JPH0295500A - スラッジの焼成及び洗浄・捕集方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はスラッジの焼成及び洗浄・補集方法に関し、特
にスラッジの焼成を効率よく行ない、かつ、後工程とし
て微粒の洗浄−ｉ集を一連の作業で効率よく行ない有害
成分を外部に漏らすことのないスラッジの焼成及び洗浄
・補集方法に関する。

〔発明の背景〕

一般に、工業廃水等にあって１人体へ悪影響を与える各
種有害重金属を含んでいることが多く。

この有害重金属の処理技術には種々の方法が開発されて
いる。この有害重金属は主として水銀、シアン、クロム
、ひ素等またはそれらの化合物が多く知られており、こ
れらの化合物は常態においては容易に分離し得す、その
分離処理方法として、例えば酸化分解して無機化し、更
に水を分離することにより処理することが知られている
。そして、この工程後、海中廃棄や埋立て等によって処
分されることになる。

ところで、上記した海中廃棄や埋立て等によると、その
後の環境変化によっては種々の化学変化を伴ないながら
再び有害物質に変化する虞れがある。

そこで、前記の廃棄等を行なう前に有害重金属を固化処
理、即ち、水溶性物質を不溶性物質に変え、必要な強度
を与えて廃棄することが必要となり、この固化方法とし
て燃焼固化、コンクリート固化、乾燥処理等が用いられ
ている。

前記した燃焼固化処理方法としては、流動床式焼却炉を
使用した固化処理方法が知られており、この処理方法は
焼却炉内に熱媒体（例えば炭化珪素、アルミナ等）を収
容し、この熱媒体中に有害重金属を含有するスラッジを
投入し、高温、高圧によって焼成してクリンカ状と成し
て、均一な性状で不溶固化することがその基本原理であ
る。

しかしながら、従来の焼却炉内燃焼にあっては、燃焼に
必要な酸素の供給が十分に行なわれず、かつ、流動床の
流動層内の熱媒体及びスラッジの混合投入量の調整がう
まく行なわれないために、スラッジの焼成に十分な熱量
が得られず、あるいは仮に得られたとしても逆に多くの
燃料を使うことになってしまう、また、スラッジの焼成
後、クリンカ状の微粒中には有害重金属が封じ込められ
たままで、排ガスとして大気中・＼放出すると、破壊さ
れて大気汚染の原因となり１人体への悪影響を及ぼすこ
ととなってしまう問題があった。

〔発明の目的〕

本発明は上記した従来の問題点に着目してなされたもの
で、かかる問題点を解消して焼却炉内に十分な高温を得
、瞬時にタリンカ状となして有害重金属を封じ込めて不
溶固化するとともに、その後工程として得られたタリン
カを洗浄し、有害成分を分離して補集し、大気中には清
浄な排ガスとして放出することができるスラー、ジの焼
成及び洗浄補集手段を提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

この目的を達成するために、本発明に係るスラッジの焼
成及び洗浄・補集方法は熱媒体が収容され、高圧／ヘー
ナを臨ませて配設した流動床式焼却炉内に、前記バーナ
から酸素富化手段を介しての酸素の供給により火焔温度
１６００度以上、以上炉内温度１５００度以」―、前前
記熱媒体温度１４０庶 スラッジを投入し，該スラッジの水分爆発的蒸発作用に
より超微粒のクリンカ状と成して含有重金属を封じ込め
て不溶固化物とし、その不溶固化物６有カスを洗浄・補
集装置に導入し、前記洗浄・補集装置に配設された放水
管からの放水により洗浄し，前記洗浄・補集装置の下部
に設けられた沈澱槽に沈殿される不溶固化物と前記洗浄
・補集装置内に設けられた洗浄補集手段及び脱水手段を
通過させながら清浄されるガスとに分け、かつ、中和手
段を前記沈澱槽と前記放水管とに接続して洗浄水を循環
させるようにしたことを特徴としている。

〔作用〕

上記したように本発明に係るスラッジの焼成及び洗浄φ
補集方法によると、有害重金属は瞬時に超微粒のクリン
カ状として封じ込められ、その不溶固化物を含有するガ
スは洗浄・補集装置によって効率よく後処理され，清浄
なガスとして大気中に放出されることになる。

