JP2001259697A - 汚泥処理システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 豪雨によって大量の土砂が流入して、汚泥の
成分が変化したときなどのように、通常の汚泥と異なっ
た組成、濃度の汚泥が供給されたときでも、処理汚泥の
含水率を一定に保持させて、廃棄コストの増大、緑農地
還元材、建設資材などの品質低下を防止する。 【解決手段】 処理汚泥の目標含水率と、濃度計２、流
量計３によって得られた下水処理システムから供給され
る汚泥の濃度とその流量とに基づき、演算装置７によっ
て汚泥処理装置４から排出される処理汚泥の正しい排出
量を求め、この正しい排出量と、汚泥処理装置４から排
出された実際の排出量とがずれているとき、演算装置７
によって制御パラメータ補正量を求め、汚泥処理装置４
の濃縮率、乾燥処理時間などを調整させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、浄水場、下水処理
場、工場廃水処理施設などから排出される汚泥の水分を
除去して、減容化、リサイクル化に適した乾燥汚泥する
汚泥処理システムに係わり、特に処理対象となる汚泥の
組成、濃度などが変動しても、乾燥汚泥の含水率を一定
にする汚泥処理システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】下水処理場などに設けられる下水処理施
設として、従来、図１１に示す施設が知られている。

【０００３】この図に示す下水処理施設１０１は、各家
庭、各工場などから排出される下水を処理して、初沈汚
泥、余剰汚泥、処理水とに分離する下水処理システム１
０２と、この下水処理システム１０２から排出される初
沈汚泥、余剰汚泥を濃縮、乾燥処理して、産業廃棄物、
緑農地還元材、建設資材などとなる乾燥汚泥（処理汚
泥）にする汚泥処理システム１０３とを備えており、各
家庭、各工場などから排出される下水を沈澱処理させ
て、初沈汚泥、余剰汚泥、処理水とに分離し、処理水を
浄化処理システムや河川などに供給するとともに、初沈
汚泥、余剰汚泥を濃縮、乾燥させて、産業廃棄物、緑農
地還元材、建設資材などとなる乾燥汚泥を生成する。

【０００４】下水処理システム１０２は、各家庭、各工
場などから排出される下水を取り込んで、固形成分を沈
澱させる最初沈澱池１０４と、この最初沈澱池１０４か
ら排出される汚泥を取り込んで、活性汚泥と混合させる
エアレーションタンク１０５と、このエアレーションタ
ンク１０５から排出される汚泥を取り込んで、固形成分
を沈澱させ、汚泥と処理水とに分離するとともに、汚泥
の一部を活性汚泥補充用の汚泥として、エアレーション
タンク１０５に返送し、処理水を処理施設などに供給す
る最終沈澱池１０６とを備えており、各家庭、各工場な
どから排出される下水を取り込んで、初期沈澱処理、活
性汚泥を用いた沈澱処理、最終沈澱処理を順次、行なっ
て初沈汚泥と、余剰汚泥と、処理水とを生成しながら、
処理水を処理施設などに供給するとともに、初沈汚泥
と、余剰汚泥とを汚泥処理システム１０３に供給する。

【０００５】汚泥処理システム１０３は、最初沈澱池１
０４から排出される初沈汚泥と最終沈澱池１０６から排
出される余剰汚泥とを混合させた後、これを貯留して濃
縮汚泥にする汚泥貯留槽１０７と、この汚泥貯留槽１０
７から排出される濃縮汚泥に含まれている水分を除去し
て、産業廃棄物、緑農地還元材、建設資材などとなる乾
燥汚泥を生成する汚泥処理装置１０８と、予め設定され
ている制御パラメータに基づき、汚泥処理装置１０８を
制御して、濃縮汚泥の乾燥処理を行なわせる制御装置１
０９とを備えており、汚泥処理システム１０２から排出
される初沈汚泥と、余剰汚泥とを混合させた後、これを
貯留して濃縮汚泥にするとともに、予め設定されている
制御パラメータに基づき、濃縮汚泥を乾燥させて、乾燥
汚泥を生成する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
下水処理施設１０１で使用されている従来の汚泥処理シ
ステム１０３では、予め登録された制御パラメータに基
づき、汚泥処理装置１０８を制御し、一定の乾燥処理パ
ターンで、濃縮汚泥の乾燥処理を行なうようにしている
ので、豪雨によって、大量の土砂が流入し、汚泥の成分
が変化したときなどのように、通常の下水と異なった組
成、濃度の下水が供給されたとき、下水処理システム１
０２から排出される初沈汚泥と余剰汚泥との比率が変化
し、あるいはこれら初沈汚泥と余剰汚泥とを混合させて
濃縮させた濃縮汚泥の含水率が変化して、汚泥処理装置
１０８で充分な減容化を行なえなくなり、これによって
廃棄コストが増大したり、緑農地還元材、建設資材など
の品質を低下させたりするという問題があった。

【０００７】そこで、このような問題を解決する方法と
して、汚泥処理装置１０８から排出される処理汚泥の含
水率を計測し、この計測結果に基づき、制御装置１０９
の制御パラメータを調整する方法が検討されている。

【０００８】この際、このような方法では、汚泥処理装
置１０８から排出される処理汚泥の含水率、すなわち次
式で示される含水率を計測しなければならない。

【０００９】Ｍ＝（Ｗ／Ｔ）×１００ …（１） 但し、Ｍ：含水率［％］ Ｗ：処理汚泥に含まれる水分量［Ｋｇ］ Ｔ：処理汚泥の総重量［Ｋｇ］ しかしながら、このような汚泥処理システム１０３で
は、汚泥の減容化、リサイクル化を図るため、汚泥処理
装置１０８から排出される処理汚泥の含水率を極めて低
くしていることから、２０％程度までの濃度を測定でき
る、通常の濃度計などを使用しても、汚泥処理装置１０
８から排出される処理汚泥の含水率をオンラインで計測
することができない。

