JPS58137499A - 有機性汚泥の処理方法 - 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、し原汚泥、下水汚泥、各種産業廃液などの有
機性泥状物を加熱処理する有機性汚泥の処理方法に関す
るものである。

従来下水、し尿処理施設などの有機性排水の生物処理］
程から発生ずる余剰生物汚泥などの有機性汚泥を処理す
る方法として、最も一般的に広く採用されている代表的
処理方法は、第１図に示すように、有機性汚泥に有価資
源である高分子凝集剤、塩化第２鉄、石灰などの脱水助
剤を多量に添加し、遠心脱水機、フィルタプレス、ロー
ルプレス、などの機械脱水機によって脱水し、脱水ケー
キを、乾燥、焼却するというプロセスである。又従来の
脱水ケーキの乾燥、焼却プロセスとして最も広く採用さ
れているのは、向流ロータリキルン、乾燥機付流動床、
炉、多段炉の３者であるが、いずれも重油などの補助燃
料を多量に消費し、しかも焼却排ガス又は熱風によって
水分７０〜８０％程度の高水分脱水ケーキに乾燥したの
ち、焼却するため、脱水ケーΦが高温の焼却排ガス又は
熱風と直接接触する過程で、耐え難い悪臭が多量に発生
し、これが乾燥Ｔ稈系外に排出されるという重大な問題
点があった。ところが従来の悪臭防止対策は発生した悪
臭ガスを直火燃焼脱臭、触媒燃焼脱臭、湿式薬液洗浄、
吸着などの各種の脱臭工程で脱臭するという安易な手段
によっているため、プロセスが複掃となり、維持管理維
持経費上非常に問題があった。

とくに、し尿処理施設から発生する有機性汚泥脱水ケー
キの乾燥焼却工程から発生する悪臭は、強いアルテヒド
臭を帯び維持管理コストが最も高額な直火燃焼脱臭法に
よらなけｔｌば、充分な脱臭ができないという獣大欠点
があった。

本発明はこれら従来の有機性汚泥の処理プロセスの不合
理な数多くの問題点上解決し５、加熱によって悪臭ガス
を発生するし、尿汚泥、下水汚泥など、有機性泥状物を
悪臭ガス発イ１゜を防止しつつ、極めて省エネルギー的
に、乾燥、焼却、又は熱分解することが可能な脱臭工程
不用の著しく有用な含水有機物の処理方法を提供するこ
とを目的としたものである。

本発明は、下水汚泥など含水有機物を、乾非凝縮性ガス
を焼却又は熱分解するとともに、前記蒸発乾燥槽から排
出される水蒸気又はこれを圧縮、昇温せしめた水蒸気の
もつ熱エネルギーを少なくとも一つの前記伝導加熱部に
供給する工程、前記　焼却又は熱分解工程にて発生する
エネルギーを、少なくとも前記圧縮機動力、伝導加熱部
への熱源、蒸発蒸気の加熱、蒸発乾燥槽供給汚泥の加温
又は水分減少、乾燥同形物のより高度の乾燥、有機性汚
泥発生源の水処理工程その他の動力、各種ポンプなど任
意の熱、動力、電気エネルギー消費工程に供給利用する
工程を含んでいることを特徴とする有機性汚泥の処理方
法である。

次に、本発明の一実施例を第２図を参照しながら説明す
る。

し尿汚泥、下水汚泥（生汚泥、混合生汚泥、余剰生物汚
泥、消化汚泥、高度処理汚泥、混合汚泥）　ｔｒどの有
機性汚泥１は、固形物濃度が少ない場合はあらかじめ、
沈殿、浮上、遠心、スフｖ　−ｙ、７ｆ３布、濃縮など
の各種汚泥濃縮法（遠心濃縮法が最も好適である）の少
なくとも１つの前処理工程２によって濃縮され濃縮汚泥
２′としたのち、少なくとも１つの蒸発乾燥槽例えば伝
導加熱体と乾燥物移送機構を備えた回転ドラム４（内部
が中空で密封されている）を設けた密閉型乾燥槽３に供
給される。前記回転ドラム４の内部には、ボイラ又は焼
却炉Ａから供給されるスチーム又は燃焼排ガスなどの加
熱用熱源５が供給さね、回転ドラム４が加熱さｔｌてい
て供給される前記濃縮汚泥２′が該回転ドラム４の外面
と接触することによって薄層状を形成しつつ伝導伝熱を
受け、汚泥中の水分が蒸発し、汚泥を乾燥しつつ乾燥固
形物としこの乾燥固形物８は、回転ドラム４０表面と接
触付着しながら、ドラム４の回転に従って槽内を移送さ
れたのち、スクレーパー６によってはく離され、排出部
７を経て排出管から排出される。

