(57)【要約】【課題】本発明は、都市廃水処理プラントにおける汚泥再利用処理システムを開示し、汚泥太陽光乾燥設備及び汚泥焙焼による活性炭製造設備を含み、汚泥太陽光乾燥設備は、密閉ボックス、フラットコンベヤー、コンベヤー牽引設備などからなり、汚泥焙焼による活性炭製造設備は、回転窯、供給装置、搬送装置、排出装置、排ガス回収利用装置からなる。【解決手段】本発明のフラットコンベヤーは、ステンレス鋼又は炭素鋼防食材料で製造された階段型凹凸コンベヤーであり、汚泥焙焼による活性炭の製造は、主に自動投入と排出装置を有する回転窯を用いて、回転窯内の加熱ドラムの壁によって材料を加熱する。本発明は、都市汚泥の無害化処理及び再利用を実現し、汚泥を有益にするとともに、太陽光エネルギーを十分に利用することによって、汚泥処理におけるエネルギー消費を低減し、生産操作過程において薬剤を添加する必要がなく、且つ二次汚染がない。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚泥太陽光密閉乾燥設備及び汚泥焙焼による活性炭製造設備を含み、前記汚泥太陽光密閉乾燥設備は、高透光材料で製造された上層平板（１８）、下層板（１９）及び周囲フレームからなる蒸発ボックスを含み、前記蒸発ボックスには、上下の２組の又は４組のフラットコンベヤーが設けられ、前記フラットコンベヤーの両端にいずれも牽引板が設けられ、牽引板は牽引ロープの一端に接続され、牽引ロープの他端は牽引装置に接続され、前記２組のフラットコンベヤーはその両端の牽引ロープによって案内されて蒸発ボックス内を往復移動し、前記蒸発ボックスに塗布及び泥収集装置（２０）が更に設けられ、塗布及び泥収集装置（２０）の排出口の下方にベルトコンベア（２１）が設けられ、前記汚泥焙焼による活性炭製造設備は、リフト装置（２２）、供給装置（２３）、回転窯（２4）、収集装置（２５）、排ガス回収装置（２６）を含み、上記ベルトコンベア（２１）の排出側はリフト装置（２２）の供給側に接続され、リフト装置（２２）の排出側は供給装置（２３）の供給側に接続され、供給装置（２３）の排出側は回転窯（２４）の供給側に接続され、回転窯（２４）の排出側に収集装置（２５）及び排ガス回収装置（２６）が設けられることを特徴とする都市廃水処理プラントにおける汚泥再利用処理システム。
【請求項２】
前記蒸発ボックスにおける上下２組のフラットコンベヤーの下方には、複数本のコンベヤー支持部材が設けられ、前記コンベヤー支持部材には、フラットコンベヤーが滑り落ちることを防止する棒鋼（２７）が更に垂直に溶接されていることを特徴とする請求項１に記載の都市廃水処理プラントにおける汚泥再利用処理システム。
【請求項３】
前記高透光材料で製造された上層平板（１８）は、ガラス製品又は有機透明プラスチックで製造され、太陽光の照射によって上層平板（１８）及び下層板（１９）の内側に発生した蒸留水は、迅速に出水口（２８）に落下し排出されて再利用に供されることを特徴とする請求項１に記載の都市廃水処理プラントにおける汚泥再利用処理システム。
【請求項４】
前記上層平板（１８）は単層又は両層構造を採用しており、両層構造である場合に、中空になるように組み立てられることを特徴とする請求項１に記載の都市廃水処理プラントにおける汚泥再利用処理システム。
【請求項５】
前記塗布及び泥収集装置（２０）において、塗布システムは、汚泥を平板でレベリングした後にローラーで圧密する二重機能を備えており、泥収集システムは、オートフリップスクレーパシステムを採用していることを特徴とする請求項１に記載の都市廃水処理プラントにおける汚泥再利用処理システム。
【請求項６】
前記蒸発ボックスにおける上下２組のフラットコンベヤーは、Ｔ型鋼及び鋼板を溶接してなる階段型凹凸コンベヤーであり、その材質はステンレス鋼又は防食炭素鋼であることを特徴とする請求項２に記載の都市廃水処理プラントにおける汚泥再利用処理システム。
【請求項７】
前記牽引ロープは、ステンレス鋼材質で製造されていることを特徴とする請求項１に記載の都市廃水処理プラントにおける汚泥再利用処理システム。
【請求項８】
前記蒸発ボックスにおける上下２組のフラットコンベヤーの両端には、内部に潤滑油を入れた給油装置（１５）が設けられ、給油装置（１５）の底部には、下側給油孔が設けられ、潤滑油は、下側給油孔を介してフラットコンベヤーと支持部材との接触面に塗布されることを特徴とする請求項３に記載の都市廃水処理プラントにおける汚泥再利用処理システム。
