特開 2024-164580 処理システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024164580

(43)【公開日】2024-11-27

(54)【発明の名称】処理システム

(51)【国際特許分類】

   C02F 11/18 20060101AFI20241120BHJP

【ＦＩ】

C02F11/18 ZAB

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023080173

(22)【出願日】2023-05-15

(71)【出願人】

【識別番号】507214083

【氏名又は名称】メタウォーター株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003421

【氏名又は名称】弁理士法人フィールズ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】西澤 ▲祥▼太

【テーマコード（参考）】

4D059

【Ｆターム（参考）】

4D059AA04

4D059AA05

4D059BA12

4D059BA21

4D059BC03

4D059BE00

4D059BF02

4D059BF15

4D059BK12

4D059CA01

(57)【要約】

【課題】エネルギーの消費量を削減することを可能とする処理システムを提供する。
【解決手段】第１処理対象を第２処理対象によって冷却する熱交換器と、熱交換器から供給された第１処理対象に対して所定の処理を行う第１処理装置と、を備え、第２処理対象は、第１処理装置において所定の処理が行われた後の第１処理対象である。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１処理対象を第２処理対象によって冷却する熱交換器と、
前記熱交換器から供給された前記第１処理対象に対して所定の処理を行う第１処理装置と、を備え、
前記第２処理対象は、前記第１処理装置において前記所定の処理が行われた後の前記第１処理対象である、処理システム。

【請求項2】

さらに、前記熱交換器によって昇温された前記第２処理対象を脱水する第１脱水装置を備える、請求項１に記載の処理システム。

【請求項3】

さらに、前記熱交換器に供給される前の前記第１処理対象を昇温する第２処理装置を備える、請求項２に記載の処理システム。

【請求項4】

前記第２処理装置は、前記熱交換器に供給される前の前記第１処理対象を可溶化する可溶化装置を有する、請求項３に記載の処理システム。

【請求項5】

前記第１処理対象は、少なくとも有機性成分を含み、
前記第１処理装置は、前記第２処理装置によって昇温された後の前記第１処理対象に含まれる前記有機性成分を消化する消化槽を有し、さらに、
前記有機性成分の消化によって発生した消化ガスを燃焼させて生じる熱エネルギーによって発電する発電装置を備え、
前記第２処理対象は、前記消化槽において消化された後の前記第１処理対象であり、
前記第２処理装置は、前記発電装置から排出される流体が有する熱エネルギーによって前記第１処理対象を昇温する、請求項３に記載の処理システム。

【請求項6】

さらに、前記熱交換器に対する前記第１処理対象の供給と、前記熱交換器に対する前記第２処理対象の供給とのうちの少なくともいずれかを制御する制御装置を有する、請求項１に記載の処理システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、処理システムに関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、有機性成分を含む処理対象（例えば、汚泥を含む廃水）に対して各処理を行う設備では、処理対象の加温や冷却を適宜行うことによって、処理対象の温度を各処理に適した温度に調整する（特許文献１を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２１－１５４２２５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ここで、上記のような設備では、例えば、処理対象に対して各処理を行うことによるエネルギー（例えば、電力等の外部エネルギー）の消費量を削減することが望まれている。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示における処理システムは、第１処理対象を第２処理対象によって冷却する熱交換器と、前記熱交換器から供給された前記第１処理対象に対して所定の処理を行う第１処理装置と、を備え、前記第２処理対象は、前記第１処理装置において前記所定の処理が行われた後の前記第１処理対象である。

【発明の効果】

【0006】

本開示における処理システムによれば、エネルギーの消費量を削減することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、比較例における処理システム９００の構成について説明する図である。

【図2】図２は、比較例における処理システム９００の構成について説明する図である。

【図3】図３は、第１の実施の形態における処理システム１００の概略構成について説明する図である。

【図4】図４は、第１の実施の形態における処理システム１００の詳細構成について説明する図である。

【図5】図５は、制御装置２０の機能について説明する図である。

【図6】図６は、制御装置２０の機能について説明する図である。

【図7】図７は、制御装置２０の機能について説明する図である。

【図8】図８は、制御装置２０のハードウエア構成を説明する図である。

【図9】図９は、第１の実施の形態における処理方法について説明するフローチャート図である。

【図10】図１０は、第１変形例の構成について説明する図である。

【図11】図１１は、第２変形例の構成について説明する図である。

【図12】図１２は、第３変形例の構成について説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、図面を参照して本開示の実施の形態について説明する。しかしながら、かかる説明は限定的な意味に解釈されるべきではなく、特許請求の範囲に記載の主題を限定するものではない。また、本開示の趣旨及び範囲から逸脱することがなく様々な変更や置換や改変をすることができる。また、異なる実施の形態を適宜組み合わせることができる。

