JPH09234500A - 汚泥の回分式攪拌乾燥方法 - Google Patents

汚泥の回分式攪拌乾燥方法

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JPH09234500A
JPH09234500A JP8071016A JP7101696A JPH09234500A JP H09234500 A JPH09234500 A JP H09234500A JP 8071016 A JP8071016 A JP 8071016A JP 7101696 A JP7101696 A JP 7101696A JP H09234500 A JPH09234500 A JP H09234500A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】汚泥の塑性限界水分域に対応する乾燥装置の強
大な装置強度や動力を必要としない汚泥の乾燥方法であ
って、混合機などの別装置を新たに設けずに行え、汚泥
の塑性限界水分域以下で常に乾燥を行い、ランニングコ
ストも安価に済む汚泥の回分式攪拌乾燥方法を提供す
る。 【解決手段】 回分式攪拌乾燥装置1を用い、汚泥Aの
乾燥を行う方法において、まず乾燥処理された粉粒状の
乾燥汚泥A3の取り出し時にこの乾燥汚泥A3の一部を
容器本体2内に残す。次に次回の乾燥処理を行う脱水汚
泥A1を、前記乾燥汚泥A3が攪拌され流動状態となっ
た容器本体2内に投入する。そして乾燥汚泥A3と脱水
汚泥A1とが混合された混合汚泥A2の含水率を例えば
し尿汚泥であるなら含水率を60%W.B以下等の塑性
限界水分域未満として汚泥Aの攪拌乾燥を開始すること
を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、し尿汚泥、下水汚
泥、食品排水処理汚泥等各種汚泥の回分式攪拌乾燥装置
を用いた乾燥処理に関するものであり、特に汚泥の乾燥
処理を速めるとともに、回分式攪拌乾燥装置の攪拌機構
の動力の負担を減少させる回分式攪拌混合乾燥方法に係
るものである。
【0002】
【発明の背景】し尿処理場、下水処理場から排出される
し尿汚泥、下水汚泥、食品排水処理汚泥等の各種の汚泥
は、そのままあるいはベルトプレスや遠心脱水機などで
脱水処理したのみでは、腐敗しやすく、多くの水分を含
有し、粘着性が高いなど取扱性が悪い。従って汚泥をま
ず適宜の脱水機により脱水し、この脱水された脱水汚泥
を、取り扱いやすい粒状の乾燥汚泥に変えることが行わ
れており、このような乾燥を行う装置として回分式造粒
乾燥装置が従来よりある。この回分式造粒乾燥装置によ
る具体的な乾燥方法は、例えば脱水処理された含水率8
0%W.B程度の脱水汚泥を、装置内に投入して加熱し
ながら攪拌し、含水率10%W.B等の目的水分値まで
乾燥を行うものである。
【0003】上述したような回分式造粒乾燥装置による
乾燥方法には、次のような問題点がある。すなわち汚泥
の乾燥による性状変化と回分式造粒乾燥装置の攪拌トル
ク及び汚泥の乾燥速度との関係を図4に示すと、回分式
造粒乾燥装置の攪拌トルクは水分の低下に伴ってあると
ころで急激な上昇を示してピークを形成し、その後急激
に下降する。このピークは土質工学でいえば塑性限界と
呼ばれるものであり、このときの汚泥の状態は粘性は極
めて強く、分散性も悪化するため乾燥速度は著しく低下
する。従って装置の設計としても、この塑性限界水分域
の汚泥の乾燥のみに必要で、それ以外の水分域には不必
要な動力や装置強度等を必要としていた。なお本発明に
おいてはこの汚泥の粘性が極めて強くなり、乾燥速度が
著しく低下する含水率の範囲を塑性限界水分域と定義
し、以下このように呼称する。
