JPH0351967B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は下水処理場やパルプ向上の排水処理施
設において排出される微生物により２次処理され
た濃縮汚泥等を、同時に排出されるし渣等の焼却
に伴う排ガスの熱を利用して処理する排熱利用汚
泥処理装置に関するものである。

従来２次処理後の汚泥を更に処理する、いわゆ
る３次処理する装置としては、汚泥に凝集材を加
えて凝集させた後、脱水機でしぼり、次に乾燥、
焼却する形式のものが知られているが、その形式
では装置が大型化するのに加えて、凝集材を加え
ることからコスト高になる不具合があつた。又乾
燥、焼却時の臭気の問題があり、その問題解消の
ために焼却炉からの排ガスを、集じん器を通した
後、再び750〜800度Ｃ程度に加熱したり、スクラ
バーで洗浄したりする形式のものが知られている
が、加熱により処理コストが高くなるばかりでな
く、スクラバーで洗浄された後の排ガスはそのま
ま大気中に放出されてしまい、排ガスの有する熱
エネルギーが有効に使用されていなかつた。

本発明は上記不具合に鑑み、処理コストを低減
し、かつ排ガスの有する熱エネルギーを有効に利
用して効率よく処理できるようにすると共に、脱
臭装置及び凝集剤を不要とすることを目的として
いる。

次に図面に基づいて本発明を説明する。第１図
は本発明による汚泥処理装置のレイアウトを示し
ている。焼却炉１はし渣ホツパー２からのし渣を
受け入れる入口３と、オイルサービスタンク４よ
り燃料が供給されるバーナー５と、炉１に空気を
供給する空気供給口６とを備えており、炉１の項
部には排ガス通路７が連通する孔８が設けられて
おり、下端には、灰を灰バンカー９に送る送灰通
路１０に生成した灰を送るための孔１１が設けら
れている。排ガス通路７はエアーヒーター１２の
加熱媒体入口１３に連通しており、ヒーター１２
の加熱媒体出口１４は排ガス通路１７を介して、
サイクロン型の乾式集塵器１８の排ガス入口１９
に連通し、排ガス中より集塵器１８により集めら
れた塵は下端のバルブ付排出口１８ａより送灰通
路１０に排出されるようになつている。集塵器１
８の灰ガス出口２０は排ガス通路２１を介してス
クラバー２６の排ガス入口２７に連通している。
スクラバー２６には下部の洗浄水溜め２８に溜ま
つた洗浄水を上部のノズル２９へ送る循環ポンプ
３０が設けられており、洗浄水溜め２８よりオー
バースローした排液は一般的な水処理設備（図示
せず）に送られて処理される。３１は可性ソーダ
槽であり、ポンプ３０′によつて適宜可性ソーダ
が洗浄水に加えられるようになつている。スクラ
バー２６の排ガス出口３２は第１加熱缶３３（汚
泥加熱管）の加熱室３４の加熱媒体入口３５に排
ガス通路３６を介して連通している。加熱室３４
の下端には排ガス中の水蒸気た凝縮して生成する
水の出口３７が設けられ、出口３７はスクラバー
２６の凝縮水入口３８に管３９を介して連通され
ている。加熱室３４の加熱媒体出口４０は排ガス
通路４１を介して誘引排風機６２の入口６３に連
通している。排風機６２の出口６４は排ガス通路
６５を介して排気筒６６に連通している。

