JP2019081174A - 有機性廃棄物の処理装置および処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】有機性廃棄物の処理工程で生じた分離ガスを有効利用する処理装置を提供すること。また、製造コストや補修コストが安く、小型の乾燥機を用いた処理装置を提供すること。【解決手段】有機性廃棄物を脱水する脱水機と、熱風を生成する熱風発生器と、前記脱水機からの脱水物と、前記熱風発生器からの熱風とを接触させ、前記脱水物を乾燥して粉粒体にする連続式熱風乾燥機と、前記連続式熱風乾燥機からの排ガスに含まれる粉粒体を分離する固気分離機と、前記固気分離機によって粉粒体と分離した分離ガスの一部を前記熱風発生器へ返送する返送系統と、を備える有機性廃棄物の処理装置を提供する。【選択図】図１

Description

本発明は、有機性廃棄物の処理装置および処理方法に関する。

有機性廃棄物の処理工程は、まず脱水機を用いて有機性廃棄物を脱水し、次に乾燥機を用いて脱水物を乾燥処理する。乾燥処理された有機性廃棄物は、埋め立て処理や産業廃棄物として処理されており、近年では燃料資源として有効利用されている。このような処理工程のうち乾燥処理においては、乾燥機から乾燥物と排ガス（熱媒体ガスやキャリアガス）が混合した状態で排出されることがあり、この混合物は固気分離機を用いて粉粒体と分離ガスに分離される。分離工程で生じた分離ガスは脱臭工程および集塵工程を経て大気へ放散している。

前記乾燥機としては、一般的に間接加熱式乾燥機や解砕機付き気流乾燥機が用いられている。この間接加熱式乾燥機としては、攪拌伝熱式乾燥機を例示することができる。攪拌伝熱式乾燥機はジャケット構造のケーシング、乾燥機の長手方向に沿って配置された複数（２軸または４軸）の中空シャフトおよび前記シャフトに傾斜させて配置された複数の中空の攪拌板から構成され、シャフト、攪拌板およびジャケット内部に熱媒体（０．５〜０．８ＭＰａのスチーム）を流し、有機性廃棄物を間接的に乾燥させる構造となっている。乾燥機の一端側から機内に供給された有機性廃棄物は、撹拌・揺動作用を受けて、伝熱面により加熱・乾燥されながら他端側へ搬送され、他端側に備えられた可動堰を越えて排出される。乾燥工程の有機性廃棄物は付着性に富むため、前記複数の攪拌板を互いに接近させ、シャフト・ケーシングへ付着した乾燥原料を自動的に掻きとるクリーニング効果を奏する構造となっている。このような攪拌伝熱式乾燥機としては、下記特許文献１〜３が開示されている。

また、解砕機付き気流乾燥機は、円筒型の乾燥筒と、その乾燥筒の下部に解砕機を備えている。運転時は、乾燥筒の下部から有機性廃棄物を供給する。供給された有機性廃棄物は、解砕機によって粉砕される。乾燥筒の下部から上部へ向かって熱風が流れており、粉砕された有機性廃棄物がその熱風によって下部から上部へ搬送されるとともに乾燥される。そして、上部から排出された乾燥物は、下流に設けた固気分離機を経て回収される。このような解砕機付き気流乾燥機としては、下記特許文献４〜５が開示されている。

特開２００３−２２２０９２号公報 特開昭６２−１７２１７９号公報 実開昭６０−１１８４９１号公報 特開２００７−７８２０７号公報 特開平７−１８０９５９号公報

（攪拌伝熱式装置）
前記のとおり、攪拌伝熱式装置は、複数の攪拌板を互いに接近させ、隣接するシャフトに設置された他方の攪拌板及びケーシングへ付着した乾燥原料を自動的に掻きとるクリーニング効果を生じさせる必要があるため、加工精度が高くなければならず、製造コストが高いという問題があった。また、運転によりディスクが損耗した場合は、前記したクリーニング効果を保持するために、定期的な補修が必要となり、補修コストが高く、補修期間も長いという問題もあった。

（解砕機付き気流乾燥機）
前述のとおり、乾燥工程の有機性廃棄物は付着性に富むことから、これを改善するために、乾燥機から排出した乾燥物の一部を乾燥機の入口へ返送し、供給する有機性廃棄物と混ぜて、水分調整を行っている。この操作が必要なため、補機類の容量が大きくなるという問題があった。また、有機性廃棄物中には硬度が高い石などの異物が混入している場合があり、この異物が高速回転する解砕機のパドルと接触すると、解砕機が破損したり損傷したりする。そのため、定期的なメンテナンスや解砕機の交換が必要になるという問題もあった。また、乾燥処理のために熱風が必要であるが、前述したとおり乾燥物の一部を乾燥機に戻すため、処理量の増大につながり、結果より多くの熱風が必要となっている。

そこで本発明の目的は、製造コストや補修コスト、ランニングコストが安く、小型の乾燥機を用いた処理装置を提供することにある。また、有機性廃棄物の処理工程で生じた分離ガスを有効利用する処理装置を提供することにある。

上記課題を解決した本発明は次記のとおりである。
（第１の態様）
熱風を生成する熱風発生器と、
有機性廃棄物の脱水物と、前記熱風発生器からの熱風とを接触させ、前記脱水物を乾燥して粉粒体にする連続式熱風乾燥機と、
前記連続式熱風乾燥機からの排ガスに含まれる粉粒体を分離する固気分離機と、
前記固気分離機によって粉粒体と分離した分離ガスの一部を前記熱風発生器へ返送する返送系統と、
を備えることを特徴とする有機性廃棄物の処理装置。

