JP6164888B2 - Organic sludge treatment method and treatment equipment - Google Patents
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Description
本発明は、例えば、下水、食品工業などから発生する有機物を含んだ有機汚泥の処理方法および処理設備に関する。 The present invention relates to a processing method and processing equipment for organic sludge containing organic substances generated from, for example, sewage and food industry.
従来、有機汚泥を機械的に圧搾等して脱水する場合、有機汚泥中の有機物の細胞膜内の水(内包水と言う)を脱水することは困難であり、このため、有機汚泥の含水率を60〜80%以下にすることは一般的に難しかった。 Conventionally, when organic sludge is mechanically squeezed and dehydrated, it is difficult to dehydrate the water in the cell membrane of organic matter in organic sludge (referred to as encapsulated water). It was generally difficult to make it 60 to 80% or less.
従来の有機汚泥の処理方法としては、例えば図11に示すように、固形物濃度が約2〜5%の有機汚泥を脱水機101で脱水して、有機汚泥の含水率を約80%に低下させ、次に、有機汚泥を加熱乾燥機102で加熱乾燥して、有機汚泥中の水を蒸発させる。これにより、含水率が約30%まで低下した乾燥汚泥が得られる。その後、乾燥汚泥を焼却設備103(又は溶融設備)で焼却(又は溶融)して汚泥を減容化するともに、焼却灰(又は溶融固化物)中に含まれる有用成分のリンを抽出し回収して肥料等に利用している。
As a conventional organic sludge treatment method, for example, as shown in FIG. 11, the organic sludge having a solid concentration of about 2 to 5% is dehydrated by the
また、別の有機汚泥の処理方法としては、例えば図12に示すように、有機汚泥を反応缶110に供給し、反応缶110に水蒸気を吹き込んで、高温高圧下で有機汚泥中の有機物の細胞膜を低分子化する。その後、有機汚泥を脱水機111で脱水し、脱水機111からろ液と脱水汚泥を取り出す。このうち、脱水汚泥は含水率が約40%まで低下しており、脱水汚泥を焼却設備112で焼却し、焼却灰中に含まれるリンを抽出して回収する。尚、上記のように水蒸気を利用して高温高圧処理を行う方法については、例えば下記特許文献1に記載されている。
As another organic sludge treatment method, for example, as shown in FIG. 12, the organic sludge is supplied to the reaction can 110, steam is blown into the reaction can 110, and the organic cell membrane in the organic sludge under high temperature and high pressure. To lower the molecular weight. Thereafter, the organic sludge is dehydrated by the
しかしながら上記図11に示した従来形式では、加熱乾燥機102を用いて有機汚泥中の水を蒸発させるため、加熱乾燥機102で消費されるエネルギーが高くなり、運転コストが高くなるといった問題がある。
However, in the conventional format shown in FIG. 11, since the water in the organic sludge is evaporated using the
また、上記図12に示した従来形式では、反応缶110において、高温高圧下で有機汚泥中の有機物の細胞膜が細かく切断されて低分子化されるため、有機汚泥を脱水機で脱水した際、細胞膜を構成しているリンが、低分子化された細胞膜と共に、固形物から抜け出し、ろ液中に移行してしまう割合が多くなる。その分、脱水汚泥中に含まれるリンの濃度が低下するため、焼却灰から回収されるリンの回収量が減少するといった問題がある。
In the conventional format shown in FIG. 12, in the
本発明は、運転コストを低減し、リンの回収率を向上させることができる有機汚泥の処理方法および処理設備を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the processing method and processing equipment of the organic sludge which can reduce an operating cost and can improve the recovery rate of phosphorus.
上記目的を達成するために、本第1発明における有機汚泥の処理方法は、有機汚泥と常温常圧下において液体である有機溶媒とを混合する混合工程と、
有機溶媒を混合した有機汚泥を、脱水機の脱水部に供給して脱水し、脱水汚泥とろ液とに分離する脱水工程と、
脱水汚泥を焼却設備又は溶融設備で処理する焼却又は溶融処理工程とを有し、
前記脱水工程において、脱水部の有機汚泥を有機溶媒の沸点以上で且つ水の沸点未満の所定温度に加温して、有機汚泥に混合されている有機溶媒を気化させ、
気化した有機溶媒を脱水部から排出して回収するものである。
In order to achieve the above object, the organic sludge treatment method in the first invention comprises a mixing step of mixing organic sludge and an organic solvent that is liquid at normal temperature and pressure,
A dehydration step in which organic sludge mixed with an organic solvent is supplied to a dehydrator of a dehydrator to dehydrate, and separated into dehydrated sludge and filtrate;
The dewatered sludge possess the incineration or melt processing step for processing by incineration facility or melting facilities,
In the dehydration step, the organic sludge in the dehydration part is heated to a predetermined temperature that is equal to or higher than the boiling point of the organic solvent and lower than the boiling point of water, and the organic solvent mixed in the organic sludge is vaporized.
The vaporized organic solvent is discharged from the dehydration unit and collected .
これによると、混合工程において、有機汚泥中の有機物の細胞膜の一部が有機溶媒によって溶解されて傷付くため、内包水が細胞膜の傷付いた部分から排出され易くなる。従って、脱水工程において、脱水機を用いて内包水を脱水することが可能になり、別にエネルギーを加えることなく、焼却又は溶融処理が可能になるまで、有機汚泥の含水率を容易に低下させることができる。 According to this, in the mixing step, part of the cell membrane of the organic substance in the organic sludge is dissolved and damaged by the organic solvent, so that the contained water is easily discharged from the damaged portion of the cell membrane. Therefore, in the dehydration process, it becomes possible to dehydrate the contained water using a dehydrator, and easily reduce the water content of organic sludge until incineration or melting treatment is possible without adding energy. Can do.
