JP2022087616A - 廃棄物の処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】脱水ケーキの状態で供給して能率よく造粒し、また造粒しながら効率よく乾燥することで、処理コストを低減しながら廃棄汚泥を効率よく無機多孔質粉粒体に処理する。
【解決手段】廃棄物の処理方法は、無機粉末を含む廃棄汚泥を加圧して脱水ケーキとする脱水工程と、脱水工程で得られた脱水ケーキを回転ドラム１内に供給し、回転ドラム１を回転して、脱水ケーキを攪拌し、加熱して、造粒しながら乾燥して乾燥造粒体とする造粒乾燥工程と、造粒乾燥工程で得られた乾燥造粒体を焼成して、乾燥造粒体に含まれる熱で焼失する成分を焼失し、無機粉末を連続気泡を有する無機多孔質粉粒体とする焼成工程とを含んでいる。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えばメッキ工場から排出される廃棄汚泥を原料として無機多孔質粉粒体を製造する廃棄物の処理方法に関する。

メッキ工場で発生する廃棄汚泥は、フィルタープレスで脱水して脱水ケーキとして有効利用されることなく廃棄されている。廃棄汚泥を無機多孔質粉粒体として有効利用する方法は開発されている。（特許文献１及び２参照）

特許文献１は、パルプスラッジ、鋳物工場にて発生する集塵ダスト、及びケイ砂工場又は骨材生産工場から発生する粘土の３種類の廃棄物を再資源化して有効利用して無機多孔質体とする方法を開示している。この方法は、パルプスラッジ１０～３０質量％、鋳物砂の再生回収時に発生する集塵ダスト３３～４０質量％及び粘土４０～５０質量％からなる混合物を造粒し、温度７００～１２００℃で焼成することにより、嵩比重０．８ｇ／ｃｍ^３以下、吸水率３０％以上、ｐＨ７以下、圧縮強度０．５ｋｇ以上の無機多孔質体を製造する。この方法は、原料と水を混合して押し出し成型器等で成形した後、乾燥機で乾燥し、その後、焼成して無機多孔質体を製造する。

特許文献２は、鋳物工場から汚泥廃棄物として排出されたシリカ、アルミナを含む廃棄汚泥を主要成分とすると共に強熱減量が重量比で２０％以上の原料を用い、水と原料とを混合した混合物から粒状体または塊状体を得、粒状体または塊状体を９００°Ｃ以上に加熱して、焼成し、無機多孔質体とする。この方法は、シリカとアルミナを含む廃棄汚泥を乾燥した後、細かく破砕し、水混合して混練して、水分含有量を１０～３０重量％の状態で造粒して粒状の状態で乾燥して水分を除去した後、焼成して無機多孔質粉粒体を製造する。

以上の処理方法は、廃棄汚泥を造粒した後、乾燥して水分率を低下させた後、焼成して無機多孔質粉粒体を製造する。この方法は、造粒した状態で乾燥して焼成するので、乾燥に時間がかかって効率よく製造できない欠点がある。また、プレスして造粒する方法で製造すると空隙率が低下し、また、傾斜姿勢で回転している回転板の上で転動させて造粒する方法、例えばパン造粒では、フィルタープレス等により加圧して脱水した脱水ケーキを供給して能率よく造粒できない欠点がある。

特開２００３－７３１８１号公報 特開平１０－８１５７６号公報

本発明は、以上の欠点を解消することを目的に開発されたものである。本発明の目的は、脱水ケーキの状態で供給して能率よく造粒し、また造粒しながら効率よく乾燥することで、処理コストを低減しながら廃棄汚泥を効率よく無機多孔質粉粒体に処理できる廃棄物の処理方法を提供することにある。

課題を解決するための手段及び発明の効果

本発明のある態様に係る廃棄物の処理方法は、無機粉末を含む廃棄汚泥を加圧して脱水ケーキとする脱水工程と、脱水工程で得られた脱水ケーキを回転ドラム内に供給し、回転ドラムを回転して、脱水ケーキを攪拌し、加熱して、造粒しながら乾燥して乾燥造粒体とする造粒乾燥工程と、造粒乾燥工程で得られた乾燥造粒体を焼成して、乾燥造粒体に含まれる熱で焼失する成分を焼失し、無機粉末を連続気泡を有する無機多孔質粉粒体とする焼成工程とを含んでいる。

以上の廃棄物の処理方法は、脱水ケーキの状態で回転ドラムに供給して能率よく造粒しながら、高効率に乾燥しながら造粒して乾燥造粒体とし、乾燥造粒体を焼成することで、処理コストを低減しながら廃棄汚泥を効率よく無機多孔質粉粒体として有効利用できる特長がある。

本発明の他の態様に係る廃棄物の処理方法は、造粒乾燥工程において、回転ドラムを回転させながら回転ドラムの内部に連続して脱水ケーキを供給して、脱水ケーキを造粒しながら乾燥して乾燥造粒体とする。

以上の方法は、脱水のためにプレスして塊状となった脱水ケーキを、回転している回転ドラムに連続供給して、極めて能率よく造粒・乾燥された乾燥造粒体に処理できる特長がある。

本発明の他の態様に係る廃棄物の処理方法は、造粒乾燥工程において、回転ドラムの回転軸を水平姿勢に配置して回転する。

この方法は、供給された脱水ケーキを、水平姿勢で回転する回転ドラム内で均等に攪拌しながら、能率よく造粒して乾燥できる特長がある。

本発明の他の態様に係る廃棄物の処理方法は、造粒乾燥工程において、回転ドラムに、所定の粒径以下の粒体を透過する多数の選別開口を有する回転ドラムを使用し、回転する回転ドラムの選別開口で乾燥造粒体を選別して排出して、所定の粒径の選別乾燥粉粒体とする。

