JP4593193B2 - Sludge dewatering treatment method and apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、下水、し尿、家畜糞尿、生ごみ等の有機性廃棄物及び各種産業排水の処理によって発生する有機性汚泥を、フィルタープレス型の脱水機によって脱水処理する方法に関する。本発明によれば、かかる方法において、脱水機でのフィルターケーキの剥離性の改善及び乾燥効率の向上を達成することができる。   The present invention relates to a method for dewatering organic sludge generated by treatment of organic waste such as sewage, human waste, livestock manure, garbage, and various industrial wastewater with a filter press type dehydrator. According to the present invention, in such a method, it is possible to improve the peelability of the filter cake in the dehydrator and increase the drying efficiency.

従来より、下水処理場、し尿処理場、産業廃棄物廃水処理施設などから発生する汚泥は、高分子凝集剤や無機凝集剤の添加などの調質を行った後に脱水機で脱水し、埋立処分や焼却処分されている。この目的で使用される脱水機として、濾布を備えたフィルタープレスと、フィルタープレス内の圧力を減圧する装置とを備え、フィルタープレス内の汚泥を加熱する手段を備えた装置があり、濾布上に汚泥のフィルターケーキを形成し、これを剥離して回収する。   Conventionally, sludge generated from sewage treatment plants, human waste treatment plants, industrial wastewater treatment facilities, etc. is dehydrated with a dehydrator after tempering such as addition of polymer flocculants and inorganic flocculants, and landfilled Or incinerated. As a dehydrator used for this purpose, there is a filter press equipped with a filter cloth and a device for reducing the pressure in the filter press, and a device equipped with means for heating the sludge in the filter press. A sludge filter cake is formed on the top, which is peeled off and collected.

このようなフィルタープレス型の脱水機においては、濾布からの乾燥ケーキの剥離性が悪く、剥離が不完全の状態で剥離作業を終了してフィルタープレスを閉枠せざるをえない状況になったり、あるいはフィルターケーキの表面に、フィルターケーキ内部への伝熱を阻害する薄膜が形成されてフィルターケーキ内部の水分の蒸発効率が低下するという問題があった。   In such a filter press type dehydrator, the peelability of the dried cake from the filter cloth is poor, and the stripping operation must be completed and the filter press must be closed with incomplete peeling. Alternatively, there is a problem in that a thin film that inhibits heat transfer to the inside of the filter cake is formed on the surface of the filter cake, and the evaporation efficiency of the water inside the filter cake is lowered.

フィルタープレス型脱水機におけるフィルターケーキの剥離性を改善する方法の一例としては、フィルタープレス内の圧力を上限200mbarとすると共に、フィルタープレス内のフィルタープレートの温度を下限40℃に制御することによって、フィルターケーキの熱可塑相を回避するというものがある。   As an example of a method for improving the peelability of the filter cake in the filter press type dehydrator, the pressure in the filter press is set to an upper limit of 200 mbar, and the temperature of the filter plate in the filter press is controlled to a lower limit of 40 ° C. Some avoid the thermoplastic phase of the filter cake.

しかしながら、この方法では、処理対象の汚泥の性状によって効果はまちまちであり、特に余剰汚泥のようにバイオポリマーを多く含む汚泥や、腐敗の進んだ汚泥などの場合には、圧力と温度の制御だけではフィルターケーキの剥離性が全く改善されず、脱水乾燥処理に支障をきたしていた。特にフィルターケーキの表面に薄膜が形成されることでフィルターケーキ内部への伝熱が阻害されるという問題に対する解決策としては、これまで提案されたものはない。   However, in this method, the effect varies depending on the properties of the sludge to be treated. Especially in the case of sludge containing a large amount of biopolymer, such as excess sludge, or sludge with advanced decay, only control of pressure and temperature is required. However, the peelability of the filter cake was not improved at all, and the dehydration drying process was hindered. In particular, no solution has been proposed as a solution to the problem that heat transfer into the filter cake is hindered by the formation of a thin film on the surface of the filter cake.

ところで、近年、水処理の高度化、水処理対象排水の性状の変化・多様化などにより、汚泥の脱水性(脱水のし易さ)は悪化している。そこで、汚泥の脱水性を改善するために種々の調質方法が検討或いは提案されている。その中で、籾殻や大鋸屑、コーヒー糟等を脱水助剤として汚泥に添加して脱水を行う方法が提案されている(特許文献1、2)。   By the way, in recent years, the dewaterability (ease of dewatering) of sludge has deteriorated due to the advancement of water treatment and the change and diversification of the properties of wastewater to be treated. Therefore, various tempering methods have been examined or proposed in order to improve the dewaterability of sludge. Among them, methods have been proposed in which rice husk, large sawdust, coffee candy, etc. are added to sludge as a dehydrating aid to perform dehydration (Patent Documents 1 and 2).

一方、ダイオキシン発生を抑制するために、近年、剪定枝や枯草等の植物廃棄物のオンサイトでの焼却処分が禁止されるようになっており、これら植物廃棄物の処分方法が大きな問題となっている。したがって、これらの植物廃棄物を汚泥の脱水助剤として使用することは、植物廃棄物の処分も兼ねることになり有用である。しかしながら、これらの植物廃棄物を脱水助剤として使用するには植物廃棄物を粉砕又は破砕して使用する必要があるが、通常のせん断破砕や切断破砕では、破砕物が水に馴染みにくく、汚泥との混合が不十分で、脱水助剤としての効果が十分ではなかった。   On the other hand, in order to suppress the generation of dioxins, on-site incineration of plant wastes such as pruned branches and hay has been prohibited in recent years, and the disposal method of these plant wastes has become a major problem. ing. Therefore, it is useful to use these plant wastes as a sludge dewatering aid, which also serves as disposal of plant wastes. However, in order to use these plant wastes as dehydration aids, it is necessary to pulverize or crush the plant wastes. However, in normal shear crushing and cutting crushing, the crushed materials are difficult to adapt to water, and sludge Mixing with was insufficient, and the effect as a dehydrating aid was not sufficient.

特開昭60−225699号公報JP-A-60-225699 特開昭60−222118号公報JP 60-222118 A

そこで、本発明は、植物廃棄物の有効利用法及びフィルタープレス型脱水機による汚泥の脱水処理におけるフィルターケーキの剥離性を向上し、且つ、フィルターケーキ内部への伝熱性を低下させる薄膜の形成を抑制し、これによってフィルタープレス型脱水機による汚泥の脱水乾燥処理の処理効率を大幅に向上する方法を提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention provides an effective method of using plant waste and the formation of a thin film that improves the peelability of the filter cake in the sludge dewatering process using a filter press-type dehydrator and reduces the heat transfer into the filter cake. It is an object of the present invention to provide a method of suppressing and thereby greatly improving the processing efficiency of sludge dehydration drying treatment by a filter press type dehydrator.

上記の課題を解決するための手段として、本発明の一態様は、フィルタープレスと、フィルタープレス内を減圧状態にするための減圧装置と、フィルタープレス内の汚泥を加熱する手段とを有するフィルタープレス型脱水機によって汚泥を脱水処理する方法において、汚泥に、植物を膨張粉砕処理して得られた膨張粉砕物を添加混合して調質した後に上記フィルタープレス型脱水機で脱水処理することを特徴とする方法を提供する。   As means for solving the above problems, one aspect of the present invention is a filter press having a filter press, a pressure reducing device for reducing the pressure inside the filter press, and means for heating sludge in the filter press. In the method of dewatering sludge with a mold dehydrator, the sludge is dewatered with the filter press dehydrator after being added to the sludge and mixed with an expanded pulverized product obtained by expanding and pulverizing the plant. To provide a method.

