JPH07311140A - ポンプ輸送中の汚泥の水分測定方法及びその方法を利用した汚泥の焼却処理方法 - Google Patents

ポンプ輸送中の汚泥の水分測定方法及びその方法を利用した汚泥の焼却処理方法

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JPH07311140A
JPH07311140A JP10251194A JP10251194A JPH07311140A JP H07311140 A JPH07311140 A JP H07311140A JP 10251194 A JP10251194 A JP 10251194A JP 10251194 A JP10251194 A JP 10251194A JP H07311140 A JPH07311140 A JP H07311140A
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JP
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sludge
water content
pumped
shear stress
measuring
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JP10251194A
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Hideki Yamamoto
秀樹 山本
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NGK Insulators Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ポンプ輸送される汚泥の圧力損失を測定する
だけで、その配管中の汚泥全体の平均的な水分を瞬時に
求めることができる方法及びこれを利用した汚泥の焼却
処理方法を提供する。 【構成】 ポンプ輸送される汚泥についてその水分とず
り応力との関係式を予め求めておき、輸送管路中に設置
された圧力計の指示値からずり応力を求め、このずり応
力を上記の関係式に代入して汚泥の水分を求める。な
お、温度や流速による補正を加えることにより、測定精
度を高めることができる。第2の発明の汚泥の焼却処理
方法は、脱水汚泥の一部を乾燥して乾燥汚泥とした後、
乾燥前の脱水汚泥と混合して所定水分の混合汚泥として
焼却処理する工程に、この水分測定方法を利用する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば下水処理場等に
おいて用いられるポンプ輸送中の汚泥の水分測定方法及
びその方法を利用した汚泥の焼却処理方法に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】下水処理場においては、65〜85%程度の
水分を有する下水汚泥を焼却炉等に輸送する必要があ
る。ところが汚泥をコンベヤで長距離輸送すると、汚泥
の脱落や飛散、臭気の発生等による公害問題が発生する
ので、その改善が求められてきた。このため汚泥のポン
プ輸送技術が開発されているが、この場合、ポンプ輸送
される汚泥の水分を管理しないと輸送自体が困難となっ
たり、後段の焼却炉の運転がうまくいかなかったりす
る。このため、ポンプ輸送中の汚泥の水分を正確に測定
することが求められている。
【0003】従来から知られている汚泥の水分測定法の
代表的なものとしては、サンプリングされた汚泥を赤外
線により加熱して乾燥させ、重量減少量から水分を求め
る赤外線加熱方法がある。この方法は測定誤差が0.1 〜
0.01%程度と少ないが、水分が70%程度の汚泥の場合測
定に約1時間を要し、測定時間が長くかかるためにリア
ルタイムで水分測定ができず、後段の焼却処理の温度制
御に遅れが生じてしまう等の問題がある。
【0004】また汚泥に赤外線を照射し、その吸光量に
より水分を測定する赤外線吸光方法も知られている。こ
の方法によれば測定を瞬時に行うことができ、かつ測定
誤差は0.01%程度と非常に少ないという利点がある。し
かし1回の測定量が微小量で局部的な水分測定しかでき
ず、また測定装置が高価であるという問題がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記した従来
の問題点を解決し、ポンプ輸送中の配管内部の汚泥全体
の平均的な水分を、高価な測定装置を必要とせずにリア
ルタイムで求めることができるポンプ輸送中の汚泥の水
分測定方法を提供するためになされたものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めになされた本発明のポンプ輸送中の汚泥の水分測定方
法は、ポンプ輸送される汚泥についてその水分とずり応
力との関係式を予め求めておき、輸送管路中に設置され
た圧力計の指示値からずり応力を求め、このずり応力を
上記の関係式に代入して汚泥の水分を求めることを特徴
とするものである。また本発明の汚泥の焼却処理方法
は、水分が変動する脱水汚泥の一部を乾燥して乾燥汚泥
