(57)【要約】【課題】セメント生産効率の低下を軽減し、低コストで有機汚泥を燃料化する。【解決手段】有機汚泥Ｗ１に高温ガスＧ１を通気し、さらに好気性発酵による発酵熱を利用して水分を減少させて燃料とする有機汚泥の燃料化方法。有機汚泥に必要に応じて水分調整材を添加した後高温ガスを通気し、さらに好気性発酵による発酵熱を利用して水分を減少させてもよい。高温ガスの通気及び好気性発酵を行うためにセメント製造用クリンカクーラ２を利用することができる。セメント製造用クリンカクーラにおける好気性発酵により発生した臭気ガスＧ２を酸化触媒により脱臭してもよく、水分を減少させた有機汚泥Ｗ２を加圧成型して粒状化して燃料としてもよい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機汚泥に高温ガスを通気し、さらに好気性発酵による発酵熱を利用して水分を減少させて燃料とすることを特徴とする有機汚泥の燃料化方法。
【請求項２】
前記有機汚泥に必要に応じて水分調整材を添加した後高温ガスを通気し、さらに好気性発酵による発酵熱を利用して水分を減少させることを特徴とする請求項１に記載の有機汚泥の燃料化方法。
【請求項３】
前記高温ガスの通気及び好気性発酵を行うためにセメント製造用クリンカクーラを利用することを特徴とする請求項１又は２に記載の有機汚泥の燃料化方法。
【請求項４】
前記セメント製造用クリンカクーラ内の有機汚泥を撹拌することを特徴とする請求項１、２又は３に記載の有機汚泥の燃料化方法。
【請求項５】
前記高温ガスとしてセメント焼成装置又は発電装置で発生した５０℃以上１４０℃以下のガスを用いることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の有機汚泥の燃料化方法。
【請求項６】
前記好気性発酵を超好熱細菌により行うことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の有機汚泥の燃料化方法。
【請求項７】
前記セメント製造用クリンカクーラにおける好気性発酵により発生した臭気ガスを酸化触媒により脱臭することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の有機汚泥の燃料化方法。
【請求項８】
前記水分を減少させた有機汚泥を加圧成型して粒状化して燃料とすることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の有機汚泥の燃料化方法。
【請求項９】
前記水分を減少させた有機汚泥に発熱量調整材を添加した後加圧成型して粒状化することを特徴とする請求項８に記載の有機汚泥の燃料化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、下水汚泥等の有機汚泥を燃料化する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、下水汚泥等の有機汚泥を燃料として有効利用する方法が種々提案されている。例えば、特許文献１等には、下水汚泥等の含水汚泥を、含水スラリー状のまま、セメント製造設備のキルンの窯尻部や仮焼炉へ直接投入して燃料化する技術が開示されている。
【０００３】
また、特許文献２には、遊休のセメント原料用横型ミルで超好熱細菌を使用して有機汚泥を発酵させ、発酵した有機汚泥を所望の形状に加圧成型すると共に可燃性廃棄物や固形燃料等の発熱量調整剤を添加して熱量調整を行い、発酵により発生した臭気ガスを酸化触媒により脱臭する有機汚泥の燃料化方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３９３３１９４号公報
【特許文献２】特開２０１３−０７２０５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記特許文献１に記載の方法では、有機汚泥を含水スラリー状のままセメントキルンの窯尻部に投入するため、有機汚泥中の水分によって熱量損失が生じ、セメント生産効率の低下を招く原因となる。
【０００６】
一方、特許文献２に記載の方法では、セメント原料ミルを使用して汚泥を堆肥化し、燃料としてキルンに投入しているが、セメント原料ミルは一般的に設備容量が小さいため、発酵処理量が低い。また、汚泥の堆肥化には１〜２ヶ月を要するため、保管のための設備や手間が掛かり、設備コストや運転コストが増大する。
【０００７】