（作用効果）
固気分離機から排気した分離ガスの一部を熱風発生器へ返送し、熱風発生器で熱風にする構成とした。分離ガスの一部を返送することにより、熱風発生器へ新たな外気を送る必要性が減り、外気を送る送風ファンの容量や運転量を小さくすることができる。

（第２の態様）
前記分離ガスの残部を脱臭後に大気に放散する放散系統をさらに有する第１の態様の有機性廃棄物の処理装置。

（作用効果）
分離ガスの一部を熱風発生器へ返送し、残部を大気に放散する構成にしたため、固気分離機から排気した分離ガスの全てを脱臭し、大気に放散する場合と比べて、脱臭器で脱臭するガス量が少なくなり、脱臭器の容量を小さくすることができる。また、メンテナンスの頻度を少なくすることもできる。

（第３の態様）
前記放散系統には、燃焼脱臭器および熱交換器が配置され、
前記返送系統には、前記熱交換器が配置され、
前記燃焼脱臭器で燃焼脱臭され、昇温した脱臭分離ガスと、
前記返送系統の返送分離ガスを、
前記熱交換器で熱交換させ、
前記熱交換により昇温した返送分離ガスを前記熱風発生器へ返送する構成とした第２の態様の有機性廃棄物の処理装置。

（作用効果）
放散系統を流れる分離ガスを燃焼脱臭器で燃焼して、昇温させることで脱臭する。そして、脱臭後の脱臭分離ガスを熱源として利用して、熱交換器で返送分離ガスを昇温させる構成とした。これにより、熱風発生器へ返送する返送分離ガスの温度が上がるため、熱交換器による昇温を行わない場合と比べて、熱風発生器で使用する燃料を少なくすることができる。

（第４の態様）
前記返送系統に外気を取り込む外気取込手段を備える第１の態様の有機性廃棄物の処理装置。

（作用効果）
一部の分離ガスを熱風発生器へ返送し、その他の分離ガスは大気へ放散する構成であるため、何の手立ても設けないと、処理装置全体で必要なガス量が次第に不足してしまう。そこで、外気取込手段によって返送系統に外気を取り込み、分離ガスを大気へ放散することにより不足した量を補充する構成とした。

（第５の態様）
前記固気分離機から排出された粉粒体を貯留槽に空気輸送する空気輸送系統を備え、
前記空気輸送に用いた輸送用外気を前記熱風発生器に送り込む構成とした第１の態様の有機性廃棄物の処理装置。

（作用効果）
粉粒体を貯留槽へ輸送する際に使用する外気を熱風発生器へ送り込む構成とした。輸送用外気を脱臭してから大気へ放散する場合と比べて、熱風発生器に新たな外気を送る送風ファンの容量や運転量を小さいものにすることができる。また、輸送用外気を脱臭する必要が無くなるため、輸送用外気脱臭用の脱臭器を設ける必要がなくなる。

（第６の態様）
前記返送系統に外気を取り込む外気取込手段と、
前記固気分離機から排出された粉粒体を貯留槽に空気輸送する空気輸送系統を備え、
前記外気取込手段により取り込んだ外気と、前記空気輸送に用いた輸送用外気の両者を、前記熱風発生器に送り込む構成とした第１の態様の有機性廃棄物の処理装置。

（作用効果）
外気取込手段によって取り込んだ外気と、輸送用外気の両者を熱風発生器へ送り込む構成とした。このとき、輸送用外気をすべて熱風発生器へ送り、この輸送用外気によっても不足する分の外気を、外気取込手段によって取り込むようにすると良い。これにより、輸送用外気を最大限有効活用することができるとともに、外気取込手段によって取り込む外気量が少なくなるため、省エネになるからである。

（第７の態様）
前記固気分離機からの分離ガスのうち、前記返送系統に移行する量と、前記放散系統に移行する量の流量比を調整する流量比調整手段を備える第２の態様の有機性廃棄物の処理装置。

（作用効果）
前記流量比調整手段として、例えば返送系統と放散系統のそれぞれにバルブを設けることができる。この流量比調整手段によって、返送系統を流れる分離ガス量と放散系統を流れる分離ガス量が目的の比率になるように、調整することができる。

（第８の態様）
前記固気分離機を粉粒体の貯留槽上部に設置し、前記固気分離機によって分離された粉粒体をそのまま貯留槽へ投入する構成とした第１の態様の有機性廃棄物の処理装置。

（作用効果）
固気分離機によって分離された粉粒体をそのまま貯留槽へ投入する構成にすることで、処理装置全体をコンパクトにすることができる。

（第９の態様）
前記有機性廃棄物の脱水物を、機械的搬送手段を使用することなく重力により落下させて、前記連続式熱風乾燥機へと導く流下流路を備え、
前記流下流路を通じて連続式熱風乾燥機に供給された脱水物が、前記熱風発生器からの熱風によって気流搬送される構成とした第１の態様の有機性廃棄物の処理装置。

（作用効果）
有機性廃棄物の脱水物を、機械的搬送手段を使用することなく落下重力により、流下流路を介して、連続式熱風乾燥機の供給口へ導くようにすることにより、不純物（スクリューコンベア、ベルトコンベアなどの使用に伴う磨耗粉や破片）が最終製品に混じらなくなる。また、最終製品の粒子形状が崩れたり、粒度分布が変化したりすることもなくなる。

