JP2015044919A - 下水汚泥の固形燃料化方法及びその装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】下水汚泥をペレット状に圧縮成型して固形燃料を製造するに際し、含水率調整手段で上記下水汚泥を含水率２０重量％〜３０重量％に調整して圧縮成型機により圧縮成型するから、圧縮成型を確実に行うことができ、ペレット状の良好な固形燃料を製造することができ、下水汚泥のバイオマス資源として有効利用を図ることができると共に燃料としての搬送や保管等におけるハンドリング性を向上することができる。
【解決手段】下水汚泥Ｄを含水率２０重量％〜３０重量％に調整する含水率調整手段Ｇと、含水率調整手段により含水率が調整された下水汚泥をペレット状に圧縮成型して固形燃料Ｆを製造する圧縮成型機Ｐとを備えてなる。
【選択図】図１
【解決手段】下水汚泥Ｄを含水率２０重量％〜３０重量％に調整する含水率調整手段Ｇと、含水率調整手段により含水率が調整された下水汚泥をペレット状に圧縮成型して固形燃料Ｆを製造する圧縮成型機Ｐとを備えてなる。
【選択図】図１
Description
本発明は、例えば、下水処理場等から発生する下水汚泥を燃料化する下水汚泥の固形燃料化方法及びその装置に関するものである。
従来、下水処理場等で発生する下水汚泥は、焼却又は埋め立て処分されてきたが、焼却処理の公害化や埋め立て処分場の確保等及びバイオマス資源の有効利用等に鑑み、下水汚泥の燃料化を含む様々な処理方法が検討されている。
この種の下水汚泥の燃料化装置として、下水汚泥に木質系バイオマスを添加して混合し、下水汚泥と木質系バイオマスの混合物を木質系バイオマスから木酢液が抽出される温度で加熱乾燥し、抽出された木酢液の存在下で加熱乾燥し、下水汚泥から固形燃料を製造する装置等が知られている。
しかしながら、一般的に下水汚泥は７０重量％〜８０重量％程度の高い含水率を保有していることから、燃料としての搬送や保管等におけるハンドリング性が低下しており、この観点から、下水汚泥を絶乾に近い状態にまで乾燥処理すること事態、技術上、経済上において困難が伴い、燃料としての燃焼効率も低下することがあるという不都合を有している。
本発明はこのような不都合を解決することを目的とするもので、本発明のうちで、請求項１記載の方法の発明は、下水汚泥をペレット状に圧縮成型して固形燃料を製造するに際し、上記下水汚泥を含水率２０重量％〜３０重量％に調整して圧縮成型することを特徴とする下水汚泥の固形燃料化方法にある。
請求項２記載の装置の発明は、下水汚泥を含水率２０重量％〜３０重量％に調整する含水率調整手段と、該含水率調整手段により含水率が調整された下水汚泥をペレット状に圧縮成型して固形燃料を製造する圧縮成型機とを備えてなることを特徴とする下水汚泥の固形燃料化装置にある。
又、請求項３記載の装置の発明は、上記含水率調整手段に上記下水汚泥を乾燥する汚泥乾燥機を含むことを特徴とするものであり、又、請求項４記載の装置の発明は、上記含水率調整手段に上記下水汚泥に加水する汚泥加水装置を含むことを特徴とするものであり、又、請求項５記載の装置の発明は、上記下水汚泥に微粉炭を添加する粉炭添加装置を備えてなることを特徴とするものである。
又、請求項６記載の装置の発明は、上記圧縮成型機として、バレル内に二個のスクリュー軸を回転自在に並設し、該スクリュー軸に相互に噛み合うスクリュー羽根を設け、該スクリュー軸の回転によって上記下水汚泥をスクリュー羽根の歯合空間で強制的に混練しつつダイスプレートに向けて移送圧縮し、該ダイスプレートに設けた複数個のノズル穴より排出し、該下水汚泥に含まれるバインダー成分及び摩擦熱によって下水汚泥を圧縮成型してペレット状の固形燃料を製造する構造を有してなることを特徴とするものである。
本発明は上述の如く、請求項１又は２記載の発明にあっては、下水汚泥をペレット状に圧縮成型して固形燃料を製造するに際し、含水率調整手段で上記下水汚泥を含水率２０重量％〜３０重量％に調整して圧縮成型機により圧縮成型するから、圧縮成型を確実に行うことができ、ペレット状の良好な固形燃料を製造することができ、下水汚泥のバイオマス資源として有効利用を図ることができると共に燃料としての搬送や保管等におけるハンドリング性を向上することができる。
