(57)【要約】【課題】含水粒状物を高効率的に、且つ低コストで脱水又は乾燥できる。【解決手段】含水粒状物に脱水又は乾燥工程に超音波作用を付加することにより、水の移動抵抗の低減を図り、脱水又は乾燥の速度を速め、脱水率アップと処理コスト低減を実現する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
含水粒状物の含水率を下げるための処理過程において、脱水又は乾燥又は脱水と乾燥工程の前後に、含水粒状物に超音波を作用させる超音波作用工程を付加したことを特徴とする含水粒状物の脱水又は乾燥の促進方法。
【請求項２】
排水の生物処理過程に発生した余剰汚泥を凝集し、濃縮して得られた濃縮凝集汚泥に超音波を作用させた後に脱水工程に送り込み、脱水することを特徴とする排水汚泥の脱水促進方法。
【請求項３】
排水の生物処理に発生した余剰汚泥を凝集し、濃縮し、更に脱水工程で得られた脱水汚泥に超音波を作用させた後に、次の脱水工程に送ることを特徴とする排水汚泥の脱水促進方法。
【請求項４】
前記請求項２又は請求項３に記載の余剰汚泥が超音波作用工程と脱水工程を受けた後に、更に少なくとも超音波作用工程と脱水工程、又は超音波作用工程と乾燥工程、又は超音波作用工程と脱水工程と乾燥工程、又は乾燥工程に送り込むことを特徴とする排水汚泥の脱水又は乾燥の促進方法。
【請求項５】
排水の生物処理に発生した余剰汚泥を凝集し、濃縮して脱水工程で得られた脱水汚泥に超音波を作用させた後に、乾燥工程に送ることを特徴とする排水汚泥の乾燥促進方法。
【請求項６】
産業活動から排出された含水残渣を脱水工程で脱水した後に超音波作用工程と脱水工程又は超音波作用工程と乾燥工程、又はその組合せの工程を加えることを特徴とする含水粒状物の脱水又は乾燥の促進方法。
【請求項７】
含水粒状物の脱水工程において含水粒状物に脱水作用と超音波作用を同時に施すことを特徴とする含水粒状物の脱水促進方法。
【請求項８】
少なくとも超音波発生器、超音波作用ホン、含水粒状物を送り込む粒状物送料機構を備えた超音波を用いた含水粒状物の脱水又は乾燥促進のための前記請求項１から７までの超音波作用装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は含水粒状物の脱水及び乾燥の方法及び装置に関し、特に排水処理において発生した汚泥、産業残渣、工業の含水粒状物の脱水又は乾燥の方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  各種産業活動において含水率の高い粒状物半製品や残渣などが大量に発生される場合がたくさんあり、半製品を製品にするためにも、残渣を処理するにも、含水率を下げる必要がある。従って脱水又は乾燥操作がよく使われている。特に、有機性汚染物を含んだ排水の処理には生物法が普及される。この排水浄化過程においては大量な汚泥を施設外に排出される。この排水汚泥は含水率が高くて、腐敗しやすいため、即時に無害化処理をしなければならず、脱水又は乾燥が欠かせない操作とされている。【０００３】  脱水又は乾燥にはエネルギー消費が多く、処理コストが高いことが周知である。特に粒子内の水移動抵抗が大きい物質、粒子が大きいもの、並びに難脱水性物質の場合、水分が粒子の内部から外に移動する抵抗が高くて、乾燥速度が遅く、乾燥時間が長いため、コストが高くつく。例えばビール製造の麦芽残渣、発酵の菌体、排水汚泥などの脱水と乾燥の際にして水分の移動抵抗が大きくて脱水と乾燥が難しいため、処理コストが高い。【０００４】  既存技術では圧搾又は加熱乾燥がよく使われているが、高コストで処理していることが現状である。更に高含水率のため、運送コストも高くつく。もし、水分を粒子の内部から外に移動させる抵抗を下げることができれば、脱水操作でも低含水率が達成され、乾燥速度を速め、乾燥時間を短縮し、処理コストを低減することができる。これらの物質の脱水と乾燥を低コスト、安定的な操作で実現できる方策が求められている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、効率的に、低コストで、安定的に操作でき、確実な効果で含水粒状物の脱水及び乾燥を促進できる方法及び装置を提供することを目的とする。