以上の廃棄物の処理方法は、脱水ケーキの状態で回転ドラムに供給して能率よく造粒しながら、高効率に乾燥し、さらに粒径も選別して所定の粒径の選別乾燥粉粒体とし、選別乾燥粉粒体を焼成することで、さらに処理コストを低減しながら廃棄汚泥を効率よく無機多孔質粉粒体とすることができる。

本発明の他の態様に係る廃棄物の処理方法は、回転ドラムに、選別開口を有する多孔板を筒状としてなる外筒の内側に内筒を配置している層構造の造粒筒を使用し、内筒に、選別開口よりも大粒の乾燥造粒体を通過させる通過隙間を有する造粒筒を使用する。

以上の方法は、外筒の選別開口の目詰まりを防止しながら、回転ドラムの内部で脱水ケーキを造粒、乾燥して特定の粒径に選別された選別乾燥粉粒体として効率よく排出できる特長がある。

本発明の他の態様に係る廃棄物の処理方法は、回転ドラムに設けている内筒の通過隙間をスリットとする。

以上の方法は、回転ドラムに供給された脱水ケーキを内筒のスリットに通過させて分散し、分散された脱水ケーキを外筒の多孔板の内面で転動して、効率よく造粒しながら乾燥して乾燥造粒体とし、乾燥造粒体を多孔板の選別開口から排出して能率よく選別乾燥粉粒体に処理できる特長がある。

本発明の他の態様に係る廃棄物の処理方法は、廃棄汚泥にメッキスラッジを使用する。

以上の方法は、廃棄に手間と経費がかかっているメッキスラッジを多量の金属成分を含有する無機多孔質粉粒体として有効利用できる特長がある。

本発明の他の態様に係る廃棄物の処理方法は、回転ドラムの回転軸を筒状として、筒状の回転軸から脱水ケーキを回転ドラム内に供給する。

以上の方法は、脱水ケーキを能率よくスムーズに回転ドラム内に供給して、回転ドラムで高効率に造粒しながら脱水して乾燥造粒体に処理できる特長がある。

本発明の他の態様に係る廃棄物の処理方法は、焼成工程において、乾燥造粒体を３００℃以上の温度で焼成する。

本発明の他の態様に係る廃棄物の処理方法は、焼成工程において、乾燥造粒体を１２００℃以下の温度で焼成する。

本発明の一実施例にかかる廃棄物の処理方法を示す概略工程図である。 造粒乾燥工程に使用する造粒乾燥装置の一例を示す垂直縦断面図である。 図２に示す造粒乾燥装置の垂直横断面図である。 図２に示す造粒乾燥装置の回転ドラムの分解斜視図である。 回転ドラムの他の一例を示す分解斜視図である。 造粒乾燥装置の供給機構の他の一例を示す断面図である。 造粒乾燥装置の供給機構の他の一例を示す断面図である。

以下、図面に基づいて本発明を詳細に説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語（例えば、「上」、「下」、及びそれらの用語を含む別の用語）を用いるが、それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が制限されるものではない。また、複数の図面に表れる同一符号の部分は同一もしくは同等の部分又は部材を示す。
さらに以下に示す実施形態は、本発明の技術思想の具体例を示すものであって、本発明を以下に限定するものではない。また、以下に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限り、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、例示することを意図したものである。また、一の実施形態、実施例において説明する内容は、他の実施形態、実施例にも適用可能である。また、図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため、誇張していることがある。

本発明の廃棄物の処理方法は、廃棄汚泥として、例えば、メッキ工場から排出されるメッキスラッジのみを使用して、他の廃棄汚泥等の他の成分を添加することなく無機多孔質粉粒体を製造できるが、本発明は廃棄汚泥をメッキスラッジに特定するものではなく、脱水し、造粒し、焼成して無機多孔質粉粒体となる他の全ての廃棄汚泥を使用できる。ただし本発明の廃棄物の処理方法は、無機質材を多孔質な状態に結合して無機多孔質粉粒体とするので、廃棄汚泥には無機質材を含むものに特定する。無機質材を含む廃棄汚泥は、単一工場の廃棄汚泥のみでなく、複数の異種工場から排出される含有成分が異なる複数種の廃棄汚泥を使用することができる。単一工場から排出される廃棄汚泥であって無機質材が含有されないものにあっては、無機粉末を添加し、あるいは無機成分を含む廃棄汚泥を混合して原料に使用する。さらに、以上の処理方法は、製紙スラッジなどの繊維成分を含む廃棄汚泥を添加した廃棄汚泥を原料に使用して、繊維成分で効率よく造粒し、また、繊維を有機繊維として、焼成工程で焼失することで、連続気泡の多孔質な無機多孔質粉粒体とすることができる。さらに、製薬工場から排出されるスラッジなどを添加して、無機多孔質粉粒体の成分をコントロールすることもできる。

［実施形態１］
廃棄物の処理方法は、図１の概略工程図に示すように、廃棄汚泥を加圧して脱水ケーキとする脱水工程と、脱水ケーキを造粒しながら乾燥して乾燥造粒体とする造粒乾燥工程と、乾燥造粒体を焼成して無機多孔質粉粒体とする焼成工程とで、廃棄汚泥を多孔質な無機多孔質粉粒体とする。

［脱水工程］
脱水工程は、多量の水分を含有する廃棄汚泥を加圧して脱水する全ての方法と装置を使用できるが、好ましくはフィルタープレスが適している。フィルタープレスは、極めて水分率の高い廃棄汚泥を効率よく脱水して脱水ケーキにできる。メッキ工場から排出されるメッキスラッジは、フィルタープレスで脱水して効率よく脱水ケーキにできる。メッキスラッジに製紙スラッジを混合する廃棄汚泥もフィルタープレスで効率よく脱水して、脱水ケーキに処理できる。さらに、製紙スラッジや製薬工場から排出されるスラッジなども混合して原料の廃棄汚泥とすることもできる。ただし、脱水工程において廃棄汚泥を脱水する装置は、フィルタープレスに特定するのではなく、たとえば、先端を多孔質プレートで閉塞しているシリンダに廃棄汚泥を注入して、ピストンが加圧し脱水して脱水ケーキとする装置なども使用できる。脱水工程は、７０重量％～９０重量％の水分を含有する廃棄汚泥を加圧して、好ましくは水分率を５０重量％以下とする脱水ケーキとする。

