JP4153142B2 - 汚泥等の処理方法及びその処理装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、化学装置、排水処理装置、し尿、廃棄物処理などのプロセス、下水、河川、池、湖沼、港湾、養殖池または水槽などから回収される汚泥等の含水物、又はクリーニング、各種部品、金属材料、機械などの洗浄廃液、貯蔵タンクなどから回収されるスラッジ若しくは泥状の有機溶剤含有物、若しくは水分の多い生ごみを通気性、透水性シートを用いて脱水、又は脱溶剤、乾燥、焼却することの出来る小型、簡易で効率の良い含水物、又は有機溶剤含有物の処理方法及びその処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、化学装置、排水処理、乾燥、焼却、し尿、廃棄物処理などのプロセス、下水、河川、池、湖沼、港湾、養殖池または水槽などから回収される汚泥等含水物の濾過脱水にはフィルタープレス、ベルトプレスフィルター、ドラム式真空脱水機等が用いられ、これらは大型、高価な装置であり、其の上脱水汚泥の乾燥には別の乾燥装置を用いなければならないという問題がある。
【０００３】
産業廃棄物の最終処分は埋め立て処分が一般的であり、この際埋め立て処分基準により焼却するか、脱水して含水率８５％以下にしなければならない為、下水処理場、産業排水処理施設などでは前項の脱水装置を用いて出来るだけ脱水しているが８５％以下にすることは非常に困難であり、これらの脱水汚泥は、産廃業者に委託して公設、又は民間の廃棄物焼却施設で焼却処理をした後に、埋め立て処分をしなければならないという問題があって、近年排水の発生源で下水処理が可能なように、合併処理層の普及が進められているが、この場合更に汚泥処理が難しく汚泥濃縮装置から出た汚泥は貯留槽に貯留され、バキュームカーで廃棄物処理施設に搬送した上で、もう一度脱水して焼却しなければならないという問題もある。
【０００４】
本発明者はこれらの問題を解決するために、ロールに巻かれた長い不織布を引き出して、其の上に汚泥等の含水物を載せ濾過、脱水、乾燥する方法を
（１） 特願平１０−１９３７７３「廃棄物収容袋ないし廃棄物収容袋を用いた廃棄物処理システム」
（２） 特願平１０−２５４５１２「廃水処理方法および其の処理装置」
（３） 特願平１０−２６８９２４「水面上の浮遊物除去回収処理方法及び其の処理装置」
（４） 特願平１０−３４０９７３「排水の合併処理浄化システムおよびその合併処理浄化装置」
（５） 特願平１１−７６４３３「汚泥処理システム及び其の処理装置」
において出願している。
【０００５】
多くの合併処理汚泥、凝集処理汚泥、水面上に浮遊する流出オイルやプランクトン(赤潮)に対して非常に効果的であったが、一部の含水性汚泥に対しては濾過後の絞りが不十分で、乾燥時間が長くなり、含水物によっては乾燥工程でシートがちぎれてしまうこと、また乾燥したシート汚泥の焼却工程から出る排気中の煤塵が問題になることがあった。
【０００６】
汚泥、スラリーなど含水性廃棄物の中には、燃焼方法によってはダイオキシンなどの非常に有害な物質を副生する事があって、燃焼温度を上げることによりその副生を防ぐことが出来ることは良く知られているが、小型、簡易な燃焼装置で燃焼温度を上げる事は困難であるという問題があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
これらの問題を解決するために、この発明では汚泥、生ごみ等の含水廃棄物、又は有機溶剤含有廃棄物なら、どのような物でも、長い不織布を連続的に引き出して、其の上に載せ簡単に濾過、脱水、乾燥することが出来、シートが途中でちぎれることが無く、排気または排煙の煤塵などが簡単に除去出来る小型で安価な装置と方法を提供しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するためこの発明では次のような手段を講じている。
不織布・紙の供給は、ロール状に巻いた長い不織布・紙を連続的に引き出して濾過工程２におくり、其の上に汚泥等が供給されると、汚泥の重みにより下に膨らんだ形で汚泥を乗せたシートは下方に垂れ下がるが、このシートの下には、シートの進行方向に対して断面が上に開いたゆるいＵ字型の通水性のあるスノコ、金網、又はカゴ状の受支え具２２があり、先に行くに従って幅が狭く深くなり、汚泥等をのせた不織布等のシートは、この受支え具の形状にしたがって其の断面の形が変わるように工夫されている。
【０００９】
濾過された汚泥を載せたシート２５はガイドローラー３１とそれに続く絞りローラー３２などの脱水工程３で絞られ脱水されるが、使用される不織布等としては乾燥後焼却、埋め立てのどちらにも有効で価格も安いセルローズ系、ポリエステル系の不織布が適当であり、特に焼却せずに埋め立てる為には微生物によって生分解可能な耐水性のある紙または紙に近い不織布が良い。
【００１０】
ところが汚泥など含水物をはさんだシート２５は脱水工程３において連続的に脱水処理され、牽引ローラー４３により乾燥工程４に牽引される際に途中で裂断することがあるが、これを防ぎ、途中裂断することが無いようにする方法を示したものが図４で、濾過汚泥シート２５は、両側から通水性のある２組のエンドレスに回転する絞りベルト３４に挟まれ、この接触する面は同じ方向に走行し、其の外側にある２本の対になった円筒状のローラー３３はベルトを介して汚泥シートを圧搾し脱水する。
【００１１】
この絞りローラー３３を２対以上設け、其の間隙を逐次狭めていくことにより、段階的にプレス圧を高めることが出来るので名古屋帯のように上が開いた二つ折りの不織布に挟まれた汚泥は逐次脱水され、それとともに流動性が無くなり、更に強く圧搾しても上から汚泥などが、あふれはみ出すことが無い。
