JP2011031167A

JP2011031167A - 汚泥消化装置

Info

Publication number: JP2011031167A
Application number: JP2009179408A
Authority: JP
Inventors: Takuzo Kinoshita; 卓三木下; Hidejiro Hayamizu; 秀次郎速水
Original assignee: Furukawa Industrial Machinery Systems Co Ltd
Current assignee: Furukawa Industrial Machinery Systems Co Ltd
Priority date: 2009-07-31
Filing date: 2009-07-31
Publication date: 2011-02-17

Abstract

【課題】従来品と比較して設備コストが低い間接加熱式の汚泥消化装置を提供する。
【解決手段】この発明の汚泥消化装置の循環経路２は、槽１の内部から外部に渡って槽壁１１を貫通して延びる第１の横管および第２の横管２３，２６を有する。これらの横管２３，２６の槽１の外部に配置された部分の外側に外管２８を配置して、第１の横管２３および第２の横管２６と外管２８との間に外側流路を形成する。各外管２８の槽壁１１側の端部を配管２９で接続して、両外側流路を連通する。第２の横管２６の外管２８に熱媒体導入管４１を接続し、第１の横管２３の外管２８に熱媒体導出管４２を接続する。外管２８が配置された部分で、第１の横管２３および第２の横管２６内に汚泥が通り、外側流路に熱媒体が通る。これにより、循環経路２内の汚泥が加熱される。
【選択図】図２

Description

この発明は、下水処理等の過程で発生する汚泥の消化（有機物の嫌気性分解）工程で使用される汚泥消化装置に関する。

汚泥消化槽で汚泥を消化する工程を行う際には、槽内の汚泥を底部に堆積させないように撹拌するとともに、槽内の汚泥を適温に加熱する必要がある。
消化槽内の汚泥の撹拌方法に関しては、下記の特許文献１に、消化槽内の汚泥を、槽外に配置したポンプで循環経路内に導いて、消化槽内に戻すことが記載されている。前記循環経路は、槽内に配置された上下に延びる一対の縦管と、各縦管と接続されて、槽内から槽外まで槽壁を貫通して延びる一対の横管と、両横管を槽外で接続するＵ字状管とで構成され、Ｕ字状管にポンプが設置されている。

消化槽内の汚泥の加熱方法としては、例えば、特許文献２に記載されているように、槽内に熱源を入れて加熱する直接法と、槽内の汚泥を外部に出して槽内に戻す循環管を設けて、この循環管内の汚泥を熱交換器で加熱する間接法がある。
直接法は、例えば図７に示すように、汚泥５を入れた槽１の上部に吹き込み管６を設けて、ボイラ設備等から発生した蒸気を槽１内の汚泥５に吹き込む方法である。この方法には、蒸気を入れることで消化槽内の汚泥が水で薄められて、汚泥濃度が低下するという問題点がある。

なお、図７において、符号２は、撹拌のために設けた循環経路を示す。この循環経路２は、槽１の内部と外部に渡って配置され、上方に開口する第１の縦管２１と下方に開口する第２の縦管２４を有している。また、循環経路２の槽１の外部に配置された部分にスクリューポンプ３が設けてある。
間接法では、例えば図８に示すように、撹拌のために設けた循環経路２とは別に、加熱のための循環経路７を設けている。この例では、槽壁１１を貫通して槽内から槽外まで配置された一対の横管７１，７２と、両横管を槽外で接続する縦管７３とを配置し、出側の横管７２と縦管７３との間にポンプ７４を設け、縦管７３のポンプ７４と入側の横管７１との間の部分に熱交換器４を設けている。

図８の方法では、槽外に配置された配管内の汚泥を熱交換器で加熱しているため、熱交換器の熱源としてボイラ設備等から発生した蒸気を利用した場合でも、蒸気そのものは汚泥に入らないことから、消化槽内の汚泥濃度は低下しない。しかし、この方法には、直接法と比較して設備コストが高くなるという問題点がある。

特開平８−１７３９９２号公報特開平５−２６９４９６号公報

この発明の課題は、消化槽内の汚泥を、槽内と槽外に渡って配置された循環経路内に導いて循環させることで撹拌が行われ、消化槽内の汚泥の加熱が間接法で行われる汚泥消化装置であって、従来の間接加熱式汚泥消化装置と比較して設備コストが低いものを提供することである。