また、有機汚泥中の有機物の細胞膜が細かく切断されて低分子化されるのではなく、細胞膜の一部が有機溶媒によって溶解されて傷付くだけであるため、脱水工程において、ろ液中に移行するリンの量が低減され、その分、脱水汚泥中に含まれるリンの濃度が向上する。これにより、焼却又は溶融処理工程において発生する焼却灰中又は溶融固化物中に含まれるリンの割合が増加し、リンの回収率が向上する。
さらに、前記脱水工程において、脱水部の有機汚泥を有機溶媒の沸点以上で且つ水の沸点未満の所定温度に加温することにより、有機汚泥に混合されている有機溶媒は気化して回収されるが、有機汚泥中に含まれている水は気化せずに液体のままの状態に保たれる。このため、水を蒸発させることなく、水を液体のままで有機汚泥から分離することができ、脱水に要するエネルギーが低減され、運転コストが低減される。
In addition, the cell membrane of the organic matter in the organic sludge is not cut finely and reduced in molecular weight, but only part of the cell membrane is dissolved and damaged by the organic solvent, so it is transferred to the filtrate during the dehydration process. The amount of phosphorus to be reduced is reduced, and accordingly, the concentration of phosphorus contained in the dewatered sludge is improved. Thereby, the ratio of phosphorus contained in the incinerated ash generated in the incineration or melting treatment step or in the molten solidified product is increased, and the recovery rate of phosphorus is improved.
Furthermore, in the dehydration step, the organic sludge mixed in the organic sludge is vaporized and recovered by heating the organic sludge in the dewatering section to a predetermined temperature that is higher than the boiling point of the organic solvent and lower than the boiling point of water. However, the water contained in the organic sludge is kept in a liquid state without being vaporized. For this reason, without evaporating water, water can be separated from organic sludge while being in a liquid state, energy required for dehydration is reduced, and operation costs are reduced.
本第2発明における有機汚泥の処理方法は、有機溶媒は水よりも低い沸点を有し、
有機汚泥又はろ液に含まれる有機溶媒を回収するものである。
これによると、有機溶媒を回収して再利用することができ、有機溶媒の使用量を削減し、運転コストが低減される。
In the method for treating organic sludge in the second invention, the organic solvent has a boiling point lower than that of water,
The organic solvent contained in the organic sludge or filtrate is recovered.
According to this, an organic solvent can be collect | recovered and reused, the usage-amount of an organic solvent is reduced, and an operating cost is reduced.
本第3発明における有機汚泥の処理方法は、焼却設備又は溶融設備の熱を利用してろ液を加熱し、ろ液から有機溶媒を分離して回収するものである。
これによると、焼却設備又は溶融設備の余分な熱を有効利用して、ろ液を加熱するため、さらに運転コストが低減される。
The method for treating organic sludge according to the third aspect of the invention is to heat the filtrate using the heat of the incineration facility or the melting facility and separate and recover the organic solvent from the filtrate.
According to this, since the filtrate is heated by effectively using the excess heat of the incineration facility or the melting facility, the operation cost is further reduced.
本第4発明における有機汚泥の処理方法は、溶融設備は、溶融した脱水汚泥を水で冷却する冷却水槽を備え、
冷却水槽の熱を利用してろ液を加熱するものである。
In the method for treating organic sludge according to the fourth invention, the melting facility includes a cooling water tank for cooling the molten dewatered sludge with water,
The filtrate is heated using the heat of the cooling water tank.
これによると、冷却水槽の余分な熱を有効利用して、ろ液を加熱するため、さらに運転コストが低減される。
本第5発明における有機汚泥の処理方法は、脱水工程において、焼却設備又は溶融設備の熱を利用して、脱水部の有機汚泥を所定温度に加温するものである。
According to this, since the filtrate is heated using the extra heat of the cooling water tank effectively, the operating cost is further reduced.
The method of treating organic sludge in the fifth invention, in the dehydration step, by utilizing the heat of the incinerator or the melting equipment, is to heat the organic sludge dewatering unit to a predetermined temperature.
これによると、焼却設備又は溶融設備の余分な熱を有効利用して、有機汚泥を加温するため、さらに運転コストが低減される。
本第6発明における有機汚泥の処理設備は、有機汚泥と常温常圧下で液体であり水よりも低い沸点を有する有機溶媒とを混合する混合槽と、
有機溶媒を混合した有機汚泥を、脱水して、脱水汚泥とろ液とに分離する脱水機と、
脱水機から取り出されたろ液を加熱蒸留して、ろ液から有機溶媒を分離し回収する加熱蒸留器と、
脱水機から取り出された脱水汚泥を焼却又は溶融する焼却設備又は溶融設備とを有し、
前記脱水機は、有機汚泥を有機溶媒の沸点以上で且つ水の沸点未満の所定温度に加温して、有機汚泥に混合されている有機溶媒を気化させる加温手段を有し、
気化した有機溶媒が脱水機から排出されて回収されるものである。
According to this, since the organic sludge is heated by effectively using the excess heat of the incineration facility or the melting facility, the operation cost is further reduced.
The treatment equipment for organic sludge according to the sixth invention comprises a mixing tank for mixing organic sludge and an organic solvent that is liquid at room temperature and normal pressure and has a boiling point lower than that of water,
A dehydrator that dehydrates organic sludge mixed with an organic solvent and separates it into dehydrated sludge and filtrate;
A heated distiller that heat-distills the filtrate removed from the dehydrator to separate and recover the organic solvent from the filtrate;
It has an incineration facility or a melting facility that incinerates or melts the dewatered sludge taken out from the dehydrator ,
The dehydrator has a heating means for heating the organic sludge to a predetermined temperature which is equal to or higher than the boiling point of the organic solvent and lower than the boiling point of water, and vaporizes the organic solvent mixed in the organic sludge,
The vaporized organic solvent is discharged from the dehydrator and collected .