本発明において汚泥への添加物として使用する膨張粉砕物を調製するのに用いる植物としては、繊維質を有する植物であれば任意のものを使用することができる。現状で処分に困っている植物廃棄物の有効利用という点からは、剪定枝、枯草などを好ましく用いることができ、また、わら、バガス、コーヒー糟,竹,笹等を用いることもできる。更に、間伐材、建築廃材、農業廃棄物、籾殻、麦稈、茶粕などを使用することもできる。   As a plant used for preparing the expanded pulverized product used as an additive to sludge in the present invention, any plant can be used as long as it has a fiber. From the viewpoint of effective use of plant waste that is currently difficult to dispose of, pruned branches, hay and the like can be preferably used, and straw, bagasse, coffee straw, bamboo, straw and the like can also be used. Furthermore, thinned wood, construction waste, agricultural waste, rice husk, wheat straw, teacup, etc. can also be used.

本発明方法においては、これらの植物を膨張粉砕処理法で破砕する。本発明において、膨張粉砕処理とは、適当量の水分が存在する状態で破砕対象物を高温高圧状態にした後、一気に大気圧に開放する方法を指す。このような方法並びにそれに用いる装置自体は公知技術である。これにより、破砕対象物中の水分が一気に蒸発するため、その体積膨張によって対象物が破砕される。このようにして得られる膨張粉砕物は、細胞自体も破壊されているために非常に親水性に富み、分散性に優れ、汚泥との混合が極めて容易である。   In the method of the present invention, these plants are crushed by an expansion pulverization method. In the present invention, the expansion pulverization treatment refers to a method in which an object to be crushed is brought into a high-temperature and high-pressure state in a state where an appropriate amount of moisture is present, and then released to atmospheric pressure at once. Such a method and the apparatus itself used for it are well-known techniques. Thereby, since the water | moisture content in a crushing target object evaporates at a stretch, a target object is crushed by the volume expansion. The expanded pulverized product obtained in this way is very hydrophilic because the cells themselves are destroyed, has excellent dispersibility, and is extremely easy to mix with sludge.

本発明では、膨張粉砕処理には、連続処理が可能なスクリュー式の膨張粉砕機を使用することができる。本発明において使用することのできるスクリュー式の膨張粉砕機の一例の概念を図1に示す。   In the present invention, a screw-type expansion pulverizer capable of continuous processing can be used for the expansion pulverization treatment. The concept of an example of a screw-type expansion pulverizer that can be used in the present invention is shown in FIG.

図1に示すスクリュー式膨張粉砕機は、本体(バレル)101の内部に押出スクリュー102が挿入配置されており、スクリュー2に回転機(モーター)103が接続されている。スクリュー軸は1本であっても、複数本(例えば、図1に示すような2軸押出式)であってもよい。押出スクリュー102を回転させた状態で、原材料の植物、例えば間伐材チップを投入ホッパ104から投入する。原材料は押出スクリュー102によって粉砕されながら前方(図1の左側)に搬送(押出)される。滞留部(バレル内部)は、圧縮熱によってある程度の熱が発生するが、必要に応じて加熱装置(図示せず)を設けて内部温度を調整することが好ましい。バレルの出口(排出口)105は、口径が絞られた状態になっており(例えば、バレル径が15cmで出口口径が30mm程度)、更に出口口径を調整するカバー106が、上下に移動自在に取り付けられている。粉砕されながら出口105に向かって搬送された植物粉砕物は、出口105が絞られた状態になっているので出口付近で圧密滞留される。この際、植物から発生する水蒸気によって、植物粉砕物は、上記に説明した「水分が存在する状態で高温高圧」に保持される。この段階で、温度が120〜150℃になるようにすることが好ましい。また、圧力は、通常、0.3〜0.7MPaに達する。   In the screw-type expansion pulverizer shown in FIG. 1, an extrusion screw 102 is inserted and disposed inside a main body (barrel) 101, and a rotating machine (motor) 103 is connected to the screw 2. There may be one screw shaft or a plurality of screw shafts (for example, a biaxial extrusion type as shown in FIG. 1). In a state where the extrusion screw 102 is rotated, a raw material plant, for example, a thinned wood chip, is fed from the feeding hopper 104. The raw material is conveyed (extruded) forward (left side in FIG. 1) while being pulverized by the extrusion screw 102. The staying part (inside the barrel) generates a certain amount of heat due to the compression heat, but it is preferable to adjust the internal temperature by providing a heating device (not shown) as necessary. The barrel outlet (discharge port) 105 has a narrowed diameter (for example, the barrel diameter is 15 cm and the outlet diameter is about 30 mm), and the cover 106 for adjusting the outlet diameter is movable up and down. It is attached. The pulverized plant conveyed toward the outlet 105 while being pulverized remains in the vicinity of the outlet because the outlet 105 is in a squeezed state. At this time, the plant pulverized product is maintained at the “high temperature and high pressure in the presence of moisture” described above by the water vapor generated from the plant. At this stage, the temperature is preferably set to 120 to 150 ° C. Further, the pressure usually reaches 0.3 to 0.7 MPa.

その後、植物粉砕物は、口径が絞られた出口から外に排出されると同時に大気圧に一気に開放される。これによって、植物が膨張粉砕される。
なお、上記では、植物自体から発生する水蒸気によって系の水分が供給される形態を説明したが、この発生水分だけでは膨張粉砕に必要な水分には足りない場合には、膨張粉砕機の本体に水蒸気(若しくは水)供給装置(図示せず)を配して、必要な水分を供給することができる。
Thereafter, the plant pulverized material is discharged outside from the outlet having a narrowed diameter, and simultaneously released to atmospheric pressure. Thereby, the plant is expanded and pulverized.
In the above description, the water content of the system is supplied by the water vapor generated from the plant itself. However, if the generated water alone is insufficient for the water required for the expansion and pulverization, the main body of the expansion and pulverizer is used. A water vapor (or water) supply device (not shown) can be provided to supply necessary water.

本発明においては、上記の膨張粉砕処理によって得られた植物の膨張粉砕物を汚泥に添加混合する。汚泥への膨張粉砕物の添加量は、汚泥の含水率即ち固形分含量や、汚泥の性状(例えば、バイオポリマーを含むか否か、腐敗の度合いなど)などによって変動するが、一般に汚泥の固形分に対して10〜100重量%添加混合することが好ましく、10〜40重量%添加混合することがより好ましい。   In the present invention, the plant expanded pulverized product obtained by the above-described expanded pulverization treatment is added to and mixed with sludge. The amount of the expanded pulverized product added to the sludge varies depending on the moisture content of the sludge, that is, the solid content, the sludge properties (for example, whether or not it contains a biopolymer, the degree of spoilage, etc.). It is preferable to add and mix 10 to 100% by weight, and more preferably 10 to 40% by weight.

