JP2007330918A

JP2007330918A - Method and apparatus for recycling sludge

Info

Publication number: JP2007330918A
Application number: JP2006167376A
Authority: JP
Inventors: Hiromasa Kusuda; 浩雅楠田; Wagon Matsuyama; 和琴松山; Takao Matsuuchi; 孝夫松内; Kenichiro Endo; 健一郎遠藤
Original assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Current assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority date: 2006-06-16
Filing date: 2006-06-16
Publication date: 2007-12-27
Anticipated expiration: 2026-06-16
Also published as: JP4510782B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a means for recycling sludge economically. <P>SOLUTION: The apparatus for recycling sludge is provided with: a digestion tank 16 for methane-fermenting sludge to produce a digestion gas; a dehydrator 24 for dehydrating digested sludge after the digestion gas is produced; a dryer 26 for drying the dehydrated sludge after the dehydration treatment; and a carbonization furnace 22 for burning the digestion gas to produce a combustion product gas. The dehydrated sludge is dried by utilizing the heat of the combustion product gas produced in the carbonization furnace 22 as a high-temperature gas, the sludge to be supplied to the digestion tank 16 is warmed in a warming tower 9 by bringing the high-temperature gas after used for drying the dehydrated sludge into contact with the sludge to be supplied to the digestion tank 16, organic waste to be supplied through a route 6 is added to the warmed sludge, and the organic waste-added sludge is subjected successively to methane fermentation, dehydration treatment and drying treatment to obtain the dried sludge. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、汚泥の再資源化方法及びその装置に関し、特に、下水処理場などで発生する汚泥の再資源化方法及びその装置に関する。さらに、詳しくは、工業的に有用な資源を経済的な方法で製造することができる、地球温暖化防止と循環型社会の形成に貢献することができる汚泥の再資源化方法及びその装置に関する。 The present invention relates to a sludge recycling method and apparatus, and more particularly, to a sludge recycling method and apparatus generated at a sewage treatment plant. More particularly, the present invention relates to a sludge recycling method and apparatus capable of producing industrially useful resources by an economical method and contributing to the prevention of global warming and the formation of a recycling society.

地球温暖化防止対策の一つとして、カーボンニュートラルであるバイオマスが注目されているが、ウエット系バイオマスは含水率が高いことが問題となって、大半が埋め立て処理されるか又は化石燃料を使用して焼却処理されており、エネルギーとして利用されていない。ウエット系バイオマスを有用なエネルギーとして利用するためには、効率的且つ経済的に水分を除去することが必要である。その中で、性状や量が比較的安定している点や発生量が多いことで下水汚泥が注目されており、その効率的な再資源化方法が求められている。 As one of the measures to prevent global warming, carbon neutral biomass is attracting attention, but wet biomass has a problem of high moisture content, and most of it is either landfilled or uses fossil fuels. It is incinerated and not used as energy. In order to use wet biomass as useful energy, it is necessary to remove moisture efficiently and economically. Among them, sewage sludge is attracting attention because of its relatively stable properties and quantity and the large amount of generation, and an efficient recycling method is required.

既設の下水処理場の中には下水汚泥の消化槽（メタン発酵槽と同義）を備えているものがあるが、消化槽から発生する消化ガスの一部を消化槽の加温用蒸気または加温用温水を発生させるボイラの燃料として使用しているため、その処理場で発生する下水汚泥に脱水処理を施すことによって得られる脱水汚泥を乾燥させるための熱源として消化ガスのみでは不足することが多い。そこで、バイオマス燃料として乾燥汚泥やその炭化物を得る場合、その製造工程で灯油や重油や都市ガスや天然ガスなどの化石燃料が大量に使用されていることが殆どである。化石燃料の代替燃料を製造するために多量の化石燃料が使用されてしまっては、実質的なＣＯ₂の低減を図ることができず、地球環境にやさしいと言えない。例えば、この種の技術に関するものとして、特許文献１には、図１１に示すように、下水汚泥８１を脱水する脱水機８２と、脱水した下水汚泥に熱風を直接接触させて乾燥させる乾燥炉８３と、乾燥させた下水汚泥を炭化処理する炭化炉８４と、炭化炉８４で生成した熱分解ガスを燃焼する燃焼炉８５と、脱水された下水汚泥を焼却する汚泥焼却炉８６と、排ガス処理装置８７とから主に構成される汚泥の燃料化装置が開示されている。 Some existing sewage treatment plants are equipped with a sewage sludge digester (synonymous with a methane fermentation tank), but some of the digestion gas generated from the digester is heated with steam or heating steam. Because it is used as fuel for boilers that generate hot water for hot water, digestion gas alone may be insufficient as a heat source for drying dewatered sludge obtained by dewatering sewage sludge generated at the treatment plant. Many. Therefore, when obtaining dried sludge and its carbide as biomass fuel, fossil fuels such as kerosene, heavy oil, city gas and natural gas are mostly used in the production process. If a large amount of fossil fuel is used to produce an alternative fuel for fossil fuel, it is impossible to substantially reduce CO ₂ , and it cannot be said that it is friendly to the global environment. For example, as related to this type of technology, Patent Document 1 discloses, as shown in FIG. 11, a dehydrator 82 for dewatering sewage sludge 81 and a drying furnace 83 for drying hot water directly in contact with the dewatered sewage sludge. A carbonization furnace 84 that carbonizes the dried sewage sludge, a combustion furnace 85 that burns the pyrolysis gas generated in the carbonization furnace 84, a sludge incinerator 86 that incinerates the dewatered sewage sludge, and an exhaust gas treatment device. 87, a sludge fueling apparatus mainly composed of the

この燃料化装置の汚泥焼却炉８６は化石燃料を燃焼させて汚泥を焼却するものであるが、その化石燃料の使用量を減少するために、ライン８８を経て炭化物８９の一部を汚泥焼却炉８６に供給するか、またはライン９０を経て乾燥汚泥の一部を汚泥焼却炉８６に供給している。これでは、得られるバイオマス量が少なくなる。 The sludge incinerator 86 of this fuelizer burns fossil fuel to incinerate sludge. In order to reduce the amount of fossil fuel used, a part of the carbide 89 is sludge incinerator via the line 88. 86, or a part of the dried sludge is supplied to the sludge incinerator 86 via the line 90. This reduces the amount of biomass obtained.

また、特許文献２には、図１２に示すように、採取池９１に後続して、最初沈澱池９２、エアレーションタンク９３および最終沈澱池９４と、最初沈澱池９２と最終沈澱池９４から排出された汚泥を濃縮する汚泥濃縮槽９５とを備え、汚泥濃縮槽９５で濃縮された汚泥を脱水装置９６と遠心分離装置９７に分離して供給し、食品廃棄物９８を粉砕フィーダー９９を経てスラリータンク１００に供給するとともに、上記遠心分離装置９７で遠心分離された汚泥もライン１０１を経てスラリータンク１００に供給し、スラリータンク１００内のスラリーを粉砕機１０２を経てバイオリアクター１０３に供給し、バイオリアクター１０３で発生させたバイオガスをガスホルダー１０４に供給し、このガスホルダー１０４内のガスを用いてガスエンジン１０５で発電し、ガスエンジン１０５で発電時の排ガスを用いて汚泥乾燥機１０６で汚泥を乾燥させてコンポストを得る食品廃棄物循環資源のリサイクルシステムが開示されている。 Further, in Patent Document 2, as shown in FIG. 12, following the collection pond 91, the first sedimentation basin 92, the aeration tank 93 and the final sedimentation basin 94, and the first sedimentation basin 92 and the final sedimentation basin 94 are discharged. A sludge concentrating tank 95 for concentrating the sludge, the sludge concentrated in the sludge concentrating tank 95 is separated and supplied to a dehydrator 96 and a centrifugal separator 97, and the food waste 98 is passed through a crushing feeder 99 to a slurry tank. 100, and the sludge centrifuged by the centrifugal separator 97 is also supplied to the slurry tank 100 via the line 101, and the slurry in the slurry tank 100 is supplied to the bioreactor 103 via the pulverizer 102. The biogas generated in 103 is supplied to the gas holder 104 and the gas in the gas holder 104 is used to gas engine. Generated by the 105, the recycling system of food waste recyclable resources to obtain the compost dried sludge in the sludge drier 106 using exhaust gas at the time of power generation in the gas engine 105 is disclosed.

このシステムには、汚泥乾燥機１０６から排出されたガスを脱臭するための脱臭炉は図示されていないが、異臭防止に関する法規制に適合させるために汚泥乾燥機１０６の排ガスを燃焼して脱臭するための脱臭炉は必須の設備であって、この脱臭炉で使用するための多量の燃料が必要である。また、上記システムでは、汚泥濃縮槽９５で濃縮された汚泥の一部しかスラリータンク１００の水分調整用に使用されないので、バイオリアクター１０３でのバイオガスの発生量が十分に多くない。
特開２００５−３１９３７４号公報特開２００２−３２６０７１号公報 This system does not show a deodorizing furnace for deodorizing the gas discharged from the sludge dryer 106, but in order to comply with legal regulations concerning the prevention of odor, the exhaust gas of the sludge dryer 106 is burned and deodorized. Therefore, a deodorizing furnace is an indispensable facility, and a large amount of fuel is required for use in this deodorizing furnace. Further, in the above system, only a part of the sludge concentrated in the sludge concentration tank 95 is used for adjusting the water content of the slurry tank 100, so that the amount of biogas generated in the bioreactor 103 is not sufficiently large.
JP 2005-319374 A JP 2002-326071 A

本発明は従来の技術の有する上記のような問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、汚泥を再資源化するに際して、そのために化石燃料のような余分な外部燃料を不要とするか又は低減し、汚泥の消化に伴って発生する消化ガス量を多くし、再資源を極力多く得ることができる汚泥の再資源化方法及びその装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and its purpose is to eliminate the need for extra external fuel such as fossil fuel when recycling sludge. An object of the present invention is to provide a sludge recycling method and apparatus capable of reducing or reducing the amount of digestion gas generated along with the digestion of sludge and obtaining as much recycling as possible.