なお、前記１緘燥固形物」とは、供給汚泥よりも水分が
減少した固形物の総称を意味し、また「水蒸気」とは純
粋な水蒸気のほかに空気きどの非凝縮ガスが混入したも
のも含むものである。

前記回転ドラム４より排出される排ガス５′又は凝縮水
５″は、供給濃縮汚泥２′の与熱に利用されたのち、各
々煙道より排出されるか、焼却炉Ａに給水としてリサイ
クルされる。一方、蒸発乾燥槽３にて汚泥中から蒸発し
た水蒸気９は配管より排出されて、蒸気圧縮機１０によ
って、昇圧昇温されたのち昇温水蒸気１１となって、次
段の蒸発乾燥槽３′内の回転ドラム４′内部に供給され
、前述と同様のメカニズムによって、供給汚泥１２又は
余剰汚泥１２’　中の水分を蒸発せしめ、乾燥固形物１
３を槽外にとり出す。

なお、この蒸発乾燥槽３′内の圧力を、前段の蒸発乾燥
槽３内の圧力より低く設定する場合は、水蒸気９を蒸気
圧縮機ｌＯに導入することは必らずしも不可欠ではない
。

また、回転ドラム４′を、図示例では乾燥槽３とは別個
の乾燥槽３′内に段目であるが、回転ドラム４′を乾燥
槽３内に設けるようにしても良い。即ち、一槽内に二以
上の伝導加熱体となる回転ドラムを多段に配備１−でも
よい。

さらに蒸発乾燥槽３′にて汚泥から蒸発した水蒸気１４
は、蒸気圧縮機ｌＯを経由して、再度、回転ドラム４′
内に供給されるか、又は、蒸気圧縮機１０′　を経由又
はそのままで、回転ドラム４″内に供給され排熱利用の
システムとなっている。

次に乾燥槽３′に隣接される蒸発乾燥槽３″内では、同
様なメカニズムで、供給汚泥１５又は余剰汚泥１６中の
水分が回転ドラム４″上で蒸発される。

図中、６′、６″はスクレーパー　　７＋　、　７ｔｒ
は固形乾燥物の排出部、　　１０″＋ｊ圧縮機、１１′
　　は　水蒸気、 １８は乾燥固形物、１９は燃料用空気、１７は蒸発水蒸
気、２０は弁、　Ａは焼却炉、Ｂは水蒸気の凝縮水、Ｃ
はエネルギー源、Ｄは非凝縮性ガスの排出部、Ｅはコン
ポスト化槽である。

しかして、各蒸発乾燥槽３．３’　、３”で造られた乾
燥固形物８，１３．１８の少なくとも一つは、ボイラ、
焼却炉Ａ、又は熱分解炉に供給され燃焼又は乾留されス
チーム、燃焼熱、乾留ガス、油、タール、チャーなどの
エネルギー源Ｃを発生せしめる。このエネルギー源Ｃは
、直接又はエンジン、タービン、発電機を介して動力又
は電気エネルギーに変換され、前記の圧縮機１０．１０
’　、　１０”　　の駆動エネルギー、前記回転ドラム
３．３’　、　３”の加熱源、蒸発水蒸気の加熱、回転
動力、濃縮汚泥２′の処理工程における遠心濃縮機の回
転動力、水処理生物処理工程のエアレーション用動力な
ど水処理、汚泥処理系内その他（温水プール等）のエネ
ルギー消費工程（管理棟の空調を含む）に供給される。

また、回収エネルギーＣは、この他にも乾燥槽への供給
汚泥の加温、乾燥固形物８．１３゜１８のより高度な乾
燥など系内にて徹底的に利用することが重要である。

又、乾燥物８，１３．１８の水分を６５％程度にとどめ
、コンポスト化槽Ｅに導き、微生物の発酵熱によって水
分を蒸発せしめたのち、焼却又は乾留することも極めて
有効な省エネルギーの方法となる。

また凝縮水Ｂの熱回収をヒートポンプによって行なって
ボイラ給水の予熱、濃縮汚泥２′、供給汚泥１２　、１
５、余剰汚泥１２’　、　１６の４熱に利用することも
効果的である。

なお蒸発乾燥槽から発生する水蒸気９，１４゜１７は、
これらの少なくとも一部を圧縮８！（図示せず）により
圧縮して、昇圧水蒸気上これら蒸発乾燥槽に返送して使
用するのも有効であるが、この場合、圧縮水蒸気は低圧
側の蒸発乾燥槽に供給する方が、圧縮機の所娶動力が軽
減される利点がある。また、蒸発乾燥槽は実施例では３
槽としたが、２槽以上としてもよいことは勿論であり、
同一槽内に直列又は並列に前記のようなドラムを配備し
てもよい。

