特許 6482913 省エネルギー型汚泥処理システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6482913

(24)【登録日】2019年2月22日

(45)【発行日】2019年3月13日

(54)【発明の名称】省エネルギー型汚泥処理システム

(51)【国際特許分類】

   C02F 11/12 20190101AFI20190304BHJP

   C02F 3/12 20060101ALI20190304BHJP

【ＦＩ】

   C02F11/12 B

   C02F3/12 A

   C02F3/12 H

【請求項の数】3

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2015-52048(P2015-52048)

(22)【出願日】2015年3月16日

(65)【公開番号】特開2016-172200(P2016-172200A)

(43)【公開日】2016年9月29日

【審査請求日】2017年11月28日

(73)【特許権者】

【識別番号】507214083

【氏名又は名称】メタウォーター株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000230571

【氏名又は名称】日本下水道事業団

(74)【代理人】

【識別番号】100089118

【弁理士】

【氏名又は名称】酒井 宏明

(72)【発明者】

【氏名】川崎 一平

(72)【発明者】

【氏名】山本 博英

(72)【発明者】

【氏名】岩崎 旬

(72)【発明者】

【氏名】碓井 次郎

(72)【発明者】

【氏名】三宅 十四日

(72)【発明者】

【氏名】宮内 千里

【審査官】 片山 真紀

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭５５−０７５９８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５９−００６９８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６２−０７２２００（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平０２−０４０２９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０７−０３５０００（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０２Ｆ ３／１２、１１／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

有機性排水に対して気体を曝気して処理を行う曝気処理手段と、
前記曝気処理手段に気体を供給可能に構成された気体供給手段と、
前記曝気処理手段における処理によって生じた汚泥に対して乾燥処理を行う乾燥手段と、を備える省エネルギー型汚泥処理システムにおいて、
前記気体供給手段が複数の送風機からなり、前記複数の送風機のうちの少なくとも１つの送風機が、前記曝気処理手段と前記乾燥手段とに対して気体を供給可能に構成されており、
前記複数の送風機のうちの前記乾燥手段に気体を供給する送風機から前記乾燥手段に至る配管に、前記送風機から送出された気体の圧力を、前記送風機の側に対して前記乾燥手段の側において低減させる圧力変更手段が設けられており、
前記曝気処理手段に気体を供給している送風機から送出された気体の熱量を、前記乾燥手段に気体を供給している送風機から送出された気体に伝熱させる熱交換手段をさらに備えることを特徴とする省エネルギー型汚泥処理システム。

【請求項2】

前記複数の送風機のうちの前記曝気処理手段に気体を供給していた一方の送風機が停止した状態において、前記乾燥手段に対して気体を供給していた他方の送風機を、前記曝気処理手段に気体を供給するように切り替え可能に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の省エネルギー型汚泥処理システム。

【請求項3】

前記熱交換手段は、さらに前記送風機の駆動によって生じる熱量を、前記乾燥手段に気体を供給している送風機から送出された気体に伝熱させることを特徴とする請求項１又は２に記載の省エネルギー型汚泥処理システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、下水処理場内に設置される汚泥の乾燥設備を備えた省エネルギー型汚泥処理システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、生活排水または工場排水等の下水を処理する下水処理システムとして、標準活性汚泥法によるものや散水ろ床法によるものなど、様々な下水処理システムが実用化されている。標準活性汚泥法による下水処理システムにおいては、反応槽内に処理対象の下水を流入させつつ、この反応槽内に存在する多種類の好気性微生物に対して酸素を供給する曝気処理を行う。これによって、反応槽内の下水中に含まれる有機物は、好気性微生物の作用によって分解され、安定した処理水質が得られる。

【0003】

他方、下水処理システムにおいては、標準活性汚泥法などで生じた余剰汚泥および生汚泥（以下、汚泥）に対して、汚泥処理も行われる。汚泥に対する汚泥処理として、汚泥を脱水して乾燥させる汚泥乾燥処理が行われることが多い（例えば特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００９−１０１２７６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明者は、エネルギーの消費の低減のために、汚泥乾燥処理として常温乾燥方式について検討を行っているが、常温乾燥方式に限らず汚泥乾燥処理においては、乾燥させる汚泥に対して多量の空気を連続供給することによって通気乾燥が行われる。また、本発明者の知見によれば、汚泥に対する乾燥性能は空気の湿度に大きく影響され、高い乾燥性能を確保するためには、乾燥に使用する空気の除湿が重要である。

