JPH10264714A

JPH10264714A - 汚泥等の含水廃棄物の乾燥車

Info

Publication number: JPH10264714A
Application number: JP9075035A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Hino; 野俊之日; Hideyuki Miura; 浦秀之三
Original assignee: Kajima Corp
Current assignee: Kajima Corp
Priority date: 1997-03-27
Filing date: 1997-03-27
Publication date: 1998-10-06
Anticipated expiration: 2017-03-27
Also published as: JP3039776B2

Abstract

(57)【要約】【課題】汚泥等の収集・運搬と同時に、乾燥脱水処理
を経済的かつ省エネルギ的に実現する手段を提供する。【解決する手段】トラック（Ｔ）後部のフレーム
（１）上に汚泥等の含水破棄物物を入れる真空タンク
（５）を載せ、該真空タンク（５）から水蒸気を吸引し
圧縮する圧縮機（３）と、該圧縮機（３）から加圧水蒸
気が供給され前記真空タンク（２）と熱的に結合された
水蒸気凝縮器（４）と、エンジン冷却水が供給され前記
真空タンク（２）と熱的に結合された熱交換器と、水蒸
気凝縮器（４）からの凝縮水を貯める凝縮水貯蔵タンク
（８）とを備えている汚泥等の含水破棄物の乾燥車。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、下水汚泥やビルピ
ット汚泥等の含水廃棄物を乾燥し運搬する汚泥等の含水
廃棄物の乾燥車に関する。

【０００２】

【従来の技術】汚泥類は、我が国の産業廃棄物の半分近
くを占め、その処理やリサイクルが大きな課題になって
いる。これまでは大半が埋め立て処分されているが、埋
立場の不足から、焼却して減量した後の灰を埋め立てる
ようになって来た。しかし汚泥をフィルタで脱水しても
（脱水汚泥）、なお多くの水分が残されているため（約
８０％）、その乾燥と焼却には多量のエネルギ（石油
等）を要する問題がある。また、汚泥の微生物処理も行
われているが、大がかりな処理施設を要する上に水質管
理が難しく、費用が掛かる等の問題がある。また、処理
できるのは有機性の汚泥に限られる。

【０００３】一般に浄化槽汚泥の引き抜きや運搬にはバ
キューム車が使われるが、その機能は収拾・運搬に限ら
れている。また、液状の汚泥を扱うために、多量の水分
を運搬しなければならない不合理がある。

【０００４】そこで、フィルタを有する脱水車を使って
水分を減らした脱水汚泥を作り、これを運搬する工夫が
実施されている。しかしこの方法は、２台の車両（ポン
プ車と脱水車）を要すること、脱水時の排水が汚れてい
ること、悪臭が出やすいこと、等の問題がある。また、
脱水汚泥を焼却処理する際に多量のエネルギを要するこ
とについては、何等の解決になっていない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来技術の
前記の問題点に鑑みてなされたもので、汚泥等の収集・
運搬と同時に、乾燥脱水処理を経済的かつ省エネルギ的
に実現する手段を提供しようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、トラッ
ク後部のフレーム上に汚泥等の含水廃棄物を入れる真空
タンクを載せ、該真空タンクから水蒸気を吸引し圧縮す
る圧縮機と、該圧縮機から加圧水蒸気が供給され前記真
空タンクと熱的に結合された水蒸気凝縮器と、エンジン
冷却水が供給され前記真空タンクと熱的に結合された熱
交換器とを備えた汚泥等の含水廃棄物の乾燥車とする。

【０００７】水蒸気凝縮器は、通常、真空タンク外に設
けるが、真空タンク内に設けることもできる。

【０００８】真空タンク内に汚泥等の含水廃棄物を撹拌
するスクレーパを設けることも採用される。

【０００９】水蒸気圧縮機及びスクレーパの駆動源とし
てトラックのエンジンを用いる。

【００１０】水蒸気凝縮器からの凝縮水を貯める凝縮水
貯蔵タンクを設けることも採用される。その際、水蒸気
凝縮器と凝縮水貯蔵タンクとを連結する管路に、凝縮水
のみを通過し蒸気の通過を阻止するスチィームトラップ
を設けるようにする。

