JPH10113700A - 有機性汚泥のスラリー化方法および装置 - Google Patents

有機性汚泥のスラリー化方法および装置

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JPH10113700A
JPH10113700A JP8284728A JP28472896A JPH10113700A JP H10113700 A JPH10113700 A JP H10113700A JP 8284728 A JP8284728 A JP 8284728A JP 28472896 A JP28472896 A JP 28472896A JP H10113700 A JPH10113700 A JP H10113700A
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JP
Japan
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sludge
reaction tank
organic
slurry
heated
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Application number
JP8284728A
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English (en)
Inventor
Hajime Matsumoto
肇 松本
Tomohisa Hosokawa
朋久 細川
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Ube Corp
Original Assignee
Ube Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 有機性汚泥を効率よく均等に膨化させてスラ
リー粘度を効果的に低下させてポンプ輸送や管路輸送等
を可能とし、ハンドリング性を向上し得るとともに、こ
れをガス化原料にも適用できるようなスラリー流動性を
もたせる。 【解決手段】 有機性汚泥のスラリー化装置は、汚泥ケ
ーキを加圧下において加熱する反応槽と、この加熱反応
槽の下流側に接続され入口にフラッシュ弁を設けたフラ
ッシュタンクとを有している。このような装置構成にお
いて、前記加熱反応槽との間に設けられ循環ポンプと加
熱器が介装された汚泥循環ラインを設けとともに、前記
フラッシュタンクの下流側に膨化汚泥を剪断するミキサ
ーを設ける。これにより、有機性汚泥ケーキを加熱、加
圧する反応槽に接続した循環ライン上にて循環流動させ
つつ加熱し、脱圧後に膨化汚泥をミキシングすることに
より流動性に優れた低粘度汚泥スラリーを生成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は有機性汚泥のスラリ
ー化方法および装置に係り、特に汚泥の水分を分離させ
固形分を微細分散させてスラリー粘度を低下させること
のできる有機性汚泥のスラリー化方法および装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】有機性汚泥としては、パルプ、繊維、化
学、食品などの工場廃水処理から排出される汚泥の他
に、生活廃水処理から大量に排出される下水汚泥が代表
的なものとされている。このような有機性汚泥を有効処
分する方法として、特開昭54−24457号「有機性
汚泥の膨化処理方法」には、汚泥ケーキを加圧下におい
て加熱した後、フラッシュ弁により脱圧して汚泥を膨化
処理する方法が提示されている。これは汚泥の膨化処理
によって汚泥粒子を構成している細胞膜の破壊をなし、
細胞膜に内包されている水分を溶出させて汚泥の液状化
を図るようにしたものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
特開昭54一24457号に示された汚泥膨化処理方法
では、汚泥粒子の細胞破壊による水分溶出はできるもの
の、生成された汚泥の粘性は15000〜20000c
pに達し、充分にハンドリング性を向上し得るまでの流
動性を付与することができないという問題があった。す
なわち、従来の汚泥処理方法では、反応槽からの加熱汚
泥をフラッシュさせて脱圧するが、そのとき汚泥の細胞