【００１２】
脱水シートは次に乾燥工程４において、回転する乾燥用の加熱された円筒の一端から巻き取られ、円筒の外周をラセン状に数回転して他端に進み、乾燥した汚泥シート４２は牽引ローラー４３に牽引され焼却缶５１の中に投入され、上部焼却筒５２は回転する乾燥円筒４１の中に有り、其の焼却筒の発する放射熱、排気の熱を乾燥に利用することが出来る。
【００１３】
乾燥円筒として、一本の円筒の代わりに３ないし２０本、望ましくは６ないし１２本のパイプ又は細い円筒形のローラーを其の断面となる円の中心が焼却筒の外面に平行になるように配列しても良く、すべて外側だけ、あるいはパイプ又は細い円筒形のローラーの１本おき交互に外側と内側を、円筒の場合と同じように其の丸く並んだ円周にそって上から下に向かってラセン状に数回転して下部にあるシート駆動手段：牽引ローラー４３により牽引、乾燥される。
【００１４】
乾燥汚泥シートはこれらの乾燥円筒又は円形に配置した複数の回転ローラーの外周を上から下に走行するだけでなく下から上へラセン状に回旋走行するようにしても良く、乾燥円筒等は垂直だけでなく水平若しくは斜めに配置しても良く、円筒の代わりに複数の回転ローラーを円形に配列して用いる場合には二重以上に配置して用いることも出来る。
【００１５】
乾燥円筒の加熱は焼却筒の発する放射熱、排気の熱を乾燥に利用することが望ましいが、その内側に電熱、スチーム、温水など通常の加熱手段を用いても良い。
【００１６】
焼却工程５は縦長円筒形の乾燥工程４の内側又はその下方に設置され、乾燥汚泥シートの燃焼熱が効果的に利用できるような構造と配置になっていて、焼却缶５１又は焼却筒５２の内部に装備された点火バーナー兼補助バーナー５４の小さな火炎によって、送り込まれた乾燥汚泥シート４２は、端から燃え上がり、その灰は下の灰受器５３に貯められる。
【００１７】
ダイオキシンの生成を防ぐために、焼却工程、の燃焼温度を高めるためにアルミニウムと酸化鉄又はその他の金属酸化物の夫々単体又は混合された粉末、小片等を焼却缶５１で添加するか、濾過工程２若しくは汚泥タンクなどで、あらかじめ汚泥に添加しておくと、乾燥汚泥シートの燃焼熱によりアルミニウムと酸化鉄又は他の金属酸化物は激しく反応して高熱を発生し、この８００℃を越す高温のため、汚泥等の中に有機塩素化合物などが含まれていてもダイオキシンなどの有害物を発生することがない。
【００１８】
前記の濾過シートに始めから単体又は混合されたアルミニウムと酸化鉄又はその他の金属酸化物の粉末又は小薄片等を織り込むか、付着させた耐水性と透水性のある不織布、又は耐水性のある加工紙を用いることも出来る。
【００１９】
焼却工程５から出た排気、排煙は乾燥円筒４１の加熱乾燥に利用された後にダクトから煙突を経て大気中に排出され、この排気、排煙の中に含まれる煤塵は、ダクトの途中に設けられた排気除塵工程６に於いて、ロールから引き出され汚泥の濾過に用いる前の新しいシート１２がフィルターとなるように煤塵を含んだ排気又は排煙のダクトを横切って移動するように構成され、この不織布・紙の長いシート１２の面を排気、排煙が透過する際に、その中に含まれる煤塵が不織布又は紙の長いシート面に捕集され除塵される。
【００２０】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態を実施例にもとづき図面を参照して説明する。
【００２１】
（実施例１）図１は、不織布又は紙の供給工程１、濾過工程２、脱水工程３、乾燥工程４、焼却工程５から排気除塵工程６までの基本工程全ての構成と実施の形態を示すシステムフロー図である。
【００２２】
ロールに巻かれた不織布又は紙のシート１１は２本のフリーローラー１６の上に置かれ、シート駆動手段：牽引ローラー４３及び駆動可能なガイドローラー１７により連続的にロール１１から引き出され、工程１→６→２→３→４→５の順に送られてゆき、ガイドローラー１７は全てを駆動しないで、その一部はフリーローラーとして用いても良い。
【００２３】
走行する不織布等透水性のあるシートはガイドローラー１７に導かれ、除塵工程６を経て、濾過工程２では、受支え具２２の上にほぼ水平に張られるが、その上に汚泥等が供給ノズル２１から注入されると、其の重みで下に膨らみ垂れ下がり、その下に設けられた断面がＵ字型の通水性のある金網製の汚泥シート受支え具２２で支えられ、不織布等透水性のあるシートで濾過された汚泥はシートに載せられて移動し、濾過された濾液は受け皿２３に受けられてから、濾液排出口２４から外部に排出される。
【００２４】
脱水工程３では濾過された汚泥を載せたシートをガイドローラーが直接圧搾して絞り、汚泥の水分が十分に絞られた脱水汚泥シート３３は乾燥工程４に進み、加熱された乾燥円筒４１の外周を一端から他端に向かってラセン状に回旋しながら、焼却工程５の放熱と排気の廃熱により加熱乾燥され、この乾燥汚泥シート４２は乾燥円筒４１の下部にあるシート駆動手段：牽引ローラー４３により牽引され、更に焼却工程５の中に送り込まれる。
【００２５】
焼却工程５の内部には点火用の小型バーナー５４が設置されていて、送り込まれてくる乾燥汚泥のシート４２は，点火バーナー５４により着火、燃焼する。乾燥汚泥を包んでいる不織布又は紙の長いシートが燃え始め、乾燥汚泥も同時に燃焼し、燃え切れた汚泥シートは下にある火格子５６の上に落ちて更に燃焼するが、燃えきった灰は、火格子５６の下にある灰受器５７に貯留される。
【００２６】
乾燥工程４と焼却工程５から出る排気、排煙はダクトと煙突の間に配置された排気フアン６１で誘引され煙突から外に排出され、ロールから引き出され、濾過に用いられる前の不織布シート１３、１４は排気ダクト（排気排煙除塵工程６）の中に設置されたガイドローラー１７に導かれてダクト即ち排気排煙除塵工程６の中を折り返し走行するが、ダクトの中を通過する排気、排煙はシート１３と１４の間に供給され、１３では中から下に、１４では中から上に通過するようにしたので片面だけに粉塵が付着するが濾過工程２に入る前にあるガイドローラー１７により濾過工程２では粉塵の付着面が上向きになる。