［造粒乾燥工程］
造粒乾燥工程は、脱水工程で得られた脱水ケーキを回転ドラム内に供給し、回転ドラムを回転して、脱水ケーキを攪拌し、加熱して、造粒しながら乾燥して乾燥造粒体とする。
以上の処理方法は、加圧して脱水された脱水ケーキを造粒乾燥工程で造粒しながら乾燥して、乾燥造粒体とする造粒乾燥工程を独特の方法とするので、この造粒乾燥工程に使用する造粒乾燥装置を以下に詳述する。

（造粒乾燥装置１００）
図２ないし図４は、脱水ケーキを乾燥造粒体とする造粒乾燥装置１００を示している。図２は造粒乾燥装置１００を側面から見た垂直縦断面図を、図３は図２に示す造粒乾燥装置１００の垂直横断面図を、図４は造粒乾燥装置１００の回転ドラム１の分解斜視図を示している。これらの図に示す造粒乾燥装置１００は、筒状の回転ドラム１の内部に脱水ケーキを供給し、供給された脱水ケーキを回転ドラム１で造粒しながら乾燥して乾燥造粒体として回転ドラム１から排出する。

さらに、図に示す造粒乾燥装置１００は、回転ドラム１として、所定の粒径以下の粒体を透過する多数の選別開口１７を有する回転ドラム１を使用しており、脱水ケーキが供給された回転ドラム１を回転して脱水ケーキを攪拌し、造粒しながら乾燥して乾燥造粒体とすると共に、この乾燥造粒体の粒径を回転する回転ドラムの選別開口１７で選別して、所定の粒径の選別乾燥粉粒体として回転ドラム１から排出する構造としている。

以上の造粒乾燥装置１００は、造粒乾燥工程において、供給される脱水ケーキを造粒しながら乾燥して乾燥造粒体とし、この乾燥造粒体を特定の粒径よりも小さいものを選択して選別乾燥粉粒体として排出する。造粒乾燥装置１００の選別開口１７から排出される選別乾燥粉粒体は、選別開口１７よりも小さい粒径に選別された粒体である。このように、造粒乾燥工程において、乾燥造粒体を選別開口１７よりも小さい粒径に選別して選別乾燥粉粒体とする処理方法は、次工程である焼成工程において、所定の粒径以下に選別された選別乾燥粉粒体を焼成するので、処理コストを低減しながら廃棄汚泥を効率よく無機多孔質粉粒体とすることができる特長がある。ただ、本発明の処理方法は、造粒乾燥工程において、乾燥造粒体を、必ずしも選別開口１７より小さい粒径に選別された選別乾燥粉粒体とする必要はなく、回転ドラム１の内部で造粒され、乾燥された乾燥造粒体として回転ドラム１から取り出し、次工程において焼成することもできる。

以上の造粒乾燥装置１００は、閉鎖構造の外装ケース７と、外装ケース７の内部に配置している回転ドラム１と、回転ドラム１を回転するモータ３と、回転ドラム１に脱水ケーキを供給する供給機構５０と、回転ドラム１内の脱水ケーキを加熱して乾燥する加熱送風機構４とを備える。

（回転ドラム１）
回転ドラム１は、造粒筒１１の両端を端板１２で閉塞して、造粒筒１１の内部を乾燥チャンバー２として脱水ケーキを乾燥する。回転ドラム１は、端板１２の中心に回転軸６を固定している。回転軸６は、ベアリング３１を介して外装ケース７内に水平姿勢に配置されている。回転軸６はモータ３で回転されて回転ドラム１を回転する。回転ドラム１内の脱水ケーキを加熱して乾燥するために、回転ドラム１内に加熱空気を強制送風している。加熱空気は、外装ケース７の外部から回転ドラム１の乾燥チャンバー２に流入されて脱水ケーキを乾燥でき、また、回転軸６から乾燥チャンバー２に強制送風されて脱水ケーキを乾燥できる。

回転ドラム１は、例えば外径を４０ｃｍないし１ｍ、軸方向の全長を４０ｃｍ～１ｍとするが、単位時間の処理量、供給される脱水ケーキの水分率、造粒される乾燥造粒体や排出される選別乾燥粉粒体に要求される水分率や粒径等を考慮して最適値に設定することができる。図の造粒筒１１は、外筒１１Ａと内筒１１Ｂとからなる２層構造として、外筒１１Ａと内筒１１Ｂとの間に隙間を設けている。内筒１１Ｂは、多孔板１３の選別開口１７よりも大粒の乾燥造粒体を通過させる通過隙間１６を設けている。図３と図４の回転ドラム１は、内筒１１Ｂの通過隙間１６を軸方向に伸びるスリットとして、内筒１１Ｂで脱水ケーキを分散してスリットの通過隙間１６にスムーズに通過できる構造としている。図３の内筒１１Ｂは、複数のロッド１５を軸方向に伸びる姿勢で互いに平行姿勢として筒状に配置して、ロッド１５の間にスリットの通過隙間１６を設けている。ロッド１５は円筒状のパイプが適している。この内筒１１Ｂは、供給される脱水ケーキが円軌道を移動している各々のロッド表面に衝突し、分散されて、スリットの通過隙間１６を通過する。ロッド１５に衝突して分散された脱水ケーキは、通過隙間１６を通過して外筒１１Ａの内側に供給される。スリットの通過隙間１６は、分散された脱水ケーキをスムーズに通過できるように、選別開口１７の内径よりも広く、例えば５ｍｍないし２０ｍｍに設定される。

