(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
含水汚泥を貯留する汚泥ホッパを有する汚泥ホッパ収納設備であって、
前記汚泥ホッパ又は汚泥ホッパに接続された配管を洗浄した際の汚水を回収して汚泥ホッパに返送する汚水回収機構を備え、
該汚水回収機構は、前記汚水を回収すると共に貯留する汚水回収タンクと、
該汚水回収タンクと前記汚泥ホッパとを接続する汚水返送管と、
該汚水返送管に設けられ前記汚水回収タンク内の汚水を前記汚泥ホッパに返送する汚水返送ポンプとを備えていることを特徴とする汚泥ホッパ収納設備。
【請求項２】
請求項１に記載の汚泥ホッパ収納設備において、
前記汚水回収機構は、前記汚泥ホッパを設置した床部に設けられ前記汚水を一時的に貯留する貯留穴部と、
該貯留穴部と前記汚水回収タンクとを接続する回収管と、
該回収管に設けられ前記貯留穴部内の汚水を前記汚水回収タンクに送る汚水回収ポンプとを備えていることを特徴とする汚泥ホッパ収納設備。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の汚泥ホッパ収納設備において、
前記汚泥ホッパは、複数設置され、
前記汚水回収機構は、前記複数の汚泥ホッパのうち少なくとも一つを選択して前記汚水を返送可能な返送切換機構を備えていることを特徴とする汚泥ホッパ収納設備。
【請求項４】
汚泥ホッパを収納する汚泥ホッパ収納設備を備え汚泥ホッパに貯留した含水汚泥をキルン内に投入して焼却する汚泥処理設備であって、
前記汚泥ホッパ収納設備は、請求項１から３のいずれかに記載の汚泥ホッパ収納設備であることを特徴とする汚泥処理設備。
【請求項５】
請求項４に記載の汚泥処理設備において、
前記汚泥ホッパと前記キルンとを接続する汚泥導入管と、
前記汚泥ホッパ内の汚泥を前記汚泥導入管を介して前記キルンへ圧送する圧送ポンプと、
開閉バルブを介して前記汚泥導入管から分岐すると共に前記汚水回収タンクに接続され汚泥導入管内の汚水を汚水回収タンクへ送る汚水戻し管とを備えていることを特徴とする汚泥処理設備。
【請求項６】
請求項５に記載の汚泥処理設備において、
前記汚水回収タンクは、前記キルンよりも低い位置に設置され、
前記汚泥導入管は、前記汚水回収タンクから前記キルンまで上方に向けて傾斜して配管されていることを特徴とする汚泥処理設備。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、含水汚泥を貯留する汚泥ホッパを建屋等に収納する汚泥ホッパ収納設備及びこれを用いた汚泥処理設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】
下水処理場から排出される下水汚泥等の汚泥処理として、近年、下水汚泥脱水ケーキのセメント焼成炉への直接吹き込みによるセメント原料化技術（直接燃焼方式）が提案され、実用化されている。この技術は、水分８０％程度に処理された下水脱水汚泥（以下、含水汚泥と称す）をトラック等で搬入し、圧送ポンプで直接セメント焼成炉であるロータリーキルンに投入し、超高温で加熱して水分及び可燃分は蒸発・燃焼させ、無機系成分の灰をセメント中間製品であるクリンカーとして焼結するものである。
【０００３】
このように、上記処理技術は、含水汚泥中の灰が、粘土原料の一部として代替されることによってセメント原料化され、副次的な廃棄物を一切出さない、環境を守る上で優れた処理方法である。
【０００４】
