JP2008207985A

JP2008207985A - 農村集落排水汚泥などを用いる肥料などの製造方法及び肥料などの製造装置

Info

Publication number: JP2008207985A
Application number: JP2007045563A
Authority: JP
Inventors: Hikouemon Nishide; 彦右エ門西出; Akihito Nishide; 明史西出; Hitomi Niwamoto; 仁実庭本
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-02-26
Filing date: 2007-02-26
Publication date: 2008-09-11

Abstract

【課題】農村集落排水汚泥などを用いて肥料を製造する装置の提供。
【解決手段】汚泥を攪拌すると共に含水率を約７５％まで低下させるスクリューコンベヤ付きスラッジホッパー１と、スラッジホッパー１から出た汚泥を計量する計量器２と、有機質肥料を収容した肥料容器１１ａ，１１ｂ・・を備えて該汚泥に有機肥料を混入して混練するミキサー３と、含水率を４０％〜３０％まで低下させるロータリーキルン４と、含水率が低下した汚泥を５ｍｍ以内の細かい粒状に粒状化する造粒機５と、粒状となった汚泥を容器１６に入れて搬送するコンベヤ１３と、コンベヤ１３に隣接して該コンベヤから延びるレール１４ａ，１４ｂに沿って離れることが出来るように設置したマイクロ波照射装置６とから成る。
【選択図】図１

Description

本発明は重金属や化学物質に対する不安が少ない農村集落排水汚泥、合併浄化槽汚泥、建設発生浚渫土、又は下水道施設より発生した処理土を利用して肥料及び建設資材原料を製造する方法、又肥料及び建設資材原料を製造する装置に関するものである。

汚泥を処分する場合、従来では焼却したり埋立てが行なわれているが、焼却する場合にはその温度は２００℃〜８００℃となり、その結果ダイオキシンが発生すると共に、焼却に必要な燃料費が嵩む。又汚泥ケーキをそのまま埋立てする場合には広い敷地が必要となり、しかも長い年月と共に地下に浸透して環境破壊に繋がる。

これは農村の集落排水及び合併浄化槽で発生する汚泥を処分する場合も同じであるが、これら汚泥には重金属や化学物質に対する不安は少ない為に、発酵させることにより堆肥や建設資材を造って利用することが可能である。しかし堆肥として使用できるまでには約１ヶ月以上かかり、その上に悪臭が発生し、又粒状でない等の理由で堆肥としては殆ど利用されていない。

農村では長年にわたって化学肥料と農薬を使用し、その結果、田畑の土壌は枯渇し、安心で安全な有機物による土壌の改良が望まれている。上記汚泥を有機肥料として利用することは、該汚泥の処分を兼ねた一石二鳥であるが、該汚泥自体には肥料として必要な成分が十分に含まれていないことも問題である。このことは単に汚泥だけでなく建設発生浚渫土や下水道施設より発生する処理土の場合にも該当する。

従来において、汚泥を利用して有機肥料を製造する方法は色々と知られている。
例えば、特許第３６８２６６９号に係る「有機質含有汚泥の処理方法」は、生石灰を含む脱水材を有機質含有汚泥に混合して脱水し、有機質含有汚泥の脱水後の固形分をセメント原料に混入して処理する有機質含有汚泥の処理方法であり、脱水材はセメント焼成系のサスペンションプレヒータから分取され、セメント原料を加熱して得られる生石灰を含む中間工程品である。

特許第３７２６５５０号に係る「有機性廃棄物の処理方法」は、有機性廃棄物に有機高分子凝集剤を添加して濃縮し、濃縮物を生物学的消化装置にて分解する方法で、有機高分子凝集剤として生分解性有機高分子凝集剤を用いると共に、生物学的消化装置から引き抜いた消化汚泥に生分解性有機高分子凝集剤を添加して濃縮し、濃縮汚泥を該生物学的消化装置に返送する。
これらの他にも、数多くの従来技術が存在している。
特許第３６８２６６９号に係る「有機質含有汚泥の処理方法」特許第３７２６５５０号に係る「有機性廃棄物の処理方法」

このように農村集落排水及び合併浄化槽の汚泥、又は建設発生浚渫土や下水道施設より発生する処理土を肥料などに利用するには上記のごとき問題がある。本発明が解決しようとする課題はこの問題点であり、上記土や汚泥を農作物の肥料の１原料として利用する為に、又は建設資材の原料として用いる為に、土や汚泥の含水率を低下させると共に粒状化し、必要な有機肥料、又は活性炭や貝殻を加えることで、農村集落排水汚泥など用いる肥料や建設資材の製造方法、及び肥料や建設資材の製造装置を提供する。

