JP4066045B2 - 沈殿池排泥の処理方法及び装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は浄水場における沈殿池より排出される排泥を処理するために用いる沈殿池排泥の処理方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、上水（水道水）を造るには、水源に設置してある取水塔から取り入れた河川水等の水源水を、沈砂池に導いて該沈砂池にて容易に沈降し得る砂や泥を沈殿させて取り除いた後、該砂や泥等が取り除かれた水を浄水場に送るようにしてあり、浄水場では、送られてきた水に対して凝集剤を添加して撹拌することにより、容易に沈降せずに水中に濁りとして浮遊している泥や砂等の浮遊分を凝集させてフロック（凝集沈殿物）とさせた後、沈殿池にて、上記フロックを沈降させて上澄液と分離させるようにしてあり、該フロックが沈降分離されることによって清浄化された上澄液は、その後、濾過池に導いて濾過し、次いで、更なる浄化処理を行ってから塩素を注入する等の殺菌処理を実施して、水道に供給するための上水を製造するようにしてある。
【０００３】
ところで、上記沈殿池の底部には、上澄液と分離されたフロックが次第に沈積することから、この沈殿池の沈積物を排泥として処分する必要があり、このため従来は、図２に示す如く、上記沈殿池より取り出した沈殿池排泥ａを、フィルタプレス等の濾過装置ｂを用いて固液分離することにより、含水率を５０〜６０％程度まで減少させて湿排泥（湿固形物）ｃとさせて回収し、しかる後、該湿排泥ｃを産業廃棄物として処分するようにしていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記沈殿池排泥ａを濾過してなる湿排泥ｃには、５０〜６０％もの水分が残存しているため重量が嵩み、産廃処理する際の輸送費用が嵩むという問題がある。
【０００５】
又、上記濾過装置ｂはバッチ処理設備であるため、沈殿池排泥ａを湿排泥ｃとするための処理が一定でなく、操作及び処理に手間取るという問題があり、更に、濾過処理を継続するにしたがって濾布が目詰まりすることから、濾布の補修・交換の費用が嵩むという問題もある。
【０００６】
そこで、本発明者等は、浄水場にて生じる沈殿池排泥の処理のために要する輸送費用を低減するための工夫、研究、及び、湿固体処理のために要する煩雑な作業を削減するための工夫、研究を重ねた結果、近年、浄水場に常用発電設備として設置され始めたガスタービン発電設備に着目し、該ガスタービン発電設備の排熱を有効活用して、上記沈殿池排泥を乾燥させれば、含水率の低減に伴って重量を軽減できるため輸送費用を削減できると共に、湿固体処理のための作業を不要にできることを見出し、本発明をなした。
【０００７】
したがって、本発明の目的とするところは、沈殿池排泥の処理に要するコスト及び手間を削減できる沈殿池排泥の処理方法及び装置を提供しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、水源水中に混入している浮遊分を沈積させる沈殿池の沈積物を排泥として処理する沈殿池排泥の処理方法において、上記沈殿池排泥を排泥スラリーとして噴霧乾燥機に噴霧させて、該噴霧乾燥機に導入されるガスタービン発電設備より排出された高温排気を熱源として上記排泥スラリーを噴霧乾燥機内で乾燥させ、粉粒体のサイズが２０〜１５０μｍとなる乾燥排泥として回収する沈殿池排泥の処理方法とし、更に、排泥スラリーを、噴霧乾燥機の熱風入口から出口に向けて流通するガスタービン発電設備より排出された３００〜６００℃の高温排気の気流中に噴霧させることにより排泥スラリーを噴霧乾燥させるようにした沈殿池排泥の処理方法、及び、沈殿池排泥を圧送可能な排泥スラリーとするための排泥濃縮槽と該排泥スラリーを乾燥させる噴霧乾燥機を設け、該噴霧乾燥機内に設けた噴霧ノズルから上記排泥濃縮槽内の排泥スラリーを噴霧できるように、該噴霧乾燥機内の噴霧ノズルと上記排泥濃縮槽とを接続し、且つ上記噴霧乾燥機の熱風入口に、ガスタービン発電設備の排気ダクトを接続して、該ガスタービン発電設備からの高温排気を、噴霧乾燥機内を熱風入口から出口へ向けて流通させるようにし、更に、上記噴霧乾燥機の出口の下流側に、高温排気の気流中より粉粒体を分離、捕集して粉粒体のサイズが２０〜１５０μｍとなる乾燥排泥を回収できるようにした回収装置を接続してなる構成を有する沈殿池排泥の処理装置とする。