また、本発明においては、汚泥に対して植物の膨張粉砕物を添加するのに加えて、更に、当該技術で公知の有機高分子凝集剤及び/又は無機凝集剤を添加して汚泥固形分を凝集させた後に、フィルタープレス型脱水機で脱水処理することもできる。この目的で使用することのできる有機高分子凝集剤としては、例えば、カチオンポリマー、アニオンポリマー、両性ポリマーなどを用いることができる。また、無機凝集剤としては、例えば、ポリ硫酸第二鉄、塩化第二鉄、PAC、硫酸バンドなどを用いることができる。これら凝集剤の添加量は、有機高分子凝集剤の場合には汚泥の固形分に対して0.5重量%〜5重量%、好ましくは0.5重量%〜2重量%、無機凝集剤の場合には汚泥の固形分に対して5重量%〜50重量%、好ましくは10重量%〜20重量%とすることが好ましい。有機高分子凝集剤又は無機凝集剤のいずれか一方を汚泥に添加してもよく、また有機高分子凝集剤及び無機凝集剤の両方を汚泥に添加してもよい。なお、汚泥に膨張粉砕物を添加した後に凝集剤を添加して凝集処理を行うFurther, in the present invention, in addition to adding the expanded pulverized product of the plant to the sludge, an organic polymer flocculant and / or an inorganic flocculant known in the art is further added to obtain sludge solids. After agglomeration, it can also be dehydrated with a filter press type dehydrator. Examples of organic polymer flocculants that can be used for this purpose include cationic polymers, anionic polymers, and amphoteric polymers. Moreover, as an inorganic flocculant, poly ferric sulfate, ferric chloride, PAC, a sulfuric acid band etc. can be used, for example. In the case of an organic polymer flocculant, the amount of these flocculants added is 0.5 wt% to 5 wt%, preferably 0.5 wt% to 2 wt%, based on the solid content of the sludge. In this case, it is preferable that the content is 5 to 50% by weight, preferably 10 to 20% by weight, based on the solid content of the sludge. Either the organic polymer flocculant or the inorganic flocculant may be added to the sludge, and both the organic polymer flocculant and the inorganic flocculant may be added to the sludge. In addition, after adding an expansion | pulverization ground material to sludge, a flocculant is added and a coagulation process is performed .

本発明では、上記のように植物の膨張粉砕物を添加し、場合によっては更に凝集剤を添加して凝集処理をした汚泥を、フィルタープレス型脱水機で脱水処理する。本発明で用いるフィルタープレス型脱水機は、フィルタープレスと、フィルタープレス内を減圧状態にするための減圧装置と、フィルタープレス内の汚泥を加熱する手段とを有している。   In the present invention, the sludge that has been flocculated by adding the expanded pulverized product of the plant as described above and further adding a flocculant in some cases is dehydrated by a filter press type dehydrator. The filter press type dehydrator used in the present invention has a filter press, a pressure reducing device for reducing the pressure inside the filter press, and means for heating sludge in the filter press.

本発明において用いることのできるフィルタープレス型脱水機としては、例えば、特開2001−232109号公報で開示されているようなものを用いることができる。以下、特許文献4で開示されているフィルタープレス型脱水機の構成を説明する。当該脱水機のフロー図を図2に、脱水機の構成を図3に、脱水機の濾枠の概要を図4に、脱水機内部の構造を図5に、それぞれ示す。   As a filter press type dehydrator that can be used in the present invention, for example, those disclosed in JP-A-2001-232109 can be used. The configuration of the filter press type dehydrator disclosed in Patent Document 4 will be described below. The flow diagram of the dehydrator is shown in FIG. 2, the configuration of the dehydrator is shown in FIG. 3, the outline of the filter frame of the dehydrator is shown in FIG. 4, and the structure inside the dehydrator is shown in FIG.

本発明において用いることのできるフィルタープレス型脱水機は、脱水乾燥装置1、温水ボイラ2及び真空ポンプ3とを備えることができる。汚泥は汚泥供給ライン4に設けられた汚泥供給ポンプ5によって脱水乾燥装置1に供給される。汚泥供給ライン4には開閉弁V1が設置されている。また汚泥供給ライン4は開閉弁V4を具備したセンターブローライン6に接続されている。   A filter press type dehydrator that can be used in the present invention can include a dehydration drying apparatus 1, a hot water boiler 2, and a vacuum pump 3. Sludge is supplied to the dehydrating and drying apparatus 1 by a sludge supply pump 5 provided in the sludge supply line 4. The sludge supply line 4 is provided with an on-off valve V1. The sludge supply line 4 is connected to a center blow line 6 having an on-off valve V4.

前記脱水乾燥装置1と温水ボイラ2とは、温水循環ライン7によって相互に接続されている。温水循環ライン7には温水循環ポンプ8及び背圧弁9が設置されている。温水ボイラ2は、加圧媒体としての熱保有流体を供給するための熱保有流体供給装置を構成している。また脱水乾燥装置1には、開閉弁V2を具備した濾液排出ライン10が接続されている。そして、濾液排出ライン10には真空排気ライン11が接続されている。真空排気ライン11には、開閉弁V3、ドレンポット12及び真空ポンプ3が設置されている。さらに脱水乾燥装置1には、開閉弁V5を具備した排泥ライン14が接続されている。   The dehydrating and drying apparatus 1 and the hot water boiler 2 are connected to each other by a hot water circulation line 7. A hot water circulation pump 8 and a back pressure valve 9 are installed in the hot water circulation line 7. The hot water boiler 2 constitutes a heat retaining fluid supply device for supplying a heat retaining fluid as a pressurized medium. The dehydrating and drying apparatus 1 is connected to a filtrate discharge line 10 having an on-off valve V2. A vacuum exhaust line 11 is connected to the filtrate discharge line 10. The vacuum exhaust line 11 is provided with an on-off valve V3, a drain pot 12, and a vacuum pump 3. Further, a dewatering line 14 having an on-off valve V5 is connected to the dehydration drying apparatus 1.

図3は、脱水乾燥装置の構成を示す概略正面図である。図3に示すように、脱水乾燥装置1は、複数の濾枠15と、両端部に設置され濾枠15を締め付けるための濾枠締め付け装置16とを備えている。濾枠締め付け装置16により濾枠15を締め付けることにより、隣接する濾枠15間に汚泥を脱水するための濾布により囲まれた(後述する)濾室を形成するようになっている。脱水乾燥装置1は、温水の供給側及び戻り側にそれぞれ温水ヘッダ17A,17Bを備えている。温水ヘッダ17Aは温水循環ポンプ8に接続され、温水ヘッダ17Bは背圧弁9に接続されている(図2参照)。また脱水乾燥装置1は、上述したように、汚泥供給ライン4、センターブローライン6、温水循環ライン7、濾液排出ライン10及び真空排気ライン11に接続されている。   FIG. 3 is a schematic front view showing the configuration of the dehydration drying apparatus. As shown in FIG. 3, the dehydrating and drying apparatus 1 includes a plurality of filter frames 15 and filter frame tightening devices 16 that are installed at both ends and tighten the filter frames 15. By tightening the filter frame 15 by the filter frame tightening device 16, a filter chamber (described later) surrounded by a filter cloth for dewatering sludge is formed between adjacent filter frames 15. The dehydration drying apparatus 1 includes hot water headers 17A and 17B on the hot water supply side and the return side, respectively. The hot water header 17A is connected to the hot water circulation pump 8, and the hot water header 17B is connected to the back pressure valve 9 (see FIG. 2). Further, as described above, the dehydration drying apparatus 1 is connected to the sludge supply line 4, the center blow line 6, the hot water circulation line 7, the filtrate discharge line 10, and the vacuum exhaust line 11.

