JPH1157795A

JPH1157795A - 汚泥処理方法及び同装置

Info

Publication number: JPH1157795A
Application number: JP23115297A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Shimamoto; 理司島本; Shigemi Kinoshita; 茂美木下; Akio Kitsui; 昭雄橘井; Kazuhisa Kaneko; 一久金子; Akihiro Yamashita; 彰広山下
Original assignee: CHIKUSAN KANKYO HOZEN GIJUTSU KENKYU KUMIAI
Current assignee: CHIKUSAN KANKYO HOZEN GIJUTSU KENKYU KUMIAI
Priority date: 1997-08-27
Filing date: 1997-08-27
Publication date: 1999-03-02

Abstract

(57)【要約】【課題】小規模の処理に最適で、取扱が良好でかつ処
理コストが安価なこと。【解決手段】脱水機３により汚泥を搾汁液１Ａ，脱水
汚泥１Ｂに分離し、搾汁液１Ａを伝熱乾燥機４により蒸
発乾燥させると共に、脱水汚泥１Ｂを加熱殺菌し、従っ
て、分離したそれぞれの搾汁液１Ａと脱水汚泥１Ｂとを
独立的に処理するので、汚泥の処理効率を高めることが
できると共に、それだけコスト低減を図ることができ、
それほど大量のエネルギーを必要とすることもない。そ
の結果、第一の従来技術のように貯留槽を別に設けるこ
とが不要になり、また第二の従来技術のように乾燥速度
が天候や温度によって左右されることがなくなるばかり
でなく、通風により悪臭が拡散するおそれもなく、ボイ
ラにより熱を供給する第三の従来技術のように高温の熱
源を必要とすることもない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は汚泥処理方法とその
装置とに係り、例えば畜産農家の家畜から排出される排
泄物などの汚泥を乾燥して所望の処理を行うのに好適な
ものに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、特に家畜の糞尿処理が問題になっ
ているのに加え、畜産農家の規模拡大化が進み、畜産農
家の周辺に一般住宅等が混住化することにより、悪臭や
水質汚濁といった環境問題は無視できなくなっている。

【０００３】家畜が出す排泄物、あるいは下水処理場の
汚泥などは親水性が強く、また自然投棄した場合に悪臭
によって不快感を伴うばかりでなく、水質汚濁などの環
境破壊を引き起こすため、処理する必要がある。

【０００４】家畜の糞尿を処理する方法にあっては、糞
尿を脱水あるいは乾燥させ、これを堆肥などとしてリサ
イクルできるものがある。この家畜糞尿を脱水する装置
のひとつに、脱水機がある。これは糞尿をスクリューや
ローラーなどでスクリーンに押しつけ圧搾することによ
り、固体と液体を分離する装置である。ここで、分離さ
れた固体は堆肥などに再利用できるが、液体である搾汁
液にはかなり糞尿が混ざっており、環境面の問題からそ
のまま廃棄することはできない。

【０００５】そのため、脱水機で処理された液分や、排
出のために水と混ぜられた液体状の糞尿を処理する装置
として曝気処理装置がある。

【０００６】この従来の曝気処理装置（以下、第一の従
来技術という）は、貯留槽に液をいれ、モータなどによ
り攪拌羽を回転させて空気を混入させながら液を攪拌
し、発酵させる装置である。この処理により、液状の汚
泥は肥料としてリサイクル可能な液肥になる。

【０００７】また、糞尿を乾燥処理する従来例として天
日乾燥装置がある。この従来の天日乾燥装置（以下、第
二の従来技術という）は、ビニールハウス内などに糞尿
を薄く堆積させ、太陽熱と通風により乾燥させる。この
ような場合、乾燥の熱源を太陽熱を利用しているため、
処理コストが安価になる利点がある。

【０００８】一方、環境破壊の少ない最近の新しい処理
装置として、ボイラの燃焼熱を熱源に使った真空乾燥機
がある。この従来の真空乾燥機（第三の従来技術とい
う）は、乾燥室内の真空度を調整することにより汚泥の
水分の蒸発温度をコントロールし、低温で水分を蒸発さ
せる装置である。このように蒸発温度を下げることによ
り原料の糞尿の栄養源は変質せずに残り、処理後の糞尿
を堆肥にすることができる。このとき糞尿に伝わる熱
は、温水や蒸気により加熱された壁を通して間接伝熱で
伝えられる。蒸発した水分は凝縮機により水に戻され、
脱臭などの簡単な処理の後廃棄可能であり環境を破壊し
ない。また、密閉容器中で処理されるため、悪臭はほと
んどしないというメリットがある。

【０００９】さらに、本出願人が以前に、電気エネルギ
ーを用いたマイクロ波加熱とヒートポンプ加熱による真
空乾燥機を開発し、提案している。この従来の真空乾燥
機（第四の従来技術という）は、電気を使用した効率的
な加熱ができるヒートポンプを熱源にして伝熱で汚泥を
真空乾燥し、その後マイクロ波により汚泥を加熱処理す
るものである。そして、マイクロ波加熱とヒートポンプ
加熱を同一のチャンバで処理するようにしている。

