特許 7717811 消化システム及び加熱制御方法

(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】2025-07-25

(45)【発行日】2025-08-04

(54)【発明の名称】消化システム及び加熱制御方法

(51)【国際特許分類】

   C02F 11/04 20060101AFI20250728BHJP

【ＦＩ】

C02F11/04 A ZAB

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2023540258

(86)(22)【出願日】2022-07-22

(86)【国際出願番号】 JP2022028474

(87)【国際公開番号】W WO2023013445

(87)【国際公開日】2023-02-09

【審査請求日】2024-03-21

(31)【優先権主張番号】P 2021129142

(32)【優先日】2021-08-05

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(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

(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】藤原 雅人

(72)【発明者】

【氏名】表 孝史

【審査官】程塚 悠

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０３０５７７４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許第０６１１７２０３（ＵＳ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１８１３６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－２２１４４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６０－２３２３００（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ０２Ｆ １１／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

余剰汚泥の有機物を嫌気性細菌により消化する消化槽と、
前記余剰汚泥を消化槽に供給する第１配管と、
前記第１配管の管径よりも大きい管径を有する第２配管と、
前記第１配管及び前記第２配管のそれぞれと連通し、前記第２配管から移送される余剰汚泥を蓄える第１貯留槽と、
前記第１貯留槽に蓄えられた前記余剰汚泥を、所定の期間連続的に、前記第１配管を介して前記消化槽に移送する第１移送手段と、
前記第１配管内の前記余剰汚泥を流体によって加熱する加熱器と、を備えた、消化システム。

【請求項2】

更に、前記第２配管と連通し、前記第１貯留槽に移送する前記余剰汚泥を蓄える第２貯留槽と、
前記第２貯留槽に蓄えられた前記余剰汚泥を、所定の期間間欠的に、前記第２配管を介して前記第１貯留槽に移送する第２移送手段と、を備える、請求項１に記載の消化システム。

【請求項3】

更に、前記第１貯留槽に蓄えられた前記余剰汚泥の量に応じて、前記第１移送手段が前記消化槽に連続的に移送する前記余剰汚泥の量を制御する制御装置を備えた、請求項１に記載の消化システム。

【請求項4】

更に、前記第２貯留槽に蓄えられた前記余剰汚泥の量に応じて、前記第２移送手段が前記第２貯留槽から前記第１貯留槽に間欠的に移送する前記余剰汚泥の量を制御する制御装置を備えた、請求項２に記載の消化システム。

【請求項5】

更に、前記第１貯留槽に蓄えられた前記余剰汚泥の量に応じて、前記第２移送手段が前記第２貯留槽から前記第１貯留槽に間欠的に移送する前記余剰汚泥の量を制御する制御装置を備えた、請求項２に記載の消化システム。

【請求項6】

更に、前記第１移送手段が前記消化槽に移送する前記余剰汚泥の量と、前記加熱器により加熱される前の前記余剰汚泥の温度と、前記加熱器により加熱された後の前記余剰汚泥の温度とのうちの少なくともいずれかに応じて、前記加熱器に供給する前記流体の量を制御する制御装置を備えた、請求項１に記載の消化システム。

【請求項7】

前記流体は、前記消化槽において消化が行われた前記余剰汚泥を焼却する焼却炉から排出された排ガスの保有熱と、前記消化槽における前記余剰汚泥の消化によって発生した消化ガスを用いて発電を行う発電システムから排出された排ガスの保有熱とのうちの少なくともいずれかによって昇温された流体である、請求項１に記載の消化システム。

【請求項8】

前記第１貯留槽は、前記第１貯留槽内の前記余剰汚泥を流体によって加熱する予熱器を有する、請求項１に記載の消化システム。

【請求項9】

前記予熱器は、少なくとも一部が前記第１貯留槽の内側壁面及び内側底面のうちの少なくともいずれかに沿って延び、内部において前記流体を流動させる第３配管を有する、請求項８に記載の消化システム。

【請求項10】

前記予熱器は、
前記流体を貯留する流体貯留槽と、
少なくとも一部が前記流体貯留槽内を通過し、内部において前記余剰汚泥を流動させる第４配管と、を有する、請求項８に記載の消化システム。

【請求項11】

前記第１貯留槽は、前記第１貯留槽内の前記余剰汚泥を撹拌する撹拌装置を有する、請求項１に記載の消化システム。

【請求項12】

更に、前記第１配管を介して前記第１貯留槽から前記消化槽に移送される前記余剰汚泥を破砕する第１汚泥破砕機を有する、請求項１に記載の消化システム。

【請求項13】

更に、前記第２配管を介して前記第２貯留槽から前記第１貯留槽に移送される前記余剰汚泥を破砕する第２汚泥破砕機を有する、請求項２に記載の消化システム。

【請求項14】

余剰汚泥の有機物を嫌気性細菌により消化する消化槽と、前記余剰汚泥を消化槽に供給する第１配管と、前記第１配管の管径よりも大きい管径を有する第２配管と、前記第１配管及び前記第２配管のそれぞれを連通し、前記第２配管から移送される余剰汚泥を蓄える第１貯留槽と、前記第１貯留槽に蓄えられた前記余剰汚泥を、所定の期間連続的に、前記第１配管を介して前記消化槽に移送する移送手段と、前記第１配管内の前記余剰汚泥を流体によって加熱する加熱器と、を備えた、消化システムにおける加熱制御方法であって、
前記第１貯留槽に蓄えられた前記余剰汚泥の量に応じて、前記移送手段が前記消化槽に移送する前記余剰汚泥の量を制御する、加熱制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、消化システム及び加熱制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

汚泥に含まれる有機物を嫌気性消化する消化システムにおいて、効率的な消化を実現するため、加熱後の汚泥を消化槽に供給する技術が提案されている（特許文献１を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特表２０１１―５１６２４６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記のような消化システムにおいて、汚泥の消化に要するエネルギーを抑制することが望まれている。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記のような汚泥の消化に要するエネルギーを抑制するため、実施の形態の一態様における消化システムは、余剰汚泥の有機物を嫌気性細菌により消化する消化槽と、前記余剰汚泥を消化槽に供給する第１配管と、前記第１配管の管径よりも大きい管径を有する第２配管と、前記第１配管及び前記第２配管のそれぞれと連通し、前記第２配管から移送される余剰汚泥を蓄える第１貯留槽と、前記第１貯留槽に蓄えられた前記余剰汚泥を、所定の期間連続的に、前記第１配管を介して前記消化槽に移送する移送手段と、前記第１配管内の前記余剰汚泥を流体によって加熱する加熱器と、を備える。

【発明の効果】

【0006】

一つの側面によれば、汚泥の消化に要するエネルギーを抑制することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、第１の実施の形態における消化システム１００が適用される汚泥処理施設１の構成について説明する図である。