上記目的を達成するために本発明の汚泥の再資源化方法は、汚泥をメタン発酵させて消化ガスを生成する消化工程と、消化ガスを生成した消化汚泥を脱水処理する脱水工程と、脱水処理後の脱水汚泥を乾燥処理する乾燥工程と、上記消化ガスを燃焼させて燃焼生成ガスを生成する燃焼工程とを有する汚泥の再資源化方法において、燃焼工程で生成した燃焼生成ガスの保有熱を利用して乾燥処理のための高温のガスを得、乾燥処理に用いた後の高温のガスと直接的または間接的に接触させることにより汚泥を加温し、加温した汚泥に有機性廃棄物を加えた有機性廃棄物含有汚泥が消化工程に供給される汚泥であることを特徴としている。 In order to achieve the above object, the sludge recycling method of the present invention includes a digestion step for producing sludge gas by digesting sludge, a dehydration step for dewatering the digested sludge that has generated digestion gas, and a dehydration treatment. In a method for recycling sludge having a drying process for drying the subsequent dewatered sludge and a combustion process for generating the combustion product gas by burning the digestion gas, the retained heat of the combustion product gas generated in the combustion process is obtained. Use it to obtain high-temperature gas for drying treatment, warm the sludge by direct or indirect contact with the high-temperature gas after use in the drying treatment, and organic waste to the heated sludge The organic waste-containing sludge to which is added is the sludge supplied to the digestion process.

乾燥工程に引き続いて乾燥汚泥を炭化処理する炭化工程を有することが好ましい。 It is preferable to have a carbonization step of carbonizing the dried sludge following the drying step.

汚泥が下水処理場由来の下水汚泥であることが好ましい。 It is preferable that the sludge is sewage sludge derived from a sewage treatment plant.

消化工程に後続して、脱水工程に至る経路とは別の経路に消化ガスの熱源を利用して発電を行う発電工程を有することが好ましい。 Subsequent to the digestion step, it is preferable to have a power generation step for generating power using a heat source of digestion gas in a route different from the route to the dehydration step.

また、本発明の汚泥の再資源化装置は、汚泥をメタン発酵させて消化ガスを生成する消化槽と、消化ガスを生成した消化汚泥を脱水処理する脱水機と、脱水処理後の脱水汚泥を乾燥処理する乾燥機と、上記消化ガスを燃焼させて燃焼生成ガスを生成する燃焼炉とを有する汚泥の再資源化装置において、有機性廃棄物を消化槽に供給するための有機性廃棄物供給経路と、燃焼炉で生成した燃焼生成ガスの保有熱を利用することによって得た高温のガスを乾燥機に供給する第一ガス供給経路と、上記乾燥機から排出されたガスと直接的または間接的に接触させることにより汚泥を加温するために乾燥機排ガスを供給する第二ガス供給経路とを有し、第二ガス供給経路を経て供給された乾燥機排ガスにより加温した汚泥に有機性廃棄物供給経路を経て供給された有機性廃棄物を加え、この有機性廃棄物含有汚泥が消化槽に供給される汚泥であることを特徴としている。 In addition, the sludge recycling apparatus of the present invention comprises a digester tank for fermenting sludge to produce digestion gas, a dehydrator for dehydrating digested sludge that has generated digestion gas, and dewatered sludge after dehydration treatment. Organic waste supply for supplying organic waste to a digestion tank in a sludge recycling apparatus having a dryer for drying treatment and a combustion furnace for burning the digestion gas to generate combustion product gas A first gas supply path for supplying a dryer with a high-temperature gas obtained by utilizing the retained heat of the combustion product gas generated in the combustion furnace, and the gas discharged from the dryer directly or indirectly And a second gas supply path for supplying the dryer exhaust gas to warm the sludge by bringing it into contact with the organic solvent to the sludge heated by the dryer exhaust gas supplied through the second gas supply path Through the waste supply route The supplied organic waste addition, it is characterized in that the organic waste containing sludge is sludge supplied to the digester.

燃焼炉が乾燥機に後続して乾燥汚泥を炭化処理する炭化炉であることが好ましい。 The combustion furnace is preferably a carbonization furnace that carbonizes the dried sludge following the dryer.

炭化炉が活性炭化物製造炉であることが好ましい。 The carbonization furnace is preferably an activated carbide production furnace.

下水を受け入れて処理水と下水汚泥に分離する水処理設備を備え、この水処理設備から消化槽に至る下水汚泥供給経路を有し、汚泥としてこの下水汚泥を用いることが好ましい。 It is preferable to provide a water treatment facility that receives sewage and separates it into treated water and sewage sludge, has a sewage sludge supply path from the water treatment facility to the digestion tank, and uses this sewage sludge as sludge.

第一ガス供給経路と第二ガス供給経路がガスの循環ループの一部または全部を形成し、このガス循環ループに熱交換器を有し、この熱交換器において燃焼炉で生成した燃焼生成ガスとガス循環ループを循環するガスとを熱交換することにより第一ガス供給経路を流通する高温のガスを得ることが好ましい。 The first gas supply path and the second gas supply path form part or all of a gas circulation loop, the gas circulation loop has a heat exchanger, and the combustion product gas generated in the combustion furnace in the heat exchanger It is preferable to obtain a high-temperature gas flowing through the first gas supply path by exchanging heat between the gas circulating in the gas circulation loop.

有機性廃棄物供給経路に破砕選別機と可溶化・酸発酵槽からなる前処理設備を有し、さらに、水処理設備から上記可溶化・酸発酵槽に至る下水汚泥供給経路に乾燥機から排出されたガスと可溶化・酸発酵槽に供給される下水汚泥を直接的または間接的に接触させることにより可溶化・酸発酵槽に供給される下水汚泥を加温するための加温設備を有することが好ましい。 It has a pre-treatment facility consisting of a crushing and sorting machine and a solubilization / acid fermentation tank in the organic waste supply path, and it is also discharged from the dryer to the sewage sludge supply path from the water treatment facility to the solubilization / acid fermentation tank. A heating facility for heating the sewage sludge supplied to the solubilization / acid fermentation tank by directly or indirectly contacting the sewage sludge supplied to the solubilization / acid fermentation tank It is preferable.

ガス循環ループに加温設備とこの加温設備に後続して除湿設備を有し、燃焼炉から乾燥機と加温設備と除湿設備を経て同燃焼炉に戻るガスの循環ループを形成することが好ましい。 The gas circulation loop has a heating equipment and a dehumidification equipment following this heating equipment, and forms a gas circulation loop that returns from the combustion furnace to the combustion furnace through the dryer, heating equipment, and dehumidification equipment. preferable.

消化槽から加温設備に至る汚泥の引抜経路と、水処理設備から加温設備を経由せずに消化槽に至る下水汚泥の供給経路を有することが好ましい。 It is preferable to have a sludge extraction route from the digestion tank to the heating facility and a sewage sludge supply route from the water treatment facility to the digestion tank without going through the heating facility.

加温設備で加温した下水汚泥の一部を可溶化・酸発酵槽を経由せずに消化槽に供給する汚泥の供給経路を有することが好ましい。 It is preferable to have a sludge supply path for supplying a part of the sewage sludge heated by the heating equipment to the digester without going through the solubilization / acid fermentation tank.

消化槽に後続して、脱水機に至る経路とは別の経路に消化ガスの熱源を利用して発電を行う発電機を備えていることが好ましい。 It is preferable that a generator that generates power using a heat source of digestion gas is provided in a path different from the path to the dehydrator after the digester.

本発明は上記のとおり構成されているので、次の効果を奏する。
（１）請求項１、５記載の発明によれば、有機性廃棄物を受け入れることにより消化ガス（バイオガス）発生量が増加し、可溶化、メタン発酵または乾燥処理のための熱源としての化石燃料の使用量を低減するか又は不要とすることができる。さらに、余剰のバイオガスにより、その熱量を発電等に有効利用することができる。また、有機性廃棄物を受け入れることにより、その受け入れ収入を獲得することができる。 Since this invention is comprised as mentioned above, there exists the following effect.
(1) According to the first and fifth aspects of the present invention, the generation amount of digestion gas (biogas) is increased by accepting organic waste, and the fossil is used as a heat source for solubilization, methane fermentation or drying treatment. The amount of fuel used can be reduced or eliminated. Furthermore, the surplus biogas can be used effectively for power generation and the like. In addition, by accepting organic waste, the receipt income can be obtained.