一方、２次処理後の汚泥は汚泥濃縮槽６７に貯
蔵されており、汚泥通路６８を介してポンプ６９
により汚泥受槽７０に汲み上げられる。７１はレ
ベルスイツチであり、汚泥受槽７０の下部は第１
加熱缶３３のノズル４８にフイードポンプ７２及
び汚泥通路３７を介して連通している。第１加熱
缶３３の下部の室４７には、下端に汚泥通路７４
が連通しており、側壁に上記通路７５が連通して
いる。汚泥通路７４は第１ステージポンプ７６を
介して、第１加熱缶３３と同様の第２加熱缶３３
ａのノズル４８ａに連通し、上記通路７５は第１
ミストセパレータ７７に連通している。ミストセ
パレータ７７で分離される液体は液体通路７８を
介して汚泥通路７４に送られ、気体は気体通路８
０を介して第２加熱缶３３ａの加熱媒体入口３５
ａに送られるようになつている。加熱室３４ａの
上端の気体出口８１は、気体通路８２を介して第
３インタークーラー８３の被冷却媒体入口８４に
連通しており、下端の液体出口８５は液体通路８
６を介して水槽７９に連通している。第２加熱缶
３３ａには第１加熱缶３３と同様に隔壁４４ａ，
４５ａ、室４６ａ，４７ａ、パイプ４９ａが設け
られ、又同様に下部の室４７ａには汚泥通路７４
ａと蒸気通路７５ａが連通している。汚泥通路７
４ａは途中に第２ステージポンプ７６ａを有し、
先端が第３加熱缶３３ｂのノズル４８ｂに連通し
ている。又蒸気通路７５ａは第２ミストセパレー
タ７７ａに連通し、ミストセパレータ７７ａで分
離される液体を汚泥通路７４ａに送る液体通路７
８ａ及び、第３加熱缶３３ｂの加熱媒体入口３５
ｂに連通する気体通路８０ａがそれぞれミストセ
パレータ７７ａに連通している。第３加熱缶３３
ｂには、第１、第２加熱缶３３，３３ａの構造と
同様に隔壁４４ｂ，４５ｂ、室４６ｂ，４７ｂ、
パイプ４９ｂが設けられており、又第２加熱缶３
３ａと同様に、加熱室３４ｂの上端の気体出口８
１ａが気体通路８２ａを介して第２インタークー
ラー８３ａの被冷却媒体入口８４ａに連通してお
り、第３加熱缶３３ｂの下部の室４７ｂには、汚
泥通路７４ｂと蒸気通路７５ｂが連通している。
汚泥通路７４ｂは途中に第３ステージポンプ７６
ｂを有し、先端が第４加熱缶３３ｃのノズル４８
ｃに連通している。又蒸気通路７５ｂは第３ミス
トセパレータ７７ｂに連通し、第３ミストセパレ
ータ７７ｂで分離される液体を汚泥通路７４ｂに
送る液体通路７８ｂ及び、第４加熱缶３３ｃの加
熱媒体入口３５ｃに連結する気体通路８０ｂがそ
れぞれミストセパレータ７７ｂに連通している。
第４加熱缶３３ｃは第２、第３加熱缶３３ａ，３
３ｂと同様に、加熱室３４ｃ、隔壁４４ｃ，４５
ｃ、室４６ｃ，４７ｃ、パイプ４９ｃ上端の気体
出口８１ｂを有しており、気体出口８１ｂは気体
通路８２ｂを介して第１インタークーラー８３ｂ
の被冷却媒体入口８４ｂに連通している。又下部
の室４７ｃには汚泥通路７４ｃ、蒸気通路７５ｃ
が連通し、汚泥通路７４ｃは途中に濃縮汚泥ポン
プ８７を有し、先端が後述する酸化反応塔４２に
連通している。又蒸気通路７５ｃは第４ミストセ
パレータ７７ｃに連通している。第４ミストセパ
レータ７７ｃには、第４ミストセパレータ７７ｃ
で分離される液体を汚泥通路７４ｃに送る液体通
路７８ｃ及び、バロメトリツクコンデンサー８８
の気体入口８９に連通する気体通路８０ｃがそれ
ぞれ連通している。バロメトリツクコンデンサー
８８の上端には給水口９０が、上部側壁には気体
出口９１がそれぞれ設けられており、コンデンサ
ー８８の内壁には気体と液体の接触面積を広げる
ための多数のフイン９２が設けられ、給水口９０
からの水がフイン９２を伝つて流れ落ちるように
なつている。又コンデンサー８８の下端には排水
口９３が設けられており、排水口９３は排水を一
時貯蔵するホツトウエル９４を介して冷却塔９５
のシヤワー９６に連通している。冷却塔９５は下
部に冷却水槽９７を有し、槽９７には補給水路９
８と途中に冷却水ポンプ９９を有する冷却水路１
００とが連通している。冷却水路１００の先端は
バロメトリツクコンデンサー８８の給水口９０及
び、第１インタークーラー８３ｂの冷却媒体入口
１０１に連通している。クーラー３８ｂの冷却媒
体出口１０２は冷却水通路１０３を介して第２イ
ンタークーラー８３ａの冷却媒体入口１０４に連
通しており、クーラー８３ａの冷却媒体出口１０
５は冷却水通路１０６を介して第３インタークー
ラー８３の冷却媒体入口１０７に連通している。
各インタークーラー８３，８３ａ，８３ｂの被冷
却媒体出口１０８，１０８ａ，１０８ｂ及びバイ
メトリツクコンデンサー８８の気体出口９１は真
空ポンプ１０９及び、水封タンク１１０を介し
て、焼却炉１の空気供給口６に連通して空気を送
風する送風機１１１の入口１１２に連通してい
る。