〔実施例〕

次に本発明に係るスラッジ焼成及び洗浄・捕集方法の実
施例を図面を参照して詳細に説明する。

第１図は本発明を実施したスラッジ焼成及び洗浄・捕集
方法を表わす全体説明図．第２図は同じく流動床下部に
備えられる散気盤の分離斜視図。

第３図は同じく散気盤の要部断面図，第４図は同じく洗
浄ψ捕集装置内に備えられた集塵板の平面図．第５図は
同じく部分断面図である。

これらの図にあって１は、耐火物２で成型された流動床
式焼却炉本体であってこの本体１は、略円筒状を成し、
その上部は大径のフリーボード部３を構成している．こ
のフリーボード部３の略中間位置には、高圧へ−す（５
０〜７　０　Ｋ　ｇ　／　ｃｍ３）４が、前記７リ一ボ
ード部３に対し、斜め下方向に、後述する流動床に本体
ｌを貫通して臨ませて配設されており、この高圧バーナ
４は酸素富化膜を有する酸素富化装置５が設けられたバ
ーナー用ブロアー６と連接されており、この酸素富化装
置５で酸素リッチなエアーが前記高圧バーナ４に供給さ
れ、その火焔温度１６００〜１８００°Ｃ以上として、
前記本体内１の温度を１５００〜１６００”ｃ以上に保
つものとなっている。

更に、前記高圧バーナ４の下方位置にはテーパ部７が形
成され、このテーパ部７が、前記高圧バーナ４と略モ行
状態に形成されており、前記高圧バーナ４の火焔が、後
述する流動層り面に効率よ〈吹き付けられて、燃焼が行
なえるようになっている。そしてこのテーパ部７の下位
には、オイルコークスフィーダ８が本体ｌを貫通して、
後述するｊＱｔｊ１層内にその開口８ａが臨まれており
、このオ・ｒルコークスフィーダ８は、補助燃料として
のオイルコークスを流動層内に投入するもので、後述す
る熱媒体と相まって、効率よく燃焼させ、流動層内温度
を１４００〜１５００°Ｃ以上に安定して維持すること
ができるように配設されている０図中９は、前記大径の
フリーボード部３より小径に形成された波動床、１０は
前記波動床９中に収容された熱媒体である。この流動床
９内には、前記したオイルコークスフィーダ８によって
投入されたオイルコークス、及び、珪砂等の熱媒体１０
．そして有害重金属を含有するスラッジ１１が混合状態
で、流動層Ａを形成したものとなっている。尚、１２は
前記流動層Ａ内に適量の熱風を吹き込むために、前記流
動層Ａ下部に設けられた散気盤、１３は熱媒体を常に適
量に保つ調整作用を有する熱媒体調節兼取出口、１４は
取入口１４ａを介して、流動層Ａ内に熱っせられたエア
ーを供給し、流動層Ａ内の、熱媒体９及びスラッジ１１
を撹拌する流動ブロアーである。

次に、前記散気盤１２の構造及び作用について説明する
。

第２図、第３図において１５は散％盤本体であり、この
散気盤本体１５は耐熱ムで円板状に形成されている。ま
た、散気盤本体１５には適宜個数のネジ孔１６・１６・
・・が貫通して穿設され、この各ネジ孔１６に熱気噴出
用４体１７が螺着されている。

この４体１７はネジ孔１６に合される筒状軸部１８を有
しており、この軸部１８の上部に逆椀状のキャップ部１
９が固設されている。このキャップ部１９内にはその路
中１７Ｂ高さの位置に多数の孔２０−２０・・・を穿設
した中板２１が固設されている。この中板２１の中央部
には円孔２２が穿設され、この円孔２２に連通ずるよう
に軸部１８の貫通孔２３を固設し、貫通孔２３は中板２
１によって形成される空間部２４と連通されている。

一方、軸部１８外周の螺出の１端はキャップ部１９の下
端縁より梢下方位置にし、蓋体１７をネジ孔１６に螺着
したとき、午ヤップ部１９の下端縁と散気盤本体１５の
一ヒ面とに隙間が形成され、その隙間から熱気が噴出す
るようになっている。

このように、散気盤本体に蓋体を螺着したため、散気盤
の孔から珪砂等が熱気路内に落下することがなくなり、
その除去をすることがなくなり１便利なものとなってい
る。

また、キャップ部の下端縁の隙間から熱気を噴出するよ
うにしたため、その熱気の吹き出しが強くなるものとな
っている。

尚、図中２６はテーパ部７を貫通して本体ｌ内へ臨まれ
ているスラッジスクリューツイータ、２７はクリンカ状
微粒を捕集し、かつ、後述する洗浄・捕集装置に微粒を
搬入するサイクロン、２８はサイクロンで捕集された５
〜７ミクロン以りの微粒を流動床９に再送する連通管で
ある。