【００２７】
（実施例２）図２に示される実施例では判りよくするため汚泥シート受支え具２２を外した状態で示していて、図３はこの汚泥シート受支え具２２であり、金網製の受皿状のもので、金属製若しくはプラスチック製の小さな穴かスリットのある所謂パンチングプレート製のものでも良く、汚泥を挟んだ汚泥シート２５は回転軸が垂直になるように配置された、１対ないし数対の２本の相対する絞りローラー３１、３２の隙間を通り抜けるように走行する。
【００２８】
図２では４本のローラー３１、３２のうち、始めの２本はシートの進行方向に直線状に並べ、後の２本は横に少しずらしてから、進行方向に直線状に並べてあり、この狭い隙間を通り抜け、４本のローラーによって圧搾され絞られるが、このローラーを更に５段以上にしても良く、水分が絞られてシートの厚さが少なくなるに応じて、その間隙を順次狭く設定する事により、更に絞り圧を高くすることが出来る。絞りローラーの段数は多いほど良いが、普通の汚泥ならば３〜５段でよい。
【００２９】
本実施例は濾過工程、脱水工程、乾燥工程の処理条件を決めるためのテスト機として組み立てたものであり、乾燥筒４１の内側に電熱ヒーターを取り付け加熱するようにしている。▲１▼合併処理層の沈降汚泥、▲２▼アイスクリーム廃棄液、▲３▼家庭生ごみのディスポーザー処理廃棄物についてテストを行った。
この結果を表１に示す。
【００３０】
テスト条件
１．使用した不織布：太閤ＴＣＦ＃６０２５ 材質：セルローズ系
（目付：２５ｇ／ｍ2 シート幅：２０ｃｍ）
２．原液処理量は▲２▼で５０ｍｌ／ｍｉｎ. ▲１▼と▲３▼は８０ｍｌ／ｍｉｎ.
原液によって処理効率が異なり、予備実験によれば乾燥後点火バーナーで点火することのできる含水率は▲１▼▲３▼が４０％以下、▲２▼が５０％以下であり是に合わせて原液処理量を上記のように決めた。
３．シートの走行速度は▲２▼を４ｃｍ／ｍｉｎ.、▲１▼▲３▼を３５ｃｍ／ｍｉｎ.に設定した。
４．乾燥筒４１の外側表面温度は１００〜１０５℃となるように制御した。
【００３１】
図２に示される実施例の脱水工程３で濾過された汚泥を載せたシートにガイドローラーが直に接し圧搾して絞る方法について説明したが、汚泥又は不織布等の種類、条件によっては、破れて漏れることがある、そこで図４では、この両側をシートと同じ方向に同じ速度で走行する透水性のエンドレスベルトで挟み保持するようにしながら、その外側の絞りローラー３２で間接的に絞るようにしたが、絞りローラー３２は１対であるが、２対以上にして、先に行くほど２本の間隔を狭くすると、挟んだ汚泥に掛かる絞り圧が段階的に高くなる様に構成することも出来る。
【００３２】
(実施例３) 図５に於いて示す実施例は５月15日より東京ビッグサイトで行われる国際食品工業展に出品する汚泥処理装置の主要部を示すもので、乾燥工程では円筒の代わりに長さが１２０ｃｍある８本のパイプローラーを垂直、円形に並べ、焼却工程以外の各工程をひとつの装置の中に２セット組み込み乾燥汚泥シート２セット分はそろってひとつの焼却工程に入るようになっている。
【００３３】
運転条件
１．使用した不織布：太閤ＴＣＦ＃６０２５ 材質：セルローズ系
（目付２５ｇ／ｍ2、シート幅２０ｃｍ、ロール径９０ｃｍ、延長２０００ｍ）
２.装置の仕様
大きさ：幅 ２１５ｃｍ 奥行き４８ｃｍ 高さ１７５ｃｍ
工程中のシートの処理長さ：濾過工程 ６０ｃｍ 脱水工程 ３６ｃｍ
乾燥工程 １２６０ｃｍ
運転結果は表２に示す。
【００３４】
表２に示すように実施例２に比べよく乾燥されていて、合併処理汚泥の乾燥物は手で抑えても水分が沁みだす事が無く，両手の指で少し力を入れて折るとポロッと折れるくらいになり点火バーナーで容易に着火する。又アイスクリーム廃棄液の場合は水分が失われると油っぽく成るが垂れこぼれる事は無く、含水率が５０%以下になれば容易に着火して激しく燃え上がる。
【００３５】
有機塩素化合物を含んでいる恐れのある汚泥を処理する場合、図４に示される実施例では、含水率９８．５％の汚泥に対し０．０３％の市販のテルミット剤（アルミニウム粉末と酸化鉄粉末の混合剤）をあらかじめ汚泥に加え、よく攪拌混合し、テルミット剤は乾燥汚泥に対し２％の添加比率となるようにした。
【００３６】
テルミット剤を添加しない場合の燃焼温度は６５０℃であったが、添加した場合、燃焼筒５１の内部で燃焼部分の温度は８６５℃まで上昇して、厚生省のゴミ焼却施設に対するダイオキシン対策ガイドラインの８００℃以上を維持することが出来た。
【００３７】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されていて、以下に記載されるような効果を奏する。
【００３８】
（ａ） 請求項１の発明によれば、不織布シートの上に注入された汚泥シートの下に受支え具を置き汚泥を入れた袋を支える事によりいっぱいに詰め込んでも溢れることがなく汚泥を両側から押さえつけ、脱水することが出来るので脱水汚泥シートは長い帯状になり加熱された円筒に巻き取るようにして加熱乾燥することも容易であり、そのまま焼却筒の中に送り込めば連続して焼却することも出来る。
【００３９】
（ｂ） 請求項２の発明によれば、回転するベルトで広い面積で間接的にシートを押さえつける事によりシートの破損がほとんど無くなり、通常直接相対するローラーの間隙を汚泥シートが通り抜ける時に破損しやすいという問題を解決することが出来るうえに、絞り効果も高くする事が出来る。
【００４０】
