JP2003095774A - 熟成コンポスト様物製造装置の運転方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 熟成コンポスト様物製造装置の１日のバッチ
式運転において、1５時間以上もの加熱処理時間を取り
ながら、人手による作業を日勤時間内に集中させること
により装置の運転効率、熟成コンポスト様物の生産効率
を高めると共に、装置の温度低下を防止して加熱のため
の燃料消費量を低減する。 【解決手段】 生物処理汚泥を加熱して乾燥及び熱分解
することにより、熟成コンポスト様物を製造する装置の
バッチ式運転方法において、生物処理汚泥の投入を日勤
時間中に行い、加熱時間を１５時間以上設定し、加熱設
定時間経過後に自動的に加熱を停止し、この停止後、所
定時間が経過した後、次の生物処理汚泥の投入前に熟成
コンポスト様物を排出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、生物処理汚泥を加
熱処理して熟成コンポストに類似した悪臭の無い製品を
製造する装置のバッチ式運転方法に係り、特に、この熟
成コンポスト様物製造装置のバッチ式運転において、１
５時間以上もの加熱処理時間を取りながら、人手による
作業を日勤時間内に集中させることにより、装置の運転
効率、熟成コンポスト様物の生産効率を高めると共に、
装置の温度低下を防止して加熱のための燃料消費量を低
減する熟成コンポスト様物製造装置の運転方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、生物処理汚泥や生ごみ等の有機性
廃棄物の処理方法としては、コンポスト化処理法、乾燥
処理法と炭化処理法とがある。

【０００３】コンポスト化処理法は、有機性廃棄物を醗
酵させる方法であり、得られた熟成コンポストは、悪臭
成分が分解されているが有機物は安定化されて十分残留
しており、取り扱い性に優れた肥料となる。しかしなが
ら、このような熟成コンポストを得るには、数十日〜百
数十日もの長期間の醗酵が必要である。

【０００４】これに対して、熱風等による乾燥装置で有
機性廃棄物を加熱乾燥し、有機性廃棄物中の水分を蒸発
除去して水分量３０〜０％の乾燥品を得る乾燥処理法
や、炭化装置で有機性廃棄物を加熱乾留し、有機性廃棄
物中の水分を完全に蒸発させた後も加熱を続け、２００
〜９００℃という高温を維持することにより、有機物を
炭化分解する炭化処理法は、短期間に処理が可能であ
る。

【０００５】しかし、有機性廃棄物の乾燥品は、水分が
単に蒸発したり、有機物の一部が変性したりしただけで
あり、原料が生ゴミである場合には比較的良好な性状の
製品が得られるが、排水や廃棄物の生物処理から生じる
汚泥を原料とした場合は処理が困難で、製品にはまだ悪
臭が残っている。このため、熟成コンポストと比較する
と明らかに臭気や取り扱い性等の面で劣り、農地還元す
る場合などに問題が残る。

【０００６】これに対して、炭化により得られた製品で
は、悪臭は残らないものの、有機物は炭化分解してしま
うために、土壌改良材にはなっても有機肥料的意義は無
い。しかも、減量率が大きいために、原料中の塩が濃縮
し、処理品中の塩濃度が高くなってしまうという問題点
もある。更に、加熱コストや処理時間の面でも不利であ
る。

【０００７】このような問題を解決し、生物処理汚泥か
ら熟成コンポストに類似した悪臭の無い製品を比較的低
い処理温度と短い時間で低コストにて効率的に製造する
技術として、特開２００１−１３０９９０には、生物処
理汚泥を加熱乾燥した後、１００〜２００℃で熱分解し
て熟成コンポスト様物を製造する方法及び装置が提案さ
れた。

【０００８】この方法及び装置であれば、生物処理汚泥
を加熱乾燥し、１００〜２００℃という比較的低い温度
での加熱を継続することにより、１０〜２０時間程度の
短時間の処理で、悪臭がなく、しかも、有機肥料分も十
分に残留している上に塩分もさほど高くなく、有機肥料
として有効な熟成コンポスト類似の製品を得ることがで
きる。

【０００９】通常の生ゴミなどを原料としたコンポスト
は微生物により有機物の分解が行われた（即ち、醗酵）
結果得られるもので、有機物が安定化している。従っ
て、土壌に投入されたときの分解速度が遅く、それゆえ
急激に分解されて酸素欠乏状態を招くことがない。ま
た、臭気成分も除去されており悪臭も殆どない。しか
し、コンポスト化処理法では、微生物の働き（醗酵）に
より有機物を安定化させ、臭気成分を除去するため、製
造に長期間を要する。

