JPH1071400A - 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、更に乾燥後の汚泥の粒径が均一に揃い、汚泥の資
源化・再利用に好適な汚泥処理方法及び装置を提供する
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
バレルの内部にはスクリューコンベア８、９、１０、１
１が備えられ、各バレルの接続部には破砕装置２０１、
２０２、２０３が設けられている。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、更に、破砕装置２０１、２
０２、２０３においても粉砕されて、その粒度が均一に
調整される。好ましくは、前記破砕装置は、一対の破砕
刃が互いにかみ合い回転することによって汚泥を粉砕す
る構造とする。

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、燃料あるいは肥料等として資源化され
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６
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６（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６
（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６
（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６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
によって汚泥を撹拌すると同時に移送しているが、スク
リュコンベアによる撹拌のみでは、汚泥の性状や含水率
によっては良好な乾燥状態が得られないことがある。更
に、スクリュコンベアによる撹拌のみでは、粒径が不均
一となり、乾燥状態にもばらつきが生じ、後続の工程に
おける乾燥汚泥の処理のために支障を来すこともあり、
問題があった。

【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、均一に且つ効率的に汚泥を乾燥す
ることが可能で、更に乾燥後の汚泥の粒径が所望の粒径
以下にでき、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、前記複数のバレルのう
ちの少なくとも１つから次段のバレルに移送される途中
で汚泥を粉砕することを特徴とする。

【００１７】上記の汚泥処理方法では、複数のバレルの
うちの少なくとも１つのバレルから次段のバレルヘ移送
される汚泥が塊状となっているとき、これを粉砕するこ
とによって表面積を増加させると同時に、新しい面を露
出させる。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、各バレルの接続部の内の少なくと
も一部に破砕装置を設けたことを特徴とする。

【００１９】好ましくは、前記破砕装置を、一対の破砕
刃が互いにかみ合い回転することによって汚泥を粉砕す
る構造とする。好ましくは、前記破砕刃を、前記破砕装
置に対して組み替え可能な様にに取り付ける。

【００２０】好ましくは、前記破砕装置の破砕刃の側面
に沿って、破砕刃に付着した汚泥を掻き取る機能を備え
た固定刃を配置する。更に、好ましくは、前記固定刃
を、破砕刃の上流側に取り付けて、汚泥を破砕刃のかみ
あい部分に誘導するガイドとしても機能させる。

【００２１】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と、これらのバレルを外
部から加熱する手段と、これらのバレルを直列に相互に
接続する部分の内の少なくとも一部に配置された粉砕装
置によって構成されている。各バレルは、例えば熱風に
よって外側から間接加熱され、バレル内に導入された汚
泥は、バレル内を汚泥移送手段によって撹拌されながら
移送される間に乾燥される。更に、汚泥は、あるバレル
から次のバレルに移る際に、粉砕装置を通過するので、
そこで粉砕されて粒度が調整される。

【００２２】また、破砕装置を破砕刃の組み替え作業が
容易な構造とすれば、汚泥の種類、性状、乾燥の度合い
などに応じて、適宜、刃の大きさ、直径、あるいは破砕
刃の間隔（隙間）を変更することができる。

【００２３】また、前記破砕装置の破砕刃の側面（互い
にかみあう面）に沿って、破砕刃に付着した汚泥を掻き
取る機能を備えた固定刃を取り付けることによって、汚
泥の付着に起因する装置の閉塞等のトラブルの発生を防
止して、汚泥処理装置を長時間、安定的に稼働させるこ
とができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】図１に本発明の汚泥処理装置の構
成を示す。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図６で示した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。

【００２５】本発明の汚泥処理装置と、図６に示した従
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、汚泥乾燥部１０２のバレル２、３、４、５の相互
接続部に、それぞれ破砕装置２０１、２０２、２０３が
配置されていることである。

【００２６】バレル２、３、４、５内に導入された汚泥
は、バレル内をスクリュコンベア８、９、１０、１１
（汚泥移送手段）によって撹拌されながら移送され、こ
の間に乾燥される。更に、汚泥が、あるバレルから次の
バレルに移る際に、粉砕装置２０１、２０２、２０３に
よって、所定の粒度に粉砕される。汚泥の塊が破砕され
ることによって表面積が増加すると同時に、新しい面が
露出されるので、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所望の粒径以
下にすることができる。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。

【００２７】図２に破砕装置の一例を示す。この破砕装
置は、ケ−シング６３の中に互いにかみ合う一対の破砕
刃６１、６２を備えた二軸型の破砕装置である。破砕刃
６１、６２は、それぞれ軸６５、６６を有し、軸６５は
電動機６４で駆動され、軸６６には、軸６５に取り付け
られた歯車６８及び軸６６に取り付けられた歯車６７を
介して、駆動力が伝達される。

【００２８】破砕刃６１、６２の間に投入された被破砕
物は、破砕刃による剪断力によって破砕され、粒度が調
整される。図３は、汚泥処理装置に組み込まれた破砕装
置によって、汚泥が破砕される状況を示したものであ
る。スクリュコンベア８によりバレル２内を移送されて
来た汚泥７３は、バレル２の出口部よりケーシング６３
内の破砕刃６１、６２上に落下する。破砕刃６１、６２
は各々の破砕刃に向かって回転しており、汚泥７３は破
砕刃６１、６２の間に挟まれ破砕され、後続のバレル３
の入口部に落下し、スクリュコンベア９によってバレル
３内に移送される。

