JPH1137645A - 汚泥の炭化処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 装置の小型化を図ると共に設備コストおよび
ランニングコストを低減する。 【解決手段】 炭化炉２６の排気口３３ａと乾燥炉１２
の吸気口１２ａは、排ガス管２７を介して連通接続され
る。乾燥炉１２の排気口１２ｂは、第１戻し管２２と第
２戻し管２４を介して炭化炉２６の吸気口３５ｂに連通
接続される。すなわち、炭化炉２６で発生した高温の乾
燥用気体が乾燥炉１２に供給され、該乾燥炉１２に供給
されている汚泥の乾燥に使用される。また、汚泥を乾燥
した後の処理後気体は炭化炉２６に戻されて加熱され、
該気体の脱臭がなされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、汚泥の炭化処理
装置に関し、更に詳細には、例えば下水処理施設の汚水
処理過程で発生する汚泥を、乾燥・炭化して土壌改良剤
等として使用し得るようにする汚泥の炭化処理装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般家庭や事務所、デパート、レストラ
ン等から出る家庭汚水は、下水処理施設で汚水処理さ
れ、その過程で有機物を多量に含む汚泥が発生する。こ
の汚泥を乾燥した後に更に加熱して炭化し、得られた炭
化物を土壌改良剤や融雪剤等として使用することが行な
われている。汚泥を炭化処理する装置では、乾燥炉に汚
泥(所謂「脱水ケーキ」)を供給して所要の含水率まで乾燥
した後、この乾燥汚泥を炭化炉に供給して加熱処理する
ことにより、空隙・孔に富んだ炭化物を製造するよう構
成される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記炭化処理装置は、
空気を所要温度まで加熱する熱風発生炉を備え、該熱風
発生炉で発生させた高温の乾燥用気体を乾燥炉に供給す
ることで、乾燥炉に供給されている含水率の高い汚泥を
乾燥させるよう構成している。すなわち、乾燥炉に付帯
して熱風発生炉を設けなければならず、設備コストが嵩
むと共に装置全体が大型化し、大きな設置スペースを必
要とする難点がある。また、熱風発生炉で使用される燃
料等の費用が嵩み、全体のランニングコストが高くなる
欠点も指摘される。

【０００４】ここで、前記乾燥炉から排出される処理後
気体には汚泥から生ずる臭気が混じっているため、これ
を直に外部に排出すると周囲環境を汚染して問題とな
る。そのため、乾燥炉の排気側に脱臭炉を付設し、該乾
燥炉から排出される処理後気体を脱臭炉で加熱すること
で脱臭した後に、外部に排出するよう構成していた。こ
の場合は、付帯設備として脱臭炉が必要になるため、更
に設備コストが嵩むと共に装置全体が大型化して大きな
設置スペースを必要とする難点を招く。また、脱臭炉で
使用される燃料等の費用が嵩み、全体のランニングコス
トが高騰する欠点も指摘される。

【０００５】

【発明の目的】この発明は、従来の技術に係る汚泥の炭
化処理装置に内在している前記欠点に鑑み、これを好適
に解決するべく提案されたものであって、装置の小型化
を図ると共に設備コストおよびランニングコストを低減
し得る汚泥の炭化処理装置を提供することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を克服し、初期
の目的を達成するため、本発明に係る汚泥の炭化処理装
置は、汚泥の乾燥を行なう乾燥炉と、前記乾燥炉から供
給された乾燥汚泥を炭化させる炭化炉とから構成される
炭化処理装置において、前記乾燥炉の吸気口に炭化炉の
排気口を連通接続し、該炭化炉で発生した高温の気体を
前記乾燥炉に供給して汚泥の乾燥を行なわせるよう構成
したことを特徴とする。