【請求項９】
前記牽引板はステンレス鋼又は防食炭素鋼材質で製造されていることを特徴とする請求項５に記載の都市廃水処理プラントにおける汚泥再利用処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、都市廃水処理プラントにおける汚泥再利用処理システムに関し、具体的には、太陽光密閉蒸発による汚泥乾燥と回転型焙焼による汚泥の活性炭への製造を組み合わせて湿汚泥を処理する設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、太陽光蒸発による汚泥処理の技術は、主に太陽光蒸発器によって汚泥を乾燥処理しており、その利点は設備が簡単で実用的であり、処理工程が簡単で、排水の水質がよいことであり、その欠点は太陽光蒸発による汚泥処理設備のコンベヤーには布材料及びゴム材料が用いられ、ゴムは老化しやすく、高温で新らたな汚染物が生成されることである。
【０００３】
従来、汚泥による活性炭の製造の産業化に対して、まだ実用的な方法がないのは、汚泥の含水率が高い（８０％程度）ためであり、外部からの熱を利用する乾燥技術によって直接に乾燥させて活性炭を製造すれば、消耗する熱が多すぎ、処理のコストも高くなるからである。そして、乾燥過程において高温多湿の空気を排出する必要があり、高温多湿の空気は臭気が強く、消臭費用も高いため、技術要求及び市場需要を満たすことができない。高度脱水と乾燥技術を採用すれば、湿汚泥の高度脱水過程において、大量の凝集剤及び石灰などの無機物質を添加する必要がある。無機物質を添加した後、活性炭の製作の際、孔形成が困難になり、且つ後続に外部からの熱により乾燥させる必要がある。このため、技術上でも運営コスト上でも十分に成熟していない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、従来技術の不備に対して、生産のコストが低く、設備の使用寿命が長い都市廃水処理プラントにおける汚泥再利用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】
【０００５】
本発明は以下の技術方案を採用する。
【０００６】
汚泥太陽光密閉乾燥設備と汚泥焙焼による活性炭製造設備を含み、前記汚泥太陽光密閉乾燥設備は、高透光材料で製造された上層平板、下層板及び周囲フレームからなる蒸発ボックスを含み、前記蒸発ボックスには、上下の２組又は４組のフラットコンベヤーが設けられ、前記フラットコンベヤーの両端にいずれも牽引板が設けられ、牽引板は牽引ロープの一端に接続され、牽引ロープの他端は牽引装置に接続され、前記２組のフラットコンベヤーはその両端の牽引ロープによって案内されて蒸発ボックス内を往復移動し、前記蒸発ボックスに塗布及び泥収集装置が更に設けられ、塗布及び泥収集装置の排出口の下方にベルトコンベアが設けられ、前記汚泥焙焼による活性炭製造設備は、リフト装置、供給装置、回転窯、収集装置、排ガス回収装置を含み、上記ベルトコンベアの排出側はリフト装置の供給側に接続され、リフト装置の排出側は供給装置の供給側に接続され、供給装置の排出側は回転窯の供給側に接続され、回転窯の排出側に収集装置及び排ガス回収装置が設けられることを特徴とする。
【０００７】
前記蒸発ボックスにおける上下２組のフラットコンベヤーの下方には、複数本のコンベヤー支持部材が設けられ、前記コンベヤー支持部材には、フラットコンベヤーが滑り落ちることを防止する棒鋼が更に垂直に溶接されている。
【０００８】
前記高透光材料で製造された上層平板は、ガラス製品又は有機透明プラスチックで製造され、太陽光の照射によって上層平板及び下層板の内側に発生した蒸留水は、迅速に出水口に落下し排出されて再利用に供される。
【０００９】
上層平板には単層又は両層構造を採用している。両層構造である場合に、中空になるように組み立てられる（北方の寒冷地域で冬に使用される）。
【００１０】
塗布及び泥収集装置において、塗布システムは、汚泥を平板でレベリングした後にローラーで圧密をする二重機能を備えており、泥収集システムは、オートフリップスクレーパシステムを採用している。
【００１１】
前記蒸発ボックスにおける上下２組のフラットコンベヤーは、Ｔ型鋼及び鋼板を溶接してなる階段型凹凸コンベヤーであり、その材質はステンレス鋼又は防食炭素鋼である。
