JP2000320967A

JP2000320967A - 含液廃棄物減圧乾燥装置

Info

Publication number: JP2000320967A
Application number: JP12830399A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Iida; 克己飯田
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-05-10
Filing date: 1999-05-10
Publication date: 2000-11-24

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
図

【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 ＰＦ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

【特許請求の範囲】

【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。
【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。
【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。
【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。
【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。