JPS63256199A - 汚泥の脱水乾燥処理方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、下水処理場で発生する汚泥２港湾や湖沼底
に堆積する汚泥あるいは産業排水処理汚泥等の汚泥を焼
却処理する工程において、汚泥と油とを混合して加熱す
ることにより、汚泥から水分を蒸発させて、汚泥を脱水
乾燥処理する方法に関するものである。

〔従来技術〕

近年、下水道整備に伴なって下水処理場から発生する大
量の汚泥１港湾や湖沼底に堆積するヘドロからなる汚泥
２食品加工の際に発生する汚泥等を処理する手段として
、汚泥の含水比を小さくして埋立処分する方法および焼
却処理する方法等が実施されているが、埋立処分する場
合は用地問題や土地汚染の問題があるので、焼却処理す
るのが好ましい。

汚泥を焼却処理する場合は、焼却に多量の補助燃料を必
要とするので、予め汚泥を脱水乾燥しておく必要がある
。

従来、汚泥の脱水乾燥方法としては各種の方法が知られ
ているが、油と汚泥とを混合して脱水乾燥したのち、残
留する油によって汚泥焼却を助長させる効果を狙った方
法が、特公昭４５−２１６７７号公報によジ公表されて
いる。

この方法の場合は、汚泥を比較的不揮発性の油と混合し
て、それから水分を除去したのちも流体でかつポンプ操
作にかけ得る状態を保つ混合物とし、得られた油含有混
合物を連続的な脱水段階にかけ、その連続的脱水段階の
各段階は順次高温度で行なわれ、かつ得られた油含有混
合物が、脱水の進むことによって、次々に高い濃度のも
のとなるような加熱蒸発によるものであり、その際、各
加熱蒸発段階から発生する蒸気がその前段の加熱蒸発段
階に要する熱の事実上一部分を供給するようにし、かつ
得られた事実上無水の汚泥油スラリを取出して焼却する
工程から成るものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、この脱水乾燥焼却方法の場合は、多重の直列加
熱段階を必要とするので、設備が複雑になり、またスケ
ールアップに対しては、全段階の設備を改造するか、別
途新設する必要があるので、多額の費用がかかるという
問題がある。

〔発明の目的、構成〕

この発明は、汚泥と油とを混合して加熱することにより
脱水乾燥する方法において、前記従来技術の問題点を解
消し、設備構成を単純化すると共に、故障時または定期
修理時の対策が容易にとれるようにし、かつスケールア
ップを容易に可能とすることができる汚泥の脱水乾燥処
理方法を提供することを目的とするものであって、この
発明の要旨とするところは、水分を含有する汚泥と油と
を混合して得た油泥混合物を、蒸気加熱される蒸発缶１
内に連、続注入して、その蒸発缶１内で強制循環させ、
蒸発缶１内における油泥混合物の加熱温度を蒸発缶内の
圧力下での水の沸点温度以上に設定し、前記蒸発缶１か
ら取出された脱水油泥混合物を搾油機２により搾油する
ことを特徴とする汚泥の脱水乾燥処理方法にある。

〔実施例〕

次にこの発明を図示の例によって詳細に説明する。

第１図はこの発明を単数の蒸発缶を使用して汚泥の脱水
乾燥を行なう場合に適用した第１実施例を示すものであ
る。

対象とする汚泥は、下水処理場から排出される濃縮され
たままの含水比約９５％程度のものおよび機械的手段で
一次脱水された含水比約８０〜８５％のもののいずれで
も良いが、本実施例では、単数の蒸発缶による場合、汚
泥を脱水乾燥した後焼却する際に発生する熱エネルギー
のみで加熱源を自給できる一次脱水した汚泥を対象とす
る。なは濃縮汚泥を対象とする場合は、補助燃料を用い
て同様に実施することができる。

