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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022069723
(43)【公開日】2022-05-12
(54)【発明の名称】焼却炉閉塞危険性評価方法および焼却炉閉塞防止方法
(51)【国際特許分類】
C02F 11/06 20060101AFI20220502BHJP
F23G 7/00 20060101ALI20220502BHJP
F23G 5/50 20060101ALI20220502BHJP
【ＦＩ】
C02F11/06 Z ZAB
F23G7/00 104A
F23G5/50 Q
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020178526
(22)【出願日】2020-10-26
(71)【出願人】
【識別番号】000220675
【氏名又は名称】東京都下水道サービス株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】397028016
【氏名又は名称】株式会社日水コン
(74)【代理人】
【識別番号】110002697
【氏名又は名称】めぶき国際特許業務法人
(74)【代理人】
【識別番号】100110973
【弁理士】
【氏名又は名称】長谷川 洋
(72)【発明者】
【氏名】渡邉 大貴
(72)【発明者】
【氏名】佐伯 朋哉
(72)【発明者】
【氏名】八木澤 和真
(72)【発明者】
【氏名】村田 道拓
(72)【発明者】
【氏名】上野 孝司
(72)【発明者】
【氏名】岸本 長
【テーマコード（参考）】
3K062
3K161
4D059
【Ｆターム（参考）】
3K062AA24
3K062AB01
3K062AC02
3K062DA31
3K062DB02
3K161AA21
3K161AA22
3K161BA08
3K161CA01
3K161DB32
3K161EA32
3K161JA15
4D059AA30
4D059BK11
4D059DA23
4D059EA20
(57)【要約】 （修正有）
【課題】焼却炉閉塞を効果的に防止する焼却炉閉塞危険性評価方法及び焼却炉閉塞防止方法を提供する。
【解決手段】焼却炉に供給前の汚泥から評価対象の疑似焼却灰ＰＡＳＨを作製する疑似焼却灰作製ステップ（Ｓ１００）と、疑似焼却灰ＰＡＳＨのＲＧＢ値を取得する色データ取得ステップ（Ｓ１１０）と、ＲＧＢ値からＲ／（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）値を算出する算出ステップ（Ｓ１２０）と、疑似焼却灰の閉塞抑制指標と当該疑似焼却灰のＲ／（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）値との相関関係に基づき閉塞危険性を評価する評価ステップ（Ｓ１５０）と、を含み、評価ステップ（Ｓ１５０）は、Ｒ／（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）値を相関関係に代入した閉塞抑制指標が第１閾値を下回る場合又は当該Ｒ／（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）値が第２閾値を下回る場合、閉塞危険性があると評価する。
【選択図】図２
【解決手段】焼却炉に供給前の汚泥から評価対象の疑似焼却灰ＰＡＳＨを作製する疑似焼却灰作製ステップ（Ｓ１００）と、疑似焼却灰ＰＡＳＨのＲＧＢ値を取得する色データ取得ステップ（Ｓ１１０）と、ＲＧＢ値からＲ／（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）値を算出する算出ステップ（Ｓ１２０）と、疑似焼却灰の閉塞抑制指標と当該疑似焼却灰のＲ／（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）値との相関関係に基づき閉塞危険性を評価する評価ステップ（Ｓ１５０）と、を含み、評価ステップ（Ｓ１５０）は、Ｒ／（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）値を相関関係に代入した閉塞抑制指標が第１閾値を下回る場合又は当該Ｒ／（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）値が第２閾値を下回る場合、閉塞危険性があると評価する。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
下水汚泥を焼却する焼却炉の閉塞危険性を評価する焼却炉閉塞危険性評価方法であって、
前記焼却炉に供給される前の前記下水汚泥の一部を取り出し、当該下水汚泥に疑似焼却処理を行って、評価対象となる疑似焼却灰を作製する疑似焼却灰作製ステップと、
評価対象となる前記疑似焼却灰の色データとしてＲＧＢ値を取得する色データ取得ステップと、
評価対象となる前記疑似焼却灰の前記ＲＧＢ値からＲ／（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）の値を算出する算出ステップと、
予め複数サンプリングされた前記疑似焼却灰に含まれ、前記焼却炉の燃焼温度よりも高い融点のりん化合物を形成可能な複数の高融点金属元素が結合可能なりんの結合可能量と、当該疑似焼却灰に含まれるりんの包含量と、の比である閉塞抑制指標と、当該複数サンプリングされた疑似焼却灰の前記ＲＧＢ値から得られたＲ／（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）の値との相関関係に基づいて、前記焼却炉の閉塞の危険性を評価する評価ステップと、
を含み、
前記評価ステップは、前記算出ステップにより算出された前記Ｒ／（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）の値を前記相関関係に代入して決定された前記閉塞抑制指標が第１閾値を下回っている場合、または、当該Ｒ／（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）の値が前記相関関係に前記閉塞抑制指標としての前記第１閾値を代入して決定された前記Ｒ／（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）の値である第２閾値を下回っている場合に、前記焼却炉の閉塞の危険性があると評価することを特徴とする焼却炉閉塞危険性評価方法。
前記焼却炉に供給される前の前記下水汚泥の一部を取り出し、当該下水汚泥に疑似焼却処理を行って、評価対象となる疑似焼却灰を作製する疑似焼却灰作製ステップと、
評価対象となる前記疑似焼却灰の色データとしてＲＧＢ値を取得する色データ取得ステップと、
評価対象となる前記疑似焼却灰の前記ＲＧＢ値からＲ／（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）の値を算出する算出ステップと、
予め複数サンプリングされた前記疑似焼却灰に含まれ、前記焼却炉の燃焼温度よりも高い融点のりん化合物を形成可能な複数の高融点金属元素が結合可能なりんの結合可能量と、当該疑似焼却灰に含まれるりんの包含量と、の比である閉塞抑制指標と、当該複数サンプリングされた疑似焼却灰の前記ＲＧＢ値から得られたＲ／（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）の値との相関関係に基づいて、前記焼却炉の閉塞の危険性を評価する評価ステップと、
