JPH105799A - 汚泥処理方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 均一に且つ効率的に汚泥を乾燥することが可
能で、汚泥の資源化・再利用に好適な汚泥処理装置を提
供すること。 【解決手段】 加熱室１０４の内部には、直列に接続さ
れた複数のバレル２、３、４、５が配置されている。各
バレルの内部には汚泥移送手段２０１、２０２、２０
３、２０４が備えられている。汚泥移送手段の内の一部
２０１はスクリュコンベアタイプであり、他の一部２０
４は、バレルと平行な軸と、この軸に垂直な面に対して
傾斜角度を有する複数の撹拌羽根とを備えた管路撹拌機
であり、その他２０２、２０３はスクリュウコンベアと
前記構造を備えた管路撹拌機とを直列に接続されたタイ
プである。装置に投入された湿汚泥は、バレル２、３、
４、５の内部を移送されるに従って、撹拌、粉砕、乾燥
されて、乾燥汚泥としてバレル５から排出され、後続の
工程において成形加工される。

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方法及び
装置に係り、特に、し尿汚泥、下水汚泥あるいは産業汚
泥等を乾燥の後、粒状の燃料等に成形して再利用するた
めの汚泥の処理方法及び装置装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】し尿及び下水処理施設、あるいは産業排
水処理施設から大量に発生するし尿及び下水汚泥、ある
いは産業汚泥等は、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燥汚泥とし、１０重量
％から３０重量％程度の水分を含有する固形体、粒状体
等に成形されて、燃料あるいは肥料として資源化され再
利用されている。

【０００３】近年、湿汚泥の量は増加の一途をたどって
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き詰まり
状態になっており、その解決策が緊急の課題となってい
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資源化処理技術の開発
が進められているが、それらは処理設備の価格が高価で
あるとともに、運転費用も高く、広く一般的に利用され
る状況までには至っていない。

【０００４】また、上記の様な乾燥法はバッチ式の処理
が多いため、一度に大量の湿汚泥を処理するには装置を
大型にしなければならない。更に、湿汚泥は、下水汚泥
や産業汚泥などの汚泥の種類によっても、あるいは含有
する水分によっても密度や性状などが変化するので、バ
ッチ式の様な単一の機構で処理するには限界があり、乾
燥後の乾燥汚泥の含有水分や粒度についてのばらつきが
多く、不均一なものになってしまう等の問題がある。

【０００５】近年、バッチ式に代って、連続処理式の汚
泥処理装置も開発されている。その一例として、図７
に、特願平７−１９８６７９号に記載されている汚泥処
理装置の構造を示す。

【０００６】汚泥処理装置の主要部分は、汚泥供給手段
１０１、汚泥乾燥部１０２、成形手段１０３、加熱室１
０４、燃焼手段１０５、真空排気手段１０６、第一助剤
供給手段１０７、及び第二助剤供給手段１０８により構
成されている。

【０００７】汚泥供給手段１０１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２０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１０２の上端部に接続され
ている。

【０００８】汚泥乾燥部１０２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
おいて互いに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、１
０、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。

【０００９】汚泥乾燥部１０２の内部を真空排気するた
め、各バレルの内孔には排気管２５Ａ、２５Ｂ、２６が
接続されている。これらの排気管は、予熱帯２９の外筒
部を経由して真空排気手段１０６に接続されている。

【００１０】汚泥乾燥部１０２の全体は、加熱室１０４
の中に収容されている。図７（ｂ）の断面図に示す様
に、加熱室１０４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。加熱室
１０４の下部には燃焼手段１０５が、ブロア１３を介し
て接続されている。

【００１１】汚泥乾燥部の最終段のバレル５には、図７
（ｂ）に示す第一助剤供給手段１０７が接続されてい
る。第一の助剤は、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７
（ｂ）の断面図中に第一助剤供給手段１０７を併せて図
示しているが、実際には第一助剤供給手段１０７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。