そこで、本発明は、上記従来の技術における問題点に鑑みてなされたものであって、セメント生産効率の低下を軽減し、低コストで有機汚泥を燃料化することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明は、有機汚泥の燃料化方法であって、有機汚泥に高温ガスを通気し、さらに好気性発酵による発酵熱を利用して水分を減少させて燃料とすることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、有機汚泥の水分を高温ガスや好気性発酵による発酵熱を利用して減少させるだけであるため、堆肥化する場合のような長期の処理期間が不要で、１日〜４日の処理期間で済み、セメント生産効率の低下を軽減し、低コストで有機汚泥を燃料化することができる。
【００１０】
上記有機汚泥の燃料化方法において、前記有機汚泥に必要に応じて水分調整材を添加し、有機汚泥のハンドリング性を改善した後高温ガスを通気し、さらに好気性発酵による発酵熱を利用して水分を減少させることができる。
【００１１】
上記有機汚泥の燃料化方法において、前記高温ガスの通気及び好気性発酵を行うためにセメント製造用クリンカクーラを利用することができる。クリンカクーラは、セメント原料ミルよりも設備容量が大きいため、汚泥発酵量を増加させることができ、さらに低コストで有機汚泥を燃料化することができる。また、クリンカクーラは原料ミルよりも送風量を増加できるため、有機汚泥の処理時間を短縮することが可能である。
【００１２】
また、前記セメント製造用クリンカクーラ内の有機汚泥を撹拌することで、有機汚泥と高温ガスの接触効率が向上し、好気性発酵が活発となり、水分の減少を促進させることができる。
【００１３】
前記高温ガスとしてセメント焼成装置又は発電装置で発生した５０℃以上１４０℃以下のガスを用いることができ、例えば、好気性発酵等を行うセメント製造用クリンカクーラに隣接する装置を利用することができる。
【００１４】
前記好気性発酵を超好熱細菌により行うことができる。超好熱細菌を用いることで、通常の発酵菌によっては昇温が期待できない高温の温度域（８５℃以上）において効率的に発酵が促進されるため、有機汚泥内に含有する水分を短期間で低減することが可能となる。
【００１５】
前記セメント製造用クリンカクーラにおける好気性発酵により発生した臭気ガスを酸化触媒により脱臭することができ、環境に配慮した有機汚泥の燃料化が可能となる。
【００１６】
前記水分を減少させた有機汚泥を加圧成型して粒状化して燃料として利用することができ、運搬時等の取り扱いを容易とし、その利用範囲を拡大することができる。
【００１７】
前記水分を減少させた有機汚泥に発熱量調整材を添加した後加圧成型して粒状化することができ、用途に合わせて発熱量を調整することができる。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように、本発明によれば、セメント生産効率の低下を軽減し、低コストで有機汚泥を燃料化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る有機汚泥の燃料化方法を適用した燃料化装置を示す全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
次に、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２１】
図１は、本発明に係る有機汚泥の燃料化方法を適用した燃料化装置の一例を示し、この燃料化装置１は、セメント製造用クリンカクーラ（以下「クリンカクーラ」という。）２と、脱臭処理装置３と、加圧成型装置４とを備える。ここで、有機汚泥とは、下水汚泥、製紙汚泥、ビルピット汚泥、食品汚泥、消化汚泥等をいう。
【００２２】
クリンカクーラ２は、有機汚泥Ｗ１の水分を低減するために備えられ、供給された有機汚泥Ｗ１を運搬するグレートプレート（以下「プレート」という。）２ａと、プレート２ａ上の有機汚泥Ｗ１を撹拌するため、矢印方向に回転するパドラ２ｂと、高温ガスＧ１をプレート２ａ上の有機汚泥Ｗ１に吹き付けるガス吹付口２ｃ等を備える。また、プレート２ａの移動だけでは有機汚泥Ｗ１をクリンカクーラ２から円滑に排出することが困難な場合には、パドラ２ｂとは逆方向に回転するパドラを別途設けて有機汚泥Ｗ１の排出を促進することができる。クリンカクーラ２はセメント原料用横型ミルよりも容量が大きいため、従来よりも多量の有機汚泥Ｗ１を発酵処理することができる。
【００２３】
クリンカクーラ２には、高温ガスＧ１の供給量を調整できるエアビーム式クーラを用いることが好ましく、高温ガスＧ１がプレート２ａ上の有機汚泥Ｗ１の層から吹き抜けるのを防ぐことができる。また、クリンカクーラ２として、遊休のセメントキルン５に付設されたものを用いることができる。複数のセメント焼成装置が設置されているセメント製造工場において、遊休のセメント焼成装置に隣接する稼働中のセメント焼成装置が存在すれば、稼働中のセメント焼成装置の排ガスを高温ガスＧ１として効率的に用いることができる。
