JP2002210499A - 上水汚泥の処理方法および処理装置 - Google Patents
上水汚泥の処理方法および処理装置Info
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Abstract
有効利用を図る。 【解決手段】上水汚泥S1は第1貯留槽10に貯留され
た後ポンプPによって、熱交換器20を通って第2貯留
槽30に一時貯留される。次いで、加温された汚泥S2
がポンプPによって機内で汚泥を加温可能な加式圧脱水
機40に供給され、ここで加温用熱源50たとえばボイ
ラによってたとえば60℃に加温しつつ脱水する。この
加温脱水機40からの濾液Rは、熱交換器20に流通さ
せ汚泥Sの予熱加温に用いる。
Description
発生する汚泥の処理において、加温により脱水性能の向
上を図るとともに熱回収を行うシステムに関するもので
ある。
いは消石灰等の脱水助剤を添加して加圧脱水等により処
理されている。最近では、脱水ケーキの再利用を目的に
無薬注で脱水するのが主流である。
では、難脱水性汚泥を処理することが困難となるので、
これに対応するため、特開昭62−57622号および
64−30614号公報に示される電気浸透脱水方式
や、汚泥を加温槽で加温して脱水性を向上させた後に加
圧脱水機に供給して無加温で脱水する方式が採用されて
いる。
機の構造が複雑であり、電気設備容量および使用電力量
が増大するという欠点がある。また、汚泥を加温槽で加
温した後に加圧脱水機に供給して無加温で脱水する方式
の場合は、加温槽での加温熱量が膨大なものとなるとい
う欠点がある。
脱水ケーキをロータリーキルン乾燥機(場合によりスチ
ームチューブドライヤー、パドルミキサー型ドライヤー
を使用する)により加熱乾燥させたものを園芸用土また
は建設資材用土として利用することがある。この乾燥機
にかける理由は、汚泥に混入する雑草種子を不活性化さ
せることにより、園芸用土または建設資材用土とした場
合における雑草の発芽を防止するためである。
与える熱量は膨大であり、また、大型の乾燥機も必要と
なる。しかも、乾燥機で乾燥する場合には、乾燥特性の
ばらつきにより脱水ケーキの表面をたとえば約80℃程
度にしたとしても、内部は60℃程度である場合もあ
る。殆どの雑草種子を完全に死滅させるまたは不活性化
させるためには、種子全体が80℃以上に加熱すること
が好ましいとされており、従来の乾燥機による乾燥で
は、脱水ケーキ中に存在する雑草種子を完全に死滅また
は不活性化させることは不十分である。
て、本発明者らは、汚泥を加温しつつ脱水することが可
能な加圧脱水機(以下、加温しつつ脱水可能な加圧脱水
機を単に「加温脱水機」とも称する)を、特開2000
−334221号および特開2000−334222号
として提案した。この加温脱水機を用いた汚泥の処理方
法は、脱水機内部で汚泥を加温しつつ脱水するため必要
とする熱量が少なく、さらに過大な電力設備および熱源
設備を必要としないという点で、非常に効果的な汚泥の
処理方法である。また、脱水時に加温されるので、後に
乾燥機で乾燥することなく、雑草種子の死滅が図られる
点でも優れている。
おける熱回収システムについてはいまだ構築されておら
ず、先の提案においても何等開示するところがない。本
発明者らは、加温脱水機を用いた汚泥処理方法について
研究を重ね、きわめて効率的な熱回収を図るシステムを
構築することにより、濾過効率および熱効率をより向上
させることが可能であることを知見した。
機を用いた、上水汚泥の無薬注脱水において、わずかな
設備の付加により、より有効な熱利用システムを構築す
るとともに、脱水効率および濾過速度を高めることにあ
る。第2の課題は、園芸用土を得るシステムにおいて、
雑草種子の死滅または不活性化を図るとともに、乾燥機
