(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
微生物が添加された有機性の被処理物が投入される処理室を有する乾燥機と、
上記乾燥機に設けられて被処理物を加熱する加熱部と、
上記乾燥機の処理室内に回転可能に配置され、被処理物を攪拌する攪拌部と、
上記有機廃棄物から生成された水蒸気を凝縮して凝縮水を生成する凝縮部と、
上記凝縮部の凝縮水と上記処理室の空気の混合体が導かれ、導かれた混合体を凝縮水と空気とに分離する気液分離装置と、
上記気液分離装置の下流側に接続され、上記凝縮部の凝縮水と上記処理室の空気を気液分離装置に向かって吸引する吸引ポンプと、
上記気液分離装置で分離された凝縮水を貯留する凝縮水貯留槽と、
上記凝縮水貯留槽の重さを測定する貯留槽重量測定器と、
上記乾燥機の重さを測定する乾燥機重量測定器と、
上記貯留槽重量測定器と乾燥機重量測定器の測定結果に基づいて、上記乾燥機の処理室内の被処理物の乾燥度を算出する乾燥度計算機と、
複数の上記凝縮水貯留槽と、
上記気液分離装置と複数の凝縮水貯留槽とを接続する配管に介設され、上記気液分離装置から導かれた凝縮水を、上記複数の凝縮水貯留槽が順次満たされるように各凝縮水貯留槽に分配する分配弁と
を備えることを特徴とする減圧発酵乾燥装置。
【請求項２】
請求項１に記載の減圧発酵乾燥装置において、
上記気液分離装置で分離された凝縮水を活性汚泥法により処理する廃水処理装置を備えることを特徴とする減圧発酵乾燥装置。
【請求項３】
請求項１に記載の減圧発酵乾燥装置において、
上記気液分離装置で分離された空気をオゾンで処理するオゾン反応槽を備えることを特徴とする減圧発酵乾燥装置。
【請求項４】
請求項１に記載の減圧発酵乾燥装置において、
上記吸引ポンプの冷却を行う冷却媒体と、上記凝縮部の冷却媒体とを冷却する冷却機を備えることを特徴とする減圧発酵乾燥装置。
【請求項５】
請求項１に記載の減圧発酵乾燥装置において、
上記攪拌部は、
上記乾燥機に設けられた軸受に回転自在に支持される中空の回転軸と、
上記回転軸に連結され、この回転軸の外径側を螺旋状に取り巻くと共に内部が上記回転軸の内部と連通する螺旋管と、
上記螺旋管の外径側に配置され、上記処理室内の被処理物を回転軸方向に向かって送る送り羽根と
を有することを特徴とする減圧発酵乾燥装置。
【請求項６】
請求項２に記載の減圧発酵乾燥装置において、
上記廃水処理装置は、
凝縮水に好気性微生物を添加して有機物を凝集する密閉構造の反応槽と、
上記反応槽の凝縮水に添加される空気のナノバブルを生成するナノバブル生成装置と
を有することを特徴とする減圧発酵乾燥装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、減圧下で被処理物を加熱すると共に発酵させて乾燥を行う減圧発酵乾燥装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下水処理場で発生する余剰汚泥や生ごみ等のように、水分の含有率が高い有機性の被処理物を乾燥する装置として、被処理物を減圧環境下で加熱すると共に発酵させて乾燥を行う減圧発酵乾燥装置が知られている。この種の減圧発酵乾燥装置では、被処理物の臭気が比較的強いため、種々の脱臭対策が施されている。
【０００３】
出願人は、従来、臭気対策の施した減圧発酵乾燥装置として、図９に示すように、真空ポンプ１０４で内部が減圧される処理室１１１と、処理室１１１の上部に設置され、被処理物の乾燥に伴って生じた水蒸気を凝縮する凝縮部１１５と、処理室１１１内の被処理物を攪拌すると共に加熱を行う攪拌加熱装置１１４と、処理室１１１の外側に設置された加熱ジャケット１１３と、加熱用蒸気を生成する蒸気ボイラ１０６と、凝縮部１１５の冷却媒体である冷却水を冷却するクーリングタワー１０５を備えたものを提案している（特許文献１参照）。
【０００４】
この減圧発酵乾燥装置１０１は、水分の含有率が９５％を超える余剰汚泥等の被処理物を乾燥するものであり、投入口１１６から処理室１１１内に投入された被処理物を、真空ポンプ１０４で減圧した状態で、加熱ジャケット１１３と攪拌加熱装置１１４で加熱しながら攪拌加熱装置１１４で攪拌して乾燥を促進する。攪拌加熱装置１１４は、内部に蒸気通路が形成された回転軸１１４ａに、径方向に延在する複数の攪拌棒１１４ｂが固定され、この攪拌棒１１４ｂの先端に、被処理物を攪拌しつつ回転軸１１４ａと平行の方向に送る送り羽根１１４ｃを有する。回転軸１１４ａの両端は、処理室１１１を形成するケーシング１１２の壁に設置された軸受に、回動自在に支持されている。回転軸１１４ａを支持する軸受は蒸気が流通可能に形成されており、蒸気ボイラ１０６から加熱ジャケット１１３に供給された蒸気が、軸受を通して攪拌加熱装置１１４に導かれるように構成されている。処理室１１１での乾燥処理が完了した被処理物は、ケーシング１１２の下部に設けられた排出口１１７から排出される。
【０００５】
クーリングタワー１０５は、冷却水を受ける水槽１５１を下部に有し、この水槽１５１の冷却水を散水ポンプ１５５で汲み上げ、上部の散水ノズル１５２から充填材１５３に向けて噴射するように構成されている。このクーリングタワー１０５には、処理室１１１を減圧する真空ポンプ１０４により、凝縮部１１５の凝縮水と処理室１１１内の空気とが導かれ、クーリングタワー１０５内を流れる冷却水に混合される。クーリングタワー１０５の充填材１５３には、臭気の分解作用を有する微生物が添加されており、散水ノズル１５２から噴射された冷却水が充填材１５３を流れる際に、ファン１５４からの風により冷却されると共に、微生物により臭気が分解されるように構成されている。このように、クーリングタワー１０５により、凝縮部１１５に供給する冷却水の冷却と、処理室１１１から排出された凝縮水及び空気の脱臭を行うようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−１０５８１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来の減圧発酵乾燥装置は、処理室１１１からの凝縮水や空気をクーリングタワー１０５に導いて冷却水に混合するので、脱臭を行う対象が大量になり、脱臭の処理効率が低いという問題がある。また、クーリングタワー１０５に導かれた凝縮水や空気の臭気が、クーリングタワー１０５から外部に漏れて周囲に拡散する問題がある。また、処理室１１１からの凝縮水や空気をクーリングタワー１０５に導く真空ポンプ１０４が、凝縮水や空気に含まれる腐食成分によって劣化しやすいという問題がある。
【０００８】
そこで、本発明の課題は、被処理物から生じる臭気を効率的に除去でき、また、周囲に臭気を拡散することを防止でき、さらに、被処理物から生じる腐食成分による劣化を防止できる減圧発酵乾燥装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明の減圧発酵乾燥装置は、
