JP2004050120A

JP2004050120A - 有機性廃棄物処理装置

Info

Publication number: JP2004050120A
Application number: JP2002213877A
Authority: JP
Inventors: Takanori Ueda; 上田　高徳; Kazuyuki Moriyama; 森山　和之
Original assignee: KIRISHIMASHUZO; Chiyoda Kohan Co Ltd
Current assignee: KIRISHIMASHUZO; Chiyoda Kohan Co Ltd
Priority date: 2002-07-23
Filing date: 2002-07-23
Publication date: 2004-02-19
Anticipated expiration: 2022-07-23
Also published as: JP3709521B2

Abstract

【課題】固形分と液体との混合状態の有機性廃棄物からの固形分の回収率を向上し、かつ脱水部で得た固形分の含水率を低減することができる有機性廃棄物処理装置を提供する。
【解決手段】固形分と液体との混合物を圧搾濾過することにより固液を分離する圧力式濾過脱水機１３と、この圧力式濾過脱水機１３で分離された分離液からこの分離液に含まれる圧力式濾過脱水機１３で分離されなかった固形分を水平方向の回転軸を有する回転体の回転により遠心沈降させて分離する水平型遠心脱水機１７とを有する脱水部１を備えた構成とする。これにより、まず、圧力式濾過脱水機１３で、比較的大きな固形分を分離し、次に、水平型遠心脱水機１７で比較的細かい固形分を分離して回収することで、固形分の回収効率を向上できる。さらに、含水率を低減可能な圧力式濾過脱水機１３と、水による固形分の剥離を必要としない水平型遠心脱水機１７とを用い、これらの脱水機で回収された固形物を混合することにより、脱水部で得た固形分の含水率を低減できる。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機性廃棄物処理技術に係り、特に、固形分と液体の混合状態の有機性廃棄物を処理するための有機性廃棄物処理技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
焼酎、ビール、ワインなどの製造における穀類、芋類、果実類などの搾り粕や、豆腐や醤油などの製造における大豆などの搾り粕といった食品の製造において生じる有機性廃棄物、また、下水道などの汚泥などといった有機性廃棄物などは、海洋投棄、焼却、埋め立てなどにより処理されていた。しかし、近年の廃棄物のリサイクルに対する規制や要求などにより、有機性廃棄物を家畜用乾燥飼料や土壌改良剤などといった農畜産用の飼料や資材として有効利用することが考えられている。このような有機性廃棄物を有効利用するための有機性廃棄物処理技術が、特開平１０−２１９２５７号公報や特開２００２−４５１２０号公報などに提案されている。
【０００３】
特開平１０−２１９２５７号公報に提案された有機性廃棄物処理技術では、水分を含む有機性廃棄物、つまり固形分と液体との混合状態の有機性廃棄物をベルトプレスからなる一次脱水機とドラムプレスからなる２次脱水機とを有する脱水部で固液分離している。そして、固液分離して得た固形分の含水率を低減するため、水分調整機でこの固形分に水分調整剤などを混合して含水率を下げた後、炭化炉で炭化して炭化物を得るか、または、水分調整剤などを混合して含水率を下げて造粒機で造粒した後、炭化炉で炭化して炭化物を得ている。そして、水分調整剤としては、この炭化炉で炭化した炭化物を用いている。
【０００４】
特開２００２−４５１２０号公報に提案された有機性廃棄物処理技術では、脱水部は、垂直型遠心脱水機を有している。そして、この垂直型遠心脱水機を有する脱水部で脱水して得た固形分が含む水分量をさらに低減するため、特開平１０−２１９２５７号公報に提案された有機性廃棄物処理技術と同様に、水分調整機でこの固形分に水分調整剤などを混合して水分含有率を下げた後、乾燥機で乾燥して乾燥物を得ている。そして、水分調整剤としては、この乾燥機で乾燥した乾燥物を用いている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、有機性廃棄物を処理する上で、有機性廃棄物の有効利用、脱水により分離された排液の処理などを考慮すると、固形分と液体との混合状態の有機性廃棄物からの固形分の回収率を向上することが望まれる。しかし、従来の有機性廃棄物処理技術では、固形分と液体との混合状態の有機性廃棄物からの固形分の回収率に関しては何ら考慮されていなかった。
