JPH0938696A

JPH0938696A - 汚泥処理装置

Info

Publication number: JPH0938696A
Application number: JP7198679A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Kusanagi; 浩章草薙; Takashi Hirose; 高志廣瀬; Hiromi Nakamura; 弘洋中村
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 1995-08-03
Filing date: 1995-08-03
Publication date: 1997-02-10

Abstract

(57)【要約】【課題】下水汚泥あるいは産業汚泥などの湿汚泥を乾
燥して粒状の燃料等に成形する汚泥の処理装置を提供す
ること。【解決手段】本発明の汚泥処理装置は、外周にフィン
１を有するバレル２、３、４、５及びバレルの内孔に配
置されたスクリューコンベア８、９、１０、１１によっ
て構成され汚泥をスクリューコンベアにより混練しなが
ら移送する汚泥乾燥部１０１と、汚泥乾燥部へ湿汚泥を
供給する汚泥供給装置１０２と、汚泥乾燥部の内部を真
空排気する真空排気手段３１と、汚泥乾燥部を収容して
外部から加熱する加熱室１５と、加熱室内に高温燃焼廃
ガスを供給する燃焼装置１２と、汚泥乾燥部の排出部の
手前に接続され、水と化学反応することによって汚泥中
の残余の水分を除去する第一の助剤を汚泥乾燥部内に供
給する第一助剤供給装置３８とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は汚泥の処理装置に係
り、特に下水汚泥あるいは産業汚泥を乾燥して粒状の燃
料等に成形する汚泥の処理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】下水処理施設あるいは産業排水処理施設
から大量に発生する下水汚泥、産業汚泥等は、遠心脱水
機、圧搾脱水機等により濃縮されて、８０重量％程度の
水分を含有する粘土状の軟質体（以下、湿汚泥と呼ぶ）
として排出される。これらの湿汚泥は、そのまま投棄さ
れたり、他の高価な燃料を利用して焼却される等により
処分されている。また、一部の有用な成分を含む湿汚泥
は、真空加熱乾燥法、熱風通気乾燥法等により乾燥させ
て乾汚泥とし、１０重量％程度の水分を含有する固形
体、粒状体等に成形して利用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】近年、湿汚泥の量は激
増の一途をたどっている。その反面、土地開発、住環境
の整備・改良が推進される状況では、湿汚泥の投棄によ
る処分は行詰まり状態となっており、その解決策が緊急
の課題として希求されている。こうした状況から、真空
加熱乾燥法あるいは熱風通気乾燥法等の利用による湿汚
泥の有用化処理技術の開発が進められているが、それら
は処理装置の価格が高価であるとともに、運転費用も高
く、広く一般的に利用される状況には至っていない。本
発明は簡易な構造を有するとともに、処理の効率に優
れ、取扱いが容易な汚泥処理装置を提供することを目的
とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の汚泥処理装置
は、外周部にフィンを取付けたバレル及びバレル内に配
置された汚泥移送手段によって構成される汚泥乾燥部
と、汚泥乾燥部の内部に湿汚泥を供給する汚泥供給手段
と、汚泥乾燥部の内部を真空排気する真空排気手段と、
汚泥乾燥部を収容して外周部から加熱する加熱室と、加
熱室内に高温燃焼廃ガスを供給する燃焼手段と、汚泥乾
燥部の排出部の手前に接続され、水と化学反応すること
によって汚泥中の残余の水分を除去する第一の助剤を汚
泥乾燥部内に供給する第一助剤供給手段と、を備えたこ
とを特徴とする汚泥処理装置である。

【０００５】なお、前記汚泥乾燥部を、水平方向の軸を
有する複数のバレルで構成して、これらのバレルを上下
方向に並べて各バレルの端部において直列に接続し、最
上段のバレルの一端から供給された汚泥が順次下方のバ
レルへ移送され、最下段のバレルの一端から排出される
ようにすることによって、装置の小型化と同時に、汚泥
の乾燥に要する熱エネルギーの効率的な利用が図れる。