（ｃ） 請求項３の発明によれば、数本の夫々回転する細いパイプの外周を滑らかに回旋することが出来、この内側の焼却筒の放熱と排気の廃熱が利用されるので、スペースと省エネの両面から効果的であり、パイプの間隙があるので蒸発した蒸気の流れが良くなるので、二重、三重に複数のパイプを円形に配列して、前の工程から送られてくる複数のシートを同時に乾燥するか、一系列のシートを二重、三重に回旋して乾燥処理能力を向上することが出来る。
【００４１】
（ｄ） 請求項４の発明によれば、ロールから引き出され、濾過に用いられる前の不織布等通気性あるシートを乾燥工程４と焼却工程５から出る排気、排煙の煤塵を簡易な方法で除塵する事が出来、シートは常に新しい処理面を提供することが出来るので常に効率の良い除塵処理が可能である。
【００４２】
（ｅ） 請求項５の発明によれば、受支え具があることによりシートの幅いっぱいまで汚泥等の濾過に利用することが出来、シートの進行に伴って受支え具の幅が狭く深くなるので、次の絞り工程に対応しやすい。
【００４３】
（ｆ） 請求項６の発明によれば、汚泥に加えられたアルミニウムと酸化鉄の粉末が、焼却工程でシートと乾燥汚泥が燃焼する時に、テルミット反応の発熱により８００℃以上の高い燃焼温度が簡易な焼却装置の中でも得られ、汚泥の中に有機塩素化合物が含まれていてもダイオキシンの発生を防ぐ事ができる。
【００４４】
（ｇ） 請求項７の発明によれば、汚泥にアルミニウムと酸化鉄の粉末を加えておかなくとも、不織布、又は耐水性のある加工紙を製造する際に混合されたアルミニウムと酸化鉄の粉末を織り込むか、付着させて置けば更に使用に便利である。また不織布シートと良く乾燥した表面近くの汚泥等が燃え始めたとき不織布に加えられたテルミット剤が直ちに反応して燃焼温度を上げることが出来る。
【００４５】
（ｈ） 請求項８の発明によれば、汚泥処理に用いる不織布等を煤塵除去に利用し煤塵の付着したシートで濾過、乾燥を行い、汚泥等と共に付着した煤塵も再度焼却してしまい、燃焼に際して生じる煤なども燃焼することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態としての各工程を示す工程図である。
【図２】ロールから不織布シートが引き出され濾過工程で水平に張られガイドローラーにより二つ折りになることを示す斜視図である。
【図３】汚泥を入れて膨らみ下に垂れ下がるシートを支え、形を整える受支え具の斜視図である。
【図４】脱水工程の絞りベルトの装着の様子とシートが乾燥筒に巻き取られラセン状に上に引き上げられる様子を示す説明図である。
【図５】工程全体を示す斜視図であり、乾燥工程に８本の回転するパイプを用いる実施例を示している。
【符号の説明】
１ 不織布又は紙等の供給工程
１１ 不織布又は紙等のロール
１２ 走行する不織布又は紙等のシート
１３ 排気、排煙の入り口
１４ 排気、排煙の出口
１５ シート牽引ローラー
１６ フリーローラー
１７ 駆動可能なガイドローラー
２ 濾過工程
２１ 汚泥等の供給ノズル
２２ 汚泥シートの受支え具
２３ 濾液受け皿
２４ 濾液排出口
２５ 濾過汚泥シート
３ 脱水工程
３１ ガイドローラー
３２ 絞りローラー
３３ 脱水汚泥シート
３４ 絞りベルト
３５ ベルト押さえローラー
４ 乾燥工程
４１ 乾燥円筒
４２ 乾燥汚泥シート
４３ 牽引ローラー
４４ ローラー駆動モーター
４５ シート巻き取りローラー
４６ 電熱ヒーター
５ 焼却工程
５１ 焼却缶
５２ 上部焼却筒
５３ 火格子
５４ ガス管
５５ 点火バーナー
５６ 灰受器
５７ 灰出しスクリュウコンベヤー
５８ 排気、排煙ダクト
６ 除塵工程
６１ 排気フアン
６２ 除塵排気出口
【表１】
実施例２各工程の含水率（％）
【表２】
実施例３各工程の含水率（％）と焼却灰の生成（％）
（註）
着火可能となる含水率
▲１▼、▲３▼は４０％以下
▲２▼ は５０％以下
アイスクリーム廃液は加熱により油脂分が表面に浸み出してくるので着火し易い。
【発明の属する技術分野】
この発明は、化学装置、排水処理装置、し尿、廃棄物処理などのプロセス、下水、河川、池、湖沼、港湾、養殖池または水槽などから回収される汚泥等の含水物、又はクリーニング、各種部品、金属材料、機械などの洗浄廃液、貯蔵タンクなどから回収されるスラッジ若しくは泥状の有機溶剤含有物、若しくは水分の多い生ごみを通気性、透水性シートを用いて脱水、又は脱溶剤、乾燥、焼却することの出来る小型、簡易で効率の良い含水物、又は有機溶剤含有物の処理方法及びその処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、化学装置、排水処理、乾燥、焼却、し尿、廃棄物処理などのプロセス、下水、河川、池、湖沼、港湾、養殖池または水槽などから回収される汚泥等含水物の濾過脱水にはフィルタープレス、ベルトプレスフィルター、ドラム式真空脱水機等が用いられ、これらは大型、高価な装置であり、其の上脱水汚泥の乾燥には別の乾燥装置を用いなければならないという問題がある。
【０００３】
産業廃棄物の最終処分は埋め立て処分が一般的であり、この際埋め立て処分基準により焼却するか、脱水して含水率８５％以下にしなければならない為、下水処理場、産業排水処理施設などでは前項の脱水装置を用いて出来るだけ脱水しているが８５％以下にすることは非常に困難であり、これらの脱水汚泥は、産廃業者に委託して公設、又は民間の廃棄物焼却施設で焼却処理をした後に、埋め立て処分をしなければならないという問題があって、近年排水の発生源で下水処理が可能なように、合併処理層の普及が進められているが、この場合更に汚泥処理が難しく汚泥濃縮装置から出た汚泥は貯留槽に貯留され、バキュームカーで廃棄物処理施設に搬送した上で、もう一度脱水して焼却しなければならないという問題もある。