微生物が添加された有機性の被処理物が投入される処理室を有する乾燥機と、
上記乾燥機に設けられて被処理物を加熱する加熱部と、
上記乾燥機の処理室内に回転可能に配置され、被処理物を攪拌する攪拌部と、
上記有機廃棄物から生成された水蒸気を凝縮して凝縮水を生成する凝縮部と、
上記凝縮部の凝縮水と上記処理室内の空気の混合体が導かれ、導かれた混合体を凝縮水と空気とに分離する気液分離装置と、
上記気液分離装置の下流側に接続され、上記凝縮部の凝縮水と上記処理室の空気を気液分離装置に向かって吸引する吸引ポンプと
を備えることを特徴としている。
【００１０】
上記構成によれば、乾燥機の処理室に、微生物が添加された有機性の被処理物が投入され、この被処理物が、加熱部で加熱されつつ攪拌部で攪拌される。上記処理室は、吸引ポンプで空気が吸引されて空気圧が大気圧よりも低下することにより、物質の沸点が低下する。したがって、上記加熱部で加熱されつつ攪拌部で攪拌される被処理物は、含有水が効率的に気化して迅速に乾燥する。また、上記処理室の減圧による沸点の低下により、加熱部の加熱温度を低く設定でき、高温による微生物の死滅を防止できるので、微生物により臭気を効果的に分解できる。被処理物から生成された水蒸気は、凝縮部で凝縮されて凝縮水となり、上記処理室内の空気と共に吸引ポンプで吸引され、これら凝縮水と空気の混合体が気液分離装置に導かれる。気液分離装置で混合体が分離されてなる凝縮水と空気は、互いに異なる処理装置により、別個に処理される。したがって、凝縮水と空気を冷却水に混合して処理するよりも効率的に臭気が除去される。また、処理室から吸引する凝縮水と空気を効率的に処理できるので、処理室から凝縮水をより多く吸引でき、したがって、処理室の被処理物の乾燥効率を高めることができる。また、凝縮水と空気を密閉された処理装置で処理することにより、凝縮水と空気をクーリングタワーで冷却水に混合するよりも臭気の拡散を防止できる。さらに、気液分離装置の下流側に接続された吸引ポンプで凝縮水と空気を気液分離装置に導くので、吸引ポンプの劣化を少なくできる。なお、上記攪拌部は、加熱部を兼ねてもよい。すなわち、攪拌部に加熱機能を追加し、被処理物を攪拌すると共に被処理物を加熱するように構成してもよい。
【００１１】
一実施形態の減圧発酵乾燥装置は、上記気液分離装置で分離された凝縮水を活性汚泥法により処理する廃水処理装置を備える。
【００１２】
上記実施形態によれば、廃水処理装置により、凝縮水を活性汚泥法で処理することにより、凝縮水に含まれる有機物を好気性微生物で分解して臭気を効果的に除去することができる。
【００１３】
一実施形態の減圧発酵乾燥装置は、上記気液分離装置で分離された空気をオゾンで処理するオゾン反応槽を備える。
【００１４】
上記実施形態によれば、オゾン反応槽により、処理室から吸引されて気液分離装置で分離された空気を処理することにより、空気に含まれる有機物をオゾンで酸化して臭気を効果的に除去することができる。
【００１５】
一実施形態の減圧発酵乾燥装置は、上記気液分離装置で分離された凝縮水を貯留する凝縮水貯留槽と、
上記凝縮水貯留槽の重さを測定する貯留槽計重器と、
上記乾燥機の重さを測定する乾燥機計重器と、
上記貯留槽計重器と乾燥機計重器の測定結果に基づいて、上記乾燥機の処理室内の被処理物の乾燥度を算出する乾燥度計算機と
を備える。
【００１６】
上記実施形態によれば、気液分離装置で分離された凝縮水が凝縮水貯留槽に貯留され、この凝縮水貯留槽の重さが貯留槽計重器で測定される。一方、乾燥機の重さが乾燥機計重器で測定される。上記貯留槽計重器と乾燥機計重器の測定結果に基づいて、乾燥度計算機により、乾燥機の処理室内の被処理物の乾燥度が算出される。この乾燥度計算機は、被処理物から実際に除去された水分である凝縮水の重さに基づくので、被処理物の正確な乾燥度を算出することができる。
【００１７】
一実施形態の減圧発酵乾燥装置は、複数の上記凝縮水貯留槽と、
上記気液分離装置と複数の凝縮水貯留槽とを接続する配管に介設され、上記気液分離装置から導かれた凝縮水を、上記複数の凝縮水貯留槽が順次満たされるように各凝縮水貯留槽に分配する分配弁と
を備える。
【００１８】
上記実施形態によれば、気液分離装置で分離された凝縮水が、複数の凝縮水貯留槽に振り分けて貯留されるので、満たされた凝縮水貯留槽の重さを貯留槽重量測定器により順次個別に測定することができる。重さの測定が完了した凝縮水貯留槽の凝縮水を排出すれば、凝縮水を再度受け入れることができるので、凝縮水の貯留と、重さの測定と、凝縮水の排出を複数の凝縮水貯留槽が順に繰り返すことにより、容量の制限を受けることなく凝縮水の重さを計測できる。したがって、単一の凝縮水貯留槽に凝縮水を貯留する場合のように、凝縮水貯留槽が満たされると、凝縮水貯留槽の重さの測定と凝縮水の排出のために凝縮水の吸引を中断することが無い。その結果、被処理物の乾燥を行う処理室内から水蒸気を迅速に排除でき、被処理物を迅速に乾燥することができる。また、単一の凝縮水貯留槽に凝縮水を貯留する場合と比較して、満たされた凝縮水貯留槽から凝縮水を排出しながら他の凝縮水貯留槽に凝縮水を貯留できるので、被処理物から生成される全ての凝縮水を貯留するために必要な容量よりも小さい容量の凝縮水貯留槽を用いることができる。したがって、凝縮水貯留槽の大きさを小さくでき、減圧発酵乾燥装置の構成を小型化できる。
【００１９】
一実施形態の減圧発酵乾燥装置は、上記吸引ポンプの冷却を行う冷却媒体と、上記凝縮部の冷却媒体とを冷却する冷却機を備える。
【００２０】
上記実施形態によれば、実質的に同時に作動する吸引ポンプと凝縮部について、これら両方の冷却媒体を単一の冷却機で冷却することにより、冷却に使用するエネルギーを削減できる。
【００２１】
一実施形態の減圧発酵乾燥装置は、上記攪拌部は、
上記乾燥機に設けられた軸受に回転自在に支持される中空の回転軸と、
上記回転軸に連結され、この回転軸の外径側を螺旋状に取り巻くと共に内部が上記回転軸の内部と連通する螺旋管と、
上記螺旋管の外径側に配置され、上記処理室内の被処理物を回転軸方向に向かって送る送り羽根と
を有する。
【００２２】
上記実施形態によれば、回転軸と螺旋管の内部に加熱媒体としての例えば蒸気を供給しながら攪拌部を回転駆動することにより、被処理物が、回転軸と螺旋管で加熱されつつ送り羽根で回転軸方向に送られて攪拌される。したがって、例えば水分の含有率が９５％を超える余剰汚泥等の被処理物を、効果的かつ迅速に乾燥することができる。
【００２３】
一実施形態の減圧発酵乾燥装置は、上記廃水処理装置は、
凝縮水に好気性微生物を添加して有機物を凝集する密閉構造の反応槽と、
上記反応槽の凝縮水に添加される空気のナノバブルを生成するナノバブル生成装置と
を有することを特徴とする減圧発酵乾燥装置。
【００２４】
