(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下水処理場において発生した汚泥を脱水し複数の焼却炉により焼却する下水汚泥処理システムにおいて、焼却ヤード内の各焼却炉に付設された汚泥貯留槽に各焼却炉専用の脱水機を設けるとともに、焼却ヤードから１００ｍ以上離れた建屋内に汚泥タンクと汚泥ポンプとを配置し、この建屋から焼却ヤードまで脱水前汚泥のまま１００ｍ以上配管輸送し、各脱水機で脱水した脱水汚泥を各焼却炉で焼却することを特徴とする下水汚泥処理システム。
【請求項２】
各焼却炉専用の脱水機により、各焼却炉の特性に合わせて、焼却処理時に補助燃料が不要となるまで脱水機出口の脱水汚泥水分含有率を調整することを特徴とする請求項１記載の下水汚泥処理システム。
【請求項３】
焼却ヤードで凝集操作を行うことを特徴とする請求項１記載の下水汚泥処理システム。
【請求項４】
脱水機が回転加圧脱水機であることを特徴とする請求項１記載の下水汚泥処理システム。
【請求項５】
脱水機を各焼却炉に付設された汚泥貯留槽の上方に設置することを特徴とする請求項１記載の下水汚泥処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、下水処理場から発生する下水汚泥を脱水したうえ焼却処理する下水汚泥処理システムの改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
下水処理場から発生する下水汚泥の処理方法としては、焼却処理方法が一般的である。大規模な処理場では焼却ヤード内に複数の焼却炉を備え、焼却ヤードから離れた場所に設置された建屋内に配置された複数台の脱水機により汚泥を脱水し、脱水汚泥を各焼却炉まで配管輸送している（例えば特許文献１）。
【０００３】
図１はそのような従来の下水汚泥処理システムを概念的に示すブロック図であり、１は焼却ヤードであって複数の焼却炉２が配置されている。３は焼却ヤード１から離れた場所に設置された建屋であって、その内部には汚泥タンク４と、ネジポンプ５と、脱水機６とが配置されている。汚泥タンク４内の脱水前汚泥はネジポンプ５によって脱水機６に打ち込まれ、脱水汚泥となる。各脱水機６から出た脱水汚泥は集合され、ピストンポンプ７により脱水汚泥輸送管８の内部を焼却ヤード１まで配管輸送される。このような下水汚泥処理システムは、脱水汚泥をベルトコンベヤ輸送していた旧来のシステムに比較して臭気の問題を回避できる利点がある。
【０００４】
ところが、脱水汚泥の含水率が低下するに連れて粘度が大きくなるため、配管輸送時の配管抵抗も増加し、配管輸送に要する動力費が非常にかかるという問題あった。特に大規模な下水処理場では脱水機６がある建屋３から焼却ヤード１までの距離が１００m以上離れていることもあるため、膨大な電力エネルギを消費することとなり、省エネルギ、地球温暖化防止の観点からも好ましくない状況にあった。なお、脱水汚泥を焼却処理する際の燃費の点で、脱水汚泥の含水率はより低いことが望ましいが、配管輸送においては、配管抵抗増加の問題から脱水汚泥の含水率を低くできないため、結果として焼却炉で補助燃料を消費することとなり、電力エネルギと同様、省エネルギ、および地球温暖化防止の観点から好ましくない状況にあった。
【特許文献１】特開２０００−２５４６９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって本発明の目的は、汚泥を焼却ヤードの焼却炉まで配管輸送するための動力費を大幅に削減し、脱水機がある建屋から焼却ヤードまでの距離が長い処理場においても、エネルギ消費量を抑制することができる下水汚泥処理システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するためになされた本発明は、下水処理場において発生した汚泥を脱水し複数の焼却炉により焼却する下水汚泥処理システムにおいて、焼却ヤード内の各焼却炉に付設された汚泥貯留槽に各焼却炉専用の脱水機を設けるとともに、焼却ヤードから１００ｍ以上離れた建屋内に汚泥タンクと汚泥ポンプとを配置し、この建屋から焼却ヤードまで脱水前汚泥のまま１００ｍ以上配管輸送し、各脱水機で脱水した脱水汚泥を各焼却炉で焼却することを特徴とするものである。
