JPS5980400A - 活性汚泥を原料とする油状物質の製造方法 - 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】 本発明は排水を活性汚泥法により処理した後の余剰活性
汚泥を原料とし、特定の触媒を使用して熱分解すること
により油状物質を製造する方法に関する。

近年、活性汚泥を原料とし触媒を使用することなく、あ
るいは粉末状の特定の触媒たとえば酸化アルミニウムを
使用して２００〜６００℃で熱分解することにより固体
状、液体状およびガス状燃料を得る方法が提・案された
（！時開昭！５７−１１１３８０）。

しかしこの従来方法では触媒の活性が１分に発揮されな
いという軟点がめった。

本発明の目的は、活性が十分に発揮される形の触媒を提
供するにある。

本発明は液状活性汚泥（ａ）と水溶性のアルミニウム塩
、鉄塩および銅基からなる群より選ばれた少なくとも１
種の水溶液中にケイ酸質多孔性物質を分赦さぜ、さらに
石灰乳を加えて得た液状触媒（ｂ）との液状混合物（Ｃ
）を作製し、次に液状混合物（Ｃ）の含有水分を減少さ
せ、しかる後２５０〜５００℃で熱分解を行なうことを
特徴とする活性汚泥を原料とする油状物質の製造法を提
供する。

本発明で使用する活性汚泥（ａ）は当初液状の形で使用
する。液状とは通常１〜５重は裂の固形分を含む水分散
液である。固形分３チ程度のものが操作上策も好゛よし
い。

本発明で使用する水溶性アルミニウム塩としてば／こと
えば硫酸バンドＭ２（ＳＯ４）、・１４〜１８　Ｈ７Ｏ
などがある。

水溶性鉄塩としてはたとえば塩化第二鉄ＦｅＣ１，ｌ＋
　６　Ｈ２Ｏ、硫酸第二鉄Ｐｅ２（ＳＯ４）、　−９Ｈ
２Ｏなどがある。

水溶性の銅ｊ温としてはたとえば硫酸銅ＣｕＳＯ４・５
Ｉ−１□０などがある。

これらの塩の水溶液の濃度は特に限定はないが、通常１
〜５重融チである。

本発明で使用するディ酸質多孔性物質とはたとえば酸性
白土、戯曲白土と粘土との中間的物質、活性白土、ケイ
線上、７ラス、鹿沼土、本発明により最終的に得た炭の
燃焼残渣、本発明により最終的に得た炭、一般的な活性
汚泥焼却残１ｉｋ、火力発′亀所のフライアッシュ、浄
水場汚泥、河川浚渫汚泥などのようなものである。

前記塩水溶液中にケイ酸質多孔性物質を分散させる割合
は、通常５〜１０重叶チである。

５重量％より少ないと液量が相対的に多過ぎて操作上不
利である。１０＠Ｎｔ％より゛多くなると触媒液の粘度
が上昇し流動性が低下する。

次に上記の分散液に石灰乳を加える。その目的は水酸化
物の一部または全部なケイ酸質多孔性物質上に沈着させ
るためである。石灰乳の添加量は特に制限はないが、通
常Ｃａ（（、）ｔｌ）２として０．１〜５重は俤である
。

かくして触媒液（ｂ）を得るっ本発明の特徴は流動性の
ある触媒液を使用することにあるう適当な流動性とは、
特別の圧力を必ザとしないで配管中を移送できる程度の
ものである。

上記の液状触媒（ｂ）を液状活性汚泥（ａ）と混合して
液状混合物（Ｃ）を作興する。液状混合物（Ｃ）中の液
状活性汚泥（ａ）の割合は通常７０〜９０重１ｔ％であ
る。液状混合物（Ｃ）の含有水分は通常８５〜９７重寸
チである。