【００１０】このため、豪雨によって、大量の土砂が流
入して、下水の成分が変化したときなどのように、下水
処理システム１０２から通常の混合汚泥と異なった組
成、濃度の混合汚泥が供給されたとき、汚泥処理装置１
０８から排出される処理汚泥の含水率が許容範囲内から
外れてしまい、汚泥の減容化、リサイクル化ができなく
なってしまうという問題を解決することができなかっ
た。

【００１１】本発明の目的は、初沈汚泥と余剰汚泥との
比率が変化したとき、または豪雨によって、大量の土砂
が流入して、汚泥の成分が変化したときなどのように、
通常の汚泥と異なった組成、濃度の汚泥が供給されたと
きでも、処理汚泥の含水率を一定に保持させることがで
き、これによって廃棄コストの増大、緑農地還元材、建
設資材などの品質低下を防止することができる汚泥処理
システムを提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、請求項１では、処理対象となる汚泥の水
分を除去して、乾燥汚泥を生成する汚泥処理システムに
おいて、処理対象となる前記汚泥の水分を除去して、前
記乾燥汚泥を生成する汚泥処理装置と、この汚泥処理装
置の前段に配置され、前記汚泥処理装置に供給される前
記汚泥の濃度、流量を計測する濃度流量計測装置と、前
記汚泥処理装置から排出される前記乾燥汚泥の重量を計
測する計測装置と、前記濃度流量計測装置の計測結果、
登録されている目標含水率に基づき、前記汚泥処理装置
から排出される前記乾燥汚泥の重量を予測し、この予測
動作で得られた前記乾燥汚泥の重量と前記計測装置で得
られた前記乾燥汚泥の実重量を比較して、制御パラメー
タ補正量を算出する演算装置と、この演算装置で得られ
た制御パラメータ補正量に基づき、前記汚泥処理装置に
供給される前記汚泥の流量、前記汚泥の乾燥処理内容の
少なくともいずれかを修正する制御装置とを備えたこと
を特徴としている。

【００１３】請求項２では、処理対象となる汚泥の水分
を除去して、乾燥汚泥を生成する汚泥処理システムにお
いて、遠心力により前記汚泥を薄膜状にしつつ加熱して
水分を除去する遠心薄膜乾燥装置と、この遠心薄膜乾燥
装置の前段に配置され、前記遠心薄膜乾燥装置に供給さ
れる前記汚泥の濃度、流量を計測する濃度流量計測装置
と、前記遠心薄膜乾燥装置から排出される前記乾燥汚泥
の重量を計測する計測装置と、前記濃度流量計測装置の
計測結果、登録されている目標含水率に基づき、前記遠
心薄膜乾燥装置から排出される前記乾燥汚泥の重量を予
測し、この予測動作で得られた前記乾燥汚泥の重量と前
記計測装置で得られた前記乾燥汚泥の実重量を比較し
て、制御パラメータ補正量を算出する演算装置と、この
演算装置で得られた制御パラメータ補正量に基づき、前
記遠心薄膜乾燥装置に供給される前記汚泥の流量、前記
汚泥の乾燥処理内容の少なくともいずれかを修正する制
御装置とを備えたことを特徴としている。

【００１４】請求項３では、処理対象となる汚泥の水分
を除去して、乾燥汚泥を生成する汚泥処理システムにお
いて、遠心力により前記汚泥を薄膜状にしつつ加熱して
水分を除去する遠心薄膜乾燥装置と、この遠心薄膜乾燥
装置から排出される前記乾燥汚泥の粒径を計測する形状
認識装置と、この形状認識装置で計測された前記乾燥汚
泥の粒径で示される含水率と予め登録されている目標含
水率を比較して、制御パラメータ補正量を算出する演算
装置と、この演算装置で得られた制御パラメータ補正量
に基づき、前記遠心薄膜乾燥装置に供給される前記汚泥
の流量、前記汚泥の乾燥処理内容の少なくともいずれか
を修正する制御装置とを備えたことを特徴としている。

【００１５】請求項４では、処理対象となる汚泥の水分
を除去して、乾燥汚泥を生成する汚泥処理システムにお
いて、遠心力により前記汚泥を薄膜状にしつつ加熱して
水分を除去する遠心薄膜乾燥装置と、この遠心薄膜乾燥
装置から排出される前記乾燥汚泥の振動値を計測する振
動計測装置と、前記振動計測装置で計測された前記乾燥
汚泥の振動値で示される含水率と予め登録されている含
水率とを比較して、制御パラメータ補正量を算出する演
算装置と、この演算装置で得られた制御パラメータ補正
量に基づき、前記遠心薄膜乾燥装置に供給される前記汚
泥の流量、前記汚泥の乾燥処理内容の少なくともいずれ
かを修正する制御装置とを備えたことを特徴としてい
る。

【００１６】上記の構成により、請求項１では、汚泥処
理装置によって、処理対象となる汚泥の水分を除去させ
て、乾燥汚泥を生成させながら、この汚泥処理装置の前
段に配置された濃度流量計測装置によって、汚泥処理装
置に供給される汚泥の濃度、流量を計測させ、さらに計
測装置によって、汚泥処理装置から排出される乾燥汚泥
の重量を計測させるとともに、濃度流量計測装置の計測
結果、登録されている目標含水率に基づき、演算装置に
よって、汚泥処理装置から排出される乾燥汚泥の重量を
予測させ、この予測動作で得られた乾燥汚泥の重量と計
測装置で得られた乾燥汚泥の実重量を比較させて、制御
パラメータ補正量を算出させ、この演算装置で得られた
制御パラメータ補正量に基づき、制御装置によって、汚
泥処理装置に供給される汚泥の流量、汚泥の乾燥処理内
容の少なくともいずれかを修正させることにより、初沈
汚泥と余剰汚泥との比率が変化したとき、または豪雨に
よって、大量の土砂が流入して、汚泥の成分が変化した
ときなどのように、通常の汚泥と異なった組成、濃度の
汚泥が供給されたときでも、処理汚泥の含水率を一定に
保持させて、廃棄コストの増大、緑農地還元材、建設資
材などの品質低下を防止させる。

