JP3616738B2 - 汚泥乾燥装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、例えば浄水場や下水処理場、あるいは工場などで発生する汚泥を乾燥させるための汚泥乾燥装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
水中から汲み上げられた汚泥は、含水率が９５〜９７％もあり、その高含水率のままでは次の処理が行えないので、高含水汚泥は乾燥（あるいは脱水）させる必要がある。従来から、汚泥乾燥方法として、汚泥を天日で自然乾燥させる方法と、汚泥を機械的に圧縮濾過する方法とがある。
【０００３】
従来の天日乾燥による汚泥乾燥方法は、一般にコンクリートプールの底に砂を敷き詰め、この敷砂の上に汲み上げた汚泥を載せて天日乾燥させるようにしている。尚、汚泥中の水は、敷砂の空間を透過してプール底から外に流れ出すとともに、空気に接触する汚泥上面から水蒸気となって徐々に蒸発する。
【０００４】
ところで、このような従来の天日による汚泥乾燥方法では、プール中で乾燥させる汚泥はその上面しか空気に接触していないので、蒸発による乾燥効率が非常に悪い。因に、プール内において例えば厚さ５０cm程度の汚泥を天日乾燥させる場合には、季節によって長短があるが１回当たり年平均で５〜６ケ月もかかり、しかも汚泥の厚さが厚いと最終含水率が５０％程度までしか乾燥できない。
【０００５】
又、このように、汚泥をプール内に入れて天日乾燥させる方法では、単位面積当たりの汚泥量を多くする（厚さを厚くする）と、汚泥中心部まで乾燥させる日数が加速度的に多く必要であり、汚泥乾燥場所の回転効率が悪くなる（単位面積当たりの汚泥乾燥処理量が少ない）。従って、従来の天日乾燥方法では、順次発生する量の汚泥を乾燥処理するためにそれに見合う広面積の処理場所を確保する必要があった。
【０００６】
他方、汚泥を機械的に圧縮濾過する方法では、機械設備が大掛かりとなり、且つ濾過材に高圧力がかかるのでその濾過材の耐久期間が短くなるので、汚泥一単位当たりの乾燥処理コストが高価であるという問題がある。
【０００７】
本願発明は、汚泥を天日乾燥させる際に、汚泥中の水分の蒸発を促進させて時間当たりの乾燥効率を向上させ得るようにした汚泥乾燥装置を提供することを第１の目的とし、小さい敷地面積で時間当たりの汚泥乾燥処理量を多くできるようにした汚泥乾燥装置を提供することを第２の目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本願発明は、上記課題を解決するための手段として次の構成を有している。
［本願請求項１の発明］
本願請求項１の発明は、天日乾燥による汚泥乾燥装置を対象にしている。そして、請求項１の汚泥乾燥装置では、砂の通過を阻止し且つ水及び空気の通過を許容する濾布を敷いた濾過容器であって、この濾過容器内に汚泥を収容し、その汚泥入り濾過容器を地面から離間させて汚泥中の水を濾布を通して自然滴下させた後、汚泥中の残余の水分を大気に開放された上面側及び濾布の接触面からそれぞれ蒸発させながら天日乾燥させる濾過容器と、前記濾過容器が載置可能な複数の棚を上下に間隔をもって重合配置させた乾燥棟と、前記乾燥棟の左右各端部に配置され、前記濾過容器を載せるための載せ台を備えるとともに、前記濾過容器を各段の棚の高さまで昇降させるリフター装置と、前記各載せ台に設けられ、前記濾過容器を各棚に出し入れするための給排装置とを備え、前記汚泥入り濾過容器を、前記複数の棚の下段棚側から上段棚側へ前記リフター装置により順次移動させながら天日乾燥させるようにする。
【０００９】