これによると、混合槽において、有機汚泥と有機溶媒とを混合することにより、細胞膜の一部が溶解されて傷付くため、内包水が細胞膜の傷付いた部分から排出され易くなる。その後、有機溶媒を混合した有機汚泥を、脱水機で脱水することにより、脱水機を用いて内包水を脱水することが可能になり、有機汚泥の含水率を容易に低下させることができる。 According to this, by mixing the organic sludge and the organic solvent in the mixing tank, part of the cell membrane is dissolved and damaged, so that the contained water is easily discharged from the damaged part of the cell membrane. Thereafter, by dehydrating the organic sludge mixed with the organic solvent with a dehydrator, it becomes possible to dehydrate the contained water using the dehydrator, and the water content of the organic sludge can be easily reduced.
また、有機汚泥中の有機物の細胞膜が細かく切断されて低分子化されるのではなく、細胞膜の一部が有機溶媒によって溶解されて傷付くだけであるため、ろ液中に移行するリンの量が低減され、脱水汚泥中に含まれるリンの濃度が向上する。これにより、焼却設備において発生する焼却灰中又は溶融設備において発生する溶融固化物中に含まれるリンの割合が増加し、リンの回収率が向上する。 In addition, the cell membrane of organic matter in organic sludge is not cut finely and reduced in molecular weight, but only a part of the cell membrane is dissolved and damaged by the organic solvent, so the amount of phosphorus transferred into the filtrate Is reduced, and the concentration of phosphorus contained in the dewatered sludge is improved. Thereby, the ratio of phosphorus contained in the incinerated ash generated in the incineration facility or in the molten solidified product generated in the melting facility is increased, and the recovery rate of phosphorus is improved.
また、有機汚泥中に含まれる水を蒸発させることなく、水を液体のままで有機汚泥から分離することができるため、脱水に要するエネルギーが低減され、運転コストが低減される。さらに、ろ液に含まれる有機溶媒を回収して再利用することができ、有機溶媒の使用量を削減して運転コストを低減することができる。 Further, since water contained in the organic sludge can be separated from the organic sludge while being in a liquid state without evaporating the water, the energy required for dehydration is reduced and the operating cost is reduced. Furthermore, the organic solvent contained in the filtrate can be recovered and reused, and the operating cost can be reduced by reducing the amount of organic solvent used.
本第7発明における有機汚泥の処理設備は、加熱蒸留器は焼却設備又は溶融設備の熱を利用してろ液を加熱するものである。
これによると、焼却設備又は溶融設備の余分な熱を有効利用して、ろ液を加熱するため、さらに運転コストが低減される。
In the seventh aspect of the present invention, the organic sludge treatment facility heats the filtrate using the heat of the incineration facility or the melting facility.
According to this, since the filtrate is heated by effectively using the excess heat of the incineration facility or the melting facility, the operation cost is further reduced.
本第8発明における有機汚泥の処理設備は、加温手段は焼却設備又は溶融設備の熱を利用して有機汚泥を加温するものである。 In the treatment equipment for organic sludge according to the eighth invention, the heating means heats the organic sludge using the heat of the incineration equipment or the melting equipment.
これによると、焼却設備又は溶融設備の余分な熱を有効利用して、有機汚泥を加温するため、さらに運転コストが低減される。 According to this, since the organic sludge is heated by effectively using the excess heat of the incineration facility or the melting facility, the operation cost is further reduced.
以上のように本発明によると、運転コストを低減し、リンの回収率を向上させることができる。 As described above, according to the present invention, the operating cost can be reduced and the phosphorus recovery rate can be improved.
以下、本発明における実施の形態を、図面を参照して説明する。
(第1の実施の形態)
第1の実施の形態において、図1は、下水処理における有機汚泥の処理設備1を模式的に示す図である。これによると、脱窒槽2において脱窒された有機汚泥を濃縮する濃縮機3と、濃縮された有機汚泥にアルコール系溶媒Aを混合する混合槽4と、アルコール系溶媒Aが混合された有機汚泥Bを脱水してろ液Cと脱水汚泥Dとに分離する無端ろ布走行式のフィルタープレス5(脱水機の一例)と、気化されたアルコール系溶媒Aを液体に戻す凝縮器6と、フィルタープレス5から取り出されたろ液Cを加熱蒸留してろ液Cから液体のアルコール系溶媒Aを分離し回収する加熱蒸留器7と、フィルタープレス5から取り出された脱水汚泥Dを溶融して減容化する溶融設備8とを有している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
In 1st Embodiment, FIG. 1 is a figure which shows typically the
アルコール系溶媒Aは、常温常圧(25℃,1気圧)下において液体であり揮発性を有する有機溶媒の一例であり、具体例として、メタノールやエタノールが用いられる。尚、アルコール系溶媒Aは、水の沸点(100℃)よりも低い沸点を有しており、例えばメタノールでは65℃、エタノールでは78℃である。尚、ここで、沸点とは、1気圧における標準沸点を意味する。 The alcohol solvent A is an example of a volatile organic solvent that is liquid under normal temperature and normal pressure (25 ° C., 1 atm), and methanol and ethanol are used as specific examples. The alcohol solvent A has a boiling point lower than that of water (100 ° C.), for example, 65 ° C. for methanol and 78 ° C. for ethanol. Here, the boiling point means a standard boiling point at 1 atm.