を含み、
前記評価ステップは、前記算出ステップにより算出された前記Ｒ／（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）の値を前記相関関係に代入して決定された前記閉塞抑制指標が第１閾値を下回っている場合、または、当該Ｒ／（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）の値が前記相関関係に前記閉塞抑制指標としての前記第１閾値を代入して決定された前記Ｒ／（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）の値である第２閾値を下回っている場合に、前記焼却炉の閉塞の危険性があると評価することを特徴とする焼却炉閉塞危険性評価方法。
【請求項2】
前記評価ステップに先立ち、
前記焼却炉に供給される前の前記下水汚泥に前記疑似焼却処理を行い作製された複数の前記疑似焼却灰のサンプルの前記色データを取得するサンプル色データ取得ステップと、
前記サンプルの成分分析の実測値に基づいて前記閉塞抑制指標を取得するサンプル指標取得ステップと、
前記サンプルから得られた前記閉塞抑制指標と前記サンプルから得られた前記色データとを用いて、前記相関関係を作成する相関関係作成ステップと、
を行うことを特徴とする請求項１に記載の焼却炉閉塞危険性評価方法。
前記焼却炉に供給される前の前記下水汚泥に前記疑似焼却処理を行い作製された複数の前記疑似焼却灰のサンプルの前記色データを取得するサンプル色データ取得ステップと、
前記サンプルの成分分析の実測値に基づいて前記閉塞抑制指標を取得するサンプル指標取得ステップと、
前記サンプルから得られた前記閉塞抑制指標と前記サンプルから得られた前記色データとを用いて、前記相関関係を作成する相関関係作成ステップと、
を行うことを特徴とする請求項１に記載の焼却炉閉塞危険性評価方法。
【請求項3】
前記疑似焼却灰作製ステップは、前記下水汚泥を脱水した脱水汚泥の一部を取り出し、疑似燃焼装置により当該脱水汚泥を燃焼させて前記疑似焼却灰を作製することを特徴とする請求項１または２に記載の焼却炉閉塞危険性評価方法。
【請求項4】
請求項１から３のいずれか１項に記載の焼却炉閉塞危険性評価方法による評価に基づいて焼却炉の閉塞を防止する焼却炉閉塞防止方法であって、
前記評価ステップの結果に基づき、前記焼却炉の閉塞の危険性がある場合には、前記焼却炉における灰付着を抑制するための所定の金属元素を含む薬剤を前記下水汚泥に添加する添加ステップを行うことを特徴とする焼却炉閉塞防止方法。
前記評価ステップの結果に基づき、前記焼却炉の閉塞の危険性がある場合には、前記焼却炉における灰付着を抑制するための所定の金属元素を含む薬剤を前記下水汚泥に添加する添加ステップを行うことを特徴とする焼却炉閉塞防止方法。
【請求項5】
前記添加ステップは、汚泥脱水機へ投入する前の前記下水汚泥に前記薬剤を添加することを特徴とする請求項４に記載の焼却炉閉塞防止方法。
【請求項6】
前記疑似焼却灰は前記高融点金属元素としての鉄を含み、前記薬剤はポリ硫酸第二鉄を含むことを特徴とする請求項４または５に記載の焼却炉閉塞防止方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、下水汚泥を焼却する焼却炉における閉塞の危険性を評価する焼却炉閉塞危険性評価方法およびその評価に基づいて焼却炉の閉塞を防止するための焼却炉閉塞防止方法に関する。
【背景技術】
【0002】
下水処理場において下水を浄化する際に発生する下水汚泥は、脱水等された後、焼却炉で焼却されて処理される。しかし、近年、下水汚泥を焼却した焼却灰が煙道に付着し、煙道が閉塞する現象（焼却炉の閉塞）も多く報告されている。焼却炉の閉塞は、焼却炉に投入される下水汚泥のりんと金属類との存在量のバランスによっては焼却炉の燃焼温度よりも低い融点のりん化合物が形成され、かかる低融点のりん化合物を含む焼却灰が煙道に融着することが主な原因となって惹き起こされると推測されている。このような現象を防止するため、焼却炉の燃焼温度よりも高い融点のりん化合物を形成可能な複数の高融点金属元素が結合可能なりんの結合可能量と、下水汚泥を焼却した焼却灰に含まれるりんの包含量と、の比からなる「閉塞抑制指標Ｘ」という指標を導入し、下水汚泥および焼却灰の成分分析の結果から閉塞抑制指標（閉塞抑制指標値）を求め、当該閉塞抑制指標値に基づいて焼却炉における灰付着を抑制するための薬剤（例えば、焼却炉の燃焼温度よりも高い融点のりん化合物を形成可能な高融点金属元素を含む薬剤の一種であるポリ硫酸第二鉄「＝ポリ鉄」）の添加を制御する焼却炉閉塞危険性評価方法および焼却炉閉塞防止方法が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【0003】
また、焼却灰の色と閉塞抑制指標値との相関関係を利用し、焼却灰の色に基づいて焼却炉の閉塞危険性を評価し、下水汚泥への薬剤の添加を制御する焼却炉閉塞危険性評価方法および焼却炉閉塞防止方法も知られている（例えば、特許文献１を参照）。具体的には、焼却炉の閉塞を防止する基準とする閉塞抑制指標に対応する焼却灰の色である基準色と、焼却炉で焼却された焼却灰の色とに基づいて、焼却炉の閉塞危険性を評価し、焼却前の下水汚泥への薬剤の添加を制御する。このような従来の方法によれば、焼却灰の成分分析を待たずとも、焼却炉で焼却された焼却灰の色を検査するだけで、焼却炉の閉塞危険性の評価が可能となり、下水汚泥への薬剤の添加を制御することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特許第５８８１２６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかし、上述のような従来の方法では、焼却炉で焼却された焼却灰の色に基づいて評価された閉塞危険性に基づいて焼却前の下水汚泥への薬剤の添加を制御するが、下水汚泥の性状は刻々と変化しているため、評価に使用する焼却灰の性状と薬剤を添加する下水汚泥の性状とが一致しない虞がある。かかる場合、焼却炉の閉塞危険性評価の精度が低下し、下水汚泥への薬剤の添加の制御が難しくなる。
【0006】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、簡便かつ迅速な手法にて、高精度に下水汚泥を焼却する際における焼却炉の閉塞の危険性を評価し、その評価に基づいた焼却炉の閉塞を効果的に防止することができる焼却炉閉塞危険性評価方法および焼却炉閉塞防止方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