【０００６】また、前記フィンの表面に、熱線吸収率の
高いコーティングを施すとともに、前記加熱室の内壁面
に、熱線反射率の高いコーティングを施した熱反射板を
配置することによって、バレルに投入される単位表面積
当りの熱流束を増加させ、装置の一層の小型化を図るこ
とができる。

【０００７】更に、前記汚泥乾燥部から排出された乾汚
泥にプラスチック廃材を主体とする第二の助剤を添加す
る第二助剤供給手段と、乾汚泥と第二の助剤とを混練し
て燃料に成形加工する成形手段とを備えることによっ
て、汚泥及びプラスチック廃材の再利用が可能になる。

【０００８】湿汚泥は汚泥供給手段から汚泥乾燥部へ供
給される。汚泥乾燥部において、湿汚泥はバレルの内部
を移送されながら攪拌される。汚泥乾燥部は加熱室の中
に収容されており、加熱室には燃焼手段から高温ガスが
供給される。バレル内部の汚泥は、バレルの外部よりフ
ィンを介して加熱される。バレルの内部は真空排気手段
によって真空排気されており、加熱雰囲気下において汚
泥の真空乾燥が行われる。

【０００９】乾燥の最終段階において、第一助剤供給手
段から第一の助剤が添加され、汚泥中の残余の水分と化
学反応することによって水分が除去される。乾燥の終了
した乾汚泥には、第二助剤供給手段から第二の助剤が添
加されて成形手段に投入される。成形手段は乾汚泥と第
二の助剤とを混練して所定の形状の燃料に成形加工す
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明に基づく汚泥処理装置の一
例を図１に示す。汚泥処理装置の主要部分は、汚泥供給
手段１０２、汚泥乾燥部１０１、真空排気手段３１、加
熱室１４、燃焼手段１２、第一助剤供給手段３８、第二
助剤供給手段４１及び成形手段１０３により構成されて
いる。

【００１１】汚泥供給手段１０２は、ホッパー７、定量
ポンプ６、予熱帯２９、加熱帯２０により構成される。
加熱帯の内孔にはスクリューコンベア８を備え、加熱帯
２０の出口は汚泥乾燥部１０１の上端部に接続されてい
る。

【００１２】汚泥乾燥部１０１は、水平方向の軸を持つ
複数のバレル２、３、４、５を上下方向に並べ、端部に
おいて直列に接続することによって構成されていて、最
上段のバレルの一端から供給された湿汚泥が順次下方の
バレルへ移送され、最下段のバレルの一端から排出され
るような構造になっている。各バレルは、内孔に汚泥の
移送手段としてスクリューコンベア８、９、１０、１１
を備えており、各バレルの外周部にはフィン１が多数取
り付けられている。なお、フィン１の表面には熱線吸収
率の高い（即ち、放射率が大きい）コーティングが施さ
れている。上記の熱線吸収率の高いコーティングとして
は、例えば、黒鉛系耐熱塗料、クローム酸化物メッキ被
膜、陽極酸化被膜等が利用できる。

【００１３】バレル２、３の端部にはスクリューコンベ
ア８、９の駆動装置３４が、バレル３、４の端部にはス
クリューコンベア１０、１１の駆動装置３５がそれぞれ
配置されいる。駆動装置はスプロケット、チェーン、イ
ンバータモータ、減速器等によって構成される。

【００１４】汚泥乾燥部１０１の内部を真空排気するた
め、各バレルの内孔には排気管が接続されている。即
ち、内孔２Ａ及び３Ａの端部上部には排気管２５Ａ、内
孔４Ａ及び５Ａの端部上部には排気管２５Ｂ、内孔３Ａ
及び４Ａの他端上部には排気管２６がそれぞれ接続され
ている。これらの排気管は、予熱帯２９の外筒部及び気
液分離器３０を経由して真空排気手段３１に接続されて
いる。