【０００６】
ここで、本願の発明者が、固形分の回収率に関して検討したところ、ベルトプレスやドラムプレスなどを含む圧縮式濾過脱水機では、固形分の回収率は、例えば５０％台といった低いものであることがわかった。一方、垂直型遠心脱水機などを含む遠心脱水機では、固形分の回収率は、例えば９０％程度と高いことがわかった。しかし、遠心脱水機では、回収された固形分の含水率が例えば８０％近くになった。特に、従来用いられている垂直型遠心脱水機では、固形分を回収する際、水などで固形分を剥離するため、含水率は高くならざるを得ない。
【０００７】
ところが、回収した固形分の含水率が高くなるに連れて、固形分を炭化または乾燥して家畜用乾燥飼料や農業用資材などに加工する場合、乾燥機や炭化炉に供給される消費されるエネルギーや水分調整剤の使用量が増大する。このため、有機性廃棄物処理にて消費されるエネルギーを低減するためには、乾燥機や炭化炉に供給される固形分の含水率を低減することが望まれている。
【０００８】
このように、従来の有機性廃棄物処理技術における脱水部には、固形分の含水率を低減すると固形分の回収率が低減してしまい、固形分の回収率を向上すると固形分の含水率が増大してしまうという問題がある。
【０００９】
本発明の課題は、固形分と液体との混合状態の有機性廃棄物からの固形分の回収率を向上し、かつ脱水部で得た固形分の含水率を低減することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の有機性廃棄物処理装置は、固形分と液体の混合液を圧搾濾過することにより固液を分離する圧力式濾過脱水機と、この圧力式濾過脱水機で分離された分離液からこの分離液に含まれる圧力式濾過脱水機で分離されなかった固形分を水平方向の回転軸を有する回転体の回転により遠心沈降させて分離する水平型遠心脱水機とを有する脱水部を備えた構成とすることにより上記課題を解決する。
【００１１】
このような構成とすれば、まず、圧力式濾過脱水機で、比較的大きな固形分を分離し、次に、水平型遠心脱水機で比較的細かい固形分を分離して回収することで、固形分の回収効率を向上できる。さらに、含水率を低減可能な圧力式濾過脱水機と、水による固形分の剥離を必要としない水平型遠心脱水機とを用い、これらの脱水機で回収された固形物を混合することにより、脱水部で得た固形分の含水率を低減できる。したがって、固形分と液体との混合状態の有機性廃棄物からの固形分の回収率を向上し、かつ脱水部で得た固形分の含水率を低減することができる。
【００１２】
また、圧力式濾過脱水機がスクリュープレスであり、円筒状のスクリーンの内径を１７０ｍｍ以下にした構成とすれば、固形分と液体との混合状態の有機性廃棄物からの固形分の回収率をより向上させ、かつ脱水部で得た固形分の含水率をより低減することができる。
【００１３】
ところで、脱水部で脱水した固形分の含水率が高くなると、この固形分を乾燥するときに、乾燥機で消費するエネルギーが増大してしまう。このため、従来の有機性廃棄物処理技術では、水分調整機により、脱水部で分離した固形分に水分調整剤を混合することで、脱水部で得た固形分の含水率を低減し、固形分の乾燥に要するエネルギーを見かけ上低減している。しかし、このような従来の有機性廃棄物処理技術では、水分調整剤として有機性廃棄物処理で得た炭化物または乾燥物を利用しているため、得られた炭化物または乾燥物を水分調整機に戻す作業や設備が必要となり、作業や設備が煩雑になってしまう。また、得られた炭化物または乾燥物以外の水分調整剤を用いる場合、別途水分調整剤を準備する必要が生じてしまう。
【００１４】
これに対し、脱水部で得られた固形分を飽和蒸気及び蒸気過熱用ガスの混合により生じた過熱蒸気のジェット流により乾燥する蒸気ジェット式気流乾燥機を備えた構成とすれば、蒸気ジェット式気流乾燥機は、他の乾燥機に比べて消費エネルギーが少ないため、水分調整機や水分調整剤を用いる工程なしに、脱水部で得た固形分を乾燥できる。
【００１５】
さらに、脱水部で脱水した固形分を造粒し、粒状またはペレット状に成形した成形物を得る場合、固形分の含水率が高いと、水分が蒸発した後、成形物に空隙が形成される。このように成形物に空隙が多くなるに連れて、成形物が崩れ易くなり、成形物を乾燥または炭化することにより得られる製品化率が低くなる。
【００１６】
これに対して、蒸気ジェット式気流乾燥機の後段に固形分を粒状またはペレット状の成形物とする造粒機を配した構成とすれば、蒸気ジェット式気流乾燥機で脱水部で脱水した固形分を乾燥した後、造粒機で粒状またはペレット状に成形して成形物を得るため、成形物に形成される空隙を低減し、製品化率を向上できる。
【００１７】
