(57)【要約】【課題】汚泥処理系統を停止させることなく脱水汚泥を次工程に供する。【解決手段】既設の汚泥貯留ホッパー２の汚泥排出側に、このホッパーから受け入れた汚泥を離隔地に移送する汚泥移送ホッパー３を着脱自在に備え、汚泥移送ホッパー３は、前記汚泥の移送手段を備える。汚泥移送ホッパー３は、持上げ手段３２と車輪３３とを具備し、天地方向及び水平方向に移動自在である。汚泥は、フレキシブル配管３１１及び配管３１２を介して離隔の加熱処理施設に移送される。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
既設の汚泥貯留ホッパーの汚泥排出側に、このホッパーから受け入れた汚泥を系外に移送する汚泥移送ホッパーを着脱自在に備え、
汚泥移送ホッパーは、前記汚泥を離隔地に移送する移送手段を備えたこと
を特徴とする汚泥移送システム。
【請求項２】
汚泥移送ホッパーは、持上げ手段と車輪とを具備し、天地方向及び水平方向に移動自在であること
を特徴とする請求項１記載の汚泥移送システム。
【請求項３】
既設の汚泥貯留ホッパーから受け入れた汚泥を移送する汚泥移送システムを備えた汚泥加熱処理施設であって、
汚泥移送システムは、前記汚泥貯留ホッパーの汚泥排出側に、このホッパーから受け入れた汚泥を離隔地に移送する汚泥移送ホッパーを着脱自在に備え、
汚泥移送ホッパーは、前記汚泥を加熱処理施設内に設けられた加熱処理炉に移送する移送手段を備えたこと
を特徴とする汚泥加熱処理施設。
【請求項４】
加熱処理炉は、汚泥処理システムから供給された汚泥を乾燥する乾燥炉を備えたこと
を特徴とする請求項３記載の汚泥加熱処理施設。
【請求項５】
加熱処理炉は、前記乾燥炉から供給された汚泥を熱分解処理する熱分解炉とを備えたこと
を特徴とする請求項４記載の汚泥加熱処理施設。
【請求項６】
乾燥炉または及び熱分解炉の被処理物供給側に各々具備され、被処理物の投入量を計量積算した後、この積算結果に基づき一定量の汚泥を乾燥炉と熱分解炉の各々に供給する計量供給手段を設けたこと
を特徴とする請求項３から５のいずれか１項に記載の汚泥加熱処理施設。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
汚泥の移送システムと汚泥の加熱処理（乾燥、熱分解）施設に係わるもので、特に、下水処理施設や工場等で発生する脱水汚泥を施設内で加熱処理する場合に好適な汚泥の移送システムと汚泥の加熱処理施設に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図６は、従来の汚泥移送システムの概略図で、例えば下水処理場における脱水汚泥の放出形態を示したものである。
【０００３】
下水処理場で発生した含水汚泥は、通常、脱水機１において、脱水処理されて、例えば含水率８５％程度に脱水処理される。この脱水汚泥は、一時的に汚泥貯留ホッパー２（例えば５〜１０ｍ３）にて貯留された後、定期的に汚泥貯留ホッパー２の下部に汚泥搬出用のトラック１０を誘導して汚泥貯留ホッパー２下部の開閉部２２を開いて、トラック１０に移される。脱水汚泥は、通常、トラック１０などで施設外に搬出された後、焼却または埋め立てに供されている。あるいは、例えば加熱処理施設にて乾燥処理さらには炭化処理することも、試みられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
既設の汚泥処理施設において、脱水汚泥を乾燥、さらに炭化処理する場合には、既設の汚泥排出口から取り出して移送することとなるが、この汚泥を乾燥装置及び炭化装置に搬送する手段を如何に構成するかが重要となる。
【０００５】
例えば、乾燥及び炭化装置の点検時等には、これらの装置に係わるものを一定時間停止することになるが、その際の搬出手段の確保が必要となるので、トラックによる搬出可能な構成を確保しておく必要がある。