【図2】図２は、余剰汚泥の移送について説明する図である。

【図3】図３は、余剰汚泥の移送について説明する図である。

【図4】図４は、第２の実施の形態における消化システム２００の構成について説明する図である。

【図5】図５は、第３の実施の形態における消化システム３００の構成について説明する図である。

【図6】図６は、第４の実施の形態における消化システム４００の構成について説明する図である。

【図7】図７は、焼却システム９０の構成について説明する図である。

【図8】図８は、第５の実施の形態における消化システム５００の構成について説明する図である。

【図9】図９は、貯留槽７１及び予熱器７３の構成について説明する斜視図である。

【図10】図１０は、貯留槽７１及び予熱器７３の構成について説明する斜視図である。

【図11】図１１は、貯留槽７１及び予熱器７３の構成について説明する斜視図である。

【図12】図１２は、貯留槽７１及び予熱器７３の構成について説明する斜視図である。

【図13】図１３は、貯留槽７１及び予熱器７３の構成について説明する斜視図である。

【図14】図１４は、第６の実施の形態における消化システム６００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、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。しかしながら、かかる実施の形態例が、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

【0009】

［第１の実施の形態における消化システム１００］
初めに、第１の実施の形態における消化システム１００が適用される汚泥処理施設１について説明を行う。図１は、第１の実施の形態における消化システム１００が適用される汚泥処理施設１の構成について説明する図である。

【0010】

本実施の形態における汚泥処理施設１は、図１に示すように、例えば、最初沈殿池１０と、汚水処理装置２０と、最終沈殿池３０と、濃縮槽４０と、濃縮装置５０と、消化槽６０と、加熱器７０とを有する。以下、消化槽６０と加熱器７０とを有するシステムを総称して消化システム１００とも呼ぶ。消化システム１００については、図２で詳細に説明する。

【0011】

最初沈殿池１０は、下水等（以下、被処理水とも呼ぶ）に含まれる有機物や浮遊物を沈殿分離する。そして、最初沈殿池１０は、分離した有機物や浮遊物質を初沈汚泥として濃縮槽４０に排出するとともに、有機物や浮遊物質を分離した被処理水を汚水処理装置２０に排出する。

【0012】

汚水処理装置２０は、標準活性汚泥法や循環式硝化脱窒法等の生物学的処理によって被処理水を処理する。具体的に、汚水処理装置２０は、例えば、嫌気性の脱窒菌によって硝酸性イオンから窒素を生成(脱窒)する脱窒槽(図示せず)と、脱窒槽の後段に設けられ、好気性の硝化菌によりアンモニア性窒素を硝化する硝化槽(図示せず)とを有する。そして、汚水処理装置２０は、被処理水を最終沈殿池３０に排出する。

【0013】

最終沈殿池３０は、汚水処理装置２０から排出された被処理水に含まれる汚泥を沈殿分離し、分離した汚泥を活性汚泥として排出する。そして、最終沈殿池３０では、活性汚泥の一部を余剰汚泥として濃縮装置５０に供給するとともに、余剰汚泥以外の活性汚泥を返送汚泥として汚水処理装置２０に返送する。また、最終沈殿池３０は、汚泥を分離した被処理水（上澄み液）を後段の滅菌処理装置（図示せず）に排出する。その後、滅菌処理装置（図示せず）は、最終沈殿池３０から排出された被処理水を滅菌し、例えば、減菌した処理水を放流する。

【0014】

濃縮槽４０は、例えば、最初沈殿池１０から排出された初沈汚泥を濃縮して消化槽６０に供給する。以下、濃縮槽４０において濃縮された初沈汚泥を濃縮初沈汚泥とも呼ぶ。

【0015】

濃縮装置５０は、例えば、最終沈殿池３０から排出された余剰汚泥を濃縮して消化槽６０に供給する。以下、濃縮装置５０において濃縮された余剰汚泥を濃縮余剰汚泥とも呼ぶ。

【0016】

消化システム１００は、消化槽６０と加熱器７０と、その他の設備とを有する。消化槽６０は、嫌気性細菌及び汚泥などを貯留する槽である。消化槽６０内の嫌気性細菌は、濃縮槽４０から供給された初沈汚泥と濃縮装置５０から供給された余剰汚泥とを含む汚泥（以下、単に汚泥とも呼ぶ）の有機物を、生物反応によって嫌気性消化(分解)して消化汚泥を生成する。消化槽６０内の嫌気性細菌は、消化の過程でメタンガス等の消化ガス（以下、単に消化ガスとも呼ぶ）を生成する。なお、消化槽６０内の消化汚泥（消化液）の温度は、生物反応を効率的に進めて消化率を向上させるために、例えば、３０℃から４０℃までの間または５０℃から６０℃までの間（以下、この範囲の温度を適温とも呼ぶ）に維持することが好ましい。

【0017】

加熱器７０は、消化槽６０に供給される前の余剰汚泥を加熱する。具体的に、加熱器７０は、例えば、消化槽６０に供給される前の余剰汚泥を熱媒（水や熱媒油等の流体）の保有熱によって加熱（昇温）する熱交換器である。また、加熱器７０は、例えば、消化槽６０に供給される前の余剰汚泥に対して蒸気（水蒸気）を供給して加熱する蒸気加熱器である。そして、消化槽６０では、加熱器７０によって加熱された余剰汚泥（例えば、７０℃から９５℃まで加熱された余剰汚泥）を熱媒として、消化槽６０内における消化汚泥の温度を適温に維持する。

【0018】

次に、余剰汚泥を加熱する理由を説明する。消化槽６０における消化率低下の原因の１つは、余剰汚泥内に生存している多量な細菌群にある。そして、生存している細菌群を含む余剰汚泥をそのまま消化槽６０に供給した場合、消化槽６０内の嫌気性細菌は、細菌群を十分に分解(消化)することができない場合がある。

【0019】

そこで、本実施の形態における消化システム１００では、余剰汚泥を消化槽６０に供給する前の段階において、余剰汚泥を集中的に加熱することによって、余剰汚泥に含まれる生存中の細菌群を十分に死滅させる。そして、消化システム１００では、加熱した余剰汚泥を熱媒とすることによって、消化槽６０内における消化汚泥の温度を適温に維持する。

【0020】

これにより、本実施の形態における消化システム１００は、消化槽６０における消化率の低下を抑制することが可能になる。

【0021】

なお、初沈汚泥は、細菌群が占める割合が低く分解し易い性状であるため、消化システム１００では、消化効率を高めるとともに省エネルギー化を実現するために、消化槽６０への供給前における初沈汚泥の加熱については行わないものであってもよい。一方、初沈汚泥についても熱媒として利用する場合、消化槽６０への供給前における初沈汚泥についても加熱を行うものであってよい。以下、消化システム１００における余剰汚泥の移送について説明を行う。

【0022】

［余剰汚泥の移送］
図２及び図３は、余剰汚泥の移送について説明する図である。具体的に、図２は、余剰汚泥が間欠的及び連続的に移送される状態を模式的に説明する図である。以下、加熱器７０が熱交換器（以下、熱交換器７０とも呼ぶ）である場合について説明を行う。

【0023】

本実施の形態における消化システム１００は、例えば、貯留槽７１（以下、第１貯留槽７１またはバッファ槽７１とも呼ぶ）と、貯留槽７２（以下、第２貯留槽７２またはバッファ槽７２とも呼ぶ）とを有する。