【0009】

［比較例における処理システム９００］
初めに、比較例における処理システム９００について説明を行う。図１及び図２は、比較例における処理システム９００の構成について説明する図である。以下、処理システム９００における処理対象が汚泥であるものとして説明を行う。

【0010】

本比較例における処理システム９００は、図１に示すように、例えば、濃縮装置８１と、可溶化装置８３と、希釈装置８４と、熱交換器８５と、槽８６（以下、消化槽８６とも呼ぶ）と、脱水装置８７とを有する。

【0011】

濃縮装置８１は、例えば、下水等の被処理液体を処理する水処理システム（以下、単に水処理システムとも呼ぶ）における最初沈殿池（図示しない）から排出された初沈汚泥や最終沈殿池（図示しない）から排出された余剰汚泥を濃縮する。以下、初沈汚泥や余剰汚泥を総称して単に汚泥とも呼ぶ。そして、濃縮された汚泥は、例えば、ポンプ（図示しない）等によって濃縮装置８１から可溶化装置８３に供給される。また、濃縮によって汚泥から分離した液体は、例えば、ポンプ（図示しない）等によって濃縮装置８１から最初沈殿池等に返送される。

【0012】

可溶化装置８３は、例えば、濃縮装置８１から供給された汚泥の可溶化を行う。具体的に、可溶化装置８３は、例えば、汚泥に対して蒸気を供給して加熱するとともに加圧することによって熱加水分解を行う。そして、可溶化が行われた汚泥は、例えば、ポンプ（図示しない）等によって可溶化装置８３から消化槽８６に供給される。

【0013】

希釈装置８４は、例えば、可溶化装置８３から供給された汚泥を希釈する。具体的に、希釈装置８４は、例えば、可溶化装置８３から供給された汚泥に対して液体（以下、希釈水とも呼ぶ）を供給することによって汚泥の希釈を行う。希釈水は、例えば、常温の水であってよい。そして、希釈された汚泥は、例えば、ポンプ（図示しない）等によって希釈装置８４から熱交換器８５に供給される。すなわち、希釈装置８４は、例えば、可溶化装置８３から供給された汚泥の固形物濃度が消化槽８６における消化に適した濃度になるように希釈を行う。

【0014】

熱交換器８５は、例えば、希釈装置８４から供給された汚泥と冷却水との間における熱交換を行うことによって、希釈装置８４から供給された汚泥を冷却する。そして、冷却された汚泥は、例えば、ポンプ（図示しない）等によって熱交換器８５から消化槽８６に供給される。すなわち、熱交換器８５は、例えば、消化槽８６に供給される汚泥の温度が消化に適した温度になるように冷却を行う。

【0015】

消化槽８６は、例えば、攪拌機能を有する槽である。そして、消化槽８６では、例えば、熱交換器８５から供給された汚泥に含まれる有機性成分（以下、単に有機物とも呼ぶ）が消化槽８６内の嫌気性細菌によって嫌気性消化(分解)される。この消化の過程において、消化槽８６では、例えば、メタン等の消化ガス（以下、単に消化ガスとも呼ぶ）が生成される。また、消化槽８６において消化された汚泥（以下、消化汚泥とも呼ぶ）は、例えば、ポンプ（図示しない）等によって消化槽８６から脱水装置８７に供給される。

【0016】

脱水装置８７は、例えば、消化槽８６から供給された汚泥を脱水する。そして、脱水された汚泥は、例えば、ポンプ（図示しない）等によって脱水装置８７から焼却炉（図示しない）等の後段設備に供給される。また、汚泥から脱水された液体（以下、脱水ろ液とも呼ぶ）は、例えば、ポンプ（図示しない）等によって脱水装置８７から最初沈殿池等に返送される。

【0017】

これにより、処理システム９００では、消化が行われやすい状態の汚泥を消化槽８６に供給することで、例えば、消化槽８６における汚泥の消化率を向上させることが可能になり、消化ガスの発生量を増加させることが可能になる。また、処理システム９００では、可溶化によって汚泥に含まれる細胞（植物、菌類及び細菌類等の細胞）の細胞壁や細胞膜を破壊することで、例えば、汚泥の脱水性を向上させることが可能になり、脱水装置８７において脱水された後の汚泥の減容化を行うことが可能になる。

