(57)【要約】【課題】本発明は、産業廃棄物であるスラッジの水分含有率を効率的に減らして、最終処分場までの運搬効率を高めることを可能にする方法を提供することを目的とする。【解決手段】本発明に係る乾燥処理方法においては、乾燥床１の一端からスラッジ３を敷いていき、太陽光に曝した後、自走・攪拌手段４を乾燥床１の他端に導入し、スラッジ３を掘り起こしながら乾燥床１の他端側に移動させる。この後、移動によって生じた空所にさらにスラッジ３を敷く。そして、この自走・攪拌手段によるスラッジの掘り起こしと移動、ならびに新たなスラッジの投入を繰り返した後、移動した最も先方にある、所望の水分含有率となったスラッジを順次乾燥床１から運び出す。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（１）  乾燥床ならびに、この乾燥床を跨いで乾燥床の両端間を自走することができ、かつ乾燥床を横断して設けられた回転軸およびこの回転軸に放射状に取り付けられた複数の攪拌羽根を備えた自走・攪拌手段を具備する乾燥処理施設において、太陽光に曝された状態で、前記乾燥床の一端から他端側に向けてスラッジを展開する工程と、
（２）  前記自走・攪拌手段を前記乾燥床の他端側から自走させ、かつ前記回転軸を移動の順方向に回転させて、前記攪拌羽根により前記スラッジを掘り起こして攪拌し底層部を露出させながら、このスラッジを前記乾燥床の他端側に移動させる工程と、
（３）  前記自走・攪拌手段の自走と回転軸の回転を停止し、この自走・攪拌手段を前記移動したスラッジの他端側まで引き戻し、かつ前記スラッジの移動により生じた前記乾燥床の一端側に生じた空所に新たなスラッジを追加して展開する工程と、
（４）  前記（２）工程と（３）工程によるスラッジの掘り起こしと移動ならびに新たなスラッジの追加を繰り返し、かつ乾燥床の他端側にあるスラッジを乾燥床から搬出する工程とを含むことを特徴とするスラッジの乾燥処理方法。
【請求項２】
前記（４）工程における前記（２）工程と（３）工程の繰り返しは、前記乾燥床の他端側にあるスラッジが所望の水分含有率となるまで行う請求項１に記載のスラッジの乾燥処理方法。
【請求項３】
前記所望の水分含有率は２０〜５０％である請求項１または２に記載のスラッジの乾燥処理方法。
【請求項４】
前記自走・攪拌手段の自走・攪拌はモータを使って行う請求項１ないし３のいずれかに記載のスラッジの乾燥処理方法。
【請求項５】
前記（４）工程において新たなスラッジを追加する前に、前記自走・攪拌手段を前記乾燥床において複数回往復させ、スラッジの掘り起こしとその移動を繰り返す請求項１または４のいずれかに記載のスラッジの乾燥処理方法。
【請求項６】
前記（４）工程においてスラッジを搬出する前に、このスラッジを前記乾燥床から他の搬出用の場所に移動させる工程を含む請求項１または５のいずれかに記載のスラッジの乾燥処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工場から排出される産業廃棄物であるスラッジの乾燥方法に係り、特にこれらスラッジの水分含有率を効率的に減らして、これらスラッジの乾燥後の運搬効率を高めることができる方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
工場では工業排水、洗浄水あるいは酸洗後の廃酸を汚水処理した後に生じる中和スラッジ、工排スラッジ等のスラッジが発生する。これらのスラッジは、フィルタープレスあるいはベルトプレス等で水分含有率７０％ぐらいのケーキ状にされるのが一般的である。そして、これらのスラッジは、工場から埋立地等の最終処分場まで車両で運搬して投棄される。
【０００３】
