(57)【要約】【課題】本発明は、屎尿汚泥焼却灰の有効利用を図ることを目的とし、屎尿汚泥焼却灰から、リン酸質肥料となる焼却灰を選別する方法を提供する。【解決手段】本発明のリン酸質肥料の選別方法は、強熱減量が２質量％以上およびＦｅ２Ｏ３の含有率が２０質量％以上である屎尿汚泥焼却灰を、リン酸質肥料として選別する方法であり、好ましくは、前記屎尿汚泥焼却灰であって、さらに、Ａｌ２Ｏ３の含有率が１５質量％以下である屎尿汚泥焼却灰を、リン酸質肥料として選別する方法である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
強熱減量が２質量％以上およびＦｅ２Ｏ３の含有率が２０質量％以上である屎尿汚泥焼却灰を、リン酸質肥料として選別する、リン酸質肥料の選別方法。
【請求項２】
さらに、Ａｌ２Ｏ３の含有率が１５質量％以下である屎尿汚泥焼却灰を、リン酸質肥料として選別する、請求項１に記載のリン酸質肥料の選別方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、屎尿・浄化槽汚泥の焼却灰から、リン酸質肥料となる焼却灰を選別する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、我が国ではリンは天然資源として産出されず全てを輸入に頼っていた。しかし、近年、天然のリンは世界的に枯渇しつつあり、リンの価格が高騰してリンの確保が難しくなっている。そこで、リン酸質肥料の製造分野では天然のリンを補完または代替するものとして、屎尿・浄化槽汚泥（以下「屎尿汚泥」という。）の焼却灰（以下「屎尿汚泥焼却灰」という。）等の廃棄物に含まれるリンが考えられている。ちなみに、環境省が発行する「屎尿・浄化槽汚泥からのリン回収・利活用の手引き  平成２５年３月」によれば、屎尿汚泥の発生量は２３２８１千ｋＬ／年で、その中のリンの含有量は４８９５ｔ／年と推定されている。
しかし、水質保全等の観点から、該リンは凝集剤により凝集した汚泥中に固定され、該汚泥の大部分は焼却等した後、埋め立てられるため、肥料として利用されるリンは一部に過ぎない。
【０００３】
ところで、前記凝集剤は、硫酸アルミニウム（硫酸バンド）やポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）等のアルミニウム化合物、ポリ硫酸第二鉄や塩化第二鉄等の鉄化合物、および有機高分子等が用いられている。したがって、屎尿汚泥はアルミニウムや鉄を多量に含むものが多い。アルミニウムや鉄の化合物を凝集剤に用いた屎尿汚泥焼却灰中には、例えば、後掲の表１に示すように、Ａｌ２Ｏ３が５〜５０質量％程度、Ｆｅ２Ｏ３が２〜５０質量％程度含まれている。
【０００４】
一般に、アルミニウムや鉄を含む汚泥焼却灰中のリンは、リン酸アルミニウム（ＡｌＰＯ４）やリン酸鉄（ＦｅＰＯ４）が固溶したリン酸鉄アルミニウム（鉱物）の形態で固定されている。
例えば、非特許文献１の１１０〜１１１頁とその表１に示すように、Ａｌ２Ｏ３を１７質量％程度、Ｆｅ２Ｏ３を６質量％程度含む下水汚泥焼却灰中のリン酸鉄アルミニウムの含有率は４０質量％程度と高い。しかし、該鉱物中のリンは２質量％のクエン酸水溶液に溶出しないため、りんく溶率は極めて低い。
まして、アルミニウムや鉄を下水汚泥焼却灰の最大３〜９倍程度含む屎尿汚泥焼却灰では、りんのく溶率がさらに低下して、屎尿汚泥焼却灰の肥料化は難しいと考えられていた。
【０００５】
そこで、屎尿汚泥等の有効利用を促進するため、先に、本願出願人は、屎尿汚泥等から選ばれる１種以上と、カルシウム源とを調合して調合原料を得る調合工程と、該調合原料を焼成炉を用いて１１５０〜１３５０℃で焼成して焼成物であるりん酸肥料を得る焼成工程とを含む、りん酸肥料の製造方法等を提案した（特許文献１）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】秋山堯、「下水汚泥の肥料への利用」、季刊雑誌「肥料」、１０９号、１１０〜１１４頁（２００８年２月１９日）
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特願２０１４−１２２１３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、さらに屎尿汚泥焼却灰の有効利用を図ることを目的として、屎尿汚泥焼却灰から、リン酸質肥料となる焼却灰を選別する方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、屎尿汚泥焼却灰中の化学成分とりん酸く溶率との関係を種々検討したところ、屎尿汚泥焼却灰中の強熱減量および鉄の含有率等が、りん酸く溶率に影響することを見い出し、本発明を完成させた。
【００１０】
すなわち、本発明は、以下の構成を有するリン酸質肥料の選別方法である。
［１］強熱減量が２質量％以上およびＦｅ２Ｏ３の含有率が２０質量％以上である屎尿汚泥焼却灰を、リン酸質肥料として選別する、リン酸質肥料の選別方法。
