特許 7671565 汚泥処理装置、汚泥処理システム及び汚泥処理方法

(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】

(24)【登録日】2025-04-23

(45)【発行日】2025-05-02

(54)【発明の名称】汚泥処理装置、汚泥処理システム及び汚泥処理方法

(51)【国際特許分類】

   C02F 11/147 20190101AFI20250424BHJP

   B09B 3/35 20220101ALI20250424BHJP

   C02F 11/121 20190101ALI20250424BHJP

【ＦＩ】

C02F11/147

B09B3/35

C02F11/121

C02F11/147 ZAB

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2019062831

(22)【出願日】2019-03-28

(65)【公開番号】P2020157277

(43)【公開日】2020-10-01

【審査請求日】2022-02-16

【審判番号】

【審判請求日】2023-08-30

(73)【特許権者】

【識別番号】507036050

【氏名又は名称】住友重機械エンバイロメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002826

【氏名又は名称】弁理士法人雄渾

(72)【発明者】

【氏名】野口 真人

【合議体】

【審判長】原 賢一

【審判官】深草 祐一

【審判官】金 公彦

(56)【参考文献】

【文献】特開平０５－１０５５６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－２３２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－９９０７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－１６９２７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－２７５７０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２００５８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１１５７４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－２３３５１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－２３３５１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１１９２７５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

C02F 11/00-11/20

B09B 1/00-5/00

B09C 1/00-1/10

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

汚泥と木質チップを混合した混合物を生成する混合部と、
前記混合部で生成した混合物を破砕する破砕部と、
前記破砕部で破砕された混合物を凝集する凝集部と、を備え、
前記木質チップは、前記破砕部により破砕され、
前記破砕部の破砕刃の目幅は、１０ｍｍより小さく、
前記凝集部で凝集された混合物は、凝集後に脱水されることを特徴とする、汚泥処理装置と、
前記凝集部から供給される混合物を脱水する脱水機と、を備えることを特徴とする、汚泥処理システム。

【請求項2】

前記破砕部の破砕刃の目幅は、５ｍｍ以下であることを特徴とする、請求項１に記載の汚泥処理システム。

【請求項3】

前記破砕部で破砕した混合物を前記混合部に返送する返送ラインを設けることを特徴とする、請求項１又は２に記載の汚泥処理システム。

【請求項4】

汚泥と木質チップを混合した混合物を生成する混合ステップと、
前記混合ステップで生成した混合物を破砕部で破砕する破砕ステップと、
前記破砕ステップで破砕した混合物を凝集する凝集ステップと、
前記凝集ステップで凝集した混合物を脱水する脱水ステップと、を備え、
前記木質チップは、前記破砕ステップにより破砕され、
前記破砕部の破砕刃の目幅は、１０ｍｍより小さいことを特徴とする、汚泥処理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、汚泥処理装置、汚泥処理システム及び汚泥処理方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

一般に、排水処理等に伴って発生する汚泥は、脱水機により脱水を行い、脱水汚泥として産業廃棄物や堆肥原料として処理するか、バイオマス燃料として焼却設備による焼却処理することが知られている。いずれの場合においても、脱水汚泥の処理効率や利用価値を鑑みて、脱水汚泥の含水率をできるだけ下げることが求められている。

【0003】

例えば、特許文献１には、汚泥の乾燥処理方法として、木屑を含む木質バイオマスや石炭からなる固形細粒体を予混合機により汚泥に分散させた後、乾燥機に投入して汚泥を乾燥処理することが記載されている。また、特許文献１には、粉砕機により固形体を粉砕して細粒化したものを固形細粒体とし、その後汚泥と混合することが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００９－２５４９２１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載されるように、あらかじめ細粒化した木質バイオマスなどの固形体（固形細粒体）と汚泥を混合し、固形細粒体を脱水助剤として用いる場合、固形体を粉砕する際の粉塵の発生により、作業環境が著しく悪化するという問題がある。また、細粒化した固形体は汚泥に対して浮上しやすいため、固形細粒体と汚泥を均一に混合する（分散させる）ためには、予混合機における混合時間や混合に係る動力を余計に必要とするという問題がある。
一方、木質バイオマスからなる固形体を破砕することなく、単に汚泥と混合しただけでは、固形体の吸水率が低く、かつ吸収した水分が脱水時に除去されにくいため、結果として脱水汚泥の含水率が下がらないという問題がある。