【００１０】これに対して、特開２００１−１３０９９
０で製造されるコンポスト様物は、乾燥後の加熱分解
で、コンポスト化処理法で得られる熟成コンポストと同
様に臭気成分がなく、有機物が安定化した物質とされた
ものである。この特開２００１−１３０９９０の方法及
び装置によれば、生物処理汚泥を原料として、加熱乾燥
し、その後熱分解して熱変成させることにより、醗酵過
程を経ずに熟成コンポストと類似の有機性肥料を比較的
低温の処理で、短時間（１日弱）で得ることができる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】このような熟成コンポ
スト様物製造装置は、装置に生物処理汚泥を投入して所
定時間加熱するバッチ式運転で運転されているが、加熱
に要する時間が一般的には１５時間以上となることか
ら、従来は、昼夜交代勤務で装置を運転するか、夜間は
装置を停止させ、２日で１バッチの運転が行われてい
た。しかし、昼夜交代勤務とすることは、夜間勤務のた
めの労働条件、人件費等の面で不利である。また、夜間
に装置の運転を停止して２日で１バッチの運転とするこ
とは、装置の稼動効率が悪く、生産性が半減する上に、
製品（熟成コンポスト様物）を装置から取り出した後、
次の原料（生物処理汚泥）投入までに装置が停止するこ
とで装置の温度が低下し、装置を再び所定温度に加熱す
るための燃料消費量が多くなるという欠点もあった。

【００１２】このようなことから、熟成コンポスト様物
製造装置のバッチ式運転において、交代勤務などの形式
を取ることなく、また、原料投入や製品排出、製品袋詰
めなどの作業を日勤時間内に集中させることが求められ
ていた。また、装置の温度低下を防止して、燃料消費量
を抑える工夫も求められていた。

【００１３】従って、本発明は、熟成コンポスト様物製
造装置の１日のバッチ式運転において、1５時間以上も
の加熱処理時間を取りながら、人手による作業を日勤時
間内に集中させることにより装置の運転効率、熟成コン
ポスト様物の生産効率を高めると共に、装置の温度低下
を防止して加熱のための燃料消費量を低減する運転方法
を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の熟成コンポスト
様物製造装置の運転方法は、生物処理汚泥を加熱して乾
燥及び熱分解することにより、熟成コンポスト様物を製
造する装置のバッチ式運転方法において、該生物処理汚
泥の投入を日勤時間中に行い、加熱時間を１５時間以上
設定し、加熱設定時間経過後に自動的に加熱を停止し、
この停止後、所定時間が経過した後、次の生物処理汚泥
の投入前に熟成コンポスト様物を排出することを特徴と
する。

【００１５】熟成コンポスト様物製造装置のバッチ式運
転において、人手による作業、即ち有人運転を必要とす
る作業には、加熱運転前後の以下のものがあり、加熱運
転中は無人運転とすることができる。 原料（生物処理汚泥）の投入。この投入に際して、
１バッチ分の原料の量、含水率、形状などを確認する。 製品（熟成コンポスト様物）の排出。この排出に際
して、製品の形状、臭いなどを確認する。 排出した製品の袋詰め作業。

【００１６】本発明の熟成コンポスト様物製造装置のバ
ッチ式運転方法では、１バッチの加熱に１５時間以上を
要するが、上記有人運転を要する作業を２日間に分け、
の作業を１日目の日勤時間内に行った後、無人にて２
日目の日勤時間或いは日勤時間前にかけて１５時間以上
加熱運転を行い、加熱が終了した後はすぐに製品を取り
出さずに、２日目の原料投入に間に合うように日勤時間
中に加熱後の，の作業を行い、その後次の原料投入
を行う。

【００１７】このように、原料の投入、製品の排出、袋
詰め作業を日勤時間中に行い、加熱運転を夜間に行うよ
うなタイムサイクルとすることにより、昼夜交代勤務は
不要となり、日中勤務のみで運転することが可能とな
る。しかも、１日に１バッチの運転を行うことができ、
運転効率、生産効率が高い。その上、次の原料投入の前
まで、製品を装置中に留めることで、装置の温度低下を
防止することができ、加熱のための燃料消費量を低減す
ることができる。