（１）上記目的を達成するための一実施形態に係る焼却炉閉塞危険性評価方法は、下水汚泥を焼却する焼却炉の閉塞危険性を評価する焼却炉閉塞危険性評価方法であって、前記焼却炉に供給される前の前記下水汚泥の一部を取り出し、当該下水汚泥に疑似焼却処理を行って、評価対象となる疑似焼却灰を作製する疑似焼却灰作製ステップと、評価対象となる前記疑似焼却灰の色データとしてＲＧＢ値を取得する色データ取得ステップと、評価対象となる前記疑似焼却灰の前記ＲＧＢ値からＲ／（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）の値を算出する算出ステップと、予め複数サンプリングされた前記疑似焼却灰に含まれ、前記焼却炉の燃焼温度よりも高い融点のりん化合物を形成可能な複数の高融点金属元素が結合可能なりんの結合可能量と、当該疑似焼却灰に含まれるりんの包含量と、の比である閉塞抑制指標と、当該複数サンプリングされた疑似焼却灰の前記ＲＧＢ値から得られたＲ／（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）の値との相関関係に基づいて、前記焼却炉の閉塞の危険性を評価する評価ステップと、を含み、前記評価ステップは、前記算出ステップにより算出された前記Ｒ／（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）の値を前記相関関係に代入して決定された前記閉塞抑制指標が第１閾値を下回っている場合、または、当該Ｒ／（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）の値が前記相関関係に前記閉塞抑制指標としての前記第１閾値を代入して決定された前記Ｒ／（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）の値である第２閾値を下回っている場合に、前記焼却炉の閉塞の危険性があると評価する。
（２）別の実施形態に係る焼却炉閉塞危険性評価方法では、好ましくは、前記評価ステップに先立ち、前記焼却炉に供給される前の前記下水汚泥に前記疑似焼却処理を行い作製された複数の前記疑似焼却灰のサンプルの前記色データを取得するサンプル色データ取得ステップと、前記サンプルの成分分析の実測値に基づいて前記閉塞抑制指標を取得するサンプル指標取得ステップと、前記サンプルから得られた前記閉塞抑制指標と前記サンプルから得られた前記色データとを用いて、前記相関関係を作成する相関関係作成ステップと、を行っても良い。
（３）別の実施形態に係る焼却炉閉塞危険性評価方法では、好ましくは、前記疑似焼却灰作製ステップは、前記下水汚泥を脱水した脱水汚泥の一部を取り出し、疑似燃焼装置により当該脱水汚泥を燃焼させて前記疑似焼却灰を作製しても良い。
（４）一実施形態に係る焼却炉閉塞防止方法は、上述のいずれかの焼却炉閉塞危険性評価方法による評価に基づいて焼却炉の閉塞を防止する焼却炉閉塞防止方法であって、前記評価ステップの結果に基づき、前記焼却炉の閉塞の危険性がある場合には、前記焼却炉における灰付着を抑制するための所定の金属元素を含む薬剤を前記下水汚泥に添加する添加ステップを行う。
（５）別の実施形態に係る焼却炉閉塞防止方法では、好ましくは、前記添加ステップは、汚泥脱水機へ投入する前の前記下水汚泥に前記薬剤を添加しても良い。
（６）別の実施形態に係る焼却炉閉塞防止方法では、好ましくは、前記疑似焼却灰は前記高融点金属元素としての鉄を含み、前記薬剤はポリ硫酸第二鉄を含んでも良い。
（２）別の実施形態に係る焼却炉閉塞危険性評価方法では、好ましくは、前記評価ステップに先立ち、前記焼却炉に供給される前の前記下水汚泥に前記疑似焼却処理を行い作製された複数の前記疑似焼却灰のサンプルの前記色データを取得するサンプル色データ取得ステップと、前記サンプルの成分分析の実測値に基づいて前記閉塞抑制指標を取得するサンプル指標取得ステップと、前記サンプルから得られた前記閉塞抑制指標と前記サンプルから得られた前記色データとを用いて、前記相関関係を作成する相関関係作成ステップと、を行っても良い。
（３）別の実施形態に係る焼却炉閉塞危険性評価方法では、好ましくは、前記疑似焼却灰作製ステップは、前記下水汚泥を脱水した脱水汚泥の一部を取り出し、疑似燃焼装置により当該脱水汚泥を燃焼させて前記疑似焼却灰を作製しても良い。
（４）一実施形態に係る焼却炉閉塞防止方法は、上述のいずれかの焼却炉閉塞危険性評価方法による評価に基づいて焼却炉の閉塞を防止する焼却炉閉塞防止方法であって、前記評価ステップの結果に基づき、前記焼却炉の閉塞の危険性がある場合には、前記焼却炉における灰付着を抑制するための所定の金属元素を含む薬剤を前記下水汚泥に添加する添加ステップを行う。
（５）別の実施形態に係る焼却炉閉塞防止方法では、好ましくは、前記添加ステップは、汚泥脱水機へ投入する前の前記下水汚泥に前記薬剤を添加しても良い。
（６）別の実施形態に係る焼却炉閉塞防止方法では、好ましくは、前記疑似焼却灰は前記高融点金属元素としての鉄を含み、前記薬剤はポリ硫酸第二鉄を含んでも良い。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、簡便かつ迅速な手法にて、高精度に下水汚泥を焼却する際における焼却炉の閉塞の危険性を評価し、その評価に基づいた焼却炉の閉塞を効果的に防止することができる焼却炉閉塞危険性評価方法および焼却炉閉塞防止方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている諸要素およびその組み合わせの全てが本発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【0011】
１．下水処理システム
最初に、一実施形態に係る処理場の下水処理システムについて説明する。
最初に、一実施形態に係る処理場の下水処理システムについて説明する。
【0012】
図１は、一実施形態に係る処理場の下水処理システムの一部の構成図を示す。なお、図１に示す構成図は、処理場の下水処理システムのうち、本発明に係る焼却炉閉塞危険性評価方法および焼却炉閉塞防止方法に関連する一部分を図示したものである。本実施形態において、当該処理場の下水処理システムのうち、本発明に係る焼却炉閉塞危険性評価方法および焼却炉閉塞防止方法の説明に不要な構成については、図示および説明を省略する。
【0013】
下水処理システム１は、好ましくは、濃縮汚泥貯留槽１０と、濃縮汚泥供給ポンプ１２と、汚泥脱水機１４と、脱水ケーキ搬送コンベヤ１６と、ケーキ貯留槽１８と、ケーキ供給ポンプ２０と、焼却炉２２と、空気予熱器２４と、ろ過式集塵機２６と、灰移送コンベヤ２８と、灰ホッパ３０と、を備える。また、下水処理システム１は、好ましくは、焼却炉２２に供給される前の下水汚泥の一部から疑似焼却灰ＰＡＳＨを作製する疑似焼却装置３２を備える。
【0014】
濃縮汚泥貯留槽１０は、濃縮槽（不図示）および／または濃縮機（不図示）により濃縮された液体状の汚泥（「濃縮汚泥」ともいう。）を受け取って貯留する槽である。濃縮槽は、好ましくは、第１沈殿池（「下水道施設計画・設計指針と解説（後編）２００９年版」（社団法人日本下水道協会）における最初沈殿池に相当）（不図示）にて沈殿した汚泥を濃縮する槽である。濃縮機は、好ましくは、第２沈殿池（「下水道施設計画・設計指針と解説（後編）２００９年版」（社団法人日本下水道協会）における最終沈殿池に相当）（不図示）から排出された余剰汚泥を濃縮する装置である。濃縮汚泥供給ポンプ１２は、濃縮汚泥貯留槽１０に貯留された汚泥を汚泥脱水機１４へ供給するポンプである。濃縮汚泥貯留槽１０に貯留される濃縮汚泥は、好ましくは、焼却炉２２の閉塞の危険性がある場合に、焼却炉２２における灰付着を抑制するための薬剤Ｍが添加される。薬剤Ｍの添加については、詳細を後述する。
【0015】
