JP3646183B2

JP3646183B2 - Treatment method of organic sludge

Info

Publication number: JP3646183B2
Application number: JP15601997A
Authority: JP
Inventors: 武生寺田; 千里富澤; 新治伊藤; 信二浅田
Original assignee: Chugai Ro Co Ltd; Organo Corp; Tokyo Metropolitan Government
Current assignee: Chugai Ro Co Ltd; Organo Corp; Tokyo Metropolitan Government
Priority date: 1996-05-31
Filing date: 1997-05-29
Publication date: 2005-05-11
Anticipated expiration: 2017-05-29
Also published as: JPH1057995A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機性汚泥の処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
代表的な有機性汚泥である下水汚泥は、全国で年間約５０００万ｍ³（濃縮汚泥基準：含水率９８％）という莫大な量であり、年々増加の傾向にある。一般に下水汚泥等の有機性汚泥は、水分とともに蛋白質、脂肪及び炭水化物等の有機物を多量に含むため、腐敗しやすく、悪臭防止及び公衆衛生の観点より、安定化・無害化・減容化が必要とされている。大都市の多くの下水処理場においては、埋立地確保の困難性などの観点より、汚泥を燃焼処理することが行われている。
特開平７−３５３１８号公報によれば、有機性汚泥の燃焼処理に際し、有機性汚泥をあらかじめ高温高圧処理して有機性汚泥スラリー液となした後、この汚泥スラリー液を燃焼処理する方法が提案されている。この方法によれば、有機性汚泥は流動性の良い汚泥スラリー液として燃焼炉に供給されることから、その燃焼処理に際しては、燃焼効率の良い噴霧燃焼法を採用することができ、燃焼炉が小型化できるとともに運転操作が容易になるという利点がある。
この方法においては、通常、汚泥スラリー液は、燃焼に際しての火炎温度を高めるために、いったん低圧のフラッシュタンク内に放出して、ここで水蒸気を蒸発させて濃縮している。そして、得られた汚泥スラリー濃縮液を燃焼炉に供給し、噴霧燃焼させている。
【０００３】
しかしながら、この汚泥スラリー液には、通常、粗大粒子状の汚泥が含まれており、このため、汚泥スラリーの噴霧特性が悪く、これを噴霧燃焼する際に、その噴霧ノズルの閉塞の問題を生じる場合のあることが判明した。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、噴霧特性にすぐれた有機性汚泥スラリー液を得るための有機性汚泥の処理方法を提供することをその課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成するに至った。即ち、本発明によれば、固体状態を示す有機性汚泥の処理方法において、（ｉ）該有機性汚泥を高温蒸気を用いて１５０〜２７５℃の反応温度に間接的に加熱するとともに、該反応温度における飽和水蒸気圧以上の圧力下に保持して液状化させる液状化工程、（ii）該液状化工程で得られた汚泥スラリー液からその固形分が１０〜４０重量％の濃縮液を得る濃縮工程、（iii）該濃縮工程で得られた汚泥スラリー濃縮液を燃焼処理する燃焼工程、（iv）該燃焼工程で得られた高温燃焼排ガスを廃熱ボイラーに供給して、高温蒸気を発生させる高温蒸気発生工程、（ｖ）該高温蒸気発生工程で得られた高温蒸気を流量調節バルブを介して前記液状化工程に送って有機性汚泥の間接加熱用熱源として用いる高温蒸気供給工程、（vi）該流量調節バルブにより液状化工程に供給される高温蒸気量を前記液状化工程の反応温度との関連で調節して液状化工程の反応温度を常に１５０〜２７５℃の範囲に調節する高温蒸気量調節工程、からなり、かつ前記濃縮工程が、該液状化工程で得られた汚泥スラリー液をフラッシュタンク内に放出して該汚泥スラリー液に含まれている水分を蒸発させる第１濃縮工程と、該第１濃縮工程で得られた汚泥スラリー濃縮液を、５０℃以下の温度及び５００Ｇ以下の遠心重力の条件下で遠心処理する第２濃縮工程からなり、さらに前記濃縮工程で得られた汚泥スラリー濃縮液に、アルカリ性物質及び／又は界面活性剤を添加し、撹拌処理して、該汚泥スラリー液に含まれる粗大汚泥粒子を微粒子化及び／又は溶解させた後、該燃焼工程へ供給することを特徴とする有機性汚泥の処理方法が提供される。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明で用いる有機性汚泥スラリー液としては、有機性汚泥液状化工程から得られる汚泥スラリー液又はその濃縮液である汚泥スラリー濃縮液が用いられる。この場合の汚泥スラリー液は、固形状態を示す有機性汚泥液を高温高圧条件に保持することによって得ることができる。以下において、この有機性汚泥液状化工程について詳述する。
有機性汚泥液状化工程において被処理原料として用いる固形状態を示す有機性汚泥には、通常の下水処理場から排出される下水汚泥や各種の有機性廃水の生物処理装置から排出される余剰汚泥等の各種有機性汚泥の脱水物や各種の製造工程から排出される固形状の有機性汚泥等が包含される。有機性汚泥の脱水には、通常、機械脱水（真空脱水、加圧脱水、スクリュウプレス脱水、ベルトプレス脱水及び遠心脱水等）が用いられるが、特に制約されない。ただし、脱水前の有機性汚泥には汚泥調質薬品の添加が望ましく、特に、高分子凝集剤の添加が有利である。従って、脱水方式に関しても、高分子凝集剤の添加に適しているベルトプレス脱水か遠心脱水が望ましい。この有機性汚泥の脱水は、得られる脱水汚泥の含水率が６０〜９０重量％、好ましくは６５〜７５重量％の範囲になるように行うのがよい。
【０００７】