【００１２】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。

【００１３】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１０８が接続さ
れている。第二の助剤は、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。

【００１４】図７に示す汚泥処理装置の汚泥乾燥部で
は、バレル２、３、４、５の内部にスクリュコンベア
８、９、１０、１１を配置して、このスクリュコンベア
によって汚泥を移送すると同時に撹拌しているが、撹拌
にスクリュコンベアのみを用いた場合、処理する汚泥の
性状や含水率によっては十分な乾燥状態が得られないと
言う問題がある。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】上記の様な問題点に鑑
み、本発明の目的は、コンパクトな構成を備えるととも
に、均一に且つ効率的に汚泥を乾燥することが可能で、
汚泥を資源化して再利用するために好適な汚泥処理方法
及び装置を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明の汚泥処理方法
は、内部に汚泥移送手段が配置された複数のバレルを直
列に接続して、これら複数のバレルを外部から加熱する
ことによって、バレルの内部を移送される汚泥の乾燥処
理を行う汚泥処理方法において、汚泥中の水分が多い初
期段階のバレルでは前記汚泥移送手段にスクリュコンベ
アを用いて移送し、汚泥中の水分が減少した中・後期段
階のバレルでは前記汚泥移送手段に撹拌作用を付加した
移送手段を用いて汚泥を粉砕しつつ移送することを特徴
とする。

【００１７】上記の汚泥処理方法では、汚泥中の水分が
多い初期段階のバレルでは前記汚泥移送手段にスクリュ
コンベアを用いて移送するが、汚泥中の水分が減少した
中・後期段階のバレルでは前記汚泥移送手段に撹拌作用
を付加した移送手段を用いて汚泥を粉砕しつつ移送する
ため、汚泥の表面積を増加させると同時に、新しい面を
露出させることができ、これにより均一に且つ効率的に
汚泥を乾燥することができる。更に、乾燥後の汚泥の粒
径を均一に揃えることもできる。この結果、後続の工程
における成形処理に適した性状を乾燥汚泥に与えること
ができる。

【００１８】また、本発明の汚泥処理装置は、内部に汚
泥移送手段が配置された複数のバレルを直列に接続し
て、これら複数のバレルを外部から加熱することによっ
て、バレルの内部を移送される汚泥の乾燥処理を行う汚
泥処理装置において、前記汚泥移送手段の一部をスクリ
ュコンベアで構成するとともに、他の一部を、バレルと
平行な軸と、この軸に垂直な面に対して傾斜角度を有す
る複数の撹拌羽根とを、好ましくはそれぞれ交換可能
に、備えた管路撹拌機で構成したことを特徴とする。

【００１９】なお、各バレルの内部に配置される前記汚
泥移送手段としては、汚泥の移送及び撹拌が順調に行わ
れる様に、汚泥の性状あるいは乾燥度に応じた最適のタ
イプを選択する。例えば、汚泥の含水率が大きい装置上
流側においては、前記汚泥移送手段として含水率が大き
い汚泥の移送に適したスクリュコンベアを採用し、一
方、汚泥の含水率が小さい装置下流側においては、乾燥
した汚泥の攪拌に適した前記の構造を備えた管路撹拌機
を使用する。更に、管路撹拌機自体の構造についても、
汚泥の乾燥の程度に応じて、撹拌羽根の数、配列ピッ
チ、面積、形状、傾斜角度などを変化させることが望ま
しい。

【００２０】また、同一のバレルの内部でも、前記汚泥
移送手段を上記の二つのタイプを併用した構造とするこ
ともできる。即ち、上流側の汚泥移送手段をスクリュコ
ンベアで構成し、下流側の汚泥移送手段を管路撹拌機で
構成する。この場合、スクリュコンベアは主として汚泥
の移送（即ち、引込み及び押出し）に寄与し、管路撹拌
機は主として汚泥の撹拌に寄与する。