この請求項１の汚泥乾燥装置で使用される濾過容器は、特に限定するものではないが、例えば２ｍ×３〜４ｍ程度の面積で高さが２０〜３０cm程度の比較的薄型のものがよい。そして、この濾過容器内には、汚泥を例えば１０〜２０cmの範囲で充填する。
【００１０】
汚泥入り濾過容器は、地面から離間させた状態で自然乾燥させるが、水中から汲み出した汚泥を濾過容器内に充填した当初は、汚泥中の水が濾過容器の濾布を通して下方に滴下する。尚、濾過容器内の汚泥厚さが１０〜２０cm程度であれば、２〜３日程度で水の滴下が終了する。そして、その後は汚泥の上面からだけでなく、濾布の側周面及び底面からも汚泥中の水分が蒸発するようになる。即ち、本願請求項１の汚泥乾燥装置では、水の滴下終了後は汚泥における外気に接触する面積（水分の蒸発面積）が大幅に広くなり、汚泥中の水分の蒸発効率（乾燥効率）が良好となる。
【００１１】
この請求項１の汚泥乾燥装置では、棚を２段以上重合配置させた乾燥棟を使用する。又、この請求項１の場合は、汚泥入り濾過容器を下段棚から順次上段棚側へ移動させるのにリフター装置を使用する。そして、水中から汲み出したばかりの高含水の汚泥入り濾過容器は、最下段の棚上に載せてそこで数日間水切りをし、水の滴下が終わったものを順次上段側の棚上に移動させていく。尚、各棚が満杯状態では、最上段の乾燥済みの汚泥入り濾過容器を棚から除去した後、次段の汚泥入り濾過容器を上段棚に載せ変えていけばよい。
【００１２】
この請求項１の発明の汚泥乾燥装置では、上下に重合する複数の棚上でそれぞれ汚泥入り濾過容器を乾燥させるようにしているので、単位敷地面積当たりの汚泥乾燥処理量が多くなり、敷地を有効利用できる。
【００１３】
【００１４】
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１〜図６を参照して本願実施形態の汚泥乾燥装置を説明すると、図１及び図２には参考例１が示され、図３及び図４には本願発明の第１実施形態（請求項１に対応する）が示され、図５及び図６には参考例２が示されている。
［参考例１］
参考例１の汚泥乾燥方法は、例えば図１に示すような濾過容器１０を使用して行う。この濾過容器１０は、細鉄筋を四角形の浅皿状に組付けて形成した受け籠１１と、その受け籠１１内に収容される浅皿容器形の濾布１２とで構成されている。尚、濾過容器１０の大きさ及び形状は、特に限定するものではないが、図１及び図２に示す実施形態では、２ｍ×３ｍ程度の面積を有する四角形で高さが２０cm程度の大きさのものを使用している。
【００１６】
濾布１２は、砂の通過を阻止する一方、液体及び空気の通過を許容するようなメッシュ状の濾材で形成されている。受け籠１１は、濾布１２の保形性を確保するためのものであり、濾布１２が受け籠１１内に過不足なく収まるようになっている。
【００１７】
図２に示す参考例１の汚泥乾燥方法は、次のようにして行う。まず、図１に示す受け籠１１内に濾布１２を組付けで濾過容器１０を構成しておき、その濾過容器１０内に所定量（例えば１５cm程度の厚さ）の汚泥Ａを収容する。次に、その汚泥入り濾過容器１を棚１３上に載せて地面から離間させる。すると、初期段階では、汚泥Ａ中の水が符号Ｗで示すように濾布１２を通して自然滴下するが、例えば汚泥Ａの厚さが１０〜１５cm程度であれば、２〜３日程度で水Ｗの滴下が停止する。そして、その後は、汚泥Ａ中の残余の水分を、それぞれ符号Ｓで示すように大気に開放された上面側及び濾布接触面（側周面及び下面）から蒸発させながら天日乾燥させる。
【００１８】
従って、参考例１の汚泥乾燥方法によれば、汚泥を天日乾燥させるのに、汚泥Ａを濾過容器１０に入れて乾燥させるようにしているので、汚泥Ａが外気に接触する面積（水分の蒸発面積）が大幅に広くなり、汚泥中の水分の蒸発効率が良好となる（乾燥時間が短縮される）。
