JP2005015802A

JP2005015802A - 下水スラッジを利用した炭化物製造方法および装置

Info

Publication number: JP2005015802A
Application number: JP2004187357A
Authority: JP
Inventors: Kan Su-Ho; ス−ホ，カン
Original assignee: HANKUK HIGH TECH CO Ltd
Current assignee: HANKUK HIGH TECH CO Ltd
Priority date: 2003-06-27
Filing date: 2004-06-25
Publication date: 2005-01-20
Also published as: KR20050001239A; CN1576232A; KR100643183B1; CN1305762C

Abstract

【課題】本発明は、下水スラッジを利用して最小限の簡単な作業工程を経て、より短時間内に炭化物を効率的に製造できる、炭化物製造方法及び装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、下水スラッジを利用して炭化物を製造する方法において、回収された下水スラッジを貯蔵する貯蔵段階Ｓ１と；前記貯蔵された下水スラッジの供給を受け、一定量を排出する定量排出段階Ｓ２と；前記定量で排出される下水スラッジに高速で熱風を加え乾燥させる乾燥段階Ｓ３と；前記乾燥された乾燥物を乾留式炭化機に定量投入する投入段階Ｓ４と；前記乾留式炭化機に投入された乾燥物を炭化させて炭化物として排出する炭化段階Ｓ５とから成ることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、下水スラッジを利用した炭化物製造方法および装置に関するもので、より詳細には、下水スラッジを利用して、最小限の簡単な作業工程を経て、より短時間内に炭化物を効果的に製造することのできる、下水スラッジを利用した炭化物製造方法および装置に関するものである。

一般的に、有機性廃棄物とは、炭水化物（C_n(H₂O)_m）と蔬菜類等の繊維質が多く含有された状態の廃棄物をいうもので、その代表的なものとしては、飲食物のゴミや下水スラッジなどがある。

上記のような有機性廃棄物の中でも、下水スラッジは、毎日かなりの量が発生するのだが、その大半は下水終末処理場などで分類と脱水などのような１次的な処理工程を経た後、再処理過程によって処理される。

下水終末処理場で１次的に処理の完了された下水スラッジを再処理する従来の方法としては、大きく、回収された下水スラッジと一般的な固形のゴミを統合して埋め立てる埋立処理方式があったが、このような処理方式は、埋立地の確保が困難なだけでなく、侵出水による水質および土壌の汚染が誘発され、また悪臭発生による大気汚染など、かなり多くの問題点を有していた。

また、最近下水スラッジに必要とする投入物を混合して発酵熟成過程を経て、家畜の餌として提供する飼料化処理方式が台頭されたが、このような処理方式は、下水スラッジを再活用するという点で脚光を浴びているが、熱消費が大きく、経済性が乏しくて、飼料の力価を高めなければならないという課題を持っていた。

従って、毎日相当の量が発生する下水スラッジを、より効果的でありながら、有用性のあるように処理することのできる対処方案の提示が至急の問題点として台頭された。

そこで、本発明は、前記のような従来の諸般問題点を解消しようと案出されたもので、その目的は、炭水化物と蔬菜類等の繊維質がたくさん含有された下水スラッジを、最小限の簡単な作業工程を経て、より短時間内に炭化物を効果的に製造する方法および装置を提供することにある。

本発明の別の目的は、製造に伴う処理物の供給が円滑に成されるようにすることにある。

本発明のまた別の目的は、乾留式炭化機から放出される乾留ガスを高速熱風乾燥機で再活用して使用できるようにすることにある。

本発明のまた別の目的は、乾留式炭化機の乾留ガスを高速熱風乾燥機に供給時、適切に調節して供給できるようにすることにある。

前記のような目的を達成するための本発明は、下水スラッジを利用して炭化物を製造する方法において、回収された下水スラッジを貯蔵する貯蔵段階と；前記貯蔵された下水スラッジの供給を受け、一定量を排出する定量排出段階と；前記定量で排出される下水スラッジに高速で熱風を加えて乾燥させる乾燥段階と；前記乾燥された乾燥物を乾留式炭化機に定量投入する投入段階と；前記乾留式炭化機に投入された乾燥物を炭化させて炭化物で排出する炭化段階とから成ることを特徴とする。