【００１１】また本発明によれば、前記凝縮水貯留タン
クが給水ポンプを介してエンジンの冷却水と熱交換する
水蒸気発生用熱交換器を設け、該水蒸気発生用熱交換器
からの予熱水蒸気ラインが前記水蒸気圧縮機からの加熱
水蒸気ラインと共に前記水蒸気凝縮器に接続されてい
る。

【００１２】更に本発明によれば、前記凝縮水貯留タン
クが給水ポンプを介してエンジンの冷却水と熱交換する
水蒸気発生用熱交換器を設け、該水蒸気発生用熱交換器
からの予熱水蒸気ラインが前記水蒸気圧縮機に至る水蒸
気吸引ラインに接続されている。

【００１３】乾燥装置をトラックに搭載したものである
ので、エンジン（内燃機関）からの動力で圧縮機などを
駆動することができる。また、タンク内の高含水廃棄物
の予熱や加熱について、エンジン冷却水の排熱を使うこ
とができるため、ランニングコストが更に低下する。

【００１４】真空乾燥機内部は負圧（大気圧よりも低
い）であるため、スラリー状汚泥を自吸できる。

【００１５】輸送中に汚泥を乾燥して減量化することが
可能なため、一回の出動で多箇所の収集が可能になる。
排水は、例えば走行中に貯留タンクに貯めておき、ガソ
リンスタンド等で排出する。また、全体が真空密閉系に
なるため、悪臭の発生量が少ない。

【００１６】高含水廃棄物は９０℃程度に加熱されるこ
とにより、病原菌や微生物が殺菌されるため衛生的であ
る。

【００１７】車両だけで乾燥処理まで可能なため、設備
（車両と装置）利用率が高い。また、建物施設は最小限
で済むので、初期投資が少なくて済む。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照し本発明の実施
例を説明する。

【００１９】図１において、トラック後部のフレーム１
上に汚泥等の含水廃棄物を入れる真空タンク２を載せ
る。該タンク２は耐食性のステンレス等で製作され、真
空でも潰れない強度を有するものとする。また、タンク
２の外表面には熱損失を防ぐために断熱層を設けること
がある。

【００２０】前記真空タンク２から水蒸気を吸引し圧縮
する水蒸気圧縮機３及び該圧縮機３から加圧水蒸気が供
給され真空タンク２と熱的に結合された水蒸気凝縮器４
を備えている。図示の例では、凝縮器４はタンク２を２
重壁構造とすることにより構成されているが、伝熱が確
保できる構造であれば、これに限定されない。例えば、
タンク内に凝縮器を入れる構造でも良い。

【００２１】エンジン冷却水が供給され前記真空タンク
２と熱的に結合された熱交換器を備えている。この手段
は、従来周知の技術であるので図示は省略した。

【００２２】タンク２内には、乾燥により粘度が増した
り固化した汚泥を撹拌するためのスクレーパ５が設けら
れている。液状汚泥でも、スクレーパ５を動かすことに
より、凝縮器４からの熱伝達が促進される効果がある。

【００２３】前記凝縮器４やスクレーパ５の駆動には、
トラックの走行用エンジン６から動力を取り出すことに
よって行う。しかし専用のエンジンを載せても良い。

【００２４】エンジン６からの動力伝達７は、図示では
ベルト駆動を示しているが、歯車や回転軸による動力伝
達でも良い。油圧駆動（油圧ポンプと油圧モータ）も考
えられる。また、エンジンで発電して、その電力による
電動機駆動でも良い。この場合は、車両基地等で車を止
めて乾燥させる際に、エンジンを回さず商用電力に切り
替えることによって、エンジン排気ガスを減らす利点が
ある。

【００２５】水蒸気凝縮器４からの凝縮水を貯める凝縮
水貯蔵タンク８が設けられている。該タンク８は、走行
中の乾燥機排水を貯めておくのが主目的であるが、必ず
しも設ける必要はない。例えば、走行中に排水したり
（カーエアコンでは除湿水を常に排水している）、排水
施設のある場所でのみ乾燥運転を行えば、凝縮水貯蔵タ
ンクは無くても澄む。