【００１２】
前記牽引ロープは、ステンレス鋼材質で製造されている。
【００１３】
前記蒸発ボックスにおける上下２組のフラットコンベヤーの両端には、内部に潤滑油を入れた給油装置が設けられ、給油装置の底部には、下側給油孔が設けられ、潤滑油は、下側給油孔を介してフラットコンベヤーと支持部材との接触面に塗布される。
【００１４】
前記牽引板はステンレス鋼又は防食炭素鋼材質で製造されている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の有益な効果は以下の通りである。
【００１６】
汚泥乾燥脱水に太陽光が採用され、太陽光で蒸発された蒸留水が回収利用されることができる。汚泥の操作コストを低減させ、乾汚泥を活性炭に焼結し、都市汚泥の無害化処理及び再利用を実現し、汚泥を有益にする。太陽光エネルギーを十分に利用することによって、汚泥の処理過程における費用を低減するとともに、操作過程において密閉操作するため、悪臭を排出せず、二次汚染もない。
コンベヤーは、従来の柔軟な巻き取り型コンベヤーを現在の鋼製フラットコンベヤーに変更し、新たなフラットコンベヤーは、ステンレス鋼材料又は炭素鋼防食材料で製造され、本発明では、設備の汚泥積載能力を大幅に向上させ、且つ設備の投資コストを低減して使用寿命を延長させる。
本発明では、太陽光で乾燥された後の汚泥を直接にコンベヤーによって回転窯内に搬送し、焙焼して活性炭を製造し、太陽光による汚泥処理過程において、一切薬剤を添加しない。これに対して、その他の汚泥処理方法では、いずれも凝集剤、石灰などの薬剤を添加する必要があるため、汚泥における無機物質の成分が増加し、汚泥を活性炭に製造することができない。
本発明では、太陽光で処理された後の汚泥で製造された活性炭の性能が良く、比表面積が大きく、汚泥によって焼成された活性炭は、石炭によって製造された活性炭よりも、重金属の含有量が低く、汚泥における元の重金属は高温焙焼によって酸化物の形で活性炭に固定され、汚泥における重金属の排出を効果的に制御する。特に、Ｈｇ、Ｎｉなどの汚泥からの重金属は不活性化されて炭に固定され、重金属イオンが再度溶出されることがない。本技術により、都市廃水処理プラントにおける汚泥を活性炭に変換し、汚泥の回収再利用を根本的に実現する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明における汚泥太陽光密閉乾燥設備の構造模式図
【図２】図１のＡ−Ａ断面図
【図３】図１のＢ−Ｂ断面図
【図４】図３の一部拡大図その一
【図５】図３の一部拡大図その二
【図６】本発明における汚泥焙焼による活性炭製造設備の構造模式図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明を更に説明する。
【００１９】
本発明は、汚泥太陽光密閉乾燥設備と汚泥焙焼による活性炭製造設備を含む。図１〜５に示すように、汚泥太陽光密閉乾燥設備は、高透光材料で製造された上層平板１８、下層板１９、周囲のフレームからなる蒸発ボックスを備え、下層板１９はステンレス鋼又は防食炭素鋼材質で製造されている。
【００２０】
蒸発ボックスには、上下２組又は４組のフラットコンベヤーが設けられ、フラットコンベヤーの数が４組である場合には、それぞれ下層上側フラットコンベヤー１、下層下側フラットコンベヤー２、上層下側フラットコンベヤー３、及び上層上側フラットコンベヤー４である。
【００２１】
フラットコンベヤーの両端には、いずれも牽引板１６が設けられ、牽引板１６はステンレス鋼又は防食炭素鋼材質で製造されている。牽引板１６は、牽引ロープ１７の一端に接続され、牽引ロープ１７の他端は牽引装置に接続されている。
【００２２】
２組のフラットコンベヤーは、その両端の牽引ロープ１７によって案内されて蒸発ボックス内を往復移動する。牽引板１６により、フラットコンベヤーと牽引ロープ１７との接続が確保され、且つ牽引ロープ１７によりコンベヤーを平行して案内して移動させる。
【００２３】
本発明の上記牽引装置は、具体的には、上層上側コンベヤー左牽引装置７、上層上側コンベヤー右牽引装置１０、下層上側コンベヤー左牽引装置８、下層上側コンベヤー右牽引装置９、上層下側コンベヤー左牽引装置１１、上層下側コンベヤー右牽引装置１４、下層下側コンベヤー左牽引装置１２、及び下層下側コンベヤー右牽引装置１３である。