図4は、脱水乾燥装置における濾枠の斜視図である。図4に示すように、プレート15はその前後面に張設されたダイヤフラム(弾性膜)18を備えている。プレート15とダイヤフラム18は一体に構成され、プレート自体がダイヤフラムの機能を有していてもかまわない。なお図4においては、プレート15の前面に張設されたダイヤフラム18のみを示す。ダイヤフラム18には濾液をその排出ラインに流すための複数の排水溝18aが形成されている。濾枠15は汚泥が注入される汚泥注入孔19と、プレート15の四隅に形成された濾液排出孔20と、プレート15の上下端部に形成された温水循環孔21とを備えている。   FIG. 4 is a perspective view of a filter frame in the dehydration drying apparatus. As shown in FIG. 4, the plate 15 includes a diaphragm (elastic film) 18 stretched on the front and rear surfaces thereof. The plate 15 and the diaphragm 18 may be integrally formed, and the plate itself may have a diaphragm function. FIG. 4 shows only the diaphragm 18 stretched on the front surface of the plate 15. The diaphragm 18 is formed with a plurality of drain grooves 18a for allowing the filtrate to flow to the discharge line. The filter frame 15 includes a sludge injection hole 19 into which sludge is injected, a filtrate discharge hole 20 formed at the four corners of the plate 15, and a hot water circulation hole 21 formed at the upper and lower ends of the plate 15.

図5は、脱水乾燥装置の内部構造を示す図であり、(a)は汚泥の濾過工程を示し、(b)は汚泥の加圧脱水工程を示す。相隣接して設置された複数の濾枠15等によってその間に濾室22が形成され、各濾室22は対向する1対のダイヤフラム18(18a)に支持された濾布23の内部空間として配置されている。なお、濾布23は汚泥注入孔19に対応した箇所に孔が形成されており、この孔によって汚泥が通過でき、各濾室22に汚泥が供給できるようになっている。   FIGS. 5A and 5B are diagrams showing the internal structure of the dewatering and drying apparatus, where FIG. 5A shows a sludge filtration step and FIG. 5B shows a sludge pressure dehydration step. A plurality of filter frames 15 and the like installed adjacent to each other form a filter chamber 22 therebetween, and each filter chamber 22 is arranged as an internal space of a filter cloth 23 supported by a pair of opposing diaphragms 18 (18a). Has been. In addition, the filter cloth 23 has a hole formed at a position corresponding to the sludge injection hole 19, and the sludge can pass through the hole, and the sludge can be supplied to each filter chamber 22.

各ダイヤフラム18は排水溝18aを有して(図4参照)濾布23に当接しており、図5に示すように、隣接する濾枠15の濾液排出孔20は、この排水溝18a内を流下する濾過水を排出するようになっている。即ち、排水溝18aは各ダイヤフラム18と濾布23との間の濾液排出ラインを構成し、濾液排出口20に接続され、更に図示しない外部の真空ポンプに接続されている。これにより、濾布23で濾過された濾液が濾液排出孔20により脱水乾燥装置1の外部に吸引排出されるようになっている。更に、真空ポンプを動作させることで、濾布23の外側のダイヤフラム18の溝18a内は、例えば−0.08MPa程度の減圧雰囲気下に保たれる。   Each diaphragm 18 has a drain groove 18a (see FIG. 4) and is in contact with the filter cloth 23. As shown in FIG. 5, the filtrate discharge holes 20 of the adjacent filter frames 15 are disposed in the drain groove 18a. The filtered water flowing down is discharged. That is, the drainage groove 18a constitutes a filtrate discharge line between each diaphragm 18 and the filter cloth 23, is connected to the filtrate discharge port 20, and is further connected to an external vacuum pump (not shown). Thereby, the filtrate filtered by the filter cloth 23 is sucked and discharged to the outside of the dehydrating and drying apparatus 1 through the filtrate discharge hole 20. Further, by operating the vacuum pump, the inside of the groove 18a of the diaphragm 18 outside the filter cloth 23 is maintained under a reduced pressure atmosphere of, for example, about -0.08 MPa.

次に、図2乃至図5に示すように構成されたフィルタープレス型脱水機を使用した汚泥の脱水乾燥方法について説明する。
まず、濾枠締め付け装置16で濾枠15を所定位置に調整し、濾布23,23間に汚泥を注入して濾室22を形成する。汚泥貯槽(図示せず)に貯留されている調質された汚泥を汚泥供給ライン4に設けられた汚泥供給ポンプ5により、最大濾過圧0.5MPa程度にて開閉弁V1を経由して脱水乾燥装置1の中央部から濾室22に、薬注することなく所定時間(例えば60分)打ち込み、濾過工程を行なう。この状態を図5(a)に示す。この汚泥供給位置は上部あるいは下部から打ち込んでもよく、特に限定するものではない。濾布23で固液分離された濾過水はダイヤフラム18に刻まれた溝18a及び濾液排出孔20により濾液排出ライン10に導かれ、開閉バルブV2を経由して系外に排出される。
Next, a method for dewatering and drying sludge using a filter press-type dehydrator configured as shown in FIGS. 2 to 5 will be described.
First, the filter frame 15 is adjusted to a predetermined position by the filter frame tightening device 16, and sludge is injected between the filter cloths 23 and 23 to form the filter chamber 22. The conditioned sludge stored in the sludge storage tank (not shown) is dehydrated and dried by the sludge supply pump 5 provided in the sludge supply line 4 through the on-off valve V1 at a maximum filtration pressure of about 0.5 MPa. A filtration process is performed by driving the filter chamber 22 from the center of the apparatus 1 into the filter chamber 22 for a predetermined time (for example, 60 minutes) without pouring chemicals. This state is shown in FIG. This sludge supply position may be driven from the top or the bottom, and is not particularly limited. The filtered water separated into solid and liquid by the filter cloth 23 is guided to the filtrate discharge line 10 by the groove 18a engraved in the diaphragm 18 and the filtrate discharge hole 20, and is discharged outside the system via the on-off valve V2.

次に、背圧弁9で圧搾圧力を設定した後、温水循環ポンプ8を稼働して濾枠15とダイヤフラム18で仕切られた部屋に、温水ボイラ2で80℃に加温された温水を15分間圧送し、ダイヤフラム18を膨張させて汚泥の圧搾工程を行なう。この圧搾工程は、汚泥の予備加熱と濾室内汚泥をセンターブロー可能な状態、即ち、センターブロー時に各濾室内の汚泥が系外にでないような状態にすることを目的にしている。従って、圧搾時間は汚泥の種類によって変化させることができ、場合によっては省略してもよい。この時、温水温度は70〜90℃であればよいが、この工程では温水の代わりに水を使用してもよく、又、温水の戻りにバルブを設け、このバルブを閉にすることで循環を停止してもよい。   Next, after setting the squeezing pressure with the back pressure valve 9, the hot water circulating pump 8 is operated, and the hot water heated to 80 ° C. with the hot water boiler 2 is put into the room partitioned by the filter frame 15 and the diaphragm 18 for 15 minutes. The squeezing process is performed by inflating the diaphragm 18 and compressing the sludge. This squeezing step is aimed at pre-heating sludge and filtering the sludge in the center so that the sludge in each filtering chamber is not out of the system during the center blowing. Therefore, the squeezing time can be changed depending on the type of sludge and may be omitted in some cases. At this time, the hot water temperature may be 70 to 90 ° C., but in this step, water may be used instead of the hot water, and a valve is provided at the return of the hot water and the valve is closed to circulate. May be stopped.