【００１７】請求項２では、遠心力を使用した遠心薄膜
乾燥装置によって、汚泥を薄膜状にさせた状態で、加熱
させ、水分を除去させながら、この遠心薄膜乾燥装置の
前段に配置された濃度流量計測装置によって、遠心薄膜
乾燥装置に供給される汚泥の濃度、流量を計測させ、さ
らに計測装置によって、遠心薄膜乾燥装置から排出され
る乾燥汚泥の重量を計測させるとともに、濃度流量計測
装置の計測結果、登録されている目標含水率に基づき、
演算装置によって、遠心薄膜乾燥装置から排出される乾
燥汚泥の重量を予測させ、この予測動作で得られた乾燥
汚泥の重量と計測装置で得られた乾燥汚泥の実重量を比
較させて、制御パラメータ補正量を算出させ、この演算
装置で得られた制御パラメータ補正量に基づき、制御装
置によって、遠心薄膜乾燥装置に供給される汚泥の流
量、汚泥の乾燥処理内容の少なくともいずれかを修正さ
せることにより、初沈汚泥と余剰汚泥との比率が変化し
たとき、または豪雨によって、大量の土砂が流入して、
汚泥の成分が変化したときなどのように、通常の汚泥と
異なった組成、濃度の汚泥が供給されたときでも、遠心
薄膜方式によって効率良く汚泥の水分を除去させなが
ら、処理汚泥の含水率を一定に保持させて、廃棄コスト
の増大、緑農地還元材、建設資材などの品質低下を防止
させる。

【００１８】請求項３では、遠心力を使用した遠心薄膜
乾燥装置によって、汚泥を薄膜状にさせた状態で、加熱
させ、水分を除去させながら、形状認識装置によって、
遠心薄膜乾燥装置から排出される乾燥汚泥の粒径を計測
させるとともに、演算装置によって、形状認識装置で計
測された乾燥汚泥の粒径で示される含水率と予め登録さ
れている目標含水率を比較させて、制御パラメータ補正
量を算出させ、この演算装置で得られた制御パラメータ
補正量に基づき、制御装置によって、遠心薄膜乾燥装置
に供給される汚泥の流量、汚泥の乾燥処理内容の少なく
ともいずれかを修正させることにより、初沈汚泥と余剰
汚泥との比率が変化したとき、または豪雨によって、大
量の土砂が流入して、汚泥の成分が変化したときなどの
ように、通常の汚泥と異なった組成、濃度の汚泥が供給
されたときでも、処理汚泥の粒径を検知させて、処理汚
泥の含水率を一定に保持させ、廃棄コストの増大、緑農
地還元材、建設資材などの品質低下を防止させる。

【００１９】請求項４では、遠心力を使用した遠心薄膜
乾燥装置によって、汚泥を薄膜状にした状態で、加熱さ
せ、水分を除去させながら、振動計測装置によって、遠
心薄膜乾燥装置から排出される乾燥汚泥の振動値を計測
させるとともに、演算装置によって、振動計測装置で計
測された乾燥汚泥の振動値で示される含水率と予め登録
されている含水率とを比較させて、制御パラメータ補正
量を算出させ、この演算装置で得られた制御パラメータ
補正量に基づき、制御装置によって、遠心薄膜乾燥装置
に供給される汚泥の流量、汚泥の乾燥処理内容の少なく
ともいずれかを修正させることにより、初沈汚泥と余剰
汚泥との比率が変化したとき、または豪雨によって、大
量の土砂が流入して、汚泥の成分が変化したときなどの
ように、通常の汚泥と異なった組成、濃度の汚泥が供給
されたときでも、処理汚泥の振動値を検知させて、処理
汚泥の含水率を一定に保持させ、廃棄コストの増大、緑
農地還元材、建設資材などの品質低下を防止させる。

【００２０】

【発明の実施の形態】《第１の実施形態》図１は本発明
による汚泥処理システムの第１の実施形態を示すブロッ
ク図である。

【００２１】この図に示す汚泥処理システム１ａは、下
水処理システム（図示は省略する）から排出される初沈
汚泥、余剰汚泥などを混合した混合汚泥を取り込んで、
濃度を計測し、濃度検知信号を生成する濃度計２と、こ
の濃度計２から排出される混合汚泥の流量を計測して、
流量検知信号を生成する流量計３と、入力された制御パ
ラメータに基づき、流量計３から排出される混合汚泥を
濃縮、乾燥させて、処理汚泥（乾燥汚泥）を生成する汚
泥処理装置４と、この汚泥処理装置４から排出される処
理汚泥を取り込んで、貯留する処理汚泥タンク５と、こ
の処理汚泥タンク５内に一時貯留されている処理汚泥の
重量を計測して、重量検知信号を生成する重量計測装置
６と、この重量計測装置６から出力される重量検知信
号、濃度計２から出力される濃度検知信号、流量計３か
ら出力される流量検知信号、目標となる含水率に基づ
き、演算を行なって、目標となる含水率に応じた制御パ
ラメータ、汚泥処理装置４から排出される処理汚泥の正
しい排出量（重量）と実排出量との差に応じた制御パラ
メータ補正量を求める演算装置７と、この演算装置７か
ら出力される制御パラメータ、制御パラメータ補正量な
どに基づき、汚泥処理装置４を制御して、処理汚泥の排
出量を調整する制御装置８とを備えている。

【００２２】次に、図２に示すフローチャートを参照し
ながら、この汚泥処理システム１ａの動作を説明する。

【００２３】まず、汚泥処理に先立ち、演算装置７が操
作されて、処理汚泥の含水率（目標含水率）が登録され
た後、汚泥処理システム１ａに対する処理開示指示が入
力されて、下水処理システムから排出される初沈汚泥、
余剰汚泥などを混合した混合汚泥の取り込みが開始され
る（ステップＳＴ１）。

