(57)【要約】【課題】大型装置を必要とせず、低エネルギーで脱水ケーキやし渣の乾燥が可能な乾燥装置を提供する。【解決手段】脱水ケーキ及び／またはし渣を貯留する貯留槽に設置される、給気ダクト、排気ダクトを備えた乾燥装置を提供する。前記給気ダクトは、貯留槽の上方から底部に向かって縦向きに配設され、縦方向に間隔を置いて開口する複数の給気口を有する。このような構造を有することにより、貯留物の堆積の進行に伴って給気ダクトの下方の給気口が埋没し、上方の給気口から貯留物表面に送気がなされるため、徐々に堆積する貯留物がいずれの状態であっても、貯留物表面近傍の給気口から乾燥空気を供給することができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上方から投入した脱水ケーキ及び／またはし渣を堆積させながら一時貯留する貯留槽に設置される乾燥装置であって、
貯留物に対して送気を導く給気ダクトと、貯留槽内からの排気を行う排気ダクトとを備え、前記給気ダクトが貯留槽の上方から底部に向かって縦向きに配設され、縦方向に間隔を置いて開口する複数の給気口を有し、貯留物の堆積の進行に伴って下方の給気口が埋没し、上方の給気口から貯留物表面に送気がなされるように構成されたことを特徴とする乾燥装置。
【請求項２】
発熱源と吸熱源とを備え、
発熱源により加熱された乾燥用空気が貯留物の表面に対して送気されるとともに、排気ダクトにより還気された湿潤空気が吸熱源において冷却除湿された後、発熱源で加熱され、給気ダクトから貯留物表面に供給されるよう構成された、請求項１に記載の乾燥装置。
【請求項３】
前記貯留物の供給が終了し、前記貯留物の乾燥が進行し、前記還気の湿度が低下して安定すると、吸熱源で冷却除湿された空気が加熱されずに給気ダクトから貯留物表面に供給され、貯留物の温度を低下させるように構成された、請求項２に記載の乾燥装置。
【請求項４】
上方から投入した脱水ケーキ及び／またはし渣を堆積させながら一時貯留する貯留槽に乾燥装置を設置して貯留物を乾燥させる乾燥方法であって、
前記乾燥装置に給気ダクトと排気ダクトとを配し、前記給気ダクトを介して貯留物表面に対して送気するとともに、排気ダクトを介して貯留槽内からの排気を行い、
前記給気ダクトは貯留槽の上方から底部に向かって縦向きに、縦方向に間隔を置いて開口部を設けて配し、貯留物の堆積の進行に伴って下方の給気口が埋没し、上方の給気口から貯留物表面に送気を行うことを特徴とする乾燥方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上水、下水、産業廃水等の処理において排出される汚泥を脱水処理した後の脱水ケーキ、及び下水より除去されるし渣を一時貯留する貯留槽に設置される乾燥装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上水、下水、産業廃水等の処理において排出される汚泥を脱水処理して得られる脱水ケーキや、下水ポンプ場、下水処理場等においてし渣スクリーンで除去されるし渣は、一時貯留ホッパー等の貯留槽に貯留される。貯留した脱水ケーキ及びし渣は貯留槽よりトラックに積み込まれて場外に搬出され、焼却されるのが一般的である。
従来、搬出される脱水ケーキやし渣には、通常５５〜８０％前後の水分が残存していたため、搬出コストの削減、焼却効率の向上のために更に水分量を減じることが望まれていた。
【０００３】
特許文献１，２には、乾燥機能を有するケーキ貯留ホッパーが開示されている。特許文献１，２に開示されているケーキ貯留ホッパーは、底部近傍より乾燥空気をケーキに供給する構成となっており、ケーキ全体を乾燥させるための攪拌機を貯留槽内に備えている。
特許文献３には、ヒートポンプを用いて汚泥を乾燥させる方法が開示されており、乾燥装置として、内部にコンベアを有し汚泥を移動させながら乾燥空気を供給する装置が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２９２９９号公報
【特許文献２】特開２００４−１５４６３８号公報
【特許文献３】特許第３６５９４７３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１，２に開示されている貯留ホッパーにおいて脱水ケーキを乾燥させるに際して、万遍なく乾燥させるよう攪拌するために、内部に大型の攪拌装置を設置している。そのため構造が複雑になり製造コストも増大する。そして撹拌には多大なエネルギーが必要となる。
