JP4322925B2 - Anti-slipping agent using organic waste and method for producing the same - Google Patents
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Description
本発明は、余剰汚泥のような脱臭乾燥の必要な有機廃棄物と、発電所や製鉄所で回収される粉塵等の廃棄物と、紙屑、木屑及びタタミ屑等の可燃性廃棄物とを有効利用してスロッピング防止剤を提供することに関するものである。 The present invention effectively uses organic waste that needs to be deodorized and dried, such as excess sludge, waste such as dust collected at power plants and steelworks, and flammable waste such as paper waste, wood waste, and tartar waste. The present invention relates to providing an anti-slipping agent.
余剰汚泥や生ゴミ等の有機廃棄物には多量の水分が含まれるうえに腐敗臭がきついので、これらの取り扱いには難渋しており、大部分は多大な設備費と燃料費をかけて焼却処理がなされている。下水等の処理に活性汚泥法が汎用されている現在、余剰汚泥処理は世界各国で大きな問題となっている。 Organic waste such as excess sludge and raw garbage contains a large amount of water and has a strong rot odor, so it is difficult to handle these, and most of them are incinerated with great equipment and fuel costs. Processing has been done. At present, the activated sludge process is widely used for the treatment of sewage and the like, and surplus sludge treatment has become a major problem in countries around the world.
また、発電所や製鉄所において発生する煤煙等から集塵機で回収される鉄やコークス等の粉塵や、廃木材や廃タタミ等の建築廃材の多くは、産業廃棄物として埋め立てによる最終処分が行われており、廃棄に要するコストや廃棄後の環境への影響が問題となっている。 In addition, most of the dust such as iron and coke collected by smoke collectors from smoke and so on generated at power plants and steelworks and construction waste materials such as waste wood and waste tatami are finally disposed of as landfills as industrial waste. The cost of disposal and the impact on the environment after disposal are a problem.
そこで、産業廃棄物を有効利用する方法が種々提案されている。その一つとして、製紙スラッジを用いて、転炉用のスロッピング防止剤を製造することが提案されている(例えば、特許文献1)。このスロッピング防止剤は、製紙スラッジを含む産業廃棄物を混合及び脱水して形成しており、含有水分量を25%以上としている。 Therefore, various methods for effectively using industrial waste have been proposed. As one of them, it has been proposed to produce an anti-slipping agent for a converter using papermaking sludge (for example, Patent Document 1). This anti-slipping agent is formed by mixing and dewatering industrial waste containing papermaking sludge, and the water content is 25% or more.
しかしながら、製紙スラッジはバイオマス燃料の材料として需要が拡大しており、価格の上昇と供給の減少が懸念されている。さらに、上記製紙スラッジを用いたスロッピング防止剤は、含有水分量が25%以上であり、溶銑に添加された際に爆発的に水蒸気が発生して、スラグの飛散事故を招く虞がある。
そこで、本発明の課題は、これまで多大な費用をかけて焼却処理されていた余剰汚泥等の有機廃棄物を有効利用し、安価に安定して製造できるスロッピング防止剤を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide an anti-slipping agent that can effectively produce organic waste such as surplus sludge that has been incinerated at a large cost and can be stably produced at low cost. .
本願発明者は、これまで多大な費用をかけて焼却廃棄されていた余剰汚泥を有効利用し、スロッピング防止剤を調製することを目的として鋭意研究の結果、余剰汚泥は含水量が高く臭気がきついが、本発明者が開発した減圧発酵乾燥装置を用いると安価に脱臭乾燥が行うことができ、これに所定の成分を混合し、水分量及び比重を調整すると、転炉用スロッピング防止剤として利用することができることを見出した。本発明は、このような発見に基づいてなされたものである。 The inventor of the present application has made extensive research for the purpose of effectively using surplus sludge that has been disposed of by incineration at an excessive cost and preparing an anti-slipping agent. As a result, surplus sludge has a high water content and has an odor. Strictly, if the reduced-pressure fermentation drying apparatus developed by the present inventor is used, deodorizing and drying can be performed at low cost. When a predetermined component is mixed and the water content and specific gravity are adjusted, an anti-slipping agent for converters is used. I found that it can be used as. The present invention has been made based on such findings.
本発明のスロッピング防止剤は、有機廃棄物を減圧下で発酵脱臭し、減圧下で加熱乾燥してなる軽量成分と、タタミ屑、紙屑、木屑及び廃プラスチックから選ばれる少なくとも1つからなるつなぎ成分と、鉄粉、炭素粉、コークス粉及びフライアッシュのうちの少なくとも1つからなる重量成分とを混合し、これらの混合物を圧縮成形してなり、水分量5質量%以下の条件下で、比重が1.7以上に調整されたことを特徴としている。
The anti-slipping agent of the present invention is a binder comprising a lightweight component obtained by fermenting and deodorizing organic waste under reduced pressure, and heating and drying under reduced pressure , and at least one selected from waste, paper waste, wood waste and waste plastic. and components, iron powder, carbon powder, and a heavy component of at least one of the coke powder and fly ash were mixed, made by compression molding a mixture thereof, the
本発明によれば、廃棄に多大な経費を要していた余剰汚泥等の有機廃棄物を脱臭乾燥してなる軽量成分に、つなぎ成分と重量成分とを混合及び圧縮成形してなり、水分量と比重が調整されているので、スロッピング防止剤として有効利用することができる。また、軽量成分の材料となる有機廃棄物のうち、特に余剰汚泥は、活性汚泥法の普及により安価かつ安定した供給が受けられる。したがって、安価かつ安定にスロッピング防止剤を製造することができる。ここで、余剰汚泥等の有機廃棄物は、転炉で製造される例えば鋼の品質悪化を防止するため、硫黄分及び塩分を除去する必要がある。 According to the present invention, a lightweight component obtained by deodorizing and drying organic waste such as excess sludge that required a great deal of cost for disposal is mixed and compression-molded with a binder component and a weight component, and has a moisture content. Since the specific gravity is adjusted, it can be effectively used as an anti-slipping agent. In addition, among organic wastes that are light-weight material materials, particularly surplus sludge can be supplied inexpensively and stably due to the widespread use of the activated sludge method. Therefore, the anti-slipping agent can be produced inexpensively and stably. Here, it is necessary to remove sulfur and salt from organic waste such as excess sludge in order to prevent deterioration of the quality of, for example, steel produced in a converter.
このスロッピング防止剤は、例えば製鋼用の転炉に投入されたとき、比重が1.7以上であることにより、湯の表面のスラグ層を効果的に破壊・貫通して、スラグ層の下側に溜まった過剰なO2ガスやCOガスを炉外に放出することができる。これにより、スロッピングの発生を防止できる。また、軽量成分に含まれる有機物によって酸化鉄の還元に貢献することができる。特に、スロッピング防止剤の比重は2.5が好ましい。また、作業性の観点から、比重は3.0以下が好ましい。また、スロッピング防止剤の水分量は、水蒸気の爆発的な発生を確実に防止するため、3質量%が好ましい。 When this anti-slipping agent is introduced into a steelmaking converter, for example, it has a specific gravity of 1.7 or more, thereby effectively destroying and penetrating the slag layer on the surface of the hot water. Excess O 2 gas and CO gas accumulated on the side can be discharged out of the furnace. Thereby, the occurrence of slopping can be prevented. Moreover, it can contribute to reduction | restoration of an iron oxide with the organic substance contained in a lightweight component. In particular, the specific gravity of the anti-sloping agent is 2 . 5 is preferred. Further, from the viewpoint of workability, the specific gravity is preferably 3.0 or less. Further, the water content of the anti-slipping agent is preferably 3 % by mass in order to reliably prevent explosive generation of water vapor.
なお、本願において、特に明記しない場合、%は質量パーセントを意味する。 In the present application, unless otherwise specified,% means mass percent.