ところで、最終処分場の使用寿命を長くするには、これらスラッジの減容化を図る必要がある。また、運搬費用節減の上からもスラッジの減量化、すなわち水分含有率の低減による減容または重量の減少が強く要請される。この減量化のため、一部ではバーナを使って乾燥させる試みもなされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、省エネ・省コストの観点からは、バーナのような化石燃料の使用はできるだけ控えることが好ましい。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、スラッジの減容および減量化を省エネ・省コストを図りながら実現する方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するため、本発明においては、（１）  乾燥床ならびに、この乾燥床を跨いで乾燥床の両端間を自走することができ、かつ乾燥床を横断して設けられた回転軸およびこの回転軸に放射状に取り付けられた複数の攪拌羽根を備えた自走・攪拌手段を具備する乾燥処理施設において、太陽光に曝された状態で、前記乾燥床の一端から他端側に向けてスラッジを展開する工程と、（２）前記自走・攪拌手段を前記乾燥床の他端側から自走させ、かつ前記回転軸を移動の順方向に回転させて、前記攪拌羽根により前記スラッジを掘り起こして攪拌し底層部を露出させながら、このスラッジを前記乾燥床の他端側に移動させる工程と、（３）  前記自走・攪拌手段の自走と回転軸の回転を停止し、この自走・攪拌手段を前記移動したスラッジの他端側まで引き戻し、かつ前記スラッジの移動により生じた前記乾燥床の一端側に生じた空所に新たなスラッジを追加して展開する工程と、（４）  前記（２）工程と（３）工程によるスラッジの掘り起こしと移動ならびに新たなスラッジの追加を繰り返し、かつ乾燥床の他端側にあるスラッジを乾燥床から搬出する工程とを含むことを特徴とするスラッジの乾燥処理方法を提供する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
スラッジの水分をエネルギーの消費を抑え、かつ費用をかけずに減少させるためには、戸外の乾燥床で太陽光に曝す、すなわち天日乾燥をするのが最適である。しかし、太陽光による乾燥処理の場合は、乾燥する箇所は表層部に限られるため、スラッジを単に山積みにするだけでは、太陽光に曝される表面積が小さく、全体として十分な乾燥状態は実現しない。これに対し、スラッジを層状に展開する平置きならば、表面積は山積みの場合よりも増えるため、表層部付近の水分の減少は増加する。しかし、依然として底層部の水分を減少させることはできない。
【０００７】
そこで、水分含有率が高い底層部を掘り起こして、すでに乾燥した表層部と入れ替える操作を行えば、スラッジ全体の水分を短時間で、しかも確実に減少させることができる。
また、スラッジを一旦保管場所に貯蔵して大量にまとめてから乾燥床に移し乾燥床の全面に展開して乾燥させるよりも、スラッジが排出される度に少量ずつでも乾燥床に搬送して乾燥させる方が、保管場所も不要で効率的に乾燥させることができる。
【０００８】
上記技術思想の下に、本発明のスラッジの乾燥処理方法においては、まず第１の工程において、乾燥床ならびに、この乾燥床を跨いで乾燥床の両端間で移動することができ、かつ乾燥床を横断して設けられる回転軸およびこの回転軸に放射状に取り付けられた複数の攪拌羽根を備えた自走・攪拌手段を用意する。なお、攪拌羽根は放射らせん状に取り付けるのが均一乾燥を行う上で好適である。
【０００９】
図１は、本発明に乾燥処理施設において、スラッジの乾燥処理を行う際の概略図である。この図は、複数回にわたって投入され、投入の順番によって水分含有率の異なるスラッジが層として乾燥床全体に展開され、敷き詰められた状態を示している。
