JPS5926360B2 - 汚泥熱処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は有機質汚水処理に際し、好気性菌を用いて曝気
した後の最終沈殿池から出る余剰汚泥を熱処理する方法
に関するものである。

第１図は従来使用されている汚泥処理装置の一例の概略
工程図を示す。

この場合には有機質汚泥を含んだ汚水１は最初沈殿池２
に導入して生汚泥３を分離した後、エアレーションタン
ク４で曝気され、好気性微生物により分解し、最終沈殿
池５で汚泥を分離し、上澄液は外部に送り出される。

最終沈殿池で生じた余剰汚泥６は汚泥熱処理装置７で、
例えば１７５℃で３０分間加熱されることにより、嫌気
性菌によりメタン発酵し易（、しかも脱水し易い形態に
変化し、最初沈殿池からの生汚泥３と混合し、また混合
しないで（後者の場合、生汚泥は直接凝集混和槽９に送
入される）、消化タンク８に投入され、メタン含有ガス
（以下メタンガスという）を発生する。

消化の終った汚泥は凝集混合槽９に送られ、最初沈殿池
からの生汚泥３と混合され、または混合されないで、凝
集剤を添加され、ｒ過器１０で脱水され、燃焼炉１１で
焼却され、燃焼ガスはガス浄化装置１２を経てスタック
１３がら空中に放出される。

消化タンク８で発生したメタンガスはガスホルダー１４
に貯えられる。

本発明でいう熱処理装置は第１図の汚泥熱処理装置７に
相当するもので、上記従来法の一例に基づき、汚泥熱処
理装置を中心にした詳細工程図を示すと第２図のようで
ある。

汚泥貯槽１５中の余剰汚泥は送泥ポンプ１６により二重
管式間接熱交換器（以下間接熱交とい５）Ａｌ １７
ａに圧入され、間接熱交／Ｉ６３１７ｃで加温された高
温熱媒１７Ａと向流熱交換して１１０ないし１５０℃と
なり、次に水蒸気加温間接熱交Ａ２１７ｂを通り１３０
ないし１７０℃となり、反応器１８人口でさらにボイラ
ー１９から水蒸気を吹込まれ昇温して１５０ないし２０
０℃にな力２０ないし９０分保持される。

反応器１８を出た泥泥は間接熱交／１６３１７ｃに流入
し、間接熱交４１ １７ａと４３ １７ｃとを循環する
熱媒により冷却されて、間接熱交扁４で冷却水により５
０ないし１００℃に冷却される。

上記した熱処理装置では、二重管式間接熱交換器を使用
しているため、多量の管材料を必要とするのみならず、
汚泥による管、弁などの磨耗、腐食、閉塞などのトラブ
ルが頻発し、そのため、厚肉管または高級材料の使用、
管の曲げをゆるやかにするなどの現場的対応策が講じら
れたが非常に高価（たとえば熱処理装置の６５％）とな
っていた。

それゆえ、上記二重管式間接接触式熱交換器に代えて、
直接接触式熱交換器（以下間接熱交、直接熱交のように
いう。

）を使用する方法が提案され（例えば特公昭５ｌ−１７
１４４）、本発明においては、前提条件中に直接熱交を
用いることが含まれる。

先づ、下水処理の場合についての本発明を適用する装置
の例を、第３図を用いて説明する。

最終沈殿池の余剰汚泥は汚泥貯槽１５から送泥ポンプ１
６により引抜かれ、直接熱交ＡｌＡ２０ａ、送泥ポンプ
２３、直接熱交／１６２Ａ２０ｂ、送泥ポンプ２３′、
直接熱交／／６．３Ａ２０ｃを直列に通過し、その際、
それぞれ、後述する熱回収器Ａ３Ｂ ２１ｃ、Ａ２Ｂ
２１ｂ、／１６１Ｂ ２１ａから鎖線と失印で示す
ように水蒸気を供給されて、ＡＩＡ内で５０〜６０℃、
扁２Ａ内で９０〜１００℃、ＡＢＡ内で約１５０℃にな
る。

汚泥は送泥ポンプ２３ 、２３’により昇圧していくが
、さらに送泥ポンプ２４により反応器の圧（約１６に９
／ｃｍ）まで加圧され、間接熱交２５において、水蒸気
で加熱された後、ボイラー１９で発生した水蒸気を吹込
まれ、温度の微調整を行って反応器１８に入る。

直接熱交ＡＩＡは、後述する熱回収器４３Ｂの汚泥の温
度を一定（たとえば６０℃）に保つため、エジェクター
、真空ポンプなどを利用した負圧発生装置２６で吸引さ
れる。

間接熱交を使用する目的は反応器入口で吹込む水蒸気量
を減らすためであるが、水蒸気源がじゅうぶんある場合
は設置する必要な（、汚泥配管を、直接、ボイラー１９
の燃焼室に通して加熱することもでき、水蒸気の吹込み
を止めて間接熱交のみで、汚泥を加熱することもできる
のでこれらにこだわらない。

反応器は約２００℃に保たれ、汚泥は、平均して６０分
間、滞留して熱処理を受ける。

反応器１８を出た汚泥は、減圧弁２７、熱回収器／Ｉ６
．ＩＢ ２１ａ、減圧弁２８、熱回収器Ａ２Ｂ２１ｂ。

圧弁２９、熱回収器／／６３Ｂ ２１ｃを通り、減圧弁
を通過することによりフラッジして水蒸気を発生し、そ
れらの蒸気は前述のように、それぞれ、直接熱交Ａ ３
Ａ、 Ａ ２ Ａ、 ／Ｆａ Ｉ Ａに送られる。