本発明はまた、上記スロッピング防止剤を製造する方法を提供するものであり、水分量が多い有機廃棄物に、水分量が少ないタタミ屑、木屑、紙くず及び廃プラスチックのうちの少なくとも1つからなるつなぎ成分を混合して減圧発酵に適する水分量を有する混合物を調製する工程と、
該混合物をi)減圧下で発酵脱臭する工程とii)減圧下で加熱乾燥する工程に付して混合物を脱臭乾燥する工程と、
脱臭乾燥後の混合物に、鉄粉、炭素粉、コークス粉及びフライアッシュのうちの少なくとも1つからなる重量成分を添加して比重を調整し、ミキサで混合した後、混合された材料を成形する工程とを含み、
水分含量5質量%以下、かつ、比重1.7以上に調整されたことを特徴とする有機廃棄物を用いたスロッピング防止剤の製造方法である。
The present invention also provides a method for producing the above-mentioned anti-slipping agent, wherein the organic waste having a high water content is added to at least one of the low-moisture waste, wood waste, waste paper, and waste plastic. Preparing a mixture having a moisture content suitable for reduced-pressure fermentation by mixing the binder component,
A step of i) fermenting and deodorizing the mixture under reduced pressure; and ii) a step of heating and drying under reduced pressure to deodorize and dry the mixture;
Add a weight component consisting of at least one of iron powder, carbon powder, coke powder and fly ash to the deodorized and dried mixture to adjust the specific gravity, mix with a mixer, and then shape the mixed material Including a process,
It is a manufacturing method of the anti-slipping agent using the organic waste characterized by adjusting water content to 5 mass % or less and specific gravity 1.7 or more.
本発明の製造方法によれば、腐敗臭がきつく、水分含有量が多い余剰汚泥等の有機廃棄物を、水分量の少ないつなぎ成分を混合して安価に脱臭乾燥し、重量成分とともに圧縮成形するので、有機廃棄物を主成分として水分含量5質量%以下、比重1.7以上に調整されたスロッピング防止剤を安価かつ安定して提供することができ、しかも余剰汚泥の有効利用を図ることができる。 According to the production method of the present invention, organic waste such as excess sludge with a strong rot odor and a high water content is mixed with a binder component with a low water content, deodorized and dried at low cost, and compression molded together with a weight component. Therefore, it is possible to provide a slopping inhibitor having organic waste as a main component and adjusted to a water content of 5% by mass or less and a specific gravity of 1.7 or more at a low cost, and to make effective use of excess sludge. Can do.
また、つなぎ成分としてのタタミ屑や木屑等は建築廃材から得られるので、建築廃材の有効利用を図ることができる。また、重量成分としての鉄粉、炭素粉、コークス粉及びフライアッシュは、製鉄所や火力発電所において集塵機で集められた微粒子から得られるので、産業廃棄物の有効利用を図ることができ、また、産業廃棄物の廃棄による環境への影響を削減できる。 Moreover, since the waste scraps, wood scraps, and the like as the binder component are obtained from the building waste material, the building waste material can be effectively used. In addition, iron powder, carbon powder, coke powder and fly ash as weight components are obtained from fine particles collected by dust collectors at ironworks and thermal power plants, so that industrial waste can be effectively used. The environmental impact of industrial waste disposal can be reduced.
以下、本発明の実施形態を用いて本発明を具体的に説明する。
(スロッピング防止剤の組成)
本実施形態のスロッピング防止剤は、
a)余剰汚泥等の有機廃棄物を減圧下で発酵脱臭し、減圧下で加熱乾燥してなる軽量成分:40〜60質量%と、
b)タタミ屑、木屑、紙屑及び廃プラスチックのうちの少なくとも1つからなるつなぎ成分:20〜50質量%と、
c)鉄粉、炭素粉、コークス粉及びフライアッシュのうちの少なくとも1つからなる重量成分:5〜10質量%とを少なくとも含んでなる。なお、上記各成分割合の合計は、100質量%以下である。
Hereinafter, the present invention will be specifically described using embodiments of the present invention.
(Composition of anti-slipping agent)
The anti-slipping agent of this embodiment is
a) Light weight component obtained by fermenting and deodorizing organic waste such as excess sludge under reduced pressure and heating and drying under reduced pressure : 40 to 60% by mass ;
b) A binder component consisting of at least one of Tatami waste, wood waste, paper waste and waste plastic: 20 to 50% by mass ;
c) iron powder, carbon powder, the weight component comprises at least one of coke powder and fly ash: made it contains at least a 5 to 10 mass%. In addition, the sum total of each said component ratio is 100 mass % or less.
このスロッピング防止剤は、a)の有機廃棄物の軽量成分を有効利用し、b)のタタミ屑等からなるつなぎ成分と混合して水分調整を行うと共に保形性を増大させる。さらに、重量成分としてc)の鉄粉等を添加することにより、転炉内の湯面のスラグ層を破壊するのに適切な比重が得られる。なお、つなぎ成分は比重が略1.0から1.1の間にある。 This anti-slipping agent makes effective use of the light-weight component of the organic waste of a) and mixes it with the binder component of b), such as swarf scraps, to adjust moisture and increase shape retention. Furthermore, the specific gravity suitable for destroying the slag layer of the hot_water | molten_metal surface in a converter is obtained by adding the iron powder etc. of c) as a weight component. The connecting component has a specific gravity between approximately 1.0 and 1.1.
上記有機廃棄物として、余剰汚泥の一部又は全部に、生ごみ等の他の有機物を用いることができる。例えば、余剰汚泥の他に、農業廃棄物、水産業廃棄物、農水産加工業廃棄物及び食品工業廃棄物のうちの少なくとも1つを用いることもできる。要するに水分量の多い、焼却廃棄にコストがかかる有機廃棄物を広く用いることができ、これにより、有機廃棄物の廃棄コストを削減できる。有機廃棄物の排出元としては、食品工場について例示すると、ビール工場、コーヒー・お茶工場(抽出ガラ)、豆腐工場(おから)、缶詰工場等がある。 As said organic waste, other organic matters, such as garbage, can be used for a part or all of surplus sludge. For example, in addition to excess sludge, at least one of agricultural waste, fishery industry waste, agricultural and fishery processing industry waste, and food industry waste can be used. In short, organic waste having a large amount of water and cost for incineration disposal can be widely used, thereby reducing the disposal cost of organic waste. Examples of organic waste sources include beer factories, coffee / tea factories (extracted glass), tofu factories (okara), and canned factories.
また、上記つなぎ成分として、タタミ屑、木屑、紙屑及び廃プラスチックのうちの少なくとも1つを用いることができ、例えば、つなぎ成分としてA)タタミ屑:10〜40質量%と、B)木屑:5〜10質量%と、C)紙屑:5〜10質量%と、D)廃プラスチック屑:0〜5質量%の組成に調製することができる。このつなぎ成分により、スロッピング防止剤に適した比重を確保しつつ、保形性を高めることができる。 Further, as the above-mentioned binder component, at least one of swarf waste, wood waste, paper waste, and waste plastic can be used. For example, as the binder component, A) waste waste: 10 to 40% by mass , and B) wood waste: 5 10) mass %, C) paper scrap: 5-10 mass %, and D) waste plastic scrap: 0-5 mass %. With this linking component, shape retention can be enhanced while ensuring a specific gravity suitable for the anti-slipping agent.
