JPH0790240B2

JPH0790240B2 - 汚泥の乾燥装置

Info

Publication number: JPH0790240B2
Application number: JP61227783A
Authority: JP
Inventors: 泰男三柴; 正勝石坂; 孝雄日下部
Original assignee: JGC Corp
Current assignee: JGC Corp
Priority date: 1986-09-26
Filing date: 1986-09-26
Publication date: 1995-10-04
Anticipated expiration: 2010-10-04
Also published as: JPS6384699A

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」本発明は、下水処理、し尿処理、工場排水処理等におい
て発生する汚泥の乾燥装置に関するものである。

「従来の技術」一般に下水汚泥等の汚泥は、消石灰を主とする無機凝集
剤あるいは高分子凝集剤を用いて脱水されているが、脱
水汚泥はこれら脱水方式によってその性状が異なり、特
に高分子凝集剤を添加した脱水汚泥は含水率及び有機物
含有量が高く、乾燥時に粘着性及び造粒性を有すると共
に有機物劣化を起こし易い。

従来、これら脱水汚泥の乾燥方式としては、蒸気による
間接加熱乾燥乾燥方式が用いられているが、伝熱面のス
ケール付着による熱効率の低下の問題がある上、伝熱容
量係数が小さいので低含水率の乾燥物を得るには広い伝
熱面積を必要とし、また、装置の構造が複雑で建設費が
高いなどの欠点がある。そのため、熱風あるいは過熱蒸
気を熱媒体とした直接加熱型の乾燥方式も一般に用いら
れている。

「発明が解決しようとする問題点」例えば、特開昭59−205508号公報には、汚泥を流動乾燥
器内で過熱蒸気と直接接触させて粉状乾燥物とし、乾燥
器より過熱蒸気流に同伴させて排出した後、サイクロン
で分離する方法が示されている。しかし、この方法では
過熱蒸気の循環量及び空塔速度を大きく取る必要があ
り、乾燥系の圧損、消費動力が大きくなると共に、乾燥
物の排出状況も不安定になり易く、更に、滞留時間が一
定しないため、燃料性を有する有機物の劣化率が増大す
るという欠点があった。

また、特開昭59−29970号公報には、汚泥を熱風（加熱
空気）で造粒乾燥せしめ、乾燥室から溢流排出させる方
法が示されている。しかし、この方法では、有機物が加
熱空気によって劣化され易く、乾燥物の含水率を低くし
ようとすると細かい粉塵が発生し、高温空気と直接接触
して発火する恐れがあり、含水率30〜60％程度の乾燥度
に止めるのが好ましく、また、クローズドシステムの採
用が困難であるなどの問題があった。更に、上記の何れ
の方法も乾燥対象汚泥の性状に応じて乾燥操作条件を適
宜変更することが比較的難しいという問題があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、有機物劣
化の少ない低含水率の乾燥汚泥を乾燥効率よく安定して
得ることのできる汚泥の乾燥装置を提供することを目的
とするものである。

「問題点を解決するための手段」本発明の装置は、過熱蒸気または過熱蒸気を主体として
含む高温多湿気体からなる熱媒体を内部に供給する熱媒
体供給管が下部に接続されると共に、脱水汚泥を内部に
供給する脱水汚泥供給管が上記熱媒体供給管の接続位置
より上方に、乾燥汚泥を外部に排出する溢流管が側部
に、また細粒ダスト状の乾燥汚泥と熱媒体を外部に排出
する気流管が頂部に、それぞれ接続され、かつ上記脱水
汚泥供給管から内部に供給される脱水汚泥を撹拌する撹
拌機と上記熱媒体供給管から内部に供給される熱媒体を
分散噴出させるノズル手段がそれぞれ内部に設けられて
成る流動層式乾燥器と、該乾燥器の気流管に接続され、
該気流管から排出される熱媒体から細粒ダスト状の乾燥
汚泥を分離する分離装置とを具備せしめて構成したもの
である。

「作用」本発明では、熱媒体として過熱蒸気または過熱蒸気を主
体として含む高温多湿気体を用い、非酸化雰囲気で急速
に乾燥すると共に、溢流排出によって安定して連続排出
できるので、有機物劣化の少ない低含水率の乾燥汚泥を
効率よく安定して得ることができると同時に、動力消費
も低減できる。また、溢流排出と熱媒体への同伴排出を
並行して行わせるので、乾燥対象汚泥の性状に応じてこ
れらの排出割合を適宜変更することができ、汚泥性状に
応じた適正運転が可能である。

