JP5500564B2 - 遺棄性廃棄物乾燥装置 - Google Patents

Description

本発明は、遺棄性廃棄物乾燥装置に関し、より詳細には、下水管路や下水終末処理場等で発生する下水スラッジ及び各種含水性スラッジや生ごみ等のような遺棄性廃棄物を併合処理する装置であって、遺棄性廃棄物の乾燥と破砕とを同時に行うことで、遺棄性廃棄物の乾燥効率を向上させると共に、遺棄性廃棄物の体積及び含水率を低減することができる、遺棄性廃棄物乾燥装置に関する。

下水終末処理場等で発生する下水スラッジ及び各種含水性スラッジや生ごみ等のような遺棄性廃棄物は、処理が容易ではなく、従来は海洋投棄や焼却等の方法で処理を行ってきた。

しかし、ロンドン協約によって２０１２年から遺棄性廃棄物の海洋投棄が厳格に制限される予定であることから、遺棄性廃棄物の陸上処理対策が必要であり、遺棄性廃棄物の陸上処理対策の一つとして、埋め立て等が検討され得る。しかしながら、遺棄性廃棄物を直接埋め立てる場合、その体積（量）と制限的な埋め立て場所による問題が生じ、さらには、多量の浸出水が地下に流入されることで相当な環境汚染の問題が生じ得る。

また、陸上処理対策の一つである焼却を利用して遺棄性廃棄物を処理する場合、下水スラッジ及び各種含水性スラッジや生ごみ等のような遺棄性廃棄物は、多量の水分を含有（遺棄性廃棄物の平均含水率８０％）しているだけでなく、体積が大きいため、焼却にかかる費用が高くなり、また、焼却しても多量の浸出水に対する処理の問題が生じ得る。

さらに問題になるのは、遺棄性廃棄物の焼却過程で、環境に致命的なダイオキシン等の有害ガスが大量に発生し、環境に悪影響を及ぼすことである。そのため、遺棄性廃棄物に対する適切で効率的な処理方法が要望されている。

遺棄性廃棄物の効率的な処理のため、遺棄性廃棄物を乾燥させて含水率を低減する乾燥装置が考案され、使用されている。しかし、従来の乾燥装置は、油類やガス等の燃焼原を利用して遺棄性廃棄物を乾燥させるもの等が主流である。

上述のような従来の乾燥装置は、遺棄性廃棄物を単に乾燥させるものであり、固まった状態の遺棄性廃棄物に対して均一で完全な乾燥を期待することができず、さらには、不完全乾燥によって遺棄性廃棄物の体積及び含水率を格段に低減することはできない等の問題が指摘されている。

本発明の目的は、上述のような従来の遺棄性廃棄物の処理過程で生じる問題を解消するため、多量の水分を含んだ各種スラッジや生ごみ等のような遺棄性廃棄物に対し、乾燥と破砕とを同時に行うことで、遺棄性廃棄物の乾燥効率を向上させると共に、遺棄性廃棄物の含水率を１０％以下にし、乾燥させた遺棄性廃棄物を多様な分野でリサイクル可能とし、また、遺棄性廃棄物の体積及び含水率を低減することで、焼却や埋め立てにかかる費用を抑え、制限された場所を利用して遺棄性廃棄物を効率よく処理することができる、遺棄性廃棄物乾燥装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に係る遺棄性廃棄物乾燥装置は、ベース上に回転可能に設置された乾燥ドラム、乾燥ドラムの前側を密閉する密閉キャップに設置された供給台、乾燥ドラムの内部前側に長さ方向に設置された回転軸、回転軸上に設置された第１及び第２破砕用回転ブレイド、乾燥ドラムの内部後側に長さ方向に設置された補助回転軸、補助回転軸上に設置された補助破砕用回転ブレイド、乾燥過程で発生する微細な廃棄物粉末を排出するための第１開口部及び第１密閉部材、乾燥が完了された遺棄性廃棄物を排出するための第２開口部及び第２密閉部材、乾燥ドラムの内部で熱風を噴射するバーナー、等を備えたことを特徴とする。