一方濃縮汚泥ポンプ８７によつて濃縮汚泥が供
給される酸化反応塔４２には、更に高温空気流入
通路４３が連通している。通路４３の上流端はエ
アーヒーター１２の被加熱媒体出口１５に連通
し、ヒーター１２の被加熱媒体入口１６は空気通
路５０を介してブロアー５１に連通している。反
応塔４２の分解ガス又は（及び）間接加熱後の空
気出口５２は通路５３を介して送風機１１１の入
口１１２に連通している。又反応塔４２の残渣出
口５９は通路５４を介して脱水機５５に連通して
いる。脱水機５５で脱水された脱水ケーキは途中
に脱水ケーキポンプ５６を有する通路５７を介し
て、焼却炉１の入口３に搬送されるようになつて
おり、脱水液は通路５８を介して図示しない一般
的な水処理設備に送られて処理されるようになつ
ている。なお水槽７９もコンデンセイトポンプ１
１３を介して、上記一般的な水処理設備を連通し
ている。

次に作用を説明する。焼却炉１でし渣が焼却さ
れ、生成する灰は送灰通路１０を通つて灰バンカ
ー９に搬送される。焼却炉１からの排ガス（約
800℃）は、エアーヒーター１２内でブロアー５
１からの空気に熱を与えて650〜750℃に減温され
た後、乾式集塵器１８で塵が除かれる。集塵器１
８の排ガスはスクラバー２６に送入されると共
に、スクラバー２６内でノズル２９より噴霧され
る洗浄水により更にほぼ飽和状態にまで加湿さ
れ、洗浄された排ガス（約80℃）は、多湿排ガス
となつて第１加熱缶３３の加熱室３４に導入され
る。加熱室３４内において排ガスはパイプ４９内
を流下する濃縮汚泥（後述）をパイプ４９外から
間接的に加熱する。この加熱により排ガスは熱
（主に水蒸気の凝縮熱）を失い、約65〜70℃とな
つて通路４１に導入され、一方凝縮により発生し
た水は出口３７より管３９を介してスクラバー２
６に戻される。出口４０から排出された排ガスは
誘引排風機６２を通り、廃棄筒６６より大気に放
出される。

一方、ポンプ６９により汚泥濃縮槽６７から組
み上げられて一旦汚泥受槽７０に貯蔵された濃縮
汚泥は、フイードポンプ７２により第１加熱缶３
３に導入される。ノズル４８より導入された上部
室４６の濃縮汚泥は、パイプ４９内を流下する間
に前述の如く排ガス中の水蒸気の凝縮熱により加
熱され、一部は蒸気となつて通路７５から第１ミ
ストセパレータ７７に導入される。セパレータ７
７に導入された蒸気は液体部分が通路７８を介し
て汚泥通路７４に導入され、気体部分は第２加熱
缶３３ａの加熱缶３４ａに導入される。ある程度
蒸気として水分の減少した汚泥は、第１ステージ
ポンプ７６により第２加熱缶３３ａの室４６ａに
導入される。第２加熱缶３３ａの加熱室３４ａに
導入された蒸気の内凝縮して液体となつた部分
は、通路８６を介して水槽７９に送られる。気体
のままの部分は通路８２を介して第３インターク
ーラー８３で冷却された後、真空ポンプ１０９に
より吸引され、送風機１１１によつて焼却炉１内
に装入される。第２加熱缶３３ａのノズル４８ａ
より室４６ａに導入された液状の汚泥は、パイプ
４９ａ内を流下中に一部が蒸気となり、蒸気部分
は通路７５ａから第２ミストセパレータ７７ａに
導入される。セパレータ７７ａに導入された蒸気
は液体部分が通路７８ａを介して汚泥通路７４ａ
に導入され、気体部分は通路８０ａを介して第３
加熱缶３３ｂの加熱室３４ｂに導入される。下部
の室４７ａ内の更に水分の減少した汚泥は、第２
ステージポンプ７６ａにより第３加熱缶３３ｂに
導入される。以後、第３加熱缶３３ｂ、第４加熱
缶３３ｃにおいて第２加熱缶３３ａと同じプロセ
スが繰り返され、汚泥中より分離された気体部分
は角インタークーラー８３ａ、８３ｂを介して真
空ポンプ１０９により吸引され送風機１１１によ
り焼却炉１内に装入される。分離された水分は大
半が熱利用され、凝縮水となり水素７９に導入さ
れ、又残りの濃縮汚泥は最終的には通路７４ｃを
通して濃縮汚泥ポンプ８７により、酸化反応塔４
２に送られる。

更に最終的に第４ミストセパレーター７７ｃで
分離された気体部分はバロメトリツクコンデンサ
ー８８内で、冷却塔９５を介して循環する水によ
り冷却され凝縮水となる。不凝縮性ガスは真空ポ
ンプ１０９により吸引され、送風機１１１により
焼却炉１内に送入される。冷却塔９５とバロメト
リツクコンデンサー８８間で冷却水ポンプ９９に
より循環する水は、又ポンプ９９後にインターク
ーラー８３，８３ａ，８３ｂ用に分流し、まず第
１インタークーラー８３ｂに冷却媒体として導入
され、続いて第２、第３インタークーラー８３
ａ，８３に冷却媒体として導入されるようになつ
ている。

