JP2009101276A - 汚泥乾燥装置及び汚泥乾燥方法 - Google Patents

Abstract

【課題】天日により、汚泥を効率的に乾燥することができる汚泥乾燥装置及び汚泥乾燥方法を提供する。
【解決手段】太陽光が透過するように構成された乾燥室１０内に、汚泥を載置して乾燥させる汚泥載置部１１と、この汚泥載置部１１に汚泥を供給する汚泥供給手段１２と、乾燥室１０内で送風を行う送風手段１４と、乾燥された汚泥を汚泥載置部１１から受け取って乾燥室外に搬送する汚泥排出手段１５とを備え、送風手段１４は、汚泥載置部１１の汚泥載置面１１ａに平行な流れの空気を送風するように構成されている汚泥乾燥装置を用いる。
【選択図】図１

Description

本発明は、天日により汚泥を乾燥させる汚泥乾燥装置及び汚泥乾燥方法に関する。

天日を利用した乾燥方法は、資源などの消費量を大幅に低減できるので、経済的に優れるといった利点がある。

天日を利用した汚泥の乾燥は、従来より、図１１に示すような、コンクリート槽１の傾斜底部側に形成された砂利層２と、この砂利層２の上側に形成された粗砂層３とにより構成される排水層４を備える天日乾燥床を用いて行っている。天日乾燥床の排水層４上面に汚泥を供給された該汚泥中の水分は、排水層４で濾し取られると共に、天日により蒸発させ、汚泥を乾燥している。なお、排水層４で濾し取られた水分は、排水路５から系外へ排水される。そして、乾燥後は、汚泥を排水層４上面から掻き取って乾燥汚泥を回収している。

しかしながら、天日乾燥は、乾燥効率が悪く、乾燥までに長時間要するものであった。そのため、天日乾燥床として大型なものや、大量に使用する必要があり、設置スペースに広大な敷地面積が必要となる問題があった。

天日乾燥による汚泥の乾燥効率を向上させるにあたり、例えば下記特許文献１には、被乾燥物をネットコンベア装置に載せて極低速搬送させる間に、送風と天日により乾燥させる装置であって、少なくとも天井壁部と、南面となる側壁部とが金属板で構成され、前記ネットコンベア装置を、ほぼ密閉状態で覆うための乾燥ボックスと、前記ネットコンベア装置における搬送ネットの上方走行部の上下に配設され、該ネットコンベア装置によって搬送される被乾燥物に上下気流を送るための各送風ファンと、前記各送風ファンから送られ、被乾燥物に当たって反転する気流を両側方に流出させるための上部遮蔽板とを備え、前記ネットコンベア装置に載せられた被乾燥物に当たり、前記上部遮蔽板によって、その両側方に流出した気流が、乾燥ボックスの各壁部と接触する間に熱交換しながら循環気流を生じさせ、前記循環気流を再度、上下の各送風ファンの気流に取り入れて乾燥を行うことを特徴とする乾燥装置が開示されている。
特開２００２−３３３２７１号公報

汚泥の表面付近は、汚泥から蒸発した水分によって湿気がこもりやすい。湿気が汚泥近傍に滞留している状態が長期間続くと、汚泥の乾燥効率が低下する。

上記特許文献１に開示された乾燥装置は、乾燥ボックスを構成する各壁部の内側近傍に存する空気を、天日の伝導伝熱によって加温し、この加温された空気を汚泥に吹き付けて乾燥するというものである。しかしながら、上記特許文献１では、乾燥ボックス内の空気を循環して吹き付けるようにしているので、汚泥に吹き付ける空気は、徐々に湿気が多くなり、乾燥効率が経時低下し易かった。また、上記特許文献１には、汚泥表面付近から湿気を流去して、汚泥の乾燥効率を向上させるといった技術的思想については何ら開示されていない。