汚泥脱水機１４は、濃縮汚泥供給ポンプ１２から供給された汚泥に対して脱水処理を行う装置である。汚泥脱水機１４は、濃縮汚泥供給ポンプ１２から供給された液体状の汚泥に対して脱水処理を行うことにより、粘土状の脱水された汚泥（「ケーキ」または「脱水ケーキ」ともいう。）を生成する。脱水ケーキは、脱水ケーキ搬送コンベヤ１６へ送られる。脱水ケーキ搬送コンベヤ１６は、汚泥脱水機１４から送られた脱水ケーキをケーキ貯留槽１８へ搬送するコンベヤである。ケーキ貯留槽１８は、脱水ケーキ搬送コンベヤ１６から送られた脱水ケーキを貯留する槽である。ケーキ貯留槽１８は、脱水ケーキを、好ましくは１～１０時間、より好ましくは５時間貯留する。ケーキ貯留槽１８は、好ましくは、定量フィーダ（不図示）を備える。貯留されている脱水ケーキは、好ましくは、定量フィーダを介して一定量ずつケーキ供給ポンプ２０へ送られる。ケーキ供給ポンプ２０は、ケーキ貯留槽１８から一定量ずつ送られる脱水ケーキを焼却炉２２へ供給するポンプである。
【0016】
焼却炉２２は、ケーキ供給ポンプ２０から供給された脱水ケーキを焼却するものである。焼却炉２２による燃焼温度は、例えば、７００度以上９００度以下、好ましくは、８５０度以上９００度以下である。空気予熱器２４は、焼却炉２２から排出される高温の排ガスを用いて空気を予熱する装置である。予熱された空気は、焼却炉２２内の燃焼用に戻される等して活用される。ろ過式集塵機２６は、排ガスをろ過して煙と灰（焼却灰）ＡＳＨとに分離する装置である。分離された焼却灰ＡＳＨは、灰移送コンベヤ２８へ送られる。灰移送コンベヤ２８は、ろ過式集塵機２６から送られた焼却灰ＡＳＨを移送して灰ホッパ３０へ送るコンベヤである。灰ホッパ３０は、焼却灰ＡＳＨの一時的な保管を行う槽である。
【0017】
疑似焼却装置３２は、汚泥脱水機１４で脱水処理された脱水ケーキの一部を焼却して疑似焼却灰ＰＡＳＨを作製する装置である。疑似焼却装置３２は、例えば、ガスバーナ等、脱水ケーキを燃焼して疑似焼却灰ＰＡＳＨを作製可能な装置であれば、特に制約されない。疑似焼却装置３２による燃焼温度は、例えば、６００度以上９００度以下、好ましくは、７００度以上８００度以下である。疑似焼却灰ＰＡＳＨの作製については、詳細を後述する。
【0018】
２．焼却炉閉塞危険性評価方法
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係る焼却炉閉塞危険性評価方法について説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係る焼却炉閉塞危険性評価方法について説明する。
【0019】
図２は、本発明の第１実施形態に係る焼却炉閉塞危険性評価方法のフローチャートを示す。図３は、疑似焼却灰の閉塞抑制指標とＲ／（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）の値との相関関係を表すグラフの一例を示す。図４は、焼却灰の閉塞抑制指標とＲ／（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）の値との相関関係を表すグラフの一例を示す。
【0020】
第１実施形態に係る焼却炉閉塞危険性評価方法は、下水汚泥を焼却する焼却炉２２の閉塞危険性を評価する方法である。この実施形態に係る焼却炉閉塞危険性評価方法は、疑似焼却灰作製ステップ（Ｓ１００）と、色データ取得ステップ（Ｓ１１０）と、算出ステップ（Ｓ１２０）と、閉塞抑制指標決定ステップ（Ｓ１３０）と、第１判断ステップ（Ｓ１４０）と、第１評価ステップ（Ｓ１５０）と、第２評価ステップ（Ｓ１６０）と、を含む。以下、各工程について説明する。なお、閉塞抑制指標決定ステップ（Ｓ１３０）、第１判断ステップ（Ｓ１４０）、および第１評価ステップ（Ｓ１５０）は、本発明の評価ステップの一例である。
【0021】
２．１ 疑似焼却灰作製ステップ（Ｓ１００）
疑似焼却灰作製ステップは、焼却炉２２に供給される前の下水汚泥を脱水した脱水汚泥の一部を取り出し、当該脱水汚泥に疑似焼却処理を行って、評価対象となる疑似焼却灰ＰＡＳＨを作製するステップである。疑似焼却処理は、疑似焼却装置３２により下水汚泥を燃焼させる処理である。より具体的には、疑似焼却灰作製ステップは、まず、汚泥脱水機１４から脱水ケーキ搬送コンベヤ１６へ送られる脱水ケーキの一部を取り出し、ミキサー（不図示）を用いて粉砕する。そして、疑似焼却灰作製ステップは、粉砕された脱水ケーキを疑似燃焼装置３２で燃焼させ、疑似焼却灰ＰＡＳＨを作製する。粉砕と燃焼とを逆順にしても良い。疑似燃焼装置３２としては、例えば、マッフル炉を用いることができる。燃焼対象物は、磁性皿内に敷かれたけい砂の上に供され、その上からけい砂をかぶせて燃焼される。すなわち、燃焼対象物は、その周囲をけい砂で覆われた状態で疑似燃焼装置３２内に供される。この結果、疑似焼却灰を、焼却炉２２に近い環境下で得ることができる。疑似焼却灰ＰＡＳＨをミキサーで粉砕して疑似燃焼装置３２で燃焼するまでの時間は、好ましくは、ケーキ貯留槽１８での貯留から脱水ケーキを焼却炉２２にて焼却するまでの時間よりも短い。
疑似焼却灰作製ステップは、焼却炉２２に供給される前の下水汚泥を脱水した脱水汚泥の一部を取り出し、当該脱水汚泥に疑似焼却処理を行って、評価対象となる疑似焼却灰ＰＡＳＨを作製するステップである。疑似焼却処理は、疑似焼却装置３２により下水汚泥を燃焼させる処理である。より具体的には、疑似焼却灰作製ステップは、まず、汚泥脱水機１４から脱水ケーキ搬送コンベヤ１６へ送られる脱水ケーキの一部を取り出し、ミキサー（不図示）を用いて粉砕する。そして、疑似焼却灰作製ステップは、粉砕された脱水ケーキを疑似燃焼装置３２で燃焼させ、疑似焼却灰ＰＡＳＨを作製する。粉砕と燃焼とを逆順にしても良い。疑似燃焼装置３２としては、例えば、マッフル炉を用いることができる。燃焼対象物は、磁性皿内に敷かれたけい砂の上に供され、その上からけい砂をかぶせて燃焼される。すなわち、燃焼対象物は、その周囲をけい砂で覆われた状態で疑似燃焼装置３２内に供される。この結果、疑似焼却灰を、焼却炉２２に近い環境下で得ることができる。疑似焼却灰ＰＡＳＨをミキサーで粉砕して疑似燃焼装置３２で燃焼するまでの時間は、好ましくは、ケーキ貯留槽１８での貯留から脱水ケーキを焼却炉２２にて焼却するまでの時間よりも短い。
【0022】
２．２ 色データ取得ステップ（Ｓ１１０）
色データ取得ステップは、評価対象となる疑似焼却灰ＰＡＳＨの色データとしてＲＧＢ値を取得するステップである。より具体的には、色データ取得ステップは、まず、評価対象となる疑似焼却灰ＰＡＳＨを撮影容器に入れてデジタルカメラで撮影する。そして、色データ取得ステップは、デジタルカメラで撮影した疑似焼却灰ＰＡＳＨの画像からＲＧＢ値を取得する。疑似焼却灰ＰＡＳＨのＲＧＢ値の取得方法は、特に制約されないが、例えば、公知の画像編集ソフト（例えば、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｐａｉｎｔ）を使用して、デジタルカメラで撮影した疑似焼却灰ＰＡＳＨの画像の任意の点のＲＧＢ値を取得しても良い。かかる場合、色データ取得ステップは、疑似焼却灰ＰＡＳＨの画像の任意の点を複数選択し、選択した複数の点におけるＲＧＢ値の平均値を色データとして取得しても良い。ＲＧＢ値は、色を指定するための数値であり、例えば、Ｒ値、Ｇ値、およびＢ値がそれぞれ０～２５５の範囲内で指定された値である。なお、色データ取得ステップにおいて、評価対象となる疑似焼却灰ＰＡＳＨの撮影手段は、画像データを取得可能な手段であれば特に制約されず、例えば、スマートフォン、ビデオカメラ等であっても良い。また、撮影容器は、疑似焼却灰ＰＡＳＨを入れて撮影手段により撮影可能な容器であれば、特に制約されない。
