(57)【要約】      （修正有）【課題】オイルボールを燃料として再利用可能な液体油に改質することのできるオイルボール処理システムを提供する。【解決手段】産業廃棄物であるオイルボール（油脂系固形物）を、燃料として再利用可能な液体油に改質するオイルボール処理システムであって、オイルボールを撹拌により形均化して包含されている水分を分離する形均化装置４と、形均化されたオイルボールを加熱により液化させる液化装置と、液化されたオイルボールから夾雑物を分離する分離装置と、液化されると共に夾雑物が分離されたオイルボールを加熱により気化させ、気化した成分を冷却により液化させて液体油にする改質装置８と、を含む。【選択図】図１
2012207080.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
産業廃棄物であるオイルボール（油脂系固形物）を、燃料として再利用可能な液体油に改質するオイルボール処理システムであって、
オイルボールを撹拌により形均化して包含されている水分を分離する形均化装置と、
形均化されたオイルボールを加熱により液化させる液化装置と、
液化されたオイルボールから夾雑物を分離する分離装置と、
液化されると共に夾雑物が分離されたオイルボールを加熱により気化させ、気化した成分を冷却により液化させて液体油にする改質装置と、を備えたことを特徴とするオイルボール処理システム。
【請求項２】
前記液化装置と分離装置は一体化された装置であり、
一端側から他端側に向かうにつれて上方に傾斜したケーシングと、前記ケーシング内を加熱する加熱装置と、オイルボールに含まれる夾雑物を他端側に搬送するスクリューコンベアと、ケーシングの他端側に形成された夾雑物の排出口と、ケーシングの一端側に形成された液化したオイルボールの取出口と、を備えていることを特徴とする請求項１に記載のオイルボール処理システム。
【請求項３】
オイルボールを気化させる前に、液化しているオイルボールを篩分けする篩装置をさらに備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載のオイルボール処理システム。
【請求項４】
前記形均化装置は、オイルボールを貯留する撹拌槽と、前記撹拌槽内のオイルボールを撹拌する装置を備えていること特徴とする請求項１に記載のオイルボール処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、産業廃棄物であるオイルボール（油脂系固形物）の処理システムに関し、特に、オイルボールを再利用可能な液体油に改質するオイルボール処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
下水処理施設等から収集される油脂系固形物（所謂、オイルボール）は、産業廃棄物として埋め立て処理されており、埋め立て地への運搬や埋め立て作業に多額の費用がかかっている。さらに、大雨時に下水幹線，下水処理施設に滞留堆積しているスカム類が海や河川等の公共水域に流出し、環境問題を引き起こす原因にもなっている。特に、オイルボールが放つ不快臭は、人体にとっても悪影響を及ぼしかねない。
【０００３】
オイルボールは、元々は食用油に由来するものではあるが、実際のところその発生のメカニズムは明らかでないが、微生物の作用・関与があり高分子化している説もある。しかし、下水に含まれる様々な物質や汚物と混ざり合った結果、非常に流動性が悪く、分解し難い油脂系固形物となっている。
【０００４】
従来においても、本願の発明者の一人によってオイルボール処理システムが検討されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、特許文献１に開示されているオイルボール処理システムは、固体状態のオイルボールを焼却炉で焼却処分するに止まり、回収熱量もそれほど多くはない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−７０９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、オイルボールを燃料として再利用可能な液体油に改質することのできるオイルボール処理システムを提供することにある。
【０００７】