【００２１】なお、上記構造の汚泥処理装置において、
各汚泥移送手段の構造を選択することに加えて、汚泥の
性状の変化に応じて各汚泥移送手段の回転数を適宜、調
整することによって、汚泥の乾燥効率を更に向上させる
ことができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】図１に本発明の汚泥処理装置の概
要を示す。汚泥処理装置の主要部分は、汚泥供給手段１
０１、汚泥乾燥部１０２、成形手段１０３、加熱室１０
４、燃焼手段１０５、真空排気手段１０６、第一助剤供
給手段１０７、及び第二助剤供給手段１０８により構成
されており、その構成の大半の部分については、先に従
来の技術の項において示した図７の汚泥処理装置と共通
である。従って、共通の部分については同一の符号を付
して、その説明を省略する。

【００２３】本発明の汚泥処理装置と、図７で示した従
来の汚泥処理装置との相違点は、本発明の汚泥処理装置
では、汚泥移送手段としてスクリュコンベアの一部
（９、１０、１１）に代えて、管路撹拌機２０４、ある
いはスクリュコンベアと管路撹拌機の複合構造の汚泥移
送手段２０２、２０３を使用しているところである。

【００２４】図２に、最上段（最上流側）のバレル２の
内部に配置されているスクリュコンベア２０１の形状を
示す。スクリュコンベア２０１は、従来の汚泥処理装置
におけるスクリュコンベア８と同様に、バレルと平行な
軸２１１の周囲にネジ羽根２１２が螺旋状に取り付けら
れた構造を備えており、含水量の多い汚泥の移送に適し
た構造となっている。

【００２５】図３に、２段目のバレル３の内部に配置さ
れている複合構造の汚泥移送手段２０２の形状を示す。
この汚泥移送手段２０２は、スクリューコンベア部分と
２枚羽根タイプの管路撹拌機部分とを直列に接続した構
造を備える。この２枚羽根タイプの管路撹拌機部分は、
バレルと平行な軸２１１と、この軸に垂直な面に対して
傾斜角度を有する多数の撹拌羽根２１３ａ、２１３ｂと
によって構成され、各撹拌羽根２１３ａ、ｂは、軸２１
１の回りに互いに１８０度づつ離れて配置され、軸方向
に所定のピッチで配置されている。

【００２６】図４に、３段目のバレル４の内部に配置さ
れている複合構造の汚泥移送手段２０３の形状を示す。
この汚泥移送手段２０３は、スクリューコンベア部分と
４枚羽根タイプの管路撹拌機部分を直列に接続した構造
を備える。この４枚羽根タイプの管路撹拌機部分は、軸
２１１と多数の撹拌羽根２１４ａ、ｂ、ｃ、ｄとによっ
て構成され、各撹拌羽根２１４ａ、ｂ、ｃ、ｄは、軸２
１１の回りに互いに９０度づつ離れて配置され、軸方向
に所定のピッチで配置されており、乾燥が進んだ汚泥の
撹拌に適した構造となっている。

【００２７】図５に、４段目（最下流側）のバレル５の
内部に配置されている管路撹拌機２０４の構造を示す。
この管路撹拌機は４枚羽根タイプであり。汚泥移送手段
２０３の下流側と同様に、軸２１１と多数の撹拌羽根２
１４ａ、ｂ、ｃ、ｄとによって構成され、各撹拌羽根２
１４ａ、ｂ、ｃ、ｄは、軸２１１の回りに互いに９０度
づつ離れて配置され、軸方向に所定のピッチで配置され
ている。

【００２８】図６に、管路撹拌機の他の形状の例を示
す、この管路撹拌機は２枚羽根タイプであって、軸２１
１と多数の撹拌羽根２１３ａ、ｂ、とによって構成さ
れ、各撹拌羽根２１３ａ、ｂは、軸２１１の回りに互い
に１８０度づつ離れて配置され、軸方向に所定のピッチ
で配置されている。取扱う汚泥の性状によっては、この
様な構造が適することもある。