さらに、機械的搬送手段を使用しないで、脱水物を直接的に連続式熱風乾燥機内に導くようにすると、機械的搬送手段を使用した場合と比較して相対的に短時間で移送できる。そのため、脱水物の温度低下を抑制でき、乾燥機における乾燥負荷の低減や、温度低下に起因した品質劣化要因の排除を図ることができる。

（第１０の態様）
熱風発生器を用いて、熱風を生成する熱風発生工程と、
連続式熱風乾燥機を用いて、有機性廃棄物の脱水物と、前記熱風発生器からの熱風とを接触させ、前記脱水物を乾燥して粉粒体にする乾燥工程と、
固気分離機を用いて、前記連続式熱風乾燥機からの排ガスに含まれる粉粒体を分離する固気分離工程と、
前記固気分離機によって粉粒体と分離した分離ガスの一部を前記熱風発生器へ返送する返送工程と、
を有することを特徴とする有機性廃棄物の処理方法。

（作用効果）
第１の態様と同様の作用効果を奏する。

本発明に係る処理装置によれば、有機性廃棄物の処理工程で生じた分離ガスを有効利用することで、プロセス全体の熱効率を改善することができる。

特に、間接加熱式乾燥機や解砕機付きの気流乾燥機の代わりに、解砕機無しの気流乾燥機を用いると、設備費用や維持管理費用を削減することができる。

本発明に係る処理装置の一実施形態のフロー図である。 本発明に係る処理装置の他の実施形態のフロー図である。 本発明に係る処理装置の他の実施形態のフロー図である。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を用いて説明する。なお、以下の説明及び図面は、本発明の一実施形態を示したものにすぎず、本発明の内容をこの実施形態に限定して解釈すべきでない。

（第１実施例）
図１は、本発明に係る処理装置１の第１実施形態のフロー図である。この処理装置１は、脱水機３、熱風発生器４、連続式熱風乾燥機５、固気分離機６、燃焼脱臭器９、熱交換器１０、外気取込手段１５、放散系統ＤＬ、返送系統ＲＬおよび空気輸送系統ＣＬなどを備えている。以下に、この処理装置１の構成と処理の流れについて詳述する。

（有機性廃棄物Ｗ）
本発明に係る処理装置１は、有機性廃棄物Ｗを処理するものである。この有機性廃棄物Ｗの具体例としては、汚泥を挙げることができる。より詳しくは、下水汚泥（余剰汚泥、初沈汚泥、混合生汚泥、混合汚泥、消化汚泥、バイオマスを混合消化した汚泥等を含む）、排水処理汚泥、製紙汚泥、活性汚泥、ビルピット汚泥、排水処理汚泥、その他の有機性汚泥を挙げることができる。これらの汚泥のうち、特に下水汚泥の処理に好適である。また、有機性廃棄物Ｗには、無機物が混入しているものも含まれる。この有機性廃棄物Ｗは、有機性廃棄物貯留槽２に貯留されており、供給ポンプ２１によって脱水機３に供給される。

（脱水機３）
供給された有機性廃棄物Ｗは、脱水機３によって脱水された後、連続式熱風乾燥機５へ送られる。この脱水機３は、有機性廃棄物Ｗの脱水に適したものであり、例えばベルトプレス脱水機、スクリュープレス脱水機、回転加圧脱水機、多重円板型脱水機、多重板型スクリュープレス脱水機および遠心脱水機等を挙げることができる。

なお、前記遠心脱水機には、一液調質法、二液調質法および機内二液調質法に用いる異なる形態の脱水機がある。このうちの機内二液調質型遠心脱水機は、脱水物のメジアン径を小さく、含水率を低くすることができるため、本発明に係る処理装置１の脱水機３として適している。

前記機内二液調質型遠心脱水機は、外側に回転ボウルが配され、この回転ボウル内にスクリューコンベアが設けられている。また、この回転ボウルの一端側には供給口が、他端側には排出口が設けられている。供給口から回転ボウル内に供給された有機性廃棄物Ｗは、スクリューコンベアによって撹拌されながら他端側へと運ばれ、脱水物として排出口から排出される。また、有機性廃棄物Ｗは、回転ボウル内を移動する過程で、遠心力により脱水される。

また、回転ボウル内において、有機性廃棄物Ｗに対して、高分子凝集剤ＨＣおよび無機凝集剤ＩＣが添加される。高分子凝集剤ＨＣとしては、例えばポリアクリルアミド系、ポリアクリル酸エステル系のものを用いることができ、無機凝集剤ＩＣとしては、例えば塩化第二鉄、ポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）、ポリ硫酸第２鉄（ポリ鉄）などを用いることができる。これらの二種類の凝集剤を用いることで、脱水物のメジアン径を小さくするとともに、含水率を低くすることができる。具体的には、メジアン径を１０ｍｍ以下、含水率を７４％以下にすることができる。

前記機内二液調質型遠心脱水機としては、例えば、２０１５年４月２０日付けの地方共同法人日本下水道事業団ホームページの「技術情報・研究」「１３３号 ２０１２/１２/１３ 技術情報＜技術の紹介＞「機内二液調質型遠心脱水機」‐低含水率脱水汚泥の実現」の欄に記載されたものを用いることができる。

なお、前記メジアン径（「中位径」ともいう。）は、例えば以下の方法を用いて定める。詳述すると、脱水物の粒径が５００ミクロン以上の場合は、ＪＩＳ Ｍ ８８０１ 石炭試験方法に記載された方法でふるい分けをし、ふるい分け結果をロジンラムラー分布で表し、積算質量（ふるい上）が５０％に相当する時の粒子径をメジアン径(Ｄ₅₀)として定める。また、脱水物の粒径が５００ミクロン未満の場合は、レーザー回折式粒度分布測定装置（例えば、商品名ＳＡＬＤ−３１００、島津製作所社製）を用いて粒度分布を測定し、累積体積が５０％に相当する時の粒子径をメジアン径(Ｄ₅₀)として定める。