含水汚泥をロータリーキルン内に投入するには、例えば特開平８−２７６１９９号公報等に記載されているように、下水処理場から搬送された含水汚泥を貯留タンクである汚泥ホッパに貯留しておき、該汚泥ホッパから汚泥導入管を介してキルンの窯尻部内に汚泥導入管を介して含水汚泥を移送して導入していた。
【０００５】
ところで、上記汚泥ホッパは、建屋内に収納設置されており、また、汚泥ホッパ内又は汚泥ホッパに接続された配管内（汚泥導入管内等）を洗浄水により洗浄することが、定期的又は適宜実施されている。従来、汚泥ホッパ内又は汚泥ホッパに接続された配管内を洗浄した際に生じた洗浄水の汚水は、外部に排出せずに再び汚泥ホッパ内に直接戻して処理していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の汚泥ホッパ収納設備及び汚泥処理設備には、以下の課題が残されている。すなわち、従来、洗浄水の汚水を直接汚泥ホッパに戻していたが、この際、汚泥ホッパ内の含水汚泥の水分が急に増加し、この含水汚泥がキルンに投入されるとキルンの負担が増大してしまう不都合があった。
【０００７】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、洗浄水の汚水を汚泥ホッパに戻すことによる含水汚泥の急激な水分増加を抑えることができる汚泥ホッパ収納設備及び汚泥処理設備を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明の汚泥ホッパ収納設備は、含水汚泥を貯留する汚泥ホッパを有する汚泥ホッパ収納設備であって、前記汚泥ホッパ又は汚泥ホッパに接続された配管を洗浄した際の汚水を回収して汚泥ホッパに返送する汚水回収機構を備え、該汚水回収機構は、前記汚水を回収すると共に貯留する汚水回収タンクと、該汚水回収タンクと前記汚泥ホッパとを接続する汚水返送管と、該汚水返送管に設けられ前記汚水回収タンク内の汚水を前記汚泥ホッパに返送する汚水返送ポンプとを備えている。
【０００９】
この汚泥ホッパ収納設備では、汚水回収機構が、汚水を回収すると共に貯留する汚水回収タンクと、該汚水回収タンクと汚泥ホッパとを接続する汚水返送管と、該汚水返送管に設けられ汚水回収タンク内の汚水を汚泥ホッパに返送する汚水返送ポンプとを備えているので、汚水を汚水回収タンクに貯留でき、汚泥ホッパ内の含水汚泥の状態（特に水分濃度）に応じて、汚水返送ポンプにより適宜返送する汚水の量を制御することができるため、含水汚泥の水分を適正に保つことができる。
【００１０】
また、本発明の汚泥ホッパ収納設備は、前記汚水回収機構が、前記汚泥ホッパが設置された床部に設けられ前記汚水を一時的に貯留する貯留穴部と、該貯留穴部と前記汚水回収タンクとを接続する回収管と、該回収管に設けられ前記貯留穴部内の汚水を前記汚水回収タンクに送る汚水回収ポンプとを備えていることが好ましい。すなわち、この汚泥ホッパ収納設備では、汚水回収機構が、床部に設けられた上記貯留穴部と、上記回収管と、上記汚水回収ポンプとを備えているので、生じた汚水を一旦貯留穴部内にまとめることができ、適宜、汚水回収ポンプで汚水回収タンクに送ることができる。
【００１１】
また、本発明の汚泥ホッパ収納設備は、前記汚泥ホッパが、複数設置され、前記汚水回収機構が、前記複数の汚泥ホッパのうち少なくとも一つを選択して前記汚水を返送可能な返送切換機構を備えていることが好ましい。すなわち、この汚泥ホッパ収納設備では、汚水回収機構が、複数の汚泥ホッパのうち少なくとも一つを選択して汚水を返送可能な返送切換機構を備えているので、各汚泥ホッパ内の含水汚泥の状態に応じて、汚水の返送先の汚泥ホッパを返送切換機構で切り換えることができ、各汚泥ホッパへの返送を調整することができる。