濃縮機3には例えばベルト濃縮機等が用いられる。混合槽4には、有機汚泥とアルコール系溶媒Aとを攪拌して混合する攪拌機等が備えられている。
図2に示すように、フィルタープレス5は、固定フレーム15と、固定フレーム15に対して接近離間自在な可動フレーム16と、これら両フレーム15,16間に互いに接近離間自在に配列された複数のろ板17と、無端状のろ布18と、ろ板17を互いに接近離間させてろ板17間を開閉する開閉装置19と、ろ布18を一方向Eへ走行させるろ布駆動装置29と、有機汚泥Bをアルコール系溶媒Aの沸点以上で且つ水の沸点未満の所定温度に加温して、有機汚泥Bに混合されているアルコール系溶媒Aを気化させる加温手段20(図5参照)とを有している。図3に示すように、ろ布18は、ローラ21に掛け渡されて、ろ板17間において逆U字状に配置されている。各ろ板17間において、相対向する一対のろ布18間にろ室22(脱水部の一例)が形成されている。また、開閉装置19は、可動フレーム16を移動させるシリンダ23(図2参照)を有している。
For the
As shown in FIG. 2, the filter press 5 includes a fixed
図4に示すように、固定フレーム15と一端部のろ板17とがリンク24で連結され、同様に、可動フレーム16と他端部のろ板17とがリンク25で連結され、各ろ板17同士がリンク機構26で連結されている。
As shown in FIG. 4, the fixed
図5〜図7に示すように、各ろ板17には、表裏片面に開口する凹部27と加温通路32とが形成され、凹部27内にはダイヤフラム28が設けられている。また、各ろ板17には、温水10を各ろ板17に供給する温水供給経路70と、温水10を各ろ板17から排出する温水排出経路71とが接続されている。
As shown in FIGS. 5 to 7, each
温水供給経路70は、分岐した第1および第2の温水供給経路30,33を有している。このうち、第1の温水供給経路30は温水10を供給してダイヤフラム28を膨張させるものであり、第2の温水供給経路33は温水10を加温通路32に供給するものである。
The hot
温水排出経路71は分岐した第1および第2の温水排出経路31,34を有している。このうち、第1の温水排出経路31は温水10を排出してダイヤフラム28を収縮させるものであり、第2の温水排出経路34は温水10を加温通路32から排出するものである。尚、加温手段20は加温通路32と温水供給経路70と温水排出経路71とによって構成されている。
The warm
図3に示すように、各ろ板17には、有機汚泥Bをろ室22に注入する汚泥注入通路36が形成されている。また、各ろ板17間には、口金部材37(フィードピース)がリンク機構26に支持されて配設されている。各口金部材37には、汚泥注入通路36から分岐してろ室22に通じる分岐通路(図示省略)が形成されている。また、各ろ板17には、ろ室22において圧搾された有機汚泥Bから発生するろ液Cを排出するろ液排出通路40が形成されている。
As shown in FIG. 3, each
図1に示すように、混合槽4とフィルタープレス5との間には、混合槽4内の有機汚泥Bをフィルタープレス5へ供給する汚泥供給経路45が接続されている。
また、加熱蒸留器7は、フィルタープレス5から取り出されたろ液Cを所定温度に加熱してろ液C中のアルコール系溶媒Aを気化してろ液Cから分離し、気化したアルコール系溶媒Aを冷却して液体のアルコール系溶媒Aを回収するものである。
As shown in FIG. 1, between the mixing
The heating distiller 7 heats the filtrate C taken out from the filter press 5 to a predetermined temperature to evaporate the alcohol solvent A in the filtrate C and separate it from the filtrate C, and cools the evaporated alcohol solvent A. Thus, the liquid alcohol solvent A is recovered.
フィルタープレス5と加熱蒸留器7との間には、フィルタープレス5から排出されたろ液Cを加熱蒸留器7へ送るろ液回収経路54が接続されている。ろ液回収経路54にはろ液回収用弁55が設けられている。また、ろ液回収経路54には、ろ液回収経路54から分岐して凝縮器6の入口に連通する第1溶媒回収経路56aと、凝縮器6の出口からろ液回収経路54に合流する第2溶媒回収経路56bとが接続されている。尚、第1溶媒回収経路56aには溶媒回収用弁57が設けられている。
Connected between the filter press 5 and the heating distiller 7 is a
混合槽4と加熱蒸留器7との間には、加熱蒸留器7においてろ液Cから分離回収された液体のアルコール系溶媒Aを混合槽4へ返送する第1溶媒返送経路58が設けられている。また、脱窒槽2と加熱蒸留器7との間には、上記液体のアルコール系溶媒Aを脱窒槽2へ返送する第2溶媒返送経路59が設けられている。第2溶媒返送経路59は第1溶媒返送経路58から分岐して設けられ、第1および第2溶媒返送経路58,59には第1および第2返送用弁60,61が設けられている。
Between the
図1,図8に示すように、溶融設備8は、溶融炉64と、バーナ65と、フィルタープレス5から取り出された脱水汚泥Dを溶融炉64内に落下投入する汚泥投入部66と、溶融炉64の下部に設けられた冷却水槽67とを有している。冷却水槽67は、溶融炉64内で溶融してスラグとなった脱水汚泥Dを冷却固化するものであり、内部に冷却用の水68が貯留されている。
As shown in FIGS. 1 and 8, the melting facility 8 includes a melting
フィルタープレス5の加温手段20は溶融設備8の熱を利用して有機汚泥Bを加温する。すなわち、溶融してスラグとなった脱水汚泥Dが冷却水槽67に落下し、脱水汚泥Dが冷却水槽67内の水68で冷却固化されることにより、冷却水槽67内の水68の温度が上昇し、この水68を加温手段20の温水10として利用するために、加温手段20の温水供給経路70と温水排出経路71とを冷却水槽67に接続している。
The heating means 20 of the filter press 5 heats the organic sludge B using the heat of the melting equipment 8. That is, the dewatered sludge D melted into slag falls into the cooling
同様に、加熱蒸留器7は溶融設備8の熱を利用してろ液Cを加熱蒸留する。すなわち、冷却水槽67内の水68を加熱源として加熱蒸留器7に供給する供給経路73と、加熱源として使用された水68を加熱蒸留器7から排出して冷却水槽67内に戻す排出経路74とが設けられている。
Similarly, the heating distiller 7 heats and distills the filtrate C using the heat of the melting equipment 8. That is, a
以下、上記構成における作用を説明する。
処理設備1を用いて有機汚泥を脱水する方法を以下に説明する。
前以て、フィルタープレス5の開閉装置19のシリンダ23を作動し、可動フレーム16を固定フレーム15に向って接近させ、図5に示すように、各ろ板17間を閉じておく。また、温水10を、温水供給経路70から第2の温水供給経路33へ流し、第2の温水供給経路33から各ろ板17の加温通路32に供給し、加温通路32から第2の温水排出経路34へ排出し、第2の温水排出経路34から温水排出経路71へ流す。これにより、温水10を加温通路32に通水した状態に保ち、加温通路32の温水10によってろ室22内を所定温度に加温しておく。
Hereinafter, the operation of the above configuration will be described.
