JP3684551B2 - Drying method of manure sludge - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、屎尿類処理の過程で発生する汚泥(屎尿類汚泥)の乾燥処理方法に関する。ここに屎尿類とは狭義の屎尿のほか、下水や家畜糞尿を含む概念である。
【0002】
【従来の技術】
屎尿処理や該処理の過程で生成される汚泥の乾燥処理については特許文献1及び特許文献2などに開示されているとおりである。
【0003】
【特許文献1】
特公平7−4598号公報(第2頁左欄第37行〜同頁右欄第28行、第1図)
【特許文献2】
特開平11−347594号公報(段落番号0020〜段落番号0026、図2)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の乾燥機による乾燥処理では、密閉容器内の脱水ケーキの全てを希望する任意な特定値の含水率となるように正確に乾燥させることは極めて難しいのであり、また該乾燥処理はバッチ処理で行われるため、任意量の脱水ケーキの乾燥には適さないのである。本発明はこれらの問題点に対処せんとするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、請求項1に記載したように、外周面中心線を水平状に支持された1箇のドラム、該ドラム内に加熱水蒸気を供給して該ドラムの外周面を特定温度に保持させると共に、該外周面の頂上箇所を挟んで離間した箇所に一対の前側ローラと後側ローラを設け、これら両ローラ間で挟まれるドラム外周面上を屎尿類汚泥の溜まり部に形成するほか、後側ローラはドラム外周面と常時圧接状態になさしめ、これに対し前側ローラはドラム外周面との間に屎尿類汚泥が流出する隙間が形成されるものとなし、且つ該ドラムを外周面中心線回りに特定回転速度で回転させるさい、前記溜まり部内の屎尿類汚泥を上記前側ローラの隙間から、ドラム外周面上へ連続した薄層状に付着されるようになし、該回動するドラム外周の特定角度範囲で上記薄層状汚泥を70%以下の含水率となるように乾燥処理することを特徴とする。
【0006】
次に、請求項2に記載したように、ドラム外周面の頂上箇所を挟んで屎尿類汚泥の溜まり部を形成するべく配設される一対の前側ローラ及び後側ローラは、それぞれの外周面をドラム外周面上で乾燥処理される薄層状汚泥の性状と関連した特定温度以下に保持するものにする冷却手段を備えて実施されることを特徴とする。
【0007】
このさい、請求項3に記載したように、ドラム外周面の頂上箇所を挟んで離間した箇所に屎尿類汚泥の溜まり部を形成するべく配設される一対の前側ローラ及び後側ローラのうち、後側ローラの下方で、且つドラム回転支軸を通る水平線と凡そ同等になるドラム外周面箇所に対し、ドラム外周面に付着した薄層状汚泥を掻き落とすためのスクレーパを備えて実施する。
【0008】
本発明によれば、大量の汚泥の微少量づつが前記ドラムの外周面上に薄層状に付着され前記ドラムから特定量の熱を供給され、加熱されて、大気中で特定量の水分を蒸発されることにより乾燥汚泥となるのであり、また前記ドラムの外周面の特定点上の汚泥の水分の蒸発量は前記ドラムの外周面の温度や、その汚泥が大気中へ移動した時点からの経過時間の長さに関連して変化する。従って、前記ドラムの外周面の温度、外周面に付着した汚泥の大気中での経過時間、前記ドラムの外周面に付着した汚泥の層厚などのそれぞれを特定値に保持することで、大量の汚泥の全てはその含水率が70%以下の特定値となるように正確に乾燥される。
【0009】
このさい、屎尿類汚泥の汚泥が前記ドラムと一対の前記ローラのうちドラム回転方向前側のものとで挟み付けられて前記ドラムの外周面上に比較的薄厚の均等厚さ状に付着されるため、前記汚泥はその含水率が一層正確で任意な特定値となるように乾燥されるのである。而して、屎尿処理の過程で発生する汚泥をこれの含水率が70%以下の任意な特定値となるように連続的に乾燥させることが可能であり、また該汚泥を材料として、さらに高品質な固形燃料や肥料の提供に寄与することができるものとなる。
【0010】
【発明の実施の形態】
図1は本発明を実施するための屎尿類汚泥の乾燥処理システムを示す概要図、図2は前記乾燥処理システムに使用されるドラムドライヤ及びその関連機構を示す概要図、図3は前記ドラムドライヤの側面図、図4は前記ドラムドライヤの平面図、図5は前記ドラムドライヤの一部を省略して示した平面図、図6は前記ドラムドライヤを後方から見た図である。
【0011】
図1において、100は屎尿処理過程での脱水処理で生成される脱水ケーキwを搬送始端p1に受け入れて送出端p2側へ搬送するベルトコンベア、101はベルトコンベア100から送り出された脱水ケーキwを入口p3から受け入れてから出口p4から排出するスクリューコンベア、102はスクリューコンベア101の出口p4から排出された脱水ケーキwを貯蔵部p5に受け入れてスクリュー搬送部102aの搬送力により送出口p6から任意流量で定量的に落下させるように作動する定量送出ホッパ、103は定量送出ホッパ102の送出口p6から送り出された脱水ケーキwを搬送始端p7から送出端p8側へ搬送する傾斜状のベルトコンベア、そして、104はベルトコンベア103の送出端p8から落下した脱水ケーキwを受け入れて乾燥処理するドラムドライヤである。