【0006】

図５は、本発明者により検討された常温乾燥方式の乾燥設備１００を示すブロック図である。図５に示すように、常温乾燥方式の乾燥設備１００においては、ブロワ１０１によって常温空気が除湿装置１０２に供給されて、除湿装置１０２によって常温空気が除湿される。除湿された空気は乾燥機１０３に供給される。乾燥機１０３においては、併設された下水処理設備（図示せず）からコンベア１０３ａによって供給された汚泥が、除湿された常温空気により乾燥され、乾燥汚泥として排出される。一方で、汚泥の乾燥に使用された空気は、排気された後段設備１０４に供給される。

【0007】

しかしながら、このような常温乾燥方式の設備においては、空気を供給するためのブロワや、空気を除湿するための除湿設備が大型になることにより、次のような問題があった。

【0008】

すなわち、常温乾燥方式の設備においては、含水汚泥を乾燥させるために、含水汚泥に対して空気を多量に供給する必要がある。そのため、大容量のブロワを設置する必要があるとともに、供給する空気を除湿するために大きな動力が必要になる。これにより、大型のブロワなどの気体供給手段を設置するための設置スペースが増加するという問題がある。また、乾燥設備を新たに設置する場合には、初期設備に要するコストが高コスト化する。さらに、乾燥処理に大きな動力を要することから、乾燥処理のランニングコストが増加してしまう。

【0009】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、その目的は、乾燥手段に対して乾燥空気を供給するための気体供給手段を予備の気体供給手段と兼用することができ、低コストで空気を乾燥手段に供給することができる省エネルギー型汚泥処理システムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上述した課題を解決し、上記目的を達成するために、本発明に係る省エネルギー型汚泥処理システムにおいては、有機性排水に対して気体を曝気して処理を行う曝気処理手段と、曝気処理手段に気体を供給可能に構成された気体供給手段と、曝気処理手段における処理によって生じた有機性廃棄物に対して乾燥処理を行う乾燥手段と、を備える省エネルギー型汚泥処理システムにおいて、気体供給手段が複数の送風機からなり、複数の送風機のうちの少なくとも１つの送風機が、曝気処理手段と乾燥手段とに対して気体を供給可能に構成されていることを特徴とする。

【0011】

本発明に係る省エネルギー型汚泥処理システムは、上記の発明において、複数の送風機のうちの曝気処理手段に気体を供給していた一方の送風機が停止した状態において、乾燥手段に対して気体を供給していた他方の送風機を、曝気処理手段に気体を供給するように切り替え可能に構成されていることを特徴とする。

【0012】

本発明に係る省エネルギー型汚泥処理システムは、上記の発明において、複数の送風機のうちの乾燥手段に気体を供給する送風機から乾燥手段に至る配管に、送風機から送出された気体の圧力を、送風機の側に対して乾燥手段の側において低減させる圧力変更手段が設けられていることを特徴とする。

【0013】

本発明に係る省エネルギー型汚泥処理システムは、上記の発明において、曝気処理手段に気体を供給している送風機から送出する気体の熱量を、乾燥手段に気体を供給している送風機から送出する気体に伝熱させる熱交換手段をさらに備えることを特徴とする。また、この構成において、熱交換手段は、さらに前記送風機の駆動によって生じる熱量を、前記乾燥手段に気体を供給している送風機から送出された気体に伝熱させることを特徴とする。

【発明の効果】

【0014】

本発明に係る省エネルギー型汚泥処理システムによれば、乾燥手段に対して乾燥空気を供給するための気体供給手段を予備の気体供給手段と兼用することができ、低コストで空気を乾燥手段に供給することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】図１は、本発明の第１の実施形態による乾燥処理システムを含む省エネルギー型汚泥処理システムを示すブロック図である。