【０００９】
ガスタービン発電機の排気は３００〜６００℃程度となっているため、該ガスタービン発電機の高温排気を熱風として噴霧乾燥機内へ流通させた状態にて、沈殿池排泥を排泥濃縮槽にて濃縮してなる排泥スラリーを、上記噴霧乾燥機内に噴霧させると、噴霧された排泥スラリーの液滴は、上記ガスタービン発電設備の高温排気の有する熱により瞬時に水分が蒸発させられて、粉粒体状の乾燥排泥とされる。その後、上記粉粒体状の乾燥排泥は、噴霧乾燥機の出口より上記高温排気の気流と一緒に排出されて回収装置に導かれ、該回収装置にて、気流中より分離、捕集されて回収される。回収される乾燥排泥の粉粒体のサイズは２０〜１５０μｍになる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１１】
図１は本発明の沈殿池排泥の処理方法及び装置の実施の一形態を示すもので、図示しない沈殿池から回収した沈殿池排泥１を濃縮して圧送可能な所要粘度の排泥スラリー２を形成させるようにしてある排泥濃縮槽３と、該排泥スラリー２を乾燥させる噴霧乾燥機４を設け、途中に圧送ポンプ５を備えてなるスラリー圧送管６の吸込側端部を、上記排泥濃縮槽３内の排泥スラリー２中に没するよう排泥濃縮槽３の低部位置に配置すると共に、吐出側端部を、上記噴霧乾燥機４の噴霧ノズル７に接続して、上記圧送ポンプ５を駆動させることにより、排泥濃縮槽３中の排泥スラリー２を、スラリー圧送管６を通して噴霧乾燥機４の噴霧ノズル７に圧送、供給して該噴霧ノズル７から噴霧させることができるようにする。
【００１２】
上記噴霧乾燥機４は、頂部に熱風入口８を、又、底部に出口９を設けた塔状容器１０の上部所要位置に、上記噴霧ノズル７を備えた構成としてあり、上記熱風入口８に、浄水場に常用発電設備として設けてあるガスタービン発電設備１１の排気ダクト１２を接続すると共に、上記出口９の下流側に、気流中から粉粒体を分離、捕集して回収する回収装置としてのサイクロン１３を、乾燥品移送ライン１４を介し接続して、ガスタービン発電設備１１より排出される高温（３００〜６００℃）の排気１５を、排気ダクト１２を通して噴霧乾燥機４の熱風入口８から塔状容器１０内へ導入し、該塔状容器１０内を上記熱風入口８から出口９に向けて流通する上記高温排気１５の気流中に、上記噴霧ノズル７より排泥スラリー２を噴霧させることにより、噴霧された排泥スラリー２の液滴を、上記高温排気１５の保有する熱により瞬時に乾燥させることができるようにする。又、上記排泥スラリー２の噴霧乾燥の結果形成される粉粒体状の乾燥排泥１６は、上記排泥スラリー２の乾燥に供された後の高温排気１５の気流と一緒に出口９より排出させて、乾燥品移送ライン１４を通してサイクロン１３へ導き、該サイクロン１３にて高温排気１５の気流中より分離、捕集して該サイクロン１３の底部の回収口１７より回収することができるようにする。
【００１３】
上記噴霧乾燥機４に装備する噴霧ノズル７は、排泥スラリー２のみを噴霧する単流体ノズル形式であってもよく、又、図示しない噴霧用気体を用いて排泥スラリー２を噴霧させる二流体ノズル形式のものを用いてもよい。更に、乾燥排泥１６として回収される粉粒体のサイズが２０〜１５０μｍとなるように、噴霧圧力を０．２〜５ＭＰａに設定して、噴霧される排泥スラリー２の液滴のサイズが上記回収する乾燥排泥１６のサイズと対応するようにしてある。なお、噴霧乾燥機４としてはディスクタイプのものを使用してもよく、この場合にも上記ノズルタイプと同様に乾燥排泥１６が得られるが、実設備能力及び保守上の点でノズルタイプとすることが好ましい。
【００１４】
上記噴霧乾燥機４における排泥スラリー２の噴霧乾燥に供された後の高温排気１５の噴霧乾燥機出口９部分における温度は８５℃以上となるようにする。これは、高温排気１５の出口９部分における排気温度が８５℃よりも低くなると、形成される乾燥排泥１６中の含水率が１０％よりも高くなって、該乾燥排泥１６の付着性が高まってしまうためである。又、上記出口９部分における温度が２００℃になると、乾燥排泥１６の含水率が低くなって埃立ちが起こることが懸念される。したがって上記噴霧乾燥機出口９部分における排気温度は１５０℃程度とすることが好ましい。