【0012】
105はドラムドライヤ104で乾燥された脱水ケーキwを搬送始端p9から送出端p10側へ搬送するベルトコンベア、106はベルトコンベア105の送出端p10から送り出された脱水ケーキwを受け取って送出端p12側へ搬送する傾斜状のベルトコンベア、そして、107はベルトコンベア103の送出端p13から落下した脱水ケーキwを受け入れて任意時に底面の開閉扉107aを開放作動される荷積みホッパである。
【0013】
上記ドラムドライヤ104についてさらに詳細に説明すると、次のとおりである。即ち、図2に示すように、ドラムドライヤ要部1、加熱蒸気供給手段2、排気蒸気系統3及び冷却水供給手段5を備えたものとなされている。
【0014】
先ずドラムドライヤ要部1について図2〜図6を参照して説明する。
基礎台8の上部にドラム9が配設されており、基礎台8は脚部材10の上端間を水平部材11で結合すると共に脚部材10の高さ途中箇所間を水平補強部材12で結合したものとなされており、またドラム9は左右の円形端面板13と周面板14とを備え、周面板14の中心線である外周面中心線上に回転中心軸15を固設されたものとなされている。
【0015】
基礎台8の左右の各水平部材11、11の上面には軸受16、16が固定され、これら軸受16、16を介して回転中心軸15の左右端部が回転自在に支承されており、また基礎台8の側部には減速機構付の電動モータ17が固定され、該電動モータ17の出力軸に固定された原動スプロケット18と、回転中心軸15に固定された従動スプロケット19との間に無端状のチェーン20が掛け回されており、該電動モータ17が特定方向へ回転することによりドラム9が回転中心軸15回りの矢印方向fへ比較的ゆっくりと回転されるようになされている。
【0016】
ドラム9は内部に密閉状加熱個所としての図示しない蒸気通路を形成され、該蒸気通路に加熱水蒸気を流通されることにより、該加熱水蒸気の熱が周面板14に伝達され、外周面9aが任意な適当温度に加熱されるものとなされている。
【0017】
該ドラム9の外周面9aの頂上箇所pを挟む前後個所に離間した一対の前後ローラ21、22が設けてある。ここに後側ローラ22は後側の支持案内手段23により上下方向へのみ移動自在に支持されている。該支持案内手段23は基礎台8の水平部材11から左右向きの門形枠体24を起立させて、該門形枠体24の上辺部の両端箇所と中央箇所の三箇所から片持ち部材25を前方へ張り出させ、各片持ち部材25の先端部に縦向き案内筒部材26を固着し、該案内筒部材26のそれぞれに縦向き支持軸27を上下摺動変位自在に内挿して該縦向き支持軸27の下端に左右向き支持部材28を固定し、該左右向き支持部材28の両端部に下方への張出状に軸受部材29、29を固定して、これら軸受部材29、29に、後側ローラ22の両端に設けられている回転軸部材30、30を支持させ、さらに左右向き支持部材28を下方へ付勢するためのスプリング又はアクチュエータ31を縦向き支持軸27に外挿し、該スプリング又はアクチュエータ31の付勢力で後側ローラ22がドラム9の外周面9aに押し当てられるようになされている。
【0018】
前側ローラ21は前側の支持案内手段32により上下方向へのみ移動自在に支持されている。該支持案内手段32は基礎台8の前端に位置した水平部材11から左右向きの門形枠体33を起立させ、該門形枠体33の左右の起立辺部の後面に縦向き案内軌道34、34を設け、各側の縦向き案内軌道34に被案内体35を上下変位のみ可能に装着して、各被案内体35の後面に軸受部材36を固定し、前側ローラ21の両端に設けられている回転軸部材37、37をこれら軸受部材36、36に支持させ、前側ローラ21が軸受部材36、36と共に上下変位されてドラム9の外周面9aに押し当てられるようになされている。
各前後ローラ21、22は内部に図示しない水通路が形成されていて、該水通路内に供給されて流通される水が各前後ローラ21、22の外周面の熱を吸収するものとなされている。
【0019】
ドラム9の外周面9a上で一対の前後ローラ21、22間に位置した箇所は被処理液溜まり部38となされている。該被処理液溜まり部38はドラム9の外周面9aと、一対の前後ローラ21、22と、これら前後ローラ21、22間の左右各側に設けられた囲い板39、39とからなっている。各囲い板39は前後向きで縦向きとなされ、前後ローラ21、22巾に適合させるべく長さ途中を屈曲されており、各端部に図示しない軸孔を形成されて該軸孔をその対応する回転軸部材30、37に外挿され、図示しない左右方向への押し手段と下方向への押し手段とにより、各端部の側面をその対応する前後ローラ21、22の端面に密接され且つ凹み円弧状となされた下辺部をドラム9の外周面9aに密接されている。
【0020】