【0006】

本発明の課題は、脱水汚泥の含水率を安定して低減するとともに、汚泥処理の省エネルギー化を図ることができる汚泥処理装置、汚泥処理システム及び汚泥処理方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明者は、上記の課題について鋭意検討した結果、汚泥処理において、木質チップと汚泥を混合し、その後破砕処理を行うことで、脱水汚泥の含水率を低減させ、かつ省エネルギー化が可能となることを見出して、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、以下の汚泥処理装置、汚泥処理システム及び汚泥処理方法である。

【0008】

上記課題を解決するための本発明の汚泥処理装置は、汚泥と木質チップを混合した混合物を生成する混合部と、混合部で生成した混合物を破砕する破砕部とを備えるという特徴を有する。
本発明の汚泥処理装置は、汚泥と木質チップを先に混合し、湿式状態で破砕することで、粉塵の発生を抑制するとともに、汚泥と木質チップの混合効率の低下を抑制することが可能となる。これにより、細粒化した木質チップの汚泥内への分散において、装置の省エネルギー化を図ることができるとともに、木質チップを脱水剤あるいは脱水助剤として効果的に機能させることが可能となる。

【0009】

また、本発明の汚泥処理装置の一実施態様としては、破砕部の破砕刃の目幅は、１０ｍｍより小さいという特徴を有する。
この特徴によれば、汚泥内に分散する木質チップを、脱水剤あるいは脱水助剤として効果的に機能するサイズにまで十分に破砕することができる。また、その結果、脱水汚泥の脱水率を効果的に減少させることが可能となる。

【0010】

また、本発明の汚泥処理装置の一実施態様としては、破砕部で破砕した混合物を混合部に返送する返送ラインを設けるという特徴を有する。
この特徴によれば、混合物に対して破砕と混合を繰り返すことができ、混合物中の木質チップを十分に破砕することが可能となる。

【0011】

また、上記課題を解決するための本発明の汚泥処理システムとしては、上述したいずれかの汚泥処理装置と、凝集槽と、脱水機とを備えるという特徴を有する。
本発明の汚泥処理システムは、汚泥処理装置から排出される混合物中の木質チップが細粒化して汚泥中に斑なく分散するため、凝集及び脱水時において、木質チップが脱水剤あるいは脱水助剤として効果的に機能する。これにより、脱水汚泥の含水率を安定して効果的に低減させることが可能となる。

【0012】

また、上記課題を解決するための本発明の汚泥処理方法としては、汚泥と木質チップを混合した混合物を生成する混合ステップと、混合ステップで生成した混合物を破砕する破砕ステップとを備えるという特徴を有する。
本発明の汚泥処理方法は、汚泥と木質チップを先に混合し、湿式状態で破砕することで、粉塵の発生を抑制するとともに、汚泥と木質チップの混合効率の低下を抑制することが可能となる。これにより、細粒化した木質チップの汚泥内への分散を容易とし、混合時の省エネルギー化を図ることができるとともに、木質チップを脱水剤あるいは脱水助剤として効果的に機能させることが可能となる。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、脱水汚泥の含水率を安定して低減するとともに、汚泥処理の省エネルギー化を図ることができる汚泥処理装置、汚泥処理システム及び汚泥処理方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の第１の実施態様における汚泥処理装置の概略説明図である。