又、請求項３記載の発明にあっては、上記含水率調整手段に上記下水汚泥を乾燥する汚泥乾燥機を含むから、下水汚泥の含水率が３０重量％を上回る状態のとき、汚泥乾燥機により下水汚泥を乾燥して３０重量％以下の範囲に入るように調整することができ、含水率の調整を確実に行うことができ、又、請求項４記載の発明にあっては、上記含水率調整手段に上記下水汚泥に加水する汚泥加水装置を含むから、下水汚泥の含水率が２０重量％を下回る状態のとき、汚泥加水装置により下水汚泥に加水して２０重量％以上の範囲に入るように調整することができ、含水率の調整を確実に行うことができ、又、請求項５記載の発明にあっては、上記下水汚泥に微粉炭を添加する粉炭添加装置を備えてなるから、下水汚泥に微粉炭を添加することにより燃料としての熱量を向上することができる。
又、請求項６記載の発明にあっては、上記圧縮成型機として、バレル内に二個のスクリュー軸を回転自在に並設し、スクリュー軸に相互に噛み合うスクリュー羽根を設け、スクリュー軸の回転によって下水汚泥をスクリュー羽根の歯合空間で強制的に混練しつつダイスプレートに向けて移送圧縮し、ダイスプレートに設けた複数個のノズル穴より排出し、下水汚泥に含まれるバインダー成分及び摩擦熱によって下水汚泥を圧縮成型してペレット状の固形燃料を製造する構造を有してなるから、下水汚泥をバレル内に投入することにより下水汚泥に含まれるデンプンやグルテン等のバインダー成分、水分及び摩擦熱によって下水汚泥を圧縮成型してペレット状の固形燃料を製造することができ、ペレット状の固形燃料を連続的、効率的に製造することができる。
図１乃至図３は本発明の実施の形態例を示し、図１において、大別して、下水汚泥Ｄを含水率２０重量％〜３０重量％に調整する含水率調整手段Ｇと、含水率調整手段により含水率が調整された下水汚泥Ｄをペレット状に圧縮成型して固形燃料Ｆを製造する圧縮成型機Ｐとを備えて構成している。
ここに、上記下水汚泥Ｄの含水率の範囲を含水率２０重量％〜３０重量％に調整する理由として、含水率が２０重量％を下回ると、圧縮成型に必要な水分が不足し、過剰乾燥状態となって成型固化が不可能となり、逆に、含水率が３０重量％を上回ると、燃料としての燃焼効率が低下することになると共に過剰湿潤状態となって成型固化が不可能となり、このことから、含水率２０重量％〜３０重量％の範囲に調整する必要があり、好ましくは含水率２０重量％程度が望ましいといえる。
この場合、上記含水率調整手段Ｇに上記下水汚泥Ｄを乾燥する汚泥乾燥機Ｋを含んで構成され、かつ、この場合、上記含水率調整手段Ｇに上記下水汚泥Ｄに加水する汚泥加水装置Ｔを含んで構成されている。
上記汚泥乾燥機Ｋとしては、例えば、機械脱水、燃焼排ガスを利用した熱風乾燥方式やスチーム加熱撹拌方式が用いられ、又は、発酵乾燥方式の構造が用いられ、その他、各種のものが適用でき、又、汚泥加水装置Ｔとしては、下水汚泥Ｄに対して圧縮成型機Ｐに投入する前、又は、圧縮成型機Ｐに投入した後の圧縮成型加工段階において、連続的又は間欠的にノズルから水を噴射する構造等が採用される。
また、この場合、上記下水汚泥Ｄに微粉炭Ｅを添加する粉炭添加装置Ｓを備えて構成している。
又、この場合、上記圧縮成型機Ｐとして、図２、図３の如く、バレル１は機台Ｂ上に取付固定され、バレル１の側上部に投入口１ａが形成され、バレル１内に二個のスクリュー軸２・２を回転自在に並設し、スクリュー軸２・２に相互に噛み合うスクリュー羽根２ａ・２ａを設け、機台Ｂ上に電動モータＭを設けると共に歯車機構Ｈを設け、歯車機構Ｈとスクリュー軸２・２とを接続すると共に歯車機構Ｈと電動モータＭとを接続し、電動モータＭの回転を歯車機構Ｈにより二個のスクリュー軸２・２に伝動し、スクリュー軸２・２の回転によって上記下水汚泥Ｄをスクリュー羽根２ａ・２ａの歯合空間Ｒで強制的に混練しつつダイスプレート３に向けて移送圧縮し、ダイスプレート３に設けた複数個のノズル穴４・４・・より排出し、下水汚泥Ｄに含まれるデンプンやグルテン等のバインダー成分、水分及び摩擦熱によって、下水汚泥Ｄを圧縮成型してペレット状の固形燃料Ｆを製造する構造となっている。
この実施の形態例は上記構成であるから、下水汚泥Ｄをペレット状に圧縮成型して固形燃料Ｆを製造するに際し、含水率調整手段Ｇで上記下水汚泥Ｄを含水率２０重量％〜３０重量％に調整して圧縮成型機Ｐにより圧縮成型するから、圧縮成型を確実に行うことができ、ペレット状の良好な固形燃料Ｆを製造することができ、下水汚泥Ｄのバイオマス資源として有効利用を図ることができると共に燃料としての搬送や保管等におけるハンドリング性を向上することができる。