また、造粒部は、蒸気ジェット式気流乾燥機で乾燥された固形分を粒状またはペレット状に造粒する造粒機と、この造粒機で形成された粒体またはペレットの大きさを篩により選別する篩選別機と、この篩選別機で捕捉されなかった設定された大きさ以下の粒体またはペレット及び粉体を造粒機に戻す手段とを有する構成とする。このような構成とすれば、設定された大きさ以下の成形物、成形物の破片及び粉体を再度造粒して製品化できるため、製品化率をより向上できる。
【００１８】
さらに、従来の有機性廃棄物処理技術では、脱水部で分離した固形分に水分調整剤を混合することで固形分の含水率を低下させ、その後の乾燥や炭化における乾燥機または炭化炉などの消費エネルギーを低減している。しかし、有機性廃棄物処理の省エネルギー化、有機性廃棄物処理コストの低減、有機性廃棄物処理によって製造した乾燥物や炭化物などといった製品の低価格化などを図る上で、有機性廃棄物処理で消費されるエネルギーを一層低減することが望まれている。
【００１９】
これに対して、乾燥された固形分または成形物を炭化する炭化部を備え、この炭化部は、炉体周囲にこの炉体内を加熱する加熱用ガスが通流する加熱用流路が形成されたロータリーキルン型炭化炉であり、このロータリーキルン型炭化炉の加熱用流路を通流した加熱用ガスを飽和蒸気と混合する蒸気過熱用ガスとして蒸気ジェット式気流乾燥機に送る流路を有する構成とする。このような構成とすれば、ロータリーキルン型炭化炉の蒸気過熱用ガスを蒸気ジェット式気流乾燥機において飽和蒸気と混合する蒸気過熱用ガスとして利用するため、蒸気ジェット式気流乾燥機の蒸気過熱用ガスを生成するための気体を加熱するための消費エネルギーを低減できる。
【００２０】
また、乾燥された固形分または成形物を炭化する炭化部を備え、この炭化部は、炉体周囲にこの炉体内を加熱する加熱用ガスが通流する加熱用流路が形成されたロータリーキルン型炭化炉と、このロータリーキルン型炭化炉の炉体内で発生した乾留ガスを燃焼させて脱臭し、この脱臭したガスをロータリーキルン型炭化炉の加熱用流路に加熱用ガスとして供給する脱臭兼加熱用ガス供給炉とを有する構成とする。このような構成とすれば、ロータリーキルン型炭化炉で生成したガスを脱臭するための炉と、ロータリーキルン型炭化炉の蒸気過熱用ガスを生成するための炉とを別個に設ける必要が無いため、炭化部での消費エネルギーを低減できる。
【００２１】
さらに、ロータリーキルン型炭化炉は、入口側を上方に出口側を下方にして、炉の回転軸が水平方向に対して２度以上５度以下で傾斜した構成とすれば、乾燥された固形分または成形物の炭化を促進できる。
【００２２】
また、固形分と液体の混合液を圧搾濾過することにより固液を分離する圧力式濾過脱水機と、この圧力式濾過脱水機で分離された分離液からこの分離液に含まれる圧力式濾過脱水機で分離されなかった固形分を水平方向の回転軸を有する回転体の回転により遠心沈降させて分離する水平型遠心脱水機とを備えた構成の有機性廃棄物処理用の脱水装置とする。これにより、有機性廃棄物処理用の脱水装置において、固形分と液体との混合状態の有機性廃棄物からの固形分の回収率を向上し、かつ固形分の含水率を低減することができる。
【００２３】
さらに、固形分と液体の混合液を脱水して得た固形分を飽和蒸気及び蒸気過熱用ガスの混合により生じた過熱蒸気のジェット流により乾燥する蒸気ジェット式気流乾燥機と、この蒸気ジェット式気流乾燥機で乾燥された固形分またはこの蒸気ジェット式気流乾燥機で乾燥された固形分を造粒機で成形した成形物を炭化させる炭化部とを備え、この炭化部は、炉体周囲に該炉体内を加熱する加熱用ガスが通流する加熱用流路が形成されたロータリーキルン型炭化炉であり、このロータリーキルン型炭化炉の加熱用流路を通流した加熱用ガスを飽和蒸気と混合する蒸気過熱用ガスとして蒸気ジェット式気流乾燥機に送る流路を有する構成の有機性廃棄物処理用の炭化物製造装置とする。これにより、炭化物製造装置の消費エネルギーを低減できる。
【００２４】
また、炉体周囲に蒸気過熱用ガスが通流する加熱用流路が形成され、この加熱用流路を通流する加熱用ガスにより炉体内を加熱するロータリーキルン型炭化炉と、このロータリーキルン型炭化炉の炉体内で発生した乾留ガスを燃焼させて脱臭し、この脱臭したガスをロータリーキルン型炭化炉の加熱用流路に加熱用ガスとして供給する脱臭兼蒸気過熱用ガス供給炉とを備えた構成の有機性廃棄物処理用の炭化装置とする。これにより、炭化装置の消費エネルギーを低減できる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用してなる有機性廃棄物処理装置の一実施形態について図１を参照して説明する。図１は、本発明を適用してなる有機性廃棄物処理装置の概略構成及び動作を示す図である。
【００２６】
