JPS6384699A

JPS6384699A - 汚泥の乾燥装置

Info

Publication number: JPS6384699A
Application number: JP61227783A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Mitsushiba; 三柴　泰男; Masakatsu Ishizaka; 石坂　正勝; Takao Kusakabe; 日下部　孝雄
Original assignee: JGC Corp
Current assignee: JGC Corp
Priority date: 1986-09-26
Filing date: 1986-09-26
Publication date: 1988-04-15
Anticipated expiration: 2010-10-04
Also published as: JPH0790240B2

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、下水処理、し尿処理、工場排水処理等におい
て発生する汚泥の乾燥方法及びその装置に関するもので
ある。

「従来の技術」一般に下水汚泥等の汚泥は、消石灰を主とする無機凝集
剤あるいは高分子凝集剤を用いて脱水されているが、脱
水汚泥はこれら脱水方式によってその性状が異なり、特
に高分子凝集剤を添加した脱水汚泥は含水率及び有機物
含有量が高く、乾燥時に粘着性及び造粒性を有すると共
に有機物劣化を起こし易い。

従来、これら脱水汚泥の乾燥方式としては、蒸気による
間接加熱乾燥方式が用いられているが、伝熱面のスケー
ル付着による熱効率の低下の問題がある上、伝熱容量係
数が小さいので低含水率の乾燥物を得るには広い伝熱面
積を必要とし、また、装置の構造が複雑で建設費が高い
などの欠点がある。そのため、熱風あるいは過熱蒸気を
熱媒体とした直接加熱型の乾燥方式も一般に用いられて
い「発明が解決しようとする問題点」例えば、特開昭５９−２０５５０８号公報には、汚泥を
流動乾燥器内で過熱蒸気と直接接触させて粉状乾燥物と
し、乾燥器より過熱蒸気流に同伴させて排出した後、サ
イクロンで分離する方法が示されている。しかし、この
方法では過熱蒸気の循環量及び空塔速度を大きく取る必
要があり、乾燥系の圧損、消費動力が大きくなると共に
、乾燥物の排出状況も不安定になり易く、更に、滞留時
間が一定しないため、燃料性を有する有機物の劣化率が
増大するという欠点があった。

また、特開昭５９−２９９７０号公報には、汚泥を熱風
（加熱空気）で造粒乾燥せしめ、乾燥室から溢流排出さ
せる方法が示されている。しかし、この方法では、有機
物が加熱空気によって劣化され易く、乾燥物の含水率を
低くしようとすると細かい粉塵が発生し、高温空気と直
接接触して発火する恐れがあり、含水率３０〜６０％程
度の乾燥度に止めるのが好ましく、また、クローズドシ
ステムの採用が困難であるなどの問題があった。更に、
上記の何れの方法も乾燥対象汚泥の性状に応じて乾燥操
作条件を適宜変更することが比較的離しいという問題が
あフた。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、有′Ｒ物
劣化の少ない低含水率の乾燥汚泥を乾燥効率よく安定し
て得ることのできる汚泥の乾燥方法及びその装置を提供
することを目的とするものである。

ｒ問題点を解決するための手段」本発明の方法は、乾燥器の内部に脱水汚泥を供給しかつ
過熱蒸気または過熱蒸気を主体として含む高温多湿気体
からなる熱媒体をその下部側から供給すると共に、上記
脱水汚泥を上記乾燥器内で攪拌しつつ上記熱媒体によっ
てその含水率が１０ｗｔ％以下になるまで乾燥し、粗粒
状の乾燥汚泥を上記乾燥器の側壁に設けた溢流管から外
部に取り出す一方、細粒ダスト状の乾燥汚泥を熱媒体に
同伴して上記乾燥器の頂部より排出して分離するように
したものであり、また、本発明の装置は、過熱蒸気また
は過熱蒸気を主体として含む高温多湿気体からなる熱媒
体を内部に供給する熱媒体供給管が下部に接続されると
共に、脱水汚泥を内部に供給する脱水汚泥供給管が上記
熱媒体供給管の接続位置より上方に、乾燥汚泥を外部に
排出する溢流管が側部に、また細粒ダスト状の乾燥汚泥
と熱媒体を外部に排出する気流管が頂部に、それぞれ接
続され、かつ上記脱水汚泥供給管から内部に供給される
脱水汚泥を攪拌する攪拌機と上記熱媒体供給管から内部
に供給される熱媒体を分散噴出させるノズル手段がそれ
ぞれ内部に設けられて成る乾燥器と、該乾燥器の気流管
に接続され、該気流管から排出される熱媒体から細粒ダ
スト状の乾燥汚泥を分離する分Ｒ装置とを具備せしめて
構成したものである。

