JPWO2013157427A1

JPWO2013157427A1 - 有機汚泥及び有機系廃棄物の処理装置

Info

Publication number: JPWO2013157427A1
Application number: JP2014511172A
Authority: JP
Inventors: 啓吾清水
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-04-18
Filing date: 2013-04-08
Publication date: 2015-12-21
Also published as: JP3211196U; WO2013157427A1

Abstract

排熱で加熱するダブルドラム乾燥機のドラム面に脱水汚泥を貼着し乾燥させ、該乾燥機内部に備え付けられたスクレパ−でかきとられた乾燥汚泥をバイオマス燃焼炉へ送り込み、バイオマス系燃料を補助燃料としながら該乾燥汚泥を焼却し、これらの排熱を該乾燥機の熱源として利用することを特徴とする有機汚泥の処理方法。もしくはダブルドラムを上部に単数組または複数組備え、上部から二個のドラム面が平行して向き合う箇所へ脱水汚泥を落とし込む部分にスライドして供給口を開閉する二枚の仕切り板を設け炉の内部と外部が必ず該仕切り板のいずれかに仕切られた状態で脱水汚泥を投入する構造とし、ドラム面で乾燥した汚泥をかきとるスクレパ−を各ドラム面に備え、下部にバイオマス燃焼炉を備えてドラムと一体化した。

Description

本発明は排熱を直接利用した乾燥機及びダブルドラムを備えたバイオマス燃焼炉に加え、これらの装置を用いた有機汚泥の処理方法に関するものである。

食品残渣や製紙スラッジ、飲料水メーカなどで出るお茶の出涸らしやコーヒーカスのような有機系廃棄物または下水汚泥等の有機汚泥の処理は一般的に化石燃料を用いて乾燥及び焼却処理されており処理費用がかさむうえ温暖化防止の観点からも好ましい処理方法ではない。

汚泥や廃棄物と燃料の燃焼熱を蒸気発生に用い、蒸気のもつエネルギ−でこれら汚泥や廃棄物を乾燥させて処理することは、ボイラの性能に熱効率を左右されやすく、安定して最適な蒸気圧を維持する制御が不可欠でセンサ−類や付属機器等多くの設備を必要とすることや、乾燥後、焼却炉まで搬送される過程で発生する悪臭対策用に搬送コンベアを覆う加工等、高価な付帯設備を必要とし設置面積を相応に確保する必要があることに加え、排熱を直接乾燥に用いる方式より熱効率が落ち、エネルギー面での経済性でも改善の余地を残す汚泥の処理方法であった。

特公昭６１‐０６１００９特公昭６１‐０５７９６４特開２００４‐２７８９５０（P２００４‐２７８９５０A）

食品残渣や製紙スラッジ、飲料水メーカなどで出るお茶の出涸らしやコーヒーカスのような有機系廃棄物または下水汚泥等の有機汚泥の処理は一般的に化石燃料を用いて乾燥及び焼却処理されており処理費用がかさむうえ温暖化防止の観点からも好ましい処理方法ではない。また、汚泥や廃棄物と燃料の燃焼熱を蒸気発生に用い、蒸気のもつエネルギ−でこれら汚泥や廃棄物を乾燥させて処理することは、ボイラの性能に熱効率を左右されやすく、安定して最適な蒸気圧を維持する制御が不可欠でセンサ−類や付属機器等多くの設備を必要とすることや、乾燥機から排出される蒸気交じりの悪臭対策の為の脱臭システムや乾燥後、焼却炉まで搬送される過程で発生する悪臭対策用に搬送コンベアを覆う加工等、高価な付帯設備を必要とし設置面積を相応に確保する必要があることに加え排熱を直接乾燥に用いる方式より熱効率が落ちエネルギー面での経済性でも改善の余地を残す汚泥の処理方法であった。また、貼着性の有る被処理物を乾燥及び焼却処理する場合には、回転する二個の平行に向き合うドラムを装置内に一組備えていれば完全燃焼させて焼却処理するのに十分な乾燥が行えるものの、被処理物に貼着性が無い場合や貼着性の有る被処理物に貼着性の無い被処理物が混入している場合にはドラム面での乾燥が十分に行えず、燃焼炉において完全燃焼させて焼却処理しにくいという課題を抱えていた。