ここで含水比とは、汚泥中に含まれる水と固形物の和に
対する水の割合を云う。

以下第１図を参照してこの発明の第１実施例について説
明する。

油泥混合槽５内にモータ４により回転される攪拌具５が
配置され、循環油ポンプ６を有する油供給管７の一端部
は循環油槽８に接続され、その油供給管７の他端部は前
記油泥混合槽５内の上部に配置されている。

加熱蒸気供給管９および戻り管１０を接続した蒸気式加
熱器１１の上部の油泥混合物出口に、蒸気分離器１２の
油泥混合物入口が接続され、その蒸気分離器１２の油泥
混合物出口と前記加熱器１１の油泥混合物入口とは、循
環ボンダ１３を有する循環管１４を介して接続され、前
記蒸気式加熱器１１と蒸気分離器１２と循環ポンプ１５
を有する循環管１４とにより蒸発缶１が構成されている
。

また前記加熱蒸気供給管９は焼却炉（図示を省略した）
の排熱を利用した排熱ボイラの蒸気出口に接続され、か
つ前記戻り管１０はボイラの軟水タンクに接続される。

前記油泥混合槽５の下部と循環ポンプ１５の吐出側の循
環管１４とは、油泥ポンプ１５および供給パルプ１６を
有する油泥供給管１７を介して接続され、かつ循環ポン
プ１６の吸込側の循環管１４に排出パルプ１８を有する
排出管１９の一端部が接続され、その排出管１９の他端
部は搾油機、駆動モータ２０を備えている搾油機２の油
泥混合物入口に接続され、さらに搾油機２の油出口に接
続された排油管２１の排出端部は前記循環油槽８内の上
部に配置され、また調節バルブ２２を有する補給油供給
管２ろの一端部は補給油タンク２４に接続され、その補
給油供給管２５の他端部は循環油槽８内の上部に配置さ
れている。

前記蒸気分離器１２に一端部が接続されている蒸気排出
管２５の他端部は凝縮器２６の蒸気入口に接続され、そ
の凝縮器２６に冷却水循環装置２７が接続され、かつ凝
縮器２６の排水口に排水管２８の一端部が接続され、そ
の排水管２８の他端部は油水分離槽２９内の上部に配置
され、さらにその油水分離槽２９における排水口に分離
水排出ボンダろＤの吸引管が接続され、また油水分離槽
２９における排油口に分離油排出；１？ンプ５１の吸引
管が接続され、その分離油排出ポンプ５１の吐出管５２
の排出端部は前記循環油槽８内の上部に配置されている
。

前記搾油機２における乾燥ケーキ出口の下部に乾燥ケー
キコンベヤろ５の受入端部が配置され、その乾燥ケーキ
コンベヤろ５の排出端部は混合槽５４の上部に配置され
、かつその混合槽ろ４における排出口の下部には、脱水
乾燥搾油汚泥を焼却炉に移送するためのスクリュウフィ
ーダー５５が設けられている。

第１図に示す汚泥の脱水乾燥処理装置において、油泥混
合槽ろに下水汚泥からなる汚泥３７が供給されると共に
、循環油槽８内の油が循環油ポンプ６により油泥混合槽
ろに供給され、その油泥混合槽５内で汚泥と油とが攪拌
具５により攪拌混合される。

油泥混合槽ろ内の油泥混合物は、油泥ポンプ１５により
蒸発缶１における循環ポンプ１５の吐出側の循環管１４
に供給され、蒸発缶１内で循環ポンプ１５により油泥混
合物が循環される。

蒸発缶１内で油泥混合物が循環される際に、加熱器１１
により加熱されて、油泥混合物中の水分が蒸気になり、
蒸気分離器１２により油泥混合物から蒸気が分離され、
蒸気分離器１２により分離された蒸気は蒸気排出管２５
を通って凝縮器２６に送られ、その凝縮器２６により液
化された油分を含む水は、排水管２８を通って油水分離
槽２９に送られ、その油水分離槽２９により水と油に分
離され、分離された油は分離油ポンプ５１により循環油
槽８に供給される。