本発明によると、各種含水性スラッジや生ごみ等のような遺棄性廃棄物を併合処理し、遺棄性廃棄物の乾燥過程で固まった状態の遺棄性廃棄物を破砕しながら乾燥することにより、均一で完全な乾燥を実現し、乾燥処理した遺棄性廃棄物を多様な分野（火力発電所の補助燃料等）にリサイクル可能である。また、本発明によると、遺棄性廃棄物の含水率のみでなく体積をも低減することができ、浸出水の処理問題を解決しながら、焼却にかかる費用を画期的に抑えることができる。さらに、本発明によると、遺棄性廃棄物を埋め立てても、浸出水による環境汚染を抑えることができ、制限的な埋立地の問題をも解決することができる。

本発明の一実施形態に係る遺棄性廃棄物乾燥装置を示す正面図である。 本発明の一実施形態に係る遺棄性廃棄物乾燥装置を示す断面図である。 本発明に係る乾燥ドラムと第１及び第２破砕用回転ブレイドの設置状態を説明するための参照断面図である。 本発明に係る乾燥ドラムと第１及び第２破砕用回転ブレイドの作動状態を説明するための参照断面図である。 本発明に係る第１開口部と第１密閉部材の設置状態を説明するための参照断面である図。 本発明に係る第２開口部と第２密閉部材の設置状態を説明するための参照断面図である。

以下、本発明の構成について、図面を参照しつつ説明する。

本発明の一実施形態に係る遺棄性廃棄物乾燥装置（１０）は、図１〜図３に示すように、ベース（１１）上に一定間隔で設置された支持台（１２）と、支持台（１２）のそれぞれに固定された前側密閉キャップ（１３）及び後側密閉キャップ（１４）と、前側密閉キャップ（１３）及び後側密閉キャップ（１４）の間に設置された回転可能な乾燥ドラム（２０）と、乾燥ドラム（２０）の外周面に設置された回動ギアー（Ｇ２）と、ベース（１１）上に設置された駆動モーター（Ｍ１）によって駆動する駆動ギアー（Ｇ１）と、を有する。駆動ギアー（Ｇ１）と回動ギアー（Ｇ２）とが噛合した状態で駆動モーター（Ｍ１）が駆動することによって、乾燥ドラム（２０）が回転する。

乾燥ドラム（２０）は、後側に向かうほど低くなるように設置され、１．５〜２゜傾斜した状態に維持されることが好ましい。これにより、乾燥したスラッジが自然に後方に流れるようになる。ここで、乾燥ドラム（２０）の傾斜角度を制限する理由としては、傾斜角度が大きくなると、装置に偏荷重が発生し、駆動部等に無理があるからである。また、駆動モーター（Ｍ１）による乾燥ドラム（２０）の回転速度は、２回転／分を維持するようにする。

乾燥ドラム（２０）の内部前側に、所定の長さを持つ２つの回転軸（２７ａ，２７ｂ）が設置されている。回転軸（２７ａ，２７ｂ）上に、それぞれ第１破砕用回転ブレイド（Ｒ１）及び第２破砕用回転ブレイド（Ｒ２）が設置されている。回転軸（２７ａ，２７ｂ）は、チェーン及びスプロケット（ｓｐｒｏｃｋｅｔ）等の駆動伝達手段（Ｃ１ａ，Ｃ１ｂ）を介して回転軸駆動モーター（Ｍ２ａ，Ｍ２ｂ）と接続し、回転軸駆動モーター（Ｍ２ａ，Ｍ２ｂ）の駆動により回転する。乾燥ドラム（２０）の内部に、螺旋形で巻回された状態で、複数列の移送バケット（ｂｕｃｋｅｔ）（２３）が設置されている。移送バケット（２３）は、等間隔で切断されて多数の挿板が組合された形態を有する。

第１破砕用回転ブレイド（Ｒ１）及び第２破砕用回転ブレイド（Ｒ２）の長さは、乾燥ドラム（２０）の全長の１／３を超過しない。回転軸（２７ａ，２７ｂ）は、回転軸駆動モーター（Ｍ２ａ，Ｍ２ｂ）の駆動により、３５０ＲＰＭの高速回転が可能である。回転軸（２７ａ，２７ｂ）は、乾燥ドラム（２０）の駆動方向と反対方向に駆動する。

