JP3133346B2

JP3133346B2 - 高含水無機質汚泥の乾燥処理方法

Info

Publication number: JP3133346B2
Application number: JP02405837A
Authority: JP
Inventors: 一照篠原
Original assignee: 株式会社マルコシエンジニアリング
Priority date: 1990-12-25
Filing date: 1990-12-25
Publication date: 2001-02-05
Anticipated expiration: 2016-02-05
Also published as: JPH04222699A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、砕石場における洗浄排
水や、降雨により流出した土砂、泥分等の、無機質の汚
泥（へドロ）を乾燥処理して再利用するための、高含水
無機質汚泥の乾燥処理方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】砕石場における洗浄排水や、降雨により
流出した土砂、泥分等の、無機質の汚泥（へドロ）を大
量に含んだ汚濁水は、そのまま河川に放流すると水質汚
染の原因になる。そこで従来は、上記汚濁水を、一旦、
放流池、沈澱池等に貯留したのちシックナーに導き、高
分子凝集剤を加えた状態で、フィルタープレスやベルト
プレス等の脱水機によって脱水処理している。

【０００３】脱水処理して得られた脱水ケーキは、その
大部分が、採掘跡の埋め戻しに使用されるが、降雨など
で再び含水すれば、元のへドロに戻ってしまい、河川に
流出して、水質汚染の原因となるおそれがある。そこ
で、上記無機質の汚泥を、解砕機能を備えた乾燥機によ
って乾燥して、顆粒状の乾燥品として回収することが考
えられた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記乾燥機
は、本来、固形状の物質の乾燥に使用されるものである
ため、液状または泥状で多量の水分を含む汚泥を乾燥す
ることは不可能である。本発明は、以上の事情に鑑みて
なされたものであって、砕石場における洗浄排水や、降
雨により流出した土砂、泥分等の、無機質の汚泥（へド
ロ）を、短時間の乾燥処理によって、均一な顆粒状の乾
燥品として回収することができる乾燥処理方法を提供す
ることを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の、本発明の高含水無機質汚泥の乾燥処理方法は、無機
質汚泥を大量に含む汚濁水から透明な上澄水を分離して
得られた、含水率３０〜５０％の汚泥に、当該汚泥の乾
燥品を１５〜２５％加えた状態で、解砕機能を備えた乾
燥機によって乾燥処理することを特徴とする。また上記
処理方法においては、乾燥処理の熱源として、高分子系
廃棄物を乾留して得た可燃性ガスを燃焼させるのが好ま
しい。

【０００６】

【作用】上記構成からなる、本発明の高含水無機質汚泥
の乾燥処理方法においては、汚泥に、当該汚泥の乾燥品
を１５〜２５％加えて汚泥全体の含水量を低下させると
共に、汚泥の流動性を低下させた状態で、解砕機能を備
えた乾燥機によって乾燥させる。

【０００７】

【実施例】以下に、本発明の高含水無機質汚泥の乾燥処
理方法を、その実施に使用される装置の一例を示す図面
を参照しつつ説明する。図１は、上記装置の全体的な構
成を示すブロック図である。無機質の汚泥（へドロ）を
大量に含んだ汚濁水は、図示Ｉの位置から、ポンプＰ１
およびバルブＢ１を介して、濃縮装置１に供給される。
また、上記濃縮装置１に供給される途中の汚泥には、薬
液タンクＴ１から、高分子凝集剤が、ポンプＰ２を介し
て添加される。

【０００８】濃縮装置１は、図７に示すように、２つの
濃縮槽１０，１０を備えており、高分子凝集剤が添加さ
れた汚泥は、これら２つの濃縮槽１０，１０内で沈澱し
て、透明な上澄水Ｗ，Ｗと、含水率３０〜５０％に濃縮
された汚泥Ｍ，Ｍとに分離する。上澄水Ｗ，Ｗは、濃縮
槽１０，１０内に挿入された給水ノズル１１，１１か
ら、ポンプＰ３によって槽外へ排出される。一方、濃縮
された汚泥Ｍ，Ｍは、濃縮槽１０，１０の底部に設けら
れたスクリュー１２，１２によって回収され、ポンプＰ
４によって図示IIの位置から次工程へ吐出される。