【0024】

貯留槽７２は、濃縮装置５０に連通する配管（図示せず）と連通し、濃縮装置５０から間欠的に移送される余剰汚泥を一時的に蓄える。

【0025】

貯留槽７１は、貯留槽７２に連通する配管Ｌ２（以下、第２配管Ｌ２とも呼ぶ）と連通し、貯留槽７２から間欠的に移送される余剰汚泥を一時的に蓄える。また、貯留槽７１は、消化槽６０に連通する配管Ｌ１（以下、第１配管Ｌ１とも呼ぶ）と連通する。

【0026】

さらに、消化システム１００は、余剰汚泥を移送する移送手段（以下、単に移送手段とも呼ぶ）として、消化槽６０と貯留槽７１との間に設けられたポンプＰ１（以下、第１ポンプＰ１とも呼ぶ）と、貯留槽７１と貯留槽７２との間に設けられたポンプＰ２（以下、第２ポンプＰ２とも呼ぶ）とを有する。なお、消化システム１００に設けられる移送手段の数や設置場所は、これ以外のものであってもよい。

【0027】

具体的に、ポンプＰ２は、図２に示すように、濃縮装置５０から貯留槽７２に移送された余剰汚泥（貯留槽７２に蓄えられた余剰汚泥）を、配管Ｌ２を介して貯留槽７２から貯留槽７１に間欠的に移送する。そして、ポンプＰ２は、配管Ｌ２内を間欠的に移送させた余剰汚泥を貯留槽７１に蓄える。その後、ポンプＰ１は、配管Ｌ１内において、貯留槽７１に蓄えられた余剰汚泥を、配管Ｌ１を介して、貯留槽７１から熱交換器７０を経由して消化槽６０に連続的に移送する。すなわち、ポンプＰ２は、配管Ｌ１内において、余剰汚泥を連続的に移送して熱交換器７０に供給する。

【0028】

次に、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）を参照しながら、余剰汚泥の間欠的な移送（以下、間欠的移送とも呼ぶ）及び余剰汚泥の連続的な移送（以下、連続的移送とも呼ぶ）について説明を行う。なお、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）では、ハッチングで示した領域が余剰汚泥の量を模式的に示しており、それぞれ同一の量の余剰汚泥が移送される場合の状態を模式的に示している。具体的に、図３（Ａ）は、余剰汚泥の間欠的移送を説明するグラフ図である。縦軸は、移送される余剰汚泥の量を示し、横軸は、時間を示している。また、図３（Ｂ）は、余剰汚泥の連続的移送を説明するグラフ図である。縦軸は、移送される余剰汚泥の量を示し、横軸は、時間を示している。

【0029】

配管Ｌ１及び配管Ｌ２は、図２に示すように、例えば、それぞれ管径が異なる配管である。具体的に、配管Ｌ２の管径は、例えば、１５０（ｍｍ）以上であり、配管Ｌ１の管径よりも大きい。この管径１５０（ｍｍ）以上という数値は、汚泥処理設備の設計指針により決められた数値である。以下の説明では、配管Ｌ２の管径が１５０（ｍｍ）であるものとして説明を行う。

【0030】

ここで、余剰汚泥の生成量が通常の生成量よりも大幅に多くなる場合（いわゆる最大負荷）であっても、余剰汚泥を移送する必要がある。そのため、図２に示すように、余剰汚泥は、例えば、濃縮装置５０から貯留槽７２までの間と貯留槽７２から貯留槽７１までの間とのそれぞれにおいて間欠的移送が行われる。

【0031】

また、一般的な汚泥処理施設において、余剰汚泥の生成量は、この管径で移送できる余剰汚泥量に比べて少ない。そして、所定の管径及び流量以上において汚泥を移送しない場合、配管下部に汚泥が沈降し、その結果、配管が汚泥で閉塞される可能性が高くなる。そのため、前記したように間欠的移送が行われる。

【0032】

具体的に、配管Ｌ２では、図３（Ａ）に示すように、例えば、一定の間隔ごとに、汚泥量Ｖ１の余剰汚泥が期間Ｔ１において一度に移送される間欠的移送が行われる。なお、間欠的移送とは、一定の間隔だけでなく、不定の間隔をおいて移送されることも意味する。

【0033】

これに対し、配管Ｌ１では、図３（Ｂ）に示すように、例えば、汚泥量Ｖ２の余剰汚泥が期間Ｔ２において連続的に移送される連続的移送が行われる。

【0034】

すなわち、同一時間（例えば、期間Ｔ１）において、汚泥量Ｖ１よりも少ない汚泥量Ｖ２の余剰汚泥を熱交換器７０によって所定温度まで加熱（昇温）する場合、汚泥量Ｖ２の余剰汚泥を加熱する際に必要な熱エネルギー量は、汚泥量Ｖ１の余剰汚泥を加熱する際に必要な熱エネルギー量に比べて少ない。言い換えれば、汚泥量Ｖ１の余剰汚泥量を期間Ｔ１において一度に所定温度まで加熱するためには、汚泥量Ｖ２の余剰汚泥を同じ期間Ｔ１において所定温度まで加熱する場合に比べて、より多くの熱エネルギーが必要になる。

【0035】

この点、多くの熱エネルギーを余剰汚泥に供給するには、例えば、加熱器７０を大型化する必要がある。具体的に、加熱器７０が図２に示す熱交換器７０の場合、伝熱面積を大きくするため熱交換器自体を大型化する必要がある。しかしながら、熱交換器７０の大型化（伝熱面積の増大）は、設置空間、設置コスト、維持コスト及び使用燃料等の増大に至るため、実現が困難である場合がある。

【0036】

そこで、本実施の形態における消化システム１００では、配管の閉塞を抑制し、さらに、移送される余剰汚泥の量を少なくするため、所定の期間において余剰汚泥の連続的移送を行う。そして、消化システム１００では、かかる連続的移送を可能にするため、余剰汚泥を一次的に蓄える貯留槽７１を設け、貯留槽７１と消化槽６０とを接続する配管Ｌ１の管径を前記した１５０（ｍｍ）よりも小さくする。配管Ｌ１の管径は、汚泥による閉塞を防止し、かつ、所定の流速及び流量以上にするため、例えば、６０（ｍｍ）にする。

【0037】

具体的に、貯留槽７１に一時的に蓄えられた余剰汚泥は、ポンプＰ１によって連続的移送が行われ、配管Ｌ１内を移送され、さらに、消化槽６０の上方部分から消化槽６０内に供給される。この連続的移送が行われる期間（期間Ｔ２）においては、図３（Ａ）で説明した間欠的移送と異なり、余剰汚泥が移送されない期間がなくなるため、余剰汚泥の移送量が少なくなる。

【0038】

以上説明したように、本実施の形態における消化システム１００では、少ない量の余剰汚泥についての連続的移送を行い、この移送中に余剰汚泥の加熱することによって、単位時間（例えば、期間Ｔ１）あたりに余剰汚泥に供給する熱量を削減することが可能になる。その結果、消化システム１００では、熱交換器７０を小型化することが可能になる。

【0039】

［第２の実施の形態における消化システム２００］
次に、第２の実施の形態における消化システム２００について説明を行う。図４は、第２の実施の形態における消化システム２００の構成について説明する図である。