さらに、本発明の他の目的は、オイルボールを形成している脂肪分を油分に改質するにおいて、燃料としての付加価値を高めることのできるオイルボール処理システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のオイルボール処理システムは、産業廃棄物であるオイルボール（油脂系固形物）を、燃料として再利用可能な液体油に改質するオイルボール処理システムであって、オイルボールを撹拌により形均化して包含されている水分を分離する形均化装置と、形均化されたオイルボールを加熱により液化させる液化装置と、液化されたオイルボールから夾雑物を分離する分離装置と、液化されると共に夾雑物が分離されたオイルボールを加熱により気化させ、気化した成分を冷却により液化させて液体油にする改質装置と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
前記液化装置と分離装置は一体化された装置であり、一端側から他端側に向かうにつれて上方に傾斜したケーシングと、前記ケーシング内を加熱する加熱装置と、オイルボールに含まれる夾雑物を他端側に搬送するスクリューコンベアと、ケーシングの他端側に形成された夾雑物の排出口と、ケーシングの一端側に形成された液化したオイルボールの取出口と、を備えていることが好ましい。上記オイルボール処理システムは、オイルボールを気化させる前に、液化しているオイルボールを篩分けする篩装置をさらに備えた構成であることが好ましい。また、前記形均化装置は、オイルボールを貯留する撹拌槽と、前記撹拌槽内のオイルボールを撹拌する装置を備えていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のオイルボール処理システムによれば、オイルボールを撹拌により形均化することによって内部に閉じ込められている水分（内包されている水分）を分離し、形均化されたオイルボールを加熱により液化させ、液化されたオイルボールから夾雑物を分離し、さらにオイルボールを加熱により気化させ、気化した成分を冷却により液化させて液体油にする改質を行うことにより、オイルボールを燃料として再利用可能な液体油にすることが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に従うオイルボール処理システムの全体構成を示す。
【図２】上記オイルボール処理システムでオイルボールを処理する工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の好ましい実施形態に従うオイルボール処理システムについて、添付図面を参照しながら詳しく説明する。図１は、システムの全体構成図であり、図２は、主要な処理を示すフローチャートである。但し、以下に説明する実施形態によって本発明の技術的範囲は何ら限定解釈されることはない。
【００１３】
図１に示すように、本実施形態のオイルボール処理システム１は、オイルボールを受け入れるホッパ２と、ホッパ２に受け入れられたオイルボールを搬送する第１搬送装置３と、オイルボールを形均化する形均化装置４と、形均化されたオイルボールを搬送する第２搬送装置５と、オイルボールを液化すると共に夾雑物を分離する液化分離装置６と、液化されたオイルボールを篩分けする篩装置７と、オイルボールを改質する改質装置８と、改質により得た液体油を貯留する改質油貯留タンク９を備えている。
【００１４】
ホッパ２は下水処理場等で収集されたオイルボールを受け入れる（図２の処理１００）。図１では、作業員がオイルボールをホッパ２に投入しているが、勿論、オイルボール収集車から直接投入するようにしてもよい。第１搬送装置３は、ホッパ２に受け入れられたオイルボールを搬送して形均化装置４に供給する。オイルボールは、流動性の悪い油脂系固形物であり、さらにプラスチック片，紙くず，砂，髪の毛などの種々の夾雑物が混ざっている。このようなオイルボールを搬送する第１搬送装置３としては、スクリューコンベアを用いるのが好ましい。スクリューコンベアは、搬送路をなすケーシング３１、ケーシング３１内で回転自在なスクリュー３２、スクリュー３２を回転させる駆動モータ３３を備えている。
【００１５】
形均化装置４は、オイルボールを貯留する撹拌槽４１と、槽内のオイルボールを撹拌により形均化するための撹拌装置を備えている。形均化装置４は、図２の処理１０１に示す形均化を行う。撹拌装置は、例えば撹拌槽４１内に配置された撹拌羽根４２と、回転軸を通じて撹拌羽根４２を回転させる駆動モータ４３を備え、例えば３００ｒ．ｐ．ｍ程度の回転数で撹拌羽根４２を撹拌することができればよい。撹拌槽４１内に一定量受け入れられたオイルボールは、撹拌装置によって撹拌された後、静置することによって油脂分と水分とに相分離する。相分離された油脂分と水分は、撹拌槽４１の底部に設けられている排出口４４とドレイン排出ノズル４５を通じて別々に排出することによって分離される。この一連の処理はバッチ方式で繰り返し行われ、例えば、撹拌時間を３０分、静置時間を５分に設定することができる。但し、形均化させたと言ってもオイルボールの流動性は未だ悪いので、撹拌槽４１の外周に振動装置４６を配置し、振動を付与することによって排出口４４からのオイルボールの排出を促進させるようにしてもよい。