A method for dewatering organic sludge using the
In advance, the
尚、所定温度とはアルコール系溶媒Aの沸点以上で且つ水の沸点未満の温度であり、例えば、アルコール系溶媒Aがメタノールの場合、第1所定温度は65℃以上で且つ100℃未満の温度であり、エタノールの場合、第1所定温度は78℃以上で且つ100℃未満の温度である。 The predetermined temperature is a temperature not lower than the boiling point of the alcohol solvent A and lower than the boiling point of water. For example, when the alcohol solvent A is methanol, the first predetermined temperature is not lower than 65 ° C. and lower than 100 ° C. In the case of ethanol, the first predetermined temperature is 78 ° C. or higher and less than 100 ° C.
そして、図1に示すように、ろ液回収用弁55と第1返送用弁60とを開き、溶媒回収用弁57と第2返送用弁61とを閉じ、脱窒槽2で脱窒された有機汚泥を濃縮機3により濃縮し、混合槽4において、濃縮された有機汚泥に液体のアルコール系溶媒Aを混合する混合工程が行われる。この時、回収したアルコール系溶媒Aでは不足する場合には、新たなアルコール系溶媒Aを追加して使用する。その後、アルコール系溶媒Aを混合した有機汚泥Bは、混合槽4から汚泥供給経路45を通ってフィルタープレス5に供給され、以下のようなろ過工程と圧搾工程と乾燥工程とからなる脱水工程により脱水される。
Then, as shown in FIG. 1, the
すなわち、ろ過工程では、有機汚泥Bは、汚泥供給経路45を経て、フィルタープレス5の各ろ板17の汚泥注入通路36を通り、汚泥注入通路36から各口金部材37の分岐通路を経て、各ろ室22に注入される。これにより、図5に示すように、有機汚泥Bが各ろ室22においてろ過される。この際、ろ室22は、加温通路32を通る温水10により、所定温度に加温されるため、ろ室22内に注入された有機汚泥Bも所定温度に加温される。
That is, in the filtration step, the organic sludge B passes through the
ろ過工程を行った後、図6に示すように、温水10を、第1の温水供給経路30から各ろ板17に供給し、ダイヤフラム28の内側空間13に通水し続ける。これにより、ダイヤフラム28が膨張して、ろ室22内の有機汚泥Bが圧搾されて脱水される。このような圧搾工程を行っている際にも、引き続き温水10を第2の温水供給経路33から加温通路32に通水することにより、ろ室22内の有機汚泥Bが所定温度に加温されている。つまり、有機汚泥Bは、ろ室22内に留まっている間、所定温度に加温され続けている。
After performing the filtration step, as shown in FIG. 6, the
上記ろ過工程と圧搾工程とにおいて発生したろ液Cは、各ろ板17のろ液排出通路40を通って排出され、図1に示すように、ろ液回収経路54を経て加熱蒸留器7へ送られる。尚、ろ液Cには水と液体のアルコール系溶媒Aとが含まれている。
The filtrate C generated in the filtration step and the squeezing step is discharged through the
さらに、上記圧搾工程を行った後、図7に示すように、引き続き温水10を第2の温水供給経路33から加温通路32に通水した状態で、第1の温水供給経路30からダイヤフラム28の内側空間13への温水10の供給を停止し、ダイヤフラム28の内側空間13の温水10を第1の温水排出経路31へ排出して、内側空間13を空にする。これにより、ダイヤフラム28が収縮してろ布18から離間し、ダイヤフラム28とろ布18との間に乾燥用空間14が形成される。この際、ろ室22内の有機汚泥Bが加温通路32の温水10により所定温度に加温されているため、有機汚泥Bに混合されているアルコール系溶媒Aが気化して乾燥用空間14に取り出される。
Furthermore, after performing the said pressing process, as shown in FIG. 7, in the state which passed the
尚、気化したアルコール系溶媒Aは主に上記のような乾燥工程で回収されるが、ろ過工程や圧搾工程においても、吸引することによって回収することが可能であり、乾燥工程のみで回収するより回収効率がさらに向上する。 The vaporized alcohol solvent A is mainly recovered in the drying step as described above, but it can be recovered by suction in the filtration step and the squeezing step, and is recovered only in the drying step. Recovery efficiency is further improved.
