WO1997031862A1 - Procede de traitement de dechets humains sans drainage par sechage et combustion pulsatoire - Google Patents

Procede de traitement de dechets humains sans drainage par sechage et combustion pulsatoire Download PDF

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WO1997031862A1
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pulsed
powder
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Ken Kishimoto
Atsuyoshi Kubotani
Takashi Enkawa
Tateo Asatsu
Toshiaki Kikuchi
Shunji Kishima
Hitoshi Touji
Original Assignee
Osaka Fuji Kogyo Kabushiki Kaisya
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26DRYING
    • F26BDRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B23/00Heating arrangements
    • F26B23/02Heating arrangements using combustion heating
    • F26B23/026Heating arrangements using combustion heating with pulse combustion, e.g. pulse jet combustion drying of particulate materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/02Treatment of water, waste water, or sewage by heating
    • C02F1/04Treatment of water, waste water, or sewage by heating by distillation or evaporation
    • C02F1/048Purification of waste water by evaporation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C15/00Apparatus in which combustion takes place in pulses influenced by acoustic resonance in a gas mass
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26DRYING
    • F26BDRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B3/00Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat
    • F26B3/02Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air
    • F26B3/10Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air the gas or vapour carrying the materials or objects to be dried with it
    • F26B3/12Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air the gas or vapour carrying the materials or objects to be dried with it in the form of a spray, i.e. sprayed or dispersed emulsions or suspensions
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/40Valorisation of by-products of wastewater, sewage or sludge processing

Definitions

  • the present invention relates to a human waste treatment method, particularly to a non-drainage urine treatment method that does not discharge water out of the system. Background basket
  • An object of the present invention is to provide a non-drainage urine treatment method which has a small water content and does not discharge water. Disclosure of the invention
  • the non-drainable urine treatment method is a method for separating human waste into pulse combustion gas flowing downward from a pulse combustor provided at the top of a vertical cylindrical dry bed. Or mix them ⁇ ! Under the conditions of ⁇ 1250 ⁇ ; ⁇ 1500'C, steamed with grass powder, grass end and grass a ⁇ ⁇ Extract fuel-containing exhaust gas including steam from the TO drawing, and steam The temperature of the exhaust gas containing fiber is 120. C-1 The process is carried out at 50 ° C, and then released into the atmosphere. All the water in human waste and septic tank sludge is released as steam.
  • the powder and the odor mj3 ⁇ 4 entrained in the fuel gas containing water vapor may be supplied to burn off and then released to the atmosphere after treatment.
  • the Y ⁇ , grass at ⁇ weekend because ash only force s remain to ⁇ , solid discharge is greatly ⁇ .
  • FIG. 1 is a view showing an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a view showing another embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a specific example of a configuration of a pulse fuel used in the present invention. It is. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • Human waste stored in a service tank (not shown) is supplied by a human waste supply pump (not shown) from the vertical cylinder-shaped vehicle ⁇ 1 to the job supply ⁇ 2, and the combustion gas of the pulse burner 3 installed at the top of the The gas is supplied to the outlet of the exhaust pipe 35 and sprayed, and the pulse sent downward from the pulse combustor is made to separate from the gas.
  • the pulsed combustion gas itself is 100 O * iiLh, and the power s is combined with 2 ⁇ to 500 * C ⁇ 600 e C! ⁇
  • the power to supply the key is good.
  • the solid content in the workplace contains many sensitive substances, so it takes time to evaporate the moisture in the ropes in a normal heat shop.
  • the drying temperature can be controlled to any value by adjusting the amount of fuel, Z ⁇ fi that excites pulsed coagulated gas, and the supply of human waste ilJ. 1: Grass powder with large itfi is made into ⁇ ⁇ part as it is, scraped by scraper 4, and discharged from screw j ⁇ Jjg ⁇ to screw conveyor 5
  • Grass ⁇ The powder is in the form of fine particles or fine particles. There is no f-spraying, but the grass is scraped off with a scraper so as not to adhere to the atmii surface and discharged. Jtis-like light, grass » ⁇ powder is mixed with flue gas in the process of ilMing the unit 6 and the unit 7 and then discharged to the screw conveyor 5. ⁇ The exhaust gas is sucked by a suction fan (not shown) and released into the application 8. The temperature of the flue gas, including water vapor, was kept at the same temperature as the grass a ⁇ Jill ⁇ at the temperature of JiLh! Sure, then 3 ⁇ 4 ⁇ ! Although human waste has been described as an example, in the case of liquefied vats, the same applies to human waste and septic tanks (mixture of nuns).