次に、開閉弁V1を閉じ、開閉弁V4,V5を開け、圧力0.5MPaの圧搾空気を汚泥注入孔19に吹き込み、センターブロー工程を行ない、各室の汚泥注入孔19に残留する軟弱な汚泥を排出する。排出された汚泥は汚泥貯槽に回収する。   Next, the on-off valve V1 is closed, the on-off valves V4, V5 are opened, compressed air having a pressure of 0.5 MPa is blown into the sludge injection hole 19, a center blow process is performed, and the soft remaining in the sludge injection hole 19 in each chamber Sludge is discharged. The discharged sludge is collected in the sludge storage tank.

センターブロー工程終了後、再び温水循環ポンプ8を稼働し、背圧弁9の設定圧力を好ましくは0.5MPa〜1.5MPaとして濾室内の汚泥を加圧及び加温する。脱水乾燥工程では、上記圧搾工程やセンターブロー工程の加圧圧力よりも更に圧力を高めることが好ましい。この時の温水温度も上記と同様に70〜90℃であることが好ましい。一方、開閉弁V2を閉じ、開閉弁V3を開け、真空排気ライン11を開いて、真空ポンプ3を稼働し、図5(b)に示すように、脱水乾燥工程を行なう。即ち、真空ポンプ3を稼働し、濾液排出ライン10を経由して、濾布外面(濃縮汚泥と非接触側)を減圧雰囲気下におくと、濾室内では圧搾脱水が進行し、同時に濾布内面(汚泥と接触側)に接触する汚泥の乾燥が加圧及び加温により進むことになる。この時の濾室外の減圧圧力は低ければ低いほどよく、−0.08MPa以下が好ましい。   After the center blow process is completed, the hot water circulation pump 8 is operated again, and the set pressure of the back pressure valve 9 is preferably set to 0.5 MPa to 1.5 MPa, and the sludge in the filter chamber is pressurized and heated. In the dehydration drying process, it is preferable to increase the pressure further than the pressure applied in the pressing process or the center blowing process. The hot water temperature at this time is also preferably 70 to 90 ° C. as described above. On the other hand, the on-off valve V2 is closed, the on-off valve V3 is opened, the evacuation line 11 is opened, the vacuum pump 3 is operated, and a dehydration drying process is performed as shown in FIG. That is, when the vacuum pump 3 is operated and the outer surface of the filter cloth (the non-contact side with the concentrated sludge) is placed in a reduced-pressure atmosphere via the filtrate discharge line 10, squeezing and dehydration proceeds in the filter chamber and at the same time, Drying of the sludge in contact with (sludge and contact side) proceeds by pressurization and heating. At this time, the pressure outside the filter chamber is preferably as low as possible, and is preferably −0.08 MPa or less.

即ち、この脱水乾燥工程に到り濃縮汚泥中の水分は力学的な圧搾力による脱水と、加熱による蒸発と、濾布の外側を減圧雰囲気とすることによる脱水との三重の水分除去機能により、濾室22内から除去される。除去された水はドレンポット12で冷却水と熱交換して凝縮する。圧搾・乾燥時間は、汚泥の種類、目標含水率によって異なり、打ち込み汚泥量と各工程で排出される排水量とから演算して決定される。   That is, in the dehydration drying process, the moisture in the concentrated sludge has a triple moisture removal function of dehydration by dynamic squeezing force, evaporation by heating, and dehydration by making the outside of the filter cloth a reduced pressure atmosphere. The filter chamber 22 is removed. The removed water is condensed by exchanging heat with cooling water in the drain pot 12. The pressing / drying time varies depending on the type of sludge and the target moisture content, and is determined by calculating from the amount of sludge to be driven and the amount of drainage discharged in each process.

次に、濾枠締め付け装置16を弛め、開枠してケーキ排出工程を行ないケーキを排出する。本発明においては、処理対象の汚泥に対して植物の膨張粉砕物を加えることにより、ケーキの剥離性が向上しているので、濾布に残留するケーキは殆どなく、清掃工程は全く不要である。   Next, the filter frame clamping device 16 is loosened, the frame is opened, and the cake discharging process is performed to discharge the cake. In the present invention, the exfoliation property of the cake is improved by adding the expanded pulverized product of the plant to the sludge to be treated, so there is almost no cake remaining on the filter cloth, and no cleaning process is required at all. .

本発明方法によって汚泥の脱水処理を行うことによって汚泥脱水ケーキが得られる。得られた汚泥脱水ケーキは、焼却処理、炭化処理、コンポスト処理などにかけることができる。本発明によれば、フィルタープレス型脱水機におけるケーキの剥離性が向上するのに加えて、脱水処理によって形成される汚泥脱水ケーキの含水量を低下させることができる。これは、植物の膨張粉砕処理によって得られる膨張粉砕物が高い親水性を有するために汚泥との混合が改善されたことにより、汚泥の脱水性、乾燥速度が向上したことによるものであると考えられる。この結果、例えば汚泥脱水ケーキを炭化処理する場合の燃料消費量を削減することができ、また、汚泥脱水ケーキをコンポスト処理する場合の水分調整材の使用量や、原料・コンポスト製品の乾燥に必要なエネルギー量を削減することができる。更に、汚泥脱水ケーキを焼却処理する場合においても、助燃剤の使用量を削減することができる。   Sludge dewatering cake is obtained by performing sludge dewatering treatment by the method of the present invention. The obtained sludge dewatered cake can be subjected to incineration, carbonization, composting and the like. According to the present invention, the moisture content of the sludge dewatered cake formed by the dewatering treatment can be reduced in addition to the improvement of the peelability of the cake in the filter press type dewatering machine. This is thought to be due to the improved dewaterability and drying rate of sludge due to the improved mixing with sludge because the expanded pulverized product obtained by the expansion pulverization treatment of plants has high hydrophilicity. It is done. As a result, for example, fuel consumption when carbonizing sludge dewatered cakes can be reduced, and the amount of moisture adjusting material used when composting sludge dewatered cakes, and drying of raw materials and compost products are necessary. Energy can be reduced. Furthermore, when the sludge dewatered cake is incinerated, the amount of the auxiliary combustion agent used can be reduced.

本発明は、更に上記の汚泥脱水方法を実施するための装置にも関する。本発明の一態様に係る汚泥脱水処理装置の概念図を図6に示す。
図6に示す装置においては、剪定枝や枯草などの植物(好ましくは植物廃棄物)を蒸煮膨張粉砕装置に供給して膨張粉砕処理を行う。この目的で用いることのできる膨張粉砕装置としては、前述の2軸スクリュー式の膨張粉砕機を挙げることができる。次に、汚泥に凝集剤添加装置から有機高分子凝集剤及び/又は無機凝集剤を添加して凝集処理を行う。これらの処理が行われた汚泥は、フィルタープレス型脱水機に供給されて脱水処理され、得られた脱水ケーキは、次の処理(コンポスト処理、汚泥炭化処理、汚泥焼却処理など)にかけられる。
The present invention further relates to an apparatus for carrying out the above sludge dewatering method. The conceptual diagram of the sludge dehydration processing apparatus which concerns on 1 aspect of this invention is shown in FIG.
In the apparatus shown in FIG. 6, plants such as pruned branches and hay (preferably plant waste) are supplied to a steaming expansion pulverization apparatus to perform expansion pulverization. Examples of the expansion and pulverization apparatus that can be used for this purpose include the above-described twin-screw expansion and pulverization machine. Next, the organic polymer flocculant and / or the inorganic flocculant is added to the sludge from the flocculant addition apparatus to perform the flocculant treatment. The sludge subjected to these treatments is supplied to a filter press type dehydrator for dehydration treatment, and the obtained dewatered cake is subjected to the next treatment (compost treatment, sludge carbonization treatment, sludge incineration treatment, etc.).

