JPH03137998A - 汚泥の乾燥制御方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、間接加熱型乾燥機を使用した下水汚泥のよう
な含水汚泥の乾燥制御方法に関するものである。

〔従来の技術〕

第４図は従来の間接加熱型乾燥機の概略を示すものであ
り、原料汚泥の入口ｌと乾燥汚泥の出口２を有し、ほぼ
水平に設置したケーシング３の長さ方向両側面から底面
にかけて熱交換用のジャケット４で覆う。ケーシング３
内には、その長さ方向に、複数本（二本ないし四本）の
中空状回転軸５を間隔を置いて平行に設置し、各回転軸
５には所定の間隔で複数枚の撹拌板６を、回転軸５の軸
心に対し傾斜状に取り付ける。各撹拌板６も中空状であ
り、回転軸５とは通気可能となっている。

隣接する回転軸５の撹拌板６相互は、互いに部分的に入
り込んで交互に間隔を置いて設置されている。

ケーシング３とジャケット４との空間内にスチームを供
給してケーシング３を加熱し、また回転軸５内にもスチ
ームを供給して回転軸５および撹拌板６を加熱する。こ
のような加熱状況で、回転軸５を回転させつつ原料汚泥
Ａを入口１から投入すれば、汚泥は回転する各撹拌板６
で撹拌されつつケーシング３内面および回転軸５や撹拌
板６の外表面で加熱され、乾燥する。乾燥後の汚泥Ｂは
出口２から排出さる。

撹拌板６は汚泥の移送力を有しないが、ケーシング３は
、通常、入口１側から出口２側に傾斜させてあり、かつ
投入汚泥の押出力が加わることにより、汚泥はケーシン
グ３内を出口２側に向かって移動する。出口２にはオー
バーフロー型せき板７が設けである。

この乾燥機の基本的な構造は、特公昭６２−１９３２６
号（特願昭５６−３８６８８号）および特公昭６３−１
６９７４号（特願昭５６−１５０４９４号）と同じであ
る。

上記の乾燥機において、例えば、水分７０〜８５％の原
料汚泥Ａを、１００〜１６０°Ｃの温度下で２〜４時間
加熱した場合、最終的には水分２０〜５０％の乾燥汚泥
Ｂとなって排出される。ケーシング３内でスチーム熱と
間接的に熱交換されて原料汚泥から蒸発した水分は、ケ
ーシング３内に送り込まれるキャリア用空気Ｃおよび已
に同伴されて排気ガスＤとして外部に排出される。ケー
シング３内の雰囲気温度で加熱されかつ加熱された蒸発
水分を含んだ排気ガスＤは、第５図に示すように、コン
デンサ８内の水で２０〜４０”Ｃまでに冷却されて除湿
される。除湿された排気ガスＤは、一部（２０〜８０％
）がキャリア用空気Ｅとしてケーシング３内に循環され
、残りは燃焼用空気として焼却炉等に送って脱臭される
。

Ｃ発明が解決しようとする課題〕 上記の如く、水分が７０〜８５％の原料汚泥を撹拌、加
熱すると、初期段階で粘度が約１００〜２０００ｐａ−
ｓｅｅの高粘性流体となる。この状態では汚泥はケーシ
ング３内の撹拌板６上面まで充満し、後続する投入汚泥
の押出力により出口２方向に向かって移動する。移動途
中で乾燥が進んで水分が５０〜６５％に減少すると、汚
泥の造粒化が開始し、撹拌板６への付着力が漸次低下す
る。

従って、第６図に示すように、入口１側の汚泥は高粘性
のためケーシング３内に充満するが、出口２近くではせ
き板７の高さに応じて造粒化した汚泥の高さが規制され
るようになる。図中、Ｆはせき板７が高い場合の造粒化
汚泥の高さ位置、Ｇはせき板７が低い場合の造粒化汚泥
の高さ位置を示している。

しかし、最終的に水分が２０〜５０％までに乾燥され、
出口２から排出された汚泥は約１〜１００ｍｍφの粒子
の混合物であり、粒子径によって水分の含有量が異なる
ものである。従って、排出された乾燥汚泥を一部試料と
して抜き取り、その水分含有量を定時的に測定しても、
個々の試料ごとに水分量が異なることになる。

試料中の乾燥汚泥の水分量が多い場合には、せき板７を
高くし、汚泥の滞留時間を長くすることにより水分の乾
燥調節が可能であるが、これは部分的な水分調節にすぎ
ず、汚泥全体の水分量、即ち乾燥度を均一化できるもの
ではない。特に、撹拌板６０回転力が汚泥の搬送力を有
しない零種の乾燥機のように、必要に応じて任意にせき
板の高さを調節するものでは、滞留量の変化が小さなも
のであり、汚泥全体の乾燥作業の流れの中では部分的な
調節、制御であり、有効なものではなかった。しかも従
来、せき板７は、他からの情報を得て高さを自動的に調
節、制御する技術は存在しなかった。

