(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機性汚泥を乾燥機に投入し、加熱空間内で撹拌パドルにより汚泥を撹拌しながら乾燥処理する有機性汚泥の乾燥処理方法において、
前記有機性汚泥と、木屑を含む木質バイオマス若しくは石炭である炭素分を含み粒径が２ミリ以下の多孔質材である固形細粒体とを予混合し、該固形細粒体を有機性汚泥中に分散させた後、前記有機性汚泥と前記固形細粒体の混合物を前記乾燥機に投入することを特徴とする有機性汚泥の乾燥処理方法。
【請求項２】
前記固形細粒体の混合量が、前記有機性汚泥に対して１〜５０重量％であることを特徴とする請求項１記載の有機性汚泥の乾燥処理方法。
【請求項３】
有機性汚泥の投入部と、該有機性汚泥を乾燥させる加熱空間と、該加熱空間内の有機性汚泥を撹拌する撹拌パドルとを有する乾燥機を備えた有機性汚泥の乾燥処理システムにおいて、
前記乾燥機の前段に、木屑を含む木質バイオマス若しくは石炭である炭素分を含む固形体を粒径２ミリ以下まで粉砕して多孔質材である固形細粒体を得る粉砕手段と、該固形細粒体と前記有機性汚泥とを予混合し、該固形細粒体を有機性汚泥中に分散させる予混合機とを設け、該予混合機から排出された混合物を前記乾燥機の投入部に投入するようにしたことを特徴とする有機性汚泥の乾燥処理システム。
【請求項４】
前記固形細粒体の混合量が、前記有機性汚泥に対して１〜５０重量％であることを特徴とする請求項３記載の有機性汚泥の乾燥処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機性汚泥を乾燥機にて撹拌しながら乾燥処理する有機性汚泥の乾燥処理方法及び該システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、汚泥は多量の水分を含有しているため、燃料化等の資源化処理に乾燥処理が用いられる場合がある。
従来の汚泥乾燥処理は、図３に示すように、まず脱水機５１により脱水処理して得られた含水率７０〜８５％程度の脱水汚泥を、汚泥供給装置５２より所定量ずつ乾燥機５３内に投入し、該乾燥機５３にて熱源５４から送られる熱により汚泥を加熱して乾燥させ、含水率７０％以下の乾燥汚泥とする。乾燥機５３には、回転乾燥機、気流乾燥機、真空乾燥機等のように様々な型式が存在し、乾燥対象の種類、利用方法などによって適宜選択して用いられる。
【０００３】
この乾燥機は、横置円筒状ケーシングの内部に撹拌パドルが設けられた構造を備え、ケーシング内に汚泥を投入し、撹拌パドルにより撹拌しながら汚泥を加熱して水分を蒸発させ、乾燥する装置である。汚泥の加熱には、ケーシング内部に熱風を導入し汚泥に直接接触させて加熱する直接加熱方式と、ケーシングのジャケット及び回転軸に熱媒体を供給して間接的に汚泥を加熱する間接加熱方式がある。
しかしながら、汚泥のうち下水処理場、し尿処理場、廃水処理設備、食品工場等から排出される活性汚泥、余剰汚泥等を始めとした有機性汚泥は、粘着性が高く、乾燥機の内部に汚泥が付着し、乾燥不良を引き起こしたり乾燥機が円滑に運転できなくなるという問題があった。特に、汚泥の含水率が５０〜６０％程度のとき汚泥の付着性が最も高くなるため、脱水汚泥から乾燥汚泥への乾燥過程で付着性が高くなり、乾燥機内に汚泥が付着しやすくなってしまう。
【０００４】
そこで、特許文献１（特開２００５−１３９１０号公報）には、下水汚泥の粘性の問題を解決するために、下水汚泥脱水ケーキに活性炭と、ゼオライト又は燃焼灰とを混合する方法が開示されている。
また、特許文献２（特開２００３−５５６６６号公報）には、汚泥に木屑などをチップ化したものを加えて乾燥処理する構成が開示されており、汚泥にチップを加えることにより、高粘度・高濃度の汚泥であっても直接乾燥処理することを可能としている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１３９１０号公報
【特許文献２】特開２００３−５５６６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記したように、有機性汚泥の乾燥処理においては、汚泥が高粘度であるため乾燥機内部に付着して、乾燥不良や乾燥機の不具合を引き起こすという問題があった。
特許文献１に記載されるように、汚泥に活性炭や無機分を混ぜることにより汚泥の付着性を軽減することが可能であるが、高価な活性炭を利用するとランニングコストが増加し、また無機分を混ぜると、汚泥を燃料化する際、無機分の添加により発熱量が低くなり商品価値が低下してしまう。また、無機分の添加により運転コストの増加が引き起こされる。