また、本発明は、下水スラッジを利用して炭化物を製造する製造装置において、回収された下水スラッジを貯蔵する貯蔵槽と；前記貯蔵槽から排出される下水スラッジを移送手段を介して供給してもらい、下部に装着された定量移送スクリューを介して定量排出する定量排出ホッパーと；前記定量排出ホッパーから移送手段を介して定量供給される下水スラッジを、高速で熱風が供給される回転ドラム内で乾燥させる高速熱風乾燥機と；前記高速乾燥機から排出される乾燥された乾燥物を、下部に装着された定量移送スクリューを介して定量排出する乾燥物定量排出機と；前記乾燥物定量排出機から定量排出される乾燥物を、移送手段を介して供給してもらい、乾留法によって炭化させて排出する乾留式炭化機とを含むことを特徴とする。

前記高速熱風乾燥機と乾燥物定量排出機の間にバケット形態のコンベヤーを設置して乾燥物を供給することを特徴とする。

前記乾燥物定量排出機と乾留式炭化機の間には、乾留式炭化機に乾燥物を供給する移送手段を設置するのだが、前記移送手段は、バケット形態のコンベヤーであることを特徴とする。

前記乾留式炭化機から放出される乾留ガスを、前記高速熱風乾燥機に熱風で供給することができるように、前記乾留式炭化機と高速熱風乾燥機の間に、乾留ガスを燃焼させて供給する熱風供給ラインが具備されることを特徴とする。

前記熱風供給ラインには、自動空気調節器が装着されることを特徴とする。

上述のように、本発明は、毎日たくさんの量が発生する下水スラッジを、簡単な製造工程を介して、炭などの燃料や床材などのような建築資材、除湿および脱臭剤などのような原料として使用することのできる炭化物として、短時間内に簡単に製造できるようにすることによって、多量の下水スラッジを埋立処理する場合に発生する水質または土壌汚染を防止することができるだけでなく、下水スラッジを炭化させて炭化物として再活用できるという、経済的な効果も有する。

また、バケットコンベヤーを使用するので、高いところへ材料の供給が円滑に成されることができる。

また、乾留式炭化機から放出される乾留ガスを高速熱風乾燥機で再活用するので、高速熱風乾燥機の熱風発生のための燃料消耗を最少化することができるという効果も有する。

また、高速熱風乾燥機への熱風供給時、自動空気調節器を介して高速熱風乾燥機の条件にあった熱風に調節して供給することができるという効果も有する。

以下、本発明の好ましい実施例を添付の図面を参照に、より詳細に説明すると、次のとおりである。

図１は、本発明の炭化物製造方法を概略的に示したブロック図である。

図示されているように、炭水化物と蔬菜類等の繊維質を多量に含有した通常の下水スラッジを利用して炭化物を製造する方法において、
本発明は、複数個所の下水終末処理場で１次的な分類および脱水作業によって脱水が完了されて回収された多量の下水スラッジを、貯蔵タンクや貯蔵槽などに集めて貯蔵する貯蔵段階Ｓ１を経る。この時、前記貯蔵段階で発生した排水は、ドレインさせ、別途の排水貯蔵槽に貯蔵して処理する。

その次に、前記貯蔵された下水スラッジを、コンベヤーや移送スクリューなどのような公知の移送手段を介して供給してもらって一時貯蔵した後、定量移送スクリューを介して乾燥手段である高速の熱風乾燥機などに一定量排出する定量排出段階Ｓ２を経ることになる。

このように、定量排出された下水スラッジに、乾燥手段である高速熱風乾燥機などを介して高速で熱風を加え、下水スラッジの含水率がほとんどない状態である、約１０〜１５％に乾燥させる乾燥段階Ｓ３を経る。