【０００４】
本発明者はこれらの問題を解決するために、ロールに巻かれた長い不織布を引き出して、其の上に汚泥等の含水物を載せ濾過、脱水、乾燥する方法を
（１） 特願平１０−１９３７７３「廃棄物収容袋ないし廃棄物収容袋を用いた廃棄物処理システム」
（２） 特願平１０−２５４５１２「廃水処理方法および其の処理装置」
（３） 特願平１０−２６８９２４「水面上の浮遊物除去回収処理方法及び其の処理装置」
（４） 特願平１０−３４０９７３「排水の合併処理浄化システムおよびその合併処理浄化装置」
（５） 特願平１１−７６４３３「汚泥処理システム及び其の処理装置」
において出願している。
【０００５】
多くの合併処理汚泥、凝集処理汚泥、水面上に浮遊する流出オイルやプランクトン(赤潮)に対して非常に効果的であったが、一部の含水性汚泥に対しては濾過後の絞りが不十分で、乾燥時間が長くなり、含水物によっては乾燥工程でシートがちぎれてしまうこと、また乾燥したシート汚泥の焼却工程から出る排気中の煤塵が問題になることがあった。
【０００６】
汚泥、スラリーなど含水性廃棄物の中には、燃焼方法によってはダイオキシンなどの非常に有害な物質を副生する事があって、燃焼温度を上げることによりその副生を防ぐことが出来ることは良く知られているが、小型、簡易な燃焼装置で燃焼温度を上げる事は困難であるという問題があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
これらの問題を解決するために、この発明では汚泥、生ごみ等の含水廃棄物、又は有機溶剤含有廃棄物なら、どのような物でも、長い不織布を連続的に引き出して、其の上に載せ簡単に濾過、脱水、乾燥することが出来、シートが途中でちぎれることが無く、排気または排煙の煤塵などが簡単に除去出来る小型で安価な装置と方法を提供しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するためこの発明では次のような手段を講じている。
不織布・紙の供給は、ロール状に巻いた長い不織布・紙を連続的に引き出して濾過工程２におくり、其の上に汚泥等が供給されると、汚泥の重みにより下に膨らんだ形で汚泥を乗せたシートは下方に垂れ下がるが、このシートの下には、シートの進行方向に対して断面が上に開いたゆるいＵ字型の通水性のあるスノコ、金網、又はカゴ状の受支え具２２があり、先に行くに従って幅が狭く深くなり、汚泥等をのせた不織布等のシートは、この受支え具の形状にしたがって其の断面の形が変わるように工夫されている。
【０００９】
濾過された汚泥を載せたシート２５はガイドローラー３１とそれに続く絞りローラー３２などの脱水工程３で絞られ脱水されるが、使用される不織布等としては乾燥後焼却、埋め立てのどちらにも有効で価格も安いセルローズ系、ポリエステル系の不織布が適当であり、特に焼却せずに埋め立てる為には微生物によって生分解可能な耐水性のある紙または紙に近い不織布が良い。
【００１０】
ところが汚泥など含水物をはさんだシート２５は脱水工程３において連続的に脱水処理され、牽引ローラー４３により乾燥工程４に牽引される際に途中で裂断することがあるが、これを防ぎ、途中裂断することが無いようにする方法を示したものが図４で、濾過汚泥シート２５は、両側から通水性のある２組のエンドレスに回転する絞りベルト３４に挟まれ、この接触する面は同じ方向に走行し、其の外側にある２本の対になった円筒状のローラー３３はベルトを介して汚泥シートを圧搾し脱水する。
【００１１】
この絞りローラー３３を２対以上設け、其の間隙を逐次狭めていくことにより、段階的にプレス圧を高めることが出来るので名古屋帯のように上が開いた二つ折りの不織布に挟まれた汚泥は逐次脱水され、それとともに流動性が無くなり、更に強く圧搾しても上から汚泥などが、あふれはみ出すことが無い。
【００１２】
脱水シートは次に乾燥工程４において、回転する乾燥用の加熱された円筒の一端から巻き取られ、円筒の外周をラセン状に数回転して他端に進み、乾燥した汚泥シート４２は牽引ローラー４３に牽引され焼却缶５１の中に投入され、上部焼却筒５２は回転する乾燥円筒４１の中に有り、其の焼却筒の発する放射熱、排気の熱を乾燥に利用することが出来る。
【００１３】
乾燥円筒として、一本の円筒の代わりに３ないし２０本、望ましくは６ないし１２本のパイプ又は細い円筒形のローラーを其の断面となる円の中心が焼却筒の外面に平行になるように配列しても良く、すべて外側だけ、あるいはパイプ又は細い円筒形のローラーの１本おき交互に外側と内側を、円筒の場合と同じように其の丸く並んだ円周にそって上から下に向かってラセン状に数回転して下部にあるシート駆動手段：牽引ローラー４３により牽引、乾燥される。
【００１４】
乾燥汚泥シートはこれらの乾燥円筒又は円形に配置した複数の回転ローラーの外周を上から下に走行するだけでなく下から上へラセン状に回旋走行するようにしても良く、乾燥円筒等は垂直だけでなく水平若しくは斜めに配置しても良く、円筒の代わりに複数の回転ローラーを円形に配列して用いる場合には二重以上に配置して用いることも出来る。
【００１５】
乾燥円筒の加熱は焼却筒の発する放射熱、排気の熱を乾燥に利用することが望ましいが、その内側に電熱、スチーム、温水など通常の加熱手段を用いても良い。
【００１６】
焼却工程５は縦長円筒形の乾燥工程４の内側又はその下方に設置され、乾燥汚泥シートの燃焼熱が効果的に利用できるような構造と配置になっていて、焼却缶５１又は焼却筒５２の内部に装備された点火バーナー兼補助バーナー５４の小さな火炎によって、送り込まれた乾燥汚泥シート４２は、端から燃え上がり、その灰は下の灰受器５３に貯められる。
【００１７】
