CN102190415B - 污泥干燥方法 - Google Patents

Abstract

一种污泥干燥方法，对在间接加热干燥机内被间接加热的污泥供给规定的运载气体，将从污泥蒸发的水分与上述运载气体一起从间接加热干燥机排出，由此将污泥干燥，将从上述污泥产生的臭味气体与上述运载气体一起导入上述间接加热干燥机内。

Description

污泥干燥方法

本申请基于2010年3月15日提出申请的日本专利申请第2010-058130号并主张其优先权，这里引用其全部内容。

技术领域

本发明涉及将污泥加热而使含有水分蒸发干燥的污泥干燥方法。

背景技术

以往，主要在下水处理工序中产生的剩余污泥被向海洋投弃或填埋处置。但是，近来因为以地球规模推进了环境保护政策，所以剩余污泥的海洋投弃被禁止，此外，填埋地也被限制，所以处置剩余污泥变得困难。

所以，为了实现有限的填埋地的寿命延长，将污泥焚烧而减小其容积(焚烧减容)、将其焚烧灰填埋处置，或者将污泥加热而成为干燥污泥，有效地用于土壤改良用。在将污泥焚烧的情况下，在将处理对象的污泥投入到焚烧炉中的前级通过干燥机进行使污泥的含水率成为约40％左右的干燥处理。例如，在日本特开2006-205066号公报(专利文献1)及日本特开昭53-18056号公报(专利文献2)中记载的污泥处理方法中，使用气流干燥方式的干燥机将污泥加热而干燥。

但是，在以往的过程中，如果在干燥机中将污泥加热，则大量地产生以氨气为主体的高浓度的臭味气体，由于产生的臭味气体浓度较高，所以通过使用专用的燃烧式除臭装置使其燃烧而进行除臭处理。

此外，在以往的过程中，一般作为***设备而设置将作为被干燥对象物的污泥临时预先储存的脱水污泥料斗或干燥污泥料斗等的污泥储存设备，但由于从这些料斗内的脱水污泥或干燥污泥也产生臭味气体，所以需要将它们也进行除臭处理。由于从这些***设备产生的臭味气体也浓度较高，所以一般使用燃烧炉或利用催化剂的燃烧方式的除臭装置使其燃烧来进行除臭处理。

但是，在以往的过程中，由于作为处理对象的臭味气体是大量的，所以该除臭处理需要的燃料及电力的消耗量变得过大，处理成本增大，此外在环境方面也存在问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够在污泥干燥过程中减少从过程中产生的臭味气体量、削减除臭成本的污泥干燥方法。

有关本发明的污泥干燥方法，对在间接加热干燥机内被间接加热的污泥供给规定的运载气体，将从污泥蒸发的水分与上述运载气体一起从间接加热干燥机排出，由此将污泥干燥，其特征在于，将从上述污泥产生的臭味气体与上述运载气体一起导入上述间接加热干燥机内。

附图说明

图1是表示在有关本发明的实施方式的污泥干燥方法中使用的污泥处理***的概要的结构框图。

图2是表示在比较例的污泥干燥方法中使用的污泥处理***的概要的结构框图。

具体实施方式

以下说明用来实施本发明的优选的实施方式。

(1)本发明的污泥干燥方法，对在间接加热干燥机内被间接加热的污泥供给规定的运载气体(carriergas)，将从污泥蒸发的水分与上述运载气体一起从间接加热干燥机排出，由此将污泥干燥，其特征在于，将从上述污泥产生的臭味气体与上述运载气体一起导入上述间接加热干燥机内。

在本发明中，由于将从污泥产生的臭味气体用在运载气体的一部分中，所以相应地需要使用下游侧的专用的除臭装置进行除臭处理的被除臭气体的量减少。特别是，在本发明中使用的间接加热方式的干燥机与专利文献1、2中记载的以往的直接加热方式的气流干燥机相比，产生的臭味气体的绝对量较少(10～20(体积)％左右)，所以污泥容积的减少的优点较大。因此，对除臭装置作用的负荷被减轻，其运转成本和保养检查成本减少，装置寿命也延长，能够持续进行有余量的运转作业。

(2)在上述(1)中，优选的是，通过使从上述污泥产生的臭味气体与上述运载气体混合的混合气体，作为成为上述间接加热干燥机的热源的蒸汽锅炉用燃烧器或载热体加热用燃烧器的燃烧空气而燃烧，进行除臭。