【０００９】汚泥の含水率が３０〜５０％の範囲内に限
定されるのは、以下の理由による。すなわち、含水率が
３０％未満の場合、後述する乾燥機２に供給されるまで
の汚泥の流動性が低すぎて、スクリュー１２，１２やポ
ンプＰ４によって搬送することが困難になり、含水率が
５０％を超えると、乾燥機２によって乾燥することが不
可能になる。

【００１０】濃縮装置１から吐出された汚泥は、図１に
矢印で示すように、乾燥機２に供給される。乾燥機２
は、図５に示すように、濃縮装置１から吐出された汚泥
を収容して乾燥するための乾燥機本体２０と、この乾燥
機本体２０に汚泥を供給するためのホッパ２１と、乾燥
機本体２０に熱風を供給するためのバーナ２２とを備え
ている。なお、図において符号２３は、図示IIの位置か
ら供給された汚泥を、後述する汚泥の乾燥品と混合して
ホッパ２１に供給するための供給コンベヤを示してい
る。

【００１１】乾燥機本体２０は、図２，図３に示すよう
に中空円筒状に形成されており、その外周の２か所に形
成された鍔部２０ａ，２０ａに、台盤２４に回転自在に
軸受された複数のころ２４ａ，２４ａ…を下方から当接
させることで、当該台盤２４上に回転自在に支持されて
いる。また、上記乾燥機本体２０は、鍔部２０ａ，２０
ａの間に設けられた溝部２０ｂに巻き掛けられたチェー
ンＤ２を介して、台盤２４上に配置した減速機Ｄ１と接
続されており、この減速機Ｄ１によって回転駆動され
る。

【００１２】乾燥機本体２０の一端部は、台盤２４に固
定された枠体２６を介して、バーナ２２と接続されてお
り、他端部は、後述する排ガス処理装置に繋がれたダク
ト２７と接続されている。なお、上記乾燥機本体２０の
両端部と、枠体２６およびダクト２７とは、乾燥機本体
２０の回転を妨げることなく、しかも、乾燥機本体２０
内の気密を維持できるようにシールされている。

【００１３】乾燥機本体２０の内壁面には、図３に示す
ように、多数のチェーン２０ｃ，２０ｃ…が取付けられ
ている。乾燥機本体２０は、通常、汚泥等のこびりつき
難いステンレス鋼等で製造されるが、それでも、依然と
して汚泥がこびりつくことがあり、上記チェーン２０
ｃ，２０ｃ…は、この内壁面にこびりついた汚泥を剥離
するために用いられる。

【００１４】上記乾燥機本体２０内には、当該乾燥機本
体２０と別個に回転して、汚泥を解砕するための解砕機
構２５が設けられている。解砕機構２５は、図４に示す
ように、多数のはね部材（アンテナ）２５ａ，２５ａ…
を備えた筒状体２５ｂからなり、この筒状体２５ｂの両
端部に取付けられた軸受け２５ｄ，２５ｄを介して、前
記枠体２６およびダクト２７に回転自在に軸受されてい
る。上記解砕機構２５の筒状体２５ｂ内の空洞２５ｃに
は、図中白矢印で示すように冷却水が流通されて、乾燥
機２の運転時に冷却されるようになっている。

【００１５】上記解砕機構２５は、図２に示すように、
筒状体２５ｂの一端部に設けたプーリ２５ｅに巻き掛け
られたベルトＤ４を介して、モータＤ３と接続されてお
り、このモータＤ３によって、乾燥機本体２０と別個に
回転駆動される。なお、解砕機構２５の回転中心（図２
において下側の一点鎖線で示す）は、乾燥機本体２０の
回転中心（図２において上側の一点鎖線で示す）から偏
心して設けられている。

【００１６】ホッパ２１は、図５に示すように、供給コ
ンベヤ２３から供給された汚泥を、上記乾燥機本体２０
内に搬送するためのスクリュー２１ａと、このスクリュ
ー２１ａを回転するためのモータ２１ｂとを備えてい
る。バーナ２２は、図５中IIIの位置から、ダンパＢ２
を介して供給される可燃性ガスを、ダンパＢ３および送
風機Ｆ１を介して供給される空気と混合して完全燃焼さ
せる予燃焼室２２ａと、上記燃焼によって発生した約９
００℃の熱風を、ダンパＢ４および送風機Ｆ２を介して
供給される空気の流れに乗せて、乾燥機本体２０内に吹
き込むための送風室２２ｂとを備えている。