一方、濃縮汚泥ポンプ８７によつて濃縮汚泥が
供給される酸化反応塔４２には、更にエアーヒー
ター１２で排ガスより熱を得たブロアー５１から
の高温空気（450〜500℃）が供給される。反応塔
４２内で濃縮汚泥は高温空気で間接加熱された後
１部の空気にさらされて有機物質の一部は酸化分
解され、その結果生じた分解ガス又は（及び）間
接加熱に利用後の空気は通路５３を通して焼却炉
１に供給される。焼却炉１内では上記分解ガスは
更に高温で酸化分解され、脱臭され間接加熱に利
用後の空気は燃焼空気に使用される。反応塔４２
で生じた残渣は脱水機５５で脱水され、脱水ケー
キは焼却炉１で燃焼させられると共に、脱水液は
通路５８を介して図示しない水処理設備で処理さ
れる。

なお各加熱缶３３，３３ａ，３３ｂ，３３ｃに
おける分離プロセスにおいて、真空ポンプ１０９
により分離は減圧状態のなかで行なわれることに
なるので、沸点が硬化して蒸発効率が上がるよう
になつている。又焼却炉１からの排ガスは熱交換
を行なうが、臭いを含んだ濃縮汚泥と接触したり
混合したりすることがないので、脱臭装置を特別
に設けることなく排ガスを大気中に排出できる。

以上説明したように本発明によると、し渣を焼
却する焼却炉１を設け；焼却炉１からの排ガスを
水洗減温し、水蒸気を飽和させるスクラバー２６
を設け；スクラバー２６後の排ガスを加熱源と
し、被処理液として濃縮汚泥を導入し、排ガス中
の水蒸気の凝縮熱を利用して汚泥中の水分を蒸発
させる汚泥加熱缶３３を設け；上記焼却炉１とス
クラバー２６との間に熱交換をするエアーヒータ
ー１２を設け：エアーヒーター１２で排ガスより
熱を得た高温空気で、汚泥加熱缶３３後の濃縮汚
泥を酸化分解する酸化反応塔４２を設け；酸化反
応塔４２からの汚泥を直接に、又は脱水機５５を
介して、酸化反応塔４２からの分解ガスと共に上
記焼却炉１で焼却するようにしたので、次の効果
が期待できる。

(a) し渣焼却炉１から排ガスの熱を利用して濃縮
汚泥を処理するようにしたので、汚泥処理に要
する燃料コストが極めて安くなる（脱水機の脱
水率がよくなり、又汚泥中の有機物質が熱凝固
する為）。

(b) 排ガスに水蒸気を飽和させるスクラバー２６
と、スクラバー２６後の排ガスを加熱源とし、
被処理液として濃縮汚泥を導入し、排ガス中の
水蒸気の凝縮熱を利用して汚泥中の水分を蒸発
させる汚泥加熱缶３３を設けたので、濃縮汚泥
の低温蒸発を容易に安定化して汚泥の濃縮効率
をよりいつそう上げることができる。

(c) 汚泥加熱缶３３後の臭気を含んだ濃縮汚泥等
が焼却炉１後の排ガスに接触することがないの
で、排ガス中に臭気物質が混入することがなく
なり、排ガスのための脱臭装置を特別に設ける
必要がなくなる。従つてその分、装置のコンパ
クト化、低価格化を図ることができる。

なお本発明を実施するにあたり、次のような構
成としてもよい。

() 上記実施例では加熱缶を４連設けたが少く
とも第１加熱缶３３が設けられておれば、幾連
設けてもよい。

() 脱水機５５を省略し、酸化反応塔４２から
の残渣を直接焼却炉１に供給してもよい。ただ
しこの場合、燃焼効率の低下は避けられない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による汚泥処理装置のレイアウ
トを示す図である。１……焼却炉、１２……エア
ーヒータ、２６……スクラバー、３３……汚泥加
熱缶、４２……酸化反応塔、５５……脱水機。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ し渣を冷却する焼却炉を設け；焼却炉からの
   排ガスを水洗減温し、水蒸気を飽和させるスクラ
   バーを設け；スクラバー後の排ガスを加熱源と
   し、被処理液として濃縮汚泥を導入し、排ガス中
   の水蒸気の凝縮熱を利用して汚泥中の水分を蒸発
   させる汚泥加熱缶を設け；上記焼却炉とスクラバ
   ーとの間に熱交換をするエアーヒーターを設け：
   エアーヒーターで排ガスより得た高温空気で、汚
   泥加熱缶後の濃縮汚泥を酸化分解する酸化反応塔
   を設け；酸化反応した汚泥を直接に、又は脱水機
   を介して、酸化反応塔からの分解ガスと供に上記
   焼却炉で焼却するようにしたことを特徴とする排
   熱利用汚泥処理装置。