JP2000320967A - 含液廃棄物減圧乾燥装置 - Google Patents

含液廃棄物減圧乾燥装置

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JP2000320967A
JP2000320967A JP12830399A JP12830399A JP2000320967A JP 2000320967 A JP2000320967 A JP 2000320967A JP 12830399 A JP12830399 A JP 12830399A JP 12830399 A JP12830399 A JP 12830399A JP 2000320967 A JP2000320967 A JP 2000320967A
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drying
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JP12830399A
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Katsumi Iida
克己 飯田
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  • Heat Treatment Of Water, Waste Water Or Sewage (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)
  • Drying Of Solid Materials (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来に比して、簡便・小型なものですむ含液
廃棄物減圧乾燥装置を提供すること。 【解決手段】 処理物攪拌手段を備えた含液廃棄物を減
圧乾燥する装置。装置本体1は、真空吸引口15、及
び、それぞれ密閉可能な処理物投入口9及び処理物排出
口10を備えた縦形筒状容器で形成する。装置本体1の
中央部に配設され、上方への軸流を発生させる垂直送り
攪拌翼4と、垂直送り攪拌翼4の外側に、投入処理物を
上方へ浮かせながら外周側及び/又は内周側へ若しくは
周方向へ移動させる平面送り攪拌翼3とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、含液廃棄物減圧乾
燥装置に関し、特に含液廃棄物処理の減容化に好適な含
液廃棄物減圧乾燥装置に関する。
【0002】ここでは、含液廃棄物として、主として含
水廃棄物を例に採り説明するが、有機溶剤を含むものに
も、本発明は、適用できる。
【0003】なお、本発明を適用可能な含液廃棄物とし
ては、各種汚泥、各種濃厚廃液、牛・豚・鳥の糞尿、オ
カラ、生ゴミ等の産業廃棄物を挙げることができる。
【0004】
【従来の技術】生ゴミや牛・豚の糞尿は、スクリュープ
レスや、ベルトプレスや、遠心脱水機で脱水し、その
後、野積みや天日乾燥させ、数ケ月を要して発酵させ堆
肥化させている。天日乾燥の際、強い臭気が発生し、住
宅地近傍でのそれらの処理の実施は困難であった。
【0005】また水処理汚泥は、凝集剤を添加し、フロ
ックを大きくして、フィルタープレス、スクリュープレ
ス、ベルトプレス又は遠心脱水機で脱水しているが、せ
いぜい含水率85%程度が限度であった。またその乾燥
も天日乾燥か、乾燥室へ入れて、ガス又は灯油等による
乾燥が主であり、この際も上記同様、強い臭気が発生す
る。
【0006】高含水含液廃棄物の乾燥には、攪拌・加温
しながら減圧乾燥することが考えられるが、使用できる
真空乾燥装置(減圧乾燥装置)としては、本発明者ら知
る限りにおいては、あらゆる含液廃棄物に対応できる攪
拌能及び加熱能を備えたものは、存在しない。
【0007】また、水処理汚泥のようなスラリー状の超
高含水含液廃棄物では、減圧乾燥装置に水分調整用の副
