JPH01111497A - 汚泥乾燥方法 - Google Patents

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」 この充用は、公共下水道または流域下水道の下水処理等
によって生じる汚泥を溶融スラグ化する前の汚泥乾燥方
法に関する。

「従来の技術」 近来、公共下水道または流域下水道の下水処理方法とし
て、最終生成物の減容化、安定化などの目的で汚泥を溶
融してスラグ化することが考えられている。

このような汚泥を溶融する場合、汚泥の含水量が大きい
ほど外部から供給すべきエネルギーが大きくなる。また
、汚泥中には多量の有機分が存在するが、有機系脱水助
剤も混合されるため、汚泥中の固形物の発熱量は“亜炭
”に匹敵する。このため、汚泥を効率的に溶融するには
、汚泥中の含水量を極力減らし、かつ汚泥の内在エネル
ギーを積極的に利用することによって、外部からの供給
エネルギーを減°らさなければならない。そこで、この
ような条件を満足するためには、汚泥を溶融することが
最も望ましいと考えられる。−例として、旋回流炉を用
いて汚泥を溶融する場合には、予め汚泥を含水率１０％
以下まで乾燥させると共に粉末化し、この汚泥粉末を円
筒形炉の接線方向に供給して炉内の強い旋回流の中で燃
焼させることによって、炉内を高温雰囲気に安定に保つ
と共に高負荷燃焼を可能とする。そして、上記汚泥を含
水率１０％以下の汚泥粉末とする場合には、水蒸気乾燥
機によって乾燥することが考えられていた。

「発明が解決しようとする問題点」 しかしながら、上記のような乾燥方法によって汚泥を乾
燥した場合には、水蒸気乾燥機の乾燥能力が低いため、
汚泥の含水率を３０〜４０％までしか減らすことができ
ず、乾燥した汚泥をさらに乾燥するために別の乾燥機を
用いて乾燥工程を二段階にしなければならない。その上
、水蒸気乾燥機によって乾燥した汚泥は固化してしまう
ので、第二段階の乾燥工程において使用する乾燥機には
粉砕機能を持たせなければならないという問題点があっ
た。

この発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、汚泥
を一段階で十分小さな含水量まで乾燥すると共に乾燥さ
れた汚泥が粉末状となる汚泥乾燥方法を提供゛すること
を目的としている。

「問題点を解決するための手段」 この発明は、乾燥炉内に汚泥を投入すると共にこの乾燥
炉内を減圧し、上記汚泥に下方から加熱された流動化ガ
スを上記汚泥の粒子終端速度以下で吹き込んでこの汚泥
を流動化した状態でこの汚泥中の水分を蒸発させ、次い
でこの汚泥中の水分が所定ｍ以下になった時に上記流動
化ガスの流速を上記汚泥の粒子終端速度以上とし、これ
によりこの汚泥を粉末化した状態で上方へ吹き上げると
共にこの汚泥中の水分をさらに蒸発させて乾燥するもの
である。

「作用」 この発明の汚泥乾燥方法においては、乾燥炉内を減圧す
ることにより露点を下げ、これによりこの乾燥炉内の汚
泥の減圧脱水を促進し、低温乾燥を可能としてヒートロ
スを抑える。また、予め上記汚泥に下方から加熱された
流動化ガスを上記汚泥の粒子終端速度以下で吹き込むこ
とにより、この汚泥をバブリングベツドの状態にしてこ
の汚泥中の水分をある程度蒸発させておき、次いでこの
汚泥中の含水量が所定量以下になった時に上記流動化ガ
スの流速を上記汚泥の粒子終端速度以上とすることによ
り、この汚泥を流動化して微粉化を促進すると共に微粉
化した汚泥を上方へ吹き上げ、この汚泥中の水分をさら
に蒸発させて乾燥する。

このため、上記汚泥が一段階で十分な含水率になるまで
乾燥される上、得られた乾燥生成物が粉末状となる。

この場合、汚泥の減圧脱水を促進するためには、乾燥炉
内を一１００１１ＪＩＡｑ〜−１０００ｚｚＡｑ程度に
減圧することが比較的容易で経済的に望ましい。また、
上記乾燥炉内で乾燥されている汚泥は、第３図に示すよ
うに、含水量が脱水ケーキ含水率（約８０％）から限界
含水率（約４０％）程度の場合、その乾燥速度（蒸発ｆ
ｆｉ／時間）が些較的速い恒率乾燥域にあるが、汚泥の
含水率が限界含水率（約４０％）から平衡含水率（約５
％）程度の場合、その乾燥速度が比較的遅い減率乾燥域
にある。