【００１６】
より詳しく説明すると、油脂系汚泥であるオイルボールは、一般的に、水滴等を内部に封じ込める形態で３０質量％程度の水分を含んでいる。このように含水率が高いオイルボールは、下流の液化工程において加熱する際に、余分な熱量を消費することになる。そこで、形均化装置でオイルボールを撹拌して、内部に封じ込められている水分（内包された水分）を吐き出させ、油脂分と水分の相分離を促進させる。その後、静止すれば比重差によって速やかに油脂分と水分との２層に分かれるので、先にドレイン排出ノズル４５のバルブを開いて水分を撹拌槽４１から排出し、次に排出口４４のバルブを開いて油脂分（夾雑物を含む）を第２搬送装置５に供給する。これにより、オイルボールを形均化すると共に含水率を１０質量％程度まで下げることができる。残りの水分は、下流の改質工程にて除去する。
【００１７】
第２搬送装置５は、第１搬送装置３と同様にスクリューコンベアを用いるのが好ましい。スクリューコンベアは、搬送路をなすケーシング５１、ケーシング５１内で回転自在なスクリュー５２、スクリュー５２を回転させる駆動モータ５３を備えている。但し、液体の回収の理由から、第２搬送装置５は、搬送方向に沿って上方にケーシング５１を傾斜させ、下方側に位置するケーシング端部にドレイン排出ノズル５４を設けておくことが好ましい。ケーシング５１の傾斜角は、例えば２０°とする。
【００１８】
液化分離装置６は、オイルボールを加熱により液化させる液化装置と、オイルボールから夾雑物を分離する分離装置を一体化した装置である。液化分離装置６は、図２の処理１０２に示す液化・分離を行う。液化分離装置６は、加熱機能を有するスクリューコンベアを用いるのが好ましい。液化分離装置６としてのスクリューコンベアは、搬送路をなすケーシング６１、ケーシング６１内で回転自在なスクリュー６２、スクリュー６２を回転させる駆動モータ６３を備えている。ケーシング６１は、搬送方向に沿って上方に傾斜されおり、その傾斜角は例えば２０°とする。
【００１９】
下方側に位置するケーシング端部（一端側）には、液化されたオイルボールを抜き出すための排出ノズル６４が配置されている。排出ノズル６４はタンク６５に連結されており、タンク６５内に受け入れた液化したオイルボールを下流の自動篩装置７に送液するポンプ６６が配置されている。また、上方側に位置するケーシング端部（他端側）には、夾雑物を排出する排出口６７が形成されている。
【００２０】
さらに、液化分離装置６は、ケーシング６１内のオイルボールを加熱するための加熱装置（不図示）を備えている。加熱装置は、例えばケーシング６１の外周にヒータを配置することによって構成されている。ヒータの種類は特に制限されないが、ケーシング６１の一端から他端に亘ってヒータを配置し、ケーシング６１内のオイルボールを例えば１０５℃以上に加熱できることが好ましい。
【００２１】
このような構成において、ケーシング６１内を加熱すると共にスクリュー６２を回転させた状態とし、第２搬送装置５によって例えば定量的にオイルボールをケーシング６１内に供給する。オイルボールは、ケーシング６１内で加熱されることによって液化し、傾斜配置されているケーシング６１の一端側に移動及び貯留されていく。一方、液化しない夾雑物は、スクリュー６２によってケーシング６１の他端側に搬送され、排出口６７から排出される。ケーシング６１の一端側に移動及び貯留された液化したオイルボールは、排出ノズル６４のバルブを周期的に又は常時開くことによってタンク６５に抜き出される。
【００２２】
タンク６５内のオイルボールは、ポンプ６６によって下流側の篩装置７に送られる。一方、排出口６７から排出される夾雑物は、回収タンク６８に回収される。なお、液化工程から改質工程までに配置されるポンプや配管などの装置は、オイルボールが固化しないように加熱する手段を備えていることが好ましい。
【００２３】
篩装置７は、例えば篩網の口径が４０μｍ〜５００μｍ、好ましくは１５０〜３００μｍの振動篩７１を用いることができる。篩装置７は、図２の処理１０３に示す篩分けを行う。篩分けの最中にオイルボールが固化するのを防止するため、ヒータなどの加熱装置（不図示）で篩を加熱するようにする。加熱装置としてのヒータは、例えば篩を１２０℃以上、好ましくは１５０℃以上に加熱できるものが好ましい。口径が小さい篩網の場合、線径が細くなり、強度面で弱くなるだけではなく、表面張力によってオイルボールが篩網の裏面に付着し、篩網に熱を奪われて固化する場合があるので、線径は比較的大きい物が好ましい。そのため、加熱して篩分けの促進及び目詰りの防止を図る。さらに、篩分けの促進及び目詰りの防止のために、タッピングボールを設けたり、篩網の表面を摺動するスクレーパなどを設けたりしてもよい。また、篩分けは、一段方式に限らず、篩網の口径が順に小さくなるように設定した多段方式としてもよい。篩分けされたオイルボールは、液化状態のままポンプ７２によって下流の改質装置８に送液する。一方、篩分けにより篩網上に残った残渣（例えば、ＳＳ類）は、受皿７３に回収する。