その後、前記乾燥された乾燥物を、コンベヤーや移送スクリューなどのような通常の移送手段を介して供給してもらって一時貯蔵した後、貯蔵された乾燥物を定量移送スクリューなどを介して公知の乾留式炭化機に定量投入する投入段階Ｓ４を経る。

そして、前記乾留式炭化機に投入された乾燥物を、公知の乾留法によって炭化させ、炭化物で排出する炭化段階Ｓ５を経る。

前記のような複数の下水終末処理場で１次的な分類および脱水作業が完了されて回収された多量の下水スラッジを、複雑な段階を経ることなく、簡単な段階を経て、炭などのような燃料や床材などのような建築資材、除湿や脱臭剤などのような原料の用途に使用されることのできる炭化物として製造することができる。

一方、前記各段階に移送されたり供給される時に発生する排水は、前記の排水貯蔵槽に集められて処理される。

図２は、本発明の炭化物製造装置を概略的に示したシステム図である。

図示されているように、炭水化物と蔬菜類等の繊維質を多量に含有した通常の下水スラッジを利用して炭化物を製造する装置において、
本発明は、複数の下水終末処理場で１次的な分類および脱水作業にって脱水が完了されて回収された多量の下水スラッジを集めて貯蔵した後、貯蔵された下水スラッジを排出スクリュー１２などのような通常の排出手段を介して排出する貯蔵槽１０を具備する。

前記貯蔵槽から、公知のフライトコンベヤーや移送スクリューなどのような移送手段Ｔを介して、下水スラッジの供給を受けて一時貯蔵した後、下部に装着されたモーターによって駆動される定量移送スクリュー２２を介して一定量の下水スラッジを定量排出する定量排出ホッパー２０を具備する。

前記定量排出ホッパー２０から、スクリュー型の移送コンベヤーなどのような移送手段Ｔを介して下水スラッジを定量供給してもらう公知の高速熱風乾燥機３０は、下水スラッジの含水率が約１０〜１５％になるように乾燥させて排出するのだが、前記高速熱風乾燥機を添付の図３乃至図５を参照に説明すると、次のとおりである。

両側の支持フレーム３２，３２０の間に設置される回転ドラム３４の外周面に形成されたガイドレール３５は、支持ロール３６によって支持されており、モーターなどのような駆動源Ｍの駆動スプロケット３７とチェーン３７ｂで連結された、前記回転ドラムの外周面に形成された連動スプロケット３７ａによって前記回転ドラムが回転されることになる。

前記回転ドラムの内側面には、投入される下水スラッジを分散および移送する、移送角に傾いた多数の分散板３８が形成されている。

前記一側支持フレーム３２には、下水スラッジが投入される投入口３２ａと、乾燥時、排気ガスが排出される排気管３２ｂとが形成されており、他側支持フレーム３２０には、熱風が供給される熱風供給管３２２と、モーターの駆動によって回転される移送スクリューから構成される排出部３２５とが形成されている。

前記回転ドラム３４の内部には、モーターなどのような駆動源Ｍによって回転ドラムより早く回転する回転軸３９が装着されており、前記回転軸３９上には、投入された下水スラッジを細かく破砕しながら分離させる多数の破砕棒が具備された多数の破砕台３９ａが形成されている。

従って、投入口３２ａを介して投入された下水スラッジは、熱風供給管３２２を介して供給される熱風により乾燥され、また前記回転ドラム３４内の回転軸３９上に形成された破砕台３９ａと破砕棒によって細かく破砕されると同時に、前記回転ドラム３４の内側面に形成された多数の分散板３８によって上側に汲み上げるように分散させることによって、熱風による乾燥効率が極大化される。

また、前記排気管３２ｂを介して乾燥時に発生する悪臭および粉塵などが通常の洗浄塔などを介して大気に放出されることになる。

従って、高速で熱風が供給される回転ドラム３４内で、前記下水スラッジの含水量を約１０〜１５％に乾燥させて排出することができる。

前記高速熱風乾燥機３０で乾燥された乾燥物を、スクリュー型の移送コンベヤーなどのような移送手段Ｔを介して供給してもらって一時貯蔵する乾燥物定量排出機４０は、下部に装着された定量移送スクリュー４２を介して、乾燥物を効率的に炭化させることができるように定量排出する。