また、請求項１、５記載の発明によれば、乾燥機（乾燥工程）の排ガスの顕熱およびその排ガスに含まれる水分の潜熱を利用して、汚泥の加温を行うと同時に水分が凝縮することにより、その排ガスの除湿も行うことができる。従って、従来は必要とされた消化槽加温のためのボイラ設備が不要となるので、そのボイラ設備で消化ガスを消費することもなくなる。その結果、消化ガスを脱水汚泥の乾燥および炭化のための熱源として有効に利用することができる。
（２）請求項２、６記載の発明によれば、汚泥の有用な再資源化手段を提供することができる。特に、請求項７記載の発明によれば、経済的に一層有利な汚泥の再資源化手段を提供することができる。
（３）有機性廃棄物をメタン発酵すると、発酵残渣の処理が課題となるが、請求項３、８記載の発明によれば、下水処理場の既設の設備を用いて発酵残渣の排水を処理することができるので、発酵残渣の排水の処理に煩わされるという問題が生じない。
（４）請求項４、１４記載の発明によれば、汚泥の有用な再資源化手段を提供することができる。
（５）請求項９記載の発明によれば、汚泥の加温と乾燥のために使用されるガスが循環ループを形成して外部に排出されないので、環境汚染の問題が生じない。本発明は汚泥の再資源化に関するものであり、循環ループを循環するガスは多量の水蒸気を含んでいる。一般に、循環ループをガスが循環しうるようにガス循環用の高速回転駆動部には負圧が生じやすく、この負圧発生部位においては不可避的に外気を吸引してしまう。この場合、請求項１１記載の発明によれば、多量の水蒸気を含むガスを加温設備と除湿設備に導入してガス中の水分を除去し、このガスに不可避的に含まれる空気を燃焼炉における消化ガスの燃焼用空気として利用することにより、燃焼脱臭も行うことができる。
（６）請求項１０記載の発明によれば、水処理設備から排出される下水汚泥を可溶化・酸発酵槽の固形物濃度を調整する希釈水として用い、同時にその汚泥を加温することで可溶化反応と酸発酵反応を促進するとともに、可溶化・酸発酵槽を加温するための外部熱源を必要としなくなる。
（７）請求項１２記載の発明によれば、消化槽からの汚泥の引抜量と水処理設備から加温設備を経由せずに消化槽に至る下水汚泥の量をコントロールすることにより、消化槽内の汚泥の温度を適正温度に調整することができる。
（８）請求項１３記載の発明によれば、加温設備で加温した下水汚泥の中で可溶化・酸発酵槽を経由せずに消化槽に供給する汚泥量をコントロールすることにより、可溶化・酸発酵槽内の固形物濃度を適正濃度に調整することができる。 In addition, according to the first and fifth aspects of the invention, the sludge is heated using the sensible heat of the exhaust gas of the dryer (drying process) and the latent heat of the water contained in the exhaust gas, and at the same time, the moisture is condensed. By doing so, the exhaust gas can also be dehumidified. Therefore, the boiler equipment for heating the digestion tank that has been conventionally required is not required, and the digester gas is not consumed by the boiler equipment. As a result, digestion gas can be effectively used as a heat source for drying and carbonization of dehydrated sludge.
(2) According to the inventions described in claims 2 and 6, useful sludge recycling means can be provided. In particular, according to the seventh aspect of the invention, it is possible to provide a sludge recycling means that is more economically advantageous.
(3) When organic waste is methane-fermented, processing of fermentation residue becomes a problem. According to the inventions of claims 3 and 8, wastewater of fermentation residue is treated using existing facilities in a sewage treatment plant. Thus, the problem of bothering the wastewater treatment of the fermentation residue does not occur.
(4) According to the inventions described in claims 4 and 14, useful sludge recycling means can be provided.
(5) According to the invention described in claim 9, since the gas used for heating and drying the sludge forms a circulation loop and is not discharged to the outside, the problem of environmental pollution does not occur. The present invention relates to the recycling of sludge, and the gas circulating in the circulation loop contains a large amount of water vapor. In general, a negative pressure is likely to be generated in the high-speed rotation drive unit for gas circulation so that gas can circulate through the circulation loop, and outside air is inevitably sucked in this negative pressure generation portion. In this case, according to the invention described in claim 11, a gas containing a large amount of water vapor is introduced into a heating facility and a dehumidifying facility to remove moisture in the gas, and air inevitably contained in the gas is converted into a combustion furnace. Combustion deodorization can also be performed by using it as combustion air for digestion gas.
(6) According to the invention of claim 10, sewage sludge discharged from the water treatment facility is used as dilution water for adjusting the solids concentration of the solubilizing / acid fermenter, and simultaneously heating the sludge. While promoting the solubilization reaction and the acid fermentation reaction, an external heat source for heating the solubilization / acid fermentation tank is not required.
(7) According to the invention of claim 12, the digester is controlled by controlling the amount of sludge drawn from the digester and the amount of sewage sludge from the water treatment facility to the digester without passing through the heating facility. The temperature of the sludge inside can be adjusted to an appropriate temperature.
(8) According to the invention described in claim 13, it is possible to control the amount of sludge supplied to the digester without going through the solubilization / acid fermentation tank in the sewage sludge heated by the heating equipment. The solid matter concentration in the solubilization / acid fermentation tank can be adjusted to an appropriate concentration.

［実施例１］
以下に本発明の実施例を説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲を逸脱しない範囲において適宜変更と修正が可能である。図１および後記する図３、図４、図５、図６、図７、図８、図９および図１０において、実線の矢示は液状物、スラリー状物、懸濁状物または固形物およびこれらの混合物の経路を示し、点線の矢示はガスの経路を示す。 [Example 1]
Examples of the present invention will be described below. However, the present invention is not limited to the following examples, and can be appropriately changed and modified without departing from the technical scope of the present invention. 1 and FIG. 3, FIG. 4, FIG. 5, FIG. 6, FIG. 7, FIG. 8, FIG. 9 and FIG. 10 to be described later, solid arrows indicate a liquid material, a slurry material, a suspension material or a solid material and The paths of these mixtures are shown, and the dotted arrows indicate gas paths.

図１は本発明の汚泥の再資源化装置として好適な実施例の概略構成図である。図１において、１は主たる設備として沈澱槽と曝気槽と濃縮槽（図示せず）を有する水処理設備であり、水処理設備１に対して経路２より下水が供給され、水処理装置１において処理水と下水汚泥に分離され、処理水は経路３より排出され、下水汚泥は経路４より排出される。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an embodiment suitable as a sludge recycling apparatus of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a water treatment facility having a precipitation tank, an aeration tank, and a concentration tank (not shown) as main facilities, and sewage is supplied to the water treatment facility 1 from a path 2. The water is separated into treated water and sewage sludge, the treated water is discharged from the path 3, and the sewage sludge is discharged from the path 4.

５は破砕選別機であり、経路６より有機性廃棄物を受け入れて発酵不適物を経路７より排出する。破砕選別機５に後続して可溶化・酸発酵槽８があり、これら破砕選別機５と可溶化・酸発酵槽８から前処理設備が構成される。経路６と、破砕選別機５と可溶化・酸発酵槽８を接続する経路３０と、可溶化・酸発酵槽８と後記する消化槽１６を接続する経路３２とが有機性廃棄物供給経路に相当する。 Reference numeral 5 denotes a crushing and sorting machine, which accepts organic waste from the route 6 and discharges unsuitable fermentation material from the route 7. Subsequent to the crushing and sorting machine 5, there is a solubilization / acid fermentation tank 8. The path 6, the path 30 connecting the crushing and sorting machine 5 and the solubilization / acid fermentation tank 8, and the path 32 connecting the solubilization / acid fermentation tank 8 and the digestion tank 16 described later are organic waste supply paths. Equivalent to.

９は加温塔、１０は除湿塔であり、加温塔９には後記する乾燥機２６から排出される高温の排ガス（約１２０℃）が経路１１（乾燥機排ガスを供給する第二ガス供給経路に相当）を経て供給され、この高温の排ガスと汚泥を直接的に接触させることによって汚泥の加温が行われる。加温塔９から経路１２を経て排出される湿潤ガスは除湿塔１０に導入される。除湿塔１０には経路１３を経て一部の処理水が供給されており、この処理水が塔内下方に向けてスプレーされ、上記湿潤ガスとこのスプレー水が直接的に接触することにより湿分が凝縮して、ガスの除湿が行われる。除湿されたガスは経路１４を経て排出され、スプレー水は経路１５および経路２を経て水処理設備１に戻される。 9 is a heating tower, 10 is a dehumidification tower, and a high temperature exhaust gas (about 120 ° C.) discharged from a dryer 26 described later is supplied to the heating tower 9 through a path 11 (second gas supply for supplying the exhaust gas from the dryer). The sludge is heated by direct contact between the high-temperature exhaust gas and sludge. The wet gas discharged from the heating tower 9 via the path 12 is introduced into the dehumidifying tower 10. A part of the treated water is supplied to the dehumidifying tower 10 via the path 13, and the treated water is sprayed downward in the tower, and the wet gas and the sprayed water are brought into direct contact with each other to cause moisture. Is condensed, and the gas is dehumidified. The dehumidified gas is discharged via the route 14, and the spray water is returned to the water treatment facility 1 via the route 15 and the route 2.

１６は消化槽であり、中温菌または高温菌により嫌気性消化（メタン発酵）が行われる。消化槽１６で発生したバイオガス（メタンを主成分とするガス）は経路１７を経てガス精製装置１８ａおよび貯留設備１８ｂへ送られる。このバイオガスの一部は経路２１を経て炭化炉２２へ供給されて炭化炉の燃料として使用され、後記するようにして燃焼ガスが生成する。残りのバイオガスは、経路１９を経て発電機２０へ供給される。 16 is a digestion tank, and anaerobic digestion (methane fermentation) is performed by mesophilic bacteria or thermophilic bacteria. Biogas (gas containing methane as a main component) generated in the digestion tank 16 is sent to the gas purification device 18a and the storage facility 18b via the path 17. A part of the biogas is supplied to the carbonization furnace 22 via the path 21 and used as fuel for the carbonization furnace, and combustion gas is generated as described later. The remaining biogas is supplied to the generator 20 via the path 19.

一方、消化槽１６でバイオガスを生成した後の消化汚泥は経路２３を経て脱水機２４で脱水処理される。脱水後の脱水汚泥は経路２５を経て乾燥機２６へ供給され、乾燥処理される。炭化炉２２で生成する燃焼生成ガスは経路２７を経て熱交換器２８に供給され、この燃焼生成ガスと循環ループ２９を循環するガスとが熱交換をし、熱交換後の高温ガス（約２００〜５００℃）は経路３６（第一ガス供給経路に相当）を経て乾燥機２６へ供給されて上記した乾燥処理に供され、乾燥汚泥を得ることができる。そして、この乾燥汚泥を、乾燥ゾーン、乾留炭化ゾーンおよび賦活ゾーンを有する炭化炉２２において後記する方法で炭化することにより活性炭化物を得ることができる。 On the other hand, the digested sludge after the biogas is generated in the digestion tank 16 is dehydrated by the dehydrator 24 via the path 23. The dewatered sludge after dehydration is supplied to the dryer 26 via the path 25 and dried. The combustion product gas generated in the carbonization furnace 22 is supplied to the heat exchanger 28 through the path 27, and the combustion product gas and the gas circulating in the circulation loop 29 exchange heat, and the high temperature gas (about 200 after heat exchange). ˜500 ° C.) is supplied to the dryer 26 via the path 36 (corresponding to the first gas supply path), and is subjected to the above-described drying treatment, whereby dried sludge can be obtained. And this activated sludge can be obtained by carbonizing this dry sludge by the method of postscript in the carbonization furnace 22 which has a drying zone, a carbonization zone, and an activation zone.

上記した経路１１と、経路１２と、経路１４とは循環ループ２９に合流し、かくして、図１に示すように、第一ガス供給経路（経路３６）と、第二ガス供給経路（経路１１）はガスの循環ループの一部を形成している。
（Ａ）活性炭化物の製造
以上のように構成される汚泥の再資源化装置を用いることによって、以下に説明するようにして活性炭化物を得ることができる。
（１）下水の受け入れ
経路２より下水を受け入れて水処理設備１の沈澱槽において初沈汚泥が沈降分離された後、曝気槽において好気的に生物処理される。その後、濃縮槽で余剰汚泥が分離され、処理水は経路３から排出される。汚泥（初沈汚泥および余剰汚泥）の一部は経路４から経路３３を経て加温塔９に供給され、残りの汚泥は経路３３に分岐することなく直接消化槽１６に供給される。本発明は下水処理場などで発生する汚泥を再資源化するプロセスに関するものであるが、本発明は下水道法で定義される公共下水道、流域下水道の他に、農業集落排水処理施設や漁業集落排水処理施設や林業集落排水処理施設やコミュニティプラントなどにも適用することができる。 The above-described path 11, path 12, and path 14 merge into the circulation loop 29, and thus, as shown in FIG. 1, the first gas supply path (path 36) and the second gas supply path (path 11). Forms part of a gas circulation loop.
(A) Production of activated carbide By using the sludge recycling apparatus configured as described above, activated carbide can be obtained as described below.
(1) Receiving sewage After receiving sewage from the path 2 and precipitating sludge in the settling tank of the water treatment facility 1, the aerobic biological treatment is performed in the aeration tank. Thereafter, excess sludge is separated in the concentration tank, and the treated water is discharged from the path 3. Part of the sludge (primary sludge and surplus sludge) is supplied from the route 4 to the heating tower 9 via the route 33, and the remaining sludge is supplied directly to the digester 16 without branching to the route 33. The present invention relates to a process for recycling sludge generated at a sewage treatment plant, etc., but the present invention is not limited to public sewerage and basin sewerage defined by the Sewerage Law, as well as agricultural settlement drainage treatment facilities and fishery settlement drainage. It can also be applied to treatment facilities, forestry village wastewater treatment facilities, community plants, and the like.

