JPH115100A - 下水汚泥処理システム - Google Patents

下水汚泥処理システム

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JPH115100A
JPH115100A JP9159567A JP15956797A JPH115100A JP H115100 A JPH115100 A JP H115100A JP 9159567 A JP9159567 A JP 9159567A JP 15956797 A JP15956797 A JP 15956797A JP H115100 A JPH115100 A JP H115100A
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JP
Japan
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sludge
boiler
sewage
discharged
pyrolysis furnace
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Pending
Application number
JP9159567A
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English (en)
Inventor
Yasuo Takagi
木 康 夫 高
Isao Shinozaki
崎 功 篠
Shuichiro Kobayashi
林 主一郎 小
Masao Kaneko
子 政 雄 金
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication of JPH115100A publication Critical patent/JPH115100A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 汚泥処理の問題を有効に解決できるととも
に、従来大半が捨てられていた下水汚泥に含まれるエネ
ルギーを有効に活用できる下水汚泥処理システムを提供
する。 【解決手段】 下水汚泥処理システムは、下水処理場1
から排出された汚泥を脱水する遠心分離乾燥機2と、遠
心分離乾燥機2により脱水された汚泥を加熱分解する加
熱分解炉3と、加熱分解炉3により加熱分解された汚泥
を燃焼して高温蒸気を生成するボイラ4と、ボイラ4に
より生成された高温蒸気を動力源として電気および冷温
水を製造するエネルギープラント5とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は下水処理により排出
される汚泥を処理する下水汚泥処理システムに係り、と
りわけ下水汚泥に含まれるエネルギーを有効に活用する
ことができる下水汚泥処理システムに関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、下水汚泥を安定的に処理する
ための下水汚泥処理方法として、下水汚泥を脱水した
後、この脱水された濃縮汚泥を埋立て処分する方法(第
1の従来方法)や、濃縮汚泥に重油等を混入させて焼却
処分する方法(第2の従来方法)が知られている。
【0003】また、これらの方法以外にも下水汚泥を発
酵させて肥料とする方法(第3の従来方法)や、下水汚
泥を1500℃程度の高温で溶融固化する方法(第4の
従来方法)等が研究されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の下水汚泥処理方法のうち、濃縮汚泥を埋立て処
分する第1の従来方法では、埋立て処分自体は簡便に行
うことができるが、そのような処分のための処分場の立
地の確保が難しく、また処分場の周辺環境への影響が懸
念されるという問題がある。
【0005】また、濃縮汚泥に重油等を混入させて焼却
処分する第2の従来方法では、下水汚泥に含まれる汚泥
特有の種々の混入物のために高温燃焼時の熱の有効利用
が難しく、また熱のほとんどが無駄に捨てられるという
問題がある。
【0006】さらに、下水汚泥を発酵させて肥料とする
第3の従来方法では、肥料とするには汚泥成分の安全性
や質の均一性等の面で不安があるという問題がある。
【0007】さらにまた、下水汚泥を1500℃程度の
高温で溶融固化する第4の従来方法では、安全性の面で
の不安はないが、設備費や消費エネルギー等が過大にな
るという問題がある。