上記課題を解決するために、この発明の汚泥消化装置は、汚泥を入れる槽と、槽内と槽外に渡って配置された循環経路と、を備え、前記槽内の汚泥を前記循環経路内に導いて循環させることで、槽内の汚泥を撹拌する汚泥消化装置であって、前記循環経路の槽外に配置された部分に、内側に汚泥を通し、外側に熱媒体を通す二重管構造部を設けたことを特徴とする。

この発明の汚泥消化装置では、汚泥を撹拌するために設けた循環経路の前記二重管構造部で、熱媒体により汚泥が加熱されるため、撹拌のための循環経路とは別に加熱のための循環経路を設けている従来の間接加熱式汚泥消化装置と比較して、設備コストが低く抑えられる。また、加熱された汚泥が槽内に戻されて撹拌流を形成するため、槽内全体の加熱が効率よく行われる。

この発明の汚泥消化装置は、消化槽内の汚泥を、槽内と槽外に渡って配置された循環経路内に導いて循環させることで撹拌が行われ、消化槽内の汚泥の加熱が間接法で行われる汚泥消化装置であって、従来の間接加熱式汚泥消化装置と比較して設備コストが低く、槽内全体の加熱効率が高いものとなる。

この発明の第１実施形態に相当する汚泥消化装置を示す概略構成図である。図１の部分拡大図である。図２のＡ−Ａ断面図である。この発明の第２実施形態に相当する汚泥消化装置の一部を示す図であって、図１の部分拡大図に対応する図である。図４のＡ−Ａ断面図（ａ）とＢ−Ｂ断面図（ｂ）である。この発明の第３実施形態に相当する汚泥消化装置の一部を示す図であって、図１の部分拡大図に対応する図である。従来の直接加熱式の汚泥消化装置を示す概略構成図である。従来の間接加熱式の汚泥消化装置を示す概略構成図である。

以下、この発明の実施形態について説明する。
図１は第１実施形態の汚泥消化装置を示す概略構成図であって、汚泥を入れる槽が奥行き方向中心での断面図となっている。図２は図１の部分拡大図であって、槽外の部分と、横管が槽壁を貫通している部分を示している。図３は図２のＡ−Ａ断面図である。
これらの図に示すように、第１実施形態の汚泥消化装置は、汚泥を入れる槽１と、槽１の内部と外部に渡って配置された汚泥の循環経路２と、スクリューポンプ３と、を備えている。

循環経路２は、槽１の内部に配置されて上側が開口する第１の縦管２１と、槽１の内部に配置されて第１の縦管２１から斜め下方に延びる第１の斜め管２２と、槽１の内部で斜め管２２から水平方向に延びて、槽１の槽壁１１を貫通して槽１の外部に達する第１の横管２３を有する。
循環経路２は、また、槽１の内部に配置されて下側が開口する第２の縦管２４と、槽１の内部に配置されて第２の縦管２４から斜め上方に延びる第２の斜め管２５と、槽１の内部で斜め管２５から水平方向に延びて、槽１の槽壁１１を貫通して槽１の外部に達する第２の横管２６を有する。第２の横管２６は第１の横管２３と同じ高さに配置されている。

循環経路２は、さらに、槽１の外部で、第１の横管２３と第２の横管２６を接続するＵ字状管２７を有する。第１の横管２３、第２の横管２６、Ｕ字状管２７は、同じ水平面内に配置されている。
Ｕ字状管２７内に、スクリューポンプ３を構成するスクリュー羽根付きの回転軸３１が配置されている。このスクリューポンプ３は可逆転式であり、回転軸３１の回転方向に応じて流れの方向が矢印Ａ方向とその反対方向に変わるが、性能は変わらない。

また、槽１の外部に配置されている部分において、第１の横管２３および第２の横管２６の外側に外管２８が配置されている。これにより、図３に示すように、第１の横管２３および第２の横管２６と外管２８との間に外側流路２０が形成されている。外側流路２０の両端部は閉塞されている。
また、第２の横管２６に配置された外管２８のＵ字状管２７側の端部に熱媒体導入管４１が接続され、第１の横管２３に配置された外管２８のＵ字状管２７側の端部に熱媒体導出管４２が接続されている。各外管２８の槽壁１１側の端部は、両外側流路２０を連通する配管２９で接続されている。