上記実施形態によれば、反応槽で凝縮水に好気性微生物が添加され、好気性微生物の作用により有機物が凝集する。反応槽の凝縮水には、ナノバブル生成装置で生成された空気のナノバブルが添加され、これにより、曝気が行われる。ナノバブルは、凝縮水の中に安定して拡散するので、密閉された反応槽に添加されても反応槽の換気が不要である。したがって、反応槽から臭気が外部に拡散する不都合を防止できる。したがって、この廃水処理装置は、周囲に臭気を拡散させることなく、活性汚泥法により凝縮水の処理を行うことができる。ここで、ナノバブルとは、１０ｎｍ以上９００ｎｍ以下の直径を有する気泡をいう。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、微生物が添加された被処理物を、空気圧が大気圧よりも低い処理室で加熱しつつ攪拌し、処理室の水蒸気を凝縮部で凝縮して排出するので、微生物の分解作用と、加熱作用と、水蒸気の排出作用により、迅速かつ効果的に被処理物の脱臭と乾燥を行うことができる。また、凝縮部で凝縮された凝縮水と処理室内の空気との混合体を誘引ポンプで吸引して気液分離装置に導き、この気液分離装置で分離した凝縮水と空気を、互いに異なる処理装置で別個に処理するので、凝縮水と空気に含まれる臭気を効率的に除去できる。また、処理室から吸引した凝縮水と空気を効率的に処理できるので、処理室から凝縮水をより多く吸引でき、したがって、処理室の被処理物の乾燥効率を高めることができる。また、凝縮水と空気を密閉された処理装置で処理することにより、凝縮水と空気をクーリングタワーで冷却水に混合するよりも臭気の拡散を防止できる。さらに、気液分離装置の下流側に接続された吸引ポンプで凝縮水と空気を気液分離装置に導くので、吸引ポンプの劣化を少なくできる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態の減圧発酵乾燥装置を示すブロック図である。
【図２】減圧発酵乾燥装置の乾燥機を模式的に示す縦断面図である。
【図３】減圧発酵乾燥装置の乾燥機を模式的に示す横断面図である。
【図４Ａ】気液分離装置を模式的に示す縦断面図である。
【図４Ｂ】気液分離装置を模式的に示す横断面図である。
【図５】廃水処理装置を示す模式図である。
【図６】廃水処理装置のナノバブル生成装置が有する微細化ノズルを示す断面図である。
【図７Ａ】微細化ノズルが有する微細化ブロックの平断面図である。
【図７Ｂ】微細化ブロックの縦断面図である。
【図８】真空ポンプを模式的に示す横断面図である。
【図９】従来の減圧発酵乾燥装置を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態を、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２８】
図１は、本発明の実施形態の減圧発酵乾燥装置の全体構成を示すブロック図である。この減圧発酵乾燥装置１は、被処理物として、水分の含有率が９５％を超える余剰汚泥を処理するものである。この減圧発酵乾燥装置１は、被処理物が投入される処理室２２を内部に有する乾燥機２と、乾燥機２から凝縮水が導かれる気液分離装置３と、気液分離装置３で分離された凝縮水を貯留する凝縮水貯留槽としての２つのバッファタンク４，４と、気液分離装置３の下流側に接続された吸引ポンプとしての真空ポンプ５と、真空ポンプ５の下流側に接続されたオゾン反応槽６と、真空ポンプ５及び乾燥機２に冷却媒体としての冷却水を供給する冷却機としてのクーリングタワー７と、乾燥機２に加熱媒体としての蒸気を供給する蒸気ボイラ８と、凝縮水の処理を行う廃水処理装置９で大略構成されている。
【００２９】
図２は乾燥機２の長手方向に沿って鉛直方向に切断した様子を示す縦断面図であり、図３は乾燥機２の短手方向に沿って鉛直方向に切断した様子を示す横断面図である。
【００３０】
図２及び３に示すように、乾燥機２は、内部に処理室２２を有する大略円筒形状のケーシング２１と、処理室２２の下部の壁面に沿って形成された加熱ジャケット２４と、処理室２２内に配置された攪拌部としての加熱攪拌部２５を有する。
【００３１】
ケーシング２１の上部の中央には、被処理物を投入する投入装置２６が形成され、ケーシング２１の下部の他端には、被処理物が排出される排出口２２ｂが形成されている。ケーシング２１の投入装置２６は、上端が開口した漏斗状の投入口２６１と、投入口２６１の下端に設けられたエアロック２６２を有する。エアロック２６２は、被処理物の投入口２６１側と処理室２２側に密閉バルブが夫々設けられており、投入口２６１から内部に被処理物を投入した後、投入口２６１側の密閉バルブを閉じると共に処理室２２側の密閉バルブを開くことにより、大気圧よりも低い処理室２２内の気圧を上昇させることなく被処理物を処理室２２内に投入するようになっている。
【００３２】
加熱攪拌部２５は、ケーシング２１の両端面に設けられた軸受２７，２７に両端が支持された中空の回転軸２５１と、回転軸２５１の外径側を取り囲むように固定された２つの螺旋管２５５，２５８と、螺旋管２５５，２５８の外周側に配置されて一辺が５〜１０ｃｍの矩形の複数の送り羽根２５６，２５９を有する。回転軸２５１と螺旋管２５５，２５８は内部が互いに連通している。回転軸２５１の一端に接続された蒸気供給管２６４を通して、蒸気ボイラ８から供給された加熱媒体としての蒸気が回転軸２５１に供給され、この回転軸２５１から螺旋管２５５，２５８内に蒸気が供給される。加熱攪拌部２５の回転軸２５１の一端には従動プーリ２８３が設けられており、この従動プーリ２８３と、モータ２８１の出力軸に設けられた出力プーリ２８２とがチェーン２８４で接続されている。上記モータ２８１の回転力がチェーン２８４を介して回転軸２５１に伝達され、加熱攪拌部２５が回転駆動されるようになっている。
【００３３】
上記加熱攪拌部２５の回転軸２５１及び螺旋管２５５，２５８に蒸気が供給され、加熱攪拌部２５が回転駆動されることにより、回転軸２５１と螺旋管２５５，２５８で被処理物を加熱すると共に、処理室２２内の被処理物を中央から両端に向かって、又は、両端から中央に向かって送りをかけながら攪拌するように形成されている。送り羽根２５６，２５９が被処理物を送る方向は、加熱攪拌部２５の回転方向を選択することにより、中央から両端に向かう方向、及び、両端から中央に向かう方向のいずれかを選択可能になっている。
【００３４】
加熱攪拌部２５の螺旋管２５５，２５８は、回転軸２５１の蒸気の流れにおける上流側に位置する上流側螺旋管２５５と、下流側に位置する下流側螺旋管２５８で形成されている。上流側螺旋管２５５と下流側螺旋管２５８は、螺旋の巻き方向が互いに反対に形成されている。上流側螺旋管２５５の上流側端は、回転軸２５１の径方向に延在する上流直管部２５５ａに形成されており、この上流直管部２５５ａが回転軸２５１の上流側の端部に接続されている。上流側螺旋管２５５の下流側端は、回転軸２５１の径方向に延在する下流直管部２５５ｂに形成されており、この下流直管部２５５ｂが回転軸２５１の長手方向の中央に接続されている。また、下流側螺旋管２５８の上流側端は、回転軸２５１の径方向に延在する上流直管部２５８ａに形成されており、この上流直管部２５８ａが回転軸２５１の長手方向の中央に接続されている。下流側螺旋管２５８の下流側端は、回転軸２５１の径方向に延在する下流直管部２５８ｂに形成されており、この下流直管部２５８ｂが回転軸２５１の下流側の端部に接続されている。