上記実施例では汚泥乾燥用の伝導加熱体として回転円筒
体（ドラム）を適用したが、回転円板体であるスクリュ
ーコンベア、ベルトコンベアなどのコンベア類も使用で
きる。さらには、中空状回転ドラム（ドラム周面に伝導
加熱機構を設けたもの）を使用し、泥状物を少なくとも
ドラム内に供給して蒸発乾燥せしめ、ドラムの回転力及
び攪拌機構（送りと剥離作用を有するもの）によって、
あるいはドラムを傾斜させることによって乾燥物を移送
するようにしてもよい。いずれにしても、加熱面と泥状
物が接触できるようなものであればよく、かつ伝導加熱
と泥状物の搬送を兼ねた装置であることが好ましい。

なお、前記コンポスト化槽Ｅによる処理物は肥料として
使用できることは勿論であるがこれを焼却処理し、得ら
れるエネルギーを泥状物乾燥用などに利用するようにし
てもよい。

第３図例では蒸発乾燥槽３内において濃縮汚泥２′から
蒸発した水蒸気９は配管を経由１２て、ターボ圧縮機な
ど任意の蒸気圧縮機１０において昇圧・昇温され昇温水
蒸気１１となって、回転ドラム４内部に供給され再度加
熱源として利用される。　　一方前記乾燥固形物１３は
ボイラＡ′の燃焼室に供給され、ボイラ供給水２１がス
チーム２２となり、これをタービン（又はエンジン）２
３又は伝導加熱体のいずれか又は両方に供給して、ター
ビン２３の動力は発電機により電気に変換されて利用さ
れる。即ち、タービン（又はエンジン）２３において発
生した動力２４は蒸気圧縮機ｌＯのモータ又は回転ドラ
ム４、機械的固液分離機、各種フンベアなどの駆動動力
源として利用される。なお、前記タービンのタービン背
圧スチーム２５は前記昇温水蒸気Ｊ１とともに利用され
るものである。

以上述べたように本発明によれば、従来の有機性汚泥処
理プロセスのもつ諸欠点をことごとく解決できる。

即ち本発明では、有機性汚泥の蒸発乾燥を焼却排ガスや
熱風を直接汚泥と接触させて行なうのではなく非凝縮性
ガスキアリャを用いない間接伝導加熱によって密閉乾燥
槽内にて行なうので、悪臭ガスが排出されず、汚泥から
発生する少量の非凝縮性ガスも、ボイラ、焼却炉の燃焼
部にて容易に燃焼脱臭されるので、従来プロセスにおけ
るような特別の悪臭ガスの脱臭工程を設ける必要が全く
なく、脱臭経費が不要となるし、しかも従来、塩類水溶
液の蒸発濃縮操作のごとく、懸Ａ固形物をほとんど含ま
ない溶液の蒸発分野にのみ利用されていた蒸気再圧縮法
の原理を、水処理工程から発生する有機性汚泥など濃厚
懸１も固形物に含んだ泥状物の蒸発乾燥焼却プロセスに
適用し、有効にシステム化したので、蒸発水蒸気の潜熱
を泥状物の水分除去に再利用でき、資源エネルギーを浪
費することなく極めて省エネルギー的で安価な処理経費
ですむ有機性汚泥の処理プロセスになり廃棄物を合理的
に処理し、環境汚染防止に貢献すると共に有機性汚泥の
水分除去、乾燥、焼却（熱分解）プロセスシステム系内
にて、徹底したエネルギー回収を行うようになっている
ので、システム系外から供給されるエネルギーが不要か
極めて少量でよく、しかも有機性汚泥に有価資源である
脱水助剤を全く加えることなく水分除去が容易に可能な
ので、著しい省資源効果が得られる。