外筒１１Ａは、多孔板１３からなる複数の筒体１３Ａ、１３Ｂを隙間を設けて同軸に配置している。外筒１１Ａは回転して内面で脱水ケーキを転動して乾燥造粒体に造粒するので、好ましくは円筒とするが、楕円筒や八角形以上の多角形として円筒に近似する筒状とすることもできる。回転ドラム１の最外周に位置する筒体１３Ａの多孔板１３は、貫通孔１３ａを選別開口１７としている。選別開口１７の理想的な形状は円形であるが、多角形として球形に造粒された選別乾燥粉粒体を排出することもできる。最外周に位置する筒体１３Ａの内側に位置する筒体１３Ｂは、選別開口１７よりも大きい貫通孔１３ｂを有する多孔板１３で製作される。回転ドラム１は、選別開口１７よりも大きい貫通孔１３ｂの多孔板１３を内側に配置しているので、選別開口１７の目詰まりを防止して能率よく選別乾燥粉粒体を排出できる特長がある。さらに、多孔板１３の筒体１３Ａ、１３Ｂを多層構造に配置する回転ドラム１は、各層の多孔板１３の内面で脱水ケーキを転動して造粒するので、選別乾燥粉粒体をより球形に近い状態に造粒して排出できる特長もある。多層構造の筒体１３Ａ、１３Ｂからなる外筒１１Ａは、各層の筒体１３Ａ、１３Ｂの内面で脱水ケーキを転動して乾燥造粒体を造粒するので、貫通孔１３ｂの内径は、貫通孔１３ａの内径よりも広く、例えば貫通孔１３ａの内径の１．５倍以上、好ましくは２倍以上とする。以上の回転ドラム１は、外筒１１Ａと内筒１１Ｂとで構成し、さらに外筒１１Ａを複数の筒体１３Ａ、１３Ｂで構成するが、回転ドラムは、外筒を選別開口のある１枚の筒状多孔板で構成し、あるいは外筒と内筒との２層構造とすることなく、選別開口を設けているひとつの筒体で構成することもできる。

造粒筒１１の多孔板１３は、無数の貫通孔１３ａ、１３ｂを設けたパンチングメタルが適している。最外周の多孔板１３のパンチングメタルは、貫通孔１３ａ、１３ｂで選別乾燥粉粒体の最大粒径が特定される。メッキスラッジを廃棄汚泥とする造粒乾燥装置１００は、選別開口１７となる貫通孔１３ａの内径を、例えば２ｍｍ～４ｍｍとすることができるが、選別開口１７の内径は、選別乾燥粉粒体の粒径を特定するので、選別乾燥粉粒体を焼成して製造される無機多孔質粉粒体の用途を考慮して最適値に設定され、例えば選別開口１７の内径は、１ｍｍ以上、好ましくは２ｍｍ以上とし、さらに例えば１０ｍｍよりも小さく、好ましくは８ｍｍよりも小さくすることができる。

以上の回転ドラム１は、最外周の筒体１３Ａを多孔板１３としており、この多孔板１３の貫通孔１３ａを選別開口１７として、回転ドラム１内で造粒された乾燥造粒体を回転する回転ドラム１の選別開口１７で選別し、所定の粒径の選別乾燥粉粒体として排出する構造としている。ただ、回転ドラムは、必ずしも最外周の筒体を多孔板として選別開口を設ける必要はなく、最外周に選別開口のない筒体として、回転する回転ドラムの内部で造粒・乾燥された乾燥造粒体を排出することもできる。

図５に示す回転ドラム１は、最外周の筒体１４Ａを貫通孔のない円筒状の金属板１４とし、筒体１４Ａの内面で造粒された乾燥造粒体を粒径で選別して通過させることなく、筒体１４Ａの内側に一時貯留する構造としている。図に示す回転ドラム１は、造粒筒１１の外筒１１Ａを、金属板１４からなる筒体１４Ａと、この筒体１４Ａの内側に配置された多孔板１３からなる筒体１３Ｂとで構成している。この回転ドラム１は、内部で造粒される乾燥造粒体を最外周の筒体１４Ａで所定の粒径に選別して排出することなく、所定の粒径に造粒された乾燥造粒体が最外周の筒体１４Ａの内側に貯留される。図に示す造粒筒１１は、最外周の筒体１４Ａの内側に、貫通孔１３ｂを有する多孔板１３からなる筒体１３Ｂを配置し、さらにその内側には、複数のロッド１５を筒状に配置してなる内筒１１Ｂを設けている。この構造の造粒筒１１は、内筒１１Ｂの内側に供給された脱水ケーキを内筒１１Ｂの内側で造粒・乾燥しながらスリット状の通過隙間１６に通過させると共に、内筒１１Ｂの外側に配置された多孔板１３の筒体１３Ｂの内面で造粒・乾燥して貫通孔１３ｂよりも小さな粒径に造粒された乾燥造粒体を筒体１３Ｂに通過させ、さらに、最外周の筒体１４Ａの内側で造粒・乾燥して貯留する。