水処理設備１で生成した処理水の一部は経路１３を経て除湿塔１０に供給される。この処理水は除湿塔１０内下方に向けてスプレーされ、経路１２から除湿塔１０内に導入される湿潤ガスとこのスプレー水が直接的に接触して湿潤ガス中の湿分が凝縮することにより除湿され、除湿後のガスは経路１４から排出される。スプレー水は経路１５および経路２を経て水処理設備１に戻され、再び汚泥と処理水に分離される。
（２）有機性廃棄物の受け入れと破砕選別
生ゴミや食品工場廃棄物や賞味期限切れ食品や外食産業食品残渣などの有機性廃棄物を経路６から破砕選別機５に受け入れる。有機性廃棄物の受け入れ方法として、車による搬入以外に配管などによってディスポーザ排水を受け入れることもできる。破砕選別機５は、受け入れた有機性廃棄物を破砕する機能と、その破砕物を選別して可溶化・酸発酵の反応に適さない物質を取り除く機能（磁選による鉄類金属およびアルミ類金属の除去と、比重差による軽量樹脂包装物の除去など）を有しており、発酵不適物は経路７から排出される。
（３）可溶化・酸発酵
破砕選別機５で発酵不適物を除去された有機性廃棄物と加温塔９で加温された汚泥は、それぞれ経路３０と３１を経て可溶化・酸発酵槽８へ供給される。可溶化・酸発酵工程は、有機物を微生物で分解して低分子化し、酸発酵を促進させる工程である。この可溶化・酸発酵工程は、比較的温度が高いこと（約３０〜６０℃）と流動性を持たせること（固形物濃度が約３〜２０重量％）により反応が促進される傾向にあるので、加温塔９から汚泥を受け入れることにより、被可溶化物の希釈化効果と同時に加温効果が得られる。
（４）消化
可溶化・酸発酵を経た汚泥は消化槽１６において、中温（約３７℃）または高温（約５５℃）下で活発に働くメタン生成菌により嫌気性消化が行われる。本発明では、下水処理場で生成する下水汚泥に有機性廃棄物を加えた有機性廃棄物含有汚泥を可溶化・酸発酵させるので、嫌気性消化によって生成する消化ガス（メタンを主とするバイオガス）の発生量が多くなることが期待できる。そこで、このバイオガスの燃焼熱を利用することにより、可溶化、メタン発酵または乾燥処理のための熱源としての化石燃料の使用量を低減するか又は不要とすることができる。 A part of the treated water generated in the water treatment facility 1 is supplied to the dehumidifying tower 10 via the path 13. This treated water is sprayed downward in the dehumidifying tower 10, and the wet gas introduced into the dehumidifying tower 10 from the path 12 is brought into direct contact with the spray water to condense the moisture in the wet gas. The dehumidified gas is exhausted from the path 14 after being dehumidified. The spray water is returned to the water treatment facility 1 via the route 15 and the route 2, and again separated into sludge and treated water.
(2) Acceptance of organic waste and crushing and sorting Organic waste such as garbage, food factory waste, expired foods and food industry food residues is received from the path 6 to the crushing and sorting machine 5. As a method for receiving organic waste, disposer drainage can also be received by piping or the like in addition to being brought in by car. The crushing and sorting machine 5 has a function of crushing received organic waste, and a function of sorting the crushed material and removing substances that are not suitable for solubilization / acid fermentation reactions (of ferrous metals and aluminum metals by magnetic separation). And removal of the light weight resin package due to the difference in specific gravity, etc.).
(3) Solubilization / acid fermentation Organic waste from which unsuitable fermentation materials have been removed by the crushing / separating machine 5 and sludge heated by the heating tower 9 are solubilized / acid fermentation tanks via paths 30 and 31, respectively. 8 is supplied. The solubilization / acid fermentation step is a step of degrading organic substances with microorganisms to lower the molecular weight and promoting acid fermentation. In this solubilization / acid fermentation process, the reaction tends to be promoted by a relatively high temperature (about 30 to 60 ° C.) and fluidity (solids concentration is about 3 to 20% by weight). Therefore, by accepting sludge from the heating tower 9, a heating effect can be obtained simultaneously with a dilution effect of the solubilized material.
(4) Digestion The sludge that has undergone solubilization and acid fermentation is subjected to anaerobic digestion in the digestion tank 16 by methanogens that actively work at medium temperature (about 37 ° C) or high temperature (about 55 ° C). In the present invention, since organic waste-containing sludge obtained by adding organic waste to sewage sludge produced at a sewage treatment plant is solubilized and acid-fermented, digestion gas produced by anaerobic digestion (biomass mainly composed of methane) It can be expected that the amount of gas generated will increase. Therefore, by utilizing the combustion heat of this biogas, the amount of fossil fuel used as a heat source for solubilization, methane fermentation or drying treatment can be reduced or eliminated.

水処理設備１から経路４を経て排出された下水汚泥の一部は経路３３を経て加温塔９に供給された後、一部の汚泥は経路３１を経て可溶化・酸発酵槽８に供給され、加温塔９で加温された残りの汚泥は経路３４を経て経路４の汚泥に付加されて消化槽１６に供給される。この場合、経路３３と経路３１と経路３４の汚泥量は上記した被可溶化物の希釈化効
果と加温効果が最適となるように選択される。 Part of the sewage sludge discharged from the water treatment facility 1 via the route 4 is supplied to the heating tower 9 via the route 33, and then part of the sludge is supplied to the solubilization / acid fermentation tank 8 via the route 31. The remaining sludge heated in the heating tower 9 is added to the sludge in the path 4 via the path 34 and supplied to the digester 16. In this case, the amount of sludge in the path 33, the path 31 and the path 34 is selected so that the above-described dilution effect and heating effect of the solubilized material are optimized.

また、加温塔９で加温した下水汚泥の一部を可溶化・酸発酵槽を経由せずに経路３４を経て消化槽１６に供給し、加温塔９から可溶化・酸発酵槽８に供給する加温汚泥量を適宜コントロールすることにより、可溶化・酸発酵槽８内の固形物濃度を適正濃度に調整することができる。 Further, a part of the sewage sludge heated in the heating tower 9 is supplied to the digestion tank 16 via the path 34 without passing through the solubilization / acid fermentation tank, and the solubilization / acid fermentation tank 8 is supplied from the heating tower 9. By appropriately controlling the amount of heated sludge supplied to the solid, the solids concentration in the solubilization / acid fermentation tank 8 can be adjusted to an appropriate concentration.

さらに、消化槽１６内の消化汚泥の一部は経路３５を経て引き抜かれる。消化槽１６内の汚泥の滞留時間は約３０日と長いため、この間に消化槽１６内の汚泥の温度が低下することもあり、その結果、消化反応の促進が妨げられることがある。そこで、経路３５から引き抜く汚泥の量と、水処理装置１から加温塔９を経由せずに経路４を経て直接消化槽９に供給される汚泥量と、加温塔９で加温して可溶化・酸発酵槽８を経て消化槽１６に供給される加温汚泥量とを適宜コントロールすることにより、消化槽１６内の汚泥の温度を適正温度に保持することが可能になる。
（５）脱水処理
消化槽１６から経路２３を経て引き抜かれる消化汚泥は脱水機２４で脱水処理が行われ、脱水汚泥と脱離液に分離される。なお、図示していないが、脱離液は水処理設備１に返送されて処理される。
（６）乾燥処理
脱水機２４で脱水処理された脱水汚泥は経路２５を経て乾燥機２６に供給される。炭化炉２２の高温の燃焼生成ガスと循環ループ２９を循環するガスとが熱交換器２８において熱交換することによって得られる高温のガスが経路３６を経て乾燥機２６に供給される。乾燥機２６に供給された脱水汚泥はこの高温のガスにより乾燥される。乾燥機２６において脱水汚泥の乾燥に供された後の排ガスの一部は経路１１を経て加温塔９に供給され、残りのガスは循環ループ２９を循環する。さらに、加温塔９から除湿塔１０を経て排出される除湿ガスの一部は経路１４を経て循環ループ２９に合流し、残りのガスは経路３７を経て炭化炉２２に供給される。 Further, a part of the digested sludge in the digestion tank 16 is extracted through the path 35. Since the sludge residence time in the digestion tank 16 is as long as about 30 days, the temperature of the sludge in the digestion tank 16 may decrease during this time, and as a result, promotion of the digestion reaction may be hindered. Therefore, the amount of sludge withdrawn from the path 35, the amount of sludge supplied from the water treatment apparatus 1 directly to the digestion tank 9 via the path 4 without passing through the heating tower 9, and the heating tower 9 are heated. By appropriately controlling the amount of warm sludge supplied to the digestion tank 16 via the solubilization / acid fermentation tank 8, the temperature of the sludge in the digestion tank 16 can be maintained at an appropriate temperature.
(5) Dehydration treatment Digested sludge withdrawn from the digestion tank 16 via the path 23 is dehydrated by the dehydrator 24 and separated into dehydrated sludge and desorbed liquid. Although not shown, the desorbed liquid is returned to the water treatment facility 1 for processing.
(6) Drying treatment The dewatered sludge dehydrated by the dehydrator 24 is supplied to the dryer 26 via the path 25. A high-temperature gas obtained by exchanging heat between the high-temperature combustion product gas of the carbonization furnace 22 and the gas circulating in the circulation loop 29 in the heat exchanger 28 is supplied to the dryer 26 via the path 36. The dewatered sludge supplied to the dryer 26 is dried by this high-temperature gas. A part of the exhaust gas after being used for drying the dewatered sludge in the dryer 26 is supplied to the heating tower 9 via the path 11, and the remaining gas circulates in the circulation loop 29. Further, a part of the dehumidified gas discharged from the heating tower 9 via the dehumidifying tower 10 is joined to the circulation loop 29 via the path 14, and the remaining gas is supplied to the carbonization furnace 22 via the path 37.

