(57)【要約】【課題】乾燥物の扱いを容易にしやすくすることができる乾燥方法及び乾燥装置を提供する。【解決手段】乾燥装置５は、液体と固体とが混合した泥状体を圧搾した残渣２９を収容する圧力容器４１と、圧力容器４１を外側から、圧力容器４１とは隙間を有した状態で覆うジャケット４３と、ジャケット４３の外側から第１〜第３吸気管６１、６５及び７１を介して圧力容器４１内に連通し、圧力容器４１内の気体を吸気するポンプ４９と、を備え、ポンプ４９は、吸気した前記気体を、前記隙間に連通する第１及び第２排気管７３及び７５を介して前記隙間に排気することを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体と固体とが混合した泥状体を圧搾する圧搾工程と、前記圧搾工程での残渣を乾燥させる乾燥工程とを有することを特徴とする乾燥方法。
【請求項２】
前記残渣を容器に収容する工程を有し、
前記乾燥工程では、前記残渣が収容された前記容器の内部の圧力を大気圧よりも低くした状態で、前記容器内の前記残渣を乾燥させることを特徴とする請求項１に記載の乾燥方法。
【請求項３】
前記乾燥工程において、前記容器内の気体をポンプで吸気することで前記圧力を低くし、前記ポンプの排気を前記容器に吹きかけて前記容器を加熱することを特徴とする請求項２に記載の乾燥方法。
【請求項４】
液体と固体とが混合した泥状体を圧搾した残渣を収容する容器と、該容器を外側から、前記容器とは隙間を有した状態で覆うジャケットと、該ジャケットの外側から吸気管を介して前記容器内に連通し、前記容器内の気体を吸気するポンプと、を備え、
前記ポンプは、吸気した前記気体を、前記隙間に連通する排気管を介して前記隙間に排気することを特徴とする乾燥装置。
【請求項５】
前記ジャケットと前記ポンプとの間で前記吸気管に設けられ、前記吸気管を流れる前記気体から前記液体の一部を分離する蒸気ミストセパレータを備えることを特徴とする請求項４に記載の乾燥装置。
【請求項６】
前記ポンプが回転式ポンプで構成されていることを特徴とする請求項５に記載の乾燥装置。
【請求項７】
前記ポンプが、前記回転式ポンプの１つである油回転ポンプで構成されていることを特徴とする請求項６に記載の乾燥装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乾燥方法及び乾燥装置に関し、特に、液体と固体とが混合した泥状体の乾燥に好適な乾燥方法及び乾燥装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、泥状体の一種である汚泥を微粉状に乾燥させる方法と装置とが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３１３９１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載された方法や装置では、汚泥を微粉状に乾燥させて、乾燥した汚泥が粉末状態で乾燥物として排出される。ここで、粉末状態の乾燥物では、粉末が粉塵として飛散しやすいので、移送などの扱いに際して、防塵マスクを着用したり、集塵装置などを稼動させて粉塵の飛散拡大の予防を図ったりしなければならない場合が考えられる。つまり、粉末状態の乾燥物では、扱いが困難であるという未解決の課題がある。
【０００５】
本発明は、この未解決の課題に着目してなされたものであり、乾燥物の扱いを容易にしやすくすることができる乾燥方法及び乾燥装置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】
【０００６】
本発明の乾燥方法は、液体と固体とが混合した泥状体を圧搾する圧搾工程と、前記圧搾工程での残渣を乾燥させる乾燥工程とを有することを特徴とする。
【０００７】
この乾燥方法では、泥状体を圧搾した残渣を乾燥させる。泥状体を圧搾すると、固体が凝縮されて残渣の密度を高めやすくすることができる。つまり、泥状体を圧搾すると、残渣を凝縮した状態に固めやすくすることができる。そして、凝縮した状態の残渣を乾燥させるので、残渣を乾燥させた後の乾燥物を凝縮した状態に維持しやすくすることができる。従って、この乾燥方法では、乾燥物を扱いやすくすることができる。