【0018】

なお、処理システム９００では、可溶化装置８３において熱加水分解を行う場合、例えば、可溶化装置８３に供給する前の汚泥を予め脱水するものであってよい。

【0019】

具体的に、処理システム９００では、この場合、図２に示すように、例えば、濃縮装置８１と可溶化装置８３との間において脱水装置８２を有し、濃縮装置８１から供給された汚泥を脱水装置８２において脱水してから可溶化装置８３に供給するものであってよい。また、汚泥から脱水された脱水ろ液は、この場合、例えば、ポンプ（図示しない）等によって脱水装置８２から最初沈殿池等に返送されるものであってよい。

【0020】

これにより、処理システム９００では、例えば、可溶化装置８３に供給される汚泥（すなわち、可溶化対象の汚泥）の含水率を熱加水分解に適した値に調整することが可能になり、可溶化装置８３における汚泥の熱加水分解を効率的に行うことが可能になる。

【0021】

ここで、脱水装置８７では、例えば、脱水対象の汚泥の温度を昇温させることにより、汚泥の脱水性をより向上させることが可能になる。そのため、処理システム９００では、例えば、脱水装置８７に供給される消化汚泥の温度を昇温させることが好ましい。

【0022】

しかしながら、処理システム９００では、この場合、例えば、脱水装置８７に供給される消化汚泥を昇温するためのさらなるエネルギー（例えば、電力等の外部エネルギー）が必要となる。そのため、処理システム９００では、例えば、脱水装置８７に供給される消化汚泥の昇温に要するエネルギーを削減することが望まれている。以下、第１の実施の形態における処理システム１００について説明を行う。

【0023】

［第１の実施の形態における処理システム１００の概略］
図３は、第１の実施の形態における処理システム１００の概略構成について説明する図である。以下、処理システム１００における処理対象が汚泥であるものとして説明を行う。

【0024】

本実施の形態における処理システム１００は、図３に示すように、例えば、熱交換器５と、処理装置６（以下、第１処理装置６とも呼ぶ）とを有する。

【0025】

熱交換器５は、例えば、前段設備から供給された汚泥（以下、第１処理対象とも呼ぶ）と、処理装置６から再度供給された汚泥（以下、第２処理対象とも呼ぶ）との間において熱交換を行うことによって、前段設備から供給された汚泥を冷却するとともに、処理装置６から再度供給された汚泥を昇温する。そして、冷却された汚泥（前段設備から供給された汚泥）は、例えば、ポンプ（図示しない）等によって熱交換器５から処理装置６に供給される。また、昇温された汚泥（処理装置６から再度供給された汚泥）は、ポンプ（図示しない）等によって熱交換器５から後段設備に供給される。

【0026】

処理装置６は、例えば、熱交換器５から供給された汚泥（熱交換器５において冷却された汚泥）に対して所定の処理を行う。所定の処理は、例えば、汚泥の消化（嫌気性消化）である。そして、処理装置６において所定の処理が行われた汚泥は、例えば、ポンプ（図示しない）等によって処理装置６から熱交換器５に再度供給される。

【0027】

このように、本実施の形態における処理システム１００は、例えば、第１処理対象を第２処理対象によって冷却する熱交換器５と、熱交換器５から供給された第１処理対象に対して所定の処理を行う処理装置６と、を備える。そして、第２処理対象は、例えば、処理装置６において所定の処理が行われた後の第１処理対象である。

【0028】

すなわち、本実施の形態における処理システム１００は、例えば、前段設備から供給された汚泥と、処理装置６から再度供給された汚泥との間において熱交換を行うことによって、処理装置６において所定の処理が行われる前の汚泥の温度を所定の処理に適する温度に冷却させるとともに、前段設備から熱交換器５に供給される汚泥が保有する熱エネルギーによって所定の処理が行われた後の汚泥を昇温させる。そして、処理システム１００は、例えば、昇温された汚泥を後段設備に供給し、後段設備において後段設備に対応する処理（以下、他の処理とも呼ぶ）を行わせる。他の処理は、例えば、汚泥の脱水である。

【0029】

言い換えれば、処理システム１００は、例えば、処理装置６において所定の処理が行われる前の汚泥と、後段設備において他の処理が行われる前の汚泥との熱交換を行うことによって、電力等の外部エネルギーを用いることなく、各処理が行われる汚泥の温度を各処理に適した温度に調整する。

【0030】

これにより、処理システム１００は、例えば、所定の処理が行われた後の汚泥を昇温させるために必要なエネルギー（例えば、電力等の外部エネルギー）を抑制することが可能になる。

