(57)【要約】  本発明は、サスペンションの脱水方法に関し、特には比較的低い有機物質濃度を有するサスペンションの脱水、または１５％未満の乾燥固体含有量を有するサスペンションの脱水に関する。本発明の特徴は、濃縮が起こるときに、脱水促進薬剤を同時にサスペンションに混合することである。有機物質の濃度を増大させる物質の例としては、おがくず、好ましくは粉砕されたポリウレタンである合成物質、粉砕されたピートまたは粉砕された樹皮である。添加剤の重量比率は、有機物質の合計重量の少なくとも５重量％、好ましくは少なくとも１０重量％である。同時の脱水および混合は、公知の脱水機構を利用して行うことができる。その例としては水抽出スクリューがあげられる。物質の部分的な脱水の後に、固形物含有量を４５％以上とするために、さらなる脱水のためにプレスに移動される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃水浄化プラントからのスラッジまたは製紙プラントからのスラッジのような有機物から構成される物質から液体を排出する方法であって、固体粒子形状の脱水促進薬剤を、スクリュー、ピンまたはパドルのような可動部材を含む脱水装置中での濃縮の間に同時に加え、液体コージェント物質と混合され、その後混合物がプレスで構成される他の脱水工程に移送されることを特徴とする方法。
【請求項２】
脱水促進薬剤がおがくずから構成されることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項３】
脱水促進薬剤が合成物質から構成され、特に粉砕されたポリウレタンから構成されることを特徴とする、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
脱水促進薬剤が粉砕された樹皮から構成されることを特徴とする、請求項１または２記載の方法。
【請求項５】
脱水促進薬剤が粉砕されたピートから構成されることを特徴とする、請求項１または２記載の方法。
【請求項６】
脱水促進薬剤が、互いに自由に混合されることができることを特徴とする、請求項１から６のいずれか１項記載の方法。  
【請求項７】
脱水促進薬剤の、生成される乾燥スラッジの合計重量に対する重量比率が、少なくとも１０重量％であることを特徴とする、請求項１から７のいずれか１項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はサスペンションの脱水手順に関し、特には、有機物濃度が比較的低いサスペンションの脱水手順に関する。脱水は公知の脱水装置の補助によって行なわれる。濃縮と同時に、サスペンションは、乾燥固形分を増加させることができる物質と混合される。
【０００２】
先行技術
一般に、液体の除去のための機械的な濃縮は、蒸発と比較して、液体を除去するための経済的観点から見て、はるかにコスト効率の良い方法である。液体含有物質の濃縮、または部分的な脱水は、様々な方法で行なうことができる。低濃度の物質の場合、それは、乾燥固形分に対して大量の液体を取り扱うことを意味し、慣習的に遠心分離機またはドラムフィルタを使用している。したがって、廃水浄化プラントからのスラッジをいわゆるデカンティング遠心分離機中で濃縮し、それにより２０％から３０％の範囲の固形分とすることが比較的一般的であった。パルプおよび製紙業界では、乾燥物含量７−２０％まで部分的に脱水するためにドラムフィルタを使用するのが普通であった。ドラムフィルタの１つの変形ではダブルワイヤの機械を構成する。そのような機械では、サスペンションは２つのエンドレスワイヤ間を移動される。パルプの濃縮では比較的高い乾燥物含有量（＞４０％）を得ることができる。しかし、都市の廃水浄化プラントからのスラッジの濃縮では３０％を越える乾燥物含有量を達成するのは難しい。前述の脱水メカニズムの使用中に、よりも高い乾燥物含有量レベルに到達するために、異なるタイプのプレスが使用される。それらは、ローラーとスクリューを有するプレスであり、通常プランチに対して作動するプレスであるファイバーの追加が水の除去を容易にすることは公知である。すなわち、それは、米国特許４，５５９，１４３に示され、ポリマーと長いファイバーとの組み合わせ使用を開示する。更に、たとえば、廃水浄化プラントにおける希釈されたスラッジサスペンションの遠心分離の前に、液体のポリマーを加えることが有用であることは公知である。