そこで発明者は、化石燃料を用いることなく汚泥を処理するコンパクトな装置を提供すると共に、有機汚泥や有機系廃棄物である被処理物に貼着性が無い場合や、貼着性の有る被処理物に貼着性の無い被処理物が混入している場合でも、全ての被処理物が燃焼炉の部分に完全燃焼可能にまで乾燥した状態で投下されて焼却処理できる有機汚泥及び有機系廃棄物の処理装置と処理過程における汚泥の乾燥に蒸気を介在させることなく、迅速に処理することにより悪臭の発生も抑制し、かつ燃料の熱エネルギーをより直接的に利用して処理できる効率的な処理装置（方法）を提供する。

本発明の有機汚泥の処理装置と処理方法は、上記の目的を達成するため、次の手段を採った。すなわち、排熱で加熱し回転する二つのドラムをケ−シング内に備え、該ケ−シング上方から該二つのドラムのドラム面が平行して向き合う部分へ脱水汚泥を落とし込む構造とし、ドラム面で乾燥した汚泥をかきとるスクレパ−を二つ備え、該二つのドラムは回転する軸の内部にドラム内部へ排熱を導入する管が固設され、ドラム外部へ排気を排出する排出口を有し、該ケ−シングはケ−シング内に溜まった蒸気および臭気をケ−シング外部へ排出する排出口をもつ構造とする。

排熱で加熱され回転する二つのドラムをケ−シング内に備え該ケ−シング内部へ排熱を導入する構造に加えケ−シング上部から該二つのドラムのドラム面が平行して向き合う箇所へ脱水汚泥を落とし込む部分にスライドして供給口を開閉する二枚の仕切り板を設け該ケ−シング内部と外部が必ず該仕切り板のいずれかに仕切られた状態で乾燥汚泥を投入する構造としドラム面で乾燥した汚泥をかきとるスクレパ−を二つ備えケ−シング下部から乾燥汚泥を搬送する装置までの間の部分にスライドして供給口を開閉する二枚の仕切り板を設け該ケ−シング内部と外部が必ず該仕切り板のいずれかに仕切られた状態で乾燥汚泥を搬送装置まで送り出す構造を備え、該ケ−シングはケ−シング内の排気および臭気をケ−シング外部へ排出する排出口をもつ構造とする。

ダブルドラムを上部に備え、上部から二個のドラム面が平行して向き合う箇所へ脱水汚泥を落とし込む部分にスライドして供給口を開閉する二枚の仕切り板を設け炉の内部と外部が必ず該仕切り板のいずれかに仕切られた状態で脱水汚泥を投入する構造とし、ドラム面で乾燥した汚泥をかきとるスクレパ−を各ドラム面に備え、下部にバイオマス燃焼炉を備えて一体化した。

回転する二個の平行に向き合うドラムを上部に複数組備え最上部に位置する組の二個のドラム面が平行して向き合う箇所へ上部から食品残渣や製紙スラッジ、飲料水メーカなどで出るお茶の出涸らしやコーヒーカスのような非貼着性の有機系廃棄物を落とし込む部分にスライドして供給口を開閉する二枚の仕切り板を設け炉の内部と外部が必ず該仕切り板のいずれかに仕切られた状態で被処理物を投入する構造としドラム面で乾燥した被乾燥物をかきとるスクレパーを各ドラム面にそれぞれ設け下部にバイオマス燃焼炉を備えて一体化した構造を特徴とするバイオマス燃焼炉。