  • the method of treating the grass powder discharged to the screw conveyor 5 will be described.
  • the powder is collected by a collection hopper by a conveyor, discharged into a solidifying device, and solidified into pellets.
  • the inspection and solidified pellets collected at the primary, secondary and tertiary screens are sent to a decorative furnace.
  • the solids content is about 3% of ⁇ S.
  • Primary, secondary, and tertiary screen The calorific value of the screen waste is about 6000 kcalZkg, and the calorific value of the grass powder is 15 scraper and C ⁇ ⁇ i S: 0.08, Z 3 ⁇ 4 ⁇ Placed and recovered glue 2250kcal / kg, true] ⁇ m: 1.59,: 0.22.
  • FIG. 2 shows another HI ⁇ of the present invention, in which two pulse fuels
  • Chapter # 3 ⁇ 4 Temperature of 120 to 150 Same as in Figure 1, but
  • ITO ⁇ gas containing water and steam was extracted, and was kept at ⁇ 150 at 120 and ⁇ powder 3 ⁇ 4 (introduced into demolition 9 to supply fuel 10 and 1 to water, ⁇ After burning the grass powder and minerals entrained in the gas containing ⁇ at 600 ° C to 80 ° C, it is released into ⁇ by ⁇ Qii at ⁇ 7. Is recovered by the heat recovery device 12 and used for ⁇ . Since the ⁇ ⁇ portion of the nss m in the exhaust gas is burned off, there is no need to provide a separate deodorization device. , Sewage, septic tank nun.
  • the pulsed combustion gas will be described.
  • This is a fiber gas that is concealed in 50 to 700 cycles (Hz) of each cereal, using so-called pulsed combustion.
  • the W1 material containing 3 ⁇ 4 ⁇ that has been introduced into the gaseous atmosphere is subjected to the action of heat (including sonic force and) due to the rapid action of heat on the heat JHS ⁇ mJ ⁇ .
  • the use of pulses as a source has been attracting attention as an efficient machine.
  • Pulse fuel ⁇ ! Is a jet engine tree, and the force s that is applied to various types as ⁇ nm and the one disclosed in No. 6-33939 as ft3 ⁇ 4 ⁇ ll are shown in Fig. 3.
  • the pulse burner 3 has at least one inlet 31, at least one » ⁇ tube 32 and at least one; fuel 34 with means 33, and a large diameter dog
  • the combustion gas exhaust pipe 35 has the same dog as that of the same leak, and has a diameter dog of the diameter 36 of the portion 36 connected to the fuel key trachea.
  • ⁇ Means 33 include an electrical plug (ignition 'plug) and a power ⁇ pilot burner.
  • FIGS. 1 the pulse combustor shown in FIGS.
  • the jacket 7 is installed in the jacket, and the fuel is cooled; the main body is cooled and the secondary is preheated, and the preheated gas is blown out from around the combustion gas exhaust pipe 35 to generate pulsed combustion gas.
  • the temperature of the pulsed combustion gas blown into the grass at ⁇ is adjusted by mixing with the grass at3 ⁇ 4.
  • the pulse combustion gas generated by such a type of pulse combustor but also a pulse combustion gas generated by another type of pulse combustor can be used.
  • the wet raw material is fl ⁇ 7 during “ ⁇ . Since the inner wall of the fuel key 3 4 becomes scorching, the injected 3 ⁇ 4m3 ⁇ 4 fuel automatically touches the scorched inner wall even if it does not generate a snowflake This is the same as the three powers of the engine.When this stage is reached, stop the snow with the mms cock, stop driving and continue driving. I do.
  • urine can be grassed instantaneously, and mulberry powder (solid content in human waste) and exhaust gas can be simultaneously deodorized.