色データ取得ステップは、評価対象となる疑似焼却灰ＰＡＳＨの色データとしてＲＧＢ値を取得するステップである。より具体的には、色データ取得ステップは、まず、評価対象となる疑似焼却灰ＰＡＳＨを撮影容器に入れてデジタルカメラで撮影する。そして、色データ取得ステップは、デジタルカメラで撮影した疑似焼却灰ＰＡＳＨの画像からＲＧＢ値を取得する。疑似焼却灰ＰＡＳＨのＲＧＢ値の取得方法は、特に制約されないが、例えば、公知の画像編集ソフト（例えば、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｐａｉｎｔ）を使用して、デジタルカメラで撮影した疑似焼却灰ＰＡＳＨの画像の任意の点のＲＧＢ値を取得しても良い。かかる場合、色データ取得ステップは、疑似焼却灰ＰＡＳＨの画像の任意の点を複数選択し、選択した複数の点におけるＲＧＢ値の平均値を色データとして取得しても良い。ＲＧＢ値は、色を指定するための数値であり、例えば、Ｒ値、Ｇ値、およびＢ値がそれぞれ０～２５５の範囲内で指定された値である。なお、色データ取得ステップにおいて、評価対象となる疑似焼却灰ＰＡＳＨの撮影手段は、画像データを取得可能な手段であれば特に制約されず、例えば、スマートフォン、ビデオカメラ等であっても良い。また、撮影容器は、疑似焼却灰ＰＡＳＨを入れて撮影手段により撮影可能な容器であれば、特に制約されない。
【0023】
２．３ 算出ステップ（Ｓ１２０）
算出ステップは、評価対象となる疑似焼却灰ＰＡＳＨのＲＧＢ値からＲ／（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）の値を算出するステップである。
算出ステップは、評価対象となる疑似焼却灰ＰＡＳＨのＲＧＢ値からＲ／（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）の値を算出するステップである。
【0024】
２．４ 閉塞抑制指標決定ステップ（Ｓ１３０）
閉塞抑制指標決定ステップは、算出ステップ（Ｓ１２０）により算出されたＲ／（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）の値を、後述する相関関係作成ステップ（Ｄ１２０）により作成された相関関係を表す式（図３を参照）に代入して、閉塞抑制指標Ｘを決定するステップである。
閉塞抑制指標決定ステップは、算出ステップ（Ｓ１２０）により算出されたＲ／（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）の値を、後述する相関関係作成ステップ（Ｄ１２０）により作成された相関関係を表す式（図３を参照）に代入して、閉塞抑制指標Ｘを決定するステップである。
【0025】
閉塞抑制指標Ｘは、閉塞抑制指標値とも称し、下水汚泥を焼却する焼却炉２２の煙道等に焼却灰が付着する危険性（ひいては焼却炉２２の閉塞の危険性（焼却炉閉塞危険性））を定量的に表す指標である。閉塞抑制指標は、疑似焼却灰ＰＡＳＨに含まれ焼却炉２２の燃焼温度よりも高い融点のりん化合物を形成可能な複数の高融点金属元素が結合可能なりんの結合可能量と、当該疑似焼却灰ＰＡＳＨに含まれるりんの包含量と、の比によって算出することができる（下記の式（１）を参照）。ここで、「高融点金属元素」は、焼却炉２２の燃焼温度よりも高い融点のりん化合物を形成可能な金属をいい、好適には、アルミニウム（Ａｌ）、鉄（Ｆｅ）、カルシウム（Ｃａ）およびマグネシウム（Ｍｇ）を例示できる。式（１）において、Ｆｅ２Ｏ３は疑似焼却灰ＰＡＳＨのＦｅ２Ｏ３の質量分率であり、Ａｌ２Ｏ３は疑似焼却灰ＰＡＳＨのＡｌ２Ｏ３の質量分率であり、ＣａＯは疑似焼却灰ＰＡＳＨのＣａＯの質量分率であり、ＭｇＯは疑似焼却灰ＰＡＳＨのＭｇＯの質量分率であり、Ｐ２Ｏ５は疑似焼却灰ＰＡＳＨのＰ２Ｏ５の質量分率である。また、Ｍ（ｉ）は、化合物ｉ、又は元素ｉの分子量又は原子量［ｇ／ｍｏｌ］である。
【0026】
【数1】
【0027】
式（１）の分子は、特定した複数の金属元素と結合可能なりんの量（結合可能量）を示している。式（１）では、結合可能量は、疑似焼却灰ＰＡＳＨを１００［ｇ］とした場合における結合可能なりんのモル数を示している。ここで、分子における化合物の質量分率を、その化合物の分子量で除算した各項は、疑似焼却灰ＰＡＳＨ全体を１００［ｇ］とした場合における各化合物のモル数を示し、これら各項に乗じている係数は、各項に対応する化合物１ｍｏｌに含まれる金属元素がりんと結合する際に必要となるりんのｍｏｌ数を示している。例えば、Ｆｅ２Ｏ３に対応する項については、１ｍｏｌのＦｅ２Ｏ３中には、２ｍｏｌのＦｅが存在し、想定されるりん化合物（ＦｅＰＯ４）を生成する場合には、２ｍｏｌのりんが必要であるので、係数を２としている。同様に、ＣａＯに対応する項については、１ｍｏｌのＣａＯ中には、１ｍｏｌのＣａが存在し、想定されるりん化合物（Ｃａ３（ＰＯ４）２）を生成する場合には、２／３ｍｏｌのりんが必要であるので、係数を２／３としている。また、式（１）の分母は、下水汚泥に包含されるりんの量（包含量）を示している。式（１）では、包含量は、疑似焼却灰ＰＡＳＨを１００［ｇ］とした場合におけるりんのモル数を示している。
【0028】
ここで、閉塞抑制指標Ｘが大きい値ほど、結合可能量が包含量よりも相対的に多く、りんは高融点金属元素と結合する可能性が高く、融点の低いりん化合物を形成する可能性が低くなる。このことは、焼却炉２２で下水汚泥が焼却された際に、融点の低いりん化合物が液体状となって、焼却炉２２の各部に付着等する可能性が低くなることを意味している。したがって、閉塞抑制指標Ｘを焼却炉２２の閉塞危険性の評価に用いることができる。
【0029】
以上のように、閉塞抑制指標Ｘを基準とすれば、疑似焼却灰ＰＡＳＨを成分分析して把握したＡｌ、Ｆｅ、Ｃａ、Ｍｇ及びりん（Ｐ）のそれぞれのモル数から鑑みて、高融点金属がりんに対して過剰に存在する場合には（閉塞抑制指標Ｘが大きいとき）焼却炉閉塞の危険性が低いと評価することができ、逆にこれら高融点金属がりんに対して少ない存在である場合には（閉塞抑制指標Ｘが所定の基準値よりも小さいとき）焼却炉閉塞の危険性が高いと評価することができる。例えば、閉塞抑制指標Ｘが１．０未満か否かによって焼却炉閉塞の危険性を評価することができる。
【0030】
２．５ 第１判断ステップ（Ｓ１４０）
第１判断ステップは、閉塞抑制指標決定ステップ（Ｓ１３０）により決定された閉塞抑制指標Ｘが第１閾値を下回っているか否かを判断するステップである。この実施形態では、第１判断ステップは、閉塞抑制指標Ｘが第１閾値としての１．０未満であるか否かを判断する。なお、第１閾値は、１．０に制約されず、例えば、０．９５、１．１２等のように適宜設定できる。
第１判断ステップは、閉塞抑制指標決定ステップ（Ｓ１３０）により決定された閉塞抑制指標Ｘが第１閾値を下回っているか否かを判断するステップである。この実施形態では、第１判断ステップは、閉塞抑制指標Ｘが第１閾値としての１．０未満であるか否かを判断する。なお、第１閾値は、１．０に制約されず、例えば、０．９５、１．１２等のように適宜設定できる。