［２］さらに、Ａｌ２Ｏ３の含有率が１５質量％以下である屎尿汚泥焼却灰を、リン酸質肥料として選別する、前記［１］に記載のリン酸質肥料の選別方法。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のリン酸質肥料の選別方法によれば、屎尿汚泥焼却灰から、りん酸く溶率の高いリン酸質肥料となる焼却灰を簡易に選別でき、屎尿汚泥焼却灰の有効利用を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】屎尿汚泥焼却灰（Ａ灰）のエックス線回折パターンを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明は、前記のとおり、強熱減量が２質量％以上、およびＦｅ２Ｏ３の含有率が２０質量％以上である屎尿汚泥焼却灰を、リン酸質肥料として選別する、リン酸質肥料の選別方法である。以下に、本発明について詳細に説明する。
【００１４】
１．屎尿汚泥焼却灰
屎尿処理施設（汚泥再生処理センター）に集められた屎尿や浄化槽汚泥は、一般に、異物を除去した後に、濃縮、乾燥、加熱、焼却、および堆肥化等の処理が行われて、屎尿汚泥が得られる。そして、本発明で用いる屎尿汚泥焼却灰は、該屎尿汚泥を焼却して得られる残渣である。
本発明では、強熱減量が２質量％以上、およびＦｅ２Ｏ３の含有率が２０質量％以上である屎尿汚泥焼却灰を、リン酸質肥料として選別する。強熱減量およびＦｅ２Ｏ３の含有率が前記範囲にあれば、屎尿汚泥焼却灰のりん酸く溶率は高い。なお、好ましくは、前記強熱減量は２．３質量％以上であり、前記Ｆｅ２Ｏ３の含有率は２５質量％以上である。
また、前記屎尿汚泥焼却灰のＡｌ２Ｏ３の含有率は、好ましくは１５質量％以下、より好ましくは、表１の実施例が示すように、１０質量％以下である。Ａｌ２Ｏ３の含有率が前記範囲にあれば、屎尿汚泥焼却灰のりん酸く溶率は、より高い傾向がある。
【００１５】
図１に一例を示すように、屎尿汚泥焼却灰中の主なリン含有鉱物は、可溶性のＮａ３Ｆｅ２（ＰＯ４）２やＣａＸＭｇｙ（ＰＯ４）２であり、難溶性のリン酸鉄アルミニウムやリン酸アルミニウム（ＡｌＰＯ４）は存在しない。
また、強熱減量は主に未燃炭素量を表し、高含有率のＦｅ２Ｏ３は主に２価の鉄化合物（凝集剤）に由来する。したがって、本発明において、リン酸質肥料として選別される屎尿汚泥焼却灰は、屎尿汚泥を還元雰囲気下で焼却して得られると推測する。
【００１６】
ここで、りん酸く溶率とは、リン酸質肥料中の全てのりん酸（全りん酸、Ｐ２Ｏ５）に対するく溶性りん酸の質量比（％）であり、く溶性りん酸は肥料分析法（農林水産省農業環境技術研究所法）に規定するバナドモリブデン酸アンモニウム法により測定できる。また、屎尿汚泥焼却灰の酸化物の定量は、蛍光エックス線装置を用いたファンダメンタルパラメーター法や、前記肥料分析法に規定する方法により行うことができる。
【００１７】
２．屎尿汚泥焼却灰の造粒
粉塵の発生を抑制して肥料の取り扱いを容易にするか、または肥料効果を十分に発揮させるなどの目的で、肥料の粒度を調整する必要がある場合、前記選別方法において選別された屎尿汚泥焼却灰を造粒するとよい。屎尿汚泥焼却灰の粒度は、好ましくは０．１〜１０ｍｍ、より好ましくは０．５〜５ｍｍである。造粒手段として、例えば、パン型ミキサー、パンペレタイザー、ブリケットマシン、ロールプレス、または押出成型機等を用いることができる。また、屎尿汚泥焼却灰の粒度が粗い場合は、粉砕してから造粒することもできる。
なお、該造粒過程において、肥料の用途に応じて、適宜、リン酸塩やケイ酸塩を追加したり、窒素、加里、苦土等のその他の肥料成分を新たに添加することができる。
【実施例】
【００１８】
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。
１．屎尿汚泥焼却灰中の全りん酸とく溶性りん酸の測定
表１に示す強熱減量および化学組成を有する屎尿汚泥焼却灰（Ａ灰〜Ｌ灰）を用いて、全りん酸およびく溶性りん酸を測定した。全りん酸およびく溶性りん酸は、肥料分析法（農林水産省農業環境技術研究所法）に規定するバナドモリブデン酸アンモニウム法により測定した。また、これらの測定値を用いて、常法により、りん酸く溶率を算出した。これらの結果を表１に示す。
なお、表１の化学組成は、蛍光エックス線装置を用いたファンダメンタルパラメーター法により測定して求めた
【００１９】
【表１】
2016124728.tif 000002
【００２０】
２．屎尿汚泥焼却灰のりん酸く溶率について
表１に示すように、強熱減量が２質量％以上、およびＦｅ２Ｏ３の含有率が２０質量％以上の屎尿汚泥焼却灰（Ａ灰〜Ｃ灰）は、りん酸く溶率が５５〜８０％と高い。これに対し、強熱減量が２質量％未満、またはＦｅ２Ｏ３の含有率が２０質量％未満の屎尿汚泥焼却灰（Ｄ灰〜Ｌ灰）は、りん酸く溶率が２２〜４１％と低い。
したがって、本発明のリン酸質肥料の選別方法によれば、屎尿汚泥焼却灰から、りん酸く溶率が高いリン酸質肥料となる焼却灰を、簡易に選別することができる。
【図１】
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