【００１０】下水処理場の汚泥に関しては、内燃機関な
どの廃熱を利用した汚泥の処理装置があり、例えば特開
平２−２８０９９号公報に開示されている。この公知例
（以下、第五の従来技術という）は、下水処理場におい
てガスタービンエンジンを使用したコージェネレーショ
ンシステムの排熱を利用したボイラを経由し、汚泥乾燥
機に熱を伝えて汚泥を乾燥させるものである。また、ガ
スタービンエンジンを使用したコージェネレーションシ
ステムは、下水処理場などの比較的大規模な設備には有
効である。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記に示す
従来技術は、以下の点について配慮されていない。即
ち、第一の従来技術では、貯留槽に入れた液を発酵させ
るので、曝気時間が３〜６日程度必要であり、その曝気
中に一時的に糞尿を貯めておく貯留槽が別に必要となる
ばかりでなく、そのスペースを確保しなければならない
という問題がある。また処理された液肥は、自家農地を
持たない畜産農家にとっては散布するのができないこ
と、また液体であってかつ量が多いため、輸送に適さな
いことなどの問題点がある。

【００１２】また、第二の従来技術のものは、天日を利
用するため、乾燥速度が天候や温度に大きく左右されや
すく、処理を円滑に行うことができない問題がある。し
かも、糞尿を薄く堆積させるため大量の処理面積が必要
であり、それだけスペースを要すると共に、通風により
悪臭が拡散するなどの問題点が多い。

【００１３】第三の従来技術の場合、汚泥を水分の多い
そのままの状態で乾燥機に投入し乾燥を行っているた
め、堆肥などに利用できる状態まで乾燥するには大量の
エネルギーを必要とする。また、その汚泥は乾燥が進む
につれ汚泥の間に空間ができ、熱伝達の効率が悪くなる
ため乾燥の効率が落ちてしまう。その他、ボイラを使用
していると、有資格者でないと取扱うことができず、ま
たその取扱が難しいという問題がある。

【００１４】第四の従来技術は、真空乾燥機を電気のみ
を使用して処理するので、ランニングコスト的に電気料
金の安い夜間に運転が限られてしまう問題があると共
に、処理能力に限界がある問題もある。また、外部電力
を必要とするので、大電力用の布設工事などを行わなけ
ればならず、設置性が良好とは云えない問題もある。

【００１５】第五の従来技術では、ガスタービンエンジ
ンを使用したコージェネレーションシステムであるので
小型化できず、そのため設備費が高くなり、畜産農家な
どのような小規模での処理設備には不向きである。

【００１６】本発明の目的は、上記従来技術の問題点に
鑑み、畜産農家のような小規模の処理に最適で、取扱が
良好でかつ処理コストが安価な汚泥処理方法を提供する
ことにある。

【００１７】また、本発明の他の目的は、上記方法を的
確に実施し得る汚泥処理装置を提供するものであり、さ
らにこれに加え、供給電力を外部から布設することな
く、簡単に設置できる汚泥処理装置を提供することにあ
る。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明方法では、汚泥を
搾汁液と脱水汚泥とに分離する脱水処理と、該脱水処理
で分離された搾汁液を蒸発により乾燥させる乾燥処理
と、脱水処理で分離された脱水汚泥を加熱して最終処理
を行う加熱処理と、搾汁液から濃縮汚泥が形成されたと
き乾燥処理を終了し、該濃縮汚泥を、未だ分離されてい
ない汚泥と共に脱水処理させる繰り返し処理とを有して
いる。

【００１９】本発明装置では、汚泥を搾汁液と脱水汚泥
とに分離する脱水機と、該脱水機で分離された搾汁液を
蒸発により乾燥させ、かつ搾汁液から濃縮汚泥が形成さ
れたときに乾燥処理を終了する伝熱乾燥機と、該伝熱乾
燥機に乾燥媒体を循環させ、搾汁液を熱交換により蒸発
させる熱交換機構と、脱水機で分離された脱水汚泥をマ
イクロ波加熱し、最終処理を行うマイクロ波加熱手段と
を有している。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図１乃至図１０に
より説明する。本発明方法を実施するための汚泥処理装
置の一実施例を述べる前に、本発明方法の原理について
図１を用いて説明する。

【００２１】即ち、本発明方法は、汚泥槽２に予め貯め
られている汚泥１を取出し、該汚泥１を脱水処理１０１
し、該脱水処理１０１により汚泥１から搾汁液１Ａと脱
水汚泥１Ｂとに分離する。次いで、分離した搾汁液１Ａ
を伝熱乾燥処理１０２により蒸発させて乾燥する。この
伝熱乾燥処理１０２は、搾汁液１Ａの蒸発がある程度進
み、かつ搾汁液１Ａが濃縮汚泥１Ｃとなって乾燥効率が
低下するころに終了する。そして、形成された濃縮汚泥
１Ｃは新たな汚泥１と共に再び脱水処理１０１にて脱水
分離するようにしている。

