JPS58136973A - 含水物の処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は下水汚泥、し尿処理汚泥、各種廃水汚泥これら
の機械脱水ケーキ或いは食品工業。

薬品工業その他の有価含水物などの任意の泥状含水物を
省エネルギー的に乾燥する方法に関するものである。

この種の含水物の処理に際しては水分を減少させて処分
することが一般的で通常機械的脱水では限界があるため
加熱乾燥することが多用されている。特に汚泥郷は事後
処分しやすいようＫするため乾燥焼却処理することが知
られている。

ところが、この加熱乾燥法で用いられる乾燥器は水分の
気化に要する熱量が大きく、また乾燥による含水物の顕
熱上昇にも必然的に多量の熱量を要するため燃料費が著
しい。例えば従来の乾燥方法は水１吻を蒸発させるのに
１０００〜１８００ｋｃａｌを要しており省エネルギー
化の要請を到底満足しつるものではない。

このように乾燥器におけるエネルギー紅済は極めて重要
で排熱利用の提案が種々なされているものであるが、そ
の一つとして従来知られていた過熱水蒸気乾燥法、高温
高湿乾燥法のような加温ガスによる乾燥方法では第１図
のようにて、排ガス中の水分を凝縮除去し、排ガスのも
つエネルギーをむなしく系外に捨て去っているのが現状
であり、前記省エネルギー化の要求に充分満足に答えら
れるものはまだなかった。

本発明は、これら１！鯖に十分満足しつる極めて省エネ
ルギー的な乾燥操作を可能にした有用でエネルギーコス
トも安価な乾燥方法を提供することを目的としたもので
ある。

また本発明の他の目的は乾燥工程において悪臭ガスの発
生をなくし該工程に附随する脱臭工程を省略しプロセス
の簡略化と設備建設費および運転鮭費も大巾に軽減し従
来法に比して省資源で環境汚染防止にも寄与できる有効
な乾燥方法にすることにある。

本発明は、含水物を間接加熱乾燥工程及び加温ガス乾燥
工程で処理するものであって、含水物を加温ガスによる
乾燥工程及び間接加熱乾燥工程の少なくとも一方に供給
するとともに、前記加温ガス乾燥工程の排ガスの少なく
とも一部を前記間接加熱乾燥工程の間接加熱部に供給し
たのち、該間接加熱乾燥器ガス又は／及び前記加温ガス
乾燥工程排ガスの一部を加熱して前記加温ガス乾燥工程
に循環供給して含水物を乾燥処理することを特徴とする
含水物の処理方法である。

本発明方法の重要な特徴は、従来むなしく系外に捨てら
れていた。含水物から気化した水蒸気の保有する潜熱を
、非常に効率的に回収して。

含水物の乾燥用に再利用することにあり、以下に本発明
の実施態様を、含水物として、下水汚泥など有機性含水
廃棄物を例にとって図面を参照しなか、ら詳細に説明す
る。

なお前記「乾燥工程」とは、空気、水蒸気などの任意の
ガスを加温したもの、又は排ガスを含水物に少なくとも
対流伝熱させて水分を蒸発せしめる工程を意味し、また
が燥固形勉とは。

泥状物中の水分が最初より減少した状態のものすべてを
いい、未だ流動状態のものであっても最初に比べ水分が
減少しているものも含む。さらにまた「水蒸気」とは純
粋な水蒸気のほか空気などの非凝縮ガスが混入したもの
も含む意に用いである。

第２図において、下水汚泥１は汚泥濃縮工程２（無薬注
遠心濃縮機を用いるのが最も好適である）にて濃縮され
、濃縮汚泥６が密閉可能な任意の間接加熱乾燥器４（伝
導加熱部としての加熱回転ドラム５を含むドラムドライ
ヤーが本発明法にとって好適な機樵の一つなので、以下
ドラムドライヤーを例にとって記述する）内に供給され
、加熱回転ドラム５の外表面に接触し。

薄層帯状に付着しつつ移送乾燥され、乾燥物６が、スク
レーパー７によってかき落されホッパー８から排出され
乾燥固形物νとなる。一方。

前記の濃縮汚泥５の一部５′は任意の加温ガス即ち水蒸
気、空気、ほか任意の加温気体による加温ガス乾燥器１
０において加温ガス１１によって乾燥されて乾燥物１２
となって排出される。