【０００８】
上記の乾燥方法では、前記残渣を容器に収容する工程を有し、前記乾燥工程では、前記残渣が収容された前記容器の内部の圧力を大気圧よりも低くした状態で、前記容器内の前記残渣を乾燥させてもよい。
【０００９】
この乾燥方法では、容器内の圧力を低くした状態で残渣を乾燥させるので、圧力を低くすることで液体の沸点を下げることができ、残渣の乾燥を促進させることができる。
【００１０】
上記の乾燥方法では、前記乾燥工程において、前記容器内の気体をポンプで吸気することで前記圧力を低くし、前記ポンプの排気を前記容器に吹きかけて前記容器を加熱してもよい。
【００１１】
この乾燥方法では、ポンプで容器内の気体を吸気することで圧力を低くすることができ、ポンプの排気を容器に吹きかけて容器を加熱するので、残渣の乾燥を一層促進させることができるとともに、エネルギの有効活用が図られる。
【００１２】
本発明の乾燥装置は、液体と固体とが混合した泥状体を圧搾した残渣を収容する容器と、該容器を外側から、前記容器とは隙間を有した状態で覆うジャケットと、該ジャケットの外側から吸気管を介して前記容器内に連通し、前記容器内の気体を吸気するポンプと、を備え、前記ポンプは、吸気した前記気体を、前記隙間に連通する排気管を介して前記隙間に排気することを特徴とする。
【００１３】
この乾燥装置では、容器内の気体をポンプで吸気することによって、この容器内の圧力状態を大気圧よりも低い状態にすることができる。従って、泥状体が圧搾されて凝縮した状態の残渣を、大気圧よりも低い圧力状態の容器内で乾燥させることができる。この乾燥装置では、残渣が凝縮した状態で乾燥されるので、残渣を乾燥させた後の乾燥物を扱いやすい状態にすることができる。
【００１４】
また、この乾燥装置では、容器がジャケットによって、容器とジャケットとの間に隙間を有して覆われており、ポンプがこの隙間に排気する。これにより、容器がポンプの排気によって加熱され、容器内の残渣の乾燥が促進されるとともに、エネルギの有効活用が図られる。
【００１５】
上記の乾燥装置では、前記ジャケットと前記ポンプとの間で前記吸気管に設けられ、前記吸気管を流れる前記気体から前記液体の一部を分離する蒸気ミストセパレータを備えていてもよい。
【００１６】
この構成によれば、容器内で蒸発した液体を捕集しやすくすることができる。
【００１７】
上記の乾燥装置では、前記ポンプが回転式ポンプで構成されていてもよい。
【００１８】
ここで、回転式ポンプでは、吸気された気体が圧縮されてから排気される。気体が圧縮されると、気体の温度が上昇する。つまり、この乾燥装置では、圧縮されて温度が上昇した気体がポンプから排気されるので、ポンプの排気で容器を加熱しやすくすることができ、容器内の残渣の乾燥が一層促進される。
【００１９】
上記の乾燥装置では、前記ポンプが、前記回転式ポンプの１つである油回転ポンプで構成されていてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の実施形態を、泥状体の一種である汚泥を処理する汚泥処理装置を例に、図面に基づいて説明する。
本実施形態における汚泥処理装置１は、図１に示すように、圧搾装置３と、乾燥装置５とを備えている。汚泥処理装置１は、汚泥槽７に溜められた汚泥９を圧搾装置３で圧搾して、圧搾された残渣を乾燥装置５で乾燥させるものである。
【００２１】
汚泥槽７に溜められた汚泥９は、ポンプ１１で汲み上げられて圧搾装置３に送り込まれる。圧搾装置３は、例えば、フィルタープレス、スクリュープレス、ロールプレスなどが採用され得る。本実施形態では、圧搾装置３としてフィルタープレスが採用されている。
【００２２】
この圧搾装置３は、図２に示すように、重なり合う多数のろ板１５を、一対のプレス板１７及び１９で挟んだ構成を有している。プレス板１９は、シリンダ２１によって駆動されるロッド２３が接続されており、図２で見て左右方向に進退可能に構成されている。つまり、プレス板１９は、シリンダ２１によってロッド２３を介して開閉される。多数のろ板１５は、プレス板１９が開状態のときに、ろ板１５同士が離隔され、プレス板１９が閉状態のときに、ろ板１５同士が当接する。なお、図２に示す状態は、プレス板１９が閉状態のときを示している。