本発明に係る農村集落排水汚泥、合併浄化槽汚泥、又は建設発生浚渫土や下水道施設より発生する処理土を用いての肥料や建設資材の製造方法は次の行程から成っている。
(１)第１工程
含水率が約９０％の集落排水汚泥及び合併浄化槽汚泥を脱水車で運び、工場のホッパーに投入して含水率を約７５％まで下げる。すなわち、集落排水汚泥や合併浄化槽汚泥はその含水率が９０％以上あり、第１にこれを少なくすることが必要となる。建設発生浚渫土や下水道施設より発生する処理土の場合も、その含水率が高い時にはホッパーにて約７５％まで低下させる。
(２)第２工程
含水率が約７５％まで低下した汚泥や土に炭化籾殻のほか有機質肥料を若干加え、ミキサーにて混合する。混合により肥料成分は高くなり、含水率は低下する。
建設資材に用いる場合であれば、有機肥料に代えて活性炭や貝殻粒子を混合する。
(３)第３工程
ロータリーキルンに投入し、含水率をさらに約３０％まで低下させる。
(４)第４工程
含水率が低下したところで汚泥や土を５ｍｍ以内の大きさに粒状化し、その後で粒状化汚泥や土にマイクロ波の密閉状態で照射を行なうことで、粒状化汚泥又は粒状化土の含水率を約１０％とする。含水率が１０％程度になれば肥料や建設資材として利用することが出来る。勿論、マイクロ波の照射を行わない場合もあり、マイクロ波照射装置はレールに沿って移動可能な状態で備え付けられている。
粒状化した汚泥や土は所定の容器に入れられてコンベヤで搬送され、この容器ごとマイクロ波照射装置の中へ搬入され、密閉状態で照射して搬出される。そこで、搬入・搬出を行う為の装置をマイクロ波照射装置の付近に備えている。

ところで、この肥料や建設資材を製造する為の装置は、上記各工程に必要な装置として、ホッパー、ミキサー、ロータリーキルン、造粒機、コンベヤ、マイクロ波照射装置、及び貯蔵ホッパーにて構成している。ただし、これら各装置の具体的な構造は限定しないことにする。

本発明は建設発生浚渫土や下水道施設より発生する処理土、又は農村集落排水汚泥、合併浄化槽汚泥を肥料化や建設資材化する方法であり、工場排水を含まない農村集落排水汚泥や合併浄化槽汚泥には重金属や化学物質を殆ど含んでいない為に、該汚泥や土を用いて肥料などを造ることが出来る。そして本発明では該汚泥や土を脱水すると共に５ｍｍ以内の大きさに粒状化し、そして粒状汚泥及び土にマイクロ波を照射することで該マイクロ波は内部まで浸透する。

従って汚泥などの粒子はその含水率がより低下すると共に、マイクロ波を照射することで殺菌されてカビの発生はなく、又雑草の種子は不活性化し、綺麗な姿で土に還元することが出来る。そして枯渇した土地を豊かにし、有機肥料として機能する汚泥などの粒子は安心して使用することが出来る。さらに、該汚泥など粒子にはその製造工程にて有機質肥料を混入することで、肥料効果は一段と高くなる。又、建設資材として利用する場合には有機肥料の代わりに活性炭や貝殻粒子を混合することが出来る。

一方、本発明では肥料などの製造装置のホッパーに投入することで、上記各工程を経て所定の肥料や建設資材が出来上がる。そして、マイクロ波の照射に際してコンベヤに載せて搬送し、マイクロ波照射装置はコンベヤに隣接して設置されてレール上を移動できるようになっている為に、不要な時には後退させることが出来る。

図１は農村集落排水汚泥を肥料化する装置を示す実施例であり、スラッジホッパー１、計量器２、ミキサー３、ロータリーキルン４、造粒機５、マイクロ波照射装置６、貯蔵ホッパー７、袋詰め機８から構成されている。合併浄化槽汚泥を肥料化する為の装置の場合も、その基本構造は図１に示す農村集落排水汚泥を肥料化する装置と共通する。

ところで、汚泥はスラッジポッパー１に投入され、該スラッジホッパー１に設けているスクリューコンベヤ９によって投入された汚泥は送り出される。送り出された汚泥は計量器２に入ってその量が計測されるが、所定の量に達したところで、上記スラッジホッパー１から送り出される汚泥搬送が停止する。すなわち、必要な量の汚泥がスクリューコンベヤ９にて送り出されて計量器２に落下する。ここで、上記スラッジホッパー１に投入される汚泥は含水率が約９０％であるが、該スラッジホッパー１にて含水率を約７５％まで低下させる。

