JP4170787B2 - Water-containing slurry processing equipment - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、含水スラリーの処理装置に係り、とりわけ固定物を汚泥あるいは含水スラリー（以下、含水スラリーともいう）から効果的に分離することができる含水スラリーの処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば下水道で発生するような汚泥あるいは主として無機成分からなる含水スラリー（以下、含水スラリーともいう）では、凝集剤を助剤とした遠心分離やベルトプレス等によって脱水減溶された後、加熱して蒸発乾燥する。なお、汚泥あるいは含水スラリーは、略して含水スラリーともいう。
【０００３】
しかし、これら汚泥あるいは含水スラリーは高い濃度と粘性を持つため、遠心分離を行なう場合、汚泥あるいは含水スラリーの回転体壁面への付着や不均一な分散による回転不良、それにともなう過大な動力の発生などの問題がある。他方、ベルトプレスにおいては、粘性の問題に伴うポンプ類等の過大な動力の発生、ベルトろ過部の頻繁な目詰まり、あるいは十分な逆洗ができないなどの問題がある。さらに、これらに共通して汚泥あるいは含水スラリーの高い含水率によって後段の加熱乾燥設備への負荷が多大となったり、脱水された返送水に病原性菌等の有害微生物が含まれるため、何らかの水処理設備が必要となる等の問題がある。
【０００４】
上記の課題を無薬注を前提として改善した例が、公知となっている（例えば特許文献１および２）。特許文献１および２はいづれも沸点以下の加熱状態において脱水処理を行うもので、その特徴は汚泥あるいは含水スラリーの粘性を温度により低下させることである。特許文献１では上昇温度が４０℃となると、ろ過速度が２．５倍となるという実施例が提示されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−３０９４００
【特許文献２】
特開平７−１３６６９２
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の方法では一時的に加熱状態として水の粘性を低下させて脱水処理しているに過ぎず、汚泥あるいは含水スラリーに含まれる固形物の含水率を低下させるには効果が少ない。また、一般的に用いられるポリプロピレン等の有機物系のろ過材では、加熱による劣化が懸念される。
【０００７】
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、コンパクトでかつ効果的に固形物を含水スラリーから分離することができる含水スラリーの処理装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、含水スラリーを０．１〜１ＭＰａの加圧状態において飽和温度以下に加熱して含水スラリーの性状を変化させる反応器と、反応器からの含水スラリーを冷却する冷却部と、冷却部からの含水スラリー中の固形物を機械力によって分離する固液分離器と、を備え、反応器内で含水スラリーを１００℃〜１３０℃の温度で処理するとともに、処理水を取水原水として再利用することを特徴とする含水スラリーの処理装置である。
【０００９】
対象としては浄水場で発生するような汚泥あるいは含水スラリーがあり、この他にも主成分の一つとしてアルミニウムや鉄等が含まれたものの処理に適し、ここにシリカのような成分が含まれても問題はない。
【００１０】
まず、このような汚泥あるいは含水スラリーを、ほぼ０．１〜１ＭＰａの加圧状態において、飽和温度以下に加熱することで、汚泥あるいは含水スラリー中に含まれる固形物が保持している水分が除かれた形態へと変化し、これにより汚泥あるいはスラリーの含水率に代表される固形物の保水状態を表す値が低減される。また、固形物の保持水分が除かれ通水部位が増加することで脱水に対する抵抗が減少し、あるいは保持水分の低下により比重が増加することで固形物の沈降を大きくできる。
【００１１】
次いで、加圧加熱処理された汚泥あるいは含水スラリーの余剰な熱を冷却して取り除き、常圧で液体となるような適度な温度とする。この時の冷却温度としては後段の処理を鑑み、例えば６０℃以下とすることが望ましい。
【００１２】
その後、冷却された汚泥あるいは含水スラリー中に含まれる固形物を機械力等によって分離する。機械力等による分離は、固形物を高度に安定して取り除けるものであればよく、例えば、遠心分離やフィルタープレスなどが上げられる。この機械力等による分離において、加圧加熱処理された汚泥あるいは含水スラリーは固形物の保水状態が低減されているため、未処理の汚泥あるいは含水スラリーに比べ大幅な固形物の分離性能が発揮される。
【００１３】
本発明は、含水スラリーを０．１〜１ＭＰａの加圧状態において飽和温度以下に加熱して含水スラリーの性状を変化させる反応器と、反応器からの含水スラリーを重力により固形物層と水層とに分離する沈降槽と、沈降槽からの固形物層を冷却する冷却部と、冷却部からの固形物層中の固形物を機械力により分離する固液分離器と、を備え、反応器内で含水スラリーを１００℃〜１３０℃の温度で処理するとともに、処理水を取水原水として再利用することを特徴とする含水スラリーの処理装置である。
【００１４】
対象としては浄水場で発生するような汚泥あるいは含水スラリーがあり、この他にも主成分の一つとしてアルミニウムや鉄等が含まれたものの処理に適し、ここにシリカのような成分が含まれても問題はない。
【００１５】
まず、このような汚泥あるいは含水スラリーを、ほぼ０．１〜１ＭＰａの加圧状態において、飽和温度以下に加熱することで、汚泥あるいは含水スラリー中に含まれる固形物が保持している水分が除かれた形態へと変化し、これにより汚泥あるいはスラリーの含水率に代表される固形物の保水状態を表す値が低減される。また、固形物の保持水分が除かれ通水部位が増加することで脱水に対する抵抗が減少し、あるいは保持水分の低下により比重が増加することで固形物の沈降を大きくできる。
【００１６】
次いで、加圧加熱処理された汚泥あるいは含水スラリーをおよそ一昼夜を目安として重力沈降し、固形物層と水層に分離する。この汚泥あるいは含水スラリーに含まれる固形物は、加熱加圧処理による保持水分の低下により比重が増加しているため、未処理の汚泥あるいは含水スラリーに比べ、大幅な固形物の分離性能が発揮される。また、加圧加熱処理された汚泥あるいは含水スラリーは余剰の熱を持っているため、重力沈降の際の分離性能を向上できる。他方、この重力沈降の際には大気放冷により汚泥あるいは含水スラリーの熱を適度に取り除くこともできる。
【００１７】
その後、加圧加熱処理された汚泥あるいは含水スラリーの余剰な熱を冷却し、常圧で液体となるような適度な温度とする。この時の冷却温度としては後段の処理を鑑み、６０℃以下とすることが望ましい。
【００１８】
そして、冷却された汚泥あるいは含水スラリー中に含まれる固形物を機械力等によって分離する。機械力等による分離は、固形物を高度に安定して取り除けるものであればよく、例えば、遠心分離やフィルタープレスなどが上げられる。この機械力等による分離において、加圧加熱処理された汚泥あるいは含水スラリーは固形物の保水状態が低減されているため、未処理の汚泥あるいは含水スラリーに比べ大幅な固形物の分離性能が発揮される。
【００１９】
本発明は、含水スラリーを０．１〜１ＭＰａの加圧状態において飽和温度以下に加熱して含水スラリーの性状を変化させる反応器と、反応器からの含水スラリーを冷却する冷却部と、冷却部からの含水スラリーを重力により固形物層と水層とに分離する沈降槽と、沈降槽からの固形物層中の固形物を機械力により分離する固液分離器と、を備え、反応器内で含水スラリーを１００℃〜１３０℃の温度で処理するとともに、処理水を取水原水として再利用することを特徴とする含水スラリーの処理装置である。
【００２０】
対象としては浄水場で発生するような汚泥あるいは含水スラリーがあり、この他にも主成分の一つとしてアルミニウムや鉄等が含まれたものの処理に適し、ここにシリカのような成分が含まれても問題はない。
【００２１】
まず、このような汚泥あるいは含水スラリーを、ほぼ０．１〜１ＭＰａの加圧状態において、飽和温度以下に加熱することで、汚泥あるいは含水スラリー中に含まれる固形物が保持している水分が除かれた形態へと変化し、これにより汚泥あるいは含水スラリーの含水率に代表される固形物の保水状態を表す値が低減される。また、固形物の保持水分が除かれ通水部位が増加することで脱水に対する抵抗が減少し、あるいは保持水分の低下により比重が増加することで固形物の沈降を大きくできる。
【００２２】
次いで、加圧加熱処理された汚泥あるいは含水スラリーの余剰な熱を冷却し、常圧で液体となるような適度の温度とする。この時の冷却温度としては後段の処理を鑑み、６０℃以下とすることが望ましい。
【００２３】
その後、冷却された汚泥あるいは含水スラリーをおよそ一昼夜を目安として重力沈降し、固形物層と水層に分離する。この汚泥あるいは含水スラリーに含まれる固形物は、加熱加圧処理による保持水分の低下で比重が増加しているため、未処理の汚泥あるいは含水スラリーに比べ、大幅な固形物の分離性能が発揮される。
【００２４】
そして、冷却された汚泥あるいは含水スラリーに含まれる固形物を機械力等によって分離する。機械力等による分離は、固形物を高度に安定して取り除けるものであればよく、例えば、遠心分離やフィルタープレスなどが上げられる。この機械力等による分離において、加圧加熱処理された汚泥あるいは含水スラリーは固形物の保水状態が低減されているため、未処理の汚泥あるいは含水スラリーに比べ大幅な固形物の分離性能が発揮される。
【００２５】
本発明は、含水スラリーを０．１〜１ＭＰａの加圧状態において飽和温度以下に加熱して含水スラリーの性状を変化させる反応器と、反応器からの含水スラリーを冷却しながら、重力により固形物層と水層とに分離する沈降槽と、沈降槽からの固形物層中の固形物を機械力により分離する固液分離器と、を備え、反応器内で含水スラリーを１００℃〜１３０℃の温度で処理するとともに、処理水を取水原水として再利用することを特徴とする含水スラリーの処理装置である。
【００２６】
対象としては浄水場で発生するような汚泥あるいは含水スラリーがあり、この他にも主成分の一つとしてアルミニウムや鉄等が含まれたものの処理に適し、ここにシリカのような成分が含まれても問題はない。
【００２７】
まず、このような汚泥あるいは含水スラリーを、ほぼ０．１〜１ＭＰａの加圧状態において、飽和温度以下に加熱することで、汚泥あるいは含水スラリーに含まれる固形物が保持している水分が除かれた形態へと変化し、これにより汚泥あるいはスラリーの含水率に代表される固形物の保水状態を表す値が低減される。また、固形物の保持水分が除かれ通水部位が増加することで脱水に対する抵抗が減少し、あるいは保持水分の低下により比重が増加することで固形物の沈降を大きくできる。
【００２８】
次いで、加圧加熱処理された汚泥あるいは含水スラリーを大気開放あるいは密閉した槽内に貯留し、およそ一昼夜を目安として重力沈降し、固形物層と水層に分離するとともに、直接あるいは間接的な大気放冷により余剰な熱を取り除き、常圧で液体となるような適度な温度とする。この汚泥あるいは含水スラリーに含まれる固形物は、加熱加圧処理による保持水分の低下で比重が増加しているため、未処理の汚泥あるいは含水スラリーに比べ、大幅な固形物の分離性能が発揮される。
【００２９】
そして、冷却された汚泥あるいは含水スラリーに含まれる固形物を機械力等によって分離する。機械力等による分離は、固形物を高度に安定して取り除けるものであればよく、例えば、遠心分離やフィルタープレスなどが上げられる。この機械力等による分離において、加圧加熱処理された汚泥あるいは含水スラリーは固形物の保水状態が低減されているため、未処理の汚泥あるいは含水スラリーに比べ大幅な固形物の分離性能が発揮される。
【００３０】
本発明は、含水スラリーを０．１〜１ＭＰａの加圧状態において飽和温度以下に加熱して含水スラリーの性状を変化させる反応器と、反応器からの含水スラリーを冷却する冷却部と、冷却部からの含水スラリー中の固形物を濾過するとともに乾燥が可能な濾過器と、を備え、反応器内で含水スラリーを１００℃〜１３０℃の温度で処理するとともに、処理水を取水原水として再利用することを特徴とする含水スラリーの処理装置である。
【００３１】
対象としては浄水場で発生するような汚泥あるいは含水スラリーがあり、この他にも主成分の一つとしてアルミニウムや鉄等が含まれたものの処理に適し、ここにシリカのような成分が含まれても問題はない。
【００３２】
まず、このような汚泥あるいは含水スラリーを、ほぼ０．１〜１ＭＰａの加圧状態において、飽和温度以下に加熱することで、汚泥あるいは含水スラリーに含まれる固形物が保持している水分が除かれた形態へと変化し、これにより汚泥あるいはスラリーの含水率に代表される固形物の保水状態を表す値が低減され、また、固形物の保持水分が除かれ通水部位が増加することで脱水に対する抵抗が減少し、あるいは保持水分の低下により比重が増加することで固形物の沈降を大きくできる。
【００３３】
次いで、加圧加熱処理された汚泥あるいは含水スラリーの余剰な熱を冷却により取り除き、常圧で液体となるような適度な温度とする。この時の冷却温度としては後段の処理を鑑み、例えば６０℃以下とすることが望ましい。
【００３４】
その後、冷却された汚泥あるいは含水スラリーに含まれる固形物を濾過と乾燥が可能な濾過器により分離する。これは、まず、濾過器内で通常の加圧による汚泥あるいは含水スラリーの濾過を行った後、濾過器内に空気を導入し、濾過器の内部に残留した汚泥あるいは含水スラリーの固形物を乾燥するもので、通常の濾過よりも水分を減らした固形物を得ることができる。これらの濾過において、加圧加熱処理された汚泥あるいは含水スラリーは固形物の保水状態が低減されているため、未処理の汚泥あるいは含水スラリーに比べ大幅な固形物の分離性能が発揮される。
【００３５】
本発明は、含水スラリーを０．１〜１ＭＰａの加圧状態において飽和温度以下に加熱して含水スラリーの性状を変化させる反応器と、反応器からの含水スラリーを重力により固形物層と水層とに分離する沈降槽と、沈降槽からの固形物層を冷却する冷却部と、冷却部からの固形物層中の固形物を濾過するとともに乾燥が可能な濾過器と、を備え、反応器内で含水スラリーを１００℃〜１３０℃の温度で処理するとともに、処理水を取水原水として再利用することを特徴とする含水スラリーの処理装置である。
【００３６】
対象としては浄水場で発生するような汚泥あるいは含水スラリーがあり、この他にも主成分の一つとしてアルミニウムや鉄等が含まれたものの処理に適し、ここにシリカのような成分が含まれても問題はない。
【００３７】
まず、このような汚泥あるいは含水スラリーを、ほぼ０．１〜１ＭＰａの加圧状態において、飽和温度以下に加熱することで、汚泥あるいは含水スラリーに含まれる固形物が保持している水分が除かれた形態へと変化し、これにより汚泥あるいはスラリーの含水率に代表される固形物の保水状態を表す値が低減され、また、固形物の保持水分が除かれ通水部位が増加することで脱水に対する抵抗が減少し、あるいは保持水分の低下により比重が増加することで固形物の沈降を大きくできる。
【００３８】
次いで、加圧加熱処理された汚泥あるいは含水スラリーをおよそ一昼夜を目安として重力沈降し、固形物層と水層に分離する。この汚泥あるいは含水スラリーに含まれる固形物は、加熱加圧処理による保持水分の低下で比重が増加しているため、未処理の汚泥あるいは含水スラリーに比べ、大幅な固形物の分離性能が発揮される。また、加圧加熱処理された汚泥あるいは含水スラリーは余剰の熱を持っているため、重力沈降の際の分離性能を向上できる。他方、この重力沈降の際には大気放冷により汚泥あるいは含水スラリーの熱を適度に取り除くこともできる。
【００３９】
その後、加圧加熱処理された汚泥あるいは含水スラリーの余剰な熱を冷却し、常圧で液体となるような適度な温度とする。この時の冷却温度としては後段の処理を鑑み、６０℃以下とすることが望ましい。
【００４０】
そして、冷却された汚泥あるいは含水スラリー中に含まれる固形物を濾過と乾燥が可能な濾過器により分離する。これは、まず、濾過器内で通常の加圧による汚泥あるいは含水スラリーの濾過を行った後、濾過器内に空気を導入し、濾過器の内部に残留した汚泥あるいは含水スラリーの固形物を乾燥するもので、通常の濾過よりも水分を減らした固形物を得ることができる。これらの濾過において、加圧加熱処理された汚泥あるいは含水スラリーは固形物の保水状態が低減されているため、未処理の汚泥あるいは含水スラリーに比べ大幅な固形物の分離性能が発揮される。
【００４１】
本発明は、含水スラリーを０．１〜１ＭＰａの加圧状態において飽和温度以下に加熱して含水スラリーの性状を変化させる反応器と、反応器からの含水スラリーを冷却する冷却部と、冷却部からの含水スラリーを重力により固形物層と水層とに分離する沈降槽と、沈降槽からの固形物層中の固形物を濾過するとともに乾燥が可能な濾過器と、を備え、反応器内で含水スラリーを１００℃〜１３０℃の温度で処理するとともに、処理水を取水原水として再利用することを特徴とする含水スラリーの処理装置である。
【００４２】
対象としては浄水場で発生するような汚泥あるいは含水スラリーがあり、この他にも主成分の一つとしてアルミニウムや鉄等が含まれたものの処理に適し、ここにシリカのような成分が含まれても問題はない。
【００４３】
まず、このような汚泥あるいは含水スラリーを、ほぼ０．１〜１ＭＰａの加圧状態において、飽和温度以下に加熱することで、汚泥あるいは含水スラリーに含まれる固形物が保持している水分が除かれた形態へと変化し、これにより汚泥あるいはスラリーの含水率に代表される固形物の保水状態を表す値が低減され、また、固形物の保持水分が除かれ通水部位が増加することで脱水に対する抵抗が減少し、あるいは保持水分の低下により比重が増加することで固形物の沈降を大きくできる。
【００４４】
次いで、加圧加熱処理された汚泥あるいは含水スラリーの余剰な熱を冷却し、常圧で液体となるような適度な温度とする。この時の冷却温度としては後段の処理を鑑み、６０℃以下とすることが望ましい。
【００４５】
その後、冷却された汚泥あるいは含水スラリーをおよそ一昼夜を目安として重力沈降し、固形物層と水層に分離する。この汚泥あるいは含水スラリーに含まれる固形物は、加熱加圧処理による保持水分の低下で比重が増加しているため、未処理の汚泥あるいは含水スラリーに比べ、大幅な固形物の分離性能が発揮される。
【００４６】
そして、冷却された汚泥あるいは含水スラリー中に含まれる固形物を濾過と乾燥が可能な濾過器により分離する。これは、まず、濾過器内で通常の加圧による汚泥あるいは含水スラリーの濾過を行った後、濾過器内に空気を導入し、濾過器の内部に残留した汚泥あるいは含水スラリーの固形物を乾燥するもので、通常の濾過よりも水分を減らした固形物を得ることができる。これらの濾過において、加圧加熱処理された汚泥あるいは含水スラリーは固形物の保水状態が低減されているため、未処理の汚泥あるいは含水スラリーに比べ大幅な固形物の分離性能が発揮される。
【００４７】
本発明は、含水スラリーを０．１〜１ＭＰａの加圧状態において飽和温度以下に加熱して含水スラリーの性状を変化させる反応器と、反応器からの含水スラリーを冷却しながら重力により固形物層と水層とに分離する沈降槽と、沈降槽からの固形物層中の固形物を濾過するとともに乾燥が可能な濾過器と、を備え、反応器内で含水スラリーを１００℃〜１３０℃の温度で処理するとともに、処理水を取水原水として再利用することを特徴とする含水スラリーの処理装置である。
【００４８】
対象としては浄水場で発生するような汚泥あるいは含水スラリーがあり、この他にも主成分の一つとしてアルミニウムや鉄等が含まれたものの処理に適し、ここにシリカのような成分が含まれても問題はない。
【００４９】
まず、このような汚泥あるいは含水スラリーを、ほぼ０．１〜１ＭＰａの加圧状態において、飽和温度以下に加熱することで、汚泥あるいは含水スラリーに含まれる固形物が保持している水分が除かれた形態へと変化し、これにより汚泥あるいはスラリーの含水率に代表される固形物の保水状態を表す値が低減され、また、固形物の保持水分が除かれ通水部位が増加することで脱水に対する抵抗が減少し、あるいは保持水分の低下により比重が増加することで固形物の沈降を大きくできる。
【００５０】