また、特許文献２では、汚泥とチップを夫々乾燥機内に投入する構成が記載されているが、汚泥は乾燥機内に投入された時点で乾燥を開始するため、チップと混合する前に乾燥機に付着する惧れがある。また、一般的にチップは数センチ程度であるため、汚泥との接触面積が少なく、チップの存在しない部分で汚泥が乾燥機に付着してしまうことが考えられる。
【０００７】
従って、本発明は上記従来技術の問題点に鑑み、有機性汚泥が乾燥機内部に付着することを軽減し、円滑に乾燥処理を行うことができる有機性汚泥の乾燥処理方法及び該システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そこで、本発明はかかる課題を解決するために、
有機性汚泥を乾燥機に投入し、加熱空間内で撹拌パドルにより汚泥を撹拌しながら乾燥処理する有機性汚泥の乾燥処理方法において、
前記有機性汚泥と、炭素分を含み粒径が数ミリ以下の固形細粒体とを予混合し、該固形細粒体を有機性汚泥中に分散させた後、前記有機性汚泥と前記固形細粒体の混合物を前記乾燥機に投入することを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、有機性汚泥中に、炭素分を含み粒径が数ミリ以下の固形細粒体を混ぜることで、乾燥機での乾燥過程にて該固形細粒体が、有機性汚泥の固まりに亀裂を作る核となり、付着物が砕かれやすくなる。これにより、有機性汚泥の乾燥機内部への付着を軽減することができる。
このとき、固形細粒体の粒径を数ミリ以下、好適には２ｍｍ以下とすることにより、固形細粒体と有機性汚泥の接触面積が増大し、これらをより均一に混ぜることが可能で、汚泥の付着をより一層軽減できる。また、乾燥機の前段で、予混合機により有機性汚泥と固形細粒体を予混合した後、乾燥機で乾燥処理することにより、汚泥と固形細粒体が十分に混合され、固形細粒体が汚泥中に均一に分散するため、固形細粒体による付着軽減効果が十分に発揮される。尚、前記有機性汚泥は、粘着性の高い有機性廃棄物、有機性廃水を含むものとする。
【００１０】
また、前記固形細粒体が、多孔質材であることを特徴とする。
このように、固形細粒体を多孔質材とすることにより、汚泥中の水分を吸収、吸着し、汚泥の粘着性が高くなる含水率の領域を避けることができる。
さらに、前記固形細粒体が、木屑を含む木質バイオマス若しくは石炭であることを特徴とする。
これにより、乾燥汚泥の発熱量を高くすることができ、該乾燥汚泥を燃料化する場合に商品価値を高めることが可能となる。
【００１１】
さらにまた、前記固形細粒体の混合量が、前記有機性汚泥に対して１〜５０重量％、好ましくは１０〜２０重量％であることを特徴とする。
これは、固形細粒体の混合量が１重量％以下であると、汚泥量に対して固形細粒体量が不足し、付着軽減の効果が小さくなる。一方、固形細粒体の混合量が５０重量％以上となると、細粒化するための粉砕動力等が嵩み、コストが増大する。また、固形細粒体の混合量を１０重量％以上とすることで汚泥の付着軽減効果が増大し、固形細粒体の混合量を２０重量％以下とすることで、より粉砕動力を低減することができ、また有機性汚泥の処理量が増加し、効率的な汚泥処理が可能となるためより好ましい。
従って、固形細粒体の混合量を上記範囲内とすることにより、低コストで且つ十分に付着軽減効果を引き出せる。
【００１２】
また、有機性汚泥の投入部と、該有機性汚泥を乾燥させる加熱空間と、該加熱空間内の有機性汚泥を撹拌する撹拌パドルとを有する乾燥機を備えた有機性汚泥の乾燥処理システムにおいて、
前記乾燥機の前段に、前記有機性汚泥と、炭素分を含み粒径が数ミリ以下の固形細粒体とを予混合して該固形細粒体を有機性汚泥中に分散させる予混合機を設け、該予混合機から排出された混合物を前記乾燥機の投入部に投入するようにしたことを特徴とする。
【００１３】
また、有機性汚泥の投入部と、該有機性汚泥を乾燥させる加熱空間と、該加熱空間内の有機性汚泥を撹拌する撹拌パドルとを有する乾燥機を備えた有機性汚泥の乾燥処理システムにおいて、
前記乾燥機の前段に、炭素分を含む固形体を粒径数ミリ以下まで粉砕して固形細粒体を得る粉砕手段と、該固形細粒体と前記有機性汚泥とを予混合し、該固形細粒体を有機性汚泥中に分散させる予混合機とを設け、該予混合機から排出された混合物を前記乾燥機の投入部に投入するようにしたことを特徴とする。