次に液状混合物（Ｃ）の含有水分を減少さ止る。

液状混合物（Ｃ）の含有水分を減少させるには重力沈降
（てよる＋’ｉ：’ｊ縮、減圧または加圧Ｊｊ過、遠心
分子’ｆ！ＩＩなどを用いて脱水した・外、熱風乾燥な
行う。液状活性汚泥（２）と液状角虫媒（ｂ）を混合す
る際、液状混合物（Ｃ）に有機凝集創外たは１過促進用
の石灰乳を添加して脱水を促進することがある。こＡ１
らは連続武装ｊ１１で行なう・・ζ）合が多い。

かおｒｉｆｔ記したように液状触媒（ｂ）をあらかじめ
作製することなく変形方法として、液状活性汚泥（ａｌ
にＪ’：’Ｔ’、　初から水Ｉ８性アルミニウム塩水溶
液、水溶性鉄塩水溶液、水溶性Ｓ＋塩水溶液、ケイ酸′
？１多孔性物質水分赦液、石灰乳を個々に添加してもよ
い。この場合は液状触媒（ｂ）をあらかじめ作烈する場
合よりも若干触媒活性が低下するが、本発明の目的を達
成するので、本発明の範囲に含士力る。

上記の脱水処理により液状混合物（ＣＪ中の含有水分を
通常０５〜１５重量％程度に減少させる。

しかる後２５０〜５００℃で熱分解を行なう。熱分解は
２５０〜５００°Ｃで望気を退所して行うのが好ましい
。熱分解温度は操業上３００〜４５０℃が特に好捷しい
。１′だ不活性ガスの存在下、連続式キルン型反応炉で
行なう場合が多い。

上記の熱分解により油状物質の生成が行われる。油状物
質は濃赤褐色、へ重油程度の粘度を持ち、主として直鎖
状飽和および不飽和炭化水素、直鎖状飽和および不飽和
ｔａｒｔ肪酸からなり、その発熱曖は７．０００〜１０
，０００Ｋｃａ／Ｊ／ｋｌ？を示す。蒸溜試験では４０
０　’Ｃ以下で全部開山し、ピッチ分を残さない。ディ
ーゼルエンジン用の油としてその？ｔ、ま使用可能であ
る。

本発明触媒は活性汚泥から比較的多くの油状物質の生成
を伴う熱分解反応を促進する作用がある。

かくして本発明によればエネルギー消費を減少しながら
熱分解装置を効率的に運用できる効果がある。

なおもし不十分な触媒作用のもとて効率よく運転するた
めに熱分解温度を５００℃以上に」二昇して反応を促進
すると、エネルギーを多く消費するのみでなく、多量の
ガスの生成を伴う熱分解反応が起こり、油状物質の収率
が減少する。

次に本発明を実施例、比較例によってさらに詳細に説明
するっ 実施例１ イｌ１１を酸バンド３１　ｙ　（＆ｇ２０ｇとして５Ｊ
）および硫酸銅０．３１　ｆ　（ＣｕＯとして０．１７
　）を約２００麻の水に溶解した後、酸性白土１０２を
加え（Ｉｔ拌して酸性白土を溶液中に分散させた。しか
る後これに石灰乳［Ｃａ（ＯＨ）２として２ｙ−］を加
えてヒＩｔ拌］７、水酸化アルミニウムおよび水酸化銅
を含む液状触媒を作製した。

この液状触媒ン液状活性汚泥（乾燥固形物含有率３．０
重ｐ）：　％　）　３．３３　ｋｇ（乾物１０ｏｚ相当
）に加え、ｌｉｄ拌混合し、さらに′１５過促進用の石
灰乳（Ｃａ（ＯＨ）２として１０．１！／−）を加えて
撹拌した後、静１ｄ、上澄７［ｆｆｉを捨、て、八−散
物な戸別し、１１０℃以下の温Ｉ（で乾）沼し、黒灰色
塊状の水分１．９重：よチを含むｌｊ労労力汚泥１２０
Ｉ得た。

