JPS596200B2 - スラツジの融解脱水装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はスラッジ、例えばし尿処理、下水処理および
工場廃水処理等によって生ずる汚泥等を凍結し、融解し
て脱水するスラッジの脱水装置に関するものである。

従来この種装置として知られているものを第１図に示す
。

第１図において、１は熱交換器、２は上記熱交換器１を
内蔵する凍結融解槽であり、底部は漏斗状に形成されか
つ汚泥排出口３が設けられている。

４は上記汚泥排出口３を開閉する弁５とこの弁５を駆動
する駆動装置６とで構成された排出口開閉装置、Ｉは脱
水槽、８は濾過性を有するエンドレスの回転ベルトであ
り、駆動装置９によって回転される。

１０は上記回転ベルト８の一方を下方に押し下げ傾斜さ
せるシリンダ、１１は上記回転ベルト８の下部に設けら
れた漏斗状の容器、１２は上記容器１１に結合された真
空ポンプである。

次に動作について説明する。

まず供給装置（図示せず）から泥汚１３を供給し、熱交
換器１に氷点以下の冷プラインを流して泥汚を凍結させ
る。

その後温冷ブライン切換供給装置（図示せず）を切換え
熱交換器１にＯ′Ｃ以上の温プラインを流し凍結した汚
泥を融解する。

次に脱水槽７と回転ベルト８とが密着した状態で弁５を
開き汚泥排出口３から上記融解した汚泥を脱水槽７内に
落下させる。

そして真空ポンプ１２を動作させて回転ベルト８の下側
を減圧しｒ過する。

ｆ過脱水され回転ベルト８上に残った固形状の汚泥はシ
リンダ１１による回転ベルト８の傾斜により脱水槽７外
にとり出される。

次にこの様な装置を用いて上水道汚泥ａ、沸酸排水処理
汚泥ｂ、メッキ排液処理汚泥Ｃ１し尿余剰汚泥ｄ、下水
処理余剰汚泥ｅ、下水初沈余剰混合汚泥ｆ等についての
脱水実験結果について次に説明する。

上記実験結果上記汚泥ａ−ｃについては取扱運搬性に良
好な脱水ケーキが得られ汚泥ｄ〜ｆについては満足でき
る脱水ケーキは得られなかった。

即ちａ−ｃの灼熱減量３０％以下の無機買主体の汚泥は
凍結処理汚泥の脱水性は良好で、ｄ−ｆの灼熱減量７０
％以上の有機質主体の凍結処理汚泥は脱水性が無機性汚
泥に比較して劣る。

試みに有機性汚泥に無機質の凝集剤あるいは高分子凝集
剤を少量添加して上述装置により凍結融解処理すると、
良好な脱水ケーキが得られる。

第１表はその一例で、し尿けん気性消化余剰汚泥の凍結
融解脱水データであり、無薬注のものは水分が通過しき
れず脱水不能であるが、塩化第二鉄を乾・検電量比で５
％加えたものは含水率７７％の良好な脱水ケーキが得ら
れる。

ヌツチェテストのものは上述の凍結融解脱水装置（以下
実機と称す）に供給する前にそれぞれの汚泥を少量採取
し冷蔵庫により凍結させ、融解後ヌツチェに入れて測定
した結果である。

この結果は第１表のごとく数値的な差はあるが両者とも
水分が完全に通過し脱水ケーキが得られる。

実機では脱水不可能なものがヌツチェテストでは脱水可
能となっているが実際に両者、すなわち冷蔵庫凍結、そ
して融解処理した薬注と無薬注の汚泥を目視で比較して
も全く同じように凍結による造粒効果が確認され、数値
的に差が出るのがむしろ疑問となるほどで、実機では脱
水不可能であったがヌツチェで脱水可能という結果は当
然と感じられる。

そこで薬注後凍結により造粒された汚泥粒子の強度は無
薬注のそれよりも大であり、実機において脱水槽へ落し
た時にも、比較的濾過性は悪化しないが、無薬注の場合
は脱水不能的悪化があるとの推定のもとに実験を行って
出した結果が第２図である。

また無薬注凍結処理汚泥は実機の脱水槽に落下したと同
様な取扱いを受けたらその濾過性は悪化するだろうとの
推定で行なった実験結果を第３図に示す。

第２図の実験はビーカーに入れた凍結処理汚泥をマグネ
ットメターラの上に乗せてビーカーの中の汚泥中に回転
磁界に追従してまわる回転子を入れて５分間攪拌したも
ので、その攪拌作用により凍結処理効果により粗大化し
た汚泥フロックが破壊されることをねらったものである
。

この実験において塩化第二鉄（ＦｅＣ１３）が５％ｄｓ
添加されたものａは回転子が自由に回転しがたいほどの
汚泥の抵抗を受けた。

一方無薬注のものｂは回転子が比較的自由に回転し汚泥
の抵抗は前者に比してかなり少ない。

＝定時間後置試料を比色管に入れて沈降容積と時間の関
係を測定した結果が第２図に示すもので、塩化第二鉄（
ＦｅＣ１３）を添加したものａがはるかに沈降性が良（
、汚泥の平均的粒径が大であることを証明している。