（流下流路３０）
前記脱水機３から排出された脱水物を、機械的搬送手段（スクリューコンベア、ベルトコンベアなど）を使用することなく重力による落下により、後述する連続式熱風乾燥機５の導入部５Ａに設けられた供給口へ導く流下流路３０を備えることが好ましい。その作用効果は、前記のとおりである。

（熱風発生器４）
脱水機３から排出された脱水物は、連続式熱風乾燥機５へ送られ、乾燥機５内で熱風と接触して乾燥する。この乾燥機５に用いる熱風は、熱風発生器４によって生成する。詳しくは、燃料タンクから燃料Ｆ（ＬＰＧ等）を供給されたバーナー４Ａが、返送系統ＲＬや空気輸送系統ＣＬから送られてくるガスを加熱して、熱風を生成する。なお、有機性廃棄物Ｗが下水汚泥である場合、下水汚泥を消化処理した際に発生する消化ガスを燃料Ｆとして用いるようにしても良い。

この熱風発生器４の制御は、熱風発生器４の出口温度を計測し、目的の温度となるように、熱風発生器４へ供給される燃料Ｆと空気Ａの量を制御する。

（連続式熱風乾燥機５）
連続式熱風乾燥機５は、前記脱水機３からの脱水物と、前記熱風発生器４からの熱風とを接触させ、前記脱水物を乾燥して粉粒体にする。

この連続式熱風乾燥機５としては、（１）噴霧乾燥機、気流乾燥機、流動層乾燥機、回転乾燥機などのように、熱風中に脱水物を分散させて乾燥させる形態のもの、（２）通気バンド乾燥機、トンネル乾燥機（並行流バンド乾燥機）、噴出流乾燥機などのように、脱水物を静置した状態のまま移送し、その移送過程で脱水物に熱風を接触させて乾燥させる形態のもの、（３）撹拌乾燥機などのように、脱水物を機械的に攪拌しながら、その脱水物に熱風を接触させて乾燥させる形態のものを例示することができる。なお、連続式熱風乾燥機５の「連続式」とは、バッチ式ではないことを指す。

なお、前述のとおり、機内二液調質型遠心脱水機を用いて脱水した場合は、脱水物のメジアン径を１０ｍｍ以下、含水率を７４％以下にすることができる。このメジアン径や含水率は、ベルトプレス脱水機等の他の脱水機を用いて脱水した場合よりも低い値である。そのため、多用されている間接加熱式乾燥機（攪拌伝熱式装置）を用いずに、より安価でメンテナンス性に優れる気流乾燥機を用いることができる。

前記気流乾燥機にも様々な種類があるが、機内二液調質型遠心脱水機３を用いることで脱水物の付着性が弱くなっていることから、脱水物を解砕せずに投入する解砕機無しの気流乾燥機を採用することができる。

図１〜図３に、連続式熱風乾燥機５の一例である気流乾燥機を示した。この気流乾燥機は、熱気流が通る配管（以下、「パイプ」ともいう。）を環状に配置した環状気流乾燥機５である。図示した気流乾燥機５は、パイプを直線状に配置した導入部５Ａと、この導入部５Ａに続くパイプを環状に１回転させた主部５Ｂを有する。そして、この主部５Ｂは、導入部５Ａと同一直線上に延在するパイプ５Ｂａと、前記パイプ５Ｂａから上方へ延在するパイプ５Ｂｂと、前記パイプ５Ｂｂから引き返す方向へ水平に延在するパイプ５Ｂｃと、前記パイプ５Ｂｃから下方へ延在するパイプ５Ｂｄとからなる。隣り合う各パイプの間（例えば、パイプ５Ｂａとパイプ５Ｂｂの間）には、Ｒ状に湾曲したパイプが位置している。また、パイプ５Ｂｄの先端部５Ｃは、導入部５Ａの先端部５Ｄと接合されており、この接合部分においてパイプの内部が相互に繋がっている。また、導入部５Ａの基端部には、熱風の給気口５Ｅが設けられ、前記パイプ５Ｂｄの中間部分には排気口５Ｆが設けられている。

前記熱風発生器４で生成した熱風は、給気口５Ｅを通じて導入部５Ａに供給される。また、前記機内二液調質型遠心脱水機３の排出口から落下した脱水物は、導入部５Ａの熱風（熱気流）中へ落下する。落下した脱水物は、熱風中で粉粒状に分散する。そして、その粉粒体は、熱気流と並流に送られながら（熱風により気流搬送されながら）、瞬間的に乾燥する。詳しくは、粉粒体を伴う熱風は、導入部５Ａ、パイプ５Ｂａ、パイプ５Ｂｂ、パイプ５Ｂｃ、パイプ５Ｂｄと流れ、その一部が排気口５Ｆから器外へ排気される。他方、排気口５Ｆから排気されなかった熱風は、新しく導入部５Ａから送られてきた熱風と合流し、再びパイプ５Ｂａ、パイプ５Ｂｂ、パイプ５Ｂｃ、パイプ５Ｂｄと流れ、その一部が排気口５Ｆから器外へ排気される。以上のように、熱風の一部は排気口５Ｆから排気され、その他の熱風は主部５Ｂ内を循環することになる。このように、新しく投入された脱水物と管内を循環する脱水物は、管内で混合し、それによって付着性や含水量が調整される。