【0031】

［第１の実施の形態における処理システム１００の詳細］
図４は、第１の実施の形態における処理システム１００の詳細構成について説明する図である。以下、図３で説明した処理装置６が槽６であるものとして説明を行う。また、以下、図３で説明した前段設備が希釈装置４であり、図３で説明した後段設備が脱水装置７であるものとして説明を行う。

【0032】

本実施の形態における処理システム１００は、図４に示すように、例えば、濃縮装置１と、脱水装置２（以下、第２脱水装置２とも呼ぶ）と、可溶化装置３と、希釈装置４と、熱交換器５と、槽６（以下、消化槽６とも呼ぶ）と、脱水装置７（以下、第１脱水装置７とも呼ぶ）と、発電装置８とを有する。以下、脱水装置２と可溶化装置３とを総称して処理装置１０または第２処理装置１０とも呼ぶ。

【0033】

濃縮装置１は、図１で説明した濃縮装置８１と同様に、例えば、最初沈殿池や最終沈殿池（図示しない）から排出された汚泥を濃縮する。そして、濃縮された汚泥は、例えば、ポンプ（図示しない）等によって濃縮装置１から可溶化装置３に供給される。また、濃縮によって汚泥から分離した液体は、例えば、ポンプ（図示しない）等によって濃縮装置１から最初沈殿池等に返送される。

【0034】

脱水装置２は、図１で説明した脱水装置８２と同様に、例えば、濃縮装置１から供給された汚泥を脱水する。そして、脱水された汚泥は、例えば、ポンプ（図示しない）等によって脱水装置２から可溶化装置３に供給される。また、汚泥から脱水された脱水ろ液は、例えば、ポンプ（図示しない）等によって脱水装置２から最初沈殿池等に返送される。

【0035】

具体的に、脱水装置２は、例えば、濃縮装置１から供給された汚泥の固形物濃度が可溶化装置３における可溶化に適した濃度になるように脱水を行う。

【0036】

可溶化装置３は、図１で説明した可溶化装置８３と同様に、例えば、濃縮装置１から供給された汚泥の可溶化を行う。具体的に、可溶化装置３は、例えば、汚泥に対して蒸気を供給して加熱するとともに加圧することによって熱加水分解を行う。なお、汚泥に対して供給される蒸気は、例えば、発電装置８から供給される蒸気であってよい。そして、可溶化が行われた汚泥（蒸気によって昇温された汚泥）は、例えば、ポンプ（図示しない）等によって可溶化装置３から希釈装置４に供給される。

【0037】

なお、可溶化装置３は、例えば、汚泥に対してアルカリ剤を添加して加熱するとともに加圧することによって汚泥を可溶化する装置であってもよいし、汚泥に対して好熱性微生物を添加して加熱することによって汚泥を可溶化する装置であってもよい。

【0038】

希釈装置４は、図１で説明した希釈装置８４と同様に、例えば、可溶化装置３から供給された汚泥を希釈する。そして、希釈された汚泥は、例えば、ポンプ（図示しない）等によって希釈装置４から熱交換器５に供給される。

【0039】

具体的に、希釈装置４は、例えば、可溶化装置３から供給された汚泥の固形物濃度が消化槽６における消化に適した濃度になるように希釈を行う。

【0040】

熱交換器５は、例えば、希釈装置４から供給された汚泥と、消化槽６において消化された消化汚泥との間において熱交換を行うことによって、希釈装置４から供給された汚泥を冷却するとともに、消化槽６において消化された消化汚泥を昇温する。そして、冷却された汚泥は、例えば、ポンプ（図示しない）等によって熱交換器５から消化槽６に供給される。また、昇温された消化汚泥は、例えば、ポンプ（図示しない）等によって熱交換器５から脱水装置７に供給される。

【0041】

具体的に、熱交換器５は、例えば、消化槽６に供給される汚泥の温度が消化槽６における消化に適した温度になるように冷却するとともに、脱水装置７に供給される消化汚泥の温度が脱水装置７における脱水に適した温度になるように昇温する。

【0042】

消化槽６は、図１等で説明した消化槽８６と同様に、例えば、攪拌機能を有する槽である。そして、消化槽６では、例えば、熱交換器５から供給された汚泥に含まれる有機物が消化槽６内の嫌気性細菌によって嫌気性消化される。また、消化槽６において消化された消化汚泥は、例えば、ポンプ（図示しない）等によって消化槽６から熱交換器５に再度供給される。

【0043】

脱水装置７は、例えば、熱交換器５から供給された消化汚泥を脱水する。そして、脱水された消化汚泥は、例えば、ポンプ（図示しない）等によって脱水装置７から焼却炉（図示しない）等の後段設備に供給される。また、消化汚泥から脱水された脱水ろ液は、例えば、ポンプ（図示しない）等によって脱水装置７から最初沈殿池等に返送される。

