JPS58205597A - 予備脱水された下水汚泥の乾燥方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は予備脱水された下水汚泥の乾燥方法および装置
に関する。

地方自治体および産業の廃水の処理の重要な部分は、廃
水処理中に廃水から分離される物質の除去である。これ
らの物質は９５ないし９９％という著しく水分を含む汚
泥の形で存在する。

一般に汚泥とは、生物学的浄化装置の予備清澄槽および
後清澄槽、活性化槽、沈殿槽等の廃水浄化装置から出る
下水汚泥のごとをいう。これら汚泥の経済的な除去には
、汚泥容積を減少して粘ちょう度を変えるため水分を着
しく低減することが必要である。水分を減少する汚泥処
理手段として、濃縮と脱水と乾燥とを区別する。

例えば地方自治体廃水から消化された下水汚泥の水分は
、濃縮によって９５ないし９０％まで、使用される方法
に応じて脱水により約４０ないし７５％まで、また乾燥
により約４０ないし３０％まで減少される。現在これら
の脱水方法によって達成可能な下水汚泥の最終水分は、
充分な数の堆積空き地がもはやないため、まだ多すぎる
ものとみなされる。堆積は経済的および技術的および生
態学的な問題を生ずる。間顯の解決策として、汚泥乾燥
の途中で下水汚泥をさらに脱水し、続いて分解して燃焼
することが行なわれる。例えば回転−乾燥機による乾燥
は公知であるが、特に環境に有害な排出物のため高い技
術的費用を必要とする。この方法でも発生すべき心安エ
ネルギーは大規模にしか利用できない。生ずる蒸気は適
当な洗浄装置を介して浄化し、大肘の煙は効果的な除塵
装置を介して浄化せねばならない。

他方問題解決として可能な汚泥燃焼も同様に、添加燃料
が必要であり、費用が廃水汚泥の水分および発熱敏に関
係するという重大な欠点をもっている。例えば炉形成と
してしばしば使用される流動層反応炉は４５０’Ｃと１
１５０℃との間の温度で動作するので、添加燃料として
天然ガスあるいは燃料油をかなり使用することが必要で
ある。さらに高い装置費用が不利である。多くの装置部
分は耐火性にせねばならず、複雑な予熱′！Ａ置、特殊
なノズルをもつ流入底、空気分配装置、再燃焼室および
復熱器が必要である。装置費用は、従来技術による下水
汚泥の不完全な予備脱水および乾燥の必然的な結果であ
る。

本発明の基礎となっている課題は、Ｊ−、記の欠点を回
避しながら機械的に予備脱水された下水汚泥を、固体細
胞の毛管作用をなくしてほぼ１００％乾燥物質になるま
でさらに脱水することである。

この課題を解決するため本発明によれば、予備脱水され
た下水汚泥を第１の方法段階におし１て連続的に旋回し
ながら撹拌しあるいはこオコまぜ、同時に生成物温度を
ほば混合物の沸点まで高め、一方で得られた蒸気を第２
の方法段階りこおいて凝縮し、他方で得られた乾燥物質
を第３の方法段階において、生成物温度を高める熱を得
るために燃焼する。本発明によるこの方法によって、予
備脱水された下水汚泥はほば＋ｏｏ９６乾燥物質になる
までさらに脱水される。その際機械的脱水により表面に
たまった水が分離されるだけでなく、すべてのデカンタ
装置ではこれまで解決できない問題であった細胞に結び
付いている残留水も分離される。撹拌あるいはこね、　
　まぜ、はぼ沸点の高さのＵ合物処理温度、および場合
によっては第２段階における芳香族および（あるいは）
脂肪族炭化水素を含む溶媒の添加の複合作用によって、
固体細胞の毛管作用がなくなるので、この水分も分Ｓ可
能である。