を用いることなく有効な熱利用システムを構築すること
にある。
明は次記のとおりである。なお、本発明の加圧脱水機に
おける加温対象は、汚泥スラリー及び脱水ケーキの両者
を含む意味である。 <請求項1項記載の発明>上水汚泥を予熱加温した後、
機内で汚泥を加温可能な加圧脱水機を用いて脱水すると
ともに、濾液のもっている熱を前記予熱加温に用いるこ
とを特徴とする上水汚泥の処理方法。
熱加温することで、脱水ケーキの含水率の低減、加圧脱
水機での濾過・圧搾時間の短縮、脱水ケーキの剥離性の
向上を図ることができる。その結果、加圧脱水機の処理
量が向上する。これらの効果は、機内で汚泥を加温可能
な加圧脱水機を用いることで、より顕著なものとしてあ
らわれる。濾液のもっている熱を汚泥の予熱加温に用い
るのに十分な熱量を有する。したがって、濾液のもって
いる熱を汚泥の予熱加温に用いることにより、システム
全体として後述の熱収支に示すようにきわめて優れたも
のとなる。そして、水質の悪化に起因する難脱水性の上
水汚泥であっても無薬注で脱水が可能である。汚泥の予
熱温度及び加圧脱水機内での加熱温度は、適宜選択でき
るが、汚泥を70℃以上に加温しつつ脱水することによ
って、汚泥に混入する、クリプトスポリジウム、および
消毒抵抗性の強い細菌、ウィルス等の病原性微生物を確
実に死滅させ、また汚泥中の雑草種子を不活性化させる
ことができ、乾燥機にて乾燥することなく園芸用土また
は建設資材用土として利用することが可能となる。
熱加温した汚泥を、加温槽にて外部熱源によりさらに加
温し、その後に前記加圧脱水機に供給する請求項1記載
の上水汚泥の処理方法。
が足りない場合には、加温槽にて外部熱源によりさらに
加温することができる。
搾時間の方が長い脱水操作を行う下で、前記加圧脱水機
による汚泥の加温を圧搾時のみとし、その圧搾時に排出
される濾液を用いて汚泥を予熱加温する請求項1または
2記載の上水汚泥の処理方法。
分)より圧搾時間(15〜30分)の方が長い脱水操作
を行う下では、濾過濾液より圧搾濾液の温度が高くな
る。したがって、たとえば圧搾時に排出される圧搾濾液
を用いて汚泥を予熱加温する場合の加圧脱水機に供給す
る燃料量を1とすると、濾過濾液を用いて汚泥を予熱加
温する場合の加圧脱水機に供給する燃料量は1.3であ
り、使用燃料を低減できる。
用いた濾液を、前記加圧脱水機の洗浄水の予熱加温に用
いる請求項1〜3のいずれか1項に記載の上水汚泥の処
理方法。
の予熱加温に用いた後も十分な熱量を有する。洗浄水
は、たとえば濾布洗浄水は、冬場は低温であるため、そ
のまま洗浄に使用すると、加熱された汚泥や加温された
脱水機を冷却してしまい熱を奪うので、次の段階での熱
効率の低下を招く。他方で、洗浄水は温かいほど濾布の
洗浄性に優れる。そこで、予熱加温に用いた濾液を、前
記加圧脱水機の洗浄水の予熱加温に用いことで、全体の
熱効率をより高めることができる。
からの脱水ケーキを乾燥機にて乾燥することなく園芸用
土または建設資材用土として利用する請求項1〜4のい
ずれか1項に記載の上水汚泥の処理方法。
ておけば、加圧脱水機からの脱水ケーキは、乾燥機にて
乾燥することなく園芸用土または建設資材用土として利
用できる。
と、機内で汚泥を加温可能な加圧脱水機とを上水汚泥の
処理経路として順に備え、前記加圧脱水機の濾液が前記
予熱用熱交換器に通され、前記汚泥の予熱加温に用いら
れる構成とされたことを特徴とする上水汚泥の処理装
置。
じ作用効果を奏する。
と、外部熱源による汚泥加温槽と、機内で汚泥を加温可
能な加圧脱水機とを上水汚泥の処理経路として順に備
え、前記加圧脱水機の濾液が前記予熱用熱交換器に流通
され、前記汚泥の予熱加温に用いられる構成とされたこ
とを特徴とする上水汚泥の処理装置。
じ作用効果を奏する。