次いで、加圧加熱処理された汚泥あるいは含水スラリーを大気開放あるいは密閉した槽内に貯留し、およそ一昼夜を目安として重力沈降し、固形物層と水層に分離するとともに、直接あるいは間接的な大気放冷により余剰な熱を取り除き、常圧で液体となるような適度な温度とする。この汚泥あるいは含水スラリーに含まれる固形物は、加熱加圧処理による保持水分の低下で比重が増加しているため、未処理の汚泥あるいは含水スラリーに比べ、大幅な固形物の分離性能が発揮される。
【００５１】
そして、冷却された汚泥あるいは含水スラリー中に含まれる固形物を濾過と乾燥が可能な濾過器により分離する。これは、まず、濾過器内で通常の加圧による汚泥あるいは含水スラリーの濾過を行った後、濾過器内に空気を導入し、濾過器の内部に残留した汚泥あるいは含水スラリーの固形物を乾燥するもので、通常の濾過よりも水分を減らした固形物を得ることができる。これらの濾過において、加圧加熱処理された汚泥あるいは含水スラリーは固形物の保水状態が低減されているため、未処理の汚泥あるいは含水スラリーに比べ大幅な固形物の分離性能が発揮される。
【００５２】
そして、冷却された汚泥あるいは含水スラリー中に含まれる固形物を加圧と空圧による濾過によって分離する。これは、まず、加圧による通常の濾過を行った後、空圧によって濾過器の内部に残留した汚泥あるいは含水スラリーを濾過するもので、通常の濾過よりも水分を減らした固形物を得ることができる。これらの濾過において、加圧加熱処理された汚泥あるいは含水スラリーは固形物の保水状態が低減されているため、未処理の汚泥あるいは含水スラリーに比べ大幅な固形物の分離性能が発揮される。
【００５３】
本発明において、機械力等により固形物を取り除かれた水分および重力沈降により分離された水層を原水へと戻すことができる。これらの加熱加圧処理の条件においては固形物の結合状態が大きく壊されず、それにより固形物内部の不純成分が水中へと溶出しないためである。
【００５４】
また、反応器における加熱のための熱源としてはボイラもしくは原動機等の廃熱を利用することが可能であり、この場合には新たに加熱機器を設ける必要がなく、また廃熱を有効利用することに繋がり経済的に有利となる。あるいは、この廃熱は汚泥あるいは含水スラリーの加圧加熱処理に用いた後でも十分な熱を持っているため、たとえば機械力等により水から分離された固形物の乾燥に用いたり、汚泥貯留槽にバブリングして温めたりすることなどに応用できる。
【００５５】
他方、余剰の熱を持つ汚泥あるいは含水スラリーを冷却する場合、汚泥あるいは含水スラリーの原液や自然水源との熱交換を行うことが考えられ、自然水源としては原液や河川水、取水原水、沈殿処理水、浄水、海水等が挙げられる。これらの方法によれば、原液あるいは自然を冷却材として用いるためランニングコストの低減を図ることができ、またそれ以外に様々な利点が考えられる。例えば、含水スラリーの原液と熱交換を行うと、含水スラリーの原液が加熱されるため原液の予熱として加熱に要する熱量を低減することができる。河川水と熱交換を行うと、温かい河川水が得られるため暖房等に利用することができる。また、取水原水を加熱することにより浄水場での凝集工程での効率を上げることができる。沈殿処理水を加熱することにより後段の砂濾過工程での濾過速度を上げることができる。浄水を加熱した場合、温水としてプール等での利用が期待できる。また海水を加熱した場合、温かい海水を漁業等に利用できる。あるいは、冷凍器を用いれば急速な冷却が可能となる。送風機等を用いて空冷を行うことも可能である。その他、槽内に貯留して大気放冷することもできる。
【００５６】
本発明において、濾過と乾燥が可能な濾過器により固形物を取り除かれた水分および重力沈降により分離された水層は原水へと戻すことができる。これらの加熱加圧処理の条件においては固形物の結合状態が大きく壊されず、それにより固形物内部の不純成分が水中へと溶出しないためである。
【００５７】
また、反応器における加熱のための熱源としてはボイラもしくは原動機等の廃熱を利用することが可能であり、この場合には新たに加熱機器を設ける必要がなく、また廃熱を有効利用することに繋がり経済的に有利となる。あるいは、この廃熱は汚泥あるいは含水スラリーの加圧加熱処理に用いた後でも十分な熱を持っているため、たとえば濾過と乾燥が可能な濾過器により水から分離された固形物の乾燥に用いたり、汚泥貯留槽にバブリングして温めたりすることなどに応用できる。
【００５８】
他方、余剰の熱を持つ汚泥あるいは含水スラリーを冷却する場合、汚泥あるいは含水スラリーの原液や自然水源との熱交換を行なうことが考えられ、自然水源としては原液や河川水、取水原水、沈殿処理水、浄水、海水等が上げられる。これらの方法によれば原液あるいは自然を冷却材として用いるためランニングコストの低減を図ることができ、またそれ以外に様々な利点が考えられる。
【００５９】
例えば、含水スラリーの原液との熱交換を行うと、含水スラリーの原液が加熱されるため原液の予熱として加熱に要する熱量を低減することができる。河川水との熱交換を行うと、温かい河川水が得られるため暖房等に利用することができる。また、取水原水を加熱することにより浄水場での凝集工程での効率を上げることができる。沈殿処理水を加熱することにより後段の砂濾過工程での濾過速度を上げることができる。浄水を加熱した場合、温水としてプール等での利用が期待できる。また海水を加熱した場合、温かい海水を漁業等に利用できる。あるいは、冷凍器を用いれば急速な冷却が可能となる。送風機等を用いて空冷を行うことも可能である。その他、槽内に貯留して大気放冷することもできる。
【００６０】
あるいは、濾過器の内部に圧縮空気あるいは反応器から排出される高温大気を導入すれば固形物の乾燥を行うことができ、この場合、固形物の濾過材の表面に広く分布しているため優れた乾燥効果が期待できる。
【００６１】
また、固形物を分離した後、空圧を濾過方向と逆方向に加えれば、濾過器の濾過材に付着した固形物を容易に剥離することが可能となる。
【００６２】
【発明の実施の形態】
第１の実施の形態
以下、図面を参照して本発明の第１の実施の形態について説明する。
図１は本発明による含水スラリーの処理装置の第１の実施の形態を示す図である。
【００６３】
図１に示すように、含水スラリーの処理装置は浄水場で発生する汚泥あるいは主として無機成分からなる含水スラリー（以下含水スラリーともいう）を０．１〜１ＭＰａの加圧状態において飽和温度以下に加熱して含水スラリーの性状を変化させる反応器１２と、反応器１２で性状が変化した含水スラリーを冷却する熱交換器（冷却部）１３と、熱交換器１３からの含水スラリー中の固形物を機械力によって分離する固液分離器１５とを備えている。
【００６４】
このうち反応器１２は含水スラリーを加熱する加熱部１２ａを有し、この加熱部１２ａには、発電機１１ａに連結されたガスタービン１１からの排ガスが供給されるようになっている。また反応器１２の加熱部１２ａ内のガスは、その後、廃ガスとなり、廃ガス管１２ｂを介して、後述する乾燥器１６へ送られるようになっている。
【００６５】
また、浄水場で発生する含水スラリーが送液ポンプ１４を経て熱交換器１３へ送られる。送液ポンプ１４からの含水スラリーは、この熱交換器１３において反応器１２からの含水スラリーにより予熱された後、反応器１２内へ送られる。
【００６６】
さらに、固液分離器１５からの固形物は、乾燥器１６へ送られ、上述した廃ガス管１２ｂからの廃ガスによって加熱乾燥させられた後、乾燥固形物として外方へ排出される。
【００６７】
次にこのような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。
図１において、浄水場で発生した汚泥あるいは主として無機成分からなる含水スラリーは、送液ポンプ１４によって熱交換器１３に送られ、この熱交換器１３内で反応器１２から送られる加圧加熱処理した汚泥あるいは含水スラリーと熱交換されて予熱される。
【００６８】
反応器１２内において、汚泥あるいは含水スラリーは、ガスタービン１１からの排ガスとの熱交換によって、ほぼ０．１〜１ＭＰａの間の加圧状態で、飽和温度以下に加熱される。そして反応器１２内の汚泥あるいは含水スラリーは再度熱交換器１３に送られ、汚泥あるいは含水スラリーの原液との熱交換によって冷却され、固液分離器１５において固形物と水に分離される。
【００６９】
固液分離器１５内で分離された水は取水原水などへ戻され、固形物は乾燥器１６に送られる。次に固形物は乾燥器１６内で反応器１２から廃ガス管１２ｂを介して送られた廃ガスによって乾燥固形物となる。
【００７０】
本実施の形態において、熱源であるガスタービン１１の排ガスの温度はおおむね４００℃〜５００℃程度であるため、反応器１２内における加圧加熱処理のためには十分な熱を供給できる。また反応器１２内の加圧加熱処理の後にも、廃ガスは十分な熱を持つため、乾燥器１６内における固形物の乾燥にも廃ガスを利用することができ、汚泥貯留槽に廃ガスをバブリングして汚泥を温めてもよい。
【００７１】
また、反応器１２内で必要とされる温度が低いため（最大でも圧力１ＭＰａにおいて飽和温度１７５℃以下）、大部分のボイラあるいは原動機の廃熱を利用することができる。このような廃熱の利用によって、処理システムに新たな加熱機構を設置する必要がなくなり、コストの低減とともに省エネルギー化にも貢献することができる。
【００７２】
汚泥あるいは含水スラリーは浄水場等の凝集処理の過程で発生するものであるから、使用されるアルミニウム系や鉄系などの凝集剤が高濃度で含まれる。あるいはシリカを含む固形物も多量に含まれることが考えられるが、これらは処理性能を大きく妨害するものではない。
【００７３】
送液ポンプ１４は含水スラリーの供給が可能であればよく、したがって圧力条件の大きい特殊な加圧ポンプは必要でない。
【００７４】
熱交換器１３は汚泥あるいは含水スラリーの原液の予熱と、同時に、反応器１２内で加圧加熱処理した汚泥あるいは含水スラリーの冷却を行うことができ、これにより熱の利用効率の向上が図られる。
【００７５】
汚泥あるいは含水スラリーの予熱は特別に必要とされるものではない。また、反応器１２内で加圧加熱された処理汚泥あるいは含水スラリーを冷却する場合、河川水や取水原水、沈殿処理水、浄水、海水などの自然水源を熱交換器に流して汚泥あるいは含水スラリーを冷却したり、冷凍機、大気などとの熱交換によって汚泥あるいは含水スラリーを冷却してもよい。
【００７６】
反応器１２は酸化剤を使用しないため、特別な耐食性の材質を使用する必要がない。反応器１２内の運転条件は、圧力を０．１〜１ＭＰａの圧縮状態において、飽和温度以下に加熱することが必要で、含水スラリーの水質が清澄であることなどの要件があるならば、圧力１ＭＰａ以下、温度１００℃〜１３０℃とすることが望ましい。加圧には圧縮ポンプを用いることもできるが、このような低い圧力条件においては、加熱によって発生する汚泥自体の膨張を利用することで対応することが経済的である。
【００７７】
固液分離器１５には、遠心分離やベルトブレスに代表される機械力等の分離方法が適用可能である。これらの機械力分離の中で、分離した水の再利用を考えるならば、後述する濾過器を用いてもよい。
【００７８】
第２の実施の形態
次に図２により本発明の第２の実施の形態について説明する。図２に示す第２の実施の形態は、反応器１２の後段に沈降槽１８と、一対の熱交換器１３ａ，１３ｂを順次配置したものである。
【００７９】
図２において、図１に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００８０】
図２において、浄水場で発生した汚泥あるいは含水スラリーは、送液ポンプ１４によって反応器１２に送られ、この反応器１２内においてガスタービン１１からの排ガスとの熱交換によって、ほぼ０．１〜１ＭＰａの間である加圧状態において、飽和温度以下に加熱される。
【００８１】
次いで、汚泥あるいは含水スラリーは、反応器１２から沈降槽１８に送られ、この沈降槽１８内で重力沈降により固形物層と水層に分離する。
【００８２】
そして沈降槽１８内の固形物層と水層はそれぞれ熱交換器１３ａ，１３ｂに送られ、取水原水等によって冷却される。熱交換器１３ａで冷却された固形物層は固液分離器１５において固形物と水に分離される。
【００８３】
固液分離器１５において分離された水、および沈降槽１８内で重力沈降で分離された水層は、取水原水へ戻される。固液分離器１５からの固形物は乾燥器１６へ送られ、反応器１２から排出された排ガスによって乾燥されて乾燥固形物となる。
【００８４】
本実施の形態において、熱源であるガスタービン１１の排ガスの温度はおおむね４００℃〜５００℃程度であるため、反応器１２内における加圧加熱処理のためには十分な熱を供給できる。また反応器１２内の加圧加熱処理の後にも廃ガスは十分な熱を持つため、乾燥器１６内における固形物の乾燥にも廃ガスを利用することができ、汚泥貯留槽に廃ガスをバブリングして汚泥を温めてもよい。また、反応器１２内で必要とされる温度が低いため（最大でも圧力１ＭＰａにおいて飽和温度１７５℃以下）、大部分のボイラあるいは原動機の廃熱を利用することができる。このような廃熱の利用によって、処理システムに新たな加熱機構を設置する必要がなくなり、コストの低減とともに省エネルギー化にも貢献することを可能とする。
【００８５】
汚泥あるいは含水スラリーは浄水場等の凝集処理の過程で発生するものであるから、使用されるアルミニウム系や鉄系などの凝集剤が高濃度で含まれる。あるいはシリカを含む固形物も多量に含まれることが考えられるが、これらは処理性能を大きく妨害するものではない。
【００８６】
送液ポンプ１４はスラリーの供給が可能であればよく、したがって圧力条件の大きい特殊な加圧ポンプは必要でない。
【００８７】
反応器１２は酸化剤を使用しないため、特別な耐食性の材質を使用する必要がない。反応器１２内の運転条件は、圧力を０．１〜１ＭＰａの圧縮状態において、飽和温度以下に加熱することが必要で、含水スラリーの水質が清澄であることなどの要件があるならば、圧力１ＭＰａ以下、温度１００℃〜１３０℃とすることが望ましい。加圧には圧縮ポンプを用いることもできるが、このような低い圧力条件においては、加熱によって発生する汚泥自体の膨張を利用することで対応することが経済的である。
【００８８】
沈降槽１８には１００℃以上の加圧加熱処理した汚泥あるいは含水スラリーが導入されるため、沈降槽１８は密閉型とすることが望ましい。あるいは沈降槽１８は加圧加熱処理した汚泥あるいは含水スラリーが、滞留している汚泥あるいは含水スラリーの内部へと放出される構造としてもよい。また、沈降槽１８内のスラリーを河川水や取水原水、沈殿処理水、浄水、海水などの自然水源が流れる冷却管１８ａや、冷凍機、大気などと熱交換して冷却してもよい。その他、沈降槽１８の容積としては汚泥あるいは含水スラリーが一昼夜程度滞留できるものであることが望ましい。
【００８９】
熱交換器１３ａ，１３ｂは熱交換のための冷却材として取水原水等を用いることができる。この場合、大量の冷却材が使用できるため、比較的短時間で加圧加熱処理した汚泥あるいは含水スラリーを冷却できる。また、熱交換によって加熱された取水原水は、凝集沈殿工程での効率が高くなることが期待できる。
【００９０】
固液分離器１５には、遠心分離やベルトブレスに代表される機械力等の分離方法が適用可能である。これらの機械力分離の中で、分離した水の再利用を考えるならば、後述する濾過器を用いてもよい。
【００９１】
第３の実施の形態
次に図３により本発明の第３の実施の形態について説明する。図３に示す第３の実施の形態は、反応器１２の後段に熱交換器１３および沈降槽１８を順次配置したものである。
【００９２】
図３において、図１に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００９３】
図３において、浄水場で発生した汚泥あるいは含水スラリーは、送液ポンプ１４によって熱交換器１３に送られ、加圧加熱処理した反応器１２からの汚泥あるいは含水スラリーと熱交換によって予熱される。
【００９４】
反応器１２において汚泥あるいは含水スラリーは、ガスタービン１１からの排ガスとの熱交換によって、ほぼ０．１〜１ＭＰａの間の加圧状態で飽和温度以下に加熱される。次いで反応器１２内の汚泥あるいは含水スラリーは再度熱交換器１３に送られ、汚泥あるいは含水スラリーの原液との熱交換によって冷却され、次に、沈降槽１８に送られ、重力沈降により固形物層と水層に分離される。
【００９５】
沈降槽１８内で分離された固形物層は固液分離器１５内において固形物と水に分離される。
【００９６】
固液分離器１５内で分離された水、および沈降槽１８内で重力沈降で分離された水層は取水原水などへ戻され、固液分離器１５で分離された固形物は乾燥器１６に送られ反応器１２から排出された廃ガスによって乾燥固形物となる。
【００９７】
本実施の形態において、熱源であるガスタービン１１の排ガスの温度はおおむね４００℃〜５００℃程度であるため、反応器１２内における加圧加熱処理のためには十分な熱を供給できる。また反応器１２内の加圧加熱処理の後にも廃ガスは十分な熱を持つため、乾燥器１６内における固形物の乾燥にも廃ガスを利用することができ、汚泥貯留槽に廃ガスをバブリングして汚泥を温めてもよい。
【００９８】
また、反応器１２内で必要とされる温度が低いため（最大でも圧力１ＭＰａにおいて飽和温度１７５℃以下）、大部分のボイラあるいは原動機の廃熱を利用することができる。このような廃熱の利用によって、処理システムに新たな加熱機構を設置する必要がなくなり、コストの低減とともに省エネルギー化にも貢献することを可能とする。
【００９９】
汚泥あるいは含水スラリーは浄水場等の凝集処理の過程で発生するものであるから、使用されるアルミニウム系や鉄系などの凝集剤が高濃度で含まれる。あるいはシリカを含む固形物も多量に含まれることが考えられるが、これらは処理性能を大きく妨害するものではない。
【０１００】
送液ポンプ１４はスラリーの供給が可能であればよく、したがって圧力条件の大きい特殊な加圧ポンプは必要でない。
【０１０１】
熱交換器１３は汚泥あるいは含水スラリーの原液の予熱と、同時に、反応器１２内で加圧加熱処理した汚泥あるいは含水スラリーの冷却を行うことができ、これにより熱の利用効率の向上が図られる。
【０１０２】
汚泥あるいは含水スラリーの予熱は特別に必要とされるものではない。また、反応器１２内で加圧加熱処理された汚泥あるいは含水スラリーを冷却する場合、河川水や取水原水、沈殿処理水、浄水、海水などの自然水源を熱交換器に流して汚泥あるいは含水スラリーを冷却したり、冷凍機、大気などとの熱交換によって汚泥あるいは含水スラリーを冷却してもよい。
【０１０３】
反応器１２は酸化剤を使用しないため、特別な耐食性の材質を使用する必要がない。反応器１２内の運転条件は、圧力を０．１〜１ＭＰａの圧縮状態において、飽和温度以下に加熱することが必要で、含水スラリーの水質が清澄であることなどの要件があるならば、圧力１ＭＰａ以下、温度１００℃〜１３０℃とすることが望ましい。加圧には圧縮ポンプを用いることもできるが、このような低い圧力条件においては、加熱によって発生する汚泥自体の膨張を利用することで対応することが経済的である。
【０１０４】
沈降槽１８は加圧加熱処理した汚泥あるいは含水スラリーが、滞留している汚泥あるいは含水スラリーの内部へと放出される構造としてもよい。また、沈降槽１８内のスラリーを河川水や取水原水、沈殿処理水、浄水、海水などの自然水源が流れる冷却管１８ａや、冷凍機、大気などと熱交換して冷却してもよい。その他、沈降槽１８の容積としては汚泥あるいは含水スラリーが一昼夜程度滞留できるものであることが望ましい。
【０１０５】
固液分離器１５には、遠心分離やベルトブレスに代表される機械力等の分離方法が適用可能である。これらの機械力分離の中で、分離した水の再利用を考えるならば、後述する濾過器を用いてもよい。
【０１０６】
第４の実施の形態
次に図４により本発明の第４の実施の形態について説明する。図４に示す第４の実施の形態は、反応器１２の後段に沈降槽１８を配置したものである。
【０１０７】
図４において、図１に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【０１０８】
図４において、浄水場で発生した汚泥あるいは含水スラリーは、送液ポンプ１４によって反応器１２に送られる。この反応器１２内において汚泥あるいは含水スラリーは、ガスタービン１１の排ガスとの熱交換によって、ほぼ０．１〜１ＭＰａの間の加圧状態において、飽和温度以下に加熱される。次いで、汚泥あるいは含水スラリーは反応器１２から沈降槽１８へ送られ、この沈降槽１８において重力沈降により固形物層と水層に分離されるとともに、冷却により余剰な熱が除去される。