次に図中３０は、耐熱、耐錆性金属で、略円筒形状に成
形された洗浄・捕集装置である。この装置３０は、タリ
ンカ状の微粒を含有するガスを洗浄して、ｖｉ浄ガスと
して、大気中に放出し、あるいは、後述する沈澱槽内に
、微粒が沈澱されて後処理を容易にしたものであって、
その内部には前記装Δ３０の内径と同径の複数枚積層さ
れ、耐熱、耐錆、耐喰性の集塵板３１・３１が備えられ
ている。この集塵板３１−３１は２段とされて、その構
造は第４図及び第５図に示されるものとなっている。

即ち、この集塵板３１−３１は、複数枚のスクリーン板
３２を積層（例えば３・５・１０枚）したものであって
、微粒子を含むガスが略４５°の角度で集塵板３１の下
方から上昇しながら、通過するように、透孔３３・３３
・・・が多数同一方向に向けられて、配設され、その形
状は網目状とされている。この透孔３３へのガスの導入
角度は４５°とされ、ガス通過時の圧力損失と、ガス中
の微粒の衝突分離の効果を調和させて、微粒の捕集を最
大限効率的に行なうためのものとなっており、更にこの
透孔３３の厚み約０．１５ｍｍ程度、その形状を蜂の巣
状として、横方向の中心間寸法Ａは約９．００ｍｍ程度
、縦方向の中心間隔Ｂは約５．５ｍｍ程度、透孔３３相
互の幅Ｃを約２．２５ｍｍ程度、その開き角度りを１１
０’程度とされている。このスクリーン板３２の積層方
向は第４図に示されている。

即ち、隣接するスクリーン板３２の透孔３３が交互に９
０°で交差しており、さらに、その相互の接合間隔は１
間隙を１〜２ｍｍ程度おいて積層し、この積層によって
密着抵抗がなくなり、微粒の捕集に効率がよいものとな
っている。

次にこの集塵板３１・３１ａの作用について説明する。

クリンカ状微粒を含有するガスが、集塵板３１内に導入
されると、このガスは先ず、最前位置にあるスクリーン
板３２の透孔３３によって４５゜の傾斜角を以って、一
定の方向に侵入し、次のスクリーン板３２の透孔３３に
よって、４５°の角度の侵入と同時に９０°方向を変え
て１次のスクリーン板３２によってさらにガスは９０°
方向に向きを変える。このようにして、ガスは急激に９
０°方向変換を繰り返して、螺旋状に移動するので、そ
の都度ガス中の微粒は分離あるいはスクリーン板３２に
付着する等を繰り返して捕集される。

一方、図中３４は第一の放水管、４０は第一の放水管よ
り上部に設けられた第二の放水管である。

この第一の放水管３４は、本体３０の外部から内部へ貫
通されて、前記集塵板３１の上方に配設され、また第二
の放水管４０は、集塵板３１ａのＬ方に配設されている
。この第一の放水管３４の下端にはスプレィノズル３４
ａ・３４ａが設けられ、そのスプレィノズル３４ａから
集塵板３１上に放水される。また第二の放水管４０の下
端にはやはリスプレイノズル４０ａ＊４０ａが設けられ
、集塵板３１ａ上に放出され、この放出により、前記集
塵板３１及び３１ａを通過したガスを洗浄するものとな
っており、あるいは後述する沈澱槽に微粒は沈澱される
。

即ち、集塵板３１及び３１ａをガスは通過することとな
るので、完全に洗浄される０図中３５は水切用エリミネ
ータ−であって、このエリミネータ−３５によって水分
を含んだガスは通過する際に完全に脱水されて、ガス排
出口３６より、無害な清浄ガスとして大気中に放出され
る。