【００２９】なお、上記のスクリュコンベア及び管路撹
拌機の、ネジ羽根２１２及び撹拌羽根２１３、２１４
は、軸２１１に対して着脱可能な様に、中心部に軸２１
１が通る管状の空洞部を備える。更に、これらのネジ羽
根２１２及び撹拌羽根２１３、２１４は、各バレルの内
部で、軸方向に数ブロックに分離されて構成されてお
り、それらの組合わせを、取り扱う汚泥の性状に応じ
て、適宜選択できる様になっている。

【００３０】

【実施例】図１に示した汚泥処理装置の汚泥乾燥部１０
２の部分を使用して、上記の汚泥移送手段の構成にて汚
泥の乾燥試験を行った。含水率８０重量％の下水汚泥を
１０ｋｇ／ｈの速度で装置に投入し、汚泥移送手段２０
１、２０２、２０３、２０４の回転数を、それぞれ３ｒ
ｐｍ、３ｒｐｍ、１．５ｒｐｍ、１．５ｒｐｍとし、燃
焼手段１０６の熱風温度を３５０℃とした。

【００３１】バレル２の出口部における処理物の形状は
団子状で、一定の大きさで安定して排出されていた。バ
レル３、４、５と乾燥が進むにつれて、各出口部におけ
る処理物の粒径が次第に小さくなっていくのが観察され
た。乾燥部最終段のバレル５の出口部における最終的な
汚泥の含水率は９重量％となり、安定した乾燥汚泥を得
ることができた。

【００３２】また、比較のため、バレル２の内部の汚泥
移送手段を、図５に示した構造の管内撹拌機と交換し
て、同一の条件で汚泥の乾燥試験を行ったところ、バレ
ル２の出口部における処理物の形状は、大きさが不揃な
塊状となり、排出の状況も不安定であった。また、処理
後にバレル２から当該管内撹拌機を取出して観察したと
ころ、撹拌羽根に処理物の塊が付着していた。また、バ
レル２の内部の汚泥移送手段を図６に示した構造にした
場合も同様の結果であった。

【００３３】同様に、バレル３の内部の汚泥移送手段
を、図５に示した構造の管内撹拌機と交換して、上記と
同一の条件で汚泥の乾燥試験を行ったところ、バレル３
の出口部における処理物の形状は、大きさが不揃な塊状
となり、排出の状況も不安定であった。また、バレル３
の内部の汚泥移送手段を図６に示した構造と交換しても
同様の結果であった。

【００３４】次に、バレル２、３、４、５の内部の汚泥
移送手段を全てスクリュコンベアタイプのみとして、同
一の条件で汚泥の乾燥試験を行ったところ、各バレルの
出口部における処理物の形状は団子状となり、一定の大
きさで安定して排出されるが、バレル３、４、５と搬送
が進んでも、処理物の形状に余り変化は見られず、乾燥
部の最終段のバレル５の出口部での処理物の形状は団子
状で、内部の乾燥が不完全なものがあった。また、最終
的な汚泥の含水率は３０重量％となった。

【００３５】

【発明の効果】本発明では、バレル内に配置される汚泥
移送手段をスクリュコンベア及び撹拌作用を付加したも
の構成し、汚泥の乾燥の状態に応じてそれらのタイプを
適宜、選択して組合わせて移送することにより、汚泥の
乾燥効率を向上させることができる。これにより、汚泥
処理装置の小型化、及びエネルギー効率の改善が図れ
る。

【００３６】また、下水、し尿汚泥に限らず、産業汚泥
など性状の異なる汚泥に対しても、汚泥移送手段の形状
のみを、適宜、変更することで、装置の構成を大幅に変
えることなく対応することが可能になる。本発明の汚泥
処理装置を使用することによって、粒状の燃料や肥料等
の再利用に適した乾燥汚泥が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の汚泥処理装置の構造を示す図、（ａ）
は主要部分を含む断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ部断
面図。