また、スロッピング防止剤は中心部に脱炭用ガスの通路を備えるのが好ましく、特に、円形又は多角形の断面を有し、この断面に対して貫通孔の断面比率が2〜20%であるのが好ましい。この貫通孔により、転炉内の湯中に供給されるO2等の脱炭ガスを通過させて湯面に迅速に導くことができるので、脱炭ガスが湯中に蓄積する不都合を防止できる。ここで、貫通孔の断面比率が2%を下回ると脱炭ガスの通過が不十分となり、20%を超えるとスロッピング防止剤の強度が不十分となる。また、取り扱いの容易さとスラグ層の破壊効果の観点から、スロッピング防止剤は長さが10〜30cmの棒状体であるのが好ましい。 The anti-slipping agent preferably has a decarburization gas passage in the center, and in particular, has a circular or polygonal cross section, and the cross-sectional ratio of the through holes is 2 to 20% with respect to this cross section. Preferably there is. This through hole allows the decarburization gas such as O 2 supplied to the hot water in the converter to pass through and quickly guide it to the hot water surface, thereby preventing the inconvenience of the decarburization gas from accumulating in the hot water. . Here, when the cross-sectional ratio of the through holes is less than 2%, the passage of the decarburized gas becomes insufficient, and when it exceeds 20%, the strength of the anti-slipping agent becomes insufficient. Further, from the viewpoint of easy handling and the effect of breaking the slag layer, the anti-slipping agent is preferably a rod-like body having a length of 10 to 30 cm.
また、本発明に係るスロッピング防止剤の製造方法は、
1)水分量が多い有機廃棄物に、水分量が少ないタタミ屑、木屑、紙くず及び廃プラスチックから選ばれる少なくとも1つからなるつなぎ成分を混合して減圧発酵に適する水分量を有する混合物を調製する工程と、
2)該混合物を減圧状態下でi)発酵脱臭する工程とii)減圧下で加熱乾燥する工程に付して混合物を脱臭乾燥する工程と、
3)脱臭乾燥後の混合物に、鉄粉、炭素粉、コークス粉及びフライアッシュのうちの少なくとも1つの重量成分を添加して比重を調整し、ミキサで混合した後、混合された材料を成形する工程とを含む。
In addition, the production method of the anti-slipping agent according to the present invention,
1) A mixture having a water content suitable for reduced-pressure fermentation is prepared by mixing organic waste with a high water content with at least one binder component selected from a small amount of tata waste, wood waste, waste paper, and waste plastic. Process,
2) the step of i) fermenting and deodorizing the mixture under reduced pressure; and ii) subjecting the mixture to heat drying under reduced pressure to deodorize and dry the mixture;
3) At least one weight component of iron powder, carbon powder, coke powder and fly ash is added to the mixture after deodorizing and drying to adjust the specific gravity, and after mixing with a mixer, the mixed material is molded. Process.
I)調製工程
第1工程では、混合物を以下のように調整する。有機廃棄物としての余剰汚泥は水分含有量が約90質量%であるので、これに、タタミ屑、木屑、紙屑及び廃プラスチック等のつなぎ成分を混合して水分量を約60〜約80質量%に調整する。なお、有機廃棄物は、水分量が一般的に80〜99質量%である。また、上記タタミ屑、木屑、紙屑及び廃プラスチックは、10〜50mmの寸法に破砕して余剰汚泥に混合する。
I) Preparation Step In the first step, the mixture is adjusted as follows. Surplus sludge as organic waste has a water content of about 90% by mass , so it is mixed with binder components such as waste, wood, paper waste, and waste plastic to make the water content about 60 to about 80% by mass . Adjust to. In addition, the organic waste generally has a water content of 80 to 99% by mass . Further, the above-mentioned tatami waste, wood waste, paper waste and waste plastic are crushed to a size of 10 to 50 mm and mixed with surplus sludge.
II)脱臭乾燥工程
第2工程において、減圧下で発酵脱臭を行う工程と減圧下で加熱乾燥を行う工程は、次の通りに行う。
II―i)発酵脱臭工程では、海、山及び陸に生息する土着菌を採取、培養して用いる。余剰汚泥等の減圧発酵には、土着菌として各種の動植物や土壌に生息する菌が有効であることが見出されている。土着菌が生息する動植物や土壌としては、よもぎ、野草、薬草、海辺の草、笹、竹やぶの土、山林の土、魚、海草、果実、パイナップル、リンゴ、ミカン、ビワ及びブドウ等がある。これらに生息する土着菌を、米ぬか又はおが屑で培養して用いる。具体的には、減圧値0.03〜0.07MPaの減圧下、熱媒体温度60〜80℃で半時間から2〜3時間攪拌下に発酵菌を混合して脱臭が行われるので、かかる条件下で発酵生育する発酵菌が好ましい。なお、減圧値とは、大気圧(海抜0mにおいて、一般的に0.10MPa)から降下させる圧力値をいう。そのような発酵菌が有する酵素として、次の公知の酵素:アルコールデハイドロゲナーゼ、ラクテートデハイドロゲナーゼ、グルコース6リン酸デハイドロゲナーゼ、アルデヒドデハイドロゲナーゼ、L・アスパルテイト・ベーターセミアルデヒド・NADPオキシドレクターゼ、グルタミン酸デハイドロゲナーゼ、アスパラギン酸セミアルデヒド・デハイドロゲナーゼ、NADPH2チクトクロームC・リアクターゼ、グルタチオン・デハイドロゲナーゼ、トレハローズリン酸シンテクターゼ、ポリフォスヘエードキナーゼ、エタノールアミンフォスヘエードサイチジル・トランスフェラーゼ、トレハローズフォスファターゼ、メタルチオ・フォスフォ・グリセレート・フォスファターゼ、イヌラーゼ、β−マンノシターゼ、ウリジン・ヌクレオシターゼ、シトシン・ジアミナーゼ、メチルシステインシンテターゼ、アスパラギン酸シンテターゼ、コハク酸デハイドロゲナーゼ、アコニチン酸ハイドロゲナーゼ、フマレイトハイドロゲナーゼ、マレイトデハイドロゲナーゼ、クエン酸シンテターゼ、イソクエン酸デハイドロゲナーゼ、LSNADPオキシダクターゼ、モノアミンオキシダクターゼ、ヒスタミナーゼ、ピルビン酸デカルボキシラーゼ、ATPアーゼ、ヌクレオチドピロフォスファターゼ、エンドポリフォスファターゼ、ATPフォスフォハイドロラーゼ、オロチジン5リン酸デカルボキシラーゼを例示することができ、これらの群から選択された少なくとも1種の酵素を有する菌を使用する。発酵脱臭工程では、およそ半時間から2〜3時間で十分な脱臭を行うことができる。
II−ii)加熱乾燥工程では、発酵脱臭工程の減圧条件よりも低い気圧での減圧条件とし、次第にまたは段階的に減圧量を大きくして行われる。具体的には、減圧値0.05〜0.09MPaの減圧下、熱媒体温度80〜120℃で半時間から1時間攪拌下に加熱乾燥が行われる。乾燥後の混合物の水分含有量は20質量%以下、好ましくは約15質量%以下を目標値とすべきである。
脱臭乾燥工程を行う前における組成の一例(カッコ内は組成比率)は、以下のとおりである。
a)余剰汚泥:1t(70質量%)、水分含有量90質量%
b-A)タタミ屑:250kg(18質量%)
b-B)木屑:100kg(7質量%)
b-C)紙屑:70kg(5質量%)
b-D)廃プラスチック(合成繊維屑):少量
上記成分を混合して水分含有量80質量%の混合物とし、これを以下に示す減圧発酵乾燥装置によって、下記の条件下で処理する。
i)発酵工程:減圧値0.03MPa、約1時間
ii)乾燥工程:減圧値0.08MPa、約30分
乾燥後の混合物の水分量を、約15質量%にすることが可能となる。
II) Deodorization drying process In the 2nd process, the process of performing fermentation deodorization under reduced pressure, and the process of performing heat drying under reduced pressure are performed as follows.
