JPH02102778A - 内燃機関を利用したし尿熱処理方法及びその装置 - Google Patents
内燃機関を利用したし尿熱処理方法及びその装置Info
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- JPH02102778A JPH02102778A JP63256666A JP25666688A JPH02102778A JP H02102778 A JPH02102778 A JP H02102778A JP 63256666 A JP63256666 A JP 63256666A JP 25666688 A JP25666688 A JP 25666688A JP H02102778 A JPH02102778 A JP H02102778A
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/30—Against vector-borne diseases, e.g. mosquito-borne, fly-borne, tick-borne or waterborne diseases whose impact is exacerbated by climate change
Landscapes
- Heat Treatment Of Water, Waste Water Or Sewage (AREA)
- Non-Flushing Toilets (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
この発明は、内燃機関燃焼経路を利用したし圧熱処理方
法及びし圧熱処理装置に関するものであり、より詳しく
は、車両等の動力源である内燃機関を利用した車両用ト
イレ等に利用可能な小型で効率のよいし圧熱処理方法及
びし圧熱処理装置に関するものである。
法及びし圧熱処理装置に関するものであり、より詳しく
は、車両等の動力源である内燃機関を利用した車両用ト
イレ等に利用可能な小型で効率のよいし圧熱処理方法及
びし圧熱処理装置に関するものである。
[従来の技術]
従来、し尿の一般的処理方法としては、水処理と火力に
よる熱処理がある。この熱処理は、水処理に対して処理
排水がでない、小遣の灰分のみで衛生的であるという特
質を有している。このため、し尿の処理方法として有意
義であると共に、処理環境の条件によっては、熱処理に
頼らざるを得ない場合がある。
よる熱処理がある。この熱処理は、水処理に対して処理
排水がでない、小遣の灰分のみで衛生的であるという特
質を有している。このため、し尿の処理方法として有意
義であると共に、処理環境の条件によっては、熱処理に
頼らざるを得ない場合がある。
[発明が解決しようとする課題]
しかしながら、従来の熱処理によるし尿処理方法にあっ
ては、燃料消費量が多く経済的負担が大きいという問題
があり、装置の熱効率の改善のための研究努力が各分野
でなされている。
ては、燃料消費量が多く経済的負担が大きいという問題
があり、装置の熱効率の改善のための研究努力が各分野
でなされている。
この熱効率低下については、熱の放散による熱損失を十
分活用していない構造的な問題でもあるが、し尿が水攻
外に悪臭ガスの素因をも含んでいることから、火力によ
る熱処理装置では、し床中の水分を蒸発させるためと蒸
発した悪臭を含む蒸気を再び燃焼させて脱臭するための
、二つの目的のための熱を消費しているのが大きな原因
となっている。この熱消費の割合は、試算によれば入熱
の約20%を占めている。
分活用していない構造的な問題でもあるが、し尿が水攻
外に悪臭ガスの素因をも含んでいることから、火力によ
る熱処理装置では、し床中の水分を蒸発させるためと蒸
発した悪臭を含む蒸気を再び燃焼させて脱臭するための
、二つの目的のための熱を消費しているのが大きな原因
となっている。この熱消費の割合は、試算によれば入熱
の約20%を占めている。
以下に、平均的な火力による熱処理装置の熱消費量を示
す。
す。
し尿1kgを焼却するための熱量は、
重油の場合: 3005kcalを必要とし5分間の燃
焼により0.307kgを消費する。
焼により0.307kgを消費する。
電力の場合: 2652kcalを必要とし20分間の
燃焼により3.7kwを消費する。
燃焼により3.7kwを消費する。
ところで、ロータリーキルン方式による一般的し圧熱処
理方法における温度分布と熱勘定についてみてみると、
500℃〜800℃における重油排ガスと水蒸気の混合
ガスの平均定圧比熱を0.274、重油燃焼排出ガス量
を14Nm”/kg、単位重さ当たりの重油の発熱量を
9800cal、熱効率を36.4%として、蒸発用バ
ーナによる入熱が3005kcal/HtO・眩である
から重油の熱ガス量は、 3005÷9800x 14= 4.3NIa”/H2
0−kgであり、ロータリーキルン内の混合ガスの温度
と熱量及び容積は、潜熱を539として、容積 1.2
44+ 4.3= 5.548m5/kg熱量 (3,
005x O,364) −539= 555kcal
八、sNm”温度 555÷(5,5X O,274)
= 31118℃となる。
理方法における温度分布と熱勘定についてみてみると、
500℃〜800℃における重油排ガスと水蒸気の混合
ガスの平均定圧比熱を0.274、重油燃焼排出ガス量
を14Nm”/kg、単位重さ当たりの重油の発熱量を
9800cal、熱効率を36.4%として、蒸発用バ
ーナによる入熱が3005kcal/HtO・眩である
から重油の熱ガス量は、 3005÷9800x 14= 4.3NIa”/H2
0−kgであり、ロータリーキルン内の混合ガスの温度
と熱量及び容積は、潜熱を539として、容積 1.2
44+ 4.3= 5.548m5/kg熱量 (3,
005x O,364) −539= 555kcal
八、sNm”温度 555÷(5,5X O,274)
= 31118℃となる。
また、脱臭のための昇温熱量及びガス容量は、5.5x
(800−368)x 0.274= 651kca
115.5Nm”であるから、 重 油 量 651÷9800= 0.066k
g重油ガス11 0.066x 14= 0.924N
m2となる。
(800−368)x 0.274= 651kca
115.5Nm”であるから、 重 油 量 651÷9800= 0.066k
g重油ガス11 0.066x 14= 0.924N
m2となる。
以上より、熱効率を36.4%としてし尿1kgの焼却
には、 819+851= 1270kca1 1270÷0.