図6では、汚泥にまず膨張粉砕物を添加し、次に凝集剤を添加し、その後フィルタープレス型脱水機にかける態様が示されているが、汚泥への膨張粉砕物の添加と凝集剤の添加とは、順序が逆になってもよく、或いは同時に行うように構成してもよい。   FIG. 6 shows an embodiment in which the expanded pulverized product is first added to the sludge, then the flocculant is added, and then applied to a filter press-type dehydrator. The order of addition may be reversed, or the addition may be performed simultaneously.

本発明の各種態様は以下の通りである。
1.フィルタープレスと、フィルタープレス内を減圧状態にするための減圧装置と、フィルタープレス内の汚泥を加熱する手段とを有するフィルタープレス型脱水機によって汚泥を脱水処理する方法において、汚泥に、植物を膨張粉砕処理して得られた膨張粉砕物を添加混合して調質した後に上記フィルタープレス型脱水機で脱水処理することを特徴とする方法。
Various aspects of the present invention are as follows.
1. In a method of dewatering sludge with a filter press-type dehydrator having a filter press, a pressure reducing device for depressurizing the inside of the filter press, and means for heating the sludge in the filter press, the plant is expanded into the sludge. A method comprising adding and mixing an expanded pulverized product obtained by pulverization and tempering, followed by dehydrating with the filter press dehydrator.

2.植物の膨張粉砕物を、汚泥の固形分に対して5〜100重量%添加混合する上記第1項に記載の方法。
3.脱水処理装置でのフィルタープレス内の圧力を0.02MPa以下とする上記第1項又は第2項に記載の方法。
2. 2. The method according to item 1 above, wherein the plant pulverized product is added and mixed in an amount of 5 to 100% by weight based on the solid content of the sludge.
3. 3. The method according to item 1 or 2, wherein the pressure in the filter press in the dehydration apparatus is 0.02 MPa or less.

4.汚泥に植物の膨張粉砕物を添加混合すると共に、汚泥に有機高分子凝集剤及び/又は無機凝集剤を添加混合する上記第1項〜第3項のいずれかに記載の方法。
5.膨張粉砕処理する植物として、剪定枝、枯草、わら、、バガス、コーヒー糟、竹、笹、間伐材、建築廃材、農業廃棄物、籾殻、麦稈、又は茶粕を用いる上記第1項〜第4項のいずれかに記載の方法。
4). 4. The method according to any one of the above items 1 to 3, wherein an organic ground flocculant and / or an inorganic flocculant is added to and mixed with sludge and a plant expanded pulverized product.
5. The above items 1 to 4 using pruned branches, hay, straw, bagasse, coffee straw, bamboo, straw, thinned wood, construction waste, agricultural waste, rice husk, wheat straw, or teacup as the plant to be expanded and ground. A method according to any of the paragraphs.

6.植物材料を膨張粉砕処理するための膨張粉砕装置と、膨張粉砕処理した植物膨張粉砕物を汚泥に添加するための膨張粉砕物添加装置と、膨張粉砕物を添加した汚泥を受容して脱水処理するための脱水機とを具備する汚泥の脱水処理装置であって、脱水機が、フィルタープレスと、フィルタープレス内を減圧状態にするための減圧装置と、フィルタープレス内の汚泥を加熱する手段とを有するフィルタープレス型脱水機である装置。
7.汚泥に有機高分子凝集剤及び/又は無機凝集剤を添加する凝集剤添加装置を具備する上記第6項に記載の装置。
6). An expansion pulverization device for expanding and pulverizing plant material, an expanded pulverized material adding device for adding the expanded and pulverized plant expanded pulverized product to sludge, and receiving and dewatering sludge to which the expanded pulverized material is added. A sludge dewatering apparatus comprising a filter press, a depressurizer for reducing the pressure inside the filter press, and means for heating the sludge in the filter press. A device that is a filter press type dehydrator.
7). The apparatus according to claim 6, further comprising a flocculant addition apparatus for adding an organic polymer flocculant and / or an inorganic flocculant to the sludge.

実施例
以下の実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の記載に限定されるものではない。
破砕対象物として枯草を使用し、前述の2軸スクリュー押出式の膨張粉砕機を用いて、粒径が0.5〜2mmの破砕物(膨張粉砕物)を得た。
EXAMPLES The present invention will be described more specifically with reference to the following examples, but the present invention is not limited to the following description.
Using hay as the object to be crushed, the above-mentioned biaxial screw extrusion type expansion pulverizer was used to obtain a crushed product (expanded pulverized product) having a particle size of 0.5 to 2 mm.

し尿処理余剰汚泥(固形分濃度15.8g/L)に、上記膨張粉砕物を汚泥の固形分に対して0重量%(比較例)、10重量%又は30重量%添加混合し、更に、ポリ硫酸第二鉄を1.5%asFe添加混合し、続いてポリマー凝集剤(荏原製作所社製、商品名エバクロースB034)を汚泥の固形分に対して0.7重量%添加して凝集処理を行った後、フィルタープレス型脱水機による脱水処理にかけた。   To the human waste surplus sludge (solid content concentration 15.8 g / L), 0% by weight (comparative example), 10% by weight or 30% by weight of the above expanded pulverized product is added and mixed with the solid content of the sludge. Ferric sulfate was added and mixed with 1.5% asFe, and then the polymer flocculant (trade name Eva Claus B034, manufactured by Ebara Seisakusho Co., Ltd.) was added to 0.7% by weight based on the solid content of the sludge for coagulation treatment. After that, it was subjected to dehydration treatment by a filter press type dehydrator.