【０００３】
特許ＳＥ９７０４６５３−６は、セルを「砕き」、チャンネルを形成し、スラッジを「強化する」ことを意図して、おがくずおよび樹皮の追加を推奨する。
スウェーデン特許０２００２１７−８には、機械的脱水による高固形分含量に帰着する手順が記載されている。この手順の助けによって、スラッジ中の乾燥物含有量レベルは５０％を超える。物質が脱水メカニズムに移動される前に、該物質は粒子形状の１つ以上の添加剤であって、直径２ｍｍまたは対応するスクリーン幅のパルプストレーナ（スクリーン）を通ることにより定義される微粒子であるものが加えられ、添加剤の全重量が少なくとも４０重量％にされる。
【０００４】
先行技術の欠点
多くの装置の欠点は、それらが本質的な圧縮に物質を暴露するということである、それは、物質および機械設備の部品に損傷を与え得る。設備について、大きな機械的な圧力はワイヤ、プレスフェルトなどを損傷する。消耗を増加させることはワイヤまたはフェルトの破損に帰着する場合がある。プレスロールも損傷を受ける場合がある。更に、より多くのエネルギーがそれぞれの動作圧力の増加に必要である。さらに、電気的なエネルギーが通常必要なので、より高いエネルギー消費量は、自然環境上に負の効果を与える。エネルギーは、化石燃料などの燃焼によって生成されそれはとりわけ二酸化炭素の排出に帰着する。
【０００５】
遠心分離機での廃水浄化プラントからのスラッジを濃縮した後に、乾燥物含有量がおよそ２５％を超過する場合（まれである）、物質を移すことは難しい。遠心分離機の別の欠点は高い投資コストと、それらの比較的低い能力である。スクリュープレスは比較的高い乾燥物含有量を与える。しかし、それらは絞り出される水が、濃縮されるべき物質を多量に含んでいるという欠点を通常有している。これは比較的大きな穴で穿孔されるか、またはスクリーンである壁を有するプレスに起因する。一般的な型のドラムフィルタは、物質の最小の損失を与える。言いかえれば、濾液は比較的きれいである。しかしながら、ドラムフィルタの本質的な短所はこの装置が与える低い乾燥物含有量である。プレスシリンダーを備えたドラムフィルタでさえ、高い乾燥物含有量は達成されない。
【０００６】
本発明の説明
本発明によれば、脱水されるサスペンションは、粒子形状の固形物（今後は薬剤と呼ばれる）と一緒に混合される。そのような薬剤はポリマーなどで構成され、たとえば、１ｋｇ／ｄｍ３よりも小さい低密度または低い容積密度を有するポリウレタンである。ポリウレタンはカルバミド酸エステル（一般式ＲＯ．ＣＯ．ＮＨ２）の複合材料である。この種のエチルエステルは通常ウレタンと命名され、そのようなウレタンは例えば古い冷凍装置または冷蔵庫で断熱材として使用されているものから再利用することができる。本発明においては、再生セルロース（酢酸セルロースシルク、「ＷＥＴＴＥＸ−フォーム」）、おがくず、澱粉、およびアシやわらなどの植物を加えることができる。泥炭、樹皮および微粉砕されたストロープラントも加えることができる。本発明の好ましい実施態様によれば、可能であれば、薬剤の微粒子の濃縮のための分離（ふるい）によって選別する前に、薬剤は比較的小さな粒子状物質に寸断され粉砕されなければならない。薬剤の所望の粒径は、１つ以上の段階でふるいにかけることによって最適に達成される。したがって、たとえば、震動ふるい、振動ふるいまたはいわゆるエアセパレータのような公知のふるい装置を使用することができる。
【０００７】
薬剤重量比率は大きな範囲で変化することができる。経済的視点から見て、しかしながら、薬剤のできるだけ低い比率が望ましい。結果を達成するために、少なくとも５％、および好ましくは１０重量％以上が必要とされる。あるケースでは、濃縮後にブリケット、顆粒またはペレットを生産することが有利なことがある。ここで、スウェーデン特許ＳＥ９９０４３１３−５の中で使用される方法を利用することができる。
【０００８】
本発明の本質的で特徴的な態様は、上記の薬剤の混合が、濃縮とともに一体化した工程として行われることである。これは、たとえばスラッジのような、比較的低い物質濃度を有する液体の濃縮に関する。したがって、目標は、０．５％から１５％の間の、固形物の濃度を有するサスペンションを濃縮することである。
【０００９】
