JPS59105900A - 含水物の乾燥装置 - 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、下水汚泥脱水ケーキなど種々の含水物の省エ
ネルギー型乾燥装置に関するものである。

一般に下水、し尿などの有機性廃水を処理するＫは、活
性汚泥法などの生物処理が行なわれる。

生物処理を行なうには、微生物の呼吸に必要な酸素を供
給する必要がある。このためにエアレーシコンタンクに
プロワ−によって空気など酸素含有ガスを散気する方法
が通常採用されているが、例えば下水処理の場合、処理
量５００００ｔｒ／／Ｂの下水処理場において必要とさ
れるエアレーション動力は１２０００〜１４０００　ｋ
ｗｈ／日という膨大なエネルギーに達する。

この−・うに多量のエネルギーを消費するエアレーショ
ンブロワーの機能は、従来単にエアレージコンタンクへ
の酸素供給という単一機能しか発揮されておらず、また
このことは、ごく当り前のこととして何ら疑問をいだか
れていなかった。

本発明は、エアレーションプロワーの吐出空気の温度が
、熱力学における気体の断熱圧縮の理論から明らかなよ
うに、吸入空気の温度よりもはるかに高温度に上昇する
という現象をとらえ、このエアレーションプロワー吐出
空気ヲエアレーションに利用するだけでなく、下水処理
の結果不可避的に発生する下水汚泥の乾燥にも利用する
という新しい着想に到達し完成されたものである。

すなワチ、本発明は、エアレーシヨンプロワ−の吐出空
気の保有する圧力、温度のうち従来は圧力のみが曝気槽
内に空気を送りこむことに利用され、温度が全く利用さ
れていなかったという認識にもとづいて、プロワ−吐出
空気の保有する熱を積極的に含水物の乾燥に利用すると
いう重要な技術思想にもとづいている。

本発明は、含水物の供給部及び乾燥物の排出部をそれぞ
れ適所に、乾燥用空気の流入部を下方部Ｋ、乾燥排ガス
の流出部を上方に、それぞれ配設して成る密閉型の乾燥
槽と、吐出側を該乾燥槽の乾燥用空気の流入部と接続し
たプロワ−と、前記乾燥槽の乾燥排ガスの流出部と接続
した曝気処理装置の散気部とを備えたことを特徴とする
含水物の乾燥装置である。

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、エアレーションタンク１及び沈殿池２１は有機性廃
水１ｏの好気性生物処理工程を、汚泥濃縮装置１４及び
機械脱水機１６は余剰活性汚泥１３の処理工程をそれぞ
れ構成しているが、本発明の乾燥装置は上記両工程と結
合され、含水物たる脱水ケーキ１７の乾燥処理とエアレ
ージロンタンク１への曝気用空気の供給を行うように構
成されている。

すなわち、５は密閉型で円筒状の乾燥槽であって、下部
に含水物供給部７、上部に乾燥物排出部８、底部（又は
下部）に乾燥用空気すなわち曝気プロワ−３からの吐出
空気の流入部４、頂部（又は上部）に排出空気の流出部
６が配設され、内部に攪拌翼１８′を多段に連設した攪
拌機１８が設けられている。

前記含水物供給部７には所望によりスクリューコンベヤ
等の含水物供給装置（図示せず）が設けられ、乾燥物排
出部８は傾斜管（シュート）によシ形成され、該傾斜管
は乾燥物貯留槽９の上部に接続されている。

前記排出空気の流出部６は排出空気管２を介してエアレ
ーションタンク１の散気部２０に連結されている。なお
、４′は吐出空気管、１９はバイパス管である。

上記装置の運転の態様などについて述べると、以下のと
おりである。

下水、し尿などの有機性廃水１ｏを生物処理するための
エアレーションタンク１内に散気部２ｏが設けられ空気
が供給されている。

エアレーションタンク１内の活性汚泥は沈殿池２１にて
分離され、処理水１１と返送汚泥１２および余剰活性汚
泥１３とに区分される。余剰活性汚泥１３は遠心濃縮機
などの汚泥濃縮装置１４にて濃縮され、濃縮汚泥１５が
カチオンポリ？−などの脱水助剤の添加など、各種の汚
泥改質法（コンディショニングと呼ばれる）によって脱
水性が改善されたのちベルトプレス、スクリュープレス
、フィルタープレス、遠心脱水機など各種機械脱水機１
６で脱水され脱水ケーキ１７が得られる。