【０００６】
また、このとき、ホッパーを加工して、搬出ポンプを設置する考えもあるが、脱水機からの脱水汚泥を停止させることはできないので、排出ポンプの設置は困難である。
【０００７】
本発明は、かかる事情に鑑みなされたもので、その目的は、汚泥処理系統を停止させることなく脱水汚泥を次工程に供することができる汚泥移送システム及び汚泥加熱処理施設の提供にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明は以下のことを特徴とする。
【０００９】
請求項１記載の発明は、既設の汚泥貯留ホッパーの汚泥排出側に、このホッパーから受け入れた汚泥を離隔地に移送する汚泥移送ホッパーを着脱自在に備え、汚泥移送ホッパーは、前記汚泥を系外に移送する移送手段を備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の汚泥移送システムにおいて、
汚泥移送ホッパーは、持上げ手段と車輪とを具備し、天地方向及び水平方向に移動自在であることを特徴とする。
【００１１】
請求項３記載の発明は、既設の汚泥貯留ホッパーから受け入れた汚泥を移送する汚泥移送システムを備えた汚泥加熱処理施設であって、
汚泥移送システムは、前記汚泥貯留ホッパーの汚泥排出側に、このホッパーから受け入れた汚泥を離隔地に移送する汚泥移送ホッパーを着脱自在に備え、
汚泥移送ホッパーは、前記汚泥を加熱処理施設内に設けられた加熱処理炉に移送する移送手段を備えたことを特徴とする。
【００１２】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の汚泥加熱処理施設において、加熱処理炉は、汚泥処理システムから供給された汚泥を乾燥する乾燥炉を備えたことを特徴とする。
【００１３】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の汚泥加熱処理施設において、加熱処理炉は、前記乾燥炉から供給された汚泥を熱分解処理する熱分解炉とを備えたことを特徴とする。
【００１４】
請求項６記載の発明は、請求項３から５のいずれか１項に記載の汚泥加熱処理施設において、乾燥炉または及び熱分解炉の被処理物供給側に各々具備され、被処理物の投入量を計量積算した後、この積算結果に基づき一定量の汚泥を乾燥炉と熱分解炉の各々に供給する計量供給手段を設けたことを特徴とする。ここで、投入量は、質量または容量を意味する。
【００１５】
請求項１及び２記載の汚泥移送システムは、既設の施設に汚泥移送ホッパーを着脱自在に設けているので、施設の改造または変更の必要がない。これにより、脱水機からの脱水汚泥を停止させることなく、脱水汚泥を新設の加熱処理施設への移送、または加熱処理施設の保守点検時にはトラックによる汚泥の搬出のような、任意の汚泥処理が可能となる。また、既設の汚泥処理施設において、汚泥移送ホッパーを介して汚泥が供される加熱処理施設を設置することで、汚泥発生源での汚泥の加工処理が可能となる。
【００１６】
そして、請求項３から６記載の加熱処理施設のように、上記汚泥移送システムを備えることで、既設での汚泥の乾燥処理さらには熱分解処理を行うことができ、汚泥発生源での汚泥の加工処理が可能となるので、従来のような汚泥を施設外に搬出して処理する場合に比較して、安価な汚泥処理が行える。また、前記乾燥及び熱分解処理で得た乾物及び炭化物は有効資源として利用することができるので、汚泥の焼却や埋め立ての必要がなくなり、一層安価な汚泥処理が行える。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明の実施形態について述べる。
【００１８】
