JPS63295000A - 難脱水性物質の脱水方法 - 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］ 本発明は難脱水性物質１例えば下水、し尿等で発生する
汚泥等の脱水に関する。

［従来の技術］ 近年、公共水域の水質強化、産業開発の発展、変換に伴
い水質浄化量は増大し、その結果副産物である汚泥は増
加の一途を辿っている。一般に有機性汚泥の可燃物はセ
ルロース形態を示し３０００〜４５００Ｋｃａｌ八ｒ有
機分の発熱量を有し１石炭にも匹敵する。それにもかか
わらず総発生汚泥量の９０％以上は大地又は海洋への投
棄処分に頼っていた。

しかし未処理汚泥では多量の水分を伴い腐敗性を有し、
悪臭を発生する為環境衛生上投棄に制限を受け、大都市
やその周辺都市での投棄処分は今や飽和状態に達してい
る。又一方では汚泥の焼却処分という方法もとられてい
るが、多分に補助燃料を必要とし、資源の浪費という感
はまぬがれない。

そこで、汚泥を焼却処分する際の省資源化、更に進んで
排熱の有効利用という観点から、汚泥ケーキの低含水率
化が画られでいる。従来より、有機分を含む汚泥を脱水
するには、汚泥に何らかの調質剤を添加して調質後、真
空脱水、遠心脱水、ベルトプレス、スクリュープレス等
の装置を単独又は組合わせて脱水して汚泥ケーキとする
ものである、しかしこの汚泥ケーキは適状含水率が８０
％前後であって、多段炉をはじめとする各種焼却炉で「
自燃」と称する補助燃料なしての焼却をおこなうにはほ
ど遠い状態であった。自燃を行なうための汚泥ケーキの
含水率は汚泥ケーキの有する発熱量にもよるが、下水汚
泥に例をとればおよそ６５％以下である。そして含水率
を小さくするために前記したような脱水装置で一次脱水
した汚泥ケーキを更に二次脱水する方法が行なわれてい
る。

例えば特開昭５３−９６２５８号公報では、−次脱水し
た汚泥ケーキとこれと略同質の汚泥を絶乾状態にした乾
粉とを攪拌、混錬したものを加圧して二次脱水すること
により、更に低含水率の汚泥ケーキを得る方法が開示し
である。又特開昭５８−１０１８００あるいは特開昭５
９−４８１６０号公報では一次脱水した汚泥ケーキと、
脱水助剤として珪そう土、骨粉、炭カル、焼却灰、ソー
ダスト、乾燥パルプ等を加えて揺動変化を防ぎながら汚
泥ケーキを適当な粒度の造粒物とし、その表面を脱水助
剤でおおった上で、これを二次脱水して含水率を６０％
以下にする方法が開示しである。又大規模な下水処理場
、し尿処理場、排水処理施設で発生する汚泥ケーキは日
量数十トンから数百トンにおよびその汚泥ケーキに添加
する脱水助剤の量もそれに伴って１０トン〜１００トン
にもなり、それを外部より安定して供給するには多大な
費用と労力を要するものであった。そこで最近では同一
処理場あるいは施設内で発生する汚泥ケーキの乾燥粉や
焼却灰を脱水助剤として使用して、二次脱水を行なう方
法が注目され始めている。

［発明が解決しようとする問題点］ 発明者らは二次脱水をした汚泥ケーキの含水率が低くて
発熱量が高いほど、有効な熱量として外部に取り出せる
量が大きい事に着目して、脱水助剤に発熱量を有する乾
燥汚泥を使用することにして種々実験を行なった。しか
し下水やし尿の一次脱水した汚泥ケーキに、それと同じ
汚泥ケーキの乾燥粉を添加して、外周に乾燥粉がコーテ
ィングされた汚泥粒を二次脱水しても、はとんどその水
分量が低下せず二次脱水の効果が無かった。

本発明は前記問題点を解決し、発熱量が大きく水分量の
小さい汚泥ケーキが得られる汚泥の脱水方法を提供する
ものである。

［問題点を解決する手段］ 本発明は、あらかじめ−次脱水した難脱水性物質の脱水
ケーキに、それと同種の物質を加熱処理した乾粉を添加
して、外周に乾粉が付着してコーティング層を形成した
脱水ケーキ粒を作り、この脱水ケーキ粒を加圧圧搾して
二次脱水を行なうことを特徴とする難脱水性物質の脱水
方法であって、加熱処理した乾粉中の可燃分量が５〜６
０％の範囲であり、且つ加熱処理は実質的にばい煎、あ
るいは乾溜である。

ここで二次脱水に適当なコーティング層を形成するため
には、乾粉はｒぬれＪ性がよく、しかも乾粉間隙が毛管
を形成する程度の粒度が必要とされる。

コーティング層は汚泥粒を加圧圧搾した際、汚泥粒から
搾り出された水分を速やかに排出するための「水路」の
役目をするものであるため、コーティング層に形成され
た毛管が加圧力で潰れない程度の強さを有し、しかも水
分による膨潤等により透水性を失わないことが必要であ
る。

汚泥を単に乾燥したのみのもので、コーティング層を形
成した場合は、汚泥ケーキ中の水分で再膨潤して透水性
を失いまた強度も低下してしまい、「水路」としての役
目をしなくなったために二次脱水ができなかったものと
思える。

本発明のように乾燥した汚泥を、ばい前頁に進んで乾溜
して、汚泥中の炭水化物や蛋白質を熱変性させれば、水
分を再吸収して膨潤することがなく、二次脱水に必要な
透水性を失うことはない。

