JPS58177200A - 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】 産業排水処理施設から発生する有機性汚泥など種々の有
機性高含水物（有機性汚泥と総称する）を処理する方法
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
方法としては、有機性汚泥に有価資源である高分子凝集
剤と塩化第２鉄、石灰などの無機凝集剤の脱水助剤とを
多量に添加し、脱水性を改善してベルトプレス，スクリ
ュウプレス。

フィルタプレスなどの機械脱水機によって脱水し、脱水
ケーキとして、乾燥，焼却したり、コンポスト化，埋立
てというプロセスであるため乾燥・焼却に重油などの補
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を乾
燥したのち、焼却するため、耐え難い悪臭が多量に発生
し、これの悪臭防止対策として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手段によっているため
、プロセスが複雑となり、維持管理維持経費上非常ζζ
問題があった。

とくに、重大な問題点として脱水助剤として、高分子凝
集剤などの有価資源を２万円〜６万円／ｌｏｎ＊Ｄ．ｓ
．と多量に消費し、資源浪費型プロセスであり、しかも
脱水ケーキ水分が高水分であるため、乾燥，焼却工程に
重油などの燃料を４００ｔ〜６００　ｔ／ｌｏｎ−Ｄ−
　８−と極めて多量に消費し、エネルギ浪費型プロセス
である。

またフィルタプレスなどの機械脱水機によって脱水する
ため、ＦｅＣｔｓ　、　Ｃａ　（ＯＨ）２などの無機脱
水助剤を使用すると、みかけ上脱水ケーキの水分は低下
しても、ケーキ中の無機分が多いため、発熱量が低下し
、また焼却灰発生量が多くなる。さらに、ケーキ中のＣ
ａの存在は焼却処分時に６価りロムｃ　ｒ６　＋の生成
を招きやすくに次公害発生などの重大問題にぶつかって
いるが、画期的な解決策が見当らないので、やむを得ず
、従来プロセスを採用しているのが実状である。

本発明は、このような従来プロセスの欠点をすべて、適
確に解決し、極めて省資源、省エネルギ的に効率よく処
理することが可能で十分経済的に成り立ち得る有用な処
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、有機性汚泥を加熱し、圧力容器内にて保持
したのち、該圧力容器よりも低圧条件下にある槽に汚泥
を流出させ、汚泥中の水分を７ラツシ一蒸発せしめ、該
蒸発水蒸気を蒸気圧縮機にて圧縮する一方前記フラッシ
ュ蒸発された汚泥を間接加熱型乾燥器に供給し、前記圧
縮水蒸気を少なくとも、該乾燥器の間接加熱部に供給す
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図面を参照しながら説明すると
、あらかじめ重力，浮上，遠心濃縮のいずれかによって
濃縮されている有機性汚泥ｌを加温式嫌気性消化槽２（
メタン発酵槽）に流入し、メタン発酵処理され、このメ
タンガスを主成分とする消化ガス３と嫌気性消化残物４
を得る。この嫌気性消化残物４は遠心分離などの固液分
離工程５にて、消化脱離液６と消化汚泥７に分離される
。

そして消化汚泥７は熱交換器８にて予熱されたのち、圧
力容器９に流入し、スチームなどの熱媒１２によって１
００℃以上（通常１５０°〜１７０℃）、１気圧以上に
数十分〜数時間維持されたのち、減圧弁ｌＯを経由して
、前記圧力容器９より低圧条件下にあるフラッシュ蒸発
室１１に流入し、汚泥中の水分が蒸発し、汚泥は濃縮さ
れ濃縮汚泥ｌ３は、密閉間接加熱型乾燥器１４に流入す
る。一方、前記フラッシュ蒸発室１１にて発生した水蒸
気１５は、蒸気圧縮機ｌ６（軸流型が望ましい）におい
て昇圧，昇温されたのち、昇圧，昇温水蒸気１７は間接
加熱型乾燥器１４の間接加熱部１８（図示例ではドラム
ドライヤーβドラム部ｌこ供給されて前記濃縮汚泥ｌ３
の乾燥用熱源となる。なお１τは前記間接加熱部１８で
生ずる水蒸気の凝縮水で導出したのち加熱，乾燥などの
汚泥加熱の熱源として排熱利用してもよい。

このように、フラッシュ蒸発水蒸気１５を圧縮して、汚
泥の間接加熱型乾燥器１４の熱源として再利用するよう
にしである。

次に密閉型の前記間接加熱型乾燥器１４にて、汚泥から
蒸発した水蒸気１９もフラッシュ水蒸気１５と同様蒸気
圧縮機１６に供給され乾燥用間接加熱源１７として再利
用される。また、該蒸気圧縮機１６の駆動動力源２０に
は、嫌気性消化槽２から発生する消化ガス３をガスエン
ジン２１又はガスタービンに供給し、発生動力又は電力
に変換してこれを利用するようにするのが極めて好適で
あり、このことは有機性汚泥１自身が内在するエネルギ
を効率的に利用して、有機性汚泥自身の濃縮乾燥操作が
可能になることを意味する。