なお、前記加温ガス乾燥器１０に供給する汚泥としては
、前記乾燥固形物９をさらに再乾燥する場合もあり、こ
の場合は、管路９’からバイパス供給されて処理される
。

しかして、加温ガス乾燥器１０からの排ガス１３（純粋
な水蒸気の状態又は高湿度の空気など高湿ガスの状態に
なっている）は、前記間接加熱乾燥器４の間接加熱部の
加熱回転ドラム５の内部に流入し、排ガス１３に含まれ
る水蒸気の凝縮潜熱、ｉｊｆ熱によって加熱回転ドラム
５が加熱され、濃縮汚泥３の乾燥に利用される。

次に１間接加熱乾燥器４からの流出ガス１４又は凝縮水
１５は（排ガス１６が純粋な水蒸気である場合は、凝縮
水１５のみになり、排ガス１３が高湿ガスの場合は減湿
されたガス１４と凝縮水１５の両者の形態をとる）凝縮
水１５が分離されたのち、流出ガス１４が加熱器（熱交
換器）１６において、任意の熱源１７によって加熱され
、加温ガス１１となって再び加温ガス乾燥器１０に循環
される。なお、前記加熱器１６には、ガス１４のはかに
、前記した乾燥排ガス１３の一部の排ガス１３′を流入
させる場合もある。

とくに前記加温ガス乾燥器１０を過熱水蒸気乾燥法とす
る場合は流出ガス１４がないので。

排ガス１５′のみを加熱器１６に流入させる。

また１本発明の極めて重要な実施態様として間接加熱乾
燥器４からの水蒸気１８を軸流圧縮機、ターボ圧縮機、
熱圧縮器などの圧縮機１９によって圧縮し、伸÷ｋ（な
お、乾燥器タルビーを高めたのち、圧縮水蒸気２０を間
接加熱部（例えば回転ドラム５の内部）に供給すること
によって、汚泥３から蒸発した水蒸気のもつ潜熱を再回
収する極めて省エネルギー的な乾燥操作が可能となる。

前記圧縮水蒸気２０は第２図例では間接加熱乾燥器４に
循環させたが。

別個に設けた間接加熱乾燥器（図示せず）の間接加熱部
に供給してもよい。２２は排出部でるる。

さらに第３図例のように別の実施態様として。

間接加熱乾燥器４．４′を複数個設けて、乾燥器内圧力
を別個の圧力に設定し、高圧側の乾燥器４からの水蒸気
１８を低圧側の乾燥器４′のｔｐｏ熊困輯ドラム５′に
供給する多重効用間接加熱乾燥による処理方法とするこ
ともできるもので。

この方法も大きな省エネルギー効果が得られる。

この場合水蒸気１８を圧縮機１９を経由させたのち、ツ
牌、旧トドラム５′に供給すると、さらに省エネルギー
的乾燥が可能となる。

さらに汚泥１が下水汚泥などの有機性含水廃棄物である
場合は、乾燥物９，１２を、ボイラーＡ又は焼却炉の熱
分解炉に供給し１発生するスチーム、燃焼生成ガス、乾
留ガス、乾留オイルなどのエネルギーＢを圧縮機１９の
駆動動力加熱器１６の加熱源１７とすることによって。

さらに乾燥工程の省エネルギー化が達成される。

とくにボイラーからのスチームは乾燥器１０内１間接乾
燥器４，４′のｐ口艶Ｉｆｌ転ドラ＜、５　、５’に供
給するのが好適である。

また、ボイラーＡからのスチームによって。

スチームタービンを駆動し、得られた動力または電気に
よって蒸気圧縮機１９．廿滉濫≦％ｚＪ’＆　２などの
駆動エネルギーを得たのち、スチームタービン背圧蒸気
を加熱器１６の加熱源１間接加熱乾燥器４．４′の間接
加熱源、加温ガスによる乾燥器１０内への供給に利用す
ることも、極めて好適な実施俊」となる。

さらに、乾燥物？又は１２をコンポスト化可能な含水率
（６０〜７０チ程度）となしたのち。

コンボス、ト化発酵槽（図示せず）に供給し、有機性含
水物の肥料化を行うこともできる。この場合コンポスト
製品を前記ボイラーなどに供給し、焼却処分する方法を
とると、コンポスト化発酵槽において好気性微生−の酸
化熱によって。