【０１０９】
沈降槽１８からの固形物層は固液分離器１５内において固形物と水に分離される。沈降槽１８内で分離された水、および沈降槽１８内で重力沈降で分離された水層は取水原水などへ戻され、固液分離器１５からの固形物は乾燥器１６へ送られ、反応器１２から排出された廃ガスによって乾燥固形物となる。
【０１１０】
本実施の形態において、熱源であるガスタービン１１の排ガスの温度はおおむね４００℃〜５００℃程度であるため、反応器１２内の加圧加熱処理のためには十分な熱を供給できる。また反応器１２内の加圧加熱処理の後にも廃ガスは十分な熱を持つため、乾燥器１６内における固形物の乾燥にも利用することができ、汚泥貯留槽に廃ガスをバブリングして汚泥を温めてもよい。また、反応器１２内で必要とされる温度が低いため（最大でも圧力１ＭＰａにおいて飽和温度１７５℃以下）、大部分のボイラあるいは原動機の廃熱を利用することができる。このような廃熱の利用によって、処理システムに新たな加熱機構を設置する必要がなくなり、コストの低減とともに省エネルギー化にも貢献することを可能とする。
【０１１１】
汚泥あるいは含水スラリーは浄水場等の凝集処理の過程で発生するものであるから、使用されるアルミニウム系や鉄系などの凝集剤が高濃度で含まれる。あるいはシリカを含む固形物も多量に含まれることが考えられるが、これらは処理性能を大きく妨害するものではない。
【０１１２】
送液ポンプ１４は含水スラリーの供給が可能であればよく、したがって圧力条件の大きい特殊な加圧ポンプは必要でない。
【０１１３】
反応器１２は酸化剤を使用しないため、特別な耐食性の材質を使用する必要がない。反応器１２内の運転条件は、圧力を０．１〜１ＭＰａの圧縮状態において、飽和温度以下に加熱することが必要で、含水スラリーの水質が清澄であることなどの要件があるならば、圧力１ＭＰａ以下、温度１００℃〜１３０℃とすることが望ましい。加圧には圧縮ポンプを用いることもできるが、このような低い圧力条件においては、加熱によって発生する汚泥自体の膨張を利用することで対応することが経済的である。
【０１１４】
沈降槽１８には、１００℃以上の加圧加熱処理した汚泥あるいは含水スラリーが導入されるため、沈殿槽１８は密閉型とすることが望ましい。あるいは、沈殿槽１８は加圧加熱処理した汚泥あるいは含水スラリーが、滞留している汚泥あるいは含水スラリーの内部へと放出される構造としてもよい。また、沈降槽１８内のスラリーを河川水や取水原水、沈殿処理水、浄水、海水などの自然水源が流れる冷却管１８ａや、冷凍機、大気などと熱交換して冷却してもよい。その他、沈降槽１８の容積としては汚泥あるいは含水スラリーが一昼夜程度滞留できるものであることが望ましい。
【０１１５】
固液分離器１５には、遠心分離やベルトブレスに代表される機械力等の分離方法が適用可能である。これらの機械力分離の中で、分離した水の再利用を考えるならば、後述する濾過器を用いてもよい。
【０１１６】
第５の実施の形態
次に図５を参照して本発明の第５の実施の形態について説明する。図５に示す第５の実施の形態は、反応器１２の後段に熱交換器１３、加圧ポンプ１９および濾過器２０を順次配置したものである。
【０１１７】
図５において、図１に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【０１１８】
図５において、浄水場で発生した汚泥あるいは含水スラリーは、送液ポンプ１４によって熱交換器１３に送られ、反応器１２内で加圧加熱処理された汚泥あるいは含水スラリーとの熱交換によって予熱された後、反応器１２へ送られる。反応器１２において汚泥あるいは含水スラリーは、ガスタービン１１の排ガスとの熱交換によって、ほぼ０．１〜１ＭＰａの加圧状態において、飽和温度以下に加熱される。そして反応器１２からの汚泥あるいは含水スラリーは再度熱交換器１３に送られ、汚泥あるいは含水スラリーの原液との熱交換によって冷却された後、加圧ポンプ１９によって濾過器２０に送られる。
【０１１９】
濾過器２０内において、汚泥あるいは含水スラリーは加圧濾過により固形物と水に分離される。濾過器２０内には、反応器１２から廃ガス管１２ｂを介して排出された廃ガスが送られ、濾過器２０内の濾過材に付着した固形物を乾燥する。そして、濾過器２０内で分離された水は、取水原水などへ戻される。
【０１２０】
本実施の形態において、熱源であるガスタービン１１の排ガス温度はおおむね４００℃〜５００℃程度であるため、反応器１２内の加圧加熱処理のためには十分な熱を供給できる。また反応器１２内の加圧加熱処理の後にも廃ガスは十分な熱を持つため、たとえ固形物の乾燥に廃ガスを利用したり、汚泥貯留槽に廃ガスをバブリングして汚泥を温めてもよい。また、反応器１２内で必要な温度が１００℃〜１３０℃と低いため、大部分のボイラあるいは原動機の廃熱を利用することができる。このような廃熱の利用によって、処理システムに新たな加熱機構を設置する必要がなくなり、コストの低減とともに省エネルギー化にも貢献することを可能とする。
【０１２１】
汚泥あるいは含水スラリーは浄水場等の凝集処理の過程で発生するものであるから、使用されるアルミニウム系や鉄系などの凝集剤が高濃度で含まれる。あるいはシリカを含む固形物も多量に含まれることが考えられるが、これらは処理性能を大きく妨害するものではない。
【０１２２】
送液ポンプ１４は含水スラリーの供給が可能であればよく、したがって圧力条件の大きい特殊な加圧ポンプは必要でない。
【０１２３】
熱交換器１３は汚泥あるいは含水スラリーの原液の予熱と、同時に、反応器１２内で加圧加熱処理した汚泥あるいは含水スラリーの冷却を行うことができ、これにより熱の利用効率の向上が図られる。
【０１２４】
汚泥あるいは含水スラリーの予熱は特別に必要とされるものではない。また、反応器１２内で加圧加熱処理された汚泥あるいは含水スラリーを冷却する場合、河川水や取水原水、沈殿処理水、浄水、海水などの自然水源を熱交換器に流して汚泥あるいは含水スラリーを冷却したり、冷凍機、大気によって汚泥または含水スラリーを冷却してもよい。
【０１２５】
反応器１２は酸化剤を使用しないため、特別な耐食性の材質を使用する必要がない。反応器１２内の運転条件は、圧力を０．１〜１ＭＰａの圧縮状態において、飽和温度以下に加熱することが必要で、含水スラリーの水質が清澄であることなどの要件があるならば、圧力１ＭＰａ以下、温度１００℃〜１３０℃とすることが望ましい。加圧には圧縮ポンプを用いることもできるが、このような低い圧力条件においては、加熱によって発生する汚泥自体の膨張を利用することで対応することが経済的である。
【０１２６】
加圧ポンプ１９は適度に圧力を掛けられるものであればよく、したがって、大きくとも１０気圧を超えるものは通常では必要ない。
【０１２７】
濾過器２０は汚泥あるいは含水スラリーの流入口の他に、空気の流入口を有している。濾過器２０では、まず、通常の加圧による濾過を既定値以下の濾過量、または既定値以上の入口−出口差圧等になるまで行い、その後、汚泥あるいはスラリーの供給を停止し、圧縮空気を送り濾過器２０内部の残留分の濾過する。次に、圧縮空気を停止し、反応器１２から廃ガス管１２ｂを介して排出された廃ガスを供給し、濾過器２０内の濾過材に付着している固形物を乾燥させる。次に濾過後あるいは乾燥後に、圧縮空気等を濾過方向と逆方向から与え、濾過材に付着した固形物を剥離する。
【０１２８】
第６の実施の形態
次に図６を参照して本発明の第６の実施の形態について説明する。図６に示す第６の実施の形態は、反応器１２の後段に沈降槽１８、熱交換器１３ａ，１３ｂおよび濾過器２０を順次配置したものである。
【０１２９】
図６において、図１に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【０１３０】
図６において、浄水場で発生した汚泥あるいは含水スラリーは、送液ポンプ１４によって反応器１２に送られる。反応器１２内において、汚泥あるいは含水スラリーは、ガスタービン１１の排ガスとの熱交換によって、ほぼ０．１〜１ＭＰａの加圧状態において、飽和温度以下に加熱される。
【０１３１】
次いで、反応器１２内の汚泥あるいは含水スラリーは沈降槽１８に送られ、重力沈降により固形物層と水層に分離される。沈降槽１８からの固形物層と水層は、それぞれ熱交換器１３ａ，１３ｂに送られ、取水原水によって冷却される。次に熱交換器１３ａからの固形物層は加圧ポンプ１９によって濾過器２０に送られ、この濾過器２０では加圧濾過により固形物と水に分離される。濾過器２０内には、反応器１２から排出された廃ガスが送られ、濾過器２０の濾過材に付着した固形物を乾燥する。そして、濾過器２０で分離された水、および沈降槽１８で重力沈降で分離された水層は、取水原水へ戻される。
【０１３２】
本実施の形態において、熱源であるガスタービン１１の排ガスの温度はおおむね４００℃〜５００℃程度であるため、反応器１２内の加圧加熱処理のためには十分な熱を供給できる。また反応器１２内の加圧加熱処理の後にも廃ガスは十分な熱を持つため、たとえば固形物の乾燥に廃ガスを利用したり、汚泥貯留槽に廃ガスをバブリングして汚泥を温めてもよい。また、反応器１２内で必要な温度が１００℃〜１３０℃と低いため、大部分のボイラあるいは原動機の廃熱を利用することができる。このような廃熱の利用によって、処理システムに新たな加熱機構を設置する必要がなくなり、コストの低減とともに省エネルギー化にも貢献することを可能とする。
【０１３３】
汚泥あるいは含水スラリーは浄水場等の凝集処理の過程で発生するものであるから、使用されるアルミニウム系や鉄系などの凝集剤が高濃度で含まれる。あるいはシリカを含む固形物も多量に含まれることが考えられるが、これらは処理性能を大きく妨害するものではない。
【０１３４】
送液ポンプ１４は含水スラリーの供給が可能であればよく、したがって圧力条件の大きい特殊な加圧ポンプは必要でない。
【０１３５】
反応器１２は酸化剤を使用しないため、特別な耐食性の材質を使用する必要がない。反応器１２内の運転条件は、圧力を０．１〜１ＭＰａの圧縮状態において、飽和温度以下に加熱することが必要で、含水スラリーの水質が清澄であることなどの要件があるならば、圧力１ＭＰａ以下、温度１００℃〜１３０℃とすることが望ましい。加圧には圧縮ポンプを用いることもできるが、このような低い圧力条件においては、加熱によって発生する汚泥自体の膨張を利用することで対応することが経済的である。
【０１３６】
沈降槽１８には、１００℃以上の加圧加熱処理した汚泥あるいは含水スラリーが導入されるため、沈降槽１８は密閉型とすることが望ましい。あるいは沈降槽１８は加圧加熱処理した汚泥あるいは含水スラリーが、滞留している汚泥あるいは含水スラリーの内部へと放出される構造としてもよい。また、沈降槽１８内のスラリーを河川水や取水原水、沈殿処理水、浄水、海水などの自然水源が流れる冷却管１８ａや、冷凍機、大気などと熱交換して冷却してもよい。その他、沈降槽１８の容積としては汚泥あるいは含水スラリーが一昼夜程度滞留できるものであることが望ましい。
【０１３７】
熱交換器１３ａ，１３ｂは熱交換のための冷却材として取水原水等を用いることができる。この場合、大量の冷却材が使用できるため、比較的短時間で加圧加熱処理した汚泥あるいは含水スラリーを冷却できる。また、熱交換によって加熱された取水原水は、凝集沈殿工程での効率が高くなることが期待できる。
【０１３８】
加圧ポンプ１９は適度に圧力を掛けられるものであればよく、したがって、大きくとも１０気圧を超えるものは通常では必要ない。
【０１３９】
濾過器２０は汚泥あるいは含水スラリーの流入口の他に、空気の流入口を有している。濾過器２０では、まず、通常の加圧による濾過を既定値以下の濾過量、または既定値以上の入口−出口差圧等になるまで行い、その後、汚泥あるいはスラリーの供給を停止し、圧縮空気を送り濾過器２０内部の残留分の濾過する。次に、圧縮空気を停止し、反応器１２から廃ガス管１２ｂを介して排出された廃ガスを供給し、濾過器２０内の濾過材に付着している固形物を乾燥させる。次に濾過後あるいは乾燥後に、圧縮空気等を濾過方向と逆方向から与え、濾過材に付着した固形物を剥離する。
【０１４０】
第７の実施の形態
次に図７を参照して本発明の第７の実施の形態について説明する。図７に示す第７の実施の形態は、反応器１２の後段に熱交換器１３、沈降槽１８および濾過器２０を順次配置したものである。
【０１４１】
図７において、図１に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【０１４２】
図７において、浄水場で発生した汚泥あるいは含水スラリーは、送液ポンプ１４によって熱交換器１３へ送られ、この熱交換器１３で加圧加熱処理した汚泥あるいは含水スラリーとの熱交換によって予熱された後、反応器１２へ送られる。反応器１２内において、汚泥あるいは含水スラリーは、ガスタービン１１の排ガスとの熱交換によって、ほぼ０．１〜１ＭＰａの間の加圧状態において、飽和温度以下に加熱される。
【０１４３】
次いで、反応器１２内の汚泥あるいは含水スラリーは再度熱交換器１３に送られ、汚泥あるいは含水スラリーの原液との熱交換によって冷却される。次に汚泥あるいは含水スラリーは沈降槽１８に送られ、重力沈降により固形物層と水層に分離される。沈降槽１８で分離された固形物層は加圧ポンプ１９によって濾過器２０に送られ、この濾過器２０において加圧濾過により固形物と水に分離される。反応器１２から排出された廃ガスが濾過器２０へ送られ、濾過材に付着した固形物を乾燥する。濾過器２０で分離された水、および沈降槽１８で重力沈降で分離された水層は取水原水へ戻される。
【０１４４】
本実施の形態において、熱源であるガスタービン１１の排ガスの温度はおおむね４００℃〜５００℃程度であるため、反応器１２内の加圧加熱処理のためには十分な熱を供給できる。また反応器１２内の加圧加熱処理の後にも廃ガスは十分な熱を持つため、たとえば固形物の乾燥に廃ガスを利用したり、汚泥貯留槽に廃ガスをバブリングして汚泥を温めてもよい。また、反応器１２内で必要な温度が１００℃〜１３０℃と低いため、大部分のボイラあるいは原動機の廃熱を利用することができる。このような廃熱の利用によって、処理システムに新たな加熱機構を設置する必要がなくなり、コストの低減とともに省エネルギー化にも貢献することを可能とする。
【０１４５】
汚泥あるいは含水スラリーは浄水場等の凝集処理の過程で発生するものであるから、使用されるアルミニウム系や鉄系などの凝集剤が高濃度で含まれる。あるいはシリカを含む固形物も多量に含まれることが考えられるが、これらは処理性能を大きく妨害するものではない。
【０１４６】
送液ポンプ１４は含水スラリーの供給が可能であればよく、したがって圧力条件の大きい特殊な加圧ポンプは必要でない。
【０１４７】
熱交換器１３は汚泥あるいは含水スラリーの原液の予熱と、同時に、加圧加熱処理した汚泥あるいは含水スラリーの冷却を行うことができ、これにより熱の利用効率の向上が図られる。
【０１４８】
汚泥あるいは含水スラリーの予熱は特別に必要とされるものではない。また、反応器１２内で加圧加熱処理された汚泥あるいは含水スラリーを冷却する場合、河川水や取水原水、沈殿処理水、浄水、海水などの自然水源を熱交換器に流して汚泥あるいは含水スラリーを冷却したり、冷凍機、大気によって汚泥あるいは含水スラリーを冷却してもよい。
【０１４９】
反応器１２は酸化剤を使用しないため、特別な耐食性の材質を使用する必要がない。反応器１２内の運転条件は、圧力を０．１〜１ＭＰａの圧縮状態において、飽和温度以下に加熱することが必要で、含水スラリーの水質が清澄であることなどの要件があるならば、圧力１ＭＰａ以下、温度１００℃〜１３０℃とすることが望ましい。加圧には圧縮ポンプを用いることもできるが、このような低い圧力条件においては、加熱によって発生する汚泥自体の膨張を利用することで対応することが経済的である。
【０１５０】
沈降槽１８は加圧加熱処理した汚泥あるいは含水スラリーが、滞留している汚泥あるいは含水スラリーの内部へと放出される構造としてもよい。また、沈降槽１８内のスラリーを河川水や取水原水、沈殿処理水、浄水、海水などの自然水源が流れる冷却管１８ａや、冷凍機、大気などと熱交換して冷却してもよい。その他、沈降槽１８の容積としては汚泥あるいは含水スラリーが一昼夜程度滞留できるものであることが望ましい。
【０１５１】
加圧ポンプ１９は適度に圧力を掛けられるものであればよく、したがって、大きくとも１０気圧を超えるものは通常では必要ない。
【０１５２】
濾過器２０は汚泥あるいは含水スラリーの流入口の他に、空気の流入口を有している。濾過器２０では、まず、通常の加圧による濾過を既定値以下の濾過量、または既定以上の入口−出口差圧等になるまで行い、その後、汚泥あるいはスラリーの供給を停止し、圧縮空気を送り濾過器２０内部の残留分の濾過する。次に、圧縮空気を停止し、反応器１２から廃ガス管１２ｂを介して排出された廃ガスを供給し、濾過器２０内の濾過材に付着している固形物を乾燥させる。次に濾過後あるいは乾燥後に、圧縮空気等を濾過方向と逆方向から与え、濾過材に付着した固形物を剥離する。
【０１５３】
第８の実施の形態
次に図８を参照して本発明の第８の実施の形態について説明する。図８に示す第８の実施の形態は、反応器１２の後段に沈降槽１８および濾過器２０を順次配置したものである。
【０１５４】
図８において、図１に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【０１５５】
図８において、浄水場で発生した汚泥あるいは含水スラリーは、送液ポンプ１４によって反応器１２に送られる。この反応器１２内において、汚泥あるいは含水スラリーは、ガスタービン１１の排ガスとの熱交換によって、ほぼ０．１〜１ＭＰａの間の加圧状態において、飽和温度以下に加熱される。次いで、汚泥あるいは含水スラリーは反応器１２から沈降槽１８に送られ、重力沈降により固形物層と水層に分離されるとともに、冷却により余剰な熱が除去される。沈降槽１８からの固形物層は加圧ポンプ１９によって濾過器２０に送られ、濾過器２０内において加圧濾過により固形物と水に分離される。反応器１２から廃ガス管１２ｂを経て排出された廃ガスが濾過器２０へ送られ、濾過材に付着した固形物を乾燥する。そして、濾過器２０で分離された水、および沈降槽１８で重力沈降で分離された水層は取水原水へ戻される。
【０１５６】
本実施の形態において、熱源であるガスタービン１１の排ガスの温度はおおむね４００℃〜５００℃程度であるため、反応器１２内の加圧加熱処理のためには十分な熱を供給できる。また反応器１２内の加圧加熱処理の後にも廃ガスは十分な熱を持つため、たとえ固形物の乾燥に廃ガスを利用したり、汚泥貯留槽に廃ガスをバブリングして汚泥を温めてもよい。また、反応器１２内で必要な温度が１００℃〜１３０℃と低いため、大部分のボイラあるいは原動機の廃熱を利用することができる。このような廃熱の利用によって、処理システムに新たな加熱機構を設置する必要がなくなり、これはコストの低減とともに省エネルギー化にも貢献することを可能とする。
【０１５７】
汚泥あるいは含水スラリーは浄水場等の凝集処理の過程で発生するものであるから、使用されるアルミニウム系や鉄系などの凝集剤が高濃度で含まれるはずである。あるいはシリカを含む固形物も多量に含まれることが考えられるが、これらは処理性能を大きく妨害するものではない。
【０１５８】
送液ポンプ１４は含水スラリーの供給が可能であればよく、したがって圧力条件の大きい特殊な加圧ポンプは必要でない。
【０１５９】
反応器１２は酸化剤を使用しないため、特別な耐食性の材質を使用する必要がない。反応器１２内の運転条件は、圧力を０．１〜１ＭＰａの圧縮状態において、飽和温度以下に加熱することが必要で、スラリーの水質が清澄であることなどの要件があるならば、圧力１ＭＰａ以下、温度１００℃〜１３０℃とすることが望ましい。加圧には圧縮ポンプを用いることもできるが、このような低い圧力条件においては、加熱によって発生する汚泥自体の膨張を利用することで対応することが経済的である。
【０１６０】
沈降槽１８は１００℃以上の加圧加熱処理した汚泥あるいは含水スラリーが導入されるため、沈降槽１８は密閉型とすることが望ましい。あるいは、沈降槽１８は加圧加熱処理した汚泥あるいは含水スラリーが、滞留している汚泥あるいは含水スラリーの内部へと放出される構造としてもよい。また、沈降槽１８内のスラリーを河川水や取水原水、沈殿処理水、浄水、海水などの自然水源が流れる冷却管１８ａや、冷凍機、大気などと熱交換して冷却してもよい。その他、沈降槽１８の容積としては汚泥あるいは含水スラリーが一昼夜程度滞留できるものであることが望ましい。
【０１６１】