資材(モミガラ等)を混入した後減圧乾燥装置に投入す
る必要があり、乾燥処理装置を相対的に大型化する必要
があるとともに、乾燥処理済廃棄物の量も相対的に増大
した。
【0008】本発明は、上記にかんがみて、従来に比し
て、簡便・小型なものですむ含液廃棄物減圧乾燥装置を
提供することを目的とする。
【0009】本発明の他の目的は、含液産業廃棄物を低
ランニングコストで、大幅減容を図り、なおかつ土壌改
良剤として、飼料として、肥料として再資源化できる含
液廃棄物減圧乾燥装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を下
記構成により解決するものである。
【0011】処理物攪拌手段を備えた含液廃棄物を減圧
乾燥する装置であって、装置本体は、真空吸引口、及
び、それぞれ密閉可能な処理物投入口及び処理物排出口
を備えた縦形筒状容器で形成され、前記装置本体の中央
部に配設され、上方への軸流を発生させる垂直送り攪拌
翼と、該垂直送り攪拌翼の外側に、投入処理物を上方へ
浮かせながら外周側及び又は/内周側へ若しくは周方向
へ移動させる平面送り攪拌翼とを、備えていることを特
徴とする。
【0012】ここで、上記含液廃棄物減圧乾燥装置にお
いて、通常、垂直送り攪拌翼は螺旋(ククリュー)形翼
で形成し、平面送り攪拌翼は、翼面(刃床)がそれぞれ
外側斜め上方および内側斜め上方の双方又は一方に向い
ている鋤き形翼で形成することが攪拌効率が良好となり
望ましい。
【0013】また、装置が大型の場合等には、装置本体
の内周壁に沿って公転しながら自転する公自転多段攪拌
翼を、さらに設ける構成としたりする。
【0014】ここで、公自転攪拌翼は、軸流を発生させ
る斜設羽根としたり、または、攪拌翼を放射方向に突出
する多段回転羽根とし、多段回転羽根の翼が通過時、破
砕能を発揮するように公自転攪拌翼と一体公転する固定
櫛状刃が配設されている構成としたりする。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を、図
例に基づいて説明するが、本発明の技術的範囲は、特許
請求の範囲に記載事項の範囲内で種々の態様に及ぶもの
である。
【0016】本実施形態の廃棄物減圧乾燥装置は、図1
〜2に示す如く、密閉を保つ構造の縦置筒体の装置本体
1の内部に回転軸2に付設された鋤形攪拌翼(平面送り
攪拌翼)3及びスパイラル攪拌翼(垂直送り攪拌翼)4
を有し、回転軸2に付設された保持アーム5に回動可能
に取り付けられた外周の公自転攪拌翼6は、装置本体1
に付設されたラック7にガイドされるピニオン(小歯
車)7aを介してて回転するものである。回転駆動モー
ター8は、汎用モーターと駆動プーリーにて減速しても
よいが、中空軸の減速モーターの方がコンパクトに収ま
り望ましい。
【0017】すなわち、スパイラル攪拌翼4は、回転軸
2の周りの処理対象物(被処理物)16を下から上へと
持ち上げて、被処理物の上下入れ替えの作用を奏し、鋤
形攪拌翼3は、自重で移動してくる被処理物を浮かしな
がら平面方向に送って、空隙を発生させる作用を奏し、
さらに、公自転攪拌翼6は、大型処理装置1において、
外周へ処理対象物16が片寄った場合、下から上への攪
拌と回転軸2に向けての内部方向への被処理物の送って
空隙を発生させる作用を奏するものである。
【0018】上記鋤形攪拌翼3は、通常、外側斜め上方
および内側斜め上方の双方又は一方に向いている鋤形翼
で形成されている。
【0019】鋤形攪拌翼3は、一個でもよいが、通常、
図2に示す如く、攪拌効率(乾燥効率)の見地から、特
に大型の場合、複数個の鋤形攪拌翼3を保持アーム3a
を介して取り付ける。このとき、各鋤形攪拌翼3の周軌
道半径は、同一でもよいが、異なるものとしておくこと
が、攪拌均一性の見地から望ましい。
【0020】第一鋤形攪拌翼3bは、ラッセル車のラッ
セル型の攪拌翼で回転軸2の回転により、底部の処理対