ここで、乾燥床１は、戸外に設けられた一定の広さを有する矩形の、例えばコンクリート製の床である。この乾燥床１はその両側に２本のレール２が平行に敷設される。この乾燥処理施設では、後述の工程を踏んでスラッジ３の乾燥処理が進められる。
【００１０】
一方、自走・攪拌手段としての自走・攪拌機４は、このレール２の上を走る車輪５を例えば合計４個備え、モータ収納箱６中に据え付けられた第１のモータ(図示せず)によって乾燥床１の両端間を自走することができる。
また、自走・攪拌機４は乾燥床１を横断して（すなわちレール２と水平方向に直交して）わたされた回転軸７を具備し、この回転軸７には軸と直交する方向に、攪拌羽根しての複数のハンマー８が植え付けられている。
【００１１】
図２は、ハンマー８を植え付けた回転軸７を側面方向から見た図である。ハンマー８は、回転軸７の回りを２列のらせん状に植え付けられる。こうすると、一つ一つのハンマー８は、隣のハンマー８でスラッジ３が掘り起こされてすぐにスラッジ３に差し入れられるため、自身がスラッジを掘り起こす際の負担が少なくなる。また所定の間隔で植え付けられていることから、トルクが平準化されてモータにかかる負担が軽減される。
【００１２】
回転軸７は、モータ収納箱６中に据え付けられた第２のモータ(図示せず)によって回転する。ハンマー８も同一方向に回転して、下方に展開されたスラッジ３に差し込まれ、層となったスラッジ３を掘り起こしながら、自走・攪拌機４の進行方向とは反対方向にスラッジ３を送り出す。なお、乾燥床後方のピット(排出溝)９には、例えば最終処分場への搬出に備えて、所望の水分含有率となったスラッジが山積みにされている。
【００１３】
図３は、本発明の方法に従って、乾燥床上に展開され、掘り起こされて順次送り出されていく、層となったスラッジをレールの側(側面方向)から見た図である。図の簡明のため、自走・攪拌機のうち回転軸７とハンマー８のみを示す。この図３においては、スラッジが最初に投入される乾燥床１の一端が右端１ａであり、最終的にスラッジが取り出される他端が左端１ｂとなる。
【００１４】
図において、スラッジ３は乾燥床１の右端１ａから左端１ｂ側に向けて層状に展開され、太陽光に曝されている。この結果、スラッジ３表層部の水分は蒸発によって経時的に減少する。
処理対象のスラッジ３は、乾燥床全体に分散させるのではなく、まず乾燥床の右端１ａから所定の厚さで長さＬSだけ展開される。
【００１５】
この場合、層の厚さは、最終的な水分含有率、乾燥処理に要する日数、自走・攪拌機による攪拌の回数等によって定められるが、通常は１０〜１５ｃｍである。スラッジ３は、排出された量と層の厚さによって定まる長さＬSだけ、すなわち展開の開始点であるＥ1点から展開の終了点であるＯ1点まで乾燥床１を埋めることになる。
【００１６】
次に、第２の工程においては、自走・攪拌機を乾燥床の左端１ｂ側から移動させ、かつ回転軸７を自走の順方向(図２では時計回り)に回転させる。その結果、ハンマー８により、スラッジは掘り起こされ、攪拌されて、底層部が露出する。同時に、スラッジは、ハンマー８によって自走・攪拌機の進行方向とは反対方向(図２では左方向)に送り出されて、ハンマー８がスラッジ中を進む距離ＬMだけ、乾燥床の左端１ｂ側に移動する。この結果、掘り起こされた底層部も太陽光に曝されることによって水分が減少する。
【００１７】
そして、自走・攪拌機が乾燥床の右端１ａにたどり着いたときは、スラッジ３全体が距離ＬMだけ移動している。スラッジ３は、このような左方向への移動の結果、展開の終了点であるＯ1点が移動の前端となり、この前端Ｏ1は第１回目の移動によってＯ2点にくる。他方、展開の開始点であるＥ1点は移動の後端となり、この後端Ｅ1は第１回目の移動によってＥ2点にくる。前述のように距離ＬMは、ハンマー８の回転半径および展開したスラッジの層の厚さによって定まり、[２×ハンマー腕の半径×スラッジ層の厚さ−(スラッジ層の厚さ)2]1/2によって定まるわけであるが、通常は４０〜６０ｃｍである。