【図2】図２は、本発明の第１の実施形態による乾燥処理システムにおける減圧器の構成を説明するための略線図である。

【図3】図３は、１ｍ³の空気に含まれる飽和水蒸気量の圧力依存性を示すグラフである。

【図4】図４は、本発明の第２の実施形態による省エネルギー型汚泥処理システムの曝気用ブロワの切り替え部分を示すブロック図である。

【図5】図５は、常温乾燥方式による乾燥設備の構成を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施形態の全図においては、同一または対応する部分には同一の符号を付す。また、本発明は以下に説明する実施形態によって限定されるものではない。

【0017】

（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態による省エネルギー型汚泥処理システムについて説明する。図１は、省エネルギー型汚泥処理システムである汚泥処理システム１において、主にブロワおよび乾燥処理システムの構成を示すブロック図である。

【0018】

図１に示すように、この第１の実施形態による汚泥処理システム１は、メイン曝気ブロワ１１、予備曝気ブロワ１２、減圧器１３、熱交換器１４、排水処理設備の曝気槽１５、後段排水処理設備１６、コンベア１７ａを有する乾燥機１７、および後段設備１８を備える。

【0019】

メイン曝気ブロワ１１および予備曝気ブロワ１２は、外部から吸引した気体を加圧して、所定の設備や装置に供給する気体供給手段である。メイン曝気ブロワ１１および予備曝気ブロワ１２は、配管１９を通じて、減圧器１３、熱交換器１４、曝気槽１５および乾燥機１７に、空気などの気体を供給可能に構成される。また、配管１９における空気の流動方向に沿った、減圧器１３または熱交換器１４の上流側においては、メイン曝気ブロワ１１の下流側に開閉弁２０ａ，２０ｂが設けられているとともに、予備曝気ブロワ１２の下流側に開閉弁２０ｃ，２０ｄが設けられている。

【0020】

メイン曝気ブロワ１１は、具体的に外部から取り入れた空気を１６０〜１７０ｋＰａ程度の圧力まで加圧する大型ブロワである。ここで、メイン曝気ブロワ１１による空気の加圧によって、断熱圧縮が生じるため、空気の温度は例えば７０〜８０℃程度まで上昇される。この第１の実施形態においてメイン曝気ブロワ１１は、主に、例えば生物処理を行う好気槽などの曝気槽１５に空気を供給するための送風機である。

【0021】

他方、予備曝気ブロワ１２は、汚泥処理システム１においてメイン曝気ブロワ１１の予備のために設けられる大型ブロワであり、メイン曝気ブロワ１１とほぼ同様の構成を有する。具体的に、予備曝気ブロワ１２は、外部から取り入れた空気に対して加圧を行って、空気の体積を減少させる。そして、予備曝気ブロワ１２は、圧縮した空気を曝気槽１５や乾燥機１７などの装置や設備に供給可能に構成されている。また、曝気処理は、汚泥処理システムを含む下水処理における基本的処理であることから、予備曝気ブロワ１２は多くの下水処理設備に既設されている。この第１の実施形態において、予備曝気ブロワ１２は、主に、有機性廃棄物としての例えば含水汚泥を乾燥させるための乾燥機１７に、空気を供給するための送風機である。

【0022】

圧力変更手段としての減圧器１３は、配管１９内における空気の圧力を、空気の流れに沿って上流側から下流側に低下させる圧力調整器から構成される。図２は、この第１の実施形態による減圧器１３の構成を示す略線図である。また、図３は、飽和水蒸気量の圧力依存性、すなわち１ｍ³の空気に含まれる水蒸気量の圧力依存性を空気の温度ごとに示すグラフである。

【0023】

図２に示すように、第１の実施形態による減圧器１３は、口径変換器１３ａから構成される。口径変換器１３ａは、配管１９において、空気の流れ方向に沿った上流側の配管１９ａの口径φ_aに対して、下流側の配管１９ｂの口径φ_bを増加させる構成を有する。このように空気の流れに沿って配管１９の口径を大きくすることによって、口径変換器１３ａの上流側の配管１９ａ内の空気の圧力ｐ_aに対して、配管１９ｂ内の空気の圧力ｐ_bを低下させることができる。すなわち、配管１９ａの口径φ_aに対する配管１９ｂの口径φ_bの比（φ_b／φ_a）に応じて、減圧によって温度が変化しないと仮定すると、圧力ｐ_aに対する圧力ｐ_bとの圧力比ΔＰ（＝ｐ_b／ｐ_a）は、（１）式に示すようになる。