よって、本発明の目的は、天日により、汚泥を効率的に乾燥することができる汚泥乾燥装置及び汚泥乾燥方法を提供することである。

上記目的を達成するため、本発明の汚泥乾燥装置は、太陽光が透過するように構成された乾燥室内に、汚泥を載置して乾燥させる汚泥載置部と、この汚泥載置部に汚泥を供給する汚泥供給手段と、前記乾燥室内で送風を行う送風手段と、乾燥された汚泥を前記汚泥載置部から受け取って乾燥室外に搬送する汚泥排出手段とを備え、前記送風手段は、前記汚泥載置部の汚泥載置面に平行な流れの空気を送風するように構成されていることを特徴とする。

本発明の汚泥乾燥装置によれば、乾燥室内の汚泥載置部に載置された汚泥は、太陽光による直射や、太陽光によって乾燥室内の空気が加温されることによって乾燥が行われる。そして、送風手段によって、汚泥載置部の汚泥載置面に平行な流れの空気を乾燥室内に送風するので、汚泥から蒸発した湿気は、汚泥の近傍から流去される。このため、汚泥の近傍には湿気がこもりにくくなり、汚泥を速やかに乾燥することができる。

本発明の汚泥乾燥装置の前記汚泥載置部は、前記乾燥室内に設定された循環経路に沿って移動するように構成されていることが好ましい。この態様によれば、汚泥を連続して乾燥することができる。

本発明の汚泥乾燥装置の前記汚泥載置部の汚泥載置面は、通気性を有する構造とされていることが好ましい。この態様によれば、汚泥中の水分が、汚泥載置面側からも蒸散するので、乾燥時間をより短縮できる。

本発明の汚泥乾燥装置の前記送風手段は、前記汚泥載置部の汚泥載置面に平行な流れで、かつ、載置された汚泥の上面及び／又は下面に沿って風の流れを形成するように構成されていることが好ましい。この態様によれば、汚泥載置部に載置された汚泥近傍に湿気がよりこもりにくくなる。

一方、本発明の汚泥乾燥方法は、通気性を有する底面を有する汚泥載置部に、廃棄すべき汚泥を所定の厚さとなるように載置して、太陽光が当たると共に雨が当たらない環境下に配置し、前記汚泥載置部の汚泥載置面に平行な流れで、かつ、載置された汚泥の上面及び／又は下面に沿って送風することにより、蒸発した湿気を除きつつ乾燥を行うことを特徴とする。

本発明の汚泥乾燥方法によれば、汚泥から蒸発した湿気を汚泥近傍から除きつつ、太陽光の直射や太陽光によって加温された空気によって汚泥の乾燥を行うので、汚泥の乾燥効率が経時低下しにくくなり、汚泥を速やかに乾燥することができる。

本発明の汚泥乾燥方法は、投入する汚泥の含水率と、載置された汚泥に当たる日照状態と、雰囲気温度とを求め、これらの値から汚泥載置部に載置された汚泥の乾燥予測時間を算出し、その乾燥時間に達するまで乾燥を行うか、もしくは、投入する汚泥の含水率と、載置された汚泥に当たる日照状態とを求め、これらの値から所定時間内で乾燥を終了させるのに必要な雰囲気温度を算出し、その雰囲気温度で前記所定時間に達するまで乾燥を行うことが好ましい。

本発明によれば、太陽光の直射や太陽光によって加温された空気で汚泥を乾燥すると共に、汚泥から蒸発した湿気を汚泥近傍から流去するので、汚泥近傍に湿気がこもりにくくなり、汚泥を速やかに乾燥することができる。

以下、本発明について、図面を用いて説明する。図１は、本発明の汚泥乾燥装置の第１の実施形態の概略側断面図であり、図２は同汚泥乾燥装置の概略平面断面図である。

乾燥室１０は、乾燥室１０の天井部及び側壁部の少なくとも一方が、透明性を有する部材で構成されているか、少なくとも雨天時を除いて開放できるような開閉機構が設けられており、乾燥室１０内に太陽光を取り入れられるようになっている。

図１，２に示すように、乾燥室１０内には、パレット１１と、汚泥供給装置１２と、コンベア１３と、送風装置１４と、汚泥排出コンベア１５と、温度計１６とが配置されている。また、乾燥室１０の側壁には、通気口１７が設けられている。なお、通気口１７は、乾燥室１０の複数方向にある側壁に設けられていてもよい。