また蒸発缶１において脱水乾燥された油泥混合物は、排
出管１９を通って搾油機２に送られて搾油され、搾油後
の乾燥ケーキは乾燥ケーキコンベヤ５ろにより乾燥ケー
キホラ／ぐろ４に供給され、その乾燥ケーキホッパ５４
から排出された乾燥ケーキはスクリュウフィーダーろ５
により焼却炉に移送されて焼却される。

搾油機２により分離された油は循環油槽８に貯溜され、
その循環油槽８内の油は循環油ポンプ乙によって油泥混
合槽５に供給される。さらにまた、乾燥ケーキを焼却す
る際に発生する排熱は前記排熱ボイラの熱源として利用
される。

なお蒸発缶１の使用数が単数である場合は、加熱蒸気を
熱源とする加熱器１１により蒸発缶１中の油泥混合物の
温度を、大気中での水の沸とう点である１００℃よりも
高くすることができるので、蒸発缶１内を減圧しなくて
も、蒸発缶１内における油泥混合物中の水分を蒸発させ
ることができる。

次に第１図に示す汚泥の脱水乾燥処理装置を使用して、
含水率８０〜８５％の下水汚泥を搾油可能な含水率１０
％程度に脱水乾燥処理する場合の例について説明する。

まず比較的不揮発性の油、例えば重油を使用し、重量比
で汚泥固形分１に対して油５〜１０程度の割合で汚泥と
油とを混合し、得られた油泥混合物中 油泥の温度に対応して、蒸発缶中における油泥の滞留時
間が所定の値になるように供給パルプ１６と排出パルプ
１８とを同等に調整する。

ここで、滞留時間（ｈ）とは、蒸発缶１内の汚泥固形分
量−を汚泥固形分排出（供給）速度（Ｑ’／ｈ）で除し
たもので、汚泥固形分の平均滞留時間を示すものである
。

具体的な滞留時間と排出される汚泥すなわち脱水乾燥後
の汚泥含水率との関係を第ろ図に示す。

第５図のグラフにおける縦軸は排出される汚泥の含水率
であり、また横軸は滞留時間であり、蒸発缶中の油泥の
温度が１１０°Ｇ、１１５°Ｇ、１２０℃のときの汚泥
含水率と滞留時間との関係を示している。

また第５図において、ΔＴは油泥混合物の温度と水の沸
とう点との差を表わしている。

第５図のグラフを用いて、脱水乾燥後の油泥混合物の含
水率が１０％のときの滞留時間を求めると、油泥混合物
の温度が１２０°Ｃの場合は約２．５時間であり、油泥
混合物の温度が１１５°Ｃの場合は約５．５時間である
。

このようにして連続的に脱水乾燥処理された油泥混合物
は、排出管１９から搾油機２に供給されて搾油されるこ
とにより乾燥ケーキになり、その乾燥ケーキはスクリュ
ウコンベヤろ５により焼却炉に移送されて焼却される。

第２図は、蒸発缶を複数設けて使用する場合の例につい
て、第１実施例の場合と同様の６組の蒸発缶ＩＡ、１Ｂ
、ＩＣを並列に配置して使用したこの発明の第２実施例
を示すものであって、被処理汚泥は下水処理場から排出
される濃縮汚泥（水分含有率約９５％）とし、各蒸発缶
ＩＡ、１Ｂ。

１Ｃに供給する脱水乾燥用の熱源として、乾燥ケーキを
焼却する際発生する排熱を利用した排熱＋（？イラーか
ら発生する蒸気と、各蒸発缶で油泥を脱水乾燥する際発
生する蒸気を有効に利用したものである。

第２図において蒸気管に設けられている・ぐルプＸＶ＋
　、ＸＶ２　、　ＸＶｓ　オヨびｘｗ、　、　ｘｗ２ｕ
　イずレカノ蒸発缶が故障した際使用するためのもので
通常運転時は全て閉じておかれる。