【0008】このように、下水処理場から日々排出され
る大量の汚泥については、現状では安全でかつ有力な処
理方法がなく、処分場の立地難を抱えながらも埋立て処
分されているというのが実状である。
【0009】本発明はこのような点を考慮してなされた
ものであり、汚泥処理の問題を有効に解決することがで
きるとともに、従来大半が捨てられていた下水汚泥に含
まれるエネルギーを有効に活用することができる下水汚
泥処理システムを提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、下水処理によ
り排出された汚泥を脱水する汚泥脱水機と、前記汚泥脱
水機により脱水された汚泥を加熱分解する加熱分解炉
と、前記加熱分解炉により加熱分解された汚泥を燃焼し
て蒸気を生成するボイラとを備えたことを特徴とする下
水汚泥処理システムを提供する。
【0011】また本発明は、乾燥処理が施された汚泥を
加熱分解する加熱分解炉と、前記加熱分解炉により加熱
分解された汚泥を燃焼して蒸気を生成するボイラとを備
えたことを特徴とする下水汚泥処理システムを提供す
る。
【0012】さらに本発明は、上述した下水汚泥処理シ
ステムにおいて、前記ボイラにより生成された蒸気また
は前記ボイラから排出された排ガスを前記加熱分解炉の
加熱源として供給する手段をさらに備えるようにすると
よい。また、前記ボイラにより生成された蒸気を動力源
とする発電プラントまたは熱源プラントをさらに備える
ようにするとよい。
【0013】本発明によれば、加熱分解炉により加熱分
解された汚泥をボイラにより燃焼することにより、従来
処理に困っていた下水汚泥を、処理の必要がほとんどな
い燃焼灰に変えることができ、このため汚泥処理の問題
を有効に解決することができる。また、加熱分解炉によ
り下水汚泥を加熱分解することにより、下水汚泥に大量
に含まれる可燃性の有機物を取扱いが容易な燃料に変え
ることができ、このため従来大半が捨てられていた下水
汚泥に含まれるエネルギーを有効に活用することができ
る。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。図1は本発明による下水汚
泥処理システムの一実施の形態を示す図である。
【0015】図1に示すように、下水汚泥処理システム
は、下水処理場1から排出された汚泥を処理するもので
ある。ここで下水処理場1は、微生物による有機物の消
化作用を利用して下水に溶け込んでいる有機物を微生物
の形に変換させるバッキ槽(図示せず)と、下水に流れ
込んできた砂や泥と一緒に有機物を取り込んだ微生物を
沈殿させて回収する沈殿槽1aとを備えている。このよ
うな下水処理場1において、外部から供給された下水は
バッキ槽および沈殿槽1aを経て浄化され、最終的に、
浄化された処理水と固形成分である汚泥とに分離されて
排出される。
【0016】次に、下水汚泥処理システムの構成につい
て説明する。図1に示すように、下水汚泥処理システム
は、下水処理場1から排出された汚泥を脱水する遠心分
離乾燥機(汚泥脱水機)2と、遠心分離乾燥機2により
脱水された汚泥(濃縮汚泥)を加熱分解する加熱分解炉
3と、加熱分解炉3により加熱分解された汚泥(加熱分
解汚泥)を燃焼して高温蒸気を生成するボイラ4と、ボ
イラ4により生成された高温蒸気を動力源として電気お
よび冷温水を製造するエネルギープラント5とを備えて
いる。
【0017】ここで遠心分離乾燥機2は、遠心力を利用
して汚泥を脱水するものであり、脱水後の濃縮汚泥の水
分含有率をできるだけ減少させるために、遠心分離乾燥
機2の電源としてはインバータを含む高周波電源が用い
られている。
【0018】また加熱分解炉3は、200℃〜400℃
程度の還元雰囲気下で濃縮汚泥を加熱分解することによ
り濃縮汚泥に含まれる有機物を炭化させるものである。
加熱分解炉3としては、例えば図2に示すような従来か
らよく知られたキルンを用いることができる。図2に示
すように、加熱分解炉としてのキルン3は、円筒部31
aと、この円筒部31aを回転させる回転駆動部31b
とを備えている。図2において、キルン3の一側端部
(図中左側)から供給された濃縮汚泥は、円筒部31a
の内部を図中右側に向かって移動する間に加熱分解さ
れ、他側端部(図中右側)から加熱分解汚泥として排出
されるようになっている。なおキルン3内には、ボイラ
4により生成された高温蒸気を通すための配管等が配置
されている。
【0019】なお、加熱分解炉3における加熱分解過程
には多くのエネルギーが必要であり、このため加熱分解