【０００７】
なお、各焼却炉専用の脱水機により、各焼却炉の特性に合わせて、焼却処理時に補助燃料が不要となるまで脱水機出口の脱水汚泥水分含有率を調整することができる。また、焼却ヤードで凝集操作を行うことが好ましい。脱水機としては、種類を限定するものではないが、例えば、出願人会社製の回転加圧脱水機を用いることができる。また、搬送動力削減の観点から、脱水機を各焼却炉に付設された汚泥貯留槽の上方に設置することが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明においては、焼却ヤードから１００ｍ以上離れた建屋内の汚泥ポンプによって、脱水前汚泥を焼却ヤードまで１００ｍ以上汚泥のまま配管輸送し、各焼却炉に付設された汚泥フィーダの近傍の各焼却炉専用の脱水機で脱水した脱水汚泥を各焼却炉で焼却する。脱水前汚泥は脱水汚泥に比較して配管抵抗が非常に小さいので、このため配管輸送の距離が長くても輸送に要する動力費が数分の一になり、エネルギ消費量を抑制することができる。しかも従来はどの焼却炉にも同一の脱水汚泥が投入されていたのであるが、本発明によれば各焼却炉専用の脱水機を配置したので、配管輸送時の抵抗増加の制約がなく、各焼却炉の特性に合わせて脱水機の条件を設定し、焼却処理時に補助燃料が不要となるよう、脱水汚泥の性状を調整することも可能である。
【０００９】
また請求項２のように、各焼却炉専用の脱水機により、各焼却炉の特性に合わせて脱水機出口の脱水汚泥水分含有率を調整することができる。また請求項３のように、焼却ヤードで凝集操作を行うようにすれば、脱水機の近傍の最適位置で凝集剤を汚泥に注入することができ、配管輸送中にフロックが破壊されることを防止することができる。
【００１０】
また請求項４のように、脱水機として回転加圧脱水機を用いるようにすれば、含水率の低い脱水汚泥を連続的に得ることができ、焼却炉で連続焼却するのに適しているうえ、建屋のない屋外に設置しても支障がない。
【００１１】
また請求項５のように脱水機を、各焼却炉に付設された汚泥貯留槽の上方に設置すれば、脱水汚泥を他の輸送手段を用いることなく直接汚泥貯留槽に落下させることができる。なお、本発明においては必ずしも脱水機と焼却炉の汚泥貯留槽とを直結させる必要はなく、それらの間に水切り用コンベヤを配置することも可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に本発明の好ましい実施形態を示す。
図２は本発明の下水汚泥処理システムを図１と対比させて示すブロック図であり、１０は焼却ヤードであってその内部には複数台の焼却炉１１が設置されている。各焼却炉１１には図３に示すような汚泥フィーダ１２が付設されており、ホッパ１３の下部の定量供給手段１４によって脱水汚泥を焼却炉１１に投入している。本発明においては焼却炉１の形式は特に限定されるものではないが、ダイオキシンが発生せず、焼却能力の高い流動焼却炉が適している。
【００１３】
各焼却炉１１に付設された汚泥フィーダ１２の近傍には、各焼却炉専用の脱水機１５が配置されている。脱水機１５は各焼却炉１１に１台であってもよいが、実設備では予備機を含む複数台の脱水機１５を設置し、脱水機１５のトラブルにより焼却炉１１が停止することのないように配慮することが好ましい。脱水機１５の種類も特に限定されるものではないが、本実施形態では出願人会社製の回転加圧脱水機を用いている。なお、脱水機１５は図３に示すように汚泥フィーダ１２のホッパ１３の上方に設置すれば、脱水汚泥を他の輸送手段を用いることなく直接落下させることができる。また、各焼却炉専用の脱水機１５により、各焼却炉１１の特性に合わせて、焼却処理時に補助燃料が不要となるまで脱水機出口の脱水汚泥水分含有率を調整することができる。