換器と、外部熱源による汚泥加温槽と、機内で汚泥を加
温可能な加圧脱水機とを上水汚泥の処理経路として順に
備え、かつ濾液が流通される洗浄水予熱用熱交換器を備
え、前記加圧脱水機の濾液が前記汚泥予熱用熱交換器に
通され、前記汚泥の予熱加温に用いられ、かつ前記汚泥
予熱用熱交換器を流通した後の濾液が洗浄水予熱用熱交
換器に流通され、予熱後の洗浄水が前記加圧脱水機の洗
浄水として利用される構成としたことを特徴とする上水
汚泥の処理装置。
効果と同じ作用効果を奏する。
熱交換器と、外部熱源による汚泥加温槽と、汚泥予熱用
第2熱交換器と、機内で汚泥を加温可能な加圧脱水機と
を上水汚泥の処理経路として順に備え、かつ濾液が流通
される洗浄水予熱用熱交換器を備え、前記加圧脱水機の
濾液が前記汚泥予熱用第2熱交換器及び前記汚泥予熱用
第1熱交換器に順に通され、前記汚泥の予熱加温に用い
られ、かつ前記汚泥予熱用第1熱交換器を流通した後の
濾液が洗浄水予熱用熱交換器に流通され、予熱後の洗浄
水が前記加圧脱水機の洗浄水として利用される構成とし
たことを特徴とする上水汚泥の処理装置。
効果と同じ作用効果を奏する。
2000−334221号および特開2000−334
222号に開示される加温脱水機が好適ではあるが、こ
れに限定されるものではない。
照しながら以下に詳説する。 (実施の形態1)実施の形態1は請求項1記載の発明の
実施の形態である。そのフローシートを図1に示す。上
水汚泥S1は第1貯留槽10に貯留された後ポンプPに
よって、汚泥予熱用熱交換器20を通って第2貯留槽3
0に一時貯留される。次いで、この第2貯留槽からは、
加温された汚泥S2がポンプPによって加温脱水機40
に供給され、ここで加温用熱源50たとえばボイラによ
ってたとえば60℃に加温しつつ脱水する。ここで、加
温脱水機40における汚泥の加温温度および加温時間は
対象汚泥などによって適宜変更させることができる。
槽60で受けて、前記汚泥予熱用熱交換器20に流通さ
せ汚泥Sの予熱加温に用いる。この予熱加温により汚泥
Sの粘度が低下し、加温脱水機40での脱水処理性が向
上する。さらに、加温脱水機40によって、汚泥が加温
されつつ脱水されるので、濾液温度を高い温度で回収で
きる。さらに、加熱源が蒸気であることより処理系内は
水のみが存在するので、無薬注脱水を行うことができ
る。最終的に排濾液Rは、排水沈殿池などに導く。
となく脱水ケーキの全量または一部をそのまま他の用
途、特に建設資材用土または園芸用土として外販する場
合には、雑草種子を死滅または不活性化させるために、
加温脱水機40における加温温度を60℃以上、より望
ましくは70℃以上、特に80℃以上にするのが好適で
ある。また、汚泥に混入する、クリプトスポリジウム、
および消毒抵抗性の強い細菌、ウィルス等の病原性微生
物などを確実に死滅させることができる。加温脱水機4
0内での汚泥の沸騰を防止し、円滑な汚泥の加温供給を
行うために、前記加温温度は95℃が上限である。95
℃以上の温度より過度に高い温度としても、必要な熱量
の増大を招くのみであるために、一般には80〜85℃
の温度範囲が好ましい。この場合において、汚泥の少な
くとも加温時間は15分以上、特に30分以上が好まし
い。
記載の発明の実施の形態である。そのフローシートを図
2に示す。上水汚泥S1は第1貯留槽10に貯留された
後、ポンプPによって、汚泥予熱用熱交換器20を通さ
れて加温槽30hに貯留される。ここで加温用熱源50
たとえばボイラで発生させた蒸気を直接噴き込んで加温
汚泥S2をさらに40℃にまで加温した後、ポンプPに
よって加温脱水機40に供給する。ついで、この加温汚
泥S3を加温脱水機40にて、前記ボイラの熱によっ
て、さらに60℃に加温しつつ脱水する。ここで、加温
脱水機40および加温槽30hにおける汚泥の加温温度