固形状態を示す有機性汚泥を液状化するには、加熱媒体として高温蒸気を用い、有機性汚泥を１５０〜２７５℃、好ましくは２５０〜２７５℃の反応温度に間接加熱するとともに、該反応温度における飽和水蒸気圧以上の圧力下に保持する。この液状化工程は、必要に応じ、液状化促進剤としてのアルカリ性物質の存在下で行うことができる。このアルカリ性物質は、有機性汚泥中の固形分に対して、０〜２０重量％、好ましくは０〜５重量％の割合で添加するのがよい。アルカリ性物質としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、ギ酸ナトリウム、ギ酸カリウム等のアルカリ金属化合物や、酸化カルシウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム等のアルカリ土類金属化合物等があげられる。有機性汚泥を反応条件下に保持する時間は、対象となる汚泥の種類により異なるが、一般には１２０分以内、通常、０〜６０分である。液状化装置は、間接加熱方式の熱交換型反応装置であればよいが、固形状態を呈する汚泥を扱うことから、内部にスクレーパを有する掻面式熱交換型反応装置やヘリカル翼を有するスクリュウ型熱交換型反応装置の使用が望ましい。また、液状化反応における圧力は、下水汚泥からの水蒸気による自己発生圧を利用することができるが、必要に応じ、例えば、窒素ガス、炭酸ガス、アルゴンガス等を用いて加圧することもできる。
このようにして得られる汚泥スラリー液は、非常にすぐれた流動性を有し、ポンプ圧送が充分に可能なものである。
【０００８】
本発明の方法においては、前記有機性汚泥液状化工程から得られた汚泥スラリー液又はその濃縮液に、アルカリ性物質及び／又は界面活性剤を添加し、撹拌処理して、その汚泥スラリー液に含まれる粗大汚泥粒子を微粒化及び／又は溶解させる。有機性汚泥液状化工程から得られた汚泥スラリー液中には多数の微細粒子が有機物に粘着されている粗大粒子状の汚泥が含まれているが、ここにアルカリ性物質及び／又は界面活性剤を添加し撹拌することにより、微細粒子を粘着している有機物が溶解し、あるいはその粘着力が弱まり、粗大粒子は微細粒子化されるものと考えられる。この場合、アルカリ性物質や界面活性剤は、必要に応じ、水溶液として添加することができる。アルカリ性物質としては、アルカリ金属化合物（水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム等）やアルカリ土類金属化合物（水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム等）、水酸化アンモニウム等が用いられ、また、界面活性剤としては、ノニオン系界面活性剤や、アニオン系界面活性剤等が用いられる。アルカリ性物質の添加量は、汚泥スラリー液１リットル当り、０．５〜５０ｇ、好ましくは２〜１０ｇの割合である。界面活性剤の添加量は、１リットル当り、１〜５０ｇ、好ましくは５〜２０ｇの割合である。このようにして得られる汚泥を微粒子状及び／又は溶解状で含むスラリー液において、そのスラリー液中に含まれる汚泥粒子の粒径は２０００μｍ以下、好ましくは５００μｍ以下である。
この汚泥スラリー液は、粗大汚泥粒子を含まないことから、噴霧特性にすぐれたものであり、燃焼バーナの噴霧ノズルを閉塞させることはない。
【０００９】
本発明においては、濾過処理原料としては、有機性汚泥スラリー液の濃縮液の使用が好ましい。以下において、有機性汚泥液状化工程で得られる加圧状態にある高温の有機性汚泥スラリー液からその濃縮液を得るための濃縮方法について詳述する。
有機性汚泥液状化工程からの汚泥スラリー液を濃縮するには、この汚泥スラリー液をフラッシュタンク内に放出（フラッシュ）してそのスラリー液中に含まれる水分を蒸発させて濃縮液を得る。フラッシュタンク内の圧力は、５気圧以下、好ましくは常圧である。
【００１０】
図１に、汚泥スラリー液から、その濃縮液を得るためのフラッシュ工程の説明図を示す。
図１において、１はフラッシュタンクを示し、２は制御器を示し、３は液面検知器を示し、４は液面調節バルブを示し、Ｆは濃縮液を示し、Ｓは濃縮液の液面を示す。
汚泥スラリー液は、ライン５を通って、汚泥スラリー濃縮液が滞留している低圧のフラッシュタンク１内にフラッシュタンクの中間部からフラッシュされる。汚泥スラリー液の温度は高くとも１５０℃であり、また、その圧力は高くとも５気圧である。フラッシュタンク１内にフラッシュされたこの汚泥スラリー液は、フラッシュタンク内の圧力にまで減圧され、汚泥スラリー液中の水分の蒸発除去が起ると同時に、その圧力における水の沸点（例えば、タンク内が大気圧であれば１００℃）まで冷却される。この場合の汚泥スラリー液中からの水分の蒸発量は、フラッシュタンクに導入する前の汚泥スラリー液の顕熱量から、濃縮液の顕熱量を差引いた値に相当する量である。汚泥スラリー液から発生した水蒸気はフラッシュタンクの上部からライン６を通って排出される。
水分の蒸発除去された後の汚泥スラリー液は、濃縮液としてフラッシュタンクの下部に滞留し、フラッシュタンク下部側壁又は底部からライン７を通って排出される。濃縮液中の固形分濃度は、１０〜４０重量％、好ましくは２０〜４０重量％である。
【００１１】
本発明においては、フラッシュタンク内の濃縮液の液面Ｓは、液面検知器３、制御器２及び液面調節バルブ４の組合せにより、フラッシュタンクの濃縮液排出口よりも常に上方に位置させるのが好ましい。即ち、濃縮液の液面Ｓが所定の液面位より下降したときには、液面検知器３がこのことを検知し、この液面位情報は、電気信号として制御器２に送られ、ここで液面調節バルブ４を作動させる電気信号に変換されて液面調節バルブ４に送られ、その液面調節バルブを閉鎖又はその開度を減少させる。これによって濃縮液Ｆの液面位は所定の位置まで上昇する。液面位Ｓは、濃縮液排出口の上端から５〜１００ｃｍ、好ましくは１０〜５０ｃｍ上方に位置させるのがよい。
【００１２】
汚泥スラリー濃縮液をフラッシュタンクに配設された排出口から排出させる場合、この濃縮液は、高濃度の固形分を含み、しかも、この固形分は粘着性のもので、かつ乾燥により容易に固化する特性を有することから、フラッシュタンク内に濃縮液を滞留させずに汚泥スラリー液のタンク内への放出により生成した濃縮液を直ちにその排出口から排出させると、その排出口に連通する配管の閉塞トラブルが生じる。
即ち、タンク内に濃縮液を滞留させずに、タンク内に生じた濃縮液を直ちにその排出口から排出させようとすると、濃縮液の液体成分の方が排出されやすいため、固形分がその排出口近傍の配管内に残留し、時間が経過すると、当該配管に高濃度で堆積する。そして、この堆積物は濃縮液との接触がなくなると、乾燥固化して、配管を閉塞させるようになる。
これに対し、タンク内に濃縮液を常に滞留させるときには、この滞留濃縮液中の固形分の分散が均一になり、配管内への固形分の堆積がなく、かつ濃縮液中の固形分の乾燥固化が生じなく、濃縮液を円滑に排出口から排出させることができる。
本発明においては、フラッシュタンク内にスクレーパ８を設置し、モータ９でスクレーパを回転させ、フラッシュタンクの内壁面に付着する固形物を掻き取るようにすることが好ましい。
【００１３】
前記のようにしてフラッシュタンクから排出される濃縮液は、その液中に含まれている粗大粒子を微粒子化及び／又は溶解させるために、そのまま前記本発明による処理工程に送って処理することもできるが、遠心工程に送ってさらに濃縮率を高めた後、本発明による処理工程に送るのが好ましい。以下、この遠心工程について詳述する。