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Description

曰月 糸田 パルス燃凝車^による フ ίΟ^処理方法 蘭分野
本発明は屎尿删方法、 特に系外に水を排出しない無排水 Ϊ ^尿処理方法に関 するものである。 背景籠
屎尿処理の方法としては職消化や好気消化が広く用いられているが、 排水を 能にするためには、 さらに標準脱窒、 髙負荷脱窒、 fl莫処理などを行う必要 がある。 si≥は醒理力主流である。 これら s ^の屎尿処理方法は、 排水量が多 い (屎尿、 浄化槽^ g中の水分は約 9 7%) 、 識醒が大きい、 所の確 保カ灘しい、 イニシャルコストが大きい、 はメインテナンスコスト (膜の 力 s大きい、 m ^ . 期にある屎尿 ¾^備の ¾itカ攤 しくコスト力大きレ、、 屎尿と浄化 尼の]: (^の変化に対する対応 灘しい、 など の問題がある。
本発明は、 が小さく、 に水を排出しない無排水 尿処理方法を 提供することを目的とする。 発明の開示
本発明に関わる無排水式 尿処 il^法は、 垂直円筒形の乾^の頂部に設けた パルス燃焼器から下向きに ¾Λされるパルス燃焼ガスに屎渣を分離した屎尿、 浄 ィ匕槽 尼またはそれらの混^!を させ草 ^ 1 2 0Τ;〜 1 5 0 'Cの条件 下で草 粉末と水蒸 にし、 車 部から草腿末、 草 a^ ¾TO画から水蒸 気を含む燃類排ガスを抜き出し、 水蒸気を含む纖排ガスの温度を 1 2 0。C〜1 5 0 °Cに樹寺したまま^ !a理し、 ついで した後大気中に放出すること よりなる。 屎尿や浄化槽汚泥中の水分は全て水蒸 として放出される。 別法とし て、 草 i^lS部から草 粉末及び水蒸気を含も 細 スを抜き出し、 を 1 2 0 °C~ 1 5 0 °Cに維持したまま^ ίίΐ^置に ¾λし、 燃料及び燃焼用^を供給 して水蒸気を含む燃 ガス中に同伴された 粉末及び臭 mj¾分を燃滅した後 、 理して大気中に放出するようにしても良い。 この ϋ^、 草 at喿粉末は燃凝 して焼却灰のみ力 s残るので、 固体排出物は著しく贿される。 画の簡単な説明
第 1図は本発明の実 様を示す図、 第 2図は本発明の他の実 S¾ 様を示す図 、 第 3図は本発明で使用するパルス燃^の構成の具体例を示す断面図である。 発明を実施するための最良の形態
まず屎尿の前麵について述べる。 タンクローリ一で運ばれてきた屎尿は受入 タンクに投入し、一? 澄スクリーン (粗目) 、 二 渣スクリー (細目) で屎 澄を分離し、 1?¾タンクに する。一次スクリーン、 二次スクリーンを i! し た屎尿は、 屎 破砕ポンプで破砕し 5 mmメッシュの三次スクリーンで更に屎渣 を分離してサービスタンクに貯留する。以下, 本発明の 様を第 1図に基づ いて説明する。 サービスタンク (図示せず) に貯留されている屎尿を屎尿供給ボ ンブ (図示せず) で垂直円筒形の車^ 1の職供給□ 2から、 の頂部に 設けたパルス燃焼器 3の燃焼ガス排気管 3 5の出口に供給して噴霧し、 パルス燃 焼器から下向きに送入されるパルス «ガスと街独させる。 パルス燃焼ガスその ものの は 1 0 0 O^iiLhである力 s、 ニ^^と昆合して 5 0 0*C〜6 0 0eC にして!^鍵に供給するの力 s良い。職中の固形分には細謹を有するものが多 く含まれているので、 通常の熱廳 で綱包内の水分を蒸発させるには時間がか かるが、 パルス燃焼ガスは毎秒 5 0〜7 0 0サイクル (H z ) 、 通常 1 0 0〜1 50サイクル (Hz) で βする燃焼ガスで、 音波、 圧力波を伴っており、 この 音波、 圧力波の作用により綳刨莫は急速に破壊され、 瞬時に脱水して草 3:桑粉末と 水蒸気になる。 草 St室は、 水蒸気を含む排ガス力 ¾¾ して腐蝕をおこさない SJ である 100。C: LLで、 しかも卓 喿粉末の発火 205。C以下の^、 好ましく は 120 °C〜 150 'Cの温 J ^件下で する。 草 に供給されるパルス燃焼 ガスと約 97%の水分を含む屎尿を撤虫させると、 殆ど瞬間的に Α¾τして草 S¾ は 120で〜 150でになる。乾^の温度は、 燃料量、 パルス燃凝ガスに 励口する Z^ fi、 屎尿の供給 ilJ などを調節することにより任意の ^^に制 御できる。 1: 的 itfiの大きい草 粉末は、 そのまま^ ^部に し、 スク レーパー 4でかき集められ、 乾 j ^Jjg^からスクリューコンベア 5に排出される