第１実施例で説明したように、油泥混合槽ろにおいて混
合された油泥混合物は、油泥ポン′ｆ１５により各蒸発
缶＋Ａ、４８．ＩＣに対しそれぞれパルプＦ１．Ｆ２．
Ｆ３の調整により適当流老に調整されて供給される。

各蒸発缶ＩＡ、Ｉ　Ｂ、Ｉｃにおいては、第１実施列の
場合と同様に油泥が搾油可能な含水率に脱水乾燥され、
かつ各蒸発缶において脱水乾燥された油泥混合物は、排
出管１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃを通って搾油機２に送られ
て搾油され、搾油後の乾燥ケーキは焼却炉５Ｂに供給さ
れて焼却される。

加熱蒸気の供給について説明すると、まず焼却炉５８に
よる乾燥ケーキの焼却によって排熱ボイラ３９に発生し
た蒸気がパルプＶ３を通って第５の蒸発缶ＩＣの加熱器
に供給され、潜熱分が熱交換されて凝縮水としてパルプ
Ｗ３□を通９再び排熱ボイラろ９に回収される。

一方、第５の蒸発缶１Ｃにおいて油泥混合物を脱水乾燥
して発生した蒸気は、・ぐルグＥ３．　Ｖ２を通って第
２の蒸発缶１Ｂの加熱器に加熱蒸気として供給され、同
様に第２の蒸発缶１Ｂにおいて油泥混合物を脱水乾燥し
て発生した蒸気は、パルプＥ２゜■、を通って第１の蒸
発缶１Ａの加熱器に加熱蒸気として供給される。

この場合、第１および第２の蒸発缶１Ａ、ＩＢの加熱蒸
気の凝縮水は、汚濁物質が多くボイラ用水としては不適
当であるので、その１疑縮水を、第１の蒸発缶ＩＡ内で
発生して凝縮器２６により凝縮された水と共に油水分離
槽２９に供給する。

前述のように複数の蒸発缶を並列運転して汚泥の脱水乾
燥を行なう場合、それぞれの蒸気缶の加熱器に供給され
る加熱蒸気の温度で加熱される油泥混合物の温度に対応
して、それぞれの蒸発缶に供給しかつそれぞれの蒸発缶
から排出する油泥混合物の流量を調整することにより、
所定の滞留時間に設定する。なお加熱蒸気の温度は、第
５の蒸発缶１Ｃ２第２の蒸発缶ＩＢ、第１の蒸発缶１Ａ
の順に低下していく。

蒸発缶内における油泥混合物の温度が大気圧下における
水の沸とう点温度（約１００°Ｃ）と同等またはこれよ
りも低くなる場合は、蒸発缶内における水の沸とう点温
度を油泥混合物の温度よりも低くするために、蒸発缶内
金減圧する必要がある。

例えば各蒸発缶内の油泥混合物の滞留時間を６時間に設
定して、各蒸発缶から含水比１０％程度に脱水乾燥した
油泥混合物を得ようとする場合、第４図の特性線から設
定圧力における水の沸とう点温度を求めることができ、
かつ必要な含水率（１０％）に対応する温度差（油泥混
合物温度と水の沸とう点温度との差）を求めることがで
き、さらに設定すべき油泥混合物温度を求めることがで
きる。この結果、設定温度および設定圧力は第１表に示
す値になる。なお蒸発缶内金減圧する場合は、真空ポン
プ４０を運転し、かつ調整パルプＣＶ＋　、　ＣＶ２を
調整する。

なは、いずれかの蒸発缶にトラグルを生じた場合は、そ
の蒸発缶の運転のみを停止して操業することが可能であ
る。例えば第５の蒸発缶１ｃにトラブルを生じた場合は
、油泥供給パルグＦ！、乾燥ケーキ排出パルプＰ３．加
熱蒸気供給パルプＶ１．加熱蒸気１疑縮水排出パルグＷ
３８１発生蒸気排出パルグＥ３の谷パルプを全閉とし、
加熱蒸気バイパスバルブＸ■３および加熱蒸気凝縮水バ
イパスバルブＸｗ２を開くことにより、第５の蒸発缶１
Ｃのみを停止して、第１および第２の蒸発缶１Ａ、ＩＢ
を運転することができる。また第１の蒸発缶１Ａまたは
第２の蒸発缶１Ｂにトラブルを生じた場合も、所定のパ
ルプ切替操作により、その蒸発缶のみ停止し他の２台の
蒸発缶で運転を継続することができる。

