(57)【要約】【課題】運転コストを低減し、リンの回収率を向上させることができる有機汚泥の処理方法を提供する。【解決手段】有機汚泥の処理方法は、有機汚泥と常温常圧下において液体である有機溶媒Ａとを混合して細胞膜の一部を溶解する混合工程と、有機溶媒を混合した有機汚泥Ｂを、脱水機５の脱水部に供給して脱水し、ろ液Ｃと脱水汚泥Ｄとに分離する脱水工程と、脱水汚泥Ｄを溶融設備８で処理する溶融処理工程とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機汚泥と常温常圧下において液体である有機溶媒とを混合して細胞膜の一部を溶解する混合工程と、
有機溶媒を混合した有機汚泥を、脱水機の脱水部に供給して脱水し、脱水汚泥とろ液とに分離する脱水工程と、
脱水汚泥を焼却設備又は溶融設備で処理する焼却又は溶融処理工程とを有することを特徴とする有機汚泥の処理方法。
【請求項２】
有機溶媒は水よりも低い沸点を有し、
有機汚泥又はろ液に含まれる有機溶媒を回収することを特徴とする請求項１記載の有機汚泥の処理方法。
【請求項３】
焼却設備又は溶融設備の熱を利用してろ液を加熱し、ろ液から有機溶媒を分離して回収することを特徴とする請求項２記載の有機汚泥の処理方法。
【請求項４】
溶融設備は、溶融した脱水汚泥を水で冷却する冷却水槽を備え、
冷却水槽の熱を利用してろ液を加熱することを特徴とする請求項３記載の有機汚泥の処理方法。
【請求項５】
脱水工程において、焼却設備又は溶融設備の熱を利用して、脱水部の有機汚泥を有機溶媒の沸点以上で且つ水の沸点未満の所定温度に加温し、有機汚泥に混合されている有機溶媒を気化させ、
気化した有機溶媒を脱水部から排出して回収することを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の有機汚泥の処理方法。
【請求項６】
有機汚泥と常温常圧下で液体であり水よりも低い沸点を有する有機溶媒とを混合する混合槽と、
有機溶媒を混合した有機汚泥を、脱水して、脱水汚泥とろ液とに分離する脱水機と、
脱水機から取り出されたろ液を加熱蒸留して、ろ液から有機溶媒を分離し回収する加熱蒸留器と、
脱水機から取り出された脱水汚泥を焼却又は溶融する焼却設備又は溶融設備とを有していることを特徴とする有機汚泥の処理設備。
【請求項７】
加熱蒸留器は焼却設備又は溶融設備の熱を利用してろ液を加熱することを特徴とする請求項６記載の有機汚泥の処理設備。
【請求項８】
脱水機は、有機汚泥を有機溶媒の沸点以上で且つ水の沸点未満の所定温度に加温して、有機汚泥に混合されている有機溶媒を気化させる加温手段を有し、
加温手段は焼却設備又は溶融設備の熱を利用して有機汚泥を加温することを特徴とする請求項６又は請求項７記載の有機汚泥の処理設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、下水、食品工業などから発生する有機物を含んだ有機汚泥の処理方法および処理設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、有機汚泥を機械的に圧搾等して脱水する場合、有機汚泥中の有機物の細胞膜内の水（内包水と言う）を脱水することは困難であり、このため、有機汚泥の含水率を６０〜８０％以下にすることは一般的に難しかった。
【０００３】
従来の有機汚泥の処理方法としては、例えば図１１に示すように、固形物濃度が約２〜５％の有機汚泥を脱水機１０１で脱水して、有機汚泥の含水率を約８０％に低下させ、次に、有機汚泥を加熱乾燥機１０２で加熱乾燥して、有機汚泥中の水を蒸発させる。これにより、含水率が約３０％まで低下した乾燥汚泥が得られる。その後、乾燥汚泥を焼却設備１０３（又は溶融設備）で焼却（又は溶融）して汚泥を減容化するともに、焼却灰（又は溶融固化物）中に含まれる有用成分のリンを抽出し回収して肥料等に利用している。
【０００４】