本実施形態の有機性廃棄物処理装置は、図１に示すように、固形分と液体との混合状態の有機性廃棄物の脱水を行う脱水部１、脱水部１で分離した固形分の乾燥を行う蒸気ジェット式気流乾燥機３、蒸気ジェット式気流乾燥機３で乾燥した固形分を造粒し、粒状またはペレット状の成形物を形成する造粒部５、そして造粒部５で形成した成形物を炭化する炭化部７などで構成されている。
【００２７】
脱水部１は、固形分と液体との混合状態の有機性廃棄物が収容される廃棄物タンク９に廃棄物供給管路１１を介して接続されたスクリュープレス１３、スクリュープレス１３で分離された分離液が通流する分離液管路１５を介してスクリュープレス１３に連結された水平型遠心脱水機１７などを有している。廃棄物供給管路１１、そして分離液管路１５には、各々、送液用のポンプ１９、２１が設けられている。また、分離液管路１５には、送液用のポンプ２１よりも液体の流れに対して上流側にスクリュープレス１３で分離された液体が収容される中間分離液タンク２３が設けられている。
【００２８】
スクリュープレス１３は、横方向に延在する円筒形の複数の孔を有するスクリーン内にスクリューコンベアが内挿されたもので、このスクリューコンベアの回転により、スクリーン内に入れられた固形分と液体との混合物を出口方向に移送し、その移送の圧力で圧搾して脱水を行う連続式の圧力式濾過脱水機である。なお、円筒形のスクリーンの内径は、含水率をより低減し、かつ固形分の回収率をより向上する上で１７０ｍｍ以下にすることが望ましい。水平型遠心脱水機１７は、回転軸が水平方に向いた回転筒内にスクリューコンベアが内挿されたものであり、回転筒の回転により固形物を遠心沈降させ、回転筒の一端から沈降した固形物をスクリューコンベアの回転により連続的に排出し、回転筒の他端から分離液を溢流させるスクリューデカンタ型遠心分離機などとも称される脱水機である。なお、水平型遠心脱水機１７で分離された分離液は、排液として排液管路２５を介して排液を浄化処理するための排液処理タンク２７に送液される。
【００２９】
蒸気ジェット式気流乾燥機３は、スクリュープレス１３で分離された固形分を搬送する第１の脱水固形分搬送路２９、そして水平型遠心脱水機１７で分離された固形分を搬送する第２の脱水固形分搬送路３１を介して搬送されてくる固形分を収容する乾燥機ホッパ３ａ、乾燥機ホッパ３ａ内の固形分を乾燥機本体３ｂに供給する乾燥機スクリューフィーダ３ｃ、乾燥機本体３ｂで処理された固形物を含む気体から固形物を回収するサイクロン補集器３ｄなどを含んでいる。蒸気ジェット式気流乾燥機３は、図示していないボイラなどの飽和蒸気の供給源が通流する蒸気供給管路３３から供給されてくる飽和蒸気により、エジェクター効果で蒸気過熱用ガスが供給されてくる蒸気過熱用ガス供給管３５から蒸気過熱用ガスを吸引する。そして、飽和蒸気は、このエジェクター効果で吸引した蒸気過熱用ガスの熱で過熱蒸気となって図示していないノズルから噴出される超音速のジェット流を形成し、このジェット流が乾燥機本体３ｂ内に供給された固形分に衝突させることで固形分を乾燥するものである。乾燥された固形分は、サイクロン補集器３ｄにより補集される。
【００３０】
造粒部５は、蒸気ジェット式気流乾燥機３のサイクロン補集器３ｄから乾燥固形分搬送路３７を介して搬送されてくる固形分を造粒し、例えばペレット状や粒状の成形物を形成する造粒機３９、造粒機３９から成形物搬送路４１を介して搬送されてくる成形物のうち、篩によって所定のサイズの成形物を選別する振動篩機４３などを有している。さらに、造粒部５は、振動篩機４３で捕捉されなかった所定のサイズ以下の成形物、振動篩機４３での選別時に成形物が崩れることで生じた破片や粉体、そして造粒機３９から成形物搬送路４１を介して成形物と共に搬送されてくる成形物の破片や粉体などを造粒機３９の固形分の投入口に戻して再度成形するための再成形用搬送路４５を有している。
【００３１】
炭化部７は、成形物搬送路４７を介して搬送されてくる振動篩機４３で選別された所定の大きさの成形物を炭化するロータリーキルン型炭化炉４９、ロータリーキルン型炭化炉４９で発生した乾留ガスを燃焼して脱臭すると共に、この燃焼ガスをロータリーキルン型炭化炉４９の加熱用ガスとして供給する脱臭兼加熱用ガス生成炉５１などを有している。ロータリーキルン型炭化炉４９は、外筒４９ａと内筒４９ｂとが同心に設けられた２重の円筒構造であり、内筒４９ｂが一定方向に回転する炉体となる。また、炉体である内筒４９ｂと外筒４９ａとの間の空間は、炉体である内筒４９ｂを加熱するための加熱用ガスが通流する加熱用流路４９ｃとなっている。外筒４９ａと内筒４９ｂとからなるロータリーキルン型炭化炉４９の円筒状の炉体は、回転軸が水平方向に対して角度θ傾斜した状態で設置されている。角度θは、成形物の炭化を促進するため、２度以上５度以下にすることが望ましく、さらに、３度にすることがより望ましい。