このような乾燥工程を行う際、図1に示すように、ろ液回収用弁55を閉じるとともに溶媒回収用弁57を開いておき、気化したアルコール系溶媒Aを排気用ポンプ(図示省略)等で吸引してろ室22内から排出する。これにより、気化したアルコール系溶媒Aは、各ろ板17の乾燥用空間14からろ液排出通路40を通り、フィルタープレス5の外部へ排出され、ろ液回収経路54から分岐して第1溶媒回収経路56aを通り、凝縮器6に供給される。このようにして凝縮器6に供給されたアルコール系溶媒Aは、気体から液体に凝縮された後、第2溶媒回収経路56bを通ってろ液回収経路54に合流し、加熱蒸留器7へ送られる。
When performing such a drying step, as shown in FIG. 1, the
上記ろ過工程と圧搾工程とにおいてフィルタープレス5から排出されたろ液Cと、乾燥工程においてフィルタープレス5から排出された後に凝縮器6で凝縮されて得られた液体のアルコール系溶媒Aとは、加熱蒸留器7に集められ、纏めて所定温度まで加熱されて蒸留される。これにより、ろ液Cに含まれるアルコール系溶媒Aが気化して水と分離し、その後、アルコール系溶媒Aを冷却して気体から液体に戻す。このようにして、ろ液Cが水と液体のアルコール系溶媒Aとに分離され、水は加熱蒸留器7から外部へ排水され、液体のアルコール系溶媒Aは、回収されて、加熱蒸留器7から第1溶媒返送経路58を通って混合槽4に返送され、繰り返し再利用される。
The filtrate C discharged from the filter press 5 in the filtration step and the squeezing step, and the liquid alcohol solvent A obtained by condensing in the
その後、フィルタープレス5の開閉装置19のシリンダ23を作動し、可動フレーム16を固定フレーム15から離間させ、図2に示すように、各ろ板17間を開く。そして、ろ布駆動装置29でろ布18を一方向Eへ走行させて、脱水汚泥D(脱水ケーキ)をろ布18間のろ室22から下方へ排出する。
Thereafter, the
このようにしてフィルタープレス5の外部へ排出された脱水汚泥Dに対して溶融処理工程が行われる。すなわち、図1,図8に示すように、脱水汚泥Dは、溶融設備8の汚泥投入部66へ移送され、汚泥投入部66から溶融炉64内に投入され、溶融炉64内で溶融してスラグとなり、冷却水槽67に落下して水68で冷却固化され、溶融固化物となる。
In this way, a melting treatment step is performed on the dewatered sludge D discharged to the outside of the filter press 5. That is, as shown in FIGS. 1 and 8, the dewatered sludge D is transferred to the
上記のような有機汚泥の処理方法では、図1に示すように、混合工程において、混合槽4で液体のアルコール系溶媒Aを有機汚泥に混合することにより、有機汚泥中の有機物の細胞膜の一部がアルコール系溶媒Aによって溶解されて傷付くため、内包水が細胞膜の傷付いた部分から排出され易くなる。従って、その後の脱水工程において、フィルタープレス5を用いた圧搾脱水により内包水の脱水が可能になり、有機汚泥の含水率を容易に低下させることができる。
In the method of treating organic sludge as described above, as shown in FIG. 1, in the mixing step, a liquid alcohol solvent A is mixed with the organic sludge in the
つまり、脱水時に水が蒸発するエネルギーを処理設備1の外部からほとんど加えることなく、さらに、溶融設備8において、溶融に必要なエネルギー以外に外部燃料を加えることなく、汚泥中の灰分を溶融スラグ化できるまで有機汚泥の含水率を下げることができ、処理設備1に要するエネルギーが低減される。
That is, almost no energy is evaporated from the outside of the
また、上記混合工程では、有機汚泥中の有機物の細胞膜が細かく切断されて低分子化されるのではなく、細胞膜の一部がアルコール系溶媒Aによって溶解されて傷付くだけであるため、フィルタープレス5を用いた脱水工程において、ろ液C中に移行するリンの量が低減され、その分、脱水汚泥D中に含まれるリンの濃度が増加する。これにより、溶融処理工程において発生する脱水汚泥Dの溶融固化物中に含まれるリンの割合が増加し、リンの回収率が向上する。 In the mixing step, the cell membrane of the organic matter in the organic sludge is not cut finely and reduced in molecular weight, but only a part of the cell membrane is dissolved and damaged by the alcohol solvent A, so that the filter press In the dehydration process using 5, the amount of phosphorus transferred into the filtrate C is reduced, and the concentration of phosphorus contained in the dewatered sludge D is increased accordingly. Thereby, the ratio of the phosphorus contained in the molten solidified product of the dewatered sludge D generated in the melting treatment step is increased, and the recovery rate of phosphorus is improved.
また、図7に示すように、フィルタープレス5の乾燥工程において、ろ室22内の有機汚泥Bが所定温度に加温されているため、ろ室22内の有機汚泥Bに混合されているアルコール系溶媒Aは気化するが、有機汚泥B中の水はほとんど気化せずに液体のままの状態に保たれる。このため、水をほとんど蒸発させることなく、アルコール系溶媒Aを有機汚泥Bから分離することができ、アルコール系溶媒Aの回収に要するエネルギーが低減され、処理設備1の運転コストが低減される。
Moreover, as shown in FIG. 7, in the drying process of the filter press 5, since the organic sludge B in the
また、上記のような脱水工程において、図8に示すように、ろ室22内の有機汚泥Bを所定温度に加温するための温水10として、溶融設備8の冷却水槽67内の水68を利用しているため、冷却水槽67の余分な熱を有効利用して、有機汚泥Bを加温手段20で加温することができる。同様に、図1に示すように、温度が上昇した冷却水槽67内の水68を供給経路73から加熱蒸留器7に供給することにより、冷却水槽67の余分な熱を有効利用して、ろ液Cを加熱蒸留器7で加熱蒸留することができる。これにより、処理設備1の運転コストがさらに低減される。
In the dehydration process as described above, as shown in FIG. 8, the
尚、冷却水槽67内の水68の温度が所定温度に比べて高過ぎる場合は、温水供給経路70に冷却水を注入して、フィルタープレス5に供給される温水10の水温を適温まで下げてもよい。
In addition, when the temperature of the