ところが、脱水ケーキ１７の含水率を機械脱水機１６の
みによって充分低下させることは容易ではなく、通常７
５〜８０％の含水率を示す。このため従来は、種々の乾
燥機において重油などの燃料を用いて乾燥したのち、肥
料化、コンポスト化、焼却を行なっていた。

しかしながら、従来の乾燥工程では多量のエネルギーを
消費しており、最も省エネルギーの必要性が大きい工程
となっていた。

本発明は、上記問題点を解消するべく次のような技術思
想を導入し、著しい省エネルギー化を達成しようとする
ものである。

すなわち、曝気プロワ−３（ルーツプロワ−、ターボプ
ロワ−などが採用される）からの温度８０〜９０℃程度
の吐出空気と脱水ケーキ１７を前記構造の乾燥槽５に供
給し、攪拌機１８の作動下で脱水ケーキ１７に前記吐出
空気を直接接触させる。これにより、脱水ケーキ１７は
乾燥槽５内に所定時間滞留する間に乾燥を受けながら攪
拌Ｒ１８′の運動によって造粒される。

一方、脱水ケーキ１７から蒸発した水分を含む高湿空気
は、流出部６より流出し、エアレーシコンタンク１内に
散気される。

乾燥槽５の運転の方法は、一定量の脱水ケーキを投入後
含水物供給部７のパループを閉じ所定時間滞留させたの
ち乾燥物を取り出すというサイクルを繰返す回分操作法
も容易に実施できるが、図示例のように、乾燥槽５の側
壁に乾燥物の溢流口８′を開口しておき、脱水ケーキ１
７を連続的に供給し乾燥物を連続的に溢流口８′から乾
燥物貯留槽９に移送するという連続操作もでき維持管理
性が秀れている。

本発明においては攪拌翼１８′の機能は重要であり、含
水率８０％程度の高水分脱水ケーキを乾燥対象物とする
場合、攪拌Ｒ１８′の回転によって乾燥用空気の偏流、
脱水ケーキ相互の固着およびケーキの壁面への付着を非
常に効果的に防止することが可能となる。しかも、造粒
機能もあるため乾燥物が粒状物となるのでハンドリング
が容易になる。

本発明においては乾燥用空気を乾燥槽５の下方部から流
入させるので、脱水ケーキを空気の上向流によって流動
化させることができ、従って攪拌翼１８′に大きなトル
クがかからないので攪拌動力が節減できる利点があるが
、吐出空気管４′を乾燥槽内壁の接線方向に設けるのが
好ましく（複数本設けてもよい）、これにより脱水ケー
キの流動化が促進され、通気乾燥をより効果的に行うこ
とができる。

従来の曝気プロワ−はエアレーシコンだけにしか利用さ
れていないので、曝気プロワワ−の１比出空気の配管は
何ら断熱、保温の考慮がなさｔ′Ｌでおらず、またその
必要性もないと考えらｉｔていたう；、本発明では乾燥
操作にも利用するので曝気プロワワ−３の吐出空気管４
′が乾燥槽５に達するま−での経路には断熱材を巻くか
、または地下に埋設することが極めて好ましい。また、
乾燥槽５自体も１同様な断熱構造としておくことが望ま
しい。

サラに、エアレーシコンタンクｌ内の散気部２０の散気
口径は、曝気用空気中に含まれる乾燥４ｉ５から排出さ
れるダストによって閉塞しないような大きな口径（好ま
しくは５ｍ以上の口径）しこしておくのがよい。