【0031】
２．６ 第１評価ステップ（Ｓ１５０）
第１評価ステップは、閉塞抑制指標Ｘが１．０未満である場合に（Ｓ１４０：Ｙｅｓ）、焼却炉２２の閉塞の危険性があると評価するステップである。
第１評価ステップは、閉塞抑制指標Ｘが１．０未満である場合に（Ｓ１４０：Ｙｅｓ）、焼却炉２２の閉塞の危険性があると評価するステップである。
【0032】
２．７ 第２評価ステップ（Ｓ１６０）
第２評価ステップは、閉塞抑制指標Ｘが１．０未満でない場合に（Ｓ１４０：Ｎｏ）、焼却炉２２の閉塞の危険性が低いと評価するステップである。
第２評価ステップは、閉塞抑制指標Ｘが１．０未満でない場合に（Ｓ１４０：Ｎｏ）、焼却炉２２の閉塞の危険性が低いと評価するステップである。
【0033】
この実施形態に係る焼却炉閉塞危険性評価方法は、好ましくは、疑似焼却灰作製ステップ（Ｓ１００）に先立ち、サンプル色データ取得ステップ（Ｄ１００）と、サンプル指標取得ステップ（Ｄ１１０）と、相関関係作成ステップ（Ｄ１２０）と、を行う（図２を参照）。以下、各工程について説明する。なお、この実施形態に係る焼却炉閉塞危険性評価方法において、サンプル色データ取得ステップ（Ｄ１００）、サンプル指標取得ステップ（Ｄ１１０）、および相関関係作成ステップ（Ｄ１２０）は、少なくとも閉塞抑制指標決定ステップ（Ｓ１３０）に先立って行われれば、そのタイミングに特に制約はなく、例えば、疑似焼却灰作製ステップ（Ｓ１００）と同時に実行されても良いし、算出ステップ（Ｓ１２０）と閉塞抑制指標決定ステップ（Ｓ１３０）との間に実行されても良い。また、サンプル色データ取得ステップ（Ｄ１００）およびサンプル指標取得ステップ（Ｄ１１０）は、相関関係作成ステップ（Ｄ１２０）に先立って行われれば、そのタイミングおよび順序に特に制約はなく、例えば、同時に実行されても良い。
【0034】
この実施形態では、サンプル色データ取得ステップ（Ｄ１００）およびサンプル指標取得ステップ（Ｄ１１０）に先立って、疑似焼却灰作製ステップ（Ｓ１００）と同様の工程によりｍ個（ただし、ｍは２以上の整数）の疑似焼却灰ＰＡＳＨのサンプルが作製される。なお、疑似焼却灰ＰＡＳＨを複数個サンプリングする際には、後述のサンプル指標取得ステップ（Ｄ１００）により取得される閉塞抑制指標Ｘが互いにある程度ばらついている複数のサンプルを作製することが好ましい。
【0035】
２．８ サンプル色データ取得ステップ（Ｄ１００）
サンプル色データ取得ステップは、焼却炉２２に供給される前の下水汚泥に疑似焼却処理を行い作製された複数の疑似焼却灰ＰＡＳＨのサンプルの色データを取得するステップである。より具体的には、サンプル色データ取得ステップは、色データ取得ステップ（Ｓ１１０）と同様の工程により、ｍ個の疑似焼却灰ＰＡＳＨのサンプルそれぞれのＲＧＢ値を取得する。また、サンプル色データ取得ステップは、好ましくは、ｍ個の疑似焼却灰ＰＡＳＨのサンプルそれぞれのＲＧＢ値からＲ／（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）の値をそれぞれ算出する。
サンプル色データ取得ステップは、焼却炉２２に供給される前の下水汚泥に疑似焼却処理を行い作製された複数の疑似焼却灰ＰＡＳＨのサンプルの色データを取得するステップである。より具体的には、サンプル色データ取得ステップは、色データ取得ステップ（Ｓ１１０）と同様の工程により、ｍ個の疑似焼却灰ＰＡＳＨのサンプルそれぞれのＲＧＢ値を取得する。また、サンプル色データ取得ステップは、好ましくは、ｍ個の疑似焼却灰ＰＡＳＨのサンプルそれぞれのＲＧＢ値からＲ／（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）の値をそれぞれ算出する。
【0036】
２．９ サンプル指標取得ステップ（Ｄ１１０）
サンプル指標取得ステップは、疑似焼却灰ＰＡＳＨのサンプルの成分分析の実測値に基づいて閉塞抑制指標Ｘを取得するステップである。より具体的には、サンプル指標取得ステップは、ｍ個の疑似焼却灰ＰＡＳＨのサンプルそれぞれについて成分分析を行い、当該成分分析の実測値および式（１）に基づいて当該サンプルそれぞれの閉塞抑制指標Ｘを算出する。疑似焼却灰ＰＡＳＨのサンプルの成分分析としては、例えば、蛍光Ｘ線解析による構成成分分析方法を用いることができる。
サンプル指標取得ステップは、疑似焼却灰ＰＡＳＨのサンプルの成分分析の実測値に基づいて閉塞抑制指標Ｘを取得するステップである。より具体的には、サンプル指標取得ステップは、ｍ個の疑似焼却灰ＰＡＳＨのサンプルそれぞれについて成分分析を行い、当該成分分析の実測値および式（１）に基づいて当該サンプルそれぞれの閉塞抑制指標Ｘを算出する。疑似焼却灰ＰＡＳＨのサンプルの成分分析としては、例えば、蛍光Ｘ線解析による構成成分分析方法を用いることができる。
【0037】
２．１０ 相関関係作成ステップ（Ｄ１２０）
相関関係作成ステップは、疑似焼却灰ＰＡＳＨのサンプルから得られた閉塞抑制指標Ｘと当該サンプルのＲＧＢ値から算出されたＲ／（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）の値とを用いて、疑似焼却灰ＰＡＳＨにおける閉塞抑制指標とＲ／（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）の値との相関関係を作成するステップである（図３を参照）。例えば、相関関係作成ステップは、図３に示すように、当該相関関係を表す式およびグラフを作成する。
相関関係作成ステップは、疑似焼却灰ＰＡＳＨのサンプルから得られた閉塞抑制指標Ｘと当該サンプルのＲＧＢ値から算出されたＲ／（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）の値とを用いて、疑似焼却灰ＰＡＳＨにおける閉塞抑制指標とＲ／（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）の値との相関関係を作成するステップである（図３を参照）。例えば、相関関係作成ステップは、図３に示すように、当該相関関係を表す式およびグラフを作成する。
【0038】
図４に示すように、焼却灰ＡＳＨの成分分析の実測値に基づく閉塞抑制指標と当該焼却灰ＡＳＨのＲＧＢ値から算出されたＲ／（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）の値との間には、良好な相関関係を示すことが知られている。この相関関係によると、Ｒ／（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）の値が小さいほど、閉塞抑制指標が小さくなる。よって、焼却灰ＡＳＨのＲ／（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）の値に基づいて、閉塞危険性を評価することができる。また、発明者らの試験研究によると、図３に示すように、疑似焼却灰ＰＡＳＨの成分分析の実測値に基づく閉塞抑制指標と当該疑似焼却灰ＰＡＳＨのＲＧＢ値から算出されたＲ／（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）の値との間には、焼却灰ＡＳＨの場合（図４を参照）と同様の相関関係を示すことが見出された。この相関関係によると、焼却灰ＡＳＨの場合と同様に、Ｒ／（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）の値が小さいほど、閉塞抑制指標が小さくなる。よって、焼却灰ＡＳＨの場合と同様に、疑似焼却灰ＰＡＳＨのＲ／（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）の値に基づいて、閉塞危険性を評価することができる。