乾燥ドラム（２０）の外壁に、○−リング形態の回転支持板（２４）が設置されている。ベース （１１）上に、回転支持板（２４）を堅固に回転支持する回転支持手段（１５）が設置されている。回転支持手段（１５）は、回転支持板（２４）の側面を支持する支持ローラー（１５ａ）、及び、回転支持板（２４）の外面を支持する支持ローラー（１５ｂ）を有する。回転支持手段（１５）が回転支持板（２４）を堅固に回転支持することで、乾燥ドラム（２０）が安定的に回転する。

乾燥ドラム（２０）の内部に、複数の円盤型の隔板（２１）が設置されている。隔板（２１）の内側には貫通穴（２２）が形成されており、貫通穴（２２）を通じて乾燥ドラム（２０）の内部が通じるようになっている。複数の隔板（２１）のうち乾燥ドラム（２０）の最も後側に位置する隔板（２１）の前方に、第１開口部（２５）が形成されている。第１開口部（２５）に、多数の微細排出穴（２６ａ）を有する排出部材（２６）が設置されている。第１開口部（２５）の外部に○−リング形態の第１密閉部材（１６）が設置されており、第１密閉部材（１６）によって第１開口部（２５）が密閉されている。第１密閉部材（１６）の底部に、第１排出口（１６ａ）が設けられている。第１排出口（１６ａ）に、第１排出管（１７）が設置されている。遺棄性廃棄物の乾燥過程で発生する微細な廃棄物粉末は、微細排出穴（２６ａ）→第１開口部（２５）→第１排出口（１６ａ）→第１排出管（１７）を通じて、排出される（図５参照）。

複数の隔板（２１）のうち乾燥ドラム（２０）の最も後側に位置する隔板（２１）の後方に、第２開口部（２５ａ）が形成されている。第２開口部（２５ａ）の外部に○−リング形態の第２密閉部材（１８）が設置されており、第２密閉部材（１８）によって第２開口部（２５ａ）が密閉されている。第２密閉部材（１８）の底部に、第２排出口（１８ａ）が設けられている。第２排出口（１８ａ）に、第２排出管（１９）が設置されている。乾燥が完了された遺棄性廃棄物は、第２開口部（２５ａ）→排出口（１６ａ）→排出管（１７）を通じて、排出される。第２密閉部材（１８）の上部に、第３排出口（１８ｂ）が設けられている。第３排出口（１８ｂ）に、排気配管（１８ｃ）が設置されている。遺棄性廃棄物の乾燥過程で発生する悪臭及び熱気は、排気配管（１８ｃ）を通じて、排出される（図６参照）。

乾燥ドラム（２０）の内部後側に、所定の長さを持つ補助回転軸（２８）が設置されている。補助回転軸（２８）上に、複数の補助破砕用回転ブレイド（Ｒ３）が設置されている。補助回転軸（２８）は、チェーン及びスプロケット（ｓｐｒｏｃｋｅｔ）等の駆動伝達手段（Ｃ３）を介して回転軸駆動モーター（Ｍ４）と接続し、回転軸駆動モーター（Ｍ４）の駆動により回転する。補助破砕用回転ブレイド（Ｒ３）の長さは、乾燥ドラム（２０）の全長の１／３を超過しない。

前側密閉キャップ（１３）に、供給台（３０）が設置されている。供給台（３０）は、投入ホッパー（ｈｏｐｐｅｒ）（３１）、及び、乾燥ドラム（２０）の内部前側に位置する排出開口（３２）を有する。供給台（３０）の内部には、定量投入が可能となるよう、供給スクリュー（Ｓ）が設置されている。供給スクリュー（Ｓ）は、チェーン及びスプロケット等の駆動伝達手段（Ｃ２）を介して供給モーター（Ｍ３）と接続し、供給モーター（Ｍ３）の駆動により駆動する。前側密閉キャップ（１３）の一側には、乾燥ドラム（２０）の内部で熱風を噴射するバーナー（４０）が設置されている。

以上に述べたとおり、本実施形態によると、遺棄性廃棄物乾燥装置（１０）を可動させた状態で供給台（３０）の投入ホッパー（３１）を通じて各種スラッジや粉砕された生ごみを投入すれば、スラッジや生ごみは、供給スクリュー（Ｓ）の駆動によって強制移送されて、排出開口（３２）を通じて乾燥ドラム（２０）の内部に供給される。したがって、スラッジや生ごみがスクリュー方式によって供給されるので、常に一定量を投入することが可能であり、さらに、投入量を任意に調節することも可能である。