【０００７】

【発明の実施の形態】次に、本発明に係る汚泥の炭化処
理装置につき、好適な実施例を挙げて、添付図面を参照
しながら詳細に説明する。図１は、実施例に係る炭化処
理装置の概略構成を示すものであって、下水処理施設か
らトラック等で運搬された汚泥(含水率が約８０％の脱
水ケーキ)が貯留される受入ホッパ１０に、モーノポン
プ(登録商標)等の定量供給装置１１が接続されている。
この定量供給装置１１は、ロータリキルン型式の乾燥炉
１２に接続され、定量供給装置１１から乾燥炉１２に所
定量の汚泥を連続的に供給するよう構成される。乾燥炉
１２は、図２および図３に示す如く、図示しない駆動手
段により所定方向に回転される円筒状の回転筒１３の軸
方向一端に、スクリューコンベヤ１４を内蔵した投入ホ
ッパ１５が投入口１３ａを介して連通接続され、前記定
量供給装置１１からの汚泥は投入ホッパ１５に供給され
た後にスクリューコンベヤ１４を介して回転筒１３の内
部に供給されるようになっている。また回転筒１３の内
壁面に、周方向に離間して複数の持上げ棧１６が配設さ
れ、回転筒１３に供給された汚泥は、該回転筒１３の回
転に伴って持上げ棧１６により底部側から頂部側へ持上
げられた後に自重で底部へ落下する工程を繰返しながら
出口１３ｂに向けて移動される。なお、汚泥が底部に落
下する過程で、後述の炭化炉２６から供給される高温
(例えば７００℃程度)の乾燥用気体と接触して、該汚泥
の乾燥がなされる。

【０００８】前記回転筒１３の内部には、当該回転筒１
３の軸中心から偏位した位置に回転軸１８が回転自在に
配設され、該回転軸１８は駆動モータ１９によって所定
方向に回転されるよう構成される。この回転軸１８に
は、図２に示す如く、軸方向に離間して複数の破砕撹拌
翼２０が配設され、回転軸１８の回転により一体的に回
転する破砕撹拌翼２０で、前記持上げ棧１６により底部
側から頂部側へ持上げられた後に自重で底部へ落下する
汚泥を細かく破砕するようになっている。なお、破砕撹
拌翼２０の形状や配設数および回転軸１８の回転数を変
更することにより、当該乾燥炉１２で得られる乾燥汚泥
の粒度を任意に設定することができる。

【０００９】前記乾燥炉１２の吸気口１２ａには、炭化
炉２６における乾燥用気体の排気口３３ａに一端が接続
する排ガス管２７の他端が接続され、この排ガス管２７
に介挿した供給用ブロワ５０を回転することにより、炭
化炉２６で発生した高温の乾燥用気体を乾燥炉１２に送
込むよう構成される。また乾燥炉１２の排気口１２ｂに
第１戻し管２２の一端が接続され、この第１戻し管２２
の他端は集塵機２３の吸気口２３ａに接続されている。
更に、集塵機２３の排気口２３ｂに一端が接続する第２
戻し管２４の他端は、前記炭化炉２６における気体の吸
気口３５ｂ(後述)に連通接続され、この第２戻し管２４
に介挿した循環用ブロワ２５を回転することにより、前
記乾燥炉１２で汚泥を乾燥すると共に集塵機２３で塵埃
の除去された処理後気体を炭化炉２６に戻すよう構成さ
れる。

【００１０】前記第２戻し管２４には、図１に示す如
く、前記供給用ブロワ５０と乾燥炉１２との間の排ガス
管２７から分岐するバイパス管２９が接続される熱交換
器３０が介挿されている。またバイパス管２９における
熱交換器３０の出口側に排気用ブロワ３１が介挿され、
該ブロワ３１を回転することで排ガス管２７を流通する
乾燥用気体の一部をバイパス管２９に導入するよう構成
してある。すなわち、前記乾燥炉１２で熱交換を行なっ
て降温された処理後気体は、熱交換器３０で乾燥用気体
と熱交換して所要温度まで昇温された後に、前記炭化炉
２６に戻されるようになっている。なお、乾燥炉１２に
供給される乾燥用気体の風量は、前記供給用ブロワ５０
および排気用ブロワ３１の回転を制御すると共に、第２
戻し管２４に介挿した調整弁４７およびバイパス管２９
に介挿した調整弁４８を調整することにより最適な状態
に保持される。