【0040】

本実施の形態における消化システム２００は、図４に示すように、例えば、第１の形態における消化システム１００が有する各構成に加えて、消化槽６０に移送する余剰汚泥の量を制御する制御装置８０を有する。

【0041】

制御装置８０は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ Ｕｎｉｔ）及びメモリ等を有するコンピュータである。そして、制御装置８０は、記憶装置（図示せず）に記憶されたプログラムとＣＰＵとが協働することによって、余剰汚泥の移送量を制御する処理を行う。

【0042】

具体的に、制御装置８０は、例えば、貯留槽７１に蓄えられた余剰汚泥の量に応じて、貯留槽７１から消化槽６０に対して連続的移送を行う汚泥量Ｖ２を制御する。

【0043】

さらに具体的に、制御装置８０は、例えば、貯留槽７１に蓄えられた余剰汚泥の量のレベル（例えば、貯留槽７１に蓄えられた余剰汚泥の貯留槽７１内における高さ）を計測するレベル計Ｍ１を参照し、現在のレベルを取得する。

【0044】

そして、例えば、取得したレベルが示す値が予め定められた上限閾値よりも大きい場合、制御装置８０は、貯留槽７１から消化槽６０に対して移送（連続的移送）を行う汚泥量Ｖ２が増加するようにポンプＰ１の制御を行う。

【0045】

すなわち、貯留槽７１の容量に制限がある場合、消化システム２００では、貯留槽７１に蓄えられている余剰汚泥の量が増え過ぎないように制御を行う必要がある。そのため、制御装置８０は、例えば、貯留槽７１に蓄積された余剰汚泥の量が上限閾値よりも大きいことをレベル計Ｍ１が示している場合、貯留槽７１から消化槽６０に移送する汚泥量Ｖ２を増加させることによって、貯留槽７１に蓄積された余剰汚泥の量が減少するように制御を行う。

【0046】

これにより、制御装置８０は、例えば、貯留槽７１において新たな余剰汚泥を蓄えることができなくなる状況の発生を防止することが可能になる。

【0047】

なお、制御装置８０は、例えば、取得したレベルが示す値が予め定められた下限閾値（上限閾値よりも小さい閾値）よりも小さい場合、貯留槽７１から消化槽６０に対する余剰汚泥の連続的移送を維持することが可能な範囲内において、貯留槽７１から消化槽６０に移送する汚泥量Ｖ２が減少するようにポンプＰ１の制御を行うものであってもよい。

【0048】

また、例えば、取得したレベルが示す値が下限閾値以上であって上限閾値以下である場合、制御装置８０は、貯留槽７１から消化槽６０に移送する汚泥量Ｖ２を変更しないものであってよい。

【0049】

［第３の実施の形態における消化システム３００］
次に、第３の実施の形態における消化システム３００について説明を行う。図５は、第３の実施の形態における消化システム３００の構成について説明する図である。以下、第３の実施の形態における制御装置８０が第２の実施の形態において説明した制御装置８０と同じものとして説明を行うが、第３の実施の形態における制御装置８０は、第２の実施の形態において説明した制御装置８０と異なるものであってもよい。

【0050】

本実施の形態における消化システム３００は、図５に示すように、例えば、第１の形態における消化システム１００が有する各構成に加えて、消化槽６０に移送する余剰汚泥の量を制御する制御装置８０を有する。

【0051】

具体的に、制御装置８０は、例えば、貯留槽７２に蓄えられた余剰汚泥の量に応じて、貯留槽７２から貯留槽７１に対して行われる間接的移送を制御する。

【0052】

さらに具体的に、制御装置８０は、例えば、貯留槽７２に蓄えられた余剰汚泥の量のレベル（例えば、貯留槽７２に蓄えられた余剰汚泥の貯留槽７２内における高さ）を計測するレベル計Ｍ２を参照し、現在のレベルを取得する。

【0053】

そして、例えば、取得したレベルが示す値が予め定められた閾値よりも大きい場合、制御装置８０は、貯留槽７２から貯留槽７１に対する余剰汚泥の移送（間接的移送）が行われるようにポンプＰ２の制御を行う。

【0054】

すなわち、貯留槽７２の容量に制限がある場合、消化システム３００では、貯留槽７２に蓄えられている余剰汚泥の量が増え過ぎないように制御を行う必要がある。そのため、制御装置８０は、例えば、貯留槽７２に蓄積された余剰汚泥の量が閾値よりも大きいことをレベル計Ｍ２が示している場合、貯留槽７２から貯留槽７１に対する余剰汚泥の移送を行うことによって、貯留槽７２に蓄積された余剰汚泥の量が減少するように制御を行う。

【0055】

これにより、制御装置８０は、例えば、貯留槽７２において新たな余剰汚泥を蓄えることができなくなる状況の発生を防止することが可能になる。

【0056】

なお、制御装置８０は、例えば、取得したレベルが示す値が予め定められた閾値よりも小さい場合、貯留槽７２から貯留槽７１に対する余剰汚泥の移送を行わないものであってよい。

【0057】

また、制御装置８０は、例えば、貯留槽７２に蓄えられた余剰汚泥の量に応じて、貯留槽７１から消化槽６０に対して連続的移送を行う汚泥量Ｖ２を制御するものであってもよい。

【0058】

また、制御装置８０は、貯留槽７２に蓄えられた余剰汚泥の量に応じて、貯留槽７２から貯留槽７１に対して行われる間接的移送を制御するとともに、貯留槽７１に蓄えられた余剰汚泥の量に応じて、貯留槽７１から消化槽６０に対して連続的移送を行う汚泥量Ｖ２を制御するものであってもよい。

【0059】

また、消化システム３００は、貯留槽７２に蓄えられた余剰汚泥の量に応じて、貯留槽７２から貯留槽７１に対して行われる間接的移送を制御する制御装置８０に加えて、貯留槽７１に蓄えられた余剰汚泥の量に応じて、貯留槽７１から消化槽６０に対して連続的移送を行う汚泥量Ｖ２を制御する他の制御装置８０（すなわち、図４で説明した制御装置８０）を別途有するものであってもよい。

【0060】

［第４の実施の形態における消化システム４００］
次に、第４の実施の形態における消化システム４００について説明を行う。図６は、第４の実施の形態における消化システム４００の構成について説明する図である。以下、第４の実施の形態における制御装置８０が第２の実施の形態や第３の実施の形態において説明した制御装置８０と同じものとして説明を行うが、第４の実施の形態における制御装置８０は、第２の実施の形態等において説明した制御装置８０と異なるものであってもよい。

【0061】

本実施の形態における消化システム４００は、図６に示すように、例えば、第１の形態における消化システム１００が有する各構成に加えて、消化槽６０に移送する余剰汚泥の量を制御する制御装置８０と、余剰汚泥の焼却を行う焼却システム９０とを有する。以下、焼却システム９０の具体例について説明を行う。

【0062】

［焼却システム９０の具体例］
図７は、焼却システム９０の構成について説明する図である。焼却システム９０は、図７に示すように、例えば、焼却炉９１と、白煙防止空気予熱器９２と、スクラバ９３と、排煙処理塔９４と、煙突９５と、温水発生器９６とを有する。