【００１４】
上記した焼却ヤード１０から１００ｍ以上離れた位置に建屋２０が設置されている。前記したように、大型の下水処理場ではその距離は１００ｍを越えることがある。この建屋２０は従来は脱水機を収納していたのであるが、本発明では脱水機１５を焼却ヤード１０に移動させたので脱水機はなく、その内部には汚泥タンク２１と汚泥ポンプ２２とを配置してある。汚泥ポンプ２２は例えばネジポンプであり、汚泥タンク２１内の脱水前汚泥（含水率約９７％程度）を、建屋２０から焼却ヤード１０まで延びる配管２３を通じて脱水前汚泥のまま配管輸送する。この脱水前汚泥は含水率が高く配管抵抗が小さいので、同一距離を輸送するために必要な動力費は従来の脱水汚泥の配管輸送に比較して数分の一になり、エネルギ消費量を大幅に抑制することができる。
【００１５】
本発明の要旨は上記のとおりであるが、実設備では図４に示すように、建屋２０内に凝集剤溶解タンク２４と凝集剤ポンプ２５とを配置し、配管２６を通じて凝集剤も焼却ヤード１０まで配管輸送し、脱水機１５の近傍で汚泥中に凝集剤を注入する。このようにすれば、焼却ヤード１０内の脱水機１５の近傍の最適位置で凝集剤を汚泥に注入することができ、配管輸送中にフロックが破壊されることを防止することができる。なお使用される凝集剤の種類としては、高分子凝集剤または、無機系の凝集剤または両者の組合せとなる。
【００１６】
以下に本発明の作用効果を、具体的な数値を挙げて説明する。
ここでは焼却炉１１に投入される脱水汚泥量を１００トン／日、配管搬送距離を１００ｍと設定し、図１に示した従来システムと図２に示した本発明のシステムとで汚泥搬送に必要な動力費を比較した。従来システムでは、流量×揚程が２５m3／ｈ×０.２５MPaの１軸ネジポンプ２台（電動機容量７．５kＷ×２）と、流量×揚程が５m3×６MPaのピストンポンプ（電動機容量４５kＷ）とを必要とする。
【００１７】
これに対して本発明のシステムでは、流量×揚程が２５m3／ｈ×０.３MPaの１軸ネジポンプ２台（電動機容量７．５kＷ×２）のみでよい。なお何れのシステムでも、流量×揚程が３.８m3×０．２５MPaの凝集剤を送るための１軸ネジポンプ（電動機容量１．５kＷ×２）を必要とする。電動機容量の合計は従来システムでは６３kＷ、本発明のシステムでは１８kＷであり、年間の使用電力量は従来は３９９ＭＷhとなり、本発明では１１４ＭＷhと1／３以下となった。
【００１８】
またこれを温室効果ガスの排出量に換算すると、従来システムの２２１トン−CO２／年が本発明のシステムでは６３トン−CO２／年となり、大幅な削減が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】従来の下水汚泥処理システムを概念的に示すブロック図である。
【図２】本発明の下水汚泥処理システムを示すブロック図である。
【図３】汚泥フィーダ部分の説明図である。
【図４】実設備における配管の説明図である。
【符号の説明】
【００２０】
１  従来技術における焼却ヤード
２  焼却炉
３  建屋
４  汚泥タンク
５  ネジポンプ
６  脱水機
７  ピストンポンプ
８  脱水汚泥輸送管
１０  本発明における焼却ヤード
１１  焼却炉
１２  汚泥フィーダ
１３  ホッパ
１４  定量供給手段
１５  脱水機
２０  建屋
２１  汚泥タンク
２２  汚泥ポンプ
２３  配管
２４  凝集剤溶解タンク
２５  凝集剤ポンプ
２６  配管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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