WO2013051319A1 - 油温脱水処理方法 - Google Patents

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WO2013051319A1
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dehydration
dehydrated
waste
pellet
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猪喜雄 堀江
Original Assignee
温水 和文
土本 正男
藤井 賢三
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    • F26B2200/18—Sludges, e.g. sewage, waste, industrial processes, cooling towers

Definitions

  • the present invention relates to an oil temperature dehydration treatment method for treating waste that is fluid due to excessive moisture, such as sludge, sugar and starchy residues.
  • an oil temperature dehydration method is known in which oil to be dehydrated (hereinafter, dehydrated oil) is heated to introduce waste and evaporate the water (Patent Document 1). And Patent Document 2).
  • the oil temperature dehydration method uses an oil temperature dehydration apparatus (cooker) composed of a dehydration container for storing heated dehydrated oil, and throws waste into the heated dehydrated oil, and uses a stirring blade or a feed screw. Moisture is removed from the waste to be transferred while stirring. Since the waste after treatment contains oil instead of moisture, for example, inorganic waste is reduced in volume through deoiling treatment and landfilled, and organic waste is diverted to biomass fuel, fertilizer or feed .
  • Patent Document 3 a sludge thrower that throws fluid waste into a dewatering container is provided with a perforated member that disperses the waste in a number of strings and pushes it out so that the waste can be turned upside down. It is dispersed in a string so that it can be immersed in dehydrated oil (Patent Document 3, [0006]).
  • the waste dispersed in a string has an advantage that the dehydration time is shortened because the specific surface area is large (Patent Document 3, [0007]).
  • the oil temperature dehydration method includes dehydrated waste containing oil instead of moisture, so it can be used for crushing dehydrated waste, centrifuge processing that centrifuges dehydrated waste, and centrifugal separation that gives centrifugal force to the dehydrated waste. Deoiling treatment is required. In any deoiling treatment, if the oil remaining in the dehydrated waste is uniformly dispersed, the oil can be removed from the entire waste to the same extent.
  • the dehydrated waste is partly agglomerated or partly subdivided, and the agglomerated or subdivided constituent units of the waste (subdivided units constituting the waste,
  • the shape or size of the particles of the object or the block of the lump) is not uniform, the degree of deoiling is different for each structural unit, and it is difficult to uniformly deoil the entire waste.
  • the oil temperature dehydration treatment method disclosed in Patent Document 3 has a fluid waste with a string-like structural unit having different lengths and uniform deoiling treatment.
  • the string-like structural unit is divided during the dehydration treatment, if the structural unit is short, it is considered that there are some that are completely pulverized and part of the structural unit becomes a granular material.
  • the constituent units that have become powder particles in this manner are difficult to deoil and have a problem that the remaining oil content increases.
  • the oil temperature dehydration method disclosed in Patent Document 3 is considered to be unable to remove sufficient oil content because the string-like constituent unit and the constituent unit that has become a granular material are mixed and pressed.
  • the oil temperature dehydration method disclosed in Patent Document 3 can be evaluated for increasing the specific surface area in order to efficiently dehydrate fluid waste, but is subject to dehydration and deoiling treatment. Since the constituent unit becomes a string shape that is easily divided, the shape or size of the constituent unit that is actually dehydrated and deoiled varies, and a problem remains particularly in the deoiling treatment. Therefore, an oil temperature dehydration method that can efficiently dehydrate fluid waste and uniformly and sufficiently remove oil in the deoiling process was studied.
  • What has been developed as a result of the study includes a preparation step for adjusting oil content in fluid waste in an oil temperature dehydration method in which waste is poured into heated dehydrated oil to evaporate moisture.
  • a molding process that makes waste with adjusted oil content the same shape and size a primary dehydration process that puts the molded structural unit into heated dehydrated oil and dehydrates it without stirring, and dehydration
  • An oil temperature dehydration treatment method has been developed, in which the treated structural unit is put into heated dehydrated oil, followed by a secondary dehydration step in which dehydration treatment is performed while stirring.
  • the oil content of the fluid waste is adjusted by the preparation step so that the waste can be divided and molded into a predetermined shape, and the waste is formed in the same shape by the molding step. Then, it is divided and molded into structural units of a size, and the surface of the structural unit is mainly dehydrated by the primary dehydration process to prevent the deformation, and the structural unit is completely dehydrated by the secondary dehydration process. Since the structural units have the same shape and size, they are equally dehydrated and deoiled. From this, the entire waste is uniformly dewatered and deoiled.
  • oil is added to fluid waste to add viscosity, and it is divided into a predetermined size (amount) and molded into a structural unit retained in a predetermined shape.
  • the oil content in the waste is added separately, with 25 vol% to 30 vol% as a guide.
  • the added oil is preferably the same as the dehydrated oil. Thereby, in the dehydration step, it becomes the same as that the dehydrated oil quickly penetrated into the waste, and the dehydration time can be shortened.
  • the fluid waste contains an oil content exceeding 30 vol%, the oil content is not added.
  • the waste whose oil content has been adjusted is sufficiently kneaded to have a viscosity that exhibits shape retention.
