乾燥装置
【課題】高水分の被処理物を高い処理能力で乾燥できる乾燥装置を提供すること。
【解決手段】乾燥装置は、加熱攪拌部１４が設けられて内部が減圧される乾燥室１１を有する第１乾燥機１と、加熱攪拌部２４が設けられて内部が減圧される乾燥室２１を有する第２乾燥機２を有する。被処理物を第１乾燥機１で乾燥した後、第２乾燥機２で更に乾燥する。第２乾燥機２の減圧値を第１乾燥機１の減圧値よりも大きく、かつ、第２乾燥機２の加熱攪拌部２４の回転速度を第１乾燥機１の加熱攪拌部１４の回転速度よりも大きくすることにより、連続的に高水分の被処理物を低水分に乾燥させると共に脱臭することができる。
【解決手段】乾燥装置は、加熱攪拌部１４が設けられて内部が減圧される乾燥室１１を有する第１乾燥機１と、加熱攪拌部２４が設けられて内部が減圧される乾燥室２１を有する第２乾燥機２を有する。被処理物を第１乾燥機１で乾燥した後、第２乾燥機２で更に乾燥する。第２乾燥機２の減圧値を第１乾燥機１の減圧値よりも大きく、かつ、第２乾燥機２の加熱攪拌部２４の回転速度を第１乾燥機１の加熱攪拌部１４の回転速度よりも大きくすることにより、連続的に高水分の被処理物を低水分に乾燥させると共に脱臭することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば有機汚泥のような高水分の被処理物を乾燥させる乾燥装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、下水処理場の有機汚泥や生ごみ等の高水分の被処理物を乾燥させるため、被処理物が投入される乾燥室内を減圧して水の沸点を降下させることにより、被処理物の水分を低温で蒸発させるようにした乾燥装置が提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載された乾燥装置では、円筒状の真空蒸気釜の内側の乾燥室に投入された被処理物としての汚泥を、周面に形成されて加熱用蒸気が供給されるジャケットによって加熱すると共に、乾燥室内に軸方向に配列された複数のディスク状の攪拌羽根で攪拌している。この乾燥装置は、被処理物が乾燥して粉末状になると、ディスク状の攪拌羽根の回転方向を逆転させて、被処理物を乾燥室の一端に設けられた排出口に送って排出する。被処理物の排出が完了すると、新たな高水分の被処理物を投入口から乾燥室に投入している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３１３９１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の乾燥装置は、乾燥室内を減圧しても、乾燥室の周面に設けられたジャケットのみで被処理物を加熱するので、加熱効率が比較的低く、処理能力が比較的低いという問題がある。
【０００６】
また、上記従来の乾燥装置は、被処理物の乾燥をバッチ処理で行うので、処理能力の向上が困難であるという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明の課題は、高水分の被処理物を高い処理能力で乾燥できる乾燥装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明の乾燥装置は、被処理物が投入され、内部が減圧される乾燥室と、
乾燥室内に配置され、熱媒体が内部に供給される回転軸と、この回転軸に固定され、熱媒体が内部に供給されるコイル状管体と、このコイル状管体の外周側に配置されたブレードとを有する加熱攪拌部と、
乾燥室の壁面に形成され、熱媒体が供給されるジャケットと
を備えることを特徴としている。
【０００９】
上記構成によれば、乾燥室内に投入された被処理物が、回転する加熱攪拌部に接触しながら、この加熱攪拌部のコイル状管体とブレードとで攪拌される。この被処理物は、接触する加熱攪拌部の回転軸とコイル状管体から、回転軸とコイル状管体の内部に供給される熱媒体の熱を受けて加熱される。加熱攪拌部の回転軸とコイル状管体は、被処理物の接触面積が大きいので、内部に供給される熱媒体の熱により、効率的に被処理物を乾燥することができる。また、被処理物は、乾燥室の壁面に形成されたジャケットから、このジャケットに供給される熱媒体の熱を受けて加熱される。
【００１０】
このように、被処理物は、攪拌作用を受ける加熱攪拌部によって効率的に加熱され、また、乾燥室の壁面のジャケットによって加熱されるので、効果的に水分が蒸発して良好な効率で乾燥する。したがって、本発明の乾燥装置は、高水分の被処理物を、従来よりも高い処理能力で乾燥させることができる。ここで、高水分とは、被処理物が質量比で８０〜９９％の水分量を有することをいう。
【００１１】
一実施形態の乾燥装置は、加熱攪拌部を有して内部が減圧される乾燥室を複数個備え、第１乾燥室で処理された被処理物を、第２乾燥室以降の乾燥室に順次送って処理するように形成され、
第２乾燥室以降の乾燥室の加熱攪拌部の回転速度が、第１乾燥室の加熱攪拌部の回転速度よりも大きい。
【００１２】
上記実施形態によれば、第１乾燥室に投入された被処理物は、減圧された状態で、加熱攪拌部によって加熱及び攪拌され、水分量が減少する。ここで、第１乾燥室で処理される被処理物は、水分量が質量比で８０％以上の高水分であるので、加熱攪拌部を比較的低い回転速度で回転させることにより、加熱攪拌部の回転軸とコイル状管体の被処理物への接触時間を確保して、被処理物を効果的に乾燥させることができる。
【００１３】
第１乾燥室で処理されて水分が低減した被処理物は、第２乾燥室に投入される。第２乾燥室に投入された被処理物は、減圧された状態で、加熱攪拌部によって加熱及び攪拌され、水分量が更に減少する。更なる乾燥室が設けられている場合、被処理物は、後続の乾燥室に順次送られて処理され、水分量が順次減少する。ここで、第２乾燥室以降の乾燥室で処理される被処理物は、第１乾燥室で乾燥された後の比較的低い水分量であるので、固形成分が凝集して所謂ダマになりやすく、ダマの発生によって被処理物全体の乾燥効率が低下しやすい。なお、ダマとは、乾燥室の中で回転力を受けることによって被処理物が球状に凝集し、表面部は乾燥が進行する一方、内部は水分を含んだまま残留するものをいう。ここで、第２乾燥室以降の乾燥室の加熱攪拌部を、第１乾燥室の加熱攪拌部の回転速度よりも大きい回転速度で回転させるので、ダマの形成を防止して、被処理物を良好な効率で乾燥させて低水分にすることができる。なお、低水分とは、被処理物が質量比で３０％以下の水分量を有することをいう。
【００１４】
一実施形態の乾燥装置は、第１乾燥室に被処理物を連続的に投入する投入装置と、第１乾燥室から第２乾燥室以降の乾燥室へ被処理物を連続的に順次搬送する搬送装置と、最終の乾燥室から被処理物を連続的に排出する排出装置とを備える。
【００１５】
上記実施形態によれば、投入装置で被処理物を第１乾燥室に連続的に投入し、搬送装置で被処理物を第１乾燥室から第２乾燥室以降の乾燥室へ連続的に順次搬送し、排出装置で被処理物を最終の乾燥室から連続的に排出することにより、被処理物の乾燥を連続処理で行うことができ、バッチ処理によるよりも大幅に高い効率で被処理物を乾燥できる。ここで、「連続的」とは、各装置が常に継続して動作する状態のみに限定されず、状況に応じて停止する場合も含まれる。
【００１６】
一実施形態の乾燥装置は、第１乾燥室よりも下側に第２乾燥室以降の乾燥室が配置されている。
【００１７】
上記実施形態によれば、第１乾燥室で処理された被処理物を、被処理物に作用する重力により、容易に第２乾燥室以降の乾燥室に搬送することができる。ここで、第２乾燥室の減圧量を第１乾燥室の減圧量よりも大きくすることにより、吸引作用の併用により、被処理物を第１乾燥室から第２乾燥室へ更に容易に搬送できる。
【００１８】
一実施形態の乾燥装置は、投入装置は、入口と出口に密閉バルブが設けられたエアロックを有し、エアロック内の被処理物を第１乾燥室に吸引させて投入するように形成されている。
【００１９】
上記実施形態によれば、エアロックの入口の密閉バルブが開き、かつ、エアロックの出口の密閉バルブが閉じた状態で被処理物を投入装置に投入し、この後、エアロックの入口の密閉バルブを閉じて、エアロックの出口の密閉バルブを開く。これにより、内部が減圧される乾燥室とエアロックとの間の気圧の差により、被処理物を乾燥室に迅速かつ確実に投入することができる。