また、別の有機汚泥の処理方法としては、例えば図１２に示すように、有機汚泥を反応缶１１０に供給し、反応缶１１０に水蒸気を吹き込んで、高温高圧下で有機汚泥中の有機物の細胞膜を低分子化する。その後、有機汚泥を脱水機１１１で脱水し、脱水機１１１からろ液と脱水汚泥を取り出す。このうち、脱水汚泥は含水率が約４０％まで低下しており、脱水汚泥を焼却設備１１２で焼却し、焼却灰中に含まれるリンを抽出して回収する。尚、上記のように水蒸気を利用して高温高圧処理を行う方法については、例えば下記特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４９３７０５９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら上記図１１に示した従来形式では、加熱乾燥機１０２を用いて有機汚泥中の水を蒸発させるため、加熱乾燥機１０２で消費されるエネルギーが高くなり、運転コストが高くなるといった問題がある。
【０００７】
また、上記図１２に示した従来形式では、反応缶１１０において、高温高圧下で有機汚泥中の有機物の細胞膜が細かく切断されて低分子化されるため、有機汚泥を脱水機で脱水した際、細胞膜を構成しているリンが、低分子化された細胞膜と共に、固形物から抜け出し、ろ液中に移行してしまう割合が多くなる。その分、脱水汚泥中に含まれるリンの濃度が低下するため、焼却灰から回収されるリンの回収量が減少するといった問題がある。
【０００８】
本発明は、運転コストを低減し、リンの回収率を向上させることができる有機汚泥の処理方法および処理設備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】
【０００９】
上記目的を達成するために、本第１発明における有機汚泥の処理方法は、有機汚泥と常温常圧下において液体である有機溶媒とを混合して細胞膜の一部を溶解する混合工程と、
有機溶媒を混合した有機汚泥を、脱水機の脱水部に供給して脱水し、脱水汚泥とろ液とに分離する脱水工程と、
脱水汚泥を焼却設備又は溶融設備で処理する焼却又は溶融処理工程とを有するものである。
【００１０】
これによると、混合工程において、有機汚泥中の有機物の細胞膜の一部が有機溶媒によって溶解されて傷付くため、内包水が細胞膜の傷付いた部分から排出され易くなる。従って、脱水工程において、脱水機を用いて内包水を脱水することが可能になり、別にエネルギーを加えることなく、焼却又は溶融処理が可能になるまで、有機汚泥の含水率を容易に低下させることができる。
【００１１】
また、有機汚泥中の有機物の細胞膜が細かく切断されて低分子化されるのではなく、細胞膜の一部が有機溶媒によって溶解されて傷付くだけであるため、脱水工程において、ろ液中に移行するリンの量が低減され、その分、脱水汚泥中に含まれるリンの濃度が向上する。これにより、焼却又は溶融処理工程において発生する焼却灰中又は溶融固化物中に含まれるリンの割合が増加し、リンの回収率が向上する。
【００１２】
本第２発明における有機汚泥の処理方法は、有機溶媒は水よりも低い沸点を有し、
有機汚泥又はろ液に含まれる有機溶媒を回収するものである。
これによると、有機溶媒を回収して再利用することができ、有機溶媒の使用量を削減し、運転コストが低減される。
【００１３】
本第３発明における有機汚泥の処理方法は、焼却設備又は溶融設備の熱を利用してろ液を加熱し、ろ液から有機溶媒を分離して回収するものである。
これによると、焼却設備又は溶融設備の余分な熱を有効利用して、ろ液を加熱するため、さらに運転コストが低減される。
【００１４】
本第４発明における有機汚泥の処理方法は、溶融設備は、溶融した脱水汚泥を水で冷却する冷却水槽を備え、
冷却水槽の熱を利用してろ液を加熱するものである。
【００１５】
これによると、冷却水槽の余分な熱を有効利用して、ろ液を加熱するため、さらに運転コストが低減される。
本第５発明における有機汚泥の処理方法は、脱水工程において、焼却設備又は溶融設備の熱を利用して、脱水部の有機汚泥を有機溶媒の沸点以上で且つ水の沸点未満の所定温度に加温し、有機汚泥に混合されている有機溶媒を気化させ、
気化した有機溶媒を脱水部から排出して回収するものである。
【００１６】
これによると、脱水工程において、脱水部の有機汚泥を有機溶媒の沸点以上で且つ水の沸点未満の所定温度に加温することにより、有機汚泥に混合されている有機溶媒は気化して回収されるが、有機汚泥中に含まれている水は気化せずに液体のままの状態に保たれる。このため、水を蒸発させることなく、水を液体のままで有機汚泥から分離することができ、脱水に要するエネルギーが低減され、運転コストが低減される。
【００１７】
また、焼却設備又は溶融設備の余分な熱を有効利用して、有機汚泥を加温するため、さらに運転コストが低減される。