【００２６】前記装置による乾燥操作について述べる。

【００２７】先ず圧縮機３を運転し、タンク２内を真空
（負圧）にする。タンク２内にあった空気は、レリーフ
弁（図示せず）を通して外部に排出される。汚泥の乾燥
運転中でも、不凝縮性ガスはここから排気されるので、
悪臭除去のため、ここに脱臭装置（図示せず）を設ける
場合がある。

【００２８】弁９を開き、ホース１０を使って液状汚泥
をタンク２内に吸引する。

【００２９】エンジン冷却水と熱交換して、タンク２内
の汚泥を９０℃程度に余熱する（温度は一例であり、こ
れとは異なっても良い）。

【００３０】圧縮機３を運転する（最初から運転を継続
しておいても良い）と、タンク２内の圧力が下がり（９
０℃の場合は、その飽和圧力である０．７絶対気圧程
度）、汚泥中の水分が沸騰（蒸気）することにより、水
分が減少して行く。

【００３１】この際に大きな蒸発潜熱が必要なため、そ
のままでは汚泥の温度がどんどん低下する。そこで、こ
の水蒸気を圧縮機３に吸引して圧力と温度を上げ、加圧
された吐出水蒸気を凝縮器４内に送ってここで液化さ
せ、水（温水）に戻す。この際の凝縮潜熱で汚泥を加熱
することにより、汚泥の温度が低下することなしに水分
の蒸発が継続する。缶内壁から汚泥への熱伝達を促進す
るためにスクレーパ５を使う場合がある。

【００３２】凝縮器４と凝縮水貯留タンク８とを連結す
る管路に設けたスチィームトラップ１１により、凝縮水
のみが通過し、蒸気は通過を阻止される。スチィームト
ラップ１１は、内部のフロート機構によりこうした機能
を発揮するものであるが、同様に液体を通過させ気体の
通過を阻止できるものであればこれに限定されない。例
えば、電動による制御弁等も考えられる。

【００３３】凝縮は大気圧以上で行われる。一例とし
て、１．１気圧（絶対圧力）で飽和温度１０３℃を例示
する。この条件では大気圧より高いため、凝縮水は自発
的に外部へ排出する。これよりも高い圧力と飽和温度で
も運転が可能であるが、圧縮機動力が増加する不利があ
る。逆に凝縮圧力が大気圧よりも低くければ（例えば、
０．９絶対気圧）圧縮動力が少なくなるが、凝縮水は自
発的に外部へ出ないので、ポンプ等で昇圧する（汲み取
す）必要が生じる。何れにしても運転圧力は、特に限定
するものではない。

【００３４】凝縮水は貯留タンク８に貯まり、排水施設
を有る所で弁１２を開くことにより、排水する。また、
凝縮水は基本的に蒸留水であるが、廃棄物の種類により
揮発し易い成分（例えば、アンモニア等）を含むことも
ある。

【００３５】汚泥の乾燥が進むと、タンク２内の圧力が
下がって来るので、これにより乾燥状態を検知して圧縮
機３を停止させる制御が組み込まれている。汚泥の導電
率など、他の検知手段でも良い。

【００３６】汚泥は乾燥が進むと堅くなるので、スクレ
ーパ５により缶壁より剥がし取ることが必要になる場合
がある。乾燥汚泥は、スクレーパ５の動作により、常に
排出口１３に集まるような運動をする。そのため、圧縮
機３を停止して真空を解除した後に排出口１３を開けれ
ば、外部へ出てくる。

【００３７】以上は主として、汚泥の乾燥について述べ
たが、本装置が汚泥の乾燥以外にも広く適用できること
は言うまでもない。例えば、生ごみや廃液など、水分を
多く含む廃棄物全般へ適用できるものである。また、廃
棄物のみならず、生産工行の乾燥濃縮操作一般にも適用
可能である。例えば、牛乳の濃縮などを挙げることがで
きる。この他、タンク内に油を入れて加熱する油温脱水
（天ぷら処理）にも発展させることができる。一例とし
て、弊死魚等の（移動式）飼料化装置を挙げることがで
きる。

【００３８】図２はそのような湿潤廃棄物に対し、エン
ジンの冷却水温が例えば１０５℃程度以上に充分に高
く、これとの熱交換により水蒸気を発生できる場合の例
を示している。