このため、上記流動化ガスの流速を粒子終端速度以下か
ら粒子終端速度以上にする時機としては、汚泥の乾燥速
度が恒率乾燥域から減率乾燥域に変わる限界含水率に達
した時が良い。

「実施例」 以下、この発明の第１実施例の汚泥乾燥方法に適用した
バッチ式の汚泥処理装置を第１図を参照して説明する。

この汚泥処理装置は、脱水された汚泥を貯蔵する汚泥ホ
ッパｌと、この汚泥ホッパｌから投入された汚泥を乾燥
する乾燥炉２と、この乾燥炉２の上部から吹き出す汚泥
粉末をガスと分離する一次サイクロン３と、この−次サ
イクロン３から排出されたガス中から残留汚泥粉末を分
離する二次サイクロン４と、この二次サイクロン４から
排出されたガスを吸引することによって上記乾燥炉２内
を減圧する蒸気エジェクタ５と、上記−次サイクロン３
によって分離捕集された汚泥粉末を溶融する溶融炉６と
から構成されたものである。

乾燥炉２は、筒状であって、側部に汚泥投入口が設けら
れ、下部に下方から汚泥に流動化ガスを吹き込む流動化
ガス吹き込み用ノズルが複数設けられ、内部に水蒸気間
接加熱用のスチームパイプ７が配設されたものである。

上記流動化ガス吹き込み用ノズルとしては、例えば散気
孔、散気板などが用いられる。上記乾燥炉２の上部には
一次サイクロン３の吸込口が連結されている。

−次サイクロン３は、乾燥炉２から吸い込んだ汚泥粉末
をこの汚泥粉末から分離した水蒸気および流動化ガスと
分離し、この汚泥粉末を再度乾燥炉２に戻して循環させ
ると共に、上記水蒸気および流動化ガスを二次サイクロ
ン４へ排出するものである。

溶融炉６は、例えば旋回流炉のような自燃溶融可能な炉
であって、側部に上記−次サイクロンによって分離捕集
された汚泥粉末を内部に投入する汚泥粉末投入口が設け
られれると共にこの汚泥粉末投入口に微粉炭バーナ８が
設けられ、下部に生成した溶融スラグを排出するスラグ
排出口が設けられ、上部に廃ガスを排出する廃ガス排出
口が設けられたものである。上記溶融炉６の内部には、
上記乾燥炉２に流動化ガスとして供給する空気を加熱す
る加熱管９が配設されると共に、上記乾燥炉２内のスチ
ームパイプ７に蒸気を供給する廃熱ボイラｌＯが設けら
れている。上記加熱管９によって加熱された空気の一部
は、汚泥粉末と共に汚泥粉末投入口から溶融炉６に投入
される。また、上記廃熱ボイラＩＯによって過熱された
蒸気の一部は、蒸気エジェクタ５に供給されて、上記二
次サイクロン４から蒸気エジェクタ５に送られるガスを
水処理施設へ排出させる。

このような構成の汚泥処理設備を用いて汚泥を溶融する
場合には、まず、汚泥ホッパ１から乾燥炉２に汚泥を投
入し、次いでこの汚泥に溶融炉で加熱された流動化ガス
を吹き込むと共に乾燥炉２内を一１００Ａｑ〜１００１
００Ｏｘに減圧して露点を下げる。この場合、流動化ガ
スの温度を１００〜２００℃とし、その流速を汚泥の粒
子終端速度以上とする。このようにすると、汚泥がバブ
リングベツドの状態になってこの汚泥中の水分が蒸発し
ていく。そして、この汚泥中の含水量が限界含水率（約
４０％）以下になった時に上記流動化ガスの流速を上記
汚泥の粒子終端速度以上とする。