【００１４】
フラッシュ工程からの汚泥スラリー液を遠心処理するには、この汚泥スラリー液を遠心処理工程に導入し、遠心処理してさらに濃縮する。この場合の遠心工程は、５０℃以下の温度、好ましくは４０℃以下の温度及び５００Ｇ以下、好ましくは４００Ｇ以下、より好ましくは２５０Ｇ以下の条件下で実施される。遠心温度が５０℃より高くなると、被処理原料である汚泥スラリー液中の汚泥粒子の粘着性が増加するため、汚泥粒子同志が付着して塊状の固形物が生成し、配管等の閉塞トラブルを生じるようになる。また、遠心重量が５００Ｇよりも高くなると、汚泥粒子が圧密されるため、塊状の固形物が生成し、配管等の閉塞トラブルを生じるようになる。
前記遠心条件でフラッシュ工程からの汚泥スラリー液を遠心処理することにより、汚泥スラリー高濃縮液と、汚泥スラリーから分離された分離水とが得られる。この場合の汚泥スラリー高濃縮液は、液状化工程から得られる汚泥スラリー液と比較すると、高率で濃縮されたもので、その固形分濃度は、２０〜４０重量％、好ましくは３０〜４０重量％である。また、この汚泥スラリー高濃縮液は、遠心処理して得られたにもかかわらず、特定の条件で遠心されたものであることから、塊状固形物を含まないものである。一方、分離水は、前記のように比較的低遠心重力条件下の遠心処理で得られたものであることから、固形分を含み、その固形分濃度は、２０重量％以下、通常、３〜１０重量％である。
【００１５】
この分離水は、燃焼炉に導き、炉壁を介して炉内に噴出させる。これによって分離水中の有機性汚泥は容易に熱分解される。この場合、分離水を炉壁面に沿って噴出させることにより、分離水を蒸発させるとともに炉壁を冷却することができる。分離水の噴霧位置は、１個所に限らず、複数の位置から炉内に噴出させることができる。また、この分離水は、５００Ｇより高い遠心重力、好ましくは５５０〜１０００Ｇの遠心重力条件下で第２遠心処理することにより、分離水と、汚泥スラリー液とに分離することができる。この場合の分離水は、固形分濃度の低いもので、その固形分濃度は、１０重量％以下、通常、１〜５重量％である。一方、汚泥スラリー液は、固形分濃度の高いもので、その固形分濃度は４０重量％以上、通常、３０〜４０重量％である。
前記第２遠心処理により得られた分離水は、燃焼炉に導き、炉壁から炉内に噴出させることができる。一方、汚泥スラリー液は、固形分濃度が高く、燃焼性にもすぐれていることから、前記第１遠心処理で得られた汚泥スラリー高濃縮液に添加し、前記した本発明の処理工程に送って処理する。
【００１６】
前記本発明の処理工程で得られた粗大汚泥粒子を含まない汚泥スラリー液は、燃焼工程に送られ、ここで燃焼炉のバーナの噴霧ノズルから、燃焼用含酸素ガスとともに、微粒子状で炉内に噴出されて燃焼される。燃焼用含酸素ガスとしては、空気、酸素富化空気又は酸素ガスが使用される。バーナノズルから噴出させる濃縮液の噴出粒子径は、３００μｍ以下、好ましくは３０〜１５０μｍである。バーナ型式は特に制約されないが、外部あるいは内部混合式２流体噴霧式バーナや低圧空気噴霧式バーナ等の使用が好ましい。
【００１７】
燃焼工程で得られた高温燃焼排ガスは、高温蒸気発生工程において、これを廃熱ボイラーに供給して高温蒸気を発生させる。この場合の廃熱ボイラーとしては、従来公知の各種のものを用いることができる。この廃熱ボイラーにより発生させる蒸気の温度は、前記有機性汚泥を１５０〜２７５℃の範囲に加熱するのに必要な温度であり、通常、１９０〜３１５℃、好ましくは２９０〜３１５℃である。
【００１８】
前記のようにして得られた高温蒸気は、これを流量調節バルブを介して前記液状化工程に送って有機性汚泥の加熱用熱源として用いる。この場合の流量調節バルブは、液状化工程で用いる反応装置に付設された反応温度検知器と電気的に接続している温度制御器によりコントロールされる。
【００１９】
前記流量調節バルブにより、液状化工程に供給される高温蒸気量は、これを前記液状化工程の反応温度との関連で調節して、液状化工程の反応温度を常に１５０〜２７５℃の範囲に調節する。このようにして、液状化反応工程の反応温度を常に特定範囲内に保持することにより、液状化工程における有機性汚泥の炭素質化が回避され、汚泥液状化物中の固形分の高粘稠化現象の発生が防止される。その結果、高粘稠化固形分による配管やフラッシュタンクの出口の閉塞トラブルの発生や濃縮液輸送パイプの閉塞トラブルの発生が防止され、さらに、濃縮液を燃焼炉内に噴霧するための噴霧ノズルの閉塞トラブルの発生も防止される。
【００２０】
次に、本発明による有機性汚泥スラリー液の処理工程を含む有機性汚泥の処理方法について、そのフローシートを図２に示す。
図２において、１１は液状化工程、１２はフラッシュ工程、１３は燃焼工程、１４は高温蒸気発生工程、１５は固気分離工程、１６は高温蒸気流量調節バルブ、１７は濃縮液液面調節バルブ、１８は粗大粒子の分散・溶解工程を各示す。
図２のフローシートに従って有機性汚泥の処理を行うには、原料有機性汚泥をライン２１を通して液状化工程１１に導入し、ここでライン２７及び流量調節バルブ１６を通って供給される高温蒸気により、１５０〜２７５℃の温度に間接的に加熱し、液状化させる。この液状化工程における圧力は、水の沸とうを防止するために、その反応温度における飽和水蒸気圧以上の圧力である。
【００２１】
液状化工程１１で得られた加圧状態にある高温の汚泥スラリー液は、これをライン２２を通ってフラッシュ工程１２に導入し、その汚泥スラリー液中に含まれる水分を蒸発させ、生成した水蒸気はライン２４を通って排出させる。汚泥スラリー液は、この水分の蒸発により濃縮され、濃縮液となる。このフラッシュ工程は、フラッシュタンクを用いて実施され、そのタンク内には濃縮液が滞留し、その滞留液の液面は、タンク内に配設された液面検知器と液面制御器ＳＩを介して電気的に接続する液面調節バルブ１７によってコントロールされる。フラッシュ工程１２から得られた水蒸気は、そのまま又は冷却後燃焼工程１３に送られ、炉壁を介して炉内に噴出される。
フラッシュ工程１２で得られた濃縮液は、これをライン２３を通って粗大粒子の分散・溶解工程１８に導入する。この工程においては、ライン３１を通ってアルカリ性物質又は界面活性剤が濃縮液に添加され、撹拌処理される。これによって、濃縮液中の粗大汚泥粒子は、微粒子化及び／又は溶解される。なおフラッシュ工程１２で得られた濃縮液を遠心処理して更に濃縮し、この遠心濃縮液を粗大粒子の分散・溶解工程１８に導入することもできる。
【００２２】
粗大粒子の分散・溶解工程１８からの汚泥スラリー液は、ライン３２を通って燃焼工程１３に導入し、ここでライン２５を通って供給される燃焼用空気により、図示しないバーナによって噴霧燃焼させる。この燃焼処理により９００℃以上の高温燃焼排ガスが生成する。この燃焼排ガスは微量の燃焼灰を含むが、このものは、これをライン２６を通して高温蒸気発生工程１４に導入し、ここで、熱媒を加熱し、蒸発させて高温蒸気を発生させる。
