JPH0771677B2 - 汚泥乾燥方法 - Google Patents

汚泥乾燥方法

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JPH0771677B2
JPH0771677B2 JP62267818A JP26781887A JPH0771677B2 JP H0771677 B2 JPH0771677 B2 JP H0771677B2 JP 62267818 A JP62267818 A JP 62267818A JP 26781887 A JP26781887 A JP 26781887A JP H0771677 B2 JPH0771677 B2 JP H0771677B2
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sludge
drying
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furnace
powder
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徹男 堀江
昌二 古谷
信 清水
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石川島播磨重工業株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、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。一例として、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ッ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−100mmAq〜−1000mmA9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(蒸発量/時間)が比較的速い恒
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1と、この汚泥ホッパ1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、この一次サ
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、上記一次サイクロン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。
一次サイクロン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然溶融可能な炉
であって、側部に上記一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10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10によって加熱された蒸気の
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から上記エジェクタ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−100Aq〜1000mmAqに減
圧して露点を下げる。この場合、流動化ガスの温度を10
0〜200℃とし、その流速を汚泥の粒子終端速度以下とす
る。このようにすると、汚泥がバブリングベッドの状態
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、一
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内に供給して自然溶融させ、溶融スラ
グ化する。一方、上記一次サイクロン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、この蒸気エジェクタ5に
送られたガスは、溶融炉6の廃熱ボイラ10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、排気ガス中に多量
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、ブロワー
等を用いた場合には、ブロワー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、ブロワー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、汚泥をバイブリングベッ
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2a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
をバブリングベッドの状態にし、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
回流炉で自然溶融させることができ、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。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項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。
JP62267818A 1987-10-23 1987-10-23 汚泥乾燥方法 Expired - Lifetime JPH0771677B2 (ja)

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