【００２９】なお、汚泥の乾燥の度合いと性状によって
は、必ずしも全てバレルの接続部に破砕装置を配置しな
くても良い。また、破砕装置を破砕刃の組み替え作業が
容易な構造にして、汚泥の種類、性状、乾燥の度合いな
どに応じて、刃の大きさ、直径、あるいは破砕刃６１、
６２の間隔（隙間）を変更したり、歯車６７、６８の歯
数を、図２（ａ）に示すように、変えて破砕刃６１、６
２の回転数を異ならせることにより剪断効果を高めたり
することが望ましい。また、場合によっては、破砕刃６
１、６２は必ずしも噛み合っていなくてもよく、刃の隙
間によって押しつぶす方が破砕に効果的なこともある。
更に、刃の形状を平歯車やはすば歯車のような歯車形状
としてもよい。

【００３０】図４に、本発明の汚泥処理装置に組み込ま
れる破砕装置の他の例を示す。この破砕装置は、図２の
破砕装置に固定刃７４、７５を付け加えたものであり、
これらの固定刃７４、７５は、破砕刃６１、６２の側面
に沿って配置され、破砕刃６１、６２に付着した汚泥を
掻き落とす機能を備えている。また、これらの固定刃７
４、７５は、図５に示す様に、破砕刃６１、６２の上方
のケーシング６３の壁面から、破砕刃の方向に向かって
取り付けれられていて、ケーシング６３の壁面に沿って
落下する汚泥を、破砕刃６１、６２のかみあい部分に誘
導するガイドとしての機能も果たしている。

【００３１】

【実施例】図１に示した汚泥処理装置に、含水率８０重
量％の下水汚泥を１０ｋｇ／ｈの速度で投入して乾燥処
理を行った。その結果、乾燥出口での汚泥の含水率は５
重量％となり、安定した乾燥汚泥を得ることができた。
また、乾燥汚泥の粒径は５ｍｍ以下となった。

【００３２】これに対して、破砕装置が備えられていな
い図６に示した汚泥処理装置を用いて同条件で乾燥処理
を行った場合には、乾燥出口での汚泥の含水率が３０重
量％になり、粒径も２０ｍｍ以上のものが混在する不均
一なものとなった。

【００３３】

【発明の効果】一つのバレルから次段のバレルへ移送さ
れる途中で汚泥を破砕することによって、乾燥効率を向
上させることができる。これにより、汚泥処理装置全体
の小型化を図ることができ、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。また、破砕装置により
強制的に破砕すれば、乾燥汚泥の粒径が均一になるとと
もに、粒毎の乾燥度合いの差が縮小する。これにより、
乾燥工程の後続する工程における成形処理が容易になる
ので、燃料あるいは肥料などとしての資源化・再利用に
適した乾燥汚泥が得られる。

【００３４】なお、この発明は、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破砕刃の
形状を変化させることで対応することが可能である。ま
た、破砕刃の側面に沿って、破砕刃に付着した汚泥を掻
き取る機能を備えた固定刃を配置することによって、破
砕刃に付着した汚泥による装置の閉塞を防止して、汚泥
処理装置を長時間、安定的に稼働させることができる。

【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】本発明の汚泥処理装置に組み込まれる破砕装置
の一例を示す図、（ａ）は主要部分を含む断面図、
（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ部断面図。

【図３】図２に示した破砕装置による汚泥の破砕の状況
を説明する図。

【図４】本発明の汚泥処理装置に組み込まれる破砕装置
の他の例を示す図、（ａ）は主要部分を含む断面図、
（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ部断面図。

【図５】図４に示した破砕装置による汚泥の破砕の状況
を説明する図。

【図６】従来の汚泥処理装置の一例を示す図、（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、 ２０１、２０２、２０３・・・破砕装置、 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）、 ６１、６２・・・破砕刃、 ６３・・・ケーシング、 ６４・・・電動機、 ６５、６６・・・駆動軸、 ６７、６８・・・歯車、 ７４、７５・・・固定刃。

───────────────────────────────────────────────────── 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 (6)

【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、前記複数の
   バレルのうちの少なくとも１つから次段のバレルに移送
   される途中で汚泥を粉砕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、各バレルの
   接続部の内の少なくとも一部に破砕装置を設けたことを
   特徴とする汚泥処理装置。
3. 【請求項３】 前記破砕装置は、一対の破砕刃が互いに
   かみ合い回転することによって汚泥を粉砕する構造を備
   え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】 前記破砕刃は、前記破砕装置に対して組
   み替え可能に取り付けられていることを特徴とする請求
   項３に記載の汚泥処理装置。
5. 【請求項５】 前記破砕装置は、破砕刃に付着した汚泥
   を掻き取る機能を備えた固定刃を、破砕刃の側面に沿っ
   て配置したことを特徴とする請求項３に記載の汚泥処理
   装置。
6. 【請求項６】 前記固定刃は、汚泥を破砕刃のかみあい
   部分に誘導する機能を更に備えたことを特徴とする請求
   項５に記載の汚泥処理装置。