【0044】

発電装置８は、例えば、ガスエンジン等の発電装置であり、消化槽６における汚泥の消化によって発生した消化ガスに含まれるメタンを燃焼させることによって発電を行う。そして、発電装置８は、例えば、発電に伴って発生した蒸気を可溶化装置３に供給する。

【0045】

ここで、熱交換器５から脱水装置７に供給された消化汚泥の温度は、例えば、脱水装置７における脱水に適した温度に調整されている。そのため、処理システム１００は、例えば、電力等の外部エネルギーを用いることによって消化汚泥を昇温させることなく、消化汚泥の脱水性を向上させることが可能になる。

【0046】

したがって、処理システム１００は、例えば、電力等の外部エネルギーの消費量を抑制しながら、脱水装置７によって脱水された消化汚泥の含水率を低下させることが可能になり、脱水装置７において脱水された後の消化汚泥の減容化を行うことが可能になる。

【0047】

さらに、処理システム１００は、例えば、希釈装置４から供給される汚泥の冷却と消化槽６から供給される汚泥の昇温とを１つの熱交換器５によって行うことが可能になる。そのため、処理システム１００では、例えば、希釈装置４から供給される汚泥と消化槽６から供給される汚泥との各々に対して別個の熱交換器を設ける必要がなくなり、熱交換器の設置やメンテナンス等に要するコストを抑制することが可能になる。

【0048】

［第１の実施の形態における制御装置２０］
次に、第１の実施の形態における制御装置２０の構成について説明を行う。図５から図７は、制御装置２０の機能について説明する図である。また、図８は、制御装置２０のハードウエア構成を説明する図である。

【0049】

処理システム１００は、図５から図７に示すように、例えば、希釈装置４から熱交換器５に対する汚泥の供給や消化槽６から熱交換器５に対する消化汚泥の供給の制御（以下、供給制御とも呼ぶ）を実行する制御装置２０を有する。

【0050】

制御装置２０は、例えば、電子回路を有する電子機器である。具体的に、制御装置２０は、図８に示すように、例えば、プロセッサであるＣＰＵ２０１と、メモリ２０２と、通信装置２０３と、記憶媒体２０４とを有するコンピュータ装置である。各部は、例えば、バス２０５を介して互いに接続される。

【0051】

記憶媒体２０４は、例えば、供給制御を行うためのプログラム２１０を記憶するプログラム格納領域（図示しない）を有する。また、記憶媒体２０４は、例えば、供給制御を行う際に用いられる情報を記憶する情報格納領域２３０を有する。なお、記憶媒体２０４は、例えば、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）やＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）であってよい。

【0052】

ＣＰＵ２０１は、例えば、記憶媒体２０４からメモリ２０２にロードされたプログラム２１０を実行することによって供給制御を行う。

【0053】

通信装置２０３は、例えば、インターネット等のネットワーク（図示せず）を介して作業者が必要な情報の入力等を行う操作端末（図示せず）とアクセスを行う。

【0054】

なお、制御装置２０は、例えば、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）やＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）を有するものであってもよい。そして、供給制御は、例えば、ＦＰＧＡやＡＳＩＣにおいて実行されるものであってもよい。

【0055】

そして、制御装置２０は、図５に示すように、例えば、希釈装置４と熱交換器５とを連通する配管Ｌ１に設けられたポンプＰ１の回転数制御を行うことにより、希釈装置４から熱交換器５に対する汚泥の供給量（単位時間あたりの供給量）を制御する。また、制御装置２０は、例えば、消化槽６と熱交換器５とを連通する配管Ｌ２に設けられたポンプＰ２の回転数制御を行うことにより、消化槽６から熱交換器５に対する消化汚泥の供給量（単位時間あたりの供給量）を制御する。

【0056】

具体的に、制御装置２０は、例えば、熱交換器５から消化槽６に対する汚泥の温度をより低下させる必要があると判定した場合、希釈装置４から熱交換器５に対する汚泥の供給量を減少させる制御と、消化槽６から熱交換器５に対する消化汚泥の供給量を増加させる制御とのうちの少なくともいずれかを行う。また、制御装置２０は、例えば、熱交換器５から消化槽６に対する汚泥の温度をより上昇させる必要があると判定した場合、希釈装置４から熱交換器５に対する汚泥の供給量を増加させる制御と、消化槽６から熱交換器５に対する消化汚泥の供給量を減少させる制御とのうちの少なくともいずれかを行う。