【００２３】
高温蒸気発生工程１４で発生した高温蒸気は、これをライン２７及び流量調節バルブ１６を通して液状化工程１１に供給する。液状化工程１１の反応温度は、反応器内に配設された温度検知器と温度制御器ＴＩを介して電気的に接続する流量調節バルブ１６によってコントロールされる。即ち、流量調節バルブ１６は、液状化工程１１の反応温度との関連で作動し、その反応温度を所定値に保持するように、反応温度が上昇すると、そのバルブの開度を縮小させて液状化工程へ供給される高温蒸気の流量を減少させ、一方、反応温度が低下すると、そのバルブの開度を拡大させて液状化工程へ供給される高温蒸気の流量を増加させる。
【００２４】
高温蒸気発生工程１４において、蒸気発生用熱源として使用された後の燃焼排ガスは、これをライン２８を通して固気分離工程１５に導入する。この固気分離工程１５は、燃焼排ガス中に含まれる微量の燃焼灰を除去する工程であり、このためには、湿式集塵機や乾式電気集塵機等の慣用の固気分離装置が用いられる。燃焼灰の除去された後の燃焼排ガスはライン２９を通して放出され、一方、燃焼灰はライン３０を通して排出される。
【００２５】
【実施例】
次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。
【００２６】
実施例１
有機性汚泥として下水汚泥を選択し、標準活性汚泥法の処理場から排出された混合生汚泥の脱水ケーキを試験に用いた。この汚泥は高分子凝集剤を添加した後、ベルトプレスにて脱水したものである。その代表的な性状は、含水率７９重量％、有機物比７８重量％及び低位発熱量３９４０ｋｃａｌ／ｋｇである。
【００２７】
上記脱水汚泥を連続汚泥液状化設備（処理能力：２００ｋｇ／ｈｒ）を用いて液状化した。この設備は、圧入装置、反応器（掻面式熱交換器）、減圧バルブ及び蒸気ジャケットより構成されており、反応器への熱量は、反応器外周面に付設されている蒸気ジャケットへ高温蒸気を導入することにより供給した。
脱水汚泥を圧入装置で反応器に導入し、閉塞防止や伝熱促進のためにスクレーピングを実施しながら約２７０℃まで加熱した。反応温度における滞留時間は、約６０分とした。反応器出口で脱水汚泥は充分に液状となっている。
次に、この高温（２７０℃）の汚泥液状化物（汚泥スラリー液）を反応器に付設された減圧バルブを介して常圧のフラッシュタンク内にフラッシュさせた。このタンク内には、あらかじめ汚泥スラリー液の濃縮液（固形分濃度２９重量％）をその濃縮液排出口より３０ｃｍ上方の位置にまで貯留し、その上に汚泥スラリー液のフラッシュにより生成された濃縮液が流下するようにした。この濃縮液の液面位は、タンク内に配設した液面検知センサーに電気的に接続する制御系により濃縮液液面調節バルブを作動させ、そのバルブ開度を調節することにより、所定の高さの位置に保持した。
フラッシュタンク内での汚泥スラリー液からの水分の蒸発によって生成した濃縮液を前記のようにしてタンクから排出させることにより、タンクからの濃縮液の排出を円滑に行うことができた。この濃縮液の固形分濃度は２９重量％であった。また、その温度は１００℃であった。
【００２８】
この濃縮液を４０℃に冷却し、遠心分離装置（デカンタ型遠心分離装置）に送り、ここで、１５０Ｇの遠心重力で遠心処理した。得られた高濃縮液は、固形分濃度約３５重量％のもので、これを分散・溶解工程へ送った。
一方、前記遠心工程（第１遠心工程）で得られた分離水は、固形分濃度１１％を示し、これを第２遠心工程に送り、ここで５５０Ｇの遠心重力条件で遠心処理した。この第２遠心処理により、固形分濃度が３５重量％の濃縮液と、固形分濃度が５重量％の分離水を得た。この第２遠心工程で得た濃縮液は、これを前記第１遠心工程からの高濃縮液に添加し、分散・溶解工程へ送った。また、分離水は燃焼工程へ送り、炉壁を介して炉内に噴出させた。
【００２９】
分散・溶解工程に送られた汚泥スラリー液には、ここで、水酸化ナトリウムを濃度４８重量％で含むアルカリ水を、汚泥スラリー液１リットル当り３０ｇの割合で加え、撹拌処理した。この撹拌処理により、粗大汚泥粒子は微粒子化され、その一部は水中に溶解した。このようにして、微粒子状の汚泥粒子を含む固形分濃度２０重量％の汚泥スラリー液を得た。
【００３０】
前記分散・溶解工程で得られた汚泥スラリー液は、燃焼工程に送り、ここでスネークポンプを用いて流量１５０ｋｇ／ｈで中間混合型の高圧２流体噴霧バーナへ送り、燃焼炉内に噴霧するとともに、これを燃焼させた。この時、燃焼用含酸素ガスとしては３０ｖｏｌ％の酸素を含有する酸素富化空気を使用した。この条件下において液状化物は火炎を形成して燃焼し、その燃焼を継続した。火炎燃焼を１時間以上継続したが、この時の燃焼火炎温度は１，２００℃以上を示した。
【００３１】
前記燃焼炉で得られた高温（温度９００℃）の燃焼排ガスは、これを廃熱ボイラーに導入して熱媒油を加熱して温度３１０℃及び圧力２．５気圧の高温蒸気を発生させた。この高温蒸気は、流量調節バルブを介して前記汚泥液状化装置の蒸気ジャケット内に導入して、汚泥加熱用熱源として用いた。流量調節バルブは、汚泥液状化装置内に付設した温度検知器と電気的に接続し、そのバルブを流通する高温蒸気の流量を調節して、装置内温度を約２７０℃の温度に保持した。
【００３２】
廃熱ボイラーを通過した燃焼排ガスは、これを温度４００℃に冷却して乾式電気集塵機に導入し、ここで排ガス中に含まれる燃焼灰を除去した後、ミスト分離器を通して大気へ放出した。
【００３３】
実施例２
実施例１の分散・溶解工程において、水酸化ナトリウムの代りにノニオン系界面活性剤を汚泥スラリー液１リットル当り３０ｇの割合で加えた以外は同様にして実験を行った。この場合にも、粗大汚泥粒子は効果的に微粒子化された。
【００３４】
【発明の効果】
本発明により処理した有機性汚泥スラリー液中に含まれる汚泥は微粒子状のものである。従って、この汚泥スラリー液は、噴霧特性にすぐれ、噴霧ノズルを閉塞することなしに、円滑に噴霧燃焼させことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】有機性汚泥スラリー液からその濃縮液を得るためのフラッシュ工程の説明図を示す。
【図２】有機性汚泥を処理する場合のフローシートの一例を示す。
【符号の説明】
１フラッシュタンク
２制御器
３液面検知器
４濃縮液液面調節バルブ
１１汚泥液状化工程
１２汚泥スラリー液のフラッシュ工程
１３濃縮液の噴霧燃焼工程
１４高温蒸気発生工程
１５固気分離工程
１６蒸気流量調節バルブ
１７濃縮液液面調節バルブ
１８粗大粒子の分散・溶解工程[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for treating organic sludge.