排出開口（３２）を通じて乾燥ドラム（２０）の内部に供給されたスラッジや生ごみは、回転する乾燥ドラム（２０）の内部に設置された挿板形態の移送バケット（２３）によって上部に持ち上げられて最上部に達した後に落下し、高速で回転する第１及び第２破砕用回転ブレイド（Ｒ１、Ｒ２）及び補助破砕用回転ブレイド（Ｒ３）に衝突して細かく破砕される。スラッジや生ごみは、破砕された状態でも、持ち上げられてから落下するという過程を繰り返す。

この時、乾燥ドラム（２０）の内部では、バーナー（４０）によって熱風が噴射されるので、スラッジや生ごみが、均一で速かに乾燥する。

即ち、本実施形態によれば、スラッジや生ごみを破砕しながら下方に流して乾燥させることにより、固まった状態のスラッジや生ごみを完全に破砕してその体積を低減させるだけでなく、均一で迅速な乾燥を行うことができる。

また、本実施形態によれば、乾燥ドラム（２０）の回転速度を小さくして回転軸及び補助回転軸（２７ａ，２７ｂ，２８）を３５０ＲＰＭの高速で回転させ、高速で回転する第１及び第２破砕用回転ブレイド（Ｒ１，Ｒ２）と補助破砕用回転ブレイド（Ｒ３）とによってスラッジや生ごみを破砕することにより、遺棄性廃棄物の破砕効率を向上させることができる。しかも、乾燥ドラム（２０）の内部を円盤型の隔板（２１）で画定し、遺棄性廃棄物を隔板（２１）の貫通穴（２２）に沿って移動させることで、遺棄性廃棄物の流れを遅延させて、破砕及び乾燥の効率を向上させることができる。

また、本実施形態によれば、遺棄性廃棄物の乾燥及び破砕過程で発生する（乾燥が完了された状態の）微細な廃棄物粉末を、第１開口部（２５）及び第１密閉部材（１６）を通じて１次排出し、粒子が比較的大きい破砕廃棄物は、乾燥及び破砕がもう少し進行し後で、第２開口部（２５ａ）及び第２密閉部材（１８）を通じて、排出する。これにより、破砕効率を向上させるだけではなく、微細粉末の粒子が大きく破砕された破砕廃棄物の間に介在することで乾燥効率が悪化するという事態を防止することができる。また、第２密閉部材（１８）に設置された排気配管（１８ｃ）を通じて排出される乾燥ガスを、脱臭施設に送って悪臭を除去することができ、施設周辺の住民に悪臭による被害が生じないようにすることができる。さらに、排気配管（１８ｃ）を通じて乾燥に使われた乾燥ガス（悪臭が除去されたガス、又は、悪臭が除去されていないガス）を回収して、乾燥ガスの残熱を活用することで、遺棄性廃棄物乾燥装置のより効率的な運用を実現することができる。

本実施形態によれば、乾燥を行う過程において、スラッジを、乾燥ドラム（２０）の内部に設置された螺旋形の移送バケット（２３）によって、前方から後方に、漸進的に移送することができる。乾燥ドラム（２０）を、後側に向かうほど低くなるように傾斜した状態に設置したことで、破砕及び乾燥が完了されたスラッジや生ごみを、より自然的に移送し、排出することができる。これにより、スラッジや生ごみの含水率を１０％以下にまで低減することができる。

１０ 遺棄性廃棄物乾燥装置
１１ ベース
１２ 支持台
１３ 前側密閉キャップ
１４ 後側密閉キャップ
１５ 回転支持手段
１６ 第１密閉部材
１８ 第２密閉部材
２０ 乾燥ドラム
２１ 隔板
２２ 貫通穴
２４ 回転支持板
２５ 第１開口部
２６ 排出部材

Claims (1)