第1の実施の形態の一例として、処理設備1を用いて脱水処理される1日当りの有機汚泥が903(m3/日)であり、有機汚泥に含まれるリン濃度が461(mg/L)である場合、1日に処理される有機汚泥に含まれるリン物質の量は417(kg/日)となり、アルコール系溶媒Aの1日当りの流量を167(m3/日)としたとき、ろ液Cに含まれるリン物質の量は18.5(kg/日)となり、脱水汚泥Dに含まれるリン物質の量は398.5(kg/日)であった。従って、有機汚泥に含まれるリン物質の量のうち、約4.4%がろ液C中に移行して失われる(ロスする)が、残りの95.6%は脱水汚泥Dに残るため、溶融処理工程においてリンの回収率が向上する。
As an example of the first embodiment, the daily organic sludge dehydrated using the
これに対して、図12で示した従来形式のように、水蒸気を利用して高温高圧処理を行う方法では、その一例として、脱水処理される1日当りの有機汚泥が600(m3/日)であり、有機汚泥に含まれるリン濃度が613(mg/L)である場合、1日に処理される有機汚泥に含まれるリン物質の量は368(kg/日)となり、ろ液に含まれるリン物質の量は67(kg/日)となり、脱水汚泥に含まれるリン物質の量は301(kg/日)であった。従って、有機汚泥に含まれるリン物質の量のうち、約18%がろ液中に移行して失われ、残りの82%は脱水汚泥Dに残るため、上記第1の実施の形態のものと比べて、リンの回収率が低下した。 On the other hand, as in the conventional method shown in FIG. 12, in the method of performing high-temperature and high-pressure treatment using steam, the organic sludge per day to be dehydrated is 600 (m 3 / day). When the phosphorus concentration contained in the organic sludge is 613 (mg / L), the amount of the phosphorus substance contained in the organic sludge treated per day is 368 (kg / day) and is contained in the filtrate. The amount of phosphorus substance was 67 (kg / day), and the amount of phosphorus substance contained in the dewatered sludge was 301 (kg / day). Accordingly, about 18% of the amount of phosphorus substance contained in the organic sludge is lost in the filtrate, and the remaining 82% remains in the dewatered sludge D. In comparison, the phosphorus recovery rate decreased.
上記第1の実施の形態では、図1に示すように、第1返送用弁60を開き、第2返送用弁61を閉じて、回収した液体のアルコール系溶媒Aを、第1溶媒返送通路58を通じて混合槽4へ返送しているが、第1返送用弁60を閉じ、第2返送用弁61を開いて、回収した液体のアルコール系溶媒Aを、第2溶媒返送通路59を通じて脱窒槽2へ返送してもよい。この場合、アルコール系溶媒Aが脱窒槽2内の脱窒菌の栄養源になるため、アルコール系溶媒Aを無駄にすることなく有効利用できる。
In the first embodiment, as shown in FIG. 1, the
(第2の実施の形態)
第2の実施の形態では、溶融設備8の代わりに、図9に示すように、フィルタープレス5から取り出された脱水汚泥Dを焼却する焼却設備77が設けられている。第1の実施の形態と同様に、焼却設備77で発生する熱を利用して、フィルタープレス5のろ室22内の有機汚泥Bを所定温度に加温するとともに、ろ液Cを加熱蒸留器7で加熱蒸留する。
(Second Embodiment)
In the second embodiment, instead of the melting facility 8, as shown in FIG. 9, an
図10に示すように、焼却設備77は、脱水汚泥Dを焼却する焼却炉78と、焼却炉78から排出された排ガスGを洗煙する湿式洗煙塔79と、湿式洗煙塔79から排出された排ガスGを大気中に放出する煙突80とを有している。湿式洗煙塔79は排ガスの入口79aと出口79bとを有し、湿式洗煙塔79の内部には、排ガスGに水81を噴霧する噴霧装置82と、噴霧装置82から噴霧された水81を洗煙排水83として貯留する貯水槽84とを有している。
As shown in FIG. 10, the
すなわち、貯水槽84内に貯留された洗煙排水83を加温手段20の温水10として利用するために、加温手段20の温水供給経路70と温水排出経路71とを貯水槽84に接続している。同様に、貯水槽84内の洗煙排水83を加熱源として加熱蒸留器7に供給する供給経路73と、加熱源として使用された洗煙排水83を加熱蒸留器7から排出して貯水槽84内に戻す排出経路74とが設けられている。
That is, in order to use the
これによると、フィルタープレス5の外部へ排出された脱水汚泥Dに対して焼却処理工程が行われる。焼却処理工程では、焼却炉78で脱水汚泥Dを焼却している。焼却灰中に含まれるリンは抽出し回収して肥料等に利用している。また、焼却の際に発生した排ガスGは焼却炉78から湿式洗煙塔79に流入し、水81を噴霧装置82から湿式洗煙塔79内の排ガスGに噴霧することにより、排ガスG中に含まれる灰分や不純物、有害物質等が除去される。その後、排ガスGは、湿式洗煙塔79の出口79bから煙突80に排出され、煙突80から大気中に放出される。
According to this, the incineration process is performed on the dewatered sludge D discharged to the outside of the filter press 5. In the incineration process, the dewatered sludge D is incinerated in the
また、フィルタープレス5を用いて有機汚泥Bを脱水する脱水工程において、図10に示すように、ろ室22内の有機汚泥Bを所定温度に加温するための温水10として、焼却設備77の貯水槽84内の洗煙排水83を利用しているため、貯水槽84の余分な熱を有効利用して、有機汚泥Bを加温手段20で加温することができる。同様に、図9に示すように、貯水槽84内の洗煙排水83を供給経路73から加熱蒸留器7に供給することにより、貯水槽84の余分な熱を有効利用して、ろ液Cを加熱蒸留器7で加熱蒸留することができる。これにより、処理設備1の運転コストがさらに低減される。
Further, in the dehydration step of dewatering the organic sludge B using the filter press 5, as shown in FIG. 10, as the
上記各実施の形態では、脱水機の一例としてフィルタープレス5を用いたが、別の例として、スクリュープレスやベルトプレス等を用いてもよい。
上記各実施の形態では、有機溶媒の一例として、アルコール系溶媒Aを用いたが、アセトンやヘキサンを用いてもよい。
In each of the above embodiments, the filter press 5 is used as an example of a dehydrator. However, as another example, a screw press or a belt press may be used.