本第６発明における有機汚泥の処理設備は、有機汚泥と常温常圧下で液体であり水よりも低い沸点を有する有機溶媒とを混合する混合槽と、
有機溶媒を混合した有機汚泥を、脱水して、脱水汚泥とろ液とに分離する脱水機と、
脱水機から取り出されたろ液を加熱蒸留して、ろ液から有機溶媒を分離し回収する加熱蒸留器と、
脱水機から取り出された脱水汚泥を焼却又は溶融する焼却設備又は溶融設備とを有しているものである。
【００１８】
これによると、混合槽において、有機汚泥と有機溶媒とを混合することにより、細胞膜の一部が溶解されて傷付くため、内包水が細胞膜の傷付いた部分から排出され易くなる。その後、有機溶媒を混合した有機汚泥を、脱水機で脱水することにより、脱水機を用いて内包水を脱水することが可能になり、有機汚泥の含水率を容易に低下させることができる。
【００１９】
また、有機汚泥中の有機物の細胞膜が細かく切断されて低分子化されるのではなく、細胞膜の一部が有機溶媒によって溶解されて傷付くだけであるため、ろ液中に移行するリンの量が低減され、脱水汚泥中に含まれるリンの濃度が向上する。これにより、焼却設備において発生する焼却灰中又は溶融設備において発生する溶融固化物中に含まれるリンの割合が増加し、リンの回収率が向上する。
【００２０】
また、有機汚泥中に含まれる水を蒸発させることなく、水を液体のままで有機汚泥から分離することができるため、脱水に要するエネルギーが低減され、運転コストが低減される。さらに、ろ液に含まれる有機溶媒を回収して再利用することができ、有機溶媒の使用量を削減して運転コストを低減することができる。
【００２１】
本第７発明における有機汚泥の処理設備は、加熱蒸留器は焼却設備又は溶融設備の熱を利用してろ液を加熱するものである。
これによると、焼却設備又は溶融設備の余分な熱を有効利用して、ろ液を加熱するため、さらに運転コストが低減される。
【００２２】
本第８発明における有機汚泥の処理設備は、脱水機は、有機汚泥を有機溶媒の沸点以上で且つ水の沸点未満の所定温度に加温して、有機汚泥に混合されている有機溶媒を気化させる加温手段を有し、
加温手段は焼却設備又は溶融設備の熱を利用して有機汚泥を加温するものである。
【００２３】
これによると、焼却設備又は溶融設備の余分な熱を有効利用して、有機汚泥を加温するため、さらに運転コストが低減される。
【発明の効果】
【００２４】
以上のように本発明によると、運転コストを低減し、リンの回収率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１の実施の形態における有機汚泥の処理設備を模式的に示す図である。
【図２】同、処理設備のフィルタープレスの側面図である。
【図３】同、フィルタープレスの構成を示す分解斜視図である。
【図４】同、フィルタープレスの一部拡大側面図である。
【図５】同、フィルタープレスのろ板の断面図であって、ろ過工程を行っている状態を示す。
【図６】同、フィルタープレスのろ板の断面図であって、圧搾工程を行っている状態を示す。
【図７】同、フィルタープレスのろ板の断面図であって、乾燥工程を行っている状態を示す。
【図８】同、処理設備の溶融設備の図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態における有機汚泥の処理設備を模式的に示す図である。
【図１０】同、処理設備の焼却設備の図である。
【図１１】従来の有機汚泥の処理方法を示す図である。
【図１２】従来の有機汚泥の処理方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明における実施の形態を、図面を参照して説明する。
（第１の実施の形態）
第１の実施の形態において、図１は、下水処理における有機汚泥の処理設備１を模式的に示す図である。これによると、脱窒槽２において脱窒された有機汚泥を濃縮する濃縮機３と、濃縮された有機汚泥にアルコール系溶媒Ａを混合する混合槽４と、アルコール系溶媒Ａが混合された有機汚泥Ｂを脱水してろ液Ｃと脱水汚泥Ｄとに分離する無端ろ布走行式のフィルタープレス５（脱水機の一例）と、気化されたアルコール系溶媒Ａを液体に戻す凝縮器６と、フィルタープレス５から取り出されたろ液Ｃを加熱蒸留してろ液Ｃから液体のアルコール系溶媒Ａを分離し回収する加熱蒸留器７と、フィルタープレス５から取り出された脱水汚泥Ｄを溶融して減容化する溶融設備８とを有している。