【００２０】
一実施形態の乾燥装置は、被処理物からの蒸気を凝縮させる凝縮部と、乾燥室内の空気を凝縮部で凝縮された凝縮水と共に吸引する吸引ポンプと、吸引ポンプで吸引した乾燥室内の空気と凝縮水を脱臭流体に接触させるスクラバとを有し、スクラバの脱臭流体が、凝縮部とスクラバとの間を循環する冷却水である。
【００２１】
上記実施形態によれば、吸引ポンプで乾燥室内の空気と凝縮水とを吸引することにより、乾燥室の減圧と凝縮水の回収とを効率的に行うことができる。また、スクラバで、乾燥室内の空気と凝縮水を、脱臭流体としての冷却水に接触させることにより、乾燥室内の空気と凝縮水の脱臭を行うと共に、冷却水の冷却を行うことができる。したがって、スクラバに冷却機能を付加することができ、乾燥装置の動作効率を向上することができる。
【００２２】
一実施形態の乾燥装置は、脱臭流体に、酵素が添加されている。
【００２３】
上記実施形態によれば、乾燥室内の空気と凝縮水を、更に効率的に脱臭することができる。
【００２４】
一実施形態の乾燥装置は、被処理物は、有機汚泥又は生ごみである。
【００２５】
上記実施形態によれば、主に産業廃棄物として取り扱われる有機汚泥と、一般廃棄物として取り扱われる生ごみのいずれについても、効率的に乾燥処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】実施形態の乾燥装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図２】第１乾燥機の縦断面図である。
【図３】乾燥装置の横断面図である。
【図４】乾燥装置の平面図である。
【図５】変形例の乾燥装置の横断面図である。
【図６】他の変形例の乾燥装置の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の乾燥装置を図示の実施形態により詳細に説明する。
【００２８】
図１は、実施形態の乾燥装置の構成を模式的に示す断面図である。本実施形態の乾燥装置は、第１乾燥機１と、第２乾燥機２と、スクラバとしてのクーリングタワー３とで大略構成されている。
【００２９】
図２は第１乾燥機１の縦断面図であり、図３は乾燥装置の横断面図であり、図４は乾燥装置の平面図である。
【００３０】
第１乾燥機１は、内部に乾燥室１１を有する大略円筒形状のケーシング１２と、乾燥室１１の下部の壁面に形成されたジャケット１３と、乾燥室１１内に配置された加熱攪拌部１４を有する。
【００３１】
ケーシング１２の一端の上部には、被処理物が投入される投入口１２ａが形成され、ケーシング１２の他端の下部には、被処理物が排出される排出口１２ｂが形成されている。ケーシング１２の投入口１２ａには、被処理物を投入する投入装置５１が設けられている。投入装置５１は、被処理物の入口と出口に密閉バルブが設けられたエアロック機構が内蔵されている。投入装置５１の入口から内部に被処理物を投入した後、入口の密閉バルブを閉じると共に出口の密閉バルブを開くと、大気圧の投入装置５１と、大気圧よりも低い乾燥室１１との気圧の差により、被処理物が乾燥室１１内に吸引されて投入される。
【００３２】
加熱攪拌部１４は、ケーシング１２の両端面に設けられた軸受１２１，１２２に両端が支持された回転軸１４１と、回転軸１４１に固定されたコイル状管体１４２と、コイル状管体１４２の外周側に配置されて一辺が５〜１０ｃｍの矩形の複数のブレード１４３を有する。回転軸１４１とコイル状管体１４２は内部が互いに連通しており、熱媒体としての蒸気が、軸受を介して回転軸１４１とコイル状管体１４２内に供給される。加熱攪拌部１４は、モータＭで回転駆動され、回転軸１４１とコイル状管体１４２で被処理物を加熱すると共に、ケーシング１２内の被処理物を投入口１２ａから排出口１２ｂに向かって送りをかけながら攪拌するように形成されている。ブレード１４３は、表面が、加熱攪拌部１４の径方向の先端縁が回転方向に傾斜すると共に、軸方向の排出口１２ｂ側の側縁が反回転方向に傾斜している。これにより、加熱攪拌部１４が回転するに伴い、ブレード１４３が、ケーシング１２の内側面近傍の被処理物をすき取るようになっている。ケーシング１２の側面には、長手方向に延びる図示しないメンテナンス窓が設けられており、このメンテナンス窓を開いて、加熱攪拌部１４のブレード１４３の取り付け角度の調節や、ブレード１４３の交換等のメンテナンスを行うようになっている。
【００３３】
ケーシング１２の軸受１２１，１２２は、加熱攪拌部１４の回転軸１４１を支持すると共に、熱媒体としての蒸気の供給と排出を行っている。供給側軸受１２１は、蒸気供給管１２３に接続された筐体１２４と、筐体１２４内に設けられて回転軸１４１を支持するスリーブ軸受１２５を有する。筐体１２４の内部は、回転軸１４１の周面に設けられた複数の連通穴１４１ａを介して回転軸１４１の内部に連通すると共に、ジャケット１３の内部に連通している。排出側軸受１２２は、蒸気排出管１２６に接続された筐体１２７と、筐体１２７内に設けられて回転軸１４１を支持するスリーブ軸受１２８を有する。筐体１２７の内部は、回転軸１４１の周面に設けられた複数の連通穴１４１ｂを介して回転軸１４１の内部に連通すると共に、ジャケット１３の内部に連通している。図示しないボイラから蒸気供給管１２３を通して供給側軸受１２１に供給された蒸気が、連通穴１４１ａを介して回転軸１４１に供給されると共に、ジャケット１３に供給される。回転軸１４１に供給された蒸気は、一部がコイル状管体１４２に供給される。回転軸１４１とコイル状管体１４２に供給された蒸気は、回転軸１４１とコイル状管体１４２が接触する被処理物と熱交換を行った後、回転軸１４１の連通穴１４１ｂを通して排出側軸受１２２に戻る。排出側軸受１２２に戻った蒸気は、蒸気排出管１２６を通してボイラに戻される。
【００３４】
加熱攪拌部１４のコイル状管体１４２は、上流側コイル１４４と下流側コイル１４５で形成されている。回転軸１４１の内部は、供給側軸受１２１に連通する上流側室１４６と、排出側軸受１２２に連通する下流側室１４７とに区画されている。上流側コイル１４４と下流側コイル１４５の上流端１４４ａ，１４５ａは、回転軸１４１の上流側室１４６に連通している。上流側コイル１４４と下流側コイル１４５の下流端１４４ｂ，１４５ｂは、回転軸１４１の下流側室１４７に連通している。これにより、供給側軸受１２１に供給された蒸気を、上流側コイル１４４と下流側コイル１４５とに分配して流して、コイル状管体１４２の上流側端と下流側端との間の加熱温度差を少なくしている。
【００３５】
ケーシング１２内の上部には、被処理物から蒸発した蒸気を凝縮し、外部に排出するための凝縮部１５が設けられている。凝縮部１５は、ケーシング１２の一端面に形成された冷却水供給室１５１と、ケーシング１２の他端面に形成された冷却水排出室１５２を有する。冷却水供給室１５１には、クーリングタワー３から冷却水を供給する冷却水供給管１５３が接続されている。冷却水排出室１５２には、冷却水を排出してクーリングタワー３に戻す冷却水排出管１５４が接続されている。冷却水供給室１５１と、冷却水排出室１５２との間には、ケーシング１２の軸方向に延在して供給室１５１と排出室１５２とに両端が連通する複数の冷却水管１５５，１５５，・・・が設けられている。複数の冷却水管１５５，１５５，・・・は、図３の横断面図に示すように、ケーシング１２内の上部の幅方向の両側に振り分けて配置されている。複数の冷却水管１５５，１５５，・・・の側方と下方には、凝縮水を収集する集水樋１５４が設けられている。集水樋１５６の内側に、凝縮水と共に乾燥室１１内の空気を吸引する吸引管１５７が連通している。
【００３６】
第２乾燥機２は、投入口と排出口以外は第１乾燥機１と同様の構成を有する。すなわち、内部に乾燥室２１を有するケーシング２２と、ジャケット２３と、加熱攪拌部２４を有する。加熱攪拌部２４は、内部に蒸気が供給される回転軸２４１及びコイル状管体２４２と、コイル状管体２４２の外周側に設けられて一辺が５〜１０ｃｍの矩形の複数のブレード２４３を有する。ケーシング２２内の上部には、被処理物から蒸発した蒸気を凝縮し、外部に排出するための凝縮部２５が設けられている。第２乾燥機２の加熱攪拌部２４のブレード２４３も、第１乾燥機１の加熱攪拌部１４のブレード１４３と同様に、表面が、加熱攪拌部２４の径方向の先端縁が回転方向に傾斜すると共に、軸方向の排出口２２ｂ側の側縁が反回転方向に傾斜している。また、ケーシング２２の側面に、長手方向に延びる図示しないメンテナンス窓が設けられている。