【図2】本発明の第１の実施態様における汚泥処理装置の別の態様を示す概略説明図である。

【図3】本発明の第１の実施態様における汚泥処理システムの概略説明図である。

【図4】本発明の第１の実施態様に係る実施例及び比較例の汚泥処理装置を備えた汚泥処理システムによる汚泥処理で得られる脱水汚泥の含水率と破砕刃の目幅の関係を示すグラフである。

【図5】本発明の第２の実施態様における汚泥処理装置の概略説明図である。

【図6】本発明の第２の実施態様における汚泥処理装置の別態様を示す概略説明図である。

【図7】本発明の第２の実施態様における汚泥処理装置の別態様を示す概略説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

本発明の汚泥処理装置、汚泥処理システム及び汚泥処理方法は、汚泥処理において利用されるものである。

【0016】

本発明の処理対象である汚泥とは、液体中に粒子状の固体が分散した分散液又は泥状物であればどのようなものであってもよい。例えば、下水処理場や排水処理場等で発生した初沈汚泥、余剰汚泥や凝集汚泥などの種々の汚泥、製紙工場の製紙スラッジ、食品工場やメッキ工場等の工場廃水、顔料廃水等が挙げられる。

【0017】

以下、図面を参照しつつ本発明に係る汚泥処理装置、汚泥処理システム及び汚泥処理方法の実施態様を詳細に説明する。本発明における汚泥処理方法は、本発明における汚泥処理装置及び汚泥処理システムの構成及び作動の説明に置き換えるものとする。
なお、実施態様に記載する汚泥処理装置、汚泥処理システム及び汚泥処理方法については、本発明に係る汚泥処理装置、汚泥処理システム及び汚泥処理方法を説明するために例示したにすぎず、これに限定されるものではない。

【0018】

〔第１の実施態様〕
（汚泥処理装置）
本発明の汚泥処理装置は、処理対象である汚泥の脱水効率を高めるための前処理を行う装置である。

【0019】

図１は、本発明の第１の実施態様における汚泥処理装置を示す概略説明図である。
本実施態様に係る汚泥処理装置１ａは、図１に示すように、汚泥Ｓと木質チップＣを混合し、混合物Ｍを生成する混合部２と、混合物Ｍを破砕する破砕部３を備えるものである。また、汚泥処理装置１ａは、汚泥Ｓを混合部２に供給するラインＬ１と、木質チップＣを混合部２に供給するラインＬ２と、混合部２で生成した混合物Ｍを破砕部３に供給するラインＬ３と、破砕部３で破砕された混合物Ｍ１を排出するラインＬ４を備えている。

【0020】

混合部２は、汚泥Ｓと木質チップＣを混合し、混合物Ｍを生成する混合ステップを行うためのものである。

【0021】

汚泥Ｓと混合する木質チップＣは、木材を切削あるいは破砕によって小片化したものであれば特に限定されない。例えば、間伐材、建築廃材や製材端材等の廃棄物からなるものや、パルプ製品の原料又はパルプ製品の製造過程で生成する木材の細片からなるものなどが挙げられる。

【0022】

木質チップＣの原料やサイズは、一般に木質チップとして流通する規格のものを用いることができる。
木質チップＣとしては、例えば、主として１０ｍｍ以上のサイズを有する木質チップを用いることが好ましい。これにより、木質チップＣの搬送、混合過程において、粉塵が発生することを抑制し、作業環境の悪化を抑制することが可能となる。また、汚泥Ｓに対して木質チップＣを混合した際に、木質チップＣが浮上することなく、略均一に分散した混合物Ｍを得ることが可能となる。
また、木質チップＣとしては、例えば、木質バイオマスエネルギー利用推進協議会による燃料用木質チップの品質規格（平成２６年１１月１３日制定）に該当するものを用いることなどが挙げられる。このとき、木質チップＣのサイズの一例としては、チップ重量の８０％以上が４～２６ｍｍであるもの（寸法区分Ｐ２６）や、チップ重量の８０％以上が８～３２ｍｍであるもの（寸法区分Ｐ３２）などが挙げられる。