【発明が解決するための手段】
【０００６】  請求項１に記載の発明は、含水粒状物の含水率を下げるための処理過程において、脱水又は乾燥又は脱水と乾燥工程の前後に、含水粒状物に超音波を作用させる超音波作用工程を付加したことを特徴とする含水粒状物の脱水又は乾燥の促進方法である。超音波を含水粒状物に作用させることにより、粒状物の毛管結合水と表面付着水を粒状物の外に移動させると同時に、粒状物の粒状壁例えば細胞の細胞壁を破壊し、内部水を外に移動させることができる。これらの効果により脱水及び乾燥の速度を速め、粒状物の脱水率を高めると同時に温度の相対的な低い熱風などでも効果的に乾燥できる。
【０００７】  請求項２に記載の発明は、排水の生物処理過程に発生した余剰汚泥を凝集し、濃縮して得られた濃縮凝集汚泥に超音波を作用させた後に脱水工程に送り込み、脱水することを特徴とする排水汚泥の脱水促進方法である。この超音波の作用により細胞壁を破壊して内部水を外に移動しやすくなり，脱水速度を上げると同時に汚泥の脱水率を高めることができる。
【０００８】  請求項３に記載の発明は、排水の生物処理に発生した余剰汚泥を凝集し、濃縮し、更に脱水工程で得られた脱水汚泥に超音波を作用させた後に、次の脱水工程に送ることを特徴とする排水汚泥の脱水促進方法である。凝集汚泥を脱水工程で脱水しやすい水を除去した後に更に圧力或いは遠心力で脱水することが難しくなる。この場合では、超音波の作用により脱水された汚泥の内部層の水を外部層に移動させたり、細胞の壁を破壊して内部水を外に移動させる抵抗を小さくして、更なる脱水工程では脱水速度を速めると同時に、脱水率を高めることができる。
【０００９】  請求項４に記載の発明は、前記請求項２又は請求項３に記載の余剰汚泥が超音波作用工程と脱水工程を受けた後に、更に少なくとも超音波作用工程と脱水工程、又は超音波作用工程と乾燥工程、又は超音波作用工程と脱水工程と乾燥工程、又は乾燥工程に送り込むことを特徴とする排水汚泥の脱水又は乾燥の促進方法である。このように超音波作用を受けてから脱水した汚泥はまだ含水率の高い場合では更にこれらの工程を通ると、含水率を効率よく下げることができる。
【００１０】  請求項５に記載の発明は、排水の生物処理に発生した余剰汚泥を凝集し、濃縮して脱水工程で得られた脱水汚泥に超音波を作用させた後に、乾燥工程に送ることを特徴とする排水汚泥の乾燥促進方法である。脱水工程で得られた脱水汚泥に更に超音波を作用させることにより細胞壁を破壊したり、汚泥の内部層の水を外層に移動させたりして、乾燥速度を高めることができる。特に、水の移動抵抗の低減により温度の低い熱風でも速く乾燥できるようになる。
【００１１】  請求項６に記載の発明は、産業活動から排出された含水残渣を脱水工程で脱水した後に超音波作用工程と脱水工程又は超音波作用工程と乾燥工程、又はその組合せの工程を加えることを特徴とする含水粒状物の脱水又は乾燥の促進方法である。製造産業では排出された含水残渣は圧搾などの脱水工程で含水率をある程度落としてから更に下げることが困難になる場合が多い。この場合では超音波の作用を加えると吸着水又は粒子の内部水を外に移動させることができる。また、粒子の元の構造の変化を引き起こして水の移動抵抗を下げることできるため、更なる脱水及び乾燥の効果を高めることができる。
【００１２】  請求項７に記載の発明は、含水粒状物の脱水工程において含水粒状物に脱水作用と超音波作用を同時に施すことを特徴とする含水粒状物の脱水促進方法である。含水率が割りに低くなった場合並びに脱水の困難な場合では含水粒状物に超音波と脱水を同時に作用すればその相乗効果により脱水効果を大幅に高めることができる。