【００２２】一方、マイクロ波加熱処理１０３では、前
記分離した脱水汚泥１Ｂにマイクロ波を照射して加熱す
ることにより、脱水汚泥１Ｂの表面側のみならず内部ま
で殺菌し、しかも脱水汚泥１Ｂに含まれている水分に拘
わらず殺菌することができるようにしている。

【００２３】このように、脱水処理１０１により汚泥１
を搾汁液１Ａと脱水汚泥１Ｂとに分離し、該分離した搾
汁液１Ａを乾燥処理１０２により蒸発乾燥すると共に、
分離した脱水汚泥１Ｂを加熱処理１０３により加熱して
殺菌するので、従って、分離した搾汁液１Ａと脱水汚泥
１Ｂとをそれぞれの状態に合った方法で独立的に処理す
るので、汚泥１の処理効率を高めることができると共
に、それだけコスト低減を図ることかもできる。しか
も、分離した搾汁液１Ａの乾燥時、乾燥処理が進んで濃
縮汚泥１Ｃとなったところで、乾燥処理１０２を終了さ
せるので、いつまでも乾燥処理を続けてしまうと云うこ
とが不要になり、そのため、乾燥処理１０２が低下する
のを抑えることができ、汚泥１の処理効率をいっそう高
めることができる。

【００２４】次に、本発明方法の原理に基づき、それを
実施するための汚泥処理装置について述べる。即ち、実
施例の汚泥処理装置は、図２に示すように、汚泥１を貯
めておく汚泥槽２，脱水機３，真空式の伝熱乾燥機４，
真空式のマイクロ波加熱機５，これらを駆動する電力源
としての簡易自家発電機６を備えて構成されている。

【００２５】汚泥槽２は、畜産農家から排出される排泄
物を一時的に貯めておくためのものである。

【００２６】脱水機３は、例えばスクリューやローラ等
の回転体を有し、この回転体に汚泥１を押し付けること
により、該汚泥１を搾汁して搾汁液１Ａと脱水汚泥１Ｂ
とに分離生成するためのものである。この脱水機３にて
分離した搾汁液１Ａが配管などを介し伝熱乾燥機４へ送
り込まれ、かつ脱水汚泥１Ｂがマイクロ波加熱機５に送
り込まれる。

【００２７】伝熱乾燥機４は、内部に脱水機３から搾汁
液１Ａが送り込まれたとき、その搾汁液１Ａを熱伝達に
より蒸発させて乾燥処理するようにしている。このた
め、伝熱乾燥機４は、搾汁液１Ａを熱交換により蒸発さ
せて乾燥処理するための熱交換機構（符示せず）を有し
ている。

【００２８】該熱交換機構は、伝熱乾燥機４に高温・高
圧の乾燥媒体（例えばフロン）を送り込み、その伝熱で
伝熱乾燥機４内の搾汁液１Ａを水蒸気として蒸発させる
ヒートポンプユニット７と、伝熱乾燥機４で発生した水
蒸気を取り込み、該水蒸気を凝縮水として凝縮する凝縮
機８と、該凝縮機８に配管１１により冷却媒体を送り込
む冷却塔９と、伝熱乾燥機４の乾燥処理を真空中で行う
と共に、伝熱乾燥機４で発生する水蒸気を取り込むため
の真空ポンプ１０とからなっている。そのため、図２に
示す破線の如く、伝熱乾燥機４からの水蒸気を導く配管
が、凝縮機８を介し真空ポンプ１０に接続され、該真空
ポンプ１０と凝縮機８間の配管途中に蒸気量調整バルブ
１２が設けられている。

【００２９】ヒートポンプユニット７は、伝熱乾燥機４
と凝縮機８との間に配管された乾燥媒体流通用の配管７
ａと、該配管７ａの途中位置に設けられ、乾燥媒体を高
温・高圧に変換し、伝熱乾燥機４に供給するための圧縮
機７ｂと、その高温・高圧の乾燥媒体が伝熱乾燥機４で
熱交換されたとき、該熱交換された乾燥媒体を膨張させ
て液体に変換させる膨張手段６ｃとを有している。また
配管７ａの一部は凝縮機８内に設けられ、該凝縮機８が
伝熱乾燥機４からの水蒸気を凝縮する前の段階で、該水
蒸気と膨張弁７ｃを経た液体とが熱交換されることによ
り、その液体を気体に変換するように構成されている。

【００３０】また、伝熱乾燥機４は、搾汁液１Ａを乾燥
処理時、該乾燥処理が進んで搾汁液１Ａが濃縮汚泥１Ｃ
となったところで乾燥処理を終了させるようにしてい
る。これは、乾燥をいつまでも継続し続けると、搾汁液
１Ａが濃縮汚泥１Ｃとなり、乾燥処理が完全に終了し得
ないことから、濃縮汚泥１Ｃとなった時点で終了する方
が、処理時間上好ましいことに起因する。