II-i) In the fermentation deodorization process, indigenous bacteria that inhabit the sea, mountains, and land are collected, cultured, and used. It has been found that various animals and plants and bacteria that inhabit soil are effective as indigenous bacteria for reduced-pressure fermentation of excess sludge and the like. The flora and fauna and soil inhabited by indigenous bacteria include wormwood, wild grass, medicinal herb, seaside grass, coral, bamboo bamboo soil, forest soil, fish, seaweed, fruit, pineapple, apple, mandarin orange, loquat and grape. Indigenous bacteria that inhabit these are used after culturing with rice bran or sawdust. Specifically, the deodorization is performed by mixing the fermenting bacteria under a reduced pressure of 0.03 to 0.07 MPa under a reduced pressure at a heat medium temperature of 60 to 80 ° C. and stirring for a half to 2-3 hours. Fermentative bacteria that grow under fermentation are preferred. The reduced pressure value refers to a pressure value that is lowered from atmospheric pressure (generally 0.10 MPa at 0 m above sea level). Examples of enzymes possessed by such fermenting bacteria include the following known enzymes: alcohol dehydrogenase, lactate dehydrogenase, glucose 6-phosphate dehydrogenase, aldehyde dehydrogenase, L. aspartate beta-semi Aldehyde / NADP oxidectase, glutamate dehydrogenase, aspartate semialdehyde / dehydrogenase, NADPH2 cytochrome C / reactase, glutathione dehydrogenase, trehalose phosphate synthetase, polyphosphatase kinase, ethanol Amine phosphatidyl cytidyl transferase, trehalose phosphatase, metalthiophospho glycerate phosphatase, inulase, β-mannositase, uridine nu Leositase, cytosine diaminase, methylcysteine synthetase, aspartate synthetase, succinate dehydrogenase, aconitate hydrogenase, fumarate hydrogenase, maleate dehydrogenase, citrate synthetase, isocitrate dehydrogenase, Examples include LSNADP oxidase, monoamine oxidase, histaminease, pyruvate decarboxylase, ATPase, nucleotide pyrophosphatase, endopolyphosphatase, ATP phosphohydrolase, orotidine pentaphosphate decarboxylase, and these groups Bacteria having at least one enzyme selected from are used. In the fermentation deodorization step, sufficient deodorization can be performed in about half an hour to 2 to 3 hours.
II-ii) In the heat drying step, the pressure reduction is performed under a pressure lower than that in the fermentation deodorization step, and the pressure reduction is gradually or stepwise increased. Specifically, heating and drying are performed with stirring at a heating medium temperature of 80 to 120 ° C. for a half hour to an hour under a reduced pressure of 0.05 to 0.09 MPa. The moisture content of the dried mixture should be 20% by weight or less, preferably about 15% by weight or less.
An example of the composition before performing the deodorization drying step (composition ratio in parentheses) is as follows.
a) Surplus sludge: 1t (70 mass %), moisture content 90 mass %
bA) Tatami waste: 250 kg (18% by mass )
bB) Wood waste: 100kg (7% by mass )
bC) Paper waste: 70 kg (5% by mass )
bD) Waste plastic (synthetic fiber waste): A small amount of the above components are mixed to obtain a mixture having a water content of 80% by mass , and this is processed under the following conditions by a reduced-pressure fermentation drying apparatus shown below.
i) Fermentation process: reduced pressure value 0.03 MPa, about 1 hour
ii) Drying step: The moisture content of the mixture after drying at a reduced pressure of 0.08 MPa for about 30 minutes can be about 15% by mass .
III)成形工程
脱臭及び乾燥後の混合物に、c)鉄粉、炭素粉、コークス粉及びフライアッシュの少なくとも1つを添加し、ミキサによって混合する。成形後の比重が1.7〜3.0(好ましくは2.5)となるように混合比率を調整する。
混合された材料を、成形機によって成形し、その後所定長さに切断して、スロッピング防止剤が完成する。成形機において材料を約200〜250℃に加熱することにより(好ましくは約230℃で加熱し)、水分量を固形化時に5質量%以下、好ましくは3質量%となるように乾燥させる。
成形機は、押出し用の大径スクリューの先端に、貫通孔用の小径スクリューを備えるのが好ましい。この成形機により、中心軸に沿って貫通孔を有する竹輪状のスロッピング防止剤が成形される。材料の乾燥は、成形機の成形スリーブを長尺に形成し、このスリーブをヒータ等で加熱することにより、効果的に行うことができる。
III) Molding step c) At least one of iron powder, carbon powder, coke powder and fly ash is added to the mixture after deodorization and drying, and mixed by a mixer. The mixing ratio is adjusted so that the specific gravity after molding is 1.7 to 3.0 (preferably 2.5).
The mixed material is molded by a molding machine and then cut to a predetermined length to complete the anti-slipping agent. In the molding machine, the material is heated to about 200 to 250 ° C. (preferably heated at about 230 ° C.) to dry the water content to 5% by mass or less, preferably 3 % by mass when solidified.
The molding machine preferably includes a small-diameter screw for a through hole at the tip of a large-diameter screw for extrusion. By this molding machine, a bamboo ring-shaped anti-sloping agent having a through hole along the central axis is molded. The material can be effectively dried by forming a long molding sleeve of the molding machine and heating the sleeve with a heater or the like.
上記減圧発酵・減圧加熱乾燥工程及び圧縮成形工程は以下の装置を利用するのが好ましい。 It is preferable to use the following apparatuses for the said reduced-pressure fermentation and reduced-pressure heat drying process and compression molding process.
図1は、減圧発酵・減圧加熱乾燥工程を行う減圧発酵乾燥装置を示す模式図である。この減圧発酵乾燥装置1は、下部ケーシング12の周囲壁12aに加熱部H1(ボイラー5から熱媒体としての加熱蒸気が供給され、加熱済み蒸気をボイラー5に戻す)を備え、上部ケーシング11の一端部(上流側)に、木屑等が混合された余剰汚泥等の被処理物Wの供給部11aを有すると共に下部ケーシング12の他端部(下流側)に乾燥処理済み材wの排出部12bを有した横長の筒状のケーシング10と、ケーシング10の内部において供給された被処理物Wを回転中に撹拌しながら前記一端部から前記他端部に送りをかける送り部付き撹拌棒22を有し、ケーシング両端壁の軸受30、35によって軸承された回転体20と、回転体20を前記送りをかける方向に回転駆動するインバータモータM1と、下部ケーシング12の周囲壁12aの内面に付着した付着物を掻き取るように回転体20の外周部に取り付けられた掻き取り部40と、ケーシング内における発酵乾燥過程で被処理物Wから生じる蒸気Sを凝縮して、凝縮水Gを排出する凝縮部50と、被処理物Wからの蒸気Sと共にケーシング内部の空気を凝縮部50の凝縮水Gの排出管59を介して吸引する真空ポンプVPと、凝縮部50に冷却水ポンプPによって供給する冷却水を風冷で冷やして水槽61に保持し、排出管59から真空ポンプVPによって吸引された凝縮水Gと空気が供給されるクーリングタワー60とから構成されている。
FIG. 1 is a schematic view showing a reduced-pressure fermentation drying apparatus that performs a reduced-pressure fermentation / reduced pressure heating drying process. The reduced-pressure
本実施形態で用いられる減圧発酵乾燥装置1において、横長の筒状のケーシング10内に供給部11aから供給された被処理物Wは、下部ケーシング12の加熱部H1によって加熱されながら排出部12bに向けて、回転駆動される回転体20の送り部によって送られて行く。その間に被処理物Wは、下部ケーシング12の加熱部H1による外側からの加熱と、回転体20に設けられた補助加熱部H2による内側からの加熱を受けて、更に回転する送り部付き撹拌棒22による撹拌を受けているために乾燥が格段に早まる。また、ケーシング内部は、真空ポンプVPによって負圧状態になっているために被処理物W中の水分の沸点が下がって(例えば、ケーシング10内の圧力が320hPa;減圧値約0.068MPaで、沸点が約70℃)水分の沸騰蒸発が促進され、乾燥が更に早まる。この場合、加熱蒸気が加熱部H1に供給されて加熱温度が100℃に達しない場合でも、ケーシング内部での水分の沸騰蒸発が促進されることになる。
In the reduced-pressure
ここで、ケーシング10内の減圧値は、発酵脱臭工程では0.03〜0.07MPaとする。これにより、水の沸点を約90〜68℃に低下させて、ケーシング10内を発酵環境として発酵菌による脱臭作用を促進することができる。この場合、加熱蒸気の温度を60〜80℃で半時間から2〜3時間の工程で発酵脱臭を行うことができる。
Here, the reduced pressure value in the
一方、発酵脱臭工程の後の加熱乾燥工程では、発酵脱臭工程よりも低い気圧での減圧条件とし、減圧値を0.05〜0.09MPaとする。これにより、水の沸点を約80〜46℃に低下させて、被処理物の迅速な乾燥を図ることができる。ここで、発酵脱臭工程から加熱乾燥工程に移る際、減圧量を次第に大きくして、または、段階的に大きくして工程を移るのが好ましい。 On the other hand, in the heat drying step after the fermentation deodorization step, the pressure is reduced under a lower pressure than the fermentation deodorization step, and the pressure reduction value is 0.05 to 0.09 MPa. Thereby, the boiling point of water can be reduced to about 80-46 degreeC, and the to-be-processed object can be dried rapidly. Here, when moving from the fermentation deodorization process to the heat drying process, it is preferable to gradually increase the amount of reduced pressure or increase the pressure stepwise to move the process.