さらに前記ガスエンジン２１から発生する動力。

電力（通常は、利用しやすい電力の形でとり出される）
は、この他にも遠心分離機５の回転化−ター動力、種々
のポンプなどに動力、電力所要工程に利用される。なお
、２２は、ガスエンジンの排カス系路で排熱を利用して
、嫌気性消化槽２を加温（通常３５℃前後の中温消化が
採用される）する糸路である。またカスエンジン２１の
高温燃焼排ガスによって廃熱ボイラーでスチームを作り
、これを圧力容器９１こ供給する方法も有効である９、
しかして、間接加熱型乾燥器１４から排出される乾燥物
おは、そのまま、処分又は肥料化冴又は、コンポスト化
工程２５番こて、コンポスト化されコンポスト２６とさ
れるか、又は、ボイラー焼却炉２７にて焼却されろう この焼却炉ｎにて乾燥物ｎを焼却する場合、乾燥物２３
の水分が少ないので容易に自燃するし、ボイラー焼却炉
２７にて乾燥物おの燃焼生成熱によって水蒸気１２をつ
くり、これによって、加熱圧力容器９の加熱源とし、水
蒸気１２の凝縮水１２″の保有熱を前記熱交換器８に通
すことによって供給汚泥７を予熱したのち、ボイラー水
管部２８番こ帰還させるシステムを組みこむことによっ
て、原汚泥の処理システム全体の所要エネルギの大部分
又はすべてを、原汚泥自体の内在するエネルギによって
まかなうことが可能となり著しい省エネルギ化が達成で
きる。

以上の如き本発明によれば、有機性汚泥の処理を行なう
うえで、下水汚泥などの高水分有機性汚泥を桑剤（脱水
助剤）の１加を盆く必要とせｔに乾燥物に変換できるの
で、大きな省資源効果が得られると共に、有機性汚泥自
身が内在するエネルギを巧みに利用して、有機性汚泥自
身を濃縮、乾燥することができるので汚泥処理プロセス
系外からの重油、電力などのエネルギの補給量が極めて
少なくてよく、著しく省エネルギ的に処理でき、しかも
有機性汚泥中の水分をフラッシュ蒸発させることによっ
て、有機性汚泥を濃縮する一方、フラッシュ蒸発した水
蒸気を蒸気圧縮機で圧縮し、昇温した水蒸気を、フラッ
シュ蒸発室より流出する濃縮汚泥の乾燥用間接加熱源と
なし、再利用したので、非常に省エネルギ的な水分除去
プロセスが実現できることになり、さらζこ蒸気圧縮機
に必要な動力又は電力を、有機性汚泥自身から発生させ
た消化ガス（メタンを主成分とする）をガスエンジンに
供給することによって得ることができるので、さらに省
エネルギ化が達成できる。

また、濃縮汚泥の乾燥を間接加熱型乾燥工程で処理する
上に該乾燥工程から発生する蒸発水蒸気をも蒸気圧縮機
にて圧縮し、汚泥の乾燥用熱源として併用するようにし
たので、一層合理的な汚泥の濃縮乾燥操作が実現できる
ばか加温式嫌気性消化槽から流出する消化残物の温度３
０〜６０℃であるため、この熱エネルギを乾燥操作にす
べて有効利用できるので有機性汚泥の処理のためには従
来不可欠と考えられていたフィルタプレス、ベルトプレ
スなどの機械的脱水工程が不要になるので、プロセスが
簡潔化されるほか、難機械脱水性汚泥（余剰活性汚泥な
ど）に対しても脱水性に無関係に容易ｌこ濃縮、乾燥処
理することが可能となり、従来の難機械脱水性汚泥の処
理プロセスが大巾に改善されるし、全工程が密閉系で行
なわれるので、悪臭ガスの発生漏出がなく悪臭防止対策
としても優位であり、その上、あらかじめ有機性汚泥を
嫌気性消化（メタン発酵）させることによって、汚泥量
をη〜萄に減量させ、この減量化された汚泥を濃縮、乾
燥処理するので、濃縮、乾燥工程の所要エネルギ及び装
置規模を著しく縮少化できるし、有機性汚泥に薬品をい
っさい添加することなく、乾燥することができるので、
肥料化において重要な有害物質の混在の防止が可能とな
るし、脱水助剤として、高分子凝集剤はもちろんのこと
ＦｅＣｔｓ　ｒＣａ　（ＯＨ）２などの無機物を使用す
る必要がないので乾燥物中の灰分が少なくなる。したが
って乾燥物の発熱量が高く、焼却灰の発生量も少なく事
後処理の簡便化がはかれる利益がある。次に本発明の実
施例を示す。