「作用」本発明では、熱媒体として過熱蒸気または過熱蒸気を主
体として含む高温量ンリス体を用い、非酸化雰囲気で急
速に乾燥すると共に、溢流排出によフて安定して連続排
出できるので、有機物劣化の少ない低含水率の乾燥汚泥
を効率よく安定して得ることができると同時に、動力消
費も低減できる。

また、潅流排出と熱媒体への同伴排出を並行して行わせ
るので、乾燥対象汚泥の性状に応じてこれらの排出割合
を適宜変更することができ、汚泥性状に応じた適正運転
が可能である。

「実施例」先ず、本発明の乾燥装置の一実施例を第１図ないし第３
図を参照して説明する。

本発明の乾燥装置は、第１図に示す竪型筒状の流動層式
の乾燥器ｌと、該乾燥器１に連絡された第２図に示すよ
うな分離Ｈ置２とを主体として構成されている。上記乾
燥器ｌは、下面３ａを有し、軸線を鉛直方向に向けて支
持架台４によって立設された円筒状の下段部３と、該下
段部３と同径の円筒状をなし、該下段部３の上部に同軸
にフランジ３ｂ、５ａを介して取り付けられた中段部５
と、一端が上記中段部５と同径で他端側が＃部になるに
つれて徐々に縮径された円錐状をなし、その−端が上記
中段部５の上部にフランジ５ｂ、６ａを介して取り付け
られた上段部６とから成る。

乾燥器ｌの下段部３の側壁部には、過熱蒸気Ｖを乾燥器
１内に供給するための熱媒体供給管７が接続され、下段
部３と中段部５の接続部のフランジ部には、孔部９ａの
上方側にそれぞれ過熱蒸気Ｖを吹き出すノズル８が備え
られた多孔４Ｆｉ９が介装されており、該多孔板９及び
ノズル８が熱媒体供給管７から乾燥器ｌ内部に供給され
る過熱蒸気Ｖを分散噴出させるノズル手段を構成してい
る。

また、乾燥器ｌの中段部６の側壁部下方部には、乾燥器
ｌの内部に脱水汚泥（脱水ケーキ）Ｓを供給する汚泥供
給管１０が接続されると共に、中段部５の側部で該汚泥
供給管１０の接続位置より所定高さ高い部位には、粗粒
状の乾燥汚泥りを外部に取り出す溢流管１１が接続され
ている。

更に、上記乾燥器１の内部には、攪拌機１２が配設され
ている。該攪拌機１２は、乾燥器ｌの内部に軸線を一致
させて下段部３０下面３＆を下方に貫通して回転自在に
配設された回転軸１３と、該回転軸１３に固定して取り
付けられた攪拌羽根１４とから成り、該回転軸１３の下
端の駆動輪１３ａζご連絡された駆動装置（図示せず）
が作動されると、その動力が回転軸１３に伝わって攪拌
羽根１４が所定の速度で回転されるようになっている。

上記攪拌羽根１４は、回転軸１３に水平に取り付けられ
た上下２！ｉｌの水平腕１４ａと該水平腕１４ａの外方
端に鉛直に取り付けられた２本の鉛直腕１４ｂとから成
る略コ字状をなし、上記中段部５内であって上記汚泥供
給管１０の接続位置下縁と上記溢流管１１の接続位置下
縁との間に、鉛直腕１４ｂと中段部δの内壁との間隔を
所定に保って位置させられている。