【００１５】汚泥乾燥部１０１の全体は、加熱室１５の
中に収容されている。図１（ｂ）に示す如く、加熱室１
５の内壁にはバレル２、３、４、５を取り囲むように、
熱反射板２４が配置されている。熱反射板２４には熱線
反射率の高い（即ち、放射率が小さい）コーティングが
施されている。熱線反射率の高いコーティングとして
は、アルミニウム粉末を多量に含んだ耐熱塗料が利用で
きる。

【００１６】加熱室１５の下部には、固形燃料あるいは
乾燥廃棄物等を燃料として利用する燃焼手段１２の燃焼
廃ガス配管１４が、ブロア１３を介して接続されてい
る。汚泥乾燥部の最終段のバレルの内孔５Ａには、図１
（ｂ）に示す第一助剤供給手段３８が接続されている。
第一の助剤供給手段３８は、ホッパー、電動機、スクリ
ューフィーダ等から構成されている。第一の助剤５２
は、生石灰を主成分としており、汚泥中に残留している
水分と化学反応することによって、遊離水分を取り除く
目的で添加される。なお、便宜的に図１（ｂ）の断面図
中に第一助剤供給手段３８を併せて図示しているが、実
際には第一助剤供給手段３８は最終段のバレル５の入口
側の端部付近にある供給口３６に接続される。

【００１７】汚泥乾燥部の最終段のバレル５の排出側は
成形手段１０３に接続されている。成形手段は、スクリ
ュー４５を内部に有するシリンダ４４及びシリンダ排出
口直下に配置された切断機４６で構成される。

【００１８】汚泥乾燥部の最終段のバレル５と成形手段
１０３の接続部には、第二助剤供給手段４１が接続され
ている。第二の助剤５３は、発泡スチロール等のプラッ
スチック廃棄物を粒状に加工したもので、汚泥の粘結剤
として添加される。

【００１９】次に、上記のように構成された汚泥処理装
置の作用を説明する。湿汚泥５１は、定量ポンプ６によ
ってホッパー７から送り出され、予熱帯２９を経て、加
熱帯２０内のスクリューコンベア８によって最上段のバ
レル２の端部に供給される。湿汚泥はスクリューコンベ
ア８によって攪拌されながらバレル２の他端まで移送さ
れ、次いで、下側に配置されたバレル３の中に送り込ま
れる。この様にして、湿汚泥はスクリューコンベア８、
９、１０、１１によって攪拌されながらバレル２、３、
４、５内を順次移送される。

【００２０】燃焼手段１２で発生した約９００℃の高温
の燃焼廃ガスは、ブロア１３によって加熱室１５の下部
に供給される。燃焼廃ガスは加熱室１５の中を上昇しな
がら、フィン１を介してバレル２、３、４、５に熱を与
えて、バレル内の汚泥を加熱する。加熱室１５の上部か
ら排出される燃焼廃ガスの温度は約３００℃であり、そ
の一部は循環配管１６を経て、ブロア１３の供給側に環
流される。環流されるガス量を制御することによって加
熱室内の温度条件を調整する。加熱室１５の上部から排
出された燃焼廃ガスの他の一部は配管１９を経て、汚泥
供給手段１０２の加熱帯２０の外筒部に入り、内部の汚
泥を加熱したのち、約９０℃まで温度が低下して排出口
２１より外部へ排出される。

【００２１】なお、前述のように、フィン１に熱線吸収
率の高いコーティングを施すことにより、燃焼ガスから
フィン１への入熱量を増し、更に、反射板２４に熱線反
射率の高いコーティングを施すことにより、フィン１及
び燃焼ガスからの放射熱が外部へ放散することを防ぐ。
これらのコーティングを施すことによって、使用する燃
料の消費量を２０％程度低減させることができる。