【００１９】
尚、汚泥Ａを濾過容器１０内に１５cm程度の厚さで収容した場合の実験では、４〜５日程度経過したときに乾燥汚泥Ａに亀裂が発生し始め、外気に接触する面積が一層広くなって蒸発作用がさらに促進された。そして、１カ月後には汚泥Ａの含水率が２３．６％になった。ところで、汚泥Ａがここまで乾燥すると、粉砕すれば汚泥成分がパウダー状になる。従って、この乾燥汚泥を例えばレンガの原料として使用するときには、他の材料との混和性が良好となる。
［第１実施形態］
図３及び図４に示す第１実施形態の汚泥乾燥装置は、上記参考例１に記載した汚泥入り濾過容器を複数の棚上を移動させながら天日乾燥させるようにしたものである。
【００２０】
即ち、この第１実施形態では、複数の棚２１〜２４を上下に重合配置させた乾燥棟２を使用して行う。即ち、図３及び図４に示す実施形態では、乾燥棟２は、上下に４段の棚２１，２２，２３，２４を有し、且つ各棚２１〜２４にそれぞれ３枚の汚泥入り濾過容器１を載せるスペースを有している。又、この乾燥棟２の左右各端部には、汚泥入り濾過容器１を各段の棚２１〜２４の高さまで昇降させるためのリフター装置２５Ｌ，２５Ｒがそれぞれ配置されている。この各リフター装置２５Ｌ，２５Ｒは、汚泥入り濾過容器１を載せるための載せ台２６Ｌ（又は２６Ｒ）を昇降させるためのもので、図示例ではパンタグラフ式のものを採用している。そして、各リフター装置２５Ｌ，２５Ｒにより、左右の載せ台２６Ｌ，２６Ｒをそれぞれ図４に符号Ｌ1〜Ｌ4（又はＲ1〜Ｒ4）で示すように各段の棚２１〜２４と同高さに合致させ得るようにしている。又、各載せ台２６Ｌ，２６Ｒには、それぞれ汚泥入り濾過容器１を各棚２１〜２４に出し入れするための給排装置２７Ｌ（又は２７Ｒ）が設けられている。
【００２１】
そして、この第１実施形態の汚泥乾燥装置は、次のようにして使用される。まず、高含水の汚泥Ａを濾過容器１０に入れ、→その汚泥入り濾過容器１を左側リフター装置２５Ｌの載せ台２６Ｌに載せ、→その汚泥入り濾過容器１を給排装置２７Ｌで第１段棚２１の入口２１ａから該第１段棚２１上に送り込む。同様に、第１段棚２１上には、順次玉突き状に３つの汚泥入り濾過容器１を送り込む。この状態では、第１段棚２１に載せられている各汚泥入り濾過容器１，１，１の汚泥Ａ（図２）中の水が濾布１２（図１、図２）を通して滴下し、２〜３日後には汚泥入り濾過容器１からの水の滴下が終了する。
【００２２】
その後に、左側載せ台２６Ｌに次の高含水汚泥入り濾過容器１を載せてその汚泥入り濾過容器１を第１段棚２１の入口２１ａ側に送り込む。すると、第１段棚２１の出口２１ｂにある水切り済みの汚泥入り濾過容器１が右側載せ台２６Ｒ上に押し出され、→その汚泥入り濾過容器１を載せた右側載せ台２６Ｒを右側リフター装置２５Ｒで第２段棚２２の高さ（符号Ｒ2の高さ）まで上昇させ、→給排装置２７Ｒを送り込み側に作動させて汚泥入り濾過容器１を第２段棚２２の入口２２ａに送り込む。同様に、第１段棚２１の入口２１ａへの高含水汚泥入り濾過容器１の送り込み動作と、第１段棚２１の出口２１ｂからの水切り済み汚泥入り濾過容器１の右側載せ台２６Ｒ上への排出動作とを行わせ、→右側載せ台２６Ｒを符号Ｒ2の高さまで上昇させ、→その汚泥入り濾過容器を第２段棚２２の入口２２ａ側に送り込む。そのとき、先に第２段棚２２上に載せられている汚泥入り濾過容器１は、玉突き状に奥側に押される。
【００２３】