図１及び図２は、本発明の汚泥移送システムの一実施形態を示す概略図である。特に、図１は、受け入れた汚泥を加熱処理施設に移送する場合の形態例で、汚泥移送ホッパーが汚泥貯留ホッパーに装着された状態を示すものである。また、図２は、トラックを搬入する場合の形態例で、汚泥移送ホッパーが汚泥貯留ホッパーから脱離した状態を示したものである。
【００１９】
図１に示したように、本実施形態の汚泥移送システムは、脱水機１を備えた汚泥処理施設の汚泥搬送エリアに、汚泥貯留ホッパー２と汚泥移送ホッパー３とを設けている。尚、本実施形態において、脱水機１は汚泥処理施設の２階フロアに配置され、汚泥搬出エリアは同施設の１階フロアに配置されている。
【００２０】
汚泥貯留ホッパー２は、２階フロアの脱水機１から汚泥を導入するダクト２０介して汚泥排出エリアの天井部に設けられ、導入した汚泥を貯留する貯留部２１と、貯留部２１内の汚泥を排出する一対の開閉部２２と、を備える（図２参照）。
【００２１】
汚泥移送ホッパー３は、導入した汚泥を系外に移送するための設備である。ここでは、汚泥を加熱（乾燥・炭化）処理施設に移送する。
【００２２】
図３は、汚泥移送ホッパーの概略図で、汚泥貯留ホッパー２から汚泥を導入する場合の形態を示す。汚泥移送ホッパー３は、汚泥貯留ホッパー２から移送された汚泥を貯留する貯留部３０と、貯留部３０内の汚泥を排出する移送手段３１を備える。尚、貯留部３０の上縁部には、汚泥貯留ホッパー２の貯留部２１の下縁部と気密に連接できるように、シール３４を設けている。
【００２３】
移送手段３１としてはポンプがある。ポンプは汚泥を吐出できるものであればよい。例えば、既知のモーノポンプがある。また、移送手段３１には、配管３１０が接続され、さらにこれにバルブ手段（以下、Ｖ０１と呼称）が接続される。そして、Ｖ０１には、取り外し作業が容易となるように、フレキシブル配管３１１が適宜接続される。このとき、Ｖ０１と接続するフレキシブル配管３１０の一端にもバルブ手段（以下、Ｖ０２と呼称）を接続することで、フレキシブル配管３１０をＶ０１から取り外した際の、配管３１０からの汚泥の流出を防いでいる。さらに、汚泥を離隔の加熱処理施設に移送する場合、図１のように、フレキシブル配管３１１に、汚泥を加熱処理施設に移送する配管３１２が接続される。
【００２４】
また、汚泥移送ホッパー３は、持上げ手段３２と車輪３３を適宜複数備え、貯留部３０の設置位置が天地方向及び水平方向に移動自在である。持上げ手段３２としては、例えば油圧ジャッキ等がある。このように、貯留部３０の設置位置を自在とすることで、汚泥貯留ホッパー２から汚泥を導入する場合における貯留部３０の貯留部２１への誘導を容易なものとしている。
【００２５】
一方、汚泥貯留ホッパー２内の汚泥をトラックで搬出する場合においては、図２のように、汚泥移送ホッパー３を持上げ手段３２によって汚泥貯留ホッパー２から脱離した後、Ｖ０１及びＶ０２が閉状態であることを確認してから、Ｖ０１からフレキシブル配管３１１を取り外す。次に、ホークリフト等によって汚泥移送ホッパー３を移動（例えば、図示した点線部分まで移動）することで、トラック搬入空間を確保する。これにより、汚泥貯留ホッパー２に貯留された汚泥のトラックによる系外搬出が可能となる。
【００２６】
図４は、本発明の汚泥移送システムを備えた加熱処理施設の一実施形態を示した概略図である。
【００２７】
乾燥炉４は、汚泥移送ホッパー３から配管３１２（図１参照）を介して供給された汚泥を乾燥処理するための手段である。このとき、汚泥は、計量供給手段４０２によって計量されながら定量的に供給される。
【００２８】
図５は、計量供給手段の一実施形態を示した概略図である。
【００２９】
計量供給手段は、被処理物を一時的に貯留するための貯留ホッパー９１と、被処理物を計量する計量部９２と、これらを動作制御する制御手段９３とを備える。
【００３０】
