JPH10337596A - 汚泥の脱水方法及び汚泥の処理方法 - Google Patents

汚泥の脱水方法及び汚泥の処理方法

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JPH10337596A
JPH10337596A JP9147737A JP14773797A JPH10337596A JP H10337596 A JPH10337596 A JP H10337596A JP 9147737 A JP9147737 A JP 9147737A JP 14773797 A JP14773797 A JP 14773797A JP H10337596 A JPH10337596 A JP H10337596A
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JP
Japan
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sludge
dehydration
mechanical force
dewatering
dewatered
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JP9147737A
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Takeshi Tsunemi
武志 常深
Isami Ooka
五三實 大岡
Mitsuya Yamada
光矢 山田
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Osaka Gas Engineering Co Ltd
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Osaka Gas Engineering Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡易な方法によりエネルギー的に有利に高度
の脱水が行える汚泥の脱水方法、及び脱水物の悪臭を軽
減できる汚泥の処理方法を提供する。 【解決手段】 汚泥を加熱処理することによって水分と
分離しやすいように改質し、改質した汚泥を機械力によ
り脱水する汚泥の脱水方法、並びに前記脱水方法により
脱水汚泥を得た後、その脱水汚泥の表面を加熱して炭化
させる汚泥の処理方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、水処理汚泥や産業
廃棄物汚泥等の各種汚泥を脱水する汚泥の脱水方法、及
び脱水後に表面を加熱して炭化させる汚泥の処理方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来、例えば下水汚泥の脱水には、遠心
分離機やベルトプレス等による脱水方法が採用されてい
るが、かかる機械力による脱水では、脱水後の含水率を
80〜85%にするのが精一杯で、脱水能力に限界があ
った。しかし、かかる高い含水率の含水汚泥は水分が多
いため、運搬等の際に取扱いに不便であり、また、汚泥
の焼却、溶融処理、又は燃料(RFD)化の際には、予
め水分を除去しておく必要があった。
【0003】従って、上記のような機械力による脱水を
行った後、水蒸気乾燥機等を用いて高温で攪拌等を行い
ながら水分を蒸発させる等して高温乾燥を行う方法等が
採られていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、水蒸気
乾燥機等による乾燥は、水分を蒸発させるため、潜熱に
相当する熱エネルギーを余分に必要とし、また高温に昇
温して温度維持するための熱エネルギーが必要であり、
エネルギー的に有利な方法ではなかった。一方、脱水汚
泥は、含水率の十分低いものであっても、通常、悪臭が
依然として発生するため、取扱いに問題があった。
【0005】従って、本発明の目的は、上記欠点に鑑
み、簡易な方法によりエネルギー的に有利に高度の脱水
が行える汚泥の脱水方法、及び更に脱水物の悪臭を軽減