【００３７】
第２乾燥機２のケーシング２２には、一端側の下部に投入口２２ａが形成され、他端側の下部に排出口２２ｂが形成されている。第１乾燥機１のケーシング１２の排出口１２ｂと、第２乾燥機２のケーシング２２の投入口２２ａとの間は、スクリューコンベヤで形成された搬送コンベヤ５２によって接続されている。第２乾燥機２の排出口２２ｂには、スクリューコンベヤで形成された排出コンベヤ５３が接続されている。排出コンベヤ５３の終端には、エアロック機構を有する排出装置５４が設けられている。
【００３８】
第１乾燥機１と第２乾燥機２は、図３及び図４に示すように、ケーシング１２，２２の長手方向が平行をなすように、略同じ高さに配置されている。
【００３９】
第１及び第２乾燥機１，２のいずれも、乾燥室１１，２１内に、酵素が添加されている。酵素は、海、山及び陸等の自然界に生息する土着菌や発酵菌等の微生物を採取、培養したものを乾燥室１１，２１内に投入して添加する。特に、余剰汚泥等の有機汚泥を発酵させて脱臭を行うには、各種の動植物や土壌に生息する菌が有効であることが見出されている。菌が生息する動植物や土壌としては、よもぎ、野草、薬草、海辺の草、笹、竹やぶの土、山林の土、魚、海草、果実、パイナップル、リンゴ、ミカン、ビワ及びブドウ等がある。これらに生息する菌を、米ぬか又はオガ屑で培養して用いるのが好ましい。本実施形態では、減圧値０．０３〜０．０７ＭＰａの減圧下、熱媒体温度６０〜８０℃で３０分から２〜３時間にわたり、被処理物を攪拌しながら発酵菌を混合して脱臭を行うので、かかる条件下で発酵生育する微生物が好ましい。乾燥室１１，２１内に添加する酵素として、次の酵素のうちの少なくとも１つを採用することができる。なお、各酵素に続く括弧内に、各酵素が作用する物質を記している。アルコールデハイドロゲナーゼ（アルコール）、ラクテートデハイドロゲナーゼ（乳糖）、グルコース６リン酸デハイドロゲナーゼ（糖質）、アルデヒドデハイドロゲナーゼ（アルデヒド）、Ｌ・アスパルテイト・ベーターセミアルデヒド・ＮＡＤＰオキシドレクターゼ（アルデヒド）、グルタミン酸デハイドロゲナーゼ（アミノ酸）、アスパラギン酸セミアルデヒド・デハイドロゲナーゼ（アミノ酸）、ＮＡＤＰＨ２チクトクロームＣ・リアクターゼ（ＮＡＤＰ）、グルタチオン・デハイドロゲナーゼ（グルタチオン）、トレハローズリン酸シンテクターゼ（糖質）、ポリフォスヘエードキナーゼ（ＡＴＰ）、エタノールアミンフォスヘエードサイチジル・トランスフェラーゼ（ＣＴＰ）、トレハローズフォスファターゼ（糖質）、メタルチオ・フォスフォ・グリセレート・フォスファターゼ（グリセリン）、イヌラーゼ（イヌリン）、β−マンノシターゼ（糖質）、ウリジン・ヌクレオシターゼ（アミノ酸）、シトシン・ジアミナーゼ（シトシン）、メチルシステインシンテターゼ（アミノ酸）、アスパラギン酸シンテターゼ（ＡＴＰ）、コハク酸デハイドロゲナーゼ（コハク酸）、アコニチン酸ハイドロゲナーゼ（クエン酸）、フマレイトハイドロゲナーゼ（マロン酸）、マレイトデハイドロゲナーゼ（マロン酸）、クエン酸シンテターゼ（アセチルＣｏｕＡ）、イソクエン酸デハイドロゲナーゼ（クエン酸）、ＬＳＮＡＤＰオキシダクターゼ（クエン酸）、モノアミンオキシダクターゼ（アミン）、ヒスタミナーゼ（アミン）、ピルビン酸デカルボキシラーゼ（オキソ酸）、ＡＴＰアーゼ（ＡＴＰ）、ヌクレオチドピロフォスファターゼ（核酸）、エンドポリフォスファターゼ（ＡＴＰ）、ＡＴＰフォスフォハイドロラーゼ（ＡＴＰ）、オロチジン５リン酸デカルボキシラーゼ（オロチジン）。これらのうちの少なくとも１つの酵素を含む微生物を、被処理物Ｗに含ませることにより、多種類の有機物成分からなる被処理物Ｗに対して効果的に分解処理を行うことができる。
【００４０】
クーリングタワー３は、第１及び第２乾燥機１，２の凝縮部１５，２５から真空ポンプＶＰ１，ＶＰ２で吸引された凝縮水と、乾燥室１１，２１内の空気が供給される。クーリングタワー３は、第１乾燥機１の冷却水排出室１５２と第２乾燥機２の冷却水排出室から回収した冷却水を風で冷却し、冷却した冷却水を冷却水ポンプＰ１，Ｐ２で、第１乾燥機１の冷却水供給室１５１と第２乾燥機２の冷却水供給室に戻す。また、クーリングタワー３は、凝縮水の脱臭処理を行うスクラバとして機能し、冷却水がスクラバの脱臭流体として機能する。
【００４１】
上記クーリングタワー３は、冷却水を噴射するノズル３１と、このノズル３１から噴射された冷却水が流下する流下部３２と、この流下部３２を流れる冷却水に風を送るファン３３と、上記流下部３２を流れた冷却水を受ける水槽３４を有する。水槽３４には、凝縮部１５から冷却水が導かれる冷却水管と、真空ポンプＶＰ１，ＶＰ２から凝縮水が導かれる凝縮水管が接続されている。この凝縮水管には、ダストセパレータが介設されている。水槽３４内には、散水ポンプＳＰが介設された散水管の一端が開口しており、この散水管の他端はノズル３１に接続されている。上記流下部３２には、樹脂で形成された多孔性の充填材が配置されている。クーリングタワー３において、水槽３４に導かれた凝縮水が冷却水に混ざり、この凝縮水が混ざった冷却水がノズル３１に導かれる。ノズル３１から噴射された冷却水は、流下部３２を流れる際にファン３３からの風で温度が降下して、水槽３４内に流入する。クーリングタワー３で冷却された冷却水は、冷却水ポンプＰ１，Ｐ２によって第１及び第２乾燥機１，２の凝縮部１５，２５に戻される。
【００４２】
上記クーリングタワー３と凝縮部１５，２５との間を循環する冷却水には、酵素が添加されている。この酵素は、乾燥室１１，２１内に微生物を投入して添加されたのと同様に、土着菌や発酵菌等の微生物が冷却水に投入されることによって添加されている。冷却水に添加される酵素は、上述の乾燥室１１，２１に添加できる複数の酵素のうち、少なくとも１つであればよい。冷却水中に酵素を添加することにより、凝縮水中に含まれる臭気成分や水溶性有害物質等を分解除去する。酵素による臭気成分等の分解は、クーリングタワー３及び凝縮部１５，２５の間に形成される冷却水の循環路において行われる。特に、クーリングタワー３の流下部３２の充填材が微生物の担体として機能し、この流下部３２で臭気の分解を促進するのが好ましい。
【００４３】
本実施形態の乾燥装置は、凝縮水を冷却水に混ぜることにより、臭気成分等の濃度を全体として低減させるので、凝縮水の臭気成分等が増大しても微生物の処理能力を越える虞が少なくて、安定した微生物処理を行うことができる。また、乾燥室１１，２１内が減圧されていることから、凝縮部１５，２５で冷却水が室内空気と熱交換する際の冷却水の温度上昇が比較的小さくて、冷却水の温度は概ね４０〜４５℃になる。これにより、冷却水中の微生物が高温によって死滅する不都合が防止され、微生物が安定して活性化され、凝縮水を安定して微生物で脱臭することができる。
【００４４】
また、クーリングタワー３では、冷却水の蒸発が促進されるのでオーバーフローが殆ど生じない。しかも、凝縮水中の臭気成分等は冷却水で薄められるので、高度に分解除去できる。したがって、乾燥装置の外部に臭気成分や有害成分が排出される不都合を効果的に防止できる。また、水槽３４には、真空ポンプＶＰ１，ＶＰ２によって凝縮水と共に乾燥室１１，２１内の空気が導かれる。この水槽３４に導かれた空気に含まれる臭気成分等は、水槽３４内の冷却水や、流下部３２から滴下する冷却水に接触して溶解し、この冷却水の微生物によって分解除去される。このように、クーリングタワー３は、乾燥室１１，２１から導かれる空気のスクラバとしても機能し、冷却水が脱臭流体として機能する。
【００４５】
上記乾燥装置で被処理物を乾燥する場合、第１乾燥室１１の内部の空気を真空ポンプＶＰ１で吸引すると共に、第２乾燥室２１の内部の空気を真空ポンプＶＰ２で吸引して、いずれも大気圧よりも低い圧力に減圧する。ここで、第１乾燥室１１の減圧値を０．０３〜０．０７ＭＰａとし、水の沸点を約９０〜６８℃に低下させることができる。なお、減圧値とは、大気圧から低減させる圧力の大きさをいう。一方、第２乾燥室２１の減圧値を０．０５〜０．０９ＭＰａとし、水の沸点を約８０〜４６℃に低下させることができる。