364=3489kcalの熱量を必要とする。
には、 819+851= 1270kca1 1270÷0.
364=3489kcalの熱量を必要とする。
このように、直接加熱によりし尿を蒸発させる場合に発
生するガスは、燃焼ガスに蒸発ガスが加わり酸化脱臭す
る悪臭ガスの容積が増加することから、全体を高温にす
るために熱消費量が増大し、経済的負担が大きいという
問題点があった。加えて、 ■燃焼高温佇800℃の形成が困難で未酸化ガスの流失
がある、 ■悪臭ガスの容積が増加することから設備規模の増大が
避けられない、 ■燃焼ガスと蒸発ガスからなる悪臭ガスが大気に放出さ
れるまでの装置内でのガス循環用に大きな動力を必要と
する、 ■装置は密閉方式であるが、耐久性或いは構造上の点で
回転部を完全にシールすることは困難であリガスの漏れ
が発生し易い、 等の問題点もあり、特に、車両等の室内において処理可
能なし尿の熱処理方法及び熱処理装置として有効とは言
えなかった。
生するガスは、燃焼ガスに蒸発ガスが加わり酸化脱臭す
る悪臭ガスの容積が増加することから、全体を高温にす
るために熱消費量が増大し、経済的負担が大きいという
問題点があった。加えて、 ■燃焼高温佇800℃の形成が困難で未酸化ガスの流失
がある、 ■悪臭ガスの容積が増加することから設備規模の増大が
避けられない、 ■燃焼ガスと蒸発ガスからなる悪臭ガスが大気に放出さ
れるまでの装置内でのガス循環用に大きな動力を必要と
する、 ■装置は密閉方式であるが、耐久性或いは構造上の点で
回転部を完全にシールすることは困難であリガスの漏れ
が発生し易い、 等の問題点もあり、特に、車両等の室内において処理可
能なし尿の熱処理方法及び熱処理装置として有効とは言
えなかった。
この発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、
その目的とするところは、放散していた損失熱を有効に
活用し、少ない消費燃料で効果的な脱臭焼却処理を可能
とすると共に、脱臭焼却処理の熱源に内燃機関が発生す
る熱を利用するし尿熱処理方法及び熱処理装置を提供す
ることにある。
その目的とするところは、放散していた損失熱を有効に
活用し、少ない消費燃料で効果的な脱臭焼却処理を可能
とすると共に、脱臭焼却処理の熱源に内燃機関が発生す
る熱を利用するし尿熱処理方法及び熱処理装置を提供す
ることにある。
[課題を解決するための手段]
この発明は上記の目的を達成させるため、し尿を、内燃
機関の排気ガスを利用して間接加熱したフラッシュ室に
小量づつ定量供給し、該フラッシュ室の大熱容量により
瞬間的に蒸発させ、有臭ガス水蒸気とし尿残漬とに分解
すること、また、有臭ガス水蒸気とし尿残渣とに分解す
る処理に続いて、前記有臭ガスを含んだ水蒸気を更に高
温度に熱し酸化脱臭すること、 また、有臭ガス水蒸気を内燃機関の吸入空気と混合させ
、前記内燃機関の燃焼行程を経て排出すること、 また、有臭ガス水蒸気を濾過すること、また、有臭ガス
水蒸気を内燃機関の排気ガス高温部と混合させ、排出す
ることを特徴としたものであり、 さらに、取入れ口及び排出口を有し、供給された小量の
し尿の殆どを瞬時゛にガス化し有臭ガス水蒸気とするフ
ラッシュ室を有し、該フラッシュ室から供給された前記
有臭ガス水蒸気を内燃機関の空気吸入経路或は排気ガス
排出経路を経由させる酸化脱臭経路を有すると共に、前
記内燃機関の排出ガスにより前記フラッシュ室を加熱す
るために前記排気ガス排出経路途中に前記フラッシュ室
を配したこと、 また、フラッシュ室の送出口は、ガス濾過器を介して酸
化脱臭経路へと連通ずること、また、酸化脱臭経路に分
配弁を配し、空気吸入M路を経由する酸化脱臭経路と排
気ガス排出経路を経由する酸化脱臭経路の選択を可能と
したこと、また、貯溜室とフラッシュ室とからなる内筒
を内包する外筒内部は排出ガス室とされ、該排出ガス室
は内燃機関の排気ガス排出経路の一部を形成することを
特徴としたものである。
機関の排気ガスを利用して間接加熱したフラッシュ室に
小量づつ定量供給し、該フラッシュ室の大熱容量により
瞬間的に蒸発させ、有臭ガス水蒸気とし尿残漬とに分解
すること、また、有臭ガス水蒸気とし尿残渣とに分解す
る処理に続いて、前記有臭ガスを含んだ水蒸気を更に高
温度に熱し酸化脱臭すること、 また、有臭ガス水蒸気を内燃機関の吸入空気と混合させ
、前記内燃機関の燃焼行程を経て排出すること、 また、有臭ガス水蒸気を濾過すること、また、有臭ガス
水蒸気を内燃機関の排気ガス高温部と混合させ、排出す
ることを特徴としたものであり、 さらに、取入れ口及び排出口を有し、供給された小量の
し尿の殆どを瞬時゛にガス化し有臭ガス水蒸気とするフ
ラッシュ室を有し、該フラッシュ室から供給された前記
有臭ガス水蒸気を内燃機関の空気吸入経路或は排気ガス
排出経路を経由させる酸化脱臭経路を有すると共に、前
記内燃機関の排出ガスにより前記フラッシュ室を加熱す
るために前記排気ガス排出経路途中に前記フラッシュ室
を配したこと、 また、フラッシュ室の送出口は、ガス濾過器を介して酸
化脱臭経路へと連通ずること、また、酸化脱臭経路に分
配弁を配し、空気吸入M路を経由する酸化脱臭経路と排
気ガス排出経路を経由する酸化脱臭経路の選択を可能と
したこと、また、貯溜室とフラッシュ室とからなる内筒
を内包する外筒内部は排出ガス室とされ、該排出ガス室
は内燃機関の排気ガス排出経路の一部を形成することを
特徴としたものである。
[作用]
上記のようなし尿熱処理方法及び装置により、液体であ