膜が均一に破壊されず細胞膜内の水分が十分に取り出せ
ず、膨化汚泥スラリーの粘度低下が十分に行われないも
のであった。
【0004】本発明は、上記のような従来の汚泥膨化処
理方法の有する問題点に着目してなされたものであり、
下水汚泥或いは工場排出汚泥等の有機性汚泥を効率よく
均等に膨化させてスラリー粘度を効果的に低下させてポ
ンプ輸送や管路輸送等を可能とし、ハンドリング性を向
上し得るとともに、これをガス化原料にも適用できるよ
うなスラリー流動性をもたせた有機性汚泥のスラリー化
方法および装置を得ることを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る有機性汚泥のスラリー化方法は、有機
性汚泥ケーキを加圧下において加熱し、その後に加熱汚
泥を瞬時に脱圧して有機性膨化汚泥スラリーを形成する
方法において、前記有機性汚泥ケーキを加熱、加圧する
反応槽に接続した循環ライン上にて循環流動させつつ加
熱し、脱圧後に膨化汚泥をミキシングすることにより流
動性に優れた低粘度汚泥スラリーを生成することを特徴
とするものである。
【0006】また、本発明に係る有機性汚泥のスラリー
化装置は、有機性汚泥ケーキを加圧下において加熱する
反応槽と、この加熱反応槽の下流側に接続され入口にフ
ラッシュ弁を設けたフラッシュタンクとを有する有機性
汚泥のスラリー化装置において、前記加熱反応槽との間
に設けられ循環ポンプと加熱器が介装された汚泥循環ラ
インを設け、前記フラッシュタンクの下流側に膨化汚泥
を剪断するミキサーを設けたことを特徴としている。
【0007】
【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る有機性汚泥
のスラリー化方法および装置の具体的実施形態を図面を
参照して詳細に説明する。
【0008】図1は有機性汚泥のスラリー化装置の構成
を示すブロック図である。工場廃水や生活廃水の処理の
残渣として発生する有機性汚泥は廃水処理施設からの輸
送ハンドリングのために脱水処理され、通常の含水量は
78〜83重量%を有するものとなっている。この脱水
汚泥は、大部分が微生物細胞で構成され、汚泥粒子は水
分を内包する細胞膜で覆われている。この汚泥粒子は単
純な脱水処理によっては破壊されず、したがって上記含
水量以下に汚泥を脱水することが困難であり、含水量は
多いものの粘性が高い汚泥ケーキとして本発明の処理シ
ステムに導入するようにしている。
【0009】このようなケーキ態様を示す有機性汚泥を
一次的に貯溜するバンカ10が設けられており、バンカ
下部の排出部に設置されたスクリュウポンプ12によっ
て下流の処理システムに圧送供給できるようにしてい
る。バンカ10からの汚泥送給ライン14には予熱器1
6が介装され、搬送する汚泥を加圧状態で加熱する1次
汚泥膨化反応槽18へ導入する前に加熱し、1次汚泥膨
化反応槽18での熱負荷を小さくしている。
【0010】前記1次汚泥膨化反応槽18は、導入され
た予熱汚泥を加熱、加圧処理するものであり、これは密
閉容器として構成されているが、この1次汚泥膨化反応
槽18には並列に汚泥循環ライン20が接続され、1次
汚泥膨化反応槽18の下部排出口から槽上部に向けて汚
泥を還流しつつ循環流動させるようにしている。循環の
ために循環ポンプ22が循環ライン20に設けられてお
り、前記予熱器16から供給されてくる予熱汚泥を循環
ポンプ22の入口に導入し、予熱汚泥を1次汚泥膨化反
応槽18と循環ライン20からなる循環流路を強制循環
させるようにしている。また、この循環ライン20に加
熱器24を設け、汚泥が循環する過程でこれを160〜
170℃程度まで加熱昇温させるようにしている。この
1次汚泥膨化反応槽18および循環ライン20から構成
される循環流路を汚泥が加熱流動する過程で昇圧し、こ
れをほぼ7kg/cm2に維持するように1次汚泥膨化反応槽
18には調圧バルブ(図示せず)が装備されている。こ
の実施形態では、連続的に圧送されてくる予熱汚泥は、
循環流路を流動するが、このとき1次汚泥膨化反応槽1
8の汚泥量レベルが一定になるように調整しつつ、この
加熱汚泥を次段のタンクに連続的に排出させるものとし
ている。もちろん、バッチ処理をするために、循環流路
を閉流路とすべく、1次汚泥膨化反応槽18と循環ライ
ン20から構成される循環ユニットの上流側と下流側の