順次、同様にして、第１段棚２１の入口２１ａから高含水汚泥入り濾過容器１を送り込むとともに、各段の棚にある汚泥入り濾過容器１を順次水平移動又は段上げさせて、最終的に図４に示す各段の棚２１〜２４にそれぞれ汚泥入り濾過容器１を満杯にして天日乾燥させる。尚、汚泥入り濾過容器１が、第１段棚２１の入口２１ａに送り込まれた後、最上段棚２４の出口２４ｂから押し出されるまでに１ケ月程度をかけて移動させるようにすると、濾過容器１０内の汚泥Ａを十分な乾燥度合いまで乾燥させることができる。
【００２４】
最上段棚２４の出口２４ｂ部分にある乾燥済みの汚泥入り濾過容器１は、次のようにして排出される。即ち、左側載せ台２６Ｌを符号Ｌ4の高さまで上動させておき、第３段棚２３の出口２３ｂから排出される汚泥入り濾過容器１を右側載せ台２６Ｒに載せた状態で符号Ｒ4の高さまで上動させ、右側載せ台２６Ｒ上の汚泥入り濾過容器１を給排装置２７Ｒで最上段棚２４の入口２４ａ側に送り込むことで、最上段棚２４の出口２４ｂにあった乾燥済みの汚泥入り濾過容器１を玉突き状に左側載せ台２６Ｌ上に移乗させる。尚、高さＬ4の位置において左側載せ台２６Ｌ上に載せた汚泥入り濾過容器１は、該左側載せ台２６Ｌを降下させる途中で自動的に反転（裏返し）させて、濾過容器１０内の乾燥汚泥Ａを所定の容器（あるいはトラック荷台）に移し替えるようにしてもよい。
【００２５】
このように、汚泥入り濾過容器１を各段棚２１〜２４の下段側から上段側に順次移動させながら天日乾燥させるようにすると、当初の高含水汚泥入り濾過容器１から滴下する水が第１段棚２１部分で完全に切れてしまい、第２段棚２２以上の高さに載せられている汚泥入り濾過容器１から水が滴下することがない。又、上下に重合する複数の棚２１〜２４上でそれぞれ汚泥入り濾過容器１を乾燥させるようにしているので、単位敷地面積当たりの汚泥乾燥処理量が多くなり、敷地を有効利用できる。
［参考例２］
図５及び図６に示す参考例２の汚泥乾燥方法は、上記参考例１に記載した汚泥入り濾過容器を複数の棚上にそれぞれ定置状態で載せて天日乾燥させるようにしたものである。
【００２６】
この参考例２では、例えば上下２段の棚３１，３２を有した乾燥棟３を使用する。この乾燥棟３の各段の棚３１，３２には、図５に示すように前後に３区画と図６に示すように左右に２区画の合計６区画づつの汚泥入り濾過容器１の載置スペースを設けている。尚、他の実施形態では、乾燥棟３における棚３１，３２の段数や各棚３１，３２における汚泥入り濾過容器１の載置スペース数は、適宜に設計変更できることは勿論である。
【００２７】
又、この参考例２では、図６に示すように左右２基のリフター装置２５Ｌ，２５Ｒを使用しているが、この各リフター装置２５Ｌ，２５Ｒは、乾燥棟３の長さ方向（図５の左右方向）に走行可能となっている。尚、このリフター装置の構造は、基本的に図４のものとほぼ同機能を有しており、各棚３１，３２に汚泥入り濾過容器１を出し入れし得るようになっている。
【００２８】
この乾燥棟３には、上下の棚３１，３２間に屋根板３３を配置している。この各棚３１，３２間の屋根板３３は、上段棚３２に載せられた汚泥入り濾過容器１から滴下する水が下段棚３１載せられる汚泥入り濾過容器１上に入るのを防止するものであり、上段棚３２の面積をカバーできる面積を有している。
【００２９】
そして、この参考例２の汚泥乾燥方法では、各棚３１，３２には水切りしていない汚泥入り濾過容器１をそのまま載せるが、そのとき、汚泥Ａ（図２）中の水が濾過容器１０の濾布１２を通して滴下する。ところが、その滴下した水は、その上段棚３２と下段棚３１との間に設置している屋根板３３で受け止められ、上段棚３２上の汚泥入り濾過容器１側から滴下した水が下段棚３１上の汚泥入り濾過容器１内に入ることがない。従って、汚泥入り濾過容器１をそれぞれ各棚３１，３２上の定位置で乾燥させるようにしたものであっても、滴下する水で下段側の汚泥の乾燥速度が遅くなることがない。尚、この参考例２の汚泥乾燥方法でも、上下に重合する複数の棚３１，３２上でそれぞれ汚泥入り濾過容器１を乾燥させるようにしているので、小さい敷地面積で効率よく天日乾燥させることができる。