【００２４】そして、濃度計２によって、取り込まれた
混合汚泥の濃度が計測され、この計測動作で得られた濃
度検知信号が演算装置７に供給されるとともに、流量計
３によって、混合汚泥の流量が計測され、この計測動作
で得られた流量検知信号が演算装置７に供給されなが
ら、取り込まれた混合汚泥が汚泥処理装置４に導かれる
（ステップＳＴ２、ＳＴ３）。

【００２５】また、この動作と並行し、演算装置７によ
って、次式に示す演算が行なわれて、目標含水率、汚泥
処理システムから供給された汚泥の濃度、流量に応じた
正常な処理汚泥の排出量（重量）が求められた後、この
排出量に基づき、制御装置８によって汚泥処理装置４の
制御が開始され、排出量で指定された濃縮速度、処理速
度で混合汚泥の処理が開始される（ステップＳＴ４）。

【００２６】 Ｈ＝（Ｆ×Ｓ）／（１００−ＭR） …（２） 但し、Ｈ：汚泥処理装置４から排出される単位時間当た
りの正しい処理汚泥排出量［Ｋｇ／Ｈ］ Ｆ：汚泥処理装置４に供給される汚泥の流量［Ｋｇ／
Ｈ］ Ｓ：汚泥処理装置４に供給される汚泥の濃度［％］ ＭR：汚泥処理装置４から排出される処理汚泥の目標含
水率［％］ この後、汚泥処理装置４から混合汚泥を濃縮、乾燥処理
した処理汚泥が排出されて、処理汚泥タンク５内に貯留
されると、重量計測装置６によって、処理汚泥タンク５
内に貯留されている処理汚泥の重量が計測され、この計
測動作で得られた重量検知信号が演算装置７に供給され
る（ステップＳＴ５）。

【００２７】そして、この演算装置７によって、重量計
測装置６から出力された重量検知信号で示される重量に
基づき、処理汚泥タンク５内に貯留された単位時間当た
り処理汚泥の量（汚泥処理装置４から排出された実際の
処理汚泥排出量）と、（２）式で得られた正しい処理汚
泥排出量とが比較され（ステップＳＴ６）、これら正し
い処理汚泥排出量と、実際の処理汚泥排出量との差が予
め設定されている許容範囲内であるとき、汚泥処理装置
４から排出される処理汚泥の含水率が所定の含水率であ
ると判定されて、（２）式で示される正しい処理汚泥排
出量で、汚泥処理装置４の汚泥処理が継続される（ステ
ップＳＴ３〜ＳＴ７）。

【００２８】また、正しい処理汚泥排出量と、実際の処
理汚泥排出量との差が予め設定されている許容範囲から
外れているとき（ステップＳＴ７）、演算装置７によっ
て、汚泥処理装置４から排出される処理汚泥の含水率が
所定の含水率からずれていると判定されて、正しい処理
汚泥排出量と、実際の処理汚泥排出量との差が予め設定
されている許容範囲内になるように、制御パラメータ補
正量が演算され、これが制御装置８に供給される（ステ
ップＳＴ８）。

【００２９】そして、演算装置７から出力される制御パ
ラメータ補正量に基づき、制御装置８によって、それま
での制御パラメータが補正されて、これによって得られ
た新たな制御パラメータで、汚泥処理装置４の制御が開
始され、正しい処理汚泥排出量と、実際の処理汚泥排出
量との差が予め設定されている許容範囲内に収まるよう
に、汚泥処理装置４から排出される処理汚泥の含水率が
制御される（ステップＳＴ９）。

【００３０】このように、この第１の実施形態において
は、下水処理システムから供給される汚泥の濃度と、そ
の流量と、処理汚泥の目標含水率とに基づき、汚泥処理
装置４から排出される処理汚泥の正しい排出量を求め、
汚泥処理装置４から排出される処理汚泥の排出量が正し
い排出量と一致するように、汚泥処理装置４の濃縮率、
乾燥処理時間などを制御するようにしているので、初沈
汚泥と余剰汚泥との比率が変化したとき、または豪雨に
よって、大量の土砂が流入して、汚泥の成分が変化した
ときなどのように、通常の汚泥と異なった組成、濃度の
汚泥が供給されたときでも、処理汚泥の含水率を一定に
保持させることができ、これによって廃棄コストの増
大、緑農地還元材、建設資材などの品質低下を防止する
ことができる。

【００３１】《第２の実施形態》図３は本発明による汚
泥処理システムの第２の実施形態を示すブロック図であ
る。

【００３２】この図に示す汚泥処理システム１ｂは、下
水処理システム（図示は省略する）から排出される初沈
汚泥、余剰汚泥などを混合した混合汚泥を取り込んで、
濃度を計測し、濃度検知信号を生成する濃度計１０と、
入力された制御信号に応じて、商用電源から供給される
電源電圧の周波数を変換し、制御信号に応じた周波数の
電源電圧を生成するインバータ装置１１と、このインバ
ータ装置１１から出力される電源電圧に応じた回転速度
でモータを回転させて、濃度計１０から混合汚泥を取り
込み、排出する汚泥供給ポンプ１２と、この汚泥供給ポ
ンプ１２から排出される混合汚泥の流量を計測して、流
量検知信号を生成する流量計１３と、入力された制御信
号に応じて、商用電源から供給される電源電圧の周波数
を変換し、制御信号に応じた周波数の電源電圧を生成す
るインバータ装置１４と、このインバータ装置１４から
出力される電源電圧に応じた回転数でモータ２９（図４
参照）を回転させ、汚泥供給ポンプ１２から排出される
混合汚泥を濃縮、乾燥させ、処理汚泥を生成する遠心薄
膜乾燥装置１５と、この遠心薄膜乾燥装置１５から排出
される処理汚泥を取り込んで、貯留する乾燥汚泥タンク
１６と、この乾燥汚泥タンク１６内に一時貯留されてい
る処理汚泥の流量を計測して、重量検知信号を生成する
重量計測装置１７と、この重量計測装置１７から出力さ
れる重量検知信号、濃度計１０から出力される濃度検知
信号、流量計１３から出力される流量検知信号、目標と
なる含水率に基づき、演算を行なって、目標となる含水
率に応じた制御パラメータ、遠心薄膜乾燥装置１５から
排出される処理汚泥の正しい排出量（重量）と実排出量
との差に応じた制御パラメータ補正量を求める演算装置
１８と、この演算装置１８から出力される制御パラメー
タ、制御パラメータ補正量などに基づき、遠心薄膜乾燥
装置１５を制御して、乾燥汚泥の排出量を調整する制御
装置１９とを備えている。