【0057】

また、制御装置２０は、図６に示すように、例えば、配管Ｌ１におけるポンプＰ１の下流側に設けられた三方弁Ｖ１の開閉制御を行うことにより、希釈装置４から熱交換器５に対する汚泥の供給量（単位時間あたりの供給量）と、希釈装置４から熱交換器５を迂回して消化槽６に対して供給される汚泥の供給量（単位時間あたりの供給量）とを制御する。なお、希釈装置４から熱交換器５を迂回して消化槽６に対して供給される汚泥は、例えば、配管Ｌ５を経由して希釈装置４から消化槽６に対して供給される。配管Ｌ５は、例えば、三方弁Ｖ１と配管Ｌ３とを連通する配管である。また、配管Ｌ３は、例えば、熱交換器５と消化槽６とを連通する配管である。

【0058】

具体的に、制御装置２０は、例えば、熱交換器５から消化槽６に対する汚泥の温度をより低下させる必要があると判定した場合、希釈装置４から熱交換器５に対する汚泥の供給量を増加させるとともに、希釈装置４から熱交換器５を迂回して消化槽６に対して供給される汚泥の供給量を減少させる制御を行う。また、制御装置２０は、例えば、熱交換器５から消化槽６に対する汚泥の温度をより上昇させる必要があると判定した場合、希釈装置４から熱交換器５に対する汚泥の供給量を減少させるとともに、希釈装置４から熱交換器５を迂回して消化槽６に対して供給される汚泥の供給量を増加させる制御を行う。

【0059】

また、制御装置２０は、図７に示すように、例えば、配管Ｌ２におけるポンプＰ２の下流側に設けられた三方弁Ｖ２の開閉制御を行うことにより、消化槽６から熱交換器５に対する消化汚泥の供給量（単位時間あたりの供給量）と、消化槽６から熱交換器５を迂回して脱水装置７に対して供給される消化汚泥の供給量（単位時間あたりの供給量）とを制御する。なお、消化槽６から熱交換器５を迂回して脱水装置７に対して供給される消化汚泥は、例えば、配管Ｌ６を経由して消化槽６から脱水装置７に対して供給される。配管Ｌ６は、例えば、三方弁Ｖ２と配管Ｌ４とを連通する配管である。また、配管Ｌ４は、例えば、熱交換器５と脱水装置７とを連通する配管である。

【0060】

具体的に、制御装置２０は、例えば、熱交換器５から消化槽６に対する汚泥の温度をより低下させる必要があると判定した場合、消化槽６から熱交換器５に対する消化汚泥の供給量を増加させるとともに、消化槽６から熱交換器５を迂回して脱水装置７に対して供給される消化汚泥の供給量を減少させる制御を行う。また、制御装置２０は、例えば、熱交換器５から消化槽６に対する汚泥の温度をより上昇させる必要があると判定した場合、消化槽６から熱交換器５に対する消化汚泥の供給量を減少させるとともに、消化槽６から熱交換器５を迂回して脱水装置７に対して供給される消化汚泥の供給量を増加させる制御を行う。

【0061】

これにより、制御装置２０は、例えば、希釈装置４から熱交換器５に供給される汚泥の温度によらず、熱交換器５から消化槽６に対する汚泥の温度が消化槽６における消化に適した温度になるように制御を行うことが可能になる。

【0062】

なお、制御装置２０は、例えば、配管Ｌ１を流れる汚泥や配管Ｌ２を流れる消化汚泥の固形物濃度を制御するものであってもよい。

【0063】

具体的に、制御装置２０は、例えば、配管Ｌ１を流れる汚泥の固形物濃度が閾値を上回った場合、脱水装置７から排出された脱水ろ液等を供給することによって、配管Ｌ１を流れる汚泥の固形物濃度を所定の値まで低下させる制御を行うものであってもよい。同様に、制御装置２０は、例えば、配管Ｌ２を流れる消化汚泥の固形物濃度が閾値を上回った場合、脱水装置７から排出された脱水ろ液等を供給することによって、配管Ｌ２を流れる消化汚泥の固形物濃度を所定の値まで低下させる制御を行うものであってもよい。

【0064】

これにより、制御装置２０は、例えば、脱水装置２等において不具合が発生した場合であっても、配管Ｌ１を流れる汚泥や配管Ｌ２を流れる消化汚泥における固形物濃度の上昇を抑制することが可能になる。そのため、制御装置２０は、例えば、脱水装置２等において不具合が発生した場合であっても、熱交換器５内における閉塞の発生を防止することが可能になり、熱交換器５から消化槽６や脱水装置７に対する汚泥の供給を継続させることが可能になる。