【0023】

混合部２においては、木質チップＣを事前に破砕処理することなく、汚泥Ｓと木質チップＣを混合し、混合物Ｍを生成することができるものであれば特に限定されない。例えば、混合槽内に導入した汚泥Ｓと木質チップＣを混合槽内の撹拌機構により撹拌するものや、混合槽自体を回転させて混合するものなどが挙げられる。また、撹拌機構の一例としては、回転軸を有する撹拌羽根やスクリューの回転によるものや、２組のスクリューを設け、それぞれのスクリューが逆回転となるように回転させて混錬するものなどが挙げられる。
なお、混合部２で汚泥Ｓと木質チップＣを混合する過程において、一部の木質チップＣが破砕されてもよい。ただし、混合部２における木質チップＣの破砕については、斑ができやすいため、混合部２において積極的に木質チップＣを破砕する必要はない。

【0024】

破砕部３は、混合部２で生成した混合物Ｍを破砕する破砕ステップを行うためのものである。

【0025】

破砕部３は、混合物Ｍを破砕することができるものであれば特に限定されない。特に、混合物Ｍ中の木質チップＣを破砕することができるものであればよい。
破砕部３により破砕された混合物Ｍ１中には、細粒化した木質チップＣが汚泥Ｓに対して十分に分散した状態で含まれることになる。これにより、木質チップＣは、汚泥Ｓ中の水分を吸収する吸水効率が高まるとともに、吸収した水分を除去することも容易となる。

【0026】

破砕部３としては、例えば、図１に示すように、混合部２の後段に設けられた破砕ポンプ３１からなるものが挙げられる。

【0027】

破砕ポンプ３１は、破砕対象物を破砕する破砕手段と、破砕対象物を移送する移送手段を備えるものである。
本実施態様の破砕ポンプ３１は、湿式で破砕対象物（本実施態様における混合物Ｍ）を破砕すること及び破砕部３の後段（例えば、凝集槽４や脱水機５等）に破砕対象物をポンプ圧送することができるものであればよく、詳細な構造については特に限定されない。

【0028】

破砕ポンプ３１内の破砕手段としては、例えば、回転する破砕刃や固定した破砕刃、あるいはその両方を備えるものなどが挙げられる。また、破砕ポンプ３１内の移送手段としては、例えば、遠心ポンプや容積式ポンプなどが挙げられる。
また、破砕ポンプ３１内における破砕手段と移送手段の位置関係は特に限定されない。例えば、破砕手段を移送手段の下流側に設けた場合、移送手段によって破砕対象物を強制的に破砕手段側に供給することができる。これにより、本実施態様の混合物Ｍのように、固形物と液体の混合物からなる破砕対象物を安定して移送できるとともに、固形物を効率よく破砕することが可能となる。一方、破砕手段を移送手段の上流側に設けた場合、破砕された破砕対象物（本実施態様における混合物Ｍ１）を、破砕部３の後段（例えば、凝集槽４や脱水機５等）に対してより大きな圧力で効率的に圧送することが可能となる。

【0029】

破砕部３として、破砕ポンプ３１を用いることで、混合物Ｍの破砕と、破砕された混合物Ｍ１の圧送を１つの装置で行うことができる。これにより、汚泥処理装置１ａの省スペース化及び省エネルギー化が可能となる。

【0030】

なお、破砕部３は、破砕ポンプ３１のように１つの装置からなるものに限定されない。
図２は、本実施態様の破砕部における別の態様を示すものである。
破砕部３の他の態様としては、図２に示すように、破砕機３２と湿式の移送ポンプ３３を別々に備えるものが挙げられる。なお、破砕機３２及び移送ポンプ３３の構造は特に限定されず、それぞれ公知の構造からなるものを用いることができる。図２に示すように、破砕部３において混合物Ｍの破砕と移送を別構成とすることにより、混合物Ｍの破砕効率を高めることができるとともに、異常時の原因箇所の特定及び対応が容易となる。