【００１４】
また、前記固形細粒体が、多孔質材であることを特徴とする。
さらに、前記固形細粒体が、木屑を含む木質バイオマス若しくは石炭であることを特徴とする。
さらにまた、前記固形細粒体の混合量が、前記有機性汚泥に対して１〜５０重量％、好ましくは１０〜２０重量％であることを特徴とする。
【００１５】
また、前記乾燥機は、内部が真空吸引された真空乾燥機であることを特徴とする。
これは、真空乾燥機は水分の蒸発温度が低いため、加熱温度との差が大きくなり、汚泥の乾燥を促進することができる。
さらに、前記乾燥機の撹拌パドル或いは回転軸の少なくとも何れか一方が、テフロンコーティングされていることを特徴とする。
これにより、最も有機性汚泥が付着しやすい部位を低摩擦にし、汚泥の付着をより一層軽減することが可能である。
【発明の効果】
【００１６】
以上記載のごとく本発明によれば、有機性汚泥中に、炭素分を含み粒径が数ミリ以下の固形細粒体を混ぜることで、乾燥機での乾燥過程にて該固形細粒体が、有機性汚泥の固まりに亀裂を作る核となり、付着物が砕かれやすくなる。これにより、有機性汚泥の乾燥機内部への付着を軽減することができる。
このとき、固形細粒体の粒径を数ミリ以下、好適には２ｍｍ以下とすることにより、固形細粒体と有機性汚泥の接触面積が増大し、これらをより均一に混ぜることが可能で、汚泥の付着をより一層軽減できる。また、乾燥機の前段で、予混合機により有機性汚泥と固形細粒体を予混合した後、乾燥機で乾燥処理することにより、汚泥と固形細粒体が十分に混合され、固形細粒体が汚泥中に均一に分散するため、固形細粒体による付着軽減効果が十分に発揮される。
【００１７】
また、固形細粒体を多孔質材とすることにより、汚泥中の水分を吸収、吸着し、汚泥の粘着性が高くなる含水率の領域を避けることができる。
また、固形細粒体を、木屑等の木質バイオマス又は石炭とすることにより、乾燥汚泥の発熱量を高くすることができ、該乾燥汚泥を燃料化する場合に商品価値を高めることが可能となる。
さらに、固形細粒体の混合量を、有機性汚泥に対して１〜５０重量％、好ましくは１０〜２０重量％とすることにより、低コストで且つ十分に付着軽減効果を引き出せる。
さらにまた、回転軸或いは撹拌パドルの少なくとも何れか一方をテフロンコーティングすることにより、最も有機性汚泥が付着しやすい部位を低摩擦にし、汚泥の付着をより一層軽減することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
【００１９】
図１は、本発明の実施形態に係る汚泥乾燥処理システムの構成図である。同図に示されるように、かかるシステムは、有機性汚泥１０と炭素分を含む固形細粒体１２とを予混合する予混合機２と、該予混合機２から排出される有機性汚泥１０と固形細粒体１２の混合物１３が投入され、該混合物１３を乾燥処理する乾燥機３とを備える。尚、前記有機性汚泥１０は、粘着性の高い有機性廃棄物、有機性廃水を含むものとする。
【００２０】
前記有機性汚泥１０は、下水汚泥、し尿処理汚泥、廃水処理汚泥、食品残渣等の有機性の汚泥である。必要に応じて、予め脱水処理を行っておくとよい。
前記固形細粒体１２は、炭素分を含み、粒径が数ミリ以下、好適には２ｍｍ以下の細粒体である。固形細粒体１２は、鋸屑等のように最初から上記粒径を満たすときはそのまま予混合機２に投入してもよいが、上記粒径より大きい場合には、予混合機２の前段に粉砕機１を設け、該粉砕機１で炭素含有固形体１１を粉砕し、細粒化する。該粉砕機１は、炭素含有固形体１１が投入され、該固形体１１を上記粒径まで粉砕する装置であればその構造は特に限定されないが、例えば、ボールミル、ロッドミル、振動ミル等が用いられる。
【００２１】
前記固体細粒体１２は、多孔質材であることが好ましい。さらに好適には、固体細粒体１２は木屑を含む木質バイオマス若しくは石炭とする。
前記予混合機２は、有機性汚泥１０と固形細粒体１２を混合する装置であり、固形細粒体１２を有機性汚泥１０中に均一に分散させることが可能であればその構造は特に限定されない。例えば、多軸式混合機等が好適に用いられる。予混合機２に投入される固形細粒体１２は、有機性汚泥１０に対して１〜５０重量％、好ましくは１０〜２０重量％とすることが好ましい。
【００２２】