【００４６】
各乾燥機１，２に供給する熱媒体としては、ジャケット１３，２３には０．２〜０．３ＭＰａかつ１３０℃の蒸気を用いる一方、加熱攪拌部１４，２４には０．７〜０．８ＭＰａかつ１７０℃の蒸気を用いる。このように、可動部である加熱攪拌部１４，２４にジャケット１３，２３よりも高い温度の熱媒体を供給することにより、被処理物の付着を防止しながら効率的に蒸発させることができる。また、乾燥室１１，２１内が減圧されているので、常圧で乾燥させるよりも熱媒体の温度を低く設定できる。したがって、熱媒体としての蒸気の生成エネルギーを削減できる。また、被処理物の加熱温度が低いので、第１及び第２乾燥室１１，２１内に添加されて脱臭を行う微生物の死滅を防止でき、効果的に脱臭を行うことができる。
【００４７】
また、第１乾燥室１１には、質量比で８０〜９６％の水分量である高水分の被処理物が投入される一方、第２乾燥室２１には、第１乾燥室１１で乾燥処理されて質量比で５０〜６０％の水分量である中水分の被処理物が投入される。第２乾燥室２１は、中水分の被処理物を乾燥させて、質量比で３０％以下の水分量である低水分の被処理物を排出する。ここで、第２乾燥室２１の減圧値を、第１乾燥室１１の減圧値よりも大きく設定し、第２乾燥室２１の気圧が第１乾燥室１１よりも低い状態で乾燥させる。これにより、被処理物の水分量が第１乾燥室１１の被処理物の水分量よりも少ない第２乾燥室２１において、乾燥効率を向上させて、第１乾燥室１１の乾燥効率とあわせることができる。したがって、第１乾燥室１１で乾燥させて第２乾燥室２１に搬送する被処理物の量と、第２乾燥室２１で乾燥させて第２乾燥室２１から排出する被処理物の量を、概ね同じに揃えることができる。その結果、第１乾燥室１１と第２乾燥室２１で連続的に乾燥処理を行うことができる。ここで、連続的な乾燥処理とは、投入装置５１で第１乾燥機１に連続して被処理物を投入すると共に、第１乾燥機１から第２乾燥機２へ搬送コンベヤ５２で連続して被処理物を搬送し、更に、第２乾燥機２からの乾燥室２１から排出コンベヤ５３で連続して被処理物を排出する場合に限られない。少なくとも第１乾燥機１の加熱攪拌部１４と、第２乾燥機２の加熱攪拌部２４が連続して動作していれば、投入装置５１による被処理物の投入と、搬送コンベヤ５２による被処理物の搬送と、排出コンベヤ５３による被処理物の排出は、断続的であってもよい。
【００４８】
さらに、第２乾燥室２１の加熱攪拌部２４の回転速度は、第１乾燥室１１の加熱攪拌部１４の回転速度よりも大きく設定するのが好ましい。これにより、第１乾燥室１１の被処理物よりも水分量が少なくて乾燥し難い乾燥第２乾燥室２１の被処理物を、第１乾燥室１１の被処理物と同じ程度に乾燥させることができ、第１乾燥室１１と第２乾燥室２１とで被処理物の連続処理を行うことができる。ここで、第１乾燥室１１の加熱攪拌部１４の回転速度を１０ｒｐｍ（回転毎分）と設定する一方、第２乾燥室２１の加熱攪拌部２４の回転速度を３０ｒｐｍと設定することができる。なお、第１乾燥室１１と第２乾燥室２１の被処理物の水分量に応じて、第１乾燥室１１の加熱攪拌部１４の回転速度を１ｒｐｍ〜２０ｒｐｍの間に設定すると共に、第２乾燥室２１の加熱攪拌部２４の回転速度を１０ｒｐｍ〜６０ｒｐｍの間に設定することができる。
【００４９】
また、第１乾燥室１１及び第２乾燥室２１の加熱攪拌部１４，２４は、コイル状管体１４２，２４２の外周側に設けられたブレード１４３，２４３により、ケーシング１２，２２の内側面の近傍の被処理物をすき取ることができる。したがって、ケーシング１２，２２のジャケット１３，２３が形成された位置の内側面に、被処理物が固着する不都合を効果的に防止できる。
【００５０】
上記実施形態の乾燥装置において、第１乾燥機１と第２乾燥機２で乾燥され、水分量が質量比で３０％以下となった低水分の被処理物は、排出装置５４のエアロック機構を通して排出される。
【００５１】
このように、本実施形態の乾燥装置は、第１乾燥機１と第２乾燥機２により、第１乾燥機１の乾燥室１１よりも第２乾燥機２の乾燥室２１を大きい減圧値で減圧し、第１乾燥機１の加熱攪拌部１４よりも第２乾燥機２の加熱攪拌部２４を大きい回転速度で回転することにより、高水分の被処理物を、第１乾燥機１と第２乾燥機２乾燥機とで連続的に乾燥処理をして、低水分の被処理物を得ることができる。また、第１乾燥機１と第２乾燥機２で凝縮された凝縮水を、スクラバとして機能するクーリングタワー３で脱臭を行うことができる。これらにより、例えば下水汚泥やし尿等の臭気が強くて水分量の高い有機汚泥を、高い効率で乾燥及び脱臭処理することができる。その結果、被処理物の乾燥処理効率を、従来の３倍程度に増大できることが確認された。
【００５２】
上記実施形態において、第１乾燥機１で処理された被処理物を、第１乾燥機１のケーシング１２の下部の排出口１２ｂから第２乾燥機２のケーシング２２の下部の投入口２２ａへ、水平に延在する搬送コンベヤ５２で搬送したが、図５の横断面図に示すように、第２乾燥機２のケーシング２２の上部に投入口を設け、第１乾燥機１のケーシング１２の下部の排出口１２ｂから第２乾燥機２のケーシング２２の上部の投入口へ、傾斜して配置した搬送コンベヤ５２を通して被処理物を搬送してもよい。
【００５３】
上記実施形態において、乾燥装置は、第１乾燥機１と第２乾燥機２を略同じ高さに配置して形成したが、第１乾燥機１よりも下方に第２乾燥機２に配置してもよい。図６の側面図に示すように、第１乾燥機１の直下に第２乾燥機２を配置することにより、第１乾燥機１の被処理物を第２乾燥機２に搬送する搬送コンベヤを省略し、開閉バルブ５５のみによって第１乾燥機１の被処理物を第２乾燥機２に搬送することができる。ここで、第２乾燥機２の乾燥室２１の減圧値を第１乾燥機１の乾燥室１１の減圧値よりも大きくすることにより、第２乾燥機２の吸引作用によって第１乾燥機１の被処理物を容易に搬送することができる。
【符号の説明】
【００５４】
１ 第１乾燥機
２ 第２乾燥機
３ クーリングタワー
１１，２１ 乾燥室
１２，２２ ケーシング
１３，２３ ジャケット
１４，２４ 加熱攪拌部
Ｐ１，Ｐ２ 冷却水ポンプ
ＶＰ１，ＶＰ２ 真空ポンプ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば有機汚泥のような高水分の被処理物を乾燥させる乾燥装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、下水処理場の有機汚泥や生ごみ等の高水分の被処理物を乾燥させるため、被処理物が投入される乾燥室内を減圧して水の沸点を降下させることにより、被処理物の水分を低温で蒸発させるようにした乾燥装置が提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載された乾燥装置では、円筒状の真空蒸気釜の内側の乾燥室に投入された被処理物としての汚泥を、周面に形成されて加熱用蒸気が供給されるジャケットによって加熱すると共に、乾燥室内に軸方向に配列された複数のディスク状の攪拌羽根で攪拌している。この乾燥装置は、被処理物が乾燥して粉末状になると、ディスク状の攪拌羽根の回転方向を逆転させて、被処理物を乾燥室の一端に設けられた排出口に送って排出する。被処理物の排出が完了すると、新たな高水分の被処理物を投入口から乾燥室に投入している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３１３９１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の乾燥装置は、乾燥室内を減圧しても、乾燥室の周面に設けられたジャケットのみで被処理物を加熱するので、加熱効率が比較的低く、処理能力が比較的低いという問題がある。
【０００６】
また、上記従来の乾燥装置は、被処理物の乾燥をバッチ処理で行うので、処理能力の向上が困難であるという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明の課題は、高水分の被処理物を高い処理能力で乾燥できる乾燥装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明の乾燥装置は、被処理物が投入され、内部が減圧される乾燥室と、