【００２３】
各ろ板１５は、図示しないろ布に包まれている。つまり、圧搾装置３では、各ろ板１５が１つのろ布で包まれた状態で、多数のろ板１５が重ねられている。従って、プレス板１９が閉状態のとき、隣り合う２枚のろ板１５は、２つのろ布を挟んで当接する。上述した汚泥槽７からの汚泥９は、ポンプ１１によって２つのろ布同士間に送り込まれる。
【００２４】
そして、ろ布同士間に送り込まれた汚泥９は、一対のプレス板１７及び１９を介して圧縮力が付与されることによって圧搾される。圧搾によって汚泥９から搾り取られた水２５は、排水槽２７を介して圧搾装置３外に排水される。また、汚泥９を圧搾した残渣２９は、圧搾装置３から排出されて残渣槽３１に収容される。なお、圧搾装置３では、残渣２９がブロック状に形成される。このようなブロック状の残渣２９は、ケーキとも呼ばれている。
【００２５】
乾燥装置５は、図３に示すように、圧力容器４１と、ジャケット４３と、蒸気ミストセパレータ４５と、フィルタ部４７と、ポンプ４９と、フィルタ部５１とを有している。
圧力容器４１は、閉じられた状態で内部の機密性が保たれるように構成されている。圧力容器４１は、吸込口５５が形成されており、この吸込口５５を介して圧力容器４１の内部と外部とが連通している。
【００２６】
ジャケット４３は、圧力容器４１を外側から覆っている。ジャケット４３と圧力容器４１との間には、隙間が設けられている。このジャケット４３には、送風孔５７と排気孔５９とが形成されている。
蒸気ミストセパレータ４５は、第１吸気管６１を介して圧力容器４１の吸込口５５に接続されている。この蒸気ミストセパレータ４５は、第１吸気管６１を介して流入する気体から、気体中に含まれる蒸気成分を分離して、分離した蒸気成分を液体６３として排出する。
【００２７】
フィルタ部４７は、第２吸気管６５を介して蒸気ミストセパレータ４５に接続されている。フィルタ部４７は、蒸気ミストセパレータ４５を経てフィルタ部４７に流入する気体からケミカル成分を除去する。
【００２８】
ポンプ４９は、回転式ポンプの１つである油回転ポンプで構成され、吸気口６７と、排気口６９とを有している。吸気口６７は、第３吸気管７１を介してフィルタ部４７に接続されている。排気口６９は、第１排気管７３を介してフィルタ部５１に接続されている。このポンプ４９は、吸気口６７から気体を吸気して、吸気した気体を排気口６９から排気する所謂真空ポンプである。
【００２９】
フィルタ部５１は、ポンプ４９の排気口６９から第１排気管７３を介して送り込まれる気体から、油分を除去する。油回転ポンプであるポンプ４９では、稀に、真空ポンプ油が排気口６９からオイルミストとして排出されることがある。このため、乾燥装置５では、オイルミストを除去するために、フィルタ部５１が設けられている。フィルタ部５１の流出側は、第２排気管７５を介して、ジャケット４３の送風孔５７に接続されている。
【００３０】
上記の構成を有する乾燥装置５は、残渣２９を圧力容器４１に収容した状態でポンプ４９が駆動されることによって、圧力容器４１に収容された残渣２９を乾燥させる。残渣２９の乾燥では、まず、図２に示す圧搾装置３の残渣槽３１から残渣２９を取り出して、取り出した残渣２９を、図３に示す圧力容器４１の内部に収容する。ここで、圧力容器４１及びジャケット４３には、それぞれ、図示しない扉が設けられている。そして、残渣２９は、これらの扉が開いている状態で、圧力容器４１の内部に収容される。
【００３１】
なお、圧搾装置３から残渣槽３１に収容された残渣２９は、圧搾装置３によって圧縮力が付与されているので、残渣２９を構成する固体が凝縮されて、固体の密度が高められている。また、残渣２９は、残渣２９を構成する無数の固体同士が複雑に絡み合った状態になっているとも考えられる。従って、残渣槽３１に収容された残渣２９は、残渣２９から固体が崩落しにくく、形状を保持しやすくなっている。このため、残渣槽３１から圧力容器４１への残渣２９の移送を容易に行うことができる。
【００３２】
次いで、圧力容器４１及びジャケット４３のそれぞれの扉を閉めた状態で、ポンプ４９の駆動を開始する。なお、ポンプ４９は、吸気口６７が、第３吸気管７１、フィルタ部４７、第２吸気管６５、蒸気ミストセパレータ４５、第１吸気管６１及び吸込口５５を介して、圧力容器４１の内部に連通している。従って、圧力容器４１の内部の気体が、ポンプ４９の吸気口６７から吸気される。