ダイオキシンの生成を防ぐために、焼却工程、の燃焼温度を高めるためにアルミニウムと酸化鉄又はその他の金属酸化物の夫々単体又は混合された粉末、小片等を焼却缶５１で添加するか、濾過工程２若しくは汚泥タンクなどで、あらかじめ汚泥に添加しておくと、乾燥汚泥シートの燃焼熱によりアルミニウムと酸化鉄又は他の金属酸化物は激しく反応して高熱を発生し、この８００℃を越す高温のため、汚泥等の中に有機塩素化合物などが含まれていてもダイオキシンなどの有害物を発生することがない。
【００１８】
前記の濾過シートに始めから単体又は混合されたアルミニウムと酸化鉄又はその他の金属酸化物の粉末又は小薄片等を織り込むか、付着させた耐水性と透水性のある不織布、又は耐水性のある加工紙を用いることも出来る。
【００１９】
焼却工程５から出た排気、排煙は乾燥円筒４１の加熱乾燥に利用された後にダクトから煙突を経て大気中に排出され、この排気、排煙の中に含まれる煤塵は、ダクトの途中に設けられた排気除塵工程６に於いて、ロールから引き出され汚泥の濾過に用いる前の新しいシート１２がフィルターとなるように煤塵を含んだ排気又は排煙のダクトを横切って移動するように構成され、この不織布・紙の長いシート１２の面を排気、排煙が透過する際に、その中に含まれる煤塵が不織布又は紙の長いシート面に捕集され除塵される。
【００２０】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態を実施例にもとづき図面を参照して説明する。
【００２１】
（実施例１）図１は、不織布又は紙の供給工程１、濾過工程２、脱水工程３、乾燥工程４、焼却工程５から排気除塵工程６までの基本工程全ての構成と実施の形態を示すシステムフロー図である。
【００２２】
ロールに巻かれた不織布又は紙のシート１１は２本のフリーローラー１６の上に置かれ、シート駆動手段：牽引ローラー４３及び駆動可能なガイドローラー１７により連続的にロール１１から引き出され、工程１→６→２→３→４→５の順に送られてゆき、ガイドローラー１７は全てを駆動しないで、その一部はフリーローラーとして用いても良い。
【００２３】
走行する不織布等透水性のあるシートはガイドローラー１７に導かれ、除塵工程６を経て、濾過工程２では、受支え具２２の上にほぼ水平に張られるが、その上に汚泥等が供給ノズル２１から注入されると、其の重みで下に膨らみ垂れ下がり、その下に設けられた断面がＵ字型の通水性のある金網製の汚泥シート受支え具２２で支えられ、不織布等透水性のあるシートで濾過された汚泥はシートに載せられて移動し、濾過された濾液は受け皿２３に受けられてから、濾液排出口２４から外部に排出される。
【００２４】
脱水工程３では濾過された汚泥を載せたシートをガイドローラーが直接圧搾して絞り、汚泥の水分が十分に絞られた脱水汚泥シート３３は乾燥工程４に進み、加熱された乾燥円筒４１の外周を一端から他端に向かってラセン状に回旋しながら、焼却工程５の放熱と排気の廃熱により加熱乾燥され、この乾燥汚泥シート４２は乾燥円筒４１の下部にあるシート駆動手段：牽引ローラー４３により牽引され、更に焼却工程５の中に送り込まれる。
【００２５】
焼却工程５の内部には点火用の小型バーナー５４が設置されていて、送り込まれてくる乾燥汚泥のシート４２は，点火バーナー５４により着火、燃焼する。乾燥汚泥を包んでいる不織布又は紙の長いシートが燃え始め、乾燥汚泥も同時に燃焼し、燃え切れた汚泥シートは下にある火格子５６の上に落ちて更に燃焼するが、燃えきった灰は、火格子５６の下にある灰受器５７に貯留される。
【００２６】
乾燥工程４と焼却工程５から出る排気、排煙はダクトと煙突の間に配置された排気フアン６１で誘引され煙突から外に排出され、ロールから引き出され、濾過に用いられる前の不織布シート１３、１４は排気ダクト（排気排煙除塵工程６）の中に設置されたガイドローラー１７に導かれてダクト即ち排気排煙除塵工程６の中を折り返し走行するが、ダクトの中を通過する排気、排煙はシート１３と１４の間に供給され、１３では中から下に、１４では中から上に通過するようにしたので片面だけに粉塵が付着するが濾過工程２に入る前にあるガイドローラー１７により濾過工程２では粉塵の付着面が上向きになる。
【００２７】
（実施例２）図２に示される実施例では判りよくするため汚泥シート受支え具２２を外した状態で示していて、図３はこの汚泥シート受支え具２２であり、金網製の受皿状のもので、金属製若しくはプラスチック製の小さな穴かスリットのある所謂パンチングプレート製のものでも良く、汚泥を挟んだ汚泥シート２５は回転軸が垂直になるように配置された、１対ないし数対の２本の相対する絞りローラー３１、３２の隙間を通り抜けるように走行する。
【００２８】
図２では４本のローラー３１、３２のうち、始めの２本はシートの進行方向に直線状に並べ、後の２本は横に少しずらしてから、進行方向に直線状に並べてあり、この狭い隙間を通り抜け、４本のローラーによって圧搾され絞られるが、このローラーを更に５段以上にしても良く、水分が絞られてシートの厚さが少なくなるに応じて、その間隙を順次狭く設定する事により、更に絞り圧を高くすることが出来る。絞りローラーの段数は多いほど良いが、普通の汚泥ならば３〜５段でよい。
【００２９】
本実施例は濾過工程、脱水工程、乾燥工程の処理条件を決めるためのテスト機として組み立てたものであり、乾燥筒４１の内側に電熱ヒーターを取り付け加熱するようにしている。▲１▼合併処理層の沈降汚泥、▲２▼アイスクリーム廃棄液、▲３▼家庭生ごみのディスポーザー処理廃棄物についてテストを行った。
この結果を表１に示す。
【００３０】
テスト条件
１．使用した不織布：太閤ＴＣＦ＃６０２５ 材質：セルローズ系
（目付：２５ｇ／ｍ2 シート幅：２０ｃｍ）
２．原液処理量は▲２▼で５０ｍｌ／ｍｉｎ. ▲１▼と▲３▼は８０ｍｌ／ｍｉｎ.