乾燥室内に配置され、熱媒体が内部に供給される回転軸と、この回転軸に固定され、熱媒体が内部に供給されるコイル状管体と、このコイル状管体の外周側に配置されたブレードとを有する加熱攪拌部と、
乾燥室の壁面に形成され、熱媒体が供給されるジャケットと
を備えることを特徴としている。
【０００９】
上記構成によれば、乾燥室内に投入された被処理物が、回転する加熱攪拌部に接触しながら、この加熱攪拌部のコイル状管体とブレードとで攪拌される。この被処理物は、接触する加熱攪拌部の回転軸とコイル状管体から、回転軸とコイル状管体の内部に供給される熱媒体の熱を受けて加熱される。加熱攪拌部の回転軸とコイル状管体は、被処理物の接触面積が大きいので、内部に供給される熱媒体の熱により、効率的に被処理物を乾燥することができる。また、被処理物は、乾燥室の壁面に形成されたジャケットから、このジャケットに供給される熱媒体の熱を受けて加熱される。
【００１０】
このように、被処理物は、攪拌作用を受ける加熱攪拌部によって効率的に加熱され、また、乾燥室の壁面のジャケットによって加熱されるので、効果的に水分が蒸発して良好な効率で乾燥する。したがって、本発明の乾燥装置は、高水分の被処理物を、従来よりも高い処理能力で乾燥させることができる。ここで、高水分とは、被処理物が質量比で８０〜９９％の水分量を有することをいう。
【００１１】
一実施形態の乾燥装置は、加熱攪拌部を有して内部が減圧される乾燥室を複数個備え、第１乾燥室で処理された被処理物を、第２乾燥室以降の乾燥室に順次送って処理するように形成され、
第２乾燥室以降の乾燥室の加熱攪拌部の回転速度が、第１乾燥室の加熱攪拌部の回転速度よりも大きい。
【００１２】
上記実施形態によれば、第１乾燥室に投入された被処理物は、減圧された状態で、加熱攪拌部によって加熱及び攪拌され、水分量が減少する。ここで、第１乾燥室で処理される被処理物は、水分量が質量比で８０％以上の高水分であるので、加熱攪拌部を比較的低い回転速度で回転させることにより、加熱攪拌部の回転軸とコイル状管体の被処理物への接触時間を確保して、被処理物を効果的に乾燥させることができる。
【００１３】
第１乾燥室で処理されて水分が低減した被処理物は、第２乾燥室に投入される。第２乾燥室に投入された被処理物は、減圧された状態で、加熱攪拌部によって加熱及び攪拌され、水分量が更に減少する。更なる乾燥室が設けられている場合、被処理物は、後続の乾燥室に順次送られて処理され、水分量が順次減少する。ここで、第２乾燥室以降の乾燥室で処理される被処理物は、第１乾燥室で乾燥された後の比較的低い水分量であるので、固形成分が凝集して所謂ダマになりやすく、ダマの発生によって被処理物全体の乾燥効率が低下しやすい。なお、ダマとは、乾燥室の中で回転力を受けることによって被処理物が球状に凝集し、表面部は乾燥が進行する一方、内部は水分を含んだまま残留するものをいう。ここで、第２乾燥室以降の乾燥室の加熱攪拌部を、第１乾燥室の加熱攪拌部の回転速度よりも大きい回転速度で回転させるので、ダマの形成を防止して、被処理物を良好な効率で乾燥させて低水分にすることができる。なお、低水分とは、被処理物が質量比で３０％以下の水分量を有することをいう。
【００１４】
一実施形態の乾燥装置は、第１乾燥室に被処理物を連続的に投入する投入装置と、第１乾燥室から第２乾燥室以降の乾燥室へ被処理物を連続的に順次搬送する搬送装置と、最終の乾燥室から被処理物を連続的に排出する排出装置とを備える。
【００１５】
上記実施形態によれば、投入装置で被処理物を第１乾燥室に連続的に投入し、搬送装置で被処理物を第１乾燥室から第２乾燥室以降の乾燥室へ連続的に順次搬送し、排出装置で被処理物を最終の乾燥室から連続的に排出することにより、被処理物の乾燥を連続処理で行うことができ、バッチ処理によるよりも大幅に高い効率で被処理物を乾燥できる。ここで、「連続的」とは、各装置が常に継続して動作する状態のみに限定されず、状況に応じて停止する場合も含まれる。
【００１６】
一実施形態の乾燥装置は、第１乾燥室よりも下側に第２乾燥室以降の乾燥室が配置されている。
【００１７】
上記実施形態によれば、第１乾燥室で処理された被処理物を、被処理物に作用する重力により、容易に第２乾燥室以降の乾燥室に搬送することができる。ここで、第２乾燥室の減圧量を第１乾燥室の減圧量よりも大きくすることにより、吸引作用の併用により、被処理物を第１乾燥室から第２乾燥室へ更に容易に搬送できる。
【００１８】
一実施形態の乾燥装置は、投入装置は、入口と出口に密閉バルブが設けられたエアロックを有し、エアロック内の被処理物を第１乾燥室に吸引させて投入するように形成されている。
【００１９】
上記実施形態によれば、エアロックの入口の密閉バルブが開き、かつ、エアロックの出口の密閉バルブが閉じた状態で被処理物を投入装置に投入し、この後、エアロックの入口の密閉バルブを閉じて、エアロックの出口の密閉バルブを開く。これにより、内部が減圧される乾燥室とエアロックとの間の気圧の差により、被処理物を乾燥室に迅速かつ確実に投入することができる。
【００２０】
一実施形態の乾燥装置は、被処理物からの蒸気を凝縮させる凝縮部と、乾燥室内の空気を凝縮部で凝縮された凝縮水と共に吸引する吸引ポンプと、吸引ポンプで吸引した乾燥室内の空気と凝縮水を脱臭流体に接触させるスクラバとを有し、スクラバの脱臭流体が、凝縮部とスクラバとの間を循環する冷却水である。
【００２１】
上記実施形態によれば、吸引ポンプで乾燥室内の空気と凝縮水とを吸引することにより、乾燥室の減圧と凝縮水の回収とを効率的に行うことができる。また、スクラバで、乾燥室内の空気と凝縮水を、脱臭流体としての冷却水に接触させることにより、乾燥室内の空気と凝縮水の脱臭を行うと共に、冷却水の冷却を行うことができる。したがって、スクラバに冷却機能を付加することができ、乾燥装置の動作効率を向上することができる。
【００２２】
一実施形態の乾燥装置は、脱臭流体に、酵素が添加されている。
【００２３】
上記実施形態によれば、乾燥室内の空気と凝縮水を、更に効率的に脱臭することができる。
【００２４】
一実施形態の乾燥装置は、被処理物は、有機汚泥又は生ごみである。
【００２５】
上記実施形態によれば、主に産業廃棄物として取り扱われる有機汚泥と、一般廃棄物として取り扱われる生ごみのいずれについても、効率的に乾燥処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】実施形態の乾燥装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図２】第１乾燥機の縦断面図である。
【図３】乾燥装置の横断面図である。
【図４】乾燥装置の平面図である。
【図５】変形例の乾燥装置の横断面図である。
【図６】他の変形例の乾燥装置の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の乾燥装置を図示の実施形態により詳細に説明する。
【００２８】
図１は、実施形態の乾燥装置の構成を模式的に示す断面図である。本実施形態の乾燥装置は、第１乾燥機１と、第２乾燥機２と、スクラバとしてのクーリングタワー３とで大略構成されている。
【００２９】
図２は第１乾燥機１の縦断面図であり、図３は乾燥装置の横断面図であり、図４は乾燥装置の平面図である。
【００３０】
第１乾燥機１は、内部に乾燥室１１を有する大略円筒形状のケーシング１２と、乾燥室１１の下部の壁面に形成されたジャケット１３と、乾燥室１１内に配置された加熱攪拌部１４を有する。
【００３１】
ケーシング１２の一端の上部には、被処理物が投入される投入口１２ａが形成され、ケーシング１２の他端の下部には、被処理物が排出される排出口１２ｂが形成されている。ケーシング１２の投入口１２ａには、被処理物を投入する投入装置５１が設けられている。投入装置５１は、被処理物の入口と出口に密閉バルブが設けられたエアロック機構が内蔵されている。投入装置５１の入口から内部に被処理物を投入した後、入口の密閉バルブを閉じると共に出口の密閉バルブを開くと、大気圧の投入装置５１と、大気圧よりも低い乾燥室１１との気圧の差により、被処理物が乾燥室１１内に吸引されて投入される。