【数1】

【0024】

したがって、この第１の実施形態において、（１）式に基づいて、配管１９ａ，１９ｂの口径比（φ_b／φ_a）を所定値に設定することにより、圧力比ΔＰが所望の圧力比になるように空気を減圧できる。例えば、メイン曝気ブロワ１１や予備曝気ブロワ１２から送出された空気の圧力が１６０〜１７０ｋＰａ程度である場合、配管１９ａの口径φ_aに対する配管１９ｂの口径φ_bの比（φ_b／φ_a）を、１．１４〜１．２８程度にする。これによって、減圧器１３の下流側の配管１９ｂの圧力を、１０３〜１３０ｋＰａ程度にまで減圧できる。

【0025】

また、図３に示すように、体積が１ｍ³の空気に含まれる水蒸気量の上限（飽和水蒸気量）は、圧力が増加するのに伴って単調減少する。なお、図３において、空気の温度が７０℃より高くなった場合には、飽和水蒸気量と圧力との関係を示す曲線は飽和水蒸気量の増加する側にシフトする。図３に示す関係から、配管１９ａ内の圧力ｐ_aが配管１９ｂ内の圧力ｐ_bにまで低下すると、配管１９ｂ内の空気の飽和水蒸気量を増加できる。すなわち、配管１９ａ内の空気の温度と配管１９ｂ内の空気の温度が変化しないと仮定すると、配管１９内の圧力の低下に伴って単位体積（１ｍ³）当たりの飽和水蒸気量が増加する。これにより、配管１９ａ内の空気が口径変換器１３ａを通過して配管１９ｂに流入すると、飽和水蒸気量が増加する。一方、配管１９ａ，１９ｂを通過する水分量は変わらないため、飽和水蒸気量に対する水分量の比、すなわち湿度が低下する。これにより、減圧器１３（口径変換器１３ａ）による除湿効果が得られる。

【0026】

ここで、減圧によって飽和水蒸気量が増加する現象について、例を挙げて説明する。この例においては、図２に示す口径変換器１３ａの上流側（ブロワ側）の配管１９ａの口径φ_aを１５ｍｍ（１５Ａ）、下流側（乾燥機側）の配管１９ｂの口径φ_bを３０ｍｍ（３０Ａ）とする。そして、配管１９ａ内の空気の温度が７０℃程度で、配管１９ａ内の空気の圧力ｐ_aがゲージ圧で例えば１０ｋｇｆ／ｃｍ²・Ｇであった場合、図３から飽和水蒸気量は例えば１７．５ｇ／ｍ³程度になる。この空気が口径変換器１３ａを通過することで、配管１９ｂ内において圧力ｐ_bはゲージ圧で例えば（(10+1)×(15/30)²-1＝）１．７ｋｇｆ／ｃｍ²・Ｇ程度にまで低下する。この際、空気の温度が７０℃で変化しないとすると、飽和水蒸気量は例えば７７ｇ／ｍ³程度にまで増加する。このように、空気を減圧することによって、その飽和水蒸気量は大きく増加する。

【0027】

さて、気体の温度が上昇すると、単位体積での圧力は単調増加する。換言すると、気体の圧力の減少に伴って、温度は単調減少に低下する。そして、空気が配管１９ａから口径変換器１３ａを通じて配管１９ｂに流動する場合、空気の圧力は、配管１９ａ，１９ｂにおける口径比（φ_b／φ_a）に応じて低下するため、空気の温度も低下する。さらに、図３に示すように、飽和水蒸気量は空気の温度の低下に伴って減少する。このようにして、空気が配管１９ａから口径変換器１３ａを通過して配管１９ｂに流れる場合、空気の圧力が低下しつつ温度も低下する。