【0004】本願発明は、乾燥に伴う汚泥の性状変化・
攪拌所要動力・乾燥速度が、図4に示すような関係を有
するとの知見に基づいて、乾燥汚泥と脱水汚泥を混合し
て、塑性限界水分域未満に水分調整して乾燥するもので
ある。乾燥汚泥と脱水汚泥とを混合して水分調整する出
願としては特公平1−24967号がある。これは、汚
泥の焼却にあたり、焼却炉の前段で脱水汚泥と乾燥汚泥
を混合機で混合し、自燃限界の水分量に調整した後焼却
炉に投入するものである。また乾燥機内で脱水汚泥が乾
燥機内壁等に付着するのを防止するため、乾燥汚泥を乾
燥機に投入することも行われているが、これらはいずれ
も乾燥に伴う汚泥の性状変化・攪拌所要動力・乾燥速度
の関係についての知見に基づくものではない。
【0005】
【開発を試みた技術的課題】本発明はこのような背景か
らなされたものであって、汚泥の塑性限界水分域に対応
する乾燥装置の強大な装置強度や動力を必要としない汚
泥の乾燥方法であって、更に混合機などの別装置を新た
に設けずに行え、汚泥の塑性限界水分域以下で常に乾燥
を行い、ランニングコストも安価に済む新規な汚泥の回
分式攪拌乾燥方法の開発を試みたものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】すなわち請求項1記載の
汚泥の回分式攪拌乾燥方法は、汚泥が投入される容器本
体と、この容器本体内の汚泥の攪拌を行う攪拌機構と、
加熱手段とを具えた回分式攪拌乾燥装置を用い、汚泥の
乾燥を行う方法において、乾燥処理された粉粒状の乾燥
汚泥の取り出し時にこの乾燥汚泥の一部を容器本体内に
残し、次回の乾燥処理を行う脱水汚泥を容器本体内に投
入し、乾燥汚泥と脱水汚泥とを混合した状態においてこ
の混合汚泥の含水率を塑性限界水分域未満として汚泥の
攪拌乾燥を開始することを特徴として成るものである。
この発明によれば、汚泥の攪拌乾燥が塑性限界水分域未
満の状態から開始されるため、塑性限界水分域に対応し
た強大な攪拌動力を必要としない。また乾燥速度も速
く、ランニングコストも低く抑えることができる。また
螺旋リボン回転翼などの攪拌装置の強度を従来ほどは必
要としない。
【0007】また請求項2記載の汚泥の回分式攪拌乾燥
方法は、前記請求項1記載の要件に加え、前記脱水汚泥
を容器本体内に投入する際に、容器本体内に残された乾
燥汚泥は攪拌した状態で流動状態としておくことを特徴
として成るものである。この発明によれば、流動中の粉
粒状の乾燥汚泥に脱水汚泥を投入し攪拌するため、脱水
汚泥は粉粒状の乾燥汚泥中に均一に分散される。
【0008】更に請求項3記載の汚泥の回分式攪拌乾燥
方法は、前記請求項1または2記載の要件に加え、前記
汚泥はし尿汚泥であり、前記乾燥汚泥と脱水汚泥とを混
合した混合汚泥の含水率を60%W.B以下とすること
を特徴として成るものである。この発明によれば、し尿
汚泥の性状は塑性限界水分域未満の状態となるため、極
めて強い粘性に性状が変化せず、前記請求項1の効果で
も記載したように強い装置強度等も必要としない。
【0009】更にまた請求項4記載の汚泥の回分式攪拌
乾燥方法は、前記請求項1または2記載の要件に加え、
前記汚泥は下水汚泥であり、前記乾燥汚泥と脱水汚泥と
を混合した混合汚泥の含水率を50%W.B以下とする
ことを特徴として成るものである。この発明によれば、
下水汚泥の性状は塑性限界水分域未満の状態となるた
め、極めて強い粘性に性状が変化せず、前記請求項1の
効果でも記載したように強い装置強度等も必要としな
い。
【0010】更にまた請求項5記載の汚泥の回分式攪拌
乾燥方法は、前記請求項1、2、3または4記載の要件
に加え、加熱方法が伝導伝熱加熱であり、乾燥機内で蒸
発した気体を凝縮器で凝縮させて回収することを特徴と