【００３２】
加熱攪拌部１４は、ケーシング１２の両端面に設けられた軸受１２１，１２２に両端が支持された回転軸１４１と、回転軸１４１に固定されたコイル状管体１４２と、コイル状管体１４２の外周側に配置されて一辺が５〜１０ｃｍの矩形の複数のブレード１４３を有する。回転軸１４１とコイル状管体１４２は内部が互いに連通しており、熱媒体としての蒸気が、軸受を介して回転軸１４１とコイル状管体１４２内に供給される。加熱攪拌部１４は、モータＭで回転駆動され、回転軸１４１とコイル状管体１４２で被処理物を加熱すると共に、ケーシング１２内の被処理物を投入口１２ａから排出口１２ｂに向かって送りをかけながら攪拌するように形成されている。ブレード１４３は、表面が、加熱攪拌部１４の径方向の先端縁が回転方向に傾斜すると共に、軸方向の排出口１２ｂ側の側縁が反回転方向に傾斜している。これにより、加熱攪拌部１４が回転するに伴い、ブレード１４３が、ケーシング１２の内側面近傍の被処理物をすき取るようになっている。ケーシング１２の側面には、長手方向に延びる図示しないメンテナンス窓が設けられており、このメンテナンス窓を開いて、加熱攪拌部１４のブレード１４３の取り付け角度の調節や、ブレード１４３の交換等のメンテナンスを行うようになっている。
【００３３】
ケーシング１２の軸受１２１，１２２は、加熱攪拌部１４の回転軸１４１を支持すると共に、熱媒体としての蒸気の供給と排出を行っている。供給側軸受１２１は、蒸気供給管１２３に接続された筐体１２４と、筐体１２４内に設けられて回転軸１４１を支持するスリーブ軸受１２５を有する。筐体１２４の内部は、回転軸１４１の周面に設けられた複数の連通穴１４１ａを介して回転軸１４１の内部に連通すると共に、ジャケット１３の内部に連通している。排出側軸受１２２は、蒸気排出管１２６に接続された筐体１２７と、筐体１２７内に設けられて回転軸１４１を支持するスリーブ軸受１２８を有する。筐体１２７の内部は、回転軸１４１の周面に設けられた複数の連通穴１４１ｂを介して回転軸１４１の内部に連通すると共に、ジャケット１３の内部に連通している。図示しないボイラから蒸気供給管１２３を通して供給側軸受１２１に供給された蒸気が、連通穴１４１ａを介して回転軸１４１に供給されると共に、ジャケット１３に供給される。回転軸１４１に供給された蒸気は、一部がコイル状管体１４２に供給される。回転軸１４１とコイル状管体１４２に供給された蒸気は、回転軸１４１とコイル状管体１４２が接触する被処理物と熱交換を行った後、回転軸１４１の連通穴１４１ｂを通して排出側軸受１２２に戻る。排出側軸受１２２に戻った蒸気は、蒸気排出管１２６を通してボイラに戻される。
【００３４】
加熱攪拌部１４のコイル状管体１４２は、上流側コイル１４４と下流側コイル１４５で形成されている。回転軸１４１の内部は、供給側軸受１２１に連通する上流側室１４６と、排出側軸受１２２に連通する下流側室１４７とに区画されている。上流側コイル１４４と下流側コイル１４５の上流端１４４ａ，１４５ａは、回転軸１４１の上流側室１４６に連通している。上流側コイル１４４と下流側コイル１４５の下流端１４４ｂ，１４５ｂは、回転軸１４１の下流側室１４７に連通している。これにより、供給側軸受１２１に供給された蒸気を、上流側コイル１４４と下流側コイル１４５とに分配して流して、コイル状管体１４２の上流側端と下流側端との間の加熱温度差を少なくしている。
【００３５】
ケーシング１２内の上部には、被処理物から蒸発した蒸気を凝縮し、外部に排出するための凝縮部１５が設けられている。凝縮部１５は、ケーシング１２の一端面に形成された冷却水供給室１５１と、ケーシング１２の他端面に形成された冷却水排出室１５２を有する。冷却水供給室１５１には、クーリングタワー３から冷却水を供給する冷却水供給管１５３が接続されている。冷却水排出室１５２には、冷却水を排出してクーリングタワー３に戻す冷却水排出管１５４が接続されている。冷却水供給室１５１と、冷却水排出室１５２との間には、ケーシング１２の軸方向に延在して供給室１５１と排出室１５２とに両端が連通する複数の冷却水管１５５，１５５，・・・が設けられている。複数の冷却水管１５５，１５５，・・・は、図３の横断面図に示すように、ケーシング１２内の上部の幅方向の両側に振り分けて配置されている。複数の冷却水管１５５，１５５，・・・の側方と下方には、凝縮水を収集する集水樋１５４が設けられている。集水樋１５６の内側に、凝縮水と共に乾燥室１１内の空気を吸引する吸引管１５７が連通している。
【００３６】
第２乾燥機２は、投入口と排出口以外は第１乾燥機１と同様の構成を有する。すなわち、内部に乾燥室２１を有するケーシング２２と、ジャケット２３と、加熱攪拌部２４を有する。加熱攪拌部２４は、内部に蒸気が供給される回転軸２４１及びコイル状管体２４２と、コイル状管体２４２の外周側に設けられて一辺が５〜１０ｃｍの矩形の複数のブレード２４３を有する。ケーシング２２内の上部には、被処理物から蒸発した蒸気を凝縮し、外部に排出するための凝縮部２５が設けられている。第２乾燥機２の加熱攪拌部２４のブレード２４３も、第１乾燥機１の加熱攪拌部１４のブレード１４３と同様に、表面が、加熱攪拌部２４の径方向の先端縁が回転方向に傾斜すると共に、軸方向の排出口２２ｂ側の側縁が反回転方向に傾斜している。また、ケーシング２２の側面に、長手方向に延びる図示しないメンテナンス窓が設けられている。
【００３７】
第２乾燥機２のケーシング２２には、一端側の下部に投入口２２ａが形成され、他端側の下部に排出口２２ｂが形成されている。第１乾燥機１のケーシング１２の排出口１２ｂと、第２乾燥機２のケーシング２２の投入口２２ａとの間は、スクリューコンベヤで形成された搬送コンベヤ５２によって接続されている。第２乾燥機２の排出口２２ｂには、スクリューコンベヤで形成された排出コンベヤ５３が接続されている。排出コンベヤ５３の終端には、エアロック機構を有する排出装置５４が設けられている。
【００３８】
第１乾燥機１と第２乾燥機２は、図３及び図４に示すように、ケーシング１２，２２の長手方向が平行をなすように、略同じ高さに配置されている。
【００３９】
第１及び第２乾燥機１，２のいずれも、乾燥室１１，２１内に、酵素が添加されている。酵素は、海、山及び陸等の自然界に生息する土着菌や発酵菌等の微生物を採取、培養したものを乾燥室１１，２１内に投入して添加する。特に、余剰汚泥等の有機汚泥を発酵させて脱臭を行うには、各種の動植物や土壌に生息する菌が有効であることが見出されている。菌が生息する動植物や土壌としては、よもぎ、野草、薬草、海辺の草、笹、竹やぶの土、山林の土、魚、海草、果実、パイナップル、リンゴ、ミカン、ビワ及びブドウ等がある。これらに生息する菌を、米ぬか又はオガ屑で培養して用いるのが好ましい。本実施形態では、減圧値０．０３〜０．０７ＭＰａの減圧下、熱媒体温度６０〜８０℃で３０分から２〜３時間にわたり、被処理物を攪拌しながら発酵菌を混合して脱臭を行うので、かかる条件下で発酵生育する微生物が好ましい。乾燥室１１，２１内に添加する酵素として、次の酵素のうちの少なくとも１つを採用することができる。なお、各酵素に続く括弧内に、各酵素が作用する物質を記している。アルコールデハイドロゲナーゼ（アルコール）、ラクテートデハイドロゲナーゼ（乳糖）、グルコース６リン酸デハイドロゲナーゼ（糖質）、アルデヒドデハイドロゲナーゼ（アルデヒド）、Ｌ・アスパルテイト・ベーターセミアルデヒド・ＮＡＤＰオキシドレクターゼ（アルデヒド）、グルタミン酸デハイドロゲナーゼ（アミノ酸）、アスパラギン酸セミアルデヒド・デハイドロゲナーゼ（アミノ酸）、ＮＡＤＰＨ２チクトクロームＣ・リアクターゼ（ＮＡＤＰ）、グルタチオン・デハイドロゲナーゼ（グルタチオン）、トレハローズリン酸シンテクターゼ（糖質）、ポリフォスヘエードキナーゼ（ＡＴＰ）、エタノールアミンフォスヘエードサイチジル・トランスフェラーゼ（ＣＴＰ）、トレハローズフォスファターゼ（糖質）、メタルチオ・フォスフォ・グリセレート・フォスファターゼ（グリセリン）、イヌラーゼ（イヌリン）、β−マンノシターゼ（糖質）、ウリジン・ヌクレオシターゼ（アミノ酸）、シトシン・ジアミナーゼ（シトシン）、メチルシステインシンテターゼ（アミノ酸）、アスパラギン酸シンテターゼ（ＡＴＰ）、コハク酸デハイドロゲナーゼ（コハク酸）、アコニチン酸ハイドロゲナーゼ（クエン酸）、フマレイトハイドロゲナーゼ（マロン酸）、マレイトデハイドロゲナーゼ（マロン酸）、クエン酸シンテターゼ（アセチルＣｏｕＡ）、イソクエン酸デハイドロゲナーゼ（クエン酸）、ＬＳＮＡＤＰオキシダクターゼ（クエン酸）、モノアミンオキシダクターゼ（アミン）、ヒスタミナーゼ（アミン）、ピルビン酸デカルボキシラーゼ（オキソ酸）、ＡＴＰアーゼ（ＡＴＰ）、ヌクレオチドピロフォスファターゼ（核酸）、エンドポリフォスファターゼ（ＡＴＰ）、ＡＴＰフォスフォハイドロラーゼ（ＡＴＰ）、オロチジン５リン酸デカルボキシラーゼ（オロチジン）。これらのうちの少なくとも１つの酵素を含む微生物を、被処理物Ｗに含ませることにより、多種類の有機物成分からなる被処理物Ｗに対して効果的に分解処理を行うことができる。