【0028】

また、上述したメイン曝気ブロワ１１や予備曝気ブロワ１２による空気の圧縮から、減圧器１３による空気の減圧までの一連の処理によって、空気の除湿、いわゆる圧縮除湿が行われる。この圧縮除湿について、詳細に説明する。

【0029】

圧縮除湿においては、まず、メイン曝気ブロワ１１や予備曝気ブロワ１２によって大気圧の空気を加圧して圧縮する。これにより、相対湿度が増加するため、飽和水蒸気量を超えた水蒸気は凝縮水として排出される。そして、後段の減圧器１３によって圧縮された空気を減圧させて膨張させると、大気圧の空気の相対湿度を低減できる。換言すると、メイン曝気ブロワ１１や予備曝気ブロワ１２により圧縮された空気を減圧することで飽和可能な水分量を増加させる。

【0030】

具体的に、温度が２０℃で湿度が６０％の大気圧の空気を例にする。この場合、飽和水蒸気圧Ｅ（ｔ）（ｈＰａ）は、テテンス（Tetens）の近似式（（２）式）より、２３．４ｈＰａとなる。また、飽和水蒸気量ａ（ｔ）（ｇ／ｍ³）は、以下の（３）式より温度に依存して、１７ｇ／ｍ³となる。

【数2】

【数3】

そのため、温度が２０℃で相対湿度が６０％の空気の場合、単位体積当たり１０．２ｇ／ｍ³の水蒸気が含まれていることになる。したがって、飽和水蒸気量に対して６．８ｇ／ｍ³の差がある。

【0031】

そして、減圧器１３による減圧処理を等温変化で行った場合、ボイルの法則により、ＰＶ＝一定（Ｐ：圧力、Ｖ：体積）が成立する。すなわち、曝気ブロワにより加圧された空気は、加圧圧縮されて一時的に体積が小さくなり、減圧器１３を通過して、配管１９の単位長さ当たりの体積が大きくなることによって、減圧膨張されて体積が大きくなる。ここで、上述したように、飽和水蒸気量は温度に依存するため、等温変化の場合において飽和水蒸気量は変化しない。

【0032】

具体的な例として、上述した大気圧の空気の体積を５０ｍ³とした場合、飽和水蒸気量は（１７×５０＝）８５０ｇ、含有している水蒸気量（含有水蒸気量）は５１０ｇとなる。この空気を、メイン曝気ブロワ１１や予備曝気ブロワ１２によって加圧圧縮して、体積を例えば２５ｍ³にする。この圧縮によって飽和水蒸気量の基準値および含有水蒸気量は変化しないので、飽和水蒸気量は（１７×２５＝）４２５ｇとなる一方、含有水蒸気量は５１０ｇのままである。この時点で、含有水蒸気量は飽和水蒸気量を超えているため、飽和水蒸気量を超えた分の（５１０−４２５＝）８５ｇの水蒸気が凝縮水（ドレン水）として排出される。凝縮水を排出した後、圧縮された空気を減圧膨張させて、その体積を５０ｍ³に戻すと、含有水蒸気量が４２５ｇである一方、飽和水蒸気量が８５０ｇとなることから、相対湿度は５０％となる。以上のようにして、除湿効果が得られる。

【0033】

また、図１に示すように、熱交換手段としての熱交換器１４は、メイン曝気ブロワ１１から曝気槽１５に供給される空気の熱量を、減圧器１３を通過する際の減圧によって温度が低下した空気に伝熱させる。なお、必要に応じてさらに、メイン曝気ブロワ１１や予備曝気ブロワ１２が駆動した際に発生する熱量を、空気に伝熱させても良い。この構成によって、熱交換器１４における熱交換効率をより一層向上させることができる。