流路を遮断する複数の流路遮断弁を設け、このユニット
内に一定量の汚泥を導入した状態で加熱・加圧するよう
にしてもよい。
【0011】循環流路を流動する間に加熱、加圧された
加熱汚泥は細胞破壊をなすため、1次汚泥膨化反応槽1
8の下端部(もしくは前記循環ライン20の循環ポンプ
22の出側)には排出管26が接続され、これを2次汚
泥膨化反応槽28に連結している。ここで、加熱されて
いる加熱汚泥を排出管26を通じて2次汚泥膨化反応槽
28に排出する際、加熱汚泥の圧力を瞬時に大気圧まで
開放してフラッシュさせるためのフラッシュ弁30を排
出管26に設けている。したがって、循環流路のポンプ
22から加圧状態で圧送されてくる加熱汚泥は、フラッ
シュ弁30を通過することにより、大気圧まで圧力が瞬
時に開放され、この脱圧により汚泥細胞内に存在する水
が急激に気化膨張し、この作用により汚泥粒子の細胞膜
の破壊が促進され、水分の溶出と汚泥の微細化により流
動性が極めて高い状態の膨化汚泥スラリーが生成され、
2次汚泥膨化反応槽28に収容される。
【0012】ここで、当該実施形態では、2次汚泥膨化
反応槽28の内部にはミキサー32が装備されている。
これは図1に示しているように、2次汚泥膨化反応槽2
8の縦中心軸に多段に取付けられた回転翼34と、1次
汚泥膨化反応槽18の内壁側に固定され、前記回転翼3
4の間に介在するように配置された多段の静止翼36と
から構成されている。各段の回転翼34は、タンク内壁
面に近接するように放射状に延長された複数の翼刃から
なり、回転翼34の回転に伴って、収容されている汚泥
に剪断力を与えるようにしている。したがって、2次汚
泥膨化反応槽28内に導入された汚泥は、ミキサー32
の静止翼36と回転翼34による剪断作用を受け、フラ
ッシュ蒸発された膨化汚泥は槽内を流下する際にミキシ
ング攪拌されるものとなっている。
【0013】このようなことから、1次汚泥膨化反応槽
18に予熱された汚泥を導入し、この1次汚泥膨化反応
槽18と循環ライン20との間の循環流路を循環流動さ
せる過程で、汚泥は加熱器24により加熱され、加圧状
態で循環され、汚泥が均一な温度状態となる。循環流動
で、汚泥は160〜170℃に均一加熱され、熱変質に
より汚泥細胞膜の一部が破壊され、同時に汚泥中の水分
が蒸発して気液平衡状態における圧力を得ることがで
き、循環流路内圧力が7kg/cm2程度に達するのである。
そして脱圧され2次汚泥膨化反応槽28から排出された
汚泥は、反応槽内のミキサー32の剪断作用により、汚
泥フロックは微細化され、汚泥粒子細胞単位もしくはそ
れらの小集合体まで細分化されるものとなる。そしてミ
キシングにより剪断処理された汚泥スラリーは、スラリ
ーポンプ38を介して収容タンク40に収容されるもの
となっている。なお、実施形態では、前記2次汚泥膨化
反応槽28の外壁面部には加熱管を巻回させ、反応槽の
温度低下を防止しつつ、内部汚泥の加熱に寄与させるよ
うにしている。
【0014】このように構成された有機性汚泥の処理方
法では、工場廃水や生活廃水の処理によって生じた有機
性汚泥がハンドリングのために78〜83重量%の含水
量とされるまで脱水して本システム内に導入され、これ
が予熱された後に膨化処理システム側に供給され、1次
汚泥膨化反応槽18と汚泥循環ライン20からなる閉流
路を循環する間に加熱、加圧され、この加熱汚泥が循環
流路から排出される際にフラッシュ弁30を通して2次
汚泥膨化反応槽28に導入されて瞬時に大気圧まで開放
されてスラリーとなるが、同時に2次汚泥膨化反応槽2
8内でミキサー32によりスラリーは剪断作用を受ける
ため、生成される膨化汚泥スラリーの粘度は極めて低い
値を示すものとなっている。
【0015】この膨化処理後に汚泥の剪断処理を行って
得られた膨化汚泥スラリーの粘度の調査結果を図2に示
している。比較例として、単純に有機性汚泥を気液平衡
状態まで加熱し、これをフラッシュさせて得られた通常
の膨化処理による汚泥スラリー粘度(同図左)と、予め
汚泥を擂り潰して膨化しフラッシュさせた汚泥スラリー
粘度(同図中央)とを示している。実施形態に係る汚泥
の粘度(同図右)では、粘度が都市下水汚泥の場合で3
000cp以下、ケミカル工場の活性余剰汚泥の場合で1
000cp以下となっており、通常膨化処理の場合は同じ
く20000cp、15000cp、擂り潰し膨化処理の場