象物16を上部方向へ持ち上げると共に左右へ振り分け
攪拌を行う。第二鋤形攪拌翼3cは、羽翼の縦の長さを
長くして角度を小さくしたもので、底から上への攪拌と
共に外から内部へ移動攪拌を行う。第三攪拌翼3dは、
縦の長さを短くして垂直もしくは角度を大きくしたもの
で、処理対象物16のひっくり返しと内から外への移動
を目的としたものである。図3・図4は、それぞれ、第
一鋤形攪拌翼の3−3線矢視図、4−4線矢視図であ
る。
【0021】原料供給口9、処理品取り出し口10のマ
ンホールの密閉構造は、たとえば、図5に示すような構
造とする。
【0022】上蓋9a又は下板9bのどちらかに、1個
から数個の突起物9cを設け、反対側には高分子弾性体
製のガスケット9dを設けて、ボルト穴9eにボルトで
固定すれば、突起物9aがパッキン9cに食い込み完全
密閉される。マンホールは丸型、角型でも良く、製作面
において丸型が安価で望ましい。
【0023】図例中、11はシュート、12は装置本体
1の足、13は中央回転軸2の軸受、14は公自転攪拌
翼6の回転軸6aの軸受、15は真空吸引口、16は処
理対象物である。
【0024】なお、上記構成において 生ゴミ等、大塊
及び小塊が混入する原料は、効率よく乾燥させるために
は、図6〜7に示す如く、公自転攪拌翼6に破砕機能を
付加することが望ましい。
【0025】公自転攪拌翼6がシャフト6aに取り付け
ら放射方向に突出する多段回転羽根(多段回転刃)6b
とされ、該多段回転刃6bが通過時、破砕能を発揮する
ように公自転攪拌翼6と一体公転する固定櫛状刃6cが
配設されている。固定櫛状刃6cは、中央回転軸2と一
体回転する保持アーム5に取り付けられた固定刃保持具
6dに多段に固定されている。中央回転軸2の回転によ
って、ラック7に案内されて小歯車7aが回転すること
で、多段回転刃6bが、固定櫛状刃6cの隙間を回転す
ることにより、被処理物を、切断・破砕するものであ
る。なお、固定刃補強案内板6eが、固定刃6cの先端
に取り付けられている。固定刃補強案内板6eは、固定
刃6cの補強の役目をすると共に装置1の内壁に沿って
回転することにより、余分な装置本体1内周壁への付着
物を掻き取り、固定刃6cへ向けて、内側へ被処理物1
6を導くものである。
【0026】装置本体1の加温は、必然的ではないが、
蒸発効率の見地からは、加温することが望ましい。装置
本体1の加温方法は、大型装置の場合、本体の外周及び
上蓋及び底板もジャケット方式にて、蒸気又は温水を通
して加温を行う。小型装置の場合は、底部のみ、ヒータ
ー加温で対応することも可能である。
【0027】そして、上記減圧乾燥装置に真空吸引口1
5には、真空吸引配管24を介して、減圧手段を備えた
脱臭浄化処理槽17に接続する。
【0028】たとえば、図8に示すような、減圧手段と
して噴射ポンプ22を備え、向流接触床18が処理槽1
7内に配されたものを使用することが望ましい。
【0029】すなわち、処理槽17は、真空吸引配管2
4と吸引側が接続される噴射ポンプ(エジェクタポン
プ:吸引ポンプ)22を備え、該噴射ポンプ22の噴出
ノズル22aは、脱臭浄化処理槽17内の貯留液を循環
させる循環ポンプ21の吐出口21aと接続され、さら
に、噴射ポンプ22のディフューザ管22bの出口は貯
留液面L下に位置されている。
【0030】上記向流接触床18には、本発明者が先に
提案した特許第1908323号・1979590号等
に記載されているものを適用することが望ましい。
【0031】すなわち、図9に示す如く、向流接触床1
8が多数本の扁平網管26を独立揺動可能に並列させて
少なくとも上端で連結した板状充填物要素27を所定間
隔で配設して形成されている。図例では、板状充填物要
素27は、上端に取り付け棒27aが下端に錘棒27b
が取り付けられ、充填物要素セット枠28にセット可能
とされている。
【0032】なお、扁平網管72は、図10に示すよう
なものを好適に使用できる。すなわち、幅3〜10cm、