【００３１】この伝熱乾燥機４について図３を用いて具
体的に述べると、該伝熱乾燥機４は、外周部に配管７
ａ，エネルギ利用配管１５が設けられた本体４１と、本
体４１内に回転可能に支持された攪拌部４２とを有して
いる。本体４１の上部には脱水機３からの搾汁液１Ａの
投入口４３及び真空排気口４４が設けられ、また一方の
側面には濃縮汚泥を取り出せるように扉４５が取付けら
れている。この扉４５の近傍には、濃縮汚泥を排出する
ための汚泥排出装置４６が設置されている。該汚泥排出
装置４６は、扉４５が開いた状態にあるとき、モータ４
７の駆動により取出し棒４８を本体４１内に前進及び後
退させると、取出し棒４８の先端部に装着されているヘ
ラ４９で濃縮汚泥１Ｃを押し出したり引き出したりする
ようにしている。この濃縮汚泥３Ｃの取出し時、攪拌部
４２は図３（ｂ）に示す位置にあり、ヘラ４９と干渉し
ないように停止している。

【００３２】一方、前記マイクロ波加熱機５は、マイク
ロ波発振器１４からのマイクロ波を利用し、脱水機６に
て処理された脱水汚泥１Ｂをマイクロ波により加熱し、
肥料として処理するためのものである。このマイクロ波
加熱機５では、マイクロ波により乾燥汚泥１Ｂを単に加
熱するだけでなく殺菌するなどの特有の機能を有し、し
かも元々脱水機３によって予め水分量が少なくなってい
ることから、殺菌機能を効率的に行うことができる。ま
た、マイクロ波による殺菌効果を優先させる場合には、
加熱機内の真空度を大気圧近くにして蒸発温度を上げ、
マイクロ波のエネルギーが水分蒸発で奪われることがな
いようにしてもよく、あるいは加熱機自体を加圧手段に
より加圧した状態でマイクロ波を照射することで、殺菌
効果を効率良く得るようにしてもよい。

【００３３】このマイクロ波加熱機５も伝熱乾燥機４と
同様に凝縮機８を介して真空ポンプ１０に接続され、該
ポンプ１０により所定の真空度に減圧されると共に、マ
イクロ波加熱機５で発生する水蒸気を凝縮するようにし
ている。

【００３４】ところで、本例では、凝縮機８が伝熱乾燥
機５からの水蒸気とマイクロ波加熱機からの水蒸気を同
一のチャンバで凝縮する構造を採用し、またマイクロ波
加熱と伝熱乾燥との加熱方法の違いから、加熱機５と乾
燥機４との室内の真空度を変えているので、伝熱乾燥機
４とマイクロ波加熱機５との双方を凝縮機８に開放して
おくことができず、そのため、マイクロ波加熱機５と凝
縮機８との間の配管には蒸気量制御バルブ１３が設けら
れている。

【００３５】このバルブ１３は、伝熱乾燥機４において
はヒートポンプユニット７により常に熱を回収するの
で、伝熱乾燥機４及び凝縮機８間の蒸気経路を常に開放
しておく必要があるが、マイクロ波加熱機５からの水蒸
気量が少なく、閉じておいても問題がなく、またマイク
ロ波加熱機５の真空度が大気圧に近いことから、開けて
真空度を調整する時間が短時間で済み、従って、実質的
には閉じている方が多い。

【００３６】前記簡易自家発電機６は、燃料を燃焼する
ことにより発電し、図２に点線にて示す如く、脱水機
３，熱交換機構のヒートポンプユニット７，冷却塔９，
真空ポンプ１０，及びマイクロ波発振器１４の各々に必
要な電力を供給するものであり、本例ではディーゼルエ
ンジン発電機（以下、ＤＥＧと略称す）からなってい
る。

【００３７】この簡易自家発電機６と、伝熱乾燥機４及
びマイクロ波加熱機５との間にはエネルギ利用配管１５
が設けられ、簡易自家発電機６によって生じる廃熱で加
熱された高熱が、伝熱乾燥機４，マイクロ波加熱機５に
それぞれ送り込まれることにより、廃熱を利用できるよ
うにしている。これは、通常、ＤＥＧにあってはそのエ
ンジンを冷やすための冷媒（冷却水）がラジェータによ
り冷やされている。このエネルギ利用配管１５は、前記
冷媒がエンジンから熱を奪ったとき、ラジェータに到達
する前にマイクロ波加熱機５と伝熱乾燥機４に送り、そ
れぞれの容器を温めることでＤＥＧの廃熱を容易に加熱
に利用できるようにしている。そのため、エネルギ利用
配管１５は、ＤＥＧ６のエンジンと熱交換した温水を伝
熱乾燥機４に送り込むと共に、該伝熱乾燥機４に送り込
む温水を分岐してマイクロ波加熱機５にも送り込むよう
に配管され、また温水が伝熱乾燥機４を加熱してＤＥＧ
６に戻るとき、マイクロ波加熱機５を加熱した温水と共
に合流してＤＥＧ６に戻るように配管されている。