【００３３】
圧力容器４１の内部の気体が吸気されると、圧力容器４１の内部の圧力が、圧力容器４１の外部の圧力すなわち大気圧よりも低くなっていく。これにより、圧力容器４１の内部は、圧力が大気圧よりも低い状態に保たれる。
【００３４】
一方、ポンプ４９の排気口６９からは、吸気口６７から吸気した気体が排気される。ここで、回転式のポンプの場合、吸気された気体は、ポンプ４９内で圧縮されてから排気される。気体が圧縮されると、気体の温度が上昇するため、ポンプ４９からの排気は熱を帯びている。
【００３５】
そして、熱を帯びた排気は、第１排気管７３、フィルタ部５１及び第２排気管７５を経て、送風孔５７からジャケット４３内に送り込まれる。つまり、圧力容器４１は、ポンプ４９からの熱を帯びた排気が吹きかけられることによって加熱される。なお、ジャケット４３には、排気孔５９が設けられているため、ポンプ４９からジャケット４３内に排気が送り込まれても、ジャケット４３内の圧力上昇は低く抑えられる。
【００３６】
なお、本実施形態において、圧力容器４１が容器に対応している。
本実施形態の汚泥処理装置１では、汚泥９を圧搾装置３で圧搾した残渣２９を、乾燥装置５で乾燥させるようになっている。圧縮されて固体が凝縮し、固体の密度が高められた残渣２９は、固体が崩落しにくく、形状が保持されやすい。そして、形状が保持された状態で残渣２９が乾燥されるので、残渣２９を乾燥させた後の乾燥物は、固体が凝縮された状態が維持される。従って、この汚泥処理装置１では、軽量で、且つ粉塵の飛散が低く抑えられた乾燥物が得られる。これにより、乾燥物を扱いやすくすることができる。
【００３７】
また、本実施形態では、残渣２９を圧力容器４１に収容した状態で、圧力容器４１内の圧力を大気圧よりも低くするので、液体の沸点が下がり、残渣２９の乾燥を促進させることができる。
【００３８】
また、本実施形態では、圧力容器４１内の気体をポンプ４９で吸気することによって圧力容器４１内の圧力を低くするとともに、ポンプ４９の排気を圧力容器４１に吹きかけて加熱するので、残渣２９の乾燥を一層促進させることができる。また、圧力容器４１内の圧力を下げるポンプ４９の排気を利用して圧力容器４１を加熱するので、エネルギの有効活用が図られる。
【００３９】
また、本実施形態では、ポンプ４９として回転式ポンプの１つである油回転ポンプが採用されている。回転式ポンプでは、吸気された気体が圧縮されてから排気される。気体が圧縮されると、気体の温度が上昇する。従って、汚泥処理装置１における乾燥装置５では、圧縮されて温度が上昇した気体がポンプ４９から排気されるので、ポンプ４９の排気で圧力容器４１を一層加熱しやすくすることができる。これにより、圧力容器４１内の残渣２９の乾燥が一層促進される。
【００４０】
ここで、実施例について説明する。
本実施例は、残渣２９を実験装置で乾燥させたときに得られた乾燥時間と含水率との結果である。
［実施例］
（１）試料の作成
ブロック状の残渣２９の１つを採取し、この残渣２９を分割して、試料Ａ、試料Ｂ、試料Ｃ、試料Ｄ、試料Ｅ及び試料Ｆの６個の試料を作成した。これらの試料Ａ〜Ｆは、それぞれ、およそ４ｃｍ3の大きさに形成した。
【００４１】
（２）実験装置の作成
本実施例で用いた実験装置として作成した乾燥装置５について説明する。
なお、実験装置として作成した乾燥装置５は、図４に示すように、前述した実施形態における乾燥装置５と同様の構成を有しており、実施形態の乾燥装置５に対応する部分については同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００４２】
図４に示す乾燥装置５の圧力容器４１は、内径が約１００ｍｍの円筒状の厚肉容器であり、上端にフランジ部８１が形成されている。この圧力容器４１は、蓋８３を備えており、この蓋８３がフランジ部８１にボルト８５で固定される。蓋８３には、この蓋８３を貫通する吸込口５５が設けられている。吸込口５５には、継手８７を介して第１吸気管６１、真空計８９及び大気開放弁９１が接続されている。
【００４３】
（３）試料の乾燥