在本发明中，由于使包含臭味气体的混合运载气体作为蒸汽锅炉用燃烧器或载热体加热用燃烧器的燃烧空气燃烧，所以燃烧的臭味气体被除臭，相应地减轻了下游侧的除臭装置的负荷。

(3)在上述(1)中，优选的是，从上述污泥产生的臭味气体包括从脱水滤饼料斗内的脱水污泥产生的臭味气体以及从干燥污泥料斗内的干燥污泥产生的臭味气体。

(4)在上述(1)中，优选的是，上述运载气体包括从脱水滤饼料斗内的脱水污泥产生的臭味气体。

在本发明的实施方式中，能够将由脱水滤饼料斗的过程中产生的臭味气体集中作为干燥机的运载气体使用。脱水污泥(脱水滤饼)在常温下也在储存中自然发酵，大量地产生高浓度的臭味气体。能够将该大量产生的臭味气体作为干燥用运载气体或燃烧器燃烧用空气较大利用。

(5)在上述(1)中，优选的是，上述运载气体包括从干燥污泥料斗内的干燥污泥产生的臭味气体。

在本实施方式中，能够将在干燥污泥料斗的过程中产生的臭味气体集中作为干燥机的运载气体使用。干燥污泥的含水率大致为40～20％左右，即使将干燥污泥放置也难以发生自然发酵，但在干燥机的内部中被加热而水分蒸发后的干燥污泥在被从干燥机排出的时点温度有50℃左右，在蒸汽冒出的状态下被排出，所以从加热的干燥污泥作为臭味气体而散发高浓度的氨等。能够将这些臭味气体用于干燥用运载气体或燃烧器燃烧用空气。

(6)在上述(1)中，优选的是，上述污泥可包括由下水处理产生的剩余污泥。

在下水处理中产生的剩余污泥由于含有大量的有机性废弃物，所以即使在室温大气压下也容易分解而产生大量臭味气体。将剩余污泥脱水后的脱水滤饼大致含水率有80％左右，如果将这样的脱水滤饼储存，则即使在室温大气压下也自然发酵而产生臭味气体。

以下，参照附图，与以往的过程对比来说明本发明的优选的实施方式。

如图1所示，本实施方式的污泥处理***1是将在下水处理厂等产生的剩余污泥进行干燥处理的，具备脱水滤饼料斗2、间接加热干燥机3、冷凝器4、风扇5、干燥污泥料斗6、蒸汽锅炉7、空气供给装置8、除臭装置9、燃烧器燃料供给泵P1及燃烧器燃烧用空气供给泵P2。这些装置及设备是通过具有未图示的开闭阀、流量控制阀、转换阀等的阀类或泵、鼓风机等的线路(ライン)L1～L11相互连接、将作为处理对象物的污泥或臭味气体进行单位操作的。污泥处理***1的整体由未图示的过程计算机综合进行管理、控制。

脱水滤饼料斗2用来将由未图示的投入装置从上部开口投入的脱水滤饼(脱水处理后的污泥)暂时储存、将脱水滤饼向干燥机3定量供给的设备。储存在该脱水滤饼料斗2中的脱水滤饼大致含水率是80％左右，如果储存脱水滤饼，则即使在常温状态下也自然发酵而产生臭味气体。脱水滤饼料斗2在下部具有可开闭的挡板，如果将下部挡板打开，则脱水滤饼下落到线路L1上。该脱水滤饼输送线路L1由连接在干燥机3的入口侧的发射器或带式输送机构成，将脱水滤饼向干燥机3导引、输送。

在脱水滤饼料斗2的上部连接着臭味气体排出线路L2。该臭味气体排出线路L2合流到用来从空气供给装置8对干燥机3供给作为运载气体的空气的线路L8中。即，在线路L2中流动的臭味气体合流到线路L8的空气流中，伴随空气流，作为运载气体的一部分被导入到干燥机3之中。

空气供给装置8是经由运载气体供给线路L8对间接加热装置3的旋转式炉窑内供给干燥的空气来作为运载气体的装置。空气供给装置8内置有受未图示的控制器控制的流量调节阀，能够根据***1整体的处理过程的状况而高精度地调节空气供给量。