後側ローラ22の下方で且つドラム回転支軸を通る水平線と凡そ同等となるドラム外周面箇所に対しスクレーパ手段40が設けてある。該スクレーパ手段40は、門形枠体24の左右後面に軸受41、41を設け、これら軸受41、41を介して左右向き支点軸42を回動自在に支持し、該左右向き支点軸42から複数のアーム部材43を斜め前方へ張り出させ、これらアーム部材43の先端にスクレーパ支持板44を固着し、該スクレーパ支持板44に、ドラム9の外周面9aの巾方向箇所に密接されるスクレーパ45を支持させ、さらにスクレーパ支持板44と門形枠体24から後方へ張り出させた後向き部材46との間に空圧伸縮シリンダ装置47を設け、該空圧伸縮シリンダ装置47の伸張作動によりスクレーパ45がドラム9の外周面9aに押し当てられるようになされているのであり、ここまでがドラムドライヤ1の構成である。
【0021】
加熱蒸気供給手段2はボイラからの蒸気供給ラインからなるものでドラムドライヤ1のドラム9内に形成された図示しない蒸気通路の入口に接続され、例えば5kg/cm2程度の加熱水蒸気を任意流量で供給できるものとなされている。
また排気蒸気系統3はドラムドライヤ1のドラム9内に形成された図示しない蒸気通路の出口に接続されている。
【0022】
さらに冷却水供給手段5は工業用水供給ライン56を各ローラ21、22内の図示しない水通路の入口個所に弁57を介して接続させたものとなされている。
なお、前記水通路の出口には該水通路から流出した水を特定場所に導くための図示しない排水ラインが接続される。
【0023】
次に屎尿処理の過程で生成されるもので含水率が凡そ80〜85%程度となされた脱水ケーキwを上記乾燥処理システムを使用して、乾燥処理する場合の使用例について説明する。
加熱蒸気供給手段2から送られる加熱水蒸気をドラム9内の図示しない蒸気通路内に流入させることにより、ドラム9の外周面9aを例えば150℃程度に保持させる。また冷却水供給手段5から各ローラ21、22の図示しない水通路内に工業用水を流入させて、各ローラ21、22の外周面を例えば50℃以下に保持させる。
【0024】
一方では脱水ケーキwをベルトコンベア100の搬送始端p1に順次に供給すると共に各部を作動状態とする。これにより、脱水ケーキwはベルトコンベヤ100、スクリューコンベア101及び定量送出ホッパ102の作動によりドラムドライヤ104の被処理液溜まり部38内に定量的に供給される。
【0025】
こうして被処理液溜まり部38内に溜まった脱水ケーキwのうちドラム9の外周面近傍のものはドラム9に加熱されて被処理液溜まり部38内にてその外周面9aに薄層状に付着した状態となり、このように付着した薄厚の脱水ケーキ層w1は時間経過に伴ってなおも外周面9aから熱を付与されて多数の気泡の発生した状態となる。
【0026】
該状態の脱水ケーキ層w1は回転するドラム9の外周面9aと共に脱水ケーキw中をドラム9回転方向へ移動され、やがて前側のローラ21位置に達し、該ローラ21の外周面でドラム9の外周面9a上に押しつけられ、ローラ21巾方向上の厚さを均等化されつつ、被処理液溜まり部38内から特定厚となって外方へ移動される。
【0027】
この作動中、前後のローラ21、22は被処理液溜まり部38内の脱水ケーキwに接しているが、その外周面が凡そ50℃以下に保持されているため、該外周面に脱水ケーキwが付着して漸次に滞積する現象は生じない。
【0028】
また被処理液溜まり部38内の脱水ケーキwはドラム9に付着してドラム9の回転に伴って被処理液溜まり部38内から漸次に外方の大気中に送り出されるため、被処理液溜まり部38内の脱水ケーキwはその分だけ連続的に減少するのであり、効率的な乾燥処理を行わせるにはこの減少に見合うだけの脱水ケーキwを連続的に送り込ませるようにする。
【0029】
また前側ローラ21の外周面はドラム9の外周面9aに付着した脱水ケーキ層w1に密接して回転し、また後側ローラ22の外周面もドラム9の外周面9aに密接して回転するため、被処理液溜まり部38内の脱水ケーキwが前後の各前後ローラ21、22の外周面とドラム9の外周面9aとの間を経て外方へ漏れ出ることは生じない。
【0030】
前側ローラ21を経て被処理液溜まり部38内から外方の大気中に送り出された脱水ケーキ層w1はドラム9と共に回転しながらドラム9の外周面9aから熱を供給されて均等な水分蒸発を促進され、スクレーパ45近傍に達するまでに含水率0〜70%程度に乾燥された状態となる。
【0031】
そして乾燥された脱水ケーキ層w1がスクレーパ45位置に達したとき、スクレーパ45は乾燥膜状となった脱水ケーキ層w1をドラム9の外周面9aから掻き取るのであり、このように掻き取られた乾燥汚泥w2は傾斜案内板58上に案内されるなどしてベルトコンベア105の搬送始端p9に到達され、この後、ベルトコンベア106に搬送され、荷積みホッパ107内に集積される。
【0032】
荷積みホッパ107内に集積された乾燥汚泥wは底面の開閉扉107a、107aを開放されてトラックに荷積みされ、目的地まで運搬されるなどして、成形装置により固形燃料となされたり、コンポスト装置により肥料となされるのである。
【0033】
【発明の効果】