乾燥物９，１２の水分が、さらに減少するので。

乾燥器１０　、　如ｋｔａｆｓｂ′ラム５などの加熱用
エネルギーが少なくてすむという重要な効果がある。

また、有機性廃棄物たる下水汚泥１をメタン発酵槽（図
示せず）にて、メタン発酵させたのち１発生するメタン
を主成分とする消化ガスによってガスエンジン、ガスタ
ービンを駆動し。

圧縮機１９，５混濃縮工程２１回転ドラム５゜駆動動力
、各種ポンプ、有機性排水の生物処理槽のエアレーショ
ン動力など、水処理、汚泥処理システム系内の任意のエ
ネルギー消費工程に利用することＫよって、一層の省エ
ネルギー化を達成することができ、有効な一実施態様で
もある。この場合、メタン発酵槽から発生する消化ガス
をボイラＡに供給し、燃焼せしめ、熱エネルギーを回収
してもよい。

さらに、凝縮水１５は、まだ１００℃程度の温度を保有
しているので、これを系外にすてさることなく、濃縮汚
泥３または、ボイラ給水の加温に利用するようにするの
もよい。

なお、下水汚泥１の濃縮工程は浮上濃縮機。

無薬注遠心濃縮機などの濃縮工程および／又は脱水工程
（なお、これらの工程は無薬注で充分処理可能であるが
、薬剤を１・：添加してもよい）にて濃縮脱水してもよ
いし、前記汚泥乾燥用の伝導加熱体としての間接加熱部
は加熱回転ドラム５０代わりに、内部に伝導加熱機構を
備えた回ベア、あるいはドラム局面に伝導加熱機構を有
する中空体回転ドラムを使用することができる。

この場合、上記図示例のように回転ドラムにより蒸発乾
燥と乾燥物の移送を並行的に行なうようにすることが好
ましい。また、上記中空状回転ドラムについては、汚泥
を少なくともその内部に供給して乾燥し、その回転力及
び、攪拌機構（送りと剥離作用を有するもの）により、
あるいはドラムを傾斜させることにより乾燥物を槽外へ
搬送するようにするのが効果的であるが。

いずれにしても、汚泥が加熱面に接触できるものであれ
ばよい。

更に別の実施例として１間接加熱乾燥器を複数設け（威
いは、同一乾燥器内に回転ドラム５などを複数、直列又
は並列に配備してもよい）。

発□生するスチームを蒸気圧縮機１９により圧縮して得
られた昇温スチームを所望の汚泥乾燥工程に返送して使
用するのも有効である。

以上のように本発明によれば工業上極めて大きな効果が
得られ、含水物の乾燥における著るしい省エネルギー化
を達成できる。即ち、加温ガスによる乾燥器からの排ガ
スの全量又は一部を１間接加熱型乾燥器の間接加熱部に
導ぎ、加温カス乾燥量排ガスのもつエネルギーを、すて
さることなく含水物の加熱乾燥の熱源として利用するの
で、含水物の乾燥に要する熱エネルギーの大きな削減が
可能となり、しかも、密閉可能間接加熱型乾燥器からの
水蒸気を圧縮機にて圧縮し、エンタルピーを高めたのち
再び間接加熱型乾燥器の間接加熱部に供給することによ
って、乾燥器内で含水物から蒸発した水蒸気のもつ潜熱
を有効に回収したので、さらに大ぎな省エネルギー化が
達成できると共に、従来海水からの真水の製造のように
、懸濁固形物をほとんど含まない「溶液の濃縮操作」に
のみ応用されていた蒸気再圧縮法の原理を１．「含水物
の乾燥操作」に適用することができ、乾燥操作を必要と
する種々の産業への波及効果は著しく大きい。

さらに従来、下水汚泥などの有機性汚泥の処理方法は、
汚泥に、カチオン系高分子凝集剤、塩化第２鉄、消石灰
など有価資源である薬剤を脱水助剤として、多量に添加
して、ベルトプレス、遠心脱水機、フィルタプレスなど
各種の機械脱水機によって脱水し脱水ケーキを、多段炉
、流動床炉、ロータリキルンなどの焼却炉にて、乾燥焼
却するというプロセスであるが、このような従来プロセ
スでは、有価資源である薬剤を多量（３万円〜４万円／
　ｔｏｎ　Ｄｒｙ　５ｏｌｉｄ　）に使ったうえ、さら
に脱水ケーキの焼却に重油などのエネルギーを（５００
〜５００／、重油／　ｔｏｎ　Ｄｒｙ　５ｏｌｉｄ　）
と多量に浪費しているのが実状であったに対し１本発明
法では、汚泥に対し全く薬品を添加することなく、又、
電油などの燃料をまったく使わないか極めて少量（２０
〜４０　Ｌ／　ｔｏｎ　Ｄｒｙ　５ｏｌｉｄ　）　　で
乾燥焼却することが可能であり、省資源省エネ↓ ルギー効釆は犬ぎ′いし、且つまた。含水物下水汚泥な
どの有機性汚泥の場合は、あらかじめメタン発酵槽にて
メタン発酵させることＫよって発生させたメタンを主成
分とする消化ガスを。