厚み2〜10mm、網素線の太さ0.5〜2mm、網目の大
きさ3〜15mmのものを使用する。そして、当該扁平網
管は、材料として、汚物等が付着し難く、かつ、軽量な
非極性プラスチック材料、ポリプロピレン、ポリエチレ
ン、ポリスチレン等を使用して、押出成形等により製造
することが望ましい。
【0033】さらに、脱臭浄化処理槽17の内部には、
向流接触濾床18とともに、防波板19及び沈殿分離板
20を備えたもので、循環ポンプ21にて吸引された水
は、循環配管23を通り、エジェクター方式の噴射ポン
プ22を通り再び浄化処理槽17に戻る構造である。循
環ポンプ21にて吸引器22に水を噴出させると、器内
が負圧(真空状態)となり、加温された装置本体1の内
部の空気と発生蒸気が真空吸引配管24を通り、浄化処
理槽17の水面下に噴出されるのである。循環ポンプ2
1が連続運転されることにより噴射ポンプ22のエジェ
クター効果により、装置本体1内部は減圧され、低温で
も蒸発が促進され処理対象物16の乾燥が進む。
【0034】次に、本実施形態の使用態様を説明する。
【0035】まず、原料投入口9から含水廃棄物(被処
理物)を投入して密閉するとともに、脱臭浄化処理槽1
7に水道水を噴射ポンプ22のディフューザ22aの下
端より高い位置まで充満させ又は補充した後、回転駆動
モータ8及び循環ポンプ21を起動させる。
【0036】ここで、平面送り攪拌翼3a、3b、3c
等の周速は、50〜100m/分とする。また、なお、
噴射ポンプ22による減圧条件は、通常、100〜66
0mmHg(1.33×104 〜8.79×104 Pa)とする。
【0037】また、被処理物16は、平面送り攪拌翼3
により、上方へ浮かせながら外周側及び/又は内周側へ
若しくは周方向へ移動される。すなわち、平面送り攪拌
翼3は、各々形態を変えてあり、攪拌翼3aはラッセル
型で、上下左右に処理対象物16の攪拌を行い、3b
は、底のものをより上部へ移動させると共に外のものを
内側に移動させ、3cはひっくり返す攪拌力と内のもの
を内側へ移動させるものである。
【0038】垂直送り攪拌翼(スパイラル攪拌翼)4は
回転軸2の廻りのものを下から上へ持ち上げ、上部で周
囲にちらす役目を持ち、外周の攪拌翼6は内部へ向けて
の攪拌効果を奏する。
【0039】従って、中央回転軸2が回ることにより、
万遍なく混合攪拌ができ、底板及び外壁と平面送り攪拌
翼3と公自転攪拌翼6との間の隙間を小さくすることに
より、常に装置と処理対象物16との接触面が入れ替わ
り、効率よく乾燥が進むのである。
【0040】小歯車7aはラックギア7に対して、歯数
が数分の1であり、従って、回転は数倍になるため、公
自転攪拌翼6の攪拌及びカット破砕効果が増大する。
【0041】ここで、くし歯状固定刃6cと固定刃補強
案内板6eの取付形状は、図7の如く、くし歯と案内板
が谷型形状で、固定刃6cはハサミの片刃の役目をし、
回転刃6bはもう一方の片刃で、案内板6eにて内側の
谷へ導かれた塊材料はくし歯にひっかかり、固定刃6c
と回転刃6bにてカット破砕されるのである。破砕カッ
トされた材料は、小塊となり、湿った表面がつぎつぎと
現れて、効率よく乾燥が進む。
【0042】減圧加温により発生した臭気と蒸気は、真
空噴射ポンプ22にて脱臭浄化処理槽の水中に噴口さ
れ、臭気は水に溶け、臭気はなくなり、蒸気は凝縮され
るのである。凝縮水は、脱臭浄化処理槽17内に充填さ
れている向流接触材18の網管に付着した微生物によっ
て接触酸化処理される。
【0043】真空噴射ポンプ22から噴出された循環水
25は、防波板19にて消波され、装置本体1より万一
固形物が吸引されて脱臭浄化槽17に混入してきた場合
は、沈殿分離板20の底部に溜り、循環ポンプ21に吸
われることなく、ポンプに支障をきたすことはない。
【0044】吸引固形物の分解浄化は、時間がかかるけ
れど接触濾床18にて分解浄化される。