気流乾燥機５の運転においては、気流乾燥機５の導入部５Ａの風速を２０ｍ／ｓ以上とし、主部５Ｂの風速を１０ｍ／ｓ以上にすることが好ましい。導入部５Ａや主部５Ｂの風速が前記値よりも低い場合は、気流乾燥機５内での被処理物Ｗの運搬に支障をきたすからである。また、前記主部５Ｂの気流の風速は、被処理物を円滑に空送するため、１５ｍ／ｓ以上にすることがより好ましい。

このとき、導入部５Ａの風速を主部５Ｂの風速よりも速くすることが好ましい。排気口５Ｆから排気されずにパイプ５Ｂｄからパイプ５Ｂａに流れる熱風に対して、熱風発生器４から送られてきた新たな熱風を高速で衝突させることで、循環している熱風中の被処理物を分散させることができるからである。

また、気流温度は、特に限定されない。しかし、好ましくは３５０℃〜４５０℃、より好ましくは３９０℃〜４１０℃、さらに好ましくは４００℃にすると良い。気流温度が低い場合は、被処理物を十分に乾燥させることができず、乾燥物の含水率が高くなるからである。また、気流温度が高い場合は、熱風発生器４の燃料費が嵩み、経済性が悪くなるからである。以上のように、乾燥物の含水率と燃料費という経済性のバランスをとると、４００℃前後の温度にすることが最も適当である。

また、製造コストや補修コストが高くなるが、連続式熱風乾燥機５として前記攪拌伝熱式乾燥機を設け、固気分離機６からの分離ガスの一部を熱風発生器４に返送し、分離ガスの有効利用を図るようにしても良い。同様に、補機類の容量が大きくなるとともに、定期的なメンテナンスや解砕機の交換が必要になるが、連続式熱風乾燥機５として解砕機付きの気流乾燥機を設け、固気分離機６からの分離ガスの一部を熱風発生器４に返送し、分離ガスの有効利用を図るようにしても良い。

（固気分離機６）
粉粒体を乾燥させることで湿度が増した熱風は、排ガスとして前記連続式熱風乾燥機５から排気され、固気分離機６へ送られる。この排ガスには粉粒体が含まれているため、固気分離機６を用いて、粉粒体と分離ガス（粉粒体と分離したガス）に分離する。

この固気分離機６の例としては、重力により集塵を行う重力沈降室、慣性により集塵を行うミストセパレーター１２、遠心力により集塵を行うサイクロン、洗浄により集塵を行うベンチュリースクラバー、濾布により集塵を行うバグフィルター、充てん層により集塵を行う移動粒子層エアフィルター、電気により集塵を行う電気集塵機等を挙げることができる。

（吸引ファン７）
固気分離機６の排気口の下流には、吸引ファン７が設けられている。この吸引ファン７により、熱風発生器４で生成した熱風を吸引している。よって、連続式熱風乾燥機５から吸引ファン７に至る経路の圧力は、常に負圧（例えば、−２ｋＰａ〜−３ｋＰａ）にすることが好ましい。そこで、連続式熱風乾燥機５から固気分離機６の間に圧力計８を設け、この圧力計８で計測した圧力が負圧でない場合は、吸引ファン７の吸引量を増加させる制御を行っている。このように負圧にすることで、連続式熱風乾燥機からのガス漏れを防ぐことができる。

（返送系統ＲＬ）
前記固気分離機６によって粉粒体と分離した分離ガスの一部は、前記熱風発生器４へ返送される。この返送系統ＲＬには、後述する熱交換器１０を設け、分離ガスの温度を上昇させることが好ましい。熱交換器１０で温度を上昇させてから熱風発生器４へ送ることで、熱交換器１０を設けなかった場合よりも、熱風発生器４の火力を弱くすることができる。そして結果的に、燃焼燃料Ｆの使用量を削減することができる。

（放散系統ＤＬ）
前記固気分離機６によって粉粒体と分離した分離ガスのうち、熱風発生器４へ返送されない分離ガス（分離ガスの残部）は、脱臭された後に大気Ｅに放散される。この放散系統ＤＬには、脱臭を行う脱臭器が配置される。また、後述する熱交換器１０を設けることが好ましい。

なお、返送系統ＲＬの熱交換器１０と放散系統ＤＬの熱交換器１０は共通（同一）のものである。すなわち、固気分離機６から排気された放散系統ＤＬの分離ガスは、燃焼脱臭器９によって昇温した後、返送系統ＲＬと共通の熱交換器１０に熱源として供給される。そして、熱交換器１０で返送系統ＲＬの分離ガスと熱交換して降温した後、排煙処理塔１１やミストセパレーター１２等による除塵処理を経て、排気ダクト１３から大気Ｅへ放散される。

（燃焼脱臭器９）
返送系統ＲＬと放散系統ＤＬに共通の熱交換器１０を設ける場合、放散系統ＤＬの分離ガスを熱源として利用する。そのため、放散系統ＤＬに設ける脱臭器は、燃焼脱臭器９にすることが好ましい。この燃焼脱臭器９は、固気分離機６と熱交換器１０の間に配置される。