被処理物W中の水分が蒸発して生じた蒸気Sは、凝縮部50によって凝縮されて凝縮水Gとしてケーシング内部から排出されるので、処理後の被処理物wを再び濡らしたり湿らせることがない。また、ケーシング10に加熱部H1を配置し、ケーシング10内に補助加熱部H2と凝縮部50を配置しているので、被処理物が加熱されて生じたガスを迅速かつ効率的に凝縮することができる。しかも、減圧発酵乾燥装置1全体の小型化を図ることができる。
The vapor S generated by the evaporation of the water in the workpiece W is condensed by the condensing
また、加熱部H1で加熱される下部ケーシング12の内壁面に、被処理物が焦げ付いたり付着した場合でも、回転体20の外周部に取り付けられた掻き取り部40によって内壁面近傍の被処理物を掻き取ることができる。これにより、付着物により熱の伝達量が低下して加熱部H1による加熱効率が低下する不都合を防止できる。加熱部H1では、蒸気加熱の他に電気加熱も可能であるが、ボイラーが既設である場合はランニングコスト上有利な蒸気加熱方式が好ましい。なお、上記加熱部H1及び補助加熱部H2には、熱媒体として加熱蒸気を供給したが、湯又はオイル等の他の熱媒体を供給してもよい。
Further, even when the object to be processed burns or adheres to the inner wall surface of the
図2及び3は、減圧発酵乾燥装置1を詳細に示した断面図であり、図2はケーシング10の縦断面図であり、図3はケーシング10の横断面図である。減圧発酵乾燥装置1において、ケーシング10は、横断面が円弧状に形成された底部と乾燥処理済み材wの前記排出部12bと軸受30、35とを有したU字状の横断面の下部ケーシング12と、下部ケーシング12を上から覆うように開放可能にボルトで結合され、被処理物Wの前記供給部11aを有した逆U字状の横断面の上部ケーシング11とから構成されている。
2 and 3 are cross-sectional views showing the reduced-pressure
ケーシング10内に投入される有機性被処理物Wには、土着菌から得られた好気性好熱性の複合菌が添加され、腐敗し易い有機物の分解を促進することができる。詳しくは、被処理物Wには、次の酵素のうちの少なくとも1つを有する微生物が含まれている。なお、各酵素に続く括弧内に、各酵素が作用する物質を記している。アルコールデハイドロゲナーゼ(アルコール)、ラクテートデハイドロゲナーゼ(乳糖)、グルコース6リン酸デハイドロゲナーゼ(糖質)、アルデヒドデハイドロゲナーゼ(アルデヒド)、L・アスパルテイト・ベーターセミアルデヒド・NADPオキシドレクターゼ(アルデヒド)、グルタミン酸デハイドロゲナーゼ(アミノ酸)、アスパラギン酸セミアルデヒド・デハイドロゲナーゼ(アミノ酸)、NADPH2チクトクロームC・リアクターゼ(NADP)、グルタチオン・デハイドロゲナーゼ(グルタチオン)、トレハローズリン酸シンテクターゼ(糖質)、ポリフォスヘエードキナーゼ(ATP)、エタノールアミンフォスヘエードサイチジル・トランスフェラーゼ(CTP)、トレハローズフォスファターゼ(糖質)、メタルチオ・フォスフォ・グリセレート・フォスファターゼ(グリセリン)、イヌラーゼ(イヌリン)、β−マンノシターゼ(糖質)、ウリジン・ヌクレオシターゼ(アミノ酸)、シトシン・ジアミナーゼ(シトシン)、メチルシステインシンテターゼ(アミノ酸)、アスパラギン酸シンテターゼ(ATP)、コハク酸デハイドロゲナーゼ(コハク酸)、アコニチン酸ハイドロゲナーゼ(クエン酸)、フマレイトハイドロゲナーゼ(マロン酸)、マレイトデハイドロゲナーゼ(マロン酸)、クエン酸シンテターゼ(アセチルCouA)、イソクエン酸デハイドロゲナーゼ(クエン酸)、LSNADPオキシダクターゼ(クエン酸)、モノアミンオキシダクターゼ(アミン)、ヒスタミナーゼ(アミン)、ピルビン酸デカルボキシラーゼ(オキソ酸)、ATPアーゼ(ATP)、ヌクレオチドピロフォスファターゼ(核酸)、エンドポリフォスファターゼ(ATP)、ATPフォスフォハイドロラーゼ(ATP)、オロチジン5リン酸デカルボキシラーゼ(オロチジン)。これらのうちの少なくとも1つの酵素を含む微生物を、被処理物Wに含ませることにより、多種類の有機物成分からなる被処理物Wに対して効果的に分解処理を行うことができる。これらの複数種類の微生物として、海、山及び陸の自然環境の土着菌を用いるのが好ましい。
An aerobic thermophilic complex bacterium obtained from an indigenous bacterium is added to the organic workpiece W put into the
これらの土着菌として、よもぎ、野草、薬草、海辺の草、笹、竹やぶの土、山林の土、魚、海草、果実、パイナップル、リンゴ、ミカン、ビワ及びブドウに生息する菌が特に有効である。これらの土着菌は、よもぎ等を採取し、これらを糖蜜漬けにして栄養分を与えた後、米ぬかやおが屑で培養して用いる。なお、他の菌についても同様に、海、野及び陸の自然環境を構成する動植物や土壌から採取し、培養して用いることができる。 As these indigenous fungi, fungi that inhabit wormwood, wild grass, medicinal herbs, seaside grass, bamboo grass, bamboo bamboo soil, mountain forest soil, fish, seaweed, fruits, pineapple, apples, mandarin oranges, loquat and grapes are particularly effective. . These indigenous bacteria are used after harvesting wormwood and the like, marinating them and giving them nutrients, and then cultivating them with rice bran and sawdust. Similarly, other fungi can be collected from animals, plants and soils constituting the natural environment of the sea, the field, and the land, and cultured for use.