【0045】噴射ポンプ22にて吸引された蒸気は、脱
臭浄化槽17の水面下に入れられることにより凝縮さ
れ、循環水流25にのって向流接触濾床18に接触して
浄化され再び循環し、処理された凝縮余剰水30はオー
バーフローで排出される。
【0046】
【実施例】以下、本発明を使用態様を実施例に基づい
て、さらに詳細に説明する。
【0047】水処理汚泥等の高含水廃棄物や濃厚廃液処
理の場合、装置本体の全容量の6〜8割程度の被処理物
を投入し、生ゴミ・オカラ等の固形物の多い産業廃棄物
の場合は、装置全体容量の5〜6割程度を投入するのが
望ましい。
【0048】投入後、まず回転軸2を回転させ、次に循
環ポンプ21を稼働させ、真空が立ち始めれば、ヒータ
ー加温又はジャケットに蒸気を通して加温乾燥させる。
【0049】乾燥処理ができたかどうかの目安は、減圧
下での水分の蒸発は気化熱により装置内の温度が上昇し
ないが、乾燥が進めば装置内の温度は上昇(80℃以
上)するので、乾燥状態は判断できる。また投入量に比
例して経過時間の長さによっても処理状態が判断でき
る。
【0050】<実施例1> 被処理物…食堂残飯・生ゴミ 乾燥装置外形寸法…直径660mm×高さ450mm 装置全容量…145L 残飯・生ゴミ投入量…50kg(見掛比重0.7として
71L) 加温方法…0.4kwヒーター×5本=2kw 攪拌駆動モーター…0.75kw 浄化処理槽外形寸法…幅800mm×長さ1000mm×高
さ1000mm 浄化処理槽有効容量…640L 向流接触床容量…300L 循環ポンプ…0.75kw×口径25A(2inch) 噴射ポンプ…口径25A(1inch) 真空圧…600〜640mmHg(8.00×104 〜8.53×104
Pa) 上記条件で含水廃棄物の処理を行った結果、重量50k
gの残飯・生ゴミ(含水率92wt%)が運転時間5hで
重量5kgになった(重量比1/10の乾燥処理品(含
水率20%))。
【0051】<実施例2> 被処理物…食品工場排水浮上処理含油廃液 乾燥装置本体外形寸法…直径1200mm×高さ700m
m 装置全容量…760L 含油廃液投入量…400kg 加温方法…蒸気ジャケット方式 運転蒸気圧…2kgf/cm2 (19.8×104Pa ) 攪拌駆動モーター…3.7kw 浄化処理槽外形寸法…幅1100mm×長さ1800mm×
高さ1200mm 浄化処理槽容量…2000L 向流接触床容量…1000L 循環ポンプ…1.5kw×50A(2inch) 噴射ポンプ…口径50A(2inch) 真空圧…620〜640mmHg(8.26×104 〜8.53×104
Pa) 上記条件下で、400kgの含油廃液(含水率97%)
が運転時間6.5hで重量15.6kgになった(重量
比1/25.6の乾燥処理品(含水率23%))。
【0052】
【発明の作用・効果】本発明の含液廃棄物減圧乾燥装置
は、上記のような構成なので、簡便・小型なもので済
む。
【0053】すなわち、装置本体の中央部に配設され、
上方への軸流を発生させる垂直送り攪拌翼と、該垂直送
り攪拌翼の外側に、投入処理物を上方へ浮かせながら外
周側及び/又は内周側へ若しくは周方向へ移動させる平
面送り攪拌翼とを、備えている構成で、構成が簡便であ
るととともに、攪拌効率が極めて良好で、結果的に減圧
乾燥の効率が向上して、処理量に比して小型なもので済
む。
【0054】装置本体の減圧は、真空ポンプを使用せ
ず、加温により発生する蒸気と臭気を浄化処理を行いな
がら減圧できるので一石二鳥の効果が発揮できるのであ
る。
【0055】減圧下での蒸発乾燥は、高温による材質変
化も起きず、栄養素の破壊もなく乾燥させることができ
るので栄養分のある飼料に変えることができる。
【0056】高温により微生物が死ぬ一般乾燥機と異な
り摂氏50〜60℃で乾燥し、原料に発酵菌の種菌を入
れることにより微生物の繁殖が良く、乾燥と発酵が同時
に短時間で完了する。
【0057】また、原料は、水処理汚泥の如く、含水率
の非常に高いものから、生ゴミ、残飯まで含水率に制限