【００２７】
アルコール系溶媒Ａは、常温常圧（２５℃，１気圧）下において液体であり揮発性を有する有機溶媒の一例であり、具体例として、メタノールやエタノールが用いられる。尚、アルコール系溶媒Ａは、水の沸点（１００℃）よりも低い沸点を有しており、例えばメタノールでは６５℃、エタノールでは７８℃である。尚、ここで、沸点とは、１気圧における標準沸点を意味する。
【００２８】
濃縮機３には例えばベルト濃縮機等が用いられる。混合槽４には、有機汚泥とアルコール系溶媒Ａとを攪拌して混合する攪拌機等が備えられている。
図２に示すように、フィルタープレス５は、固定フレーム１５と、固定フレーム１５に対して接近離間自在な可動フレーム１６と、これら両フレーム１５，１６間に互いに接近離間自在に配列された複数のろ板１７と、無端状のろ布１８と、ろ板１７を互いに接近離間させてろ板１７間を開閉する開閉装置１９と、ろ布１８を一方向Ｅへ走行させるろ布駆動装置２９と、有機汚泥Ｂをアルコール系溶媒Ａの沸点以上で且つ水の沸点未満の所定温度に加温して、有機汚泥Ｂに混合されているアルコール系溶媒Ａを気化させる加温手段２０（図５参照）とを有している。図３に示すように、ろ布１８は、ローラ２１に掛け渡されて、ろ板１７間において逆Ｕ字状に配置されている。各ろ板１７間において、相対向する一対のろ布１８間にろ室２２（脱水部の一例）が形成されている。また、開閉装置１９は、可動フレーム１６を移動させるシリンダ２３（図２参照）を有している。
【００２９】
図４に示すように、固定フレーム１５と一端部のろ板１７とがリンク２４で連結され、同様に、可動フレーム１６と他端部のろ板１７とがリンク２５で連結され、各ろ板１７同士がリンク機構２６で連結されている。
【００３０】
図５〜図７に示すように、各ろ板１７には、表裏片面に開口する凹部２７と加温通路３２とが形成され、凹部２７内にはダイヤフラム２８が設けられている。また、各ろ板１７には、温水１０を各ろ板１７に供給する温水供給経路７０と、温水１０を各ろ板１７から排出する温水排出経路７１とが接続されている。
【００３１】
温水供給経路７０は、分岐した第１および第２の温水供給経路３０，３３を有している。このうち、第１の温水供給経路３０は温水１０を供給してダイヤフラム２８を膨張させるものであり、第２の温水供給経路３３は温水１０を加温通路３２に供給するものである。
【００３２】
温水排出経路７１は分岐した第１および第２の温水排出経路３１，３４を有している。このうち、第１の温水排出経路３１は温水１０を排出してダイヤフラム２８を収縮させるものであり、第２の温水排出経路３４は温水１０を加温通路３２から排出するものである。尚、加温手段２０は加温通路３２と温水供給経路７０と温水排出経路７１とによって構成されている。
【００３３】
図３に示すように、各ろ板１７には、有機汚泥Ｂをろ室２２に注入する汚泥注入通路３６が形成されている。また、各ろ板１７間には、口金部材３７（フィードピース）がリンク機構２６に支持されて配設されている。各口金部材３７には、汚泥注入通路３６から分岐してろ室２２に通じる分岐通路（図示省略）が形成されている。また、各ろ板１７には、ろ室２２において圧搾された有機汚泥Ｂから発生するろ液Ｃを排出するろ液排出通路４０が形成されている。
【００３４】
図１に示すように、混合槽４とフィルタープレス５との間には、混合槽４内の有機汚泥Ｂをフィルタープレス５へ供給する汚泥供給経路４５が接続されている。
また、加熱蒸留器７は、フィルタープレス５から取り出されたろ液Ｃを所定温度に加熱してろ液Ｃ中のアルコール系溶媒Ａを気化してろ液Ｃから分離し、気化したアルコール系溶媒Ａを冷却して液体のアルコール系溶媒Ａを回収するものである。
【００３５】
フィルタープレス５と加熱蒸留器７との間には、フィルタープレス５から排出されたろ液Ｃを加熱蒸留器７へ送るろ液回収経路５４が接続されている。ろ液回収経路５４にはろ液回収用弁５５が設けられている。また、ろ液回収経路５４には、ろ液回収経路５４から分岐して凝縮器６の入口に連通する第１溶媒回収経路５６ａと、凝縮器６の出口からろ液回収経路５４に合流する第２溶媒回収経路５６ｂとが接続されている。尚、第１溶媒回収経路５６ａには溶媒回収用弁５７が設けられている。