【００１２】
本発明の汚泥処理設備は、汚泥ホッパを収納する汚泥ホッパ収納設備を備え汚泥ホッパに貯留した含水汚泥をキルン内に投入して焼却する汚泥処理設備であって、前記汚泥ホッパ収納設備は、上記本発明の汚泥ホッパ収納設備であることを特徴とする。
この汚泥処理設備では、上記本発明の汚泥ホッパ収納設備を備えているので、洗浄水の汚水を汚泥ホッパ内に返送量を調整しながら返送できると共に、水分が適切に調整された汚泥ホッパ内の含水汚泥をキルンに供給でき、水分増加に伴うキルンの負担を軽減することができる。
【００１３】
また。本発明の汚泥処理設備は、前記汚泥ホッパと前記キルンとを接続する汚泥導入管と、前記汚泥ホッパ内の汚泥を前記汚泥導入管を介して前記キルンへ圧送する圧送ポンプと、開閉バルブを介して前記汚泥導入管から分岐すると共に前記汚水回収タンクに接続され汚泥導入管内の汚水を汚水回収タンクへ送る汚水戻し管とを備えていることが好ましい。すなわち、この汚泥処理設備では、汚泥導入管内の汚水を汚水回収タンクへ送る汚水戻し管を備えているので、汚泥導入管内の汚水を直接汚水回収タンクに回収することができ、汚泥導入管洗浄時に生じる大量な汚水の処理を容易に行うことができる。
【００１４】
また、本発明の汚泥処理設備は、前記汚水回収タンクが、前記キルンよりも低い位置に設置され、前記汚泥導入管が、前記汚水回収タンクから前記キルンまで上方に向けて傾斜して配管されていることが好ましい。すなわち、この汚泥処理設備では、汚泥導入管が、汚水回収タンクからキルンまで上方に向けて傾斜して配管されているので、汚泥導入管内の汚水をポンプ等を用いずに自重で汚水回収タンクへ回収させることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る汚泥ホッパ収納設備及び汚泥処理設備の一実施形態を、図１及び図２を参照しながら説明する。
【００１６】
本実施形態の汚泥処理設備は、図１及び図２に示すように、乾式ロータリーキルン１内でセメント原料Ｃ０を焼成してセメントクリンカーＣ１を焼結し、製造するセメント焼成設備であると共に、含水率８０％程度の下水脱水汚泥である含水汚泥Ｇを窯尻部４ａ側から乾式ロータリーキルン１内に投入して焼却するものである。なお、本実施形態で投入される含水汚泥Ｇは、添加物添加等の前処理がなされていないものであるが、このような処理を行ったものでも構わない。
【００１７】
この汚泥処理設備には、原料ミル（図示略）で粉砕されシュートＳから送り込まれるセメント原料Ｃ０を予熱するプレヒータ３が、乾式ロータリーキルン１の窯尻部４ａにハウジング２を介して接続されており、該プレヒータ３及びハウジング２を介してセメント原料Ｃ０が窯尻部４ａに投入されるように構成されている。このプレヒータ３は、縦方向に複数段連設されたサイクロン３ａと、乾式ロータリーキルン１からの排ガスを上昇させるように各サイクロン３ａを接続するダクト３ｂとで主に構成されている。なお、符号Ｆは、誘引ファンであり、乾式ロータリーキルン１からの排ガスを各サイクロン３ａ及び各ダクト３ｂを介して上昇させて外部に排出させるものである。
【００１８】
上記乾式ロータリーキルン１は、ハウジング２に窯尻部４ａが接続され下流側へやや下方傾斜して周方向に回転駆動される円筒状のキルンシェル４と、キルンシェル４下流部側に設けられ重油や微粉石炭を燃料とするバーナー５と、キルンシェル４下流部の下方に設けられ製造されたセメントクリンカーＣ１を冷却するクリンカークーラー６とを備えている。