[0002]
[Prior art]
Sewage sludge, which is a typical organic sludge, is an enormous amount of about 50 million m ³ (concentrated sludge standard: water content 98%) annually nationwide, and is increasing year by year. In general, organic sludge such as sewage sludge contains a large amount of organic substances such as protein, fat, and carbohydrates along with moisture, so it easily perishes and needs stabilization, detoxification, and volume reduction from the viewpoint of foul odor prevention and public health. It is said that. In many sewage treatment plants in large cities, sludge is burned from the viewpoint of difficulty in securing landfills.
According to Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-35318, a method for combusting organic sludge after subjecting the organic sludge to high-temperature and high-pressure treatment in advance to form an organic sludge slurry liquid is proposed. Has been. According to this method, the organic sludge is supplied to the combustion furnace as a sludge slurry liquid having good fluidity, and therefore, in the combustion treatment, a spray combustion method with good combustion efficiency can be adopted. There is an advantage that it is possible to reduce the size and facilitate the operation.
In this method, the sludge slurry is usually discharged once into a low-pressure flash tank and concentrated by evaporating water vapor in order to increase the flame temperature during combustion. And the obtained sludge slurry concentrate is supplied to a combustion furnace, and is spray-combusted.
[0003]
However, this sludge slurry liquid usually contains coarse particulate sludge, and therefore, the spray characteristics of the sludge slurry are poor, and when this is spray-combusted, the problem of clogging of the spray nozzle occurs. It turns out that there are cases.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
This invention makes it the subject to provide the processing method of the organic sludge for obtaining the organic sludge slurry liquid excellent in the spraying characteristic.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have completed the present invention. That is, according to the present invention, in the method for treating organic sludge showing a solid state, (i) the organic sludge is indirectly heated to a reaction temperature of 150 to 275 ° C. using high-temperature steam, and the reaction A liquefaction step of liquefying by holding under a pressure equal to or higher than the saturated water vapor pressure at the temperature; (ii) concentration for obtaining a concentrated solution having a solid content of 10 to 40% by weight from the sludge slurry liquid obtained in the liquefaction step A process, (iii) a combustion process in which the sludge slurry concentrate obtained in the concentration process is combusted, and (iv) a high-temperature combustion exhaust gas obtained in the combustion process is supplied to a waste heat boiler to generate high-temperature steam. (V) a high-temperature steam supply process, wherein the high-temperature steam obtained in the high-temperature steam generation process is sent to the liquefaction process via the flow rate control valve and used as a heat source for indirect heating of organic sludge, (vi ) The flow control valve A high-temperature steam amount adjusting step of adjusting the reaction temperature of the liquefaction step in a range of 150 to 275 ° C. by adjusting the amount of high-temperature steam supplied to the liquefaction step in relation to the reaction temperature of the liquefaction step; And the concentration step releases the sludge slurry liquid obtained in the liquefaction step into the flash tank to evaporate the water contained in the sludge slurry liquid, and the first concentration step. The sludge slurry concentrate obtained in the step comprises a second concentration step in which the centrifugal treatment is performed under conditions of a temperature of 50 ° C. or less and a centrifugal gravity of 500 G or less, and further, the sludge slurry concentrate obtained in the concentration step, An alkaline substance and / or a surfactant is added, and after stirring, coarse sludge particles contained in the sludge slurry liquid are finely divided and / or dissolved, and then supplied to the combustion process. Method of processing machine sludge is provided.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
As the organic sludge slurry liquid used in the present invention, a sludge slurry liquid obtained from an organic sludge liquefaction step or a sludge slurry concentrate which is a concentrated liquid thereof is used. The sludge slurry liquid in this case can be obtained by maintaining an organic sludge liquid that shows a solid state under high temperature and high pressure conditions. Below, this organic sludge liquefaction process is explained in full detail.
Organic sludge showing solid state used as raw material in organic sludge liquefaction process includes wastewater sludge discharged from normal sewage treatment plants, surplus sludge discharged from various organic wastewater biological treatment equipment, etc. These include organic organic sludge dehydrates, solid organic sludge discharged from various manufacturing processes, and the like. For organic sludge dehydration, mechanical dehydration (vacuum dehydration, pressure dehydration, screw press dehydration, belt press dehydration, centrifugal dehydration, etc.) is usually used, but is not particularly limited. However, it is desirable to add sludge refining chemicals to the organic sludge before dehydration, and it is particularly advantageous to add a polymer flocculant. Therefore, regarding the dehydration method, belt press dehydration or centrifugal dehydration suitable for addition of the polymer flocculant is desirable. The organic sludge is dehydrated so that the water content of the obtained dehydrated sludge is 60 to 90% by weight, preferably 65 to 75% by weight.
[0007]
In order to liquefy organic sludge showing a solid state, high-temperature steam is used as a heating medium, and the organic sludge is indirectly heated to a reaction temperature of 150 to 275 ° C., preferably 250 to 275 ° C. Hold under pressure higher than saturated water vapor pressure. This liquefaction step can be performed in the presence of an alkaline substance as a liquefaction accelerator, if necessary. This alkaline substance is added in a proportion of 0 to 20% by weight, preferably 0 to 5% by weight, based on the solid content in the organic sludge. Examples of the alkaline substance include alkali metal compounds such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, potassium carbonate, sodium hydrogen carbonate, potassium hydrogen carbonate, sodium formate, potassium formate, calcium oxide, calcium hydroxide, and hydroxide. Examples thereof include alkaline earth metal compounds such as magnesium. The time for holding the organic sludge under the reaction conditions varies depending on the type of the sludge as a target, but is generally within 120 minutes, usually from 0 to 60 minutes. The liquefaction device may be an indirect heating type heat exchange type reaction device, but since it handles sludge that exhibits a solid state, a scraped surface type heat exchange type reaction device having a scraper inside or a screw type having a helical blade. The use of a heat exchange reactor is desirable. The pressure in the liquefaction reaction may be self-generated pressure due to water vapor from sewage sludge, but may be pressurized using, for example, nitrogen gas, carbon dioxide gas, argon gas, or the like.
The sludge slurry liquid thus obtained has very good fluidity and can be sufficiently pumped.
[0008]
In the method of the present invention, an alkaline substance and / or a surfactant is added to the sludge slurry liquid obtained from the organic sludge liquefaction step or a concentrated liquid thereof, and the mixture is stirred and contained in the sludge slurry liquid. Coarse sludge particles to be atomized and / or dissolved. The sludge slurry liquid obtained from the organic sludge liquefaction process contains coarse particulate sludge in which a large number of fine particles are adhered to the organic matter. Here, alkaline substances and / or surfactants are added. By adding and stirring, it is considered that the organic matter adhering to the fine particles is dissolved, or the adhesive force is weakened, and the coarse particles are made fine particles. In this case, the alkaline substance and the surfactant can be added as an aqueous solution as necessary. Examples of alkaline substances include alkali metal compounds (sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, etc.), alkaline earth metal compounds (calcium hydroxide, magnesium hydroxide, etc.), ammonium hydroxide, etc. As the agent, nonionic surfactants, anionic surfactants, and the like are used. The addition amount of the alkaline substance is 0.5 to 50 g, preferably 2 to 10 g, per liter of sludge slurry liquid. The addition amount of the surfactant is 1 to 50 g, preferably 5 to 20 g, per liter. In the slurry liquid containing the sludge thus obtained in the form of fine particles and / or dissolved, the particle diameter of the sludge particles contained in the slurry liquid is 2000 μm or less, preferably 500 μm or less.