加圧ポンプ１９は適度に圧力を掛けられるものであればよく、したがって、大きくとも１０気圧を超えるものは通常では必要ない。
【０１６２】
濾過器２０は汚泥あるいは含水スラリーの流入口の他に、空気の流入口を有している。濾過器２０では、まず、通常の加圧による濾過を既定値以下の濾過量、または既定以上の入口−出口差圧等になるまで行い、その後、汚泥あるいはスラリーの供給を停止し、圧縮空気等を送り濾過器２０内部の残留分の濾過する。次に、圧縮空気を停止し、反応器１２から廃ガス管１２ｂを介して排出された廃ガスを供給し、濾過器２０内の濾過材に付着している固形物を乾燥させる。次に濾過後あるいは乾燥後に、圧縮空気等を濾過方向と逆方向から与え、濾過材に付着した固形物を剥離する。
【０１６３】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、汚泥あるいは含水スラリーを簡便でコンパクトな機構により処理することができ、かつ固形物を効果的に分離することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による含水スラリーの第１の実施の形態を示す概略構成図。
【図２】本発明による含水スラリーの第２の実施の形態を示す概略構成図。
【図３】本発明による含水スラリーの第３の実施の形態を示す概略構成図。
【図４】本発明による含水スラリーの第４の実施の形態を示す概略構成図。
【図５】本発明による含水スラリーの第５の実施の形態を示す概略構成図。
【図６】本発明による含水スラリーの第６の実施の形態を示す概略構成図。
【図７】本発明による含水スラリーの第７の実施の形態を示す概略構成図。
【図８】本発明による含水スラリーの第８の実施の形態を示す概略構成図。
【符号の説明】
１１ ガスタービン
１２ 反応器
１２ａ 加熱部
１２ｂ 廃ガス管
１３ 熱交換器
１３ａ 熱交換器
１３ｂ 熱交換器
１４ 送液ポンプ
１５ 固液分離器
１６ 乾燥器
１８ 沈降槽
１８ａ 冷却管
１９ 加圧ポンプ
２０ 濾過器[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a water-containing slurry processing apparatus, and more particularly to a water-containing slurry processing apparatus capable of effectively separating a fixed material from sludge or water-containing slurry (hereinafter also referred to as water-containing slurry).
[0002]
[Prior art]
For example, sludge generated in sewers or water-containing slurries mainly composed of inorganic components (hereinafter also referred to as water-containing slurries) are dehydrated and dissolved by centrifugation or belt press with a coagulant as an auxiliary agent, and then heated. Evaporate to dryness. Sludge or water-containing slurry is also referred to as water-containing slurry for short.
[0003]
However, since these sludges or water-containing slurries have high concentrations and viscosities, when centrifugal separation is performed, rotation of the sludge or water-containing slurries on the rotating body wall surface or uneven rotation due to non-uniform dispersion, excessive power generation associated with this, etc. There is a problem. On the other hand, in the belt press, there are problems such as generation of excessive power such as pumps due to viscosity problems, frequent clogging of the belt filtration unit, or insufficient backwashing. Furthermore, in common with these, the high moisture content of the sludge or water-containing slurry increases the load on the subsequent heating and drying equipment, and the dehydrated return water contains harmful microorganisms such as pathogenic bacteria. There are problems such as the need for processing equipment.
[0004]
An example of improving the above problem on the premise of no drug injection is known (for example, Patent Documents 1 and 2). In both Patent Documents 1 and 2, dehydration is performed in a heated state below the boiling point, and the feature thereof is that the viscosity of sludge or hydrous slurry is lowered by temperature. Patent Document 1 provides an example in which when the temperature rise is 40 ° C., the filtration rate is 2.5 times.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-8-309400
[Patent Document 2]
JP 7-136692 A
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described method, only the dehydration treatment is performed by temporarily reducing the viscosity of water in a heated state, and there is little effect in reducing the moisture content of the solid matter contained in the sludge or the hydrous slurry. Moreover, in organic filter media generally used, such as polypropylene, there is a concern about deterioration due to heating.
[0007]
The present invention has been made in consideration of such points, and an object of the present invention is to provide a treatment apparatus for hydrous slurry that is compact and can effectively separate a solid from the hydrous slurry.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
  The present invention includes a reactor that changes the properties of the hydrous slurry by heating the hydrous slurry to a saturation temperature or lower in a pressurized state of 0.1 to 1 MPa, a cooling unit that cools the hydrous slurry from the reactor, and a cooling unit A solid-liquid separator that separates solids in the hydrous slurry from the mechanical forceThe hydrous slurry is treated at a temperature of 100 ° C. to 130 ° C. in the reactor, and the treated water is reused as raw water.This is a water-containing slurry treatment apparatus.
[0009]
The target is sludge or water-containing slurry generated at water purification plants. In addition to this, it is suitable for the treatment of those containing aluminum or iron as one of the main components, which contains components such as silica. There is no problem.
[0010]
First, such sludge or water-containing slurry is heated to a temperature equal to or lower than the saturation temperature in a pressurized state of about 0.1 to 1 MPa, thereby removing the water held by the solids contained in the sludge or water-containing slurry. As a result, the value representing the water retention state of the solid material represented by the moisture content of the sludge or slurry is reduced. In addition, the retained moisture of the solid is removed and the water passage area is increased, so that the resistance to dehydration is reduced, or the specific gravity is increased due to the decrease of the retained moisture, so that the sediment of the solid can be increased.
[0011]
Next, the excess heat of the sludge or water-containing slurry that has been subjected to pressure and heat treatment is removed by cooling, and the temperature is adjusted to an appropriate temperature that becomes liquid at normal pressure. The cooling temperature at this time is preferably set to 60 ° C. or less, for example, in view of subsequent processing.
[0012]
Thereafter, the solid matter contained in the cooled sludge or the water-containing slurry is separated by mechanical force or the like. Separation by mechanical force or the like is not particularly limited as long as solids can be removed with high stability, and examples thereof include centrifugal separation and filter press. In this separation by mechanical force etc., the sludge or water-containing slurry that has been subjected to pressure and heat treatment has reduced the water retention state of the solid matter, so that the separation performance of solid matter is much greater than that of untreated sludge or water-containing slurry. The
[0013]
  The present invention includes a reactor in which a hydrous slurry is heated to a saturation temperature or lower in a pressurized state of 0.1 to 1 MPa to change the properties of the hydrous slurry, and the hydrous slurry from the reactor is separated into a solid layer and an aqueous layer by gravity. A settling tank that separates the solid matter layer from the settling tank, and a solid-liquid separator that separates the solid matter in the solid matter layer from the cooling section by mechanical force.The hydrous slurry is treated at a temperature of 100 ° C. to 130 ° C. in the reactor, and the treated water is reused as raw water.This is a water-containing slurry treatment apparatus.
[0014]
The target is sludge or water-containing slurry generated at water purification plants. In addition to this, it is suitable for the treatment of those containing aluminum or iron as one of the main components, which contains components such as silica. There is no problem.
[0015]
First, such sludge or water-containing slurry is heated to a temperature equal to or lower than the saturation temperature in a pressurized state of about 0.1 to 1 MPa, thereby removing the water held by the solids contained in the sludge or water-containing slurry. As a result, the value representing the water retention state of the solid material represented by the moisture content of the sludge or slurry is reduced. In addition, the retained moisture of the solid is removed and the water passage area is increased, so that the resistance to dehydration is reduced, or the specific gravity is increased due to the decrease of the retained moisture, so that the sediment of the solid can be increased.
[0016]
Next, the sludge or water-containing slurry that has been subjected to the pressure and heat treatment is subjected to gravity sedimentation using about one day and night as a guide, and separated into a solid layer and an aqueous layer. The solid matter contained in this sludge or water-containing slurry has increased specific gravity due to a decrease in retained moisture due to heat and pressure treatment, and therefore, a solid separation performance that is significantly higher than that of untreated sludge or water-containing slurry is demonstrated. The Moreover, since the sludge or water-containing slurry that has been subjected to pressure and heat treatment has excess heat, the separation performance during gravity sedimentation can be improved. On the other hand, during the gravity settling, the heat of the sludge or the water-containing slurry can be appropriately removed by cooling to the atmosphere.