【００１８】本発明において、乾燥後の熱分解は１００
〜２００℃で行うことが好ましく、乾燥時間を１０〜１
８時間とし、熱分解時間を３〜６時間とし、合計で１５
〜２２時間の加熱時間を設定することが好ましい。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下に本発明の熟成コンポスト様
物製造装置の運転方法の実施の形態を詳細に説明する。

【００２０】まず、本発明における生物処理汚泥からの
熟成コンポスト様物の製造方法について説明する。

【００２１】熟成コンポスト様物の製造には、生物処理
汚泥を加熱乾燥し、この乾燥処理により生物処理汚泥中
の水分が徐々に蒸発し、含有率が１％未満となって乾燥
が完了した後も、更に生物処理汚泥を好ましくは１００
〜２００℃の温度で加熱を継続する。

【００２２】生物処理汚泥の加熱乾燥で水分が蒸発する
過程において、水分が残留している間は、被処理物であ
る生物処理汚泥の温度は１００℃未満であるが、水分が
完全に蒸発除去された後も加熱を継続すると、被処理物
の温度は１００℃以上に上昇する。この状態で被処理物
を例えば３〜６時間程度維持すると、被処理物中の有機
物量が減少し始める。有機物が３〜５０％程度減少する
まで加熱を継続すると臭気の殆どない熟成コンポスト様
物を得ることができる。

【００２３】この加熱を終了して製品とするに好適な有
機物の減少率は、生物処理汚泥の種類によって異なり、
例えば、活性汚泥の余剰汚泥の場合には１０〜３０％と
比較的減少率が多く、消化汚泥の場合には３〜１０％と
比較的減少率が小さい。

【００２４】乾燥が完了した後の熱分解時の加熱温度は
好ましくは１００〜２００℃、より好ましくは１５０〜
２００℃とする。この温度範囲であれば、水分は完全に
蒸発除去され、臭気成分も揮散、分解される一方で、有
機物は炭化せず、良好な熟成コンポスト様物を得ること
ができる。

【００２５】得られた製品は、臭気が殆どなく、有機肥
料成分が十分に残留し、塩分もさほど高くはなく、かつ
熟成コンポスト類似の取り扱い性に優れたものである。

【００２６】なお、処理する生物処理汚泥としては、下
水処理汚泥や余剰汚泥、消化汚泥等、廃水や廃棄物の生
物処理工程で生じる生物処理汚泥が挙げられる。

【００２７】次に、図面を参照して本発明に好適な熟成
コンポスト様物製造装置の構成を説明する。

【００２８】図１は本発明に好適な熟成コンポスト様物
製造装置の実施例を示す系統図である。

【００２９】生物処理汚泥の加熱には、直接加熱方式で
は発火の恐れがあることから、図１に示す装置では間接
加熱装置を用いて、間接加熱で乾燥と熱処理を行う。

【００３０】図１の間接加熱装置は、加熱媒体が循環す
るように、２重壁構造とされた加熱容器１の循環路に媒
体油２を循環させて、内部の汚泥１０を間接加熱するも
のである。この媒体油２は熱交換器３で加熱されて加熱
容器１の循環路を循環する。生物処理汚泥は加熱容器１
の上部投入口（図示せず）から投入され、回転軸４の回
転により撹拌羽根５で撹拌されると共に、媒体油２で加
熱され、製品の熟成コンポスト様物は加熱容器１の底部
出口（図示せず）から取り出される。６は回転軸４の駆
動用モーターである。

【００３１】このような間接加熱装置で生物処理汚泥を
加熱する場合、媒体油２の温度を１５０〜２００℃に維
持すると、乾燥終了前は１００℃未満の汚泥１０が乾燥
完了後は１００〜２００℃に維持され、良好な加熱が行
われる。

【００３２】なお、このような処理においては、揮発性
有機物を含む排ガスが発生するが、この排ガスは、排気
口（図示せず）から取り出し、別途処理を行う。

【００３３】本発明の熟成コンポスト様物製造装置の運
転方法では、このような熟成コンポスト様物製造装置の
バッチ式運転に当たり、好ましくは乾燥時間を１０〜１
８時間、熱分解時間を３〜６時間、合計で１５時間以
上、好ましくは１５〜２２時間の加熱時間を設定し、日
勤時間中に原料（生物処理汚泥）の投入を行い、その後
所定時間加熱して乾燥及び熱分解を行った後、自動的に
加熱を停止する。

【００３４】即ち、図１の熟成コンポスト様物製造装置
であれば、所定の加熱時間経過後に熱交換器３による加
熱と媒体油２の循環を停止する。

【００３５】この加熱の停止時は、通常は、まだ翌日の
日勤時間には到らないため、保持時間を設け、製品（熟
成コンポスト様物）をそのまま装置中に留めておく。こ
の時間は通常１〜８時間程度である。