【００１５】
なお、１８は排泥濃縮槽３に付設したピットであり、該排泥濃縮槽３にて沈殿池排泥１を濃縮させるときに出る余剰の上澄液は、上記ピット１８へオーバーフローさせて、沈殿池の上澄液と一緒に上水とするための処理を行わせるようにしてある。
【００１６】
沈殿池排泥１を処理する場合は、浄水場の常用発電設備として稼動させているガスタービン発電設備１１の高温排気１５を、排気ダクト１２を通して噴霧乾燥機４に導いて、該噴霧乾燥機４の塔状容器１０内を熱風入口８から出口９へ流通させた状態において、沈殿池から回収した沈殿池排泥１を排泥濃縮槽３にて所要粘度まで濃縮してなる排泥スラリー２を、圧送ポンプ５によりスラリー圧送管６を通して上記噴霧乾燥機４の噴霧ノズル７へ圧送、供給して該噴霧ノズル７より、上記塔状容器１０内を流通する高温排気１５中へ噴霧させる。これにより、上記噴霧ノズル７より噴霧された排泥スラリー２の液滴は、上記高温排気１５の保有熱により瞬時に乾燥させられて、含水率が５〜１０％となる粉粒体状の乾燥排泥１６とされる。その後、該乾燥排泥１６は、高温排気１５の気流と一緒に噴霧乾燥機４の出口９より排出された後、乾燥品移送ライン１４を通してサイクロン１３に導かれ、該サイクロン１３にて上記高温排気１５の気流中から分離されて該サイクロン１３の底部へ落下させられるため、該サイクロン１３下端部の回収口１７より回収されるようになる。
【００１７】
このように、本発明の沈殿池排泥の処理方法及び装置によれば、沈殿池排泥１を乾燥させて含水率５〜１０％の乾燥排泥１６として回収できることから、従来の如く沈殿池排泥ａを濾過処理して含水率を５０〜６０％とした湿排泥ｃに比して含水率を大幅に引き下げることができ、この含水率の減少に伴って回収する乾燥排泥１６は軽量なものとすることができるため、該乾燥排泥１６の輸送に要するコストを、従来の湿排泥ｃの輸送コストに比して大幅に引き下げることができる。
【００１８】
又、濾過処理を伴わないことから濾布の補修、交換費用は不要であり、更に、従来の如き湿排泥ｃを取扱う必要をなくすことができるため、湿固体処理のために要する煩雑な作業を不要とすることができる。
【００１９】
更に、排泥スラリー２を噴霧乾燥機４に供給して噴霧乾燥させる処理は連続して行わせることができ、しかも、この排泥スラリー２を乾燥させるための熱源としては、浄水場の常用発電設備であるガスタービン発電設備１１の高温排気１５として放出される排熱を利用するようにしているため、新たな熱源は不要であり、したがって運転コストを低く抑えることができると共に、設備費を低く抑えることができる。
【００２０】
更に又、回収される乾燥排泥１６は、その主成分がＳｉＯ_２とＡｌ_２Ｏ_３であるため、産業廃棄物として処分するのではなく園芸用土やセメント用原料として再資源化を図ることが可能になる。
【００２１】
なお、本発明は上記実施の形態のみに限定されるものではなく、噴霧乾燥機４としては、ガスタービン発電設備１１の高温排気１５の気流中に排泥スラリー２を噴霧して、該噴霧された排泥スラリー２を上記高温排気１５と接触させて粉粒体状の乾燥排泥１６を形成させることができれば、容器の形状、噴霧ノズル７の設置位置や個数等、任意の形式のものを採用してよいこと、噴霧乾燥機４の下流側にて乾燥排泥１６を回収するための回収装置としては、噴霧乾燥機４の出口９より高温排気１５の気流と一緒に排出される粉粒体状の乾燥排泥１６を、上記高温排気１５より分離、捕集して回収できれば、バグフィルタや湿式捕集機等、サイクロン１３以外の形式のものを用いてもよいこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００２２】
【発明の効果】