る小量のし尿を高温加熱したフラッシュ室内に送り込み
、瞬時に高温度の気化ガス及びし尿残漬とする。そして
、内燃機関が発生する熱により間接的に加熱されたフラ
ッシュ室内の気化ガスは容易に且つ少ない熱量で焼却す
ることが可能となり、内燃機関の空気吸入経路或は排気
ガス排出経路を経ることにより酸化脱臭され無臭の排気
ガスとなって大気中へ排出される。
る小量のし尿を高温加熱したフラッシュ室内に送り込み
、瞬時に高温度の気化ガス及びし尿残漬とする。そして
、内燃機関が発生する熱により間接的に加熱されたフラ
ッシュ室内の気化ガスは容易に且つ少ない熱量で焼却す
ることが可能となり、内燃機関の空気吸入経路或は排気
ガス排出経路を経ることにより酸化脱臭され無臭の排気
ガスとなって大気中へ排出される。
[実施例〕
以下、この発明を図面に基づいて説明する。
第1図、第2図は、この発明におけるし圧熱処理装置の
一実施例を示したものである。
一実施例を示したものである。
第1図に示すし圧熱処理装置Aは、攪拌熱交換器lOと
攪拌熱交換器1oから出て内燃機関5oを経由して攪拌
熱交換器10へと戻る酸化脱臭経路とを有しており、攪
拌熱交換器10は内燃機関50の排気ガス排出経路途中
に配設されている。
攪拌熱交換器1oから出て内燃機関5oを経由して攪拌
熱交換器10へと戻る酸化脱臭経路とを有しており、攪
拌熱交換器10は内燃機関50の排気ガス排出経路途中
に配設されている。
第2図に示すように、攪拌熱交換器10は、 外筒1
1と、外筒11に内包された内flIJ21を有してい
る。
1と、外筒11に内包された内flIJ21を有してい
る。
外筒11は、耐熱、断熱に優れた材料で横置きに作られ
ており、一方の鏡板12aの下部に入熱口13を、他方
の鏡板12bの入熱口13と対応する位置に排出口14
を備えると共に、外筒11内部の上部側路半分を占め内
周面11aから離して設けられた内筒21を、横置きに
内包している。外jllll内部は排出ガス室15とさ
れている。
ており、一方の鏡板12aの下部に入熱口13を、他方
の鏡板12bの入熱口13と対応する位置に排出口14
を備えると共に、外筒11内部の上部側路半分を占め内
周面11aから離して設けられた内筒21を、横置きに
内包している。外jllll内部は排出ガス室15とさ
れている。
内筒21は、一方の鏡板22aの上部にし尿を取り入れ
るための取入れ口23を設け、内壁面21aの上面で取
入れ口23とは反対側の端部に送出口24を有し、内壁
面21aの底面で送出口24に対向する端部には固形物
送出口25が形成されている。この固形物送出口25に
は固形物タンク26が設置されている。また、取入れ口
23には外筒1.1の外部に突出して途中U字状のトラ
ップが形成されたベント管27が接続されている。
るための取入れ口23を設け、内壁面21aの上面で取
入れ口23とは反対側の端部に送出口24を有し、内壁
面21aの底面で送出口24に対向する端部には固形物
送出口25が形成されている。この固形物送出口25に
は固形物タンク26が設置されている。また、取入れ口
23には外筒1.1の外部に突出して途中U字状のトラ
ップが形成されたベント管27が接続されている。
内筒21の内部は断熱性に優れた内筒用仕切り壁28に
より、取入れ口23を有する貯溜室29と送出口24を
有するフラッシュ室30とに仕切られており、内湾用仕
切り壁28の上部と内筒21の内壁面21aの天井部と
は接しておらず間隙28aを有している。横置きの内筒
21の長軸方向には、両鏡板22a、 22bの中心
位置を通り内情用仕切り壁28を貫いて一端を外筒11
外部に突出する回転軸31が、例えば外筒11外部に設
けたモータ32等により回転可能に設けられている。こ
の回転軸31にはアーム31aを介して、貯溜室29に
は汲み上げ水筒33及び攪拌プレート34が、また、フ
ラッシュ室30には送り出し機能を有するスフレバー3
5が少なくとも1個設けられており、それぞれ内筒21
の内壁面21aに沿って回転する。汲み上げ水1113
3は、ここでは7字型溝を有し、回転する汲み上げ水筒
33が貯溜室29内のし尿を汲み上げて上昇し、 内壁
面21a天井部に達したときに間隙28aからフラッシ
ュ室30に向かって塘れ込むように傾斜している。
より、取入れ口23を有する貯溜室29と送出口24を
有するフラッシュ室30とに仕切られており、内湾用仕
切り壁28の上部と内筒21の内壁面21aの天井部と
は接しておらず間隙28aを有している。横置きの内筒
21の長軸方向には、両鏡板22a、 22bの中心
位置を通り内情用仕切り壁28を貫いて一端を外筒11
外部に突出する回転軸31が、例えば外筒11外部に設
けたモータ32等により回転可能に設けられている。こ
の回転軸31にはアーム31aを介して、貯溜室29に
は汲み上げ水筒33及び攪拌プレート34が、また、フ
ラッシュ室30には送り出し機能を有するスフレバー3
5が少なくとも1個設けられており、それぞれ内筒21
の内壁面21aに沿って回転する。汲み上げ水1113
3は、ここでは7字型溝を有し、回転する汲み上げ水筒
33が貯溜室29内のし尿を汲み上げて上昇し、 内壁
面21a天井部に達したときに間隙28aからフラッシ
ュ室30に向かって塘れ込むように傾斜している。
酸化脱臭経路は、一端40aをフラッシュ室30の送出
口24に、他端40bを排出ガス室15の入熱口13に
それぞれ接続しており、送出口24を出た酸化脱臭経路