  • the structural unit In the molding process, waste with viscosity that exhibits shape retention is divided and molded into structural units of the same shape and size. As long as the structural unit is the same shape, the outer shape is free and can be of any size. However, the structural unit with a complicated shape is missing and easily generates powder, and if it is too large, dehydration or deoiling is performed. However, if it is too small, the structural unit itself becomes a granular material. From this, the structural unit may be a pellet, more specifically, a pellet having the same outer diameter and length.
  • the “pellet” referred to in the present invention is a cylindrical body having an outer diameter and a length of about several millimeters to several tens of millimeters. The outer diameter and length of the pellets may be different, but it is preferable that both are equal.
  • the pellet which is a cylindrical body
  • the primary dehydration process described later to prevent the collapse of the shape
  • the pellets have the same outer diameter and length, the distance from the surface to the center will be the same in most parts, so there will be no bias in the permeation of oil in the dehydration process, and a uniform dehydration process will be realized in a short time. Is done.
  • various conventionally known pellet molding apparatuses can be used. When pellets are molded, if the waste or pellets are heated to evaporate even a little, the shape retention of the pellets is improved.
  • the structural unit In the primary dehydration step, the structural unit is put into heated dehydrated oil and dehydrated without stirring, whereby the surface of the structural unit is dehydrated to prevent deformation. As a result, the surface of the structural unit is cured and the viscosity is not observed, so that the structural units do not stick to each other, and block formation of the structural units can be prevented.
  • the structural unit whose surface is hardened in the primary dehydration step is completely dehydrated by putting it into dehydrated oil and heating it with stirring. Since the surface of the structural unit is cured, there is no possibility that the structural unit will be deformed by stirring.
  • the structural unit after the secondary dehydration step is deoiled by various conventionally known deoiling means.
  • the squeezing treatment may break down the structural unit and make the structural unit into a powder. Therefore, the deoiling step suitable for the present invention is a deoiling step of deoiling the dehydrated constituent unit by centrifugation.
  • the structural unit after the dehydration process is not lost.
  • the structural unit determined in the first molding step can be used as a final product as it is. This means that, for example, when the structural unit is a cylindrical pellet, the final product is also a pellet.
  • the present invention provides an oil temperature dewatering method that can efficiently dehydrate fluid waste and uniformly and sufficiently remove oil in the deoiling process. This is an effect obtained by subdividing the waste into structural units having a uniform shape and size by adjusting the viscosity. Further, a structural unit having a uniform shape and size is prevented from being deformed by performing a dehydration process in a secondary dehydration step after a primary dehydration step of curing the surface. Such prevention of shape deformation enables dehydration treatment of a structural unit having a uniform shape and size.
  • the structural unit can be made into a final product as it is, so if the waste is made into pellets in the molding process, the deoiling process is finished and A final product of pellets can be obtained.
  • the oil temperature dehydration processing method of the present invention is applied to, for example, a waste processing line shown in FIG.
  • a waste treatment line of this example in order to adjust the oil content of the fluid waste W, a part of the dehydrated oil DO used in the primary dehydration process and the secondary dehydration process described later together with the waste W is input.
  • the material is charged into the apparatus main body 11 of the pellet molding apparatus 1 from 111, and is kneaded while transferring the waste W and the dehydrated oil DO by an extrusion screw (not shown) incorporated in the apparatus main body 11.
  • the pre-stage (extrusion screw) of the pellet molding apparatus 1 takes charge of the preparation process.
  • the waste W is adjusted so that the oil content is 25 vol% to 30 vol% when the waste W contains water 85 vol%.
  • the dehydrated oil DO to be added is reduced in proportion to the water content of the waste W.
  • the waste W whose oil content has been adjusted has an appropriate viscosity (around 2000 Pa ⁇ s) with shape retention, and the pellet P1 can be easily molded.
  • the pellet molding apparatus 1 squeezes the waste W pushed by an extrusion screw from a large number of openings in an orifice plate (not shown), and cuts the waste W squeezed by a cutter that rotates in parallel to the orifice plate. Then, a large number of pellets P1 are discharged from the discharge port 12.
  • Pressure extrusion screw if oil is 25 vol% ⁇ 30 vol%, it is 5kg / cm 2 ⁇ 6kg / cm 2.
  • the opening of the orifice plate determines the outer diameter PD of the pellet P1, the squeezing speed of the waste W by the extrusion screw, and the cutting interval by the cutter determine the length PL of the pellet P1.
  • suitable results can be obtained when the outer diameter PD and the length PL of the pellet P1 are both 6 mm.
  • the subsequent stage (orifice plate and cutter) of the pellet molding apparatus 1 is responsible for the molding process.
  • the pellet P1 Since the pellet P1 passes through the orifice plate opening under pressure, the pellet P1 undergoes a decrease in pressure immediately after the passage, and evaporates moisture. As a result, the shape retention of the pellet P1 is improved and the time required for the dehydration process is shortened. More positively, by providing a heating means in the main body of the pellet molding apparatus 1, the waste W may be kneaded while being heated, or may be molded into the pellet P1 in a heating environment. As a result, the shape retention of the pellet P1 is further improved and the time required for the dehydration process is further shortened.