できる汚泥の処理方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明者らは鋭意研究した結果、汚泥を加熱処理で
改質して水分と分離しやすくしたものを、機械力により
脱水することにより、上記の如き汚泥の脱水方法が提供
できることを見出し、更に研究を加えて本発明を完成す
るに至った。即ち、本発明の汚泥の脱水方法の特徴構成
は、汚泥を加熱処理することによって水分と分離しやす
いように改質し、改質した汚泥を機械力により脱水する
点にある。ここで、機械力による脱水とは、主として外
力や重力等の力により対象物中に含まれる水分を除去・
分離する方法を指し、遠心脱水、圧搾、膜分離等が挙げ
られるが、これらに限られるものではない。
【0007】上記において、加熱処理の温度は、汚泥に
含まれる菌体の細胞膜が破壊され程度の温度であればよ
く、汚泥の種類にもよるが、薬剤を加えないような場合
は、実施例の結果が示すように、130℃以上の温度に
て行われることが好ましく、特に150℃以上の温度が
好ましい。
【0008】また、熱交換器を用いて汚泥を予熱した
後、130℃以上で加熱処理して改質し、改質した汚泥
またはその汚泥から分離した水蒸気を前記熱交換器に導
いてその加熱源の一部としつつ、改質した前記汚泥を機
械力により脱水することが、後述の作用効果より好まし
い。熱交換器を用いて汚泥を予熱することは、経済的で
あるが、改質した高温の汚泥と熱交換すると、その汚泥
が熱交換器中で汚泥と水分が分離して一様な流れになら
ない心配があるため、高温・高圧の改質汚泥を一旦低圧
に減圧し、フラッシュ分離した蒸気で汚泥を予熱するの
が、より好ましい実施形態になる。
【0009】上記いずれかの構成において、原料となる
前記汚泥は、予め脱水していないものでもよいが、原料
となる前記汚泥が、機械力により予め脱水されたもので
あることが、後述の作用効果より好ましい。
【0010】一方、本発明の汚泥の処理方法の特徴構成
は、上記いずれかの汚泥の脱水方法により脱水汚泥を得
た後、その脱水汚泥の表面を加熱して炭化させる点にあ
る。
【0011】〔作用効果〕本発明の汚泥の脱水方法によ
ると、汚泥を高温で加熱処理すると、汚泥に含まれる菌
体の細胞膜が破壊(改質)され、細胞膜内中の水分が細
胞外部に出て、機械力により脱水しやすい状況になる。
このため、加熱処理しないで機械的に脱水すると、含水
率は80%程度にしかならないものが、本発明のように
加熱・改質をした後、機械力によって含水率約40%に
脱水することができる。そして、本発明では水蒸気乾燥
機等による乾燥と比較して、加熱処理するだけで水蒸気
を発生させる必要がないため、水分の気化熱に相当する
熱エネルギーが不要になる。また乾燥機における電力消
費量と機械力脱水機のそれとでは、前者の方がはるかに
大きく、省エネとして大きく評価できる。その結果、簡
易な方法によりエネルギー的に有利な高度の脱水方法を
提供することができた。
【0012】一般的な都市下水の汚泥の場合、前記加熱
処理が130℃程度では汚泥の粘度が低下し、流動性は
非常に良くなるが、薬剤を使用しない場合には、機械力
による脱水がしにくく、それほどの脱水効果は期待でき
ない。しかし、150℃程度では改質が進み、水分の分
離がみられるようになるが、まだ汚泥の粘着力が強く、
機械力の脱水がやや困難な状態となる。しかし、170
℃で処理すると、汚泥の固形分と水分が分離した状態が
見られ、加圧濾過脱水をしても汚泥が濾布に付着するよ
うなことはなくなる。従って、170℃以上の温度にて
行われることが最も好ましい。
【0013】一方、170℃の熱処理では汚泥の固形分
と水分が既に分離しているため、多管式熱交換器などで
は改質汚泥がスムーズに流れない心配がある。この問題
を解消するためには、改質汚泥を低圧に減圧し、その飽
和温度までの顕熱を用いて低圧の蒸気を発生させ、その
蒸気を原料の予熱に用いるようにすれば問題は無くな
る。いずれにせよ、熱交換器を用いて汚泥を予熱する場
合、前記加熱処理によって増加する汚泥の顕熱等を原料
汚泥の予熱に用いることによって、廃熱回収が可能にな
り、トータルのエネルギー消費量を軽減することができ