【００３６】その後、日勤時間中に、製品の排出と袋詰
めを行った後、次のバッチの原料を投入し、加熱を再開
する。

【００３７】このようにすることで、１５時間以上の加
熱時間を確保した上で人手を要する原料の投入、製品の
排出、袋詰めをすべて日勤時間中に行うことができ、し
かも、次の原料の投入まで製品を装置内に保持させるこ
とで装置の温度低下を防止することができる。

【００３８】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に
説明する。

【００３９】実施例１ 下記の余剰汚泥２００ｋｇ（１バッチ当たりの湿重量）
を図１に示す装置で下記条件にて加熱処理して熟成コン
ポスト様物を製造するに当たり、以下の運転タイムサイ
クルで熟成コンポスト様物製造装置の運転を行った。 〔余剰汚泥〕 含水率 ：８５％ 強熱減量：１０．７％ 〔処理条件〕 加熱容器（処理容量０．５ｍ^３）：２００℃の媒体油で
汚泥を加熱した。 〔運転タイムサイクル〕 第１日目午前１１時〜１２時：原料投入。 第１日目午前１２時〜第２日目午前５時：無人にて加熱
運転（乾燥工程１３時間及び熱分解工程４時間で合計１
７時間）。 第２日目午前５時〜午前９時：製品の排出待機。 第２日目午前９時〜午前１０時：製品の排出。 第２日目午前１０時〜午前１１時：製品の袋詰め。

【００４０】上記の運転タイムサイクルを繰り返すこと
により、日中勤務のみで、１日１バッチの運転を行うこ
とができた。

【００４１】しかも、原料投入に当っては、その２時間
前まで製品が装置内に留められていたことにより、装置
の温度低下は殆どなく、加熱運転再開後、直ちに所定温
度に加熱を行うことができた。

【００４２】なお、製品としては、下記の如く、熟成コ
ンポストと同様に臭気が殆どなく、有機物が安定化して
いてしかも肥料とするに十分な有機物量を含有するもの
を得ることができた。 〔製品性状〕 含水率 ：０％ 臭気 ：微臭 有機物量：８５ｋｇ 酸素要求速度：４０（ｇ−Ｏ_２／ｋｇ−ｄｒｙ ｓｏｌ
ｉｄ／週）

【００４３】

【発明の効果】以上詳述した通り、熟成コンポスト様物
製造装置の運転方法によれば、熟成コンポスト様物製造
装置の１日のバッチ式運転において、1５時間以上もの
加熱処理時間を取りながら、人手による作業を日勤時間
内に集中させることにより装置の運転効率、熟成コンポ
スト様物の生産効率を高めると共に、装置の温度低下を
防止して加熱のための燃料消費量を低減することがで
き、生物処理汚泥から熟成コンポスト様物を効率的にか
つ安価に製造することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に好適な熟成コンポスト様物製造装置の
実施例を示す断面図である。

【符号の説明】 １ 加熱容器 １Ａ 乾燥装置 １Ｂ 加熱分解装置 ２ 媒体油 ３ 熱交換器 ４ 回転軸 ５ 撹拌羽根 ６ モーター １０ 汚泥

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4D059 AA03 BD11 BD21 CC01 EB16 4H061 AA03 CC51 FF06 GG08 GG14 GG18 GG19 HH42 LL02 LL05

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 生物処理汚泥を加熱して乾燥及び熱分解
   することにより、熟成コンポスト様物を製造する装置の
   バッチ式運転方法において、 該生物処理汚泥の投入を日勤時間中に行い、 加熱時間を１５時間以上設定し、加熱設定時間経過後に
   自動的に加熱を停止し、 この停止後、所定時間が経過した後、次の生物処理汚泥
   の投入前に熟成コンポスト様物を排出することを特徴と
   する熟成コンポスト様物製造装置の運転方法。
2. 【請求項２】 請求項１において、乾燥後の熱分解を１
   ００〜２００℃で行うことを特徴とする熟成コンポスト
   様物製造装置の運転方法。
3. 【請求項３】 請求項１又は２において、乾燥時間を１
   ０〜１８時間とし、熱分解時間を３〜６時間とし、合計
   で１５〜２２時間の加熱時間を設定することを特徴とす
   る熟成コンポスト様物製造装置の運転方法。