【００３６】
混合槽４と加熱蒸留器７との間には、加熱蒸留器７においてろ液Ｃから分離回収された液体のアルコール系溶媒Ａを混合槽４へ返送する第１溶媒返送経路５８が設けられている。また、脱窒槽２と加熱蒸留器７との間には、上記液体のアルコール系溶媒Ａを脱窒槽２へ返送する第２溶媒返送経路５９が設けられている。第２溶媒返送経路５９は第１溶媒返送経路５８から分岐して設けられ、第１および第２溶媒返送経路５８，５９には第１および第２返送用弁６０，６１が設けられている。
【００３７】
図１，図８に示すように、溶融設備８は、溶融炉６４と、バーナ６５と、フィルタープレス５から取り出された脱水汚泥Ｄを溶融炉６４内に落下投入する汚泥投入部６６と、溶融炉６４の下部に設けられた冷却水槽６７とを有している。冷却水槽６７は、溶融炉６４内で溶融してスラグとなった脱水汚泥Ｄを冷却固化するものであり、内部に冷却用の水６８が貯留されている。
【００３８】
フィルタープレス５の加温手段２０は溶融設備８の熱を利用して有機汚泥Ｂを加温する。すなわち、溶融してスラグとなった脱水汚泥Ｄが冷却水槽６７に落下し、脱水汚泥Ｄが冷却水槽６７内の水６８で冷却固化されることにより、冷却水槽６７内の水６８の温度が上昇し、この水６８を加温手段２０の温水１０として利用するために、加温手段２０の温水供給経路７０と温水排出経路７１とを冷却水槽６７に接続している。
【００３９】
同様に、加熱蒸留器７は溶融設備８の熱を利用してろ液Ｃを加熱蒸留する。すなわち、冷却水槽６７内の水６８を加熱源として加熱蒸留器７に供給する供給経路７３と、加熱源として使用された水６８を加熱蒸留器７から排出して冷却水槽６７内に戻す排出経路７４とが設けられている。
【００４０】
以下、上記構成における作用を説明する。
処理設備１を用いて有機汚泥を脱水する方法を以下に説明する。
前以て、フィルタープレス５の開閉装置１９のシリンダ２３を作動し、可動フレーム１６を固定フレーム１５に向って接近させ、図５に示すように、各ろ板１７間を閉じておく。また、温水１０を、温水供給経路７０から第２の温水供給経路３３へ流し、第２の温水供給経路３３から各ろ板１７の加温通路３２に供給し、加温通路３２から第２の温水排出経路３４へ排出し、第２の温水排出経路３４から温水排出経路７１へ流す。これにより、温水１０を加温通路３２に通水した状態に保ち、加温通路３２の温水１０によってろ室２２内を所定温度に加温しておく。
【００４１】
尚、所定温度とはアルコール系溶媒Ａの沸点以上で且つ水の沸点未満の温度であり、例えば、アルコール系溶媒Ａがメタノールの場合、第１所定温度は６５℃以上で且つ１００℃未満の温度であり、エタノールの場合、第１所定温度は７８℃以上で且つ１００℃未満の温度である。
【００４２】
そして、図１に示すように、ろ液回収用弁５５と第１返送用弁６０とを開き、溶媒回収用弁５７と第２返送用弁６１とを閉じ、脱窒槽２で脱窒された有機汚泥を濃縮機３により濃縮し、混合槽４において、濃縮された有機汚泥に液体のアルコール系溶媒Ａを混合する混合工程が行われる。この時、回収したアルコール系溶媒Ａでは不足する場合には、新たなアルコール系溶媒Ａを追加して使用する。その後、アルコール系溶媒Ａを混合した有機汚泥Ｂは、混合槽４から汚泥供給経路４５を通ってフィルタープレス５に供給され、以下のようなろ過工程と圧搾工程と乾燥工程とからなる脱水工程により脱水される。
【００４３】
すなわち、ろ過工程では、有機汚泥Ｂは、汚泥供給経路４５を経て、フィルタープレス５の各ろ板１７の汚泥注入通路３６を通り、汚泥注入通路３６から各口金部材３７の分岐通路を経て、各ろ室２２に注入される。これにより、図５に示すように、有機汚泥Ｂが各ろ室２２においてろ過される。この際、ろ室２２は、加温通路３２を通る温水１０により、所定温度に加温されるため、ろ室２２内に注入された有機汚泥Ｂも所定温度に加温される。
【００４４】
ろ過工程を行った後、図６に示すように、温水１０を、第１の温水供給経路３０から各ろ板１７に供給し、ダイヤフラム２８の内側空間１３に通水し続ける。これにより、ダイヤフラム２８が膨張して、ろ室２２内の有機汚泥Ｂが圧搾されて脱水される。このような圧搾工程を行っている際にも、引き続き温水１０を第２の温水供給経路３３から加温通路３２に通水することにより、ろ室２２内の有機汚泥Ｂが所定温度に加温されている。つまり、有機汚泥Ｂは、ろ室２２内に留まっている間、所定温度に加温され続けている。