ここで、分離ガスのフローについて説明する。固気分離機６から排気された分離ガスのうち、放散系統ＤＬに従って流れる分離ガス（「放散分離ガス」という。）は、燃焼脱臭器９の本体９Ｂに供給される。そして、燃焼脱臭器９に供給された分離ガスは、燃料タンクから燃焼脱臭器９に供給された燃料Ｆ（ＬＰＧ等）を用いて、燃焼脱臭器９のバーナー９Ａで燃焼され、この燃焼によって脱臭する。詳しくは、分離ガスの臭気成分だけが酸化分解される。また、分離ガスの温度が、この燃焼によって上昇する。例えば、固気分離機６から排気された分離ガスの温度が約２００℃であった場合、燃焼脱臭器９の燃焼によって、約８００℃まで上昇する。このようにして脱臭された放散分離ガス（「脱臭分離ガス」という。）は、放散系統ＤＬに従って熱交換器１０へ流れる。なお、有機性廃棄物Ｗが下水汚泥である場合、下水汚泥を消化処理した際に発生する消化ガスを燃料Ｆとして用いるようにしても良い。

なお、前記燃焼脱臭器９の代わりに、スクラバーを用いるようにしても良い。また、薬品洗浄による脱臭器を用いるようにしても良い。前記スクラバーや薬品洗浄脱臭器を用いて脱臭処理を行った場合、放散分離ガスの温度が低下してしまう。そのため、脱臭後の分離ガスを昇温させる昇温装置（図示しない）を別途設け、昇温させてから熱交換器１０へ送るようにすると良い。

（熱交換器１０）
一方、固気分離機６から排気された分離ガスのうち、返送系統ＲＬに従って流れる分離ガス（「返送分離ガス」という。）は、特に加熱されることなく、熱交換器１０へ供給される。すなわち、固気分離機６から排気された分離ガスの温度が約２００℃であった場合、その温度のまま、熱交換器１０へ供給される。

熱交換器１０では、返送分離ガスと脱臭分離ガスが熱交換を行う。すなわち、脱臭分離ガスを熱源として用いて、返送分離ガスの温度を上昇させる。具体的には、熱交換器１０に供給された返送分離ガスの温度が約２００℃であった場合、この熱交換によって約３００℃まで上げることができる。こうして温度上昇した返送分離ガスは、返送系統ＲＬに従って熱風発生器４へ送られ、熱風発生器４のバーナーで燃焼されて熱風となる。一方、温度降下した脱臭分離ガス（放散分離ガス）は、排煙処理塔１１及びミストセパレーター１２で除塵処理された後、大気Ｅへ放散される。なお、有機性廃棄物Ｗが下水汚泥である場合、排煙処理塔１１の循環水（温水）を熱回収して、消化汚泥の加温に充当してもよい。

（外気取込手段１５）
外気取込手段１５としては、例えば送風ファンを例示できる。そして、この外気取込手段１５からの外気Ａは、固気分離機６と熱交換器１０の間の返送系統ＲＬに送られる。返送系統ＲＬに取り込まれた外気Ａは、返送分離ガスとともに熱交換器１０へ送られて昇温した後、熱風発生器４へ送られる。なお、外気取込手段１５からの外気Ａを、熱交換器１０と熱風発生器４の間の返送系統ＲＬに送るようにしても良い。しかし、外気Ａの温度が高いほど、熱風発生器４の使用燃料Ｆが少なくなるため、熱交換器１０よりも上流の返送系統ＲＬに外気Ａを送り込み、熱交換器１０で外気Ａを昇温してから、熱風発生器４へ送ることが好ましい。

前記固気分離機６から排気される分離ガスのうち、返送分離ガスと放散分離ガスの割合（比率）は、例えば３：１とすることができる。この比率によると、固気分離ガスから排気される分離ガス（１００％）のうち、７５％は返送分離ガスとして熱風発生器４へ返送されるが、２５％は放散分離ガスとして大気Ｅに放散されてしまう。この大気Ｅへの放散により、処理装置１内のガス（空気）が２５％不足するため、この不足を補うために外気取込手段１５を設けることが好ましい。

なお、処理装置１内を循環しているガス（以下、「循環ガス」という。）の湿度は、有機性廃棄物を乾燥させる工程で上昇するため、入れ替えを行わないと湿度が次第に上昇してしまう。そこで、前記のように循環ガスの入れ替えを行うことで、循環ガスの湿度を適正化（例えば、絶対湿度で約0.01〜3.2kg/kgDA）することができる。すなわち、入れ替えを行わない場合と比べて循環ガスの湿度を低くすることができる。そのため、熱風発生器において、循環ガスの温度が上がりやすくなり、燃費が向上する。また、連続式熱風乾燥機においても、有機性廃棄物の液分が蒸発する効率（蒸発効率）が高くなる。

なお、返送分離ガスと放散分離ガスの比率は、返送系統ＲＬと放散系統ＤＬのそれぞれに設けたバルブ１４、１４によって調整している。この比率は、処理装置１の運転開始前に決定し、運転中はその比率を固定することが好ましい。処理装置１を運転している最中に、この比率を変更することもできるが、外気Ａの取込量など、様々な要素を変更する必要が生じ、制御が煩雑となるからである。

また、前記比率を決めて運転を開始した後は、粉粒体の乾燥の状態を見ながら、熱風発生器４の温度を調整する。すなわち、乾燥汚泥貯留コンテナ１６内に貯まった粉粒体を採取し、その粉粒体の含水率等を求め、希望とする含水率（例えば、含水率５％〜４０％）となるように、熱風発生器４の温度を上下させる。

また、固気分離機６から排気される分離ガスのすべてを、熱風発生器４へ返送する構成とした場合、前記のとおり循環ガスの湿度が次第に高くなるこの場合は返送系統ＲＬに除湿機を設ける必要が生じて設備費が高騰してしまうが、それでも良い場合は、分離ガスのすべてを熱風発生器４へ返送しても良い。