また、特許文献３に開示されている乾燥装置は、内部にコンベアを有し、脱水ケーキを移動させながら乾燥空気を供給することで、脱水ケーキ全体が均一に乾燥されるように構成されているため、さらに構造が複雑である。そして被処理脱水ケーキ量に比して大型の設備が必要となる。
本発明の課題は、低消費エネルギーでの乾燥が可能であり、かつ別途大型装置を必要としない、乾燥装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
＜請求項１記載の発明＞
請求項１記載の発明は、上方から投入した脱水ケーキ及び／またはし渣を堆積させながら一時貯留する貯留槽に設置される乾燥装置であって、貯留物に対して送気を導く給気ダクトと、貯留槽内からの排気を行う排気ダクトとを備え、前記給気ダクトが貯留槽の上方から底部に向かって縦向きに配設され、縦方向に間隔を置いて開口する複数の給気口を有し、貯留物の堆積に進行に伴って下方の給気口が埋没し、上方の給気口から貯留物表面に送気がなされるように構成されたことを特徴とする乾燥装置を提供する。
【０００７】
（作用効果）
脱水ケーキ及び／またはし渣は、一度に大量に貯留槽内に投入されるわけではなく、徐々に蓄積される構成をとる。したがって、貯留物を蓄積させながら貯留物表面を乾燥させることにより、攪拌装置を用いなくても全体を乾燥状態とすることが可能となる。
本願に係る乾燥装置は、給気ダクトを貯留槽の上方から底部に向かって縦向きに配設し、縦方向に間隔を置いて開口する複数の給気口を配置することで、徐々に積み上がる貯留物の堆積がいずれの状態であっても、貯留物表面近傍の給気口から乾燥空気を供給することができる。給気口から貯留物表面までの距離を短く保つことで、効率よく乾燥することが可能となる。
また、本願に係る乾燥装置は、貯留ホッパー、コンテナ等の既存の貯留槽に設置することが可能であるため、乾燥のために別途大型設備を必要とせず、省スペース化、低コスト化が可能となる。
【０００８】
＜請求項２記載の発明＞
請求項２記載の発明は、発熱源により加熱された乾燥用空気が貯留物の表面に対して送気されるとともに、排気ダクトにより還気された湿潤空気が吸熱源において冷却除湿された後、再び発熱源で加熱され、給気ダクトから貯留物表面に供給されるよう構成された、請求項１に記載の乾燥装置を提供する。
【０００９】
（作用効果）
脱水ケーキ及び／またはし渣の貯留槽において貯留物を乾燥させるに際して、貯留槽内部の空気を循環して使用することにより、貯留物より生じる臭気を貯留槽外に排出することなく、貯留物の乾燥を行うことが可能となる。
発熱源、吸熱源としては、公知のものをいずれも使用できるが、ヒートポンプを使用すると熱効率が高くなるため、より好ましい。
【００１０】
＜請求項３記載の発明＞
請求項３記載の発明は、前記貯留物の供給が終了し、前記貯留物の乾燥が進行し、前記還気の湿度が低下して安定すると、吸熱源で冷却除湿された空気が加熱されずに給気ダクトから貯留物表面に供給され、貯留物の温度を低下させるように構成された、請求項２に記載の乾燥装置を提供する。
【００１１】
（作用効果）
貯留物の乾燥が進行して、貯留槽内からの還気の湿度が充分に低くなった状態では、加熱した乾燥空気を送気ダクトを介して送っても貯留物の乾燥状態はほとんど変化しない。そこで、貯留槽内からの還気の湿度が低下して安定した状態になった場合には、冷却除湿された空気を再度加熱せず、給気ダクトから供給するように構成することで、貯留物の温度を低下させ、貯留物より発する臭気を減じることができる。
【００１２】
＜請求項４記載の発明＞
請求項４記載の発明は、上方から投入した脱水ケーキ及び／またはし渣を堆積させながら一時貯留する貯留槽に乾燥装置を設置して貯留物を乾燥させる乾燥方法であって、前記乾燥装置に給気ダクトと排気ダクトとを配し、前記給気ダクトを介して貯留物表面に対して送気するとともに、排気ダクトを介して貯留槽内からの排気を行い、前記給気ダクトは貯留槽の上方から底部に向かって縦向きに、縦方向に間隔を置いて開口部を設けて配し、貯留物の堆積の進行に伴って下方の給気口が埋没し、上方の給気口から貯留物表面に送気を行うことを特徴とする乾燥方法を提供する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、大型の設備を別途必要とせず、攪拌装置を設置することもなく、貯留槽内に貯留した脱水ケーキ及び／またはし渣の乾燥を可能とする乾燥装置を提供するものである。本発明に係る乾燥装置は、既存の貯留槽に設置することが可能であることから、設置に要するスペースやコストの低減が可能である。また、貯留槽内の貯留物表面近傍から乾燥空気が供給されることにより乾燥効率が向上されていることで、乾燥に要する消費エネルギーを減じることを可能としている。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】貯留槽の一例の外観を示す斜視図である。