【0031】

破砕部３における破砕手段は特に限定されない。例えば、破砕刃などによる剪断、ハンマーなどによる衝撃、あるいは剪断と衝撃の両方を用いるものとしてもよい。
なお、本実施態様の破砕対象である混合物Ｍは、既に小片化した木質チップＣを含むものであるため、破砕部３においては、破砕刃を有するスリットの間を混合物Ｍが通過することによる破砕を行うことが好ましい。これにより、混合物Ｍの破砕効率を高い状態で維持することが可能となる。
また、このとき、破砕刃を有するスリットの長さ（目幅）については特に限定されないが、後述する実施例の結果から１０ｍｍより小さくすることが好ましい。これにより、破砕された混合物Ｍ１を凝集、脱水して得られる脱水汚泥Ｓ１の含水率を効果的に低下させることが可能となる。

【0032】

本実施態様の汚泥処理装置１ａは、木質チップＣを先に汚泥Ｓと混合し、その後湿式状態で破砕するものである。これにより、粉塵の発生が起こらず、かつ汚泥Ｓと木質チップＣの混合効率の低下を抑制することが可能となる。また、本実施態様の汚泥処理装置１ａにより、細粒化した木質チップＣを汚泥Ｓに容易に斑なく分散させることが可能となり、汚泥処理装置１ａの省エネルギー化を図ることができるとともに、木質チップＣを脱水剤あるいは脱水助剤として効果的に機能させることが可能となる。

【0033】

（汚泥処理システム）
本発明の汚泥処理システムは、上記した汚泥処理装置を用い、含水率の少ない脱水汚泥を得るための処理システムである。

【0034】

図３は、本実施態様の汚泥処理システムの概略説明図である。
本実施態様の汚泥処理システム１０は、図３に示すように、上述した汚泥処理装置１ａと、凝集槽４と、脱水機５とを備えている。また、汚泥処理システム１０には、汚泥処理装置１ａから排出される破砕された混合物Ｍ１を凝集槽４に供給するラインＬ４と、凝集槽４から排出される凝集混合物Ｍ２を脱水機５に供給するラインＬ５と、脱水機５により脱水された脱水汚泥Ｓ１を系外に排出するラインＬ６、脱水した分離液を排出するラインＬ７を設けている。

【0035】

凝集槽４は、汚泥処理装置１ａの破砕部３から供給される破砕された混合物Ｍ１を凝集させるためのものである。また、図３に示すように、凝集槽４には、凝集剤を添加する凝集剤添加部４１を設けている。

【0036】

凝集槽４としては、破砕された混合物Ｍ１を凝集剤と混合し、脱水機５に送れるものであればよく、詳細な構造については特に限定されない。例えば、図３に示すように、円筒体の槽本体４２及び円形の平板からなる底部４３を備え、また、凝集した混合物Ｍ１を凝集混合物Ｍ２として排出する排出口４４を備えるものとすることが挙げられる。このとき、排出口４４から排出された凝集混合物Ｍ２は、ラインＬ５を介して脱水機５に供給される。なお、槽本体４２及び底部４３の形状は、これに限定されるものではなく、例えば、槽本体４２を直方体とし、底部４３は円錐体とするものなどが挙げられる。