パレット１１は、本発明における、「汚泥を載置して乾燥させる汚泥載置部」である。パレット１１の汚泥載置面は、通気性を有する構造をなしていることが好ましい。

具体的な一例としては、図３に示すように、パレット１１の汚泥載置面１１ａがメッシュ状等の多孔質形状をなしており、パレット１１の底面から脚部１１ｂが伸びてパレット１１が底上げされている構造などが挙げられる。

パレット１１の汚泥載置面１１ａを多孔質形状にする場合、多孔質形状の孔径は、載置した汚泥が通過しない程度であれば特に限定はないが、孔径を大きくすることでパレット１１の底面側から汚泥中の水分が蒸発しやすくなる。また、汚泥載置面１１ａの底面積は、特に限定はないが、設置スペースなどの観点から１〜１０ｍ^２が好ましい。

この実施形態において、パレット１１は、コンベア１３上に、所定間隔をおいて複数配置されている（図面では１２枚）。

コンベア１３のパレット１１のスタート位置Ａの上方には、汚泥供給装置１２が配置されている。汚泥供給装置１２は、本発明における「汚泥載置部に汚泥を供給する汚泥供給手段」であって、乾燥室１０の外部の汚泥供給源３０から、パレット１１に汚泥を供給するように構成されている。そして、汚泥供給源３０と汚泥供給装置１２とを接続する流路に、送泥ポンプ３１と汚泥濃度計３２とが配置されている。

コンベア１３の下方には、乾燥室１０の系外に伸びる汚泥排出コンベア１５が配置されている。

コンベア１３は、乾燥室１０内の内周に沿って水平移動するように乾燥室１０内に設置されている。そして、コンベア１３上に設置されたパレット１１が、汚泥排出コンベア１５の上方位置Ｂに到達した時点でパレット１１を反転し、パレット１１の開口部を汚泥排出コンベア１５側に向けて、パレット１１上の乾燥汚泥を汚泥排出コンベア１５に供給するように制御されている。

乾燥室１０の内側壁には、送風装置１４が配置されている。この送風装置１４は、パレット１１の汚泥載置面に平行な流れの空気を送風するものである。この実施形態において、送風装置１４は、コンベア１３上のパレット１１とほぼ同一平面上に配置されていて、パレット１１の汚泥載置面に平行な流れで、かつ、載置された汚泥の上下面に沿って送風するように構成されている。

送風装置１４としては、ブロア、温風ヒータなどが挙げられるが、温風ヒータなどのような温度調整機能を備えた送風装置を用いることで、冬季等の外気温度が低い場合であっても、乾燥室１０内の温度を一定に維持することができるので、汚泥乾燥を安定して行うことができる。なお、送風装置１４に温度調整機能が設けられていなくても、乾燥室１０内にヒータ等を設置することで同様の効果が得られる。

次に、この汚泥乾燥装置を用いた、本発明の汚泥乾燥方法について説明する。

乾燥対象物である汚泥は、送泥ポンプ３１を作動して汚泥供給装置１２から、コンベア１３のスタート位置Ａ上にある空のパレット１１に、均一の厚さとなるように汚泥を供給する。パレット上に供給する汚泥の厚さは、１００ｍｍ以下が好ましく、１０〜２０ｍｍがより好ましい。パレット上に供給する汚泥の厚みを薄くすることで、汚泥の乾燥効率が向上する。なお、パレット１１上に供給される汚泥濃度は、汚泥の種類などにより異なるが、およそ２〜１５％程度である。

そして、汚泥の供給されたパレット１１は、コンベア１３の経路に沿って移動し、太陽光をパレット１１上の汚泥に照射させつつ、送風装置１４からパレット１１の汚泥載置面に平行な流れで、かつ、載置された汚泥の上下面に沿って送風を行って、汚泥から蒸発した湿気を除きながら乾燥を行う。なお、送風装置１４からの送風によって流去した湿気を含む空気は、通気口１７から系外に排気される。