熱媒体供給管７のノズル８は、好ましくは第３図に示す
ように、側壁部に複数の透孔８ａが穿設された円筒部材
８ｂがその下端部を多孔板９の孔部９ａに嵌入して固定
され、該円筒部材８ｂの上部に該円筒部材８ｂよりも大
径で短い有頭円筒状のキャップ８Ｃが、該円筒部材８ｂ
を覆いかつ多孔＋Ｆｉ９の上面との間に所定の間隙をあ
けて固定された構造になフている。

更に、上記乾燥器】の上段部６には細粒ダスト状の乾燥
汚泥ＤＳを過熱蒸気とともに排出する気流管１７が接続
され、該気流管１７には、第２図に示すように、分離装
置２が連絡されている。該分離Ｖ＆置２はサイクロンま
たはバグフィルタ−から成るもので、細粒ダスト状乾燥
汚泥ＤＳを過熱蒸気■から分離するものである。

なお、第２図中１８は脱水汚泥が収容される汚泥ホッパ
、１６は乾燥汚泥の解砕供給装置、１９は溶融炉、２０
は該溶融炉１９から発生される熱風によって蒸気Ｖを加
熱する熱交換器、２１は上記分離装置２から排出される
蒸気■を上記熱交換器２０に循環させるブロアである。

また、上記乾燥器ｌ及びその周辺機器の外部の所定部位
には保）Ｈ外套２２が設けられている。

次に、本発明の方法について説明する。本発明の方法は
、上記乾燥装置によフで好適に実施される。すなわち、
汚泥ホッパ１９の脱水汚泥Ｓは汚泥供給管１０を通じて
乾燥器ｌに供給される。乾燥器】内に供給された脱水力
にＳは攪拌機１２の攪拌羽根１４により細断されて、適
宜の大きさで多孔板９上に充填され、熱媒体供給管７か
ら供給されノズル８から噴出される過熱蒸気Ｖによって
流動乾燥される。そして、粒径が１〜１０ｍｍφ程度に
粗粒状になった乾燥汚泥りは溢流管１１から徐々に溢流
して外部に取り出される。また・　流動層の上部の細粒
ダスト状の乾燥汚泥ＤＳは過熱蒸気■の流れに乗って上
方に移送されて頂部の気流管１７を通じて分離装置２に
排出され、該分離装置２で蒸気Ｖから分離される。該分
離装置で分離される乾燥汚泥ＤＳは、粒径が１ｍｍφよ
りも小さいものとなる０分離された粗粒状の乾燥汚泥り
及び細粒ダスト状の乾燥汚泥ＤＳは乾燥汚泥の解砕供給
装置１６に送られ、粗粒状の乾燥汚泥を解砕した後、全
量を空気で気流輸送し、溶融炉１９に供給し、溶融して
スラグＷとする。

ここで、脱水汚泥Ｓは、悪臭の発生を防止するため、汚
泥供給管１０の内部に完全に満たされた状態で、つまり
ピストンまたはスクリューにより押し出されるような状
態で連続的に乾燥器ｌ内に供給されるので汚泥供給管ｌ
Ｏから出てきたところで同出口近くに位置する鉛直腕１
４ｂによって細断し、攪拌する。一方、過熱蒸気はキャ
ップを有するノズル８から供給されるが、この様なノズ
ルを用いると造粒性が向上し、溢流排出が安定し易くな
ると共に、その目詰り防止効果によって開孔比を大きく
できるので、圧力損失が少なくなり、ブロワ−動力を低
減できる。