合はそれぞれ8500cp、6000cpとなっているのに
比較して、本願発明による場合の効果が明白である。
【0016】このようなことから、実施形態の膨化汚泥
スラリーは、その高い流動性を利用して石油コークス等
の化石燃料粉末の水性スラリーと混合してガス化原料と
して用いることもできる。有機性汚泥をガス化原料とし
て利用することにより、有機性汚泥に含有されている炭
素質の有効活用を図ることができるとともに、有機性汚
泥の膨化処理によって生じた低粘度スラリーにガス化に
必要な最低発熱量となるような化石燃料の投入量で足る
ものとなり、有機性汚泥を利用したガス化処理の効率化
を図ることができる。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る有機
性汚泥のスラリー化方法および装置は、汚泥の膨化処理
に際して、その加圧下において加熱する際に循環ライン
で充分に加熱させることにより汚泥全体を均等に加熱し
た上で膨化処理し、しかる後にミキシング処理によりス
ラリーを剪断処理するように構成したので、下水汚泥或
いは工場排出汚泥等の有機性汚泥を効率よく均等に膨化
させてスラリー粘度を効果的に低下させてポンプ輸送や
管路輸送等を可能とし、ハンドリング性を向上し得ると
ともに、これをガス化原料にも適用できるようなスラリ
ー流動性をもたせた有機性汚泥のスラリー化方法および
装置を得ることができる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態のシステム構成ブロック図である。
【図2】膨化汚泥スラリーの粘度特性の比較図である。
【符号の説明】
10 バンカ 12 スクリュウポンプ 14 汚泥送給ライン 16 予熱器 18 1次汚泥膨化反応槽 20 汚泥循環ライン 22 循環ポンプ 24 加熱器 26 排出管 28 2次汚泥膨化反応槽 30 フラッシュ弁 32 ミキサー 34 回転翼 36 静止翼 38 スラリーポンプ 40 収容タンク

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 有機性汚泥ケーキを加圧下において加熱
    し、その後に加熱汚泥を瞬時に脱圧して有機性膨化汚泥
    スラリーを形成する方法において、前記有機性汚泥ケー
    キを加熱、加圧する反応槽に接続した循環ライン上にて
    循環流動させつつ加熱し、脱圧後に膨化汚泥をミキシン
    グすることにより流動性に優れた低粘度汚泥スラリーを
    生成することを特徴とする有機性汚泥のスラリー化方
    法。
  2. 【請求項2】 有機性汚泥ケーキを加圧下において加熱
    する反応槽と、この加熱反応槽の下流側に接続され入口
    にフラッシュ弁を設けたフラッシュタンクとを有する有
    機性汚泥のスラリー化装置において、前記加熱反応槽と
    の間に設けられ循環ポンプと加熱器が介装された汚泥循
    環ラインを設け、前記フラッシュタンクの下流側に膨化
    汚泥を剪断するミキサーを設けたことを特徴とする有機
    性汚泥のスラリー化装置。
JP8284728A 1996-10-07 1996-10-07 有機性汚泥のスラリー化方法および装置 Pending JPH10113700A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008004582A1 (de) * 2008-01-16 2009-07-23 R. Scheuchl Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Entspannung einer in einem Reaktor aufgenommenen Suspension
US8556998B2 (en) 2004-09-16 2013-10-15 Yukuo Katayama Method for dewatering a water-containing combustible solid
US8557004B2 (en) 2003-07-18 2013-10-15 Yukuo Katayama Method for dewatering water-containing coal

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