【0034】

具体的に、メイン曝気ブロワ１１から曝気槽１５に供給される空気の温度が例えば７０〜８０℃である場合、減圧器１３を通過した４０℃程度の空気は、６０〜７０℃程度にまで加熱される。なお、空気の温度の上昇によって圧力も若干増加するが、配管１９ａの口径φ_aに比して配管１９ｂの口径φ_bが大きくなって配管１９における単位長さ当たりの配管１９内の体積が大きくなっていることから、温度の上昇に伴う圧力の増加は大きくない。そのため、温度の上昇に伴って、図３に示すように飽和水蒸気量が増加する。具体的には、上述した例の場合、例えば配管１９ｂ内の空気の温度が６０℃であれば、圧力は（(1.7+1)×(333/313)-1≒）１．９ｋｇｆ／ｃｍ²・Ｇ程度になるため、飽和水蒸気量は例えば４３ｇ／ｍ³程度にまで増加する。そして、加熱されて飽和水蒸気量が増加した空気は、乾燥機１７に供給される。

【0035】

乾燥手段としての乾燥機１７は、例えばロータリキルンや流動床乾燥機などから構成される。乾燥機１７には、外部からコンベア１７ａによって含水汚泥が搬入される。また、乾燥機１７には、熱交換器１４によって加熱された例えば６０〜７０℃の温度の空気が乾燥空気として供給される。これにより、温度が比較的高く、かつ飽和水蒸気量が増加された空気が乾燥機１７に供給されることになるので、汚泥の乾燥処理を行う乾燥機１７の乾燥能力を向上できる。さらに、乾燥機１７に供給された空気は、減圧器１３によって減圧されているため、臭気の拡散を防止するために乾燥機１７の内部を大気圧より低い圧力（負圧）にした状態を維持できる。

【0036】

一方、メイン曝気ブロワ１１から熱交換器１４に供給された空気の温度は、熱交換器１４において例えば７０〜８０℃から４０℃程度にまで低下する。この熱交換器１４によって温度が低下された空気は、曝気槽１５に供給される。

【0037】

曝気処理手段としての曝気槽１５は、例えば従来公知の生物処理等を行う好気槽であり、供給された空気は生物処理のために活性汚泥などに曝気される。この曝気を効率良く行うために、メイン曝気ブロワ１１および予備曝気ブロワ１２においては、空気を加圧して高圧の空気を曝気槽１５に供給可能に構成されている。曝気槽１５の後段側に設けられた後段排水処理設備１６は、曝気槽１５の後段に従来設けられる例えば固液分離槽などの公知の排水処理設備である。

【0038】

また、後段設備１８は、乾燥機１７から排出される空気を供給可能な、従来公知の汚泥処理設備である。具体的には、後段設備１８としては、集塵機や、脱臭機等の排ガス処理系設備などを挙げることができる。なお、乾燥機１７から排出された空気は、曝気槽１５に供給しても良く、さらには大気開放させても良い。

【0039】

以上のように構成された汚泥処理システム１においては、メイン曝気ブロワ１１から送出される空気を曝気槽１５に供給し、予備曝気ブロワ１２から送出される空気を乾燥機１７に供給している。しかしながら、配管１９における空気の流路を切り替えることにより、これらのメイン曝気ブロワ１１と予備曝気ブロワ１２とを、曝気槽１５に供給する経路と乾燥機１７に供給する経路とを相互に切り替えて使用することができる。そして、この空気の流路における相互の切り替えは、開閉弁２０ａ〜２０ｄの開閉によって行われる。

【0040】

すなわち、メイン曝気ブロワ１１から送出される空気を曝気槽１５に供給するとともに、予備曝気ブロワ１２から送出される空気を乾燥機１７に供給する場合、開閉弁２０ａ，２０ｃを閉状態にするとともに、開閉弁２０ｂ，２０ｄを開状態にする。これにより、メイン曝気ブロワ１１から送出された空気は、開閉弁２０ｂを通じて熱交換器１４および曝気槽１５に順次供給される。また、予備曝気ブロワ１２から送出された空気は、開閉弁２０ｄを通じて減圧器１３、熱交換器１４、および乾燥機１７に順次供給される。

