JPH025480B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、下水処理場、し尿処理場、各種産業
排水処理施設などから排出される有機性汚泥、上
水場から発生する上水汚泥など各種の含水物を乾
燥する処理方法に関するものである。

一般に含水物は種々の形態で生ずるが、含水物
の代表例として、以下、下水汚泥などの有機性汚
泥を例にとつて説明すると、従来、下水汚泥など
の有機性汚泥の処理方法は、カチオンポリマーな
どの有機性凝集剤、又は塩化第２鉄、消石灰など
の無機脱水助剤を汚泥に添加したのち、ベルトプ
レス、遠心脱水機、フイルタプレスなどの機械脱
水機によつて脱水したのち、脱水ケーキを重油な
どの有価燃料を利用して乾燥、焼却するという方
法である。

しかしながら、この従来方法は、資源、エネル
ギーを浪費するという重大欠点をもつており、省
エネルギー的なプロセスの開発が切望されてい
る。

従来の低温乾燥器例えば空気を熱源とする乾燥
機においては、脱水ケーキから蒸発した水蒸気を
含有する空気を冷凍機の冷媒蒸発部にて除湿した
のち、凝縮部で加温して、乾燥機に循環させると
いう方式を採用しているので、冷媒の蒸発温度、
凝縮温度の温度差が大きく、従つてヒートポンプ
の成績係数が高くないという欠点がある。

本発明は、これに鑑み有機性汚泥などの含水物
を極めて省エネルギー的に乾燥する方法を提供す
ることを目的とするもので、下水、処理下水、各
種産業排水の水温が冬期においても大気温度より
も数度以上高いことに注目し、これら各種の水の
保有する温度差エネルギーを汚泥の乾燥操作に利
用することで効率的な汚泥乾燥システムとするこ
とにある。

すなわち本発明は、下水汚泥などの被乾燥物を
閉回路乾燥器で乾燥処理するものにおいて、任意
の水の保有する熱量を冷凍機の冷媒蒸発部にて奪
うとともに、冷媒凝縮部からの放散熱量によつて
空気などのガスを加温し、該加温ガスを含水物の
閉回路乾燥器に供給する工程、該乾燥器排ガスを
除湿部を経由させたのち前記冷媒凝縮部に導く工
程、前記冷媒蒸発部から流出する水を前記除湿部
に供給する工程を経て処理することを特徴とする
含水物の乾燥方法である。

本発明の一実施態様を下水汚泥の乾燥を例にと
つて説明する。

下水１は曝気槽２において、散気管３でエアレ
ーシヨンされ、生物処理されたのち、沈殿池４に
て活性汚泥５が分離され、大部分が返送汚泥６と
して曝気槽２にリサイクルされ、残部が余剰活性
汚泥７として、汚泥処理工程に導かれて処理され
る。

すなわち、これら処理された余剰活性汚泥、生
汚泥、嫌気性消化汚泥などは、汚泥濃縮工程８に
て濃縮されたのち、濃縮汚泥９は脱水機例えば機
械脱水などの脱水工程１０にて脱水され、脱水ケ
ーキ１１が閉回路乾燥器１２に導入される。

一方、およそ10〜20℃程度の下水処理水１３の
全量または一部が、フロン、リチウムブロマイド
などの冷媒を用いる冷凍機の蒸発器１４に流入
し、下水処理水１３の保有する熱量が冷媒の蒸発
の際に奪われ、この結果下水処理水１３は５〜10
℃程度の冷水１５となつて流出する。

該蒸発器１４にて前記下水処理水１３から熱を
奪つた冷媒ガス１５′は、圧縮機１６にて圧縮さ
れたのち、凝縮器１７にて凝縮し、液体となり、
さらに凝縮冷媒貯槽２４から冷媒は膨張弁２５を
経由して、蒸発器１４に循環する。前記凝縮器１
７において、下水処理水１３から奪つた熱量と圧
縮機１６に外部から与えられた機械的仕事に相当
する熱量の合計が凝縮器１７から放熱され、この
放熱量によつて、除湿された空気１８を加温し、
温度30〜35℃程度の温風１９をつくり、これを前
記閉回路乾燥器１２内に供給して汚泥を乾燥す
る。即ちヒートポンプサイクルによつて汚泥を効
率よく乾燥することができる。なおここに閉回路
乾燥器１２とは、加熱用気体（例えば加温空気）
を密閉可能にし、乾燥器系内に循環させながら、
乾燥器排ガスを除湿したのち、再び加熱させる方
式による乾燥器であり、乾燥器排ガスを100％循
環させる方式の他に一部を系外に抜き出すものも
含むものである。