[0017]
Thereafter, the excess heat of the sludge or water-containing slurry that has been subjected to pressure and heat treatment is cooled to an appropriate temperature that becomes liquid at normal pressure. The cooling temperature at this time is preferably set to 60 ° C. or lower in view of the subsequent processing.
[0018]
And the solid substance contained in the cooled sludge or a water-containing slurry is isolate | separated by mechanical force etc. Separation by mechanical force or the like is not particularly limited as long as solids can be removed with high stability, and examples thereof include centrifugal separation and filter press. In this separation by mechanical force etc., the sludge or water-containing slurry that has been subjected to pressure and heat treatment has reduced the water retention state of the solid matter, so that the separation performance of solid matter is much greater than that of untreated sludge or water-containing slurry. The
[0019]
  The present invention includes a reactor that changes the properties of the hydrous slurry by heating the hydrous slurry to a saturation temperature or lower in a pressurized state of 0.1 to 1 MPa, a cooling unit that cools the hydrous slurry from the reactor, and a cooling unit A sedimentation tank that separates the water-containing slurry from the water into a solid layer and an aqueous layer by gravity, and a solid-liquid separator that separates solids in the solid layer from the sedimentation tank by mechanical force.The hydrous slurry is treated at a temperature of 100 ° C. to 130 ° C. in the reactor, and the treated water is reused as raw water.This is a water-containing slurry treatment apparatus.
[0020]
The target is sludge or water-containing slurry generated at water purification plants. In addition to this, it is suitable for the treatment of those containing aluminum or iron as one of the main components, which contains components such as silica. There is no problem.
[0021]
First, such sludge or water-containing slurry is heated to a temperature equal to or lower than the saturation temperature in a pressurized state of about 0.1 to 1 MPa, thereby removing the water held by the solids contained in the sludge or water-containing slurry. As a result, the value representing the water retention state of the solid material represented by the water content of the sludge or the water-containing slurry is reduced. In addition, the retained moisture of the solid is removed and the water passage area is increased, so that the resistance to dehydration is reduced, or the specific gravity is increased due to the decrease of the retained moisture, so that the sediment of the solid can be increased.
[0022]
Next, the excessive heat of the sludge or water-containing slurry that has been subjected to pressure and heat treatment is cooled to a moderate temperature that becomes liquid at normal pressure. The cooling temperature at this time is preferably set to 60 ° C. or lower in view of the subsequent processing.
[0023]
Thereafter, the cooled sludge or water-containing slurry is subjected to gravity sedimentation with approximately day and night as a guide, and separated into a solid layer and an aqueous layer. The solid matter contained in this sludge or water-containing slurry has increased specific gravity due to a decrease in retained moisture due to heat and pressure treatment, and therefore, a solid separation performance that is significantly higher than that of untreated sludge or water-containing slurry is demonstrated. The
[0024]
And the solid substance contained in the cooled sludge or a water-containing slurry is isolate | separated by mechanical force etc. Separation by mechanical force or the like is not particularly limited as long as solids can be removed with high stability, and examples thereof include centrifugal separation and filter press. In this separation by mechanical force etc., the sludge or water-containing slurry that has been subjected to pressure and heat treatment has reduced the water retention state of the solid matter, so that the separation performance of solid matter is much greater than that of untreated sludge or water-containing slurry. The
[0025]
  The present invention includes a reactor that changes the properties of a hydrous slurry by heating the hydrous slurry to a saturation temperature or lower in a pressurized state of 0.1 to 1 MPa, and a solid matter by gravity while cooling the hydrous slurry from the reactor. A settling tank that separates a layer into an aqueous layer, and a solid-liquid separator that separates solids in the solid layer from the settling tank by mechanical force.The hydrous slurry is treated at a temperature of 100 ° C. to 130 ° C. in the reactor, and the treated water is reused as raw water.This is a water-containing slurry treatment apparatus.
[0026]
The target is sludge or water-containing slurry generated at water purification plants. In addition to this, it is suitable for the treatment of those containing aluminum or iron as one of the main components, which contains components such as silica. There is no problem.
[0027]
First, such sludge or water-containing slurry is heated to a temperature equal to or lower than the saturation temperature in a pressurized state of about 0.1 to 1 MPa, thereby removing the water held by the solid matter contained in the sludge or water-containing slurry. As a result, the value representing the water retention state of the solid material represented by the moisture content of the sludge or slurry is reduced. In addition, the retained moisture of the solid is removed and the water passage area is increased, so that the resistance to dehydration is reduced, or the specific gravity is increased due to the decrease of the retained moisture, so that the sediment of the solid can be increased.
[0028]
Next, pressurized and heat-treated sludge or water-containing slurry is stored in a tank that is open to the atmosphere or sealed, and is gravity settled with the whole day and night as a guideline, separated into a solid layer and an aqueous layer, and directly or indirectly in the atmosphere. Excess heat is removed by allowing to cool, and the temperature is adjusted to a suitable temperature at which it becomes liquid at normal pressure. The solid matter contained in this sludge or water-containing slurry has increased specific gravity due to a decrease in retained moisture due to heat and pressure treatment, and therefore, a solid separation performance that is significantly higher than that of untreated sludge or water-containing slurry is demonstrated. The
[0029]
And the solid substance contained in the cooled sludge or a water-containing slurry is isolate | separated by mechanical force etc. Separation by mechanical force or the like is not particularly limited as long as solids can be removed with high stability, and examples thereof include centrifugal separation and filter press. In this separation by mechanical force etc., the sludge or water-containing slurry that has been subjected to pressure and heat treatment has reduced the water retention state of the solid matter, so that the separation performance of solid matter is much greater than that of untreated sludge or water-containing slurry. The
[0030]
  The present invention includes a reactor that changes the properties of the hydrous slurry by heating the hydrous slurry to a saturation temperature or lower in a pressurized state of 0.1 to 1 MPa, a cooling unit that cools the hydrous slurry from the reactor, and a cooling unit A filter capable of filtering and drying solids in the water-containing slurry fromThe hydrous slurry is treated at a temperature of 100 ° C. to 130 ° C. in the reactor, and the treated water is reused as raw water.This is a water-containing slurry treatment apparatus.
[0031]
The target is sludge or water-containing slurry generated at water purification plants. In addition to this, it is suitable for the treatment of those containing aluminum or iron as one of the main components, which contains components such as silica. There is no problem.
[0032]
First, such sludge or water-containing slurry is heated to a temperature equal to or lower than the saturation temperature in a pressurized state of about 0.1 to 1 MPa, thereby removing the water held by the solid matter contained in the sludge or water-containing slurry. As a result, the value representing the water retention state of solids represented by the moisture content of sludge or slurry is reduced, and the retained water of the solids is removed and the water passage area is increased. As the specific gravity increases due to a decrease in resistance to water or a decrease in retained water, the sedimentation of solids can be increased.
[0033]
Next, the excess heat of the sludge or water-containing slurry that has been subjected to pressure and heat treatment is removed by cooling, and the temperature is set to an appropriate temperature at which it becomes liquid at normal pressure. The cooling temperature at this time is preferably set to 60 ° C. or less, for example, in view of subsequent processing.
[0034]
Then, the solid substance contained in the cooled sludge or the hydrous slurry is separated by a filter capable of being filtered and dried. First, after sludge or water-containing slurry is filtered by normal pressurization in the filter, air is introduced into the filter and the solid matter of sludge or water-containing slurry remaining inside the filter is dried. Therefore, it is possible to obtain a solid material whose water content is reduced as compared with normal filtration. In these filtrations, the sludge or water-containing slurry that has been subjected to pressure and heat treatment has a reduced solid water retention state, and therefore, a solid separation performance that is significantly greater than that of untreated sludge or water-containing slurry is exhibited.
[0035]
  The present invention includes a reactor in which a hydrous slurry is heated to a saturation temperature or lower in a pressurized state of 0.1 to 1 MPa to change the properties of the hydrous slurry, and the hydrous slurry from the reactor is separated into a solid layer and an aqueous layer by gravity. A settling tank that separates the solids from the settling tank, a cooling unit that cools the solid layer from the settling tank, and a filter that can filter and dry the solids in the solid layer from the cooling unit.The hydrous slurry is treated at a temperature of 100 ° C. to 130 ° C. in the reactor, and the treated water is reused as raw water.This is a water-containing slurry treatment apparatus.
[0036]
The target is sludge or water-containing slurry generated at water purification plants. In addition to this, it is suitable for the treatment of those containing aluminum or iron as one of the main components, which contains components such as silica. There is no problem.
[0037]
First, such sludge or water-containing slurry is heated to a temperature equal to or lower than the saturation temperature in a pressurized state of about 0.1 to 1 MPa, thereby removing the water held by the solid matter contained in the sludge or water-containing slurry. As a result, the value representing the water retention state of solids represented by the moisture content of sludge or slurry is reduced, and the retained water of the solids is removed and the water passage area is increased. As the specific gravity increases due to a decrease in resistance to water or a decrease in retained water, the sedimentation of solids can be increased.
[0038]
Next, the sludge or water-containing slurry that has been subjected to the pressure and heat treatment is subjected to gravity sedimentation using about one day and night as a guide, and separated into a solid layer and an aqueous layer. The solid matter contained in this sludge or water-containing slurry has increased specific gravity due to a decrease in retained moisture due to heat and pressure treatment, and therefore, a solid separation performance that is significantly higher than that of untreated sludge or water-containing slurry is demonstrated. The Moreover, since the sludge or water-containing slurry that has been subjected to pressure and heat treatment has excess heat, the separation performance during gravity sedimentation can be improved. On the other hand, during the gravity settling, the heat of the sludge or the water-containing slurry can be appropriately removed by cooling to the atmosphere.
[0039]
Thereafter, the excess heat of the sludge or water-containing slurry that has been subjected to pressure and heat treatment is cooled to an appropriate temperature that becomes liquid at normal pressure. The cooling temperature at this time is preferably set to 60 ° C. or lower in view of the subsequent processing.
[0040]
And the solid substance contained in the cooled sludge or a water-containing slurry is isolate | separated with the filter which can be filtered and dried. First, after sludge or water-containing slurry is filtered by normal pressurization in the filter, air is introduced into the filter and the solid matter of sludge or water-containing slurry remaining inside the filter is dried. Therefore, it is possible to obtain a solid material whose water content is reduced as compared with normal filtration. In these filtrations, the sludge or water-containing slurry that has been subjected to pressure and heat treatment has a reduced solid water retention state, and therefore, a solid separation performance that is significantly greater than that of untreated sludge or water-containing slurry is exhibited.
[0041]
  The present invention includes a reactor that changes the properties of the hydrous slurry by heating the hydrous slurry to a saturation temperature or lower in a pressurized state of 0.1 to 1 MPa, a cooling unit that cools the hydrous slurry from the reactor, and a cooling unit A sedimentation tank that separates the hydrous slurry from the water into a solid layer and an aqueous layer, and a filter capable of filtering and drying the solids in the solid layer from the sedimentation tank.The hydrous slurry is treated at a temperature of 100 ° C. to 130 ° C. in the reactor, and the treated water is reused as raw water.This is a water-containing slurry treatment apparatus.
[0042]
The target is sludge or water-containing slurry generated at water purification plants. In addition to this, it is suitable for the treatment of those containing aluminum or iron as one of the main components, which contains components such as silica. There is no problem.
[0043]
First, such sludge or water-containing slurry is heated to a temperature equal to or lower than the saturation temperature in a pressurized state of about 0.1 to 1 MPa, thereby removing the water held by the solid matter contained in the sludge or water-containing slurry. As a result, the value representing the water retention state of solids represented by the moisture content of sludge or slurry is reduced, and the retained water of the solids is removed and the water passage area is increased. As the specific gravity increases due to a decrease in resistance to water or a decrease in retained water, the sedimentation of solids can be increased.
[0044]
Next, the excessive heat of the sludge or water-containing slurry that has been subjected to pressure and heat treatment is cooled to an appropriate temperature at which it becomes liquid at normal pressure. The cooling temperature at this time is preferably set to 60 ° C. or lower in view of the subsequent processing.
[0045]
Thereafter, the cooled sludge or water-containing slurry is subjected to gravity sedimentation with approximately day and night as a guide, and separated into a solid layer and an aqueous layer. The solid matter contained in this sludge or water-containing slurry has increased specific gravity due to a decrease in retained moisture due to heat and pressure treatment, and therefore, a solid separation performance that is significantly higher than that of untreated sludge or water-containing slurry is demonstrated. The
[0046]
And the solid substance contained in the cooled sludge or a water-containing slurry is isolate | separated with the filter which can be filtered and dried. First, after sludge or water-containing slurry is filtered by normal pressurization in the filter, air is introduced into the filter and the solid matter of sludge or water-containing slurry remaining inside the filter is dried. Therefore, it is possible to obtain a solid material whose water content is reduced as compared with normal filtration. In these filtrations, the sludge or water-containing slurry that has been subjected to pressure and heat treatment has a reduced solid water retention state, and therefore, a solid separation performance that is significantly greater than that of untreated sludge or water-containing slurry is exhibited.
[0047]
  The present invention includes a reactor that changes the properties of the hydrous slurry by heating the hydrous slurry to a saturation temperature or lower in a pressurized state of 0.1 to 1 MPa, and a solid layer by gravity while cooling the hydrous slurry from the reactor. A settling tank that separates into a water layer and a filter capable of filtering and drying solids in the solid layer from the settling tank.The hydrous slurry is treated at a temperature of 100 ° C. to 130 ° C. in the reactor, and the treated water is reused as raw water.This is a water-containing slurry treatment apparatus.
[0048]
The target is sludge or water-containing slurry generated at water purification plants. In addition to this, it is suitable for the treatment of those containing aluminum or iron as one of the main components, which contains components such as silica. There is no problem.
[0049]
First, such sludge or water-containing slurry is heated to a temperature equal to or lower than the saturation temperature in a pressurized state of about 0.1 to 1 MPa, thereby removing the water held by the solid matter contained in the sludge or water-containing slurry. As a result, the value representing the water retention state of solids represented by the moisture content of sludge or slurry is reduced, and the retained water of the solids is removed and the water passage area is increased. As the specific gravity increases due to a decrease in resistance to water or a decrease in retained water, the sedimentation of solids can be increased.
[0050]
Next, pressurized and heat-treated sludge or water-containing slurry is stored in a tank that is open to the atmosphere or sealed, and is gravity settled with the whole day and night as a guideline, separated into a solid layer and an aqueous layer, and directly or indirectly in the atmosphere. Excess heat is removed by allowing to cool, and the temperature is adjusted to a suitable temperature at which it becomes liquid at normal pressure. The solid matter contained in this sludge or water-containing slurry has increased specific gravity due to a decrease in retained moisture due to heat and pressure treatment, and therefore, a solid separation performance that is significantly higher than that of untreated sludge or water-containing slurry is demonstrated. The
[0051]
And the solid substance contained in the cooled sludge or a water-containing slurry is isolate | separated with the filter which can be filtered and dried. First, after sludge or water-containing slurry is filtered by normal pressurization in the filter, air is introduced into the filter and the solid matter of sludge or water-containing slurry remaining inside the filter is dried. Therefore, it is possible to obtain a solid material whose water content is reduced as compared with normal filtration. In these filtrations, the sludge or water-containing slurry that has been subjected to pressure and heat treatment has a reduced solid water retention state, and therefore, a solid separation performance that is significantly greater than that of untreated sludge or water-containing slurry is exhibited.
[0052]
And the solid substance contained in the cooled sludge or a water-containing slurry is isolate | separated by filtration by pressurization and air pressure. In this method, first, normal filtration by pressurization is performed, and then sludge or water-containing slurry remaining inside the filter is filtered by air pressure, so that a solid material with reduced water content than normal filtration is obtained. Can do. In these filtrations, the sludge or water-containing slurry that has been subjected to pressure and heat treatment has a reduced solid water retention state, and therefore, a solid separation performance that is significantly greater than that of untreated sludge or water-containing slurry is exhibited.
[0053]
In the present invention, the water from which solids have been removed by mechanical force and the water layer separated by gravity sedimentation can be returned to the raw water. This is because, under these heat and pressure treatment conditions, the solid state is not greatly broken, and the impure components inside the solid do not elute into water.
[0054]
In addition, waste heat from a boiler or prime mover can be used as a heat source for heating in the reactor. In this case, there is no need to install a new heating device, and waste heat must be used effectively. Which is economically advantageous. Alternatively, since this waste heat has sufficient heat even after being used for the pressure heat treatment of sludge or hydrous slurry, it can be used, for example, for drying solids separated from water by mechanical force, etc. Can be applied to bubbling and warming.
[0055]
On the other hand, when sludge or water-containing slurry with excess heat is cooled, heat exchange with the sludge or water-containing slurry undiluted solution or natural water source is considered, and natural water sources include undiluted solution, river water, intake water, precipitation treatment. Water, purified water, seawater, etc. are mentioned. According to these methods, since the stock solution or nature is used as the coolant, the running cost can be reduced, and various other advantages can be considered. For example, when heat exchange is performed with the stock solution of the hydrous slurry, the stock solution of the hydrous slurry is heated, so that the amount of heat required for heating can be reduced as preheating of the stock solution. When heat is exchanged with river water, warm river water can be obtained and used for heating and the like. Moreover, the efficiency in the coagulation process at the water purification plant can be increased by heating the raw water. By heating the precipitation-treated water, the filtration rate in the subsequent sand filtration step can be increased. When purified water is heated, it can be expected to be used in a pool or the like as warm water. Moreover, when seawater is heated, warm seawater can be utilized for fisheries and the like. Alternatively, rapid cooling is possible by using a freezer. It is also possible to perform air cooling using a blower or the like. In addition, it can be stored in a tank and allowed to cool to the atmosphere.