【図２】貯留槽の一例の外観を示す正面図である。（ａ）上部開閉扉が開き、下部開閉扉が閉じた状態、（ｂ）上部開閉扉が閉じ、下部開閉扉の開いた状態。
【図３】本発明に係る乾燥装置において、複数の給気口を有する給気ダクトを配した形態を示すＡ−Ａ断面図である。
【図４】複数の給気口を有する給気ダクトを示す図である。（ａ）斜視図、（ｂ）Ｃ−Ｃ断面図。
【図５】給気ダクト、排気ダクトの配置の例を示す貯留槽のＢ−Ｂ断面図である。（ａ）〜（ｃ）給気壁面・排気中央タイプ、（ｄ）〜（ｆ）給気・排気対タイプ。
【図６】図５（ａ）〜（ｃ）の形態の乾燥装置の一例を示すフローシートである。
【図７】図５（ｄ）〜（ｆ）の形態の乾燥装置の一例を示すフローシートである。
【図８】図６の乾燥装置の他の例を示すフローシートである。
【図９】図７の乾燥装置の他の例を示すフローシートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の実施の形態を図面に基づき以下詳細に説明する。
図１は本発明に係る乾燥装置を設置可能な貯留槽の一例として、貯留ホッパーの外観斜視図を例示したものである。貯留ホッパー１底部には下部開閉扉１２，１３があり、油圧シリンダー１４による開閉が可能である。下部開閉扉を開くことにより、貯留部１１底部に開口が形成され、この開口より内部の貯留物が排出される。
【００１６】
図２は、貯留ホッパー１の一例について、その概略を示す正面図である。本発明に係る貯留層は臭気が外に漏れない構造であれば、その構造は限定されるものではないが、脱水ケーキ及び／またはし渣（以降「脱水ケーキ等」と表記）の投入口に開閉可能な扉等が設置されていることが好ましい。  図２（ａ）は、下部開閉扉１２，１３が閉じられ、投入口２１に設置されたスライド式の上部開閉扉２２が開かれた状態を示している。上部開閉扉２２は脱水ケーキ等が投入される時に開かれ、乾燥時は内部の密閉性を保つため閉じられる。下部開閉扉１２，１３の下部には、投入された脱水ケーキ等に残存する水分が、左右の下部開閉扉１２，１３の隙間から洩れるのを受けるため、水受け２３が設置されている。水受け２３は、下部開閉扉１２，１３が開かれる際には、移動する構成となっている。図２（ｂ）は、下部開閉扉１２，１３が開かれた状態を示している。この状態で、貯留ホッパー底部に開口部２４が生じ、ここからトラック等へ貯留物が排出される。
【００１７】
図３は、貯留ホッパー１に本発明に係る乾燥装置の給気ダクト３１、排気ダクト３２が設置された形態を示したものである。図３に示す形態の乾燥装置において、貯留ホッパー１壁面に設置された給気ダクト３１は上部から底部付近まで縦方向に延在している。給気ダクト３１には垂直方向に複数の給気口がほぼ等間隔に設けられている。図３の貯留物表面線３３〜３６に示すように、貯留物は一度に多量に貯留するのではなく、徐々に積み上がるように貯留する。そのため、給気ダクトに上下方向に複数の給気口３７を配することにより、底部付近にのみ貯留物が貯留している場合（表面線３３）は、下部に位置する給気口３７からの給気によって効率よく貯留物表面を乾燥させることができ、貯留物が上部まで積み上がった場合においても（表面線３６）、上部に位置する給気口３７からの給気によって貯留物表面の乾燥が可能である。なお、図３において、排気ダクト３２は、給気ダクト３１と同一の形状で、複数の排気口３８を配した構造となっているが、排気ダクトの形状は給気ダクトと同一である必要はなく、排気ダクトの配置位置も貯留部１１内の上部中央付近、壁部等のいずれであってもよい。
【００１８】
給気ダクト３１の詳細な形態を図４（ａ）〜（ｃ）に示す。脱水ケーキ等は貯留部１１上部より供給される。したがって、上部から供給された脱水ケーキ等が給気口に入り込まないよう、給気口にはひさし状のカバー４１がつけられている。また、底部から積み上がってきた貯留物が給気口に入り込まないよう、カバー４１の下端より給気口下端が高い位置となるよう、ストッパー部分４２を設ける。図４（ｃ）に示すように、給気口を覆うフラップ状のフタ４３を給気口上端より配してもよい。
【００１９】