  • Pellets P1 are charged into a primary dehydrator (primary cooker) 2 that is responsible for the primary dehydration process.
  • the primary dewatering device 2 of this example has a structure in which a feed screw 23 is built in a device main body 21 in which dehydrated oil DO is stored, and an inlet 211 and the feed screw are formed on the upstream side of the feed screw 23 and on the upper surface of the device main body 21.
  • a discharge port 212 is provided on the downstream side of 23 and on the side surface of the apparatus main body 21.
  • the dehydrated oil DO is heated and kept warm by heating oil (hereinafter referred to as heating oil) HO supplied to the heating jacket 25 of the apparatus main body.
  • the heating oil HO is supplied from an oil heating source (not shown) through the heating oil inlet 251 into the heating jacket 25, and returned from the heating oil outlet 252 of the heating jacket 25 to the oil heating source.
  • the pellets P1 charged into the primary dehydrator 2 are slowly transferred through the dehydrated oil DO from the inlet 21 to the outlet 22 by the feed screw 23. At this time, since the pellet P1 is not stirred by the feed screw 23, dehydration of the surface proceeds without losing its shape and shape retention is improved.
  • the oil temperature of dehydrated oil DO is set to The pellet P2 having a water content of 50 vol% to 60 vol% is obtained by dehydration at 150 ° C.
  • the internal pressure of the apparatus main body 21 being from atmospheric pressure to ⁇ 1 kg / cm 2 for about 30 minutes.
  • the surface of the pellet P2 is dehydrated and hardened, and even if it is stirred in the subsequent secondary dehydration step, it no longer loses its shape.
  • Moisture evaporated by the dehydration process is released as dirty water vapor WV containing some water-soluble components (for example, water-soluble protein) in the waste W due to the entrainment phenomenon, but the water vapor WV is condensed as it is to the outside. If released, it will lead to environmental pollution. Therefore, the water vapor WV extracted from the primary dehydrator 2 is condensed by a cooling device (condenser, not shown) after removing water-soluble components, and then discharged as water to the outside.
  • the water-soluble component can be removed by, for example, sending water vapor WV into dehydrated oil DO stored in a standby tank 4 to be described later and re-evaporating only water.
  • Pellets P2 are charged into a secondary dehydrator (secondary cooker) 3 that performs the secondary dehydration process.
  • the secondary dewatering device 3 of this example has a structure in which the feed screw 33 is built in the upper stage of the apparatus body 31 in which the dehydrated oil DO is stored, and the stirring blade 34 is built in the lower stage, and the upstream side of the feed screw 33 and the stirring blade 34 In addition, the inlet 31 on the upper surface of the apparatus body 31, the downstream of the feed screw 33 and the stirring blade 34, and the discharge ports 32, 32 corresponding to the feed screw 33 and the stirring blade 34 on the side surface of the apparatus body 31, respectively. Provided.
  • the dehydrated oil DO is supplied from the oil heating source into the heating jacket 35 through the heating oil inlet 351 and heated by the heating oil HO returned from the heating oil outlet 352 of the heating jacket 35 to the oil heating source, as in the primary dehydration apparatus 2. , Keep warm.
  • the secondary dewatering device 3 of the present example has a pellet P2 that floats and sinks due to a difference in water content (for example, whether or not the water has a specific gravity of less than 1) due to the upper feed screw 33 and the lower stirring blade 34.
  • the processing time is different.
  • the upper feed screw 33 quickly transfers the pellet P2 toward the discharge port 32 without stirring, whereas the lower stirring blade 34 transfers the pellet P2 slowly toward the discharge port 32 while stirring. .
  • light pellets P2 with a moisture content of less than 40% float up and processing time is shortened, and light pellets P2 with a moisture content of 40% or more settle down and processing time becomes relatively long, and the degree of dehydration is uniform. (Water content falls within a certain range).
  • the secondary dehydrating apparatus 3 of this example circulates the dehydrated oil DO stored in the apparatus main body 31 and the dehydrated oil DO stored in the tank main body 41 of the standby tank 4, and decreases due to the dehydration of the pellets P2.
  • the amount of heat is replenished from time to time.
  • the standby tank 4 heats the stored dehydrated oil DO to supply the dehydrated oil DO to the secondary dehydrator 3, and conversely collects the dehydrated oil DO of the secondary dehydrator 3 whose temperature is lowered by the introduction of the pellet P2. And reheat.
  • the dehydrated oil DO in the standby tank 4 is supplied from the oil heating source into the heating jacket 45 through the heating oil inlet 451 and the oil from the heating oil outlet 452 of the heating jacket 45 as in the primary dehydration device 2 and the secondary dehydration device 3. It is heated and kept warm by the heating oil HO returned to the heating source.