本発明は汚泥の再資源化に関するものであり、循環ループを循環するガスは多量の水蒸気を含んでいる。一般に、循環ループをガスが循環しうるようにガス循環用の高速回転駆動部には負圧が生じやすく、この負圧発生部位においては不可避的に外気を吸引してしまう。乾燥機２６から経路１１を経て排出される多量の水蒸気を含むガスは加温塔９と除湿塔１０に導入されてガス中の水分が除去され、このガスに不可避的に含まれる空気は経路３７を経て炭化炉２２に供給され、炭化炉２２の燃焼用空気として利用することができる。
（７）炭化
乾燥機２６において乾燥処理を施された乾燥汚泥は、経路２６ａを経て炭化炉２２に供給されて炭化される。経路２１を経て炭化炉２２に供給されるバイオガスは炭化炉２２の燃料として使用され、経路３７を経て炭化炉２２に供給される空気は炭化炉２２の燃焼用空気として使用される。かくして、炭化炉２２においてバイオガスを燃焼させることによって生成する高温の燃焼生成ガスの顕熱により、以下に説明するように炭化物を製造することができる。また、バイオガスを燃焼させることによりバイオガスの燃焼脱臭も兼ねることができる。 The present invention relates to the recycling of sludge, and the gas circulating in the circulation loop contains a large amount of water vapor. In general, a negative pressure is likely to be generated in the high-speed rotation drive unit for gas circulation so that gas can circulate through the circulation loop, and outside air is inevitably sucked in this negative pressure generation portion. A gas containing a large amount of water vapor discharged from the dryer 26 via the path 11 is introduced into the heating tower 9 and the dehumidifying tower 10 to remove moisture in the gas, and air inevitably contained in this gas is the path 37. After being supplied to the carbonization furnace 22, it can be used as combustion air for the carbonization furnace 22.
(7) Carbonization The dried sludge subjected to the drying process in the dryer 26 is supplied to the carbonization furnace 22 through the path 26a and carbonized. The biogas supplied to the carbonization furnace 22 via the path 21 is used as fuel for the carbonization furnace 22, and the air supplied to the carbonization furnace 22 via the path 37 is used as combustion air for the carbonization furnace 22. Thus, the carbide can be produced as described below by the sensible heat of the high-temperature combustion product gas generated by burning the biogas in the carbonization furnace 22. In addition, combustion of biogas can also serve as combustion deodorization of biogas.

炭化炉２２は、乾燥ゾーンと、乾留炭化ゾーンと、賦活ゾーンを備えているので、吸着能力のある活性炭化物を製造することができるが、必要に応じて処理温度を変えることで炭化物を製造することもできる。しかしながら、活性炭化物は経済的価値が炭化物の２０倍から６０倍もあり、その用途も広いので、活性炭化物を製造する方が有利である。 Since the carbonization furnace 22 includes a drying zone, a carbonization zone, and an activation zone, an activated carbide having an adsorption capability can be produced, but a carbide is produced by changing the processing temperature as necessary. You can also However, activated carbide has an economic value 20 to 60 times that of carbide, and its application is wide. Therefore, it is more advantageous to produce activated carbide.

例えば、活性炭化物の製造装置としては、図２に示すように、炭化炉２２内に、上段のスクリューコンベヤ３８と下段のスクリューコンベヤ３９の２段のスクリューコンベヤが設置されているものを使用することができる。４０はスクリューコンベヤ３８または３９と炭化炉２２の炉体との間に設けられた仕切板で、燃焼排ガスが蛇行して流れるようなガス通路が形成されるように、すなわち、仕切板４０は燃焼排ガス整流用バッフルの役目を果たすべく設けられたものである。４１は燃料と空気の導入口、４２は空気の導入口である。４３は乾燥汚泥を貯留するホッパー、４４は乾燥汚泥の切り出しスクリュー、４５は冷却器、４６は水蒸気および還元ガスの排出口、４７は活性炭化物の排出口である。 For example, as an activated carbide manufacturing apparatus, as shown in FIG. 2, a device in which a two-stage screw conveyor of an upper screw conveyor 38 and a lower screw conveyor 39 is installed in the carbonization furnace 22 is used. Can do. Reference numeral 40 denotes a partition plate provided between the screw conveyor 38 or 39 and the furnace body of the carbonization furnace 22, so that a gas passage through which the combustion exhaust gas flows meanderingly is formed. It is provided to fulfill the role of a baffle for exhaust gas rectification. 41 is an inlet for fuel and air, and 42 is an inlet for air. 43 is a hopper for storing dried sludge, 44 is a dry sludge cutting screw, 45 is a cooler, 46 is an outlet for water vapor and reducing gas, and 47 is an outlet for activated carbide.

以上のように構成される活性炭化物製造装置によれば、上段のスクリューコンベヤ３８の略前半部が主として乾燥ゾーン、上段のスクリューコンベヤ３８の略後半部および下段のスクリューコンベヤ３９の略前半部が主として乾留炭化ゾーン、下段のスクリューコンベヤ３９の略後半部が主として賦活ゾーンとなるように構成されており、乾燥汚泥貯留ホッパー４３から炉内に供給された汚泥は乾燥ゾーンで乾燥され、次いで、乾留炭化ゾーンで炭化され、乾燥ゾーンで発生した水蒸気および乾留炭化ゾーンで発生したＣＯ、ＣＨ₄、Ｈ₂等の還元ガスを炭化物とともに賦活ゾーンに導入して接触させることにより、炭化物を賦活・活性化するので、吸着力のある活性炭化物を効率よく製造することができる。 According to the activated carbide manufacturing apparatus configured as described above, the substantially first half of the upper screw conveyor 38 is mainly the drying zone, the substantially latter half of the upper screw conveyor 38 and the substantially first half of the lower screw conveyor 39 are mainly. The carbonization zone and the lower half of the lower screw conveyor 39 are mainly configured as an activation zone. The sludge supplied from the dry sludge storage hopper 43 into the furnace is dried in the drying zone, and then carbonized. Carbide is activated and activated by carbonized in the zone and introduced into and brought into contact with the activated gas such as water vapor generated in the drying zone and reducing gas such as CO, CH ₄ , H ₂ generated in the dry distillation carbonized zone. Therefore, an activated carbide having adsorptive power can be produced efficiently.

かくして、炭化炉２２で製造された活性炭化物は排出口４７から排出されて冷却器４５で冷却されて、製品活性炭化物を得ることができる。 Thus, the activated carbide produced in the carbonization furnace 22 is discharged from the discharge port 47 and cooled by the cooler 45 to obtain product activated carbide.

このようにして得られる活性炭化物や炭化工程に供する前の乾燥汚泥は、例えば、発電所もしくは事業用ボイラの燃料、製鉄所または製鋼所での燃料もしくは保温材、セメント工場での原燃料、緑農地での土壌改良材もしくは土質改良材もしくはコンポスト副資材などに利用することができる。このように、本発明によれば、汚泥から得られた乾燥汚泥や炭化物を化石燃料の代替として利用したり、副資材等として利用することにより、地球温暖化の防止に貢献するとともに循環型社会の形成に貢献できる。
（８）余剰の消化ガス（バイオガス）による発電
消化槽１６から排出されてガス精製装置１８ａおよび貯留設備１８ｂへ送られたバイオガスの一部は経路２１を経て炭化炉２２へ供給され、余剰のバイオガスは経路１９を経て発電機２０へ供給される。発電機２０としては、ガスエンジン発電機またはガスタービン発電機を用いることができる。この発電機で得られた電力により、下水処理場内で必要とされる電力の一部または全部を賄うことができる。また、発電機２０に代えて燃料電池を用いることもできる。
（Ｂ）実際の下水処理場に本実施例１の装置を適用した場合の処理能力の評価
中規模の下水処理場において現実的に収集可能な有機性廃棄物（ここでは、生ゴミ）を投入した場合について熱計算を行ったので、その結果を説明する。以下に説明する内容は一例であって、下水処理場の規模や受け入れる有機性廃棄物の種類や量によって結果が異なることは、言うまでもない。 The activated carbide obtained in this way and the dried sludge before being used in the carbonization process are, for example, fuel for power plants or business boilers, fuel or heat insulation at steelworks or steelworks, raw fuel at cement plants, green It can be used as soil improvement material, soil quality improvement material or compost sub-material in farmland. As described above, according to the present invention, dry sludge and carbide obtained from sludge can be used as a substitute for fossil fuel, or used as a secondary material, thereby contributing to prevention of global warming and recycling society. Can contribute to the formation of
(8) Power generation by surplus digestion gas (biogas) A part of the biogas discharged from the digestion tank 16 and sent to the gas purifier 18a and the storage facility 18b is supplied to the carbonization furnace 22 via the path 21, and surplus The biogas is supplied to the generator 20 via the path 19. As the generator 20, a gas engine generator or a gas turbine generator can be used. The electric power obtained by this generator can cover part or all of the electric power required in the sewage treatment plant. Further, a fuel cell can be used in place of the generator 20.
(B) Evaluation of treatment capacity when the apparatus of Example 1 is applied to an actual sewage treatment plant Input organic waste (here, garbage) that can be collected in a medium-scale sewage treatment plant The thermal calculation was performed for the case, and the result will be described. The content described below is an example, and it goes without saying that the results differ depending on the size of the sewage treatment plant and the type and amount of organic waste to be accepted.

本実施例１および後記する各実施例ならびに各比較例における共通の試算条件は、下記のとおりである。 Common trial calculation conditions in the first embodiment and each of the examples and comparative examples described later are as follows.