【００１１】前記乾燥炉１２の出口１３ｂに移送装置３
２が接続され、乾燥炉１２で所要の含水率(約４０％)ま
で乾燥された乾燥汚泥を移送装置３２で炭化炉２６に供
給するようになっている。この炭化炉２６は、図４に示
す如く、炉本体３３の内部に２基の相互に連通する１次
炉体３４,３４と２次炉体３５とが配設され、１次炉体
３４,３４と２次炉体３５とは通孔３６を介して連通す
るよう構成される。また炉本体３３には、２基の１次炉
体３４,３４に貫通された円筒状の回転筒(筒体)３７が
回転自在に支持され、駆動モータ３８によって所定方向
に回転するよう構成されると共に、前記移送装置３２で
移送された乾燥汚泥が投入口３７ａを介して供給され
る。この回転筒３７には、１次炉体３４の内部に画成さ
れた第１次燃焼室３４ａに連通する複数の乾留ガス供給
管３９が配設され、回転筒３７の内部で発生した乾留ガ
スが第１次燃焼室３４ａに噴出するようになっている。
また１次炉体３４の内部に複数の助燃バーナ４０が配設
され、該バーナ４０によって回転筒３７を加熱して、乾
留ガスを発生させ得る状態(蒸し焼き状態)とするよう構
成される。そして、乾留ガスが発生した以後において
は、回転筒３７から第１次燃焼室３４ａに噴出した乾留
ガスを燃焼させることで、回転筒３７の内部を乾留状態
に保持するよう構成される。なお、１次炉体３４には、
パイロットバーナ用のＬＰＧ、助燃バーナ用の灯油が供
給されると共に、回転筒３７には乾留状態を維持するに
足るだけの酸素(空気)が供給されるようになっている。

【００１２】前記２次炉体３５の内部に第２次燃焼室３
５ａが画成されると共に２次燃焼バーナ４１が配設さ
れ、前記第１次燃焼室３４ａで燃焼しきれなかった未燃
ガスが通孔３６から第２次燃焼室３５ａに供給されて燃
焼するよう構成される。なお、第２次燃焼室３５ａに
は、未燃ガスを完全に燃焼させ得る量の酸素(空気)が供
給されるようになっている。そして、第２次燃焼室３５
ａでの燃焼により生じた高温の気体(乾燥用気体)は、炉
本体３３に設けた排気口３３ａに接続する前記排ガス管
２７を介して乾燥炉１２に供給されるよう構成される。
また、第２次燃焼室３５ａの吸気口３５ｂには前記第２
戻し管２４が接続され、乾燥炉１２から排出された処理
後気体を第２次燃焼室３５ａで加熱することで臭気を除
去(脱臭)するようにしてある。

【００１３】前記炭化炉２６に配設される回転筒３７の
内壁面には、図５に示す如く、周方向に離間して複数の
持上げ棧４２が配設され、回転筒３７に供給された乾燥
汚泥は、該回転筒３７の回転に伴って持上げ棧４２によ
り底部側から頂部側へ持上げられた後に自重で底部へ落
下する工程を繰返しながら出口３７ｂに向けて移動され
るようになっている。なお、前記持上げ棧４２は必須の
要件ではなく、省略することも可能である。