また、汚泥の水分量が多い場合、スチームの熱を高くす
ることも考えられるが、汚泥は有機物を５０〜８５％含
有するたぬ、例えばスチーム熱を１６０°Ｃ以上とした
場合、有機物が熱変性してケーシング３や撹拌板６等の
表面に付着してこげ付現象を起こし、撹拌や伝熱に悪影
響を与えるものであった。従って、加熱温度は１００〜
１６０°Ｃが最適であり、この範囲内での小さな温度変
化では水分制御におよぼす効果はきわめて小さいもので
ある。

乾燥汚泥の水分は、主に、原料汚泥の流量と水分に大き
く影響されるものであるが、最終的には乾燥汚泥の水分
を一定の希望する値に制御することができないことが最
も大きな問題点である。

このため従来は、乾燥汚泥の水分を一定に制御すること
なく、乾燥汚泥を焼却する場合、汚泥の水分量に応じて
焼却炉の焼却温度が低下した場合には重油等の補助燃料
を使用することで対応していた。しかし、汚泥の焼却プ
ラントでは、省エネルギー的に、焼却炉内の焼却温度は
一定に安定させ、保持することが望ましい。

〔課題を解決するための手段］ 本発明は上記する従来の間接加熱型乾燥機における種々
の問題点、特に連続的に投入され、乾燥される汚泥の乾
燥度を一定の値に制御することができない点、このため
に焼却炉の焼却熱を汚泥の乾燥度（水分量）に応じて変
化させなければならない点等に鑑み、原料汚泥の流量と
水分量およびキャリア空気によって排出される排気ガス
中の温度、湿度等を、定時的に自動的に測定することに
より、せき板の高さを自動的に調節し、排出汚泥の乾燥
度を一定に制御することを目的とするものである。

この目的達成のために本発明は、原料汚泥の入口と乾燥
汚泥の出口とを有し、ほぼ水平に設置したケーシングの
両側面から底面にがけてをジャケットにより覆い、ケー
シング内にはその長さ方向に複数本の中空状回転軸を設
けるとともに各回転軸には、回転軸に通気可能な中空状
の撹拌板を取り付け、ケーシングとジャケットとの空間
内および回転軸内にスチームを供給可能な間接加熱型乾
燥機において、ケーシング内に投入される原料汚泥の流
量と水分量およびキャリア空気に蒸発水分を同伴して排
出される排気ガスの温度または湿度との測定により、ケ
ーシング内における汚泥の経時的変化を測定して乾燥汚
泥の出口部に設置したせき板の高さを調節するようにし
たことを特徴としている。

〔実施例） 以下、図面に従って、本発明の一実施例を詳細に説明す
、る。

第１図は本発明方法にもとづく概略図であり、ｌＯは従
来と同し構造の間接加熱型乾燥機、１１は乾燥機１０内
に投入すべき原料汚泥、１２は加熱、乾燥され出口から
排出された乾燥汚泥、１３は出口部（に設置され、図示
しないが公知の高さ調節装置により上下高さが調節可能
なせき板、１４はキャリア空気に蒸発水分を同伴し、乾
燥機１０から排出された排気ガス、１５は原料汚泥の流
量、水分量の測定器、１６は乾燥汚°泥の水分量測定器
、１７は排気ガスの温度または湿度の測定器、１８は各
測定器１５．１６および１７に直結する演算器であり、
この演算機１８はせき板１３の高さ調節装置（図示せず
）に連結している。尚、水分量の測定器としては、実願
平１−３６１０６号に示す自動水分計サンプリング装置
等を使用することができる。

上記の構成において、乾燥機１０内に原料汚泥１１を連
続的に投入する。この時、汚泥の流量と水分量を測定器
１５により測定し、その結果を演算器１８に知らせる。

従来と同様スチーム熱により間接的に加熱、乾燥された
汚泥は乾燥汚泥１２として乾燥機１０の出口から排出さ
れ、また、汚泥乾燥中に乾燥機１０内に発生した蒸発水
分は、キャリア空気に同伴され排気ガス１４として乾燥
機１０から排出されるが、この排気ガス１４の温度また
は湿度は測定器１７で測定され、その結果が演算器１８
に送られ、記憶されて集計され、計算される。運転法の
常識として、本積の乾燥機では省エネルギ一対策と悪臭
防止対策のために、排気ガス量は低めの値に設定する。

そのため、排気ガスの湿度はほとんど飽和湿度であり、
排気ガスの湿度と温度は正の相関関係を示す。

今、原料汚泥１１の水分量に対し、排気ガス１４の温度
が低（、即ち湿度が低いという結果が出た場合、乾燥汚
泥１２の乾燥度が少ない、即ち水分量が多いということ
になる。この場合には、演算器１８に連結するせき板１
３の高さ調節装置が自動的にあるいは手動により作動し
、せきＦｉ１３を必要な高さ位置に上げる。これにより
乾燥機ｌＯ内の汚泥の滞留量が高い位置（第６図で示す
Ｆの高さ位置）に規制され、汚泥は充分に加熱、乾燥さ
れることになる。