【００３５】
この加熱攪拌部２５は、矢印Ｖ１で示すように蒸気ボイラ８から導かれた蒸気が、蒸気供給管２６４を通して回転軸２５１の上流側の端部に供給され、回転軸２５１内を流れると共に、矢印Ｇ１で示すように上流側螺旋管２５５の上流直管部２５５ａに流入する。上流直管部２５５ａに流入した蒸気は、上流側螺旋管２５５を通り、下流直管部２５５ｂから矢印Ｇ２で示すように回転軸２５１に戻る。また、回転軸２５１内の蒸気が、矢印Ｇ３で示すように下流側螺旋管２５８の上流直管部２５８ａに流入し、下流側螺旋管２５８を通り、下流直管部２５８ｂから矢印Ｇ４で示すように回転軸２５１に戻る。こうして回転軸２５１、上流側螺旋管２５５及び下流側螺旋管２５８の内部を蒸気が流れることにより、回転軸２５１、上流側螺旋管２５５及び下流側螺旋管２５８の外側面に接する被処理物を加熱するようになっている。回転軸２５１、上流側螺旋管２５５及び下流側螺旋管２５８を流れた蒸気は、回転軸２５１の下流側の端部に接続された蒸気排出管２６５を通って、矢印Ｖ２で示すように乾燥機２の外側に排出され、これらの蒸気の経路上で生じたドレンと共に、ドレン回収タンク８１に戻る。
【００３６】
送り羽根２５６，２５９は、螺旋管２５５，２５８に対する取り付け角度と、螺旋管２５５，２５８の径方向の取り付け位置が調整可能になっている。詳しくは、螺旋管２５５，２５８の径方向視において、送り羽根２５６，２５９を径方向周りの所望の角度に調整可能になっている。送り羽根２５６，２５９は、螺旋管２５５，２５８の径方向視において、回転軸２５１の軸に対して傾斜した状態で取り付けられる。送り羽根２５６，２５９の傾斜角度の大きさに応じて、被処理物を回転軸２５１の方向に送る作用と、被処理物を混練する作用との割合が調整される。具体的には、回転軸２５１に対する送り羽根２５６，２５９の傾斜角度が大きい場合は、被処理物を回転軸２５１の方向に送る作用が大きく、回転軸２５１に対する送り羽根２５６，２５９の傾斜角度が小さい場合は、被処理物を混練する作用が大きくなる。このように、送り羽根２５６，２５９の傾斜角度を調整することにより、加熱攪拌部２５に、被処理物に合わせた作用を発揮させることができる。
【００３７】
また、一方の螺旋管２５５に取り付けられた送り羽根２５６と、他方の螺旋管２５８に取り付けられた送り羽根２５９は、径方向視における傾斜方向を互いに反対に設定するのが好ましい。これにより、加熱攪拌部２５が回転するに伴い、加熱攪拌部２５の回転方向に応じて、加熱攪拌部２５の回転軸２５１の両端から中央に向かって、又は、加熱攪拌部２５の回転軸２５１の中央から両端に向かって被処理物を送る。したがって、加熱攪拌部２５の回転方向を制御することにより、被処理物を送る方向を制御することができる。
【００３８】
螺旋管２５５，２５８に対する送り羽根２５６，２５９の取り付け位置の調整は、送り羽根２５６，２５９の螺旋管２５５，２５８から隔たる距離が変更可能になっている。送り羽根２５６，２５９の螺旋管２５５，２５８からの距離が増えると、送り羽根２５６，２５９の螺旋管２５５，２５８の径方向における先端縁が、処理室２２の内壁面に対して接近し、送り羽根２５６，２５９の先端縁と処理室２２の内壁面との間のクリアランスが小さくなる。処理室２２の壁には加熱ジャケット２４が設けられており、被処理物の乾燥が進むと、加熱ジャケット２４の熱により、処理室２２の内壁面に被処理物が付着する。被処理物の付着が進行すると、被処理物が加熱ジャケット２４の熱で焦げて、内壁面に固着する不都合が生じる。ここで、送り羽根２５６，２５９の先端縁と処理室２２の内壁面との間のクリアランスを調節することにより、処理室２２の内壁面に付着する被処理物を掻き取ることができ、被処理物の内壁面の固着を防止することができる。このように、送り羽根２５６，２５９の取り付け位置を調整することにより、送り羽根２５６，２５９をスクレーパとして機能させることができる。
【００３９】
ケーシング２１の側面には、長手方向に延びる図示しないメンテナンス窓が設けられており、このメンテナンス窓を開いて、加熱攪拌部２５の送り羽根２５６，２５９の取り付け角度の調節や、取り付け位置の調節や、送り羽根２５６，２５９の交換等のメンテナンスを行うようになっている。
【００４０】
加熱ジャケット２４は、図３に示すように、加熱攪拌部２５の回転領域の下部を取り囲むように、ケーシング２１に沿って設置されている。この加熱ジャケット２４は、長手方向の一端に蒸気供給管２４ａが接続されていると共に、長手方向の中央に蒸気排出管２４ｂが接続されている。矢印Ｖ１で示すように、蒸気ボイラ８から導かれた蒸気が蒸気供給管２４ａを通って加熱ジャケット２４に供給され、加熱ジャケット２４内を流れて処理室２２内の被処理物を加熱した後、矢印Ｖ３で示すように蒸気排出管２４ｂを通って乾燥機２の外側に排出され、これらの蒸気の経路上で生じたドレンと共に、ドレン回収タンク８１に戻る。
【００４１】
ケーシング２１内の上部には、被処理物から蒸発した蒸気を凝縮する凝縮部２３が設けられている。凝縮部２３は、ケーシング２１の他端側に形成された冷却水供給室２３１と、ケーシング２１の一端側に形成された冷却水排出室２３２を有する。冷却水供給室２３１には、クーリングタワー７から冷却水が導かれる冷却水供給管２３３が接続されている。冷却水排出室２３２には、冷却水をクーリングタワー７に戻す冷却水排出管２３４が接続されている。冷却水供給室２３１と、冷却水排出室２３２との間には、ケーシング２１の軸方向に延在する複数の冷却水管２３５，２３５，・・・が掛け渡されており、これらの冷却水管２３５，２３５，・・・を通って冷却水供給室２３１の冷却水が冷却水排出室２３２に流れる。複数の冷却水管２３５，２３５，・・・は、図３の横断面図に示すように、ケーシング２１内の上部の幅方向の両側に振り分けて配置されている。振り分けられた複数の冷却水管２３５，２３５，・・・の側方と下方には、凝縮水を収集する集水樋２３６，２３６が夫々設けられている。集水樋２３６の内側に、凝縮水と共に処理室２２内の空気を吸引する吸引管２３７が連通している。
【００４２】
乾燥機２の処理室２２内には、被処理物に作用する酵素が存在する。酵素は、海、山及び陸等の自然界に生息する土着菌や発酵菌等の微生物を採取し、培養したものを処理室２２内に投入して得られる。特に、余剰汚泥等の有機性の汚泥を分解して脱臭を行うには、各種の動植物や土壌に生息する菌により生成される酵素が有効である。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。これらに生息する菌を、米ぬか又はオガ屑で培養して用いるのが好ましい。本実施形態では、減圧値０．０３〜０．０９８ＭＰａの減圧下、熱媒体温度６０〜８０℃で３０分〜３時間にわたり、被処理物を攪拌するので、かかる条件下で生育して発酵する微生物を処理室２２に添加するのが好ましい。なお、減圧値とは、大気圧から低減させる圧力の大きさをいう。