熱回収器４３Ｂの温度が直接熱交ＡＩＡの圧によって調
整されるのは前述の通りである。

熱回収器委Ｉ Ｂ、 Ａ２ Ｂ、灘３Ｂのゲージ圧と温
度は、それぞれ３〜４ ｋｇ／ｃｒｔｆ、で約１５０℃
、約０．６ｋｇ／ｃｒＡで約１１０℃、−６１３ｍｍＨ
ｇで６０℃である。

高温の直接熱交と熱回収器、中温の直接熱交と熱回収器
、低温の直接熱交と熱回収器とをそれぞれ一対として用
いたのは、向流熱交換の機構に近づけるためである。

本実施例では材料と設置面積の節約のために直接熱交と
熱回収器をそれぞれ１塔にまとめたが、すべてを独立の
塔としても、ＡＩＡと４３Ｂ、扁２Ａと／１６２Ｂ１扁
３Ａと滴ＩＢをそれぞれ１塔にまとめて３塔としてもよ
くこれらにこだわらない。

また、置設熱交、熱回収器の数をそれぞれ、２以上任意
の数として差支えないことはもち論である。

熱回収器４３Ｂを出た汚泥は固液分離のタンク３０に送
られ、水分的９０％の汚泥と上澄液に分離する。

固液分離タンク３０には、場合により最初沈殿池から出
る生汚泥３を投入することもある。

汚泥の方は汚泥ポンプ３１でフィルタープレス３２に送
られ脱水される。

上澄液は、場合により最初沈殿池から出た生汚泥３を混
合され、約３６℃に調温され、消化タンク８に投入され
、嫌気性菌により発酵し、発生したメタンガスはガスホ
ルダー１４に送られる。

さて、第３図に示した型式の装置を効率良く運転するた
めには、消化タンク８内を温度を３６℃±１℃の狭い範
囲に調整する必要があり、この温度範囲に調整する必要
があり、この温度範囲を外れると、メタンガスの発生量
が著しく下がるのである。

この温度調節のために通常用いられる方法は、消化タン
ク８人口において、蒸気吹込により加熱し、また夏季に
おいて、水により間接冷却する方法である。

しかしながら、蒸気を吹込むことは、エネルギーの浪費
につながり、夏季における水による冷却は、甚だ効率が
悪い。

本発明者らは、消化タンク８の経済的温度調整法につい
て、植種検討したのであるが、この温度調整の役割を、
直接熱交ＡＩＡに負わしめる方法を見出したのである。

すなわち、本発明の目的は、上述のような直接熱交と熱
回収器とを複数組使用する汚泥熱回収法において、消化
器８人口（したがって熱回収器扁ＮＢ）の温度を調整す
るために、前記熱交換器扁ＩＡの減圧度を調整する汚泥
熱処理方法を提供することである。

一般に圧力の伝播は伝熱に比べて極めて速いので、直接
熱交ＡＩＡの減圧度を決定すれば、極めて短時間に、熱
回収器、ＡＮＢの圧が、それに近い値になり、（両者を
つなぐ配管内での圧損失分だげ高い。

）、汚泥は、蒸気の発生または凝縮により、極めて短時
間に、直接熱交ＡＩＡの圧に追随する。

したがって、本発明の方法によって、消化器８の温度を
調節すれば、特別に蒸気を使用して加熱することな（、
また冷却水を用いることなく、極めて応答の速い温度調
整が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の汚泥処理装置の工程図の一例、第２図は
その汚泥熱処理装置の詳細工程図、第３図は本発明の汚
泥熱処理方法の一例を示す工程図である。 ２・・・・・・最初沈殿池、４・・・・・・エアレーシ
ョンタンク、５・・・・・・最終沈殿池、７・・・・・
・汚泥熱処理装置、８・・・・・・消化タンク、１７・
・・・・・二重管式間接熱交換器、１８・・・・・・反
応器、２０・・・・・・直接熱交換器、２１・・・・・
・熱回収器、２６・・・・・・負圧発生装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 汚泥をＮ基（Ｎは２以上の整数）の予熱用直接熱交
   換器Ａ Ｉ Ａ、Ａ ２ Ａ、・・・・・・ＡＮＡを直
   列に通して予熱し、予熱された汚泥をさらに加熱して熱
   処理した後：Ｎ基の熱回収器／１６１Ｂ、４２Ｂ。 ・・・・・・、４ＮＢに直列に通し：熱回収器４１ Ｂ
   、 ４２Ｂ、・・・・・・ＡＮＢでフラッジにより発生
   した水蒸気を、それぞれ、予熱用直接熱交換器、／％、
   Ｎ Ａ、／１６（Ｎ １ ）、 Ａ−・・・・・・／
   ／６１Ａの熱源として汚泥と直接接触させるべ（した汚
   泥処理方法において：予熱用直接熱交換器１１６１ Ａ
   の上部を所定の負圧に保ったことにより、熱回収器ＡＮ
   Ｂを出る汚泥の温度を一定に保持するようにした汚泥熱
   処理方法。