ケーシング10内に設けられた回転体20は、中空回転軸21と、回転軸21の周囲に90度ピッチで長手方向に螺旋状に隔設されて放射状に突出した中空撹拌棒22と、撹拌棒22の周囲に取り付けられ、且つ、送り部を構成するように傾けた放熱板23と、撹拌棒22の外端に取り付けられた掻き取りスクレーパ40とを有しており、前記送りをかける回転方向に前記インバータモータM1によって回転駆動されるように構成されている。中空回転軸21は、上流側端部と下流側端部とに、スリーブ部30b、35bの蒸気取り込み/排出孔と符合する位置において周囲方向に複数に孔21a、21bを有している。スクレーパ40は、撹拌棒22への取り付け部と、掻き取った物に送りをかけるように傾斜した刃を有した掻き取り部とを有している。掻き取り部は、一方が摩耗した場合に他方が使用できるように2ケ所に形成されている。
The rotating
ケーシング側の加熱部H1は、下部ケーシング12の周囲壁の内部に形成された中空蒸気室12cにボイラー5から発生された過熱又は飽和水蒸気を軸受30、35を介して供給する蒸気供給管31と、加熱済み蒸気をボイラー5に戻す蒸気排出管36とを接続して構成されている。回転体側の補助加熱部H2は、回転体20の内部に形成された中空蒸気室の回転軸蒸気室21cと撹拌棒蒸気室22cとに前記蒸気供給管31から過熱又は飽和水蒸気を軸受30、35を介して供給し、加熱済み蒸気を前記蒸気排出管36を介してボイラー5に戻して構成されている。中空蒸気室12cの一番低い個所にはバルブ付きドレイン管12eが接続されている。上流側軸受30は、蒸気供給管31に接続した筒状の筐体30a内に回転軸21を軸承するスリーブ部30bを有している。筐体30aの内部は、スリーブ部30bの周囲の複数の孔を介して回転軸蒸気室21cと連通すると共に、下部ケーシング12の周囲壁の中空蒸気室12cにも連通している。下流側軸受35も、上流側軸受30と同じ構造にでき(軸21の通孔は閉鎖フランジで塞ぐ)、蒸気供給管31への接続部を蒸気排出管36への接続部とすることができる。図示例では、下流側軸受35は、筒状の筐体35a内に回転軸21を軸承するスリーブ部35bを有しており、筐体35aの内部は、スリーブ部35bの周囲の複数の孔を介して回転軸蒸気室21cに連通すると共に、下部ケーシング12の周囲壁の中空蒸気室12cにも連通している。下流側軸受35に上流側軸受30と異なって蒸気排出管36を設けない場合、蒸気排出管36’を下部ケーシング12の周囲壁の中空蒸気室12cに接続することができる。
The heating part H1 on the casing side includes a
凝縮部50は、上部ケーシング11の両端壁に各々形成され、供給ポンプPによって冷却水が供給される供給水室11bと冷却を終えた水を受けて排出する排出水室11cと、供給水室11b及び排出水室11cに一端と他端が各々接続した状態でケーシング長手方向に設けられた複数本の冷却水管53と、凝縮水Gを排出する排出口59と、上記供給水室11bと排出水室11cの間において上部ケーシング12の両側縁部に沿ってケーシング長手方向に設けられた凝縮水Gの樋状の集水部51とを備える。集水部51は、冷却水管53による凝縮水Gの他に上部ケーシング11の内面で放冷して凝縮した凝縮水Gも集水する。
The condensing
クーリングタワー60は、排出口59から真空ポンプVPによって吸引された凝縮水Gと空気が供給される。クーリングタワー60は、排出水室11cから受けた冷却水を風で冷やし、冷えた冷却水を供給ポンプPに供給する。また、クーリングタワーでは、冷却水の冷却に加えて、凝縮水の分解処理をも行う。
The
上記クーリングタワー60は、冷却水を噴射するノズル62と、このノズル62から噴射された冷却水が流下する流下部63と、この流下部63を流れる冷却水に風を送るファン64と、上記流下63を流れた冷却水を受ける水槽部61を有する。水槽部61には、凝縮部50から冷却水が導かれる冷却水管と、真空ポンプVPから凝縮水が導かれる凝縮水管が接続されている。この凝縮水管には、ダストセパレータが介設されている。水槽部61内には、散水ポンプ65が介設された散水管の一端が開口しており、この散水管の他端はノズル62に接続されている。上記流下部63には、樹脂で形成された多孔性の充填材が配置されている。クーリングタワー60において、水槽部61に導かれた凝縮水が冷却水に混ざり、この凝縮水が混ざった冷却水がノズル62に導かれる。ノズル62から噴射された冷却水は、流下部63を流れる際にファンからの風で温度が降下して、水槽部61内に流入する。クーリングタワー60で冷却された冷却水は、冷却水ポンプPによって凝縮部50に戻される。
The
上記クーリングタワー60と凝縮部50との間を循環する冷却水には、複数種類の微生物が含まれている。この冷却水に含まれる微生物は、上述のケーシング10内の被処理物Wに含まれる微生物と概ね同じである。なお、上述の複数の酵素のうちの少なくとも1つを含む微生物であってもよい。この冷却水中の微生物により、凝縮水G中に含まれる臭気成分や水溶性有害物質等を分解除去する。この微生物による臭気成分等の分解は、クーリングタワー60及び凝縮部50の間に形成される冷却水の循環路において広く行われる。特に、流下部63の充填材を微生物の担体として利用し、この流下部63で微生物分解を促進するのが好ましい。
The cooling water circulating between the cooling
本実施形態で用いる減圧発酵乾燥装置1は、凝縮水Gを冷却水に混ぜることにより臭気成分等の濃度を全体として低減させるので、凝縮水Gの臭気成分等が増大しても微生物の処理能力を越える虞が少なくて、安定した微生物処理を行うことができる。また、ケーシング10内が減圧されていることから、凝縮部50で冷却水がガスと熱交換する際の冷却水の温度上昇が比較的小さくて、冷却水の温度は概ね40〜45℃になる。これにより、冷却水中の微生物が高温によって死滅する不都合が防止され、微生物が安定して活性化され、凝縮水Gに安定して微生物処理を施すことができる。また、クーリングタワー60では、冷却水の蒸発が促進されるのでオーバーフローが殆ど生じない。しかも、凝縮水G中の臭気成分等は冷却水で薄められて高度に分解除去される。したがって、減圧発酵乾燥装置1の外部に臭気成分や有害成分が排出される不都合を効果的に防止できる。また、水槽部61には、真空ポンプVPによって凝縮水管を経由して凝縮水と共にケーシング10内の空気が導かれる。この水槽部61に導かれた空気に含まれる臭気成分等は、水槽部61内の冷却水や、流下部63から滴下する冷却水に接触して溶解し、この冷却水の微生物によって分解除去される。このように、クーリングタワー60は、ケーシング10から導かれる空気のスクラバとしても機能する。
The reduced-pressure
また、クーリングタワー60では凝縮水Gが補給されるので、水槽61への補給清水gの量は少なくてすむ。凝縮水Gはダストセパレータ(図示は省略)を通してから水槽部61に供給される。水槽部61には、臭気成分や所定成分を除去するための触媒を設けてもよい。また、流下部63の充填材に、上記触媒を含ませてもよい。
Further, since the condensed water G is replenished in the
本実施形態で用いられる減圧発酵乾燥装置1は、真空ポンプVPでケーシング10内を減圧することにより、被処理物Wと冷却水との両方における微生物処理を有効にしている。すなわち、ケーシング10内を減圧し、被処理物Wに主に含まれる水分の沸点を100℃よりも低くすることにより、被処理物Wの加熱に伴う微生物の死滅を防止する。これと共に、凝縮部50でのガスの凝縮温度を降下させて、凝縮部50でガスと熱交換する冷却水の温度上昇を少なくして、冷却水の温度上昇に起因する微生物の死滅を防止する。その結果、被処理物Wの腐敗を防止して臭気成分等の生成量を抑制でき、しかも、臭気成分等の分解除去効率を向上できる。
The reduced-pressure
図4は、回転体の変形例を示す断面図である。この回転体20’は、撹拌棒22に代えて螺旋管22’を中空回転軸21’の周囲に設けて形成している。回転体20’は、中空回転軸21’の周囲にその中空部に一端部と他端部とが接続され、回転軸21’の周囲に前記送り部を形成するように螺旋状に巻装された螺旋管22’と、螺旋管の外周面に取り付けられた掻き取り部40とを有しており、中空蒸気室を回転軸中空部21c’と螺旋管中空部22c’とによって構成している。スクレーパ40は、螺旋管22’の外周部に周囲方向に90度ピッチで、また長手方向において螺旋ピッチで突設された棒25の先端に取り付けられている。螺旋管22’は、下流側での加熱能力の大幅な低下を防ぐために、長手方向において2ブロックA、Bに分割されていて、各ブロックA、Bの螺旋管上流端が、同じ高温度の加熱蒸気を取り込むように回転軸21’の回転軸蒸気室21c’の上流部分21c”に接続され、下流端が回転軸蒸気室21c’に接続されている。更に、螺旋管22’の上流側の一端部と下流側の他端部の両外側に一周に渡って前記撹拌棒22と撹拌棒の周囲に取り付けられ且つ送り部を構成する放熱板23とを設けることで、被処理物Wの供給部11aと搬出部12bの個所において取り込み能力と排出能力を強化することができる。また、螺旋管22’は大きな表面積を有して被処理物Wとの接触面積が大きいので、内部に供給される加熱蒸気の熱を被処理物Wに効率良く伝えて、乾燥効率の向上を図ることができる。したがって、水分含有量の高い余剰汚泥等の乾燥に好適である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a modified example of the rotating body. The rotating