また、溢流管１１は、弁またはダンパーから成る２式の
開閉装置１５．１５によってシールされているので、熱
損失や悪臭が防止されると共に、保温外套２２によって
保温されているので、熱ドレンの発生が防止される。汚
泥の溢流時、上記開閉装置１５．１５は、交互に開閉し
て常に溢流管１１内に乾燥汚泥りが満たされた状態にし
て操業するのが、悪臭発生防止上特に好ましい。

更に、脱水汚泥Ｓの性状に応じて溢流管１１及び気流管
１７からの各乾燥汚泥り、ＤＳの排出量を適宜変更して
操業する。すなわち、高分子凝集剤を含み、粘着性及び
造粒性が高く有機物劣化の大きい汚泥（含水率７５〜８
５％、強熱減量６０〜８０％）は溢流管１１から主に排
出し、無機凝集剤を含み低含水率で粘着性が少なく有機
物劣化の少ない汚泥（含水率６０〜７５％、強熱減量４
０〜６０％）は１ｊＩＣ流管１７からより多く排出する
。

例えば前者の場合の排出割合は、溢流管１１からの排出
が７０〜９０％になるようにする。その際、流動層の上
方に解砕装置を設置しておけば、上昇してくる汚泥を細
粒化できるほか、流動層高が高くなりすぎるような場合
、層高調整作用も期待することができる。

上記において、過熱蒸気Ｖの供給温度は２５０〜４５０
℃が好ましく、そのとき排出温度は１２０〜１７０℃程
度になるが、有機物含有量の多い汚泥に対しては低めの
供給温度例えば３５０℃以下が好ましい、一般に１７０
℃以上の高温の過熱蒸気による乾燥は、加熱空気の場合
よりも乾燥速度が早く、単位装置容量当りの処理能力が
大きい上、低酸素雰囲気（非酸化雰囲気）となるので汚
泥の酸化劣化がほとんどない、したがって、含水率が１
０ｗｔ％以下、好ましくは５ｗｔ％以下と低く一定のも
のを安定して溢流することができる。

また過熱蒸気は循環使用が可能で、熱交換器２０で溶融
炉１９の排熱で加熱し、流動乾燥器内に循環することに
より、クローズドシステムを構成することができる。な
お、過熱蒸気は、スチーム自体の他、５０ｗｔ％以上の
スチームと空気を含む高温多湿気体も用いられる。

また、溢流乾燥汚泥りの排出量をできるだけ増大し、乾
燥汚泥の性状を安定させるために、蒸気循環量を抑制し
、空塔速度を０．５〜２．０ｍ／ｓｅｃ程度にするのが
好ましい、空塔速度が大きくなりすぎると溢流汚泥の排
出量が減少し汚泥性状も変動し易くなる。更に、溢流高
さと過熱蒸気速度によって滞留時間を調整する。溢流高
さのＪ整は溢流管１１の設置位置を変えることによフて
行うことができるが、溢流堰を設けたり、あるいは、溢
流高さの異なる複数の溢流管を設けてそれらのうち適切
なものを一つ選べるようにしてもよい。

滞留時間は短いほどよく、通常１０〜２０分が好ましい
。

なお、上記において、流動層に核となる砂を供給して造
粒性を高めることができるが、造粒性の大きいものは、
初朋時のみ砂充填を行い、定常化した後は砂補給が不要
な無砂式流動層とすることもできる。更に、汚泥供給管
１０の終端に金網を取り付けて供給汚泥を細分化しても
よい、また、上記実施例において、乾燥器は一段一室と
したが、複数の乾燥器を一体にもしくは独立させて連結
して多段構造にしもよいし、仕切りによって多室型構造
にしてもよい、また乾燥器は図示の縦型構造に限るもの
ではなく、横型構造でもよい。

１且ｌ上述した本発明の方法と乾燥汚泥を溢流させ・ないで過
熱蒸気に同伴させてサイクロンで捕集する従来の方法の
比較実験を高分子凝集剤含有下水汚泥の乾燥について実
施した０本発明方法において、溢流管及び気流管から排
出した乾燥汚泥の割合は８：２（重量比）であった、第
１表に実験の結果を示す、この表から、本発明の方法に
よる方が乾燥汚泥の排出状況が安定し、消費動力も少な
く、強熱域ｆｆ１（ＶＴＳ）、すなわち有機物の回収率
が高いことがわかる。