そして、パレット１１が汚泥排出コンベア１５の上方位置Ｂに到達した時点で、該パレット１１を反転して、パレット１１上の乾燥汚泥を汚泥排出コンベア１５に供給し乾燥汚泥を系外に排出する。乾燥汚泥を取り除いたパレットは再びスタート位置Ａに戻り、汚泥供給装置１２から汚泥が供給されて上記乾燥が繰り返し行われる。

乾燥工程中、乾燥室１０内の温度は、２０℃以上となるように調整することが好ましく、３０℃以上となるように調整することがより好ましい。２０℃以上であれば、乾燥効率が損なわれにくい。なお、夏場などは、外気温度が高いので、温度調整などを行わなくても乾燥室内の温度は２０℃以上となることが多いが、特に冬場などは、送風装置１４から温風を送風したり、ヒータ等で乾燥室１０内を加温することで、乾燥室１０内の温度を２０℃以上に調整することができる。

コンベア１３の移動速度は、汚泥の乾燥時間に応じて調整することが好ましい。コンベア１３の移動速度の設定方法としては、各パレットごとに、パレット１１に供給する汚泥の含水率と、載置された汚泥に当たる日照状態と、乾燥室１０内の温度とを求め、これらの値から汚泥載置部に載置された汚泥の乾燥予測時間を算出して設定する方法が挙げられる。

図４に示すフローチャートに基づいて、説明する。

まず、ステップＳ１で、スタート位置Ａにあるパレット１１に汚泥を供給する。

次に、ステップＳ２で、供給された汚泥の含水率、乾燥室１０内の温度を測定する。なお、汚泥含水率は汚泥濃度計３２の測定値であり、乾燥室１０内の温度は温度計１６の測定値である。

次に、ステップＳ３で、日照状態と、ステップＳ２で測定した、汚泥の含水率及び乾燥室１０内の温度とから、スタート位置Ａにあるパレット１１に載置された汚泥の乾燥予測時間（ｔ_１）を算出する。

次に、ステップＳ４で、スタート位置Ａのパレットの汚泥の乾燥予測時間（ｔ_１）と、現在コンベア１３上を移動している各パレット１１に載置された汚泥の乾燥予測時間のうち、最長の乾燥予測時間（ｔ_ｍａｘ）とを比較する。ｔ_１＞ｔ_ｍａｘとなる場合、ステップＳ５にて、スタート位置Ａから汚泥排出コンベア１５の上方位置Ｂに到達する時間がｔ_１となるようにコンベア移動速度を更新してステップＳ１に戻る。一方、ｔ_１＜ｔ_ｍａｘの場合は、コンベア移動速度はそのままの状態で、ステップＳ１に戻る。

スタート位置Ａにて新たにパレット１１に汚泥を供給する毎に上記Ｓ１〜Ｓ５の操作を行って、コンベア１３の移動速度を調整する。

また、コンベア１３の移動速度は、一定にして行ってもよい。この場合、各パレット１１に汚泥を供給する毎に、投入する汚泥の含水率と、載置された汚泥に当たる日照状態とを求め、これらの値から設定時間内（この実施形態ではスタート位置Ａのパレットが、位置Ｂに到達するまでに要する時間）で乾燥を終了させるのに必要な雰囲気温度を算出する。そして、その雰囲気温度となるように乾燥室１０内の温度を調整して乾燥を行うことが好ましい。

図５、６には、本発明の汚泥乾燥装置の第２の実施形態が示されている。図５は、本発明の汚泥乾燥装置の第２の実施形態の概略側断面図であり、図６は同汚泥乾燥装置の概略平面断面図である。なお、上記第１の実施形態と実質的に同一部分には、同符号を付してその説明を省略することとする。

この実施形態では、複数のパレット１１（図面では１５枚）が、支持板１８に支持されて固定されている。各パレット１１の上方には、汚泥供給装置１２から伸びたノズルが配置されており、各パレット１１に汚泥を供給できるように構成されている。また、各パレット１１の下方には、汚泥排出コンベア１５ｂが配置されている。そして、支持板１８は、乾燥時間を経過した時点でパレット１１を反転して、パレット１１上の乾燥汚泥を各列の汚泥排出コンベア１５ｂに供給し、該汚泥排出コンベア１５ｂから更に汚泥排出コンベア１５ａに供給して取出すように制御されている。