【0037】

また、凝集剤添加部４１から添加される凝集剤については、汚泥Ｓ中の粒子を凝集するものであれば、無機凝集剤、高分子凝集剤のいずれでもよく、特に制限されない。
無機凝集剤としては、例えば、ポリ硫酸第二鉄、塩化第二鉄、ポリシリカ鉄、硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム等が挙げられる。
また、高分子凝集剤としては、例えば、ポリアミノアルキルメタクリレート、ポリエチレンイミン、ハロゲン化ポリジアリルアンモニウム、キトサン、尿素－ホルマリン樹脂等のカチオン性高分子凝集剤、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリアクリルアミド部分加水分解物、部分スルホメチル化ポリアクリルアミド、ポリ（２－アクリルアミド）－２－メチルプロパン硫酸塩等のアニオン性高分子凝集剤、ポリアクリルアミド、ポリエチレンオキシド等のノニオン性高分子凝集剤、アクリルアミドとアミノアルキルメタクリレートとアクリル酸ナトリウムの共重合体等の両性高分子凝集剤が挙げられる。
なお、本実施態様における凝集剤は、単独で用いるものであってもよく、複数種を併用して用いるものであってもよい。また、無機凝集剤と高分子凝集剤を併用してもよい。複数種の凝集剤を併用する場合、凝集剤を混合して用いるものであってもよく、それぞれ別々に添加するものであってもよい。

【0038】

脱水機５は、凝集槽４から供給される凝集混合物Ｍ２を脱水するためのものである。
脱水機５としては、凝集混合物Ｍ２を脱水して、脱水汚泥Ｓ１とすることができるものであれば特に限定されない。例えば、スクリュープレス型脱水機、遠心脱水機、フィルタープレス、ベルトプレス、多重円板型脱水機などが挙げられる。
また、脱水機５で脱水された脱水汚泥Ｓ１は、ラインＬ６を介して系外に排出される。なお、系外に排出された脱水汚泥Ｓ１は、焼却、埋め立てなどの処理を行ってもよく、堆肥や燃料などに再利用するものとしてもよい。

【0039】

本実施態様の汚泥処理システム１０は、汚泥処理装置１ａから排出される混合物Ｍ１に対して凝集及び脱水処理を行い、脱水汚泥Ｓ１を得るものである。汚泥処理装置１ａから排出される混合物Ｍ１は、木質チップＣが細粒化して汚泥Ｓ中に斑なく分散するため、凝集及び脱水時において、木質チップＣが脱水剤あるいは脱水助剤として効果的に機能する。これにより、脱水汚泥Ｓ１の含水率を安定して効果的に低減させることが可能となる。

【実施例】

【0040】

以下、実施例及び比較例に基づき、本発明の汚泥処理装置及び汚泥処理システムについて説明する。なお、本実施例は本発明を限定するものではない。

【0041】

実施例及び比較例の汚泥処理装置及び汚泥処理システムを用いて、汚泥Ｓの処理を行った。実施例の汚泥処理装置及び汚泥処理システムは、上述した汚泥処理装置１ａ及び汚泥処理システム１０に基づくものである。なお、比較例の汚泥処理装置及び汚泥処理システムは、実施例の汚泥処理装置及び汚泥処理システムから、破砕部３を除いたものである。

【0042】

実施例及び比較例の汚泥処理装置及び汚泥処理システムにおいて、混合部２、凝集部４及び脱水機５は同一構造のものを用いた。なお、混合部２で混合する木質チップＣは、２０ｍｍ片のものを用いた。また、凝集部４で添加する凝集剤は、両性高分子凝集剤とカチオン性高分子凝集剤を用いた。また、脱水機５は、スクリュープレス型脱水機を用いた。

【0043】

実施例の破砕部３としては、破砕ポンプ３１を用いた。このとき、破砕ポンプ３１の破砕手段である破砕刃の目幅を０．５ｍｍから１０ｍｍの間で変更し、それぞれについて汚泥Ｓの処理を行った。

【0044】

実施例の汚泥処理システムから排出された脱水汚泥Ｓ１と、比較例の汚泥処理システムから排出された脱水汚泥ＳＣについて、それぞれ含水率を測定した。なお、含水率の測定方法については、次に記載の方法によるものとした。まず、ＪＩＳ Ｋ０１０２に基づき、試料（脱水汚泥Ｓ１又は脱水汚泥ＳＣ）中の固形物重量（＝残留物の入った蒸発皿の質量－蒸発皿の質量）を求める。次に、求めた固形物重量を試料の重量で除したものを試料の固形物比率として算出する。そして、１から算出した固形物比率を引いた値（＝１－固形物比率）に１００を乗じたものを含水率として算出した。
結果を図４のグラフに示す。なお、図４のグラフは、横軸が破砕刃の目幅を示し、縦軸が脱水汚泥Ｓ１及び脱水汚泥ＳＣの含水率を示すものである。