２５％ないし５０％の乾燥物質値になるまで予備脱水を
機械的に行なうのがよく、シたがって糊状Ｍ合物が本発
明による処理の基礎になっている。

本発明の有利な実施態様によれば、下水汚泥の処理を真
空条件のもとで行なうことが提案される。負圧を加える
ことにより必要な沸点が著しく低下するので、機械的処
理、温度および場合によっては溶媒の複合作用の結果が
問題とならずに、経Ｍ’ｆＣＪ利点が得られる。負圧処
理によってエネルギー収支もかなり改善される。芳香族
および（あるいは）脂肪族炭化水素の群からなる溶媒の
種類と加えられる負圧の程度に関係して、混合物の生成
物源□□□が６０°Ｃと２００°Ｃの間にあるのが適当
である。

この乾燥方法を実施するための本発明による装置叫、下
水汚泥および場合によっては溶媒の供給部、加熱装置、
撹拌機構、蒸留だめへの蒸気導出管路をもつ反応器と、
脱水された生成物の搬出装置とを備えている。下水汚泥
供給管路のジャケット管を経て熱的予備処理用蒸気が導
かれ、したがって熱容量を利用して反応器への導入前に
下水汚泥を簡単に適度の温度にすることができる。

反応器と蒸留だめとの間に熱交換器が設けられ、この熱
交換器の熱伝達媒体特に熱伝達前が多種燃料バーナをも
つ管式加熱炉へ循環し、この管式加熱炉へ場合によって
は溶媒蒸発器が接続されるようにすることができる。そ
れによりド水汚泥の脱水が装置的に閉じた系で行なわれ
、反応器の範囲における環境破壊が完全に回避される。

遊離した水は分離、シ、用水として利用するかあるいは
任意の排水へ導入することができ、溶媒は継続循環して
使用きれて、材料損失を少なくする。固体中にｌＡ存す
るすべての溶媒は管式加熱炉の燃焼室へ達し、そこで燃
鋭し、したがってエネルギー収支によれば付加的な一次
エネルギーは装置の始動に使用しさえすればよいので、
脱欠された生成物の使用は゛有利である。

好ましい実施例では、さらに真空装置が設けられ、反応
器の加熱装置も同様に管式加熱炉へ接続されている。

不発明のそれ以外の詳細、特徴および利点は、予備脱水
された下水汚泥の本発明による乾燥装置を概略的に示す
添付図面の以下の説明から明らかになる。

装置の重要な部分は、並列接続された６つの反応器Ｌ　
６ａ；　Ｌ　７ａｉ　ｓｌ　８ａであり、ごれらの反応
器は詳細には第３図のように構成されている。

反応器６ないし８は上部範囲に主圧送管路１６へのＷｃ
続を行なう接続部１４をもち、この主圧送管１！　＋６
を通して運搬車１７から下水汚泥が輸送管路５を経て反
応器へ圧送される。粘ちょう度に応じて下水汚泥を送る
ため、スクリュコンベヤを使用することもできる。しか
し実施例ではジャケット管として構成された圧送管路１
６が使用され、反応器から出る蒸気状の水−溶奴況合物
の熱容量を利用して下水汚泥を予熱することができる、 各反応器６ないし８の下部範囲には、芳香族および（あ
るいは）脂肪族炭化水素からなる溶溶媒はポンプ装置と
管路１９とを経て溶媒タンク４から取出される。蒸発器
３において溶媒がその沸点を越えて約１５０″Ｃに加熱
され、したがって溶媒蒸気の形で反応器の底を通して噴
射される、蒸発器３に接続されている管式加熱炉２は、
コイル状管内に膨張容器１から出る熱伝達媒体油を収容
している。この熱伝達媒体油は蒸発器３の加熱に使用さ
れるだけでなく、反応器の加熱装置にも用いられる１、
熱伝達媒体油の閉じた循環路は、矢印をもちかつ管路を
表わす線分により流れ図かられかる７すなわち熱伝達媒
体油は加熱ジャケットとして構成された反応器ハウジン
グへ下から導入され、上部範囲から再び取出される４、 各反応器６ないし８は、供給された下水汚泥が完全に脱
水されるまで常に混合物を旋回させる撹拌機構を含んで
いる６、撹拌機構としてなるべく縁かき取り片をもつ交
差羽根撹拌機２０が使用される 処理生成物を導出するために、各反応器に２つの別な接
続部が形成されている、すなわち底の中央には底出口２
Ｉがあり、脱水された生成物はスクリュコンベヤにより
この出口２１を経て受は容器１３へ輸送すること□がで
きる。こうして脱水された下水汚泥はそれに付着した残
留溶媒と共に燃焼するのに充分な発熱量をもっているの
で、受は容器１３は管式加熱炉２へ接続されて、その多
種燃料バーナで燃焼し、熱伝達媒体油の加熱に必要な熱
を発生する。装置の始動および発熱量の変動のため事情
によっては一次エネルギーの使用を必要とするので、受
は容器１３の後に混合機１５を接続し、この混合機１５
において粉炭により下水汚泥から生ずる乾燥物質の発熱
量を高めることができる。