【００３８】実施例の汚泥処理装置は、上記の如き構成
よりなるので、次にその動作に関連して本発明方法の一
実施例を述べる。まず、簡易自家発電機６を駆動して発
電させ、その電力が脱水機３，熱交換機構のヒートポン
プユニット７，冷却塔９，真空ポンプ１０，マイクロ波
発振器１４の各々に供給されているものとする。

【００３９】ここで、汚泥槽２に溜まった汚泥を脱水機
６に投入し、該脱水機６が駆動すると、汚泥が搾汁液１
Ａと脱水汚泥１Ｂとに分離される。ここで、分離された
搾汁液１Ａが伝熱乾燥機４に送り込まれ、熱交換機構の
各々が駆動すると、伝熱乾燥機４に高温・高圧の乾燥冷
媒が供給されることにより、伝熱乾燥機４内で搾汁液１
Ａが蒸発して乾燥し、そのときに発生する水蒸気が真空
ポンプ１０により真空引きされ、凝縮機８を経ることに
よって凝縮される。凝縮機８からの凝縮水は環境基準を
ほぼ満たすものであるので、簡単な後処理の後そのまま
排水できる。

【００４０】この場合、伝熱乾燥機４の乾燥処理がある
程度進み、内部の搾汁液１Ａが濃縮汚泥となったところ
で伝熱乾燥機４の処理が終了することとなる。

【００４１】一方、脱水機３からの脱水汚泥がマイクロ
波加熱機５に投入され、マイクロ波発振器１４が駆動す
ると、マイクロ波加熱機５内で脱水汚泥が加熱され、か
つ殺菌される。従って、脱水汚泥が加熱・殺菌されるの
で、その乾燥処理が完了し脱水汚泥は、堆肥などとして
利用することができる。このとき、汚泥をさらに乾燥さ
せたい場合は、マイクロ波加熱機５の内部をより減圧し
て蒸発温度を下げ、マイクロ波のエネルギーが水分の蒸
発に使われることにより、蒸発効率をいっそう良好にで
きる。

【００４２】このように、脱水機３により汚泥を搾汁液
１Ａと脱水汚泥１Ｂとに分離し、該分離した搾汁液１Ａ
を伝熱乾燥機４により蒸発乾燥させると共に、分離した
脱水汚泥１Ｂを加熱殺菌し、従って、分離したそれぞれ
の搾汁液１Ａと脱水汚泥１Ｂとを独立的に処理するの
で、汚泥の処理効率を高めることができと共に、それだ
けコスト低減を図ることができる。しかも搾汁液１Ａと
脱水汚泥１Ｂとをそれぞれ独立的に処理すると、それほ
ど大量のエネルギーを必要とすることもない。

【００４３】その結果、曝気時間が数日もかかる第一の
従来技術のように貯留槽を別に設けることが不要にな
り、また第二の従来技術のように乾燥速度が天候や温度
によって左右されることがなくなるばかりでなく、通風
により悪臭が拡散するおそれもなく、ボイラにより熱を
供給する第三の従来技術のように高温の熱源を必要とす
ることもない。

【００４４】そして、伝熱乾燥機４の容器とマイクロ波
加熱機５の容器とを別個にすると、それぞれの処理内容
に応じた容器に選定できると共に、最も適した形状にで
き、またマイクロ波加熱と伝熱乾燥との処理をそれぞれ
並行して同時に行うことができ、この点からも処理効率
を高めることができる。また、分離した搾汁液の乾燥
時、乾燥処理が進んで濃縮汚泥１Ｃとなった時点で、伝
熱乾燥機４の乾燥処理が終了するので、乾燥効率が低下
するのを抑えることができ、汚泥の処理効率をいっそう
高めることができる。

【００４５】これに加え、上述の如く搾汁液１Ａと脱水
汚泥１Ｂとに分類するので、脱水汚泥１Ｂの悪臭を低下
することができ、また搾汁液１Ａを伝熱乾燥機４内で蒸
発により乾燥させるので、外部に悪臭が漏れるのを防ぐ
ことができ、そのため、悪臭に対する問題を確実に回避
できる。

【００４６】さらに、この汚泥処理装置が電力で動作す
るので、各構成部の制御が容易となり、そのため、装置
を扱かったことのない人でも使用することができ、使い
勝手が良好となる。しかも、電力の駆動源として簡易自
家発電機６を用いるので、第五の従来技術のように、装
置の大型化を押さえ、確実に小型化を実現でき、畜産農
家のような小規模であっても、第四の従来技術と異な
り、外部電源を布設する工事が不要となって設置性が良
好となる。特に、広い農場の片隅等のように、電源ケー
ブルの布設が大変になる場合には極めて有益である。

【００４７】なお、図示実施例では、伝熱乾燥機４の処
理源として、ヒートポンプユニット７を用いているの
で、乾燥媒体を効率的に循環させながら加熱と冷却とを
行うことができ、単に圧縮機を用いた場合に比較し、数
倍の加熱量を得ることができる。しかも、ヒートポンプ
ユニット７の運転バランスのためには、圧縮機７ｂによ
り乾燥媒体に加えられる循環エネルギーを循環系の外に
取り出す必要があるが、その圧縮機分のエネルギーを、
冷却塔９を経て乾燥機４からの水蒸気で取り出すので、
ヒートポンプの熱バランスが良好となり、効率的な加熱
を行うことができる。