[0056]
In the present invention, the water from which solids have been removed by a filter capable of filtration and drying and the water layer separated by gravity sedimentation can be returned to raw water. This is because, under these heat and pressure treatment conditions, the solid state is not greatly broken, and the impure components inside the solid do not elute into water.
[0057]
In addition, waste heat from a boiler or prime mover can be used as a heat source for heating in the reactor. In this case, there is no need to install a new heating device, and waste heat must be used effectively. Which is economically advantageous. Alternatively, since this waste heat has sufficient heat even after being used for pressure heat treatment of sludge or hydrous slurry, it can be used for drying solids separated from water by a filter that can be filtered and dried, for example. It can be applied to bubbling and warming in a sludge storage tank.
[0058]
On the other hand, when cooling sludge or water-containing slurry with surplus heat, heat exchange with the sludge or water-containing slurry undiluted solution or natural water source can be considered, and natural water sources include undiluted solution, river water, intake water, sedimentation treatment. Water, purified water, seawater, etc. are raised. According to these methods, since the stock solution or nature is used as the coolant, the running cost can be reduced, and various other advantages can be considered.
[0059]
For example, when heat exchange with the stock solution of the hydrous slurry is performed, the stock solution of the hydrous slurry is heated, so that the amount of heat required for heating can be reduced as preheating of the stock solution. When heat exchange with river water is performed, warm river water can be obtained and used for heating and the like. Moreover, the efficiency in the coagulation process at the water purification plant can be increased by heating the raw water. By heating the precipitation-treated water, the filtration rate in the subsequent sand filtration step can be increased. When purified water is heated, it can be expected to be used in a pool or the like as warm water. Moreover, when seawater is heated, warm seawater can be utilized for fisheries and the like. Alternatively, rapid cooling is possible by using a freezer. It is also possible to perform air cooling using a blower or the like. In addition, it can be stored in a tank and allowed to cool to the atmosphere.
[0060]
Alternatively, solid air can be dried by introducing compressed air or high-temperature air discharged from the reactor into the inside of the filter, and in this case, it is excellent because it is widely distributed on the surface of the solid filter material. A dry effect can be expected.
[0061]
Moreover, if the air pressure is applied in the direction opposite to the filtration direction after separating the solid matter, the solid matter attached to the filter material of the filter can be easily peeled off.
[0062]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
First embodiment
The first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of a water-containing slurry processing apparatus according to the present invention.
[0063]
As shown in FIG. 1, the water-containing slurry treatment apparatus heats sludge generated at a water purification plant or a water-containing slurry mainly composed of inorganic components (hereinafter also referred to as water-containing slurry) to a saturation temperature or lower in a pressurized state of 0.1 to 1 MPa. The reactor 12 that changes the properties of the hydrous slurry, the heat exchanger (cooling unit) 13 that cools the hydrous slurry whose properties have changed in the reactor 12, and the solid matter in the hydrous slurry from the heat exchanger 13 And a solid-liquid separator 15 that is separated by mechanical force.
[0064]
Among these, the reactor 12 has a heating unit 12a for heating the water-containing slurry, and the heating unit 12a is supplied with exhaust gas from the gas turbine 11 connected to the generator 11a. Moreover, the gas in the heating part 12a of the reactor 12 becomes waste gas after that, and is sent to the dryer 16 mentioned later via the waste gas pipe | tube 12b.
[0065]
Further, the water-containing slurry generated at the water purification plant is sent to the heat exchanger 13 via the liquid feed pump 14. The water-containing slurry from the liquid feed pump 14 is preheated by the water-containing slurry from the reactor 12 in the heat exchanger 13 and then sent into the reactor 12.
[0066]
Further, the solid matter from the solid-liquid separator 15 is sent to the dryer 16 and is heated and dried by the waste gas from the waste gas pipe 12b described above, and then discharged outward as a dry solid matter.
[0067]
Next, the operation of the present embodiment having such a configuration will be described.
In FIG. 1, sludge generated at a water purification plant or a water-containing slurry mainly composed of inorganic components is sent to a heat exchanger 13 by a liquid feed pump 14, and pressurized heat treatment sent from a reactor 12 in the heat exchanger 13. It is preheated by heat exchange with the sludge or hydrous slurry.
[0068]
In the reactor 12, the sludge or the water-containing slurry is heated below the saturation temperature in a pressurized state of approximately 0.1 to 1 MPa by heat exchange with the exhaust gas from the gas turbine 11. The sludge or water-containing slurry in the reactor 12 is sent again to the heat exchanger 13, cooled by heat exchange with the sludge or water-containing slurry stock solution, and separated into solid and water in the solid-liquid separator 15.
[0069]
The water separated in the solid-liquid separator 15 is returned to the intake water or the like, and the solid matter is sent to the dryer 16. Next, the solid matter becomes dry solid matter by the waste gas sent from the reactor 12 through the waste gas pipe 12b in the dryer 16.
[0070]
In the present embodiment, the temperature of the exhaust gas of the gas turbine 11 that is a heat source is approximately 400 ° C. to 500 ° C., so that sufficient heat can be supplied for the pressure heating treatment in the reactor 12. Moreover, since the waste gas has sufficient heat even after the pressurizing and heating treatment in the reactor 12, the waste gas can be used for drying the solid matter in the dryer 16, and the waste gas is stored in the sludge storage tank. The sludge may be warmed by bubbling.
[0071]
Further, since the temperature required in the reactor 12 is low (at most, the saturation temperature is 175 ° C. or less at a pressure of 1 MPa), the waste heat of most boilers or prime movers can be used. By using such waste heat, it is not necessary to install a new heating mechanism in the processing system, which can contribute to cost reduction and energy saving.
[0072]
Since sludge or water-containing slurry is generated in the course of agglomeration treatment at a water purification plant or the like, it contains a high concentration of an agglomerating agent such as aluminum or iron used. Alternatively, it is conceivable that a large amount of solids containing silica is included, but these do not significantly impair processing performance.
[0073]
The liquid feed pump 14 only needs to be able to supply water-containing slurry, and therefore, a special pressurizing pump having a large pressure condition is not necessary.
[0074]
The heat exchanger 13 can preheat the sludge or hydrous slurry stock solution, and at the same time, can cool the sludge or hydrous slurry that has been pressure-heated in the reactor 12, thereby improving the heat utilization efficiency. .
[0075]
Preheating the sludge or water-containing slurry is not particularly required. In addition, when cooling the treated sludge or water-containing slurry pressurized and heated in the reactor 12, a sludge or water-containing slurry is supplied by flowing a natural water source such as river water, raw water for intake water, precipitated treated water, purified water or seawater to the heat exchanger. The sludge or water-containing slurry may be cooled by heat exchange with a refrigerator, air, or the like.
[0076]
Since the reactor 12 does not use an oxidizing agent, it is not necessary to use a special corrosion-resistant material. The operating condition in the reactor 12 is that if the pressure is in a compressed state of 0.1 to 1 MPa, it is necessary to heat to a saturation temperature or lower, and if there is a requirement that the water content of the hydrous slurry is clear, the pressure It is desirable that the pressure is 1 MPa or less and the temperature is 100 ° C to 130 ° C. Although a compression pump can be used for pressurization, it is economical to cope with such low pressure conditions by utilizing expansion of sludge itself generated by heating.
[0077]
For the solid-liquid separator 15, a separation method such as mechanical force represented by centrifugal separation or belt breath can be applied. If the reuse of the separated water is considered in the mechanical force separation, a filter described later may be used.
[0078]
Second embodiment
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the second embodiment shown in FIG. 2, a settling tank 18 and a pair of heat exchangers 13 a and 13 b are sequentially arranged in the subsequent stage of the reactor 12.
[0079]
In FIG. 2, the same parts as those of the first embodiment shown in FIG.
[0080]
In FIG. 2, the sludge or water-containing slurry generated at the water purification plant is sent to the reactor 12 by the liquid feed pump 14, and in this reactor 12, the heat exchange with the exhaust gas from the gas turbine 11 causes about 0.1 to 0.1. In a pressurized state between 1 MPa and heated below the saturation temperature.
[0081]
Next, the sludge or water-containing slurry is sent from the reactor 12 to the settling tank 18, and is separated into a solid layer and an aqueous layer by gravity settling in the settling tank 18.
[0082]
Then, the solid layer and the water layer in the settling tank 18 are sent to the heat exchangers 13a and 13b, respectively, and cooled by raw water or the like. The solid layer cooled in the heat exchanger 13a is separated into solid and water in the solid-liquid separator 15.
[0083]
The water separated in the solid-liquid separator 15 and the water layer separated by gravity settling in the settling tank 18 are returned to the intake water. The solid matter from the solid-liquid separator 15 is sent to the dryer 16 and dried by the exhaust gas discharged from the reactor 12 to become a dry solid matter.
[0084]
In the present embodiment, the temperature of the exhaust gas of the gas turbine 11 that is a heat source is approximately 400 ° C. to 500 ° C., so that sufficient heat can be supplied for the pressure heating treatment in the reactor 12. In addition, since the waste gas has sufficient heat even after the pressure heat treatment in the reactor 12, the waste gas can be used for drying the solid matter in the dryer 16, and the waste gas is supplied to the sludge storage tank. The sludge may be warmed by bubbling. Further, since the temperature required in the reactor 12 is low (at most, the saturation temperature is 175 ° C. or less at a pressure of 1 MPa), the waste heat of most boilers or prime movers can be used. By utilizing such waste heat, it is not necessary to install a new heating mechanism in the processing system, and it is possible to contribute to energy saving as well as cost reduction.
[0085]
Since sludge or water-containing slurry is generated in the course of agglomeration treatment at a water purification plant or the like, it contains a high concentration of an agglomerating agent such as aluminum or iron used. Alternatively, it is conceivable that a large amount of solids containing silica is included, but these do not significantly impair processing performance.
[0086]
The liquid feed pump 14 only needs to be able to supply slurry, and therefore, a special pressurizing pump having a large pressure condition is not necessary.
[0087]
Since the reactor 12 does not use an oxidizing agent, it is not necessary to use a special corrosion-resistant material. The operating condition in the reactor 12 is that if the pressure is in a compressed state of 0.1 to 1 MPa, it is necessary to heat to a saturation temperature or lower, and if there is a requirement that the water content of the hydrous slurry is clear, the pressure It is desirable that the pressure is 1 MPa or less and the temperature is 100 ° C to 130 ° C. Although a compression pump can be used for pressurization, it is economical to cope with such low pressure conditions by utilizing expansion of sludge itself generated by heating.
[0088]
Since sludge or water-containing slurry that has been subjected to pressure and heat treatment at 100 ° C. or higher is introduced into the settling tank 18, it is desirable that the settling tank 18 be a closed type. Alternatively, the sedimentation tank 18 may have a structure in which sludge or water-containing slurry that has been subjected to pressure and heat treatment is discharged into the sludge or water-containing slurry that has accumulated. Further, the slurry in the settling tank 18 may be cooled by exchanging heat with a cooling pipe 18a through which a natural water source such as river water, raw water for intake, precipitation-treated water, purified water, seawater or the like flows, a refrigerator, the atmosphere, or the like. In addition, the sedimentation tank 18 preferably has a capacity capable of retaining sludge or water-containing slurry for about a day and night.
[0089]
The heat exchangers 13a and 13b can use raw water of intake water or the like as a coolant for heat exchange. In this case, since a large amount of coolant can be used, the sludge or water-containing slurry that has been pressure-heated in a relatively short time can be cooled. Further, the raw water taken by heat exchange can be expected to have high efficiency in the coagulation sedimentation process.
[0090]
For the solid-liquid separator 15, a separation method such as mechanical force represented by centrifugal separation or belt breath can be applied. If the reuse of the separated water is considered in the mechanical force separation, a filter described later may be used.
[0091]
Third embodiment
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the third embodiment shown in FIG. 3, a heat exchanger 13 and a settling tank 18 are sequentially arranged in the subsequent stage of the reactor 12.
[0092]
In FIG. 3, the same parts as those of the first embodiment shown in FIG.
[0093]
In FIG. 3, the sludge or water-containing slurry generated at the water purification plant is sent to the heat exchanger 13 by the liquid feed pump 14 and preheated by heat exchange with the sludge or water-containing slurry from the reactor 12 subjected to the pressure heating treatment.
[0094]
In the reactor 12, the sludge or the water-containing slurry is heated below the saturation temperature in a pressurized state of approximately 0.1 to 1 MPa by heat exchange with the exhaust gas from the gas turbine 11. Next, the sludge or water-containing slurry in the reactor 12 is sent again to the heat exchanger 13, where it is cooled by heat exchange with the sludge or water-containing slurry stock solution, and then sent to the settling tank 18, where the solid layer is formed by gravity settling. And separated into an aqueous layer.
[0095]
The solid layer separated in the settling tank 18 is separated into solid and water in the solid-liquid separator 15.
[0096]
The water separated in the solid-liquid separator 15 and the water layer separated by gravity settling in the settling tank 18 are returned to the intake water and the solid matter separated in the solid-liquid separator 15 is sent to the dryer 16. The waste gas sent and discharged from the reactor 12 becomes a dry solid.
[0097]
In the present embodiment, the temperature of the exhaust gas of the gas turbine 11 that is a heat source is approximately 400 ° C. to 500 ° C., so that sufficient heat can be supplied for the pressure heating treatment in the reactor 12. In addition, since the waste gas has sufficient heat even after the pressure heat treatment in the reactor 12, the waste gas can be used for drying the solid matter in the dryer 16, and the waste gas is supplied to the sludge storage tank. The sludge may be warmed by bubbling.
[0098]
Further, since the temperature required in the reactor 12 is low (at most, the saturation temperature is 175 ° C. or less at a pressure of 1 MPa), the waste heat of most boilers or prime movers can be used. By utilizing such waste heat, it is not necessary to install a new heating mechanism in the processing system, and it is possible to contribute to energy saving as well as cost reduction.
[0099]
Since sludge or water-containing slurry is generated in the course of agglomeration treatment at a water purification plant or the like, it contains a high concentration of an agglomerating agent such as aluminum or iron used. Alternatively, it is conceivable that a large amount of solids containing silica is included, but these do not significantly impair processing performance.
[0100]
The liquid feed pump 14 only needs to be able to supply slurry, and therefore, a special pressurizing pump having a large pressure condition is not necessary.
[0101]
The heat exchanger 13 can preheat the sludge or hydrous slurry stock solution, and at the same time, can cool the sludge or hydrous slurry that has been pressure-heated in the reactor 12, thereby improving the heat utilization efficiency. .
[0102]
Preheating the sludge or water-containing slurry is not particularly required. In addition, when cooling the sludge or water-containing slurry that has been pressure-heated in the reactor 12, a natural water source such as river water, raw water for intake, precipitation-treated water, purified water, seawater, etc. is passed through the heat exchanger and the sludge or water-containing slurry The sludge or water-containing slurry may be cooled by heat exchange with a refrigerator, air, or the like.
[0103]
Since the reactor 12 does not use an oxidizing agent, it is not necessary to use a special corrosion-resistant material. The operating condition in the reactor 12 is that if the pressure is in a compressed state of 0.1 to 1 MPa, it is necessary to heat to a saturation temperature or lower, and if there is a requirement that the water content of the hydrous slurry is clear, the pressure It is desirable that the pressure is 1 MPa or less and the temperature is 100 ° C to 130 ° C. Although a compression pump can be used for pressurization, it is economical to cope with such low pressure conditions by utilizing expansion of sludge itself generated by heating.
[0104]
The sedimentation tank 18 may have a structure in which sludge or water-containing slurry that has been subjected to pressure and heat treatment is discharged into the sludge or water-containing slurry that remains. Further, the slurry in the settling tank 18 may be cooled by exchanging heat with a cooling pipe 18a through which a natural water source such as river water, raw water for intake, precipitation-treated water, purified water, seawater or the like flows, a refrigerator, the atmosphere, or the like. In addition, the sedimentation tank 18 preferably has a capacity capable of retaining sludge or water-containing slurry for about a day and night.
[0105]
For the solid-liquid separator 15, a separation method such as mechanical force represented by centrifugal separation or belt breath can be applied. If the reuse of the separated water is considered in the mechanical force separation, a filter described later may be used.
[0106]
Fourth embodiment
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the fourth embodiment shown in FIG. 4, a settling tank 18 is disposed at the rear stage of the reactor 12.
[0107]
In FIG. 4, the same parts as those of the first embodiment shown in FIG.
[0108]
In FIG. 4, the sludge or water-containing slurry generated at the water purification plant is sent to the reactor 12 by the liquid feed pump 14. In the reactor 12, the sludge or the water-containing slurry is heated below the saturation temperature in a pressurized state between about 0.1 to 1 MPa by heat exchange with the exhaust gas of the gas turbine 11. Next, the sludge or water-containing slurry is sent from the reactor 12 to the settling tank 18, where it is separated into a solid layer and an aqueous layer by gravity settling, and excess heat is removed by cooling.
[0109]
The solid layer from the settling tank 18 is separated into solid and water in the solid-liquid separator 15. The water separated in the settling tank 18 and the water layer separated by gravity settling in the settling tank 18 are returned to the raw water intake, etc., and the solid matter from the solid-liquid separator 15 is sent to the dryer 16 for reaction. The waste gas discharged from the vessel 12 becomes a dry solid.