1. ベース（１１）上に一定間隔で設置された、支持台（１２）と、
   前記支持台（１２）のそれぞれに固定された、前側密閉キャップ（１３）及び後側密閉キャップ（１４）と、
   前記前側密閉キャップ（１３）及び前記後側密閉キャップ（１４）の間に設置された回転可能な乾燥ドラム（２０）であって、後側に向かうほど低くなるように設置され、１．５〜２゜傾斜した状態に維持された、乾燥ドラム（２０）と、
   駆動ギアー（Ｇ１）及び回動ギアー（Ｇ２）を介して前記乾燥ドラム（２０）と接続し、前記乾燥ドラム（２０）を回転及び駆動させる、ドラム駆動モーター（Ｍ１）と、
   螺旋形に巻回された状態で前記乾燥ドラム（２０）の内部に設置された、複数列の移送バケット（２３）であって、等間隔で切断されて多数の挿板が組合された形態を有する、移送バケット（２３）と、
   前記前側密閉キャップ（１３）に設置された供給台（３０）であって、投入ホッパー（３１）、及び、前記乾燥ドラム（２０）の内部前側に位置する排出開口（３２）を有する、供給台（３０）と、
   前記供給台（３０）の内部に設置された、供給スクリュー（Ｓ）と、
   駆動伝達手段（Ｃ２）を介して前記供給スクリュー（Ｓ）と接続し、前記供給スクリュー（Ｓ）を駆動させる、供給モーター（Ｍ３）と、
   前記前側密閉キャップ（１３）の一側に設置された、前記乾燥ドラム（２０）の内部で熱風を噴射する、バーナー（４０）と、
   前記乾燥ドラム（２０）の内部前側に設置された、２つの回転軸（２７ａ，２７ｂ）と、
   前記回転軸（２７ａ，２７ｂ）上にそれぞれ設置された、第１破砕用回転ブレイド（Ｒ１）及び第２破砕用回転ブレイド（Ｒ２）と、
   駆動伝達手段（Ｃ１ａ，Ｃ１ｂ）を介して前記回転軸（２７ａ，２７ｂ）のそれぞれと接続し、前記回転軸（２７ａ，２７ｂ）を回転させる、回転軸駆動モーター（Ｍ２ａ，Ｍ２ｂ）と、
   前記乾燥ドラム（２０）の内部後側に設置された、補助回転軸（２８）と、
   前記補助回転軸（２８）上に設置された、複数の補助破砕用回転ブレイド（Ｒ３）と、
   前記駆動伝達手段（Ｃ３）を介して前記補助回転軸（２８）と接続し、前記補助回転軸（２８）を回転させる、回転軸駆動モーター（Ｍ４）と、
   前記乾燥ドラム（２０）の内部に設置された、複数の円盤型の隔板（２１）と、
   前記乾燥ドラム（２０）の内部の連通が形成されるよう、前記隔板（２１）の内側に形成された、貫通穴（２２）と、
   前記複数の隔板（２１）のうち最も後側に位置する隔板（２１）の前方に形成された、第１開口部（２５）と、
   前記第１開口部（２５）に設置された、多数の微細排出穴（２６ａ）を有する、排出部材（２６）と、
   前記第１開口部（２５）の外部に設置された、前記第１開口部（２５）を密閉する、○−リング形態の第１密閉部材（１６）と、
   前記第１密閉部材（１６）の底部に設けられた、第１排出口（１６ａ）と、
   前記第１排出口（１６ａ）に設置された、遺棄性廃棄物の乾燥過程で発生する微細な廃棄物粉末を排出する、第１排出管（１７）と、
   前記複数の隔板（２１）のうち最も後側に位置する隔板（２１）の後方に形成された、第２開口部（２５ａ）と、
   前記第２開口部（２５ａ）の外部に設置された、前記第２開口部（２５ａ）を密閉する、○−リング形態の第２密閉部材（１８）と、
   前記第２密閉部材（１８）の底部に設けられた、第２排出口（１８ａ）と、
   前記第２排出口（１８ａ）に設置された、乾燥が完了された遺棄性廃棄物を排出する、第２排出管（１９）と、
   前記第２密閉部材（１８）の上部に設けられた、第３排出口（１８ｂ）と、
   前記第３排出口（１８ｂ）に設置された、遺棄性廃棄物の乾燥過程で発生する悪臭及び熱気を排出する、排気配管（１８ｃ）と、
   を備えたことを特徴とする、遺棄性廃棄物乾燥装置（１０）。