「実施例」先ず、本発明の乾燥装置の一実施例を第１図ないし第３
図を参照して説明する。

本発明の乾燥装置は、第１図に示す竪型筒状の流動層式
の乾燥器１と、該乾燥器１に連絡された第２図に示すよ
うな分離装置２とを主体として構成されている。上記乾
燥器１は、下面3aを有し、軸線を鉛直方向に向けて支持
架台４によって立設された円筒状の下段部３と、該下段
部３と同径の円筒状をなし、該下段部３の上部に同軸に
フランジ3b、5aを介して取り付けられた中段部５と、一
端が上記中段部５と同径で他端側が端部になるにつれて
徐々に縮径された円錐状をなし、その一端が上記中段部
５の上部にフランジ5b、6aを介して取り付けられた上段
部６とから成る。

乾燥器１の下段部３の側壁部には、過熱蒸気Ｖを乾燥器
１内に供給するための熱媒体供給管７が接続され、下段
部３と中段部５の接続部のフランジ部には、孔部9aの上
方側にそれぞれ過熱蒸気Ｖを吹き出すノズル８が備えら
れた多孔板９が介装されており、該多孔板９及びノズル
８が熱媒体供給管７から乾燥器１内部に供給される過熱
蒸気Ｖを分散噴出させるノズル手段を構成している。

また、乾燥器１の中段部５の側壁部下方部には、乾燥器
１の内部に脱水汚泥（脱水ケーキ）Ｓを供給する汚泥供
給管10が接続されると共に、中段部５の側部で該汚泥供
給管10の接続位置より所定高さ部位には、粗粒状の乾燥
汚泥Ｄを外部に取り出す溢流管11が接続されている。

更に、上記乾燥器１の内部には、撹拌機12が配設されて
いる。該撹拌機12は、乾燥器１の内部に軸線を一致させ
て下段部３の下面3aを下方に貫通して回転自在に配設さ
れた回転軸13と、該回転軸13に固定して取り付けられた
撹拌羽根14とから成り、該回転軸13の下端の駆動輪13a
に連絡された駆動装置（図示せず）が作動されると、そ
の動力が回転軸13に伝わって撹拌羽根14が所定の速度で
回転されるようになっている。上記撹拌羽根14は、回転
軸13に水平に取り付けられた上下２組の水平腕14aと該
水平腕14aの外方端に鉛直に取り付けられた２本の鉛直
腕14bとから成る略コ字状をなし、上記中段部５内であ
って上記汚泥供給管10の接続位置下縁と上記溢流管11の
接続位置下縁との間に、鉛直腕14bと中段部５の内壁と
の間隔を所定に保って位置させられている。

熱媒体供給管７のノズル８は、好ましくは第３図に示す
ように、側壁部に複数の透孔8aが穿設された円筒部材8b
がその下端部を多孔板９の孔部9aに嵌入して固定され、
該円筒部材8bの上部に該円筒部材8bよりも大径で短い有
頭円筒状のキャップ8cが、該円筒部材8bを覆いかつ多孔
板９の上面との間に所定の間隙をあけて固定された構造
になっている。

更に、上記乾燥器１の上段部６には細粒ダスト状の乾燥
汚泥DSを過熱蒸気とともに排出する気流管17が接続さ
れ、該気流管17には、第２図に示すように、分離装置２
が連絡されている。該分離装置２はサイクロンまたはバ
グフィルターから成るもので、細粒ダスト状乾燥汚泥DS
を過熱蒸気Ｖから分離するものである。

なお、第２図中18は脱水汚泥が収容される汚泥ホッパ、
16は乾燥汚泥の解砕供給装置、19は溶融炉、20は該溶融
炉19から発生される熱風によって蒸気Ｖを加熱する熱交
換器、21は上記分離装置２から排出される蒸気Ｖを上記
熱交換器20に循環させるブロアである。また、上記乾燥
器１及びその周辺機器の外部の所定部位には保温外套22
が設けられている。