【００３２】
また、ロータリーキルン型炭化炉４９には、内筒４９ｂの上方に位置する端部に、振動篩機４３で選別された所定の大きさの成形物を搬送する成形物搬送路４７を介して搬送されてくる成形物が収容される炭化炉ホッパ４９ｄ、炭化炉ホッパ４９ｄの出口部に設けられたロータリーバルブ４９ｅ、そしてロータリーバルブ４９ｅから排出されてくる成形物を内筒４９ｂ内へ搬送するスクリューフィーダ４９ｆなどが設けられている。ロータリーバルブ４９ｅとスクリューフィーダ４９ｆにより、炭化炉ホッパ４９ｄに収容された成形物の内筒４９ｂ内への投入が、連続的かつ一定量に制御される。一方、内筒４９ｂの下方に位置する端部には、内筒４９ｂ内で炭化された炭化物つまり製品を排出するための製品排出路４９ｇの一端が連通している。製品排出路４９ｇの他端は、製品である炭化物を収容する製品ホッパ５３に連結されている。
【００３３】
脱臭兼加熱用ガス生成炉５１は、ロータリーキルン型炭化炉４９の内筒４９ｂの下方に位置する端部と、内筒４９ｂ内で生成された乾留ガスが通流する乾留ガス管路５５を介して連結されている。さらに、脱臭兼加熱用ガス生成炉５１は、ロータリーキルン型炭化炉４９の加熱用流路４９ｃの下方に位置する端部と、脱臭兼加熱用ガス生成炉５１で乾留ガスを燃焼させて脱臭する際に生じた燃焼ガスを加熱用ガスとしてロータリーキルン型炭化炉４９の加熱用流路４９ｃに戻す加熱用ガス供給管路５７を介して連結されている。また、脱臭兼加熱用ガス生成炉５１は、乾留ガス管路５５を介して流入してくるロータリーキルン型炭化炉４９の内筒４９ｂで生成された乾留ガスを加熱するための助燃バーナ５１ａを有しており、助燃バーナ５１ａには、燃料ポンプ５９が設けられた燃料供給管路６１、ブロア６３が設けられた空気供給管路６５などが連結されている。
【００３４】
ロータリーキルン型炭化炉４９の外筒４９ａの上方に位置する端部、つまり加熱用流路４９ｃの上方に位置する端部には、加熱用流路４９ｃ内を通流した加熱用ガスを排出する加熱用ガス排出管路６７の一端が連結されている。加熱用ガス排出管路６７の他端は、蒸気ジェット式気流乾燥機３の蒸気過熱用ガス供給管３５に連結されている。このため、ロータリーキルン型炭化炉４９の加熱用流路４９ｃから排出された加熱用ガスが、蒸気ジェット式気流乾燥機３の蒸気過熱用ガスとして供給される。加熱用ガス排出管路６７と蒸気過熱用ガス供給管３５との間には、ガスの流れに対して上流側から、送気用のブロア６９、ロータリーキルン型炭化炉４９から排出された加熱用ガスが同伴する煤塵を除去するサイクロン集塵器７１、そしてロータリーキルン型炭化炉４９から排出された加熱用ガスの温度が蒸気ジェット式気流乾燥機３の蒸気過熱用ガスとして要求される温度に満たない場合にガスを昇温するための補助加熱バーナ７３などが設けられている。
【００３５】
このような構成の有機性廃棄物処理の動作と本発明の特徴部について説明する。焼酎、ビール、ワインなど製造における原料となる穀類、芋類、果実類などの搾り粕、大豆の搾り粕、下水道などの汚泥などといった有機性廃棄物は、廃棄物タンク９内に集められる。廃棄物タンク９内に収容された固形物と液体との混合状態の有機性廃棄物は、送液用のポンプ１９の作動により、廃棄物供給管路１１を介して脱水部１に送られる。脱水部１では、固形分と液体との混合状態の有機性廃棄物は、まず、スクリュープレス１３で固液分離される。スクリュープレス１３では、主に比較的大きな固形分、例えば繊維質などが回収される。スクリュープレス１３で回収された固形分は、第１の脱水固形分搬送路２９を介して蒸気ジェット式気流乾燥機３に送られる。
【００３６】
一方、スクリュープレス１３で分離された比較的細かい固形分を含む分離液は、中間分離液タンク２３に一旦収容された後、ポンプ２１の作動により、分離液管路１５を介して水平型遠心脱水機１７に送られ、再度固液分離される。水平型遠心脱水機１７では、スクリュープレス１３で分離されずに分離液に残っていた比較的細かい固形分などが回収される。水平型遠心脱水機１７で回収された固形分は、第２の脱水固形分搬送路３１を介して蒸気ジェット式気流乾燥機３に送られる。また、水平型遠心脱水機１７で分離された分離液は、排液管路２５を介して排液を浄化処理するための排液処理タンク２７に送液される。
【００３７】
