(57)【要約】【課題】従来品と比較して設備コストが低い間接加熱式の汚泥消化装置を提供する。【解決手段】この発明の汚泥消化装置は、汚泥を入れる槽１と、槽１の内部と外部に渡って配置された汚泥の循環経路２と、スクリューポンプ３と、熱交換器４を備えている。循環経路２は、槽１の内部から外部に渡って槽壁を貫通して延びる第１の横管および第２の横管２６を有する。これらの横管の槽１の外部に配置された部分に、循環経路２内の汚泥を加熱するための熱交換器４を設ける。【選択図】図１
2011031166.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚泥を入れる槽と、
槽内に配置されて上側が開口する第１の縦管と、
槽内に配置されて下側が開口する第２の縦管と、
第１および第２の縦管にそれぞれ接続されて、槽内から槽外まで槽壁を貫通して延びる第１および第２の横管と、
槽外で、第１および第２の横管を接続するＵ字状管と、
前記Ｕ字状管に設置されたポンプと、
を備え、
前記第１および第２の縦管と、前記第１および第２の横管と、前記Ｕ字状管とを含み、前記第１および第２の縦管の一方を入口、他方を出口とした循環経路内に、槽内の汚泥を導いて循環させることで、槽内の汚泥を撹拌する汚泥消化装置であって、
前記第１および第２の横管の槽外に配置された部分に、前記循環経路内の汚泥を加熱する熱交換器を設けたことを特徴とする汚泥消化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、下水処理等の過程で発生する汚泥の消化（有機物の嫌気性分解）工程で使用される汚泥消化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
汚泥消化槽で汚泥を消化する工程を行う際には、槽内の汚泥を底部に堆積させないように撹拌するとともに、槽内の汚泥を適温に加熱する必要がある。
消化槽内の汚泥の撹拌方法に関しては、下記の特許文献１に、消化槽内の汚泥を、槽外に配置したポンプで循環経路内に導いて、消化槽内に戻すことが記載されている。前記循環経路は、槽内に配置された上下に延びる一対の縦管と、各縦管と接続されて、槽内から槽外まで槽壁を貫通して延びる一対の横管と、両横管を槽外で接続するＵ字状管とで構成され、Ｕ字状管にポンプが設置されている。
【０００３】
消化槽内の汚泥の加熱方法としては、例えば、特許文献２に記載されているように、槽内に熱源を入れて加熱する直接法と、槽内の汚泥を外部に出して槽内に戻す循環管を設けて、この循環管内の汚泥を熱交換器で加熱する間接法がある。
直接法は、例えば図５に示すように、汚泥５を入れた槽１の上部に吹き込み管６を設けて、ボイラ設備等から発生した蒸気を槽１内の汚泥５に吹き込む方法である。この方法には、蒸気を入れることで消化槽内の汚泥が水で薄められて、汚泥濃度が低下するという問題点がある。
【０００４】
なお、図５において、符号２は、撹拌のために設けた循環経路を示す。この循環経路２は、槽１の内部と外部に渡って配置され、上方に開口する第１の縦管２１と下方に開口する第２の縦管２４を有している。また、循環経路２の槽１の外部に配置された部分にスクリューポンプ３が設けてある。
間接法では、例えば図６に示すように、撹拌のために設けた循環経路２とは別に、加熱のための循環経路７を設けている。この例では、槽壁１１を貫通して槽内から槽外まで配置された一対の横管７１，７２と、両横管を槽外で接続する縦管７３とを配置し、出側の横管７２と縦管７３との間にポンプ７４を設け、縦管７３のポンプ７４と入側の横管７１との間の部分に熱交換器４を設けている。
【０００５】
図６の方法では、槽外に配置された配管内の汚泥を熱交換器で加熱しているため、熱交換器の熱源としてボイラ設備等から発生した蒸気を利用した場合でも、蒸気そのものは汚泥に入らないことから、消化槽内の汚泥濃度は低下しない。しかし、この方法には、直接法と比較して設備コストが高くなるという問題点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−１７３９９２号公報