【0063】

焼却炉９１は、例えば、消化槽６０において消化が行われた後の消化汚泥を焼却する流動焼却炉である。なお、以下、焼却炉９１において消化汚泥の焼却が行われる場合について説明を行うが、焼却炉９１では、消化汚泥以外の廃棄物（例えば、一般廃棄物ゴミや産業廃棄物）の焼却が行われるものであってもよい。

【0064】

白煙防止空気予熱器９２は、排ガス用の熱交換器であり、例えば、焼却炉９１から排出された高温の排ガスＧの保有熱を用いることによって、大気を昇温して白煙防止空気Ａを生成する。白煙防止空気Ａは、煙突９５から放出される排ガスＧ中の水蒸気が白煙として見えることを防止するために用いられる加熱空気である。

【0065】

スクラバ９３は、白煙防止空気予熱器９２の後段に設置され、白煙防止空気予熱器９２から出力された排ガスＧの不純物を除去する。

【0066】

排煙処理塔９４は、塔の下部から排ガスＧを導入し、上部の散水ノズル（図示せず）から散水される洗煙水と接触させることによって、排ガスＧ中のＳＯ_Ｘ等の成分を洗煙水に含ませて除去する。

【0067】

排煙処理塔９４が有する熱交換器（図示せず）は、排煙処理塔９４から排出された洗煙水（以下、洗煙排水とも呼ぶ）から熱回収を行う。そして、排煙処理塔９４が有する熱交換器によって回収された熱エネルギーを有する熱媒（例えば、水や熱媒油等の流体）は、例えば、循環ポンプＰ１１によって、配管Ｌ１１を介して熱交換器７０に供給される。

【0068】

また、排煙処理塔９４の上部には、煙突９５が設置される。排煙処理塔９４において洗浄された排ガスＧは、煙突９５内で白煙防止処理が施された後、煙突９５から大気に放出される。

【0069】

温水発生器９６は、熱交換器であり、白煙防止空気Ａから熱回収を行う。そして、温水発生器９６によって熱回収された熱エネルギーを有する熱媒（例えば、水や熱媒油の流体）は、例えば、循環ポンプＰ１２によって、配管Ｌ１２を介して熱交換器７０に供給される。

【0070】

その後、熱交換器７０は、配管Ｌ１１及び配管Ｌ１２のうちの少なくともいずれかから供給された熱媒が有する熱エネルギーによって、図６に示すように、配管Ｌ１を流動する余剰汚泥を加熱する。

【0071】

これにより、消化システム４００では、焼却炉９１から排出される排ガスＧが有する熱エネルギーを、消化槽６０に投入される余剰汚泥の加熱に必要な熱エネルギーの少なくとも一部として利用することが可能になる。

【0072】

なお、熱交換器７０は、例えば、スクラバ９３から排出された排水（以下、スクラバ排水とも呼ぶ）が有する熱エネルギーによって、配管Ｌ１を流動する余剰汚泥を加熱するものであってもよい。

【0073】

具体的に、スクラバ９３が有する熱交換器（図示せず）は、例えば、スクラバ排水から熱回収を行うものであってもよい。そして、スクラバ９３が有する熱交換器によって回収された熱エネルギーを有する熱媒（例えば、水や熱媒油の流体）は、例えば、循環ポンプ（図示せず）によって熱交換器７０に供給されるものであってもよい。

【0074】

また、消化システム４００は、例えば、消化槽６０における余剰汚泥の消化に伴って発生する消化ガスの焼却を行うことによって発電を行う発電システム（図示せず）を有するものであってもよい。そして、熱交換器７０は、例えば、発電システムから排出された排ガスが有する熱エネルギーによって、配管Ｌ１を流動する余剰汚泥を加熱するものであってもよい。

【0075】

具体的に、発電システムが有する熱交換器（図示せず）は、例えば、発電システムにおける発電に伴って発電システムから排出された排ガスから熱回収を行うものであってもよい。そして、発電システムが有する熱交換器によって回収された熱エネルギーを有する熱媒は、例えば、循環ポンプ（図示せず）によって熱交換器７０に供給されるものであってもよい。

【0076】

なお、図７に示す焼却システム９０から熱回収された熱エネルギーを有する熱媒は、図６に示す消化システム４００だけでなく、他の実施の形態の消化システム（消化システム１００、２００、３００、５００及び６００）の加熱器７０（例えば、熱交換器７０）に供給されるものであっても良い。また、図８に示す消化システム５００の場合、図７に示す焼却システム９０から熱回収された熱エネルギーを有する熱媒は、予熱器７３に供給されるものであっても良い。

【0077】

図６に戻り、制御装置８０は、例えば、熱交換器７０による加熱が行われた後の余剰汚泥の温度に応じて、熱交換器７０と焼却システム９０との間を循環する熱媒の量を制御する。

【0078】

さらに具体的に、制御装置８０は、例えば、熱交換器７０による加熱が行われた後の余剰汚泥（熱交換器７０と消化槽６０との間を移送する余剰汚泥）の温度を計測する温度計Ｔを参照し、熱交換器７０による加熱が行われた後の余剰汚泥の温度を取得する。

【0079】

そして、例えば、取得した温度が予め定められた上限閾値よりも大きい場合、制御装置８０は、熱交換器７０と焼却システム９０との間を循環する熱媒の量が減少するように、例えば、ポンプＰ１１やポンプＰ１２を制御する。また、例えば、取得した温度が予め定められた下限閾値（上限閾値よりも小さい閾値）よりも小さい場合、制御装置８０は、熱交換器７０と焼却システム９０との間を循環する熱媒の量が増加するように、例えば、ポンプＰ１１やポンプＰ１２を制御する。

【0080】

これにより、制御装置８０は、例えば、消化槽６０内における消化汚泥の温度が適温になるように、消化槽６０に投入される余剰汚泥の温度を制御することが可能になる。そのため、制御装置８０は、例えば、消化槽６０内における消化能力の低下を防止することが可能になる。

【0081】

なお、例えば、取得した温度が下限閾値以上であって上限閾値以下である場合、制御装置８０は、熱交換器７０と焼却システム９０との間を循環する熱媒の量を変更しないものであってよい。

【0082】

また、上記の例では、熱交換器７０による加熱が行われた後の余剰汚泥の温度を用いることによって、熱交換器７０と焼却システム９０との間を循環する熱媒の量の制御を行う場合について説明を行ったが、制御装置８０は、例えば、熱交換器７０による加熱が行われる前の余剰汚泥の温度を用いることによって、熱交換器７０と焼却システム９０との間を循環する熱媒の量の制御を行うものであってもよい。具体的に、制御装置８０は、例えば、熱交換器７０による加熱が行われる前の余剰汚泥（貯留槽７１と熱交換器７０との間を移送される余剰汚泥）の温度を計測する温度計（図示せず）を参照し、熱交換器７０と焼却システム９０との間を循環する熱媒の量の制御を行うものであってもよい。さらに具体的に、例えば、温度計によって計測された余剰汚泥の温度（熱交換器７０による加熱が行われる前の余剰汚泥の温度）が予め定められた上限閾値よりも大きい場合、制御装置８０は、熱交換器７０と焼却システム９０との間を循環する熱媒の量が減少するように制御を行うものであってもよい。また、例えば、温度計によって計測された余剰汚泥の温度（熱交換器７０による加熱が行われる前の余剰汚泥の温度）が予め定められた下限閾値よりも小さい場合、制御装置８０は、熱交換器７０と焼却システム９０との間を循環する熱媒の量が増加するように制御を行うものであってもよい。