がなく、処理品含水率もお好みの含水率まで処理でき
る。またとことん乾燥させれば、炭火も可能である。
【0058】そして水処理汚泥は、通常の脱水機では凝
集剤の添加なしでは脱水できないが、本発明装置では凝
集剤を使用せずに脱水乾燥が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の減圧乾燥装置の一実施形態を示す概略
垂直断面図
【図2】同じく概略平面断面図
【図3】ラッセル形攪拌翼の3−3線矢視図
【図4】同じく4−4線矢視図
【図5】原料投入口の密閉構造の一例を示す断面図
【図6】図1の減圧乾燥装置の別態様を示す部分概略垂
直断面図
【図7】同じく概略平面断面図
【図8】図1の減圧乾燥装置に接続する脱臭浄化処理槽
の概略垂直断面図
【図9】脱臭浄化処理槽に使用する向流接触床の一例を
示す斜視図
【図10】図9の向流接触床に使用する扁平網管の斜視
【符号の説明】
1 装置本体 2 中央回転軸 3 平面送り攪拌翼(鋤形攪拌翼) 4 垂直送り攪拌翼(スパイラル攪拌翼) 5 保持アーム 6 公自転攪拌翼 7 ラック 8 回転駆動モーター 9 処理物投入口(原料投入口) 10 処理物排出口(処理品取出し口) 15 真空吸引口 16 被処理物(処理対象物) 17 脱臭浄化処理槽 18 向流接触床 21 循環ポンプ 22 噴射ポンプ(真空吸引器) 23 循環配管 24 真空吸引配管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F26B 5/04 B09B 5/00 P Fターム(参考) 3L113 AA07 AB10 AC24 AC40 AC58 AC67 BA36 DA14 4D004 AA02 CA15 CA19 CA22 CA42 CA48 CA50 CB12 CB27 CB50 CC08 CC15 DA03 DA06 DA13 4D034 AA16 AA26 CA01 4D059 AA07 BA07 BA56 BB18 BD19 BE32 BJ08 BK01 CA16 DB33 EB06 EB10

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 処理物攪拌手段を備えた含液廃棄物を減
    圧乾燥する装置であって、 装置本体は、真空吸引口、及び、それぞれ密閉可能な処
    理物投入口及び処理物排出口を備えた縦形筒状容器で形
    成され、 前記装置本体の中央部に配設され、上方への軸流を発生
    させる垂直送り攪拌翼と、 該垂直送り攪拌翼の外側に、投入処理物を上方へ浮かせ
    ながら外周側及び/又は内周側へ若しくは周方向へ移動
    させる平面送り攪拌翼とを、 備えていることを特徴とする含液廃棄物減圧乾燥装置。
  2. 【請求項2】 前記垂直送り攪拌翼が螺旋(ククリュ
    ー)形翼で形成され、前記平面送り攪拌翼が、翼面(刃
    床)がそれぞれ外側斜め上方および内側斜め上方の双方
    又は一方に向いている鋤形翼で形成されていることを特
    徴とする請求項1記載の含液廃棄物減圧乾燥装置。
  3. 【請求項3】 前記装置本体の内周壁に沿って公転しな
    がら自転する公自転攪拌翼を、さらに備えていることを
    特徴とする請求項1記載の含液廃棄物減圧乾燥装置。
  4. 【請求項4】 前記公自転攪拌翼が軸流を発生させる斜
    設羽根であることを特徴とする請求項3記載の含液廃棄
    物減圧乾燥装置。
  5. 【請求項5】 前記公自転攪拌翼が放射方向に突出する
    多段回転羽根とされ、該多段回転羽根の翼が通過時、破
    砕能を発揮するように公自転攪拌翼と一体公転する固定
    櫛状刃が配設されていることを特徴とする請求項3記載
    の含液廃棄物減圧乾燥装置。
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