これにより、第１の横管２３および第２の横管２６の外管２８が配置されている部分は、第１の横管２３および第２の横管２６内に汚泥を通し、外側流路２０に熱媒体を通す二重管構造部となっている。
この実施形態の汚泥消化装置では、流れの方向が図２の矢印Ａ方向になるようにスクリューポンプ３を作動させることで、槽１内の汚泥５は、第１の縦管２１から循環経路２内に導かれ、第１の斜め管２２、第１の横管２３、Ｕ字状管２７、第２の横管２６、第２の斜め管２２の順に移動し、第２の縦管２４から槽１内に戻される。これにより、槽１内の汚泥５が撹拌される。また、循環経路２内に導かれた汚泥は、第１の横管２３の二重管構造部を通る際に、外側流路２０を通る熱媒体で加熱され、さらに、Ｕ字状管２７を通った後に第２の横管２６の二重管構造部を通る際に、外側流路２０を通る熱媒体で加熱される。

なお、流れの方向が図２の矢印Ａとは反対方向になるようにスクリューポンプ３を作動させた場合、槽１内の汚泥５は、第２の縦管２４から循環経路２内に導かれて、上記とは反対の順に循環系路２内を移動して、第１の縦管２１から槽１内に戻される。
この実施形態の汚泥消化装置によれば、汚泥を撹拌するために設けた循環経路２を構成する第１および第２の横管２３，２６の二重管構造部で、熱媒体により汚泥が加熱されるため、図８に示すような、撹拌のための循環経路２とは別に加熱のための循環経路７を設けている、従来の間接加熱式汚泥消化装置と比較して、設備コストを低く抑えることができる。また、循環経路２で加熱された汚泥が槽１内に戻されて撹拌流を形成するため、槽１内全体の汚泥５が効率よく加熱される。

第２実施形態の汚泥消化装置は、第１の横管２３および第２の横管２６の二重管構造部が異なるが、それ以外は第１実施形態の汚泥消化装置と同じ構成である。この実施形態では、図４に示すように、槽１の外部に配置されている部分において、第１の横管２３および第２の横管２６の外側に外管２８が配置されている。また、各外管２８のＵ字状管２７側の端部に、熱媒体導入管４１と熱媒体導出管４２が接続されている。

この二重管構造部において、槽１側の端部を除いた部分は、図５（ａ）に示すように、第１の横管２３および第２の横管２６と外管２８との間が、仕切り板２８ａで半分に仕切られて、第１の外側流路２０ａと第２の外側流路２０ｂとに分けられている。槽１側の端部は、図５（ｂ）に示すように、第１の横管２３および第２の横管２６と外管２８との間に仕切り板２８ａが配置されず、第１の外側流路２０ａと第２の外側流路２０ｂをつなぐ第３の外側流路２０ｃとなっている。また、第１および第２の外側流路２０ａ，２０ｂのＵ字状管２７側の端部と外側流路２０の槽１側の端部は閉塞されている。

これにより、熱媒体導入管４１から第１の外側流路２０ａに入った熱媒体は、第３の外側流路２０ｃで折り返して第２の外側流路２０ｂを通った後に、熱媒体導出管４２から排出される。このように移動する熱媒体により、外管２８が配置されている部分で、第１の横管２３および第２の横管２６内を通る汚泥が加熱される。
図６に示す第３実施形態の汚泥消化装置は、第１の横管２３および第２の横管２６の二重管構造部とする範囲が異なるが、それ以外は第１実施形態の汚泥消化装置と同じ構成である。すなわち、この実施形態では、第１の横管２３および第２の横管２６の二重管構造部とする範囲を、槽１の外部だけでなく内部に至るまでとしている。そして、槽１の内部で、第１の横管２３および第２の横管２６の両外管２８の端部を配管２９により接続することで、両外側流路２０を連通している。

１槽
２循環経路
２０外側流路
２０ａ第１の外側流路
２０ｂ第２の外側流路
２０ｃ第３の外側流路
２１第１の縦管
２２第１の斜め管
２３第１の横管
２４第２の縦管
２５第２の斜め管
２６第２の横管
２７Ｕ字状管
２８外管
２８ａ仕切り板
２９配管
３スクリューポンプ
３１回転軸
４１熱媒体導入管
４２熱媒体導出管
５汚泥
６吹き込み管
７加熱のための循環経路
７１横管
７２横管
７３縦管
７４ポンプ
８１枝管
８２枝管

Claims

汚泥を入れる槽と、槽内と槽外に渡って配置された循環経路と、を備え、
前記槽内の汚泥を前記循環経路内に導いて循環させることで、槽内の汚泥を撹拌する汚泥消化装置であって、
前記循環経路の槽外に配置された部分に、内側に汚泥を通し、外側に熱媒体を通す二重管構造部を設けたことを特徴とする汚泥消化装置。