【００４３】
微生物の作用により処理室２２内に存在する酵素は、次のうちの１つでもよく、また、複数でもよい。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つの酵素を生成する微生物を、被処理物に添加することにより、多種類の有機物成分からなる被処理物に対して効果的に分解処理を行うことができる。
【００４４】
上記各構成部品を有する乾燥機２は、下端の支持部材と基礎の間に設けられた乾燥機計重器としてのロードセル２９，２９を有する。ロードセル２９，２９は、制御装置１０に接続されている。制御装置１０は、被処理物が投入される前後でロードセル２９，２９を作動させて重量を測定し、このロードセル２９，２９の測定値に基づいて、被処理物の重量を算出する。
【００４５】
図４Ａは、気液分離装置３を示す縦断面図であり、図４Ｂは、気液分離装置３を示す横断面図である。図４Ａに示すように、気液分離装置３は、概ね円筒形状を有して中心軸を鉛直方向に向けて配置される縦長のケーシング３１を備え、このケーシング３１の下部に、凝縮部２３から凝縮水と処理室２２内の空気の混合体を導く導入管３２が、横断面においてケーシング３１の接線方向を向いて固定されている。ケーシング３１には、混合物から分離した凝縮水を排出する液体排出管３３が下端に設けられている一方、混合物から分離した空気を排出する気体排出管３４が上端に設けられている。この気液分離装置３は、ケーシング３１内に、下部から上方に向かって順に、サイクロン部３５と、デミスタ３６と、フィルタ部３７を収容している。
【００４６】
サイクロン部３５は、ケーシング３１の下部と、ケーシング３１内を横断して固定された仕切板３５３との間に形成された旋回室３５１と、仕切板３５３の中央に固定されて旋回室３５１内に突出した排気筒３５２を有する。サイクロン部３５の旋回室３５１には、図４Ｂに示すように、導入管３２を通して導かれた混合体が旋回状に流れ、遠心力によって凝縮水と空気が分離する。混合体から分離した空気は、排気塔３５２を通って上方にデミスタ３６に導かれる。一方、混合体から分離した凝縮水は、ケーシング３１の内側面を沿って下方に流れ、旋回室３５１の底面の中央に開口した排出穴３３ａから排出され、液体排出管３３を通って廃水処理装置９に導かれる。デミスタ３６は、金属網を複数層重ね合わせて形成されたワイヤメッシュで形成され、仕切板３５３の上方に、サイクロン部３５の排気筒３５２の出口に隣接して配置されている。サイクロン部３５で混合体から分離されて排気筒３５２から導かれた空気がデミスタ３６を通過する際に、空気に含まれる凝縮水の微粒子が、デミスタ３６の繊維の隙間に生成される毛細管作用で捕捉される。フィルタ部３７は、気体排出管３４の下端に取り付けられた円環板状の上支持板３７１と、円盤状の下支持板３７２との間に、樹脂やセルロースの繊維の塊体で形成された円筒環状のフィルタエレメント３７３と、フィルタエレメント３７３の外周面を取り巻く濾布３７４とが挟持されて構成されている。上記デミスタ３６を通過した空気が、フィルタ部３７の濾布３７４とフィルタエレメント３７３を通過する際に、空気に残存している凝縮水の微粒子や塵芥が捕獲される。濾布３７４とフィルタエレメント３７３を通過した空気は、フィルタエレメント３７３の内側の空洞部３７５を通り、この空洞部３７５に連通する気体排出管３４を通って真空ポンプ５に吸引される。上記デミスタ３６やフィルタ部３７で捕獲された凝縮水は、ケーシング３１内を落下して液体排出管３３から排出される。
【００４７】
バッファタンク４は、気液分離装置３で分離された凝縮水を、凝縮水の廃水処理を行う前に一旦貯留するタンクである。本実施形態では、気液分離装置３の液体排出管３３に連なる切換弁４１の下流側に、２つのバッファタンク４，４を接続している。各バッファタンク４には、バッファタンク４の重さを測定する貯留槽計重機としてのロードセル４２，４２と、タンク内の凝縮水の水位を検出する水位計４３，４３が設けられている。バッファタンク４，４の排出管には開閉弁４４，４４が介設されている。切換弁４１と、ロードセル４２，４２と、水位計４３，４３と、開閉弁４４，４４は、制御装置１０に接続されている。２つのバッファタンク４は、制御装置１０の制御により、次のように作動する。まず、切換弁４１により、気液分離装置３からの凝縮水が一方のバッファタンク４に導かれ、このバッファタンク４内の水位が水位計４３で検出される。水位計４３の検出信号に基づいてバッファタンク４が満たされたことを検知すると、制御装置１０は、切換弁４１を作動させて凝縮水の供給を他方のバッファタンク４に切り替える。これと共に、一方のバッファタンク４のロードセル４２を作動させて重量を測定し、このロードセル４２の測定値に基づいて、バッファタンク４内に貯留された凝縮水の重量を算出する。重量の測定が完了すると、制御装置１０は、一方のバッファタンク４の排水弁４４を開いて凝縮水を排出する。水位計４３の検出信号に基づいてバッファタンク４が空になったことを検知すると、制御装置１０は、排水弁４４を閉じる。このように、凝縮水の供給と、重量の測定と、排水とを２つのバッファタンク４の間で交互に繰り返すことにより、比較的小さいバッファタンク４，４によって、大量の凝縮水の重さを継続して測定するようになっている。なお、バッファタンク４は、複数であれば２つ以上設けてもよい。
【００４８】
制御装置１０は、被処理物の処理が開始された以降にバッファタンク４，４のロードセル４２，４２で測定された凝縮水の重量の合計と、処理室２２への投入直後に乾燥機２のロードセル２９，２９で測定された被処理物の重量とに基づいて、被処理物の乾燥度を算出する乾燥度計算機としての機能を有する。乾燥機２のロードセル２９，２９の測定値は、被処理物の処理が進むに伴い、加熱ジャケット２４及び加熱攪拌部２５に蓄積されるドレンの重量を含むので、被処理物の乾燥度を乾燥機２の重量のみに基づいて算出することは困難である。そこで、乾燥機２の重量を被処理物の投入直後に測定しておき、被処理物の処理が進行すると、バッファタンク４，４の重量を測定する。これらの測定値から求めた投入直後の被処理物の重量と、処理途中の凝縮水の重量に基づいて、被処理物の乾燥度を正確に算出するようになっている。
【００４９】