とした後、乾燥前の脱水汚泥と混合して所定水分の混合
汚泥として焼却処理する際に、ポンプ輸送される脱水汚
泥、乾燥汚泥、混合汚泥等の汚泥の水分を、上記の水分
測定方法により測定することを特徴とするものである。
【0007】本発明において用いられる「ずり応力τ(k
g/m2)」とは、図1に示すように輸送用の配管の直径を
D(m) とし、配管の長さL(m) 当りの流体の圧力損失を
ΔP(kg/cm2)としたとき、τ=ΔP×D×104 /4Lと
して定義される応力である。このずり応力τに配管の表
面積πDLを掛けた値が、配管の断面積πD2 /4に圧
力損失ΔPを掛けた値と等しくなるので、この関係から
上式が導かれる。
【0008】一般に、汚泥のパイプ輸送を行う場合、そ
の水分変動に応じてポンプの吐出圧力は変化する。これ
は汚泥と配管内面との摩擦係数が汚泥の水分に応じて変
化するため、配管のトータル圧損が変化するためと考え
られる。本発明はこの関係を逆に利用し、ポンプ輸送さ
れる汚泥についてその水分とずり応力との関係式を予め
求めておき、圧損から演算されるずり応力に基づいて汚
泥の水分を求めようとするものである。
【0009】
【作用】本発明によれば、輸送管路中に設置された圧力
計によりポンプ輸送される汚泥の圧力損失を測定するだ
けで、その配管中の汚泥全体の平均的な水分を瞬時に求
めることができる。このため、変動する汚泥の水分をリ
アルタイムで監視することができ、焼却炉等の水分負荷
の制御が容易となる。また温度や流量による補正を行え
ば、より高い精度で水分測定を行うことができる。
【0010】また、水分が変動する脱水汚泥の一部を乾
燥して乾燥汚泥とした後、乾燥前の脱水汚泥と混合して
所定水分の混合汚泥として焼却処理することは従来から
知られているが、本発明においてはこれらのポンプ輸送
される脱水汚泥、乾燥汚泥、混合汚泥等の汚泥の水分を
上記の水分測定方法により測定するので、汚泥の水分を
正確かつ迅速に把握することができ、ポンプ輸送工程及
び焼却工程の制御を安定化することができる。
【0011】
【実施例】以下に本発明を図示の実施例によって更に詳
細に説明する。図2は、一軸ねじポンプ1により配管2
を介して汚泥を焼却炉3までポンプ輸送する系統を示す
図である。この配管2には電磁流量計4、圧力計5、温
度計6が設置されており、これらの各計器の出力は演算
器7で演算処理され、散水量調節弁8を制御して散水ノ
ズル9からの散水量を変えることができるように構成さ
れている。
【0012】本発明においては、予めポンプ輸送される
汚泥についてその水分とずり応力との関係式を求めてお
く。この場合、汚泥の水分は従来法によって正確に求
め、またずり応力は前記したように配管の長さL当りの
圧力損失ΔPを求めることにより演算する。この関係式
は一般に、τ=k1exp(k2M)の形を取る。ただしk1とk2
は定数、Mは汚泥の水分(65%≦M≦85%) である。
【0013】以下に、脱水汚泥における関係式を実験に
より求めた例を示す。実験に使用した汚泥は高分子薬注
ベルトプレス脱水汚泥である。輸送ポンプは、兵神装備
株式会社製のモーノポンプを用いた。配管は100 A ×5.
5mのSGP(黒) を用いた。温度一定(30℃) 、ずり速度一
定(0.4sec -1) 条件下での水分とずり応力の測定データ
を表1に示す。この6点の測定データを最小二乗法で近
似すると、τ=9.5 ×105exp(−0.12M) となる。ここ
でずり速度とは管内流速/管の半径として定義される値
である。
【0014】
【表1】
【0015】このような関係式を演算器7に記憶させて
おく。そして圧力計5により測定された配管2内の圧力
損失ΔPからずり応力を求め、その値を上記の関係式に
代入すると直ちに汚泥の水分Mが求められる。従って本
発明によれば、圧力計5によって容易かつ連続的に測定
することができる圧力損失ΔPから、配管2内の汚泥の
平均的な水分を正確に求めることができる。
【0016】しかし実際には、配管2内を輸送される汚
泥の温度や流速は絶えず変化するため、上記の関係式を
補正しながら使用することが好ましい。まず温度Tにつ
いては、常温≦T≦80℃の範囲においては、ずり応力τ
1 の変化量Δτ1 は1/Tに比例する。以下その関係式
を実験により求めた例を示す。汚泥水分一定(78%)、
ずり速度一定(0.4sec-1)条件下での温度とずり応力の
測定データを表2に示す。この6点のデータを最小二乗
法で近似して、τ1 =1.2 ×103 ×1/T+40の関係式を
得る。水分とずり応力との関係式τ=9.5 ×105(−0.12
M) が温度T0(30℃) の条件下で得られたのであるか
ら、そのτの温度補正後のずり応力τ1 はτ1 =τ+Δ
τ1 すなわちτ1 =τ+1.2 ×103(1/T −1/T0)とな
る。
【0017】
【表2】
【0018】次に、流速による補正について示す。ずり
応力τ2 の変化量Δτ2 は、ずり速度v に比例する。以
下、その関係式を実験により求めた例を示す。温度一定
(30℃) 、汚泥水分一定(78 %) 条件下での、ずり速度
とずり応力の測定データを表3に示す。この6点の測定