以上の構造の回転ドラム１は、最外周の筒体１４Ａの内側に貯留された乾燥造粒体を、回転ドラム１から排出する。図５に示す回転ドラム１は、内部で造粒された乾燥造粒体を外部に排出するために、外筒１１Ａに開閉自在な開口部２０を設けて、この開口部２０を開閉蓋２１で開閉する構造としている。図５に示す回転ドラム１は、最外周の筒体１４Ａに加えて、その内側に配置された筒体１３Ｂと複数のロッド１５からなる内筒１１Ｂにも開口部２０を設けている。開閉蓋２１は、最外周の筒体１４Ａの開口部２０を開閉する第１の開閉蓋２１Ｘと、内側の筒体１３Ａの開口部２０を開閉する第２の開閉蓋２１Ｙと、内筒１１Ｂの開口部２０を開閉する第３の開閉蓋２１Ｚとを備えている。この回転ドラム１は、第１の開閉蓋２１Ｘが取り外された状態で、最外周の筒体１４Ａが部分的に開放され、この状態で回転ドラム１を反転して開口部２０を下向きの姿勢とすることで、筒体１４Ａの内側に一時貯留された乾燥造粒体が落下して排出される。さらに、回転ドラム１は、第２の開閉蓋２１Ｙと第３の開閉蓋２１Ｚが取り外される状態で、外筒１１Ａ及び内筒１１Ｂの開口部２０が全て開放されて、乾燥チャンバー２の内部が清掃され、あるいはメンテナンスされる。

以上の回転ドラム１は、外筒１１Ａと内筒１１Ｂとで構成し、さらに外筒１１Ａを複数の筒体１４Ａ、１３Ｂで構成するが、回転ドラムは、外筒を選別開口のない１枚の筒状金属板で構成し、あるいは外筒と内筒との２層構造とすることなく、選別開口を設けていないひとつの筒体で構成することもできる。

回転ドラム１は、両端の端板１２に回転軸６を固定している。回転軸６は端板１２を貫通して乾燥チャンバー２に配置される。回転ドラム１は、回転軸６を中心として回転するので、回転軸６を円筒の中心軸に配置して、円筒状の回転ドラム１をバランスよく回転できる。回転ドラム１は、回転軸６を介してモータ３で回転される。回転軸６は、両端部が、外装ケース７の端面を回転自在に貫通している。回転軸６は、ベアリング３１を介して外装ケース７に水平姿勢に連結されている。さらに、回転軸６は、外装ケース７の外部に突出する端部にスプロケット３２を固定しており、スプロケット３２とチェーン３３を介してモータ３で回転される。

（加熱送風機構４）
加熱送風機構４は、回転ドラム１内の乾燥チャンバー２に加熱空気を強制送風して供給された脱水ケーキを乾燥する。図の加熱送風機構４は、加熱空気を強制送風する加熱空気源４０と、この加熱空気源４０から供給される加熱空気を乾燥チャンバー２内に供給する送風ダクト４１とを備えている。図２に示す加熱空気源４０は、加圧された空気を供給するブロア４０Ａと、ブロア４０Ａから供給される空気を加熱するヒータ４０Ｂとを備えている。この加熱空気源４０は、ブロア４０Ａの回転数で強制送風する加熱空気の風量を調整し、ヒータ４０Ｂの発熱量で強制送風する加熱空気の温度を調整する。ただ、加熱空気源は、ヒータに代わって、石油や他の燃料を燃焼させるバーナーも使用できる。

送風ダクト４１は、外装ケース７の外部から内部まで配管されており、加熱空気源４０から供給される加熱空気を回転ドラム１の乾燥チャンバー２に供給している。図の送風ダクト４１は、加熱空気源４０の加熱空気を第１のダクト４１Ａと第２のダクト４１Ｂに分岐して、乾燥チャンバー２内に送風している。

第１のダクト４１Ａは、回転ドラム１の回転軸６に加熱空気を送風している。図２に示す回転軸６は、図において左端から加熱空気を供給して、右端から脱水ケーキを供給している。加熱空気が供給される加熱領域６Ａと、脱水ケーキが供給される脱水ケーキ領域６Ｂとを隔壁１８で区画している。加熱領域６Ａは、加熱空気を乾燥チャンバー２内に排出する複数の貫通穴６ａを周囲に有し、脱水ケーキ領域６Ｂは、脱水ケーキを乾燥チャンバー２に排出する落下開口９を設けている。回転軸６は、回転自在で空気漏れしないカップラー１９を介して送風ダクト４１に左端を連結して、右端を供給機構５０に連結している。回転軸６を介して加熱空気を乾燥チャンバー２に送風する造粒乾燥装置１００は、乾燥チャンバー２の中心部に加熱空気を送風して効率よく脱水ケーキを乾燥できる。ただ、乾燥器は必ずしも回転軸６から加熱空気を乾燥チャンバー２に供給する必要はなく、他の領域から乾燥チャンバー２に送風する加熱空気で脱水ケーキを乾燥することができる。

第２のダクト４１Ｂは、回転ドラム１の端板１２を透過して加熱空気を乾燥チャンバー２内に送風する。第２のダクト４１Ｂは、外装ケース７の内部に配置している水平ダクト４１ａの先端に上向ダクト４１ｂを連結して、上向ダクト４１ｂの先端開口部を端板１２の対向面に接近して配置している。第２のダクト４１Ｂは、図２と図３の断面図に示すように、端板１２に設けている複数の送風開口１２ａの外側に強制送風して、送風開口１２ａから加熱空気を乾燥チャンバー２内に送風する。さらに、図２に示す第２のダクト４１Ｂは、回転ドラム１の内部に環状に配置して両端を端板１２に固定している中空状のロッド１５に強制送風する。中空状のロッド１５は両端を開口して端板１２に固定しているので、図２において右端の開口部から供給される加熱空気を内部に通過して左端に排出して加熱空気で加熱される。加熱空気で加熱された中空状のロッド１５は、回転軸６から供給される脱水ケーキを加熱して、隣接する中空状のロッド１５の通過隙間１６から外側に通過させる。