排熱で加熱するダブルドラム乾燥機のドラム面に脱水汚泥を貼着し乾燥させ、該乾燥機内部に備え付けられたスクレパ−でかきとられた乾燥汚泥をバイオマス燃焼炉へ送り込み、バイオマス燃料を補助燃料としながら該乾燥汚泥を焼却し、これらの排熱を該乾燥機の熱源として利用する。

排熱を直接利用して汚泥の乾燥をすることで、燃料を効率よく使って有機汚泥の処理ができる。

蒸気を介在させないので、最適に蒸気圧を制御する難しさがなく、簡便にシステムを運用できる。

センサーや付属機器の数が少なくて済み、コンパクトで経済的。

一体型については、燃焼炉内で乾燥と焼却の両方の処理を行うことで、熱損失を限りなく減らして有機汚泥の乾燥、焼却処理をすることができるので排熱を分散することなく効率的に回収できる。また、ダブルドラムを複数組備えることによって有機汚泥や有機系廃棄物である被処理物に貼着性が無い場合や、貼着性の有る被処理物に貼着性の無い被処理物が混入している場合でも、全ての被処理物が燃焼炉の部分に完全燃焼可能にまで乾燥した状態で落下し、焼却処理できる。

一体型を用いて脱水汚泥を乾燥、焼却処理する場合、摂氏９００度近辺の高温で一気に汚泥を乾燥、焼却処理する為、蒸気ドラムを用いて脱水汚泥を乾燥する場合と違い、乾燥時や乾燥後の搬送という処理過程における腐敗の進行による悪臭の発生がほとんどなく、乾燥機から排気される蒸気交じりの悪臭対策の為の高価な脱臭システムを別途設置する必要がない。

一般的なバイオマス燃焼炉の炉床面は平面状または円形のものであれば平面状の炉床面をいくらか持ち、同心円上の外周部に向かい丘陵状に沈み込む形状をしている。これは燃焼灰を灰貯留部へスムーズに落とすことを意識して設計されているものであるが、バイオマス燃焼炉の実際は燃焼が良好に行われ、下水汚泥で頻繁に問題となるクリンカ（高温によりガラス質化した残留物）が発生しなければ燃焼灰はほとんど中空へ巻き上げられ排ガスを誘引するファンによりサイクロン集塵機に送り込まれるか巻き上げられた後に下部に落下し集積する。従ってこれらの炉床面を持つ燃焼炉においては燃焼速度をいくらか超える燃料なり被処理物が炉床面に送られると炉床面から溢れ出し燃焼処理されることなく灰貯留部に落下する。燃焼空気を送り込む空気孔を多数備え中央部に向かい沈み込む炉床面と燃焼空気を送り込む空気孔を多数もつ旋回、攪拌翼の組み合わせによりクリンカの発生を抑制すると共に処理されず灰貯留部に落下する燃料や被処理物の発生を防ぐことができる。

請求項１記載の乾燥機の概略図である。請求項２記載の乾燥機の概略図（実施例）である。請求項４記載の処理装置の正面概略図（実施例）である。請求項４記載の処理装置の横面概略図（実施例）である。請求項５記載の処理装置の概略図（実施例）である。

請求項１記載の乾燥機以外の装置に用いるドラムの形態は特に限定はしないが、ドラム面を回転軸からハブ状に架橋して固設され鏡面を持たずドラム面を排熱で内外両面から効率的に加熱する形態、またはドラム内に断熱材を充填して効率的にドラム面を熱する形態が望ましい。

一体型の下部バイオマス燃焼炉ついては連続してバイオマス燃料を供給し連続運転のできるものであれば特にその形態を限定するものではないが図３〜図５及び請求項６に記載した特徴を有する旋回、攪拌翼と炉床面を備えた形態が望ましい。