【００３３】この場合、遠心薄膜乾燥装置１５は、図４
に示すように、円筒形に形成される伝熱胴２０と、この
伝熱胴２０の上部に接続され、流量計１３から排出され
る混合汚泥を取り込んで、伝熱胴２０の内側に導く汚泥
導入パイプ２１と、伝熱胴２０の側面を覆うように配置
される円筒状の加熱胴２２と、この加熱胴２２の上部に
接続され、ボイラ（図示は省略する）から排出される加
熱蒸気を加熱胴２２内部に導き、伝熱胴２０を加熱する
蒸気導入パイプ２３と、加熱胴２２の下部に接続され、
加熱胴２２内部の加熱蒸気を外部に導く蒸気排出パイプ
２４と、伝熱胴２２の上部側に接続され、伝熱胴２０内
で混合汚泥から発せられた蒸気を外部に導く蒸気排出パ
イプ２５と、伝熱胴２０の中心軸に沿って配置されるシ
ャフト２６と、伝熱胴２０の上部を閉止し、シャフト２
６の上部を回転自在に支持する上板２７と、伝熱胴２０
の下部に設けられ、シャフト２６の下部を回転自在に支
持するハブ形の支持部材２８と、上板２７の中央部分に
固定され、インバータ装置１４から出力される電源電圧
に応じた回転数で回転して、シャフト２６を回転駆動す
るモータ２９と、シャフト２６の上部側に固定され、汚
泥導入パイプ２１を介して伝熱胴２０の内部に導かれた
混合汚泥を遠心力によって、飛散させ、伝熱胴２０内面
に均一に分配する分配リング３０と、シャフト２６に揺
動自在に支持され、分配リング２０によって伝熱胴２０
の内部に均一に分配された混合汚泥が自重によって、伝
熱胴２０の下方に移動しているとき、シャフト２６の回
転に伴って回転し、図５に示すように、伝熱胴２０内面
に付着した混合汚泥を掻き取って薄膜状にする複数のブ
レード３１と、伝熱胴２０の下部に形成された開口部か
ら排出される乾燥汚泥を乾燥汚泥タンク１６内に導く乾
燥汚泥排出ダクト３２とを備えている。

【００３４】そして、ボイラから供給される加熱蒸気に
よって、伝熱胴２０を加熱しながら、インバータ装置１
４から供給される電源電圧の周波数に応じた回転数で、
シャフト２６、このシャフト２６に接続された分配リン
グ３０、各ブレード３１を回転させて、流量計１３から
排出され、伝熱胴２０の内側に導かれた混合汚泥を伝熱
胴の内側に薄く延ばしつつ、加熱、乾燥させ、乾燥処理
済みの汚泥（乾燥汚泥）を乾燥汚泥排出ダクト３２から
排出させ、乾燥汚泥タンク１６に供給する。

【００３５】次に、図６に示すフローチャートを参照し
ながら、この汚泥処理システム１ｂの動作を説明する。

【００３６】まず、汚泥処理に先立ち、演算装置１８が
操作されて、処理汚泥の含水率（目標含水率）が登録さ
れた後、汚泥処理システム１ｂに対する処理開示指示が
入力されて、演算装置１８からの指示に基づき、各イン
バータ装置１１、１４から指定された周波数の電源電圧
が出力され、汚泥供給ポンプ１２、モータ２９の駆動が
開始され、下水処理システムから排出される初沈汚泥、
余剰汚泥などを混合した混合汚泥の取り込みが開始され
る（ステップＳＴ１１）。

【００３７】そして、濃度計１０によって、取り込まれ
た混合汚泥の濃度が計測され、この計測動作で得られた
濃度検知信号が演算装置１８に供給されるとともに、流
量計１３によって、混合汚泥の流量が計測され、この計
測動作で得られた流量検知信号が演算装置１８に供給さ
れながら、取り込まれた混合汚泥が遠心薄膜乾燥装置１
５に導かれる（ステップＳＴ１２、ＳＴ１３）。

【００３８】また、この動作と並行し、演算装置１８に
よって、次式に示す演算が行なわれて、目標含水率、汚
泥処理システムから供給された混合汚泥の濃度、流量に
応じた正常な処理汚泥の排出量（重量）が求められた
後、この排出量に基づき、制御装置１９によって、汚泥
供給ポンプ１２、遠心薄膜乾燥装置１５の制御が開始さ
れ、排出量で指定された濃縮速度、処理速度で混合汚泥
の処理が開始される（ステップＳＴ１４）。

【００３９】 Ｈ＝（Ｆ×Ｓ）／（１００−ＭR） …（３） 但し、Ｈ：遠心薄膜乾燥装置１５から排出される単位時
間当たりの正しい処理汚泥排出量［Ｋｇ／Ｈ］ Ｆ：遠心薄膜乾燥装置１５に供給される汚泥の流量［Ｋ
ｇ／Ｈ］ Ｓ：遠心薄膜乾燥装置１５に供給される汚泥の濃度
［％］ ＭR：遠心薄膜乾燥装置１５から排出される処理汚泥の
目標含水率［％］ この後、遠心薄膜乾燥装置１５から混合汚泥を濃縮、乾
燥処理した処理汚泥が排出されて、乾燥汚泥タンク１６
内に貯留されると、重量計測装置１７によって、乾燥汚
泥タンク１６内に貯留されている処理汚泥の重量が計測
され、この計測動作で得られた重量検知信号が演算装置
１８に供給される（ステップＳＴ１５）。