【００２２】各バレルの内孔２Ａ、３Ａ、４Ａ、５Ａ
は、真空排気手段３１によって真空排気されている。こ
れによって、バレルの内孔は、２００Ｔｏｏｒ程度の低
圧に保たれる。バレル内孔の汚泥は、バレル外周部を流
れる燃焼ガスによって９０〜１２０℃に加熱された状態
で減圧され、乾燥が行われる。なお、各バレルの内孔２
Ａ、３Ａ、４Ａ、５Ａから排気された蒸気は、予熱帯２
９の外筒部を通過する際に、内孔を通過する供給汚泥と
熱交換を行って、供給汚泥が予熱される一方で、蒸気の
一部が凝縮される。予熱帯２９の外筒部から排出された
液体と未凝縮気体は気液分離器３０で分離された後、液
体は液体処理器３２を介して排出され、気体は真空排気
手段３１、気体処理器３３を介して排出される。この装
置では、汚泥はバレルの中で比較的低温（９０〜１２０
℃）で真空乾燥されるので、炭化、分解などの変質は全
く発生せず、発生ガスも低く押さえられるので、真空排
気手段として比較的容量の小さい真空ポンプを利用する
ことができる。

【００２３】生石灰を主体とする第一の助剤５２は、第
一助剤供給手段３８により最終段のバレルの内孔５Ａの
中に送り込まれる。第一の助剤の添加量は汚泥に対して
所定の割合になるように調整される。第一の助剤５２
は、バレルの内孔５Ａでスクリュ−コンベア１１により
汚泥と共に移送される間に汚泥と混練され、汚泥中に残
留している水分と化学反応して、汚泥中の遊離水分の大
部分が取り除かれる。これによって、汚泥の完全乾燥が
容易に行われる。

【００２４】乾燥が終了した乾汚泥には、第二助剤供給
手段４１から発泡スチロール等のプラスチック廃材を粒
状に加工した第二の助剤５３が添加される。成形手段１
０３では、乾汚泥と第二の助剤とをシリンダ４４の内部
においてスクリュー４５により加圧しながら加熱して第
二の助剤を溶融して、乾汚泥と第二の助剤とを混練す
る。混練が終了した汚泥はシリンダ４４から排出される
際に、切断機４６により所定の寸法に切断され、造成物
５４として成形される。造成物５４は、燃焼性を良好に
するための他、搬送性、取扱性を良好にするために直径
１５〜２５ｍｍ、長さ３０〜５０ｍｍの所定寸法に成形
される。

【００２５】

【実施例】８０重量％程度の水分を含む下水処理設備か
らの汚泥を処理する場合、第一の助剤５２に含まれる生
石灰成分を湿汚泥の６〜１０重量％以上とすることによ
り、最終の造成物５４は、異臭がほとんど無く、水分を
含まず、取扱い、保存性が良好でかつ安価な燃料とする
ことができた。また、第二の助剤５３を湿汚泥の８重量
％程度添加することにより、造成物５４の発熱量は約４
０００ｋｃａｌ／ｋｇとなった。これによって燃焼性が
良好で、発電用、超小型ボイラー用等の燃料として利用
でき、広い使途を有する燃料とすることができた。な
お、第二の助剤５３の添加量を湿汚泥の６０重量％程度
に増やすと、造成物の発熱量は７０００ｋｃａｌ／ｋｇ
と増加するが、高温において軟化による変形を生じ、燃
焼性が低下する傾向を示した。バレルの内孔２Ａ、３
Ａ、４Ａ、５Ａの直径が１５５ｍｍ、総延長が５５００
ｍｍの場合、時間当たり３０ｋｇの湿汚泥を処理するこ
とができた。

【００２６】

【発明の効果】本発明による汚泥処理装置は、比較的低
温（９０〜１２０℃）で真空乾燥を行うとともに、助剤
を併用して乾燥の効果を高めているので、比較的、簡易
な装置により真空乾燥の実用化かつ高率化を実現してい
る。また、燃焼廃ガスを汚泥の加熱に使用しているの
で、安価な燃料の有効利用が図れる。更に、装置の主要
部を加熱室、及び内孔部に汚泥の移送手段を備えたバレ
ルより構成しているので、簡易で堅牢な構造となってい
る。

【００２７】更に、汚泥乾燥部を複数のバレル上下方向
に並べて構成し、各バレルの端部において直列に接続す
ることによって、装置の小型化を図ると同時に、汚泥の
乾燥に要する熱エネルギの効率的な利用が図れる。