次に、本発明の方法について説明する。本発明の方法
は、上記乾燥装置によって好適に実施される。すなわ
ち、汚泥ホッパ18の脱水汚泥Ｓは汚泥供給管10を通じて
乾燥器１に供給される。乾燥器１内に供給された脱水汚
泥Ｓは撹拌機12の撹拌羽根14により細断されて、適宜の
大きさで多孔板９上に充填され、熱媒体供給管７から供
給されノズル８から噴出される過熱蒸気Ｖによって流動
乾燥される。そして、粒径が１〜10mmφ程度に粗粒状に
なった乾燥汚泥Ｄは溢流管11から徐々に溢流して外部に
取り出される。また、流動層の上部の細粒ダスト状の乾
燥汚泥DSは過熱蒸気Ｖの流れに乗って上方に移送されて
頂部の気流管17を通じて分離装置２に排出され、該分離
装置２で蒸気Ｖから分離される。該分離装置で分離され
る乾燥汚泥DSは、粒径が1mmφよりも小さいものとな
る。分離された粗粒状の乾燥汚泥Ｄ及び細粒ダスト状の
乾燥汚泥DSは乾燥汚泥の解砕供給装置16に送られ、粗粒
状の乾燥汚泥を解砕した後、全量を空気で気流輸送し、
溶融炉19に供給し、溶融してスラグＷとする。

ここで、脱水汚泥Ｓは、悪臭の発生を防止するため、汚
泥供給管10の内部に完全に満たされた状態で、つまりピ
ストンまたはスクリューにより押し出されるような状態
で連続的に乾燥器１内に供給されるので汚泥供給管10か
ら出てきたところで同出口近くに位置する鉛直腕14bに
よって細断し、撹拌する。一方、過熱蒸気はキャップを
有するノズル８から供給されるが、この様なノズルを用
いると造粒性が向上し、溢流排出が安定し易くなると共
に、その目詰り防止効果によって開孔比を大きくできる
ので、圧力損失が少なくなり、ブロワー動力を低減でき
る。

また、溢流管11は、弁またはダンパーから成る２式の開
閉装置15、15によってシールされているので、熱損失や
悪臭が防止されると共に、保温外套22によって保温され
ているので、熱ドレンの発生が防止される。汚泥の溢流
時、上記開閉装置15、15は、交互に開閉して常に溢流管
11内に乾燥汚泥Ｄが満たされた状態にして操業するの
が、悪臭発生防止上特に好ましい。

更に、脱水汚泥Ｓの性状に応じて溢流管11及び気流管17
からの各乾燥汚泥Ｄ、DSの排出量を適宜変更して操業す
る。すなわち、高分子凝集剤を含み、粘着性及び造粒性
が高く有機物劣化の大きい汚泥（含水率75〜85％、強熱
減量60〜80％）は溢流管11から主に排出し、無機凝集剤
を含み低含水率で粘着性が少なく有機物劣化の少ない汚
泥（含水率60〜75％、強熱減量40〜60％）は気流管17か
らより多く排出する。例えば前者の場合の排出割合は、
溢流管11からの排出が70〜90％になるようにする。その
際、流動層の上方に解砕装置を設置しておけば、上昇し
てくる汚泥を細粒化できるほか、流動層高が高くなりす
ぎるような場合、層高調整作用も期待することができ
る。

上記において、過熱蒸気Ｖの供給温度は250〜450℃が好
ましく、そのとき排出温度は120〜170℃程度になるが、
有機物含有量の多い汚泥に対しては低めの供給温度例え
ば350℃以下が好ましい。一般に170℃以上の高温の過熱
蒸気による乾燥は、加熱空気の場合よりも乾燥速度が早
く、単位装置容量当りの処理能力が大きい上、低酸素雰
囲気（非酸化雰囲気）となるので汚泥の酸化劣化がほと
んどない。したがって、含水率が10wt％以下、好ましく
は5wt％以下と低く一定のものを安定して溢流すること
ができる。また過熱蒸気は循環使用が可能で、熱交換器
20で溶融炉19の排熱で過熱し、流動乾燥器内に循環する
ことにより、クローズドシステムを構成することができ
る。なお、過熱蒸気は、スチーム自体の他、50wt％以上
のスチームと空気を含む高温多湿気体も用いられる。

また、溢流乾燥汚泥Ｄの排出量をできるだけ増大し、乾
燥汚泥の性状を安定させるために、蒸気循環量を抑制
し、空塔速度を0.5〜2.0m/sec程度にするのが好まし
い。空塔速度が大きくなりすぎると溢流汚泥の排出量が
減少し汚泥性状も変動し易くなる。更に、溢流高さと過
熱蒸気速度によって滞留時間を調整する。溢流高さの調
整は溢流管11の設置位置を変えることによって行うこと
ができるが、溢流堰を設けたり、あるいは、溢流高さの
異なる複数の溢流管を設けてそれらのうち適切なものを
一つ選べるようにしてもよい。滞留時間は短いほどよ
く、通常10〜20分が好ましい。