  • the dehydrated oil DO is a supply pump (not shown) provided in a supply pipe (not shown) that connects a dehydrated oil supply port 411 provided in the lower stage of the tank body 41 and a dehydrated oil inlet 36 provided in the lower stage of the apparatus body 31. (Not shown) is supplied from the standby tank 4 to the secondary dehydrator 3. Then, the dehydrated oil DO that has become excessive due to the supply is connected to a dewatering oil outlet 37 provided in the upper stage of the apparatus main body 31 and a dehydrated oil recirculation port 412 provided in the upper stage of the tank main body 41 (see FIG. (Omitted) is returned from the secondary dehydrator 3 to the standby tank 4.
  • the dehydrated oil outlet 37 is provided with a filter so that the pellet P2 does not flow out to the tank body 41.
  • the pellet P2 charged into the secondary dehydrator 3 is dehydrated so that the moisture content remaining in the resulting pellet P3 is uniform, although the treatment time varies depending on the moisture content.
  • the pellet P2 which has a high water content and sinks, is stirred by the stirring blade 34.
  • the surface is dehydrated and hardened by the primary dehydrator 2 in the previous stage, the internal dehydration is performed without losing its shape. It is advanced.
  • the outer diameter PD and the length PL are both 6 mm, the pellet P2 whose water content is 50 vol% to 60 vol% in the primary dehydration process, and the oil temperature of the dehydrated oil DO is 150 ° C.
  • the internal pressure of the main body of the device is from atmospheric pressure to -1kg / cm 2 and dehydrated for about 30 minutes with the lower stirring blade (the upper feed screw is dehydrated for a shorter time), and the pellet P3 has a moisture content of 2vol% to 5vol%. Get.
  • the water evaporated by the dehydration treatment is treated as dirty water vapor (water vapor containing water-soluble components) WV, after removing the water-soluble components in the same manner as the water evaporated from the primary dehydrator 2, and then the cooling device (condenser, not shown). After condensing, it is discharged to the outside as water.
  • the water-soluble component can be removed, for example, by sending water vapor WV into the dehydrated oil DO stored in the standby tank 4 and re-evaporating only the water.
  • the pellet P3 subjected to secondary dehydration contains oil (dehydrated oil DO) instead of moisture, it is subjected to a deoiling process to produce a product.