干燥污泥料斗6是入口侧经由干燥污泥排出线路L3连接在干燥机3上、用来将从干燥机3排出的干燥污泥预先临时储存的设备。干燥污泥的含水率在大致40～20％左右是标准的，即使将干燥污泥放置也难以发生自然发酵。但是，由于干燥污泥在干燥机3的内部中被置于加热的状态，所以在从干燥机3排出的时点温度有50℃左右，在冒出蒸汽的状态下被排出。因而，从加热的干燥污泥作为臭味气体而散发出高浓度的氨等。

在干燥污泥料斗6的上部连接着臭味气体排出线路L6。该臭味气体排出线路L6与上述脱水滤饼料斗2的线路L2同样，合流到用来从空气供给装置8对干燥机3供给作为运载气体的空气的线路L8中。即，在线路L6中流动的臭味气体合流到线路L8的空气流中，伴随空气流作为运载气体的一部分被导入到干燥机3之中。

间接加热干燥机3是将作为处理对象的污泥间接加热而使污泥干燥的装置。这里，所谓“间接的加热”，是指处理对象的污泥与热源被由金属或陶瓷等形成的隔壁隔离、通过经由该隔壁的辐射、传热将污泥加热的方式。相对于此，所谓“直接的加热”，是指如专利文献1、2中记载的气流干燥机那样将作为热源的气体(燃烧气体等)导入到被投入了污泥的室内、通过燃烧气体的火焰将污泥加热的方式。

间接加热干燥机3是具有有水平旋转轴的旋转式炉窑、和包围该旋转式炉窑的周围的加热套的横置型的回转炉装置。另外，在本实施方式中，作为间接加热干燥机3而使用横置型的回转炉装置，但本发明并不仅限于此，可以使用固定地板方式或旋转螺旋送料器方式等其他方式的间接加热装置。在干燥机的旋转式炉窑中被装入乘着线路L1从脱水滤饼料斗2送来的脱水滤饼。在加热套中被导入通过蒸汽供给线路L7从蒸汽锅炉7送来的蒸汽，将旋转式炉窑内的脱水滤饼加热。通过使用这样的间接加热干燥机3，火焰不直接接触到污泥而将污泥间接地加热，高效率地使包含在脱水滤饼中的水分蒸发而使污泥干燥，并且能够使含有氨或甲烷硫醇等的臭味气体从脱水滤饼有效地挥发。

在干燥机3的内部中蒸发的水分通过上部排出线路L4作为蒸发蒸汽被从干燥机3排出，但使运载气体流到干燥机内部中以使蒸发蒸汽迅速地被排出到干燥机的外部，将蒸发蒸汽向后级的冷凝器4送入，将蒸发蒸汽冷却而使其冷凝，作为液体排出。

蒸汽锅炉7在内部中具有蒸汽发生管及燃烧器，是将生成的蒸汽作为热源供给到干燥机3的加热套中的装置。在蒸汽锅炉7的燃烧器上，连通着具有泵P1的燃烧器燃料供给用线路L10，并且连通着具有泵P2的燃烧器燃烧用空气供给线路L11。由燃烧器燃料供给用线路L10从未图示的燃料箱送来燃料气体。由燃烧器燃烧用空气供给线路L11从空气供给装置8或其他空气供给装置(未图示)送来燃烧器燃烧用空气。后述的臭味气体线路L53合流到该空气供给线路L11中，将从干燥机3出来的含有臭味气体的运载气体的一部分与燃烧器燃烧用空气混合。

冷凝器4及风扇5配置在来自干燥机3的运载气体排出线路L4中。冷凝器4是使运载气体中含有的水分冷凝而进行气液分离的设备。气液分离后的气体被风扇5送到下游侧的各线路L51、L52、L9中，作为运载气体被再利用、或与燃烧器燃烧用空气混合而燃烧、或在专用的除臭装置9中被除臭。即，由风扇5从冷凝器4吸出的非冷凝性气体(含有臭味气体的运载气体)的一部分通过回流管路L51合流到空气供给线路L8的空气流中，再次作为运载气体被向干燥机3内送回。这样，运载气体的一部分在由干燥机3→线路L4→冷凝器4→线路5→风扇5→线路L51→线路L8→干燥机3构成的循环回路中循环。