は途中ガス濾過n41、分配弁42を経て内燃機関50
の空気吸入経路(例えば、インテークマニホールド)
61に連通し、内燃機関50の燃焼行程を経て排気ガス
排出経路(例えば、エキゾーストマニホールド)52を
通り入熱口13へと連通する。そして、排出ガス室15
の排出口14は内燃機関50の消音′a53の吸入側5
3aへと連通している。また、分配弁42からは、空気
吸入経路51と連結する酸化脱臭経路の他、燃焼行程を
経ず直接排気ガス排出経路52と連結する酸化脱臭経路
が分岐して配設されている。
口24に、他端40bを排出ガス室15の入熱口13に
それぞれ接続しており、送出口24を出た酸化脱臭経路
は途中ガス濾過n41、分配弁42を経て内燃機関50
の空気吸入経路(例えば、インテークマニホールド)
61に連通し、内燃機関50の燃焼行程を経て排気ガス
排出経路(例えば、エキゾーストマニホールド)52を
通り入熱口13へと連通する。そして、排出ガス室15
の排出口14は内燃機関50の消音′a53の吸入側5
3aへと連通している。また、分配弁42からは、空気
吸入経路51と連結する酸化脱臭経路の他、燃焼行程を
経ず直接排気ガス排出経路52と連結する酸化脱臭経路
が分岐して配設されている。
ここで、この発明にかかるし尿処理方法において使用す
る攪拌熱交換器10単体が必要とする熱量を試算してみ
る。し尿は水分98%、有機物2%の構成であるので殆
ど水と考えることができることから、標準大気圧、原水
温度20℃の条件のもと、顕熱80+潜熱539= 8
19kcal/kgの熱量を消費して100℃の蒸気と
なる。
る攪拌熱交換器10単体が必要とする熱量を試算してみ
る。し尿は水分98%、有機物2%の構成であるので殆
ど水と考えることができることから、標準大気圧、原水
温度20℃の条件のもと、顕熱80+潜熱539= 8
19kcal/kgの熱量を消費して100℃の蒸気と
なる。
この蒸気には悪臭ガスが含まれており、これを無臭化す
るには、700℃〜800℃まで燃焼加熱昇温してC0
e−HaOに分解し無臭化する工程を必要とする。従っ
て、この蒸気を800℃まで昇温するには、500℃〜
800℃における蒸気の平均定圧比熱を0.532、熱
効率を100%として、水1kgは22.4÷18=
1.244Nmり の体積となり、蒸気昇温熱量は 1.244x (800−100)X 0.532=
471kcalとなる。よって、必要とする総熱量は、
819 + 471 = 1090kcal/kgであ
る。
るには、700℃〜800℃まで燃焼加熱昇温してC0
e−HaOに分解し無臭化する工程を必要とする。従っ
て、この蒸気を800℃まで昇温するには、500℃〜
800℃における蒸気の平均定圧比熱を0.532、熱
効率を100%として、水1kgは22.4÷18=
1.244Nmり の体積となり、蒸気昇温熱量は 1.244x (800−100)X 0.532=
471kcalとなる。よって、必要とする総熱量は、
819 + 471 = 1090kcal/kgであ
る。
次に、上記の構成によるし圧熱処理装置の使用方法の一
例を説明する。
例を説明する。
例えば、内燃機関を動力源とするバスに設置されたし圧
熱処理!!111A内の攪拌熱交換器1oは、内燃機関
の作動に伴い内燃機関が排出する排気ガスの保有する顕
熱により温められ、排出ガス室15内の温度が上昇し、
更に、貯留室29及びフラッシュ室30の温度が上昇す
る。
熱処理!!111A内の攪拌熱交換器1oは、内燃機関
の作動に伴い内燃機関が排出する排気ガスの保有する顕
熱により温められ、排出ガス室15内の温度が上昇し、
更に、貯留室29及びフラッシュ室30の温度が上昇す
る。
し尿がベント管27を経由して取入れ口23から貯溜室
29に送られ一定量に達すると、貯溜室29とフラッシ
ュ室30の内壁面21aに沿って、汲み上げ水筒お、撹
拌プレート34及び送り出し機能を有するスフレバー3
5とが回転を始める。そして、貯溜室2日の汲み上げ水
筒33が予熱(顕熱)されたし尿をフラッシュ室30に
適当量(−例として約3cc)を汲み込む。
29に送られ一定量に達すると、貯溜室29とフラッシ
ュ室30の内壁面21aに沿って、汲み上げ水筒お、撹
拌プレート34及び送り出し機能を有するスフレバー3
5とが回転を始める。そして、貯溜室2日の汲み上げ水
筒33が予熱(顕熱)されたし尿をフラッシュ室30に
適当量(−例として約3cc)を汲み込む。
フラッシュ室30は、内壁面温度が500℃〜580℃
に、室内雰囲気温度が400℃〜480℃に維持される
構造であるので、貯溜室29内で予熱された小量のし尿
の水分は瞬間的に蒸発し、その蒸発ガスは室内の雰囲気
より熱を受けて略400℃に昇温される。
に、室内雰囲気温度が400℃〜480℃に維持される
構造であるので、貯溜室29内で予熱された小量のし尿
の水分は瞬間的に蒸発し、その蒸発ガスは室内の雰囲気
より熱を受けて略400℃に昇温される。
つまり、液体であるし尿を直接加熱する場合は、100
℃で水蒸気となってしまい水蒸気の温度をこれ以上高め
ることはできないが、小量のし尿を高温加熱したフラッ
シュ室30内に送り込むことにより、瞬時に高温度の気
化ガスとすることが可能となる。
℃で水蒸気となってしまい水蒸気の温度をこれ以上高め
ることはできないが、小量のし尿を高温加熱したフラッ
シュ室30内に送り込むことにより、瞬時に高温度の気
化ガスとすることが可能となる。
このように、攪拌熱交換器10により、し尿、手洗い水