しかして、脱水ケーキ１１は温風１９によつて
乾燥され、乾燥物２０となつて排出されそのまま
処分、またはコンポスト化、又は焼却される。一
方、脱水ケーキ１１から蒸発した水蒸気を含む乾
燥器排出空気２１は全部をまたはその一部を系外
に排出した残部を除湿器２２にて、除湿されたの
ち、再び凝縮器１７にて加温され、低湿度の温風
となり加温低湿度空気として前記閉回路乾燥器１
２に供給される。該除湿器２２に供給される水の
温度は低いほど低湿度の除湿空気１８が得られる
ので、冷媒の蒸発器１４から流出する冷水１５を
除湿器２２の冷熱源とするのが極めて好適であ
る。また除湿器２２からの流出水１５″は下水処
理水１３より高温になつているので、返送水とし
て再び蒸発器１４に供給するのが良い。なお、２
３は除湿された水蒸気の凝縮水である。また、よ
り低湿度の空気を得るには、除湿器２２から流出
する除湿空気１８を別個に設けた冷凍機の蒸発器
に導くようにすればよく、この場合、あらかじめ
除湿された低温の空気からわずかの湿度をさらに
除去すればよいので、乾燥器排出空気２１を直接
冷凍機で除湿する方法に比べ冷凍機の規模、所要
動力は小さなものですみ、成績係数も高く、なる
という重要な利点がある。もちろんこの除湿を目
的として設けた冷凍機の凝縮器から拡散される熱
量も汚泥の乾燥に利用するようにするのがよい。
なお、冷凍機の蒸発器１４の熱源としては下水処
理水１３のほかに流入下水、汚泥の嫌気性消化槽
からの流出液、乾燥物２０の焼却炉からの焼却排
ガスの保有熱から作られた温水、嫌気性消化槽の
加温用温水、また産業排水処理から発生する汚泥
の場合は、当該産業の冷却所要工程から排出され
る温排水を利用することが極めて好適であり、要
するになるべく高い温度の排水を熱源として利用
することによつて、冷凍機サイクルの成績係数を
向上させることができるので、一層省エネルギー
的な汚泥の乾燥を行なうことができる。

以上のような本発明によれば、冷媒凝縮部から
の放散熱量によつて加温した加温ガスを前記閉回
路乾燥器の加熱用気体として供給して含水物を乾
燥し、該乾燥器排ガスを除湿器を経由させたの
ち、前記冷媒凝縮部に導く循環系で処理すると共
に、前記冷媒蒸発部から流出する水を前記除湿器
に供給して前記排ガスと熱交換させて処理するこ
とにより、従来いたずらにすてられていた各種排
水の保有する熱量を熱源として、ヒートポンプサ
イクルによつて汚泥を乾燥することができるの
で、重油などの有価燃料を用いることなく省エネ
ルギー的な乾燥が可能となるほか、冷凍機の冷媒
蒸発部における熱源として、各種の水（とくに好
ましくは温排水の）の保有する熱量を利用するよ
うにしたこと、及び乾燥排ガスの除湿工程に、従
来法のように直接冷凍機を使用するのではなく、
冷媒蒸発部から流出する冷水を利用するようにし
たことにより、ヒートポンプの成績係数が高く、
省エネルギー的乾燥が可能となるし、また乾燥器
から悪臭ガスが系外に出ることがないので、脱臭
工程が不要になると共にコンポスト発酵熱による
乾燥すなわち、本発明法によつて乾燥した乾燥物
をさらにコンポスト発酵槽に供給し好気性微生物
の発酵熱を利用して乾燥することによつて、水分
80〜90％程度の脱水ケーキを極めて省エネルギー
的に水分40％の乾燥物にまで乾燥でき資源、エネ
ルギーを浪費することなく経済的に処理できる利
益がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明方法の一実施態様のフローシート
である。 １……下水、２……曝気槽、３……散気管、４
……沈殿池、５……活性汚泥、６……返送汚泥、
７……余剰活性汚泥、８……汚泥濃縮工程、９…
…濃縮汚泥、１０……脱水工程、１１……脱水ケ
ーキ、１２……閉回路乾燥器、１３……下水処理
水、１４……蒸発器、１５……冷水、１６……圧
縮機、１７……凝縮器、１８……除湿空気、１９
……温風、２０……乾燥物、２１……乾燥器排出
空気、２２……除湿器、２３……凝縮水、２４…
…冷媒貯槽、２５……膨張弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 下水汚泥などの被乾燥物を閉回路乾燥器で乾
   燥処理するものにおいて、水の保有する熱量を、
   冷凍機の冷媒蒸発部にて吸収する一方、冷媒凝縮
   部からの放散熱量によつて加温した加温ガスを前
   記閉回路乾燥器の加熱用気体として供給して含水
   物を乾燥し、該乾燥器排ガスを除湿器を経由させ
   たのち、前記冷媒凝縮部に導く循環系で処理する
   と共に、前記冷媒蒸発部から流出する水を前記除
   湿器に供給して前記排ガスと熱交換させて処理す
   ることを特徴とする含水物の乾燥方法。 ２ 前記除湿器より流出する除湿されたガスがさ
   らに冷凍機によつて除湿処理されるものである特
   許請求の範囲第１項記載の乾燥方法。 ３ 前記除湿ガスが、その一部を系外に抜き出し
   て残部を循環処理するものである特許請求の範囲
   第１項又は第２項記載の乾燥方法。 ４ 前記除湿器からの流出水を前記蒸発部に返送
   して処理するものである特許請求の範囲第１項、
   第２項又は第３項記載の乾燥方法。