炉3はシステム全体の効率を左右する重要な装置であ
る。図3にエネルギー効率に優れた加熱分解炉3の別の
例を示す。図3に示すように、加熱分解炉3は、粒状に
粉砕された濃縮汚泥が内部に充填される容器32aと、
この容器32a内に配置され濃縮汚泥を攪拌する攪拌機
6とを備えている。また、容器32aの下部に設けられ
た開口32bからはボイラ4から排出された高温排ガス
が供給されるようになっている。図3において、容器3
2a内に充填された濃縮汚泥は攪拌機6により攪拌さ
れ、この濃縮汚泥中をボイラ4から排出された排ガスが
抜ける間に高温状態で加熱分解される。そして、容器3
2aの上部に設けられた出口部32cからは濃縮汚泥中
の揮発成分(主に水蒸気)およびボイラ4からの排ガス
が排気され、容器32aの下部に設けられた出口部32
dからは加熱分解された汚泥が取り出される。図3に示
す加熱分解炉3によれば、加熱源としての排ガスと濃縮
汚泥とが直接接触するので、高い熱効率を実現すること
ができる。なお加熱分解炉3内には、図2と同様にボイ
ラ4により生成された高温蒸気を通すための配管等を配
置してもよい。
【0020】さらにボイラ4は、加熱分解炉3により生
成された加熱分解汚泥を燃焼して高温蒸気を生成するも
のである。なお、ボイラ4により生成された高温蒸気は
エネルギープラント5に供給されるとともに、加熱分解
炉3に配置された上記配管等にも供給されるようになっ
ている。
【0021】さらにまたエネルギープラント5は、ボイ
ラ4により生成された高温蒸気(加熱分解炉3を経由し
た排蒸気を含む)を動力源として電気および冷温水を製
造するものである。図4に示すように、このようなエネ
ルギープラント5は例えば、タービン発電機等からなる
発電プラント7と、ヒートポンプ等からなる熱源プラン
ト8とを備えている。
【0022】次に、このような構成からなる本実施の形
態の作用について説明する。
【0023】まず、下水処理場1から排出された汚泥は
遠心分離乾燥機2により脱水される。下水汚泥には通常
99%もの水分が含まれており、このまま加熱したので
は供給されたエネルギーのほとんどが水蒸気の潜熱とし
て奪われエネルギーを有効に活用することができない。
このため遠心分離乾燥機2では、下水汚泥に含まれる水
分の大半を搾り取るようにする。なお、通常の遠心分離
乾燥機2を用いた場合には脱水後の濃縮汚泥の水分含有
率は80%程度であるので、本実施の形態では遠心分離
乾燥機2の電源としてインバータを含む高周波電源を用
い、これにより脱水後の濃縮汚泥の水分含有率が70%
程度となるようにしている。
【0024】次に、このようにして脱水された濃縮汚泥
を粒状に粉砕した後、粉砕された濃縮汚泥を加熱分解炉
3にて還元雰囲気下で加熱分解する。なお、加熱分解炉
3はボイラ4により生成された高温蒸気またはボイラ4
から排出された排ガスを加熱源として200℃〜400
℃程度の温度に加熱されている。このような加熱分解過
程により、下水汚泥に約半分程度含まれる有機物は分解
して炭化するとともに、揮発成分(主に水蒸気)は外部
へ排出し、最終的には、炭素含有率30%程度の固形物
(加熱分解汚泥)が加熱分解炉3から排出される。
【0025】次に、このようにして排出された加熱分解
汚泥はボイラ4に燃料として供給される。ここでボイラ
4は、供給された加熱分解汚泥を燃焼して高温蒸気を生
成し、この生成された高温蒸気を加熱分解炉3の加熱源
として供給するとともに、エネルギープラント5の動力
源として供給する。なお、ボイラ4において燃焼された
加熱分解汚泥は、処理の必要がほとんどない燃焼灰とし
て排出される。
【0026】最後に、ボイラ4により生成された高温蒸
気(加熱分解炉3を経由した排蒸気を含む)は、エネル
ギープラント5の発電プラント7に供給される。ここで
発電プラント7は、ボイラ4により生成された高温蒸気
をスチームタービンに導き、この高温蒸気を動力源とし
て発電を行い、排蒸気を熱源プラント8に供給する。ま
た熱源プラント8は、発電プラント7から排出された排
蒸気と、加熱分解炉3からの排気(図2に示す加熱分解
炉3の場合には汚泥中の揮発成分のみ、図3に示す加熱
分解炉3の場合には汚泥中の揮発成分とボイラ4からの
排ガス)とを動力源とし、さらに下水処理場1から排出
される下水処理水を熱源水として、夏季には主として冷
水、冬季には主として温水を生成する。
【0027】このように本実施の形態によれば、加熱分
解炉3により加熱分解された汚泥をボイラ4により燃焼
することにより、従来処理に困っていた下水汚泥を、処