なお、乾燥槽を複数基設けておき、脱水ケーキが乾燥し
てから乾燥物を取り出す場合は、乾燥用空気をもう一つ
の別の乾燥槽のほうに切り替えて送るようにパルプを配
備すれば運転上の管理７５；極めて容易となる。また、
乾燥槽の形状は竪型のみならず横型のものとしてもよく
、含水物に対し乾燥用空気を上向流で供給し両者を接触
させて乾燥する構造のものであればどのようなものでも
よい。

上記実施例では前記曝気処理装置は有−機外廃水の生物
処理工程用のものであったが、そのほか余剰活性汚泥の
好気性消化用などの曝気槽、返送汚泥の再曝気槽または
Ｆｅ　　イオンなど還元性イオンの酸化用曝気槽であっ
ても当然よい。

以上のような本発明によれば、次のような工業上重要な
効果が得られる。

（１，）　　従来全く利用されることがなかった曝気プ
ロワ−吐出空気の保有する熱エネルギーを乾燥用の熱源
にするので、重油などの燃料をいっさい使用することな
く含水物の省エネルギー的な乾燥が可能である。

すなわち、本来曝気の目的に使用されているプロワ−の
駆動動力を利用して乾燥も同時に行うという複合効果が
発揮されるため、実質的に乾燥に必要なエネルギーをゼ
ロとすることができる。

■　従来の乾燥機は乾燥排ガス中のダストと悪臭成分の
除去工程を必要としており設備費および維持費に問題が
あったが、本発明では乾燥排ガスが曝気用空気となって
いるため、曝気処理装置（エアレーシコンタンク）がダ
ストの除去および脱臭工程として機能する。したがって
、特別のダスト除去および脱臭工程を必要としない。

■　曝気′プロワー吐出空気を直接乾燥室内に通気する
ため熱交換器が不要となるので、設備費及び維持管理上
の著しいメリットがある。

■　従来から難脱水性の汚泥として知られている下水余
剰汚泥、し尿余剰汚泥などの有機性汚泥を極めて容易に
含水率４０〜３０％以下の乾燥物とすることができ、し
かも、その経費は従来の機械脱水工程のみに必要な経費
と同等にとどめることができる。何故なら、本発明の乾
燥経費は実質的にゼロであるからである。従って、事後
の焼却・熱分解・投棄・肥料化・コンポスト化の各処分
が極めて容易になるなど、本発明の効果は著大なものが
ある。