試料Ａ〜Ｆのうちの試料Ａ〜Ｅを、圧力容器４１内に収容してから、ポンプ４９の駆動を開始した。ポンプ４９の駆動を開始してから１時間が経過したときに、ポンプ４９を停止させ、大気開放弁９１を開いてから蓋８３を開けて、試料Ａを取り出した。取り出した試料Ａについては、残りの試料Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの乾燥が終了するまで、デシケータで保管した。なお、１時間が経過してポンプ４９を停止させる前に、真空計８９で圧力容器４１内の圧力を計測した。
【００４４】
同様の手順で、試料Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの乾燥を再開し、１時間が経過するごとに、試料Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅを１個ずつ取り出していった。取り出した試料については、それぞれ、デシケータで保管した。
試料Ａ〜Ｅの乾燥時間を、下記表１に示す。
【００４５】
【表１】
2008212802.tif 000003
【００４６】
［比較例］
試料Ａ〜Ｅを乾燥させている間に、試料Ｆを、デシケータで保管しておいた。つまり、試料Ｆは、乾燥時間が０時間である。
【００４７】
［結果］
試料Ａ〜Ｆのそれぞれについて、含水率を測定した。含水率を測定した結果を下記表２に示す。なお、含水率を測定する前の段階で、各試料Ａ〜Ｆの触感を観察したが、試料Ｃ，Ｄ，Ｅは、硬い感触であったのに対し、試料Ａ，Ｂ及びＦは軟らかい感触であった。また、粉塵の発生については、目視による観察で、試料Ａ〜Ｆのいずれにおいても発生は認められなかった。
【００４８】
【表２】
2008212802.tif 000004
【００４９】
なお、含水率の測定は、次の手順による。
まず、各試料Ａ〜Ｆを蒸発皿に載置する。次いで、各試料Ａ〜Ｆが載置された状態で各蒸発皿の重量を測定する。このときの重量の測定値をＷ１とする。
次いで、各試料Ａ〜Ｆを、各蒸発皿に載置したままの状態で、１０５℃以上且つ１１０℃以下の温度下で２時間乾燥させた後、デシケータ中で３０分間放冷する。
次いで、各試料Ａ〜Ｆが載置された状態で各蒸発皿の重量を測定する。このときの重量の値をＷ２とする。
そして、各試料Ａ〜Ｆの含水率を、下記（Ｉ）式を用いて算出した。
含水率（％）＝１００−（Ｗ２／Ｗ１）×１００・・・（Ｉ）
【００５０】
上記表２に示すように、乾燥時間が０時間の試料Ｆの含水率が６８％であるのに対し、乾燥時間が５時間である試料Ｅの含水率が２２％であり、乾燥装置５における高い乾燥効果が確認された。
【００５１】
なお、本実施形態では、第１吸気管６１を流れる気体中に含まれる蒸気成分を、蒸気ミストセパレータ４５で分離する構成としたが、これに限定されず、蒸気成分をコンデンサで熱交換によって凝縮させて、液体６３として分離する構成としてもよい。
【００５２】
また、乾燥装置５は、蒸気ミストセパレータ４５の液体６３が排出される側に真空ポンプを接続した構成を有していてもよい。この場合、蒸気ミストセパレータ４５による蒸気成分の分離を促進させることができるとともに、分離された蒸気成分を液体６３として排出させやすくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施形態における汚泥処理装置の概略の構成を示す図。
【図２】本発明の実施形態における汚泥処理装置の圧搾装置の構成を説明する図。
【図３】本発明の実施形態における汚泥処理装置の乾燥装置の構成を説明する図。
【図４】本発明の実施形態における乾燥装置の実験装置を説明する図。
【符号の説明】
【００５４】
１…汚泥処理装置、３…圧搾装置、５…乾燥装置、９…汚泥、２９…残渣、４１…圧力容器、４３…ジャケット、４５…蒸気ミストセパレータ、４９…ポンプ、６１…第１吸気管、６５…第２吸気管、６７…吸気口、６９…排気口、７１…第３吸気管、７３…第１排気管、７５…第２排気管。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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