【0083】

なお、制御装置８０は、この場合、例えば、熱交換器７０による加熱が行われる前の余剰汚泥と熱交換器７０による加熱が行われた後の余剰汚泥の温度との差を用いることによって、熱交換器７０と焼却システム９０との間を循環する熱媒の量の制御を行うものであってもよい。

【0084】

また、制御装置８０は、例えば、貯留槽７１から熱交換器７０に移送される汚泥量Ｖ２を用いることによって、熱交換器７０と焼却システム９０との間を循環する熱媒の量の制御を行うものであってもよい。具体的に、制御装置８０は、例えば、貯留槽７１から熱交換器７０に移送される汚泥量Ｖ２を計測する流量計（図示せず）を参照し、熱交換器７０と焼却システム９０との間を循環する熱媒の量の制御を行うものであってもよい。さらに具体的に、例えば、流量計によって計測された汚泥量Ｖ２が予め定められた上限閾値よりも大きい場合、制御装置８０は、熱交換器７０と焼却システム９０との間を循環する熱媒の量が増加するように制御を行うものであってもよい。また、例えば、流量計によって計測された汚泥量Ｖ２が予め定められた下限閾値よりも小さい場合、制御装置８０は、熱交換器７０と焼却システム９０との間を循環する熱媒の量が減少するように制御を行うものであってもよい。

【0085】

また、制御装置８０は、例えば、熱交換器７０に供給される前の熱媒の温度を用いることによって、熱交換器７０と焼却システム９０との間を循環する熱媒の量の制御を行うものであってもよい。具体的に、制御装置８０は、例えば、熱交換器７０に供給される前の熱媒の温度を計測する温度計（図示せず）を参照し、熱交換器７０と焼却システム９０との間を循環する熱媒の量の制御を行うものであってもよい。さらに具体的に、例えば、温度計によって計測された熱媒の温度（熱交換器７０に供給される前の熱媒の温度）が予め定められた上限閾値よりも大きい場合、制御装置８０は、熱交換器７０と焼却システム９０との間を循環する熱媒の量が減少するように制御を行うものであってもよい。また、例えば、温度計によって計測された熱媒の温度（熱交換器７０に供給される前の熱媒の温度）が予め定められた下限閾値よりも小さい場合、制御装置８０は、熱交換器７０と焼却システム９０との間を循環する熱媒の量が増加するように制御を行うものであってもよい。

【0086】

また、制御装置８０は、例えば、熱交換器７０に排出された後の熱媒の温度を用いることによって、熱交換器７０と焼却システム９０との間を循環する熱媒の量の制御を行うものであってもよい。具体的に、制御装置８０は、例えば、熱交換器７０から排出された後の熱媒の温度を計測する温度計（図示せず）を参照し、熱交換器７０と焼却システム９０との間を循環する熱媒の量の制御を行うものであってもよい。さらに具体的に、例えば、温度計によって計測された熱媒の温度（熱交換器７０に供給される後の熱媒の温度）が予め定められた上限閾値よりも大きい場合、制御装置８０は、熱交換器７０と焼却システム９０との間を循環する熱媒の量が減少するように制御を行うものであってもよい。また、例えば、温度計によって計測された熱媒の温度（熱交換器７０に供給される後の熱媒の温度）が予め定められた下限閾値よりも小さい場合、制御装置８０は、熱交換器７０と焼却システム９０との間を循環する熱媒の量が増加するように制御を行うものであってもよい。

【0087】

なお、制御装置８０は、熱交換器７０による加熱が行われた後の余剰汚泥の温度に応じて、熱交換器７０と焼却システム９０との間を循環する熱媒の量を制御するとともに、貯留槽７２に蓄えられた余剰汚泥の量に応じて、貯留槽７２から貯留槽７１に対して行われる間接的移送の制御と、貯留槽７１に蓄えられた余剰汚泥の量に応じて、貯留槽７１から消化槽６０に対して連続的移送を行う汚泥量Ｖ２の制御とのうちの少なくともいずれかを行うものであってもよい。

【0088】

また、消化システム４００は、貯留槽７２に蓄えられた余剰汚泥の量に応じて、貯留槽７２から貯留槽７１に対して行われる間接的移送を制御する制御装置８０に加えて、貯留槽７２に蓄えられた余剰汚泥の量に応じて、貯留槽７２から貯留槽７１に対して行われる間接的移送を制御する他の制御装置８０と、貯留槽７１に蓄えられた余剰汚泥の量に応じて、貯留槽７１から消化槽６０に対して連続的移送を行う汚泥量Ｖ２を制御する他の制御装置８０との少なくともいずれかを有するものであってもよい。

【0089】

［第５の実施の形態における消化システム５００］
次に、第５の実施の形態における消化システム５００について説明を行う。図８は、第５の実施の形態における消化システム５００の構成について説明する図である。

【0090】

本実施の形態における消化システム５００は、図８に示すように、例えば、第１の形態における消化システム１００が有する各構成を有する。さらに、本実施の形態における貯留槽７１は、図８に示すように、例えば、貯留槽７２から移送された余剰汚泥を加熱する予熱器７３を有する。

【0091】

予熱器７３は、例えば、熱交換器７０に移送される前の余剰汚泥を熱媒（水や熱媒油等の流体）の保有熱によって加熱（昇温）する熱交換器である。具体的に、予熱器７３は、例えば、排煙処理塔９４から排出された洗煙排水の保有熱や、消化槽６０において消化が行われた後の消化汚泥の保有熱を用いることによって、貯留槽７２から移送された余剰汚泥を予熱する。さらに具体的に、予熱器７３は、例えば、洗煙排水や消化汚泥が有する６０℃以下の熱を用いることによって、貯留槽７２から移送された余剰汚泥を５０℃前後まで予熱する。

【0092】

すなわち、本実施の形態における消化システム５００では、予熱器７３において余剰汚泥を予熱してから熱交換器７０に移送する。

【0093】

これにより、本実施の形態における消化システム５００では、予熱器７３を有しない場合と比較して、熱交換器７０において余剰汚泥の加熱に用いられる高温の熱（例えば、１００℃程度の熱）の必要量を抑えることが可能になる。そのため、消化システム５００では、例えば、高温の熱の発生に必要な燃料のコストを抑えることが可能になる。

【0094】

また、本実施の形態における消化システム５００では、熱交換器７０が余剰汚泥に与える必要がある熱エネルギーの量を抑えることが可能になる。そのため、消化システム５００では、熱交換器７０の大きさ（伝熱面積の大きさ）を抑えることが可能になる。