【００４５】
上記ろ過工程と圧搾工程とにおいて発生したろ液Ｃは、各ろ板１７のろ液排出通路４０を通って排出され、図１に示すように、ろ液回収経路５４を経て加熱蒸留器７へ送られる。尚、ろ液Ｃには水と液体のアルコール系溶媒Ａとが含まれている。
【００４６】
さらに、上記圧搾工程を行った後、図７に示すように、引き続き温水１０を第２の温水供給経路３３から加温通路３２に通水した状態で、第１の温水供給経路３０からダイヤフラム２８の内側空間１３への温水１０の供給を停止し、ダイヤフラム２８の内側空間１３の温水１０を第１の温水排出経路３１へ排出して、内側空間１３を空にする。これにより、ダイヤフラム２８が収縮してろ布１８から離間し、ダイヤフラム２８とろ布１８との間に乾燥用空間１４が形成される。この際、ろ室２２内の有機汚泥Ｂが加温通路３２の温水１０により所定温度に加温されているため、有機汚泥Ｂに混合されているアルコール系溶媒Ａが気化して乾燥用空間１４に取り出される。
【００４７】
尚、気化したアルコール系溶媒Ａは主に上記のような乾燥工程で回収されるが、ろ過工程や圧搾工程においても、吸引することによって回収することが可能であり、乾燥工程のみで回収するより回収効率がさらに向上する。
【００４８】
このような乾燥工程を行う際、図１に示すように、ろ液回収用弁５５を閉じるとともに溶媒回収用弁５７を開いておき、気化したアルコール系溶媒Ａを排気用ポンプ（図示省略）等で吸引してろ室２２内から排出する。これにより、気化したアルコール系溶媒Ａは、各ろ板１７の乾燥用空間１４からろ液排出通路４０を通り、フィルタープレス５の外部へ排出され、ろ液回収経路５４から分岐して第１溶媒回収経路５６ａを通り、凝縮器６に供給される。このようにして凝縮器６に供給されたアルコール系溶媒Ａは、気体から液体に凝縮された後、第２溶媒回収経路５６ｂを通ってろ液回収経路５４に合流し、加熱蒸留器７へ送られる。
【００４９】
上記ろ過工程と圧搾工程とにおいてフィルタープレス５から排出されたろ液Ｃと、乾燥工程においてフィルタープレス５から排出された後に凝縮器６で凝縮されて得られた液体のアルコール系溶媒Ａとは、加熱蒸留器７に集められ、纏めて所定温度まで加熱されて蒸留される。これにより、ろ液Ｃに含まれるアルコール系溶媒Ａが気化して水と分離し、その後、アルコール系溶媒Ａを冷却して気体から液体に戻す。このようにして、ろ液Ｃが水と液体のアルコール系溶媒Ａとに分離され、水は加熱蒸留器７から外部へ排水され、液体のアルコール系溶媒Ａは、回収されて、加熱蒸留器７から第１溶媒返送経路５８を通って混合槽４に返送され、繰り返し再利用される。
【００５０】
その後、フィルタープレス５の開閉装置１９のシリンダ２３を作動し、可動フレーム１６を固定フレーム１５から離間させ、図２に示すように、各ろ板１７間を開く。そして、ろ布駆動装置２９でろ布１８を一方向Ｅへ走行させて、脱水汚泥Ｄ（脱水ケーキ）をろ布１８間のろ室２２から下方へ排出する。
【００５１】
このようにしてフィルタープレス５の外部へ排出された脱水汚泥Ｄに対して溶融処理工程が行われる。すなわち、図１，図８に示すように、脱水汚泥Ｄは、溶融設備８の汚泥投入部６６へ移送され、汚泥投入部６６から溶融炉６４内に投入され、溶融炉６４内で溶融してスラグとなり、冷却水槽６７に落下して水６８で冷却固化され、溶融固化物となる。
【００５２】
上記のような有機汚泥の処理方法では、図１に示すように、混合工程において、混合槽４で液体のアルコール系溶媒Ａを有機汚泥に混合することにより、有機汚泥中の有機物の細胞膜の一部がアルコール系溶媒Ａによって溶解されて傷付くため、内包水が細胞膜の傷付いた部分から排出され易くなる。従って、その後の脱水工程において、フィルタープレス５を用いた圧搾脱水により内包水の脱水が可能になり、有機汚泥の含水率を容易に低下させることができる。
【００５３】
つまり、脱水時に水が蒸発するエネルギーを処理設備１の外部からほとんど加えることなく、さらに、溶融設備８において、溶融に必要なエネルギー以外に外部燃料を加えることなく、汚泥中の灰分を溶融スラグ化できるまで有機汚泥の含水率を下げることができ、処理設備１に要するエネルギーが低減される。
【００５４】