【特許文献２】特開平５−２６９４９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この発明の課題は、消化槽内の汚泥を、槽内と槽外に渡って配置された循環経路内に導いて循環させることで撹拌が行われ、消化槽内の汚泥の加熱が間接法で行われる汚泥消化装置であって、従来の間接加熱式汚泥消化装置と比較して設備コストが低いものを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、この発明の汚泥消化装置は、汚泥を入れる槽と、槽内に配置されて上側が開口する第１の縦管と、槽内に配置されて下側が開口する第２の縦管と、第１および第２の縦管にそれぞれ接続されて、槽内から槽外まで槽壁を貫通して延びる第１および第２の横管と、槽外で、第１および第２の横管を接続するＵ字状管と、前記Ｕ字状管に設置されたポンプと、を備え、前記第１および第２の縦管と、前記第１および第２の横管と、前記Ｕ字状管とを含み、前記第１および第２の縦管の一方を入口、他方を出口とした循環経路内に、槽内の汚泥を導いて循環させることで、槽内の汚泥を撹拌する汚泥消化装置であって、前記第１および第２の横管の槽外に配置された部分に、前記循環経路内の汚泥を加熱する熱交換器を設けたことを特徴とする。
【０００９】
この発明の汚泥消化装置では、汚泥を撹拌するために設けた循環経路を構成する第１および第２の横管に、汚泥を加熱するための熱交換器を設けているため、撹拌のための循環経路とは別に加熱のための循環経路を設けている従来の間接加熱式汚泥消化装置と比較して、設備コストが低く抑えられる。また、加熱された汚泥が槽内に戻されて撹拌流を形成するため、槽内全体の加熱が効率よく行われる。
【発明の効果】
【００１０】
この発明の汚泥消化装置は、消化槽内の汚泥を、槽内と槽外に渡って配置された循環経路内に導いて循環させることで撹拌が行われ、消化槽内の汚泥の加熱が間接法で行われる汚泥消化装置であって、従来の間接加熱式汚泥消化装置と比較して設備コストが低く、槽内全体の加熱効率が高いものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の第１実施形態に相当する汚泥消化装置を示す概略構成図である。
【図２】図１の部分拡大図である。
【図３】この発明の第２実施形態に相当する汚泥消化装置の一部を示す図であって、図１の部分拡大図に対応する図である。
【図４】この発明の第３実施形態に相当する汚泥消化装置の一部を示す図であって、図１の部分拡大図に対応する図である。
【図５】従来の直接加熱式の汚泥消化装置を示す概略構成図である。
【図６】従来の間接加熱式の汚泥消化装置を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、この発明の実施形態について説明する。
図１は第１実施形態の汚泥消化装置を示す概略構成図であって、汚泥を入れる槽が奥行き方向中心での断面図となっている。図２は図１の部分拡大図であって、槽外の部分と、横管が槽壁を貫通している部分を示している。
これらの図に示すように、第１実施形態の汚泥消化装置は、汚泥を入れる槽１と、槽１の内部と外部に渡って配置された汚泥の循環経路２と、スクリューポンプ３と、熱交換器４と、を備えている。
【００１３】
循環経路２は、槽１の内部に配置されて上側が開口する第１の縦管２１と、槽１の内部に配置されて第１の縦管２１から斜め下方に延びる第１の斜め管２２と、槽１の内部で斜め管２２から水平方向に延びて、槽１の槽壁１１を貫通して槽１の外部に達する第１の横管２３を有する。
循環経路２は、また、槽１の内部に配置されて下側が開口する第２の縦管２４と、槽１の内部に配置されて第２の縦管２４から斜め上方に延びる第２の斜め管２５と、槽１の内部で斜め管２５から水平方向に延びて、槽１の槽壁１１を貫通して槽１の外部に達する第２の横管２６を有する。第２の横管２６は第１の横管２３と同じ高さに配置されている。
【００１４】
循環経路２は、さらに、槽１の外部で、第１の横管２３と第２の横管２６を接続するＵ字状管２７を有する。第１の横管２３、第２の横管２６、Ｕ字状管２７は、同じ水平面内に配置されている。
Ｕ字状管２７内に、スクリューポンプ３を構成するスクリュー羽根付きの回転軸３１が配置されている。このスクリューポンプ３は可逆転式であり、回転軸３１の回転方向に応じて流れの方向が矢印Ａ方向とその反対方向に変わるが、性能は変わらない。
【００１５】
熱交換器４は、第１の横管２３および第２の横管２６の、槽１の外部に配置されている部分に設置されている。