（空気輸送系統ＣＬ）
固気分離機６から排出された粉粒体は、粉粒体貯留槽１６に運ばれ、粉粒体貯留槽１６で保存される。この固気分離機６から粉粒体貯留槽１６までの輸送には、外気Ａ（空気）が用いられる。すなわち、空気輸送系統ＣＬに外気Ａが送り込まれ、この外気Ａによって、粉粒体が粉粒体貯留槽１６まで輸送される。

従来、粉粒体を輸送した後の空気には、粉粒体の臭気が移っているため、脱臭器で脱臭し、大気Ｅに放散していた。本発明においては、この輸送空気を有効利用するため、粉粒体を輸送した後の空気をバグフィルターに通して除塵した後、熱風発生器４へ送る構成とした。そして、熱風発生器４に送られた輸送空気は、バーナーで燃焼されて脱臭された後、熱風として連続式熱風乾燥機５へ送られる。このように本発明の空気輸送系統ＣＬは、固気分離機６から粉粒体貯留槽１６までではなく、熱風発生器４まで延在されている点に特徴を有する。

なお、空気輸送系統ＣＬの外気Ａは、粉粒体貯留槽１６に併設したファン付きバグフィルター１７のファンによって吸引されるとともに、バグフィルター１７の下流に設けた送風ブロア２２によって、熱風発生器４へ送風される。なお、送風ブロア２２は、熱風発生器４のバーナー４Ａと本体４Ｂへ送風するほか、燃焼脱臭器９のバーナー９Ａへも送風を行う。

また、空気輸送系統ＣＬには、外気Ａのほかに、有機物貯留槽２に貯まった空気や、粉粒体貯留槽１６に貯まった空気を送り込むようにしても良い。有機物貯留槽２や粉粒体貯留槽１６の空気は、有機性廃棄物Ｗの影響を受けて臭気を伴うが、熱風発生器４で燃焼されることによって、脱臭する。

（外気量）
空気輸送系統ＣＬによって熱風発生器４へ送られる外気Ａの量が、放散系統ＤＬによって大気Ｅに放出される分離ガスの量と同じである場合、またはそれよりも多い場合、外気取込手段１５によって新たに外気Ａを取り込む必要がない。したがって、これらの場合は、外気取込手段１５を設けずに空気輸送系統ＣＬのみ設ける構成にすることができる。

他方、空気輸送系統ＣＬによって熱風発生器４へ送られる外気Ａの量が、放散系統ＤＬによって大気Ｅに放出される分離ガスの量よりも少ない場合は、その不足している量を、外気取込手段１５によって新たに送り込む構成にすることができる。

（分岐部１８）
ここで図１を参照すると、固気分離機６から排気された分離ガスは、分岐部１８まで流れ、その分岐部１８で二手に分かれている。一方は、放散分離ガスとして燃焼脱臭器９へ流れ、他方は、返送分離ガスとして熱交換器１０へと流れる。この場合の返送系統ＲＬとは、固気分離機６を始点として、分岐部１８、熱交換器１０を経て、熱風発生器４へ至る経路（配管など）と、その経路に設置された機器（熱交換器１０等）をいう。また、放散系統ＤＬとは、同じく固気分離機６を始点として、分岐部１８、燃焼脱臭器９、熱交換器１０、排煙処理塔１１、ミストセパレーター１２を経て排気ダクト１３へ至る経路（配管など）と、その経路に設置された機器（燃焼脱臭器９、熱交換器１０、排煙処理塔１１およびミストセパレーター１２等）をいう。なお、固気分離機６から分岐部１８までは、返送系統ＲＬと言うことができるとともに、放散系統ＤＬと言うこともできる。

また、図示しないが、前記のような分岐部１８を設けずに、固気分離機６から返送系統ＲＬと放散系統ＤＬの二手に分かれるような構成にしても良い。

また、図１における空気輸送系統ＣＬとは、外気Ａの供給箇所１９を始点として、固気分離機６からの粉粒体を受けるＴ字管２０、ファン付きのバグフィルター１７を経て熱風発生器４へ至る経路（配管など）と、その経路に設置された機器（Ｔ字管、バグフィルター等）をいう。

（第２実施例）
本発明に係る処理装置１の第２実施形態のフローを図２に示した。この実施例においては、固気分離機６から排出された粉粒体が、粉粒体貯留槽１６に直接落下する構成となっている。すなわち、第１実施例のように、空気輸送系統ＣＬが存在しない。

したがって、放散系統ＤＬで大気Ｅに放散された分離ガスと同じ量の外気Ａを、外気取込手段１５によって返送系統ＲＬに送り込む構成にしている。その他の構成は、図１と同じであるため、説明を省略する。

（第３実施例）
本発明に係る処理装置１の第３実施形態のフローを図３に示した。第３実施形態は、第２実施形態をさらに簡略化したものであり、熱交換器１０を備えていない。

したがって、固気分離機６から排気された返送分離ガスは、昇温されることなく、そのまま熱風発生器４へ返送される。また、放散分離ガスは、脱臭器で脱臭した後に、排煙処理塔１１およびミストセパレーター１２で除塵され、大気Ｅに放散される。なお、第３実施例においては、放散分離ガスを昇温させる必要がないため、燃焼脱臭器９以外の脱臭器２２（スクラバー等）を用いるようにしても良い。

また、第３実施例は、第２実施例のような熱交換器１０を設けず、燃焼脱臭器９よりも安価な脱臭器２２を設けることもできるため、処理装置１の設備費を安くすることができる。また、燃焼脱臭器９以外の脱臭器２２を設けることで、燃料費が少なくなり、運転費用も安くすることができる。