して成るものである。この発明によれば、加熱方法が伝
導伝熱加熱であるため、熱風乾燥のような大型の排ガス
処理施設が不要となり、蒸発した気体も凝縮させて回収
するのでその後の臭気処理も簡便なもので済む。
【0011】更にまた請求項6記載の汚泥の回分式攪拌
乾燥方法は、前記請求項1、2、3、4または5記載の
要件に加え、乾燥方法が真空乾燥であることを特徴とし
て成るものである。この発明によれば、真空乾燥である
ため常圧の乾燥に比べて温度差が大きくとれ、単位面積
当たりの蒸発速度が大きくなり乾燥機を小型化すること
ができる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下本発明の汚泥の回分式攪拌乾
燥方法について図示の実施の形態に基づき説明する。説
明にあたってはまず本発明を実施するのに使用する回分
式攪拌乾燥装置1について概略的に説明し、この作用状
態を説明しながら併せて本発明の汚泥Aの回分式攪拌乾
燥方法について説明する。なお本発明では汚泥Aを適宜
その乾燥段階において呼称を変える。すなわち乾燥前の
脱水機で脱水された状態の汚泥を脱水汚泥A1、本発明
により乾燥が完了された粉粒中の汚泥を乾燥汚泥A3、
脱水汚泥A1と乾燥汚泥A3とを混合した汚泥Aを混合
汚泥A2と呼称し、特に区別して指さないとき、また二
つ等にまたがって指す場合には汚泥Aと総称する。
【0013】回分式攪拌乾燥装置について概略的に説明
する。このものは図2に示すように汚泥Aが投入される
容器本体2と、この容器本体2内の汚泥Aの攪拌を行う
攪拌機構3と、加熱手段の一例たる加熱ジャケット4と
を具えて成る。容器本体2は逆円錐形の中空容器状をし
ており、内部上方には上昇した汚泥Aを中央部に導く渦
流ブレーカ2aが設けられている。また容器本体2の上
面部にはバグフィルタ2bが具えられており、これを介
して内部の蒸気は外部に吸い出される。また容器本体2
の外側壁側を金属製の加熱ジャケット4で覆っており、
符号4aの注入口からスチームが注入され、容器本体2
を加熱する伝導伝熱加熱方法を採っている。攪拌機構3
について説明すると、前記容器本体2の中心を貫いて回
転主軸31が上方から設けられており、この回転主軸3
1には螺旋リボン回転翼32が設けられる。螺旋リボン
回転翼32は回転主軸31にアーム32Aが取り付けら
れ、このアーム32Aの先端にリボン32Bが取り付け
られて成る。また容器本体2の上面に駆動モータ33が
設けられ、前記回転主軸31の上端に回転駆動が伝達さ
れる。
【0014】またこの回分式攪拌乾燥装置1の周辺機器
について説明する。符号5は供給装置であって、回分式
攪拌乾燥装置1に脱水汚泥A1を供給するものである。
符号6は凝縮器たるコンデンサであって、乾燥される汚
泥Aの蒸発水分を凝縮するものである。また符号7は真
空ポンプであり、吸気された気体は活性炭吸着塔8で脱
臭されて排気される。なお以上示した回分式攪拌乾燥装
置1及び周辺機器は一実施の形態であり、もちろん公知
のまた今後開発され得るその他、種々の形態において本
発明は実施し得るものである。例えば螺旋リボン回転翼
もこのようなリボン状のものでなくても実施し得るし、
真空乾燥及び伝導伝熱加熱方法を採らず、常圧や熱風等
の直接加熱も可能である。常圧乾燥の場合には、真空ポ
ンプ7に代えて排気ファンが用いられる。
【0015】回分式攪拌乾燥装置1及び周辺機器は以上
のようで、以下本発明の汚泥の回分式攪拌乾燥方法につ
いてし尿汚泥の場合を例にとって説明する。 (1)準備段階 まず図3(a)に示すように乾燥処理を行う準備段階に
おいては、回分式攪拌乾燥装置1の容器本体2内に前回
乾燥処理を行った含水率10%W.B程度の乾燥汚泥A