Since this sludge slurry liquid does not contain coarse sludge particles, it has excellent spray characteristics and does not block the spray nozzle of the combustion burner.
[0009]
In the present invention, it is preferable to use a concentrated liquid of an organic sludge slurry as the filtration raw material. Below, the concentration method for obtaining the concentrate from the high temperature organic sludge slurry liquid in the pressurization state obtained at an organic sludge liquefaction process is explained in full detail.
In order to concentrate the sludge slurry liquid from the organic sludge liquefaction step, this sludge slurry liquid is discharged (flushed) into a flash tank, and the water contained in the slurry liquid is evaporated to obtain a concentrated liquid. The pressure in the flash tank is 5 atm or less, preferably normal pressure.
[0010]
FIG. 1 is an explanatory diagram of a flash process for obtaining the concentrated liquid from the sludge slurry liquid.
In FIG. 1, 1 indicates a flash tank, 2 indicates a controller, 3 indicates a liquid level detector, 4 indicates a liquid level control valve, F indicates a concentrated liquid, and S indicates a liquid level of the concentrated liquid. Indicates.
The sludge slurry is flushed from the middle of the flash tank through line 5 into the low pressure flash tank 1 where the sludge slurry concentrate is retained. The temperature of the sludge slurry is at most 150 ° C., and the pressure is at most 5 atm. The sludge slurry liquid flushed in the flash tank 1 is depressurized to the pressure in the flash tank, and evaporative removal of moisture in the sludge slurry liquid occurs at the same time as the boiling point of water at that pressure (for example, in the tank If it is atmospheric pressure, it is cooled to 100 ° C.). The amount of water evaporated from the sludge slurry liquid in this case is an amount corresponding to a value obtained by subtracting the sensible heat amount of the concentrated liquid from the sensible heat amount of the sludge slurry liquid before being introduced into the flash tank. The water vapor generated from the sludge slurry is discharged through the line 6 from the upper part of the flash tank.
The sludge slurry liquid after the moisture has been removed by evaporation stays in the lower part of the flash tank as a concentrated liquid, and is discharged through the line 7 from the lower side wall or bottom of the flash tank. The solid content concentration in the concentrate is 10 to 40% by weight, preferably 20 to 40% by weight.
[0011]
In the present invention, the liquid level S of the concentrated liquid in the flash tank is always positioned above the concentrated liquid discharge port of the flash tank by the combination of the liquid level detector 3, the controller 2 and the liquid level control valve 4. Is preferred. That is, when the liquid level S of the concentrate falls below a predetermined liquid level, the liquid level detector 3 detects this, and this liquid level information is sent to the controller 2 as an electrical signal, where It is converted into an electric signal for operating the liquid level adjusting valve 4 and sent to the liquid level adjusting valve 4 to close the liquid level adjusting valve or reduce its opening. Thereby, the liquid level of the concentrate F rises to a predetermined position. The liquid level S should be located 5 to 100 cm, preferably 10 to 50 cm above the upper end of the concentrate outlet.
[0012]
When the sludge slurry concentrate is discharged from the outlet provided in the flash tank, the concentrate contains a high concentration of solids, and the solids are sticky and easily solidify by drying. Therefore, if the concentrated liquid produced by discharging the sludge slurry liquid into the tank is immediately discharged from the outlet without retaining the concentrated liquid in the flash tank, the piping connected to the outlet Occlusion trouble occurs.
That is, if the concentrated liquid generated in the tank is immediately discharged from the outlet without retaining the concentrated liquid in the tank, the liquid component of the concentrated liquid is more easily discharged, and the solid content is discharged. It remains in the pipe in the vicinity of the outlet and accumulates at a high concentration in the pipe when time passes. And when this deposit loses contact with a concentrate, it dries and solidifies, and comes to block | close piping.
On the other hand, when the concentrate always stays in the tank, the solid content in the stay concentrate becomes uniform, there is no accumulation of solid content in the piping, and the solid content in the concentrate is dried. Solidification does not occur, and the concentrate can be smoothly discharged from the outlet.
In the present invention, it is preferable that the scraper 8 is installed in the flash tank, and the scraper is rotated by the motor 9 so that the solid matter adhering to the inner wall surface of the flash tank is scraped off.
[0013]
The concentrated liquid discharged from the flash tank as described above may be sent to the processing step according to the present invention as it is to make the coarse particles contained in the liquid fine and / or dissolved. However, it is preferable to send it to the treatment step according to the present invention after sending it to the centrifugation step to further increase the concentration rate. Hereinafter, this centrifugation step will be described in detail.
[0014]
In order to centrifuge the sludge slurry liquid from the flash process, the sludge slurry liquid is introduced into the centrifuge process, and is further concentrated by centrifugation. The centrifugation step in this case is performed under a temperature of 50 ° C. or lower, preferably 40 ° C. or lower and 500 G or lower, preferably 400 G or lower, more preferably 250 G or lower. When the centrifugal temperature is higher than 50 ° C., the stickiness of the sludge particles in the sludge slurry liquid that is the raw material to be treated increases, so that sludge particles adhere to each other, and a lump solid matter is generated, causing troubles such as piping clogging. It comes to occur. Further, when the centrifugal weight is higher than 500 G, the sludge particles are consolidated, so that a lump-like solid material is generated, and troubles such as blockage of piping are caused.
By centrifuging the sludge slurry liquid from the flash process under the centrifugal conditions, a highly concentrated sludge slurry liquid and separated water separated from the sludge slurry are obtained. The sludge slurry highly concentrated liquid in this case is concentrated at a high rate as compared with the sludge slurry liquid obtained from the liquefaction step, and the solid content concentration thereof is 20 to 40% by weight, preferably 30 to 40% by weight. %. In addition, although this sludge slurry highly concentrated liquid is obtained by centrifugation, it is centrifuged under specific conditions and thus does not contain a lump solid matter. On the other hand, since the separated water is obtained by centrifugation under relatively low centrifugal gravity conditions as described above, it contains a solid content, and the solid content concentration is 20% by weight or less, usually 3 to 10% by weight.