【0095】

また、本実施の形態における消化システム５００では、熱交換器７０による加熱によって上昇する余剰汚泥の温度幅を抑えることが可能になる。そのためため、消化システム５００では、熱交換器７０における余剰汚泥の焦げの発生を防止することが可能になる。

【0096】

また、本実施の形態における消化システム５００では、予熱器７３における予熱によって余剰汚泥の粘性を低減することが可能になる。そのため、消化システム５００では、熱交換器７０に移送される余剰汚泥の圧力損失を抑制することが可能になり、ポンプＰ１の動力を抑制することができる。さらに、消化システム５００では、圧力損失を抑制することができるので、コンパクトな熱交換器に余剰汚泥を通すことができるようになり、熱交換器における余剰汚泥の加熱効率を高めることが可能になる。

【0097】

なお、消化システム５００では、ヒートポンプ（図示せず）によって昇温した洗煙排水や消化汚泥等を熱媒として熱交換器７０に供給するものであってもよい。

【0098】

［予熱器７３の具体例（１）］
次に、予熱器７３の具体例について説明を行う。図９から図１２は、貯留槽７１及び予熱器７３の構成について説明する斜視図である。

【0099】

予熱器７３は、図９に示すように、例えば、少なくとも一部が貯留槽７１内に設けられた配管７３ａ（以下、第３配管７３ａとも呼ぶ）を有する。具体的に、配管７３ａは、例えば、貯留槽７１内において、少なくとも一部が円筒形状の貯留槽７１の内側壁面に沿って螺旋状に延びるように設けられる。

【0100】

そして、消化システム５００では、例えば、配管７３ａ内に熱媒を流入させることによって、貯留槽７１内に蓄えられた余剰汚泥（図示せず）を加熱する。

【0101】

また、予熱器７３は、例えば、貯留槽７１に蓄えられた余剰汚泥を撹拌する撹拌棒７３ｂと、撹拌棒７３ｂを長軸周りに回転させるモータ７３ｄとを有する。さらに、撹拌棒７３ｂには、例えば、余剰汚泥の撹拌を促進するための撹拌翼７３ｃが取り付けられている。以下、撹拌棒７３ｂ、撹拌翼７３ｃ及びモータ７３ｄを総称して撹拌装置とも呼ぶ。

【0102】

そして、予熱器７３は、例えば、配管７３ａ内を流れる熱媒によって余剰汚泥を加熱する際に、モータ７３ｄによる撹拌棒７３ｂの回転によって余剰汚泥を撹拌する。

【0103】

これにより、消化システム５００では、貯留槽７１に蓄えられた余剰汚泥の加熱を効率的に行うことが可能になる。

【0104】

また、配管７３ａは、図１０に示すように、例えば、貯留槽７１の内側壁面に沿って複数回折り返しながら延びるものであってもよい。さらに、配管７３ａは、図１１に示すように、例えば、貯留槽７１の内側底面に沿って複数回折り返しながら延びるものであってもよい。

【0105】

このように、螺旋状の配管を貯留槽７１に設けることにより（図９参照）、また、折り返しながら延伸する配管（いわゆる折り返し配管）を貯留槽７１に設けることにより（図１０、図１１参照）、消化システム５００では、貯留槽７１の内側において設けられる配管７３ａの長さを伸ばすことが可能になり、貯留槽７１に蓄えられた余剰汚泥の加熱をより効率的に行うことが可能になる。

【0106】

なお、図１０に示す例では、貯留槽７１が矩形形状であるが、貯留槽７１は、矩形形状以外の形状（例えば、円筒形状）であってもよい。また、図９及び図１１に示す例では、貯留槽７１が円筒形状であるが、貯留槽７１は、円筒形状以外の形状であってもよい。さらに、図１０に示す例では、配管７３ａが貯留槽７１の内側側面に沿っており、図１１に示す例では、配管７３ａが貯留槽７１の内側底面に沿っているが、配管７３ａは、例えば、貯留槽７１の内側壁面及び内側底面のそれぞれに沿うものであってもよい。

【0107】

図９から図１１で説明したように、消化システム５００では、余剰汚泥を撹拌することにより、効率的な対流伝熱を実現することできる。また、消化システム５００では、余剰汚泥を撹拌することにより、余剰汚泥が配管７３ａに付着することを抑制することができる。なお、余剰汚泥は、貯留槽７１の底側から流入し上側(天井側)から流出しても良い。逆に、余剰汚泥は、貯留槽７１の上側から流入し底側から流出しても良い。

【0108】

また、貯留槽７１は、図１２に示すように、例えば、貯留槽７１の内部を２つの槽（以下、第１槽７１ｂ及び第２槽７１ｃとも呼ぶ）に区切る仕切板７１ａを有するものであってもよい。図１２に示す例において、第１槽７１ｂと第２槽７１ｃとの間は、例えば、仕切板７１ａの上方において連通している。

【0109】

そして、配管７３ａは、例えば、第１槽７１ｂの内側壁面（内側底面）に沿って設けられ、第１槽７１ｂにおいて余剰汚泥の加熱が行われるものであってよい。すなわち、消化システム５００では、例えば、図１０で説明した場合と比較して、余剰汚泥の加熱を行う槽の大きさを小さくするものであってもよい。

【0110】

余剰汚泥は、第１槽７１ｂの底側または上側から流入する。第１槽７１ｂに流入した余剰汚泥の高さが仕切板７１ａを超えると、余剰汚泥が仕切板７１ａを越流し、第２槽７１ｃに流入する。第２槽７１ｃに流入した余剰汚泥は、第２槽７１ｃの底側から流出、または、第２槽７１ｃの上側（仕切板７１ａの高さよりも低い位置）から流出しても良い。

【0111】

このように、図１２に示す例では、貯留槽７１の内部を２つの槽に分けて余剰汚泥に熱を供給する第１槽７１ｂ（いわゆる熱交換槽）の容積を小さくして、撹拌対象となる余剰汚泥の量を減らすことにより撹拌効率を向上させる。そして、撹拌効率を向上させることにより効果的な対流伝熱を実現する。なお、図１２に示す例では、貯留槽７１の全体としての容量は変わらないので、余剰汚泥を一時貯留するバッファ槽としての機能も維持できる。

【0112】

［予熱器７３の具体例（２）］
次に、予熱器７３の他の具体例について説明を行う。図９から図１２では、撹拌装置を利用して効果的な対流伝熱を実現していた。これに対し、図１３では、攪拌装置を用いることなく効果的な対流伝熱を実現する貯留槽７１の一例について説明する。

【0113】

図１３は、貯留槽７１及び予熱器７３の構成について説明する斜視図である。

【0114】

貯留槽７１は、図１３に示すように、例えば、貯留槽７１の内部空間を完全に分離された２つの槽（以下、第３槽７１ｅ及び第４槽７１ｆとも呼ぶ）に区切る仕切板７１ｄを有する。

【0115】

また、予熱器７３は、例えば、少なくとも一部が第３槽７１ｅ（以下、流体貯留槽７１ｅとも呼ぶ）内に設けられた配管７３ｅ（以下、第４配管７３ｅとも呼ぶ）を有する。配管７３ｅは、図１３に示すように、例えば、第３槽７１ｅの内部を通過するように設けられる。具体的に、配管７３ｅは、例えば、第３槽７１ｅの内部において、第３槽７１ｅの内側側面や内側底面に沿わない位置に設けられる。第４配管７３ｅは、折り曲がり構造を有する。