【００４８】そして図示実施例の簡易自家発電機６とし
て、ＤＥＧを用いているので、燃料が経済的でかつ長時
間安価な電力を得ることができ、第四の従来技術に比較
し、夜間に制限されるということも不要になる。しか
も、ボイラによって発電する自家発電機を用いる第四の
従来技術に比較すると、許認可が不要となるばかりでな
く、取扱が簡単となり、かつ設置スペースの省力化を図
ることもできる。また、ＤＥＧを用いると共に、その運
転時に発生する廃熱をエネルギ利用配管１５内の冷媒で
熱交換し、熱交換した冷媒を伝熱乾燥機４及びマイクロ
波加熱機５に循環することにより、双方４，５を加熱す
るようにもしているので、エネルギーを有効に利用する
ことができ、エンジンを有する発電機６の効率的な処理
を行うことができる。なお、この熱交換した冷媒は、さ
らに加熱処理された汚泥にも使用すれば、汚泥を堆肥と
して加熱し発酵させ、汚泥の発酵を促進することができ
るので、堆肥の生成を効率良く行うことも可能となる。

【００４９】さらに図示実施例では、堆肥として用いる
場合に最も有効であるようにするため、伝熱乾燥機４及
びマイクロ波加熱機５の処理をそれぞれ真空状態で行
い、処理中の蒸発温度を下げることにより、汚泥中の栄
養分を変質させるおそれがないようにしたが、真空に拘
わらず、大気圧下での処理であっても良いのは勿論であ
る。

【００５０】またさらに、ＤＥＧ６の運転特性として
は、一般に定格出力に近い出力の運転を行うことで運転
効率が良くなるものである。本実施例においては、図４
に示すように真空伝熱乾燥の動力とマイクロ波加熱の動
力とを調整し、これらを同時に運転することによりＤＥ
Ｇ６の定格出力と同等となるようにしたので、運転効率
がよく、それだけ処理コストを抑えることができる。

【００５１】次に、ＤＥＧ６における種々の運転例を図
５乃至図７により説明する。図５では、マイクロ波加熱
の動力と伝熱乾燥の動力とが、それぞれＤＥＧ６の定格
出力と同じにしている。この場合、マイクロ波加熱と伝
熱乾燥とは時間が異なるので、別々の運転になる。これ
は装置の都合上、例えばスペースの都合で伝熱乾燥とマ
イクロ波加熱とが同一の容器で行わなければならないよ
うなときに有効である。

【００５２】図６では、マイクロ波加熱の動力と伝熱乾
燥の動力とのバランスがとれない場合、余剰電力が発生
するおそれがある。そこで、余剰電力として、マイクロ
波加熱と伝熱乾燥との動力以外の諸電気機器の動力を使
用し、即ち図示するように、マイクロ波加熱動力の後で
諸電気機器の動力を使用することにより、伝熱乾燥の動
力とバランスさせるようにする。このとき、伝熱乾燥と
マイクロ波加熱とを同時に行うので別々の容器にする。

【００５３】なお、諸電気機器としては、例えば家庭用
電気器具（エアコンなど毎日使用するもの）や牛の搾乳
機のような畜産農家の農業機具などであるが、それ以外
のものでもよいのは勿論である。これにより、ＤＥＧ６
の定格運転による効率的な処理を行いつつ、間接的に運
転コストを低減することができる。

【００５４】図７では、伝熱乾燥の動力とマイクロ波加
熱の動力とに開きがある場合、ディーゼルエンジンの出
力をそれぞれの動力の間に設定し、伝熱乾燥の際に余っ
た余剰電力を貯めておき、該貯めた電力をマイクロ波加
熱に使用するようにすることもできる。この場合、余剰
電力を貯めておき、マイクロ波加熱時に電力供給する蓄
電池手段により実現することができる。これにより、Ｄ
ＥＧ６の定格出力を動力の大きな方に合わせる必要がな
く、大容量のＤＥＧ６を選ぶ必要もない。このようにす
れば、電力を貯めておく蓄電池などを使用することによ
り、達成することが可能となる。

【００５５】図８は本発明の他の実施例を示している。
この場合、脱水機３にて分離された脱水汚泥１Ｂを貯め
ておける容器２０を用い、この容器２０をクレーン等の
移動機器２１によりマイクロ波加熱機５に移動し、該加
熱機５にて加熱処理することにより肥料を生成処理した
後、この処理済みの肥料を搬送車２２により、肥料を使
う場所まで容器２０と一緒に移動できるようにしたもの
である。