各反応器６ないし８がらさらに水蒸気−溶媒混合物を導
出せねばならない。このため各反応器の蓋範囲に管路の
接続部２２が設けられて、熱交換器９を経て水蒸気−溶
媒混合物を蒸留だめｌＯへ導く。この管路６はジャケッ
ト管として）１−送管路１６と組合わされて、予備脱水
された下水汚泥を予熱する。熱交換器９において水蒸気
−溶媒混合物が凝縮する。蒸留だめ１０において両方の
成分の分離が行なわれるので、一方ではＷ９媒がそこか
らタン１′り４へ供給され、他方では水が水分離器１１
を経て排水路へ達する。

図面の第１図の右方に示す真空ポンプ１２により、装置
全体を大気圧の２０％に排気して、装置を比較的低い温
度で運転することができる。

前述した装置は、たいていの場合ｌないし１ｏ９１Ｉ乾
燥物質の乾燥物質値をもつ下水汚泥である出発生成物を
供給される。この下水汚泥は機械的に予備脱水されるの
で、２５ないし５０％乾燥物質の糊状混合物が得られる
。

それからこの生成物はベルトコンベヤ５を介して熱拡散
装置へ供給され、そこでほぼ１０％乾髄物質になるまで
さらに脱水される。この処理は、混合物の沸点の高さに
ある動作温度で芳香族あるいは脂肪族炭化水素を基材と
する溶媒の複合使用を可能にする反応器６ないし８にお
いて行なわれる。このため予備脱水された下水汚泥は圧
送管路１６を経て反応器槽へ送り込まれ、その際生成物
の入る１）ｕに特定の請合で溶媒を図示しない添加ノズ
ルを介して噴射することができる。

下水汚泥は反応器槽内でまず常に撹拌されながら、加熱
ジャケットを介して１４０℃以下の温度例えば混合物の
沸点にされる。その際装置は真空ポンプ１２により２０
％大気圧まで排気され、′　その際反応器の底にある噴
射ノズルが蒸気状の溶媒を入れる。撹拌機構により、完
全に脱水されるまで混合物の継続的な旋回が保証される
。

反応器の底から注入される溶媒蒸気は、予備脱水された
下水汚泥内の毛管作用をなくすので、細胞に結び付いて
いた水が分離され、溶媒蒸気と共に水蒸気−溶媒混合物
として導出可能である。それから熱交換器９で混合物の
凝縮が行なわれ、最後に混合物の両方の成分の分離が行
なわれる。残っている溶媒はプロセスへ再び供給される
。

脱水された乾燥生成物は、反応器６ないし８の圧力平衡
後回出口およびスクリュコンベヤを介して受は容器１３
へ輸送され、最後に管式加熱炉２で燃焼される。堆積す
べき最終生成物として灰だけが残る。