。 草 喿粉末は錢離状か微粒子状で、 f占着注はないが、 草 atmii面に付着しないよ うにスクレーパーでかき落として ^ら排出する。 Jtis的軽レ、草 »喿粉末 は排ガスと共に一?^ ^置 6、 二 ^^置 7を ilMする過程で mi されてス クリューコンベア 5に排出される。 ^ ίΜした排ガスは吸引ファン (図示せず )で吸引し、 願織 8で した' ^中に放出する。 水蒸 を含む燃焼 排ガスの温度は、 草 a^Jill洚も露 JiLhの温度に維寺したまま^!^理し、 つい で ¾ί !ίΤΤる。 屎尿を例として説明したが、 净化槽 尼の場合、 あるい は屎尿と浄化槽 ' 尼の混^)の も同様に删される。
なお、 スクリユーコンベア 5に排出された草 粉末の処理方法について述べる と、 コンベアで回収ホヅパに回収し、 固化装置に ¾S的に排出してペレット 状に固化する。 一次、 二次、 三次スクリーンで回収された照査と固化されたべレ ッ卜は飾炉で腳する。 固形分は ^ Sの約 3%である。 一次、 二次、 三次 スクリーン屎澄の発熱量は約 6000kcalZkg、 草 粉末の 熱量は、 ス クレーパーき 15及 C ^ ^置回収分力 勺 4 OOOkca 1/kg,真 j±M 1. 55、 嵩 i S : 0. 08、 Z ¾ ^^置回収分糊 2250kcal/kg, 真 ]±m: 1.59、 :0.22である。 第 2図は本発明の他の H I^で、 し力ゝも草 にパルス燃 ¾|S3を 2基設 けた場合を示す。 パルス燃 ガスに屎渣を分離した屎尿、 浄化槽汚泥又はそれら の混合物を噴霧して接触させ章 #¾温度 1 2 0で〜 1 5 0 の条件下で車^粉末 と水蒸 にするまでは第 1図の と同様であるが、
Figure imgf000006_0001
び水蒸気を含む iTO^ガスを抜き出し、 を 1 2 0で〜 1 5 0 に維持したま ま車^粉末焼 ¾(壊置 9に送入し、 燃料 1 0及び 1を供給して水,^ を含む燃^^ガス中に同伴された草 粉末及び 分を 6 0 0°C〜8 0 O'Cで 燃饿した後、 ^^置 7で^ Qiiして^中に放出する。燃纏は熱回収装置 1 2で回収し、 ^^用する。 この nss mの は、 排ガス中の^ ^分は燃 騰去されるので、 別個に脱臭装置を設ける 要がない。燃纖の灰分は、 屎尿 、 浄化槽 尼の 0. である。
ここでパルス燃饿ガスについて説明する。 これは毎禾少 5 0〜 7 0 0回のサイク ル (H z ) で隱する纖ガスで、 いわゆるパルス燃 により する。 その ガス雰囲気中へ ¾λされた含フ W1料は熱 JHS^mJ^に急速な l力作用に よる物鹏衝 (音波力及び を含む) の作用を受け、 原料は "^の 間に fl½ j^されるので、 讓源としてパルス を用いた^ 原料草謹は 効率的な^機として注目されている。
パルス燃^!はジエツ卜エンジン樹 を とするもので、 ^ n m として各種のタイプのもの力 されている力 s、 ft¾^llとして^ ½ 6 - 3 3 9 3 9号に開示されたものを第 3図により説明すると、 パルス燃焼器 3は少なくと も 1個の 入管 3 1、 少なくとも 1個の » Ιλ管 3 2及び少なくとも 1個 の;^手段 3 3を有する燃 3 4、 及び に径が大きくなる 犬の燃焼ガス 排気管 3 5が同一漏 Α— Α上に順^ Sggされ、 且つ燃鍵カ 気管と接続する 部分 3 6の径カ^られている幵 犬を有するものである。 ; ^手段 3 3としては電 気的^栓 (ィグニシヨン 'プラグ) と力 \ パイロットバーナーが用いられる。 第 1〜3図に示したパルス燃焼器においては、 燃^ H本体の周囲にジャケット 3 7を設け、 ジャケット中に二?^ Μを み、 燃; ^本体を冷却すると共に二次 ^を予熱し、 予熱されたニ^^を燃焼ガス排気管 3 5の周囲から吹き出して パルス燃焼ガスと混合することにより、 草 at¾へ吹き込まれるパルス燃焼ガスの 温宴を調節するようにしてある。 本発明においては、 このような形式のパルス燃 焼器により発生するパルス燃焼ガスのみならず、 その他の形式のパルス燃焼器に より^するパルス燃凝ガスも用いることができる。