この場合、上記含水率調整手段Ｇに上記下水汚泥Ｄを乾燥する汚泥乾燥機Ｋを含むから、下水汚泥Ｄの含水率が３０重量％を上回る状態のとき、汚泥乾燥機Ｋにより下水汚泥Ｄを乾燥して３０重量％以下の範囲に入るように調整することができ、含水率の調整を確実に行うことができ、又、この場合、上記含水率調整手段Ｇに上記下水汚泥Ｄに加水する汚泥加水装置Ｔを含むから、下水汚泥Ｄの含水率が２０重量％を下回る状態のとき、汚泥加水装置Ｔにより下水汚泥Ｄに加水して２０重量％以上の範囲に入るように調整することができ、含水率の調整を確実に行うことができ、又、この場合、上記下水汚泥Ｄに微粉炭Ｅを添加する粉炭添加装置Ｓを備えてなるから、下水汚泥Ｄに微粉炭Ｅを添加することにより燃料としての熱量を向上することができる。
又、この場合、図２、図３の如く、上記圧縮成型機Ｐとして、バレル１内に二個のスクリュー軸２・２を回転自在に並設し、スクリュー軸２・２に相互に噛み合うスクリュー羽根２ａ・２ａを設け、スクリュー軸２・２の回転によって下水汚泥Ｄをスクリュー羽根２ａ・２ａの歯合空間Ｒで強制的に混練しつつダイスプレート３に向けて移送圧縮し、ダイスプレート３に設けた複数個のノズル穴４・４・・より排出し、下水汚泥Ｄに含まれるバインダー成分及び摩擦熱によって下水汚泥Ｄを圧縮成型してペレット状の固形燃料Ｆを製造する構造を有してなるから、下水汚泥Ｄをバレル１内に投入することにより下水汚泥Ｄに含まれるデンプンやグルテン等のバインダー成分、水分及び摩擦熱によって下水汚泥Ｄを圧縮成型してペレット状の固形燃料Ｆを製造することができ、ペレット状の固形燃料Ｆを連続的、効率的に製造することができる。
尚、本発明は上記実施の形態例に限られるものではなく、含水率調整手段Ｇ、圧縮成型機Ｐ、汚泥乾燥機Ｋ、汚泥加水装置Ｔ、粉炭添加装置Ｓの構造等は適宜変更して設計されるものである。
以上、所期の目的を充分達成することができる。
Ｄ 下水汚泥
Ｆ 固形燃料
Ｇ 含水率調整手段
Ｐ 圧縮成型機
Ｋ 汚泥乾燥機
Ｔ 汚泥加水装置
Ｓ 粉炭添加装置
Ｒ 歯合空間
Ｅ 微粉炭
１ バレル
２ スクリュー軸
２ａ スクリュー羽根
３ ダイスプレート
４ ノズル穴
Ｆ 固形燃料
Ｇ 含水率調整手段
Ｐ 圧縮成型機
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４ ノズル穴
Claims (6)
- 下水汚泥をペレット状に圧縮成型して固形燃料を製造するに際し、上記下水汚泥を含水率２０重量％〜３０重量％に調整して圧縮成型することを特徴とする下水汚泥の固形燃料化方法。
- 下水汚泥を含水率２０重量％〜３０重量％に調整する含水率調整手段と、該含水率調整手段により含水率が調整された下水汚泥をペレット状に圧縮成型して固形燃料を製造する圧縮成型機とを備えてなることを特徴とする下水汚泥の固形燃料化装置。
- 上記含水率調整手段に上記下水汚泥を乾燥する汚泥乾燥機を含むことを特徴とする請求項２記載の下水汚泥の固形燃料化装置。
- 上記含水率調整手段に上記下水汚泥に加水する汚泥加水装置を含むことを特徴とする請求項２又は３記載の下水汚泥の固形燃料化装置。
- 上記下水汚泥に微粉炭を添加する粉炭添加装置を備えてなることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の下水汚泥の固形燃料化装置。
- 上記圧縮成型機として、バレル内に二個のスクリュー軸を回転自在に並設し、該スクリュー軸に相互に噛み合うスクリュー羽根を設け、該スクリュー軸の回転によって上記下水汚泥をスクリュー羽根の歯合空間で強制的に混練しつつダイスプレートに向けて移送圧縮し、該ダイスプレートに設けた複数個のノズル穴より排出し、該下水汚泥に含まれるバインダー成分及び摩擦熱によって下水汚泥を圧縮成型してペレット状の固形燃料を製造する構造を有してなることを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載の下水汚泥の固形燃料化装置。
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