上記した本発明によれば、脱水ケーキ(汚泥)wの微少量づつがドラム9の外周面9a上に薄層状に付着されドラム9から熱を供給され、大気中にて特定量の水分を蒸発されて乾燥汚泥となされるのであり、従ってドラム9の外周面9aの温度、外周面9aに付着した汚泥wの大気中での経過時間、前記ドラム9の外周面9aに付着した汚泥wの層厚などのそれぞれを特定値に保持することで、大量の汚泥wの全てをその含水率が任意な特定値となるように正確に乾燥させることができるのであり、また汚泥wの微少量づつを連続的に処理できるため、その量の大小に関係なく汚泥wを正確且つ均一に含水率を70%以下の任意な特定値に乾燥させることができる。具体的には、屎尿類汚泥の溜まり部38内の汚泥wがドラム9とローラ21とに挟み付けられてドラム9の外周面9a上に比較的薄厚の均等厚さ状に付着されるため、汚泥wを一層正確な特定含水率となるように乾燥させる ことができるのである。
【0034】
請求項3記載の発明によれば、上記効果に加えさらに一層、高品質な固形燃料やコンポストを得ることができるのである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施するための屎尿類処理汚泥の乾燥処理システムを示す概要図である。
【図2】前記乾燥処理システムに使用されるドラムドライヤ及びその関連機構を示す概要図である。
【図3】前記ドラムドライヤの側面図である。
【図4】前記ドラムドライヤの平面図である。
【図5】前記ドラムドライヤの一部を省略して示した平面図である。
【図6】前記ドラムドライヤを後方から見た図である。
【符号の説明】
5 冷却水供給手段(冷却手段)
9 ドラム
9a 外周面
15 回転中心軸(外周面中心線)
21 ローラ
22 ローラ
38 被処理液溜まり部
104 ドラムドライヤ
p 前頂上箇所
w 汚泥(脱水ケーキ)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for drying sludge (sewage sludge) generated in the process of manure treatment. Here, manure is a concept including sewage and livestock manure in addition to manure in a narrow sense.
[0002]
[Prior art]
The urine treatment and the drying treatment of sludge generated in the course of the treatment are as disclosed in Patent Document 1 and
[ 0003 ]
[Patent Document 1]
Japanese Examined Patent Publication No. 7-4598 (
[Patent Document 2]
JP 11-347594 A (paragraph number 0020 to paragraph number 0026, FIG. 2)
[ 0004 ]
[Problems to be solved by the invention]
In the drying process using the conventional dryer described above, it is extremely difficult to accurately dry all of the dehydrated cake in the sealed container so as to obtain a desired moisture content of a specific value. Since it is carried out in the process, it is not suitable for drying an arbitrary amount of dehydrated cake. The present invention seeks to address these problems.
[ 0005 ]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the present invention, as described in claim 1, one drum having an outer peripheral surface center line supported horizontally, heated steam is supplied into the drum, and the outer periphery of the drum is The surface is maintained at a specific temperature, and a pair of front rollers and a rear roller are provided at locations apart from each other with the top portion of the