このパルス燃 J½f の igiSに当っては、 管 3 1から を供給し、 燃料 送入管 3 2からディーゼルオイ ,1 ^の燃料油を曙し、 燃 J½¾3 4内に び 燃料が充満した优態で mm的^^栓 3 3によりスパークを姓させると、 燃料は 爆発的に賺して熱 J¾となり排気管 3 5へ排出される。 この TOJ^3 4内は一 時的に高圧になるので^ ¾び燃料の供給は"^的に遮断されるが、 纖ガスが 排気管 3 5へ排出され燃纏 5内力 s画尤態になると^ ¾び燃料の供給力 i再開 され、 火され爆発的に燃焼して讓となる驗を繰り返す。 このような間欠 的な爆発により隱する熱 J1を生じ、 また音波も ¾ ^する。 そこで含水原料を排 気管 3 5内又は排気管出口へ供給すれば、
Figure imgf000007_0001
騰作用による物理的衝雜注(音腿び ΕΛ波を含む) の作用を受け、 湿潤原 料は "^の間に fl¾7 される。 このようにして されたパルス燃纖は、 時間の 繊と共に燃鍵 3 4の内壁が灼 尤態になるので、 送入された ¾m¾び燃料は 的^^栓でスノ、'ークを発生させなくても、 灼熱された内壁に触れて自動的に j ^し、 間欠的な燸発的議を繰り返す。 これは^ Ξエンジンの 3力鹏と同じ である。 この段階に達したら mms勺^栓によるスノ、 '一ク^を停止して運転を 繊する。
^i:の利用可能注
1 )屎尿、 浄化槽 尼を^尺で 里でき、 高レヽ熱^)率で瞬時に草 して草 喿粉 末と水蒸気にするので、 お水を生じない。 2 ) 装置、 里方法が簡便であり、 システム建設コストや専 積は湿¾1理の 三分の一乃至四分のー になる。
3 ) 第 2図に示した においては、 尿を瞬時に草 し、 さらに草 桑粉 末 (屎尿に含まれている固形分) の と排ガスの脱臭を同時に行なうことがで きる。
4 ) コンピューターによる自動制御力河能であり、 装置メインテナンスが簡便で ある。

Claims

言青 求 の 範 囲
1 . 垂直円筒形の草 室の頂部に設けたパルス燃難から下向きに送入されるパ ルス燃焼ガスに屎渣を分離した屎尿、 浄化槽汚泥またはそれらの混合物を接触さ せ草 1 2 0。C〜 1 5 0 'Cの 牛下で草 粉末と水蒸 にし、 草 部 力ゝら鎌粉末、 草 部很欄から水蒸気を含む燃細ガスを抜き出し、 水蒸気 を含む燃糊 スの を 1 2 0。C〜1 5 0。Cに繊寺したまま 理し、 つい で した 中に放出することよりなる無排水 尿処理方法。
2. パルス纖ガスと二?^ ^を混合し、 パルス燃焼ガスの を 5 0 0 °C〜 6 0 0°Cにしてから に送入する請求項 1に言 S¾の無排水 尿処理方法。
3 . パルス燃凝ガスが、 少なくとも 1個の^ i入管、 少なくとも 1個の燃料送 入管及び少なくとも 1個の;^手段を有する燃 、 及び次第に径力^:きくなる 幵^!犬の繊ガス排気管が同"!賊1±に順^ E置され、 且つ燃應カ 気管と纖 する部分の怪力 られている 犬を有するパルス燃 の燃:^内で燃料を纖 することにより発生したものである請求項 1に言 Stgの無排水 尿処理方法。
4. 垂直円筒形の阜 の頂部に設けたパルス燃 から下向きに送入されるパ ルス燃晓ガスに屎渣を分離した屎尿、 (ヒ槽汚泥またはそれらの混合物を接触さ
Figure imgf000009_0001
i 2 0て〜 1 5。 の^ ι牛下で車 粉末と水蒸気にし、 草 #¾ 部 力^?^粉末及び水蒸 を含む燃媚ガスを抜き出し、 を 1 2 0 °C〜 1 5 0 eCに維持したまま焼却装置に送入し、 腿及び燃扁 を供給して水蒸気を含 む燃^ ガス中に同伴された草 粉末及び *m ^分を燃 した後、 mmして 中に放出することよりなる無排フ iCJ^ 法。
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