【００１４】

【実施例の作用】次に、前述した実施例に係る汚泥の炭
化処理装置の作用につき説明する。炭化処理装置の運転
初期においては、前記炭化炉２６の助熱バーナ４０およ
び２次燃焼バーナ４１により第１次燃焼室３４ａおよび
第２次燃焼室３５ａ内の空気を加熱して高温の乾燥用気
体を発生させ、この気体を排ガス管２７を介して乾燥炉
１２に供給する。また、前記定量供給装置１１から乾燥
炉１２に連続的に供給される汚泥(例えば含水率８０％)
は、回転筒１３の回転によって前記持上げ棧１６により
底部側から頂部側へ持上げられた後に自重で底部へ落下
する過程で、乾燥用気体に晒されつつ出口１３ｂに向け
て移動されることで乾燥される。また、回転軸１８の回
転により一体的に回転する破砕撹拌翼２０で、汚泥は所
定の大きさに破砕される。

【００１５】前記乾燥炉１２で所要の含水率(例えば４
０％)まで乾燥された乾燥汚泥は、移送装置３２を介し
て炭化炉２６の回転筒３７に供給される。この回転筒３
７の内部は、前記助燃バーナ４０により加熱されて乾留
状態とされており、従って回転筒３７に供給された乾燥
汚泥からは乾留ガスが発生し、このガスが乾留ガス供給
管３９から第１次燃焼室３４ａに噴出される。そして、
第１次燃焼室３４ａに噴出された乾留ガスを燃焼するこ
とにより、回転筒３７の内部は乾留状態に保持されて、
内部の乾燥汚泥は炭化される。なお、乾留ガスの燃焼に
より回転筒３７の内部が乾留状態に保持される状態とな
った以後は、前記助燃バーナ４０を消してもよい。

【００１６】すなわち、乾燥炉１２において汚泥を含水
率８０％から４０％まで乾燥させつつ破砕すると共に、
炭化炉２６において回転筒３７を回転させつつ乾燥汚泥
の炭化を行なうよう構成したので、細かな炭化物を製造
することができる。また回転軸１８の回転数等を変更す
ることにより、任意の粒径の炭化物を製造することが可
能となる。例えば園芸等で用いられる土壌改良剤として
は、５ｍｍ程度のものが好適であり、このような粒径の
炭化物を後工程で破砕することなく得ることができる。

【００１７】前記炭化炉２６の第１次燃焼室３４ａで燃
焼しきれなかった未燃ガスは、前記通孔３６から第２次
燃焼室３５ａに供給されて燃焼し、この第２次燃焼室３
５ａで発生した高温の乾燥用気体は、前記排ガス管２７
を介して乾燥炉１２に供給されて汚泥の乾燥に用いられ
る。また第１次燃焼室３４ａで燃焼しきれなかった未燃
ガスを第２次燃焼室３５ａで完全に燃焼することで脱臭
がなされる。

【００１８】前記乾燥炉１２の内部で汚泥と熱交換して
降温された処理後気体は、前記排気口１２ｂから排出さ
れて第１戻し管２２を介して集塵機２３に導入され、こ
こで塵埃が除去される。また集塵機２３で塵埃が除去さ
れた処理後気体は、該集塵機２３の排気口２３ｂに接続
する第２戻し管２４に排出される。第２戻し管２４に配
設された熱交換器３０を処理後気体が通過する過程で、
前記排ガス管２７から分岐したバイパス管２９を流通す
る高温の乾燥用気体との間で熱交換が行なわれ、この昇
温された処理後気体が前記炭化炉２６の第２次燃焼室３
５ａに戻される。そして、この第２次燃焼室３５ａに戻
された処理後気体が加熱されることで、脱臭がなされた
後に再び乾燥用気体として再利用される。なお、前記熱
交換器３０で熱交換を行なった乾燥用気体はバイパス管
２９を介して外部に排出されるが、この気体は、前述し
た如く第２次燃焼室３５ａでの燃焼により脱臭されてい
るので外部環境を汚染することはない。