In each of the above embodiments, the alcohol solvent A is used as an example of the organic solvent, but acetone or hexane may be used.
上記各実施の形態では、気化したアルコール系溶媒Aを凝縮器6で液体に戻しているが、アルコール系溶媒Aを気体のままで混合槽4や脱窒槽2に戻してもよい。但し、液体の状態で戻す方がアルコール系溶媒Aの量を制御し易く、より好都合である。
In each of the above embodiments, the vaporized alcohol solvent A is returned to a liquid by the
上記各実施の形態では、冷却水槽67又は貯水槽84の余分な熱を有効利用しているが、溶融設備8や焼却設備77の排ガスの持つ熱を熱交換器やボイラ等で回収して利用することもできる。また、溶融炉64や焼却炉78の熱が不足する場合、例えば休炉中や立上時等には、例えば補助ボイラ等の他の熱源からの熱を組み合わせて利用することで、必要な熱を確保してもよい。
In each of the above embodiments, the excess heat of the cooling
上記第1の実施の形態では、冷却水槽67の水68を温水10として直接フィルタープレス5に導入しているが、温水10を加温するための熱源として冷却水槽67の水68を利用してもよい。これは、冷却水槽67の水68が汚れていたり或は腐食性があった場合、冷却水槽67の水68を温水10として直接フィルタープレス5に導入すると、フィルタープレス5に悪影響を及ぼす虞があるためであり、このような悪影響を防止するためのより良い方法である。
In the first embodiment, the
同様に、上記第2の実施の形態では、貯水槽84の洗煙排水83を温水10として直接フィルタープレス5に導入しているが、温水10を加温するための熱源として貯水槽84の洗煙排水83を利用してもよい。
Similarly, in the second embodiment, the
1 処理設備
4 混合槽
5 フィルタープレス(脱水機)
7 加熱蒸留器
8 溶融設備
20 加温手段
22 ろ室(脱水部)
67 冷却水槽
68 水
77 焼却設備
A アルコール系溶媒(有機溶媒)
B 有機汚泥
C ろ液
D 脱水汚泥
1
7 Heating distiller 8
67
B Organic sludge C Filtrate D Dehydrated sludge
Claims (8)
有機溶媒を混合した有機汚泥を、脱水機の脱水部に供給して脱水し、脱水汚泥とろ液とに分離する脱水工程と、
脱水汚泥を焼却設備又は溶融設備で処理する焼却又は溶融処理工程とを有し、
前記脱水工程において、脱水部の有機汚泥を有機溶媒の沸点以上で且つ水の沸点未満の所定温度に加温して、有機汚泥に混合されている有機溶媒を気化させ、
気化した有機溶媒を脱水部から排出して回収することを特徴とする有機汚泥の処理方法。 A mixing step of mixing organic sludge and an organic solvent that is liquid at normal temperature and pressure;
A dehydration step in which organic sludge mixed with an organic solvent is supplied to a dehydrator of a dehydrator to dehydrate, and separated into dehydrated sludge and filtrate;
The dewatered sludge possess the incineration or melt processing step for processing by incineration facility or melting facilities,
In the dehydration step, the organic sludge in the dehydration part is heated to a predetermined temperature that is equal to or higher than the boiling point of the organic solvent and lower than the boiling point of water, and the organic solvent mixed in the organic sludge is vaporized.
A method for treating organic sludge, characterized in that the vaporized organic solvent is discharged from the dehydration section and collected .
有機汚泥又はろ液に含まれる有機溶媒を回収することを特徴とする請求項1記載の有機汚泥の処理方法。 The organic solvent has a lower boiling point than water,
2. The organic sludge treatment method according to claim 1, wherein an organic solvent contained in the organic sludge or filtrate is recovered.
冷却水槽の熱を利用してろ液を加熱することを特徴とする請求項3記載の有機汚泥の処理方法。 The melting facility includes a cooling water tank that cools the molten dewatered sludge with water,
The method for treating organic sludge according to claim 3, wherein the filtrate is heated using heat of the cooling water tank.
有機溶媒を混合した有機汚泥を、脱水して、脱水汚泥とろ液とに分離する脱水機と、
脱水機から取り出されたろ液を加熱蒸留して、ろ液から有機溶媒を分離し回収する加熱蒸留器と、
脱水機から取り出された脱水汚泥を焼却又は溶融する焼却設備又は溶融設備とを有し、
前記脱水機は、有機汚泥を有機溶媒の沸点以上で且つ水の沸点未満の所定温度に加温して、有機汚泥に混合されている有機溶媒を気化させる加温手段を有し、
気化した有機溶媒が脱水機から排出されて回収されることを特徴とする有機汚泥の処理設備。 A mixing tank for mixing organic sludge and an organic solvent that is liquid at room temperature and normal pressure and has a boiling point lower than that of water;
A dehydrator that dehydrates organic sludge mixed with an organic solvent and separates it into dehydrated sludge and filtrate;
A heated distiller that heat-distills the filtrate removed from the dehydrator to separate and recover the organic solvent from the filtrate;
It has an incineration facility or a melting facility that incinerates or melts the dewatered sludge taken out from the dehydrator ,
The dehydrator has a heating means for heating the organic sludge to a predetermined temperature which is equal to or higher than the boiling point of the organic solvent and lower than the boiling point of water, and vaporizes the organic solvent mixed in the organic sludge,
Organic sludge treatment equipment, characterized in that the vaporized organic solvent is discharged from the dehydrator and recovered .
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