【００１７】なお、図において符号２８は、バーナ２２
内に供給された可燃性ガスに着火するための補助バーナ
を示している。この補助バーナ２８には、オイルタンク
２９から、ポンプＰ５によって、燃料としての油が供給
される。上記乾燥機２は、以上で説明したように、乾燥
機本体２０の外部に、可燃性ガスを予燃焼させるための
バーナ２２を備え、このバーナ２２で発生した熱を乾燥
機本体２０内に吹き込んでいるので、汚泥が火炎に接触
するおそれがない。

【００１８】このため、上記乾燥機２は、乾燥機本体内
の被乾燥物に火炎を接触させて乾燥する直火式の乾燥機
のように、高含水の汚泥が接触して火炎が瞬間的に冷却
されることがないので、火炎に不完全燃焼の部分が生じ
て煤煙を発生するおそれがない。したがって、上記乾燥
機２を使用する本装置によれば、後述するクリーンな可
燃性ガスを使用することとあいまって、無公害でクリー
ンな処理を行うことができる。

【００１９】上記乾燥機２においては、まず、乾燥機本
体２０を、減速機Ｄ１によって回転させると共に、解砕
機構２５を、モータＤ３によって、乾燥機本体２０と別
個に回転させる。次に、後述する乾留ガス化処理装置３
を作動させて可燃性ガスを発生させ、この可燃性ガス
を、予燃焼室２２ａ内で、ダンパＢ３および送風機Ｆ１
を介して供給される空気と混合し、補助バーナ２８によ
って着火する。

【００２０】そして、燃焼によって発生した約９００℃
の熱風を、ダンパＢ４および送風機Ｆ２を介して供給さ
れる空気の流れに乗せて、乾燥機本体２０内に吹き込
む。次に、前記濃縮装置１で濃縮された汚泥と、後述す
る汚泥の乾燥品とを、ホッパ２１のスクリュー２１ａで
混合しながら乾燥機本体２０内に供給する。そうする
と、乾燥機本体２０内に供給された汚泥は、解砕機構２
５によって解砕されながら乾燥されて、均一な顆粒状の
乾燥品が得られる。

【００２１】なお、乾燥機２に投入される汚泥に対す
る、汚泥の乾燥品の配合割合は、汚泥の量の１５〜２５
％の範囲内である必要がある。汚泥に加えられる乾燥品
の割合が１５％未満では、汚泥全体の含水量、および、
汚泥の流動性が十分に低下しないため、乾燥機２によっ
て乾燥することが不可能になる。

【００２２】一方、汚泥に加えられる乾燥品の割合が２
５％を上回った場合には、乾燥品の製品としての回収率
が低下してしまい、コスト的に不利となる。上記のよう
にして得られた汚泥の乾燥品は、図示IVの位置から、図
６に示す取り出しコンベヤ４０に供給され、その大部分
は、ベルトコンベヤ４１を介して、製品積出し場４２
へ、製品として搬送される。取り出しコンベヤ４０に供
給された汚泥の乾燥品の一部は、上記取り出しコンベヤ
４０の途中に設けられた分岐装置４３を通してクライマ
ーコンベヤ４４に供給され、図中Ｖの位置から、前述し
たように、再度、乾燥機２の供給コンベヤ２３に供給さ
れて（図５のＶ参照）、濃縮装置１で濃縮された汚泥と
混合される。

【００２３】前記乾燥機２に供給される可燃性ガスとし
ては、図８に示す乾留ガス化処理装置３で発生した可燃
性ガスが利用される。上記乾留ガス化処理装置３は、廃
タイヤ等の高分子系廃棄物を乾留して可燃性ガスを得る
もので、水冷ジャケット式二重構造の缶胴を備えた、バ
ッチ式で縦型の乾留缶３０と、当該乾留缶３０に空気を
供給するための送風機Ｆ３と、この送風機Ｆ３によって
乾留缶３０に供給される空気の量を調整するためのダン
パ３１と、上記水冷ジャケット式二重構造の缶胴に冷却
水を供給するための給水タンク３２とを備えている。

【００２４】乾留缶３０の上部には、投入ステージ３４
から、廃タイヤ等の高分子系廃棄物を乾留缶３０内に投
入、充填するための投入口３０ａが形成され、下部に
は、乾留缶３０内に充填された高分子系廃棄物に着火す
ると共に、乾留終了後の灰を取り出すための着火口兼灰
出口３０ｂが形成されている。また、乾留缶３０には、
発生した可燃性ガスを、当該乾留缶３０の上部から炉外
へ回収し、図中IIIの位置から、前記乾燥機２のバーナ
２２に供給するための回収管３３が接続されている。