また、上記混合工程では、有機汚泥中の有機物の細胞膜が細かく切断されて低分子化されるのではなく、細胞膜の一部がアルコール系溶媒Ａによって溶解されて傷付くだけであるため、フィルタープレス５を用いた脱水工程において、ろ液Ｃ中に移行するリンの量が低減され、その分、脱水汚泥Ｄ中に含まれるリンの濃度が増加する。これにより、溶融処理工程において発生する脱水汚泥Ｄの溶融固化物中に含まれるリンの割合が増加し、リンの回収率が向上する。
【００５５】
また、図７に示すように、フィルタープレス５の乾燥工程において、ろ室２２内の有機汚泥Ｂが所定温度に加温されているため、ろ室２２内の有機汚泥Ｂに混合されているアルコール系溶媒Ａは気化するが、有機汚泥Ｂ中の水はほとんど気化せずに液体のままの状態に保たれる。このため、水をほとんど蒸発させることなく、アルコール系溶媒Ａを有機汚泥Ｂから分離することができ、アルコール系溶媒Ａの回収に要するエネルギーが低減され、処理設備１の運転コストが低減される。
【００５６】
また、上記のような脱水工程において、図８に示すように、ろ室２２内の有機汚泥Ｂを所定温度に加温するための温水１０として、溶融設備８の冷却水槽６７内の水６８を利用しているため、冷却水槽６７の余分な熱を有効利用して、有機汚泥Ｂを加温手段２０で加温することができる。同様に、図１に示すように、温度が上昇した冷却水槽６７内の水６８を供給経路７３から加熱蒸留器７に供給することにより、冷却水槽６７の余分な熱を有効利用して、ろ液Ｃを加熱蒸留器７で加熱蒸留することができる。これにより、処理設備１の運転コストがさらに低減される。
【００５７】
尚、冷却水槽６７内の水６８の温度が所定温度に比べて高過ぎる場合は、温水供給経路７０に冷却水を注入して、フィルタープレス５に供給される温水１０の水温を適温まで下げてもよい。
【００５８】
第１の実施の形態の一例として、処理設備１を用いて脱水処理される１日当りの有機汚泥が９０３（ｍ３／日）であり、有機汚泥に含まれるリン濃度が４６１（ｍｇ／Ｌ）である場合、１日に処理される有機汚泥に含まれるリン物質の量は４１７（ｋｇ／日）となり、アルコール系溶媒Ａの１日当りの流量を１６７（ｍ３／日）としたとき、ろ液Ｃに含まれるリン物質の量は１８．５（ｋｇ／日）となり、脱水汚泥Ｄに含まれるリン物質の量は３９８．５（ｋｇ／日）であった。従って、有機汚泥に含まれるリン物質の量のうち、約４．４％がろ液Ｃ中に移行して失われる（ロスする）が、残りの９５．６％は脱水汚泥Ｄに残るため、溶融処理工程においてリンの回収率が向上する。
【００５９】
これに対して、図１２で示した従来形式のように、水蒸気を利用して高温高圧処理を行う方法では、その一例として、脱水処理される１日当りの有機汚泥が６００（ｍ３／日）であり、有機汚泥に含まれるリン濃度が６１３（ｍｇ／Ｌ）である場合、１日に処理される有機汚泥に含まれるリン物質の量は３６８（ｋｇ／日）となり、ろ液に含まれるリン物質の量は６７（ｋｇ／日）となり、脱水汚泥に含まれるリン物質の量は３０１（ｋｇ／日）であった。従って、有機汚泥に含まれるリン物質の量のうち、約１８％がろ液中に移行して失われ、残りの８２％は脱水汚泥Ｄに残るため、上記第１の実施の形態のものと比べて、リンの回収率が低下した。
【００６０】
上記第１の実施の形態では、図１に示すように、第１返送用弁６０を開き、第２返送用弁６１を閉じて、回収した液体のアルコール系溶媒Ａを、第１溶媒返送通路５８を通じて混合槽４へ返送しているが、第１返送用弁６０を閉じ、第２返送用弁６１を開いて、回収した液体のアルコール系溶媒Ａを、第２溶媒返送通路５９を通じて脱窒槽２へ返送してもよい。この場合、アルコール系溶媒Ａが脱窒槽２内の脱窒菌の栄養源になるため、アルコール系溶媒Ａを無駄にすることなく有効利用できる。
【００６１】
（第２の実施の形態）
第２の実施の形態では、溶融設備８の代わりに、図９に示すように、フィルタープレス５から取り出された脱水汚泥Ｄを焼却する焼却設備７７が設けられている。第１の実施の形態と同様に、焼却設備７７で発生する熱を利用して、フィルタープレス５のろ室２２内の有機汚泥Ｂを所定温度に加温するとともに、ろ液Ｃを加熱蒸留器７で加熱蒸留する。
【００６２】