【0045】

図４を見ると、破砕刃の目幅が１０ｍｍよりも小さくなることで、脱水汚泥Ｓ１の含水率が脱水汚泥ＳＣの含水率（４８％）よりも低下することがわかる。特に、破砕刃の目幅が１ｍｍ以下となることで、脱水汚泥Ｓ１の含水率を４５％にまで低下させることが可能となる。

【0046】

脱水汚泥Ｓ１の含水率は、脱水汚泥Ｓ１を焼却処理する際、あるいは燃料として再利用する際の脱水汚泥Ｓ１の発熱量に大きく関わっている。そのため、脱水汚泥Ｓ１の含水率を低下させることにより、脱水汚泥Ｓ１の発熱量を増大させて、脱水汚泥Ｓ１の焼却処理における自燃運転の安定化及び省エネルギー化や、脱水汚泥Ｓ１を再利用した燃料の高効率化が可能となる。

【0047】

以上のように、本実施態様における汚泥処理装置及び汚泥処理システムにより、汚泥処理において、脱水汚泥の含水率を安定して低減するとともに、汚泥処理自体の省エネルギー化を図ることが可能となる。また、得られた脱水汚泥の焼却処理における省エネルギー化や脱水汚泥の再利用に係る高効率化も可能とするものである。

【0048】

〔第２の実施態様〕
図５は、本発明の第２の実施態様における汚泥処理装置１ｂを示す概略説明図である。また、図６は本発明の第２の実施態様における汚泥処理装置１ｂの別の態様を示す概略説明図である。
第２の実施態様に係る汚泥処理装置１ｂは、図５及び図６に示すように、第１の実施態様に係る汚泥処理装置１ａの破砕部３で破砕した混合物Ｍ１を混合部２に返送する返送ライン６を設けるものである。
なお、第１の実施態様の構成と同じものについては、説明を省略する。

【0049】

返送ライン６は、破砕部３で破砕した混合物Ｍ１を再度混合部２に返送するものである。これにより、混合物Ｍに対して破砕と混合を繰り返すことができ、混合物Ｍ中の木質チップＣの破砕効率を上げることが可能となる。また、木質チップＣの破砕効率が上がることで、脱水汚泥Ｓ１の含水率を低下させることが可能となる。

【0050】

返送ライン６は、破砕部３で破砕された混合物Ｍ１が混合部２に返送されるものであればよく、詳細な構造については特に限定されない。
例えば、図５に示すように、破砕部３が破砕ポンプ３１からなる場合においては、破砕ポンプ３１から排出された破砕された混合物Ｍ１を凝集槽４に供給するラインＬ４上に設けた分岐ラインを返送ライン６とするものが挙げられる。なお、分岐ラインにより返送する混合物Ｍ１の量は、処理条件等に関わらず一定とするものであってもよく、処理条件や混合物Ｍ１の性質などから制御するものであってもよい。例えば、返送ライン６の上流側に混合物Ｍ１の含水量や流動性（粘性）などを測定する測定部を設け、測定部の測定結果に基づき、返送ライン６により返送する混合物Ｍ１の量を制御することなどが挙げられる。これにより、混合物Ｍ１中の木質チップＣが十分に細粒化したものを、凝集及び脱水処理に供することが可能となる