【００４０】
クーリングタワー３は、第１及び第２乾燥機１，２の凝縮部１５，２５から真空ポンプＶＰ１，ＶＰ２で吸引された凝縮水と、乾燥室１１，２１内の空気が供給される。クーリングタワー３は、第１乾燥機１の冷却水排出室１５２と第２乾燥機２の冷却水排出室から回収した冷却水を風で冷却し、冷却した冷却水を冷却水ポンプＰ１，Ｐ２で、第１乾燥機１の冷却水供給室１５１と第２乾燥機２の冷却水供給室に戻す。また、クーリングタワー３は、凝縮水の脱臭処理を行うスクラバとして機能し、冷却水がスクラバの脱臭流体として機能する。
【００４１】
上記クーリングタワー３は、冷却水を噴射するノズル３１と、このノズル３１から噴射された冷却水が流下する流下部３２と、この流下部３２を流れる冷却水に風を送るファン３３と、上記流下部３２を流れた冷却水を受ける水槽３４を有する。水槽３４には、凝縮部１５から冷却水が導かれる冷却水管と、真空ポンプＶＰ１，ＶＰ２から凝縮水が導かれる凝縮水管が接続されている。この凝縮水管には、ダストセパレータが介設されている。水槽３４内には、散水ポンプＳＰが介設された散水管の一端が開口しており、この散水管の他端はノズル３１に接続されている。上記流下部３２には、樹脂で形成された多孔性の充填材が配置されている。クーリングタワー３において、水槽３４に導かれた凝縮水が冷却水に混ざり、この凝縮水が混ざった冷却水がノズル３１に導かれる。ノズル３１から噴射された冷却水は、流下部３２を流れる際にファン３３からの風で温度が降下して、水槽３４内に流入する。クーリングタワー３で冷却された冷却水は、冷却水ポンプＰ１，Ｐ２によって第１及び第２乾燥機１，２の凝縮部１５，２５に戻される。
【００４２】
上記クーリングタワー３と凝縮部１５，２５との間を循環する冷却水には、酵素が添加されている。この酵素は、乾燥室１１，２１内に微生物を投入して添加されたのと同様に、土着菌や発酵菌等の微生物が冷却水に投入されることによって添加されている。冷却水に添加される酵素は、上述の乾燥室１１，２１に添加できる複数の酵素のうち、少なくとも１つであればよい。冷却水中に酵素を添加することにより、凝縮水中に含まれる臭気成分や水溶性有害物質等を分解除去する。酵素による臭気成分等の分解は、クーリングタワー３及び凝縮部１５，２５の間に形成される冷却水の循環路において行われる。特に、クーリングタワー３の流下部３２の充填材が微生物の担体として機能し、この流下部３２で臭気の分解を促進するのが好ましい。
【００４３】
本実施形態の乾燥装置は、凝縮水を冷却水に混ぜることにより、臭気成分等の濃度を全体として低減させるので、凝縮水の臭気成分等が増大しても微生物の処理能力を越える虞が少なくて、安定した微生物処理を行うことができる。また、乾燥室１１，２１内が減圧されていることから、凝縮部１５，２５で冷却水が室内空気と熱交換する際の冷却水の温度上昇が比較的小さくて、冷却水の温度は概ね４０〜４５℃になる。これにより、冷却水中の微生物が高温によって死滅する不都合が防止され、微生物が安定して活性化され、凝縮水を安定して微生物で脱臭することができる。
【００４４】
また、クーリングタワー３では、冷却水の蒸発が促進されるのでオーバーフローが殆ど生じない。しかも、凝縮水中の臭気成分等は冷却水で薄められるので、高度に分解除去できる。したがって、乾燥装置の外部に臭気成分や有害成分が排出される不都合を効果的に防止できる。また、水槽３４には、真空ポンプＶＰ１，ＶＰ２によって凝縮水と共に乾燥室１１，２１内の空気が導かれる。この水槽３４に導かれた空気に含まれる臭気成分等は、水槽３４内の冷却水や、流下部３２から滴下する冷却水に接触して溶解し、この冷却水の微生物によって分解除去される。このように、クーリングタワー３は、乾燥室１１，２１から導かれる空気のスクラバとしても機能し、冷却水が脱臭流体として機能する。
【００４５】
上記乾燥装置で被処理物を乾燥する場合、第１乾燥室１１の内部の空気を真空ポンプＶＰ１で吸引すると共に、第２乾燥室２１の内部の空気を真空ポンプＶＰ２で吸引して、いずれも大気圧よりも低い圧力に減圧する。ここで、第１乾燥室１１の減圧値を０．０３〜０．０７ＭＰａとし、水の沸点を約９０〜６８℃に低下させることができる。なお、減圧値とは、大気圧から低減させる圧力の大きさをいう。一方、第２乾燥室２１の減圧値を０．０５〜０．０９ＭＰａとし、水の沸点を約８０〜４６℃に低下させることができる。
【００４６】
各乾燥機１，２に供給する熱媒体としては、ジャケット１３，２３には０．２〜０．３ＭＰａかつ１３０℃の蒸気を用いる一方、加熱攪拌部１４，２４には０．７〜０．８ＭＰａかつ１７０℃の蒸気を用いる。このように、可動部である加熱攪拌部１４，２４にジャケット１３，２３よりも高い温度の熱媒体を供給することにより、被処理物の付着を防止しながら効率的に蒸発させることができる。また、乾燥室１１，２１内が減圧されているので、常圧で乾燥させるよりも熱媒体の温度を低く設定できる。したがって、熱媒体としての蒸気の生成エネルギーを削減できる。また、被処理物の加熱温度が低いので、第１及び第２乾燥室１１，２１内に添加されて脱臭を行う微生物の死滅を防止でき、効果的に脱臭を行うことができる。
【００４７】
また、第１乾燥室１１には、質量比で８０〜９６％の水分量である高水分の被処理物が投入される一方、第２乾燥室２１には、第１乾燥室１１で乾燥処理されて質量比で５０〜６０％の水分量である中水分の被処理物が投入される。第２乾燥室２１は、中水分の被処理物を乾燥させて、質量比で３０％以下の水分量である低水分の被処理物を排出する。ここで、第２乾燥室２１の減圧値を、第１乾燥室１１の減圧値よりも大きく設定し、第２乾燥室２１の気圧が第１乾燥室１１よりも低い状態で乾燥させる。これにより、被処理物の水分量が第１乾燥室１１の被処理物の水分量よりも少ない第２乾燥室２１において、乾燥効率を向上させて、第１乾燥室１１の乾燥効率とあわせることができる。したがって、第１乾燥室１１で乾燥させて第２乾燥室２１に搬送する被処理物の量と、第２乾燥室２１で乾燥させて第２乾燥室２１から排出する被処理物の量を、概ね同じに揃えることができる。その結果、第１乾燥室１１と第２乾燥室２１で連続的に乾燥処理を行うことができる。ここで、連続的な乾燥処理とは、投入装置５１で第１乾燥機１に連続して被処理物を投入すると共に、第１乾燥機１から第２乾燥機２へ搬送コンベヤ５２で連続して被処理物を搬送し、更に、第２乾燥機２からの乾燥室２１から排出コンベヤ５３で連続して被処理物を排出する場合に限られない。少なくとも第１乾燥機１の加熱攪拌部１４と、第２乾燥機２の加熱攪拌部２４が連続して動作していれば、投入装置５１による被処理物の投入と、搬送コンベヤ５２による被処理物の搬送と、排出コンベヤ５３による被処理物の排出は、断続的であってもよい。
【００４８】
さらに、第２乾燥室２１の加熱攪拌部２４の回転速度は、第１乾燥室１１の加熱攪拌部１４の回転速度よりも大きく設定するのが好ましい。これにより、第１乾燥室１１の被処理物よりも水分量が少なくて乾燥し難い乾燥第２乾燥室２１の被処理物を、第１乾燥室１１の被処理物と同じ程度に乾燥させることができ、第１乾燥室１１と第２乾燥室２１とで被処理物の連続処理を行うことができる。ここで、第１乾燥室１１の加熱攪拌部１４の回転速度を１０ｒｐｍ（回転毎分）と設定する一方、第２乾燥室２１の加熱攪拌部２４の回転速度を３０ｒｐｍと設定することができる。なお、第１乾燥室１１と第２乾燥室２１の被処理物の水分量に応じて、第１乾燥室１１の加熱攪拌部１４の回転速度を１ｒｐｍ〜２０ｒｐｍの間に設定すると共に、第２乾燥室２１の加熱攪拌部２４の回転速度を１０ｒｐｍ〜６０ｒｐｍの間に設定することができる。