[0110]
In the present embodiment, the temperature of the exhaust gas of the gas turbine 11 that is a heat source is approximately 400 ° C. to 500 ° C., so that sufficient heat can be supplied for the pressure heat treatment in the reactor 12. In addition, since the waste gas has sufficient heat even after the pressure heat treatment in the reactor 12, it can be used for drying solids in the dryer 16, and the waste gas is bubbled into the sludge storage tank. Sludge may be warmed. In addition, since the temperature required in the reactor 12 is low (at most, the saturation temperature is 175 ° C. or less at a pressure of 1 MPa), the waste heat of most boilers or prime movers can be used. By utilizing such waste heat, it is not necessary to install a new heating mechanism in the processing system, and it is possible to contribute to energy saving as well as cost reduction.
[0111]
Since sludge or water-containing slurry is generated in the course of agglomeration treatment at a water purification plant or the like, it contains a high concentration of an agglomerating agent such as aluminum or iron used. Alternatively, it is conceivable that a large amount of solids containing silica is included, but these do not significantly impair processing performance.
[0112]
The liquid feed pump 14 only needs to be able to supply water-containing slurry, and therefore, a special pressurizing pump having a large pressure condition is not necessary.
[0113]
Since the reactor 12 does not use an oxidizing agent, it is not necessary to use a special corrosion-resistant material. The operating condition in the reactor 12 is that if the pressure is in a compressed state of 0.1 to 1 MPa, it is necessary to heat to a saturation temperature or lower, and if there is a requirement that the water content of the hydrous slurry is clear, the pressure It is desirable that the pressure is 1 MPa or less and the temperature is 100 ° C to 130 ° C. Although a compression pump can be used for pressurization, it is economical to cope with such low pressure conditions by utilizing expansion of sludge itself generated by heating.
[0114]
Since the sludge or water-containing slurry subjected to pressure and heat treatment at 100 ° C. or higher is introduced into the settling tank 18, it is desirable that the settling tank 18 be a closed type. Alternatively, the sedimentation tank 18 may have a structure in which sludge or water-containing slurry subjected to pressure and heat treatment is discharged into the sludge or water-containing slurry that remains. Further, the slurry in the settling tank 18 may be cooled by exchanging heat with a cooling pipe 18a through which a natural water source such as river water, raw water for intake, precipitation-treated water, purified water, seawater or the like flows, a refrigerator, the atmosphere, or the like. In addition, the sedimentation tank 18 preferably has a capacity capable of retaining sludge or water-containing slurry for about a day and night.
[0115]
For the solid-liquid separator 15, a separation method such as mechanical force represented by centrifugal separation or belt breath can be applied. If the reuse of the separated water is considered in the mechanical force separation, a filter described later may be used.
[0116]
Fifth embodiment
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the fifth embodiment shown in FIG. 5, a heat exchanger 13, a pressurizing pump 19, and a filter 20 are sequentially arranged after the reactor 12.
[0117]
In FIG. 5, the same parts as those of the first embodiment shown in FIG.
[0118]
In FIG. 5, the sludge or water-containing slurry generated at the water purification plant is sent to the heat exchanger 13 by the liquid feed pump 14 and preheated by heat exchange with the sludge or water-containing slurry pressure-heated in the reactor 12. After that, it is sent to the reactor 12. In the reactor 12, the sludge or water-containing slurry is heated below the saturation temperature in a pressurized state of approximately 0.1 to 1 MPa by heat exchange with the exhaust gas of the gas turbine 11. The sludge or water-containing slurry from the reactor 12 is sent again to the heat exchanger 13, cooled by heat exchange with the sludge or water-containing slurry stock solution, and then sent to the filter 20 by the pressure pump 19.
[0119]
In the filter 20, the sludge or the water-containing slurry is separated into solid and water by pressure filtration. The waste gas discharged from the reactor 12 through the waste gas pipe 12b is sent into the filter 20, and the solid matter adhering to the filter medium in the filter 20 is dried. And the water isolate | separated in the filter 20 is returned to an intake raw water.
[0120]
In the present embodiment, the exhaust gas temperature of the gas turbine 11 that is a heat source is approximately 400 ° C. to 500 ° C., and therefore sufficient heat can be supplied for the pressure heating treatment in the reactor 12. In addition, since the waste gas has sufficient heat even after the pressure heat treatment in the reactor 12, even if the waste gas is used for drying solids or the waste gas is bubbled into the sludge storage tank to warm the sludge. Also good. Moreover, since the temperature required in the reactor 12 is as low as 100 ° C. to 130 ° C., the waste heat of most boilers or prime movers can be used. By utilizing such waste heat, it is not necessary to install a new heating mechanism in the processing system, and it is possible to contribute to energy saving as well as cost reduction.
[0121]
Since sludge or water-containing slurry is generated in the course of agglomeration treatment at a water purification plant or the like, it contains a high concentration of an agglomerating agent such as aluminum or iron used. Alternatively, it is conceivable that a large amount of solids containing silica is included, but these do not significantly impair processing performance.
[0122]
The liquid feed pump 14 only needs to be able to supply water-containing slurry, and therefore, a special pressurizing pump having a large pressure condition is not necessary.
[0123]
The heat exchanger 13 can preheat the sludge or hydrous slurry stock solution, and at the same time, can cool the sludge or hydrous slurry that has been pressure-heated in the reactor 12, thereby improving the heat utilization efficiency. .
[0124]
Preheating the sludge or water-containing slurry is not particularly required. In addition, when cooling sludge or water-containing slurry that has been pressurized and heated in the reactor 12, natural water sources such as river water, raw water for intake, sedimentation water, purified water, seawater, etc. are passed through a heat exchanger to make sludge or water-containing slurry. Or the sludge or water-containing slurry may be cooled by a refrigerator or air.
[0125]
Since the reactor 12 does not use an oxidizing agent, it is not necessary to use a special corrosion-resistant material. The operating condition in the reactor 12 is that if the pressure is in a compressed state of 0.1 to 1 MPa, it is necessary to heat to a saturation temperature or lower, and if there is a requirement that the water content of the hydrous slurry is clear, the pressure It is desirable that the pressure is 1 MPa or less and the temperature is 100 ° C to 130 ° C. Although a compression pump can be used for pressurization, it is economical to cope with such low pressure conditions by utilizing expansion of sludge itself generated by heating.
[0126]
The pressurizing pump 19 only needs to be able to apply pressure moderately, and therefore, a pressure exceeding 10 atm at most is not usually required.
[0127]
The filter 20 has an air inlet in addition to the sludge or water-containing slurry inlet. In the filter 20, first, normal pressure filtration is performed until a filtration amount equal to or lower than a predetermined value, or an inlet-outlet differential pressure equal to or higher than a predetermined value, and then supply of sludge or slurry is stopped, and compressed air is supplied. To filter the residue in the filter 20. Next, the compressed air is stopped, the waste gas discharged from the reactor 12 through the waste gas pipe 12b is supplied, and the solid matter adhering to the filter medium in the filter 20 is dried. Next, after filtration or after drying, compressed air or the like is applied from the direction opposite to the filtration direction, and the solid matter attached to the filter medium is peeled off.
[0128]
Sixth embodiment
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the sixth embodiment shown in FIG. 6, a settling tank 18, heat exchangers 13 a and 13 b, and a filter 20 are sequentially arranged after the reactor 12.
[0129]
In FIG. 6, the same parts as those of the first embodiment shown in FIG.
[0130]
In FIG. 6, the sludge or water-containing slurry generated at the water purification plant is sent to the reactor 12 by the liquid feed pump 14. In the reactor 12, the sludge or the water-containing slurry is heated below the saturation temperature in a pressurized state of about 0.1 to 1 MPa by heat exchange with the exhaust gas of the gas turbine 11.
[0131]
Next, the sludge or water-containing slurry in the reactor 12 is sent to the settling tank 18 and separated into a solid layer and an aqueous layer by gravity settling. The solid material layer and the water layer from the settling tank 18 are sent to the heat exchangers 13a and 13b, respectively, and cooled by the raw water. Next, the solid material layer from the heat exchanger 13a is sent to a filter 20 by a pressure pump 19, and the filter 20 is separated into solid material and water by pressure filtration. The waste gas discharged from the reactor 12 is sent into the filter 20 to dry the solid matter attached to the filter material of the filter 20. And the water isolate | separated by the filter 20 and the water layer isolate | separated by gravity sedimentation by the sedimentation tank 18 are returned to intake water.
[0132]
In the present embodiment, the temperature of the exhaust gas of the gas turbine 11 that is a heat source is approximately 400 ° C. to 500 ° C., so that sufficient heat can be supplied for the pressure heat treatment in the reactor 12. In addition, since the waste gas has sufficient heat even after the pressure heat treatment in the reactor 12, for example, the waste gas is used for drying solids, or the waste gas is bubbled into a sludge storage tank to warm the sludge. Also good. Moreover, since the temperature required in the reactor 12 is as low as 100 ° C. to 130 ° C., the waste heat of most boilers or prime movers can be used. By utilizing such waste heat, it is not necessary to install a new heating mechanism in the processing system, and it is possible to contribute to energy saving as well as cost reduction.
[0133]
Since sludge or water-containing slurry is generated in the course of agglomeration treatment at a water purification plant or the like, it contains a high concentration of an agglomerating agent such as aluminum or iron used. Alternatively, it is conceivable that a large amount of solids containing silica is included, but these do not significantly impair processing performance.
[0134]
The liquid feed pump 14 only needs to be able to supply water-containing slurry, and therefore, a special pressurizing pump having a large pressure condition is not necessary.
[0135]
Since the reactor 12 does not use an oxidizing agent, it is not necessary to use a special corrosion-resistant material. The operating condition in the reactor 12 is that if the pressure is in a compressed state of 0.1 to 1 MPa, it is necessary to heat to a saturation temperature or lower, and if there is a requirement that the water content of the hydrous slurry is clear, the pressure It is desirable that the pressure is 1 MPa or less and the temperature is 100 ° C to 130 ° C. Although a compression pump can be used for pressurization, it is economical to cope with such low pressure conditions by utilizing expansion of sludge itself generated by heating.
[0136]
Since the sludge or water-containing slurry subjected to pressure and heat treatment at 100 ° C. or higher is introduced into the settling tank 18, it is desirable that the settling tank 18 be a closed type. Alternatively, the sedimentation tank 18 may have a structure in which sludge or water-containing slurry that has been subjected to pressure and heat treatment is discharged into the sludge or water-containing slurry that has accumulated. Further, the slurry in the settling tank 18 may be cooled by exchanging heat with a cooling pipe 18a through which a natural water source such as river water, raw water for intake, precipitation-treated water, purified water, seawater or the like flows, a refrigerator, the atmosphere, or the like. In addition, the sedimentation tank 18 preferably has a capacity capable of retaining sludge or water-containing slurry for about a day and night.
[0137]
The heat exchangers 13a and 13b can use raw water of intake water or the like as a coolant for heat exchange. In this case, since a large amount of coolant can be used, the sludge or water-containing slurry that has been pressure-heated in a relatively short time can be cooled. Further, the raw water taken by heat exchange can be expected to have high efficiency in the coagulation sedimentation process.
[0138]
The pressurizing pump 19 only needs to be able to apply pressure moderately, and therefore, a pressure exceeding 10 atm at most is not usually required.
[0139]
The filter 20 has an air inlet in addition to the sludge or water-containing slurry inlet. In the filter 20, first, normal pressure filtration is performed until a filtration amount equal to or lower than a predetermined value, or an inlet-outlet differential pressure equal to or higher than a predetermined value, and then supply of sludge or slurry is stopped, and compressed air is supplied. To filter the residue in the filter 20. Next, the compressed air is stopped, the waste gas discharged from the reactor 12 through the waste gas pipe 12b is supplied, and the solid matter adhering to the filter medium in the filter 20 is dried. Next, after filtration or after drying, compressed air or the like is applied from the direction opposite to the filtration direction, and the solid matter adhering to the filter medium is peeled off.
[0140]
Seventh embodiment
Next, a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the seventh embodiment shown in FIG. 7, a heat exchanger 13, a sedimentation tank 18, and a filter 20 are sequentially arranged at the subsequent stage of the reactor 12.
[0141]
In FIG. 7, the same parts as those of the first embodiment shown in FIG.
[0142]
In FIG. 7, the sludge or water-containing slurry generated at the water purification plant is sent to the heat exchanger 13 by the liquid feed pump 14, and preheated by heat exchange with the sludge or water-containing slurry pressure-heated by the heat exchanger 13. After that, it is sent to the reactor 12. In the reactor 12, the sludge or the water-containing slurry is heated below the saturation temperature in a pressurized state of approximately 0.1 to 1 MPa by heat exchange with the exhaust gas of the gas turbine 11.
[0143]
Next, the sludge or water-containing slurry in the reactor 12 is sent again to the heat exchanger 13 and cooled by heat exchange with the sludge or water-containing slurry stock solution. Next, the sludge or water-containing slurry is sent to the settling tank 18 and separated into a solid layer and an aqueous layer by gravity settling. The solid layer separated in the settling tank 18 is sent to a filter 20 by a pressure pump 19, and is separated into solid and water by pressure filtration in the filter 20. Waste gas discharged from the reactor 12 is sent to the filter 20 to dry the solid matter adhering to the filter medium. The water separated by the filter 20 and the water layer separated by gravity settling in the settling tank 18 are returned to the intake water.
[0144]
In the present embodiment, the temperature of the exhaust gas of the gas turbine 11 that is a heat source is approximately 400 ° C. to 500 ° C., so that sufficient heat can be supplied for the pressure heat treatment in the reactor 12. In addition, since the waste gas has sufficient heat even after the pressure heat treatment in the reactor 12, for example, the waste gas is used for drying solids, or the waste gas is bubbled into a sludge storage tank to warm the sludge. Also good. Moreover, since the temperature required in the reactor 12 is as low as 100 ° C. to 130 ° C., the waste heat of most boilers or prime movers can be used. By utilizing such waste heat, it is not necessary to install a new heating mechanism in the processing system, and it is possible to contribute to energy saving as well as cost reduction.
[0145]
Since sludge or water-containing slurry is generated in the course of agglomeration treatment at a water purification plant or the like, it contains a high concentration of an agglomerating agent such as aluminum or iron used. Alternatively, it is conceivable that a large amount of solids containing silica is included, but these do not significantly impair processing performance.
[0146]
The liquid feed pump 14 only needs to be able to supply water-containing slurry, and therefore, a special pressurizing pump having a large pressure condition is not necessary.
[0147]
The heat exchanger 13 can preheat the sludge or water-containing slurry stock solution and simultaneously cool the pressure-heated sludge or water-containing slurry, thereby improving the heat utilization efficiency.
[0148]
Preheating the sludge or water-containing slurry is not particularly required. In addition, when cooling sludge or water-containing slurry that has been pressurized and heated in the reactor 12, natural water sources such as river water, raw water for intake, sedimentation water, purified water, seawater, etc. are passed through a heat exchanger to make sludge or water-containing slurry. Or sludge or water-containing slurry may be cooled by a refrigerator or air.
[0149]
Since the reactor 12 does not use an oxidizing agent, it is not necessary to use a special corrosion-resistant material. The operating condition in the reactor 12 is that if the pressure is in a compressed state of 0.1 to 1 MPa, it is necessary to heat to a saturation temperature or lower, and if there is a requirement that the water content of the hydrous slurry is clear, the pressure It is desirable that the pressure is 1 MPa or less and the temperature is 100 ° C to 130 ° C. Although a compression pump can be used for pressurization, it is economical to cope with such low pressure conditions by utilizing expansion of sludge itself generated by heating.
[0150]
The sedimentation tank 18 may have a structure in which sludge or water-containing slurry that has been subjected to pressure and heat treatment is discharged into the sludge or water-containing slurry that remains. Further, the slurry in the settling tank 18 may be cooled by exchanging heat with a cooling pipe 18a through which a natural water source such as river water, raw water for intake, precipitation-treated water, purified water, seawater or the like flows, a refrigerator, the atmosphere, or the like. In addition, the sedimentation tank 18 preferably has a capacity capable of retaining sludge or water-containing slurry for about a day and night.
[0151]
The pressurizing pump 19 only needs to be able to apply pressure moderately, and therefore, a pressure exceeding 10 atm at most is not usually required.
[0152]
The filter 20 has an air inlet in addition to the sludge or water-containing slurry inlet. In the filter 20, first, filtration by normal pressurization is performed until the filtration amount is lower than a predetermined value or the inlet-outlet differential pressure is higher than a predetermined value, and then supply of sludge or slurry is stopped, and compressed air is supplied. The residue inside the feed filter 20 is filtered. Next, the compressed air is stopped, the waste gas discharged from the reactor 12 through the waste gas pipe 12b is supplied, and the solid matter adhering to the filter medium in the filter 20 is dried. Next, after filtration or after drying, compressed air or the like is applied from the direction opposite to the filtration direction, and the solid matter attached to the filter medium is peeled off.
[0153]
Eighth embodiment
Next, an eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the eighth embodiment shown in FIG. 8, a settling tank 18 and a filter 20 are sequentially arranged in the subsequent stage of the reactor 12.
[0154]
In FIG. 8, the same parts as those of the first embodiment shown in FIG.
[0155]
In FIG. 8, the sludge or water-containing slurry generated at the water purification plant is sent to the reactor 12 by the liquid feed pump 14. In the reactor 12, the sludge or the water-containing slurry is heated below the saturation temperature in a pressurized state of approximately 0.1 to 1 MPa by heat exchange with the exhaust gas of the gas turbine 11. Next, the sludge or water-containing slurry is sent from the reactor 12 to the settling tank 18, where it is separated into a solid material layer and an aqueous layer by gravity settling, and excess heat is removed by cooling. The solid material layer from the settling tank 18 is sent to a filter 20 by a pressure pump 19, and is separated into solids and water by pressure filtration in the filter 20. The waste gas discharged from the reactor 12 through the waste gas pipe 12b is sent to the filter 20, and the solid matter adhering to the filter medium is dried. The water separated by the filter 20 and the water layer separated by gravity settling in the settling tank 18 are returned to the intake water.
