリューコンベアを用いて籾殻燻炭や木炭などの炭素類を重量比１：１で混入し、乾燥用通過路を経由させて乾燥させた後、燃焼炉で焼却処理を行う方法が記載されている。畜糞に籾殻燻炭や木炭を混合しているので、混合物を乾燥した後の畜糞の表面積を出来るだけ大きくした状態で燃焼させることができ、燃焼効率がよくなる。【０００６】
【特許文献１】特開昭４８−５９６７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】  特許文献１では、畜糞に籾殻燻炭を重量比１：１で混入させるため、大量の畜糞を処理しようとする場合には、それと同量の籾殻を必要とする。しかしながら、籾殻の生産は季節変動要因が大きいため、季節に関係なくコンスタントに畜糞を処理するために混合する炭素類としては必ずしも最適な組み合わせであるとは言えない。さらに、籾殻燻炭を高温で燃焼させると、灰の主成分のケイ酸が塊として残り、燃焼炉内にクリンカーが生成されるなど、安定燃焼を妨げるような問題が発生する。【０００８】  また、豚糞などの含水率が非常に大きい畜糞を燃焼して処理する場合、上述のように、液状に近い畜糞を燃焼炉まで搬送するための搬送性の確保が重要となるが、特許文献１には、籾殻燻炭や木炭などの炭素類を畜糞に混合した後の混合物の搬送性については何も示唆されておらず、畜糞と籾殻燻炭や木炭などの炭素類との混合割合による畜糞の燃焼炉までの搬送性の検討はなされていない。【０００９】  そこで、本発明は、豚糞などの高含水率の粘稠な畜糞を燃焼させて処理する方法において、装置内での搬送性が高く、かつ、クリンカーの発生を極力抑えながら大量の畜糞を炉内で安定的に燃焼処理することが可能な方法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】  前記目的を達成した本発明の高含水率畜糞の処理方法は、高含水率の畜糞と木質系の炭化物もしくは半炭化物とを、重量比９０／１０〜６０／４０で混合し、これを乾燥させて燃焼させることを特徴とする。【００１１】  本発明の好ましい実施態様の一つとして、木質系の炭化物は低品位木炭である。【００１２】  本発明の好ましい実施態様の一つとして、高含水率畜糞の処理方法は、高含水率の畜糞と木質系の炭化物もしくは半炭化物との重量比は、９０／１０〜６５／３５である。さらに好ましい重量比は、９０／１０〜７０／３０である。【００１３】  本発明の高含水率畜糞の処理方法によれば、木質系の炭化物もしくは半炭化物として、例えば、間伐材、木材チップ、木片、おが屑などの木質系の材料を炭化させたもの、もしくは半炭化させたものを用いるので、高含水率の畜糞を、廃棄物である間伐材、木材チップ、木片、おが屑などの、従来は廃棄物として扱われていたものも同時に処理することができる。【００１４】  間伐材、木材チップ、木片、おが屑などの木質系の材料を炭化させたものまたは半炭化させたものを燃焼助材として使用する場合は、低品質の炭化物である方が好ましい。燃焼助材の配合効果により、燃焼助材の表面に付着・担持された畜糞の燃焼はさらに促進され、畜糞を完全に燃焼処理することができる。なお、このような低品質の炭化物は、間伐材、木材チップ、木片、おが屑などを炭化させる際に、必要となる酸素量を炭化もしくは半炭化に呈した割合及び混合方法を選定して調製することができる。【００１５】  畜糞と木質系の炭化物もしくは半炭化物とを混合させたことにより、高含水率畜糞は木質系の炭化物もしくは半炭化物の表面に付着・担持されて燃焼炉まで搬送されるが、本発明の高含水率畜糞の処理方法によれば、畜糞と木質系の炭化物もしくは半炭化物とを、重量比９０／１０〜６０／４０の割合で混合しているので、混合物のみかけ粘度が上昇して、半固体状、あるいは極めて高粘度の湿潤体になるので、混合して乾燥させ、燃焼炉に供給するまでの搬送性が高くなる。なお、畜糞と木質系の炭化物もしくは半炭化物との混合比は、大量の豚糞の処理と更なる搬送性、燃焼性などを考慮すると、好ましくは重量比で９０／１０〜６５／３５、より好ましくは、９０／１０〜７０／３０である。【００１６】  ここで、畜糞と木質系の炭化物もしくは半炭化物と混合させて乾燥させる過程で、混合物の塊を分散させたり破砕させたりするとよい。混合物の分散や破砕により、燃焼炉に搬送される混合物の表面積は大きくなり、完全に混合物を燃焼させることが可能となる。また、混合物の分散や破砕により、燃焼炉へ供給される空気は混合物の間隙に入り易くなっているので、安定した燃焼条件を確保することが出来るとともに、理論空気量に対して過剰な空気の割合を適正に抑えることができ、燃焼装置の熱バランスや運転費も低減することができる。
