湿潤バイオマスの発酵乾燥・エネルギー自立炭化プロセスの開発(Ⅰ) 下水汚泥の発酵乾燥 大隈 修 ※ 1 ,林 順一 ※ 2 ,福永泰幸 ※ 3 ,足立義男 ※ 3 Wet-biomass such as sewage-sludge is very large resources of renewable energy and carbon material. However, since such wet-biomass contains much moisture, it is necessary to be dried before energy utilization as fuel. Therefore, we have developed a carbonization process combined with drying by fermentation. This process consists of two steps; drying by aerobic fermentation without additional energy to vaporize the

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... moisture, and carbonizing by heat generated from burning of only volatile-matter derived from the sludge. In this paper, we focus on the drying step. In drying step, wet-sludge received was immediately mixed with wood-chips of about 2 times by volume to make a heap for fermentation. The temperature in the heap increased rapidly up-to ca.80 °C for several days, then decreased gradually. The moisture of the sludge decreased gradually with temperature from ca.80wt% to below 30 wt% for 40 ~ 60 days. During fermentation, the heap was re-built every 7 ~ 10 days. The dried sludge was fed to carbonization step after removing the wood-chips by sieving. We discussed the changes of the sludge properties by drying, and the effects of the heap size and air-flow-rate blown into the heap on the changes of temperature and moisture during fermentation. 下水汚泥のような湿潤バイオマスは,再生可能エネルギーや炭素資源として非常に大きな供給源である。しかし,湿潤 バイオマスは多量の水分を含むため,燃料等のエネルギー利用には,先立って乾燥が必須である。そこで,我々は発酵に よる乾燥と組み合わせた炭化プロセスを開発した。本プロセスは,外部から加熱することなく好気性発酵の熱で水分を蒸 発させる発酵乾燥工程と,汚泥の揮発分の燃焼で発生する熱のみで炭化するエネルギー自立炭化工程の二工程で構成され る。本報では,発酵乾燥工程について報告する。 乾燥工程では,受け入れた湿潤汚泥をただちに体積比で約2倍の木質チップと混合し,発酵のための堆積山を作った。 堆積山内部の温度は,数日で約 80℃まで急速に上昇し,その後徐々に低下した。汚泥の水分は,温度の低下とともに徐々 に減少し 40 ~ 60 日間で約 80 wt%から 30 wt%以下に低下した。発酵の間, 堆積山は 7 ~ 10 日毎に積み替えた。木質チッ プを篩い分けで除去した後,乾燥汚泥を炭化工程に供した。発酵乾燥過程での汚泥の性状の変化と,発酵過程での温度, 水分の変化に及ぼす堆積山の大きさと堆積山への通風量の影響について論じた。