一方、図中３７は本体３０の下部に設けられた沈澱槽で
ある。この沈澱槽３７は、耐水、耐錆性であって、略直
方体状とされている。この沈澱槽３７には各々仕切られ
た室３７ａ〜３７ｅを有し、この３７ａから３７ｅに順
に微粒含有水が移行し、この移行の際に微粒子は沈澱さ
れ、この沈澱が良好になされるために各仕切室３７ａ〜
３７ｅの交互に上下配置されており、水が上下動してＰ
Ｈ調整装置３８に送られる。このＰＨ調整装置３８は沈
澱槽３７から送られた洗浄水を中和し、その洗浄水はポ
ンプ３９を介して前記放水管３４．４０に運ばれ放水さ
れる。従って、洗浄水は常に中和されて不純物を含まな
いものとなって放水されることとなる。

このように構成されたスラッジの焼成及び洗浄・捕集方
法によると、スラッジがスラッジスクリューフィーダ２
６によって焼却炉本体１内の波動層Ａ内に投入されると
、１４００〜１５００度以上の温度によってスラッジが
水分の爆発的蒸発作用によって、瞬時にタリンカ状の微
粒となる。

この微粒は前記焼却炉本体１上部に設けられたすイクロ
ン２７によって捕集される。この蒔５〜７ミクロン程度
の微粒は再度流動層Ａ内に管２８によって戻され再燃焼
される。また、サイクロン２７によって捕集された微粒
含有ガスは、洗浄・捕集装置３０内に導かれ、沈澱槽３
７中の仕切室３７ａ〜３７ｅを流動する洗浄水で洗浄さ
れ、その洗浄水中に含まれる微粒は各仕切室３７ａ〜３
７ｅの底に次第に沈澱される。そして、この洗浄水はＰ
Ｈ調整装置３８に送られ、中和されてポンプ３９を介し
て放水管３４．４０から放水されるという手順を繰り返
す。また、沈澱槽３７中で洗浄水中の微粒が完全に抜け
ない場合、前記した集塵板３１を通過する際に捕集され
ることとなる。

尚、本実施例では集塵板や放水管を２つとしたが、これ
に限られるものではない。

〔発明の効果〕

に述したように１本発明に係るスラッジの焼成及び洗浄
・捕集方法によると、焼却炉本体内に貨来にない高温が
得られ、スラッジは効率よ〈焼成され、有害重金１４は
タリンカ状の微粒中に封じ込められ、均一な性状の不溶
固化物となる。また、焼成後のカス中の微粒は後工程に
となる沈澱槽や集塵板で捕集され、ガス中の微粒がなく
なり、大気中には人体に悪影響のない清浄な状態のガス
となって放出される。さらに、洗浄水はＰＨ調整装置を
通して循環させるので、処理も容易となり。

経済的にも有利である。

【図面の簡単な説明】

ｆ５１図は本発明に係るスラッジの焼成及び洗浄・捕集
方法が実行されるプラントの構成図、第２図は同散気盤
の分離状１Ｂの斜視図、第３図は同要部断面図、：５４
図は同集塵板の部分平面図、第５図は同第４図中のＩ−
Ｉ線に沿った端面図である。 １・・・焼却炉本体　４・・・高圧バーナー５・・・酸
素富化手段　９・・・筺動床１０・・・熱媒体　１１・
・・スラッジ１２・・・散気盤　３０・・・洗浄・捕集
袋ご３１・・・集塵板　３７・・・沈澱槽 ３４・４０・・・放水管　３８・・・ＰＨ調整装置３９
・・・洗浄水循遺ポンプ　　Ａ・・・流動層第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）熱媒体が収容され、高圧バーナを臨ませて配設し
   た流動床式焼却炉内に、前記バーナから酸素富化手段を
   介しての酸素の供給により火焔温度１６００度以上、前
   記炉内温度１５００度以上、前記熱媒体温度１４００度
   以上とし、前記熱媒体内に有害重金属含有スラッジを投
   入し、該スラッジの水分爆発的蒸発作用により超微粒の
   クリンカ状と成して含有重金属を封じ込めて不溶固化物
   とし、その不溶固化物含有ガスを洗浄・補集装置に導入
   し、前記洗浄・補集装置に配設された放水管からの放水
   により洗浄し、前記洗浄・補集装置の下部に設けられた
   沈澱槽に沈澱される不溶固化物と前記洗浄・補集装置内
   に設けられた洗浄補集手段及び脱水手段を通過させなが
   ら清浄されるガスとに分け、かつ、中和手段を前記沈澱
   槽と前記放水管とに接続して洗浄水を循環させるように
   したことを特徴とするスラッジの焼成及び洗浄。 補集方法。