そして計量された汚泥はミキサー３へ送られるが、該計量器２にもスクリューコンベヤ１０が備わっていて、スクリューコンベヤ１０が回転することによって汚泥はミキサー３ヘ落下することが出来る。汚泥が計量器２からミキサー３へ落下して入るように計量器２はミキサー３より高い位置に設置され、又スラッジポッパー１から計量器２へ汚泥が落下するように、該スラッジホッパー１は計量器２より高い位置に設置されている。

ミキサー３には計量器２によって計量した汚泥が入り、そして該汚泥には有機物質である副産複合肥料、草木灰、乾血、大豆油粕などが混入されて混練される。例えば、乾燥汚泥４８０ｋｇに対して、副産複合肥料３００ｋｇ、乾血２００ｋｇ、大豆油粕１００ｋｇ、米ぬか１００ｋｇ、炭化籾殻２０ｋｇを混合することが出来る。この場合の肥料３成分は、窒素（Ｎ）が４．９％、リン酸（Ｐ_２Ｏ_２）が７．４％、酸化クロム（Ｋ_２Ｏ）が４．０％となる。ただし、上記混合肥料はあくまでも具体例に過ぎず、その他の肥料を混入することは自由である。

そして、これら各肥料はミキサー３と連通している肥料容器１１ａ，１１ｂ…に入れられ、計量器２からミキサー３に送られた汚泥の量に対して必要量の肥料が各肥料容器１１ａ，１１ｂ…から供給されて該汚泥と共に混練される。ミキサー３によって均一に混練された汚泥はロータリーキルン４ヘ搬送されて乾燥する。そして該ロータリーキルン４から造粒機５へ送られた乾燥汚泥は必要に応じて細かい粒状に加工され、肥料として取扱い易い形状とされる。

そして粒状化された汚泥粒子にはマイクロ波照射装置６にてマイクロ波が照射される。このマイクロ波は汚泥粒子の内部まで浸透して殺菌し、カビの発生を防止し、雑草の種を不活性化する事が出来る。このようにマイクロ波が照射された汚泥粒子はコンベヤ１２にて貯蔵ホッパー７に蓄えられ、貯蔵ホッパー７の下端に設置している袋詰め機８によって一定量づつ袋に詰められて搬出される。

ところで、上記マイクロ波を照射することで、粒状化された汚泥粒子の殺菌、カビの発生を抑制、雑草の種の不活性化を目的としているが、不必要な場合もある。汚泥肥料を製造する各工程において上記マイクロ波の照射工程は時間がかかり、その為に汚泥肥料の製造においてネックとなる。本発明では、マイクロ波の照射を必要に応じて省略することもある。

図２はマイクロ波照射装置６がコンベヤ１３に隣接して配置されている場合を示している。該マイクロ波照射装置６は床面に敷設された２本のレール１４ａ，１４ｂに載っていて、該レール１４ａ，１４ｂに沿って移動することが出来る。無数の細かい汚泥粒子１５，１５・・は陶器又は磁器製の容器１６に収容されてコンベヤ１３に載って搬送され、そしてマイクロ波照射装置６へ搬入出装置により搬入される。

マイクロ波照射装置６の正面には扉１７が取付けられており、該扉１７を開いて容器１６に入っている汚泥粒子１５，１５・・がマイクロ波照射装置６に入れられる。そして、該扉１７を閉じて密閉状態で所定の時間マイクロ波が照射され、汚泥粒子の殺菌、カビ発生の抑制、雑草種の不活性化が行われ、扉１７が開いて搬入出装置にて搬出される。搬出された汚泥粒子１５，１５・・を入れた容器１６は再びコンベヤ１３に載って送られる。

しかし、マイクロ波の照射を必要としない場合は、上記マイクロ波照射装置６を後退してコンベヤ１３から離れる。マイクロ波照射装置６の底にはローラが取付けられ、手で押すことでローラが回転して移動することが出来る。勿論、手で押すことなくローラをモータにて回転駆動させることも可能である。そして、コンベヤに載って送られる汚泥粒子１５，１５・・はコンベヤ１２の下端部に設けているホッパー１８に入れられ、コンベヤ１２にて貯蔵ホッパー７に貯蔵される。

一方、建設資材を製造する場合であれば、汚泥や土に有機肥料を混合する必要はなく、その代わりに活性炭や貝殻粒子が混合される。そして、この建設資材は埋立て用として、又は農地の改良土などとして使用することが出来る。