【００１９】すなわち、炭化炉２６で発生した高温の気
体を乾燥炉１２に供給して乾燥用として利用するよう構
成したので、独立した熱風発生炉を設ける必要はなく、
設備コストやランニングコストを低減し得ると共に装置
の小型化を図り得る。更には、乾燥炉１２から排出され
る処理後気体を炭化炉２６に戻して加熱することで脱臭
するので、乾燥炉１２の排気側に別途脱臭炉を設ける必
要もなく、設備コストを低減し得ると共に装置の小型化
を更に図ることができる。

【００２０】

【変更例】図６は、変更例に係る炭化処理装置の概略構
成を示すものであって、汚泥が貯留される受入ホッパ１
０に接続する定量供給装置１１は、造粒設備５１に接続
され、定量供給装置１１から造粒設備５１に汚泥を連続
的に供給するよう構成される。この造粒設備５１は、前
記実施例で説明したものと同一構成の炭化炉２６に接続
され、造粒設備５１で所要径に造粒された汚泥を炭化炉
２６の回転筒３７に供給するようになっている。すなわ
ち、図６に示す炭化処理装置では、汚泥の乾燥と炭化と
を炭化炉２６で行なうものであって、これによって乾燥
炉を省略することができ、装置の更なる小型化を達成し
得る。なお、炭化炉２６に供給される汚泥を造粒設備５
１で予め造粒して小さくすることで、炭化炉２６の内部
での汚泥は内部まで熱が伝わって効率的な炭化が達成さ
れる。

【００２１】また、前記炭化炉２６で発生した高温の気
体を外部に排出する排ガス管５２に熱交換器５３が介挿
され、該熱交換器５３により廃熱を利用して工場内で使
用される別の燃焼空気等を加熱することが可能となって
いる。

【００２２】ここで、前記定量供給装置１１により汚泥
を乾燥炉１２や造粒設備５１に供給するに際し、その供
給管路内で汚泥が圧縮されて分散し難くなり、乾燥炉１
２や造粒設備５１で汚泥が分散せずに大きな塊として処
理されるおそれがある。この場合は、汚泥の内部まで熱
が伝わり難く、処理に時間が掛かったり内部未炭化の不
良品が製造されてしまう。そこで、例えば図７に示す如
く、定量供給装置１１における排出側の管体５４に十字
形の分散部材５６を配設することが推奨される。この構
成によれば、管体５４を移送される汚泥は分散部材５６
により十字形に分散され、前記乾燥炉１２や造粒設備５
１には容易に分散可能な状態で汚泥が供給される。な
お、図８に示すように、半円径の支持部材５７の径方向
にピアノ線５８を張設して構成した分散部材５９を管体
５４に配設し、管体５４を移送される汚泥をピアノ線５
８によって分散させるようにしてもよい。

【００２３】なお、前述した実施例では乾燥炉および炭
化炉をロータリキルン型式とした場合につき説明した
が、本願はこれに限定されるものでなく、各種の型式の
ものを採用し得る。また、実施例では炭化炉における炉
本体の内部に分割された２基の１次炉体を配設した場合
につき説明したが、炉本体内の略全長に亘って１基の１
次炉体を配設してもよい。更には、炭化炉は、乾留方式
でなく直燃方式であってもよい。

【００２４】

【発明の効果】以上に説明した如く、本発明に係る汚泥
の炭化処理装置は、炭化炉で発生する高温の気体を乾燥
炉に供給して汚泥の乾燥に使用するよう構成したので、
乾燥用気体を発生させる独立した熱風発生炉を設ける必
要はなく、設備コストやランニングコストを低減し得る
と共に装置の小型化を図り得る。また、乾燥炉から排出
される気体を炭化炉に戻して加熱することで脱臭を行な
うようにしたから、脱臭炉を設ける必要もなくなり、こ
れによっても設備コストやランニングコストを低減し得
ると共に装置の小型化を図ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好適な実施例に係る炭化処理装置の概
略構成図である。