（以下余白）第１表「発明の効果」以上説明したように、本発明によれば過熱蒸気または高
温多湿気体による乾燥のため非酸化雰囲気で効率的な乾
燥が行える上、溢流排出により流動層高さを一定にして
滞留時間を抑制しつつ定常排出できるので、有機物の劣
化を防止しつつ低含水率の乾燥汚泥を安定して回収でき
る。また、乾燥対象汚泥の脱水方式や季節等による性状
変動や負荷変動に応じて溢流管及び気流管からの排出割
合を適宜に変更でき、操作範囲を容易に最適に設定する
ことができる。更に、溢流排出によって乾燥媒体の空塔
速度を少なくでき、乾燥装置における圧力損失を低下す
ることができるので、送風動力を低減できる。また更に
、熱媒体として過熱蒸気を循環使用して汚泥を直接乾燥
し、汚泥中の水分に相当する蒸気のみを循環蒸気より分
岐排出するので、熱効率が高く経済的である。加えて、
防爆対策が容易であると共に、クローズドシステムが可
能であり、排気量が少なく脱臭対策が容易であるという
効果も奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の乾燥装置を示す全体断面図、第２図は
汚泥乾燥設備の全体構成図、第３図はノズル部分の拡大
断面図である。１・・・・・・乾燥器、２・・・・・・分離Ｈ置、７・
・・・・・熱媒体供給管、８・・・・・・ノズル、９・
・・・・・多孔板、　１０・・・・・・汚泥供給管、　
１１・・・・・・溢流管、　１２・・・・・・攪拌機、
　１７・・・・・・気流管。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）乾燥器の内部に脱水汚泥を供給しかつ過熱蒸気ま
たは過熱蒸気を主体として含む高温多湿気体からなる熱
媒体をその下部側から供給すると共に、上記脱水汚泥を
上記乾燥器内で攪拌しつつ上記熱媒体によってその含水
率が１０ｗｔ％以下になるまで乾燥し、粗粒状の乾燥汚
泥を上記乾燥器の側壁に設けた溢流管から外部に取り出
す一方、細粒ダスト状の乾燥汚泥を熱媒体に同伴して上
記乾燥器の頂部より排出して分離することを特徴とする
汚泥の乾燥方法。
（２）過熱蒸気または過熱蒸気を主体として含む高温多
湿気体からなる熱媒体を内部に供給する熱媒体供給管が
下部に接続されると共に、脱水汚泥を内部に供給する脱
水汚泥供給管が上記熱媒体供給管の接続位置より上方に
、乾燥汚泥を外部に排出する溢流管が側部に、また細粒
ダスト状の乾燥汚泥と熱媒体を外部に排出する気流管が
頂部に、それぞれ接続され、かつ上記脱水汚泥供給管か
ら内部に供給される脱水汚泥を攪拌する攪拌機と上記熱
媒体供給管から内部に供給される熱媒体を分散噴出させ
るノズル手段がそれぞれ内部に設けられて成る乾燥器と
、該乾燥器の気流管に接続され、該気流管から排出され
る熱媒体から細粒ダスト状の乾燥汚泥を分離する分離装
置とを具備してなることを特徴とする汚泥の乾燥装置。
（３）上記ノズル手段は、上記熱媒体の流路を横断して
上記乾燥器の内部に設けられた多孔板と、複数の透孔を
側壁部に備え、上記多孔板の、熱媒体の流路の下流側に
当たる面に多孔板の孔部に連通して連設された複数の筒
部材と、該筒部材よりも大なる横断面積を有し筒部材の
先端に筒部材を覆って設けられた有頭筒状のキャップと
から構成されていることを特徴とする特許請求の範囲第
２項記載の汚泥の乾燥装置。