另一方面，从干燥机3出来的运载气体的另一部分通过气体线路L52-L53被送到蒸汽锅炉7中，与燃烧用空气混合而在燃烧器中燃烧。此外，从干燥机3出来的运载气体的剩余的另一部分(剩余的运载气体)通过气体线路L52-L9被送到除臭装置9中，进行除臭处理。

除臭装置9配置在污泥处理***1的最下游侧，是经由线路L4→L5→L52→L9使从干燥机3出来的运载气体(含有臭味气体)与燃烧用空气混合燃烧、将燃烧除臭后的燃烧排气释放到大气中的专用的除害设备。另外，向除臭装置9的燃烧用空气既可以从运载气体供给装置8供给，也可以从与装置8不同的空气供给装置(未图示)供给。

接着，与以下所述的比较例过程对比说明上述本发明的实施例过程。

在比较例过程中使用的污泥处理***100如图2所示，具备脱水滤饼料斗102、间接加热干燥机103、冷凝器104、风扇105、干燥污泥料斗106、蒸汽锅炉107、运载气体供给装置(空气供给装置)108及除臭装置109。这些装置、设备102～109具有与上述实施方式的装置、设备2～9实质上相同的结构和功能。另外，图中的标记L101、L102、L103、L104、L105、L106、L107、L108、L109、L110、L111分别表示脱水滤饼线路、臭味气体线路、干燥污泥线路、运载气体排出线路、非冷凝性气体线路、臭味气体线路、加热蒸汽线路、运载气体供给线路、除臭线路、燃烧器燃料供给线路、燃烧器燃烧用空气供给线路。

在图2的比较例过程的***100中，不仅将从干燥机103出来的运载气体(含有臭味气体)的一部分经由线路L104→L105→L152→L109送到除臭装置109中，还将在脱水滤饼料斗102内产生的臭味气体经由线路L102→L109送到除臭装置109中，并且将在干燥污泥料斗106内产生的臭味气体经由线路L106→L109送到除臭装置109中，将这些臭味气体通过除臭装置109一起进行除臭处理。因此，图2的比较例过程的除臭装置109与图1的实施例过程的除臭装置9相比，要处理的臭味气体的量较多，作用有更大的负荷。

例如，在图2的比较例过程中，在设向干燥机103的运载气体供给量为10m³/h的情况下，从干燥机103经由线路L104→L105→L152→L109进入到除臭装置109中的臭味气体量为10m³/h，进而从脱水滤饼料斗102经由线路L102→L109进入到除臭装置109中的臭味气体量为1m³/h，进而从干燥污泥料斗106经由线路L106→L109进入到除臭装置109中的臭味气体量为1m³/h，这些臭味气体量的合计为12m³/h。

相对于此，在图1的实施例过程中，在设向干燥机3的运载气体供给量为10m³/h的情况下，从干燥机3经由线路L4→L5→L52→L9进入到除臭装置9中的臭味气体量只是10m³/h。这样，图1的实施例过程与图2的比较例过程相比，能够使要由除臭装置处理的臭味气体量减少2m³/h。

并且，在图1的实施例过程中，由于将从脱水滤饼料斗2经由线路L2→L8的臭味气体、以及从干燥污泥料斗6经由L6→L8的臭味气体分别作为运载气体导入到干燥机3中，所以具有能够将来自运载气体供给装置8的空气供给量削减到8m³/h的优点。

即，在图1的实施例过程中，由风扇5从冷凝器4吸出的非冷凝性气体(含有臭味气体的运载气体)的一部分通过回流管路L51合流到空气供给线路L8的空气流中而再次作为运载气体被向干燥机3内送回，另一部分气体通过臭味气体线路L52-L53被送到蒸汽锅炉7中而在燃烧器中燃烧，进而剩余的另一部分气体通过除臭线路L52-L9被送到除臭装置9中而除臭。这样，从干燥机3出来的运载气体的一部分被送回到干燥机3中，总是在包括干燥机3的循环回路中循环。但是，由于从冷凝器3出来的非冷凝性气体是饱和蒸汽，所以如果使其全部的量循环，则在干燥机3的入口部分处结露而给干燥性能带来不良影响，所以需要减少循环风量、或者将循环气体升温而送入到干燥机3中。

所以，为了从干燥污泥料斗6及脱水滤饼料斗2吸引臭味气体，不是将干燥机3的内部的运载气体的全部循环，而是将抽气气体的一部分作为抽气气体排出，作为蒸汽锅炉7的燃烧空气的一部分燃烧而除臭。