上記構成の減圧乾燥発酵装置を用いて、余剰汚泥にタタミ屑、木屑、紙くず及び廃プラスチックが混合されてなる水分含有量80%の混合物に、約1時間の減圧発酵脱臭と約30分の減圧加熱乾燥を行うことにより、水分含有量が約15%で臭気が殆ど無い粉状の脱臭乾燥物が得られる。 Using the reduced-pressure drying fermentation apparatus having the above-described configuration, a mixture containing 80% moisture content, in which waste sludge, wood waste, waste paper and waste plastic are mixed with excess sludge, is subjected to reduced-pressure fermentation deodorization for about 1 hour and reduced pressure for about 30 minutes. By performing heat drying, a powdery deodorized dried product having a moisture content of about 15% and almost no odor can be obtained.
上記脱臭乾燥工程を経た脱臭乾燥物に、重量成分としての鉄粉、炭素粉、コークス粉及びフライアッシュのうちの少なくとも1つを添加し、ミキサで混合する。この重量成分の添加量は、成形後に得られるスロッピング防止剤の比重が1.7以上(好ましくは2.5)となるように調製する。ミキサによって混合された混合材料は、所定量が切り出されて成形工程に送られる。 At least one of iron powder, carbon powder, coke powder, and fly ash as a weight component is added to the deodorized dried product that has undergone the deodorizing and drying step, and mixed with a mixer. The added amount of the weight component is adjusted so that the specific gravity of the anti-slipping agent obtained after molding is 1.7 or more (preferably 2.5). A predetermined amount of the mixed material mixed by the mixer is cut out and sent to the molding process.
成形工程では、以下の成形装置を用いるのが好ましい。 In the molding step, it is preferable to use the following molding apparatus.
図5は、本実施形態のスロッピング防止剤の製造方法に用いられる成形装置100を示す縦断面図である。
FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing a
この成形装置100は、大径スクリュー111の先端側に小径スクリュー112を設けてなるスクリュー本体101を備え、このスクリュー本体101の動作によって長尺の成形スリーブに材料を通過させるときに加熱乾燥を行い、低水分量の竹輪状のスロッピング防止剤を成形するものである。
The
スクリュー本体101は、本体ケーシング102の材料供給室120内に収容されており、小径スクリュー112の先端部が、材料供給室120の前側壁に設けられたフォーミング150の貫通孔内に同軸に配置されている。フォーミング150は、材料供給室120側のテーパ部材151と、前側のストレート部材152とで形成され、テーパ部材151は前方に向うにつれて寸法が減少するテーパ孔151aを有する一方、ストレート部材152はテーパ孔151aに連なるストレート孔152aを有する。テーパ孔151aとストレート孔152aの内周面には、軸方向に伸びる複数の溝が設けられており、この孔151a,152a内に導かれるスロッピング防止剤の材料が小径スクリュー111と連れ回りすることを防止している。フォーミング150の前側にはスリーブ153が設けられており、このスリーブ153の内部がストレート孔152aに連通している。このスリーブ153とフォーミング150は、シリンダ154内に摺動自在に収容されている。シリンダ154の外側には、スリーブ153の収容位置に対応してフィン154aが設けられており、このフィン154aに図示しないロストルで生成した熱を与えて、スリーブ153内を通る材料の加熱乾燥を行うようになっている。シリンダ154は、後側に設けられたフランジが本体ケーシング102の前面壁に固定されていると共に、先端にカバーナット155が螺合装着されている。このカバーナット155とシリンダ154の先端部との螺合長さを調節することにより、カバーナット155の内側面に先端が当接するスリーブ153と、このスリーブ153の後ろ側のフォーミング150との位置を調節するようになっている。スリーブ153とフォーミング150の外周面にキーを設け、このキーをシリンダ154の内周面に設けられた軸方向のキー溝に摺動自在に嵌合して、スリーブ153とフォーミング150の回り止めを行っている。
The screw
スクリュー本体101は、材料供給室120の後側壁から突出した駆動軸107の先端部分に取り付けられている。詳しくは、駆動軸107の先端に形成された段部に大径スクリュー111が外嵌していると共に、駆動軸107の端面に設けられた凹部内に小径スクリュー112の基部が内嵌している。小径スクリュー112の基部にケーブル171が固定されており、このケーブル171を、駆動軸107の中心軸に沿って形成された貫通孔に挿通し、駆動軸107の後ろ側の端面から引き出してボルト172で螺合緊結して、小径スクリュー112を駆動軸107に固定している。駆動軸107の後端部にはプーリ176が連結されており、このプーリ176に巻回される図示しないベルトによって、駆動軸107が回転駆動されるようになっている。駆動軸107は、ケーシング102内の軸受室121に設けられたラジアルベアリング173とラジアルスラストベアリング174によって回転自在に支持されている。
The
上記構成の成形装置100により、軽量成分及びつなぎ成分と重量成分との混合材料の混練と成形を行う。ミキサによって混合された混合材料は、所定量が切り出されてホッパ122から材料供給室120内に投入される。材料供給室120内に投入された混合材料は、回転するスクリュー本体101の大径スクリュー111によって混練され、続いて、小径スクリュー112によってフォーミング150に導かれるに伴って更に混練される。フォーミング150のテーパ部材151に導かれた混合材料は、小径スクリュー112によってテーパ孔151a内を前方に送られるのに伴って圧縮され、成形される。フォーミング150のストレート部材152に達した混合材料は、このストレート部材152のストレート孔152aの形状に対応した断面形状に成形される。フォーミング150を通過した混合材料は、スリーブ153を通過するとき、フィン154aに与えられる熱によって乾燥する。この後、所定形状に成形されかつ乾燥した混合材料が、カバーナット155から棒状に排出される。この棒状体は、ホッパ122への投入時と比較して水分量が約10%程度低減されて、5%以下の水分量、好ましくは概ね3%の水分量となる。カバーナット155から排出された棒状体は、軸方向に10〜30cm毎に切断されて、例えば、図6Aの斜視図に示すようなスロッピング防止剤が得られる。
The
図6Aのスロッピング防止剤181は、テーパ孔151aとストレート孔152aが概ね円形断面のフォーミング150を用いて形成される。このスロッピング防止剤181は、軸方向に延びる複数の段部181aが側面に形成されて、鋸状の断面形状を有している。この鋸状の断面形状は、テーパ孔151a及びストレート孔152aの内周面に設けられた鋸状の溝によって形成される。このテーパ孔151a及びストレート孔152a内に小径スクリュー112によって混合材料が導かれるとき、鋸状の溝の側面のうち、概ね径方向に向う側面に混合材料を係止させて、混合材料の小径スクリュー112との連れ回りを防止して適切に圧縮成形を行うことができる。その結果、小径スクリュー112によって中央に適切に貫通孔182を形成して、竹輪状のスロッピング防止剤181を製造できる。このスロッピング防止剤の断面寸法は、直径が50〜60mmであり、貫通孔182の直径が10〜20mmである。
The
図6Bは、他の形状のスロッピング防止剤191を示す図である。このスロッピング防止剤191は、テーパ孔151aとストレート孔152aが概ね正方形断面のフォーミング150を用いて形成される。このフォーミング150のテーパ孔151a及びストレート孔152aは、四隅の角が丸められた正方形断面を有し、これにより、角部が曲面191aに形成された概ね正方形断面のスロッピング防止剤191が成形される。正方形断面のテーパ孔151a及びストレート孔152aは、その内側に小径スクリュー112によって導かれる混合材料に連れ回りが殆ど生じないので、円形断面におけるような溝は不要である。このスロッピング防止剤の断面寸法は、一辺の長さが50〜60mmであり、貫通孔192の直径が10〜20mmである。
FIG. 6B is a diagram illustrating an