【００１８】
この後は第３の工程に移り、第１のモータを停止して自走・攪拌機の進行を停止するとともに、第２のモータも停止して回転軸の回転を停止する。ついで、第１のモータを逆回転させて、自走・攪拌機を、少なくとも移動したスラッジ３の前端Ｏ2より左側まで引き戻す。この自走・攪拌機を引き戻す間も、掘り起こされたスラッジの底層部は太陽光に曝されているから、水分の減少が進む。
【００１９】
次に、通常は自走・攪拌機を再度乾燥床１の前端Ｏ2より左側から右端１ａ側に進行させるとともに、第２のモータを再度駆動させて回転軸７を回転させる。すると、一度移動したスラッジ３の前端Ｏ2に差し掛かったところで、ハンマー８は再びスラッジの掘り起こしと送り出しを行う。その結果、スラッジは再び距離ＬMだけ左方向にずれる。そして、スラッジの後端Ｅ2にたどり着いたら、前回と同様、回転軸７の回転を停止し、自走・攪拌機をスラッジの移動した前端より左側まで引き戻す。
【００２０】
スラッジの次の投入量も今回と同量と予想される場合は、このような自走・攪拌機の往復ならびにハンマーによるスラッジの掘り起こしと左方向への送り出しを繰り返し、乾燥床の右端１ａ側に距離ＬSにわたる空所を生じさせる。このとき、移動したスラッジの前端と後端はそれぞれＯN1点とＥN1点にきている。そして、新たにスラッジが発生した場合は、そのスラッジをこの空所に前回と同様層状に展開し、太陽光に曝して水分を減少させる。
【００２１】
この後は第４の工程として、最初に投入され移動したスラッジの前端ＯN1から新たに投入されたスラッジの後端Ｅ1まで、通して自走・攪拌機４を走らせ、同時にハンマー８を回転させて２回にわたって敷いたスラッジ３を連続的に掘り起こし、さらに乾燥床１の左端１ｂ側に移動させる。スラッジ３の前端はＯN2点にくる。
【００２２】
そして、２回にわたって敷いたスラッジを一体として、先と同様に自走・攪拌機の往復によるスラッジの掘り起こしと移動を繰り返し、乾燥床の右端１ａ側に第３回目のスラッジの搬入のために適当な空所を空ける。
このようにして乾燥床の一端１ａに搬入・展開されたスラッジ３は、自走・攪拌機４によって掘り起こされて、順次乾燥床の他端１ｂ側に移動していく。その結果、乾燥床１上には、搬入・展開の順番の早いものほど水分含有率が低いスラッジの層が連続して展開され、最終的には図１に示したように、乾燥床１の全面がスラッジ３で敷き詰められた状態になる。
【００２３】
なお、自走・攪拌機４はスラッジの位置にかかわらず、常に乾燥床の端から端まで往復させ、かつ乾燥床の右端１ａに到着したら回転軸７の回転を停止し、乾燥床の左端１ｂに到着したら回転軸７の回転を再開するように稼動を制御することもできる。
このスラッジの掘り起しによる乾燥を繰り返していると、最初に乾燥床に投入したスラッジは、その前端が乾燥床の他端１ｂに到達したときには、所望の水分含有率になっている。その場合は、乾燥床の左端１ｂに隣接した設けた排出溝(ピット)９にかき出して、搬出に都合のよいように山積みにしてまとめ、ショベルで運搬車両に移して最終処分場に搬送する。ピット９にはスラッジの複数回の投入分を貯め、その後に搬出することもできる。
【００２４】
なお、最終的な水分含有率は２０〜５０％程度であることが好ましい。搬出費用の節減のためには、水分含有率は少ないほどよいわけであるが、あまり少ないと搬出時に粉塵となって公道上に散逸し、環境問題を引き起こすおそれがあるからである。
本発明の方法は、このような構成によって、日々あるいは所定の時間ごとに排出されるスラッジに対して自走・攪拌手段を逐次稼動させ、乾燥床を連続的に利用して効率よく乾燥処理を行い、スラッジの運搬費用を省エネを図りながら節減することを可能にする。