【0065】

［第１の実施の形態における処理方法］
次に、第１の実施の形態における処理方法について説明を行う。図９は、第１の実施の形態における処理方法について説明するフローチャート図である。

【0066】

濃縮装置１は、例えば、最初沈殿池等の前段設備から供給された汚泥を濃縮する（図９のステップＳ１１）。

【0067】

そして、脱水装置２は、例えば、ステップＳ１１において濃縮された汚泥を脱水する（図９のステップＳ１２）。

【0068】

続いて、可溶化装置３は、例えば、ステップＳ１２において脱水された汚泥の可溶化を行う（図９のステップＳ１３）。

【0069】

具体的に、可溶化装置３は、例えば、発電装置８から供給された蒸気を用いることにより、ステップＳ２において脱水された汚泥を可溶化するとともに昇温させる。

【0070】

その後、希釈装置４は、例えば、ステップＳ１３において可溶化が行われた汚泥を希釈する（図９のステップＳ１４）。

【0071】

そして、熱交換器５は、例えば、ステップＳ１４において希釈された汚泥を、後述するステップＳ１６において消化された消化汚泥との熱交換によって冷却する（図９のステップＳ１５）。

【0072】

続いて、消化槽６は、例えば、ステップＳ１５において冷却された汚泥を消化する（図９のステップＳ１６）。

【0073】

その後、熱交換器５は、例えば、ステップＳ１６において消化された消化汚泥を、ステップＳ１４において希釈された汚泥によって昇温する（図９のステップＳ１７）。

【0074】

すなわち、ステップＳ１５とステップＳ１７のそれぞれは、例えば、熱交換器５において同時に行われる処理である。

【0075】

そして、脱水装置７は、例えば、ステップＳ１７において昇温された消化汚泥を脱水する（図９のステップＳ１８）。

【0076】

このように、本実施の形態における処理システム１００は、例えば、熱交換器５に対する汚泥の供給と、熱交換器５に対する消化汚泥の供給とのうちの少なくともいずれかを制御する制御装置２０を有する。

【0077】

また、本実施の形態における処理システム１００は、例えば、熱交換器５によって昇温された消化汚泥を脱水する脱水装置７を備える。

【0078】

また、本実施の形態における処理システム１００は、例えば、熱交換器５に供給される前の汚泥を昇温する処理装置１０を備える。

【0079】

具体的に、処理装置１０は、例えば、熱交換器５に供給される前の汚泥を可溶化する可溶化装置３を有する。また、処理装置１０は、例えば、可溶化装置３に供給される前の汚泥を脱水する脱水装置２を有する。

【0080】

さらに、消化槽６は、例えば、処理装置１０によって昇温された後の汚泥に含まれる有機性成分を消化する。また、本実施の形態における処理システム１００は、例えば、消化槽６における有機性成分の消化によって発生した消化ガスを燃焼させて生じる熱エネルギーによって発電する発電装置８を備える。そして、処理装置１０は、例えば、発電装置８から排出される流体が有する熱エネルギーによって汚泥を昇温する。

【0081】

これにより、本実施の形態における処理システム１００は、例えば、熱交換器５から消化槽６に供給される汚泥の温度を消化に適する温度に冷却させることが可能になるとともに、希釈装置４から熱交換器５に供給される汚泥が保有する熱エネルギーによって消化汚泥を昇温させることが可能になる。そのため、処理システム１００は、例えば、電力等の外部エネルギーの消費量を抑制しながら、脱水装置７によって脱水された消化汚泥の含水率を低下させることが可能になり、脱水装置７において脱水された後の消化汚泥の減容化を行うことが可能になる。

【0082】

なお、熱交換器５は、例えば、脱水装置７に取り付けられるものであってもよい。具体的に、熱交換器５は、例えば、希釈装置４から供給された汚泥（可溶化装置３において昇温された汚泥）を内部に供給することによって、脱水装置７内の消化汚泥を昇温するジャケットであってもよい。

【0083】

［第１の実施の形態における処理システム１００の変形例（１）］
次に、第１の実施の形態における処理システム１００の変形例（以下、第１変形例とも呼ぶ）について説明を行う。図１０は、第１変形例の構成について説明する図である。

【0084】

本変形例における発電装置８は、例えば、発電に伴って発生した蒸気を可溶化装置３に供給するとともに、発電に伴って発生した温水を希釈装置４に供給する。そして、希釈装置４は、例えば、発電装置８から供給された温水を希釈水の少なくとも一部として用いることによって、可溶化装置３から供給された汚泥を希釈する。