脱水処理は、上記に説明した図2〜図5に示すフィルタープレス型脱水機を用いて行った。まず、膨張破砕物を添加して調質した汚泥を汚泥供給ポンプでフィルタープレスの濾室内に圧入した(濾過工程)。濾過工程でのポンプ圧力を濾過圧力という。濾過工程終了後、温水循環ポンプを起動し、濾枠とダイヤフラムの空間に温水を供給した。このとき、背圧弁で温水圧力を1.5MPaに調整した。温水を供給することでダイヤフラムが変形して濾室内の汚泥が圧搾脱水される(圧搾工程)。圧搾工程での温水圧力を圧搾圧力という。次に、汚泥供給間に残留する未脱水汚泥を圧搾空気でフィルタープレス外に吹き飛ばした(ブロー工程)。温水循環ポンプを再起動し、真空ポンプを駆動させた。真空ポンプは濾液排出ラインに連結されているので、濾液排出ライン、ダイヤフラムに切られた溝を減圧する(脱水乾燥工程)。脱水乾燥工程での濾液ライン及びダイヤフラムに切られた溝の圧力をフィルタープレス圧力といい、真空ポンプの圧力を意味する。この工程の初期には、圧搾力による脱水が主として生じるが、時間経過と共に乾燥による脱水が主として生じるようになる。このとき、水は濾室内圧力に対応する温度で沸騰蒸発するので、圧力が低いほど沸点が低下し、温水温度(80〜90℃)との温度差が大きくなるので熱の移動量が増大し乾燥速度が大きくなる。   The dehydration process was performed using the filter press-type dehydrator shown in FIGS. First, sludge that was tempered by adding expanded crushed material was press-fitted into the filter chamber of a filter press with a sludge supply pump (filtration step). The pump pressure in the filtration process is called filtration pressure. After completion of the filtration step, the hot water circulation pump was activated to supply hot water to the space between the filter frame and the diaphragm. At this time, the hot water pressure was adjusted to 1.5 MPa with a back pressure valve. By supplying warm water, the diaphragm is deformed and the sludge in the filter chamber is squeezed and dehydrated (squeezing step). The hot water pressure in the pressing process is called pressing pressure. Next, the non-dehydrated sludge remaining between the sludge supply was blown out of the filter press with compressed air (blow process). The hot water circulation pump was restarted and the vacuum pump was driven. Since the vacuum pump is connected to the filtrate discharge line, the groove cut in the filtrate discharge line and the diaphragm is depressurized (dehydration drying step). The pressure in the groove cut in the filtrate line and diaphragm in the dehydration drying process is called the filter press pressure, which means the pressure of the vacuum pump. In the initial stage of this step, dehydration due to pressing force mainly occurs, but dehydration due to drying mainly occurs over time. At this time, since water evaporates at a temperature corresponding to the pressure in the filter chamber, the lower the pressure, the lower the boiling point, and the temperature difference from the hot water temperature (80 to 90 ° C.) increases, so the amount of heat transfer increases. Increases drying speed.

なお、用いたフィルタープレスは濾過面積4m2の両面加圧方式で、濾室の厚みは30mmであった。フィルタープレスの熱源は85℃の温水とし、温水循環ポンプでダイヤフラムの裏面に循環供給した。真空発生装置は真空ポンプを使用し、フィルタープレス内の圧力を0.01MPaとした。濾過時間は60分、濾過圧力は0.5MPa、圧搾時間は30分、圧搾圧力は1.5MPa、乾燥時間は90分とし、到達ケーキ含水率の測定、及びケーキの剥離性の観察を行った。ケーキの剥離性に関しては、フィルタープレスの開枠及び濾布振盪後に濾布に付着しているケーキの面積割合(ケーキ付着面積/ろ過面積×100%)で評価した。結果を表1にまとめる。 The filter press used was a double-sided pressure method with a filtration area of 4 m 2 and the thickness of the filter chamber was 30 mm. The heat source of the filter press was warm water of 85 ° C., and was circulated and supplied to the back surface of the diaphragm with a warm water circulation pump. The vacuum generator used a vacuum pump, and the pressure in the filter press was 0.01 MPa. The filtration time was 60 minutes, the filtration pressure was 0.5 MPa, the pressing time was 30 minutes, the pressing pressure was 1.5 MPa, and the drying time was 90 minutes. The ultimate moisture content was measured and the peelability of the cake was observed. . The peelability of the cake was evaluated by the ratio of the area of the cake adhering to the filter cloth after opening the filter press frame and shaking the filter cloth (cake adhering area / filtration area × 100%). The results are summarized in Table 1.

Figure 0004593193
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なお、脱水ケーキの見かけの含水率とは、添加物(本実験の場合にはポリ硫酸第二鉄及びポリマー及び膨張粉砕物)の重量を含めた実測値であり、真の含水率とは、この実測値から、添加物の乾燥重量分を除いた汚泥重量に対する含水率を算出した値である。   The apparent moisture content of the dehydrated cake is an actually measured value including the weight of the additive (in the case of this experiment, ferric sulfate and polymer and expanded pulverized product), and the true moisture content is From this measured value, the moisture content relative to the sludge weight excluding the dry weight of the additive is calculated.

植物の膨張粉砕物を添加しない比較例では、真のケーキ含水率が56.8%であったが、ケーキの剥離性が悪く、振盪機での振動による剥離を試みたが、ケーキの厚みが15mm程度あるにもかかわらず、濾布面のおよそ90%にケーキが付着した。その付着具合も、濾布面にしっかりとケーキが食い込んだ状態であり、スクレーパを用いて人力による剥離を試みたが完全には剥離できなかった。   In the comparative example in which the plant expanded pulverized product was not added, the true moisture content of the cake was 56.8%, but the peelability of the cake was poor, and peeling by vibration using a shaker was attempted. Despite being about 15 mm, the cake adhered to about 90% of the filter cloth surface. The degree of adhesion was also in a state where the cake was firmly biting into the filter cloth surface, and although peeling was attempted by human power using a scraper, it could not be completely peeled off.

一方、本発明方法では、ケーキの剥離性は良好で、100%ケーキ剥離した。特に膨張粉砕物を30重量%添加した場合には、フィルタープレスの開枠と同時にケーキの剥離が起こった。これは、膨張粉砕物が混入することによって、ケーキ自体の粘着性が低下し、濾布への付着力が減衰したためであると考えられる。   On the other hand, in the method of the present invention, the peelability of the cake was good and the cake peeled 100%. In particular, when 30% by weight of the expanded pulverized product was added, cake peeling occurred simultaneously with the opening of the filter press. This is presumably because the adhering force to the filter cloth was attenuated due to the stickiness of the cake itself being reduced due to the mixing of the expanded pulverized material.

また、同一の条件での脱水乾燥によって、比較例ではケーキ含水率が56.8%であったのに対して、本発明では真のケーキ含水率が比較例よりも8ポイント(膨張粉砕物10重量%添加)及び12ポイント(膨張粉砕物30重量%添加添加)低下した。これは、膨張粉砕物の添加によって、ケーキの剥離性が向上したのに加えて、更に、脱水性が向上した上、ケーキ層に乾燥を阻害する薄膜が形成することが抑制されて、加えて、膨張粉砕物の添加によってケーキ層に空隙部分が形成されることにより、ケーキ層内に真空部分が発生して乾燥が促進されたためであると考えられる。   Further, by dehydrating and drying under the same conditions, the moisture content of the cake was 56.8% in the comparative example, whereas in the present invention, the true moisture content of the cake was 8 points (compared to the expanded pulverized product 10). (Weight% addition) and 12 points (expanded pulverized product addition of 30 weight%) decreased. In addition to the cake peelability being improved by the addition of the expanded pulverized product, the dewaterability is further improved and the formation of a thin film that inhibits drying in the cake layer is suppressed. It can be considered that a void portion was formed in the cake layer by the addition of the expanded pulverized product, and a vacuum portion was generated in the cake layer, thereby promoting drying.