図１０に示すように、焼却設備７７は、脱水汚泥Ｄを焼却する焼却炉７８と、焼却炉７８から排出された排ガスＧを洗煙する湿式洗煙塔７９と、湿式洗煙塔７９から排出された排ガスＧを大気中に放出する煙突８０とを有している。湿式洗煙塔７９は排ガスの入口７９ａと出口７９ｂとを有し、湿式洗煙塔７９の内部には、排ガスＧに水８１を噴霧する噴霧装置８２と、噴霧装置８２から噴霧された水８１を洗煙排水８３として貯留する貯水槽８４とを有している。
【００６３】
すなわち、貯水槽８４内に貯留された洗煙排水８３を加温手段２０の温水１０として利用するために、加温手段２０の温水供給経路７０と温水排出経路７１とを貯水槽８４に接続している。同様に、貯水槽８４内の洗煙排水８３を加熱源として加熱蒸留器７に供給する供給経路７３と、加熱源として使用された洗煙排水８３を加熱蒸留器７から排出して貯水槽８４内に戻す排出経路７４とが設けられている。
【００６４】
これによると、フィルタープレス５の外部へ排出された脱水汚泥Ｄに対して焼却処理工程が行われる。焼却処理工程では、焼却炉７８で脱水汚泥Ｄを焼却している。焼却灰中に含まれるリンは抽出し回収して肥料等に利用している。また、焼却の際に発生した排ガスＧは焼却炉７８から湿式洗煙塔７９に流入し、水８１を噴霧装置８２から湿式洗煙塔７９内の排ガスＧに噴霧することにより、排ガスＧ中に含まれる灰分や不純物、有害物質等が除去される。その後、排ガスＧは、湿式洗煙塔７９の出口７９ｂから煙突８０に排出され、煙突８０から大気中に放出される。
【００６５】
また、フィルタープレス５を用いて有機汚泥Ｂを脱水する脱水工程において、図１０に示すように、ろ室２２内の有機汚泥Ｂを所定温度に加温するための温水１０として、焼却設備７７の貯水槽８４内の洗煙排水８３を利用しているため、貯水槽８４の余分な熱を有効利用して、有機汚泥Ｂを加温手段２０で加温することができる。同様に、図９に示すように、貯水槽８４内の洗煙排水８３を供給経路７３から加熱蒸留器７に供給することにより、貯水槽８４の余分な熱を有効利用して、ろ液Ｃを加熱蒸留器７で加熱蒸留することができる。これにより、処理設備１の運転コストがさらに低減される。
【００６６】
上記各実施の形態では、脱水機の一例としてフィルタープレス５を用いたが、別の例として、スクリュープレスやベルトプレス等を用いてもよい。
上記各実施の形態では、有機溶媒の一例として、アルコール系溶媒Ａを用いたが、アセトンやヘキサンを用いてもよい。
【００６７】
上記各実施の形態では、気化したアルコール系溶媒Ａを凝縮器６で液体に戻しているが、アルコール系溶媒Ａを気体のままで混合槽４や脱窒槽２に戻してもよい。但し、液体の状態で戻す方がアルコール系溶媒Ａの量を制御し易く、より好都合である。
【００６８】
上記各実施の形態では、冷却水槽６７又は貯水槽８４の余分な熱を有効利用しているが、溶融設備８や焼却設備７７の排ガスの持つ熱を熱交換器やボイラ等で回収して利用することもできる。また、溶融炉６４や焼却炉７８の熱が不足する場合、例えば休炉中や立上時等には、例えば補助ボイラ等の他の熱源からの熱を組み合わせて利用することで、必要な熱を確保してもよい。
【００６９】
上記第１の実施の形態では、冷却水槽６７の水６８を温水１０として直接フィルタープレス５に導入しているが、温水１０を加温するための熱源として冷却水槽６７の水６８を利用してもよい。これは、冷却水槽６７の水６８が汚れていたり或は腐食性があった場合、冷却水槽６７の水６８を温水１０として直接フィルタープレス５に導入すると、フィルタープレス５に悪影響を及ぼす虞があるためであり、このような悪影響を防止するためのより良い方法である。
【００７０】
同様に、上記第２の実施の形態では、貯水槽８４の洗煙排水８３を温水１０として直接フィルタープレス５に導入しているが、温水１０を加温するための熱源として貯水槽８４の洗煙排水８３を利用してもよい。
【符号の説明】
【００７１】
１      処理設備
４      混合槽
５      フィルタープレス（脱水機）
７      加熱蒸留器
８      溶融設備
２０    加温手段
２２    ろ室（脱水部）
６７    冷却水槽
６８    水
７７    焼却設備
Ａ      アルコール系溶媒（有機溶媒）
Ｂ      有機汚泥
Ｃ      ろ液
Ｄ      脱水汚泥
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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