  • the shape after the secondary dehydration is finished and the shape of the pellet P3 is left as it is to produce a product. Therefore, the deoiling process uses the centrifuge 5 which does not easily lose its shape.
  • the pellet P3 charged into the centrifuge 5 is extracted as the dehydrated oil DO contained therein, and becomes a product as it is as a pellet PF that has been deoiled.
  • waste that has undergone dehydration and deoiling has often been formed into pellets from the convenience of handling as a product.
  • the present invention has an advantage that the pellet PF is already obtained at the stage where the deoiling process is completed, so that the molding operation of the pellet after the deoiling process becomes unnecessary.
  • Dehydrated oil DO extracted from the secondary dehydrated pellet P3 is collected in the dehydrated oil tank 51.
  • the dehydrated oil tank 51 is connected to the tank body 41 of the standby tank 4 described above, and has a function of temporarily storing the dehydrated oil DO to be supplied to the standby tank 4. That is, the dehydrated oil DO recovered from the centrifugal separator 5 is reused as a part of the dehydrated oil DO to be supplied to the standby tank 5.
  • the dehydrated oil DO is used without waste, and there is no water-soluble component associated with the dehydration process or anything other than the water from which the water-soluble component has been removed. It can also be configured as a mold.

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Abstract

流動性のある廃棄物を効率よく脱水し、かつ脱油処理において一様かつ十分に油分を除去する油温脱水処理方法であり、流動性のある廃棄物Wに含まれる油分を調整する準備工程と、含まれる油分が調整された廃棄物Wを同一形状及び大きさのペレットP1にする成型工程と、成型されたペレットP1を加熱された脱水油DOに投入し、撹拌せずに脱水処理する一次脱水工程と、脱水処理されたペレットP2を加熱された脱水油DOに投入し、撹拌しながら脱水処理する二次脱水工程とを経ることを特徴とする。

Description

油温脱水処理方法
　本発明は、汚泥、糖分・澱粉質性残渣物等、水分過多により流動性のある廃棄物を処理対象とした油温脱水処理方法に関する。
　水分を含む廃棄物の脱水方法として、脱水に供される油（以下、脱水油）を加熱して廃棄物を投入させ、水分を蒸散させる油温脱水処理方法が知られている（特許文献１及び特許文献２）。油温脱水処理方法は、加熱された脱水油を貯留する脱水容器から構成される油温脱水処理装置（クッカー）を用い、加熱された脱水油に廃棄物を投入し、撹拌羽根や送りスクリューによって撹拌しながら移送する廃棄物の水分を蒸散させる。処理後の廃棄物は、水分に代わって油分を含むため、例えば無機廃棄物は、脱油処理を経て減容されて埋め立て処分され、有機廃棄物は、バイオマス燃料や肥料又は飼料に転用される。
　実際の油温脱水処理において、例えば汚泥、糖分、澱粉質性残渣物等、水分過多により流動性のある廃棄物を脱水油に投入すると、大部分が塊状化し、残りが微細化して分散し、塊状化したものの脱水が進まない一方、微細化したものは回収しづらい問題がある。そこで、特許文献３は、脱水容器に流動性のある廃棄物を投入する汚泥投入機に、前記廃棄物を多数のヒモ状に分散させて押し出す孔開き部材を上下反転自在に設け、廃棄物をヒモ状に分散させて脱水油に没入できるようにしている（特許文献３・［0006］）。ヒモ状に分散した廃棄物は、比表面積が大きくなるため、脱水時間も短くなる利点がある（特許文献３・［0007］）。
特開2011-041895公報 特開2011-043280公報 特開2007-136348公報
　油温脱水処理方法は、脱水された廃棄物が水分に代わって油分を含むことから、脱水された廃棄物を押し潰す圧搾処理や、脱水された廃棄物に遠心力を与える遠心分離処理等の脱油処理が必要になる。いずれの脱油処理も、脱水された廃棄物に残る油分が一様に分散していれば、廃棄物全体から同程度に油分を除去できる。しかし、脱水された廃棄物は、一部塊状化したり、一部細分化したりして、前記塊状化又は細分化した廃棄物の構成単位（廃棄物を構成する細分化された単位で、粉粒物の粒や塊状物のブロック等）の形状又は大きさが一様でなく、構成単位毎の脱油程度が異なり、廃棄物全体を一様な脱油することが難しかった。