バッファタンク４から排出された凝縮水を処理する廃水処理装置９は、活性汚泥法により有機物を除去する。廃水処理装置９は、図５に示すように、バッファタンク４から送られた凝縮水に含まれる比較的大きな微粒子を沈殿させる前沈殿槽９１と、前沈殿槽９１からの凝縮水に好気性微生物を添加し、好気性微生物の作用により曝気環境下で有機物を凝集する反応槽９２と、反応槽９２で凝集させた有機物を沈殿する後沈殿槽９３を有する。前沈殿槽９１、反応槽９２及び後沈殿槽９３はタンクで形成された密閉構造であり、臭気の拡散を防止するように構成されている。反応槽９２には、ナノバブル生成装置９４が設けられている。ナノバブル生成装置９４は、１０ｎｍ以上９００ｎｍ以下の直径を有する空気の気泡であるナノバブルを生成する。反応槽９２は、ナノバブル生成装置９４で生成されたナノバブルが凝縮水に添加されることにより、凝縮水を密閉状態で曝気環境とするように構成されている。後沈殿槽９３で有機物を除去した水は、塩素や次亜塩素酸ナトリウム等の消毒剤が添加された後、外部に排出される。なお、廃水処理装置９には、前沈殿槽９１を設けなくてもよい。
【００５０】
反応槽９２に設けられたナノバブル生成装置９４は、反応槽９２の凝縮水内に没して設置される微細化ノズル９５と、微細化ノズル９５に空気と水の混合流体を供給する供給管９６と、空気と水の二相混合流体を生成する二相流ポンプ９７を有する。図６は、ナノバブル生成装置９４が有する微細化ノズル９５を示す断面図であり、図７Ａは、微細化ノズル９５の構成部品である微細化ブロックの平断面図であり、図７Ｂは、微細化ブロックの縦断面図である。
【００５１】
図６に示すように、微細化ノズル９５は、概ね球状の耐圧ケーシング９５１と、耐圧ケーシング９５１内に内蔵された微細化ブロック９５４とで大略構成されている。耐圧ケーシング９５１に連結された供給管９６を通して二相流ポンプ９７から混合流体が耐圧ケーシング９５１内に圧送される。耐圧ケーシング９５１に圧送された混合流体は、微細化ブロック９５４内に被圧状態で流入し、空気が微細化されて、微細化ブロック９５４に連結された排出管９５５を通って耐圧ケーシング９５１の外部へ排出される。排出管９５５は耐圧ケーシング９５１の供給管９６が設けられた側と反対側に挿通して固定されており、微細化ブロック９５４を耐圧ケーシング９５１に固定する固定具を兼ねている。二相流ポンプ９７は水と空気を混合し、この水と空気の混合流体を所定の圧力で圧送する。二相流ポンプ９７は、遠心ポンプを用いるのが好ましいが、気液二相流を圧送できるのであれば、どのような形式のポンプでもよい。二相流ポンプ９７が空気と混合する水は、反応槽９２内の凝縮水でもよく、あるいは、外部から導いた上水でもよい。
【００５２】
微細化ブロック９５４は、平面視において概ね正八角柱のブロック本体９５６と、ブロック本体９５６の中心軸の周りに等角度をおいて形成された４つの旋回室９５７，９５７，９５７，９５７と、ブロック本体９５６の中心軸と同心に形成され、対向する旋回室９５７，９５７の間を結ぶ線と直角をなす直角通路９５８が内部に形成されている。微細化ブロック９５４は、例えばフッ素樹脂等の合成樹脂で製造することができる。なお、微細化を行う対象や、混合流体の温度等の条件に応じて、他の合成樹脂を用いて微細化ブロック９５４を製造してもよい。また、ステンレス鋼等の金属で微細化ブロック９５４を製造してもよい。
【００５３】
微細化ブロック９５４の旋回室９５７は、円筒の端面に半球を連ねたような回転体形状を有し、円筒部が微細化ブロック９５４の外径側を向くと共に半球部が微細化ブロック９５４の内径側を向くように形成されている。対向する２つの旋回室９５７が、中心軸を一直線上に配置されて、旋回室対を構成している。さらに、２つの旋回室対が、各対の旋回室５７間を結ぶ中心軸が互いに直交するように配置されている。直角通路９５８は、各旋回室対の旋回室９５７の間を結ぶ中心軸に対して直角方向に延在している。直角通路９５８には、４つの旋回室９５７の半球部の先端が連通している。直角通路９５８の各旋回室対の旋回室９５７の間に位置する部分が、旋回室９５７から噴き出した混合流体が衝突する衝突室９５８ａとなっている。直角通路９５８の衝突室５８ａよりも排出管５５側に位置する部分は、衝突室５８ａで微細化した混合流体を排出する排出路９５８ｂとなっている。一方、直角通路９５８の供給管９６側の端部は、キャップ９６１で閉じられている。
上記直角通路９５８の排出路９５８ｂの端部は排出管９５５に接続されている。
【００５４】
微細化ブロック９５４には、旋回室９５７へ混合流体を供給する供給路９５９が形成されている。供給路９５９は、旋回室９５７の中心軸方向視において内周面の接線を描くように形成されており、微細化ブロック９５４の端面に形成された入口開口９５９ａから混合流体が流入し、旋回室９５７の内側面に形成された流入開口９５９ｂから混合流体を室内に放出するようになっている。供給路９５９は、旋回室９５７の中心軸に関して対称の位置に２つ設けられており、各供給路９５９の入口開口９５９ａは、微細化ブロック９５４の両端面に夫々形成されている。図７Ａの平断面図には、断面に表れない側の供給路９５９の平面方向の位置を仮想線で示している。なお、ケーシング２に供給される混合流体の流量や圧力、或いは、旋回室９５７に形成すべき旋回流の速度等に応じて、２つの供給路９５９のうちの一方が閉鎖されてもよい。あるいは、微細化ブロック９５４に、１つの旋回室９５７につき供給路９５９を１つのみ形成してもよい。この微細化ブロック９５４は、旋回室９５７の内周面の接線を描くように供給路９５９が設けられていることにより、微細化ブロック９５４の外側に所定圧力の混合流体が満たされれば、上記供給路９５９に混合流体が流入し、可動部を用いることなく旋回室９５７内に旋回流を形成することができる。微細化ブロック９５４の旋回室９５７は、概ね正八角柱のブロック本体９５６が有する８個の側面のうち、１つおきの４個の側面に、底が球状の円柱穴を形成し、この円柱穴の開口部を円形ドーム状の蓋体９６０で閉鎖して形成されている。
【００５５】
上記ナノバブル生成装置９４は、次のように動作する、まず、二相流ポンプ９７が、反応槽９２内の凝縮水と空気を混合してなる混合流体を、供給管９６を通して微細化ノズル９５に供給する。二相流ポンプ９７で微細化ノズル９５へ供給される混合流体の気泡は、直径が１００μｍ以上３ｍｍ以下であるのが好ましい。また、微細化ノズル９５へ供給される混合流体は、供給管９６において、流速が約１Ｌ／ｍｉｎ以上５０Ｌ／ｍｉｎ以下であり、かつ、圧力が約０．１ＭＰａ以上５ＭＰａ以下であるのが好ましい。特に好ましくは、供給管９６において、混合流体の圧力が約０．５ＭＰａ以上５ＭＰａである。この混合流体は、０．８Ｌ／ｍｉｎ以上４０Ｌ／ｍｉｎ以下の流量の水と、０．２Ｌ／ｍｉｎ以上１０Ｌ／ｍｉｎ以下の流量の空気とが混合されている。
【００５６】
供給管９６を通って微細化ノズル９５に供給された混合流体は、耐圧ケーシング９５１内に放出され、耐圧ケーシング９５１の内側面と、微細化ブロック９５４の外側面との間に満たされる。耐圧ケーシング９５１と微細化ブロック９５４との間に満たされた混合流体は、微細化ブロック９５４の端面に形成された入口開口９５９ａから供給路９５９に流入し、流入開口９５９ｂから旋回室９５７内に導かれる。供給路９５９から旋回室９５７に導かれた混合流体は、供給路９５９が旋回室９５７の中心軸に対して接線方向に形成されていることにより、旋回室９５７内で中心軸周りの旋回流になる。旋回室９５７内に形成される混合流体の旋回流は、旋回室９５７の流入開口９５９ｂが設けられた円筒部の端部から半球部の端部に向かって流れ、これに伴う旋回径の縮小によって流速が増大する。旋回室９５７の微細化ブロック９５４の内径側に位置する半球部の端部に達した混合流体は、高速で旋回しながら直角通路９５８の衝突室９５８ａに吐出される。