【図２】スクリュコンベアタイプの汚泥移送手段の例を
示す図。

【図３】複合タイプの汚泥移送手段の例を示す図。

【図４】複合タイプの汚泥移送手段の他の例を示す図。

【図５】４枚羽根の管内撹拌機タイプの汚泥移送手段の
例を示す図。

【図６】２枚羽根の管内撹拌機タイプの汚泥移送手段の
例を示す図。

【図７】従来の汚泥処理装置の構造を示す図、（ａ）は
主要部分を含む断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ部断面
図。

【符号の説明】

１０１・・・汚泥供給手段、 １０２・・・汚泥乾燥部、 １０３・・・成形手段、 １０４・・・加熱室、 １０５・・・真空排気手段、 １０６・・・燃焼手段、 １０７・・・第一助剤供給手段、 １０８・・・第二助剤供給手段、 ２、３、４、５・・・バレル、 ８、９、１０、１１・・・スクリュコンベア（汚泥移送
手段）、 ２０１・・・スクリュコンベア（汚泥移送手段） ２０２・・・複合タイプの汚泥移送手段、 ２０３・・・複合タイプの汚泥移送手段、 ２０４・・・管路撹拌機（汚泥移送手段）、 ２１１・・・軸、 ２１２・・・ネジ羽根、 ２１３、２１３ａ、２１３ｂ・・・撹拌羽根、 ２１４、２１３ａ、２１３ｂ、２１３ｃ、２１３ｄ・・
・撹拌羽根。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 芹澤 光明 静岡県沼津市大岡2068の３ 東芝機械株式 会社沼津事業所内 (72)発明者 勝亦 好壯 静岡県沼津市大岡2068の３ 東芝機械株式 会社沼津事業所内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部に汚泥移送手段が配置された複数の
   バレルを直列に接続して、これら複数のバレルを外部か
   ら加熱することによって、バレルの内部を移送される汚
   泥の乾燥処理を行う汚泥処理方法において、 汚泥中の水分が多い初期段階のバレルでは前記汚泥移送
   手段にスクリュコンベアを用いて移送し、汚泥中の水分
   が減少した中・後期段階のバレルでは前記汚泥移送手段
   に撹拌作用を付加した移送手段を用いて汚泥を粉砕しつ
   つ移送することを特徴とする汚泥処理方法。
2. 【請求項２】 内部に汚泥移送手段が配置された複数の
   バレルを直列に接続して、これら複数のバレルを外部か
   ら加熱することによって、バレルの内部を移送される汚
   泥の乾燥処理を行う汚泥処理装置において、 前記汚泥移送手段の一部をスクリュコンベアで構成する
   とともに、他の一部を、バレルと平行な軸と、この軸に
   垂直な面に対して傾斜角度を有する複数の撹拌羽根とを
   備えた管路撹拌機で構成したことを特徴とする汚泥処理
   装置。
3. 【請求項３】 汚泥処理装置の上流側の前記汚泥移送手
   段をスクリュコンベアで構成し、下流側の前記汚泥移送
   手段を前記管路撹拌機で構成したことを特徴とする請求
   項２に記載の汚泥処理装置。
4. 【請求項４】 汚泥処理装置を構成する複数のバレルの
   内、一部のバレルの内部の上流側の前記汚泥移送手段を
   スクリュコンベアで構成し、下流側の前記汚泥移送手段
   を前記管路撹拌機で構成したことを特徴とする請求項２
   に記載の汚泥処理装置。
5. 【請求項５】 スクリュコンベア及び／又は撹拌羽根
   を、バレルと平行な軸上で数ブロックに分割してそれぞ
   れ着脱可能に取り付けたことを特徴とする請求項２に記
   載の汚泥処理装置。