また１台の蒸発缶を備えている場合または複数台の蒸発
缶を備えている場合の何れにおいても、乾燥ケーキ？焼
却する際の発生熱量が油泥混合物の脱水乾燥に必要な熱
量以上となる場合は、油と混合する前の下水汚泥の一部
を直接乾燥ケーキと混合して焼却炉に投入してもよく、
あるいは余剰熱を蒸気発電、冷暖房、その他のエネルギ
ーとして、脱水乾燥の系外にて有効利用してもよい。

さらにまた、蒸発缶に油泥混合物を注入する前に予熱槽
を設けてその予熱槽において油泥、ＩＡ混合物を予熱し
たうえで蒸発缶に注入するようにすれば、熱源が不足す
るような場合に有利となる。

〔発明の効果〕

この発明によれば、水分全含有する汚泥と油とを混合し
て得た油泥混合物を、蒸気加熱される蒸発缶１内に連続
注入して、その蒸発缶１内で強制循環させ、蒸発缶１内
における油泥混合物の加熱温度を蒸発缶内の圧力下での
水の沸点温度以上に設定し、前記蒸発缶１から取出され
た脱水油泥混合物を搾油機２により搾油するので、前記
従来のように多重の加熱蒸発段階を直列にして順次高温
にすることによって汚泥の脱水乾燥を行なうという煩雑
な加熱処理を行なう必要はなく、汚泥と油とを混合して
得た油泥混合物を蒸発缶１内に連続注入して強制循環さ
せ、かつ蒸発缶１から脱水乾燥油泥混合物を連続して取
出して搾油して、汚泥の乾燥ケーキを容易に得ることが
でき、かつ処理設備を小型化すると共に単純化して低コ
ストで製造することができ、さらにスケールアップに対
する対応を容易にすることができる等の効果が得られる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例において用いられる汚泥
の脱水乾燥処理装置の縦断側面図、第２図はこの発明の
第２実施例において用いられる汚泥の脱水乾燥処理装置
を示す概略図、第６図は蒸発缶内の油泥混合物温度およ
び滞留時間と汚泥含水率との関係を示すグラフ、第４図
は油泥混合物温度および水の沸とう点温度の差と汚泥含
水率と蒸発缶内の設定圧力との関係を示すグラフである
。 図において１は蒸発缶、２は搾油機、５は油泥混合槽、
５は攪拌具、６は循環油ポンプ、７は油供給管、９は加
熱蒸気供給管、１１は蒸気式加熱器、１２は蒸気分離器
、１５は循環ポンプ５１４は循環管、１５は油泥ポンプ
、１６は供給パルプ、１７は油泥供給管、１８は排出パ
ルプ、１９は排出管、２５は補給油供給管、２４は補給
油タンク、２５は蒸気排出管、２６は凝縮器、２９は油
水分離槽、５１は分離油排出ポンプ、５６は乾燥ケーキ
コンベヤ、ろ７は汚泥、ろ８は焼却炉、ろ９は排熱ボイ
ラ、４０は真空ポンプである。 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 水分を含有する汚泥と油とを混合して得た油泥混合物を
   、蒸気加熱される蒸発缶１内に連続注入して、その蒸発
   缶１内で強制循環させ、蒸発缶１内における油泥混合物
   の加熱温度を蒸発缶内の圧力下での水の沸点温度以上に
   設定し、前記蒸発缶１から取出された脱水乾燥油泥混合
   物を搾油機２により搾油することを特徴とする汚泥の脱
   水乾燥処理方法。