なお、上記ハウジング２は、底面２ａが上流側に向けて上方に傾斜する斜面とされている。
【００１９】
また、この汚泥処理設備は、含水汚泥Ｇを乾式ロータリーキルン１の窯尻部４ａ側から投入する汚泥投入機構７を備えている。
該汚泥投入機構７は、トラック等により搬送された含水汚泥Ｇを貯留する汚泥ホッパー８Ａ、８Ｂと、該汚泥ホッパー８Ａ、８Ｂに接続され圧送ポンプ９Ａ、９Ｂを介して含水汚泥Ｇを圧送する汚泥導入管１０と、該汚泥導入管１０の先端がハウジング２の底面２ａから上方に設けられ該底面２ａに向けて含水汚泥Ｇを落下させる汚泥投入口１１とを有している。すなわち、該汚泥投入口１１は、プレヒータ３と窯尻部４ａとの接続部であるハウジング２における内壁に設けられている。
【００２０】
さらに、本実施形態の汚泥処理設備は、汚泥ホッパ８Ａ、８Ｂを建屋２０内に収納する汚泥ホッパ収納設備２１を備えている。
該汚泥ホッパ収納設備２１は、汚泥ホッパ８Ａ、８Ｂ又はこれらに接続された配管を洗浄した際の汚水Ｄを回収して汚泥ホッパ８Ａ、８Ｂに返送する汚水回収機構２２を備えている。
【００２１】
該汚水回収機構２２は、汚水Ｄを回収すると共に貯留する汚水回収タンク２３と、該汚水回収タンク２３と汚泥ホッパ８Ａ、８Ｂとを接続する汚水返送管２４と、該汚水返送管２４に設けられ汚水回収タンク２３内の汚水Ｄを汚泥ホッパ８Ａ、８Ｂに返送する水中ポンプの汚水返送ポンプ２５とを備えている。なお、汚水返送管２４は、途中で分岐管２４ａ、２４ｂに分岐して２つの汚泥ホッパ８Ａ、８Ｂにそれぞれ接続されている。なお、本実施形態では、２つの汚泥ホッパに汚水返送管が接続されているが、１又は３以上の汚泥ホッパに接続するようにしても構わない。
【００２２】
なお、上記分岐管２４ａ、２４ｂには、それぞれ逆止弁２６ａ、２６ｂ及びフレキシブルジョイント２７ａ、２７ｂが途中に設けられている。
さらに、汚水回収機構２２は、２つの汚泥ホッパ８Ａ、８Ｂのうち少なくとも一つを選択して汚水Ｄを返送可能な返送切換機構として汚水返送切換弁２９ａ、２９ｂを分岐管２４ａ、２４ｂの途中にかつ逆止弁２６ａ、２６ｂの上流にそれぞれ備えている。
【００２３】
また、汚水回収機構２２は、建屋２０の床部に設けられ汚水Ｄを一時的に貯留する貯留穴部３０と、該貯留穴部３０と汚水回収タンク２３とを逆止弁３１ａを介して接続する回収管３１と、該回収管３１に設けられ貯留穴部３０内の汚水Ｄを汚水回収タンク２３に送る水中ポンプの汚水回収ポンプ３２とを備えている。さらに、本実施形態の汚泥処理設備は、排水バルブ（開閉バルブ）３３を介して汚泥導入管１０から分岐すると共に汚水回収タンク２３に接続され汚泥導入管１０内の汚水Ｄを汚水回収タンク２３へ送る汚水戻し管３４を備えている。
上記汚水回収タンク２３は、乾式ロータリーキルン１よりも低い位置に設置され、汚泥導入管１０は、汚水回収タンク２３から乾式ロータリーキルン１まで上方に向けて傾斜して配管されている。
【００２４】
また、汚泥導入管１０には、基端側における汚水戻し管３４の分岐位置より下流に、洗浄用ポンプ３５により洗浄水を管内に送り込む洗浄水供給管３６がバルブ３７を介して接続されている。なお、該洗浄水供給管３６の基端側には、洗浄水の供給源（図示略）が接続されている。さらに、汚泥導入管１０には、基端側における洗浄水供給管３６との接続部より下流側に、洗浄器を管内に挿入する洗浄器挿入部３８が設けられている。
【００２５】