3が少量残されている。また螺旋リボン回転翼32は回
転しており、この乾燥汚泥A3は攪拌され流動状態であ
る。なお乾燥汚泥A3が容器本体2内に残っていない場
合には、別途用意した乾燥汚泥A3を容器本体2内に投
入する。
【0016】(2)脱水汚泥の投入 次に図3(b)に示すようにこれにベルトプレスや遠心
脱水機などの適宜の脱水機により含水率80%W.B程
度に脱水された脱水汚泥A1を、供給装置5により回分
式攪拌乾燥装置1の容器本体2へ供給する。このとき流
動中の粉粒状の乾燥汚泥A3に脱水汚泥A1を投入し攪
拌するため、脱水汚泥A1は粉粒状の乾燥汚泥A3中に
均一に分散される。なおこの投入する脱水汚泥A1の量
及び前記乾燥汚泥A3の量は、両者が混合されてまだ乾
燥が行われない混合汚泥A2の含水率が60%W.B程
度になるようにあらかじめ計算された量である。具体的
な数値は容器本体2の容量によっても変わる。また乾燥
開始時の含水率60%W.Bは、本実施の形態における
し尿汚泥の塑性限界水分域未満の含水率である。従って
その他の汚泥で塑性限界水分域が例えば含水率30%
W.B付近にあるのなら、それ未満の含水率になるよう
に脱水汚泥A1と乾燥汚泥A3の量を決定する。なおこ
の脱水汚泥A1と乾燥汚泥A3とを混合した混合汚泥A
2の含水率は、塑性限界水分域の違いから、し尿汚泥の
場合には上述したように60%W.B以下とし、下水汚
泥の場合は50%W.B以下とするものである。
【0017】(3)攪拌乾燥 次に図3(c)に示すように脱水汚泥A1と乾燥汚泥A
3とを攪拌混合しながら、スチームの伝導伝熱により加
熱されることにより乾燥される。具体的には螺旋リボン
回転翼32により混合汚泥A2は容器本体2の内側壁面
にそって上昇し、上部の渦流ブレーカ2aにより中央部
に寄せられると直ちに下降する循環が行われる。このと
き本発明の特徴として、もうすでに塑性限界水分域未満
であるため図4に示すような強大なトルクを必要とする
性状に混合汚泥A2が変化することはなく、小さな動力
で行えまた乾燥速度も途中で鈍ることなく常に速い。従
って回分式攪拌乾燥装置1の強度も従来ほどには強くす
ることも必要としない。また図2に示すように容器本体
2内の蒸気は真空ポンプ7(常圧の場合は排気ファン)
により吸引され、コンデンサ6により冷却されて、凝縮
液化され回収されるとともに、気体は活性炭吸着塔8に
より脱臭されて排出される。
【0018】(4)乾燥汚泥の取り出し 次に図3(d)に示すように混合汚泥A2が含水率10
%W.Bの乾燥汚泥A3となったなら、この乾燥汚泥A
3を取り出すが、このとき乾燥汚泥A3を少量容器本体
2内に残しておく。この量は次回攪拌乾燥を行う脱水汚
泥A1との混合汚泥A2が含水率60%W.B以下とな
るあらかじめ設定された量である。この状態はすなわち
前記(1)準備段階であり、この後は上述した同一手順
を繰り返すものである。
【0019】
【発明の効果】請求項1記載の汚泥の回分式攪拌乾燥方
法によれば、汚泥Aの攪拌乾燥が塑性限界水分域未満の
状態から開始されるため、塑性限界水分域に対応した強
大な攪拌動力を必要としない。また乾燥速度も速く、加
熱手段もそれほど熱の強いものを必要とせずランニング
コストが低く抑えることができる。また螺旋リボン回転
翼32などの攪拌装置の強度を従来ほどは必要としな
い。
【0020】請求項2記載の汚泥の回分式攪拌乾燥方法
によれば、流動中の粉粒状の乾燥汚泥A3に脱水汚泥A
1を投入し攪拌するため、脱水汚泥A1は粉粒状の乾燥
汚泥A3中に均一に分散される。
【0021】請求項3記載の汚泥の回分式攪拌乾燥方法
によれば、し尿汚泥の性状は塑性限界水分域未満の状態
となるため、極めて強い粘性に性状が変化せず、前記請