、紙質等は水分及び有機ガス成分を蒸発させて有臭の蒸
発ガスと固形分とに分離される。そして、内筒21の取
入れ口23はベント管27のトラップにより塞がれてい
ることから、膨張してフラッシュ室30内に充満した蒸
発ガスはフラッシュ室30上部の送出口24より自圧で
酸化脱臭経路へと吹き出す。
、紙質等は水分及び有機ガス成分を蒸発させて有臭の蒸
発ガスと固形分とに分離される。そして、内筒21の取
入れ口23はベント管27のトラップにより塞がれてい
ることから、膨張してフラッシュ室30内に充満した蒸
発ガスはフラッシュ室30上部の送出口24より自圧で
酸化脱臭経路へと吹き出す。
送出口24から吹き出た蒸発ガスは、酸化脱臭経路に設
けられたガス濾過1’141を通ることにより含有する
微粒子が濾過された後、分配弁42を経て内燃機関50
の吸入経路51内の吸入空気と混合して燃焼行程に送ら
れ、燃焼圏にて燃焼し酸化脱臭される。ところで、内燃
機関50が高速回転状態にある場合には、内燃機関50
から排出される排気ガスも高温度となっており、攪拌熱
交換器10から送られた蒸発ガスを酸化脱臭することが
可能であることから、酸化脱臭経路内の分配弁42の操
作により、燃焼圏を経ずに直接排気ガス排出経路52と
連通する酸化脱臭経路を形成し、この酸化脱臭経路を介
して蒸発ガスを排気ガス排出経路52へと送り込み酸化
脱臭する。従って、内燃機関50の低速回転時或は高速
回転時に拘らず、蒸発ガスを確実に酸化脱臭するための
最適な温度圏を確保することが可能となる。 一方、
フラッシュ室30の高温蒸発により水分と分離された有
機固形分からなるし尿残渣は、送り出し機能を有するス
フレバー35により掻き落とされるフラッシュ室30内
壁面30aに溶着した分も含めて、フラッシュ室30底
部の固形物送出口25から固形物タンク26へと送られ
て貯蔵され、適当な時期に取り出し処理される。なお、
し尿残漬は炭化の状態(貯溜室29・フラッシュ室30
は酸素欠乏状態)にあるため、燃焼手段を設けて完全燃
焼させ灰とすることも可能である。
けられたガス濾過1’141を通ることにより含有する
微粒子が濾過された後、分配弁42を経て内燃機関50
の吸入経路51内の吸入空気と混合して燃焼行程に送ら
れ、燃焼圏にて燃焼し酸化脱臭される。ところで、内燃
機関50が高速回転状態にある場合には、内燃機関50
から排出される排気ガスも高温度となっており、攪拌熱
交換器10から送られた蒸発ガスを酸化脱臭することが
可能であることから、酸化脱臭経路内の分配弁42の操
作により、燃焼圏を経ずに直接排気ガス排出経路52と
連通する酸化脱臭経路を形成し、この酸化脱臭経路を介
して蒸発ガスを排気ガス排出経路52へと送り込み酸化
脱臭する。従って、内燃機関50の低速回転時或は高速
回転時に拘らず、蒸発ガスを確実に酸化脱臭するための
最適な温度圏を確保することが可能となる。 一方、
フラッシュ室30の高温蒸発により水分と分離された有
機固形分からなるし尿残渣は、送り出し機能を有するス
フレバー35により掻き落とされるフラッシュ室30内
壁面30aに溶着した分も含めて、フラッシュ室30底
部の固形物送出口25から固形物タンク26へと送られ
て貯蔵され、適当な時期に取り出し処理される。なお、
し尿残漬は炭化の状態(貯溜室29・フラッシュ室30
は酸素欠乏状態)にあるため、燃焼手段を設けて完全燃
焼させ灰とすることも可能である。
その後、酸化脱臭経路において酸化脱臭された蒸発ガス
は、内燃機関50の排気ガスとして排出ガス室15へと
送られる。この高温の余熱を有する排気ガスは、排出ガ
ス室15内の内1i421外周面を伝って排出口14か
ら消音器53を通り大気中へと放出される。排気ガスが
有する熱は、排出ガス室15内に内包された内筒21の
貯溜室四、フラッシュ室30を加熱することにより攪拌
熱交換!!!10の昇温熱として吸収され、熱の放散に
よる熱損失を有効利用することができる。
は、内燃機関50の排気ガスとして排出ガス室15へと
送られる。この高温の余熱を有する排気ガスは、排出ガ
ス室15内の内1i421外周面を伝って排出口14か
ら消音器53を通り大気中へと放出される。排気ガスが
有する熱は、排出ガス室15内に内包された内筒21の
貯溜室四、フラッシュ室30を加熱することにより攪拌
熱交換!!!10の昇温熱として吸収され、熱の放散に
よる熱損失を有効利用することができる。
また、蒸発熱源と脱臭熱源を同一熱源とすると共に、入
熱の方法を直接加熱でなく内燃機関5oの排気ガスを利
用して攪拌熱交換器10の内筒21外側を加熱し内筒2
1内側のし尿を加熱する間接加熱とすることで、昇温・
蒸発させるための燃焼ガスとし尿の蒸発ガスを分離する
ことができ、脱臭の必要のあるのは水蒸気のみでその容
積は直接加熱の生成ガスより少ないことから消費する燃
料も少なくすることができる。
熱の方法を直接加熱でなく内燃機関5oの排気ガスを利
用して攪拌熱交換器10の内筒21外側を加熱し内筒2
1内側のし尿を加熱する間接加熱とすることで、昇温・
蒸発させるための燃焼ガスとし尿の蒸発ガスを分離する
ことができ、脱臭の必要のあるのは水蒸気のみでその容
積は直接加熱の生成ガスより少ないことから消費する燃
料も少なくすることができる。
従って、本発明にかかる間接加熱方式は、■フラッシュ
室で蒸発したガスは昇温されて膨張し上部送出口より吹
き出るが、このガスはし尿の蒸発ガスのみである、 ■酸化脱臭に用いた熱量の高温余熱が予熱・蒸発・昇温