【0116】

そして、予熱器７３は、例えば、第４槽７１ｆ内に余剰汚泥が蓄えられた後、熱媒（例えば、温水等の流体）を第３槽７１ｅ内に流入させ、さらに、第４槽７１ｆ内に蓄えられた余剰汚泥を配管７３ｅ内に流入させることによって、配管７３ｅ内を流れる余剰汚泥を加熱する。

【0117】

すなわち、図１３に示す例では、折り曲がり構造の配管７３ｅ内を余剰汚泥が流れることで、余剰汚泥の加熱時間を長くすることができる。また、折り曲がり構造の配管７３ｅ内を余剰汚泥が流れることで、撹拌装置がなくても効果的な対流伝熱を実現することができる。また、攪拌装置をなくすことで、攪拌装置の動力エネルギーを削減することができる。さらに、温水等の熱媒(流体)を第３槽７１ｅに供給することで、熱媒における熱分布を均一にして余剰汚泥を均一に昇温することができる。

【0118】

なお、図１３に示す例において、熱媒は、第３槽７１ｅの底側から流入し上側から流出しても良い。逆に、熱媒は、第３槽７１ｅの上側から流入し底側から流出しても良い。また、配管７３ｅにおける余剰汚泥の入口端部は、第４槽７１ｆの底側に設けているが、入口端部を第４槽７１ｆの上側に設けても良い。また、配管７３ｅにおける余剰汚泥の出口端部を第３槽７１ｅの底側に設けても良い。さらに、余剰汚泥は、第４槽７１ｆの上側または第４槽７１ｆの底側から流入しても良い。

【0119】

また、熱交換器７０や予熱器７３に供給する熱媒を昇温する様々な方法を採用することができる。例えば、熱交換器７０や予熱器７３に供給する熱媒を昇温するヒートポンプを別途設け、このヒートポンプにより熱媒を昇温しても良い。この場合、前記した発電システムによる発電により生じた電力をヒートポンプに供給し、ヒートポンプはこの電力により動作し、前記の熱媒を昇温しても良い。

【0120】

また、消化システム５００は、例えば、第２の実施の形態で説明した制御装置８０、第３の実施の形態で説明した制御装置８０及び第４の実施の形態で説明した制御装置８０のうちの少なくともいずれかを有するものであってもよい。

【0121】

［第６の実施の形態における消化システム６００］
次に、第６の実施の形態における消化システム６００について説明を行う。図１４は、第６の実施の形態における消化システム６００の構成について説明する図である。

【0122】

本実施の形態における消化システム６００は、図１４に示すように、例えば、第１の形態における消化システム１００が有する各構成に加えて、貯留槽７２から貯留槽７１に向けて移送されている余剰汚泥（配管Ｌ２内を移送されている余剰汚泥）を破砕する汚泥破砕機７４を有する。

【0123】

汚泥破砕機７４は、例えば、ポンプＰ２と貯留槽７２との間に配置される。汚泥破砕機７４は、塊状の余剰汚泥を破砕する機能を有し、例えば複数の刃によって塊状の余剰汚泥を破砕する。そして、ポンプＰ２は、汚泥破砕機７４によって破砕された余剰汚泥を貯留槽７１に移送する。

【0124】

これにより、本実施の形態における消化システム６００では、塊状の余剰汚泥がそのまま熱交換器７０に移送されることを防止することが可能になる。そのため、消化システム６００では、熱交換器７０における余剰汚泥の流動性を高めることが可能になり、熱交換器７０による余剰汚泥の加熱を効率的に行うことが可能になる。

【0125】

なお、図１４に示す例では、汚泥破砕機７４が貯留槽７１と貯留槽７２との間（例えば、ポンプＰ２と貯留槽７２との間）に配置される場合について説明を行ったが、汚泥破砕機７４は、消化槽６０と貯留槽７１との間（例えば、ポンプＰ１と貯留槽７１との間）に配置されるものであってもよい。そして、汚泥破砕機７４は、貯留槽７２から消化槽６０に向けて移送されている余剰汚泥（配管Ｌ１内を移送されている余剰汚泥）を破砕するものであってもよい。この場合においても、本実施の形態における消化システム６００では、塊状の余剰汚泥が熱交換器７０に移送されることを防止することが可能になる。そのため、消化システム６００では、熱交換器７０における余剰汚泥の流動性を高めることが可能になり、熱交換器７０による余剰汚泥の加熱を効率的に行うことが可能になる。なお、消化槽６０と貯留槽７１との間に配置された汚泥破砕機７４を第１汚泥破砕機７４とも呼び、貯留槽７１と貯留槽７２との間に配置された汚泥破砕機７４を第２汚泥破砕機７４とも呼ぶ。

【0126】

さらに、汚泥破砕機７４は、例えば、消化槽６０と貯留槽７１との間と、貯留槽７１と貯留槽７２との間との両方に配置されるものであってもよい。

【0127】

なお、消化システム６００は、例えば、第２の実施の形態で説明した制御装置８０、第３の実施の形態で説明した制御装置８０及び第４の実施の形態で説明した制御装置８０のうちの少なくともいずれかを有するものであってもよい。

【0128】

以上説明した第１の実施の形態から第６の実施の形態における消化システム１００、２００、３００、４００、５００及び６００は、各消化システムの構成が組み合わされる形で用いられるものであってもよい。具体的に、例えば、第５の実施の形態における消化システム５００が有する予熱器７３は、他の実施の形態における消化システムに用いられるものであってもよい。また、例えば、第６の実施の形態における消化システム６００が有する汚泥破砕機７４は、他の実施の形態における消化システムに用いられるものであってもよい。

【符号の説明】

【0129】

１：汚泥処理施設 １０：最初沈殿池
２０：汚水処理装置 ３０：最終沈殿池
４０：濃縮槽 ５０：濃縮装置
６０：消化槽 ７０：加熱器
７１：貯留槽 ７１ａ：仕切板
７１ｂ：第１槽 ７１ｃ：第２槽
７１ｄ：仕切板 ７１ｅ：第３槽
７１ｆ：第４槽 ７２：貯留槽
７３：予熱器 ７３ａ：配管
７３ｂ：撹拌棒 ７３ｃ：撹拌翼
７３ｄ：モータ ７３ｅ：配管
７４：汚泥破砕機 ８０：制御装置
９０：焼却システム ９１：焼却炉
９２：白煙防止空気予熱器 ９３：スクラバ
９４：排煙処理塔 ９５：煙突
９６：温水発生器 １００：消化システム
２００：消化システム ３００：消化システム
４００：消化システム ５００：消化システム
Ｌ１：配管 Ｌ２：配管
Ｌ１１：配管 Ｌ１２：配管
Ｐ１：ポンプ Ｐ２：ポンプ
Ｐ１１：ポンプ Ｐ１２：ポンプ
Ｍ１：レベル計 Ｍ２：レベル計
Ｔ：温度計

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】