outer peripheral surface interposed therebetween, and urine sludge is accumulated on the drum outer peripheral surface sandwiched between these rollers. The rear roller is always in pressure contact with the outer peripheral surface of the drum, whereas the front roller has no gap between the outer peripheral surface of the drum and urine sludge. When the drum is rotated at a specific rotation speed around the outer peripheral surface center line, the urine sludge in the reservoir is adhered to the outer peripheral surface of the drum in a continuous thin layer from the gap between the front rollers, Outside the rotating drum Characterized in that at a specific angle range of drying processes so that the thin layered sludge 70% or less of moisture content.
[ 0006 ]
Next, as described in
[ 0007 ]
At this time, as described in claim 3, of a pair of front rollers and rear rollers arranged to form a pool of manure sludge at a location spaced across the top portion of the drum outer peripheral surface, A scraper for scraping off the thin layered sludge adhering to the drum outer peripheral surface is provided below the drum outer peripheral surface portion, which is approximately equal to the horizontal line passing through the drum rotation support shaft below the rear roller.
[0008]
According to the present invention , a small amount of a large amount of sludge is deposited in a thin layer on the outer peripheral surface of the drum, supplied with a specific amount of heat from the drum, and heated to evaporate a specific amount of moisture in the atmosphere. The amount of water evaporation of the sludge on a specific point on the outer peripheral surface of the drum is the temperature of the outer peripheral surface of the drum or the time since the sludge moved to the atmosphere. It varies in relation to the length of time. Therefore, by maintaining each of the temperature of the outer peripheral surface of the drum, the elapsed time in the atmosphere of the sludge adhering to the outer peripheral surface, the layer thickness of the sludge adhering to the outer peripheral surface of the drum, etc. All of the sludge is accurately dried so that its moisture content is a specific value of 70% or less .