【００５７】
旋回室対を構成する２つの旋回室９５７で生成される旋回流の旋回方向は、互いに反対向きであり、これにより、直角通路９５８の衝突室９５８ａで互いに反対向きの旋回流れが衝突する。これらの旋回流は、旋回室９５７から衝突室９５８ａに吐出され、吐出口から円錐状に旋回する旋回噴流が形成される。これら旋回噴流は、互いに反対向きに旋回するので、衝突室９５８ａで互いに衝突することにより、混合流体中の空気泡が効果的に破壊され、空気泡が微細化される。さらに、２つの旋回室対が設けられていることにより、各旋回室対の混合流体の旋回流が衝突室９５８ａで重畳的に衝突し、混合流体中の空気泡が効果的に微細化されて、直径が１０ｎｍ以上９００ｎｍ以下の空気泡であるナノバブルが生成される。
【００５８】
こうして微細化ブロック９５４で生成された生成されたナノバブルは、排出管９５５を通って耐圧ケーシング９５１の外部へ排出され、反応槽９２の凝縮水に添加される。ナノバブル生成装置９４で生成されたナノバブルは、直径が１０ｎｍ以上９００ｎｍ以下であるので、凝縮水の表面に上昇することなく、長時間にわたって凝縮水中に拡散する。したがって、凝縮水に添加された好気性微生物を効果的に活性化し、凝縮水の有機物を効果的に凝集させることができる。また、ナノバブルは、長時間にわたって凝縮水中に分散するので、反応槽９２の換気の必要が無く、反応槽９２を密閉状態に保持できる。したがって、凝縮水に含まれる臭気の拡散を効果的に防止できる。
【００５９】
真空ポンプ５は、気液分離装置３の気体排出管３４に接続され、気液分離装置３の下流側から気液分離装置３を通して乾燥機２の処理室２２の空気を吸引することにより、凝縮部２３の凝縮水と処理室２２の空気の混合体を気液分離装置３に導く。真空ポンプ５はルーツ式ポンプで形成され、図８に示すように、横断面が瓢箪形状の作動室５２を有するケーシング５１と、作動室５２内に収容された２つの瓢箪形状のロータ５３，５３を有する。なお、ロータ５３，５３は、瓢箪形状のほか、三葉形状であってもよい。この真空ポンプ５は、２つの瓢箪形状のロータ５３，５３が横断面視において噛み合った状態で、回転軸５３ａ，５３ａに連結された図示しないモータにより、互いに反対方向に回転駆動される。これに伴い、ケーシング５１の上部に形成された吸気口５４から入った空気が、ケーシング５１とロータ５３，５３の間の空間に閉じ込められ、ロータ５３，５３の回転に伴って下方に移動させられ、ケーシング５１の下部に形成された排気口５５から排出される。真空ポンプ５は、ロータ５３，５３の相互間及びロータ５３とケーシング５１の間に、０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下の隙間をおいて作動するので、作動室５２内に潤滑油が不要である。真空ポンプ５のケーシング５１には、冷却媒体としての冷却水を流通させる冷却水通路が形成されており、真空ポンプ５の作動に伴って生じる熱を冷却水で除去するようになっている。
【００６０】
本実施形態の減圧発酵乾燥装置１は、真空ポンプ５で気液分離装置３の下流側から処理室２２の凝縮水と空気の混合体を吸引し、凝縮水は気液分離装置３で分離されて空気のみが真空ポンプ５に導かれる。したがって、凝縮水に含まれる腐食性物質により真空ポンプ５が損傷する不都合を防止できる。
【００６１】
オゾン反応槽６は、気液分離装置３で分離された処理室２２の空気にオゾンを混合し、空気に含まれる臭気成分や有害物質を分解する。オゾン反応槽６は、真空ポンプ５で吸引された処理室２２の空気が流下すると共に、オゾン発生装置６１で生成されたオゾンが供給される反応通路と、反応通路の下流側に設けられたフィルタを有する。
【００６２】
オゾン発生装置６１は、無声放電により大気からオゾンを生成するものであり、大気中の酸素を濃縮して高濃度酸素を生成する酸素濃縮部と、酸素濃縮部から酸素が供給される放電空間に配置された一対の電極と、電極間に電圧を印加する交流電源を有する。このオゾン発生装置６１は、空気中の酸素を取り入れ、酸素濃縮部で生成した高濃度酸素に４〜１０ｋＶの交流電圧を印加して無声放電を生じさせ、これによりオゾンを生成する。なお、オゾン発生装置のオゾンの生成方法は、無声放電によるもの以外に、沿面放電によるものや、プラズマ放電によるものや、紫外線を用いた光化学的作用によるものであってもよい。
【００６３】
上記オゾン反応槽６は、真空ポンプ５の排気口５５から排出された空気を反応通路に導くと共に、オゾン発生装置６１で生成されたオゾンを反応通路に供給し、反応通路を流れる空気に含まれる臭気成分や有害物質を、オゾンの酸化作用により分解する。反応通路を通過した空気は、フィルタで微粒子が除去され、大気に放出される。
【００６４】
クーリングタワー７は、真空ポンプ５に供給する冷却水と、乾燥機２に供給する冷却水とを冷却するものである。クーリングタワー７と真空ポンプ５のケーシング５１との間に、冷却水を循環させる循環配管が設けられている。また、リングタワー７と乾燥機２の凝縮部２３との間に、冷却水を循環させる循環ポンプが介設された循環配管が設けられている。クーリングタワー７は、冷却水を受ける水槽と、この水槽の冷却水を汲み上げる散水ポンプと、散水ポンプで汲み上げた冷却水を噴射する散水ノズルと、散水ノズルから噴射された冷却水を受けて蒸発を促進する充填材と、充填材に風を送るファンを有する。クーリングタワー７の散水ノズルに、真空ポンプ５及び凝縮部２３から冷却水を戻す戻り配管が接続されている。クーリングタワー７の水槽に、真空ポンプ５及び凝縮部２３に冷却水を送る往き給管が接続されている。クーリングタワー７と真空ポンプ５との間の往き配管には、冷却水を真空ポンプ５に送る循環ポンプ７１が介設されている。クーリングタワー７と乾燥機２との間の往き配管には、冷却水を乾燥機２に送る循環ポンプ７２が介設されている。減圧発酵乾燥装置１が動作を開始すると、クーリングタワー７の散水ポンプとファンが起動すると共に、循環配管に介設された循環ポンプ７１，７２が起動する。これにより、真空ポンプ５が作動する際に生じる熱と、凝縮部２３が蒸気と熱交換して得た熱が回収され、クーリングタワー７で大気に放出される。クーリングタワー７の水槽には、給水バルブ７３を通して補給水が追加され、冷却動作に伴って蒸発した冷却水を補うようになっている。
【００６５】