下水処理場の処理量は３００００ｍ³／日、濃縮汚泥の発生量は２００トン／日、濃縮汚泥の固形物濃度は２．９重量％、濃縮汚泥の有機物濃度は８２重量％（対固形物量）、濃縮汚泥の消化槽での有機物分解率は５５％、濃縮汚泥の消化槽での消化ガス発生量は９００Ｎｍ³／トン（分解有機物量より求めると、２３５４Ｎｍ³／日）、この消化ガス中のメタン濃度は６２％、有機性廃棄物の異物混入量は１０重量％、異物除去後の有機性廃棄物の固形物濃度は１５重量％、異物除去後の有機性廃棄物の有機物濃度は９２重量％（対固形物量）、異物除去後の有機性廃棄物の消化槽での消化ガス発生量は８１０Ｎｍ³／トン（分解有機物量より求めると、１２７０Ｎｍ³／日）、この消化ガス中のメタン濃度は５８％、消化汚泥の含水率は８２．０重量％、下水汚泥由来の消化汚泥脱水汚泥量は１７．２トン／日、有機性廃棄物由来の消化汚泥脱水汚泥量は２．９トン／日、有機性廃棄物の受け入れ量は１５トン／日、他の下水処理場の脱水汚泥受け入れ量は５０トン／日である。 The amount of sewage treatment plant treated is 30000 m ³ / day, the amount of concentrated sludge generated is 200 tons / day, the solid concentration of concentrated sludge is 2.9% by weight, and the organic matter concentration of concentrated sludge is 82% by weight (based on the amount of solids) The organic matter decomposition rate in the digestion tank of concentrated sludge is 55%, and the amount of digestion gas generated in the digestion tank of concentrated sludge is 900 Nm ³ / ton (2354 Nm ³ / day when calculated from the amount of decomposed organic matter). The methane concentration is 62%, the amount of foreign matter mixed in the organic waste is 10% by weight, the solid matter concentration of the organic waste after removing the foreign matter is 15% by weight, and the organic matter concentration of the organic waste after removing the foreign matter is 92% by weight. % (With respect to the amount of solid matter), the amount of digestion gas generated in the digester of the organic waste after removing foreign substances is 810 Nm ³ / ton (1270 Nm ³ / day when calculated from the amount of decomposed organic matter), the methane concentration in this digestion gas 58%, the moisture content of digested sludge is 2.0% by weight, the amount of dewatered sludge derived from sewage sludge is 17.2 tons / day, the amount of dewatered sludge derived from organic waste is 2.9 tons / day, and the amount of organic waste received is 15 tons / day, the amount of dewatered sludge received by other sewage treatment plants is 50 tons / day.

そして、以下の表１に示すような処理能力の試算結果を得た。 And the trial calculation result of the processing capability as shown in the following Table 1 was obtained.

〔比較例１〕
比較のために、図７に示すように、図１の装置から、破砕選別機５と可溶化・酸発酵槽８をなくし、発電機２０に代えてボイラ７１を有する汚泥の再資源化装置について、上記試算条件に基づいて、以下の表２に示すような処理能力の試算結果を得た。重複説明を避けるため、図７において実施例１と同じ構成要素には同一参照番号を付してその説明を省略する。 [Comparative Example 1]
For comparison, as shown in FIG. 7, a sludge recycling apparatus that eliminates the crushing and sorting machine 5 and the solubilizing / acid fermentation tank 8 from the apparatus of FIG. 1 and has a boiler 71 instead of the generator 20. Based on the above trial calculation conditions, the trial calculation results of the processing capacity as shown in Table 2 below were obtained. In FIG. 7, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals in order to avoid redundant description, and the description thereof is omitted.

《実施例１の装置》
表１と表２を比較すると明かなように、実施例１の装置は有機性廃棄物の受け入れと、乾燥機排ガスの凝縮熱を利用して汚泥を加温するので、以下のような利点を享受できる。
（１）発電
炭化炉の燃焼に必要なガスを除いて大量の余剰消化ガスが発生するので、これを用いて発電できる。この電力（１４９ｋＷ）を用いれば、下水処理場内で必要とされる電力の一部または全部を賄うことができる。
（２）高温発酵
消化槽における発酵は、中温菌による発酵と高温菌による発酵のいずれでもよいが、高温菌による発酵の場合、病原性菌や雑菌が死滅し、比較的発酵速度が速いため、発酵効率も良いという点で、中温発酵に比べて有利である。実施例１の装置によれば、高温発酵（５５℃）もできるように汚泥を加温することができるという効果が期待できる。
（３）有機性廃棄物の受け入れ収入
有機性廃棄物の処理には一定の費用が必要なため、これを受け入れて処理することにより、有機性廃棄物の受け入れ費用を獲得することができる。
《比較例１の装置》
一方、表２に明かなように、比較例１の装置では、炭化炉の燃焼とボイラの燃焼に必要なガスを除いた後の余剰のガスからは、僅かに０．９ＧＪ(キ゛カ゛シ゛ュール)／日の熱量しか得られない。この程度の熱量では有効な用途もないので、大気中に放散せざるを得ない。実施例１と比較例１との間でこのように余剰ガス量に大きな差が発生した理由は、比較例１は、有機性廃棄物の受け入れがないので消化ガス量の発生量が少なく、その上、乾燥機排ガスの凝縮熱を利用するという構成がないため、汚泥を加温するためのボイラの燃料が必要であるという理由によるものである。しかも、ボイラの燃焼熱では、中温菌による発酵に適した温度（３７℃）にしか汚泥を加温することができない。
［実施例２−１］
図３は本発明の汚泥の再資源化装置として好適な別の実施例の概略構成図である。この実施例２−１は、炭化炉２２がなく、消化ガスを燃焼させる炉としてガス燃焼炉５１を有する点が実施例１と異なる。重複説明を避けるため、図３において実施例１と同じ構成要素には同一参照番号を付してその説明を省略する。 << Device of Example 1 >>
As is clear when Table 1 and Table 2 are compared, the apparatus of Example 1 warms sludge using the acceptance of organic waste and the condensation heat of the dryer exhaust gas, and has the following advantages. You can enjoy it.
(1) Power generation Since a large amount of surplus digestion gas is generated except for the gas required for combustion in the carbonization furnace, power can be generated using this. If this electric power (149 kW) is used, part or all of the electric power required in the sewage treatment plant can be covered.
(2) High-temperature fermentation Fermentation in the digestion tank may be either fermentation by mesophilic bacteria or fermentation by thermophilic bacteria, but in the case of fermentation by thermophilic bacteria, pathogenic bacteria and miscellaneous bacteria are killed, and the fermentation rate is relatively fast. It is advantageous over medium temperature fermentation in that the fermentation efficiency is also good. According to the apparatus of Example 1, the effect that a sludge can be heated so that high temperature fermentation (55 degreeC) can also be anticipated.
(3) Receiving income of organic waste Since certain costs are required for processing organic waste, receiving it and processing it enables us to acquire the receiving cost of organic waste.
<< Device of Comparative Example 1 >>
On the other hand, as is apparent from Table 2, in the apparatus of Comparative Example 1, the excess gas after removing the gas necessary for the combustion of the carbonization furnace and the combustion of the boiler is only 0.9 GJ (gauge) / Only the amount of heat of the day can be obtained. Since there is no effective use with this amount of heat, it must be dissipated into the atmosphere. The reason for the large difference in the amount of surplus gas between Example 1 and Comparative Example 1 is that Comparative Example 1 has a small amount of digestion gas generated because it does not accept organic waste. Furthermore, because there is no configuration that uses the condensation heat of the dryer exhaust gas, it is because a boiler fuel for heating sludge is necessary. Moreover, with the combustion heat of the boiler, sludge can only be heated to a temperature (37 ° C.) suitable for fermentation by mesophilic bacteria.
[Example 2-1]
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of another embodiment suitable as a sludge recycling apparatus of the present invention. Example 2-1 is different from Example 1 in that there is no carbonization furnace 22 and a gas combustion furnace 51 is provided as a furnace for burning digestion gas. In FIG. 3, the same reference numerals are assigned to the same constituent elements as those in the first embodiment in order to avoid redundant description, and the description thereof is omitted.

そして、実際の下水処理場に本実施例２−１の装置を適用した場合について、上記試算条件に基づいて、以下の表３に示すような処理能力の試算結果を得た。 And about the case where the apparatus of this Example 2-1 is applied to an actual sewage treatment plant, the trial calculation result of the processing capacity as shown in the following Table 3 was obtained based on the said trial calculation conditions.

〔比較例２〕
比較のために、図８に示すように、図３の装置から、破砕選別機５と可溶化・酸発酵槽８をなくし、発電機２０に代えてボイラ７１を有する汚泥の再資源化装置について、上記試算条件に基づいて、以下の表４に示すような処理能力の試算結果を得た。重複説明を避けるため、図８において実施例１と同じ構成要素には同一参照番号を付してその説明を省略する。 [Comparative Example 2]
For comparison, as shown in FIG. 8, a sludge recycling apparatus that eliminates the crushing and sorting machine 5 and the solubilization / acid fermentation tank 8 from the apparatus of FIG. Based on the trial calculation conditions, the trial calculation results of the processing capacity as shown in Table 4 below were obtained. In FIG. 8, the same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals in FIG.