【００４０】そして、この演算装置１８によって、重量
計測装置１７から出力される重量検知信号で示される重
量に基づき、乾燥汚泥タンク１６内に貯留された単位時
間当たり処理汚泥の量（遠心薄膜乾燥装置１５から排出
された実際の処理汚泥排出量）と、（３）式で得られた
正しい処理汚泥排出量とが比較され（ステップＳＴ１
６）、これら正しい処理汚泥排出量と、実際の処理汚泥
排出量との差が予め設定されている許容範囲内であると
き、遠心薄膜乾燥装置１５から排出される処理汚泥の含
水率が所定の含水率であると判定されて、（３）式で示
される正しい処理汚泥排出量で、遠心薄膜乾燥装置１５
の汚泥処理が継続される（ステップＳＴ１２〜ＳＴ１
７）。

【００４１】また、正しい処理汚泥排出量と、実際の処
理汚泥排出量との差が予め設定されている許容範囲から
外れているとき（ステップＳＴ１７）、演算装置１８に
よって、遠心薄膜乾燥装置１５から排出される処理汚泥
の含水率が所定の含水率からずれていると判定され、正
しい処理汚泥排出量と、実際の処理汚泥排出量との差に
応じて、シャフト回転数を変更可能かどうかがチェツク
され、シャフト回転数が回転許容範囲内であれば（ステ
ップＳＴ１８）、図７に示すように、シャフト回転数を
変更する制御パラメータ補正量が演算され、これが制御
装置１９に供給される（ステップＳＴ１９）。

【００４２】そして、演算装置１８から出力される制御
パラメータ補正量に基づき、制御装置１９によって、そ
れまでの制御パラメータが補正され、これによって得ら
れた新たな制御パラメータで、遠心薄膜乾燥装置１５の
シャフト回転数が変更され、正しい処理汚泥排出量と、
実際の処理汚泥排出量との差が予め設定されている許容
範囲内に収まるように、遠心薄膜乾燥装置１５から排出
される処理汚泥の含水率が制御される（ステップＳＴ２
０）。

【００４３】また、演算装置１８によって、シャフト回
転数を変更可能かどうかがチェツクされたとき、シャフ
ト回転数を変更すると、シャフト回転数が上限値、また
は下限値に達すると判定されると（ステップＳＴ１
８）、図８に示すように、汚泥供給ポンプ１２の供給量
を変更する制御パラメータ補正量が演算され、これが制
御装置１９に供給される（ステップＳＴ２１）。

【００４４】そして、演算装置１８から出力される制御
パラメータ補正量に基づき、制御装置１９によって、そ
れまでの制御パラメータが補正され、これによって得ら
れた新たな制御パラメータで、汚泥供給ポンプ１２の供
給量が変更され、正しい処理汚泥排出量と、実際の処理
汚泥排出量との差が予め設定されている許容範囲内に収
まるように、遠心薄膜乾燥装置１５に供給される混合汚
泥の量が制御される（ステップＳＴ２２）。

【００４５】このように、この第２の実施形態において
は、下水処理システムから供給される汚泥の濃度と、そ
の流量と、処理汚泥の目標含水率とに基づき、遠心薄膜
乾燥装置１５から排出される処理汚泥の正しい排出量を
求め、遠心薄膜乾燥装置１５から排出される処理汚泥の
排出量が正しい排出量と一致するように、遠心薄膜乾燥
装置１５のシャフト回転数、汚泥供給ポンプ１２の供給
量などを制御するようにしているので、初沈汚泥と余剰
汚泥との比率が変化したとき、または豪雨によって、大
量の土砂が流入して、汚泥の成分が変化したときなどの
ように、通常の汚泥と異なった組成、含水率の汚泥が供
給されたときでも、遠心薄膜方式によって効率良く汚泥
の水分を除去させながら、処理汚泥の含水率を一定に保
持させることができ、これによって廃棄コストの増大、
緑農地還元材、建設資材などの品質低下を防止すること
ができる。

【００４６】《第３の実施形態》図９は本発明による汚
泥処理システムの第３の実施形態を示すブロック図であ
る。なお、この図においては、図３に示す部分と同じ部
分に、同じ符号が付してある。

【００４７】この図に示す汚泥処理システム１ｃが図３
に示す汚泥処理システム１ｂと異なる点は、遠心薄膜乾
燥装置１５から排出される乾燥汚泥の粒径と、含水率と
が密接な関係になっていることに着目し、重量計測装置
１７に代えて、形状認識装置３５を設け、この形状認識
装置３５によって、遠心薄膜乾燥装置１５から排出され
る乾燥汚泥の粒径を計測させ、この計測動作で得られた
粒径検知信号を演算装置１８に供給させて、粒径が“２
ｍｍ”〜“１０ｍｍ”の団粒状であるとき、含水率が
“４５％”〜“５５％”であると判定させ、また粒径が
“２０ｍｍ”〜“３０ｍｍ”の団粒状であるとき、含水
率が“５５％”〜“６５％”であると判定させ、粒形が
短冊状であるとき、含水率が“６５％”以上であると判
定させ、この判定結果に基づき、制御パラメータ補正量
を生成させて、これを制御装置１９に供給させ、遠心薄
膜乾燥装置１５のシャフト回転数、汚泥供給ポンプ１２
の供給量を調整させるようにしたことである。

【００４８】このように、この第３の実施形態では、下
水処理システムから供給される汚泥の濃度と、その流量
と、処理汚泥の目標含水率とに基づき、遠心薄膜乾燥装
置１５を制御して、乾燥汚泥を生成させながら、形状認
識装置３５を動作させて、遠心薄膜乾燥装置１５から排
出される乾燥汚泥の粒径を計測させ、この計測結果に基
づき、演算装置１８に乾燥汚泥の含水率を判定させて、
遠心薄膜乾燥装置１５のシャフト回転数、汚泥供給ポン
プ１２の供給量を調整させ、遠心薄膜乾燥装置１５から
排出される乾燥汚泥の含水率を目標とする含水率と一致
させるようにしているので、初沈汚泥と余剰汚泥との比
率が変化したとき、または豪雨によって、大量の土砂が
流入して、汚泥の成分が変化したときなどのように、通
常の汚泥と異なった組成、濃度の汚泥が供給されたとき
でも、処理汚泥の粒径を検知させて、処理汚泥の含水率
を一定に保持させることができ、これによって廃棄コス
トの増大、緑農地還元材、建設資材などの品質低下を防
止することができる。