実施例 下水処理場混合生汚泥を処理量１００４ｎｓ／日の規模
のパイロットプラントにより図−１のフローに従って、
実証試験を行なった。

混合生汚泥を加圧溶解空気による浮上濃縮を行なって固
形物濃度約４チに濃縮したのち、滞留日数加日温度３３
℃で嫌気性消化槽にてメタン発酵させた。

消化ガスの発生量は５ｏｎｌ１日、消化汚泥の発生量は
６０　Ｋ４　Ｄａ　／日であり、消化槽投入汚泥量の６
０％に減量された。

この消化ガスの全量をガスエンジンに供給し、発電機を
駆動させたところ１２０　ＫＷＨ／日の電力を回収でき
た。

次に消化４を流出スラリーを無薬注デカンクー型遠心濃
縮機にて濃縮し、９〜１０％固形物濃度の濃縮汚泥を得
た。この濃縮汚泥を多管式熱交換器にてスチーム凝縮水
で温度７０〜８０℃に加熱してから、薄膜かきとり型間
接加熱缶にて、温度１５０〜１６０℃のスチームにて加
熱し５０〜７０分保持したのち、大気圧下にあるフラン
シー蒸発濃縮槽に汚泥を流出させ、汚泥中の水分をフラ
ンシー蒸発させて汚泥を濃縮し、固形物濃度的２０％の
高濃縮汚泥を得た。

一方、フラッジ−蒸発濃縮槽にて発生するスチーム（温
度１００℃）を軸流蒸気圧縮機にて圧縮し、温度１５０
℃の過熱水蒸気として、密閉型ダブルドラムドライヤー
のドラム内に供給しフラッシュ蒸発室より流出する濃、
、臀汚泥の乾燥用熱源として木用した。軸流蒸気圧縮機
のモーター電力には、前述の消化ガスによるガスエンジ
ン発電機にて回収した１２０ＫＷＨ／日の一部を利用し
た。

ダブルドラムドライヤーにおいて汚泥を水分５０〜６０
チまでに乾燥し、この乾燥汚泥を廃熱ボイラ付流動床焼
却炉にて燃焼せしめたところ、重油などの補助燃料を全
く使用することなく、自燃焼却が可能であった。廃熱ボ
イラにて発生したスチームは、フラッシュ蒸発室前段の
高圧加熱缶に供給するほか、ダブルドラムドライヤーの
スタートアップ時のみにドラム内ζこ供給した。

以上のパイロットプラント試験を２ケ月間行なった結果
下水混合生汚泥１　ｔｏｎ−Ｄｒｙ　５ｏｌｉｄの処理
直接経費は５５００〜６０００円であり、従来のポリマ
ー脱水助剤添加→機械脱水→乾燥焼却プロセスの処理直
接経費の実績４５０００〜５６０００円／１ｏｎ−Ｄｒ
ｙ・８ｏｌｉｄの約１／／１ｏと比べ著しい省資源、省
エネルギ効果が得られることが確認された。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明方法の実施態様のフローシートである。 １・・・有機性汚泥、２・・・加温式嫌気性消化槽、３
・・・消化ガス、４・・・消化残物、５・・−固液分離
工程、６・・消化脱離液、７・・・消化汚泥、８・・・
熱交換器、９・・・圧力容器、１１・・・フラッシュ蒸
発室、１４・・・間接加熱型乾燥器、１６・・・蒸気圧
縮機、１８・・・間接加熱部、加・・・駆動動力源、２
１・・・ガスエンジン、２３・・・乾燥物、５・・・コ
ンポスト化工程、２７・・・焼却炉。 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、　有機性汚泥を加熱、加圧処理したのち、この圧力
   条件より低圧条件にあるフラッシュ蒸発工程にて蒸発処
   理し、次にフラッシュ蒸発処理された汚泥を間接加熱型
   乾燥工程にて乾燥処理すると共に前記フラッジ−蒸発工
   程で発生した水蒸気を圧縮したのち前記間接加熱型乾燥
   工程の加熱源として利用して処理することを特徴とする
   有機性汚泥の処理方法。 ２、　前記加熱・加圧処理工程が、有機性汚泥を嫌気性
   消化したのち、消化残物を圧力容器に供給して処゛理さ
   れるものである特許請求の範囲第１項記載の処理方法。 五　前配水蒸気の圧縮工程が、蒸気圧縮機で行なわれる
   ものであって、前記嫌気性消化工程から発生する消化ガ
   スのもつエネルギを動力又は電力に変換して、前記蒸気
   圧縮機の駆動エネルギとして用いて処理されるものであ
   る特許請求の範囲第２項記載の処理方法。 ４、　前記乾燥工程が、密閉型の間接加熱型乾燥器で行
   なわれるものであって該乾燥器の汚泥乾燥部から蒸発す
   る水蒸気を蒸気圧縮機にて圧縮し、該乾燥器の間接加熱
   部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項又は第３項記載の処理方法。 ５、前記加熱加圧処理工程が、前記有機性汚泥の乾燥物
   を燃焼又は熱分解せしめ、この燃焼性成熟量又は熱分解
   生成物を前記圧力容器又は供給汚泥の加熱源として用い
   て処理す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項記載の処理方法。 ６、　前記加熱加圧処理工程が、前記嫌気性消化工程か
   ら発生する消化ガスのガスエンジン燃焼排ガスの保有熱
   量によって、圧力容器内又は供給汚泥を加熱して処理す
   るものである特許請求の範囲第２項、第３項、第４項又
   は第５項記載の処理方法。