【0051】

。
また、図６は、破砕部３が破砕機３２と移送ポンプ３３からなる場合における返送ライン６の他の実施態様を示している。
図６に示すように、上流側から破砕機３２、移送ポンプ３３の順で直列に配置し、移送ポンプ３３側から排出される混合物Ｍ１の一部を混合部２に返送するラインを返送ライン６とするものが挙げられる。このとき、返送される混合物Ｍ１の量を制御する手段としては、上述した測定部の測定結果に基づき制御するものとしてもよい。また、他の制御手段としては、破砕機３２と移送ポンプ３３の間にメッシュ（篩）やスリットのように混合物Ｍ１に含まれる固形分のサイズに基づく分離を行う分離部を設け、分離部を通過したものを移送ポンプ３３により後段に移送し、それ以外を返送ライン６により返送することなどが挙げられる。

【0052】

また、図７は、破砕部３が破砕ポンプ３１と移送ポンプ３３からなる場合における返送ライン６の他の実施例を示している。
図７に示すように、破砕ポンプ機３１と移送ポンプ３３を並列に配置し、混合部２から排出される混合物Ｍのうち、一部を破砕ポンプ３１に導入し、破砕ポンプ機３１から排出される混合物Ｍ１の全量を混合部２に返送するラインを返送ライン６とすることが挙げられる。このとき、破砕ポンプ機３１に導入する混合物Ｍの量は、一定量とするものであってもよく、処理条件や混合物Ｍの性質などに基づき制御するものであってもよい。破砕ポンプ３１に導入する混合物Ｍの量を制御する手段としては、例えば、移送ポンプ３３の前段に上述した分離部を設け、分離部を通過できなかったものを破砕ポンプ３１に導入することなどが挙げられる。

【0053】

本実施態様の汚泥処理装置１ｂは、第１の実施態様における汚泥処理システム１０の汚泥処理装置として用いることができる。これにより、木質チップＣの細粒化が十分に進行した混合物Ｍ１を凝集槽４及び脱水機５に供給することができ、脱水汚泥Ｓ１の含水率を安定して低下させることが可能となる。

【0054】

本実施態様により、汚泥と木質チップの混合物に対して破砕と混合を繰り返すことができ、混合物中の木質チップの破砕効率を上げることが可能となる。また、木質チップの破砕効率が上がることで、脱水汚泥の含水率を安定して低下させることが可能となる。

【0055】

なお、上述した実施態様は汚泥処理装置、汚泥処理システム及び汚泥処理方法の一例を示すものである。本発明に係る汚泥処理装置、汚泥処理システム及び汚泥処理方法は、上述した実施態様に限られるものではなく、請求項に記載した要旨を変更しない範囲で、上述した実施態様に係る汚泥処理装置、汚泥処理システム及び汚泥処理方法を変形してもよい。

【0056】

例えば、本実施態様の汚泥処理システムから排出される脱水汚泥を搬送するために、脱水汚泥搬送システムを設けるものとしてもよい。例えば、脱水汚泥搬送システムとしては、脱水汚泥に応力を付与するものや、脱水汚泥を破砕及び混練処理したものを搬送するものなどが挙げられる。特に、脱水汚泥を破砕及び混練処理することにより、搬送時の脱水汚泥のゾル状態を維持することができる。これにより、含水率が低下することで流動性に乏しい脱水汚泥についても、配管抵抗を抑制した搬送を行うことが可能となる。

【産業上の利用可能性】

【0057】

本発明の汚泥処理装置、汚泥処理システム及び汚泥処理方法は、各種汚泥の処理に好適に利用されるものである。

【符号の説明】

【0058】

１ａ，１ｂ 汚泥処理装置、１０ 汚泥処理システム、２ 混合部、３ 破砕部、３１ 破砕ポンプ、３２ 破砕機、３３ 移送ポンプ、４ 凝集槽、４１ 凝集剤添加部、４２ 槽本体、４３ 底部、４４ 排出口、５ 脱水機、６ 返送ライン、Ｌ１～Ｌ７ ライン、Ｃ 木質チップ、Ｍ 混合物、Ｍ１ 破砕された混合物、Ｍ２ 凝集混合物、Ｓ 汚泥、Ｓ１ 脱水汚泥、ＳＣ 比較例における脱水汚泥

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】