給気ダクト及び排気ダクトの位置関係の例を、図１のＢ−Ｂ断面図である図５（ａ）〜（ｆ）に示す。給気ダクト５１は、底部近傍まで延在している形態が好ましく、上部から供給される脱水ケーキ等が給気口から入り込みにくいよう、壁部に配されることが好ましい。排気ダクト５２の位置については、給気口から供給された空気が貯留物表面全体と万遍なく触れあう形態であれば、特に制限されるものではない。図５（ａ）〜（ｃ）は、排気ダクト５２を上部中央付近に配し、給気ダクト５１から供給された空気が逆放射線状に移動して排気される形態を示したものである。図５（ｄ）〜（ｆ）は、給気ダクト５１と排気ダクト５２を、空気が前後あるいは左右の一方向に流れるように壁部に配した形態を示している。
【００２０】
図６，７は、貯留ホッパー１に本発明に係る乾燥装置のノズルにヒートポンプを用いた乾燥空気供給部が設置された形態を示すフローシートである。図６は図５（ａ）〜（ｃ）に示すような、給気ダクトを壁面に、排気ダクトを上部中央付近に有するタイプのフローシートであり、図７は図（ｄ）〜（ｆ）に示すような、給気ダクト、排気ダクト、ともに壁面に有するタイプのフローシートである。実線矢印は空気または水分の流れ、破線矢印はヒートポンプ中の冷媒の流れを示す。貯留部１１内の給気ダクト６１、排気ダクト６２のノズル部分は省略している。ヒートポンプは、発熱部６６、吸熱部６７、コンプレッサー６９、冷媒バルブＶ−３より構成される。
【００２１】
貯留物の乾燥時、バルブＶ−１は閉じられ、Ｖ−２が開かれた状態となる。ヒートポンプの発熱部６６において温められた乾燥空気がファン７０を介して給気口６３から貯留部１１に供給され、貯留物からの蒸気を含んだ湿潤空気となる。湿潤空気は、排気口６４から除塵フィルター６５を通過してヒートポンプへ戻され、吸熱部６７において冷却除湿される。除湿時に生じた凝縮水分は、排水管６８により外部に排出される。冷却除湿された低温乾燥空気はヒートポンプの発熱部６６において加熱され、再び給気口より貯留部１１内に下方向に供給される。ヒートポンプより給気ダクトに供給される乾燥空気の温度は３０〜７０℃、好ましくは４０〜６０℃とする。３０℃を下回ると乾燥に時間がかかり、７０℃を上回ると貯留物から生じる臭気が増加するためである。なお、ヒートポンプの発熱部６６における加熱のみでは乾燥空気の加熱が不十分である場合、ヒートポンプ以外の加熱手段（ヒータ等）を併せて使用してもよい。
【００２２】
貯留物の供給が終了し、貯留物の乾燥が進行して排気口６３より戻った湿潤空気の湿度が低下して安定すると、バルブＶ−２が閉じられ、Ｖ−１が開かれた状態となることが好ましい。上述の所定の湿度は、その貯留物の性質によって異なるが、それ以上加熱乾燥空気を送気しても貯留物の乾燥状態がほとんど変化しない状態の湿度を指すものとする。この場合、排気口６３より戻った湿潤空気は冷却除湿された後、加熱されることなく、給気ダクトに送られ、給気口より貯留部１１内に供給される。貯留部１１内に供給される冷却用乾燥空気の温度は２０℃以下、好ましくは１０℃以下とする。
【００２３】
図８，９は、それぞれ図６，７の乾燥装置の別の形態を示すフローシートである。本形態において、ヒートポンプは、発熱部６６と吸熱部６７に加え、吸熱部６７に直列に設置された外気吸熱部８１を備える。吸熱部６７は貯留槽内の空気と熱交換をするのに対し、外気吸熱部８１は、貯留槽外部に設置され、貯留槽内の空気とは接触せず、外気に接触する。このような形態をとることにより、貯留槽内部の熱のみを循環させるのではなく、外気の熱をも利用することが可能となり、発熱部６６を充分に昇温させることが可能となる。
【００２４】
発熱部６６及び吸熱部６７は、貯留槽内の空気と直接触れ合うため、フッ素樹脂やエポキシ樹脂等による耐食コーティングを必要とするのに対して、外気吸熱部８１は、外気のみと接触するものであるため、発熱部６６及び吸熱部６７程の耐食処理を必要とせず、より熱効率が高いという利点を有する。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明は、下水汚泥の脱水ケーキ処理等、多量の材料を乾燥させる必要のある分野において、別途の大型設備を必要とせず、既存の貯留槽に設置可能な乾燥装置を提供するものである。
【符号の説明】
【００２６】
１…貯留ホッパー、１１…貯留部、１２，１３…下部開閉扉、１４…油圧シリンダー、２１…投入口、２２…上部開閉扉、２３…水受け、２４…開口部、３１，５１，６１…給気ダクト、５２，６２…排気ダクト、３７，６３…給気口、６４…排気口、６５…除塵フィルター、６６…発熱部、６７…吸熱部、６８…排水管、６９…コンプレッサー、７０…ファン、８１…外気吸熱部、Ｖ−１，Ｖ−２…空気配管バルブ、Ｖ−３…冷媒バルブ。
【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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