【００２５】上記乾留ガス化処理装置３により、可燃性
ガスを発生させるには、まず、乾留缶３０に、給水タン
ク３２から冷却のための水を供給する。次に、投入ステ
ージ３４上に運んだ廃タイヤ等の高分子系廃棄物を、投
入口３０ａから、乾留缶３０内に投入、充填する。次
に、投入口３０ａを蓋体３０によって密閉し、送風機Ｆ
３による送風を開始する。そして、ダンパ３１を調整し
て、送風機Ｆ３によって乾留缶３０内に供給される空気
量を、当該乾留缶３０内に充填された高分子系廃棄物の
燃焼に必要な空気量の２０％未満に制限する。空気量が
上記範囲に制限されるのは、これ以上の空気を供給する
と、高分子系廃棄物が燃焼状態に移行して、激しく発煙
するからである。

【００２６】次に、着火口兼灰出口３０ｂから、乾留缶
３０内に充填された高分子系廃棄物の下部に着火し、着
火を確認した後、上記着火口兼灰出口３０ｂを密閉す
る。そうすると、乾留缶３０内の底面に、燃焼帯が形成
される。この燃焼帯においては、空気量が上記のように
制限されていると共に、乾溜缶３０が水によって冷却さ
れて、発生する乾溜ガスの着火温度未満に制限されてい
るため、燃焼反応は進行せず、一般式Ｃ_mＨ_m（式中ｍ
は、２以上の正の数を示す）で表される炭化水素化合物
や一酸化炭素等の可燃性物質と少しの遊離炭素分とを含
む高温のガスが発生する。上記ガスには、上記可燃性物
質のほかに、例えば、ＣＯ₂，ＣＯ，Ｈ₂Ｏ，ＣＨ₃−Ｃ
≡ＣＨ，Ｈ₂，Ｈ₂ＣＯ等の安定分子や、ＣＨＯ，ＣＨ，
ＣＨ₃，ＣＨ₂，Ｃ₂Ｈ，Ｃ₂，Ｃ₅，Ｈ，Ｏ，ＣＨ，ＨＯ₂
等のラジカル、Ｈ₃Ｏ⁺，ＣＨＯ⁺，ＣＨ₃ ⁺，ＮＯ⁺，ＣＯ
⁺，ＯＨ⁺，Ｈ₂Ｏ⁺，Ｃ₂Ｏ₂Ｈ⁺，Ｃ₃Ｈ₃ ⁺，Ｈ₅Ｏ₂ ⁺，Ｈ₇
Ｏ₃ ⁺等のイオンなど、燃焼反応の中間生成体である還元
性物質が含まれている。

【００２７】なお、乾溜缶３０は、上記各種化合物の着
火温度を考慮すれば、水によって５００℃未満に冷却さ
れていることが望ましい。燃焼帯で加熱された高分子系
廃棄物は、上記ガスを放出しながら体積が徐々に減少
し、それに伴って、上に積層された高分子系廃棄物が徐
々に下降して燃焼帯に供給される。このため、乾溜缶３
０内の高分子系廃棄物が全て燃焼帯に供給されるまで、
燃焼帯における加熱乾溜反応と、それに伴う乾溜ガスの
発生が持続される。乾溜ガス発生の持続時間は、炉内へ
の高分子系廃棄物の充填量によっても異なるが、通常、
８〜１０時間程度続き、その間、上記ガスが、連続して
発生する。

【００２８】乾溜により発生したガスは、上記のよう
に、乾溜缶３０が水によって冷却されて、発生する乾溜
ガスの着火温度未満に制限されているため、着火するこ
となく炉内を上昇し、燃焼帯の上の高分子系廃棄物を熱
分解して、さらに可燃性物質等を発生させながら、水と
高分子系廃棄物とによって徐々に熱を奪われ、着火温度
以下を保持した状態で乾留缶３０外へ回収され、回収管
３３を通って乾燥機２に供給される。そして、乾燥機２
のバーナ２２で空気と混合されて燃焼され、乾燥機本体
２０内の汚泥の乾燥に使用される。上記ガスは、約９０
００ｋｃａｌ／ｍ³以上の高い熱量を保有しており、十
分な自燃性を有する上、燃焼させた際に大気汚染の原因
となる有害物質を発生するおそれのない、無公害のきれ
いな乾溜ガスである。