【0041】

他方、メイン曝気ブロワ１１から送出される空気を乾燥機１７に供給するとともに、予備曝気ブロワ１２から送出される空気を曝気槽１５に供給する場合、開閉弁２０ｂ，２０ｄを閉状態にするとともに、開閉弁２０ａ，２０ｃを開状態にする。これにより、メイン曝気ブロワ１１から送出された空気は、開閉弁２０ａを通じて減圧器１３、熱交換器１４、および乾燥機１７に順次供給される。また、予備曝気ブロワ１２から送出された空気は、開閉弁２０ｃを通じて熱交換器１４および曝気槽１５に順次供給される。なお、これらの開閉弁２０ａ〜２０ｄの開閉制御は、作業者が手動で行っても、例えばコンピュータなどから構成される制御部（図示せず）により行っても良い。

【0042】

以上説明したこの第１の実施形態によれば、曝気槽１５に曝気に用いる空気を供給するために空気を加圧して送出可能なメイン曝気ブロワ１１および予備曝気ブロワ１２の少なくとも一方を用いて、乾燥機１７に空気を供給している。これにより、新規に乾燥機１７を設置した場合においても、乾燥空気を供給するための乾燥機１７専用のブロワを別途新たに設置することなく、既存の曝気用ブロワを用いて乾燥機１７に空気を供給することができる。したがって、乾燥機１７用のブロワを設置するスペースを削減できるので、乾燥設備の省スペース化やコンパクト化を図ることができ、さらに乾燥処理におけるランニングコストを低減することが可能となる。また、減圧器１３によって、メイン曝気ブロワ１１または予備曝気ブロワ１２から送出された高圧の空気を減圧できるので、乾燥機１７に供給する空気の飽和水蒸気量を増加でき、空気の除湿処理を行うことができるので、除湿処理によるランニングコストを削減することができる。

【0043】

また、メイン曝気ブロワ１１や予備曝気ブロワ１２などの曝気ブロワは、曝気槽１５における深い水深からの曝気処理に対応するため、大容量で高圧力の空気を送出可能に構成され、多くの下水処理場に設置されている。このような曝気用ブロワは、吐出圧が高いため、空気が断熱圧縮され温度が上昇する。この第１の実施形態においては、このようなメイン曝気ブロワ１１または予備曝気ブロワ１２によって断熱圧縮されて温度が上昇した空気を用いて、減圧器１３によって温度が低下した空気を加熱し、この加熱された空気を乾燥機１７における乾燥処理に用いていることにより、メイン曝気ブロワ１１または予備曝気ブロワ１２において空気を加圧するために消費したエネルギーを、乾燥機１７における乾燥処理に利用することができ、乾燥性能をさらに向上できる。

【0044】

また、メイン曝気ブロワ１１および予備曝気ブロワ１２は、下水処理設備における根幹的施設であるため、ほとんど全ての下水処理施設に設置されている。一方、乾燥機１７による乾燥処理は、時間を限定した運転、すなわち間欠的な稼働停止が可能である。これにより、下水処理に影響を与えることなく、通常使用されない予備曝気ブロワ１２を有効利用できる。また、乾燥機１７に供給される空気の温度が、例えば６０〜７０℃程度であることから乾燥機１７の内部を１２０℃以下の比較的低温にできるため、乾燥処理中に乾燥機１７に空気を供給している、メイン曝気ブロワ１１または予備曝気ブロワ１２がたとえ停止したとしても大きな問題は生じない。そのため、メイン曝気ブロワ１１の機能低下などの時には、予備曝気ブロワ１２からの空気を曝気槽１５に供給して、乾燥機１７への空気の供給を中断させることも可能である。

【0045】

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態による省エネルギー型汚泥処理システムである汚泥処理システム２について説明する。図４は、この第２の実施形態による汚泥処理システム２における曝気ブロワの切り替え部分を示すブロック図である。

【0046】

図４に示すように、この第２の実施形態による汚泥処理システム２においては、気体供給手段として、第１曝気ブロワ２１、第２曝気ブロワ２２、および第３曝気ブロワ２３の、３台のブロワが送風機として設置されている。また、これらの第１曝気ブロワ２１、第２曝気ブロワ２２、および第３曝気ブロワ２３から、曝気槽１５への空気の流路と乾燥機１７への空気の流路とを切り替えるための、開閉弁２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅ，２４ｆが設けられている。また、第１の実施形態と同様の減圧器１３、熱交換器１４、曝気槽１５、および乾燥機１７が設けられている。