の目的に消費される、 ■貯溜室及びフラッシュ室内は回転部を内蔵しているも
のの、外周は排出ガスの高温帯に包まれているので悪臭
ガスが洩れる心配がない、という特徴がある。
室で蒸発したガスは昇温されて膨張し上部送出口より吹
き出るが、このガスはし尿の蒸発ガスのみである、 ■酸化脱臭に用いた熱量の高温余熱が予熱・蒸発・昇温
の目的に消費される、 ■貯溜室及びフラッシュ室内は回転部を内蔵しているも
のの、外周は排出ガスの高温帯に包まれているので悪臭
ガスが洩れる心配がない、という特徴がある。
ところで、し尿を熱処理し焼却することは、98%前後
の水分の蒸発と蒸発ガスを脱臭温度まで昇温すること及
びし尿残漬を燃焼して灰化することである。
の水分の蒸発と蒸発ガスを脱臭温度まで昇温すること及
びし尿残漬を燃焼して灰化することである。
以下に、攪拌熱交換器10単体における熱処理のために
消費する熱量の収支を示す。
消費する熱量の収支を示す。
0℃の大気圧のもと、し尿1kgを水分とし尿残漬とに
分解するには、 水 分 lx 0.98x (100+ 539
)= 626kcalし尿残漬 lx 0.02x 4
00x 0.42= 3.36kcal合 計 6
29.36kcal の熱量を必要とし、水蒸気ガスを100℃〜800℃ま
で昇温するための熱量は、 0.98x (22,4÷18)x 80.Ox O,
532= 519kcal/kgとなり、し尿1kgを
無臭で灰にするまでに必要とする熱量は、 629+ 519= 1148kcalとなる。
分解するには、 水 分 lx 0.98x (100+ 539
)= 626kcalし尿残漬 lx 0.02x 4
00x 0.42= 3.36kcal合 計 6
29.36kcal の熱量を必要とし、水蒸気ガスを100℃〜800℃ま
で昇温するための熱量は、 0.98x (22,4÷18)x 80.Ox O,
532= 519kcal/kgとなり、し尿1kgを
無臭で灰にするまでに必要とする熱量は、 629+ 519= 1148kcalとなる。
ここで、入熱を100として出熱の各割合をみてみると
、排出ガスの温度を430℃、重油の熱量を9800k
cal/kg、消費量を0.307kg、重油燃焼排出
ガス量ヲ14Nm”7kgとして、燃焼した重油の排出
ガス量は、14x O,30? = 4.3N+a”7
kgであり、 入熱 9800x O,30? = 3000kcal
/kg出熱 し尿の処理熱量= 1148kcal/h
(311,2)装置の昇温熱量= 847kcal/
kg (28,2)排出ガス顕熱量= (4,3+ 1
.22)X 430X O,274= 850kcal
/ kg (21,6)装置表面放熱量= 355kc
aH12)となる、なお、括弧内の数字は入熱に対する
出熱の割合を示している。
、排出ガスの温度を430℃、重油の熱量を9800k
cal/kg、消費量を0.307kg、重油燃焼排出
ガス量ヲ14Nm”7kgとして、燃焼した重油の排出
ガス量は、14x O,30? = 4.3N+a”7
kgであり、 入熱 9800x O,30? = 3000kcal
/kg出熱 し尿の処理熱量= 1148kcal/h
(311,2)装置の昇温熱量= 847kcal/
kg (28,2)排出ガス顕熱量= (4,3+ 1
.22)X 430X O,274= 850kcal
/ kg (21,6)装置表面放熱量= 355kc
aH12)となる、なお、括弧内の数字は入熱に対する
出熱の割合を示している。
次に、実験機である攪拌熱交換器10単体の作動により
得た数値により、熱量の比較を示す。
得た数値により、熱量の比較を示す。
し尿96kgを熱処理するのに6.28時間を要し重油
30kgを消費したことから、 入熱ffi 30÷8.28= 4.777kcal
/lし 尿 96÷ 6.28= 15.2
86kcal/lとなり、し尿1聴当たりの入熱量は、 (15,286÷4.777)x 9800= 306
2.5kcalとなる。よって、効率は、計画値が10
90kcalであることから (1090÷3062.6)x 10G= 35.9%
となる。
30kgを消費したことから、 入熱ffi 30÷8.28= 4.777kcal
/lし 尿 96÷ 6.28= 15.2
86kcal/lとなり、し尿1聴当たりの入熱量は、 (15,286÷4.777)x 9800= 306
2.5kcalとなる。よって、効率は、計画値が10
90kcalであることから (1090÷3062.6)x 10G= 35.9%
となる。
これに対し、従来のロータリーキルン方式の入熱量は3
489kcalであるから、し尿1kg当たりの入熱量
を比較すると (3062,5÷3489)x 100= 87.77
%であり、12.2%の減少となる。
489kcalであるから、し尿1kg当たりの入熱量
を比較すると (3062,5÷3489)x 100= 87.77
%であり、12.2%の減少となる。
このように、バス等の車内に設置可能なし尿熱処理装置
を考えた場合、従来のし尿熱処理装置にあってはポンプ
を必要としていたが、市販のポンプにはスラリー状で腐
食性のある水溶液に対応するポンプが殆ど無く、更に、
パイプ閉塞、弁の詰まり、固着等のトラブルが予見され
ることから車内に設置するのは困難である。これに対し
、攪拌熱交換器10はポンプを必要とせず、小型化が可
能であるばかりでなく、加えて、設置対象となるバス等
の動力源である内燃機関を装置の熱源として利用するこ