る。
【0014】原料となる前記汚泥が、機械力により予め
脱水されたものである場合、予め脱水することにより、
脱水しない場合と比較して、水分差に相当する分の加熱
処理に要する熱量を節約することができ、また、水分量
が少ない分だけ、改質槽の体積が小さくなるなど、取扱
の面で有利になる。
【0015】一方、本発明の汚泥の処理方法によると、
前記いずれかの汚泥の脱水方法により脱水汚泥を得た
後、その脱水汚泥の表面を加熱して炭化させるため、表
面の炭素成分が活性炭の如く、悪臭の吸着作用を有する
ので、脱水物の悪臭を軽減できる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。 〔第1実施形態〕本発明の汚泥の脱水方法は、汚泥を加
熱処理することによって水分と分離しやすいように改質
し、改質した汚泥を機械力により脱水するものである。
第1実施形態では、図1に示すように、原料となる前記
汚泥が、機械力により予め脱水(一次脱水)されたもの
である場合の例を示す。
【0017】原料となる汚泥としては、下水汚泥、食品
排水汚泥等のような菌体を含有する各種汚泥が挙げられ
る。一次脱水は、遠心脱水や、ベルトプレス式等による
圧搾、膜分離等による機械力による脱水が行われるが、
フエルト等を用いた吸収脱水などあらゆる脱水が可能で
ある。但し、連続処理する場合には、ベルトプレス式脱
水機や連続式遠心脱水機等が好適に用いられる。このよ
うな一次脱水により、脱水後の含水率を80〜85%に
することができる。但し、かかる一次脱水は、特に行わ
なくてもよく、脱水後の含水率がより高くなる程度に留
めたり、全く一次脱水を行わなくてもよい。
【0018】脱水後の汚泥の加熱器・改質処理槽への移
送は、ポンプ等の加圧により行うことができる。加熱処
理の条件は、汚泥に含まれる菌体の細胞膜が破壊して水
分との分離ができ、しかも機械力脱水機において汚泥の
付着トラブルが生じないような温度で行われ、150〜
200℃の温度が好ましい。また、改質時間も、加熱温
度によるが、通常5分間〜1時間程度が好ましい。改質
処理槽は、加圧状態で改質温度に保たれ、一部ガスの発
生があるが、水分を伴ったまま密閉した外部への取り出
し、熱交換器などで冷却した後、ガスは燃焼炉などで悪
臭処理される。加熱方法としては、水蒸気を直接吹き込
むのが簡単であるが、他に水蒸気による間接加熱や加熱
炉による加熱方法をとることができる。
【0019】二次脱水は、改質した汚泥を機械力により
脱水するものであるが、機械力による脱水は、遠心脱水
や、ベルトプレス式等による圧搾、膜分離等による機械
力による脱水等が挙げられる。連続処理する場合には、
ベルトプレス式脱水機や連続式遠心脱水機等が好適に用
いられる。このようにして二次脱水した後の汚泥の含水
率は、前記の加熱条件によっても異なるが、35%程度
にまで脱水することも可能である。含水率が50%程度
になると自燃可能になるが、40%程度になると燃焼処
理した場合、蒸気が回収でき、上記加熱用に用いること
ができる他、外部にも蒸気を供給することができる。
【0020】〔第2実施形態〕第2実施形態の脱水方法
は、図2に示すように、熱交換器を用いて汚泥を予熱し
た後、蒸気を加えて高温(例えば170℃)で加熱・改
質し、改質汚泥を減圧して発生した蒸気を熱交換器にお
ける汚泥の予熱に使用するものである。減圧して温度が
下がった改質汚泥は機械力によって、約40%の水分ま
で二次脱水し、成形した後、ロータリーキルンで乾燥さ
れ、固形燃料としてキルンから排出される。この時、ロ
ータリーキルンの燃料は、汚泥の揮発成分と一部の固定
炭素分が用いられ、一次空気によって部分燃焼と水分の
蒸発が行われ、脱臭炉において2次空気によって完全燃
焼し、脱水されて廃熱ボイラ・空気予熱器を経て煙突か
ら排出される。このフローによれば、下水汚泥中の可燃
分の約50%が固形燃料として取り出すことができ、こ
の固形燃料の表面は炭化されて、揮発分は無くなり、無
臭の燃料となる。
【0021】上記におけるエネルギーフローの一例を示
すと図5のようになるが、従来法の単純燃焼のエネルギ
ーフロー(図6参照)や、従来法の乾燥/燃焼のエネル