ここで、本実施形態の脱水部１により脱水処理を行った結果の一例を示すと、スクリュープレス１３での固形分の回収率は約５５％であり、この回収した固形分の含水率は約６２％であった。水平型遠心脱水機１７での固形分の回収率は約９０％であり、この回収した固形分の含水率は約６８％であった。そして、スクリュープレス１３で回収された固形分と水平型遠心脱水機１７で回収された固形分とを合わせた最終的な固形分の回収率は約９５．５％であり、この回収した固形分の含水率は約６５％であった。スクリュープレスなどの圧力式濾過脱水機での固形分の回収率は５５％程度、遠心脱水機での固形分の回収率でも９０％程度であるのに対して、スクリュープレス１３で脱水した後、水平型遠心脱水機１７で脱水することで、固形分の回収率は約９５．５％に向上した。さらに、遠心脱水機で分離した固形分の含水率は８０％近いのに対して、スクリュープレス１３で脱水した後、水平型遠心脱水機１７で脱水することで、固形分の含水率は約６５％に低減した。
【００３８】
第１の脱水固形分搬送路２９を介して送られてくるスクリュープレス１３で分離された固形分と、第２の脱水固形分搬送路３１を介して送られてくる水平型遠心脱水機１７で分離された固形分とは、蒸気ジェット式気流乾燥機３の乾燥機ホッパ３ａに収容される。乾燥機ホッパ３ａに収容された固形分は、乾燥機スクリューフィーダ３ｃにより乾燥機本体３ｂ内に搬送されて乾燥される。蒸気ジェット式気流乾燥機３では、蒸気ジェット式気流乾燥機３内に搬送された固形分と超音速のジェット流とが直行方向に衝突し、ジェット流の運動エネルギーにより、熱交換されて固形分の含水率がさらに低減される。このような蒸気ジェット式気流乾燥機３は、他の方式の乾燥機に比べて短時間で固形分を必要な含水率に低減することができ、さらに、消費エネルギーも少なくて済む。したがって、水分調整機や水分調整剤を用いずに脱水部で脱水した固形分を直接乾燥することができる。また、蒸気ジェット式気流乾燥機３は、他の方式の乾燥機に比べて同じ処理量に対する装置の大きさも小さくて済む。
【００３９】
乾燥機本体３ｂ内で必要な含水率に低減されて乾燥された固形分は、ガスに同伴されてサイクロン補集器３ｄに送られて補集され、乾燥固形分搬送路３７を介して造粒部５に送られる。造粒部５に送られてきた固形分は、造粒機３９によって所定の大きさのペレットや粒状物などに成形され、成形物となる。成形物は、成形物搬送路４１を介して振動篩機４３に送られ、所定のサイズの成形物と、所定のサイズ以下の成形物や粉体、破片などとに選別される。所定のサイズの成形物は、成形物搬送路４７を介して炭化部７に搬送される。一方、所定のサイズ以下の成形物や粉体、破片などは、再成形用搬送路４５を介して造粒機３９に戻され、再度成形される。
【００４０】
成形物搬送路４７を介して炭化部７に搬送されてくる成形物は、炭化部７のロータリーキルン型炭化炉４９が有する炭化炉ホッパ４９ｄに収容される。炭化炉ホッパ４９ｄに収容された成形物は、ロータリーバルブ４９ｅとスクリューフィーダ４９ｆとを介して連続的に一定量、ロータリーキルン型炭化炉４９の炉体である内筒４９ｂ内に供給される。内筒４９ｂ内の成形物は、内筒４９ｂ内の上方に位置する端部から下方に位置する端部に移動する間に、下方に位置する端部から上方に位置する端部に向けて加熱用流路４９ｃを通流する加熱用ガスによって加熱され炭化される。これにより得られた炭化物は、製品排出路４９ｇを介して製品ホッパ５３に送られる。
【００４１】
成形物の炭化の際に内筒４９ｂ内で生成した乾留ガスは、乾留ガス管路５５を介して脱臭兼加熱用ガス生成炉５１内に流入し、脱臭とダイオキシンの分解のため燃焼され例えば約８５０℃に昇温される。そして、この脱臭兼加熱用ガス生成炉５１で約８５０℃に昇温されたガスが、加熱用ガスとして、加熱用ガス管路５７を介してロータリーキルン型炭化炉４９の加熱用流路４９ｃに供給される。このとき、ロータリーキルン型炭化炉４９で乾留ガスが生成されている場合には、脱臭兼加熱用ガス生成炉５１の助燃バーナ５１ａは、乾留ガスを要求される温度、例えば約８５０℃に昇温するのに必要なだけの熱量を与える。また、運転開始時など、ロータリーキルン型炭化炉４９で乾留ガスが生成されていない場合などには、脱臭兼加熱用ガス生成炉５１の助燃バーナ５１ａは、立ち上がりを早くするため、出力が増大される。
【００４２】
加熱用流路４９ｃに供給された約８５０℃の加熱用ガスは、加熱用流路４９ｃの出口部分、つまり加熱用ガス排出管路６７の入口部分で約５００℃程度の温度のガスとなり、このガスは、加熱用ガス排出管路６７、そして蒸気過熱用ガス供給管３５を介し、蒸気過熱用ガスとして蒸気ジェット式気流乾燥機３に供給される。また、この加熱用ガスは、加熱用ガス排出管路６７、そして蒸気過熱用ガス供給管３５を介して蒸気ジェット式気流乾燥機３に送られる間、サイクロン集塵器７１で同伴する煤塵などが除去され、さらに蒸気ジェット式気流乾燥機３が要求する温度に達していない場合には、補助加熱バーナ７３で加熱され昇温される。
【００４３】