原液によって処理効率が異なり、予備実験によれば乾燥後点火バーナーで点火することのできる含水率は▲１▼▲３▼が４０％以下、▲２▼が５０％以下であり是に合わせて原液処理量を上記のように決めた。
３．シートの走行速度は▲２▼を４ｃｍ／ｍｉｎ.、▲１▼▲３▼を３５ｃｍ／ｍｉｎ.に設定した。
４．乾燥筒４１の外側表面温度は１００〜１０５℃となるように制御した。
【００３１】
図２に示される実施例の脱水工程３で濾過された汚泥を載せたシートにガイドローラーが直に接し圧搾して絞る方法について説明したが、汚泥又は不織布等の種類、条件によっては、破れて漏れることがある、そこで図４では、この両側をシートと同じ方向に同じ速度で走行する透水性のエンドレスベルトで挟み保持するようにしながら、その外側の絞りローラー３２で間接的に絞るようにしたが、絞りローラー３２は１対であるが、２対以上にして、先に行くほど２本の間隔を狭くすると、挟んだ汚泥に掛かる絞り圧が段階的に高くなる様に構成することも出来る。
【００３２】
(実施例３) 図５に於いて示す実施例は５月15日より東京ビッグサイトで行われる国際食品工業展に出品する汚泥処理装置の主要部を示すもので、乾燥工程では円筒の代わりに長さが１２０ｃｍある８本のパイプローラーを垂直、円形に並べ、焼却工程以外の各工程をひとつの装置の中に２セット組み込み乾燥汚泥シート２セット分はそろってひとつの焼却工程に入るようになっている。
【００３３】
運転条件
１．使用した不織布：太閤ＴＣＦ＃６０２５ 材質：セルローズ系
（目付２５ｇ／ｍ2、シート幅２０ｃｍ、ロール径９０ｃｍ、延長２０００ｍ）
２.装置の仕様
大きさ：幅 ２１５ｃｍ 奥行き４８ｃｍ 高さ１７５ｃｍ
工程中のシートの処理長さ：濾過工程 ６０ｃｍ 脱水工程 ３６ｃｍ
乾燥工程 １２６０ｃｍ
運転結果は表２に示す。
【００３４】
表２に示すように実施例２に比べよく乾燥されていて、合併処理汚泥の乾燥物は手で抑えても水分が沁みだす事が無く，両手の指で少し力を入れて折るとポロッと折れるくらいになり点火バーナーで容易に着火する。又アイスクリーム廃棄液の場合は水分が失われると油っぽく成るが垂れこぼれる事は無く、含水率が５０%以下になれば容易に着火して激しく燃え上がる。
【００３５】
有機塩素化合物を含んでいる恐れのある汚泥を処理する場合、図４に示される実施例では、含水率９８．５％の汚泥に対し０．０３％の市販のテルミット剤（アルミニウム粉末と酸化鉄粉末の混合剤）をあらかじめ汚泥に加え、よく攪拌混合し、テルミット剤は乾燥汚泥に対し２％の添加比率となるようにした。
【００３６】
テルミット剤を添加しない場合の燃焼温度は６５０℃であったが、添加した場合、燃焼筒５１の内部で燃焼部分の温度は８６５℃まで上昇して、厚生省のゴミ焼却施設に対するダイオキシン対策ガイドラインの８００℃以上を維持することが出来た。
【００３７】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されていて、以下に記載されるような効果を奏する。
【００３８】
（ａ） 請求項１の発明によれば、不織布シートの上に注入された汚泥シートの下に受支え具を置き汚泥を入れた袋を支える事によりいっぱいに詰め込んでも溢れることがなく汚泥を両側から押さえつけ、脱水することが出来るので脱水汚泥シートは長い帯状になり加熱された円筒に巻き取るようにして加熱乾燥することも容易であり、そのまま焼却筒の中に送り込めば連続して焼却することも出来る。
【００３９】
（ｂ） 請求項２の発明によれば、回転するベルトで広い面積で間接的にシートを押さえつける事によりシートの破損がほとんど無くなり、通常直接相対するローラーの間隙を汚泥シートが通り抜ける時に破損しやすいという問題を解決することが出来るうえに、絞り効果も高くする事が出来る。
【００４０】
（ｃ） 請求項３の発明によれば、数本の夫々回転する細いパイプの外周を滑らかに回旋することが出来、この内側の焼却筒の放熱と排気の廃熱が利用されるので、スペースと省エネの両面から効果的であり、パイプの間隙があるので蒸発した蒸気の流れが良くなるので、二重、三重に複数のパイプを円形に配列して、前の工程から送られてくる複数のシートを同時に乾燥するか、一系列のシートを二重、三重に回旋して乾燥処理能力を向上することが出来る。
【００４１】
（ｄ） 請求項４の発明によれば、ロールから引き出され、濾過に用いられる前の不織布等通気性あるシートを乾燥工程４と焼却工程５から出る排気、排煙の煤塵を簡易な方法で除塵する事が出来、シートは常に新しい処理面を提供することが出来るので常に効率の良い除塵処理が可能である。
【００４２】
（ｅ） 請求項５の発明によれば、受支え具があることによりシートの幅いっぱいまで汚泥等の濾過に利用することが出来、シートの進行に伴って受支え具の幅が狭く深くなるので、次の絞り工程に対応しやすい。