および加温時間は対象汚泥などによって適宜変更させる
ことができる。
記載の発明の実施の形態である。そのフローシートを図
3に示す。この実施の形態3では、加温脱水機40にお
ける加温を圧搾時のみとし、その圧搾時に排出される圧
搾濾液R2のみを、汚泥Sの予熱加温に用いる。圧搾前
に排出される打込み(濾過)濾液R1は原水に混入す
る。その他の構成は実施の形態1と同様である。
R1が圧搾濾液R2とほぼ同量排出される。しかるに、濾
過時間は短いために、打込み濾液R1は十分な熱量を持
っていない。そこで、汚泥S2の予熱加温を圧搾時のみ
とし、圧搾濾液R2のみを汚泥予熱用熱交換器20に供
給することでさらに熱効率が高まる。
く、濾過開始時から予熱加温を開始してもよい。脱水機
の濾室の保温性が高い場合には、熱効率の低下はさほど
大きくはならない。濾過時間は5分程度、圧搾時間を1
0〜30分程度するのが望ましい。
の濾室内を負圧化する手段を備え、圧搾前または圧搾時
に汚泥の水分量を減少させることが可能な加温脱水機を
用いる。かかる加温脱水機を用いて、まず、吸引によっ
て汚泥S2の水分量を減少させ、その後に加温しつつ圧
搾脱水する。このようにすると、短時間で汚泥の水分量
を減少させることができ、予熱加温された汚泥の温度低
下が少なくてすむとともに、汚泥の水分量も少なくなる
ので加温に必要となる熱量も少なくてすむようになる。
項4及び8記載の発明の実施の形態である。そのフロー
シートを図4に示す。すなわち、汚泥予熱用熱交換器2
0と、外部熱源による汚泥加温槽30hと、機内で汚泥
を加温可能な加温脱水機40とを上水汚泥の処理経路と
して順に備え、かつ濾液が流通される洗浄水予熱用熱交
換器70を備えるものである。
換器20に通され、汚泥の予熱加温に用いられ、かつ汚
泥予熱用熱交換器20を流通した後の濾液が洗浄水予熱
用熱交換器70に流通され、予熱後の洗浄水が加温脱水
機40の(濾布)洗浄水として利用される構成としたも
のである。
項9記載の発明の実施の形態である。そのフローシート
を図5に示す。すなわち、汚泥予熱用第1熱交換器21
と、外部熱源による汚泥加温槽30hと、汚泥予熱用第
2熱交換器22と、機内で汚泥を加温可能な加温脱水機
40とを上水汚泥の処理経路として順に備え、かつ濾液
が流通される洗浄水予熱用熱交換器70を備えるもので
ある。
熱交換器22及び汚泥予熱用第1熱交換器21に順に通
され、汚泥の予熱加温に用いられ、かつ汚泥予熱用第1
熱交換器21を流通した後の濾液が洗浄水予熱用熱交換
器70に流通され、予熱後の洗浄水が加温脱水機40の
(濾布)洗浄水として利用される構成としたものであ
る。
1および実施の形態2と、従来例1および従来例2とを
比較した結果を表1に示す。従来例1は、汚泥を加温せ
ずに無薬注で脱水する処理方法。従来例2は、加温槽で
加温して、脱水機では加温せずに脱水する処理方法であ
る。
と比較して優れた結果となっており、特に加温槽と加温
脱水機とを組み合わせた実施例2では、従来例1および
2と比較して、ランニングコストはほとんど変わらない
ものの、濾過速度は1.5倍以上向上し、脱水ケーキの
水分は5%低減され、脱水機の必要濾過面積も25%低
減されている。
てあるように、また、図4及び図5には各部位での温度
のみを示してあるように、本発明の各実施の形態は熱効
率においてきわめて優れたものであることが判明しよ
う。
明にかかる装置例を示す。なお、本発明は下記の装置の
使用に限定されるものではない。本発明に好適な脱水機
の例を図6および7に示す。
面の上左右方向に移動自在に配列された濾板を有するも
のである。各濾布4がわ面にダイアフラム2Eをそれぞ
れ設けた濾板2(以下、圧搾濾板ともいう)と、ダイア
フラムを設けていない濾板3(以下、加温濾板ともい