【００２４】
改質装置８は、液化したオイルボールを受け入れる加熱槽８１と、オイルボールが気化する温度にまで加熱槽８１を加熱する加熱装置（不図示）と、気体となった成分を冷却して液化する冷却装置８２と、液化した成分（液体油）を回収する回収槽８３を備えている。改質装置は、図２の処理１０４に示す改質を行う。加熱槽８１，冷却装置８２及び回収槽８３は、管路８４を通じて連結されている。好ましくは、加熱槽８１と冷却装置８２を連結する管路８４内に触媒を充填して、気化した成分を接触改質し、燃料としての付加価値をさらに高める。接触改質の温度を調製するヒータを新たに設けるようにしてもよい。還元雰囲気で改質を行うために、例えば窒素ガスなどの不活性ガスを供給するようにする。
【００２５】
加熱装置（不図示）は、例えば加熱槽８１の底部や外周にヒータやバーナーなどを配置することによって構成されている。ヒータやバーナーの種類は特に制限されないが、加熱槽内の液化したオイルボールを３７０℃以上、好ましくは４００℃以上に加熱できることが好ましい。また、冷却装置８２は、例えば冷却水や冷媒などを用いた熱交換器を採用することができる。この場合、冷却温度は、例えば−５０℃〜１０℃、好ましくは−３０℃〜０℃に設定する。なお、気化成分のうち、冷却によって液化しない成分（例えば、低級炭化水素，Ｈ２，ＣＯ，ＣＯ２）が発生した場合、排出基準を満たすように処理してから放出する。
【００２６】
このような一連の工程を経て得られる液体油は、常温において液体状態を維持できるまで改質されている。回収槽８３内の液体油は、ポンプ８５で抜き出して改質油貯留タンク９に貯留する。液体油は、燃料として使用・販売等することができる。
【００２７】
上述の実施形態によれば、オイルボールを撹拌により形均化することによって内部に閉じ込められている水分（内包されている水分）を分離し、形均化されたオイルボールを加熱により液化させ、液化されたオイルボールから夾雑物を分離し、さらにオイルボールを加熱により気化させ、気化した成分を冷却により液化させて液体油にする改質を行うことにより、オイルボールを燃料として再利用可能な液体油にすることが可能となった。
【００２８】
さらに上述の実施形態によれば、液化前にオイルボールを形均化して水分を分離する形均化装置４を設けたことにより、液化させる際に余分な熱量を消費しないようにすることができる。既述したように、オイルボールは、油脂成分であるにも関わらず３０質量％もの水分を含んでいる。水分は、水滴等の形態でオイルボール内に封じ込められており、油脂成分に弾かれて外部に出ることができない状態となっている。そこで、本実施形態では、オイルボールを撹拌して内部に封じ込められている水分を吐き出させ、これにより加熱することなく水分を分離することに成功したのである。
【００２９】
さらに上述の実施形態によれば、加熱機能を備えたスクリューコンベアを用いてオイルボールの液化と夾雑物の分離を行う構成としたことにより、液化装置と分離装置とが一体化された液化分離装置６を具現化することができた。これにより、一つの工程で液化と分離を行うことが可能となり、システム全体の処理効率を向上させることができた。
【００３０】
オイルボールは強烈な不快臭を放つことから、例えば形均化する前、或いは形均化する際中に工業用水などを洗浄水として供給し、オイルボールを洗浄するようにしてもよい。さらに、各装置に排気管を接続し、吸引ファンなど臭気を吸引するようにしてもよい。
【００３１】
以上、本発明を具体的な実施形態に則して詳細に説明したが、形式や細部についての種々の置換、変形、変更等が、特許請求の範囲の記載により規定されるような本発明の精神及び範囲から逸脱することなく行われることが可能であることは、当該技術分野における通常の知識を有する者には明らかである。従って、本発明の範囲は、前述の実施形態及び添付図面に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載及びこれと均等なものに基づいて定められるべきである。
【符号の説明】
【００３２】
１    オイルボール処理システム
２    ホッパ
３    第１搬送装置
４    形均化装置
５    第２搬送装置
６    液化分離装置
７    篩装置
８    改質装置
【図１】
2012207080.tif 000003
【図２】
2012207080.tif 000004