第１のダクト４１Ａと第２のダクト４１Ｂから外装ケース７に供給された加熱空気は、外装ケース７に設けている排気口４３から排出される。図２の外装ケース７は、上部の両側に排気筒４２を連結して排気口４３を設けている。排気筒４２は先端の排気口４３に開口面積を調整できる調整蓋４４を連結している。調整蓋４４は、排気筒４２の先端に設けたフランジ４２Ａに、軸４５を介して水平面内で回転できるように連結される。調整蓋４４は、排気筒４２の先端の排気口４３を完全に閉塞する位置から開口する位置に移動して、外装ケース７から排出する空気量をコントロールする。調整蓋４４は、乾燥チャンバー２に供給される脱水ケーキを最も効率よく乾燥させる開度に調整される。

（供給機構５０）
供給機構５０は、脱水ケーキを内側に通過させて乾燥チャンバー２内に供給する搬送パイプ５１と、搬送パイプ５１の供給側に供給される脱水ケーキを軸方向に搬送する強制搬送機構５２とを備えている。さらに、図に示す供給機構５０は、搬送パイプ５１の供給側に、脱水ケーキが供給されるホッパー６０を備えている。

（搬送パイプ５１）
造粒乾燥装置１００は、回転ドラム１の回転軸６を中空状のパイプとして供給機構５０の搬送パイプ５１に併用している。回転軸６に併用される搬送パイプ５１は円筒状で、回転ドラム１を水平姿勢に支持しながら回転できる強度の金属パイプである。さらに、搬送パイプ５１は、供給側に設けたホッパー６０から供給される脱水ケーキを内部に通過させて回転ドラム１の内部に搬送できるできる内径としている。搬送パイプ５１の内径は、回転ドラム１の大きさや脱水ケーキの種類、あるいは造粒乾燥装置１０の処理量によっても異なるが、例えば３ｃｍ～２０ｃｍ、好ましくは４ｃｍ～１５ｃｍとする。メッキスラッジの脱水ケーキを回転ドラム１に供給する搬送パイプ５１にあっては、例えば内径を約５ｃｍとする。

さらに、図２に示す搬送パイプ５１に併用される中空状の回転軸６は、乾燥チャンバー２に開口する落下開口９を設けている。図に示す搬送パイプ５１は、回転ドラム１の中央部に脱水ケーキを供給する落下開口９を設けている。搬送パイプ５１である回転軸６は、円周方向に沿って複数の落下開口９を開口している。この搬送パイプ５１は、たとえば、円周方向に離して２ないし４つの落下開口９を設けて、回転しながら脱水ケーキを分散して落下できる。さらに、回転軸６の搬送パイプ５１は、軸方向に沿って複数の落下開口９を設けることができる。この構造の搬送パイプ５１は、脱水ケーキを回転軸６の軸方向に離して落下開口９から乾燥チャンバー２内に供給できるので、脱水ケーキを乾燥チャンバー２内に分散して供給して効率よく乾燥できる特長がある。軸方向に離して設けている落下開口９は、先端側と後端側とに開口している落下開口９を、好ましくは円周方向に位置ずれする状態で開口して、脱水ケーキをより効率よく分散して乾燥チャンバー２に供給できる。ただし、図２は、軸方向に離して複数の落下開口９を設ける形状を理解し易くするために、先端側と後端側の落下開口９を円周方向に位置ずれすることなく開口している。

（強制搬送機構５２）
回転軸６の搬送パイプ５１は、脱水ケーキを回転ドラム１の乾燥チャンバー２内に供給する強制搬送機構５２に連結している。強制搬送機構５２は、搬送パイプ５１の内部に軸方向に延長して配置された螺旋状搬送部材５３と、螺旋状搬送部材５３を回転させる回転機構５４とを備えている。螺旋状搬送部材５３で脱水ケーキを移送する強制搬送機構５２は、螺旋状搬送部材５３と回転軸６である搬送パイプ５２を回転方向が逆方向として、互いに相対回転速度を早くして脱水ケーキを効率よく移送できる。螺旋状搬送部材５３で脱水ケーキを移送する強制搬送機構５２は、必ずしも回転機構５４で螺旋状搬送部材５３を回転することなく脱水ケーキを移送できる。螺旋状搬送部材５３を回転することなく、搬送パイプ５１の回転軸６を回転して脱水ケーキを移送できるからである。

図２の強制搬送機構５２は、螺旋状搬送部材５３をスクリュウコンベア５５としている。スクリュウコンベア５５は、中心軸５５Ａの周囲に螺旋状のフィン５５Ｂを固定している。螺旋状搬送部材５３は、図６に示すように金属線を螺旋状に巻回してなる螺旋コイル５６も使用できる。この螺旋状搬送部材５３は、螺旋コイル５６の後端を回転機構５４で回転して脱水ケーキを移送する。この螺旋状搬送部材５３は、螺旋コイル５６を、例えば直径を１ｃｍとする太い金属線として効率よく脱水ケーキを移送できる。また、螺旋コイル５６を弾性変形するコイルスプリングとして、脱水ケーキをスムーズに移送できる。脱水ケーキの移送状態でコイルスプリングが弾性変形しながら、脱水ケーキをスムーズに移送できるからである。

図７の強制搬送機構５２は、搬送パイプ５１に供給された脱水ケーキを押し出すピストン５７と、コンロッド５８を介してピストン５７に連結されて、ピストン５７を軸方向に往復運動させるアクチュエータ５９とを備えている。この強制搬送機構５２は、搬送パイプ５１の供給側に供給された脱水ケーキを、ピストン５７で軸方向に強制搬送する。この強制搬送機構５２は、アクチュエータ５９でピストン５７をホッパー６０の後方まで後退して、ホッパー６０から落下する脱水ケーキを搬送パイプ５１の供給側の受け部６０Ａに供給し、この状態でピストン５７を前進させて脱水ケーキを圧送して落下開口９から乾燥チャンバー２内に落下させる。この強制搬送機構５２は、簡単な構造で脱水ケーキを確実に乾燥チャンバー２に供給できる特長がある。