この実施形態では、汚泥供給装置１２から、空の各パレット１１に汚泥が所定量供給される。パレット１１上に供給された汚泥には、太陽光が照射されて乾燥が行われる。また、汚泥から蒸発した湿気は、送風装置１４からの送風により、汚泥近傍から除去されて、通気口１７から系外に排気される。

そして、所定時間経過後、パレット１１を反転して、パレット１１上の乾燥汚泥を、汚泥排出コンベア１５ｂを介して汚泥排出コンベア１５ａに供給する。汚泥排出コンベア１５ａ上に供給された乾燥汚泥は、系外に排出され、乾燥汚泥を取り除いたパレットには、再度反転して、汚泥供給装置１２から汚泥が供給されて上記乾燥が行われる。

図７、８には、本発明の汚泥乾燥装置の第３の実施形態が示されている。図７は、本発明の汚泥乾燥装置の第３の実施形態の概略側断面図であり、図８は同汚泥乾燥装置の概略平面断面図である。なお、上記第１の実施形態と実質的に同一部分には、同符号を付してその説明を省略することとする。

この実施形態では、乾燥室１０内を環状に昇降移動するコンベア１９上に複数のパレット１１が配置されている。図面では３台のコンベア１９が並列されて、各コンベア１９上に、それぞれ１０枚のパレット１１が配置されている。

また、汚泥供給装置１２が、各列のコンベア１９ごとに配置されており、汚泥供給装置１２の下方のスタート位置Ａ１に到達した空のパレット１１上に汚泥を供給するように構成されている。また、送風装置１４は、コンベア１９が昇降移動する際に頂点に位置するパレット１１とほぼ同一平面上の乾燥室内壁と、コンベア１９の昇降移動する際に最低点に位置するパレット１１とほぼ同一平面上の乾燥室内壁とのそれぞれに配置されている。また、コンベア１９の下方には、汚泥排出コンベア１５ｃが配置されている。そして、コンベア１９は、コンベア１９上に設置されたパレット１１が上方位置Ｂ１に到達した時点で、該パレット１１を反転して、パレット１１上の乾燥汚泥を汚泥排出コンベア１５ｃに供給し、乾燥汚泥を系外に排出するように構成されている。

この実施形態では、パレット１１に供給された汚泥が、コンベア１９の経路に沿って移動する。その際、パレット１１上に供給された汚泥には、太陽光が照射されて、汚泥から蒸発した湿気は、送風装置１４により、パレット１１の汚泥載置面に平行な流れで、かつ、載置された汚泥の上下面に沿って送風を行って除去される。なお、送風装置１４からの送風によって流去した湿気を含む空気は、通気口１７から系外に排気される。

そして、汚泥排出コンベア１５ｂの上方位置Ｂ１に到達した時点で、上方位置Ｂ１のパレット１１を反転し、パレット１１上の乾燥汚泥は、汚泥排出コンベア１５ｃに供給して系外に排出し、乾燥汚泥を取り除いた空のパレットは、スタート位置Ａ１にて汚泥供給装置１２から汚泥が供給されて上記乾燥が繰り返し行われる。

以下、実施例を用いて本発明を更に詳細に説明する。

（実施例１）
図１，２に示す汚泥乾燥装置を用い、図３に示すパレットを用いて、供給汚泥濃度１０．５％、乾燥室内温度１０〜３０℃、パレット上に供給する汚泥の厚さ１０〜５０ｍｍ、日照時間０〜５０時間、送風の条件が風速１．９ｍ／ｓで、汚泥の含水率が６０％になるまで乾燥を行った。

図９の結果から、パレット１１上に供給する汚泥の厚みを薄くすることで、汚泥の乾燥に要する時間を短縮できた。

（実施例２）
図１，２に示す汚泥乾燥装置を用い、図３に示すパレットを用いて、供給汚泥濃度１０．５％、乾燥室内温度２０℃、パレット上に供給する汚泥の厚さ１０ｍｍ、日照時間０〜１６２時間、送風の条件が風速１．９ｍ／ｓで乾燥を行い、汚泥の含水量を経時的に測定した。