この乾燥汚泥を粗砕した後、′９．気を遮断して３００
℃で９０分間加熱したところ、水層のほか可燃性ガス、
濃赤墨色の油状物ｉ１２．７尻ｌ膠よび炭８５．６．Ｐ
を得た。前記油状′物質の比重は０．９５６、総発熱量
は７，９９０　Ｋｃａ、ｇ／ｋｇであった。油状物質中
には窒素外６２８俤、硫黄分１．４９　％があった。熱
分）管中の油の開山量？経時的に測定してみると第１図
曲線Ａのとうりであった。なお炭の発熱Ｉ止な測定して
みると２．４１０　Ｋｃａｆｆｌ　／　ｋｇを示した。

比較例１ 実施例１において使用したと同じ液状活性汚泥３．３３
Ｋｇ（乾物１ｏｏｙ相当）を乾ソ、・さした粉砕して水
分８．３重渚チを陰む粉状活性汚泥１０９ｚを用意し、
これに粉１ｋ　Ａｅ２０＊　５ｐ、粉状Ｃｕ０Ｏ，１１
１粉状酸性白土１ｏｙ−を均一に（１１４合したｒ）２
、実施例１の１５５合と同様にし一〇ｊＯＩＪ　’Ｃで
９０分間熱分ｊ・、′Ｃしたところ油状物ｔ′ｔ’　１
０．２　ｍｌおよび炭９０．８５７を得た。この油状６
）ｔ’Ｊ質の分析値は実験、ｉ１１差の範囲内で実施例
１の」弱含と同様であった。熱分解中の油状物質のｊａ
（出曲線をＣに示す。

比較例２ 実ｌｌ１ｊｉ　−ｉ；／ＩＪ　１に１゜−いてＱｌｐ用
したと同じ液状活性汚泥’３．３３　ｋｇ（！ＩＺ’吻
１００Ｊ相当）を乾ｊ呈し粉砕して水分？）、７屯は飴
を含む粉状活性汚泥１０６’ＪヲＩｎ　、ホＬ、これに
４分状Ａ−ｅ３２０．５　’Ｊ−１１カー１１分　Ｏ，
１ゾ・を均一に１１１１５合した暖、実施例１の」局舎
と同様にして３００℃で９０分間熱分１’ｌ’；　した
ところ油状物質９．　ｇ　ｍｅ　、に、−よび炭７８．
３ゾを１、Ｉた。この油状物質の分析値は実験誤差の範
１ノ１（内で実施例１の」局舎と目録であった。

、・；へ分解中の油状物質の晶出曲線をＨに示す。

７よおとの比較例は特開昭５７−１１１３８００）、２
施１列：３に／（Ｃ４じて行なった。

比較例３ 実施例１において使用したと同じ液状活１′１゜汚泥３
．３３ｋｇ（乾物１００　／−相当）を乾燥し粉砕して
水分５．７重ｆｊｆ　％を含む粉状活性汚泥１０６￥を
作製した後、実施例１のＪｊ％合と同様にして３００°
Ｃで９０分間熱分）リイしたところ油状物質９．７　ｍ
ｌおよび炭７４．５”を得た。

この油状物質の分析値は実験誤差の範囲内で実施例１の
場合と同様であったっ熱分解中の油状物質の晶出曲線を
Ｎに示す。

実施例２ 硫酸バンド６．２於（Ａ／Ｊ２０．として１　／−）、
塩化第二鉄１３．５　’；／’　（Ｆｅｒｏ、、として
４７　）　；ｌ？よび硫酸銅０．３１　ｆ　（ＣｕＯと
ｊ、テｏ、１！？’）を約２００ｗＬｌの水に溶解し７
た１を、ｒ１′９性白土５　ｇ。

を加え攪拌して酸性白土を溶液中に分散させた。しかる
後これに石灰乳（Ｃａ（ＯＨ）、として３１を加え攪拌
して水酸化アルミニウム、水酸化鉄および水酸化銅を含
む液状触媒を作製した。

この液状触媒を実施例１に用いたと同じ液状活性汚泥３
．３３　ｋｇ（乾物１００１相当）に加え１”、Ｌ拌混
合し、さらにｆ過促進用の石灰乳（Ｃａ（Ｏｌ−０２と
して５．６５）−）を加えて（ｊｌ拌した後、静１１′
ｔ、上澄液を捨て、沈殿物をｔ′Ｊ別し、１１０℃以下
の温度で乾燥１７、黒褐色塊状の水分５．１重量係を含
む乾燥汚泥１１８５’を得た。