即ち塩化第二鉄（ＦｅＣ１３）を５％ｄｓ添加した場合
ａは汚泥フロックが壊れにくい傾向があることが判明し
た。

第３図の実験は、無薬注凍結処理の汚泥はそのフロック
が壊れた場合は濾過性にどのような影響があるかを解明
するために実施した結果を示すもので、この図から解る
ように極力フロックを壊わさないよう原液４０をポリ容
器４１に入れ冷蔵庫４２で凍結し、ランプ４４により赤
外線加熱融解した汚泥Ａ′ とこの汚泥Ａ′を長さ約１
．５ｍのパイプ４５を通し１．５ｍ落下させた汚泥Ａ“
とを比較すると約４対１程度の差があり、濾過性の低下
が顕著である。

またヌツチェ漏斗４３の底にＰ紙を貼りその上に凍結状
態の汚泥Ａを入れ、かつヌツチェ漏斗４３下端にゴム栓
をして水分がもれないようにして融解した後テストを行
なったものと、一旦融解してヌツチェ漏斗に移した場合
と比べると、１．１７倍も濾過性が良い結果が出ている
。

第４図はその沢過性テストを行う装置の概略を示すもの
で５０はｆ紙、５１はヌツチェ型漏斗、５２〜５４は弁
、５５はメスシリンダ、５６は真空ゲージ、５７は真空
びん、５８はゴム栓、５９は真空ポンプであり、弁５２
．５３を閉にして真空ポンプ５８を運転し、弁５４の開
度を調節して真空圧ゲニジ５６を見て所定の圧力にセッ
トする。

ヌツチェ漏斗５１の底にＰ紙５０をセットし汚泥５１を
所定量大れて弁５２を開いて減圧ｆ過を行いその時に時
間と共に増加するｆ液量を記録する。

以下の手順は省略する。

この時間とｆ液量の関係より汚泥の単位ｒ過面積、単位
時間当りのｒ液量を算出し、それを濾過性の目安とする
ものである。

以上の実験結果から解るように融解汚泥を落下させると
濾過性の低下が発生することが明確であり、前述従来装
置の動作には凍結融解槽２の底部の汚泥排出口３を開閉
して融解汚泥を下方へ落下させる工程があるため沢過性
が低下し、有機性汚泥の脱水用として適用されない。

しかしながらこれら有機性汚泥は廃棄物として法の適用
を受は勝手な処分はできず、再利用、焼却のように系外
に出さない手段とするか、あるいは許可を受けて特定場
所への埋立てを行う等の手段がとられている。

しかも環境基準のより厳正化、石油系燃料の高騰等の諸
要因により埋立て、焼却による処分は大きな困難と負担
を増しつつある。

このような状勢の中で、し尿、下水道等の有機性の汚泥
はその発生量と処分費用の関係において再利用（資源化
）の方法が真剣に検討されている。

けれども有機性の汚泥の脱水においては従来の前述の装
置では、無機質あるいは高分子凝集剤を添加しないと取
扱い性良好な脱水ケーキが得られない。

このため脱水ケーキ中に添加された凝集剤の塩酸、硫酸
基あるいは高分子が混入することになり、再利用に対し
て大きな阻害要因となっていた。

特に高分子凝集剤については害があるとの立証データは
ないがＰＣＢの発症例もあるため肥料化した場合後世へ
の不安は大きい等問題があった。

この発明はこのような点にかんがみてなされたもので、
塩酸、硫酸基あるいは高分子等の凝集剤を添加すること
なく脱水することができるスラッジの脱水装置を提供す
るものである。

以下第５図に示すこの発明の一実施例について説明する
。

第５図において、６２は砕氷状の凍結汚泥のホッパー兼
定量供給装置、６３ａ、６３ｂは沢材ベル）６６ａ、６
６ｂを駆動するドラム、６４は温水中に浸って沢材ベル
ト６６ａ、６６ｂを方向転換させる案内ドラム、６５ａ
、６５ｂはｆ材ベルト間にはさまれた汚泥を圧縮して脱
水する加圧ドラム、６７ａ、６７ｂｔ６Ｂはｆ材ベルト
の案内ロール、６９ａ、６９ｂは温水中に浸って温水を
加熱する熱交換器と熱媒体を循環させる配管路、７０は
融解した汚泥の水分がほとんどを占める温水プール、７
１はオーバーフロをした温水を排出するための配管路で
ある。

この装置の動作はまず砕氷状の汚泥７２を定量供給装置
６２に入れておく。

砕氷状の汚泥７２は図示していないが例えば、特開昭５
０−１００８４８、特開昭５０−１０６８６４に示され
る様な装置で連続的に供給されるものとする。

定量供給装置６２は上下の沢材ベル）６６ａ、６６ｂ、
駆動ドラム６３ａ、６３ｂの中間に位置し、砕氷状の汚
泥７２をＰ材ベル）６６ａ、６．６ｂの間にはさみ込ま
れる様に一定量を供給する。