データを最小二乗法で近似して、τ2 =31v +82の関係
式を得る。ここでv はずり速度であり、電磁流量計4に
より求められた流速Vからv =V/(D/2)の式により求め
る。従って、温度と流速による補正後のずり応力の関係
式は、 τ2 =τ1 +△τ2 すなわち、τ2 =τ+1.2 ×103(1/
T −1/T0) +31(v−v0) となる。
【0019】
【表3】
【0020】このようにして温度Tと流速Vにより補正
したずり応力の関係式を用い、圧力計5により測定され
た配管2内の圧力損失ΔPをこの関係式に代入すれば、
配管2内の汚泥の平均的な水分を1〜2%の精度で正確
に求めることが可能となる。そして必要に応じて散水ノ
ズル9からの散水量を制御し、水分を一定に保つことが
できる。
【0021】次に図6は本発明の汚泥の焼却処理方法を
示すブロック図であり、脱水汚泥10の一部を乾燥機11に
より乾燥して乾燥汚泥12とし、この乾燥汚泥12を乾燥前
の脱水汚泥10と混合して所定水分の混合汚泥13としたう
え、焼却炉14で焼却処理する工程を示している。これら
の各汚泥はポンプ輸送されるのであるが、本発明の汚泥
の焼却処理方法においては、これらの脱水汚泥10、乾燥
汚泥12、混合汚泥13等の汚泥の水分を、前記した水分測
定方法により測定する。
【0022】このため、脱水汚泥10、乾燥汚泥12、混合
汚泥13等の汚泥の水分は正確かつ迅速に測定され、混合
汚泥13の水分を設定された所定水分とすることができる
ので、元の脱水汚泥10の水分が大きく変動した場合に
も、焼却炉14の温度制御に遅れが生じたりすることがな
い。
【0023】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明のポンプ
輸送中の汚泥の水分測定方法によれば、輸送管路中に設
置された圧力計によりポンプ輸送される汚泥の圧力損失
を測定するだけで、その配管中の汚泥全体の平均的な水
分を瞬時に求めることができる。また水分測定のために
従来のような高価な測定機器を必要としない。従って本
発明によれば、前工程である脱水・乾燥設備で汚泥水分
の大きな変動があっても、後工程である焼却やコンポス
ト設備等に常に一定水分の汚泥を供給できるようにな
り、汚泥の安定した焼却処理が可能となる。
【0024】また本発明の汚泥の焼却処理方法によれ
ば、焼却炉へ投入される混合汚泥の水分を設定された所
定水分とすることができるので、脱水汚泥の水分が大き
く変動した場合にも焼却炉の温度制御に遅れが生じたり
することがない。よって本発明は、下水汚泥を焼却炉や
コンポスト製造装置等にポンプ輸送する場合に適した水
分測定方法及びその方法を利用した汚泥の焼却処理方法
として、業界に寄与するところは極めて大きいものがあ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】ずり応力の定義を示す図である。
【図2】実施例のポンプ輸送の系統図である。
【図3】水分とずり応力との関係を示すグラフである。
【図4】ずり応力の温度による変化量を示すグラフであ
る。
【図5】ずり応力のずり速度による変化量を示すグラフ
である。
【図6】本発明の汚泥の焼却処理方法を示すブロック図
である。
【符号の説明】
1 一軸ねじポンプ、2 配管、3 焼却炉、4 電磁
流量計、5 圧力計、6 温度計、7 演算器、8 散
水量調節弁、9 散水ノズル、10 脱水汚泥、11 乾燥
機、12 乾燥汚泥、13 混合汚泥、14 焼却炉
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G01N 11/00 C

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポンプ輸送される汚泥についてその水分
    とずり応力との関係式を予め求めておき、輸送管路中に
    設置された圧力計の指示値からずり応力を求め、このず
    り応力を上記の関係式に代入して汚泥の水分を求めるこ
    とを特徴とするポンプ輸送中の汚泥の水分測定方法。
  2. 【請求項2】 水分とずり応力との関係式を温度により
    補正する請求項1に記載のポンプ輸送中の汚泥の水分測
    定方法。
  3. 【請求項3】 水分とずり応力との関係式を汚泥流速に
    より補正する請求項1または2に記載のポンプ輸送中の
    汚泥の水分測定方法。
  4. 【請求項4】 水分が変動する脱水汚泥の一部を乾燥し
    て乾燥汚泥とした後、乾燥前の脱水汚泥と混合して所定
    水分の混合汚泥として焼却処理する際に、ポンプ輸送さ
    れる脱水汚泥、乾燥汚泥、混合汚泥等の汚泥の水分を、
    請求項1〜3のいずれかに記載された水分測定方法によ
    り測定することを特徴とする汚泥の焼却処理方法。
JP10251194A 1994-05-17 1994-05-17 ポンプ輸送中の汚泥の水分測定方法及びその方法を利用した汚泥の焼却処理方法 Pending JPH07311140A (ja)

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