[0015]
This separated water is guided to the combustion furnace and ejected into the furnace through the furnace wall. As a result, the organic sludge in the separated water is easily pyrolyzed. In this case, by blowing off the separated water along the furnace wall surface, the separated water can be evaporated and the furnace wall can be cooled. The spray position of the separated water is not limited to one, and can be ejected from a plurality of positions into the furnace. The separated water can be separated into separated water and sludge slurry liquid by performing a second centrifugal treatment under a centrifugal gravity condition higher than 500G, preferably 550 to 1000G. The separated water in this case has a low solid content concentration, and the solid content concentration is 10% by weight or less, usually 1 to 5% by weight. On the other hand, the sludge slurry liquid has a high solid content concentration, and the solid content concentration is 40 wt% or more, usually 30 to 40 wt%.
The separated water obtained by the second centrifugal treatment can be guided to the combustion furnace and ejected from the furnace wall into the furnace. On the other hand, since the sludge slurry liquid has a high solid content concentration and excellent combustibility, it is added to the sludge slurry highly concentrated liquid obtained by the first centrifugal treatment and sent to the treatment process of the present invention described above. To process.
[0016]
The sludge slurry liquid that does not contain coarse sludge particles obtained in the treatment process of the present invention is sent to the combustion process, where it is in the form of fine particles in the furnace together with the oxygen gas for combustion from the spray nozzle of the burner of the combustion furnace. It is ejected and burned. Air, oxygen-enriched air, or oxygen gas is used as the oxygen-containing gas for combustion. The particle diameter of the concentrated liquid ejected from the burner nozzle is 300 μm or less, preferably 30 to 150 μm. The burner type is not particularly limited, but it is preferable to use an external or internal mixed type two-fluid spray type burner or a low pressure air spray type burner.
[0017]
The high temperature combustion exhaust gas obtained in the combustion process is supplied to a waste heat boiler in a high temperature steam generation process to generate high temperature steam. As the waste heat boiler in this case, various conventionally known ones can be used. The temperature of the steam generated by the waste heat boiler is a temperature necessary for heating the organic sludge to a range of 150 to 275 ° C, and is usually 190 to 315 ° C, preferably 290 to 315 ° C.
[0018]
The high-temperature steam obtained as described above is sent to the liquefaction step via a flow rate adjusting valve and used as a heat source for heating organic sludge. In this case, the flow rate adjusting valve is controlled by a temperature controller that is electrically connected to a reaction temperature detector attached to the reaction apparatus used in the liquefaction process.
[0019]
The amount of high-temperature steam supplied to the liquefaction process by the flow control valve is adjusted in relation to the reaction temperature of the liquefaction process, so that the reaction temperature of the liquefaction process is always in the range of 150 to 275 ° C. Adjust. In this way, by constantly maintaining the reaction temperature of the liquefaction reaction step within a specific range, carbonization of organic sludge in the liquefaction step is avoided, and the solid content in the sludge liquefaction is highly viscous. Occurrence of the phenomenon is prevented. As a result, the occurrence of blockage troubles at the outlet of the piping and flash tank due to highly thickened solids and the trouble of clogging of the concentrate transport pipe are prevented, and in addition, a spray nozzle for spraying the concentrate into the combustion furnace Occurrence of blockage troubles is also prevented.
[0020]
Next, the flow sheet of the organic sludge treatment method including the treatment process of the organic sludge slurry liquid according to the present invention is shown in FIG.
In FIG. 2, 11 is a liquefaction process, 12 is a flash process, 13 is a combustion process, 14 is a high-temperature steam generation process, 15 is a solid-gas separation process, 16 is a high-temperature steam flow control valve, and 17 is a concentrated liquid level control valve. , 18 indicate the steps of dispersing and dissolving coarse particles.
In order to treat the organic sludge according to the flow sheet of FIG. 2, the raw organic sludge is introduced into the liquefaction process 11 through the line 21, where the high temperature steam supplied through the line 27 and the flow control valve 16 is used. Indirect heating to a temperature of 150 to 275 ° C. to liquefy. The pressure in this liquefaction step is a pressure equal to or higher than the saturated water vapor pressure at the reaction temperature in order to prevent boiling of water.
[0021]
The high-temperature sludge slurry liquid in the pressurized state obtained in the liquefaction process 11 is introduced into the flash process 12 through the line 22 to evaporate the water contained in the sludge slurry liquid, thereby generating water vapor. Is discharged through line 24. The sludge slurry liquid is concentrated by evaporation of the water to become a concentrated liquid. This flushing process is performed using a flash tank, and the concentrated liquid stays in the tank, and the liquid level of the staying liquid passes through the liquid level detector and the liquid level controller SI arranged in the tank. It is controlled by a liquid level control valve 17 that is electrically connected to the control unit. The water vapor obtained from the flash process 12 is sent to the combustion process 13 as it is or after cooling, and is ejected into the furnace through the furnace wall.
The concentrated liquid obtained in the flash step 12 is introduced into the coarse particle dispersion / dissolution step 18 through the line 23. In this step, an alkaline substance or a surfactant is added to the concentrate through the line 31 and stirred. As a result, the coarse sludge particles in the concentrate are finely divided and / or dissolved. The concentrated liquid obtained in the flash process 12 can be further concentrated by centrifugation, and this centrifugal concentrated liquid can be introduced into the dispersion / dissolution process 18 for coarse particles.
[0022]
The sludge slurry liquid from the coarse particle dispersion / dissolution step 18 is introduced into the combustion step 13 through the line 32 and is spray-combusted by a burner (not shown) by the combustion air supplied through the line 25. This combustion treatment generates high-temperature combustion exhaust gas at 900 ° C. or higher. This combustion exhaust gas contains a small amount of combustion ash, which is introduced into the high-temperature steam generation step 14 through a line 26, where the heat medium is heated and evaporated to generate high-temperature steam.
[0023]
The high-temperature steam generated in the high-temperature steam generation process 14 is supplied to the liquefaction process 11 through the line 27 and the flow control valve 16. The reaction temperature in the liquefaction step 11 is controlled by a flow rate adjusting valve 16 that is electrically connected to a temperature detector disposed in the reactor via a temperature controller TI. That is, the flow rate adjusting valve 16 operates in relation to the reaction temperature of the liquefaction step 11, and when the reaction temperature rises so as to maintain the reaction temperature at a predetermined value, the opening of the valve is reduced to reduce the liquid temperature. When the flow rate of the high-temperature steam supplied to the liquefaction process is decreased, while the reaction temperature is lowered, the opening of the valve is increased to increase the flow rate of the high-temperature steam supplied to the liquefaction process.
[0024]
In the high-temperature steam generation step 14, the combustion exhaust gas after being used as a heat source for generating steam is introduced into the solid-gas separation step 15 through the line 28. The solid-gas separation step 15 is a step of removing a small amount of combustion ash contained in the combustion exhaust gas. For this purpose, a conventional solid-gas separation device such as a wet dust collector or a dry electric dust collector is used. The flue gas after removal of the combustion ash is discharged through line 29, while the combustion ash is discharged through line 30.
[0025]
【Example】
Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples.
[0026]
Example 1
Sewage sludge was selected as the organic sludge, and the mixed raw sludge dewatered cake discharged from the standard activated sludge treatment plant was used for the test. This sludge is dehydrated with a belt press after adding a polymer flocculant. Its typical properties are a moisture content of 79% by weight, an organic matter ratio of 78% by weight and a lower heating value of 3940 kcal / kg.