このように、本実施形態の有機性廃棄物処理装置では、脱水部１がスクリュープレス１３と水平型遠心脱水機１７とを備えており、スクリュープレス１３で固液分離した後、スクリュープレス１３で分離した分離液をさらに水平型遠心脱水機１７で固液分離することにより、固形分と液体との混合状態の有機性廃棄物からの固形分の回収率を向上し、かつ脱水部で得た固形分の含水率を低減することができる。
【００４４】
さらに、固形分と液体との混合状態の有機性廃棄物からの固形分の回収率を向上できるため、有機性廃棄物の再生製品への再生効率を向上できる。また、脱水部１で得た固形分の含水率を低減できるため、脱水部以降の固形物の乾燥や炭化に要する消費エネルギーを低減できる。
【００４５】
さらに、本実施形態の有機性廃棄物処理装置では、乾燥機として蒸気ジェット式気流乾燥機３を用いることにより、消費エネルギーが少なくて済むため、水分調整剤を用いる必要がない。また、他の方式の乾燥機に比べて短時間で固形分を必要な含水率に低減することができる。
【００４６】
加えて、固形物を乾燥機で乾燥した後に造粒を行っているため、成形物に形成される空隙を低減でき、成形物を崩れ難くでき、成形物が崩れ難くなることにより、製品化率を向上できる。また、本実施形態の有機性廃棄物処理装置では、造粒部５が振動篩機４３から造粒機３９に所定の大きさ以下の成形物や破片、粉体などを戻す再成形用搬送路４５を有しているため、製品化率を向上できる。
【００４７】
さらに、本実施形態の有機性廃棄物処理装置では、ロータリーキルン型炭化炉４９で生成された乾留ガスを脱臭兼加熱用ガス生成炉５１で燃焼させて脱臭した後、ロータリーキルン型炭化炉４９の加熱用ガスとして再利用しているため、ロータリーキルン型炭化炉４９での成形物の炭化のために消費されるエネルギーを低減できる。加えて、ロータリーキルン型炭化炉４９での成形物の炭化のために使用した加熱用ガスを蒸気ジェット式気流乾燥機３の蒸気過熱用ガスとして再利用しているため、蒸気ジェット式気流乾燥機３での固形物の乾燥のために消費されるエネルギーを低減できる。また、ロータリーキルン型炭化炉４９で生成された乾留ガスをロータリーキルン型炭化炉４９の加熱用ガスとして再利用し、かつロータリーキルン型炭化炉４９での成形物の炭化のために使用した加熱用ガスを蒸気ジェット式気流乾燥機３の蒸気過熱用ガスとして再利用することにより、消費エネルギーを一層低減できる。
【００４８】
また、本実施形態では、スクリュープレス１３と水平型遠心脱水機１７とを備えた脱水部１に、蒸気ジェット式気流乾燥機３、造粒部５、そしてロータリーキルン型炭化炉４９を備えた炭化部７などを組み合わせて一つの有機性廃棄物処理装置を形成した構成を説明した。しかし、本発明のスクリュープレスと水平型遠心脱水機とを備えた脱水部は、脱水した固形物に水分調整剤を混合する有機性廃棄物処理装置、脱水した固形物を乾燥して乾燥粉体として製品化する有機性廃棄物処理装置など様々な有機性廃棄物処理装置に組み合わせる単独の脱水装置として構成することもできる。さらに、本実施形態の脱水部１では、スクリュープレス１３を用いているが、スクリュープレス以外のフィルタープレスやベルトプレスといった他の圧力式濾過脱水機を用いることもできる。ただし、スクリュープレスは、運転や保守が他の圧力式濾過脱水機に比べて容易であり、スクリュープレスを用いることが望ましい。
【００４９】
また、本実施形態では、蒸気ジェット式気流乾燥機３を用いたが、蒸気ジェット式気流乾燥機３に変えて気流式乾燥機、スプレードライヤー、遠心乾燥機、ロータリーキルン型乾燥機など他の乾燥機を用いる構成にすることもできる。ただし、水分調整剤を用いずに固形分の含水量を低減させるため、また、処理時間や消費エネルギーを低減するためには、他の乾燥機に比べて処理時間や消費エネルギーが少なく、さらに、ロータリーキルン型炭化炉の廃熱を利用できる蒸気ジェット式気流乾燥機３を用いることが望ましい。
【００５０】
また、本実施形態では、前述のように、スクリュープレス１３と水平型遠心脱水機１７とを備えた脱水部１に、蒸気ジェット式気流乾燥機３、造粒部５、そしてロータリーキルン型炭化炉４９と脱臭兼加熱用ガス生成炉５１とを備えた炭化部７などを組み合わせて一つの有機性廃棄物処理装置を形成した構成を説明した。しかし、本発明の蒸気ジェット式気流乾燥機３と炭化部７、または、蒸気ジェット式気流乾燥機３、造粒部５、そして炭化部７は、他の方式の脱水部などに組み合わせる単独の炭化物製造装置として構成することもできる。これにより、消費エネルギーを低減でき、炭化物製造装置のエネルギー効率を向上できる。
【００５１】
加えて、ロータリーキルン型炭化炉４９と脱臭兼加熱用ガス生成炉５１とを備えた炭化部７は、他の方式の脱水部や乾燥機、造粒部などに組み合わせる単独の炭化装置として構成することもできる。これにより、消費エネルギーを低減でき、炭化装置のエネルギー効率を向上できる。