【発明の効果】
【００１７】  本発明の高含水率畜糞の処理方法によれば、以下の効果を奏する。
（１）木質系の炭化物もしくは半炭化物として、例えば、間伐材、木材チップ、木片、おが屑などの木質系の材料を完全に炭化させたもの、もしくは半炭化させたものをそれ自身が可燃性である燃焼助材として用いるので、極めて容易に畜糞を燃焼処理することができる。
（２）高含水率畜糞と木質系の炭化物もしくは半炭化物とを重量比９０／１０〜６０／４０で混合するので、混合物の粘度が上昇して、半固体状、あるいは極めて高粘度の湿潤体になり、乾燥・燃焼工程に供給するまでの搬送性がよい。
（３）畜糞のみの場合に比べて、混合物中に可燃性の木質系の炭化物もしくは半炭化物が好ましく分散しているので、畜糞の表面積を出来るだけ大きくした状態で燃焼させることができ、乾燥・燃焼過程のエネルギー効率がよくなる。
（４）木質系の炭化物もしくは半炭化物を高含水率畜糞に混合させているので、畜糞の臭気を抑制することができる。
（５）木質系の炭化物もしくは半炭化物を用いているので、空気は混合物の間隙に入り易くなっており、安定した燃焼条件を確保することが出来る。
（６）木質系の炭化物もしくは半炭化物と畜糞とを混合させているため、木質系の炭化物もしくは半炭化物のみを燃焼させた場合に起こりやすい異常燃焼や爆発などの危険性を好ましく回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】  以下、本発明の実施の形態における高含水率畜糞の処理方法について説明する。本実施の形態においては、高含水率畜糞として豚糞を例にその処理方法について説明する。一般的に、豚糞は鶏糞や牛馬糞などに比して含水率が高く、重量割合で７０〜９０％程度の水分を有している。また、子豚の場合は更に含水率が高く、９０％以上の水分を有している。本実施の形態における高含水率畜糞の処理方法は、高含水率畜糞に木質系の炭化物もしくは半炭化物を混合・分散、必要に応じて粉砕する工程と、この湿潤混合物を乾燥させながら燃焼させる燃焼工程とを含む。以下に、それぞれの工程について詳細に説明する。【００１９】（１）混合・分散工程
まず、豚糞に木質系の炭化物もしくは半炭化物を好ましい重量比として、８５／１５〜７０／３０の割合で混合する。混合する方法としては、従来公知の色々な方法を適用することができる。例えば、攪拌翼のついた混合装置、回転翼あるいは剪断作用を有する各種のミキサー、各種  和機（ニーダー）が代表的なものとして挙げられる。豚糞と木質系の炭化物もしくは半炭化物とを好ましい重量比８５／１５〜７０／３０の割合で混合することによって、混合物の粘度が上昇して、半固体状、あるいは極めて高粘度の湿潤体になり、後述する乾燥・燃焼を行うために、装置内を搬送させる際の操作性に優れた状態となる。【００２０】  木質系の炭化物もしくは半炭化物としては、従来廃棄物として処理されている間伐材、木材チップ、木片、おが屑などを炭化処理あるいは半炭化処理させた低品位の炭化物が最適に用いられる。このような炭化物は、後述する燃焼工程における燃焼特性が良好であり、豚糞を安定した燃焼を持続させながら完全に燃焼させることが可能となる。その意味で、この混合・分散工程において、必要であれば混合しながら粗砕・破砕などを施すことも好ましい。以上の意味で砕け易い低品位木炭は、分散性、燃焼性、抑臭性の意味からも好ましい助燃材であると云うことが出来る。【００２１】（２）乾燥・燃焼工程