【００５６】そのため、容器２０は、マイクロ波加熱機
５内にセットしたとき、マイクロ波が透過または反射す
る部材で構成されると共に、エネルギ利用配管１５から
の熱が確実に伝わるよう熱伝導性の良好な部材で構成さ
れることが好ましい。一方、マイクロ波加熱機５として
は、容器２０を出し入れできるよう本体の上部に開閉手
段５２を有する上蓋５１が取付けられ、該上蓋５１にマ
イクロ波攪拌用のスターラー５３が取付けられる。な
お、図中、符号５４は真空排気口である。

【００５７】この実施例によれば、容器２０に脱水汚泥
１Ｂを入れたままで加熱処理し、かつ処理済みの脱水汚
泥を容器２０ごと移動できるようにしたので、前述した
実施例に比較し、脱水汚泥の取扱の簡便化を図ることが
できる。

【００５８】図９及び図１０は本発明のさらに他の実施
例をそれぞれ示している。図２に前述した実施例では、
凝縮機８が伝熱乾燥機４及びマイクロ波加熱機５からの
水蒸気を同一チャンバで凝縮するようにした例を示した
が、本実施例では、伝熱乾燥機４からの水蒸気とマイク
ロ波加熱機５からの水蒸気とをそれぞれ別々の凝縮機８
Ａ，８Ｂにより凝縮させるようにしたものである。即
ち、一方の凝縮機８Ａは、伝熱乾燥機４からの水蒸気を
凝縮すると共に、その水蒸気を凝縮する前に、該水蒸気
の熱で熱交換機構配管７ａ内の乾燥媒体を熱交換させる
ようにしており、冷却源としての冷却塔９Ａと伝熱乾燥
機４内を真空引きする真空ポンプ１０Ａとが接続されて
いる。他方の凝縮機８Ｂは、マイクロ波加熱機５からの
水蒸気を凝縮するだけであり、冷却塔９Ｂ，真空ポンプ
１０Ｂが接続されている。

【００５９】この実施例によれば、それぞれ専用の凝縮
機８Ａ，８Ｂを有しているので、これら８Ａ，８Ｂを、
伝熱乾燥機４，マイクロ波加熱機５の各々からの蒸気量
に合わせて運転することができ、制御がそれだけ簡単と
なる。

【００６０】図１０に示す実施例は、凝縮機８内が仕切
手段８１により、伝熱乾燥機用の凝縮部８２とマイクロ
波加熱機用の凝縮部８３とに仕切られたものである。そ
して、伝熱乾燥機用の凝縮部８２とマイクロ波加熱機用
の凝縮部８３との出口配管が、蒸気流量調整バルブ１２
Ａ，１２Ｂを介し一台の真空ポンプ１０に接続されてい
る。

【００６１】この実施例は、一台の凝縮機８が二台の機
能を果たし、真空度の異なる蒸気でも確実に取り込むこ
とができ、しかも一台の真空ポンプ１０でかつ一台の冷
却塔９で済むので、図９に示す実施例に比較し、装置の
コンパクト化を図ることができる。

【００６２】なお、これまでの図示実施例では、マイク
ロ波により脱水汚泥１Ｂを加熱するマイクロ波加熱機５
を用いた例を示したが、その代わりとして、遠赤外線に
て加熱しても良い。遠赤外線方式では、遠赤外線では脱
水汚泥の表面から加熱されるので、汚泥を攪拌する手段
が必要となるものの、マイクロ波と同様細菌を殺菌する
効果があり、前述した実施例と同様の効果を果たすこと
ができる。

【００６３】また、簡易自家発電機６として、ＤＥＧを
用いた例を示したが、太陽光を電気エネルギーに変換す
る太陽光発電機で代用することができる。このような太
陽光発電機を用いた場合、処理物をリサイクルする必要
がある宇宙空間での利用に適している。

【００６４】

【発明の効果】以上述べたように、本発明方法によれ
ば、脱水処理により汚泥を搾汁液と脱水汚泥とに分離
し、該分離した搾汁液を乾燥処理により蒸発乾燥させる
と共に、分離した脱水汚泥を加熱処理し、従って、分離
したそれぞれの搾汁液と脱水汚泥とを独立的に処理する
ように構成したので、汚泥の処理効率を高めることがで
きると共に、それだけコスト低減を図ることができ、し
かもそれほど大量のエネルギーを必要とすることもない
結果、貯留槽を別に設けたりすることが不要になり、ま
た乾燥速度が天候や温度によって左右されたり悪臭が拡
散したりすることがなく、さらに大量のエネルギーを必
要とすることもない。

【００６５】そして、本発明装置によれば、汚泥を搾汁
液と脱水汚泥とに分離する脱水機と、脱水機で分離され
た搾汁液を蒸発により乾燥させ、かつ搾汁液から濃縮汚
泥が形成されたときに乾燥処理を終了する伝熱乾燥機
と、該伝熱乾燥機に乾燥媒体を循環させ、搾汁液を熱交
換により蒸発させる熱交換機構と、脱水機で分離された
脱水汚泥をマイクロ波加熱し、最終処理を行うマイクロ
波加熱手段とを有して構成したので、上記方法を的確に
実施し得る効果がある。