（ホッパー６０）
図２の供給機構５０は、搬送パイプ５１の供給側にホッパー６０を連結している。ホッパー６０は脱水ケーキを一時的に貯留して搬送パイプ５１に供給する。搬送パイプ５１にホッパー６０を連結している供給機構５０は、供給された脱水ケーキをホッパー６０で一時貯留しながら搬送パイプ５１に供給できるので、ホッパー６０には断続的に脱水ケーキを供給しながら、乾燥チャンバー２には好ましい移送量で脱水ケーキを供給できる。

さらに、図２の供給機構５０は、ホッパー６０に供給された脱水ケーキを攪拌して搬送パイプ５１に供給する攪拌機構６１を備える。攪拌機構６１は、脱水ケーキの攪拌羽根６２と、攪拌羽根６２を回転する回転機構６４とを備えている。この供給機構５０は、ホッパー６０に供給された脱水ケーキを攪拌して搬送パイプ５１に供給するので、脱水ケーキを詰まらせることなく搬送パイプ５１に供給して、強制搬送機構５２でスムーズに乾燥チャンバー２に供給できる。ホッパー６０は、上方を開口して下方に向かって下窄み状として、搬送パイプ５１に連結している。攪拌機構６１は、回転軸６３に設けた複数の＋攪拌羽根６２とこの攪拌羽根６２が固定された回転軸６３をモータ６４Ａなどで回転する回転機構６４を備えている。

さらに、図２と図３に示す外装ケース７は、回転ドラム１の下方に、回転ドラム１から落下する選別乾燥粉粒体をケース外に排出するロータリーフィーダー８を配置している。ロータリーフィーダー８は、第２のダクト４１Ｂに併用している回転筒８１と、この回転筒８１を内側に配置している断面形状をＵ字状とするケーシング８０とを備える。回転筒８１は、放射状に複数のフィン８２を一定の間隔で固定している。図３の断面図に示す回転筒８１は、６枚のフィン８２を放射状に固定している。ロータリーフィーダー８は、回転する回転筒８１がフィン８２をケーシング８０の内面に沿って移動して、回転筒８１とフィン８２とケーシング８０とで囲まれる内側に形成される落下チャンバー８３の選別乾燥粉粒体を外装ケース７の外部に排出する。ケーシング８０は、下端に排出口８４を設けており、排出口８４に連通される落下チャンバー８３から選別乾燥粉粒体を外部に排出する。図２の造粒乾燥装置１００は、回転ドラム１を回転するモータ３に、チェーン３６とスプロケット３７を介して回転筒８１を連結している。この造粒乾燥装置１００は、１つのモータ３で回転ドラム１と、ロータリーフィーダー８の回転筒８１を回転できる。第２のダクト４１Ｂに併用している回転筒８１は、回転しながら加熱空気を送風するので、回転自在で加熱空気が漏れないカップラー１９を介して加熱空気源４０に連結される。

以上の造粒乾燥装置１００は、以下のようにして供給される脱水ケーキを造粒しながら乾燥して乾燥造粒体とし、造粒された乾燥造粒体を選別された選別乾燥粉粒体として排出する。
（１）回転ドラム１を回転して、加熱送風機構４から加熱空気を回転ドラム１内に送風する状態とする。この状態でホッパー６０に脱水ケーキを供給して、脱水ケーキをホッパー６０の攪拌機構６１で攪拌して搬送パイプ５１を介して回転ドラム１内に供給する。
搬送パイプ５１に供給された脱水ケーキは、強制搬送機構５２のスクリュウコンベア５５や螺旋コイル５６、あるいはピストン５７で搬送パイプ５１である回転軸６に圧送されて、搬送パイプ５１の落下開口９から乾燥チャンバー２内に落下する。この状態で回転ドラム１は回転しているので、脱水ケーキは回転している回転ドラム１の乾燥チャンバー２内に落下される。
（２）回転している回転ドラム１は、供給された脱水ケーキを外筒１１Ａの内面で転動して造粒しながら加熱空気で乾燥する。造粒しながら乾燥された乾燥造粒体は、選別開口１７を通過して選別乾燥粉粒体として回転ドラム１から排出される。回転ドラム１から排出された選別乾燥粉粒体は、落下してロータリーフィーダー８に供給される。
（３）ロータリーフィーダー８は、回転ドラム１から落下する選別乾燥粉粒体を落下チャンバー８３で排出口８４に案内して、排出口８４から外装ケース７の外部に排出する。

［焼成工程］
造粒乾燥装置１００から排出される乾燥造粒体は、焼成炉で焼成して連続気泡を有する無機多孔質粉粒体とする。焼成炉は、乾燥造粒体を、例えば８００℃で焼成し、乾燥造粒体に含まれる熱で焼失する水分や有機物などの成分を焼失して無機多孔質粉粒体とする。このような焼成炉として、例えば、バッチ式に焼成する焼成炉が使用できる。乾燥造粒体の焼成温度は、有機物を焼失し、また水分を気化、蒸発して多孔質な空隙とし、さらに乾燥造粒体を硬く結合できる温度とすることができるので、例えば４００℃以上、好ましくは６００℃以上、さらに好ましくは８００℃以上とする。焼成温度が高すぎると、乾燥造粒体の一部が溶融して気孔率が低下して焼成コストも高くなるので、好ましくは１２００℃以下、さらに好ましくは１０００℃以下とする。乾燥造粒体の焼成は、バッチ式に焼成する焼成炉に代わって、乾燥造粒体をコンベアで連続的に移送しながら焼成するトンネル炉やロータリーキルンなどで連続して焼成できる。