［実施例］ 本発明における一次脱水は、汚泥を真空脱水、遠心脱水
、ベルトプレス、スクリュープレス、あるいはフィルタ
プレス等の脱水機をもって、含水率を８０％前後までに
する。このように−次脱水した汚泥ケーキを回転円筒ミ
キサー等に投入して解砕すると共に、前記脱水ケーキを
乾燥させたものを更に加熱処理して汚泥を熱変性させた
乾粉を添加で、汚泥ケーキを適度な粒度に造粒するとと
もに、その汚泥粒の外周に乾粉をコーティングする。

こうしてできた汚泥粒を加圧圧搾により二次脱水して、
汚泥粒中の水分を絞り出すものである。加圧圧搾時の圧
力のかけ方は二段階とし、初圧は３０ｋｇ／ｄ以下、望
ましくは１５〜２５ｋｇ／ａ＃で２分間以下とする。又
本加圧は４０〜ＬＯＯｋｇ／ｃＪ、望ましくは５０〜７
０ｋｇ／ｃｉで２分間以下とする。

次に実験例に基づいて本発明の詳細な説明する。

第１表は乾燥した汚泥を空気中で加熱してばい煎したと
きの、ばい前条件と乾粉中の残留した可燃分の割合を示
す。

第１表 この表によれば、ぽい前温度が高く、その時間が長いほ
ど乾粉中の可燃分（有機物、炭化物）の割合が減少する
が、これは汚泥中の構造水や内部水の飛散したり、部分
的な燃焼による灰化、乾溜によって炭化水素がガス化し
たためである。

従って、可燃分は主として熱変性したポーラスな炭水化
物、蛋白質、炭化物の混合体であろうと考えられる。

次に、−次脱水した含水率８０％の汚泥ケーキを解砕、
造粒しながら、これに前記の加熱処理した乾粉を添加し
て汚泥粒の表面に乾粉をコーティングして、汚泥粒の径
を概略５ミリとしたものを加圧圧搾した。加圧圧搾はプ
レス式脱水機で行ない、その加圧条件は初圧が２０ｋｇ
／ｃｄ　Ｘ　１分１本加圧が５０ｋｇ／ａｌＴ　Ｘ　１
分とした。

第１図は上記の条件で二次脱水した時の汚泥ケーキの減
水率と、コーティング剤である加熱処理した軸分に残留
した可燃分の割合を示した線図である。ここで、残留し
た可燃分の割合は加熱処理、即ちばい煎、乾溜の度合い
を示すものである。また減水率とは、二次脱水した時、
汚泥ケーキより搾り出された水分量を二次脱水する前の
汚泥ケーキ中の全水分量ご除した値である。従って汚泥
ケーキに乾粉を加えるだけで生ずる汚泥ケーキの見掛上
の含水率の低下は全く無関係になる。

汚泥ケーキに添加する乾粉中の可燃分の割合が０のとき
即ち灰と同等であるときから５０％までは、二次脱水に
おける減水率がほとんど変化せず、５０％を超えると急
激に低下してきて脱水性が悪くなる。そして乾粉中の可
燃分の割合が８０％を超えると減水率はほとんどＯとな
り二次脱水の効果は全く無くなる。

即ち、はい煎あるいは乾溜の度合いが進むにつれて二次
脱水による脱水の効果が大きくなり、ある程度まで進む
とその効果が飽和する。

そして−次脱水ケーキに添加する乾粉の量を二次脱水ケ
ーキの乾燥実景に対して０．５〜２倍量で変化させても
このような傾向は変わらなかった。

ここで−次脱水した汚泥ケーキの含水率を８０％、発熱
量を３０００ｋｃａｌ／ｋｇ、有機分とし、有機分を７
５％とすると、汚泥ケーキの乾燥物の相当発熱量は２２
５０ｋｃａｌ／ｋｇとなる。この汚泥ケーキに５０％の
有機分をもつ乾粉を等倍量添加して二次脱水すると計算
上は次のような性状の汚泥ケーキとなる。

含水率　　４５％ 発熱量　　１８７５ｋｃａｌ／ｋｇ 上記値は自燃限界を超えて余剰熱量を十分生み出せるも
のである。

又ここで灰分のみを加えた場合には計買上は含水率　　
４５％ 発熱量　　１１２５ｋｃａｌ 上記値は自燃はするが大巾に余剰熱量が低下するものと
なる。

以上は、下水等の排水処理の汚泥について述べたが１本
発明はそれに限られることなく、例えば食品、化学等の
製造行程中の脱水操作にも適用できるものである。

［発明の効果］ 本発明は以上説明したようように、有機分を含有する汚
泥の高度の熱特性を無駄にすることなく、しかも自燃が
可能なまでに含水率を低下せしめ、更に進んで燃焼時の
熱を利用し、発電等の有効なエネルギーに変更すること
も出来る。以上のように本発明は省資源面より産業廃棄
物の有効利用、再利用が叫ばれる昨今において非常に有
効な脱水方法である。

【図面の簡単な説明】

第１図は乾粉中の可燃分の割合と減水率の関係を示す線
図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）あらかじめ一次脱水した難脱水性物質の脱水ケーキ
   に、それと同種の物質を加熱処理した乾粉を添加して外
   周に乾粉が付着した脱水ケーキ粒を作り、この脱水ケー
   キ粒を加圧圧搾して二次脱水を行なうことを特徴とする
   難脱水性物質の脱水方法。 ２）加熱処理した乾粉中の可燃分量が５〜６０％の範囲
   であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の難
   脱水性物質の脱水方法。 ３）加熱処理は実質的にばい箭、あるいは乾溜であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の難脱水性物
   質の脱水方法。