　特許文献３が開示する油温脱水処理方法は、流動性のある廃棄物をヒモ状の構成単位に分散させて脱水処理する。ここで、ヒモ状の構成単位がどれぐらいの長さなのか、また形成されたヒモ状の構成単位が形状又は大きさを維持したまま処理されるかが明らかでない。しかし、ヒモ状の構成単位は、不定長の長さで大きさが一様でないと推察される（特許文献３・図２参照）。また、ヒモ状の構成単位は、スクリューにより脱水油を撹拌しながら脱水処理されることから、脱水処理の途中で細かく分断されるが、なおヒモ状を保っていると推察される（特許文献３・［0011］～［0014］参照）。
　これらから、特許文献３が開示する油温脱水処理方法は、流動性のある廃棄物の構成単位が長さの異なるヒモ状で、一様な脱油処理ができていないと考えられる。また、脱水処理中にヒモ状の構成単位が分断されるため、前記構成単位が短ければ、完全に粉砕され、構成単位の一部が粉粒体になるものもあると考えられる。こうして粉粒体になった構成単位は、脱油処理し難く、残存する油分が多くなる問題がある。特に、特許文献３が開示する油温脱水処理方法は、ヒモ状の構成単位と粉粒体になった構成単位とが混在して圧搾処理されるため、十分な油分を除去できないと見られる。
　このように、特許文献３が開示する油温脱水処理方法は、流動性のある廃棄物を効率よく脱水処理するため、比表面積を大きくする点が評価できるが、脱水処理及び脱油処理の対象となる構成単位が分断しやすいヒモ状であるため、実際に脱水処理及び脱油処理される構成単位の形状又は大きさにバラツキが生じ、特に脱油処理に問題が残る。そこで、流動性のある廃棄物を効率よく脱水し、かつ脱油処理において一様かつ十分に油分を除去できる油温脱水処理方法について、検討した。
　検討の結果開発したものが、加熱された脱水油に廃棄物を投入し、水分を蒸散させる油温脱水処理方法において、流動性のある廃棄物に含まれる油分を調整する準備工程と、含まれる油分が調整された廃棄物を同一形状及び大きさの構成単位にする成型工程と、成型された構成単位を加熱された脱水油に投入し、撹拌せずに脱水処理する一次脱水工程と、脱水処理された構成単位を加熱された脱水油に投入し、撹拌しながら脱水処理する二次脱水工程とを経ることを特徴とする油温脱水処理方法を開発した。
　本発明の油温脱水処理方法は、準備工程により、流動性のある廃棄物の油分を調整して前記廃棄物を分割して所定形状に成型できるようにし、成型工程により、廃棄物を同一形状及び大きさの構成単位に分割、成型し、一次脱水工程により、前記構成単位の主に表面を脱水して形崩れを防止して、二次脱水工程により、構成単位を完全に脱水する。構成単位は、同一形状及び大きさであるため、均等に脱水処理及び脱油処理される。これから、廃棄物全体が一様に脱水処理及び脱油処理される。
　準備工程は、流動性ある廃棄物に油分を加えて粘性を付加し、所定の大きさ（量）に分割し、かつ所定形状に保形された構成単位に成型できるようにする。廃棄物における油分は、25vol％～30vol％を目安として別途油分を追加する。追加される油分は、脱水油と同じであることが好ましい。これにより、脱水工程において、廃棄物中に素早く脱水油が浸透したことと同じになり、脱水時間を短縮できる。流動性ある廃棄物が前記30vol％を越える油分を含んでいる場合、油分の追加をしない。油分が調整された廃棄物は、十分に混練することにより、保形性を発揮する粘性を備える。
　成型工程は、保形性を発揮する粘性を備えた廃棄物を、同一形状及び大きさの構成単位に分割、成型する。構成単位は、同一形状であれば外形は自由で、大きさの大小も問わないが、複雑な形状の構成単位は欠けて粉粒体を発生させやすく、また大きすぎると脱水処理又は脱油処理に時間がかかり、逆に小さすぎると構成単位自体が粉粒体になる。これから、構成単位は、ペレット、より具体的には外径及び長さが等しいペレットにするとよい。本発明にいう「ペレット」は、外径及び長さがそれぞれ数mm～10数mm程度の円柱体である。ペレットの外径及び長さは異なってもよいが、両者が等しい方が好ましい。
　円柱体であるペレットは、後述する一次脱水工程により表面を脱水処理して形崩れを防止すれば、続く二次脱水工程、脱油工程を経る過程で欠ける部分がなくなる。また、前記ペレットは、外径及び長さを等しくすると、表面から中心までの距離が殆どの部分で等しくなるので、脱水処理における油分の浸透に偏りがなくなり、短時間かつ均等な脱水処理が実現される。廃棄物をペレットに成型する手段は、従来公知の各種ペレット成型装置を利用できる。ペレット成型に際し、廃棄物又はペレットを加熱して水分を少しでも蒸散させると、ペレットの保形性が向上する。
　一次脱水工程は、加熱された脱水油中に構成単位を投入し、撹拌することなく脱水処理することで、前記構成単位の表面を脱水して形崩れを防止する。これにより、構成単位の表面が硬化し、また粘性も見られなくなるので、構成単位相互がくっつくこともなくなり、構成単位の塊状化を防止できる。二次脱水工程は、一次脱水工程により表面が硬化させられた構成単位を、脱水油中に投入して撹拌しながら加熱することにより、完全に脱水する。構成単位は、表面が硬化させられているので、撹拌により形崩れする虞がない。
　二次脱水工程を終えた構成単位は、従来公知の各種脱油手段により脱油処理する。ここで、圧搾処理は構成単位を崩し、前記構成単位を粉粒体にしてしまいかねない。これから、本発明に好適な脱油工程は、脱水処理された構成単位を遠心分離により脱油処理する脱油工程である。遠心分離による脱水工程は、脱水処理を終えた構成単位を形崩れさせない。このため、最初の成型工程で決定された構成単位をそのままの形で最終製品とすることができる。これは、例えば構成単位が円柱状のペレットの場合、最終製品もペレットであることを意味する。