[0027]
The dehydrated sludge was liquefied using continuous sludge liquefaction equipment (processing capacity: 200 kg / hr). This equipment consists of a press-fitting device, a reactor (scratched surface heat exchanger), a pressure reducing valve, and a steam jacket. The amount of heat to the reactor is high-temperature steam to a steam jacket attached to the outer peripheral surface of the reactor. Was introduced by introducing.
Dehydrated sludge was introduced into the reactor by a press-fitting device and heated to about 270 ° C. while scraping to prevent clogging and promote heat transfer. The residence time at the reaction temperature was about 60 minutes. The dewatered sludge is sufficiently liquid at the reactor outlet.
Next, this high-temperature (270 ° C.) sludge liquefied product (sludge slurry) was flushed into a normal-pressure flash tank via a pressure reducing valve attached to the reactor. In this tank, a sludge slurry liquid concentrate (solid content concentration 29% by weight) is stored in advance up to a position 30 cm above the concentrate discharge port, and the concentration produced by flushing the sludge slurry liquid thereon. The liquid was allowed to flow down. The liquid level of the concentrated liquid is set to a predetermined level by operating a concentrated liquid level control valve by a control system electrically connected to a liquid level detection sensor disposed in the tank and adjusting the valve opening degree. Held in a height position.
By discharging the concentrated liquid generated by the evaporation of water from the sludge slurry liquid in the flash tank from the tank as described above, the concentrated liquid could be discharged smoothly from the tank. The concentration of the solid content of this concentrate was 29% by weight. The temperature was 100 ° C.
[0028]
The concentrate was cooled to 40 ° C. and sent to a centrifugal separator (decanter type centrifugal separator), where it was centrifuged at 150 G centrifugal gravity. The obtained highly concentrated liquid had a solid concentration of about 35% by weight and was sent to the dispersion / dissolution process.
On the other hand, the separated water obtained in the centrifugation step (first centrifugation step) showed a solid concentration of 11%, which was sent to the second centrifugation step, where it was centrifuged under a centrifugal gravity condition of 550G. By this second centrifugation treatment, a concentrated liquid having a solid content concentration of 35% by weight and separated water having a solid content concentration of 5% by weight were obtained. The concentrate obtained in the second centrifugation step was added to the highly concentrated solution from the first centrifugation step and sent to the dispersion / dissolution step. The separated water was sent to the combustion process and ejected into the furnace through the furnace wall.
[0029]
To the sludge slurry liquid sent to the dispersion / dissolution step, alkaline water containing sodium hydroxide at a concentration of 48% by weight was added at a rate of 30 g per liter of sludge slurry liquid and stirred. By this stirring treatment, coarse sludge particles were made fine and some of them were dissolved in water. In this way, a sludge slurry liquid having a solid content concentration of 20% by weight including fine sludge particles was obtained.
[0030]
The sludge slurry liquid obtained in the dispersion / dissolution process is sent to the combustion process, where it is sent to the intermediate mixing type high-pressure two-fluid spray burner at a flow rate of 150 kg / h using a snake pump and sprayed into the combustion furnace. And burned this. At this time, oxygen-enriched air containing 30 vol% oxygen was used as the oxygen-containing gas for combustion. Under these conditions, the liquefied material formed a flame and burned, and the combustion continued. Flame combustion was continued for 1 hour or more. At this time, the combustion flame temperature was 1,200 ° C. or more.
[0031]
The high-temperature (temperature 900 ° C.) combustion exhaust gas obtained in the combustion furnace was introduced into a waste heat boiler to heat the heat transfer oil to generate high-temperature steam at a temperature of 310 ° C. and a pressure of 2.5 atm. . This high-temperature steam was introduced into the steam jacket of the sludge liquefaction device via a flow rate control valve and used as a heat source for heating sludge. The flow rate adjusting valve was electrically connected to a temperature detector provided in the sludge liquefaction device, and the flow rate of high-temperature steam flowing through the valve was adjusted to maintain the temperature in the device at about 270 ° C.
[0032]
The combustion exhaust gas that passed through the waste heat boiler was cooled to a temperature of 400 ° C. and introduced into a dry electrostatic precipitator, where the combustion ash contained in the exhaust gas was removed, and then released to the atmosphere through a mist separator.
[0033]
Example 2
In the dispersion / dissolution process of Example 1, the experiment was conducted in the same manner except that nonionic surfactant was added at a rate of 30 g per liter of sludge slurry instead of sodium hydroxide. Also in this case, the coarse sludge particles were effectively finely divided.
[0034]
【The invention's effect】
The sludge contained in the organic sludge slurry liquid treated according to the present invention is in the form of fine particles. Therefore, this sludge slurry liquid has excellent spray characteristics and can be smoothly sprayed and burned without clogging the spray nozzle.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory view of a flash process for obtaining a concentrated liquid from an organic sludge slurry liquid.
FIG. 2 shows an example of a flow sheet for treating organic sludge.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Flash tank 2 Controller 3 Liquid level detector 4 Concentrated liquid level control valve 11 Sludge liquefaction process 12 Sludge slurry liquid flush process 13 Concentrated liquid spray combustion process 14 High temperature steam generation process 15 Solid gas separation process 16 Steam flow rate Control valve 17 Concentrated liquid level control valve 18 Dispersion / dissolution process of coarse particles

Claims

In the processing method of organic sludge which shows a solid state, (i) While heating this organic sludge indirectly to the reaction temperature of 150-275 degreeC using high temperature steam, the pressure more than the saturated water vapor pressure in this reaction temperature A liquefaction step for liquefaction while being held underneath, (ii) a concentration step for obtaining a concentrated liquid having a solid content concentration of 10 to 40% by weight from the sludge slurry liquid obtained in the liquefaction step, and (iii) the concentration (Iv) a high temperature steam generation step for supplying high temperature combustion exhaust gas obtained in the combustion step to a waste heat boiler to generate high temperature steam; (v) ) A high-temperature steam supply process in which the high-temperature steam obtained in the high-temperature steam generation process is sent to the liquefaction process via a flow rate control valve and used as a heat source for indirect heating of organic sludge; (vi) liquid by the flow rate control valve In the process Hot steam flow control process for controlling the reaction temperature at all times in the range of one hundred fifty to two hundred seventy-five ° C. adjustment to liquefaction process the hot steam amount to be fed in connection with the reaction temperature of the liquefaction process, consists, and the concentrated The step was obtained by the first concentration step of discharging the sludge slurry liquid obtained in the liquefaction step into the flash tank and evaporating the water contained in the sludge slurry solution, and the first concentration step. The sludge slurry concentrate consists of a second concentration step in which the sludge slurry concentrate is centrifuged at a temperature of 50 ° C. or less and a centrifugal gravity of 500 G or less, and the sludge slurry concentrate obtained in the concentration step further contains an alkaline substance and / or A method for treating organic sludge, comprising adding a surfactant, stirring the mixture, finely pulverizing and / or dissolving coarse sludge particles contained in the sludge slurry liquid, and then supplying to the combustion step .