う)とを、水平方向に交互に配列しており、濾板の配列
形態からは水平型に属するものである。また、この脱水
機は、いわゆる凹版型に属するものであり、各濾板2,
3には隣の濾板3,2と対向する面に凹部2a,3aが
それぞれ形成されており、隣り合う濾板2,3間に、1
対の濾布4,4…がそれぞれ吊り下げられている。これ
ら濾板2,3…は、水平方向に伸縮するシリンダーによ
り相互間隔が調節されるように構成されており、シリン
ダーの伸張により隣り合う濾板2,3が接触し、締め付
けられ、隣り合う濾板2,3間において1対の濾布4,
4により取り囲まれた濾室6が形成される。この濾室6
内にはスラッジ供給路がそれぞれ通じている。
4外面と対面する凹部2a,2aには、表面に濾液溝2
e,2e…が形成されたダイアフラム2E,2Eがそれ
ぞれ配され、このダイアフラム2E,2Eと圧搾濾板2
外面との各間に流体室2D,2Dがそれぞれ形成されて
いる。各流体室2D,2D内には、内部流体給排路2F
がそれぞれ通じている。したがって、流体室2D,2D
内への流体Fの供給・排出が可能なようになっている。
また、ダイアフラム2E,2Eの濾液溝2e,2e…と
これに対面する濾布4外面との隙間SP1(濾液溝2
e,2e…内含む)には、その下端部おいて内部濾液排
出路2H,2Hがそれぞれ通じており、上端部において
内部圧気供給路2Jがそれぞれ通じている。
面する凹部3a,3a表面に濾液溝3e,3e…がそれ
ぞれ形成されており、圧搾濾板2のように、対向する濾
布4外面との間にダイアフラムが配されていない。また
加温濾板3は、外縁部を除く部分が中空3sとされてい
る。この中空スペース3sは加温流体の流通路となる。
さらに、濾液溝3e,3e…とこれに対面する濾布4外
面との隙間SP2(濾液溝3e,3e…内含む)には、
その下端部おいて内部濾液排出路3Hがそれぞれ通じて
おり、上端部において内部圧気供給路3Jがそれぞれ通
じている。
を挟んで一方側の濾板2とこれと対向する濾布4外面と
の間には、濾布内面がわ4Sに供給したスラッジを圧搾
するダイアフラム2Eを配し、このダイアフラム2Eと
一方側の濾板2との間を流体室2Dとなす一方で、他方
側の濾板3とこれと対向する濾布4外面との間にはダイ
アフラムを配さず、かつ他方側の濾板3には、濾布内面
がわ4Sに供給したスラッジを加温する加温手段(3s
は加温手段を構成する)を設けた構成となっており、濾
室6内に供給された汚泥Sが加温されつつ加圧脱水され
る。
濾液槽に真空ポンプが連結され、この真空ポンプによ
り、濾液槽、濾液排出路2H,3Hを介して、濾液溝2
e,3eと濾布2B外面との隙間SP1,SP2を負圧
にできるように構成されている。しかも、圧気供給路2
J,3Jおよび図示しない上部吸引路を介して、濾液溝
2e,3eと濾布2B外面との隙間SP1,SP2を隙
間上部から吸引し負圧にできるようにされており、被脱
水物の高効率かつ均等な脱水が可能となっている。
熱交換器、コイル式熱交換器、多重効用蒸発器、多段フ
ラッシュ蒸発等を含めた広義の設備をいう。所定温度ま
での加熱加温熱源としては、浄水場に設置されたまたは
設置するボイラ、コージェネ排気熱、焼却廃熱、ソーラ
温水等を利用することができる。
槽を配設する場合には、図8に示す蒸気吹込み設備を用
いるのが最適である。すなわち、加温槽30hにボイラ
50からの発生蒸気を蒸気調整弁50bを通して直接汚
泥S2に吹込むものである。この場合において、汚泥は
攪拌機Mにより攪拌しながら、その温度を温度計T1に
より検出し、温度調節計T2により蒸気調整弁50bを
通る蒸気量を調節するものである。
泥の無薬注脱水において、わずかな設備の付加により、
優れた熱利用システムを構築することができるととも
に、脱水効率および濾過速度を高めることができるなど