《実施例２−１の装置》
表３と表４を比較すると明かなように、実施例２−１の装置は有機性廃棄物の受け入れと、乾燥機排ガスの凝縮熱を利用して汚泥を加温するので、以下のような利点を享受できる。
（１）発電
炭化炉の燃焼に必要なガスを除いて余剰の消化ガスが発生するので、これを用いて発電できる。この電力を用いれば、下水処理場内で必要とされる電力の一部を賄うことができる。
（２）高温発酵
実施例１の装置と同じように、高温発酵（５５℃）もできるように汚泥を加温することができるという効果が期待できる。
（３）有機性廃棄物の受け入れ収入
実施例１の装置と同じように、有機性廃棄物の受け入れ費用を獲得することができる。
（４）補助燃料の不要化
ガス燃焼炉の燃焼のための補助燃料の使用が不要となる。
《比較例２の装置》
一方、表４に明かなように、比較例２の装置では、ガス燃焼炉の燃焼とボイラの燃焼に必要なガスを除いた後に、余剰のガスは得られない。実施例２−１と比較例２との間でこのように余剰ガスの発生の有無という差が発生した理由は、比較例２は、有機性廃棄物の受け入れがないので消化ガス量の発生量が少なく、その上、乾燥機排ガスの凝縮熱を利用するという構成がないため、汚泥を加温するためのボイラの燃焼が必要であるという理由によるものである。しかも、ガス燃焼炉の燃焼のために消化ガスの保有熱量だけでは賄うことができないため、大量の補助燃料が必要である。さらに、ボイラの燃焼熱では、中温菌による発酵に適した温度（３７℃）にしか汚泥を加温することができない。
［実施例２−２］
図４は本発明の汚泥の再資源化装置として好適な別の実施例の概略構成図である。この実施例２−２は実施例２−１と同じように、炭化炉２２がなく、消化ガスを燃焼させる炉としてガス燃焼炉５１を有する点が実施例１と異なる。さらに、実施例２−２では、熱交換器２８においてガス燃焼炉５１で生成する高温の燃焼生成ガスと循環ループ２９ａを循環するガスとを熱交換することによって得られる高温のガスが乾燥機２６へ供給されるのではなくガス燃焼炉５１へ返送され、ガス燃焼炉５１の燃焼生成ガスが直接乾燥機２６へ供給される点が実施例２−１と異なる。重複説明を避けるため、図４において実施例１と同じ構成要素には同一参照番号を付してその説明を省略する。
［実施例３］
図５は本発明の汚泥の再資源化装置として好適なさらに別の実施例の概略構成図である。この実施例３は他の下水処理場の脱水汚泥を受け入れる場合を示し、実施例１と異なり、発電機２０を有しない。経路６１は他の下水処理場の脱水汚泥の受け入れ経路を示し、経路６２は灯油または重油など化石燃料からなる補助燃料の受け入れ経路を示す。重複説明を避けるため、図５において実施例１と同じ構成要素には同一参照番号を付してその説明を省略する。 << Apparatus of Example 2-1 >>
As is clear when Table 3 and Table 4 are compared, the apparatus of Example 2-1 warms sludge using acceptance of organic waste and the condensation heat of the dryer exhaust gas. Benefit from the benefits.
(1) Power generation Excess gas is generated except for the gas required for combustion in the carbonization furnace, and power can be generated using this. If this electric power is used, a part of electric power required in the sewage treatment plant can be covered.
(2) High-temperature fermentation As in the apparatus of Example 1, the effect that the sludge can be heated so that high-temperature fermentation (55 ° C.) can also be expected.
(3) Receiving income of organic waste As with the apparatus of the first embodiment, it is possible to acquire the receiving cost of organic waste.
(4) Elimination of auxiliary fuel Use of auxiliary fuel for combustion in a gas combustion furnace becomes unnecessary.
<< Device of Comparative Example 2 >>
On the other hand, as is apparent from Table 4, in the apparatus of Comparative Example 2, surplus gas cannot be obtained after removing gas necessary for combustion in the gas combustion furnace and combustion in the boiler. The reason why the difference in presence or absence of excess gas is generated between Example 2-1 and Comparative Example 2 is that Comparative Example 2 does not accept organic waste, so the amount of digestion gas generated is This is because the combustion of the boiler for heating the sludge is necessary because there is no configuration that uses the condensation heat of the dryer exhaust gas. In addition, a large amount of auxiliary fuel is required because it cannot be covered by the amount of heat stored in the digestion gas for the combustion of the gas combustion furnace. Furthermore, with the combustion heat of the boiler, the sludge can only be heated to a temperature (37 ° C.) suitable for fermentation by mesophilic bacteria.
[Example 2-2]
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of another embodiment suitable as a sludge recycling apparatus of the present invention. Similar to Example 2-1, Example 2-2 differs from Example 1 in that it does not have a carbonization furnace 22 and has a gas combustion furnace 51 as a furnace for burning digestion gas. Furthermore, in Example 2-2, the high-temperature gas obtained by exchanging heat between the high-temperature combustion product gas generated in the gas combustion furnace 51 and the gas circulating in the circulation loop 29a in the heat exchanger 28 is the dryer 26. Is different from Example 2-1 in that it is returned to the gas combustion furnace 51 instead of being supplied to the gas combustion furnace 51 and the combustion product gas of the gas combustion furnace 51 is supplied directly to the dryer 26. In FIG. 4, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals in order to avoid redundant description, and the description thereof is omitted.
[Example 3]
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of still another embodiment suitable as a sludge recycling apparatus according to the present invention. The third embodiment shows a case where dewatered sludge from another sewage treatment plant is received, and unlike the first embodiment, the generator 20 is not provided. A path 61 indicates a path for receiving dewatered sludge from other sewage treatment plants, and a path 62 indicates a path for receiving auxiliary fuel made of fossil fuel such as kerosene or heavy oil. In FIG. 5, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals in FIG.

そして、実際の下水処理場に本実施例３の装置を適用した場合について、上記試算条件に基づいて、以下の表５に示すような処理能力の試算結果を得た。 And about the case where the apparatus of the present Example 3 is applied to an actual sewage treatment plant, the trial calculation result of the processing capacity as shown in the following Table 5 was obtained based on the above trial calculation conditions.

〔比較例３〕
比較のために、図９に示すように、図５の装置から、破砕選別機５と可溶化・酸発酵槽８をなくし、ボイラ７１を有する汚泥の再資源化装置について、上記試算条件に基づいて、以下の表６に示すような処理能力の試算結果を得た。重複説明を避けるため、図９において実施例１と同じ構成要素には同一参照番号を付してその説明を省略する。 [Comparative Example 3]
For comparison, as shown in FIG. 9, the sludge recycling apparatus having the boiler 71, which eliminates the crushing and sorting machine 5 and the solubilizing / acid fermentation tank 8 from the apparatus of FIG. As a result, the calculation results of the processing capacity as shown in Table 6 below were obtained. In FIG. 9, the same reference numerals are assigned to the same constituent elements as those in the first embodiment in order to avoid redundant description, and the description thereof is omitted.

《実施例３の装置》
表５と表６を比較すると明かなように、実施例３の装置は有機性廃棄物の受け入れと、乾燥機排ガスの凝縮熱を利用して汚泥を加温するので、以下のような利点を享受できる。
（１）補助燃料の低減
消化ガスの生成量が多いので、炭化炉の燃焼のための補助燃料を比較例３の約半分に低減することができる。
（２）高温発酵
実施例１および実施例２−１の装置と同じように、高温発酵（５５℃）もできるように汚泥を加温することができるという効果が期待できる。
（３）有機性廃棄物の受け入れ収入
実施例１および実施例２−１の装置と同じように、有機性廃棄物の受け入れ費用を獲得することができる。
《比較例３の装置》
一方、表６に明かなように、比較例３の装置では、有機性廃棄物の受け入れがないので消化ガス量の発生量が少なく、その上、乾燥機排ガスの凝縮熱を利用するという構成がないため、炭化炉の燃焼のために消化ガスの保有熱量だけでは賄うことができないので、大量の補助燃料が必要である。さらに、ボイラの燃焼熱では、中温菌による発酵に適した温度（３７℃）にしか汚泥を加温することができない。
［実施例４］
図６は本発明の汚泥の再資源化装置として好適なさらに別の実施例の概略構成図である。この実施例４は実施例３と同じように、他の下水処理場の脱水汚泥を受け入れる場合を示す。また、発電機２０と炭化炉２２がなく、消化ガスを燃焼させる炉としてガス燃焼炉５１を有する点が実施例１と異なる。重複説明を避けるため、図６において実施例１と同じ構成要素には同一参照番号を付してその説明を省略する。 << Device of Example 3 >>
As is clear from comparison between Table 5 and Table 6, the apparatus of Example 3 warms sludge using the acceptance of organic waste and the condensation heat of the dryer exhaust gas, and therefore has the following advantages. You can enjoy it.
(1) Reduction of auxiliary fuel Since the amount of digestion gas produced is large, the auxiliary fuel for combustion in the carbonization furnace can be reduced to about half that of Comparative Example 3.
(2) High-temperature fermentation As in the apparatuses of Example 1 and Example 2-1, the effect that the sludge can be heated so that high-temperature fermentation (55 ° C.) can also be expected.
(3) Receiving income of organic waste In the same manner as the apparatus of Example 1 and Example 2-1, it is possible to acquire the receiving cost of organic waste.
<< Device of Comparative Example 3 >>
On the other hand, as is apparent from Table 6, the apparatus of Comparative Example 3 has a configuration in which the generation amount of digestion gas is small because organic waste is not received, and the condensation heat of the dryer exhaust gas is used. For this reason, a large amount of auxiliary fuel is required because the heat of digestion gas cannot be provided for combustion of the carbonization furnace alone. Furthermore, with the combustion heat of the boiler, the sludge can only be heated to a temperature (37 ° C.) suitable for fermentation by mesophilic bacteria.
[Example 4]
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of still another embodiment suitable as a sludge recycling apparatus of the present invention. As in Example 3, Example 4 shows a case where dewatered sludge from other sewage treatment plants is received. Moreover, the point which has the generator 20 and the carbonization furnace 22, and has the gas combustion furnace 51 as a furnace which burns digestion gas differs from Example 1. FIG. In FIG. 6, the same reference numerals are assigned to the same constituent elements as those in the first embodiment in order to avoid redundant description, and the description thereof is omitted.

そして、実際の下水処理場に本実施例４の装置を適用した場合について、上記試算条件に基づいて、以下の表７に示すような処理能力の試算結果を得た。 And about the case where the apparatus of this Example 4 is applied to an actual sewage treatment plant, based on the said trial calculation conditions, the trial calculation result of the processing capacity as shown in the following Table 7 was obtained.

〔比較例４〕
比較のために、図１０に示すように、図６の装置から、破砕選別機５と可溶化・酸発酵槽８をなくし、ボイラ７１を有する汚泥の再資源化装置について、上記試算条件に基づいて、以下の表８に示すような処理能力の試算結果を得た。重複説明を避けるため、図１０において実施例１と同じ構成要素には同一参照番号を付してその説明を省略する。 [Comparative Example 4]
For comparison, as shown in FIG. 10, the sludge recycling apparatus having the boiler 71, which eliminates the crushing and sorting machine 5 and the solubilization / acid fermentation tank 8 from the apparatus of FIG. As a result, the calculation results of the processing capacity as shown in Table 8 below were obtained. In FIG. 10, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals in FIG.