【0039】
このような焼却炉閉塞危険性評価方法によれば、焼却炉２２に供給される前の下水汚泥の一部から疑似焼却灰ＰＡＳＨを作製し、当該疑似焼却灰ＰＡＳＨのＲ／（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）の値を、疑似焼却灰ＰＡＳＨにおける閉塞抑制指標とＲ／（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）の値との相関関係を表す式（図３を参照）に代入して、当該疑似焼却灰ＰＡＳＨの閉塞抑制指標Ｘを決定する。上述のように、疑似焼却灰ＰＡＳＨにおける閉塞抑制指標とＲ／（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）の値との間には、焼却灰ＡＳＨにおける閉塞抑制指標とＲ／（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）の値との相関関係と同様の良好な相関関係を示す。このため、焼却炉閉塞危険性評価方法によれば、疑似焼却灰ＰＡＳＨにおける閉塞抑制指標とＲ／（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）の値との相関関係を用いることにより、疑似焼却灰ＰＡＳＨの成分分析を待たずとも、疑似焼却灰ＰＡＳＨのＲＧＢ値を取得してＲ／（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）の値を算出するだけで、高精度に当該疑似焼却灰ＰＡＳＨの閉塞抑制指標Ｘを決定することができ、焼却炉２２の閉塞危険性を評価することができる。
【0040】
また、下水汚泥の性状は刻々と変化し、特に、ケーキ貯留槽１８で所定時間貯留される間に下水汚泥（脱水ケーキ）の性状が変化する虞がある。例えば、灰ホッパ３０から取り出した焼却灰ＡＳＨは、薬剤Ｍが添加される濃縮汚泥貯留槽１０に貯留していた時点から少なくとも所定時間以上経過したものであるため、焼却灰ＡＳＨの性状と当該焼却灰ＡＳＨが灰ホッパ３０から取り出されるときに濃縮汚泥貯留槽１０に貯留されている下水汚泥の性状とは異なる虞がある。しかしながら、焼却炉閉塞危険性評価方法によれば、評価対象の疑似焼却灰ＰＡＳＨはケーキ貯留槽１８に供給される前の脱水ケーキの一部から作製されるため、当該疑似焼却灰ＰＡＳＨの性状は、焼却灰ＡＳＨの性状に比べ、薬剤Ｍが添加される下水汚泥（濃縮汚泥貯留槽１０内の濃縮汚泥）の性状と近似する。よって、焼却炉閉塞危険性評価方法によれば、簡便かつ迅速な手法にて、高精度に下水汚泥を焼却する際における焼却炉２２の閉塞の危険性を評価することができる。すなわち、従来のように焼却炉２２を通過した焼却灰ＡＳＨから色データを取得して、それを焼却灰の色データと閉塞抑制指標との相関関係（図４を参照）に当てはめて、焼却炉閉塞危険性を評価するのに比べ、本実施形態のように脱水ケーキを疑似焼却装置３２にて焼却して疑似焼却灰ＰＡＳＨを用意し、その色データを取得して、それを疑似焼却灰の色データと閉塞抑制指標との相関関係（図３を参照）に当てはめて、焼却炉閉塞危険性を評価する方が、短時間にて焼却炉閉塞危険性を把握できる。これは、以後の各実施形態についても同様である。
【0041】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る焼却炉閉塞危険性評価方法について説明する。先の実施形態と共通する部分については同じ符号を付して重複した説明を省略する。
次に、本発明の第２実施形態に係る焼却炉閉塞危険性評価方法について説明する。先の実施形態と共通する部分については同じ符号を付して重複した説明を省略する。
【0042】
図５は、本発明の第２実施形態に係る焼却炉閉塞危険性評価方法のフローチャートを示す。
【0043】
第２実施形態に係る焼却炉閉塞危険性評価方法は、第１実施形態に係る焼却炉閉塞危険性評価方法と類似の工程を有するが、閉塞抑制指標決定ステップ（Ｓ１３０）および第１判断ステップ（Ｓ１４０）に代えて、第２判断ステップ（Ｓ２４０）を含む点において、第１実施形態に係る焼却炉閉塞危険性評価方法と異なる。
【0044】
第２判断ステップ（Ｓ２４０）は、算出ステップ（Ｓ１２０）により算出されたＲ／（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）の値が第２閾値を下回っているか否かを判断するステップである。第２閾値は、相関関係作成ステップ（Ｄ１２０）により作成された相関関係を表す式（図３を参照）に、閉塞抑制指標Ｘとしての第１閾値を代入して決定されるＲ／（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）の値である。この実施形態では、第２閾値は、０．３７とする。すなわち、第２判断ステップは、算出ステップ（Ｓ１２０）により算出されたＲ／（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）の値が０．３７未満であるか否かを判断する。第２閾値は、０．３７に制約されず、第１閾値および相関関係に基づいて、例えば、０．３５、０．４０等のように適宜設定できる。この実施形態に係る焼却炉閉塞危険性評価方法において、サンプル色データ取得ステップ（Ｄ１００）、サンプル指標取得ステップ（Ｄ１１０）、および相関関係作成ステップ（Ｄ１２０）は、少なくとも第２判断ステップ（Ｓ２４０）に先立って行われれば、そのタイミングに特に制約はない。ただし、この実施形態では、第２判断ステップ（Ｓ２４０）に先立って、相関関係作成ステップ（Ｄ１２０）により作成された相関関係に基づいて第２閾値が決定されていることが好ましい。なお、閉塞抑制指標決定ステップ（Ｓ１３０）、第２判断ステップ（Ｓ２４０）、および第１評価ステップ（Ｓ１５０）は、本発明の評価ステップの一例である。
【0045】
このような焼却炉閉塞危険性評価方法においても、先述の実施形態と同様の効果を奏する。また、この実施形態に係る焼却炉閉塞危険性評価方法によれば、相関関係作成ステップ（Ｄ１２０）により作成された相関関係と第１閾値に基づいて第２閾値を決定しておけば、評価対象となる疑似焼却灰ＰＡＳＨの閉塞抑制指標Ｘを決定することなく、評価対象となる疑似焼却灰ＰＡＳＨのＲ／（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）の値から閉塞危険性を評価することができる。
【0046】
３．焼却炉閉塞防止方法
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係る焼却炉閉塞防止方法について説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係る焼却炉閉塞防止方法について説明する。
【0047】
図６は、本発明の第１実施形態に係る焼却炉閉塞防止方法のフローチャートを示す。
【0048】