前記乾燥物定量排出機４０から定量排出される乾燥物を、移送手段Ｔを介して供給してもらい、公知の乾留法によって炭化させ、炭化物として排出する通常の乾留式炭化機５０を添付の図６を参照に説明すると、次のとおりである。

ベースフレーム５１上に熱交換壁５２で囲まれた火室５３を形成し、供給してもらった乾燥物を予備加熱して残留水分を放出するように、この火室５３の上部から、多数の予熱管５４ａが設置された予熱室５４と、点火バーナー５５の装着された乾留ガス燃焼室５６と、次第に加熱されて乾燥物が炭化温度に至ると、乾留ガスを各排出口に排出しながら炭化させる多数の乾留管５７ａが設置された乾留室５７、および燃焼バーナー５８ａの装着された燃料燃焼室５８が順次的に設置されている。

また、前記燃焼室５８の隣りに、高い温度に炭化された炭化物を冷却して排出する、冷却水の満たされた多数の冷却管を具備する冷却室５８ｂが具備され、前記予熱管５６ａと乾留管５７ａおよび冷却管を連通管５９ａを介して順次的に連結して連続された乾留経路５９を形成すると同時に、その内部に一つ以上の駆動モーターによって駆動される同一な移送速度を有する各々の移送スクリューを内蔵設置し、前記乾留経路上段の予熱管には、乾留材料供給用ホッパー５４ｂが設置される。

そして、前記燃焼室５６の高温熱風を、乾留経路と連通するように設置された供給管（図示せず）を介して前記予熱室５４と乾留室５７および火室５３各々に噴射供給するように構成されている。

前記予熱管５４ａと乾留管５７ａおよび冷却管には、移送スクリューが各々内蔵され、この移送スクリューは、一つ以上の減速出力用ギアモーター（図示せず）の出力軸に駆動チェーンとチェーンギアで連結されて、すべての移送スクリューは同一な移送速度で移送される。

従って、投入された乾燥物は予熱室５４を経て乾留室５７で炭化された後、冷却室を５８ｂ経て炭化物として排出される。

未説明符号１００は、下水スラッジが前記貯蔵槽１０から高速熱風乾燥機３０で熱風乾燥されるまでに発生される排水が集められる排水貯蔵槽、５００は連続乾留式炭化機５０で燃料を供給する燃料供給部、５００Ａは前記連続乾留式炭化機５０に循環される冷却水供給部を示したものである。

本発明の炭化物製造装置は、前記のような構成を有することによって、回収された多量の下水スラッジを簡単な作業工程を介して炭などのような燃料や床材などのような建築資材、および除湿または脱臭剤などのような原料として使用することのできる炭化物に、短時間内に簡便に製造することができるので、毎日相当量が発生する下水スラッジの埋立処理による水質または土壌などの汚染を防止することができ、並びに下水スラッジを再活用原料として有用に使用することができる。

一方、前記移送手段Ｔと乾燥物定量排出機４０の間に通常的なバケット形態のコンベヤー４００を設置して、高速熱風乾燥機３０で乾燥された乾燥物を供給できるようにすることによって、前記乾燥物定量排出機４０に乾燥物を容易に供給できるようにする。

また、前記乾燥物定量排出機４６と乾留式炭化機５０の間に、バケット形態のコンベヤーを移送手段Ｔとして設置することによって、比較的高い位置の乾留式炭化機５０に乾燥物を円滑に供給することができる。

そして、前記乾留式炭化機５０から放出される乾留ガスを前記高速熱風乾燥機３０に熱風で供給できるように、前記乾留式炭化機５０と高速熱風乾燥機３０の間に、乾留ガスを燃焼させて供給する熱風供給ライン５０Ａを具備することによって、前記連続乾留式炭化機５０から発生する乾留ガスを再活用することができ、これによって高速熱風乾燥機３０で熱風発生時に発生する燃料消耗量を最少化することができる。