【００３９】図２において、真空タンク２の上部には廃
棄物投入口１５が設けられ、また凝縮水貯蔵タンク８内
の凝縮水は、そのタンク８に接続され、ラインＬ１に設
けられた給水ポンプ１６により水蒸気発生用熱交換器１
７に送られる。この水蒸気発生用熱交換器１７とエンジ
ン６との間にはエンジン冷却水ランイＬ２が接続されて
いて、エンジンの冷却水を熱交換するようになってい
る。この水蒸気発生用熱交換器１７からの加熱流体は気
液分離器１８で気液が分離される。そして液は凝縮水貯
留タンク８に接続されている還水ラインＬ３により還水
される。

【００４０】そして気体は二重壁式水蒸気凝縮器４に接
続されている。予熱水蒸気ラインＬ４を介して水蒸気圧
縮機３からの加圧水蒸気ラインＬ５と共に前記凝縮器４
に戻される。この予熱水蒸気ラインＬ４には加圧水蒸気
と合流する上流側に弁１９が設けられている。その他の
点は図１と実質的に同じである。

【００４１】したがって、例えばラインＬ２の冷却水温
度が１０５℃程度以上あれば、これと熱交換することに
よって、飽和温度が１０３℃の水蒸気を発生させ、ライ
ンＬ４に送ることが可能である。この水蒸気は飽和圧力
が１．１絶対気圧であるため、弁１９を開けることによ
り、自然に水蒸気凝縮器４に移動する。そして、ここで
凝縮潜熱を放出することにより廃棄物を予熱する。液化
状態の水（温水）はスチームトラップ１１を通って凝縮
水貯留タンク８に至り、再び水蒸気発生用熱交換器１７
に給水される。

【００４２】給水量と水蒸気発生量とは必ずしも一致し
ないので、この実施例では過剰分を還水するラインＬ３
が設けられているが、このラインＬ３は必ずしも設けな
くてもよい。気液分離器１８は温水と水蒸気を分離する
ためであるが、単純な分岐管で済む場合もある。

【００４３】この温水は基本的に蒸留水であるため、水
蒸気発生器中でスケール（熱交換壁への堆積物）等を生
ずる恐れも無い。

【００４４】図３はエンジン冷却水の温度が水蒸気を発
生させるには充分高くない場合の例である。この例では
気液分離器１８からの予熱水蒸気ラインＬ４が熱真空容
器２から水蒸気圧縮機３に至る水蒸気吸引ラインＬ６に
接続されている点で図２の例と異なっている。その他の
点は実質的に図２の例と同様である。

【００４５】例えば、ラインＬ２の冷却水温度が９５℃
の場合、ラインＬ４を水蒸気圧縮機３の吸引側に接続す
ることによって水蒸気発生用熱交換器の圧力を例えば
０．７絶対気圧にすれば温水は９０℃で沸騰する。この
水蒸気は水蒸気圧縮機によって例えば１．１絶対気圧程
度まで昇圧でき、これを水蒸気凝縮器４に送ればよい。
図２または図３のいずれを採用するかは、エンジン冷却
水温度の仕様により決めればよいが、配管と弁により切
り替えることによって、どちからを選択できるようにし
てもよい（図示せず）。こうすれば冷却水温度が低い時
は図３の方式を使い、冷却水温度が高くなれば図２の方
式に切り替えることによって、圧縮機動力を減らすこと
ができる。

【００４６】

【発明の効果】本発明は、次の優れた効果を奏するもに
ある。（１）乾燥装置をトラックに搭載したものであるの
で、エンジン（内燃機関）からの動力で圧縮機などを駆
動することができる。特にディーゼルエンジンなどで
は、電動機よりもランニングコストが安くなる利点があ
る。（２）タンク内の高含水廃棄物の予熱や加熱につい
て、エンジン冷却水の排水を使うことができるため、ラ
ンニングコストが更に低下する。（３）真空乾燥機内部は負圧（大気圧よりも低い）で
あるため、スラリー状汚泥を自吸できる。従って、スラ
リーポンプ等を不要にできる。（４）輸送中に汚泥を乾燥して減量化することが可能
なため、一回の出動で多箇所の収集が可能になる。排水
は基本的に蒸留水であるため、捨てることには問題が少
ない。例えば、走行中に貯留タンクに貯めておき、ガソ
リンスタンド等で排水する。