本発明に係る汚泥肥料の製造装置。コンベヤに隣接されるマイクロ波照射装置。

符号の説明

１スラッジホッパー
２計量器
３ミキサー
４ロータリーキルン
５造粒機
６マイクロ波照射装置
７貯蔵ホッパー
８袋詰め機
９スクリューコンベヤ
10 スクリューコンベヤ
11 肥料容器
12 コンベヤ
13 コンベヤ
14 レール
15 汚泥粒子
16 容器
17 扉
18 ホッパー

Claims

建設発生浚渫土、農村集落排水汚泥や合併浄化槽汚泥、又は下水道施設より発生した処理土を用いて肥料を製造する方法において、上記土や汚泥をスラッジホッパーに投入してスクリューコンベヤにて攪拌すると共に含水率を約７５％まで低下し、この汚泥を計量して所定量をミキサーへ送ると共に炭化籾殻やその他の有機質肥料を収容した肥料容器から流れ出る所定量の各種肥料を混入してミキサーで混練し、そしてロータリーキルンヘ入れて含水率を４０％〜３０％まで低下し、その後、この土や汚泥を５ｍｍ以内の細かい粒状に粒状化し、そして粒状となった土や汚泥を容器に入れてコンベヤにて搬送し、該コンベヤに隣接して移動可能に設置したマイクロ波照射装置に入れてマイクロ波を密閉状態で照射し、汚泥などの含水率を２０％〜１０％にすることを特徴とする農村集落排水汚泥などを使用した肥料の製造方法。
建設発生浚渫土、農村集落排水汚泥や合併浄化槽汚泥、又は下水道施設より発生した処理土を用いて肥料を製造する装置において、上記土や汚泥を攪拌すると共に含水率を約７５％まで低下させるスクリューコンベヤ付きスラッジホッパーと、スラッジホッパーから出た土や汚泥を計量する計量器と、炭化籾殻やその他の有機質肥料を収容した肥料容器を備えて該土や汚泥に有機肥料を混入して混練するミキサーと、含水率を４０％〜３０％まで低下させるロータリーキルンと、含水率が低下した土や汚泥を５ｍｍ以内の細かい粒状に粒状化する造粒機と、粒状となった土や汚泥を容器に入れて搬送するコンベヤと、コンベヤに隣接して該コンベヤから延びるレールに沿って近づいたり離れたりすることが出来るように設置したマイクロ波照射装置とから成ることを特徴とする農村集落排水汚泥などを使用した肥料の製造装置。
建設発生浚渫土、農村集落排水汚泥や合併浄化槽汚泥、又は下水道施設より発生した処理土を用いて建設資材を製造する方法において、上記土や汚泥をスラッジホッパーに投入してスクリューコンベヤにて攪拌すると共に含水率を約７５％まで低下し、この汚泥を計量して所定量をミキサーへ送ると共に活性炭又は貝殻粒子などを収容した容器から流れ出る所定量の各種添加材を混入してミキサーで混練し、そしてロータリーキルンヘ入れて含水率を４０％〜３０％まで低下し、その後、この土や汚泥を５ｍｍ以内の細かい粒状に粒状化し、そして粒状となった土や汚泥を容器に入れてコンベヤにて搬送し、該コンベヤに隣接して移動可能に設置したマイクロ波照射装置に入れてマイクロ波を密閉状態で照射し、汚泥などの含水率を２０％〜１０％にすることを特徴とする農村集落排水汚泥などを使用した建設資材の製造方法。
建設発生浚渫土、農村集落排水汚泥や合併浄化槽汚泥、又は下水道施設より発生した処理土を用いて建設資材を製造する装置において、上記土や汚泥を攪拌すると共に含水率を約７５％まで低下させるスクリューコンベヤ付きスラッジホッパーと、スラッジホッパーから出た土や汚泥を計量する計量器と、活性炭又は貝殻粒子などを収容した容器を備えて該土や汚泥に該添加物を混入して混練するミキサーと、含水率を４０％〜３０％まで低下させるロータリーキルンと、含水率が低下した土や汚泥を５ｍｍ以内の細かい粒状に粒状化する造粒機と、粒状となった土や汚泥を容器に入れて搬送するコンベヤと、コンベヤに隣接して該コンベヤから延びるレールに沿って近づいたり離れたりすることが出来るように設置したマイクロ波照射装置とから成ることを特徴とする農村集落排水汚泥などを使用した建設資材の製造装置。