ギーフロー(図7参照)と比較すると、本発明の方法が
エネルギー的に有利なことが分かる。即ち、補助燃料を
特に必要とせずに、1次脱水汚泥の半分のエネルギーを
固形燃料として回収している。なお、図3に示すよう
に、前記の第1実施形態の汚泥の脱水方法により脱水汚
泥(高度脱水汚泥)を得た後、その脱水汚泥の表面を加
熱して炭化させてもよい。
【0022】〔別実施形態〕以下に別実施形態を説明す
る。
【0023】(1)先の第1実施形態においては、単に
脱水汚泥を生産する例を説明したが、その脱水汚泥を全
量燃焼炉で燃焼してもよい。この場合の燃焼炉は、ロー
タリーキルンでも多段式燃焼炉でもよく、燃焼排ガスか
ら廃熱ボイラで蒸気を回収し、汚泥の加熱熱源に使用す
ることができる。その場合、熱源になる2次脱水汚泥が
燃料として多く使えるので、汚泥の熱交換器を使用する
必要もなく、燃焼炉の空気予熱器を設置する必要もな
い。それでも汚泥の可燃分の約1/4に相当する熱量の
余剰蒸気を発生することができる。その際のエネルギー
フローの一例を示すと、図4のようになる。
【0024】
【実施例】以下、参考例、及び実施例により本発明の構
成、効果等を具体的に示すが、本発明はこれらに限定さ
れるものではない。
【0025】参考例 1次脱水後の下水脱水汚泥(含水率80%)1トンから
含水率40%の乾燥(脱水)汚泥を得る場合について、
従来法と本発明の方法とでエネルギーの消費量を比較し
た。従来法としては、蒸気加熱型のパドル式乾燥機と、
本発明の脱水方法としては、蒸気吹き込み加熱をして改
質し、ベルトプレス脱水機で機械的脱水を行うものとを
比較した。
【0026】
【表1】
【0027】上記の結果が示すように、本発明の脱水方
法によると、従来法より大幅に省エネルギー化が可能に
なる。
【0028】実施例 1次脱水後の下水脱水汚泥(含水率80%)に対して、
小型のオートクレーブを用いて、表2に示す温度、時間
で電熱加熱を行った後、徐冷し、濾過袋を手で絞って脱
水を行った。その結果を表2に示す。なお、吹き込み蒸
気量を想定して処理前の汚泥の20%の水を加えた。
【0029】
【表2】
【0030】上記の結果が示すように、加熱処理の温度
が130℃ではまだ十分な脱水ができていないが、17
0℃になると改質が十分でき、脱水できることが分かっ
た。
【図面の簡単な説明】
【図1】汚泥の脱水方法を説明するためのブロック図
【図2】汚泥の脱水方法を説明するためのブロック図
【図3】汚泥の処理方法を説明するためのブロック図
【図4】汚泥の脱水方法のエネルギーフローを示す図
【図5】汚泥の処理方法のエネルギーフローを示す図
【図6】従来の汚泥の処理方法のエネルギーフローを示
す図
【図7】従来の汚泥の処理方法のエネルギーフローを示
す図

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 汚泥を加熱処理することによって水分と
    分離しやすいように改質し、改質した汚泥を機械力によ
    り脱水する汚泥の脱水方法。
  2. 【請求項2】 前記加熱処理が130℃以上の温度にて
    行われる請求項1記載の汚泥の脱水方法。
  3. 【請求項3】 熱交換器を用いて汚泥を予熱した後、1
    30℃以上で加熱処理して改質し、改質した汚泥または
    その汚泥から分離した水蒸気を前記熱交換器に導いてそ
    の加熱源の一部としつつ、改質した前記汚泥を機械力に
    より脱水する汚泥の脱水方法。
  4. 【請求項4】 原料となる前記汚泥が、機械力により予
    め脱水されたものである請求項1〜3いずれか記載の汚
    泥の脱水方法。
  5. 【請求項5】 請求項1〜4いずれか記載の汚泥の脱水
    方法により脱水汚泥を得た後、その脱水汚泥の表面を加
    熱して炭化させる汚泥の処理方法。
JP9147737A 1997-06-05 1997-06-05 汚泥の脱水方法及び汚泥の処理方法 Pending JPH10337596A (ja)

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