【００４３】
（ｆ） 請求項６の発明によれば、汚泥に加えられたアルミニウムと酸化鉄の粉末が、焼却工程でシートと乾燥汚泥が燃焼する時に、テルミット反応の発熱により８００℃以上の高い燃焼温度が簡易な焼却装置の中でも得られ、汚泥の中に有機塩素化合物が含まれていてもダイオキシンの発生を防ぐ事ができる。
【００４４】
（ｇ） 請求項７の発明によれば、汚泥にアルミニウムと酸化鉄の粉末を加えておかなくとも、不織布、又は耐水性のある加工紙を製造する際に混合されたアルミニウムと酸化鉄の粉末を織り込むか、付着させて置けば更に使用に便利である。また不織布シートと良く乾燥した表面近くの汚泥等が燃え始めたとき不織布に加えられたテルミット剤が直ちに反応して燃焼温度を上げることが出来る。
【００４５】
（ｈ） 請求項８の発明によれば、汚泥処理に用いる不織布等を煤塵除去に利用し煤塵の付着したシートで濾過、乾燥を行い、汚泥等と共に付着した煤塵も再度焼却してしまい、燃焼に際して生じる煤なども燃焼することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態としての各工程を示す工程図である。
【図２】ロールから不織布シートが引き出され濾過工程で水平に張られガイドローラーにより二つ折りになることを示す斜視図である。
【図３】汚泥を入れて膨らみ下に垂れ下がるシートを支え、形を整える受支え具の斜視図である。
【図４】脱水工程の絞りベルトの装着の様子とシートが乾燥筒に巻き取られラセン状に上に引き上げられる様子を示す説明図である。
【図５】工程全体を示す斜視図であり、乾燥工程に８本の回転するパイプを用いる実施例を示している。
【符号の説明】
１ 不織布又は紙等の供給工程
１１ 不織布又は紙等のロール
１２ 走行する不織布又は紙等のシート
１３ 排気、排煙の入り口
１４ 排気、排煙の出口
１５ シート牽引ローラー
１６ フリーローラー
１７ 駆動可能なガイドローラー
２ 濾過工程
２１ 汚泥等の供給ノズル
２２ 汚泥シートの受支え具
２３ 濾液受け皿
２４ 濾液排出口
２５ 濾過汚泥シート
３ 脱水工程
３１ ガイドローラー
３２ 絞りローラー
３３ 脱水汚泥シート
３４ 絞りベルト
３５ ベルト押さえローラー
４ 乾燥工程
４１ 乾燥円筒
４２ 乾燥汚泥シート
４３ 牽引ローラー
４４ ローラー駆動モーター
４５ シート巻き取りローラー
４６ 電熱ヒーター
５ 焼却工程
５１ 焼却缶
５２ 上部焼却筒
５３ 火格子
５４ ガス管
５５ 点火バーナー
５６ 灰受器
５７ 灰出しスクリュウコンベヤー
５８ 排気、排煙ダクト
６ 除塵工程
６１ 排気フアン
６２ 除塵排気出口
【表１】
実施例２各工程の含水率（％）
実施例３各工程の含水率（％）と焼却灰の生成（％）
着火可能となる含水率
▲１▼、▲３▼は４０％以下
▲２▼ は５０％以下
アイスクリーム廃液は加熱により油脂分が表面に浸み出してくるので着火し易い。
Claims (2)
- 含水物又は有機溶剤含有物を処理するための耐水性と透水性のある不織布又は紙等の細長いシートの供給工程１、走行するこのシートの上に含水物又は有機溶剤含有物が注入され、その重みで下に膨らみ垂れ下がるシートを、その下に設けた断面が略Ｕ字型の受支え具２２でこれを支えている濾過工程２、濾過された含水物又は有機溶剤含有物からなる汚泥を載せたシートを圧搾し脱水する脱水工程３、脱水した前記汚泥を挟んだシートを乾燥円筒４１の外周をラセン状に巻く様に移動し、焼却工程５の放熱と排気の廃熱を利用して加熱乾燥させる乾燥工程４、乾燥した前記汚泥を挟んだシートを乾燥汚泥シート牽引ローラー４３により牽引し、送り込んで焼却する焼却工程５から構成されることを特徴とする含水物又は有機溶剤含有物の処理方法。
- 走行する耐水性と透水性のある不織布又は紙等の細長いシートの上に含水物又は有機溶剤含有物を注入し、其の重みで下に膨らみ垂れ下がるシートを、その下に設けた断面が略Ｕ字型の通水性のある受け皿でこれを支えている濾過工程２、濾過された含水物又は有機溶剤含有物からなる汚泥を載せたシートを圧搾して絞り脱水する脱水工程３、脱水した前記汚泥を挟んだシートを円筒の外周を一端から他端に向かってラセン状に回旋しながら送り、焼却工程の放熱と排気の廃熱を利用して加熱乾燥させる乾燥工程４、乾燥した前記汚泥を挟んだシートを牽引ローラー４３に依り牽引し、更に送り込んで焼却する焼却工程５から構成されることを特徴とする含水物又は有機溶剤含有物の処理方法。
Priority Applications (2)
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