【００４９】《第４の実施形態》図１０は本発明による
汚泥処理システムの第４の実施形態を示すブロック図で
ある。なお、この図においては、図３に示す部分と同じ
部分に、同じ符号が付してある。

【００５０】この図に示す汚泥処理システム１ｄが図３
に示す汚泥処理システム１ｂと異なる点は、遠心薄膜乾
燥装置１５から排出される乾燥汚泥の振動値と、含水率
とが密接な関係になっていることに着目し、重量計測装
置に代えて、振動計測装置３６を設け、この振動計測装
置３６によって、遠心薄膜乾燥装置１５から排出される
乾燥汚泥の振動値を計測させ、この計測動作で得られた
振動値検知信号を演算装置１８に供給させて、振動値が
小さいとき、粒径が“２ｍｍ”〜“１０ｍｍ”の団粒状
であり、含水率が“４５％”〜“５５％”であると判定
させ、また振動値がやや大きいとき、粒径が“２０ｍ
ｍ”〜“３０ｍｍ”の団粒状であり、含水率が“５５
％”〜“６５％”であると判定させ、また振動値が大き
いとき、粒形が短冊状であり、含水率が“６５％”以上
であると判定させ、この判定結果に基づき、制御パラメ
ータ補正量を生成させて、これを制御装置１９に供給さ
せ、遠心薄膜乾燥装置１５のシャフト回転数、汚泥供給
ポンプ１２の供給量を調整させるようにしたことであ
る。

【００５１】このように、この第４の実施形態では、下
水処理システムから供給される汚泥の濃度と、その流量
と、処理汚泥の目標含水率とに基づき、遠心薄膜乾燥装
置１５を制御して、乾燥汚泥を生成させながら、振動計
測装置３６によって、遠心薄膜乾燥装置１５から排出さ
れる乾燥汚泥の振動値を計測させ、この計測結果に基づ
き、演算装置１８に乾燥汚泥の含水率を判定させて、遠
心薄膜乾燥装置１５のシャフト回転数、汚泥供給ポンプ
１２の供給量を調整させ、遠心薄膜乾燥装置１５から排
出される乾燥汚泥の含水率を目標とする含水率と一致さ
せるようにしているので、初沈汚泥と余剰汚泥との比率
が変化したとき、または豪雨によって、大量の土砂が流
入して、汚泥の成分が変化したときなどのように、通常
の汚泥と異なった組成、濃度の汚泥が供給されたときで
も、処理汚泥の振動値を検知させて、処理汚泥の含水率
を一定に保持させることができ、これによって廃棄コス
トの増大、緑農地還元材、建設資材などの品質低下を防
止することができる。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、請
求項１の汚泥処理システムでは、初沈汚泥と余剰汚泥と
の比率が変化したとき、または豪雨によって、大量の土
砂が流入して、汚泥の成分が変化したときなどのよう
に、通常の汚泥と異なった組成、濃度の汚泥が供給され
たときでも、処理汚泥の含水率を一定に保持させること
ができ、これによって廃棄コストの増大、緑農地還元
材、建設資材などの品質低下を防止することができる。

【００５３】請求項２の汚泥処理システムでは、初沈汚
泥と余剰汚泥との比率が変化したとき、または豪雨によ
って、大量の土砂が流入して、汚泥の成分が変化したと
きなどのように、通常の汚泥と異なった組成、濃度の汚
泥が供給されたときでも、遠心薄膜方式によって効率良
く汚泥の水分を除去させながら、処理汚泥の含水率を一
定に保持させることができ、これによって廃棄コストの
増大、緑農地還元材、建設資材などの品質低下を防止す
ることができる。

【００５４】請求項３の汚泥処理システムでは、初沈汚
泥と余剰汚泥との比率が変化したとき、または豪雨によ
って、大量の土砂が流入して、汚泥の成分が変化したと
きなどのように、通常の汚泥と異なった組成、濃度の汚
泥が供給されたときでも、処理汚泥の粒径を検知させ
て、処理汚泥の含水率を一定に保持させることができ、
これによって廃棄コストの増大、緑農地還元材、建設資
材などの品質低下を防止することができる。

【００５５】請求項４の汚泥処理システムでは、初沈汚
泥と余剰汚泥との比率が変化したとき、または豪雨によ
って、大量の土砂が流入して、汚泥の成分が変化したと
きなどのように、通常の汚泥と異なった組成、濃度の汚
泥が供給されたときでも、処理汚泥の振動値を検知させ
て、処理汚泥の含水率を一定に保持させることができ、
これによって廃棄コストの増大、緑農地還元材、建設資
材などの品質低下を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による汚泥処理システムの第１の実施形
態を示すブロック図である。