【００３０】
【発明の効果】
本願発明の汚泥乾燥装置は、次のような効果がある。
［請求項１の発明の効果］
本願請求項１の発明の汚泥乾燥装置は、濾布１２を敷いた濾過容器１０内に汚泥Ａを収容し、その汚泥入り濾過容器１を地面から離間させて汚泥Ａ中の水を濾布１２を通して自然滴下させた後、汚泥Ａ中の残余の水分を天日乾燥させるようにしている。
【００３１】
従って、本願請求項１の汚泥乾燥装置によれば、高含水汚泥Ａ中の水を濾布１２で水切りでき、さらにそれに続いて天日乾燥させるときに、汚泥Ａの上面からだけでなく濾布１２の側周面及び底面からも汚泥中の水分を蒸発させることができるので、汚泥の乾燥効率が良好となる（乾燥日数を短くできる）という効果がある。
また、本願請求項１の発明は、上記汚泥入り濾過容器１を、上下に間隔をもって重合配置させた複数の棚上をその下段棚２１側から上段棚２４側へ順次移動させながら天日乾燥させるようにしている。
【００３２】
従って、この請求項１の汚泥乾燥装置では、高含水の汚泥入り濾過容器１は、最下段の棚２１上で水切りできるとともに、複数段の各棚上でそれぞれ汚泥入り濾過容器１を乾燥させることができるので、単位敷地面積当たりの汚泥乾燥処理量が多くなり、敷地を有効利用できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】参考例１の汚泥乾燥方法で使用される濾過容器の斜視図である。
【図２】図１の濾過容器を使用して行う汚泥乾燥方法の説明図である。
【図３】本願第１実施形態の汚泥乾燥装置で使用される乾燥棟の平面図である。
【図４】図３のIV−IV矢視図である。
【図５】参考例２の汚泥乾燥方法で使用される乾燥棟の側面図である。
【図６】図５のVI−VI矢視図である。
【符号の説明】
１は汚泥入り濾過容器、２は乾燥棟、３は乾燥棟、１０は濾過容器、１１は受け籠、１２は濾布、２１〜２４は棚、３１〜３２は棚、Ａは汚泥である。

Claims (1)

1. 砂の通過を阻止し且つ水及び空気の通過を許容する濾布（１２）を敷いた濾過容器（１０）であって、この濾過容器（１０）内に汚泥（Ａ）を収容し、その汚泥入り濾過容器（１）を地面から離間させて汚泥（Ａ）中の水を濾布（１２）を通して自然滴下させた後、汚泥（Ａ）中の残余の水分を大気に開放された上面側及び濾布（１２）の接触面からそれぞれ蒸発させながら天日乾燥させる濾過容器（１０）と、
   前記濾過容器（１０）が載置可能な複数の棚（２１〜２４）を上下に間隔をもって重合配置させた乾燥棟（２）と、
   前記乾燥棟（２）の左右各端部に配置され、前記濾過容器（１０）を載せるための載せ台（２６Ｌ，２６Ｒ）を備えるとともに、前記濾過容器（１０）を各段の棚（２１〜２４）の高さまで昇降させるリフター装置（２５Ｌ，２５Ｒ）と、
   前記各載せ台（２６Ｌ，２６Ｒ）に設けられ、前記濾過容器（１０）を各棚（２１〜２４）に出し入れするための給排装置（２７Ｌ，２７Ｒ）とを備え、
   前記汚泥入り濾過容器（１）を、前記複数の棚（２１〜２４）の下段棚（２１）側から上段棚（２４）側へ前記リフター装置（２５Ｌ，２５Ｒ）により順次移動させながら天日乾燥させることを特徴とする汚泥乾燥装置。

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