理の必要がほとんどない燃焼灰に変えることができ、こ
のため汚泥処理の問題を有効に解決することができる。
【0028】また、加熱分解炉3により下水汚泥を加熱
分解することにより、下水汚泥に大量に含まれる可燃性
の有機物を取扱いが容易な燃料に変えることができ、こ
のため従来大半が捨てられていた下水汚泥に含まれるエ
ネルギーをエネルギープラント5の動力源等として有効
に活用することができる。
【0029】さらに、熱源プラント8の熱源水として下
水処理場1から排出される下水処理水を用いることによ
り、夏は比較的冷たく冬は比較的暖かいという下水処理
水の特性を利用して効率よく冷温水を生成することがで
きる。
【0030】なお、上述した実施の形態においては、下
水処理場1から排出された汚泥を遠心分離乾燥機2によ
り脱水しているが、下水汚泥を脱水する装置はこれに限
定されるものではなく、真空ろ過機や加圧ろ過機等の各
種の汚泥脱水機を用いることができる。また、乾燥処理
が施された汚泥を処理する場合には、遠心分離乾燥機2
を除いた形で本発明の下水汚泥処理システムを構成する
ことができる。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、従
来処理に困っていた下水汚泥を、処理の必要がほとんど
ない燃焼灰に変えることができるので、汚泥処理の問題
を有効に解決することができる。また、下水汚泥に大量
に含まれる可燃性の有機物を取扱いが容易な燃料に変え
ることができるので、従来大半が捨てられていた下水汚
泥に含まれるエネルギーを有効に活用することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による下水汚泥処理システムの一実施の
形態を示す図。
【図2】図1に示す加熱分解炉の一例を示す図。
【図3】図1に示す加熱分解炉の別の例を示す図。
【図4】図1に示すエネルギープラントの一例を示す
図。
【符号の説明】
1 下水処理場 1a 沈殿槽 2 遠心分離乾燥機(汚泥脱水機) 3 加熱分解炉 4 ボイラ 5 エネルギープラント 6 発電プラント 8 熱源プラント
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金 子 政 雄 東京都府中市東芝町1番地 株式会社東芝 府中工場内

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】下水処理により排出された汚泥を脱水する
    汚泥脱水機と、 前記汚泥脱水機により脱水された汚泥を加熱分解する加
    熱分解炉と、 前記加熱分解炉により加熱分解された汚泥を燃焼して蒸
    気を生成するボイラとを備えたことを特徴とする下水汚
    泥処理システム。
  2. 【請求項2】乾燥処理が施された汚泥を加熱分解する加
    熱分解炉と、 前記加熱分解炉により加熱分解された汚泥を燃焼して蒸
    気を生成するボイラとを備えたことを特徴とする下水汚
    泥処理システム。
  3. 【請求項3】前記ボイラにより生成された蒸気を前記加
    熱分解炉の加熱源として供給する手段をさらに備えたこ
    とを特徴とする請求項1または2記載の下水汚泥処理シ
    ステム。
  4. 【請求項4】前記ボイラから排出された排ガスを前記加
    熱分解炉の加熱源として供給する手段をさらに備えたこ
    とを特徴とする請求項1または2記載の下水汚泥処理シ
    ステム。
  5. 【請求項5】前記ボイラにより生成された蒸気を動力源
    とする発電プラントをさらに備えたことを特徴とする請
    求項1乃至4のいずれか記載の下水汚泥処理システム。
  6. 【請求項6】前記ボイラにより生成された蒸気を動力源
    とする熱源プラントをさらに備えたことを特徴とする請
    求項1乃至4のいずれか記載の下水汚泥処理システム。
  7. 【請求項7】前記熱源プラントは前記ボイラにより生成
    された蒸気に加えて前記加熱分解炉から排出された排気
    を動力源とすることを特徴とする請求項6記載の下水汚
    泥処理システム。
  8. 【請求項8】前記熱源プラントは下水処理水を熱源水と
    することを特徴とする請求項6または7記載の下水汚泥
    処理システム。
JP9159567A 1997-06-17 1997-06-17 下水汚泥処理システム Pending JPH115100A (ja)

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