[0156]
In the present embodiment, the temperature of the exhaust gas of the gas turbine 11 that is a heat source is approximately 400 ° C. to 500 ° C., so that sufficient heat can be supplied for the pressure heat treatment in the reactor 12. In addition, since the waste gas has sufficient heat even after the pressure heat treatment in the reactor 12, even if the waste gas is used for drying solids or the waste gas is bubbled into the sludge storage tank to warm the sludge. Also good. Moreover, since the temperature required in the reactor 12 is as low as 100 ° C. to 130 ° C., the waste heat of most boilers or prime movers can be used. By utilizing such waste heat, it is not necessary to install a new heating mechanism in the processing system, which can contribute to energy saving as well as cost reduction.
[0157]
Since sludge or water-containing slurry is generated in the course of agglomeration treatment at a water purification plant or the like, the agglomerating agent such as aluminum or iron used should be contained in a high concentration. Alternatively, it is conceivable that a large amount of solids containing silica is included, but these do not significantly impair processing performance.
[0158]
The liquid feed pump 14 only needs to be able to supply water-containing slurry, and therefore, a special pressurizing pump having a large pressure condition is not necessary.
[0159]
Since the reactor 12 does not use an oxidizing agent, it is not necessary to use a special corrosion-resistant material. The operating condition in the reactor 12 is that if the pressure is in a compressed state of 0.1 to 1 MPa, it is necessary to heat to below the saturation temperature, and if there is a requirement that the water quality of the slurry is clear, the pressure is 1 MPa. Hereinafter, it is desirable to set the temperature to 100 ° C to 130 ° C. Although a compression pump can be used for pressurization, it is economical to cope with such low pressure conditions by utilizing expansion of sludge itself generated by heating.
[0160]
Since the sedimentation tank 18 is introduced with sludge or water-containing slurry subjected to pressure and heat treatment at 100 ° C. or higher, it is desirable that the sedimentation tank 18 be a closed type. Alternatively, the sedimentation tank 18 may have a structure in which sludge or water-containing slurry that has been subjected to pressure and heat treatment is discharged into the sludge or water-containing slurry that remains. Further, the slurry in the settling tank 18 may be cooled by exchanging heat with a cooling pipe 18a through which a natural water source such as river water, raw water for intake, precipitation-treated water, purified water, seawater or the like flows, a refrigerator, the atmosphere, or the like. In addition, the sedimentation tank 18 preferably has a capacity capable of retaining sludge or water-containing slurry for about a day and night.
[0161]
The pressurizing pump 19 only needs to be able to apply pressure moderately, and therefore, a pressure exceeding 10 atm at most is not usually required.
[0162]
The filter 20 has an air inlet in addition to the sludge or water-containing slurry inlet. In the filter 20, first, filtration by normal pressurization is performed until a filtration amount equal to or lower than a predetermined value, or an inlet-outlet differential pressure equal to or higher than a predetermined value, and thereafter, supply of sludge or slurry is stopped, compressed air, or the like. To filter the residue in the filter 20. Next, the compressed air is stopped, the waste gas discharged from the reactor 12 through the waste gas pipe 12b is supplied, and the solid matter adhering to the filter medium in the filter 20 is dried. Next, after filtration or after drying, compressed air or the like is applied from the direction opposite to the filtration direction, and the solid matter attached to the filter medium is peeled off.
[0163]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, sludge or water-containing slurry can be processed by a simple and compact mechanism, and solids can be effectively separated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a first embodiment of a water-containing slurry according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a second embodiment of a water-containing slurry according to the present invention.
FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing a third embodiment of a water-containing slurry according to the present invention.
FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing a fourth embodiment of a water-containing slurry according to the present invention.
FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing a fifth embodiment of a hydrous slurry according to the present invention.
FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing a sixth embodiment of a hydrous slurry according to the present invention.
FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing a seventh embodiment of a water-containing slurry according to the present invention.
FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing an eighth embodiment of a water-containing slurry according to the present invention.
[Explanation of symbols]
11 Gas turbine
12 Reactor
12a Heating part
12b Waste gas pipe
13 Heat exchanger
13a heat exchanger
13b heat exchanger
14 Liquid feed pump
15 Solid-liquid separator
16 Dryer
18 Settling tank
18a Cooling pipe
19 Pressurizing pump
20 Filter

Claims (25)

含水スラリーを０．１〜１ＭＰａの加圧状態において飽和温度以下に加熱して含水スラリーの性状を変化させる反応器と、
反応器からの含水スラリーを冷却する冷却部と、
冷却部からの含水スラリー中の固形物を機械力によって分離する固液分離器と、
を備え、反応器内で含水スラリーを１００℃〜１３０℃の温度で処理するとともに、処理水を取水原水として再利用することを特徴とする含水スラリーの処理装置。A reactor for changing the properties of the hydrous slurry by heating the hydrous slurry to a saturation temperature or lower in a pressurized state of 0.1 to 1 MPa;
A cooling section for cooling the hydrous slurry from the reactor;
A solid-liquid separator that separates solids in the hydrous slurry from the cooling unit by mechanical force;
The provided, a water slurry while at a temperature of 100 ° C. to 130 DEG ° C. in the reactor, the processing apparatus of the hydrous slurry, which comprises reusing the treated water as intake raw. 含水スラリーを０．１〜１ＭＰａの加圧状態において飽和温度以下に加熱して含水スラリーの性状を変化させる反応器と、
反応器からの含水スラリーを重力により固形物層と水層とに分離する沈降槽と、
沈降槽からの固形物層を冷却する冷却部と、
冷却部からの固形物層中の固形物を機械力により分離する固液分離器と、
を備え、反応器内で含水スラリーを１００℃〜１３０℃の温度で処理するとともに、処理水を取水原水として再利用することを特徴とする含水スラリーの処理装置。A reactor for changing the properties of the hydrous slurry by heating the hydrous slurry to a saturation temperature or lower in a pressurized state of 0.1 to 1 MPa;
A settling tank that separates the hydrous slurry from the reactor into a solid layer and an aqueous layer by gravity;
A cooling section for cooling the solid layer from the settling tank;
A solid-liquid separator that separates solids in the solid layer from the cooling unit by mechanical force;
The provided, a water slurry while at a temperature of 100 ° C. to 130 DEG ° C. in the reactor, the processing apparatus of the hydrous slurry, which comprises reusing the treated water as intake raw. 含水スラリーを０．１〜１ＭＰａの加圧状態において飽和温度以下に加熱して含水スラリーの性状を変化させる反応器と、
反応器からの含水スラリーを冷却する冷却部と、
冷却部からの含水スラリーを重力により固形物層と水層とに分離する沈降槽と、
沈降槽からの固形物層中の固形物を機械力により分離する固液分離器と、
を備え、反応器内で含水スラリーを１００℃〜１３０℃の温度で処理するとともに、処理水を取水原水として再利用することを特徴とする含水スラリーの処理装置。A reactor for changing the properties of the hydrous slurry by heating the hydrous slurry to a saturation temperature or lower in a pressurized state of 0.1 to 1 MPa;
A cooling section for cooling the hydrous slurry from the reactor;
A settling tank that separates the hydrous slurry from the cooling section into a solid layer and an aqueous layer by gravity;
A solid-liquid separator that separates solids in the solid layer from the settling tank by mechanical force;
The provided, a water slurry while at a temperature of 100 ° C. to 130 DEG ° C. in the reactor, the processing apparatus of the hydrous slurry, which comprises reusing the treated water as intake raw. 含水スラリーを０．１〜１ＭＰａの加圧状態において飽和温度以下に加熱して含水スラリーの性状を変化させる反応器と、
反応器からの含水スラリーを冷却しながら、重力により固形物層と水層とに分離する沈降槽と、
沈降槽からの固形物層中の固形物を機械力により分離する固液分離器と、
を備え、反応器内で含水スラリーを１００℃〜１３０℃の温度で処理するとともに、処理水を取水原水として再利用することを特徴とする含水スラリーの処理装置。A reactor for changing the properties of the hydrous slurry by heating the hydrous slurry to a saturation temperature or lower in a pressurized state of 0.1 to 1 MPa;
A settling tank that separates a solid layer and an aqueous layer by gravity while cooling the water-containing slurry from the reactor;
A solid-liquid separator that separates solids in the solid layer from the settling tank by mechanical force;
The provided, a water slurry while at a temperature of 100 ° C. to 130 DEG ° C. in the reactor, the processing apparatus of the hydrous slurry, which comprises reusing the treated water as intake raw. 含水スラリーを０．１〜１ＭＰａの加圧状態において飽和温度以下に加熱して含水スラリーの性状を変化させる反応器と、
反応器からの含水スラリーを冷却する冷却部と、
冷却部からの含水スラリー中の固形物を濾過するとともに乾燥が可能な濾過器と、
を備え、反応器内で含水スラリーを１００℃〜１３０℃の温度で処理するとともに、処理水を取水原水として再利用することを特徴とする含水スラリーの処理装置。A reactor for changing the properties of the hydrous slurry by heating the hydrous slurry to a saturation temperature or lower in a pressurized state of 0.1 to 1 MPa;
A cooling section for cooling the hydrous slurry from the reactor;
A filter capable of filtering and drying solids in the water-containing slurry from the cooling section;
The provided, a water slurry while at a temperature of 100 ° C. to 130 DEG ° C. in the reactor, the processing apparatus of the hydrous slurry, which comprises reusing the treated water as intake raw. 含水スラリーを０．１〜１ＭＰａの加圧状態において飽和温度以下に加熱して含水スラリーの性状を変化させる反応器と、
反応器からの含水スラリーを重力により固形物層と水層とに分離する沈降槽と、
沈降槽からの固形物層を冷却する冷却部と、
冷却部からの固形物層中の固形物を濾過するとともに乾燥が可能な濾過器と、
を備え、反応器内で含水スラリーを１００℃〜１３０℃の温度で処理するとともに、処理水を取水原水として再利用することを特徴とする含水スラリーの処理装置。A reactor for changing the properties of the hydrous slurry by heating the hydrous slurry to a saturation temperature or lower in a pressurized state of 0.1 to 1 MPa;
A settling tank that separates the hydrous slurry from the reactor into a solid layer and an aqueous layer by gravity;
A cooling section for cooling the solid layer from the settling tank;
A filter capable of filtering and drying the solid in the solid layer from the cooling section;
The provided, a water slurry while at a temperature of 100 ° C. to 130 DEG ° C. in the reactor, the processing apparatus of the hydrous slurry, which comprises reusing the treated water as intake raw. 含水スラリーを０．１〜１ＭＰａの加圧状態において飽和温度以下に加熱して含水スラリーの性状を変化させる反応器と、
反応器からの含水スラリーを冷却する冷却部と、
冷却部からの含水スラリーを重力により固形物層と水層とに分離する沈降槽と、
沈降槽からの固形物層中の固形物を濾過するとともに乾燥が可能な濾過器と、
を備え、反応器内で含水スラリーを１００℃〜１３０℃の温度で処理するとともに、処理水を取水原水として再利用することを特徴とする含水スラリーの処理装置。A reactor for changing the properties of the hydrous slurry by heating the hydrous slurry to a saturation temperature or lower in a pressurized state of 0.1 to 1 MPa;
A cooling section for cooling the hydrous slurry from the reactor;
A settling tank that separates the hydrous slurry from the cooling section into a solid layer and an aqueous layer by gravity;
A filter capable of filtering and drying the solids in the solids layer from the settling tank;
The provided, a water slurry while at a temperature of 100 ° C. to 130 DEG ° C. in the reactor, the processing apparatus of the hydrous slurry, which comprises reusing the treated water as intake raw. 含水スラリーを０．１〜１ＭＰａの加圧状態において飽和温度以下に加熱して含水スラリーの性状を変化させる反応器と、
反応器からの含水スラリーを冷却しながら重力により固形物層と水層とに分離する沈降槽と、
沈降槽からの固形物層中の固形物を濾過するとともに乾燥が可能な濾過器と、
を備え、反応器内で含水スラリーを１００℃〜１３０℃の温度で処理するとともに、処理水を取水原水として再利用することを特徴とする含水スラリーの処理装置。A reactor for changing the properties of the hydrous slurry by heating the hydrous slurry to a saturation temperature or lower in a pressurized state of 0.1 to 1 MPa;
A settling tank that separates the water-containing slurry from the reactor into a solid layer and an aqueous layer by gravity while cooling;
A filter capable of filtering and drying the solids in the solids layer from the settling tank;
The provided, a water slurry while at a temperature of 100 ° C. to 130 DEG ° C. in the reactor, the processing apparatus of the hydrous slurry, which comprises reusing the treated water as intake raw. 反応器は、ボイラもしくは原動機等の廃ガスを利用した加熱部を有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか記載の含水スラリーの処理装置。  The water-containing slurry treatment apparatus according to any one of claims 1 to 8, wherein the reactor includes a heating unit using waste gas such as a boiler or a prime mover. 冷却部は反応器に供給される含水スラリーが流入する熱交換器からなることを特徴とする請求項１乃至３または５乃至７のいずれか記載の含水スラリーの処理装置。  8. The water-containing slurry treatment apparatus according to any one of claims 1 to 3, or 5 to 7, wherein the cooling unit is composed of a heat exchanger into which the water-containing slurry supplied to the reactor flows. 冷却部は河川水が流入する熱交換器からなることを特徴とする請求項１乃至３または５乃至７のいずれか記載の含水スラリーの処理装置。  The water-containing slurry treatment apparatus according to any one of claims 1 to 3, or 5 to 7, wherein the cooling section is composed of a heat exchanger into which river water flows. 冷却部は取水原水が流入する熱交換器からなることを特徴とする請求項１乃至３または５乃至７のいずれか記載の含水スラリーの処理装置。  The water-containing slurry treatment apparatus according to any one of claims 1 to 3, or 5 to 7, wherein the cooling unit is composed of a heat exchanger into which the intake water is introduced. 冷却部は沈殿処理水が流入する熱交換器からなることを特徴とする請求項１乃至３または５乃至７のいずれか記載の含水スラリーの処理装置。  The water-containing slurry treatment apparatus according to any one of claims 1 to 3 or 5 to 7, wherein the cooling unit is composed of a heat exchanger into which the precipitated treated water flows. 冷却部は浄水が流入する熱交換器からなることを特徴とする請求項１乃至３または５乃至７のいずれか記載の含水スラリーの処理装置。  The water-containing slurry treatment apparatus according to any one of claims 1 to 3, or 5 to 7, wherein the cooling unit is composed of a heat exchanger into which purified water flows. 冷却部は海水が流入する熱交換器からなることを特徴とする請求項１乃至３または５乃至７のいずれか記載の含水スラリーの処理装置。  The water-containing slurry treatment apparatus according to any one of claims 1 to 3, or 5 to 7, wherein the cooling unit includes a heat exchanger into which seawater flows. 冷却部は冷凍器からなることを特徴とする請求項１乃至３または５乃至７のいずれか記載の含水スラリーの処理装置。  The water-containing slurry treatment apparatus according to any one of claims 1 to 3, or 5 to 7, wherein the cooling unit is a freezer. 冷却部は冷却塔からなることを特徴とする請求項１乃至３または５乃至７のいずれか記載の含水スラリーの処理装置。  The water-containing slurry treatment apparatus according to any one of claims 1 to 3, or 5 to 7, wherein the cooling section includes a cooling tower. 沈降槽内の含水スラリーは冷却水によって冷却されることを特徴とする請求項２乃至４または６乃至８のいずれか記載の含水スラリーの処理装置。  The water-containing slurry treatment apparatus according to any one of claims 2 to 4 or 6 to 8, wherein the water-containing slurry in the settling tank is cooled by cooling water. 前記沈降槽は大気放冷により含水スラリーを冷却することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか記載の含水スラリーの処理装置。  The water-containing slurry treatment apparatus according to any one of claims 1 to 8, wherein the settling tank cools the water-containing slurry by air cooling. 固液分離器には固形物を乾燥させる乾燥器が接続され、反応器の加熱部からの廃ガスは廃ガス管により乾燥器へ供給されることを特徴とする請求項９記載の含水スラリーの処理装置。  The solid-liquid separator is connected to a dryer for drying solids, and waste gas from the heating section of the reactor is supplied to the dryer through a waste gas pipe. Processing equipment. 反応器の加熱部からの廃ガスは廃ガス管により濾過器へ供給されることを特徴とする請求項９記載含水スラリーの処理装置。  10. The water-containing slurry treatment apparatus according to claim 9, wherein waste gas from the heating section of the reactor is supplied to the filter through a waste gas pipe. 沈降槽内の含水スラリーは、大気バブリングにより冷却されることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか記載の含水スラリーの処理装置。  The water-containing slurry treatment apparatus according to any one of claims 1 to 8, wherein the water-containing slurry in the settling tank is cooled by atmospheric bubbling. 濾過器の内部で固形物の乾燥を行うことを特徴とする請求項５乃至８のいずれか記載の含水スラリーの処理装置。  The apparatus for treating a water-containing slurry according to any one of claims 5 to 8, wherein the solid is dried inside the filter. 濾過器内に空圧を濾過方向と逆方向に加えることを特徴とする請求項５乃至８のいずれか記載の含水スラリーの処理装置。  The water-containing slurry treatment apparatus according to any one of claims 5 to 8, wherein an air pressure is applied in the filter in a direction opposite to the filtration direction. 含水スラリーは浄水汚泥であることを特徴とする請求項１乃至２４のいずれか記載の含水スラリーの処理装置。  The water-containing slurry treatment apparatus according to any one of claims 1 to 24, wherein the water-containing slurry is purified water sludge.
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