（実施例３）
実施例２において、パレット１１として汚泥載置面が通気構造を形成していないものを用いた以外は実施例２と同様にして乾燥を行い、汚泥の含水量を経時的に測定した。

実施例２において、送風を行わなかった以外は実施例２と同様にして乾燥を行い、汚泥の含水量を経時的に測定した。

（比較例２）
実施例３において、送風を行わなかった以外は実施例３と同様にして乾燥を行い、汚泥の含水量を経時的に測定した。

図１０に、実施例２，３、比較例１，２の結果をまとめて記す。

図１０から明らかなように、本発明の乾燥方法を行うことで、汚泥を速やかに乾燥することができた。特に、パレットの汚泥載置面を通気性を有する構造にすること（実施例２）で、乾燥効率がより向上した。

本発明の汚泥乾燥装置の第１の実施形態の概略側断面図である。 同汚泥乾燥装置の概略平面断面図である。 本発明で用いるパレットの一例である。 コンベアの移動速度の算出方法を示すフローチャートである。 本発明の汚泥乾燥装置の第２の実施形態の概略側断面図である。 同汚泥乾燥装置の概略平面断面図である。 本発明の汚泥乾燥装置の第３の実施形態の概略側断面図である。 同汚泥乾燥装置の概略平面断面図である。 汚泥の厚さと、乾燥時間との関係図である。 汚泥含水率の経時変化を示す関係図である。 従来の天日乾燥床の概略構成図である。

符号の説明

１：コンクリート槽
２：砂利層
３：粗砂層
４：排水層
５：排水路
１０：乾燥室
１１：パレット
１１ａ：汚泥載置面
１１ｂ：脚部
１２：汚泥供給装置
１３：コンベア
１４：送風装置
１５、１５ａ、１５ｂ、１５ｃ：汚泥排出コンベア
１６：温度計
１７：通気口
１８：支持板
１９：コンベア
３０：汚泥供給源
３１：送泥ポンプ
３２：汚泥濃度計

Claims (7)

1. 太陽光が透過するように構成された乾燥室内に、汚泥を載置して乾燥させる汚泥載置部と、この汚泥載置部に汚泥を供給する汚泥供給手段と、前記乾燥室内で送風を行う送風手段と、乾燥された汚泥を前記汚泥載置部から受け取って乾燥室外に搬送する汚泥排出手段とを備え、前記送風手段は、前記汚泥載置部の汚泥載置面に平行な流れの空気を送風するように構成されていることを特徴とする汚泥乾燥装置。
2. 前記汚泥載置部は、前記乾燥室内に設定された循環経路に沿って移動するように構成されている請求項１記載の汚泥乾燥装置。
3. 前記汚泥載置部の汚泥載置面は、通気性を有する構造とされている請求項１又は２に記載の汚泥乾燥装置。
4. 前記送風手段は、前記汚泥載置部の汚泥載置面に平行な流れで、かつ、載置された汚泥の上面及び／又は下面に沿って風の流れを形成するように構成されている請求項１〜３のいずれか１つに記載の汚泥乾燥装置。
5. 通気性を有する底面を有する汚泥載置部に、廃棄すべき汚泥を所定の厚さとなるように載置して、太陽光が当たると共に雨が当たらない環境下に配置し、前記汚泥載置部の汚泥載置面に平行な流れで、かつ、載置された汚泥の上面及び／又は下面に沿って送風することにより、蒸発した湿気を除きつつ乾燥を行うことを特徴とする汚泥乾燥方法。
6. 投入する汚泥の含水率と、載置された汚泥に当たる日照状態と、雰囲気温度とを求め、これらの値から汚泥載置部に載置された汚泥の乾燥予測時間を算出し、その乾燥時間に達するまで乾燥を行う請求項５記載の汚泥乾燥方法。
7. 投入する汚泥の含水率と、載置された汚泥に当たる日照状態とを求め、これらの値から所定時間内で乾燥を終了させるのに必要な雰囲気温度を算出し、その雰囲気温度で前記所定時間に達するまで乾燥を行う請求項５記載の汚泥乾燥方法。