求項1の効果でも記載したように強い装置強度等も必要
としない。
【0022】請求項4記載の汚泥の回分式攪拌乾燥方法
によれば、下水汚泥の性状は塑性限界水分域未満の状態
となるため、極めて強い粘性に性状が変化せず、前記請
求項1の効果でも記載したように強い装置強度等も必要
としない。
【0023】請求項5記載の汚泥の回分式攪拌乾燥方法
によれば、加熱方法が伝導伝熱加熱であるため、熱風乾
燥のような大型の排ガス処理施設が不要となり、蒸発し
た気体も凝縮させて回収するのでその後の臭気処理も簡
便なもので済む。
【0024】請求項6記載の汚泥の回分式攪拌乾燥方法
によれば、真空乾燥であるため常圧の乾燥に比べて温度
差が大きくとれ、単位面積当たりの蒸発速度が大きくな
り乾燥機を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の汚泥の回分式攪拌乾燥方法に用いる回
分式攪拌乾燥装置及びその周辺機器の実施の形態を示す
骨格的説明図である。
【図2】同上回分式攪拌乾燥装置を一部破断して示す斜
視図である。
【図3】本発明の汚泥の回分式攪拌乾燥方法の実施の形
態を示す説明図である。
【図4】従来の汚泥の回分式攪拌乾燥方法における汚泥
の含水率と回分式攪拌乾燥装置の攪拌トルク及び乾燥速
度との関係を示す相関図である。
【符号の説明】
1 回分式攪拌乾燥装置 2 容器本体 2a 渦流ブレーカ 2b バグフィルタ 3 攪拌機構 31 回転主軸 32 螺旋リボン回転翼 32A アーム 32B リボン 33 駆動モータ 4 加熱ジャケット 4a 注入口 5 供給装置 6 コンデンサ 7 真空ポンプ 8 活性炭吸着塔 A 汚泥 A1 脱水汚泥 A2 混合汚泥 A3 乾燥汚泥

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 汚泥が投入される容器本体と、この容器
    本体内の汚泥の攪拌を行う攪拌機構と、加熱手段とを具
    えた回分式攪拌乾燥装置を用い、汚泥の乾燥を行う方法
    において、乾燥処理された粉粒状の乾燥汚泥の取り出し
    時にこの乾燥汚泥の一部を容器本体内に残し、次回の乾
    燥処理を行う脱水汚泥を容器本体内に投入し、乾燥汚泥
    と脱水汚泥とを混合した状態においてこの混合汚泥の含
    水率を塑性限界水分域未満として汚泥の攪拌乾燥を開始
    することを特徴とする汚泥の回分式攪拌乾燥方法。
  2. 【請求項2】 前記脱水汚泥を容器本体内に投入する際
    に、容器本体内に残された乾燥汚泥は攪拌した状態で流
    動状態としておくことを特徴とする請求項1記載の汚泥
    の回分式攪拌乾燥方法。
  3. 【請求項3】 前記汚泥はし尿汚泥であり、前記乾燥汚
    泥と脱水汚泥とを混合した混合汚泥の含水率を60%
    W.B以下とすることを特徴とする請求項1または2記
    載の汚泥の回分式攪拌乾燥方法。
  4. 【請求項4】 前記汚泥は下水汚泥であり、前記乾燥汚
    泥と脱水汚泥とを混合した混合汚泥の含水率を50%
    W.B以下とすることを特徴とする請求項1または2記
    載の汚泥の回分式攪拌乾燥方法。
  5. 【請求項5】 加熱方法が伝導伝熱加熱であり、乾燥機
    内で蒸発した気体を凝縮器で凝縮させて回収することを
    特徴とする請求項1、2、3または4記載の汚泥の回分
    式攪拌乾燥方法。
  6. 【請求項6】 乾燥方法が真空乾燥であることを特徴と
    する請求項1、2、3、4または5記載の汚泥の回分式
    攪拌乾燥方法。
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