上記洗浄器は、汚泥導入管１０の内径よりも大径な球形状をなし、石鹸水を浸み込ませたスポンジ等が用いられる。このように、球形状のスポンジを用いると、配管が屈曲したり内径が変化している部分でもスムーズに管内を洗浄しながら洗浄水で押し進めることができるためである。また、石鹸水を含ませることにより、よりスムーズに管内に入り易く、進み易くなる。
なお、上記貯留穴部３０及び上記汚水回収タンク２３には、それぞれ汚水の量を計測するレベル計３９、４０がそれぞれ設けられている。
【００２６】
次に、本実施形態における汚泥処理方法について説明する。
なお、図１中の実線矢印は、セメント原料Ｃ０及び含水汚泥Ｇの移送方向を示すものであり、破線矢印は、ガスの流れ方向を示したものである。
【００２７】
まず、プレヒータ３から予熱されたセメント原料Ｃ０が窯尻部２を介して乾式ロータリーキルン１内に投下され、回転する乾式ロータリーキルン１内でバーナー５の加熱で焼成される。
一方、トラック等により下水処理場から搬送され汚泥ホッパ８Ａ、８Ｂに貯留された含水汚泥Ｇを圧送ポンプ９Ａ、９Ｂにより汚泥導入管１０から汚泥投入口１１へと圧送する。そして、圧送された含水汚泥Ｇを、汚泥投入口１１から乾式ロータリーキルン１内に投入する。
このようにキルンシェル４内に投入された含水汚泥Ｇは、バーナー５の加熱により、セメント原料Ｃ０と共に焼成され、セメントクリンカーＣ１となり、キルンシェル４下流部でクリンカークーラー６により冷却された後に排出される。
【００２８】
また、本実施形態における汚泥ホッパ８Ａ、８Ｂ及びこれらに接続された配管の洗浄時に生じた汚水の処理方法について説明する。
【００２９】
まず、汚泥ホッパ８Ａ、８Ｂ及び建屋２０内における配管を洗浄した際に生じた汚水は、建屋２０の床部における貯留穴部３０内に集まって一時的に貯められる。次に、汚水返送ポンプ３２により、貯留穴部３０内に集めた汚水Ｄを回収管３１を介して汚水回収タンク２３内に送り込み貯留する。さらに、汚水回収タンク２３内の汚水Ｄを、汚水返送ポンプ２５により汚水返送管２４を介して汚泥ホッパ８Ａ、８Ｂ内に返送する。
この際、汚泥ホッパ８Ａ、８Ｂ内の含水汚泥Ｇの状態（特に水分濃度）に応じて、返送する汚水Ｄの量を適宜制御すると共に、汚水返送切換弁２９ａ、２９ｂを任意に開閉して汚水Ｄを送る分岐管２４ａ、２４ｂを選択し、２つの汚泥ホッパ８Ａ、８Ｂのうち少なくとも一つを汚水Ｄの返送先として選択する。
【００３０】
さらに、汚泥導入管１０を洗浄水で洗浄した際の汚水Ｄの処理方法について説明する。
【００３１】
なお、汚泥導入管１０内を洗浄するには、洗浄器挿入部３８から洗浄器を管内に挿入し、バルブ３７を開け、洗浄用ポンプ３５により洗浄水供給管３６を介して汚泥導入管１０内に洗浄水を送り込む。なお、このとき、汚泥ホッパ８Ａ、８Ｂ側へ洗浄水が流れないように図示しないバルブで汚泥導入管１０の上流側は閉じられていると共に、排水バルブ３３も閉じられて汚水回収タンク２３へ洗浄水が流れないようにしている。
【００３２】
汚泥導入管１０内に送り込まれた洗浄水は、管内の洗浄器を乾式ロータリーキルン１まで押し進めると同時に管内を洗浄する。このように汚泥導入管１０を洗浄した後、汚泥導入管１０内の汚水Ｄを汚水回収タンク２３内に回収する。すなわち、バルブ３７を閉じると共に排水バルブ３３を開けることにより、上述したように傾斜配管された汚泥導入管１０内の汚水Ｄが、自重により汚水戻し管３４を介して汚水回収タンク２３内に流れ込む。このようにして回収された汚水Ｄは、汚泥ホッパ８Ａ、８Ｂ内の含水汚泥Ｇの状態に応じて、上述したように汚水返送管２４を介して適宜汚泥ホッパ８Ａ、８Ｂ内に返送される。
【００３３】