【００２４】
上層平板１８コンベヤーは、複数本の上層コンベヤー支持部材５により一定の距離で構成された平面において左右移動し、下層板１９コンベヤーは、複数本の下層コンベヤー支持部材６により一定の距離で構成された平面において左右に移動する。
【００２５】
コンベヤーの滑り落ちを防止するために、上層コンベヤー支持部材５と下層コンベヤー支持部材６に棒鋼２７が溶接され、棒鋼２７は、フラットコンベヤーの下側に上層コンベヤー支持部材５および下層コンベヤー支持部材６と垂直に溶接されている。
【００２６】
棒鋼２７の材質は、高温熱処理された高硬度の耐摩耗鋼材であり、牽引ロープ１７は、ステンレス鋼材質を採用している。下層上側フラットコンベヤー１、下層下側フラットコンベヤー２、上層下側フラットコンベヤー３、及び上層上側フラットコンベヤー４は、Ｔ型鋼及び鋼板を溶接してなる階段型凹凸コンベヤーであり、それらの材質はステンレス鋼又は防食炭素鋼である。
【００２７】
蒸発ボックスにおける上下２組のフラットコンベヤーの両端には、内部に潤滑油を入れた給油装置１５が設けられ、給油装置１５の底部には下側給油孔が設けられ、潤滑油は下側給油孔を介してフラットコンベヤーのＴ型鋼底部と上層コンベヤー支持部材５及び下層コンベヤー支持部材６との接触面に塗布される。
【００２８】
給油装置１５に供給された潤滑油により、フラットコンベヤーの作動抵抗を大幅に減少し、上記牽引板１６は、給油装置１５の外側に設けられている。
【００２９】
本発明の蒸発ボックスには、塗布及び泥収集装置２０が更に設けられ、塗布及び泥収集装置２０の排出口の下方にはベルトコンベア２１が設けられる。汚泥は、塗布及び泥収集装置２０によってフラットコンベヤーに均一に塗布され、太陽光で乾燥された後の汚泥は、塗布及び泥収集装置２０によりフラットコンベヤーから剥離されてベルトコンベア２１に集中的に落下し、ベルトコンベア２１により汚泥焙焼装置に搬送される。
【００３０】
図６に示すように、本発明の汚泥焙焼による活性炭製造設備は、リフト装置２２、供給装置２３、回転窯２４、収集装置２５、排ガス回収装置２６を備える。
【００３１】
上記ベルトコンベア２１の排出側はリフト装置２２の供給側に接続され、リフト装置２２の排出側は供給装置２３の供給側に接続され、供給装置２３の排出側は回転窯２４の供給側に接続され、回転窯２４の排出側に収集装置２５及び排ガス回収装置２６が設けられている。汚泥焙焼によって活性炭を製造する際に、回転窯２４に発生した排ガスは、排ガス回収装置２６により回収利用される。
【００３２】
本発明の操作過程は以下の通りである。
【００３３】
都市廃水処理プラントに発生した残留汚泥は、太陽光乾燥設備の塗布及び泥収集装置２０により、汚泥を均一に下層上側フラットコンベヤー１、下層下側フラットコンベヤー２、上層下側フラットコンベヤー３、及び上層上側フラットコンベヤー４に塗布される。
【００３４】
フラットコンベヤー上の汚泥は、蒸発ボックス内において、太陽光を吸収して水分を蒸発させ、蒸留水は、上層平板１８及び下層板１９の内側において、出水口２８に迅速に落下して再利用に供される、或いは標準に達した後に排出される。
【００３５】
汚泥の含水率が１０％よりも低い場合に、塗布及び泥収集装置２０を介してフラットコンベヤーから剥離されてベルトコンベア２１に集中的に落下し、ベルトコンベア２１により、汚泥焙焼リフト装置２２に搬送される。
【００３６】
汚泥は、リフト装置２２によって供給装置２３に投入され、供給装置２３により、汚泥が所定量で回転窯２４内に添加され、回転窯２４内の温度及び圧力で供給装置２３の汚泥供給量を制御する。汚泥は、回転窯２４内で粒状活性炭に焙焼され、回転窯２４の出口において、焙焼された粒状活性炭は、収集装置２５により収集され排出されるとともに、活性炭の焙焼過程に発生した排出ガスは、排ガス回収装置２６により回収利用される。
【００３７】
焙焼により得られた粒状活性炭は、粉末状の活性炭に更に加工されてもよい。
【００３８】
本発明に関する他の説明されていない部分は従来技術により実現される。
【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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