■　曝気用空気のもつ運動エネルギーを利用して流動層
乾燥操作が可能になるので、流動化のだめの別個の動力
が不要になるだけでなく、熱移動の容量係数を著しく大
きくできる（４０００〜６０００ｋｄ／ｄ・℃・ｈｒ程
度）。この結果、高水分の含水物も壁面への付着、相互
の付着集合による団塊化現象を効果的に防止しながら乾
燥することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明の一実施例のフローシートである。 １・・・エアレーシコンタンク、２・・・排出空気管、
３・・・曝気プロワ−１４・・・流入部、４′・・・吐
出空気管、５・・・乾燥槽、６・・・流出部、７・・・
含水物供給部、８・・・乾燥物排出部、８′・・・溢流
口、９・・・乾燥物貯留槽、１６・・・機械脱水機、１
７・・・脱水ケーキ、１８・・・攪拌機、１８′・・・
攪拌翼、１９・・・バイパス管、２０・・・散気部。 特許出願人　　荏原インフィルコ株式会社代理人弁理士
　千　　１）　　　稔 手続補正書 昭和５８年１１月７　日 特許庁長官　若杉和夫殿 １、事件の表示 昭和５７年　特　許　願第２１５２６４号２°　発明０
名称　　　　含水物の乾燥装置３、補正をする者 事（’ｌとの関係　　　　　特許出Ｍ人住所（居所） 氏名略称）　　　（０４０）　　荏原インフィルコ株式
会社４、代理人 ８、補正の内容　　別紙の通り 補　　　　　正　　　　　１゜ 本願明細書中 １．４？許請求の範囲の欄を、別紙のように訂正する。 ２、第４員第７行〜第１４行を、次のように削正する。 ［すなわち本発明の乾燥装置は、曝気ブロワ−吐出空気
と含水物と直接接触させ、その保有熱によって含水物を
乾燥−３−るよ５にしたものである。 本発明は、含水物の供給部ならびに乾燥物の排出部を備
えた密閉型の乾燥槽を設け、該乾燥槽にプロソー吐出窒
気の流入部と排出９気の流出部を配設し、前記流入部と
フロワー吐出側とを管路により連結すると共に前記流出
部と曝気装置の散気部とを管路により連結せしめたこと
を特徴とする含水物の乾燥装置である。」 ６、　第７頁第３行の「本発明は、」を、「この実施例
では、」と訂正する。 ４、　第８頁、第６行及び第１３行の「本発明」を、「
この実施例」と訂正する。 ５、　第９員第１行と第２行の間に、行を改めて次の文
を加入する。 「　すなわち、曝気用空気のもつ運動エネルギーを利用
して流動層乾燥操作が可能になるので、流動化のための
別個の動力が不要になるだけでなく、熱移動の容量係数
を著しく大きくできる（４０００〜６０００ｋｃａ１／
扉・℃・ｈｒ程度）。この結果、高水分含水物の壁面へ
の付着、相互の付層集合による団塊化現象を効果的に防
止しながら乾燥することができる。」６、　第９負第２
０行〜第１０頁第３行の、「また。 乾燥槽・・・・・・・・・どのようなものでもよい。」
を、行を改めて次のように訂正する。 ［−本発明においては、乾燥槽の形状は竪型のみならず
横型のものとしてもよく、含水物に対し乾燥用空気を直
接接触させて乾燥する構造のものであればどのようなも
のでもよい。Ｊ７、　　第１２員第１行〜第８行の全文
を削除する。 ２、特許請求の範囲 １、＠水物の供給部ならびに乾燥物の排出部を備し、前
記流入部とブロワ−吐出側とを管路により連結すると共
に前記流出部と曝気装置の散気部とを管路により連結せ
しめたことを特徴とする含水物の乾燥装置。 ろ、　前記乾燥槽が、攪拌翼を上下方向多段に連設した
攪拌機を備えた竪型槽であって、前記含水イ勿の供給部
？その下方部に、前記乾燥物の排出部をその側壁上方部
にそれぞれ備えたものである特許請求の範囲第１項又は
第２項記載の乾燥装置。 ４、　前記乾燥物の排出部が、シュートを介して乾燥物
の貯留槽に連絡されているものである特許請求の範囲第
３項記載の乾燥装置＝−０以上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　含水物の供給部ならびに乾燥物の排出部を備えだ
   密閉型の乾燥槽を設け、該乾燥槽の下方部にプロワ−吐
   出空気の流入部を、該乾燥槽の上方部に排出空気の流出
   部をそれぞれ配設し、前記流入部とプロワ−吐出側とを
   管路によシ連結すると共に前記流出部と曝気装置の散気
   部とを管路によシ連結せしめたことを特徴とする含水物
   の乾燥装置。 ２、前記乾燥槽が、攪拌翼を上下方向多段に連設した攪
   拌機を備えた竪型槽であって、前記含水物の供給部をそ
   の下方部に、前記乾燥物の排出部をその側壁上方部にそ
   れぞれ備えたものである特許請求の範囲第１項記載の乾
   燥装置。 ３、　前記乾燥物の排出部が、シュートを介して乾燥物
   の貯留槽に連絡されているものである特許請求の範囲第
   ２項記載の乾燥装置。 ４、　前記プロワ−吐出側と前記乾燥槽のプロワ−吐出
   空気の流入部とを連結する管路が、保温性物質によシ包
   囲されたものである特許請求の範囲第１項記載の乾燥装
   置。 ５、　前記乾燥槽が、その外壁を保温性物質により包囲
   されたものである特許請求の範囲第１項記載の乾燥装置
   。 ６　前記曝気装置の散気部が、前記乾燥槽からの排出空
   気中に含まれるダストによって閉塞されない口径の空気
   噴出口を有するものである特許請求の範囲第１項記載の
   乾燥装置。