【００４９】
また、第１乾燥室１１及び第２乾燥室２１の加熱攪拌部１４，２４は、コイル状管体１４２，２４２の外周側に設けられたブレード１４３，２４３により、ケーシング１２，２２の内側面の近傍の被処理物をすき取ることができる。したがって、ケーシング１２，２２のジャケット１３，２３が形成された位置の内側面に、被処理物が固着する不都合を効果的に防止できる。
【００５０】
上記実施形態の乾燥装置において、第１乾燥機１と第２乾燥機２で乾燥され、水分量が質量比で３０％以下となった低水分の被処理物は、排出装置５４のエアロック機構を通して排出される。
【００５１】
このように、本実施形態の乾燥装置は、第１乾燥機１と第２乾燥機２により、第１乾燥機１の乾燥室１１よりも第２乾燥機２の乾燥室２１を大きい減圧値で減圧し、第１乾燥機１の加熱攪拌部１４よりも第２乾燥機２の加熱攪拌部２４を大きい回転速度で回転することにより、高水分の被処理物を、第１乾燥機１と第２乾燥機２乾燥機とで連続的に乾燥処理をして、低水分の被処理物を得ることができる。また、第１乾燥機１と第２乾燥機２で凝縮された凝縮水を、スクラバとして機能するクーリングタワー３で脱臭を行うことができる。これらにより、例えば下水汚泥やし尿等の臭気が強くて水分量の高い有機汚泥を、高い効率で乾燥及び脱臭処理することができる。その結果、被処理物の乾燥処理効率を、従来の３倍程度に増大できることが確認された。
【００５２】
上記実施形態において、第１乾燥機１で処理された被処理物を、第１乾燥機１のケーシング１２の下部の排出口１２ｂから第２乾燥機２のケーシング２２の下部の投入口２２ａへ、水平に延在する搬送コンベヤ５２で搬送したが、図５の横断面図に示すように、第２乾燥機２のケーシング２２の上部に投入口を設け、第１乾燥機１のケーシング１２の下部の排出口１２ｂから第２乾燥機２のケーシング２２の上部の投入口へ、傾斜して配置した搬送コンベヤ５２を通して被処理物を搬送してもよい。
【００５３】
上記実施形態において、乾燥装置は、第１乾燥機１と第２乾燥機２を略同じ高さに配置して形成したが、第１乾燥機１よりも下方に第２乾燥機２に配置してもよい。図６の側面図に示すように、第１乾燥機１の直下に第２乾燥機２を配置することにより、第１乾燥機１の被処理物を第２乾燥機２に搬送する搬送コンベヤを省略し、開閉バルブ５５のみによって第１乾燥機１の被処理物を第２乾燥機２に搬送することができる。ここで、第２乾燥機２の乾燥室２１の減圧値を第１乾燥機１の乾燥室１１の減圧値よりも大きくすることにより、第２乾燥機２の吸引作用によって第１乾燥機１の被処理物を容易に搬送することができる。
【符号の説明】
【００５４】
１ 第１乾燥機
２ 第２乾燥機
３ クーリングタワー
１１，２１ 乾燥室
１２，２２ ケーシング
１３，２３ ジャケット
１４，２４ 加熱攪拌部
Ｐ１，Ｐ２ 冷却水ポンプ
ＶＰ１，ＶＰ２ 真空ポンプ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理物が投入され、内部が減圧される乾燥室と、
乾燥室内に配置され、熱媒体が内部に供給される回転軸と、この回転軸に固定され、熱媒体が内部に供給されるコイル状管体と、このコイル状管体の外周側に配置されたブレードとを有する加熱攪拌部と、
乾燥室の壁面に形成され、熱媒体が供給されるジャケットと
を備えることを特徴とする乾燥装置。
【請求項２】
請求項１に記載の乾燥装置において、
加熱攪拌部を有して内部が減圧される乾燥室を複数個備え、第１乾燥室で処理された被処理物を、第２乾燥室以降の乾燥室に順次送って処理するように形成され、
第２乾燥室以降の乾燥室の加熱攪拌部の回転速度が、第１乾燥機の加熱攪拌部の回転速度よりも大きいことを特徴とする乾燥装置。
【請求項３】
請求項２に記載の乾燥装置において、
第１乾燥機に被処理物を連続的に投入する投入装置と、第１乾燥室から第２乾燥室以降の乾燥室へ被処理物を連続的に順次搬送する搬送装置と、最終の乾燥室から被処理物を連続的に排出する排出装置とを備えることを特徴とする乾燥装置。
【請求項４】
請求項２に記載の乾燥装置において、
第１乾燥室よりも下側に第２乾燥室以降の乾燥室が配置されていることを特徴とする乾燥装置。
【請求項５】
請求項２に記載の乾燥装置において、
投入装置は、入口と出口に密閉バルブが設けられたエアロックを有し、エアロック内の被処理物を第１乾燥室に吸引させて投入するように形成されていることを特徴とする乾燥装置。
【請求項６】
請求項２に記載の乾燥装置において、
被処理物からの蒸気を凝縮させる凝縮部と、乾燥室内の空気を凝縮部で凝縮された凝縮水と共に吸引する吸引ポンプと、吸引ポンプで吸引した乾燥室内の空気と凝縮水を脱臭流体に接触させるスクラバとを有し、スクラバの脱臭流体が、凝縮部とスクラバとの間を循環する冷却水であることを特徴とする乾燥装置。
【請求項７】
請求項５に記載の乾燥装置において、
脱臭流体に、酵素が添加されていることを特徴とする乾燥装置。
【請求項８】
請求項１に記載の乾燥装置において、
被処理物は、有機汚泥又は生ごみであることを特徴とする乾燥装置。
【請求項１】
被処理物が投入され、内部が減圧される乾燥室と、
乾燥室内に配置され、熱媒体が内部に供給される回転軸と、この回転軸に固定され、熱媒体が内部に供給されるコイル状管体と、このコイル状管体の外周側に配置されたブレードとを有する加熱攪拌部と、
乾燥室の壁面に形成され、熱媒体が供給されるジャケットと
を備えることを特徴とする乾燥装置。
【請求項２】
請求項１に記載の乾燥装置において、
加熱攪拌部を有して内部が減圧される乾燥室を複数個備え、第１乾燥室で処理された被処理物を、第２乾燥室以降の乾燥室に順次送って処理するように形成され、
第２乾燥室以降の乾燥室の加熱攪拌部の回転速度が、第１乾燥機の加熱攪拌部の回転速度よりも大きいことを特徴とする乾燥装置。
【請求項３】
請求項２に記載の乾燥装置において、
第１乾燥機に被処理物を連続的に投入する投入装置と、第１乾燥室から第２乾燥室以降の乾燥室へ被処理物を連続的に順次搬送する搬送装置と、最終の乾燥室から被処理物を連続的に排出する排出装置とを備えることを特徴とする乾燥装置。
【請求項４】
請求項２に記載の乾燥装置において、
第１乾燥室よりも下側に第２乾燥室以降の乾燥室が配置されていることを特徴とする乾燥装置。
【請求項５】
請求項２に記載の乾燥装置において、
投入装置は、入口と出口に密閉バルブが設けられたエアロックを有し、エアロック内の被処理物を第１乾燥室に吸引させて投入するように形成されていることを特徴とする乾燥装置。
【請求項６】
請求項２に記載の乾燥装置において、
被処理物からの蒸気を凝縮させる凝縮部と、乾燥室内の空気を凝縮部で凝縮された凝縮水と共に吸引する吸引ポンプと、吸引ポンプで吸引した乾燥室内の空気と凝縮水を脱臭流体に接触させるスクラバとを有し、スクラバの脱臭流体が、凝縮部とスクラバとの間を循環する冷却水であることを特徴とする乾燥装置。
【請求項７】
請求項５に記載の乾燥装置において、
脱臭流体に、酵素が添加されていることを特徴とする乾燥装置。
【請求項８】
請求項１に記載の乾燥装置において、
被処理物は、有機汚泥又は生ごみであることを特徴とする乾燥装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−２３６７３１（Ｐ２０１０−２３６７３１Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−８３５７６（Ｐ２００９−８３５７６）
【出願日】平成２１年３月３０日（２００９．３．３０）
【出願人】（５９１１１９６２４）株式会社御池鐵工所 (86)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月３０日（２００９．３．３０）
【出願人】（５９１１１９６２４）株式会社御池鐵工所 (86)
【Ｆターム（参考）】
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