【００１３】  請求項８に記載の発明は、少なくとも超音波発生器、超音波作用ホン、含水粒状物を送り込む粒状物送料機構を備えた超音波を用いた含水粒状物の脱水又は乾燥促進のための前記請求項１から７までの超音波作用装置である。この装置により超音波を含水粒状物に作用させることを実現し、この含水粒状物の脱水と乾燥を効率よく行うことができる。実際の場合では含水物と機械の構造などが異なるがこれらの部分は必須な基本部分であり、他の付属部分は現場の実際の状況に基づいて最適化すればよい。
【００１４】  前記含水粒状物は粒子状の固形物と水を混在している混合物を指す。その粒子状は粒子の大きさと形状を問わない。それに水が固形物の内部に浸透しているものも含水粒状物である。
【００１５】  前記の余剰汚泥は単に通常の学術上の余剰汚泥即ち排水処理場の最終沈殿池から排出された生物汚泥だけではなく、排水処理場の初期沈殿池と最終沈殿池の混合汚泥、消化汚泥及び各種類の汚泥も含まれている。本発明では簡素化のために余剰汚泥と略称した。
【発明の効果】
【００１６】  本発明によれば、低コストで、高効率的に含水粒状物の脱水速度と脱水率を高めることができる。同様に含水粒状物の乾燥速度を高めることができ、特に相対的に温度の低い熱源を効率よく利用することが可能となる。また、脱水率向上のため、乾燥による水分除去の負荷を低減することができ、省エネルギーにつなぐ。これらの効果により低コスト処理が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】  以下、本発明を実施例により説明するが、かかる実施例によって本発明が制限されるものではない。
【実施例１】
【００１８】  本発明の排水処理汚泥の脱水促進方法の実施例の一つである。排水処理場から排出された混合汚泥に凝集剤を添加し、凝集沈殿された濃縮汚泥に超音波を作用させた後にプレス脱水機を用いて脱水した後に、乾燥工程で乾燥汚泥を得る。
【実施例２】
【００１９】  本発明に係る排水処理汚泥の実施例の一つである。排水処理場から排出された混合汚泥に凝集剤を添加し、凝集沈殿された濃縮汚泥をベルトプレス脱水機を用いて脱水した後に、超音波を作用させ、更に脱水機で脱水して、含水率６６％以下の脱水汚泥ケーキが得られる。
【実施例３】
【００２０】  本発明に係る排水処理汚泥の実施例の一つである。排水処理場から排出された混合汚泥に凝集剤を添加し、凝集沈殿された濃縮汚泥をベルトプレス脱水機を用いて脱水した後に、超音波を作用させ、更に脱水機で脱水して得られた低含水率の汚泥ケーキを乾燥工程で６０−１５０℃の熱風で乾燥し含水率１５−３０％の乾燥汚泥が得られ、燃料として使用に供する。
【実施例４】
【００２１】  排水処理場から排出された混合汚泥に凝集剤を添加し、凝集沈殿された濃縮汚泥をベルトプレス脱水機を用いて脱水した後に、超音波を作用させ、更に脱水機で脱水して得られた低含水率の汚泥ケーキを乾燥工程で熱風を使用して乾燥し含水率５５％以下の乾燥汚泥が得られ、焼却する。
【実施例５】
【００２２】  ビール製造過程の麦芽残渣又は他の食品製造の残渣は圧搾機又はベルトプレスで脱水してから脱水残渣に超音波を作用させながら、脱水機により低含水率の残渣を得て、乾燥工程に送り、乾燥され、乾燥残渣が得られる。
【実施例６】
【００２３】  発酵食品の製造又は医薬品の生産において発生した発酵残渣を圧搾機又はベルトプレスで脱水してから、得られた脱水残渣に超音波を作用させた後に、再び脱水工程に送り更に脱水し、低含水率の残渣にする。得られた低含水率の残渣を乾燥工程に送り、乾燥され、乾燥残渣が得られる。
【実施例７】
【００２４】  本発明に係る超音波作用装置の基本構造部分と運転方法の実施例の一つである。超音波発生器と繋がっていた超音波作用ホンを装備した超音波作用セルに、スクリュー送料機により含水粒状物を送り込み、超音波の作用を受けながら前に移動し、作用セルから排出される。