汚泥焼却炉の違い（流動焼却炉と階段式ストーカー炉）

流動焼却炉と階段式ストーカー炉は「汚泥の動かし方」が違う

2つの炉の違いは、炉の中で汚泥をどう動かして燃やすかに表れます。

流動焼却炉は縦型の炉で、砂を吹き上げてできた層の中で汚泥を激しく混ぜながら燃やします。

階段式ストーカー炉は段状の火格子の上を汚泥が少しずつ移動しながら燃える炉で、汚泥をかき混ぜる力は弱めです。

流動焼却炉のしくみ（縦型・砂の流動層）

流動焼却炉は縦型（立形）の炉です。

炉の中に砂などの流動媒体を入れ、下から空気を吹き上げて、砂を沸騰した液のように流動化させます。

この高温の流動層に脱水汚泥を供給すると、砂と激しく混ざり合って水分の蒸発と燃焼分解が一気に進みます。

砂を吹き上げて燃やすこのしくみは、ボイラなどの流動層燃焼と同じ原理です。

炉内に機械的な可動部がないことも特徴で、汚泥と砂がよく混ざるため炉内の温度が均一になりやすく、臭気のもとになる有機物も高温で分解されます。

汚泥は水分が多いため、炉内の温度を保つのに補助燃料を使うことがあります。

階段式ストーカー炉のしくみ（段状の火格子で送る）

階段式ストーカー炉は、火格子（ストーカ）を階段状に組んだ炉です。

火格子の上を汚泥が少しずつ下りながら、乾燥・燃焼していきます。

火格子が動いて汚泥を送る一方で、汚泥をかき混ぜる撹拌作用は弱く、層の内部まで均一に燃やしにくいのが弱点です。

そのため水分の多い高含水率の汚泥は、そのままでは燃えにくく、あらかじめ予備乾燥が必要になります。

2方式の違いと共通点

2つの炉を、炉の形・汚泥の動かし方・弱点で並べます。

2方式に共通するのは、ダイオキシン類を出さないための燃焼温度の管理です。

低温で不完全燃焼を起こすとダイオキシン類が残りやすいため、炉内を800〜850℃程度の高温に保ちます。

焼却炉から出る排ガスの処理そのものは、ごみ焼却の排ガス処理でより詳しく問われます。

汚水処理特論での問われ方

2つの炉の構造や特徴を入れ替える正誤問題が定番です。

令和5年度 汚水処理特論 問10では、流動焼却炉を「横型の回転する筒形の炉」と説明する記述が誤りでした。流動焼却炉は縦型で、横型で回転する筒はロータリーキルン（回転炉）の構造です。

令和6年度 汚水処理特論 問10では、流動焼却炉の排ガス中の臭気成分を「熱で分解されにくい」とする記述が誤りでした。臭気のもとは高温の燃焼で分解されます。

令和7年度 汚水処理特論 問9では、階段式ストーカー炉を「撹拌作用が強く予備乾燥なしで高含水率汚泥に対応できる」とする記述が誤りでした。撹拌作用は弱く、予備乾燥が必要です。

理解度チェック

まとめ

汚泥焼却炉は、流動焼却炉（縦型・砂の流動層でよく混ぜる）と階段式ストーカー炉（段状の火格子で送る・撹拌は弱い）で動かし方が違います。「流動焼却炉＝縦型で砂を流動化（横型回転筒ではない）」「階段式ストーカー炉＝撹拌が弱く高含水率汚泥は予備乾燥が必要」の2点を押さえれば、汚水処理特論の汚泥焼却の問題はほぼ取りきれます。