１．処理装置、３．脱水機、４．熱風発生器、５．連続式熱風乾燥機、６．固気分離機、９．燃焼脱臭器、１０．熱交換器、１５．外気取込手段、１６．粉粒体貯留槽、３０．流下流路、Ａ．外気、Ｗ．有機性廃棄物、ＲＬ．返送系統、ＤＬ．放散系統、ＣＬ．空気輸送系統

Claims (14)

1. 熱風を生成する熱風発生器と、
   有機性廃棄物の脱水物と、前記熱風発生器からの熱風とを接触させ、前記脱水物を乾燥して粉粒体にする連続式熱風乾燥機と、
   前記連続式熱風乾燥機からの排ガスに含まれる粉粒体を分離する固気分離機と、
   前記固気分離機によって粉粒体と分離した分離ガスの一部を前記熱風発生器へ返送する返送系統と、を備える有機性廃棄物の処理装置であって、
   前記連続式熱風乾燥機は、パイプを環状に配置して形成した循環径路を有し、脱水物を熱風中に分散して乾燥させる環状気流乾燥機であり、
   前記環状気流乾燥機に供給された脱水物が、前記パイプの内部を流れる熱風によって搬送されて、前記循環径路の前記パイプの内部を循環し、
   循環する前記脱水物が新たに供給された脱水物と混合される構成としたことを特徴とする有機性廃棄物の処理装置。
2. 前記有機性廃棄物の処理装置は、
   前記有機性廃棄物を脱水する脱水機を有し、
   前記脱水機で脱水した脱水物を前記環状気流乾燥機に供給する構成とした請求項１記載の有機性廃棄物の処理装置。
3. 前記脱水機は遠心脱水機である請求項２記載の有機性廃棄物の処理装置。
4. 前記遠心脱水機は、
   一端側に有機性廃棄物の供給口を、他端側に脱水物の排出口を有する回転ボウルの内部にスクリューコンベアが設けられ、
   凝集剤を添加した有機性廃棄物が、前記回転ボウルの回転による遠心力によって脱水されつつ、前記スクリューコンベアによって前記排出口へ搬送される機内二液調質型遠心脱水機である請求項３記載の有機性廃棄物の処理装置。
5. 前記脱水機はベルトプレス脱水機である請求項２記載の有機性廃棄物の処理装置。
6. 前記分離ガスの残部を脱臭後に大気に放散する放散系統をさらに有する請求項１〜５のいずれか１項に記載の有機性廃棄物の処理装置。
7. 前記放散系統には、燃焼脱臭器および熱交換器が配置され、
   前記返送系統には、前記熱交換器が配置され、
   前記燃焼脱臭器で燃焼脱臭され、昇温した脱臭分離ガスと、
   前記返送系統の返送分離ガスを、
   前記熱交換器で熱交換させ、
   前記熱交換により昇温した返送分離ガスを前記熱風発生器へ返送する構成とした請求項６記載の有機性廃棄物の処理装置。
8. 前記返送系統に外気を取り込む外気取込手段を備える請求項１〜７のいずれか１項に記載の有機性廃棄物の処理装置。
9. 前記固気分離機からの分離ガスのうち、前記返送系統に移行する量と、前記放散系統に移行する量の流量比を調整する流量比調整手段を備える請求項６〜８のいずれか１項に記載の有機性廃棄物の処理装置。
10. 前記固気分離機を粉粒体の貯留槽上部に設置し、前記固気分離機によって分離された粉粒体をそのまま貯留槽へ投入する構成とした請求項１〜９のいずれか１項に記載の有機性廃棄物の処理装置。
11. 前記有機性廃棄物の脱水物を、機械的搬送手段を使用することなく重力により落下させて、前記環状気流乾燥機へと導く流下流路を備え、
    前記流下流路を通じて前記環状気流乾燥機に供給された脱水物が、前記熱風発生器からの熱風によって気流搬送される構成とした請求項１〜１０のいずれか１項に記載の有機性廃棄物の処理装置。
12. 熱風発生器を用いて、熱風を生成する熱風発生工程と、
    連続式熱風乾燥機を用いて、有機性廃棄物の脱水物と、前記熱風発生器からの熱風とを接触させ、前記脱水物を乾燥して粉粒体にする乾燥工程と、
    固気分離機を用いて、前記連続式熱風乾燥機からの排ガスに含まれる粉粒体を分離する固気分離工程と、
    前記固気分離機によって粉粒体と分離した分離ガスの一部を前記熱風発生器へ返送する返送工程と、を有し、
    前記連続式熱風乾燥機は、パイプを環状に配置して形成した循環径路を有し、脱水物を熱風中に分散して乾燥させる環状気流乾燥機であり、
    前記環状気流乾燥機に供給された脱水物が、前記パイプの内部を流れる熱風によって搬送されて、前記循環径路の前記パイプの内部を循環し、
    循環する前記脱水物が新たに供給された脱水物と混合されることを特徴とする有機性廃棄物の処理方法。
13. 前記有機性廃棄物の処理方法は、
    脱水機によって有機性廃棄物を脱水する脱水工程を有し、
    前記脱水機から排出された脱水物を前記環状気流乾燥機に供給する請求項１２記載の有機性廃棄物の処理方法。
14. 前記環状気流乾燥機に供給される熱風の温度が３５０℃〜４５０℃である請求項１２または１３に記載の有機性廃棄物の処理方法。

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