　本発明は、流動性のある廃棄物を効率よく脱水し、かつ脱油処理において一様かつ十分に油分を除去できる油温脱水処理方法を提供する。これは、粘度調整により廃棄物を形状及び大きさが一様な構成単位に細分化したことによる効果である。また、形状及び大きさが一様な構成単位は、表面を硬化させる一次脱水工程を経てから二次脱水工程で脱水処理することにより、形崩れが防止される。こうした形崩れの防止が、形状及び大きさが一様な構成単位の脱水処理を可能にする。
　このほか、脱油処理を遠心分離処理とすることにより、構成単位をそのままの形で最終製品とすることができるため、成型工程で廃棄物をペレットにしておけば、脱油処理を終えてそのままペレットの最終製品を得ることができる。これにより、脱油処理を終えた廃棄物を改めてペレットにする手間及び労力を省き、廃棄物処理全体の処理時間を短縮できたり、処理コストを低減できたりする効果が得られる。
本発明の油温脱水処理方法が適用された廃棄物処理ラインの主要部分を表すブロック図である。
　以下、本発明を実施するための形態について図を参照しながら説明する。本発明の油温脱水処理方法は、例えば図１に見られる廃棄物処理ラインに適用される。本例の廃棄物処理ラインは、流動性のある廃棄物Wの油分を調整するため、後掲一次脱水工程及び二次脱水工程に用いられる脱水油DOの一部を、廃棄物Ｗと共に投入口111からペレット成型装置１の装置本体11へ投入し、装置本体11に内蔵された押し出しスクリュー（図示略）により前記廃棄物Ｗ及び脱水油DOを移送しながら、混練する。本例の廃棄物処理ラインでは、ペレット成型装置１の前段（押し出しスクリュー）が準備工程を担う。
　廃棄物Ｗは、廃棄物Ｗが水分85vol％を含有する場合、油分が25vol％～30vol％となるように調整する。加える脱水油DOは、廃棄物Ｗが含有する水分に比例して少なくする。油分が調整された廃棄物Ｗは、保形性を備えた適度な粘性（2000Pa・s前後）を有するようになり、ペレットP1の成型が容易になる。ペレット成型装置１は、押し出しスクリューに押された廃棄物Ｗを、オリフィス板（図示略）の多数の開孔から絞り出し、前記オリフィス板に平行に回転するカッタで絞り出された廃棄物Ｗを切断し、多数のペレットP1を排出口12から排出する。押し出しスクリューの加圧力は、油分が25vol％～30vol％の場合、５kg/cm2～６kg/cm2である。
　オリフィス板の開孔がペレットP1の外径PDを、押し出しスクリューによる廃棄物Ｗの絞り出し速度及びカッタによる切断間隔がペレットP1の長さPLをそれぞれ決定する。本発明では、ペレットP1の外径PD及び長さPLの等しいことが好ましい。実証試験では、前記ペレットP1の外径PD及び長さPLをいずれも６mmとした場合に好適な結果が得られることを確認している。本例の廃棄物処理ラインでは、ペレット成型装置１の後段（オリフィス板及びカッタ）が成型工程を担う。
　ペレットP1は、加圧状態でオリフィス板の開孔を通過してくるため、通過直後の圧力減少を受けて、少なからず水分を蒸散させる。これにより、ペレットP1の保形性が高められるほか、脱水処理に掛かる時間が短くなる。より積極的には、ペレット成型装置１の装置本体に加熱手段を設けることにより、廃棄物Ｗを加熱しながら混練したり、加熱環境下でペレットP1に成型したりするとよい。これにより、ペレットP1の保形性がより高められるほか、脱水処理に掛かる時間がより短くなる。
　ペレットP1は、一次脱水工程を担う一次脱水装置（一次クッカー）２へ投入される。本例の一次脱水装置２は、脱水油DOが貯留された装置本体21に送りスクリュー23が内蔵された構成で、送りスクリュー23の上流側かつ装置本体21の上面に投入口211、前記送りスクリュー23の下流側かつ装置本体21の側面に排出口212を設けている。脱水油DOは、装置本体の加熱ジャケット25に供給される加熱用の油（以下、加熱油）HOにより加熱、保温される。加熱油HOは、図示略された油加熱源から加熱油入口251を通して加熱ジャケット25内へ供給され、前記加熱ジャケット25の加熱油出口252から前記油加熱源へ戻される。
　一次脱水装置２に投入されたペレットP1は、送りスクリュー23により投入口21から排出口22に向けて、脱水油DO中をゆっくりと移送される。このとき、ペレットP1は、前記送りスクリュー23により撹拌されることがないため、形崩れせずに表面の脱水が進み、保形性が高められる。一次脱水工程は、例えば上述のように油分を25vol％～30vol％に調整した廃棄物Ｗから外径PD及び長さPLがいずれも６mmのペレットP1を成型した場合、脱水油DOの油温を150℃、装置本体21の内圧を大気圧～－１kg/cm2で約30分脱水し、水分を50vol％～60vol％にしたペレットP2を得る。ペレットP2は、表面が脱水されて硬化しており、続く二次脱水工程で撹拌されても、もはや形崩れしない。
　脱水処理により蒸散した水分は、飛沫同伴現象により廃棄物Ｗ中の水溶性成分（例えば水溶性タンパク質）を若干含んで汚れた水蒸気WVとして放出されるが、前記水蒸気WVをそのまま凝縮して外部へ放流すると、環境汚染に繋がってしまう。そこで、一次脱水装置２から抽出される水蒸気WVは、水溶性成分を取り除いた後、冷却装置（コンデンサ、図示略）により凝縮した後、外部へ水として放流する。水溶性成分は、例えば後述する待機タンク４に貯留された脱水油DO中へ水蒸気WVを送り込み、水分のみを再蒸発させることで取り除くことができる。
　ペレットP2は、二次脱水工程を担う二次脱水装置（二次クッカー）３へ投入される。本例の二次脱水装置３は、脱水油DOが貯留された装置本体31の上段に送りスクリュー33が、下段に撹拌羽根34が内蔵された構成で、送りスクリュー33及び撹拌羽根34の上流側かつ装置本体31の上面に投入口31、前記送りスクリュー33及び撹拌羽根34の下流側かつ装置本体31の側面に、送りスクリュー33及び撹拌羽根34それぞれに対応した二段の排出口32,32を設けている。脱水油DOは、一次脱水装置２同様、油加熱源から加熱油入口351を通して加熱ジャケット35内へ供給され、前記加熱ジャケット35の加熱油出口352から前記油加熱源へ戻される加熱油HOにより加熱、保温される。