また、排気ガス１４の温度が高く、即ち湿度が高い場合
には、乾燥機１０内での蒸発水分量が多いということに
なり、乾燥汚泥１２の乾燥度が高い、即ち水分量が少な
い結果となる。この場合には自動的にせき板１３の高さ
を低い位置に調節するため滞留量が少なくなり、その後
に排出される乾燥汚泥１２の水分は一定量まで高くなる
。

第２図は排気ガス１４の温度測定の結果、せき板１３の
高さを調節した場合の乾燥汚泥１２水分量を経時的変化
を示すものである。

上記の測定結果は、結局、乾燥機１０内における汚泥の
経時的変化を測定し、それに対応してせき板１３の高さ
を調節し、水分量を制御するものである。即ち、せき板
１３を上げると出口近くの汚泥水分は徐々に低下し始め
、４−８ｈｒ後に安定する。一方、排気ガス１４の温度
は増加して２〜ａｈｒ後に最大となり、４〜Ｓｈｒ後に
安定する。このように出口汚泥水分よりも排気ガス１５
温度は早く応答するので、この変化傾向から出口水分の
変化を予測し、せき板１３高さを再調整、制御すること
ができ、る。

上記の制御方法は、原料汚泥１１の流量と水分量の測定
結果と、排気ガス１４の温度と湿度の経時変化の測定結
果によりせき板１３の′高さを調節し、汚泥の乾燥度を
一定に制御するものであるが、原料汚泥１１と排気ガス
１４の測定と合わせて乾燥汚泥１２の水分量を測定し、
総合的に乾燥機１０内における汚泥の乾燥度を制御、調
節するようにしてもよい。

第３図は本発明方法によりせき板１３の高さを調整し、
乾燥汚泥水分の変化を求めた実験結果のグラフ図であり
、原料汚泥Ａの供給量（同図ａ）や原料汚泥Ａの水分量
（同図ｂ）に対し、せき板１３の高さ調節（同図Ｃ）に
より乾燥汚泥Ｂの水分量（同図ｄ）が変化することか証
明される。

尚、同図において横軸は時間経過（１ステップ＝１５分
）、縦軸は各測定値の変化量を示す。

第３図においてせき板１３の高さ（ｃ）と乾燥汚泥の水
分量（ｄ）との変化傾向を、例えば横軸２２６〜６７７
の時間ステップで比較すると、この部分では原料汚泥の
流量（ａ）と水分量（ｂ）の変化が小さく、他の影響が
少ない。また、この部分ではせき板１３の高さが高（な
ると乾燥汚泥の水分量（ｄ）は徐々に低下し、反対に（
Ｃ）が低くなると（ｄ）が増加することが分かる。

（発明の効果） 以上、説明したように、本発明においては原料汚泥の流
量と水分量および排気ガスの温度と湿度との相関関係を
測定することにより乾燥機内における汚泥の経時的変化
を知り、それに対応してせき板の高さを調節するように
したので、乾燥汚泥の水分量、即ち、乾燥度を常に希望
する一定の値に制御することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法にもとづく乾燥設備全体の循環系図
、第２図は排気ガス温度とせき板高さ変化による乾燥汚
泥水分の変化を示すグラフ図、第３図（ａ、ｂ、ｃ、ｄ
）は汚泥の流量、水分量とせき板高さの変化による乾燥
汚泥水分の変化を示すグラフ図、第４図は従来の乾燥機
の概略正面図、第５図は従来の乾燥設備全体の循環系図
、第６図はせき板高さとケーシング内汚泥の滞留状態を
示す概略断面図である。 １０は乾燥機、１１は原料汚泥、１２は乾燥汚泥、１３
はせき板、１４は排気ガス、１５．１６および１７は測
定器、１８は演算器である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 原料汚泥の入口と乾燥汚泥の出口とを有し、ほぼ水平に
   設置したケーシングの両側面から底面にかけてをジャケ
   ットにより覆い、ケーシング内にはその長さ方向に複数
   本の中空状回転軸を設けるとともに、各回転軸には、回
   転軸に通気可能な中空状の撹拌板を取り付け、ケーシン
   グとジャケットとの空間内および回転軸内にスチームを
   供給可能な間接加熱型乾燥機において、 ケーシング内に投入される原料汚泥の流量と水分量およ
   びキャリア空気に蒸発水分を同伴して排出される排気ガ
   スの温度または湿度との測定により、ケーシング内にお
   ける汚泥の経時的変化を測定して乾燥汚泥の出口部に設
   置したせき板の高さを調節するようにして成ることを特
   徴とする汚泥の乾燥制御方法。