【0047】

第１曝気ブロワ２１、第２曝気ブロワ２２、および第３曝気ブロワ２３はそれぞれ、第１の実施形態によるメイン曝気ブロワ１１や予備曝気ブロワ１２と同様の構成である。そして、第１曝気ブロワ２１に対して空気の流動方向に沿った下流側に開閉弁２４ａ、２４ｂが設けられている。開閉弁２４ａを開状態、開閉弁２４ｂを閉状態にすることによって、第１曝気ブロワ２１から送出される空気が熱交換器１４を通じて曝気槽１５に供給される。他方、開閉弁２４ａを閉状態、開閉弁２４ｂを開状態にすることによって、第１曝気ブロワ２１から送出される空気が減圧器１３および熱交換器１４を通じて、乾燥機１７に供給される。なお、第１曝気ブロワ２１を停止状態にする場合、開閉弁２４ａ，２４ｂをともに閉状態にする。

【0048】

この第１曝気ブロワ２１におけると同様にして、第２曝気ブロワ２２においては、開閉弁２４ｃ，２４ｄの開閉によって、曝気槽１５への空気の供給と乾燥機１７への空気の供給と停止状態とが相互に切り替えられる。また、第３曝気ブロワ２３においても、第１曝気ブロワ２１の場合と同様にして、開閉弁２４ｅ，２４ｆの開閉によって、曝気槽１５への空気の供給と乾燥機１７への空気の供給と停止状態とが相互に切り替えられる。なお、この第２の実施形態による汚泥処理システム２において、主として曝気槽１５に空気を供給するブロワに対して、複数、具体的には２台のブロワが予備として設置されている。しかしながら、実際には、ブロワの１台当たりの負荷を分散させるために、これらの３台の第１曝気ブロワ２１、第２曝気ブロワ２２、および第３曝気ブロワ２３は、定期的に切替えられ、空気の供給経路も同様に変更される。すなわち、第１曝気ブロワ２１、第２曝気ブロワ２２、および第３曝気ブロワ２３はそれぞれ、曝気ブロワと停止ブロワと乾燥ブロワとの３種類の役割を果たし、これらのブロワの役割が定期的に切り替えられる。その他の構成は第１の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。

【0049】

この第２の実施形態によれば、ブロワを３台使用した場合においても、既存のブロワから送出される空気を乾燥機１７に供給可能に構成していることにより、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。

【0050】

以上、本発明の実施形態について具体的に説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。例えば、上述の実施形態において挙げた数値はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる数値を用いても良い。

【0051】

上述の第１の実施形態においては、圧力変更手段としての減圧器１３を口径変換器１３ａから構成しているが、減圧器１３を、流入する空気の一部を外部に放出可能に構成された分岐配管から構成しても良い。減圧器１３を分岐配管から構成した場合、分岐配管の上流側から流入された空気の一部が外部に放出されることにより、分岐配管の下流側における空気の圧力が低減される。この場合においては、減圧器１３を通過する配管１９ａから配管１９ｂにおいて断熱膨張が生じないため、空気の温度が低下しないので、熱交換器１４を設けない構成も可能になる。また、減圧器１３を減圧弁などの圧力調整器から構成することも可能である。

【0052】

また、例えば上述の実施形態において、ブロワの台数を４台以上にすることも可能であり、これらの４台以上のブロワを切り替えて、少なくとも１台のブロワから曝気槽１５に空気を供給可能に構成するとともに、残った３台以上のブロワの少なくとも１台のブロワから乾燥機１７に空気を供給可能に構成しても良い。

【符号の説明】

【0053】

１，２ 汚泥処理システム
１１ メイン曝気ブロワ
１２ 予備曝気ブロワ
１３ 減圧器
１３ａ 口径変換器
１４ 熱交換器
１５ 曝気槽
１６ 後段排水処理設備
１７ 乾燥機
１７ａ コンベア
１８ 後段設備
１９，１９ａ，１９ｂ 配管
２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅ，２４ｆ 開閉弁
２１ 第１曝気ブロワ
２２ 第２曝気ブロワ
２３ 第３曝気ブロワ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】