【００２９】乾溜缶３０内の高分子系廃棄物が全て乾溜
され、乾溜ガスが発生しなくなった段階で、炉内に十分
な空気を供給すべく、調整ダンパ３１を調整する。そう
すると、乾溜ガスを全て放出した後の残渣が燠火燃焼し
て、完全に燃焼した無害な燃焼灰となり、ガラス、金属
等の不燃物と共に、乾留缶３０の底に残る。上記燠火燃
焼は、通常、１時間程度で終息する。この後、着火口兼
灰出口３０ｂを開け、上記燃焼灰や不燃物を取り出す。

【００３０】前記乾燥機２で発生した排ガスは、図９に
示す排ガス処理装置５で処理されたのち、大気中に放出
される。排ガス処理装置５は、図示VIの部分が、前述し
た乾燥機２のダクト２７と接続されたもので、上記ダク
ト２７の部分から排出された排ガスを遠心分離して煤塵
を除去するためのサイクロン５０と、サイクロン５０で
煤塵が除去された排ガスを強制排出するための送風機Ｆ
４と、送風機Ｆ４による送風量を調整するためのダンパ
Ｂ５と、煙突５１とを備えている。

【００３１】上記装置を用いた、本発明の高含水無機質
汚泥の乾燥処理方法で得られた汚泥の乾燥品は、例えば
以下の用途に再利用することが可能である。園芸
用、植栽用の用土。通称赤玉と同じく消毒、滅菌されて
おり、なおかつ、植物の成育に欠かせない通気性、通水
性、保水性に優れている。また、安価で、しかも大量に
供給できるので、盆栽用等の他、ゴルフ場の芝生栽培等
の大量需要にも応えられる。道路工事、土木工事な
どにおけるクッション材。原土の粘土質、耐火度に
よっては、瓦やタイルの原料として使用できる。水
田等の客土。硬化剤を用いたり、処理温度を上げた
りすることによって、その他の新規製品開発の可能性が
ある。

【００３２】なお、本発明の高含水無機質汚泥の乾燥処
理方法を実施するための装置の構成は、以上各図に示し
たものには限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲
で、種々の設計変更を施すことができる。

【００３３】

【発明の効果】本発明の高含水無機質汚泥の乾燥処理方
法は、以上のように構成されており、汚泥に、当該汚泥
の乾燥品を１５〜２５％加えて汚泥全体の含水量を低下
させると共に、汚泥の流動性を低下させた状態で、解砕
機能を備えた乾燥機によって乾燥させるため、流動性を
有する無機質の汚泥を、短時間の乾燥処理によって、均
一な顆粒状の乾燥品として回収することができる。そし
て、得られた乾燥品は、種々の用途に再利用することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の高含水無機質汚泥の乾燥処理方法の実
施に使用される装置の一例を示すブロック図である。

【図２】上記装置のうち乾燥機を示す部分欠裁正面図で
ある。

【図３】上記乾燥機の横断面図である。

【図４】上記乾燥機に組み込まれた解砕機構を示す部分
欠裁正面図である。

【図５】上記乾燥機とその周辺の構成を示す概略図であ
る。

【図６】上記装置のうち乾燥機から取り出された乾燥品
の搬送機構を示す概略図である。

【図７】上記装置のうち汚泥濃縮のための濃縮装置とそ
の周辺の構成を示す概略図である。

【図８】上記装置のうち乾燥機に可燃性ガスを供給する
ための乾留ガス化処理装置とその周辺の構成を示す概略
図である。

【図９】上記装置のうち乾燥機から発生した排ガスを処
理するための排ガス処理装置の構成を示す概略図であ
る。

【符号の説明】

１濃縮装置２乾燥機

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】無機質汚泥を大量に含む汚濁水から透明な
上澄水を分離して得られた、含水率３０〜５０％の汚泥
に、当該汚泥の乾燥品を１５〜２５％加えた状態で、解
砕機能を備えた乾燥機によって乾燥処理することを特徴
とする高含水無機質汚泥の乾燥方法。
【請求項２】乾燥処理の熱源として、高分子系廃棄物を
乾留して得た可燃性ガスを燃焼させる請求項１記載の高
含水無機質汚泥の乾燥方法。