《実施例４の装置》
表７と表８を比較すると明かなように、実施例４の装置は有機性廃棄物の受け入れと、乾燥機排ガスの凝縮熱を利用して汚泥を加温するので、以下のような利点を享受できる。
（１）補助燃料の低減
消化ガスの生成量が多いので、ガス燃焼炉の燃焼のための補助燃料を比較例４の約８０％に低減することができる。
（２）高温発酵
実施例１、実施例２−１および実施例３の装置と同じように、高温発酵（５５℃）もできるように汚泥を加温することができるという効果が期待できる。
（３）有機性廃棄物の受け入れ収入
実施例１、実施例２−１および実施例３の装置と同じように、有機性廃棄物の受け入れ費用を獲得することができる。
《比較例４の装置》
一方、表８に明かなように、比較例４の装置では、有機性廃棄物の受け入れがないので消化ガス量の発生量が少なく、その上、乾燥機排ガスの凝縮熱を利用するという構成がないため、ガス燃焼炉の燃焼のために消化ガスの保有熱量だけでは賄うことができないので、大量の補助燃料が必要である。さらに、ボイラの燃焼熱では、中温菌による発酵に適した温度（３７℃）にしか汚泥を加温することができない。 << Device of Example 4 >>
As is clear from comparison between Table 7 and Table 8, the apparatus of Example 4 warms sludge by accepting organic waste and condensing heat from the exhaust gas of the dryer. You can enjoy it.
(1) Reduction of auxiliary fuel Since a large amount of digestion gas is produced, the auxiliary fuel for combustion in the gas combustion furnace can be reduced to about 80% of that of Comparative Example 4.
(2) High-temperature fermentation As in the apparatus of Example 1, Example 2-1 and Example 3, the effect that sludge can be heated so that high-temperature fermentation (55 ° C.) can also be expected.
(3) Receiving income of organic waste In the same manner as the apparatus of Example 1, Example 2-1, and Example 3, the receiving cost of organic waste can be obtained.
<< Device of Comparative Example 4 >>
On the other hand, as is apparent from Table 8, the apparatus of Comparative Example 4 has a configuration in which the amount of digestion gas generated is small because no organic waste is received, and in addition, the heat of condensation of the dryer exhaust gas is used. For this reason, a large amount of auxiliary fuel is required because it cannot be covered by the amount of heat stored in the digestion gas for the combustion of the gas combustion furnace. Furthermore, with the combustion heat of the boiler, the sludge can only be heated to a temperature (37 ° C.) suitable for fermentation by mesophilic bacteria.

本発明は以上のように構成されているので、下水処理場などで発生する汚泥から、工業的に有用な資源を経済的な方法で製造することができるとともに、地球温暖化防止と循環型社会の形成に貢献することができる画期的な発明である。 Since the present invention is configured as described above, industrially useful resources can be produced from sludge generated at a sewage treatment plant and the like in an economical manner, while preventing global warming and recycling society. It is an epoch-making invention that can contribute to the formation of

本発明の汚泥の再資源化装置の実施例１の概略構成図である。It is a schematic block diagram of Example 1 of the sludge recycling apparatus of this invention. 活性炭化物の製造装置の概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of the manufacturing apparatus of activated carbide. 本発明の汚泥の再資源化装置の実施例２−１の概略構成図である。It is a schematic block diagram of Example 2-1 of the sludge recycling apparatus of this invention. 本発明の汚泥の再資源化装置の実施例２−２の概略構成図である。It is a schematic block diagram of Example 2-2 of the sludge recycling apparatus of this invention. 本発明の汚泥の再資源化装置の実施例３の概略構成図である。It is a schematic block diagram of Example 3 of the sludge recycling apparatus of this invention. 本発明の汚泥の再資源化装置の実施例４の概略構成図である。It is a schematic block diagram of Example 4 of the sludge recycling apparatus of this invention. 本発明の汚泥の再資源化装置の実施例１に対応する比較例１の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the comparative example 1 corresponding to Example 1 of the sludge recycling apparatus of this invention. 本発明の汚泥の再資源化装置の実施例２−１に対応する比較例２の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the comparative example 2 corresponding to Example 2-1 of the sludge recycling apparatus of this invention. 本発明の汚泥の再資源化装置の実施例３に対応する比較例３の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the comparative example 3 corresponding to Example 3 of the sludge recycling apparatus of this invention. 本発明の汚泥の再資源化装置の実施例４に対応する比較例４の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the comparative example 4 corresponding to Example 4 of the recycling apparatus of the sludge of this invention. 従来の汚泥の燃料化装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the conventional sludge fuelization apparatus. 従来の食品廃棄物等循環資源のリサイクルシステムを示す図である。It is a figure which shows the conventional recycling system of circulating resources, such as food waste.

Explanation of symbols

１水処理設備
５破砕選別機
６経路
８可溶化・酸発酵槽
９加温塔
１０除湿塔
１１第二ガス供給経路
１６消化槽
１８ａガス精製装置
１８ｂ貯留設備
２０発電機
２２炭化炉
２４脱水機
２６乾燥機
２８熱交換器
３６第一ガス供給経路
３８上段のスクリューコンベヤ
３９下段のスクリューコンベヤ
４０仕切板
４１燃料と空気の導入口
４２空気の導入口
４３乾燥汚泥貯留ホッパー
４４乾燥汚泥の切り出しスクリュー
４５冷却器
４６水蒸気および還元ガスの排出口
４７活性炭化物排出口
５１ガス燃焼炉
６１他の下水処理場の脱水汚泥の受け入れ経路
６２補助燃料の受け入れ経路
７１ボイラ
８１下水汚泥
８２脱水機
８３乾燥炉
８４炭化炉
８５燃焼炉
８６汚泥焼却炉
８７排ガス処理装置
８９炭化物
９１採取池
９２最初沈澱池
９３エアレーションタンク
９４最終沈澱池
９５汚泥濃縮槽
９６脱水装置
９７遠心分離装置
９８食品廃棄物
９９粉砕フィーダー
１００スラリータンク
１０２粉砕機
１０３バイオリアクター
１０４ガスホルダー
１０５ガスエンジン
１０６汚泥乾燥機 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Water treatment equipment 5 Crushing and sorting machine 6 Path | route 8 Solubilization / acid fermentation tank 9 Heating tower 10 Dehumidification tower 11 2nd gas supply path 16 Digestion tank 18a Gas purification apparatus 18b Storage equipment 20 Generator 22 Carbonization furnace 24 Dehydrator 26 Dryer 28 Heat exchanger 36 First gas supply path 38 Upper screw conveyor 39 Lower screw conveyor 40 Partition plate 41 Fuel and air inlet 42 Air inlet 43 Dry sludge storage hopper 44 Dry sludge cutting screw 45 Cooling Unit 46 Steam and reducing gas discharge port 47 Activated carbide discharge port 51 Gas combustion furnace 61 Dewatered sludge receiving route of other sewage treatment plants 62 Auxiliary fuel receiving route 71 Boiler 81 Sewage sludge 82 Dehydrator 83 Drying furnace 84 Carbonizing furnace 85 Combustion furnace 86 Sludge incinerator 87 Exhaust gas treatment device 89 Carbide 91 Extraction Pond 92 first sedimentation basin 93 aeration tank 94 final sedimentation tank 95 the sludge concentration tank 96 dehydrator 97 centrifuge 98 food waste 99 milled feeder 100 slurry tank 102 crusher 103 bioreactor 104 gas holder 105 gas engine 106 Sludge dryer

Claims

Digestion process to produce digestion gas by methane fermentation of sludge, dehydration process to dehydrate the digested sludge that has generated digestion gas, drying process to dry the dewatered sludge after dehydration, and burning the digestion gas In a method for recycling sludge having a combustion process that generates combustion product gas, a high-temperature gas for drying treatment is obtained using the retained heat of the combustion product gas generated in the combustion process and used for the drying process. This is sludge that is heated in the sludge by direct or indirect contact with the high-temperature gas after it has been added and organic waste is added to the heated sludge. A method for recycling sludge, characterized by being.

The method for recycling sludge according to claim 1, further comprising a carbonization step of carbonizing the dried sludge following the drying step.

The sludge recycling method according to claim 1 or 2, wherein the sludge is sewage sludge derived from a sewage treatment plant.

4. The sludge recycle according to claim 1, further comprising a power generation step of generating power using a heat source of digestion gas in a route different from the route leading to the dehydration step after the digestion step. Recycling method.

Digestion tank that produces digestion gas by methane fermentation of sludge, dehydrator that dehydrates digested sludge that produced digestion gas, dryer that dehydrates dehydrated sludge after dehydration, and burns the digestion gas In an apparatus for recycling sludge having a combustion furnace for generating combustion product gas, an organic waste supply path for supplying organic waste to the digester and holding of the combustion product gas generated in the combustion furnace To heat sludge by direct or indirect contact with the first gas supply path for supplying high-temperature gas obtained by utilizing heat to the dryer and the gas discharged from the dryer An organic waste having a second gas supply path for supplying the dryer exhaust gas, and supplied to the sludge heated by the dryer exhaust gas supplied via the second gas supply path via the organic waste supply path Add this Recycling apparatus of sludge, characterized in that the machine wastes containing sludge is sludge supplied to the digester.

6. The sludge recycling apparatus according to claim 5, wherein the combustion furnace is a carbonization furnace that carbonizes the dried sludge following the dryer.

The sludge recycling apparatus according to claim 6, wherein the carbonization furnace is an activated carbide production furnace.

6. A water treatment facility that receives sewage and separates it into treated water and sewage sludge, has a sewage sludge supply path from the water treatment facility to a digestion tank, and uses the sewage sludge as sludge. , 6 or 7 sludge recycling apparatus.

The first gas supply path and the second gas supply path form part or all of a gas circulation loop, the gas circulation loop has a heat exchanger, and the combustion product gas generated in the combustion furnace in the heat exchanger The sludge recycling apparatus according to claim 5, 6, 7, or 8, wherein a high-temperature gas flowing through the first gas supply path is obtained by exchanging heat between the gas circulating in the gas circulation loop and the gas circulating in the gas circulation loop. .

It has a pre-treatment facility consisting of a crushing and sorting machine and a solubilization / acid fermentation tank in the organic waste supply path, and it is also discharged from the dryer to the sewage sludge supply path from the water treatment facility to the solubilization / acid fermentation tank. A heating facility for heating the sewage sludge supplied to the solubilization / acid fermentation tank by directly or indirectly contacting the sewage sludge supplied to the solubilization / acid fermentation tank The sludge recycling apparatus according to claim 8 or 9, characterized by the above.

The gas circulation loop has a heating facility and a dehumidification facility following this heating facility, and a gas circulation loop is formed that returns from the combustion furnace to the combustion furnace through the dryer, heating facility, and dehumidification facility. The sludge recycling apparatus according to claim 10, wherein the apparatus is a sludge recycling apparatus.

12. The sludge according to claim 10 or 11, comprising a sludge extraction route from the digester to the heating facility and a supply route for sewage sludge from the water treatment facility to the digester without going through the heating facility. Recycling equipment.

13. The sludge according to claim 10, 11 or 12, characterized by having a sludge supply path for supplying a part of the sewage sludge heated by the heating equipment to the digester without passing through the solubilizing / acid fermentation tank. Recycling equipment.

A generator for generating electricity using a heat source of digestion gas is provided in a path different from the path leading to the dehydrator after the digestion tank, 6, 7, 8, 8, The sludge recycling apparatus according to 9, 10, 11, 12, or 13.