【0085】

すなわち、例えば、発電装置８がガスエンジン等である場合、発電装置８は、蒸気に加えて温水を排出する。そのため、希釈装置４は、例えば、発電装置８から供給された温水を希釈液として用いることにより、常温の水を希釈液として用いた場合と比較して、可溶化装置３から供給された汚泥の温度低下を抑制しながら希釈を行うことが可能になる。

【0086】

これにより、本変形例における処理システム１００は、例えば、熱交換器５において回収可能な熱エネルギーを増加させることが可能になり、脱水装置７に供給される消化汚泥をより加温することが可能になる。そのため、処理システム１００は、例えば、脱水装置７における汚泥の脱水性をより向上させることが可能になる。

【0087】

［第１の実施の形態における処理システム１００の変形例（２）］
次に、第１の実施の形態における処理システム１００の変形例（以下、第２変形例とも呼ぶ）について説明を行う。図１１は、第２変形例の構成について説明する図である。

【0088】

本変形例における希釈装置４は、例えば、脱水装置７において脱水された脱水ろ液のうちの少なくとも一部を希釈水として用いることにより、可溶化装置３から供給された汚泥を希釈する。

【0089】

すなわち、脱水装置７において脱水された脱水ろ液は、例えば、熱交換器５によって加温された消化汚泥から脱水された脱水ろ液である。そのため、希釈装置４は、例えば、脱水装置７において脱水された脱水ろ液を希釈液として用いることにより、常温の水を希釈液として用いた場合と比較して、可溶化装置３から供給された汚泥の温度低下を抑制しながら希釈を行うことが可能になる。

【0090】

これにより、本変形例における処理システム１００は、図１０で説明した場合と同様に、例えば、熱交換器５において回収可能な熱エネルギーを増加させることが可能になり、脱水装置７に供給される消化汚泥をより加温することが可能になる。そのため、処理システム１００は、例えば、脱水装置７における汚泥の脱水性をより向上させることが可能になる。

【0091】

また、本変形例における処理システム１００は、この場合、例えば、脱水装置７から排出された脱水ろ液の少なくとも一部を希釈装置４に供給することで、最初沈殿池等に返送される脱水ろ液の量を抑制することが可能になる。そのため、処理システム１００は、例えば、脱水ろ液の返送先である水処理システム（水処理システムに含まれる最初沈殿池や反応槽や最終沈殿池等）における処理負担を低減させることが可能になる。

【0092】

［第１の実施の形態における処理システム１００の変形例（３）］
次に、第１の実施の形態における処理システム１００の変形例（以下、第３変形例とも呼ぶ）について説明を行う。図１２は、第３変形例の構成について説明する図である。

【0093】

本変形例における発電装置８は、例えば、発電に伴って発生した蒸気を可溶化装置３に供給するとともに、発電に伴って発生した温水を脱水装置７に供給する。そして、脱水装置７の熱交換器（図示せず）は、例えば、発電装置８から供給された温水と熱交換を行うことによって、脱水装置７内の消化汚泥（消化槽６から供給された消化汚泥）を昇温する。脱水装置７の熱交換器は、例えば、脱水装置７に取り付けられたジャケットであってよい。その後、脱水装置７の熱交換器は、例えば、脱水装置７内の消化汚泥と熱交換を行った後の温水を外部に排出する。

【0094】

すなわち、脱水装置７の熱交換器は、例えば、発電装置８から供給された温水を熱媒として熱交換を行うことにより、脱水装置７内の消化汚泥を直接昇温させる。

【0095】

これにより、本変形例における処理システム１００は、例えば、脱水装置７の熱交換器に対して供給される熱媒（温水）の量を調整することで、脱水装置７内の消化汚泥の温度を精度良く調整することが可能になる。

【0096】

また、本変形例における処理システム１０は、例えば、発電装置８から供給された温水によって脱水装置７内の消化汚泥を直接昇温させることで、脱水装置７における消化汚泥の脱水をより高温の状態で行うことが可能になり、消化汚泥の脱水性をより向上させることが可能になる。

【0097】

なお、本実施の形態における処理システム１００では、例えば、第１変形例、第２変形例及び第３変形例のそれぞれを適宜組み合わせるものであってもよい。

【符号の説明】

【0098】

１：濃縮装置 ２：脱水装置
３：可溶化装置 ４：希釈装置
５：熱交換器 ６：消化槽
７：脱水装置 ８：発電装置
１０：処理装置 ２０：制御装置
１００：処理システム ２０１：ＣＰＵ
２０２：メモリ ２０３：通信装置
２０４：記憶媒体 ２０５：バス
２１０：プログラム ２３０：情報格納領域

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】