この熱交換器４は、熱源の循環管は一つで、汚泥を入れる伝熱管は第１の横管２３用の第１の部分４１と、第２の横管２６用の第２の部分４２とに分けてある。そして、熱源である蒸気が熱交換器４の導入管４３から導入され導出管４４から導出される間に、第１の部分４１で第１の横管２３内の汚泥が入る伝熱管と蒸気が接触し、第２の部分４２で第２の横管２６内の汚泥が入る伝熱管と蒸気が接触して熱交換が行われるように構成されている。また、この熱交換器４は、第１および第２の横管２３，２６内の汚泥の流れの向きが変わっても、同等の性能を有するものである。
【００１６】
この実施形態の汚泥消化装置では、流れの方向が図２の矢印Ａ方向になるようにスクリューポンプ３を作動させることで、槽１内の汚泥５は、第１の縦管２１から循環経路２内に導かれ、第１の斜め管２２、第１の横管２３、Ｕ字状管２７、第２の横管２６、第２の斜め管２２の順に移動し、第２の縦管２４から槽１内に戻される。これにより、槽１内の汚泥５が撹拌される。また、循環経路２内に導かれた汚泥は、第１の横管２３を通る際に熱交換器４の第１の部分４１で加熱され、Ｕ字状管２７を通った後に第２の横管２６を通る際に、熱交換器４の第２の部分４２で加熱される。
【００１７】
なお、流れの方向が図２の矢印Ａとは反対方向になるようにスクリューポンプ３を作動させた場合、槽１内の汚泥５は、第２の縦管２４から循環経路２内に導かれて、上記とは反対の順に循環系路２内を移動して、第１の縦管２１から槽１内に戻される。
この実施形態の汚泥消化装置によれば、汚泥を撹拌するために設けた循環経路２を構成する第１および第２の横管２３，２６に、汚泥を加熱するための熱交換器４を設けているため、図６に示すような、撹拌のための循環経路２とは別に加熱のための循環経路７を設けている、従来の間接加熱式汚泥消化装置と比較して、設備コストを低く抑えることができる。また、循環経路２で加熱された汚泥が槽１内に戻されて撹拌流を形成するため、槽１内全体の汚泥５が効率よく加熱される。
【００１８】
第２実施形態の汚泥消化装置は、熱交換器４の設け方を除き、第１実施形態の汚泥消化装置と同じ構成である。この実施形態では、図３に示すように、第１の横管２３および第２の横管２６の槽１の外部に配置されている部分に、それぞれ独立の熱交換器４を設けている。これにより、第２実施形態では、各熱交換器４において、熱源である蒸気が導入管４３から導入され導出管４４から導出される間に、各横管２３，２６内の汚泥が入る伝熱管と蒸気が接触して熱交換が行われる。
【００１９】
第３実施形態の汚泥消化装置は、熱交換器４の設け方を除き、第１実施形態の汚泥消化装置と同じ構成である。この実施形態では、熱交換器４を第１の横管２３および第２の横管２６に直接設けずに、図４に示すように、第１の横管２３および第２の横管２６と熱交換器４とを、枝管８１，８２で接続している。熱交換器４は、槽１の外部に配置されている第１の横管２３および第２の横管２６の間に配置されている。
【００２０】
流れの方向が図４の矢印Ａとなるようにスクリューポンプ３を作動させる（回転軸３１を回転させる）と、第１の横管２３と第２の横管２６との間に差圧が生じて、Ｕ字状管２７を出て第２の横管２６に入った直後の汚泥が、枝管８２から熱交換器４の伝熱管に導入され、熱源である蒸気が導入管４３から導入され導出管４４から導出される間に、伝熱管と蒸気が接触して熱交換が行われる。熱交換された汚泥は第２の横管２６側の枝管８１に入り、第２の横管２６からＵ字状管２７に戻る。
【符号の説明】
【００２１】
１  槽
２  循環経路
２１  第１の縦管
２２  第１の斜め管
２３  第１の横管
２４  第２の縦管
２５  第２の斜め管
２６  第２の横管
２７  Ｕ字状管
３  スクリューポンプ
３１  回転軸
４  熱交換器
４１  第１の部分
４２  第２の部分
４３  蒸気の導入管
４４  蒸気の導出管
５  汚泥
６  吹き込み管
７  加熱のための循環経路
７１  横管
７２  横管
７３  縦管
７４  ポンプ
８１  枝管
８２  枝管
【図１】
2011031166.tif 000003
【図２】
2011031166.tif 000004
【図３】
2011031166.tif 000005
【図４】
2011031166.tif 000006
【図５】
2011031166.tif 000007
【図６】
2011031166.tif 000008