【００２４】
脱臭処理装置３は、クリンカクーラ２内で有機汚泥Ｗ１の発酵処理時に発生する臭気ガスＧ２を脱臭処理するために備えられる。脱臭処理装置３において、例えば、オゾンを酸化剤として用い、反応効率を改善するためにオゾンを吸着する高シリカ質のハニカム状触媒を組み合わせたものなどの酸化触媒を使用し、アンモニアやアルデヒド等を脱臭処理して臭気ガスＧ２を清浄化する。
【００２５】
加圧成型装置４は、クリンカクーラ２において水分が低下した有機汚泥Ｗ２をペレット状等の所望の形状へ加圧成型して粒状化燃料Ｐを製造するために備えられる。
【００２６】
次に、上記構成を有する燃料化装置１の動作について図１を参照しながら説明する。
【００２７】
セメントキルン５の窯前等から、下水汚泥等の有機汚泥Ｗ１に、必要に応じて水分調整材として木屑、廃畳等を添加した後クリンカクーラ２に供給し、ガス吹付口２ｃから高温ガスＧ１をプレート２ａ上の有機汚泥Ｗ１に吹き付けると共に、超好熱細菌を用いて有機汚泥Ｗ１を好気性発酵させて発酵熱を利用して有機汚泥Ｗ１の水分を低減させる。ここでの有機汚泥Ｗ１の発酵は、発酵そのものが目的ではなく、発酵熱を利用して有機汚泥Ｗ１の水分を減少させることを目的とする。尚、超好熱細菌とは、通常の発酵菌では昇温が期待できない高温の温度域（８５℃以上）においても好気的に活動し、発酵し得る特徴を有するものである。
【００２８】
また、パドラ２ｂを回転させてプレート２ａ上の有機汚泥Ｗ１を撹拌することで、高温ガスＧ１が一様にプレート２ａ上の有機汚泥Ｗ１内を通過し、効率的に有機汚泥Ｗ１の水分の低減を行うことができる。小径の有機汚泥Ｗ１がガス吹付口２ｃから落下した場合は、クリンカクーラ２の風室内に設置されているスピレージコンベア（不図示）で系外に排出する。
【００２９】
ここで、高温ガスＧ１として、５０℃〜１４０℃で、水分含有率が低く、酸素含有率が大気成分と略々同様のものを用いることが好ましい。この温度範囲のものを用いることで、有機汚泥Ｗ１の水分の低減を効率的に行うことができると共に、高温ガスＧ１を排出する装置の熱損失を低く抑えることができる。また、水分含有率の低い高温ガスＧ１の方が有機汚泥Ｗ１の水分量の低減に効果的であり、酸素含有率が大気成分と略々同様の２０％程度のものを用いることで、有機汚泥Ｗ１の発酵効率を向上させることができると共に、高酸素濃度に起因する爆発等の事故を防止することができる。
【００３０】
高温排ガスＧ１としてセメント焼成装置の排ガスや発電装置の排ガスを用いることができ、セメント焼成装置の排ガスとしてクリンカクーラの排ガス、セメントキルンの排ガス、ボイラの排ガス、及び塩素バイパス排ガス等を用いることができるが、温度、水分含有量及び酸素含有率を考慮するとクリンカクーラの排ガスが最適である。
【００３１】
さらに、有機汚泥Ｗ１の発酵に超好熱細菌を用いることで、通常の好気性発酵よりも効率的に有機汚泥Ｗ１の水分を低減させることができる。クリンカクーラ２において、有機汚泥Ｗ１を堆肥化させる必要はなく、発酵熱を利用して水分を低減させればよいため、クリンカクーラ２内で１日〜４日程度滞留させればよい。
【００３２】
次に、クリンカクーラ２から排出した臭気ガスＧ２を脱臭処理装置３で臭気分解すると共に、クリンカクーラ２から排出した有機汚泥Ｗ２を発熱量調整材Ａと共に加圧成型装置４に供給して粒状化させ、粒状化燃料Ｐをセメント焼成装置等における燃料に使用する。有機汚泥Ｗ２をセメントキルンや仮焼炉の燃料として直接利用することも可能であるが、単体では発熱量がそれほど高くはないため、他の用途に利用する場合には、加圧成型前に発熱量調整材Ａを添加して熱量調整を行う。発熱量調整材Ａには、廃プラ類、塗料カス、廃油等の可燃性廃棄物や固形燃料等を用いることができる。
【００３３】
以上より、本発明によれば、有機汚泥Ｗ１に高温ガスＧ１を通気し、さらに好気性発酵による発酵熱を利用して水分を減少させて燃料とするため、堆肥化する場合のような長期の処理期間が不要で、短い処理期間で、セメント生産効率の低下を軽減し、低コストで有機汚泥Ｗ１を燃料化することができる。
【００３４】
尚、上記実施の形態では、クリンカクーラ２を用いて好気性発酵等を行ったが、一般的な発酵処理装置を用いることもできる。また、脱臭処理装置３を設置せずに、隣接する稼働中のセメント焼成装置等で臭気ガスＧ２を処理することもできる。
【符号の説明】
【００３５】
１  有機汚泥の燃料化装置
２  クリンカクーラ
２ａ  プレート
２ｂ  パドラ
２ｃ  ガス吹付口
３  脱臭処理装置
４  加圧成型装置
５  セメントキルン
Ａ  発熱量調整材
Ｇ１  高温ガス
Ｇ２  臭気ガス
Ｐ  粒状化燃料
Ｗ１、Ｗ２  有機汚泥
【図１】
2016065119.tif 000003