次に、畜糞と燃焼助材との混合物内に存在する水分を除去・乾燥させ燃焼させるために、混合物を乾燥・燃焼工程へ搬送する。本実施の形態における混合物の乾燥装置には従来公知のものを使用することができる。この乾燥過程では、後述する燃焼工程における燃焼効率を向上させるために、混合物に含まれる水分をある程度除去し、混合物を半乾燥もしくは乾燥状態にする。【００２２】  乾燥の度合いが一定以上に進むと塊状となることが多い。そこで、更に分散・粉砕操作を実施して、混合物の塊を更に小さくすることにより、混合物の表面積を大きくすることが出来る。このような混合物を分散および粉砕する装置としては、従来公知のものを用いることができる。【００２３】  以上の操作で、分散・粉砕された半乾燥あるいは乾燥された混合物を燃焼炉へ供給し燃焼処理する。このとき用いられる焼却炉としては、流動床タイプ、ストーカタイプ、ロータリーキルンタイプやトルネード方式の燃焼炉等を挙げることが出来る。なお、乾燥から燃焼に至る工程で、同一装置内に於いて、例えば、前段で乾燥もしくは半乾燥を行い、後段で燃焼を行っても良く、また、乾燥装置と燃焼装置に異なったタイプの炉を適用することも可能である。【００２４】  本実施の形態における焼却工程では、ダイオキシンなどの有害物質を発生させない為に８００℃以上の高温で混合物を燃焼させることが望ましい。通常、固形の燃焼助材である木質系の炭化物を使用し、一定の限界温度以上で燃焼炉に導入する過程で粉塵爆発などの潜在的な危険性を有するが、本実施の形態では、豚糞と混合させているため、混合後に乾燥させて水分率が低下した状態になっても、豚糞由来の物質を含んでいるので燃焼性が好ましく和らげられ、異常燃焼や爆発などの危険性を容易に回避できる。【００２５】  燃焼により混合物は、最終的にはガス分と灰分とになる。灰分の中には肥料などとして有用な燐分などの成分も含まれているので、有効利用することができる。なお、本実施の形態では、豚糞と木質系の炭化物とを好ましい重量比として、８０／２０〜７０／３０の割合で混合させているので、焼却後に排出される灰分も多く産生される。【００２６】  以上のように、本実施の好ましい形態によれば、豚糞と木質系の炭化物とを重量比８０／２０〜７０／３０の割合で混合させているので、混合物の粘度が上昇して、半固体状、あるいは極めて高粘度の湿潤体になり、装置内の搬送性が高くなる。また、混合する豚糞の割合が高いので、大量の豚糞を処理することができる。さらに、本発明で使用する木質系の炭化物もしくは半炭化物は、高温の燃焼炉内に於いて、例えば籾殻燻炭などようにシリカ分の含有率が低いので、クリンカーなどを生成しずらい燃焼助材であり、豚糞を長期間安定的、持続的に燃焼処理することができる。【００２７】  また、本実施の形態によれば、木質系の炭化物もしくは半炭化物として、とくに低品位木炭の場合には、混合物を乾燥・燃焼させる場合、燃焼特性にも優れているので、豚糞をより安定的に且つ完全に燃焼させることが可能となる。【００２８】  なお、本実施の形態における燃焼工程において発生した熱を、高含水率の蓄糞の水分率の低減、あるいは、木質系の炭化物あるいは半炭化物との混合���の予備乾燥や乾燥などに利用することも出来る。
【実施例１】
【００２９】  以下に、実験用ロータリーキルンタイプの燃焼装置で豚糞を処理した例を示す。
まず、固液分離を施した豚糞（水分率８８％）６７部と低品質の木炭３３部を、該木炭の一部を粗砕させながら混合した。この混合物をロータリーキルン内に５０ｇ／分のスピードで供給した。５５０℃に内壁が加熱されているロータリーキルンの前段ではこの混合物の水分を蒸発させ、後段では着火バーナーを介して炉温８３０℃で完全燃焼させた。
【産業上の利用可能性】
【００３０】  本発明によれば、装置内での搬送性が高く、かつ、高含水率の畜糞を処理することが可能となり有用である。また、燃焼処理によって発生した灰分を肥料として活用することもでき、有害物質を排出しない上に産生物が有効利用可能な畜糞の処理方法として好適に用いることができる。【００３１】  また、本実施の形態における燃焼工程において発生した熱を、農林生産物の脱水／乾燥や微生物の培養に利用することもできる。燃焼炉出口付近でのガス温度は８００℃以上あるので、例えばこの熱を、温度降下の段階に応じて多段的に目的の異なる複数の乾燥装置に適用することができる。例えば、木材などの乾燥には４００℃〜６００℃の熱源が好適なため、燃焼炉から出たばかりの高温のガスを配管を介して利用することが出来るが、このガスの温度の降下とともに、３００℃〜５００℃の熱を必要とする農作物残渣の乾燥や、１００℃以下の熱を必要とする藻類などの微生物の培養に利用することも可能である。