本実施形態のスロッピング防止剤181,191は鉄粉等の重量成分を含むので、この重量成分を含む混合材料が小径スクリュー112で送られて内側を通過するフォーミング150は、内周面が磨耗しやすい。ここで、磨耗が進んだとき、シリンダ154に螺合するカバーナット155を回動し、カバーナット155をシリンダ154の奥側にねじ送りをする。これにより、カバーナット155の内側面に先端が当接するスリーブ153と、このスリーブ153の後ろ側のフォーミング150とを奥側に送って、磨耗したフォーミング150のテーパ孔151aの内周面と小径スクリュー112との間の距離を、磨耗前と同等になるように調節する。これにより、小径スクリュー112の動作によって混合材料に与える圧縮力を安定して適切に調節できるので、所定の比重のスロッピング防止剤を安定して製造できる。また、フォーミング150は、カバーナット155をシリンダ154から取り外してスリーブ153を引き抜くことにより、容易に交換することができる。したがって、簡易なメンテナンスによって安定してスロッピング防止剤の製造を行うことができる。
Since the
上記実施形態において、大略円形断面と正方形断面のスロッピング防止剤181,191を例示したが、例えば八角形等の他の多角形断面に形成してもよい。要は、成形時の連れ回りが防止できる形状であり、かつ、断面中央部に貫通孔が形成されていればよい。
In the above-described embodiment, the
また、上記実施形態において、シリンダ154の外側に設けたフィン154aにロストルからの熱を与えて、スリーブ153内の材料を加熱したが、ロストルの熱で加熱する以外に、バーナによってシリンダ154を直接加熱してもよい。また、フィン154aに替えて、加熱蒸気や加熱オイル等の熱媒体ジャケットを設けて熱媒体でシリンダ154を加熱してもよく、また、抵抗加熱式又は誘導加熱式のヒータでシリンダ154を加熱してもよい。
Further, in the above embodiment, heat from the rooster is applied to the
また、本実施形態のスロッピング防止剤は、鋼用の転炉以外に、銅用の転炉に用いることもできる。 Moreover, the anti-slipping agent of this embodiment can also be used for the converter for copper other than the converter for steel.
また、上記実施形態において、軽量成分に用いる有機廃棄物としては、余剰汚泥のみに限られず、一部又は全部に、植物残渣や農水産食品の加工残渣等のような農業廃棄物、水産業廃棄物、農水産加工業廃棄物及び食品工業廃棄物を用いることができる。また、つなぎ成分の紙屑としては、新聞紙、コピー用紙及びダンボール等を用いることができ、木屑としては、パレット、さん木、梱包木材、合板、剪定木屑、木の葉、草及び木の根等を広く用いることができ、廃プラスチックとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン、アクリル、ポリウレタン及びポリスチレン等の単体に加えて、各種合成樹脂の複合体も利用することができる。 Moreover, in the said embodiment, as an organic waste used for a lightweight component, it is not restricted only to a surplus sludge, Agricultural waste, such as processing residue of a plant residue, agricultural and fishery food, etc., fishery waste Waste, agricultural and fishery processing industry waste and food industry waste can be used. In addition, newspaper, copy paper, cardboard, etc. can be used as the paper waste of the binder component, and pallets, wood, packing wood, plywood, pruned wood waste, leaves, grass and tree roots are widely used as wood waste. In addition to the simple plastics such as polyethylene, polypropylene, nylon, acrylic, polyurethane, and polystyrene, composites of various synthetic resins can be used as the waste plastic.
以上のように、本発明によれば、余剰汚泥等の有機廃棄物と、タタミ屑や紙屑等のつなぎ成分との混合物に減圧発酵及び減圧加熱乾燥を行うことによって効果的に脱臭乾燥した後、鉄粉や炭素粉等の重量成分を添加して混練及び成形し、固形化することにより、スロッピング防止剤を製造できる。したがって、従来、余剰汚泥等の有機廃棄物の廃棄に要していた多大な経費の削減を図ることができ、また、有機廃棄物は安価かつ安定して供給が受けられるので、スロッピング防止剤を安価かつ安定して製造できる。さらに、鉄やコークス等の粉塵や、タタミ屑等の建築廃材等の有効利用を図ることができる。 As described above, according to the present invention, after deodorizing and drying effectively by performing reduced-pressure fermentation and reduced-pressure heat drying on a mixture of organic waste such as excess sludge and binder components such as tart and waste paper, By adding a weight component such as iron powder or carbon powder, kneading and molding, and solidifying, an anti-slipping agent can be produced. Therefore, it is possible to reduce a large amount of expenses conventionally required for the disposal of organic waste such as excess sludge, and the organic waste can be supplied inexpensively and stably. Can be manufactured inexpensively and stably. Further, it is possible to effectively use dust such as iron and coke, and building waste such as tatami waste.
1 減圧発酵乾燥装置
5 ボイラー
10 ケーシング
11 上部ケーシング
12 下部ケーシング
20 回転体
50 凝縮部
60 クーリングタワー
G 凝縮水
VP 真空ポンプ
W 被処理物
100 成形装置
DESCRIPTION OF
Claims (11)
該混合物をi)減圧下で発酵脱臭する工程とii)減圧下で加熱乾燥する工程に付して混合物を脱臭乾燥する工程と、
脱臭乾燥後の混合物に、鉄粉、炭素粉、コークス粉及びフライアッシュのうちの少なくとも1つの重量成分を添加して比重を調整し、ミキサーで混合した後、混合された材料を成型する工程とを含み、
水分含量5質量%以下、かつ、比重1.7以上に調整されたことを特徴とする有機廃棄物を用いたスロッピング防止剤の製造方法。 A step of preparing a mixture having a water content suitable for reduced-pressure fermentation by mixing organic waste having a high water content with a binder component consisting of at least one selected from a small amount of water waste, wood waste, waste paper, and waste plastic; ,
A step of i) fermenting and deodorizing the mixture under reduced pressure; and ii) a step of heating and drying under reduced pressure to deodorize and dry the mixture;
Adding at least one weight component of iron powder, carbon powder, coke powder and fly ash to the mixture after deodorizing and drying, adjusting the specific gravity, mixing with a mixer, and then molding the mixed material; Including
The manufacturing method of the anti-slipping agent using the organic waste characterized by adjusting water content to 5 mass % or less and specific gravity 1.7 or more.
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