【００６６】また本発明装置によれば、脱水機，伝熱乾
燥機，マイクロ波加熱手段に自家発電により電力を供給
する簡易自家発電機を有しているので、供給電源の布設
工事が不要となるばかりでなく、装置の小型化を実現す
ることができ、さらに簡易自家発電機で発生する廃熱を
伝熱乾燥機，マイクロ波加熱手段にそれぞれ供給するエ
ネルギ利用配管系統とを有しているので、エネルギーを
有効に活用でき、よりいっそうのコスト低減を図り得
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法の原理を示す説明図。

【図２】本発明方法を実施するための汚泥処理装置の一
実施例を示す概略説明図。

【図３】真空式の伝熱乾燥機を示す説明用斜視図
（ａ）、及び同図（ａ）のＡ−Ａ線断面に相当する本体
の断面説明図（ｂ）。

【図４】簡易自家発電機として用いたディーゼルエンジ
ン発電機の定格出力運転と、伝熱乾燥機及びマイクロ波
加熱機それぞれの動力との関係を示す説明図。

【図５】同じくディーゼルエンジン発電機の定格出力運
転と、伝熱乾燥機及びマイクロ波加熱機それぞれの動力
との関係を示す他の説明図。

【図６】同じくディーゼルエンジン発電機の定格出力運
転と、伝熱乾燥機及びマイクロ波加熱機それぞれの動力
との関係を示すさらに他の説明図。

【図７】同じくディーゼルエンジン発電機の定格出力運
転と、伝熱乾燥機及びマイクロ波加熱機それぞれの動力
との関係を示す他の説明図。

【図８】本発明方法の他の実施例を示す説明図。

【図９】凝縮機の他の例を示す要部の説明図。

【図１０】凝縮機のさらに他の例を示す要部の説明図。

【符号の説明】１…汚泥、１Ａ…搾汁液、１Ｂ、脱水汚泥、１Ｃ…濃縮
汚泥、２…汚泥槽、３…脱水機、４…真空式の伝熱乾燥
機、５…真空式のマイクロ波加熱機、１４…マイクロ波
発振器、６…簡易自家発電機（ＤＥＧ）、７…熱交換機
構。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者金子一久神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地株式会社日立製作所宇宙技術開発推進本部内 (72)発明者山下彰広神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地株式会社日立製作所宇宙技術開発推進本部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】汚泥を搾汁液と脱水汚泥とに分離する脱
水処理と、該脱水処理で分離された搾汁液を蒸発により
乾燥させる乾燥処理と、脱水処理で分離された脱水汚泥
を加熱して最終処理を行う加熱処理と、搾汁液から濃縮
汚泥が形成されたとき乾燥処理を終了し、該濃縮汚泥
を、未だ分離されていない汚泥と共に脱水処理させる繰
り返し処理とを有することを特徴とする汚泥処理方法。
【請求項２】汚泥を搾汁液と脱水汚泥とに分離する脱
水機と、該脱水機で分離された搾汁液を蒸発により乾燥
させ、かつ搾汁液から濃縮汚泥が形成されたときに乾燥
処理を終了する伝熱乾燥機と、該伝熱乾燥機に乾燥媒体
を循環させ、搾汁液を熱交換により蒸発させる熱交換機
構と、脱水機で分離された脱水汚泥をマイクロ波加熱
し、最終処理を行うマイクロ波加熱手段とを有すること
を特徴とする汚泥処理装置。
【請求項３】汚泥を搾汁液と脱水汚泥とに分離する脱
水機と、該脱水機で分離された搾汁液を蒸発により乾燥
させ、かつ搾汁液から濃縮汚泥が形成されたときに乾燥
処理を終了する伝熱乾燥機と、該伝熱乾燥機に乾燥媒体
を循環させ、搾汁液を熱交換により蒸発させる熱交換機
構と、脱水機で分離された脱水汚泥をマイクロ波加熱
し、最終処理を行うマイクロ波加熱手段と、脱水機，熱
交換機構，マイクロ波加熱手段に自家発電により電力を
供給する簡易自家発電機とを有することを特徴とする汚
泥処理装置。
【請求項４】汚泥を搾汁液と脱水汚泥とに分離する脱
水機と、該脱水機で分離された搾汁液を蒸発により乾燥
させ、かつ搾汁液から濃縮汚泥が形成されたときに乾燥
処理を終了する伝熱乾燥機と、該伝熱乾燥機に乾燥媒体
を循環させ、搾汁液を熱交換により蒸発させる熱交換機
構と、脱水機で分離された脱水汚泥をマイクロ波加熱
し、最終処理を行うマイクロ波加熱手段と、脱水機，熱
交換機構，マイクロ波加熱手段に自家発電により電力を
供給する簡易自家発電機と、簡易自家発電機と伝熱乾燥
機，マイクロ波加熱手段との間に配管され、簡易自家発
電機で発生する廃熱を伝熱乾燥機，マイクロ波加熱手段
にそれぞれ供給するエネルギ利用配管系統とを有するこ
とを特徴とする汚泥処理装置。