沢材ベル）６６ａ 。６６ｂが連続的に移動して温水ブ
→し７０の中にある案内ドラム６４を経て加圧ドラム６
５ａ、６５ｂに至るまでにその間にはさまれた砕氷状の
汚泥７２は温水中に浸漬するため容易に熱の伝導を受け
て融解する。

汚泥が融解するとＰ材ベル）６６ａ。６６ｂの張力によ
りｆ材ベルト６６ａ、６６ｂは互に接近しようとしその
結果として汚泥自身は圧縮力を受けるため水分はｆ材ベ
ル） ６６ ａ、６６ｂを通過して温水プール７９中に
しみ出すことになり、融解の進行に従って沢材ベル）６
６ａｓ６６ｂの間に汚泥の固形分のみが残ってゆく。

この時汚泥の固形分粒子はｆ材ベル）６６ａ、６６ｂに
よる圧縮力と融解した水分の移動の流れの影響は受ける
が固形分粒子自身の移動はほとんどない。

また融解してしみ出た低温の水分は、周囲の比較的高温
の温水と比重差により対流を発生して入れ替るため融解
熱源がスムーズに汚泥部分に供給されるので、融解と固
液分離の作用が汚泥フロックの損傷が従来装置に比較し
てはるかに少ない状況のもとに速やかに進行する。

そして温水プール７０を出たｆ材ベルト６６ａ、６６ｂ
は加圧ドラム６５ａｓ６５ｂの前で自然滴下により水切
りをされ、次に加圧ドラム６５ａ、６５ｂによりｆ材ベ
ル）６６ａ、６６ｂを介して汚泥を圧搾脱水し、含有す
る水分を極力絞り出して汚泥脱水ケーキを成牛させる。

その後に図示していないが、適当な汚泥ケーキの剥離手
段によりｆ材ベルトと脱水ケーキを分離して装置外に取
り出す。

その後これも図示していないがｆ材の洗浄手段によりそ
の濾過能力を再生させもとの汚泥供給装置の部分へと巡
回する。

温水プール７０の底部には熱交換器６９ａが設置され、
加熱媒体液を管路６９ｂを通して循環させ、常時温熱を
温水プール７０内の水に供給している。

汚泥を融解して分離した水分は温水プール７０よりあふ
れることになるが、下層の低温で比重の重い水からオー
バーフローするような溢流装置を経て、排出管路７１に
流れ込み、熱損失を極力少なくしている。

この実施例ではＰ材が二重になった沢材ベルトとしてい
るが、一重のＰ布ベルトとし温水プールの水面に接して
融解し、加圧ドラムに汚泥脱水ケーキを転写し、スクレ
ーパーでかき落す形式としても同様な効果がある。

またｒ材を連続式のベルト状でなく、枠組の底にＰ材を
設置した形としてバッチ式に凍結汚泥を供給し、温水に
浸漬して融解し、次にｒ材下部より真空引きを行なって
減圧ｒ過を行う形式としても有効である。

なお加熱手段として温水プールによらず温風吹付で氷を
融解する手段を採用しても同様な効果が得られる。

以上のようにこの発明は凍結融解した汚泥を落下させる
ことなく脱水するよう構成されているため、凝集剤を用
いることなく、有機性汚泥の脱水を行なうことができ、
脱水ケーキを肥料化することが可能となり、その処分が
容易となる等効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の汚泥脱水装置を示す構成図、第２図およ
び第３図は実験データを示す図、第４図は汚泥のｒ過性
測定装置を示す構成図、第５図はこの発明の一実施例を
示す構成図である。 図において、６２は汚泥定量供給装置、６３ａ。 ６３ｂは駆動ドラム、６４は案内ドラム、６５ａ。 ６５ｂは加圧ドラム、（ｉ（ｉａ、６６ｂは沢材ベルト
、６７ａ、６７ｂ、６Ｂは案内ロール、６９ａは熱交換
器、６９ｂは熱媒管路、ＴＯは温水プール、７１は排出
管路である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ スラッジを凍結し、融解して脱水するものにおいて
   、上記凍結したスラッジをＦ材に供給する供給装置と、
   上記Ｆ材に供給された上記凍結したスラッジを融解する
   ために、ベルトが浸漬通過可能な温水プールからなる加
   熱装置と、融解したスラッジを上記Ｆ材を介し脱水する
   装置とを設けたことを特徴とするスラッジの融解脱水装
   置。 ２ Ｆ材は濾過性を有する移動可能なベルトであること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のスラッジの融
   解脱水装置。 ３ Ｆ材は相対し、移動可能な第１と第２のベルトから
   なり上記両ベルトの少な（とも一方のベルトは濾過性ベ
   ルトであり、上記両ベルト間にスラッジを介在させて運
   搬するようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載のスラッジの融解脱水装置。