蒸気ボイラ８は、乾燥機２で被処理物を加熱する加熱ジャケット２４と加熱攪拌部２５の加熱媒体としての蒸気を、乾燥機２に供給するものである。蒸気ボイラ８は貫流ボイラで形成され、内部に燃焼室が形成される円筒状のケーシングと、燃焼室の上部に設けられて下方に向けて燃焼室内に炎を出射するバーナと、燃焼室の周りを取り囲んで配置された水管を有する。水管の形態は、環状の上部管寄せと、環状の下部管寄せとの間に配置されて鉛直方向に延在する複数の直管で形成された多管式でもよく、また、単一の管をコイル状に巻回した単管式でもよい。水管には、ドレン回収タンク８１で回収されたドレンが、ドレンポンプ８２によって導かれる。ドレン回収タンク８１から導かれるドレンの量が少ない場合、蒸気ボイラ８に給水バルブ８３を通して補給水が追加される。また、ドレン回収タンク８１に、必要に応じて給水バルブ８４を通して補給水が追加される。
【００６６】
ドレン回収タンク８１は、加熱ジャケット２４と加熱攪拌部２５で被処理物の加熱を行なった後の蒸気とドレンを回収し、ドレンを抽出して蒸気ボイラ８に戻すものである。加熱ジャケット２４と加熱攪拌部２５から回収した蒸気は、フラッシュ蒸気として大気に排出する。なお、フラッシュ蒸気を冷却して凝縮水を生成し、この凝縮水を蒸気ボイラ８に戻してもよい。
【００６７】
以下、上記構成の減圧発酵乾燥装置１で被処理物としての余剰汚泥を処理する例を説明する。余剰汚泥は、活性汚泥法による下水処理で生成され、一般的に、水分含有量が質量割合で８０％以上９９％以下の高水分である。
【００６８】
まず、処理室２２内の空気を真空ポンプ５で吸引して大気圧よりも低い圧力に減圧する。ここで、処理室２２の減圧値を０．０３〜０．０９８ＭＰａとし、水の沸点を約９０〜６８℃に低下させるのが好ましい。なお、減圧値とは、大気圧から低減させる圧力の大きさをいう。また、乾燥機２の加熱ジャケット２４と加熱攪拌部２５に、加熱媒体として０．２〜０．７ＭＰａかつ１２０〜１７０℃の蒸気を蒸気ボイラ８から供給する。ここで、処理室２２内が減圧されているので、常圧で乾燥するよりも加熱媒体の温度を低く設定できる。また、被処理物の加熱温度が低いので処理室２２内に添加された微生物の死滅を防止でき、安定して効果的に脱臭を行うことができる。
【００６９】
続いて、被処理物としての高水分の余剰汚泥を、乾燥機２の投入装置２６を通して処理室２２内に投入する。余剰汚泥の投入量に応じて、微生物を適宜添加する。処理室２２に投入された被処理物は、大気圧よりも低い空気圧の下、加熱ジャケット２４と加熱攪拌部２５で加熱されつつ加熱攪拌部２５で攪拌される。処理室２２は、空気圧が大気圧よりも低くて水の沸点が１００℃以下に低下するので、上記加熱ジャケット２４と加熱攪拌部２５で加熱されつつ加熱攪拌部２５で攪拌される被処理物は、含有水が効率的に気化して迅速に乾燥する。また、処理室２２の減圧による沸点の低下により、加熱ジャケット２４と加熱攪拌部２５の加熱温度を低く設定でき、高温による微生物の死滅を防止できるので、微生物により臭気を効果的に分解できる。
【００７０】
被処理物から生成された水蒸気は、乾燥機２の凝縮部２３で凝縮されて凝縮水となり、処理室２２内の空気と共に真空ポンプ５で吸引され、これら凝縮水と空気の混合体が気液分離装置３に導かれる。気液分離装置３で混合体が分離されてなる凝縮水と空気は、廃水処理装置９とオゾン反応層６との互いに異なる装置により、別個に処理される。したがって、凝縮水と空気を冷却水に混合して処理する従来の減圧発酵乾燥装置よりも、効率的に臭気を除去することができる。また、凝縮水と空気を、廃水処理装置９とオゾン反応層６で処理するので、従来のように凝縮水と空気をクーリングタワーで冷却水に混合するよりも、臭気の拡散を防止できる。さらに、気液分離装置３の下流側に接続された真空ポンプ５で凝縮水と空気の混合体を気液分離装置３に導くので、凝縮水が真空ポンプ５の作動部に触れないから、真空ポンプ５の劣化を少なくできる。
【００７１】
また、被処理物の水分を凝縮してなる凝縮水を、廃水処理装置９で活性汚泥法により処理するので、凝縮水に含まれる有機物を好気性微生物で分解して臭気を効果的に除去することができる。また、上記廃水処理装置９は、密閉された反応槽９２の凝縮水に空気のナノバブルを添加して曝気を行うので、効果的に臭気の拡散を防止しながら、凝縮水を活性汚泥法により処理することができる。
【００７２】
また、処理室２２から吸引された空気をオゾン反応槽６で処理するので、空気の臭気を周囲に拡散することなく効果的に除去することができる。
【００７３】
また、気液分離装置３で分離された凝縮水をバッファタンク４，４に貯留し、このバッファタンク４，４の重さをロードセル４２，４２で測定すると共に、被処理物の投入直後の乾燥機２の重さをロードセル２９，２９で測定し、これらの測定値に基づいて、制御装置１０により被処理物の乾燥度を算出する。このように、制御装置１０は、乾燥度計算機として機能する。こうして制御装置１０により被処理物の乾燥度を算出することにより、運転を中止して処理室２２を開いて被処理物を直接確認することなく、処理室２２内の被処理物の乾燥度を、処理を行いながらリアルタイムで正確に検出することができる。
【００７４】
また、被処理物の乾燥に伴って生じる凝縮水を、２つのバッファタンク４，４に振り分けて貯留するので、バッファタンク４のロードセル４２による重量の測定と、測定の完了後の凝縮水の排出を、２つのバッファタンク４，４で交互に行うことにより、凝縮水を、バッファタンク４の容量の制限を受けることなく連続して測定することができる。したがって、被処理物の水分含有量が多くても、バッファタンクの制約を受けることなく、乾燥処理を連続して行うことができる。したがって、凝縮水の測定のために乾燥処理を中断することが無いので、処理にかかる時間を短くできる。また、２つのバッファタンク４，４を交互に貯留して凝縮水の重量を測定し、測定後は凝縮水を排出するので、１つのバッファタンクに凝縮水を満たして測定するよりも、バッファタンク４の大きさを小さくでき、減圧発酵乾燥装置１の構成を小型化できる。
【００７５】
また、実質的に同時に作動する真空ポンプ５と凝縮部２３について、これら両方の冷却媒体である冷却水を、単一のクーリングタワー７で冷却するので、冷却に使用するエネルギーを削減できる。
【００７６】
上記実施形態において、被処理物として、下水処理場で生成される余剰汚泥を処理する例を説明したが、被処理物は、湖沼や海の底に堆積したヘドロや、農水産業で排出される廃棄物や、食品工場から排出される食品残渣や、一般家庭から排出される生ごみ等、各種産業で生じる高水分の有機性の被処理物であってもよい。
【符号の説明】
【００７７】
１  減圧発酵乾燥装置
２  乾燥機
３  気液分離装置
４  バッファタンク
５  真空ポンプ
６  オゾン反応槽
７  クーリングタワー
８  蒸気ボイラ
９  廃水処理装置
１０  制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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