【００２８】また、フィンの表面に、熱線吸収率の高い
コーティングを施すとともに、加熱室の内壁面には、熱
線反射率の高いコーティングを施した熱反射板を配置す
ることによって、バレルに投入される単位表面積当りの
熱流束を増加させ、装置の小型化を図ることができる。
以上によって、装置建設費用、運転費用、保守費用等を
低く抑えることが可能となる。

【００２９】乾燥処理後の汚泥の粘結剤として、発泡ス
チロール等のプラスチック廃材を使用しているので、こ
れらのプラスチック廃棄物の処理も併せて行なうことが
でき、一般的に廃棄物処理の問題が切迫している現況に
好適なものとなっており、大量に発生する湿汚泥の有効
利用、環境問題の改善に多大な貢献をなすものである。
なお、本発明の汚泥処理装置により製造される造成物は
発熱量が高く、良好な燃焼性を有することから利用価値
が高い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の汚泥処理装置の実施の一形態を示す
図。ここで、（ａ）は汚泥処理装置の中央断面図、
（ｂ）は第一助剤供給手段の断面を含むＡ−Ａ線断面図
である。

【符号の説明】

１０１・・・汚泥乾燥部、１０２・・・汚泥供給手段、
１０３・・・成形手段、１・・・フィン、２、３、４、
５・・・バレル、２Ａ、３Ａ、４Ａ、５Ａ・・・内孔、
６・・・定量ポンプ、７・・・ホッパー、８、９、１
０、１１・・・スクリュ−コンベア、１２・・・燃焼手
段、１３・・・ブロア、１４・・・燃焼廃ガス配管、１
５・・・加熱室、１６・・・循環配管、１９・・・配
管、２０・・・加熱帯、２１・・・排出口、２５Ａ，２
５Ｂ、２６・・・排気管、２４・・・熱反射板、２９・
・・予熱帯、３０・・・気液分離器、３１・・・真空排
気手段、３２・・・液体処理器、３３・・・気体処理
器、３４、３５・・・駆動装置、３６・・・供給口、３
８・・・第一助剤供給手段、４１・・・第二助剤供給手
段、４４・・・シリンダ、４５・・・スクリュ−、４６
・・・切断機、５１・・・湿汚泥、５２・・・第一の助
剤、５３・・・第二の助剤、５４・・・造成物。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外周部にフィンを取付けたバレル及びバ
レル内に配置された汚泥移送手段によって構成される汚
泥乾燥部と、汚泥乾燥部の内部に湿汚泥を供給する汚泥供給手段と、汚泥乾燥部の内部を真空排気する真空排気手段と、汚泥乾燥部を収容して外周部から加熱する加熱室と、加熱室内に高温ガスを供給する燃焼手段と、汚泥乾燥部の排出部の手前に接続され、水と化学反応す
ることによって汚泥中の残余の水分を除去する第一の助
剤を汚泥乾燥部内に供給する第一助剤供給手段と、を備
えたことを特徴とする汚泥処理装置。
【請求項２】前記汚泥乾燥部は、水平方向の軸を有す
る複数のバレルを備え、これらのバレルを上下方向に並
べて各バレルの端部において直列に接続することによ
り、最上段のバレルの一端から供給された汚泥が順次下
方のバレルへ移送され、最下段のバレルの一端から排出
されるようになっていることを特徴とする請求項１記載
の汚泥処理装置。
【請求項３】前記フィンの表面に熱線吸収率の高いコ
ーティングを施すとともに、前記加熱室の内壁面に熱線
反射率の高いコーティングを施した熱反射板を配置した
ことを特徴とする請求項１あるいは２に記載の汚泥処理
装置。
【請求項４】前記汚泥乾燥部から排出された乾汚泥に
プラスチック廃材を主体とする第二の助剤を添加する第
二助剤供給手段と、乾汚泥と第二の助剤とを混練して燃
料に成形加工する成形手段とを備えたことを特徴とする
請求項１から３のいずれかに記載の汚泥処理装置。