図面の第２図に示す装置は、既に述べた装置と同じ原理
で動作するが、付加的に設けられる反応器６ａ、　７ａ
および８ａにより１年に約７０．０００ｔの乾燥物質に
合わせて構成することが可能である。

第４図はこのような装置６の立面図である。

【図面の簡単な説明】

第１図は下水汚泥乾燥装置の概略構成図、第２図は第１
図の装置を上から見た構成図、第３図は反応器の垂直断
面図、第４図は装置の立面図である。 ２・・・管式加熱炉、３・・・蒸発器、４・・・溶媒タ
ンク、５・・・下水汚泥輸送管路、６．６ａ＋７＋７ａ
＋　ｓ、　８ａ・・・反応器、９・・・熱交換器、１０
・・・蒸留だめ、１４・・・汚泥接続部、１８・・・溶
媒接続部、２０・・・交差羽根撹拌機、２１・・・回出
口。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｌ　予備脱水された下水汚泥を第１の方法段階において
   連続的に旋回しながら撹拌しあるいはこねまぜ、同時に
   生成物温度をほぼ混合物の沸点まで高め、−万で得られ
   た蒸気を第２の方法段階において凝縮し、他方で得られ
   た乾燥物質を第３の方法段階において、生成物温度を高
   める熱を得るために燃焼することを特徴とする、予備脱
   水された下水汚泥の乾燥方法。 ２　第１の方法段階において芳香族および（あるいは）
   脂肪族炭化水素を含む溶媒を添加し、第２の方法段階に
   おいて蒸気と共に凝縮して溶媒を再び分離して、プロセ
   スへ再び供給することを特徴とする特許請求の範囲第１
   項に記載の方法。 ３　乾燥すべき下水汚泥を２５ないし５０％の乾燥物質
   値となるまで予備脱水することを特徴とする特許請求の
   範囲第１項に記載の方法。 ４　下・水汚泥の処理を真空条件のもとで行なうことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれ
   か１つに記載の方法。 ５　混合物の生成温度を６０℃と２００℃の間に調節す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の方法
   。 ６　予備脱水された下水汚泥を連続的、に旋回しながら
   撹拌しあるいはこねまぜ、同時に生成物温度をほぼ混合
   物の沸点まで高め、一方で得られた蒸気をｍａｔ、、、
   他方で得られた乾燥物質を生成物温度を高める熱を２得
   るために燃焼する装置において、下水汚泥および場合に
   よっては溶媒の供給部、加熱装置、撹拌あるいはこねま
   ぜ機構、蒸留だめ（、，１０）への蒸気導出管路をもつ
   反応器と、脱水された生成物の搬出装置とを備えている
   ことを特徴とする、予備脱水された下水汚泥の乾燥装置
   。 ７　下水汚泥供給管路のジャケット管を経て蒸気が導か
   れることを特徴とする特許請求の範囲第６項に記載の装
   置。 ８　反応器（６，７，８）と蒸留だめ（１０）との間に
   熱交換器（９）が設けられ、この熱交換器の熱伝達媒体
   特に熱伝達油が多踵燃料バーナをもつ管式加熱炉（２）
   へ循環し、この管式加熱炉（２，）へ場合によっては溶
   媒蒸発器（３）が接続され、燃焼のためこの管式加熱炉
   （２）へ脱水された生成物が供給可能である　ことを特
   徴とする特許請求の範囲第６項に記載の装置。 ９　真空装置をもっていることを特徴とする特許請求の
   範囲第８項に記載の装置。 １０　　反応器の加熱装置も管式加熱炉（２）に接続さ
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第８項に記載
   の装置。 １１　　反応器への溶媒の供給が底に設けられた噴射ノ
   ズルを経て行なわれることを特徴とする特許請求の範囲
   第６項に記載の装置。 ＋２　　撹拌機構が縁かき取り片をもつ交差羽根撹拌機
   （２０）であることを特徴とする特許請求の範囲第６項
   に記載の装置。