第１実施形態に係る焼却炉閉塞防止方法は、先述の第１実施形態に係る焼却炉閉塞危険性評価方法（図２を参照）による閉塞危険性の評価に基づいて、焼却炉２２の閉塞を防止する方法である。この実施形態に係る焼却炉閉塞防止方法は、先述の第１実施形態に係る焼却炉閉塞危険性評価方法（図２を参照）に加え、添加ステップ（Ｓ１７０）を行う。
【0049】
３．１ 添加ステップ（Ｓ１７０）
添加ステップは、第１評価ステップ（Ｓ１５０）により焼却炉２２の閉塞の危険性があると判断される場合に、薬剤Ｍを下水汚泥に添加するステップである。薬剤Ｍは、焼却炉２２における灰付着を抑制するための所定の金属元素を含む薬剤であって、好ましくは、先述の高融点金属元素のうち少なくとも１つを含む薬剤である。この実施形態では、高融点金属元素を鉄として、薬剤Ｍには、その鉄を含むポリ硫酸第二鉄（「ポリ鉄」ともいう。）を含むものが好ましい。この場合の薬剤Ｍとしては、ポリ鉄そのものであっても良いし、一部にポリ鉄が含まれるものであっても良い。ポリ鉄は、比較的安価で入手が容易であり取り扱いも良いである。このため、経済面においても合理的に焼却炉閉塞防止を図ることができる
添加ステップは、第１評価ステップ（Ｓ１５０）により焼却炉２２の閉塞の危険性があると判断される場合に、薬剤Ｍを下水汚泥に添加するステップである。薬剤Ｍは、焼却炉２２における灰付着を抑制するための所定の金属元素を含む薬剤であって、好ましくは、先述の高融点金属元素のうち少なくとも１つを含む薬剤である。この実施形態では、高融点金属元素を鉄として、薬剤Ｍには、その鉄を含むポリ硫酸第二鉄（「ポリ鉄」ともいう。）を含むものが好ましい。この場合の薬剤Ｍとしては、ポリ鉄そのものであっても良いし、一部にポリ鉄が含まれるものであっても良い。ポリ鉄は、比較的安価で入手が容易であり取り扱いも良いである。このため、経済面においても合理的に焼却炉閉塞防止を図ることができる
【0050】
添加ステップは、薬剤Ｍを、汚泥脱水機１４へ投入する前の下水汚泥に添加することが好ましく、濃縮汚泥貯留槽１０に貯留されている濃縮汚泥に添加することがより好ましい。この場合、焼却炉２２に対し、考えられる最も近い位置で薬剤Ｍを添加することになるため、薬剤Ｍの添加による効果を直に享受することができる。汚泥脱水機１４に近い濃縮汚泥貯留槽１０にて薬剤Ｍを投入することにより、焼却炉２２までの距離をできる限り短くでき、もって、薬剤投入効果の応答時間を短くすることができる。また、例えば、薬剤Ｍとしてポリ鉄等を用いた場合には、設備が酸により腐食する可能性が生じるところ、汚泥脱水機１４へ投入する直前の濃縮汚泥貯留槽１０に貯留されている濃縮汚泥に薬剤Ｍを添加すれば、薬剤Ｍの添加位置から焼却炉２２の区間を最も短くすることができるため、上述の腐食の可能性がある区間を最も短くすることができる。以上のような理由から、薬剤Ｍは、汚泥脱水機１４へ投入する直前の濃縮汚泥貯留槽１０にて添加されることがより好ましい。
【0051】
このような焼却炉閉塞防止方法によれば、先述の第１実施形態に係る焼却炉閉塞危険性評価方法（図２を参照）により閉塞の危険性がある場合に、汚泥脱水機１４へ投入する直前の濃縮汚泥貯留槽１０にて薬剤Ｍを添加する。よって、簡便かつ迅速な手法にて、高精度に下水汚泥を焼却する際における焼却炉２２の閉塞を防止することができる。
【0052】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る焼却炉閉塞防止方法について説明する。先の実施形態と共通する部分については同じ符号を付して重複した説明を省略する。
次に、本発明の第２実施形態に係る焼却炉閉塞防止方法について説明する。先の実施形態と共通する部分については同じ符号を付して重複した説明を省略する。
【0053】
図７は、本発明の第２実施形態に係る焼却炉閉塞防止方法のフローチャートを示す。
【0054】
第２実施形態に係る焼却炉閉塞防止方法は、先述の第２実施形態に係る焼却炉閉塞危険性評価方法（図５を参照）による閉塞危険性の評価に基づいて、焼却炉２２の閉塞を防止する方法である。この実施形態に係る焼却炉閉塞防止方法は、先述の第２実施形態に係る焼却炉閉塞危険性評価方法（図５を参照）に加え、添加ステップ（Ｓ１７０）を行う。添加ステップ（Ｓ１７０）は、第１実施形態に係る焼却炉閉塞防止方法の添加ステップ（Ｓ１７０）と同様のため、詳細な説明を省略する。このような焼却炉閉塞防止方法によれば、先述の第２実施形態に係る焼却炉閉塞危険性評価方法（図５を参照）により閉塞の危険性がある場合に、汚泥脱水機１４へ投入する直前の濃縮汚泥貯留槽１０にて薬剤Ｍを添加する。よって、簡便かつ迅速な手法にて、高精度に下水汚泥を焼却する際における焼却炉２２の閉塞を防止することができる。
【0055】
４．その他の実施形態
上述のように、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、これらに限定されることなく、種々変形して実施可能である。
上述のように、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、これらに限定されることなく、種々変形して実施可能である。
【0056】
例えば、先述の各実施形態では、疑似焼却灰作製ステップ（Ｓ１００）において、評価対象となる疑似焼却灰ＰＡＳＨを作製するために脱水ケーキの一部を取り出す作業は、人間が行うことを前提としている（図１においては動線を破線で示している）。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、人間が関与せずに機械化・自動化しても良い。
【0057】
また、先述の焼却炉閉塞防止方法の各実施形態では、添加ステップ（Ｓ１７０）における薬剤Ｍの添加は、人間が行うことを前提としている（図１においては動線を破線で示している）。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、人間が関与せずに機械化・自動化しても良い。
【0058】
また、先述の各実施形態において、相関関係作成ステップ（Ｄ１２０）により作成された相関関係は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等の記憶手段（不図示）に記憶させておいても良い。かかる場合、サンプル色データ取得ステップ（Ｄ１００）、サンプル指標取得ステップ（Ｄ１１０）、および相関関係作成ステップ（Ｄ１２０）は省略されても良い。すなわち、評価対象となる疑似焼却灰ＰＡＳＨを作製する度に、当該評価対象となる疑似焼却灰ＰＡＳＨの閉塞危険性の評価に先立って、当該相関関係が作成されなくても良い。また、相関関係作成ステップ（Ｄ１２０）により相関関係が作成されてから所定期間経過する度に、新たにサンプル色データ取得ステップ（Ｄ１００）、サンプル指標取得ステップ（Ｄ１１０）、および相関関係作成ステップ（Ｄ１２０）を実行し、記憶手段に記憶される相関関係を随時更新しても良い。
【産業上の利用可能性】
【0059】
本発明は、焼却炉の閉塞の危険性を評価するために利用可能である。また、本発明は、焼却炉の閉塞を防止するために利用可能である。
【符号の説明】
【0060】
１・・・下水処理システム、１４・・・汚泥脱水機、２２・・・焼却炉、３２・・・疑似焼却装置、Ｍ・・・薬剤、ＰＡＳＨ・・・疑似焼却灰、Ｘ・・・閉塞抑制指標。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】