食品残渣や製紙スラッジ、飲料水メーカなどで出るお茶の出涸らしやコーヒーカスのような有機系廃棄物、下水汚泥等の有機汚泥をバイオマス燃料により乾燥及び焼却処理する。

１旋回、攪拌翼
２炉床面
３燃焼空気供給口
４燃焼空気供給口

Claims

排熱で加熱し回転する二つのドラムをケ−シング内に備え、該ケ−シング上方から該二つのドラムのドラム面が平行して向き合う部分へ脱水汚泥を落とし込む構造とし、ドラム面で乾燥した汚泥をかきとるスクレパ−を二つ備え、該二つのドラムは回転する軸の内部にドラム内部へ排熱を導入する管が固設され、ドラム外部へ排気を排出する排出口を有し、該ケ−シングはケ−シング内に溜まった蒸気および臭気をケ−シング外部へ排出する排出口をもつ構造を特徴とする有機汚泥の乾燥機。
排熱で加熱され回転する二つのドラムをケ−シング内に備え該ケ−シング内部へ排熱を導入する構造に加えケ−シング上部から該二つのドラムのドラム面が平行して向き合う箇所へ脱水汚泥を落とし込む部分にスライドして供給口を開閉する二枚の仕切り板を設け該ケ−シング内部と外部が必ず該仕切り板のいずれかに仕切られた状態で乾燥汚泥を投入する構造としドラム面で乾燥した汚泥をかきとるスクレパ−を二つ備えケ−シング下部から乾燥汚泥を搬送する装置までの間の部分にスライドして供給口を開閉する二枚の仕切り板を設け該ケ−シング内部と外部が必ず該仕切り板のいずれかに仕切られた状態で乾燥汚泥を搬送装置まで送り出す構造を備え、該ケ−シングはケ−シング内の排気および臭気をケ−シング外部へ排出する排出口をもつ構造を特徴とする有機汚泥の乾燥機。
排熱で加熱するダブルドラム乾燥機のドラム面に脱水汚泥を貼着し乾燥させ、該乾燥機内部に備え付けられたスクレパ−でかきとられた乾燥汚泥をバイオマス燃焼炉へ送り込み、バイオマス燃料を補助燃料としながら該乾燥汚泥を焼却し、これらの排熱を該乾燥機の熱源として利用することを特徴とする有機汚泥の処理方法。
ダブルドラムを上部に備え、上部から二個のドラム面が平行して向き合う箇所へ脱水汚泥を落とし込む部分にスライドして供給口を開閉する二枚の仕切り板を設け炉の内部と外部が必ず該仕切り板のいずれかに仕切られた状態で脱水汚泥を投入する構造とし、ドラム面で乾燥した汚泥をかきとるスクレパ−をドラム各面に備え、下部にバイオマス燃焼炉を備えて一体化した構造を特徴とするバイオマス燃焼炉。
回転する二個の平行に向き合うドラムを上部に複数組備え最上部に位置する組の二個のドラム面が平行して向き合う箇所へ上部から食品残渣や製紙スラッジ、飲料水メーカなどで出るお茶の出涸らしやコーヒーカスのような非貼着性の有機系廃棄物を落とし込む部分にスライドして供給口を開閉する二枚の仕切り板を設け炉の内部と外部が必ず該仕切り板のいずれかに仕切られた状態で被処理物を投入する構造としドラム面で乾燥した被乾燥物をかきとるスクレパーを各ドラム面にそれぞれ設け下部にバイオマス燃焼炉を備えて一体化した構造を特徴とするバイオマス燃焼炉。
中央部に向かい沈み込む形態を持ち上部から供給されるバイオマス燃料（主に木質系バイオマス燃料）及び被処理物（主に下水汚泥や有機系廃棄物）を炉床面内部に滞留させる形態を持ち、燃焼空気を噴出させる空気孔を多数備えた炉床面に加え、炉床面の中央部に燃焼空気を炉内及び炉床面に供給する空気孔が多数開けられモーターにより旋回して炉床面上に滞留する燃料及び被処理物を攪拌する攪拌翼を備えたことを特徴とするバイオマス燃焼炉。