【図２】実施例に係る乾燥炉の概略構成を示す縦断正面
図である。

【図３】実施例に係る乾燥炉の概略構成を示す縦断側面
図である。

【図４】実施例に係る炭化炉の概略構成を示す縦断正面
図である。

【図５】実施例に係る炭化炉の概略構成を示す縦断側面
図である。

【図６】変形例に係る炭化処理装置の概略構成図であ
る。

【図７】実施例の定量供給装置に採用される分散部材を
示す説明図である。

【図８】実施例の定量供給装置に採用される分散部材の
別例を示す説明図である。

【符号の説明】

１２ 乾燥炉 １２ａ 吸気口 １２ｂ 排気口 ２６ 炭化炉 ３３ａ 排気口 ３４ａ 第１次燃焼
室 ３５ａ 第２次燃焼室 ３５ｂ 吸気口 ３７ 回転筒(筒体)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 390008431 高砂工業株式会社 岐阜県土岐市駄知町2321番地の２ (72)発明者 照沼 誠 神奈川県平塚市菫平12−12−２−607 (72)発明者 森野 節也 岐阜県各務原市緑苑南４丁目19番地 (72)発明者 大野 幹彦 岐阜県本巣郡北方町北方1717番地 (72)発明者 高井 治樹 愛知県尾張旭市吉岡町２−１−７ (72)発明者 籠橋 章 岐阜県土岐市駄知町2321番地の２ 高砂工 業株式会社内 (72)発明者 美濃羽 亮 岐阜県土岐市駄知町2321番地の２ 高砂工 業株式会社内 (72)発明者 山口 一昭 岐阜県土岐市駄知町2321番地の２ 高砂工 業株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 汚泥の乾燥を行なう乾燥炉(12)と、前記
   乾燥炉(12)から供給された乾燥汚泥を炭化させる炭化炉
   (26)とから構成される炭化処理装置において、 前記乾燥炉(12)の吸気口(12a)に炭化炉(26)の排気口(33
   a)を連通接続し、該炭化炉(26)で発生した高温の気体を
   前記乾燥炉(12)に供給して汚泥の乾燥を行なわせるよう
   構成したことを特徴とする汚泥の炭化処理装置。
2. 【請求項２】 前記乾燥炉(12)の排気口(12b)を前記炭
   化炉(26)の吸気口(35b)に連通接続し、乾燥炉(12)で汚
   泥を乾燥した処理後気体を炭化炉(26)で加熱することで
   脱臭するようにした請求項１記載の汚泥の炭化処理装
   置。
3. 【請求項３】 汚泥の乾燥を行なう乾燥炉(12)と、前記
   乾燥炉(12)から供給された乾燥汚泥を炭化させる炭化炉
   (26)とから構成される炭化処理装置において、 前記炭化炉(26)に内挿され、前記乾燥炉(12)で乾燥され
   た乾燥汚泥が供給される筒体(37)と、 前記筒体(37)の外部に連通するよう画成され、該筒体(3
   7)の内部で発生した乾留ガスを燃焼させる第１燃焼室(3
   4a)と、 前記炭化炉(26)の内部に第１燃焼室(34a)と連通するよ
   う画成され、前記乾燥炉(12)の吸気口(12a)に排気口(33
   a)を介して連通する第２燃焼室(35a)とからなり、 前記第１燃焼室(34a)で燃焼しきれなかった未燃ガスを
   第２燃焼室(35a)で燃焼することで発生させた高温の気
   体を、前記乾燥炉(12)に供給して汚泥の乾燥を行なわせ
   るよう構成したことを特徴とする汚泥の炭化処理装置。
4. 【請求項４】 前記乾燥炉(12)の排気口(12b)を前記第
   ２燃焼室(35a)の吸気口(35b)に連通接続し、乾燥炉(12)
   で汚泥を乾燥した処理後気体を第２燃焼室(35a)で加熱
   することで脱臭するようにした請求項３記載の汚泥の炭
   化処理装置。