の利点がもたらされる。
汚泥予熱用第1熱交換器、22…汚泥予熱用第2熱交換
器、30…第2貯留槽、30h…加温槽、40…機内で
汚泥を加温可能な加式圧脱水機(加温脱水機)、50…
ボイラ、70…洗浄水予熱用熱交換器、R,R1,R2…
濾液、S1…原汚泥,S2,S3…加温汚泥。
Claims (9)
- 【請求項1】上水汚泥を予熱加温した後、機内で汚泥を
加温可能な加圧脱水機を用いて脱水するとともに、濾液
のもっている熱を前記予熱加温に用いることを特徴とす
る上水汚泥の処理方法。 - 【請求項2】前記濾液にて予熱加温した汚泥を、加温槽
にて外部熱源によりさらに加温し、その後に前記加圧脱
水機に供給する請求項1記載の上水汚泥の処理方法。 - 【請求項3】濾過時間より圧搾時間の方が長い脱水操作
を行う下で、前記加圧脱水機による汚泥の加温を圧搾時
のみとし、その圧搾時に排出される濾液を用いて汚泥を
予熱加温する請求項1または2記載の上水汚泥の処理方
法。 - 【請求項4】前記予熱加温に用いた濾液を、前記加圧脱
水機の洗浄水の予熱加温に用いる請求項1〜3のいずれ
か1項に記載の上水汚泥の処理方法。 - 【請求項5】前記加圧脱水機からの脱水ケーキを乾燥機
にて乾燥することなく園芸用土または建設資材用土とし
て利用する請求項1〜4のいずれか1項に記載の上水汚
泥の処理方法。 - 【請求項6】予熱用熱交換器と、機内で汚泥を加温可能
な加圧脱水機とを上水汚泥の処理経路として順に備え、
前記加圧脱水機の濾液が前記予熱用熱交換器に通され、
前記汚泥の予熱加温に用いられる構成とされたことを特
徴とする上水汚泥の処理装置。 - 【請求項7】予熱用熱交換器と、外部熱源による汚泥加
温槽と、機内で汚泥を加温可能な加圧脱水機とを上水汚
泥の処理経路として順に備え、前記加圧脱水機の濾液が
前記予熱用熱交換器に流通され、前記汚泥の予熱加温に
用いられる構成とされたことを特徴とする上水汚泥の処
理装置。 - 【請求項8】汚泥予熱用熱交換器と、外部熱源による汚
泥加温槽と、機内で汚泥を加温可能な加圧脱水機とを上
水汚泥の処理経路として順に備え、かつ濾液が流通され
る洗浄水予熱用熱交換器を備え、前記加圧脱水機の濾液
が前記汚泥予熱用熱交換器に通され、前記汚泥の予熱加
温に用いられ、かつ前記汚泥予熱用熱交換器を流通した
後の濾液が洗浄水予熱用熱交換器に流通され、予熱後の
洗浄水が前記加圧脱水機の洗浄水として利用される構成
としたことを特徴とする上水汚泥の処理装置。 - 【請求項9】汚泥予熱用第1熱交換器と、外部熱源によ
る汚泥加温槽と、汚泥予熱用第2熱交換器と、機内で汚
泥を加温可能な加圧脱水機とを上水汚泥の処理経路とし
て順に備え、かつ濾液が流通される洗浄水予熱用熱交換
器を備え、前記加圧脱水機の濾液が前記汚泥予熱用第2
熱交換器及び前記汚泥予熱用第1熱交換器に順に通さ
れ、前記汚泥の予熱加温に用いられ、かつ前記汚泥予熱
用第1熱交換器を流通した後の濾液が洗浄水予熱用熱交
換器に流通され、予熱後の洗浄水が前記加圧脱水機の洗
浄水として利用される構成としたことを特徴とする上水
汚泥の処理装置。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2001014085A JP4878079B2 (ja) | 2001-01-23 | 2001-01-23 | 上水汚泥の処理方法および処理装置 |
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JP2001014085A JP4878079B2 (ja) | 2001-01-23 | 2001-01-23 | 上水汚泥の処理方法および処理装置 |
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