とから、経済的効果がとりわけ大きいものである。
を考えた場合、従来のし尿熱処理装置にあってはポンプ
を必要としていたが、市販のポンプにはスラリー状で腐
食性のある水溶液に対応するポンプが殆ど無く、更に、
パイプ閉塞、弁の詰まり、固着等のトラブルが予見され
ることから車内に設置するのは困難である。これに対し
、攪拌熱交換器10はポンプを必要とせず、小型化が可
能であるばかりでなく、加えて、設置対象となるバス等
の動力源である内燃機関を装置の熱源として利用するこ
とから、経済的効果がとりわけ大きいものである。
その上、長距離移動用のバス等において不可欠である、
乗客等の用便のための場所或は時間の確保が不要となる
ことから、コース或は時間設定の制約が大幅に減少する
と共に、従来の不便を解消し随時用便が可能となるもの
である。
乗客等の用便のための場所或は時間の確保が不要となる
ことから、コース或は時間設定の制約が大幅に減少する
と共に、従来の不便を解消し随時用便が可能となるもの
である。
[効果]
この発明のし圧熱処理方法及び装置は、以上説明したよ
うに構成されているので、以下のような効果を奏する。
うに構成されているので、以下のような効果を奏する。
し尿を、内燃機関の排出ガスを利用して間接加熱したフ
ラッシュ室に小量づつ定量供給し、該フラッシュ室の大
熱容量により瞬間的に蒸発させ、有臭ガス水蒸気とし尿
残、漬とに分解する方法により、有臭ガス水蒸気を瞬時
に高温度の気化ガスとすることができ、また、酸化脱臭
の必要のあるのは気化ガスのみとすることができるから
、燃焼における負荷及び脱臭するための熱量を少なくす
ることが可能となる。また、有臭ガス水蒸気とし尿残渣
とに分解する処理に続いて、前記有臭ガスを含んだ水蒸
気を更に高温度に熱し酸化脱臭する方法により、フラッ
シュ室における有臭ガス水蒸気とし尿残渣との分解を効
率的に行うことが可能となる。また、有臭ガス水蒸気を
内燃機関の吸入空気と混合させ、前記内燃機関の燃焼行
程を経て排出する方法、また、有臭ガス水蒸気を濾過し
て内燃機関の吸入空気と混合させる方法、また、有臭ガ
ス水蒸気を内燃機間の排気ガス高温部と混合させ排出す
る方法により、気化ガスの燃焼効率を高め酸化脱臭をよ
り確実にすることが可能となる。
ラッシュ室に小量づつ定量供給し、該フラッシュ室の大
熱容量により瞬間的に蒸発させ、有臭ガス水蒸気とし尿
残、漬とに分解する方法により、有臭ガス水蒸気を瞬時
に高温度の気化ガスとすることができ、また、酸化脱臭
の必要のあるのは気化ガスのみとすることができるから
、燃焼における負荷及び脱臭するための熱量を少なくす
ることが可能となる。また、有臭ガス水蒸気とし尿残渣
とに分解する処理に続いて、前記有臭ガスを含んだ水蒸
気を更に高温度に熱し酸化脱臭する方法により、フラッ
シュ室における有臭ガス水蒸気とし尿残渣との分解を効
率的に行うことが可能となる。また、有臭ガス水蒸気を
内燃機関の吸入空気と混合させ、前記内燃機関の燃焼行
程を経て排出する方法、また、有臭ガス水蒸気を濾過し
て内燃機関の吸入空気と混合させる方法、また、有臭ガ
ス水蒸気を内燃機間の排気ガス高温部と混合させ排出す
る方法により、気化ガスの燃焼効率を高め酸化脱臭をよ
り確実にすることが可能となる。
さらに、取入れ口及び排出口を有し、供給された小量の
し尿の殆どを瞬時にガス化し有臭ガス水蒸気とするフラ
ッシュ室を有し、該フラッシュ室から供給された有臭ガ
ス水蒸気を内燃機関の空気吸入経路或は排気ガス排出経
路を経由させる酸化脱臭経路を有すると共に、前記内燃
機関の排気ガス排出経路により前記フラッシュ室を加熱
するために前記排気ガス排出経路途中に前記フラッシュ
室を配した装置により、有臭ガス水蒸気を瞬時に高温度
の気化ガスとすることができ、気化ガスを燃焼するため
の熱量を少なくすることが可能となる。また、フラッシ
ュ室の送出口が、ガス濾過器を介して酸化脱臭経路へと
連通ずる装置、また、酸化脱臭経路に分配弁を配し、空
気吸入経路を経由する酸化脱臭経路と排気ガス排出経路
を経由する酸化脱臭経路の選択を可能とした装置により
、効率のよい気化ガスの酸化脱臭が可能となる。また、
貯溜室とフラッシュ室とからなる内筒を内包する外筒内
部は排出ガス室とされ、該排出ガス室は内燃機関の排気
ガス排出経路の一部を形成する装置により、排気ガスの
熱量を有効利用してフラッシュ室及び貯溜室の間接加熱
のための熱源とすることができる。
し尿の殆どを瞬時にガス化し有臭ガス水蒸気とするフラ
ッシュ室を有し、該フラッシュ室から供給された有臭ガ
ス水蒸気を内燃機関の空気吸入経路或は排気ガス排出経
路を経由させる酸化脱臭経路を有すると共に、前記内燃
機関の排気ガス排出経路により前記フラッシュ室を加熱
するために前記排気ガス排出経路途中に前記フラッシュ
室を配した装置により、有臭ガス水蒸気を瞬時に高温度
の気化ガスとすることができ、気化ガスを燃焼するため
の熱量を少なくすることが可能となる。また、フラッシ
ュ室の送出口が、ガス濾過器を介して酸化脱臭経路へと
連通ずる装置、また、酸化脱臭経路に分配弁を配し、空
気吸入経路を経由する酸化脱臭経路と排気ガス排出経路
を経由する酸化脱臭経路の選択を可能とした装置により
、効率のよい気化ガスの酸化脱臭が可能となる。また、
貯溜室とフラッシュ室とからなる内筒を内包する外筒内
部は排出ガス室とされ、該排出ガス室は内燃機関の排気
ガス排出経路の一部を形成する装置により、排気ガスの
熱量を有効利用してフラッシュ室及び貯溜室の間接加熱