これを実施例１と同様にして３００℃で９０分加熱した
ところ、可燃性ガス、ざ）赤褐色の油状物質１２゜４ｄ
および炭８０．８％を得た。

この油状物質の分析値は実験誤差の範囲内で実施例１の
場合と同様であった。熱分解中の油状物″Ｌ！ｆの面出
曲線なりに示す。

実施例３ 硫酸バｙ　ト３１　Ｐ　（’Ｂｔｕｓと１．テ５？）を
約２００ｉｌの水に溶解した後、酸性白土１０２を加え
撹拌して酸性白土を溶液中に分散させた。しかる後これ
に石灰乳［Ｃａ（ＯＨ）２として２ｇ−〕を加えて攪拌
し、水酸化アルミニウムを含む液状触媒を作製したつ この液状触媒を実施例１て用いたと同じｉｔｓ状活性汚
泥３．３３Ｍ（乾物１００　＆相当）に加え　＋ｊｌ拌
混合し、さらに１過促進用、の石灰乳〔Ｃａ（ＯＨ）、
として９５Ｊ〕を加えて攪拌した後、静置、上澄液を捨
て、沈殿物を１別し、１１０℃以下の湿度で乾燥し、黒
灰色塊状の水分１０，２重９％を含む乾燥汚泥１３１ｙ
−を得た。この乾燥汚泥を実施例１の場合と同様に３０
０°Ｃで９０分加熱したところ可燃性ガス、濃赤褐色の
油状物質１２．１１／および炭）３７．５　ｙ−を得た
。この油状物質の分析値は実験誤差の範囲内で実施例１
の場合と同様であった。熱分解中における油の面出曲線
をＥに示す。

実施例４ 塩化第二鉄１６．９　ｆ　（ｆ”ｅ２０．として５　＆
−）を約２００ｄの水に溶解した後、酸性白土１０２を
加え撹拌して酸性白土を溶液中に分散させた。しかる後
これに石灰乳［Ｃａ（（Ｊｌｌ）２として１ｇ−〕を加
えて撹拌し、水酸化鉄を含む液状触ムを作製した。

この液状触媒を実施例１で用いたと同じ液状活性汚泥３
．３３ｋｇ（乾物１０ｏｚ相当）に加え、撹拌混合し、
さらに１過促進用の石灰乳［Ｃａ（ＯＨ）、として３５
’］を加えて撹拌した　後、静置、上澄液を捨て、沈殿
物をｅ別し、１１０℃以下の温度で乾燥し、黒褐色塊状
の水分３．０重１１％を含む乾燥汚泥１１７．５　ｙ−
を得た。この乾燥汚泥を実施例１の場合と同様に３００
℃で９０分加熱したところ、可燃性ガス、濃赤褐色の油
状物質１１．５ｍｌおよび炭８９．３ｆを得た。この油
状物質の分析値は実験誤差の範囲内で実施例１の場合と
同様であった。熱分解中における油の面出曲線をＧに示
す。

実施例５ 硫酸銅９．４　ｆ　（ＣｕＯとして３Ｓ４）を約２００
ゴの水に溶解した後、酸性白土１０７・を加え撹拌して
酸性白土を溶液中に分散させた。しかる後これに石灰乳
（Ｃａ（ＯＨ）、として３Ｐ）を加えて撹拌し、水酸化
鋼を含む液状触媒を作製した。

この液状触媒を実施例１で用いたと同じ液状活性汚泥３
．３３　ｋｇ　（乾物１００１相当）に加え、攪拌混合
し、さらにｅ過促進用の石灰乳［Ｃａ（αす、と［７て
２．ｏＰ）を加メーで攪拌した後、静置、上澄液を捨て
、沈殿物をｆ別し、１１０℃以下の温耽で乾燥し、黒色
塊状の水分２．２　’１　ｋ含む乾燥汚泥１１６．３１
ｉ’を得た。