以上の装置を使用して、廃棄汚泥にはメッキスラッジを使用し、このメッキスラッジをフィルタープレスで脱水して脱水ケーキとし、脱水ケーキを前述の造粒乾燥装置で造粒しながら乾燥して、粒径を３ｍｍ以下とする乾燥造粒体に処理し、この乾燥造粒体をバッチ式で焼成する電気炉で８００℃で２時間焼成して得られる無機多孔質粉粒体は、優れた吸水性と保水性を備える。この無機多孔質粉粒体は、水中に浸漬すると数日で微生物が繁殖するので、微生物による水処理に使用できる。また、多孔性の無機粒体として他の種々の用途、たとえば、土壌に散布して経時的に水分や肥料を供給する土壌改良材などに有効に使用できる。

さらに、以上の廃棄物の処理方法は、他の廃棄汚泥を原料として無機多孔質粉粒体を生成できるので、廃棄汚泥をメッキスラッジに特定することなく、種々の廃棄汚泥を原料として有効に利用できる無機多孔質粉粒体とすることができる。

１００…造粒乾燥装置
１…回転ドラム
２…乾燥チャンバー
３…モータ
４…加熱送風機構
６…回転軸
６Ａ…加熱領域
６ａ…貫通穴
６Ｂ…被乾燥物領域
７…外装ケース
８…ロータリーフィーダー
９…落下開口
１１…造粒筒
１１Ａ…外筒
１１Ｂ…内筒
１２…端板
１２ａ…送風開口
１３…多孔板
１３Ａ、１３Ｂ…筒体
１３ａ、１３ｂ…貫通孔
１４…金属板
１４Ａ…筒体
１５…ロッド
１６…通過隙間
１７…選別開口
１８…隔壁
１９…カップラー
２０…開口部
２１…開閉蓋
２１Ｘ…第１の開閉蓋
２１Ｙ…第２の開閉蓋
２１Ｚ…第３の開閉蓋
３１…ベアリング
３２…スプロケット
３３…チェーン
３６…チェーン
３７…スプロケット
４０…加熱空気源
４０Ａ…ブロア
４０Ｂ…ヒータ
４１…送風ダクト
４１Ａ…第１のダクト
４１Ｂ…第２のダクト
４１ａ…水平ダクト
４１ｂ…上向ダクト
４２…排気筒
４２Ａ…フランジ
４３…排気口
４４…調整蓋
４５…軸
５０…供給機構
５１…供給パイプ
５２…強制搬送機構
５３…螺旋状搬送部材
５４…回転機構
５５…スクリュウコンベア
５５Ａ…中心軸
５５Ｂ…フィン
５６…螺旋コイル
５７…ピストン
５８…コンロッド
５９…アクチュエータ
６０…ホッパー
６０Ａ…受け部
６１…攪拌機構
６２…攪拌羽根
６３…回転軸
６４…回転機構
６４Ａ…モータ
８０…ケーシング
８１…回転筒
８２…フィン
８３…落下チャンバー
８４…排出口

Claims (10)

1. 無機粉末を含む廃棄汚泥を加圧して脱水ケーキとする脱水工程と、
   前記脱水工程で得られた前記脱水ケーキを回転ドラム内に供給し、
   前記回転ドラムを回転して、前記脱水ケーキを攪拌し、加熱して、造粒しながら乾燥して乾燥造粒体とする造粒乾燥工程と、
   前記造粒乾燥工程で得られた前記乾燥造粒体を焼成して、
   前記乾燥造粒体に含まれる熱で焼失する成分を焼失し、無機粉末を連続気泡を有する無機多孔質粉粒体とする焼成工程と、
   を含む廃棄物の処理方法。
2. 請求項１に記載の廃棄物の処理方法であって、
   前記造粒乾燥工程において、
   前記回転ドラムを回転させながら前記回転ドラムの内部に連続して前記脱水ケーキを供給して、
   前記脱水ケーキを造粒しながら乾燥して前記乾燥造粒体とする廃棄物の処理方法。
3. 請求項１又は２に記載の廃棄物の処理方法であって、
   前記造粒乾燥工程において、
   前記回転ドラムの回転軸を水平姿勢に配置して回転する廃棄物の処理方法。
4. 請求項１ないし３のいずれか一項に記載の廃棄物の処理方法であって、
   前記造粒乾燥工程において、
   前記回転ドラムに、所定の粒径以下の粒体を透過する多数の選別開口を有する回転ドラムを使用し、
   前記乾燥造粒体を、回転する前記回転ドラムの前記選別開口で選別して排出して、所定の粒径の選別乾燥粉粒体とする廃棄物の処理方法。
5. 請求項４に記載の廃棄物の処理方法であって、
   前記回転ドラムに、
   前記選別開口を有する多孔板を筒状としてなる外筒の内側に内筒を配置している層構造の造粒筒を使用し、
   前記内筒に、
   前記選別開口よりも大粒の乾燥造粒体を通過させる通過隙間を有する造粒筒を使用する廃棄物の処理方法。
6. 請求項５に記載の廃棄物の処理方法であって、
   前記回転ドラムに設けている前記内筒の通過隙間をスリットとする廃棄物の処理方法。
7. 請求項１ないし６のいずれか一項に記載の廃棄物の処理方法であって、
   前記廃棄汚泥にメッキスラッジを使用する廃棄物の処理方法。
8. 請求項１ないし７のいずれか一項に記載の廃棄物の処理方法であって、
   前記回転ドラムの回転軸を筒状として、
   筒状の前記回転軸から前記脱水ケーキを前記回転ドラム内に供給する廃棄物の処理方法。
9. 請求項１ないし８のいずれか一項に記載の廃棄物の処理方法であって、
   前記焼成工程において、
   前記乾燥造粒体を３００℃以上の温度で焼成する廃棄物の処理方法。
10. 請求項９に記載の廃棄物の処理方法であって、
    前記焼成工程において、
    前記乾燥造粒体を１２００℃以下の温度で焼成する廃棄物の処理方法。

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