前記乾燥機３は、予混合機２からの混合物１３が投入され、該混合物１３を乾燥処理する装置である。該乾燥機３は、横置円筒状のケーシング３１と、複数の撹拌パドル３３が取り付けられた回転軸３２とを備える。図２に、乾燥機３のＡ−Ａ断面図を示す。同図に示されるように、撹拌パドル３３は回転軸３２に対して放射状に複数設けられ、回転軸３２とともに回転してケーシング３１内の混合物１３を撹拌する。ケーシング３１は、内部を加熱する加熱手段を備える。該加熱手段は、間接加熱式、直接加熱式の何れでもよい。間接加熱式の場合は、ケーシング３１に設けられたジャケット及び回転軸３２の内部に、ボイラ４で発生させた蒸気１６を供給して混合物１３を加熱する。直接加熱式の場合は、ケーシング３１内に熱風を導入し、該熱風を汚泥に直接接触させて加熱する。
【００２３】
上記構成を有する乾燥機３にて、予混合機２からの混合物１３はケーシング３１の一端側から投入され、ケーシング３１内の加熱空間内で撹拌パドル３３により撹拌しながら混合物１３が乾燥処理される。乾燥処理が終了したら、ケーシング３１の他端側より乾燥汚泥１４が排出される。
また、回転軸３２或いは撹拌パドル３３の少なくとも何れか一方をテフロンコーティングすることが好ましい。
【００２４】
混合物１３の乾燥により発生した蒸気を含む乾燥排ガス１５は、凝縮器５に導入され水分が除去された後、必要に応じて排ガス処理を行い、大気に放出される。
また、乾燥機３は真空乾燥機であることが好ましく、この場合、真空ポンプ６によりケーシング３１内部を真空吸引する。真空乾燥機は、水分の蒸発温度が低いため、加熱温度との差が大きくなり、汚泥の乾燥を促進することができる。
【００２５】
本実施形態によれば、有機性汚泥１０に炭素分を含み粒径が数ミリ以下の固形細粒体１２を混ぜることで、乾燥機３での乾燥過程にて、該固形細粒体１２が有機性汚泥１０の固まりに亀裂を作る核となり、付着物が砕かれやすくなる。これにより、有機性汚泥１０の乾燥機３内部への付着を軽減することができる。
このとき、固形細粒体１２の粒径を数ミリ以下、好適には２ｍｍ以下とすることにより、固形細粒体１２と有機性汚泥１０の接触面積が増大し、これらをより均一に混ぜることが可能で、汚泥の付着をより一層軽減できる。また、乾燥機３の前段で、予混合機２により有機性汚泥１０と固形細粒体１２を予混合した後、乾燥機３で乾燥処理することにより、汚泥１０と固形細粒体１２が十分に混合され、固形細粒体１２が汚泥中に均一に分散するため、固形細粒体１２による付着軽減効果が十分に発揮される。
【００２６】
また、固形細粒体１２を多孔質材とすることにより、汚泥中の水分を吸収、吸着し、汚泥の粘着性が高くなる含水率の領域を避けることができる。
また、固形細粒体１２を、木屑等の木質バイオマス又は石炭とすることにより、乾燥汚泥１４の発熱量を高くすることができ、該乾燥汚泥１４を燃料化する場合に商品価値を高めることが可能となる。
さらに、固形細粒体１２の混合量を、有機性汚泥１０に対して１〜５０％、好ましくは１０〜２０重量％とすることにより、低コストで且つ十分に付着軽減効果を引き出せる。
さらにまた、回転軸３２或いは撹拌パドル３３の少なくとも何れか一方をテフロンコーティングすることにより、最も有機性汚泥１０が付着しやすい部位を低摩擦にし、汚泥の付着をより一層軽減することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明の有機性汚泥の乾燥処理方法及び該システムは、有機性汚泥が乾燥機内部に付着することを軽減し、円滑に乾燥処理を行うことができるため、各種有機性汚泥の乾燥処理に適しており、下水処理場、し尿処理場、廃水処理設備、食品工場等の処理設備にて好適に用いられ、また製造した乾燥汚泥は、そのまま或いは炭化処理して、火力発電ボイラ等の燃焼設備の燃料として好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施形態に係る汚泥乾燥処理システムの構成図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】従来の汚泥乾燥処理を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００２９】
１    粉砕機
２    予混合機
３    乾燥機
４    ボイラ
５    凝縮器
６    真空ポンプ
１０  有機性汚泥
１１  炭素含有固形体
１２  固形細粒体
１３  混合物
１４  乾燥汚泥
３１  ケーシング
３２  回転軸
３３  撹拌パドル
【図１】
0005086875.tif 000002
【図２】
0005086875.tif 000003
【図３】
0005086875.tif 000004