蒸気圧縮器の駆動エネルギーとすることによって、無薬
注かつ補助燃料不要の有機性汚泥処理プロセスが成立す
る。

さらに本発明方法では水分９０〜９３チ程度の汚泥のよ
うに流動性をもつスラリーの場合、スラリー状含水物の
乾燥用には適合しない乾燥器に直接供給せずに、スラリ
ー状含水物に対して適用容易なドラムドライヤーによっ
て、あらかじめ予備的に乾燥し流動性のなくなった含水
物を加温ガスによる乾燥器に供給して再乾燥するので、
流動性をもつスラリー状含水物に対しても、容易に省エ
ネルギー的処理が幼牛よく可能となるなどの利益がある
。

【図面の簡単な説明】

ｉｇ１図は従来法の７０−シ一ト、第２囚は本発明方法
のフローシート、第３図は他の実施例のフローシートで
ある。 １・・・下水汚泥、２・・・汚泥濃縮工程、５．５’・
・・濃縮汚泥、４．４’・・・間接加熱乾燥器、５，５
′・・・如銚＋’４＄Ｊラム、６・・・乾燥物、７・・
・スクレーノ（−１８・・・ホッパー、９・・・乾燥物
、９′・・・管路、１０・・・乾燥器、１１・・・加温
ガス、１２・・・乾燥物。 １３．１３’・・・排ガス、１４・・・流出ガス、１５
・・・凝縮水、１６・・・加熱器（熱交換器）、１７・
・・熱源、１８・・・水蒸気、１９・・・圧縮機、２０
・・・圧縮水蒸気、２１・・・水蒸気 Ａ・・・ボイラー、Ｂ・・・エネルギー。 特許出願人　　荏原インフィルコ株式会社代理人弁理士
　　端　　山　　五　　−同　弁理士　　千　　１）　
　　稔

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、含水物を間接加熱乾燥工程ならびに加温ガスによる
   乾燥工程にて乾燥する方法において。 前記加温ガス乾燥工程の排ガスの少なくとも一部を前記
   間接加熱乾燥工程の間接加熱部の加温とすると共に、前
   記間接加熱部の流出ガスおよび／又は前記加温ガス乾燥
   工程の排ガスの一部を加熱したのち、前記加温ガス乾燥
   工程に導いて含水物を蒸発乾燥することを特徴とする含
   水物の処理方法。 ２、前記間接加熱乾燥工程が、前記含水物をスラリー状
   として間接加熱部に薄層°帯状に展延移送しつつ伝熱さ
   せて水分を蒸発させるものであって前記間接加熱部に耐
   着した乾燥固形物を剥離導出するものである特許請求の
   範囲第１項記載の含水物処理方法。 ３、前記排ガス供給手段が前記間接加熱乾燥工程からの
   水蒸気を圧縮機にて圧縮せしめたのち。 間接加熱部に供給して処理するものである特許請求の範
   囲第１項又は第２項記載の含水物処理方法。 ４、前記排ガス供給手段が、前記間接加熱乾燥％ｆ￥か
   もの水蒸気又はこれを圧縮したものを。 該乾燥ｔｉｔ内の圧力よりも低圧に設定された間接加熱
   乾燥−程の間接加熱部に供給して処理するもので特許請
   求の範囲第１項又は第２項記載の含水物処理方法。 ５、前記加熱乾燥工程が、前記加温ガス乾燥工程の排ガ
   スの加熱工程における加熱源の加熱媒体を間接加熱乾燥
   工程乃至加温ガス乾燥工程の少なくともいずれかに供給
   して処理されるものである特許請求の範囲第１項、第２
   項。 第３項又は第４項記載の含水物処理方法。