ここで、貯留ホッパー９１と計量部９２との間には、被処理物を搬送するためのパイプコンベア９１１が設置されている。パイプコンベア９１１は、被処理物を計量部９２に誘導する排出口９１２を設けていると共に、駆動源９１３を具備している。そして、パイプコンベア９１１は、フレキシブルカバー９１４によって計量部９２と気密に連接される。
【００３１】
計量部９２は、計量ホッパー９２１を具備する。計量ホッパー９２１は、計量センサー９２２とバルブ手段（以下、Ｖ１と呼称）を備え、これにフレキシブル継ぎ手９２３を介して、バルブ手段（以下、Ｖ２と呼称）が接続される。そして、Ｖ２には、さらに継ぎ手９２４を介してバルブ手段（以下、Ｖ３と呼称）が接続される。Ｖ１、Ｖ２及びＶ３は、制御手段９３からの制御信号に基づき開閉動作する。尚、計量ホッパー９２１には、被処理物供給側には、適宜、バッファータンクが設けられる。
【００３２】
被処理物が供給される加熱処理炉（例えば乾燥炉２）は、空気導入を制限しており、発生する水蒸気及び熱分解ガスを吸引排出しているので、炉内部は負圧となっている。したがって、計量ホッパー９２１は、負圧の影響を受けて正確に計量することが困難となる。そこで、計量部９２は、計量ホッパー９２１の被処理物排出側にＶ１を接続し、これにフレキシブル継ぎ手９２３を接続して、Ｖ１、継ぎ手９２４及びＶ２を組んだ構成とすることで、被処理物の正確な計量を行うことを可能する。
【００３３】
計量センサー９２２は、計量ホッパー９２１に導入された被処理物の質量を測定するセンサーである。計量センサー９２２としては、例えばロードセル等がある。計量センサー９２２にて測定された質量は、測定信号として制御手段９３に供給される。
【００３４】
制御手段９３は、記憶及び演算処理機能を有し、計量センサー９２２から供給された測定信号に基づく演算処理によってＶ１、Ｖ２、Ｖ３及び駆動源９１３の動作を制御する。動作制御例を以下に説明する。
【００３５】
計量時においては、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３は閉に制御される。この状態で、駆動源９１３の一定時間（例えば２０秒）の運転によって、被処理物（例えば２ｋｇ程度）がパイプコンベア９１１によって計量ホッパー９２１に供給される。その後、駆動源９１３を停止させ、被処理物の投入を中断する。ここで、計量センサー９２２は、投入された被処理物の充填量（例えば質量）を計量する。計量された値は、制御手段９３に供給され、積算且つメモリされる。その後、Ｖ１及びＶ２は開に制御され、計量された被処理物は継ぎ手９２４内に移動する。次いで、Ｖ１及びＶ２は閉に、Ｖ３は開に制御され、継ぎ手９２４内の被処理物は乾燥炉等の加熱処理炉内に導入される。尚、制御手段９３において、ホッパー９２１内に導入された被処理物の充填量をレベルセンサーなどで計測することで、１日当たり処理する汚泥の容積（ｍ３／日）の算出が可能となる。
【００３６】
図６は、１時間当たりの被処理物の積算処理量を制御する例を示す。
【００３７】
図は、単位時間当たりの処理量の設定値ＷＳを１８０ｋｇ／時とした場合の被処理物の投入量と処理量設定値との関係を示している。横軸は時間Ｔを示し、縦軸は単位時間当たりの処理量Ｗを示す。Ａは１回当たりの投入量（基準量）、２Ａは２回目、ｎＡはｎ回目の投入と夫々の積算量（点線）を示す。図示されたように、投入ｎＡ回目において積算処理量が設定値に満たない場合は被処理物の投入が継続されるが、次の回の投入時で設定値を超過する場合、１時間にならないｔ１で、被処理物の投入が打ち切られる。そして、１時間経過後のｔ２で、再び被処理物の投入が開始される。
【００３８】
図４において、計量供給手段４０２は、汚泥を１０ｍ３／日未満となるように乾燥炉４に供給する。例えば、汚泥の流量を０．４ｍ３／時未満、重量換算で約３６０〜４００ｋｇ／時となるように定量供給している。このように、乾燥炉６は、処理量の把握が確実となり、加熱処理が安定し、また乾燥施設としての法的手続が簡略なものとなる。
【００３９】