【００５２】
なお、本実施形態のように、スクリュープレス１３と水平型遠心脱水機１７とを備えた脱水部１に、蒸気ジェット式気流乾燥機３、そしてロータリーキルン型炭化炉４９と脱臭兼加熱用ガス生成炉５１とを備えた炭化部７などを組み合わせた構成とすれば、固形分と液体との混合状態の有機性廃棄物からの固形分の回収率を向上し、かつ脱水部で得た固形分の含水率を低減することができ、エネルギー効率を向上できることなどから、他の組合せの有機性廃棄物処理装置に比べて高性能化できる。また、固形分を粒状やペレット状に成形する場合には、本実施形態のような造粒部５を設ければ、製品化率を向上できる。
【００５３】
【発明の効果】
本発明によれば、固形分と液体との混合状態の有機性廃棄物からの固形分の回収率を向上し、かつ脱水部で得た固形分の含水率を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用してなる有機性廃棄物処理装置の一実施形態の概略構成及び動作を示す図である。
【符号の説明】
１　脱水部
３　蒸気ジェット式気流乾燥機
５　造粒部
７　炭化部
１３　スクリュープレス
１７　水平型遠心脱水機
３３　蒸気供給管路
３５　蒸気過熱用ガス供給管
３９　造粒機
４３　振動篩機
４９　ロータリーキルン型炭化炉
５１　脱臭兼加熱用ガス生成炉
５５　乾留ガス管路
５７　加熱用ガス供給管路
６７　加熱用ガス排出管路

Claims

固形分と液体との混合物を圧搾濾過することにより固液を分離する圧力式濾過脱水機と、該圧力式濾過脱水機で分離された分離液から該分離液に含まれる前記圧力式濾過脱水機で分離されなかった固形分を水平方向の回転軸を有する回転体の回転により遠心沈降させて分離する水平型遠心脱水機とを有する脱水部を備えた有機性廃棄物処理装置。
前記脱水部の圧力式濾過脱水機及び水平型遠心脱水機で得られた固形分を飽和蒸気及び蒸気過熱用ガスの混合により生じた過熱蒸気のジェット流により乾燥する蒸気ジェット式気流乾燥機を備えたことを特徴とする請求項１に記載の有機性廃棄物処理装置。
前記蒸気ジェット式気流乾燥機の後段に固形分を粒状またはペレット状の成形物とする造粒機を配したことを特徴とする請求項２に記載の有機性廃棄物処理装置。
前記乾燥された固形分または前記成形物を炭化する炭化部を備え、該炭化部は、炉体周囲に該炉体内を加熱する加熱用ガスが通流する加熱用流路が形成されたロータリーキルン型炭化炉であり、該ロータリーキルン型炭化炉の加熱用流路を通流した加熱用ガスを飽和蒸気と混合する蒸気過熱用ガスとして前記蒸気ジェット式気流乾燥機に送る流路を有することを特徴とする請求項２または３に記載の有機性廃棄物処理装置。
前記乾燥された固形分または前記成形物を炭化する炭化部を備え、該炭化部は、炉体周囲に該炉体内を加熱する加熱用ガスが通流する加熱用流路が形成されたロータリーキルン型炭化炉と、該ロータリーキルン型炭化炉の炉体内で発生した乾留ガスを燃焼させて脱臭し、該脱臭したガスを前記ロータリーキルン型炭化炉の前記加熱用流路に加熱用ガスとして供給する脱臭兼加熱用ガス供給炉とを有することを特徴とする請求項２または３に記載の有機性廃棄物処理装置。
固形分と液体の混合液を圧搾濾過することにより固液を分離する圧力式濾過脱水機と、該圧力式濾過脱水機で分離された分離液から該分離液に含まれる前記圧力式濾過脱水機で分離されなかった固形分を水平方向の回転軸を有する回転体の回転により遠心沈降させて分離する水平型遠心脱水機とを備えた有機性廃棄物処理用の脱水装置。
固形分と液体の混合液を脱水して得た固形分を飽和蒸気及び蒸気過熱用ガスの混合により生じた過熱蒸気のジェット流により乾燥する蒸気ジェット式気流乾燥機と、該蒸気ジェット式気流乾燥機で乾燥された固形分または該蒸気ジェット式気流乾燥機で乾燥された固形分を造粒機で成形した成形物を炭化させる炭化部とを備え、該炭化部は、炉体周囲に該炉体内を加熱する加熱用ガスが通流する加熱用流路が形成されたロータリーキルン型炭化炉であり、該ロータリーキルン型炭化炉の加熱用流路を通流した加熱用ガスを飽和蒸気と混合する蒸気過熱用ガスとして前記蒸気ジェット式気流乾燥機に送る流路を有する有機性廃棄物処理用の炭化物製造装置。
炉体周囲に蒸気過熱用ガスが通流する加熱用流路が形成され、該加熱用流路を通流する加熱用ガスにより炉体内を加熱するロータリーキルン型炭化炉と、該ロータリーキルン型炭化炉の炉体内で発生した乾留ガスを燃焼させて脱臭し、該脱臭したガスを前記ロータリーキルン型炭化炉の前記加熱用流路に加熱用ガスとして供給する脱臭兼蒸気過熱用ガス供給炉とを備えた有機性廃棄物処理用の炭化装置。