混合および濃縮手順の一体的な組み合わせは、公知の装置の使用により行なうことができる。したがって、スパイラルの援助によって液体と物質を移動する、コアを有するスクリュー水抽出器またはコアのない水抽出器のどちらも使用することができる。原理的には、チューブがスクリューまたはスパイラルを巻き、そのエンベロープ表面上に開口を有する。エンベロープ表面の外側または内側はプラスチックまたは鋼のワイヤで覆われることができる。さらに異なる構成の脱水装置は、中央のアクセルに接続された、回転するパドルまたはピンを備えた脱水装置である。
【００１０】
先行技術にかかる実施例
製紙工場の生物学的精製処理からのサスペンション状のファイバーを含むスラッジは、そのエンベロープ表面が０．２ｍｍの直径の穴を有するスクリュー水抽出器に転送された。ここで、水はエンベロープ表面上で穴から絞り出された。これにより濃度が１．３％から１２．６％まで濃縮された。スクリュー水抽出器の穴を通り抜けた濾液は、望ましくない濃度の有機物を有していた。すなわち、濾液は、水１リットル当たり３グラム（乾燥物含有量）の有機物を含んでいた。その後、スクリュー水抽出器からの濃縮されたスラッジはプレスに転送された。その詳細は特許０００４５５７−２に記載されている。このプレスでの圧縮の後、スラッジは、１７．６％の乾燥物含有量となった。
【００１１】
本発明にかかる実施例
先行技術にかかる実施例と同様に、製紙工場の生物学的精製処理からのサスペンション状のファイバーを含んでいるスラッジは、そのエンベロープ表面が０．２ｍｍの直径の穴を有するスクリュー水抽出器に転送された。スクリュー水抽出器の入口では、製材工場からのおがくずが加えられた。おがくずはふるいにかけられて分離されたおがくずであった。ふるいにかけられたおがくずは６４重量％含まれ、直径２ｍｍの穴を有するふるいを通過することにより定義される、細かなものであった。おがくずは、４３％の乾燥物含有量を有していた。
【００１２】
実験中に、おがくずとファイバースラッジサスペンションの間の驚くほど完全な混合が達成された。さらに驚くべきことはおがくずの添加が提供した有効な濃縮だった。スクリュー水抽出器出口から取られたサンプルでは、２４％の乾燥固形分が達成された。６時間の間に得られた無作為標本中のおがくずの重量比率は平均４１％で、幅は＋／−３重量％であった。これは、スクリュー水抽出器の初期の相では乾燥物含有量がおよそ１４％に達したことを意味する。言いかえれば、乾燥物含有量は脱水硬化により、およそ１４％から２４％に増加された。
【００１３】
見出された別の肯定的な効果は、スクリュー水抽出器から排出される濾液が驚くほど清浄だったということである。この観察は濾液の分析によって確認された。濾液は、液体１リットル当たり０．８グラムだけの固体有機物の含有量であった。（それは液体１リットル当たり０．８グラムだけの乾燥物含有量を示した）。スクリュー水抽出器からのおがくず、ファイバーおよびスラッジの濃縮された混合物は、先行技術にかかる実施例で使用されたのと同じプレスに運ばれた。プレスに入る時の比較的高い初期乾燥固形分（２４％）にも拘わらず、プレスからの驚くほど多量な水の流れが観察された。更に、濾液は事実上完全に透明だった。それは水１リットル当たり０．１２グラムだけの物質量を有する濾液によって確認された。プレスからの比較的良好な液体の流れのために、５１．２％の高い乾燥物含有量レベルが達成された。
【００１４】
利点
本発明によって、より高いレベルの固形分を達成することが可能なので、エネルギーを節約することが可能である。更に、化石燃料の消費が低減できるので、エネルギーの低下の結果、環境によい。そのため、二酸化炭素の放出を顕著に減じることができる。理論的には、１トンのオーブンで乾燥されたスラッジ当たり１ｍ３の水分の減少は、２００ｋｇの排出二酸化炭素（ＣＯ２）の低減に帰着する。本発明によれば、水分量は、１トンのオーブンで乾燥されたスラッジ当たりほぼ３ｍ３の減少される。言いかえれば、本発明は１トンのスラッジ当たりおよそ６００ｋｇの、環境に有害なＣＯ２の低減をもたらす。スウェーデンでは、毎年、百万ｍ３（トン）の水分量の、オーブンで乾燥されるほぼ２０００００トンのスラッジが生産される。本発明が完全に適用される場合、排出ＣＯ２を１年当たり１０００００トン低減できる可能性がある。
【国際調査報告】
2007536084.tif 000002
2007536084.tif 000003
2007536084.tif 000004