次いで、乾燥炉４は、回転キルン方式を採用し、回転自在の回転炉４１と、回転炉４１の外周にガスダクトを形成し、熱風ガスを導入して回転炉４１を外部から加熱する外部加熱手段としての加熱ジャケット４２と、回転炉４１を両端側で回転自在に支承する複数の支持ローラ４１０と、回転炉４１を回転駆動する駆動手段４１１と、を具備する。尚、熱風ガスは、後述の熱風炉５４から導入している。
【００４０】
回転炉４１は、その一端側に被処理物を搬入する供給口を、また他端側に排出口を設け、回転体４１内部には搬送物を攪拌搬送するための送り羽根が複数枚具備する。そして、供給ダクト４０から供給された被処理物を、供給口側から回転炉４１に導入し、回転炉４１の回転によって、該被処理物を撹拌しながらの排出口側への移送を可能とさせている。また、供給ダクト４０には、被処理物を投入するホッパー設備４０１が設けられる。
【００４１】
熱分解炉５は、乾燥炉４にて乾燥処理した汚泥を熱分解処理する手段で、回転キルン方式を採用し、乾燥炉４と同様の構成をなし、回転炉４１と加熱ジャケット４２とを備える。
【００４２】
乾燥炉４と熱分解炉５は、図示されたように、熱分解炉４の供給口が乾燥炉４の排出口と連絡するように配置される。このとき、乾燥炉４の排出口と熱分解炉５の供給口には、これら排出口と供給口を覆って連通する連絡ダクト５０が設けられる。連絡ダクト５０には、乾燥炉５で乾燥処理した被処理物を解砕する解砕手段５０１と、解砕処理した被処理物を熱分解炉５に計量供給する計量供給手段５０４が具備される。
【００４３】
解砕手段５０１は、フレキシブル継ぎ手５０２，５０３を介してダクト５０に設けている。解砕手段５０１は、被処理物が導入される筒体に、一対の回転体を具備する。そして、互いに回転方向の異なる回転体の間に汚泥を挿入させて圧搾することにより、玉化した乾燥汚泥を粉砕する。尚、図示省略されているが、解砕手段５０１における汚泥供給側には、汚泥を解砕手段５０１に誘導するための誘導板が適宜設けられる。
【００４４】
計量供給手段５０４は、計量供給手段４０２と同様のものが採用される。計量供給手段は、汚泥の処理量が例えば２００ｋｇ／時未満となるように熱分解炉５に搬送する。このように、熱分解炉５への汚泥の投入量が２００ｋｇ／時未満に設定されることで、熱分解炉５は、加熱処理が安定し、また焼却施設としての法的手続が簡略なものとなる。
【００４５】
熱風炉５４は、熱風ガスを供給するための手段で、熱風ガスを発生させるための燃焼バーナー５４０を備えている。熱風ガスは、先ず、熱分解炉５の加熱ジャケット５２に供され、回転炉５１を加熱した後に、乾燥炉４の加熱ジャケット４２内に供給され、回転炉４１を加熱する。加熱ジャケット４２から排出された熱風ガスは排気するが、一部のガスはガス燃焼炉７におけるエゼクタ駆動ガスとして利用している。
【００４６】
また、熱風ガスは、温度調整用の空気が注入され、ガス温度が適宜調整される。例えば、乾燥炉４においては、回転炉４１を２００〜５００℃で加熱するように調節される。このとき、回転炉４１内温度は、含有水分の蒸発により、１００〜１５０℃程度に加熱されている。一方、熱分解炉５においては、回転炉５１を３５０〜６００℃程度で加熱している。このようにして、乾燥炉４内に導入された汚泥は、間接加熱によって乾燥処理される。また、熱分解炉５内に導入された汚泥は、間接加熱によって熱分解処理される。乾燥炉４及び熱分解炉５で得た乾物及び炭化物は、土壌改良剤、融雪剤、融氷剤、凝集剤、吸着剤等の原料として再利用できる
粉砕移送手段６は、熱分解炉５で得た炭化物を粉砕し回収するための手段である。粉砕移送手段６は、搬送物（炭化物）を搬送する筒体６１内に、回転速度可変な駆動源Ｍで駆動するスクリューを具備している。筒体６１は冷却ジャケット６２を付帯し、炭化物は冷却処理されながら粉砕移送される。尚、冷却ジャケット６２には、空気や水等に例示される冷媒が供される。