のための熱源とすることができる。
第1図はこの発明のし圧熱処理装置を示す構成図、第2
図は第1図に示す撹拌熱交換器の説明図である。 11・・・外fl 14・・・排出口
15・・・排出ガス室 21・・・内湾23・・
・取入れ口 24・・・送出口29・・・貯留
室 41・・・ガス濾過器 50・・・内燃機関 52・・・排気ガス排出経路
図は第1図に示す撹拌熱交換器の説明図である。 11・・・外fl 14・・・排出口
15・・・排出ガス室 21・・・内湾23・・
・取入れ口 24・・・送出口29・・・貯留
室 41・・・ガス濾過器 50・・・内燃機関 52・・・排気ガス排出経路
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1)し尿を、内燃機関の排気ガスを利用して間接加熱
したフラッシュ室に小量づつ定量供給し、該フラッシュ
室の大熱容量により瞬間的に蒸発させ、有臭ガス水蒸気
とし尿残渣とに分解することを特徴とするし尿熱処理方
法。 (2)請求項(1)記載の有臭ガス水蒸気とし尿残渣と
に分解する処理に続いて、前記有臭ガスを含んだ水蒸気
を更に高温度に熱し酸化脱臭することを特徴とするし尿
熱処理方法。 (3)請求項(1)記載の有臭ガス水蒸気を内燃機関の
吸入空気と混合させ、前記内燃機関の燃焼行程を経て排
出することを特徴とするし尿熱処理方法。 (4)請求項(3)記載の有臭ガス水蒸気を濾過するこ
とを特徴とするし尿熱処理方法。(5)請求項(1)記
載の有臭ガス水蒸気を内燃機関の排気ガス高温部と混合
させ、排出することを特徴とするし尿熱処理方法。 (6)取入れ口及び排出口を有し、供給された小量のし
尿の殆どを瞬時にガス化し有臭ガス水蒸気とするフラッ
シュ室を有し、該フラッシュ室から供給された前記有臭
ガス水蒸気を内燃機関の空気吸入経路或は排気ガス排出
経路を経由させる酸化脱臭経路を有すると共に、前記内
燃機関の排出ガスにより前記フラッシュ室を加熱するた
めに前記排気ガス排出経路途中に前記フラッシュ室を配
したことを特徴とするし尿熱処理装置。 (7)請求項(6)記載のフラッシュ室の送出口は、ガ
ス濾過器を介して酸化脱臭経路へと連通することを特徴
とするし尿熱処理装置。 (8)請求項(6)記載の酸化脱臭経路に分配弁を配し
、空気吸入経路を経由する酸化脱臭経路と排気ガス排出
経路を経由する酸化脱臭経路の選択を可能としたことを
特徴とするし尿熱処理装置。 (9)請求項(6)において、貯溜室とフラッシュ室と
からなる内筒を内包する外筒内部は排出ガス室とされ、
該排出ガス室は内燃機関の排気ガス排出経路の一部を形
成することを特徴とするし尿熱処理装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63256666A JPH02102778A (ja) | 1988-10-12 | 1988-10-12 | 内燃機関を利用したし尿熱処理方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63256666A JPH02102778A (ja) | 1988-10-12 | 1988-10-12 | 内燃機関を利用したし尿熱処理方法及びその装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02102778A true JPH02102778A (ja) | 1990-04-16 |
Family
ID=17295783
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63256666A Pending JPH02102778A (ja) | 1988-10-12 | 1988-10-12 | 内燃機関を利用したし尿熱処理方法及びその装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02102778A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1994016997A1 (en) * | 1993-01-28 | 1994-08-04 | Kazuhiko Kami | Method of treating night soil and apparatus therefor |
US5698095A (en) * | 1993-01-28 | 1997-12-16 | Kami; Kazuhiko | Method and apparatus for human waste treatment |
-
1988
- 1988-10-12 JP JP63256666A patent/JPH02102778A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1994016997A1 (en) * | 1993-01-28 | 1994-08-04 | Kazuhiko Kami | Method of treating night soil and apparatus therefor |
JPH06218359A (ja) * | 1993-01-28 | 1994-08-09 | Kazuhiko Koumi | し尿処理方法、し尿処理装置ならびにこれを有する自動車および船舶 |
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