この乾燥汚泥を実施例１の場合と同様に３００℃で９０
分加熱したところ、可燃性ガス、濃赤褐色の油状物質１
１．６ｍｌあ・よび炭８３．７７を得た。この油状物質
の分析値は実験誤差の範囲内で実施例１の場合と同（工
ｐであった。熱分解中における油の面出曲線をＦに示す
。

実施例６ 硫酸ハｙ　）”　３１　！ｉ’　（ＡＩｈＯｓとして５
１）および硫酸鋼０．３１５’　（ＣｕＯとして０．１
７−　）を約４００ｍ１の水に溶解した後、ケイ礫土１
０ｔを加え攪拌してケイ藻土を溶液中に分散さぜｌ゛こ
１．シかる（、／ｊこれに石灰乳（Ｃａ（ＯＬ（）２と
して２７）１’；（加えて１覚拌ｌ〜、ケイ繰上のほか
水酸化アルミニウムおよび水酸化銅な活む液状触媒・、
ど作製し・た・ この液状触媒イ実ｋｆＩＩ例１に用いたと同じ液状活性
汚泥３．３３１９（乾（吻１００′、Ｉ・／ｌｌ］当）
に加え攪拌混合し、さらに濾過促進用の石灰乳［Ｃａ（
ＯＲ）、として１０．１７：１１を加えて撹拌した後、
静置、上澄液？捨て、沈殿物ｆ（１’別し、１１０′Ｃ
以下の？高度で屹・必し、黒灰色塊状の水分３．　Ｏｊ
Ａ　ｕｌＨ％を含ｔｒ　Ｃ（’Ｅ、燥汚Ｊｇ１３１．５
７を得た。

この乾シ、゛在汚泥ン実〃１ｑ例１と同様にして３００
“Ｃで９０分＋ｉｉ）加熱したところ、可燃性ガス、濃
赤７）ゐ色の油状物質１１．０＋ｕｌおよび炭１００．
７Ｐ　・ｋ得ｌこ。この油状物質の分析値は実験誤差の
範囲内で実施例１０」場合と同様であった。

熱分路中における油の晶出曲線な■３に示す。

本冶明では液状触媒成分の１つとして水溶性アルミニウ
ム塩、鉄塩および銅塩の少なくとも１種を使用している
が、上記のＣ属塩に加えて水溶性バナジウムｌ益たとえ
ば硫酸バナジウム、叱鉛塙たとえば硫酸亜鉛、マ゛ンガ
ン塩たとえば硫酸マンガンを使用することもできる。こ
の場合は本発明と同宿−月Ｉ、　ｌの触４ｉ１１活性が
得らノするけ力どもこＪ］ら金属塩が、１！ｊ価すぎて
採算がとれない。

【図面の簡単な説明】

第１し１は実施例および比較例に才、・けろ熱分１１時
間（分）と油状物質流出に’ｃ　（ｍｌ　）どの関係ケ
示ずグラノである。 第１図 熟分解吟間 手続補正書 昭和５７年１１月２を日 特許庁長官　若杉和夫殿 １事件の表示 特願昭５７−１８９２００号 ２発明の名称 活性汚泥を原料とする油状物質の製造方法３補正をする
者 事件との関係　特許出願人 氏　名　　岡　　本　　恒　　雄 ４代理人 住　所　　東京都港区西新橋１−８−８　　中銀虎ノ門
ビル明細書の「発明の詳細な説明」の欄 ６補正の内容 明ａ沓１頁下から６行目の「排水」を「廃水」に訂正す
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 液状活性汚泥（ａ）と水溶性のアルミニウム塩、鉄塩お
   よび銅塩からなる群より選ばれた少なくとも１種の水溶
   液中にケイ酸質多孔性物質を分散させ、さらに石灰乳を
   加えて得た液状触媒（ｂ）との液状混合物（Ｃ）を作製
   し、次に液状混合物（Ｃ）の含有水分を減少させ、しか
   る後２５０〜５００　’Ｃで熱分解を行なうことを特徴
   とする活性汚泥を原料とする油状物質の製造法