　本例の二次脱水装置３は、上段の送りスクリュー33と下段の撹拌羽根34とにより、含水率の違い（例えば油に対する比重が１未満となる含水率か否か）により浮沈するペレットP2の処理時間を異ならせている。上段の送りスクリュー33は、ペレットP2を撹拌することなく、排出口32に向けて早く移送するのに対し、下段の撹拌羽根34は、ペレットP2を撹拌しながら排出口32に向けて遅く移送する。これにより、含水率40％未満の軽いペレットP2は浮上して処理時間が短くなり、含水率40％以上の軽いペレットP2は沈降して処理時間が相対的に長くなり、脱水の程度を一様にする（一定範囲内に含水率が収める）ことができる。
　また、本例の二次脱水装置３は、装置本体31に貯留された脱水油DOと、待機タンク４のタンク本体41に貯留された脱水油DOとを循環させ、ペレットP2の脱水により低下する熱量を随時補給している。待機タンク４は、貯留する脱水油DOを加熱して二次脱水装置３に前記脱水油DOを供給し、逆にペレットP2の投入により温度低下する二次脱水装置３の脱水油DOを回収して、加熱し直す。待機タンク４における脱水油DOは、一次脱水装置２及び二次脱水装置３同様、油加熱源から加熱油入口451を通して加熱ジャケット45内へ供給され、前記加熱ジャケット45の加熱油出口452から前記油加熱源へ戻される加熱油HOにより加熱、保温される。
　脱水油DOは、タンク本体の41の下段に設けられた脱水油供給口411と装置本体31の下段に設けられた脱水油入口36とを結ぶ供給パイプ（図示略）に設けられた供給ポンプ（図示略）により、待機タンク４から二次脱水装置３へ供給される。そして、前記供給により過剰となった脱水油DOが、装置本体31の上段に設けられた脱水油出口37とタンク本体の41の上段に設けられた脱水油還流口412とを結ぶ還流パイプ（図示略）を通じて、二次脱水装置３から待機タンク４へ戻される。脱水油出口37は、フィルタを設けて、ペレットP2がタンク本体41に流れ出ないようにする。
　二次脱水装置３に投入されたペレットP2は、含水率の違いによって処理時間が異なるが、得られるペレットP3に残存する含水率が一様となるように脱水される。このとき、含水率が高くて沈むペレットP2は、撹拌羽根34に撹拌されるが、前段の一次脱水装置２により表面が脱水されて硬化しているため、形崩れすることなく、内部の脱水が進められる。二次脱水工程は、例えば上述のように外径PD及び長さPLがいずれも６mmで、一次脱水工程により水分が50vol％～60vol％にしたペレットP2を、脱水油DOの油温を150℃、装置本体の内圧を大気圧～－１kg/cm2で、下段の撹拌羽根により約30分脱水し（上段の送りスクリューはこれより短時間の脱水）、水分が２vol％～５vol％のペレットP3を得る。
　脱水処理により蒸散した水分は、汚れた水蒸気（水溶性成分を含む水蒸気）WVとして、上述した一次脱水装置２から蒸散した水分同様、水溶性成分を取り除いた後、冷却装置（コンデンサ、図示略）により凝縮した後、外部へ水として放流する。水溶性成分は、例えば待機タンク４に貯留された脱水油DO中へ水蒸気WVを送り込み、水分のみを再蒸発させることで取り除くことができる。
　こうして二次脱水されたペレットP3は、水分に代えて油分（脱水油DO）を含むため、製品とするために脱油工程を経る。本発明は、二次脱水を終えた形状、前記ペレットP3の形状をそのまま残して製品化するため、脱油工程は形崩れを招きにくい遠心分離機５を利用する。遠心分離機５に投入されたペレットP3は、含有する脱水油DOが抽出され、脱油処理されたペレットPFとしてそのまま製品になる。従来、脱水処理及び脱油処理を経た廃棄物は、製品としての取り扱いの便からペレットに成型されることが多かった。本発明は、脱油処理を終えた段階で、既にペレットPFが得られるため、脱油処理後のペレットの成型作業が不要になる利点がある。
　二次脱水されたペレットP3から抽出された脱水油DOは、脱水油タンク51に回収される。脱水油タンク51は、既述した待機タンク４のタンク本体41に連結されており、待機タンク４へ補給する脱水油DOを一時的に貯留させておく働きを有する。すなわち、遠心分離機５より回収された脱水油DOは、待機タンク５へ補給する脱水油DOの一部として再利用される。これにより、脱水油DOが無駄のなく利用され、脱水処理に伴う水溶性成分や前記水溶性成分を除去した水以外、外部に廃棄するものがなくなるので、例えば本例の廃棄物処理ラインを車載型として構成することもできる。
　１　ペレット成型装置
　２　一次脱水装置
　３　二次脱水装置
　４　待機タンク
　５　遠心分離機
　Ｗ　流動性のある廃棄物
　P1　成型されたペレット
　P2　一次脱水されたペレット
　P3　二次脱水されたペレット
　PF　脱油処理されたペレット
　PD　ペレットの外径
　PL　ペレットの長さ
　DO　脱水油
　HO　加熱油
　WV　汚れた水蒸気

Claims (4)

  1. 加熱された脱水油に廃棄物を投入し、水分を蒸散させる油温脱水処理方法において、
    流動性のある廃棄物に含まれる油分を調整する準備工程と、
    含まれる油分が調整された廃棄物を同一形状及び大きさの構成単位にする成型工程と、
    成型された構成単位を加熱された脱水油に投入し、撹拌せずに脱水処理する一次脱水工程と、
    脱水処理された構成単位を加熱された脱水油に投入し、撹拌しながら脱水処理する二次脱水工程とを経ることを特徴とする油温脱水処理方法。
  2. 脱水処理された構成単位を遠心分離により脱油処理する脱油工程を経る請求項１記載の油温脱水処理方法。
  3. 構成単位は、ペレットである請求項１又は２いずれか記載の油温脱水処理方法。
  4. 構成単位は、外径及び長さが等しいペレットである請求項１又は２いずれか記載の油温脱水処理方法。
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