【００４７】
ガス燃焼炉７は、乾燥炉４で発生した水蒸気及び熱分解炉５で発生した熱分解ガスを、一定の雰囲気及び滞留時間のもとで（例えば、約８５０℃の雰囲気で、２秒以上の滞留時間）燃焼し、無害化処理する。水蒸気及び熱分解ガスは、経路５０７，５０８を介してエゼクタブロア５４２，５４３によって導入される。このとき、いずれの被処理ガスにも、系外から空気が適宜導入される。
【００４８】
ガス燃焼炉７は、導入したガスを燃焼するガス燃焼室を備える。ガス燃焼室においては、水蒸気及び熱分解ガスを、それぞれエゼクタ７１ａ，７１ｂを介して導入し、燃焼バーナー７０によって混合燃焼する。このとき、熱分解ガスが充分発生している場合には、燃焼バーナー７０による燃焼は、燃料の供給を絞ることにより適宜制限される。また、ガス燃焼炉７にて燃焼処理したガスは、空気を冷却媒体とする気体−気体熱交換方式の熱交換器８によって２００〜１５０℃程度までに冷却処理し、さらにバグフィルタ８１に供した後、ブロア８２によって煙突８３から大気に開放している。尚、熱交換器８にて、加熱された空気は、熱風炉５４での熱風ガスの生成に供される。
【００４９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明は以下の効果を奏する。
【００５０】
請求項１及び２記載の汚泥処理システムは、既設の施設に汚泥移送ホッパーを着脱自在に設けているので、施設の改造または変更の必要がない。これにより、脱水機からの脱水汚泥を停止させることなく、脱水汚泥を新設の加熱処理施設への移送、または加熱処理施設の保守点検時にはトラックによる汚泥の搬出のような、任意の汚泥処理が可能となる。また、既設の汚泥処理施設において、汚泥移送ホッパーを介して汚泥が供される加熱処理施設を設置することで、汚泥発生源での汚泥の加工処理が可能となる。
【００５１】
そして、請求項３から６記載の加熱処理施設は、上記汚泥移送システムを備えたことで、既設での汚泥の乾燥処理、さらには熱分解処理を行うことができ、汚泥発生源での汚泥の加工処理が可能となるので、従来のような汚泥を施設外に搬出して処理する場合に比較して、安価な汚泥処理が行える。また、前記乾燥処理及び熱分解処理で得た乾物及び炭化物は有効資源として利用できるので、汚泥の焼却や埋め立ての必要がなくなり、一層安価な汚泥処理が行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る汚泥移送システムの実施形態例を示す概略図。
【図２】本発明に係る汚泥移送システムの実施形態例を示す概略図。
【図３】汚泥移送ホッパーの概略図。
【図４】本発明の汚泥移送システムを備えた加熱処理施設の実施形態例を示す概略図。
【図５】計量供給手段の実施形態例を示す概略図。
【図６】制御手段の制御実行例を示した説明図。
【図７】従来の汚泥移送システムの概略図。
【符号の説明】
１…脱水機
２…汚泥貯留ホッパー、２０…ダクト、２１…貯留部、２２…開閉部
３…汚泥移送ホッパー、３０…貯留部、３１…移送手段、３２…持上げ手段、３３…車輪、３４…シール、３１０，３１２…配管、３１１…フレキシブル配管、Ｖ０１，Ｖ０２…バルブ手段
４…乾燥炉
５…熱分解炉、５０１…解砕手段
６…粉砕移送手段
７…ガス燃焼炉
８…熱交換器
４０２…計量供給手段、５０２…計量供給手段、９１…貯留ホッパー、９１１…パイプコンベア、９１２…排出口、９１３…駆動源、９１４…フレキシブルカバー、９２…計量部、９２１…計量ホッパー、９２２…計量センサー、９２３…フレキシブル継ぎ手、９２４…継ぎ手、９３…制御手段、Ｖ１，Ｖ２、Ｖ３…バルブ手段
【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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