このようにすると、汚泥が流動化して流動層となり、さ
らにこの汚泥が粉化して水分を蒸発させながら上方へ吹
き上げられる。そして、この汚泥粉末は、−次サイクロ
ン３によって水蒸気および流動化ガスと分離されて再度
乾燥炉２に戻され、これら乾燥炉２と一次サイクロン３
との間を循環して循環流動層を形成することによって、
その含水率が１０％以下になるまで乾燥されると共に微
粉化する。このようにして汚泥を乾燥した後、得られた
汚泥粉末を一次サイクロン３に捕集し、この汚泥粉末を
溶融炉６内に供給して自燃溶融させ、溶融スラグ化する
。一方、上記−次サイクロン３によって汚泥粉末から分
離された水蒸気および流動化ガスは、二次サイクロン４
へ送られて残留汚泥粉末が分離され、蒸気エジェクタ５
へ送られる。

そして、この蒸気エジェ〉夕５に送られたガスは、溶融
炉６の廃熱ボイラｌＯから供給されるエジェクタ水と共
に水処理設備に送られ、脱水後、汚泥ダストが回収され
て燃焼される。

この汚泥処理設備によれば、乾燥炉２の減圧排気手段と
して・蒸気エジェクタ５を用いたので、排気ガス中に多
爪の水分およびダストを含んでいる場合にも安定操業を
行うことができる。また、蒸気エジェクタ５の代わりに
水エジェクタを用いた場合にも同様の効果が得られる。

なお、これらエジェクタの代わりに真空ポンプ、ブロワ
−等を用いた場合には、ブロワ−等の羽根などにダスト
が付着することも考えられるが、この発明の汚泥乾燥方
法においては、真空ポンプ、ブロワ−等を用いて乾燥炉
内を減圧しても差し支えない。

次に、この発明の第２実施例の汚泥乾燥方法を第２図を
参照して説明する。

この汚泥乾燥方法においては、汚泥をバブリングベツド
の状態で乾燥する一次乾燥炉２ａと循環流動層の状態で
乾燥する二次乾燥炉２ｂとが設けられており、汚泥ホッ
パ１から連続的に所定量供給される汚泥を一次乾燥炉２
ａおよび二次乾燥炉２ｂへ順次供給することによって、
溶融炉６に汚泥粉末を連続的に供給するようにしている
。

「発明の効果」 この発明の汚泥乾燥方法によれば、乾燥炉内を減圧する
こ、とによって露点を下げるので、汚泥の低温乾燥が可
能となり、これによりヒートロスを抑えることができる
。

また、予め上記汚泥に下方から加熱された流動化ガスを
上記汚泥の粒子終端速度以下で吹き込むので、この汚泥
をバブリングベツドの状態にし、この汚泥中の水分をあ
る程度蒸発させておくことができ、次いでこの汚泥中の
水分が所定量以下になった時に上記流動化ガスの流速を
上記汚泥の粒子終端速度以上とするので、この汚泥を流
動化して微粉化を促進することができると共に、微粉化
した汚泥を上方へ吹き上げてこの汚泥中の水分をさらに
蒸発させて乾燥することができる。このため、上記汚泥
を一段階で十分小さい含水率になるまで乾燥することが
できる上、後工程に粉砕工程を設けることなく汚泥粉末
を得ることができる。

したがって、汚泥粉末を効率的に得ることができると共
に得られた汚泥粉末をそのまま旋回流炉で自燃溶融さ仕
ることができ、汚泥の溶融スラグ化を効率的に行うこと
ができる。

【図面の簡単な説明】 第１図ないし第３図は、この発明を示す図であって、第
１図は第１実施例の汚泥乾燥方法を適用したバッチ式の
汚泥処理装置の概略構成図、第２図は第２実施例の汚泥
乾燥方法を説明する説明図、第３図は汚泥の水分比と乾
燥速度との関係を示すグラフである。 ２・・・・乾燥炉。 出願人　石川島播磨重工業株式会社 第１図 第２図 水分子こＣ％】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 乾燥炉内に汚泥を投入すると共にこの乾燥炉内を減圧し
   、上記汚泥に下方から加熱された流動化ガスを上記汚泥
   の粒子終端速度以下で吹き込んでこの汚泥を流動化した
   状態でこの汚泥中の水分を蒸発させ、次いでこの汚泥中
   の水分が所定量以下になった時に上記流動化ガスの流速
   を上記汚泥の粒子終端速度以上とし、これによりこの汚
   泥を粉末化した状態で上方に吹き上げると共にこの汚泥
   中の水分をさらに蒸発させて乾燥することを特徴とする
   汚泥乾燥方法。