以上の実験結果から、本発明にしたがって、汚泥に植物膨張粉砕物を加え、好ましくは更に凝集剤を添加して凝集処理を行った後に、フィルタープレス型脱水機による脱水処理にかけることによって、フィルタープレスでのケーキの剥離性を向上させることができると共に、脱水ケーキの含水量を低減させることができ、その後の焼却処理、炭化処理、コンポスト処理などを極めて良好に実施することができることが分かる。   From the above experimental results, according to the present invention, after adding a plant expansion pulverized product to sludge, preferably adding a flocculant and performing a flocculation treatment, the filter is subjected to a dehydration treatment by a filter press type dehydrator. It can be seen that the peelability of the cake in the press can be improved, the water content of the dehydrated cake can be reduced, and the subsequent incineration, carbonization, composting, etc. can be carried out very well.

本発明によれば、植物を膨張粉砕処理して得られる膨張粉砕物を汚泥に加えて、汚泥をフィルタープレス型脱水機によって脱水処理にかけることにより、脱水ケーキの含水量を低減させることができると共に、フィルタープレスにおけるケーキの剥離性を向上させることができる。本発明により得られる脱水ケーキをコンポスト処理する場合、有機物減量が大きいので、従来よりも短期間でコンポスト化することができる。また、脱水ケーキの低含水率化によって、脱水ケーキをコンポスト処理する場合の水分調整材使用量の削減、脱水汚泥や製品コンポストを乾燥する場合のエネルギー使用量の削減を図ることができる。また、脱水ケーキを炭化処理や焼却処理する場合にも、エネルギー使用量の削減を図ることができると共に、二酸化炭素発生量も削減することができ、地球温暖化対策の一助ともなる。更に、本発明によれば、現状で処分に困っている剪定枝、枯草、間伐材、建築廃材などの植物廃棄物を有効利用することが可能である。   According to the present invention, the water content of the dehydrated cake can be reduced by adding the expanded pulverized product obtained by expanding and pulverizing the plant to the sludge, and subjecting the sludge to the dehydration treatment by the filter press type dehydrator. At the same time, the peelability of the cake in the filter press can be improved. When the dehydrated cake obtained according to the present invention is composted, it can be composted in a shorter period of time than before because the organic matter loss is large. Further, by reducing the moisture content of the dehydrated cake, it is possible to reduce the amount of moisture adjusting material used when composting the dehydrated cake and reduce the amount of energy used when drying dehydrated sludge and product compost. Also, when the dehydrated cake is carbonized or incinerated, the amount of energy used can be reduced, and the amount of carbon dioxide generated can be reduced, which helps to counter global warming. Furthermore, according to the present invention, it is possible to effectively use plant waste such as pruned branches, hay, thinned wood, and building waste that are currently difficult to dispose of.

本発明において使用することのできる膨張粉砕機の一具体例の概念を示す図である。It is a figure which shows the concept of one specific example of the expansion crusher which can be used in this invention. 本発明において使用することのできるフィルタープレス型脱水機のシステムを示すフロー図である。It is a flowchart which shows the system of the filter press type | mold dehydrator which can be used in this invention. 本発明において使用することのできるフィルタープレス型脱水機の構成を示す概略正面図である。It is a schematic front view which shows the structure of the filter press type | mold dehydrator which can be used in this invention. 本発明において使用することのできるフィルタープレス型脱水機における濾枠の斜視図である。It is a perspective view of the filter frame in the filter press type dehydrator which can be used in the present invention. 本発明において使用することのできるフィルタープレス型脱水機の内部構造を示す図である。(a)は濾過工程を示し、(b)は加圧脱水乾燥工程を示す。It is a figure which shows the internal structure of the filter press type | mold dehydrator which can be used in this invention. (A) shows a filtration process, (b) shows a pressure dehydration drying process. 本発明の一態様に係る汚泥の脱水装置の構成を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the structure of the dewatering apparatus of the sludge which concerns on 1 aspect of this invention.

Claims (5)

フィルタープレスと、フィルタープレス内を減圧状態にするための減圧装置と、フィルタープレス内の汚泥を加熱する手段とを有するフィルタープレス型脱水機によって汚泥を脱水処理する方法において、
当該汚泥に、スクリュー式膨張破砕機を用いて120〜150℃の温度及び0.3〜0.7MPaの圧力で植物を膨張破砕処理して得られる膨張破砕物を添加混合し、次いで有機高分子凝集剤及び/又は無機凝集剤を添加混合して調質した後に、当該フィルタープレス型脱水機で脱水処理することを特徴とする方法。
In a method of dewatering sludge by a filter press-type dehydrator having a filter press, a pressure reducing device for bringing the inside of the filter press into a reduced pressure state, and means for heating the sludge in the filter press,
The sludge is added and mixed with an expanded crushed material obtained by expanding and crushing a plant at a temperature of 120 to 150 ° C. and a pressure of 0.3 to 0.7 MPa using a screw type expansion and crusher , and then an organic polymer. A method comprising adding and mixing a flocculant and / or an inorganic flocculant, conditioning, and then performing a dehydration treatment with the filter press dehydrator.
前記植物の膨張粉砕物を、前記汚泥の固形分に対して5〜100重量%添加混合する請求項1に記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the expanded pulverized product of the plant is added and mixed in an amount of 5 to 100% by weight based on the solid content of the sludge. 前記フィルタープレス型脱水機のフィルタープレス内の圧力を0.02MPa以下として減圧乾燥する請求項1又は2に記載の方法。   The method according to claim 1 or 2, wherein the pressure in the filter press of the filter press type dehydrator is reduced to 0.02 MPa or less and dried under reduced pressure. 膨張粉砕処理する植物として、剪定枝、枯草、わら、バガス、コーヒー糟、竹、笹、間伐材、建築廃材、農業廃棄物、籾殻、麦稈、又は茶粕を用いる請求項1〜のいずれかに記載の方法。 As a plant to be expanded pulverized, pruned branches, hay, straw, bagasse, coffee dregs, bamboo, bamboo, thinned wood, construction waste, agricultural waste, rice husks, claim 1-3 using straw, or tea dregs The method described in 1. 植物材料を120〜150℃の温度及び0.3〜0.7MPaの圧力で膨張粉砕処理するためのスクリュー式膨張粉砕機と、
膨張粉砕処理した植物膨張粉砕物を汚泥に添加するための膨張粉砕物添加装置と、
当該植物膨張粉砕物を含有する汚泥に有機高分子凝集剤及び/又は無機凝集剤を添加する凝集剤添加装置と、
当該膨張粉砕物と有機高分子凝集剤及び/又は無機凝集剤とを添加した汚泥を受容して脱水処理するための、フィルタープレス、フィルタープレス内を減圧状態にするための減圧装置及びフィルタープレス内の汚泥を加熱する手段を有するフィルタープレス型脱水機と、を具備する、請求項1〜4のいずれか1項に記載の処理方法を実施する汚泥の脱水処理装置。
A screw-type expansion pulverizer for expanding and pulverizing plant material at a temperature of 120 to 150 ° C. and a pressure of 0.3 to 0.7 MPa;
An expanded pulverized product adding device for adding the expanded and pulverized plant expanded pulverized product to sludge;
A flocculant addition apparatus for adding an organic polymer flocculant and / or an inorganic flocculant to the sludge containing the plant expanded pulverized product;
A filter press for receiving sludge to which the expanded pulverized product and an organic polymer flocculant and / or an inorganic flocculant are added for dehydration, and a pressure reducing device for reducing the pressure inside the filter press and the filter press. A sludge dewatering treatment apparatus for carrying out the treatment method according to any one of claims 1 to 4 , comprising a filter press-type dewatering device having means for heating the sludge.
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