【図２】図１に示す汚泥処理システムの動作例を示すフ
ローチャートである。

【図３】本発明による汚泥処理システムの第２の実施形
態を示すブロック図である。

【図４】図３に示す遠心薄膜乾燥装置の詳細な構成例を
示す縦断面図である。

【図５】図４に示す遠心薄膜乾燥装置のブレード、伝熱
胴、加熱胴部分の詳細な構成例を示す横断面図である。

【図６】図３に示す汚泥処理システムの動作例を示すフ
ローチャートである。

【図７】図３に示す遠心薄膜乾燥装置のシャフト回転数
と遠心薄膜乾燥装置から排出される乾燥汚泥の含水率と
の関係を模式的に示す説明図である。

【図８】図３に示す汚泥供給ポンプの汚泥供給量と遠心
薄膜乾燥装置から排出される乾燥汚泥の含水率との関係
を模式的に示す説明図である。

【図９】本発明による汚泥処理システムの第３の実施形
態を示すブロック図である。

【図１０】本発明による汚泥処理システムの第４の実施
形態を示すブロック図である。

【図１１】一般的な下水処理施設の一例を示すブロック
図である。

【符号の説明】

１ａ…汚泥処理システム、１ｂ…汚泥処理システム、１
ｃ…汚泥処理システム、１ｄ…汚泥処理システム、２…
濃度計（濃度流量計測装置）、３…流量計（濃度流量計
測装置）、４…汚泥処理装置、５…処理汚泥タンク、６
…重量計測装置（計測装置）、７…演算装置、８…制御
装置、１０…濃度計（濃度流量計測装置）、１１…イン
バータ装置、１２…汚泥供給ポンプ、１３…流量計（濃
度流量計測装置）、１４…インバータ装置、１５…遠心
薄膜乾燥装置、１６…乾燥汚泥タンク、１７…重量計測
装置（計測装置）、１８…演算装置、１９…制御装置、
２０…伝熱胴、２１…汚泥導入パイプ、２２…加熱胴、
２３…蒸気導入パイプ、２４…蒸気排出パイプ、２５…
蒸気排出パイプ、２６…シャフト、２７…上板、２８…
支持部材、２９…モータ、３０…分配リング、３１…ブ
レード、３２…乾燥汚泥排出ダクト、３５…形状認識装
置、３６…振動値計測装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井手 勝記 神奈川県横浜市鶴見区末広町２丁目４番地 株式会社東芝京浜事業所内 Ｆターム(参考） 3L113 AA04 AA08 AB05 AC05 AC45 AC46 AC50 AC58 AC63 AC68 BA37 CA02 CA05 CA12 CB34 CB40 DA04 DA24 4D059 AA03 AA04 AA05 BD11 BD26 EA01 EA07 EA20 EB01 EB02

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 処理対象となる汚泥の水分を除去して、
   乾燥汚泥を生成する汚泥処理システムにおいて、 処理対象となる前記汚泥の水分を除去して、前記乾燥汚
   泥を生成する汚泥処理装置と、 この汚泥処理装置の前段に配置され、前記汚泥処理装置
   に供給される前記汚泥の濃度、流量を計測する濃度流量
   計測装置と、 前記汚泥処理装置から排出される前記乾燥汚泥の重量を
   計測する計測装置と、 前記濃度流量計測装置の計測結果、登録されている目標
   含水率に基づき、前記汚泥処理装置から排出される前記
   乾燥汚泥の重量を予測し、この予測動作で得られた前記
   乾燥汚泥の重量と前記計測装置で得られた前記乾燥汚泥
   の実重量を比較して、制御パラメータ補正量を算出する
   演算装置と、 この演算装置で得られた制御パラメータ補正量に基づ
   き、前記汚泥処理装置に供給される前記汚泥の流量、前
   記汚泥の乾燥処理内容の少なくともいずれかを修正する
   制御装置と、 を備えたことを特徴とする汚泥処理システム。
2. 【請求項２】 処理対象となる汚泥の水分を除去して、
   乾燥汚泥を生成する汚泥処理システムにおいて、 遠心力により前記汚泥を薄膜状にしつつ加熱して水分を
   除去する遠心薄膜乾燥装置と、 この遠心薄膜乾燥装置の前段に配置され、前記遠心薄膜
   乾燥装置に供給される前記汚泥の濃度、流量を計測する
   濃度流量計測装置と、 前記遠心薄膜乾燥装置から排出される前記乾燥汚泥の重
   量を計測する計測装置と、 前記濃度流量計測装置の計測結果、登録されている目標
   含水率に基づき、前記遠心薄膜乾燥装置から排出される
   前記乾燥汚泥の重量を予測し、この予測動作で得られた
   前記乾燥汚泥の重量と前記計測装置で得られた前記乾燥
   汚泥の実重量を比較して、制御パラメータ補正量を算出
   する演算装置と、 この演算装置で得られた制御パラメータ補正量に基づ
   き、前記遠心薄膜乾燥装置に供給される前記汚泥の流
   量、前記汚泥の乾燥処理内容の少なくともいずれかを修
   正する制御装置と、 を備えたことを特徴とする汚泥処理システム。
3. 【請求項３】 処理対象となる汚泥の水分を除去して、
   乾燥汚泥を生成する汚泥処理システムにおいて、 遠心力により前記汚泥を薄膜状にしつつ加熱して水分を
   除去する遠心薄膜乾燥装置と、 この遠心薄膜乾燥装置から排出される前記乾燥汚泥の粒
   径を計測する形状認識装置と、 この形状認識装置で計測された前記乾燥汚泥の粒径で示
   される含水率と予め登録されている目標含水率を比較し
   て制御パラメータ補正量を算出する演算装置と、 この演算装置で得られた制御パラメータ補正量に基づ
   き、前記遠心薄膜乾燥装置に供給される前記汚泥の流
   量、前記汚泥の乾燥処理内容の少なくともいずれかを修
   正する制御装置と、を備えたことを特徴とする汚泥処理
   システム。
4. 【請求項４】 処理対象となる汚泥の水分を除去して、
   乾燥汚泥を生成する汚泥処理システムにおいて、 遠心力により前記汚泥を薄膜状にしつつ加熱して水分を
   除去する遠心薄膜乾燥装置と、 この遠心薄膜乾燥装置から排出される前記乾燥汚泥の振
   動値を計測する振動計測装置と、 前記振動計測装置で計測された前記乾燥汚泥の振動値で
   示される含水率と予め登録されている含水率とを比較し
   て、制御パラメータ補正量を算出する演算装置と、 この演算装置で得られた制御パラメータ補正量に基づ
   き、前記遠心薄膜乾燥装置に供給される前記汚泥の流
   量、前記汚泥の乾燥処理内容の少なくともいずれかを修
   正する制御装置と、 を備えたことを特徴とする汚泥処理システム。