因而，抽气气体量与在干燥机3以外的地方产生的臭味气体量相等，臭味气体浓度变高，但图1的实施例过程的抽气气体量与上述图2的比较例过程的抽气气体量相比变少。在通过燃烧器燃烧进行的燃烧除臭的情况下，即使臭味气体浓度较高也没有问题，但能够处理的臭味气体量不能为燃烧器的燃烧空气量以上。通过本发明者们的试算，用来产生在一般的污泥干燥过程中需要的蒸汽的燃烧器燃烧空气量通过如上述那样减少处理臭味气体量，能够用蒸汽锅炉7的燃烧器进行燃烧除臭。

另外，在上述实施方式中，以在间接加热方式的污泥干燥机的热源中使用过热水蒸汽的例子进行了说明，但本发明并不仅限于此，也可以使用过热水蒸汽以外的其他载热体。

另外，本发明并不原样限定于上述实施方式，在实施阶段中在不脱离其主旨的范围内能够将构成要素变形而具体化。此外，通过在上述实施方式中公开的多个构成要素的适当的组合能够形成各种发明。例如，也可以从实施方式所示的全部构成要素中删除某几个构成要素。进而，也可以将跨越不同的实施方式的构成要素适当组合。

具体的变形例如下所述。

在上述实施方式中，作为干燥机内部以外的臭味气体的产生源，将来自脱水滤饼料斗和干燥污泥料斗的臭味气体作为运载气体使用，但也可以将来自其他臭味气体产生源的臭味气体作为运载气体使用。

在上述实施方式中，作为被干燥物而使用了污泥，但并不限于此，在其他产生臭味气体的被干燥物的干燥过程中也能够应用。

根据上述实施方式，能够得到以下的(i)和(ii)的效果。

(i)被除臭气体量的减少

间接加热干燥机通过使被干燥物接触在蒸汽套的表面上、提高被干燥物的温度、使水分蒸发，来使被干燥物干燥。从被干燥物蒸发的蒸汽如果没有迅速排出则干燥效率变差，所以使运载气体流到干燥机内部中，将从被干燥物蒸发的蒸汽排出，用洗涤器将蒸汽冷凝分离，仅使非冷凝性气体释放到大气中。通过在该运载气体中使用在过程中产生的臭味气体，与使运载气体的排气与在过程中产生的臭味气体独立的情况相比，能够削减需要进行除臭处理的臭味气体的整体量。

(ii)除臭需要的能量成本的削减

在污泥干燥过程中产生的臭味气体与污泥干燥机的运载气体的合计臭味气体量根据过程而不同，但一般较多的是臭味气体量比为了产生由污泥干燥机消耗的蒸汽而需要的燃烧器的燃烧空气量更多的情况，将臭味气体作为蒸汽锅炉的燃烧空气进行燃烧除臭以前是不可能的，但在本发明的污泥干燥过程中，由于削减了臭味气体产生量，所以能够使臭味气体作为锅炉的燃烧空气的一部分燃烧，不需要设置除臭专用的燃烧炉器或除臭装置。

说明了本发明的几个实施方式，但这些实施方式是作为例子提示的，并不意味着限定发明的范围。这些实施方式能够以其他各种形态实施，在不脱离发明的主旨的范围内能够进行各种省略、替换、变更。这些实施方式及其变形与包含在发明的范围或主旨中同样，包含在权利要求书中记载的发明和其等同的范围中。

Claims (1)

1.一种污泥干燥方法，对在间接加热干燥机(3)内被间接加热的污泥供给规定的运载气体，将从污泥蒸发的水分与上述运载气体一起从间接加热干燥机(3)排出，由此将污泥干燥，该污泥干燥方法的特征在于，

从空气供给装置(8)经由运载气体供给线路(L8)对上述间接加热干燥机(3)供给作为运载气体的空气，

将从脱水滤饼料斗(2)内的脱水污泥产生的臭味气体经由与上述脱水滤饼料斗(2)连接并与上述运载气体供给线路(L8)合流的臭味气体排出线路(L2)，并将从干燥污泥料斗(6)内的干燥污泥产生的臭味气体经由与上述干燥污泥料斗(6)连接并与上述运载气体供给线路(L8)合流的臭味气体排出线路(L6)，与作为上述运载气体的空气一起导入上述间接加热干燥机(3)内。