[0009]
At this time, since the sludge of manure sludge is sandwiched between the drum and the pair of rollers on the front side in the drum rotation direction, and adhered to the outer peripheral surface of the drum in a relatively thin uniform thickness. The sludge is dried so that its moisture content is more accurate and has any specific value. And Thus, it is possible to continuously dried such sludge this water content that occur during the course of the disposal is arbitrary specific value of 70% or less, also the sludge as material, a higher It can contribute to the provision of quality solid fuel and fertilizer.
[ 0010 ]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a schematic diagram showing a manure sludge drying treatment system for carrying out the present invention, FIG. 2 is a schematic diagram showing a drum dryer used in the drying treatment system and related mechanisms, and FIG. 3 is a diagram showing the drum dryer. FIG. 4 is a plan view of the drum dryer, FIG. 5 is a plan view with a part of the drum dryer omitted, and FIG. 6 is a view of the drum dryer as seen from the rear.
[ 0011 ]
In FIG. 1,
[ 0012 ]
A
[ 0013 ]
The
[ 0014 ]
First, the main part 1 of the drum dryer will be described with reference to FIGS.
A
[ 0015 ]
[ 0016 ]
The
[ 0017 ]
A pair of front and
[ 0018 ]
Before side B over
Each of the front and
[ 0019 ]
Portion positioned between the pair of front after Russia over
[ 0020 ]
Scraper means 40 with respect to the drum outer peripheral surface portion of approximately the same as the horizontal line passing through the and drum rotation support shaft beneath the rear B over
[ 0021 ]
The heating steam supply means 2 comprises a steam supply line from a boiler and is connected to an inlet of a steam passage (not shown) formed in the
The exhaust steam system 3 is connected to an outlet of a steam passage (not shown) formed in the
[ 0022 ]
Further, the cooling water supply means 5 is configured such that an industrial
A drainage line (not shown) for guiding the water flowing out from the water passage to a specific place is connected to the outlet of the water passage.
[ 0023 ]
Next, a description will be given of a usage example in the case where the dehydrated cake w generated in the process of urine treatment and having a water content of about 80 to 85% is dried using the above-described drying processing system.
The heated steam supplied from the heated steam supply means 2 is caused to flow into a steam passage (not shown) in the
[ 0024 ]
On the other hand, the dewatered cake w is sequentially supplied to the conveyance start end p1 of the
[ 0025 ]
Of the dehydrated cake w collected in the
[ 0026 ]
The dewatered cake layer w1 in this state is moved in the direction of rotation of the
[ 0027 ]
During this operation, the front and
[ 0028 ]
Further, the dewatered cake w in the treated
[ 0029 ]
The close contact with the outer
[ 0030 ]
Equivalent is the dehydrated cake layer w1 fed into the atmosphere of the outward from the front side b over
[ 0031 ]
When the dried dehydrated cake layer w1 reaches the
[ 0032 ]
The dried sludge w accumulated in the
[ 0033 ]
【The invention's effect】
According to the present invention described above, a small amount of the dewatered cake (sludge) w is attached to the outer
[ 0034 ]
According to the third aspect of the present invention, in addition to the above-described effects, still higher quality solid fuel and compost can be obtained.
[Brief description of the drawings]
BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view showing a drying treatment system for manure-treated sludge for carrying out the present invention.
FIG. 2 is a schematic view showing a drum dryer and its related mechanism used in the drying processing system.
FIG. 3 is a side view of the drum dryer.
FIG. 4 is a plan view of the drum dryer.
FIG. 5 is a plan view in which a part of the drum dryer is omitted.
6 is a rear view of the drum dryer. FIG.
[Explanation of symbols]
5 Cooling water supply means (cooling means)
9
21
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