【００４７】（５）全体が真空密閉系になるため、悪
臭の発生量が少ない。悪臭が外部に出る箇所は、圧縮機
の吐出管のレリーフ弁（図示せず）等に限られるため、
活性炭等による簡易な脱臭器が使えるなど、対策も容易
である。（６）高含水廃棄物は９０℃程度に加熱されることに
より、病原菌や微生物が殺菌されるため衛生的である。（７）含水物のみならず、有機溶剤含有物や廃液など
にも適用できる。（８）車両だだけで乾燥処理まで可能なため、設備
（車両と装置）利用率が高い。また、建物施設は最小限
で済むので、初期投資が少なくて済む。（９）乾燥汚泥は、コンポスト材料化、廃棄物燃料
（ＲＤＦ）化、溶融スラブの建材化などに利用できるた
め、リサイクルが推進される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る汚泥等の含水廃棄物の乾
燥車の説明図。

【図２】本発明の別の実施例を示す説明図。

【図３】本発明のさらに別の実施例を示す説明図。

【符号の説明】

１・・・フレーム２・・・真空タンク３・・・水蒸気圧縮機４・・・水蒸気凝縮器５・・・スクレーパ６・・・エンジン７・・・動力伝達８・・・凝縮水貯留タンク９・・・弁１０・・・ホース１１・・・スチィームトラップ１２・・・弁１３・・・乾燥汚泥排出口１６・・・給水ポンプ１７・・・水蒸気発生用熱交換器１８・・・気液分離器Ｔ・・・トラック

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トラック後部のフレーム上に汚泥等の含
水廃棄物を入れる真空タンクを載せ、該真空タンクから
水蒸気を吸引し圧縮する圧縮機と、該圧縮機から加圧水
蒸気が供給され前記真空タンクと熱的に結合された水蒸
気凝縮器と、エンジン冷却水が供給され前記真空タンク
と熱的に結合された熱交換器とを備えていることを特徴
とする汚泥等の含水廃棄物の乾燥車。
【請求項２】水蒸気凝縮器が真空タンク外に設けられ
ていることを特徴とする請求項１に記載の汚泥等の含水
廃棄物の乾燥車。
【請求項３】水蒸気凝縮器が真空タンク内に設けられ
ていることを特徴とする請求項１に記載の汚泥等の含水
廃棄物の乾燥車。
【請求項４】真空タンク内に汚泥等の含水廃棄物を撹
拌するスクレーパが設けられていることを特徴とする請
求項１に記載の汚泥等の含水廃棄物の乾燥車。
【請求項５】水蒸気圧縮機の駆動源がトラックのエン
ジンであることを特徴とする請求項１に記載の汚泥等の
含水廃棄物の乾燥車。
【請求項６】水蒸気圧縮機の駆動源及びスクレーパの
駆動源がトラックのエンジンであることを特徴とする請
求項４に記載の汚泥等の含水廃棄物の乾燥車。
【請求項７】水蒸気凝縮器からの凝縮水を貯める凝縮
水貯蔵タンクを備えていることを特徴とする請求項１に
記載の汚泥等の含水廃棄物の乾燥車。
【請求項８】水蒸気凝縮器と凝縮水貯蔵タンクとを連
結する管路に、凝縮水のみを通過し蒸気の通過を阻止す
るスチィームトラップを設けて成ることを特徴とする請
求項７に記載の汚泥等の含水廃棄物の乾燥車。
【請求項９】前記凝縮水貯留タンクが給水ポンプを介
してエンジンの冷却水と熱交換する水蒸気発生用熱交換
器を設け、該水蒸気発生用熱交換器からの予熱水蒸気ラ
インが前記水蒸気圧縮機からの加熱水蒸気ラインと共に
前記水蒸気凝縮器に接続されている請求項７に記載の汚
泥等の含水廃棄物の乾燥車。
【請求項１０】前記凝縮水貯留タンクが給水ポンプを
介してエンジンの冷却水と熱交換する水蒸気発生用熱交
換器を設け、該水蒸気発生用熱交換器からの予熱水蒸気
ラインが前記水蒸気圧縮機に至る水蒸気吸引ラインに接
続されている請求項７に記載の汚泥等の含水廃棄物の乾
燥車。