さらに本発明では泥状物の水分除去を蒸発操作によって
行なうので、従来機械脱水機によって脱水する場合離脱
水性の汚泥として著名な、余剰活性汚泥に対しても容易
に適用でき、有機性汚泥の脱水性に無関係にプロセスが
機能するので、難脱水性有機性汚泥１の広範囲の処理に
極めて犬きな効果を発揮できるほか、乾燥工程に乾燥固
形物の移送が与えられて乾燥固形物の流動性の消失とは
無関係に蒸発操作を可能にしたので、多重効用蒸発乾燥
器いることもなく油を泥状物に同等添加することなしに
泥状物の多重効用蒸発法、蒸気再圧縮蒸発法の原理の適
用が可能となり、この結果油の使用が不要となりメンテ
ナンスも極めて容易かつ省エネルギー操作が可能になる
し、最終処分に容易にするためには有機性汚泥の容積を
できるだけ少なくすることが重要であるので、下水汚泥
など有機性汚泥は最終的に焼却又は乾留するのが合理的
であるが、本発明では、容易に自燃可能な低水分乾燥物
にしてから焼却炉又は熱分解炉に供給できるので、従来
のような重油などの補助燃料が全く不用となり、極めて
省エネルギー的であるばかりか、焼却又は熱分解工程か
ら発生する熱エネルギーなどのエネルギーを回収し、省
エネルギー型乾燥工程への加熱源、蒸気圧縮機への動力
供給などに利用するため、さらに省エネルギー化が達成
される利益もある。

また本発明では乾燥工程に供給する汚泥に脱水助剤を加
え、フィルタプレス、スクリュープレスなどの機械脱水
機によりて、水分５０〜７０％程度の脱水ケーキとして
処理すれば、蒸発水分が少なくなる結果蒸発乾燥槽にて
消費されるエネルギーが激減するので、ボイラ、消却炉
、熱分解炉から発生するエネルギーをシステム系内のす
べてのエネルギー消費工Ｎに利用してもまだ余裕があり
、省エネルギーからさらに進んだエネルギー回収型有機
性汚泥処理プロセスが実現する。

さらにまた本発明では、有機性汚泥中の水分蒸発に当分
野で始めて、間接伝導伝熱と乾燥固形物移送機構を同一
工程で行える蒸気再圧縮、多重効用蒸発乾燥器を適用し
たので、流動層乾燥、気流乾燥法などの乾燥法では適用
困難な下水汚泥などの流動性をもつ液状泥状物に対して
も容易に適用でき、汚泥の流動性状、水分量に左右され
ないで安定した省エネルギー的蒸発乾燥操作が可能とな
るし、この処理のために油を使用しないで、省エネルギ
ー的蒸発乾燥操作を容易に行えるので、乾燥物の脱油工
程も不要で、乾燥物の肥料化も容易に可能となる利益が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来法のフロシート、第２図は本発明方法の実
施例のフロシート、第３図は他の実施例のフロシートで
ある。 １・・有機性汚泥、　２・・前処理工程。 ２′・・濃縮汚泥　３．３Ｌ、３／Ｉ・・蒸発乾燥槽。 ４．４’、４″・・回転ドラム、　５・・加熱用熱源。 ５′・・排ガス、５″・・凝縮水、　６・・スクレーパ
ー、　７・・排出部、　８・・乾燥固形物。 ９・・水蒸気、１０．１０’・・蒸気圧縮機。 １１・・昇温水蒸気、１２・・供給汚泥。 １２′・・余剰汚泥、１３・・乾燥固形物。 １４・・水蒸気、１５・・供給汚泥、　　１６・・　余
剰汚泥、１７・・水蒸気、１８・・乾燥固形物Ａ・・焼
却炉、　Ｂ・・凝縮水

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　下水汚泥などの有機性汚泥を少なくとも一つの密
   閉可能な乾燥槽内において伝導ＩＪａ熱体と接触させて
   水分を蒸発せしめ、その乾燥物又は乾燥物と発生した非
   凝縮性ガスを焼却工程又は熱分解工程に導いて処理する
   と共に、前記乾燥槽にて発生する不蒸気又はこれを圧縮
   せしめた昇圧水蒸気のもつ熱エネルギーを少なくとも一
   つの伝導加熱体の加熱源とし、しかも前記焼却工程又は
   熱分解工程にて発生する二不ルギーを前記乾燥槽内処理
   工程、水処理工程、汚泥処理工程、その他任意の熱、動
   力、電気二不ルギー消費工程に利用することを特徴とす
   る有機性汚泥の処理方法。 ２、　前記蒸発乾燥工程が、汚泥を薄層状に付着させて
   伝導加熱を受け、汚泥中の水分を蒸発しつつ乾燥物とし
   て移送処理するものである特許請求の範囲第１項記載の
   処理方法。 ３、　前記水蒸気の昇圧工程が、蒸気圧ｍ機で昇圧昇温
   するものであって、昇圧蒸気をタービンに供給し、該タ
   ービンの動力を発電機で電気に交換　して利用するもの
   である特許請求の範囲第１項又は第２項記載の処理方法
   。 ４、　前記有機性汚泥が、前記蒸発乾燥槽においてフン
   ポスト化可能な含水率の乾燥同形物として導出ｊｌｚ、
   コンポスト化されて処理されるものである特許請求の範
   囲第１項、第２項又は第３項記載の処理方法。