このように本実施形態の汚泥ホッパ収納設備及び汚泥処理設備では、汚水回収機構２２により、洗浄時の汚水Ｄが汚水回収タンク２３に貯留され、汚泥ホッパ８Ａ、８Ｂ内の含水汚泥Ｇの状態に応じて、汚水返送ポンプ２５により適宜返送する汚水Ｄの量を制御することができ、含水汚泥Ｇの水分を調整することができる。したがって、汚水Ｄを汚泥ホッパ８Ａ、８Ｂ内に返送量を調整しながら返送できると共に、水分が適切に調整された含水汚泥Ｇを汚泥ホッパ８Ａ、８Ｂから乾式ロータリーキルン１に供給でき、水分増加に伴うキルンの負担を軽減することができる。
【００３４】
また、汚水回収機構２２が、２つの汚泥ホッパ８Ａ、８Ｂのうち少なくとも一つを選択して汚水Ｄを返送可能な汚水返送切換弁２９ａ、２９ｂを備えているので、各汚泥ホッパ内の含水汚泥Ｇの状態に応じて、各汚泥ホッパへの返送を調整することができる。
【００３５】
さらに、汚泥導入管１０内の汚水Ｄを汚水回収タンク２３へ送る汚水戻し管３４を備えているので、汚泥導入管１０内の汚水Ｄを直接汚水回収タンク２３に回収することができ、汚泥導入管１０洗浄時に生じる大量の汚水を容易に処理することができる。また、汚泥導入管１０が、汚水回収タンク２３から乾式ロータリーキルン１まで上方に向けて傾斜して配管されているので、汚泥導入管１０内の汚水Ｄをポンプ等を用いずに自重で汚水回収タンク２３へ回収させることができる。また、汚泥導入管１０の下方から上方に向けて含水汚泥Ｇ又は洗浄水が送り込まれるため、エアが上方に抜けて管内にエアが溜まり難く、含水汚泥Ｇを圧送し易くなると共に洗浄水を供給し易くなる。
【００３６】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、汚泥ホッパ内の含水汚泥の水分濃度等をセンサ等で自動測定すると共に、該センサ等からの信号に基づいて自動的に汚水回収タンクからの汚水返送量を制御するようにしても構わない。
【００３７】
【発明の効果】
本発明の汚泥ホッパ収納設備及び汚泥処理設備によれば、汚水回収機構が、汚水を回収すると共に貯留する汚水回収タンクと、該汚水回収タンクと汚泥ホッパとを接続する汚水返送管と、該汚水返送管に設けられ汚水回収タンク内の汚水を汚泥ホッパに返送する汚水返送ポンプとを備えているので、汚水を汚水回収タンクに貯留でき、汚泥ホッパ内の含水汚泥の水分濃度等に応じて、返送する汚水の量を適宜制御して、含水汚泥の水分を調整することができる。したがって、キルンに投入される含水汚泥の水分が適切に調整され、水分増加によるキルンの負担を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る汚泥ホッパ収納設備及び汚泥処理設備の一実施形態における汚泥処理設備を示す全体構成図である。
【図２】  本発明に係る汚泥ホッパ収納設備及び汚泥処理設備の一実施形態において、汚泥ホッパ収納設備の全体構成及び配管を示す図である。
【符号の説明】
１  乾式ロータリーキルン
２  ハウジング
７  汚泥投入機構
８Ａ、８Ｂ  汚泥ホッパ
９Ａ、９Ｂ  圧送ポンプ
１０  汚泥導入管
２０  建屋
２１  汚泥ホッパ収納設備
２２  汚水回収機構
２３  汚水回収タンク
２４  汚水返送管
２５  汚水返送ポンプ
２９ａ、２９ｂ  汚水返送切換弁（返送切換機構）
３０  貯留穴部
３１  回収管
３２  汚水回収ポンプ
３３  排水バルブ（開閉バルブ）
３４  汚水戻し管
Ｃ０  セメント原料
Ｃ１  セメントクリンカー
Ｄ  汚水
Ｇ  含水汚泥
【図１】
0004228545.tif 000002
【図２】
0004228545.tif 000003