【００２５】
本発明においては、乾燥床の利用計画、すなわち１回に投入するスラッジを何日間で乾燥させるか、１回にどのくらいの量のスラッジを投入するか、スラッジを展開するときの層の厚さ、距離ＬS、自走・攪拌機の往復回数等は気温と湿度を勘案して決定する。
【００２６】
【実施例】
以下に先に引用した図面を用いて、本発明の具体的な実施例を説明する。
まず、図１に示すような乾燥床１として両端間が１００ｍ、レール２の間が６ｍとなるようなコンクリート製の乾燥床を用意した。そして、太陽光に曝された状態で、一つ一つはケーキ状のスラッジ３(水分含有率７０％)をショベルで右端１ａから厚さ１５ｃｍに層状に展開した。この結果、層状スラッジの長さＬSは１３ｍとなった。
【００２７】
そして、自走・攪拌機４を乾燥床の左端１ｂから右端１ａまで自走させ、同時に回転軸７を回転させて、スラッジ３の前端Ｏ1からはスラッジの掘り起こしと左端１ｂ側への送り出しを行った。本実施例においては、１回の掘り起こしによってスラッジが送り出される距離ＬMは約５０ｃｍであった。そして、第１日目には自走・攪拌機４を乾燥床の両端間で３０回往復させ、最終的に移動したスラッジの後端ＥN1を最初に展開したときの前端Ｏ1にくるようにした。
【００２８】
第２日目には第１日目と同量のスラッジ３を、第１日目で乾燥床の右端１ａ側に生じた距離ＬSの空所に第１日目と同様に層状に展開した。
そしてこの第２日目も自走・攪拌機４を乾燥床の両端間で３０回往復させて、２日にわたって投入したスラッジ全体を乾燥させた。そして、この第２日目も第１日目と同様に、乾燥床の右端１ａ側に距離ＬSの空所を生じた。
【００２９】
翌第３日目以降も前日と同様のスラッジの投入と展開ならびに自走・攪拌機の往復を３０回行ってスラッジを万遍なく乾燥させた。
その結果、第７日目の自走・攪拌機の稼動が終了した時点で、第１日目に投入したスラッジは、乾燥床１の左端１ｂまで移動し、かつこの時この第１回目に投入したスラッジの水分含有量は予定した３０％になっていた。
【００３０】
そこで、第８日目に乾燥床１の左端１ｂから自走・攪拌機４の往復とハンマー８の回転を繰り返すと、所望の水分含有率となったスラッジは、乾燥床１の左端１ｂに隣接して設けたピット９に順次落ちていく。そして、山積みとなってまとまった乾燥スラッジを車両に積み込み、最終処分場まで運んだ。
本実施例においては、最初の水分含有率７０％が３０％まで低下したことにより、スラッジの重量減少率は約５５％に達した。その結果、搬送に必要な車両の台数を約４割減らすことができ、最終処分費用が大幅に節約された。
【００３１】
なお、スラッジの重量減少率は、[1− (スラッジの重量＋乾燥後の水分の重量)／（スラッジの重量＋乾燥前の水分の重量）]×１００で表した値である。
【００３２】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、工場から排出されるスラッジの水分含有率を太陽光を利用して省エネ・省コストを図りながら効率的に減らして、最終処分場費用の節減を実現できる。また、工場から逐次排出されるスラッジを連続的に効率よく乾燥処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一態様に係る、スラッジの乾燥床および自走・攪拌機を用いた乾燥処理施設の概略図である。
【図２】ハンマーを植えつけた回転軸を側面方向から見た図である。
【図３】乾燥床上に展開され、掘り起こされて順次移動していくスラッジを側面方向から見た図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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