なお、上記において、流動層に核となる砂を供給して造
粒性を高めることができるが、造粒性の大きいものは、
初期時のみ砂充填を行い、定常化した後は砂補給が不要
な無砂式流動層とすることもできる。更に、汚泥供給管
10の終端に金網を取り付けて供給汚泥を細分化してもよ
い。また、上記実施例において、乾燥器は一段一室とし
たが、複数の乾燥器を一体にもしくは独立させて連結し
て多段構造にしもよいし、仕切りによって多室型構造に
してもよい。また乾燥器は図示の縦型構造に限るもので
はなく、横型構造でもよい。

実施例上述した本発明の装置による方法と乾燥汚泥を溢流させ
ないで過熱蒸気に同伴させてサイクロンで捕集する従来
の方法の比較実験を高分子凝集剤含有下水汚泥の乾燥に
ついて実施した。本発明の装置による方法において、溢
流管及び気流管から排出した乾燥汚泥の割合は8:2（重
量比）であった。第１表に実験の結果を示す。この表か
ら、本発明の装置による方法による方が乾燥汚泥の排出
状況が安定し、消費動力も少なく、強熱減量（VTS）、
すなわち有機物の回収率が高いことがわかる。

「発明の効果」以上説明したように、本発明によれば過熱蒸気または高
温多湿気体による乾燥のため非酸化雰囲気で効率的な乾
燥が行える上、溢流流出により流動層高さを一定にして
滞留時間を抑制しつつ定常排出できるので、有機物の劣
化を防止しつつ低含水率の乾燥汚泥を安定して回収でき
る。また、乾燥対象汚泥の脱水方式や季節等による性状
変動や負荷変動に応じて溢流管及び気流管からの排出割
合を適宜に変更でき、操作範囲を容易に最適に設定する
ことができる。更に、溢流排出によって乾燥媒体の空塔
速度を少なくでき、乾燥装置における圧力損失を低下す
ることができるので、送風動力を低減できる。また更
に、熱媒体として過熱蒸気を循環使用して汚泥を直接乾
燥し、汚泥中の水分に相当する蒸気のみを循環蒸気より
分岐排出するので、熱効率が高く経済的である。加え
て、防爆対策が容易であると共に、クローズドシステム
が可能であり、排気量が少なく脱臭対策が容易であると
いう効果も奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の乾燥装置を示す全体断面図、第２図は
汚泥乾燥設備の全体構成図、第３図はノズル部分の拡大
断面図である。１……乾燥器、２……分離装置、７……熱媒体供給管、
８……ノズル、９……多孔板、10……汚泥供給管、11…
…溢粒管、12……撹拌機、17……気流管。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】過熱蒸気または過熱蒸気を主体として含む
高温多湿気体からなる熱媒体を内部に供給する熱媒体供
給管が下部に接続されると共に、脱水汚泥を内部に供給
する脱水汚泥供給管が上記熱媒体供給管の接続位置より
上方に、乾燥汚泥を外部に排出する溢流管が側部に、ま
た細粒ダスト状の乾燥汚泥と熱媒体を外部に排出する気
流管が頂部に、それぞれ接続され、かつ上記脱水汚泥供
給管から内部に供給される脱水汚泥を撹拌する撹拌機と
上記熱媒体供給管から内部に供給される熱媒体を分散噴
出させるノズル手段がそれぞれ内部に設けられて成る流
動層式乾燥器と、該乾燥器の気流管に接続され、該気流
管から排出される熱媒体から細粒ダスト状の乾燥汚泥を
分離する分離装置とを具備してなることを特徴とする汚
泥の乾燥装置。
【請求項２】上記ノズル手段は、上記熱媒体の流路を横
断して上記乾燥器の内部に設けられた多孔板と、複数の
透光を側壁部に備え、上記多孔板の、熱媒体の流路の下
流側に当たる面に多孔板の孔部を連通して連設された複
数の筒部材と、該筒部材よりも大なる横断面積を有し筒
部材の先端に筒部材を覆って設けられた有頭筒状のキャ
ップとから構成されていることを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の汚泥の乾燥装置。