以上述べた如く、本発明は、水源水中に混入している浮遊分を沈積させる沈殿池の沈積物を排泥として処理する沈殿池排泥の処理方法において、上記沈殿池排泥を排泥スラリーとして噴霧乾燥機に噴霧させて、該噴霧乾燥機に導入されるガスタービン発電設備より排出された高温排気を熱源として上記排泥スラリーを噴霧乾燥機内で乾燥させ、粉粒体のサイズが２０〜１５０μｍとなる乾燥排泥として回収する沈殿池排泥の処理方法とし、更に、排泥スラリーを、噴霧乾燥機の熱風入口から出口に向けて流通するガスタービン発電設備より排出された３００〜６００℃の高温排気の気流中に噴霧させることにより排泥スラリーを噴霧乾燥させるようにした沈殿池排泥の処理方法、及び、沈殿池排泥を圧送可能な排泥スラリーとするための排泥濃縮槽と該排泥スラリーを乾燥させる噴霧乾燥機を設け、該噴霧乾燥機内に設けた噴霧ノズルから上記排泥濃縮槽内の排泥スラリーを噴霧できるように、該噴霧乾燥機内の噴霧ノズルと上記排泥濃縮槽とを接続し、且つ上記噴霧乾燥機の熱風入口に、ガスタービン発電設備の排気ダクトを接続して、該ガスタービン発電設備からの高温排気を、噴霧乾燥機内を熱風入口から出口へ向けて流通させるようにし、更に、上記噴霧乾燥機の出口の下流側に、高温排気の気流中より粉粒体を分離、捕集して粉粒体のサイズが２０〜１５０μｍとなる乾燥排泥を回収できるようにした回収装置を接続してなる構成を有する沈殿池排泥の処理装置としてあるので、以下に示す如き優れた効果を発揮する。
(1)沈殿池排泥を、乾燥状態の乾燥排泥として回収できることから、従来の如き沈殿池排泥を濾過処理してなる含水率５０〜６０％の湿排泥に比して含水率を大幅に引き下げることができ、この含水率の減少に伴って回収する乾燥排泥は軽量なものとすることができるため、該乾燥排泥の輸送に要するコストを、従来の湿排泥の輸送コストに比して大幅に引き下げることができる。
(2)濾過処理を伴わないことから濾布の補修、交換費用を不要とすることができる。
(3)湿排泥の取り扱いを不要として、湿固体処理のために要する煩雑な作業を不要とすることができる。
(4)沈殿池排泥の噴霧乾燥機における噴霧乾燥処理を連続して行わせることができる。
(5)沈殿池排泥を乾燥させるための熱源としては、浄水場の常用発電設備であるガスタービン発電設備の排熱を利用できるため、新たな熱源を不要にできて、運転コストを低く抑えることができると共に、設備費を低く抑えることができる。
(6)回収される乾燥排泥は、その主成分がＳｉＯ_２とＡｌ_２Ｏ_３であるため、産業廃棄物として処分するのではなく園芸用土やセメント用原料として再資源化を図ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の沈殿池排泥の処理方法及び装置の実施の一形態を示す概要図である。
【図２】従来の沈殿池排泥の処理方法を示す概要図である。
【符号の説明】
１ 沈殿池排泥
２ 排泥スラリー
３ 排泥濃縮槽
４ 噴霧乾燥機
９ 出口
１１ ガスタービン発電設備
１２ 排気ダクト
１３ サイクロン（回収装置）
１５ 高温排気（排気）
１６ 乾燥排泥

Claims (3)

1. 水源水中に混入している浮遊分を沈積させる沈殿池の沈積物を排泥として処理する沈殿池排泥の処理方法において、上記沈殿池排泥を排泥スラリーとして噴霧乾燥機に噴霧させて、該噴霧乾燥機に導入されるガスタービン発電設備より排出された高温排気を熱源として上記排泥スラリーを噴霧乾燥機内で乾燥させ、粉粒体のサイズが２０〜１５０μｍとなる乾燥排泥として回収することを特徴とする沈殿池排泥の処理方法。
2. 排泥スラリーを、噴霧乾燥機の熱風入口から出口に向けて流通するガスタービン発電設備より排出された３００〜６００℃の高温排気の気流中に噴霧させることにより排泥スラリーを噴霧乾燥させるようにした請求項１記載の沈殿池排泥の処理方法。
3. 沈殿池排泥を圧送可能な排泥スラリーとするための排泥濃縮槽と該排泥スラリーを乾燥させる噴霧乾燥機を設け、該噴霧乾燥機内に設けた噴霧ノズルから上記排泥濃縮槽内の排泥スラリーを噴霧できるように、該噴霧乾燥機内の噴霧ノズルと上記排泥濃縮槽とを接続し、且つ上記噴霧乾燥機の熱風入口に、ガスタービン発電設備の排気ダクトを接続して、該ガスタービン発電設備からの高温排気を、噴霧乾燥機内を熱風入口から出口へ向けて流通させるようにし、更に、上記噴霧乾燥機の出口の下流側に、高温排気の気流中より粉粒体を分離、捕集して粉粒体のサイズが２０〜１５０μｍとなる乾燥排泥を回収できるようにした回収装置を接続してなる構成を有することを特徴とする沈殿池排泥の処理装置。

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