前記乾留ガスを燃焼させるために、前記連続乾留式炭化機５０の燃焼室や、図示されているように前記熱風供給ラインに別途の燃焼機５０Ａ’を装着して使用するようにしてもかまわない。

また、前記熱風供給ライン５０Ａには、供給される熱風を高速熱風乾燥機３０の条件によって適切に供給できるように、公知の自動空気調節器５０Ａ”を装着するのが好ましい。

本発明の炭化物製造方法を概略的に示したブロック図である。本発明の炭化物製造装置を概略的に示したシステム図である。本発明に適用される高速熱風乾燥機の概略的を示した正面図である。本発明に適用される高速熱風乾燥機の概略的を示した平面図である。本発明に適用される高速熱風乾燥機の概略的を示した側面図である。本発明に適用される乾留式炭化機を概略的に示した要部図である。

符号の説明

１０：貯蔵槽
１２：排出スクリュー
１００：排水貯蔵槽
２０：定量排出ホッパー
２２，４２：定量移送スクリュー
３０：高速熱風乾燥機
４０：乾燥物定量排出機
４００：バケットコンベヤー
５０：乾留式炭化機
５０Ａ：熱風供給ライン
５０Ａ’：燃焼機
５０Ａ”：自動空気調節器
５００：燃料供給部
５００Ａ：冷却水供給部
Ｔ：移送手段

Claims

下水スラッジを利用して炭化物を製造する方法において、
回収された下水スラッジを貯蔵する貯蔵段階と；
前記貯蔵された下水スラッジの供給を受け、一定量を排出する定量排出段階と；
前記定量排出される下水スラッジに高速で熱風を加えて乾燥させる乾燥段階と；
前記乾燥された乾燥物を乾留式炭化機に定量投入する投入段階と；
前記乾留式炭化機に投入された乾燥物を炭化させて炭化物で排出する炭化段階とから成ることを特徴とする下水スラッジを利用した炭化物製造方法。
下水スラッジを利用して炭化物を製造する製造装置において、
回収された下水スラッジを下部に装着された排出スクリューを介して排出する貯蔵槽と；
前記貯蔵槽から排出される下水スラッジを移送手段を介して供給してもらい、下部に装着された定量移送スクリューを介して定量排出する定量排出ホッパーと；
前記定量排出ホッパーから定量供給される下水スラッジを、高速で熱風が供給される回転ドラム内で乾燥させる高速熱風乾燥機と；
前記高速熱風乾燥機から排出される乾燥された乾燥物を、移送手段を介して供給してもらい、下部に装着された定量移送スクリューを介して定量排出する乾燥物定量排出機と；
前記乾燥物定量排出機から定量排出される乾燥物を、移送手段を介して供給してもらい、乾留法によって炭化させて炭化物で排出する乾留式炭化機とを含むことを特徴とする下水スラッジを利用した炭化物製造装置。
前記移送手段と乾燥物定量排出機の間にバケット形態のコンベヤーを設置して乾燥物を供給することを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載の下水スラッジを利用した炭化物製造装置。
前記乾燥物定量排出機と乾留式炭化機の間には、乾留式炭化機に乾燥物を供給する移送手段を設置するのだが、前記移送手段は、バケット形状のコンベヤーであることを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載の下水スラッジを利用した炭化物製造装置。
前記乾留式炭化機から放出される乾留ガスを、前記高速熱風乾燥機に熱風で供給することができるように、前記乾留式炭化機と高速熱風乾燥機の間に、乾留ガスを燃焼させて供給する熱風供給ラインが具備されることを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載の下水スラッジを利用した炭化物製造装置。
前記熱風供給ラインには、自動空気調節器が装着されることを特徴とする特許請求の範囲第５項に記載の下水スラッジを利用した炭化物製造装置。