汚泥の炭化処理設備
【課題】脱水汚泥に対する乾燥効率を高めて乾燥に要する熱エネルギーを節減できるとともに設備を小型化でき、また乾燥汚泥を所望の適正な含水率に容易に制御することのできる汚泥の炭化処理設備を提供する。
【解決手段】脱水汚泥を乾燥処理後、炭化炉１０にて炭化処理する汚泥の炭化処理設備において、炭化炉１０からの排ガスを乾燥用の熱源として乾燥機５４に供給するようになす。また乾燥機５４として、脱水汚泥の一部と予め生成させた脱水汚泥の乾燥粉との混合物を破砕して破砕物に熱風を吹き付け、熱風の気流により破砕物を搬送するとともに乾燥して乾燥粉となす気流式乾燥機を用い、サイクロン分離機７２で乾燥粉を分離して取り出す。そして乾燥粉の一部に脱水汚泥の残りの一部を加えて混合し、炭化処理に適した乾燥汚泥としてこれを炭化炉１０に供給する。
【解決手段】脱水汚泥を乾燥処理後、炭化炉１０にて炭化処理する汚泥の炭化処理設備において、炭化炉１０からの排ガスを乾燥用の熱源として乾燥機５４に供給するようになす。また乾燥機５４として、脱水汚泥の一部と予め生成させた脱水汚泥の乾燥粉との混合物を破砕して破砕物に熱風を吹き付け、熱風の気流により破砕物を搬送するとともに乾燥して乾燥粉となす気流式乾燥機を用い、サイクロン分離機７２で乾燥粉を分離して取り出す。そして乾燥粉の一部に脱水汚泥の残りの一部を加えて混合し、炭化処理に適した乾燥汚泥としてこれを炭化炉１０に供給する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は有機物含有汚泥を炭化処理する汚泥の炭化処理設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
家庭等から排出される有機物含有の排水は、一般に下水処理設備で活性汚泥法等により排水処理される。
この排水処理に伴って余剰の有機物含有の下水汚泥が発生するが、排水処理量の増加とともに下水汚泥の発生量も年々増加し、その処理処分が大きな問題となっている。
下水汚泥を処分するに際し、その下水汚泥には多量の水が含有されていてそのままでは処分できず、そこで減量化のために濃縮及び脱水処理したり、或いは更に焼却したり、溶融したりするなど様々な処理が現在施されている。
【０００３】
しかしながら下水汚泥を焼却或いは溶融処理すると多量のエネルギーを消費し、処理コストが高いものとなる。
そこでエネルギー消費の少ない下水汚泥の処理の方法の一つとして、下水汚泥を乾留処理により炭化することが提案されている。
この炭化処理は、下水汚泥が基質中に炭素分を４５質量％程度含んでいることから、焼却，溶融処理のように汚泥中の炭素分を消費してしまうのでなく、汚泥を無酸素或いは低酸素状態で熱分解（炭化）することにより炭素分を残留させ、新しい組成を持つ炭化物（炭化製品）として生成させるものである。
【０００４】
従来にあって、この炭化処理は下水処理設備で発生した余剰の下水汚泥を高分子凝集剤の添加等により凝集させ、続いてこれを脱水機にかけて脱水し、含水率７５〜８５％程度（通常は８０％程度）の脱水汚泥とする。
その後この脱水汚泥を乾燥機内部に投入して、そこで含水率２５〜４５％程度（通常は４０％程度）まで乾燥する。
この乾燥処理では、汚泥の乾燥を行うとともに、これをその後の炭化処理に適した適正粒度、例えば１０ｍｍ程度の大きさの団子状の粒とする造粒を併せて行う。
そしてこのようにして得た乾燥汚泥を炭化炉内に投入し、これを炭化炉内で乾留処理して汚泥を炭化製品とし、炭化炉から排出する。
【０００５】
図３はこの炭化処理を行うための従来の炭化処理設備の具体的構成を示している。
図中２００は熱風発生炉で、脱水汚泥を乾燥するための熱源となる熱風がここで発生せしめられる。
２０１は受入ホッパであり、含水率８０％程度まで脱水された脱水汚泥が、この受入ホッパ２００に先ず受け入れられる。
ここに受け入れられた脱水汚泥は、中継ホッパ２０２を経て定量供給装置２０４，搬送装置２０５により造粒機を兼ねた乾燥機２０６へと送られ、ここで所定の含水率、具体的には４０％程度の含水率まで乾燥処理されるとともに、粒径１０ｍｍ程度の団子状の粒に造粒される。
【０００６】
乾燥機２０６は、図４に示しているように回転ドラム２０８の内部に撹拌軸２１０を有している。ここで撹拌軸２１０は、回転ドラム２０８の中心から偏心した位置に設けられている。
この撹拌軸２１０からは複数の撹拌羽根２１２が放射状に延び出している。
一方、回転ドラム２０８の内周面には、周方向に所定間隔で複数の板状のリフター２１４が回転ドラム２０８と一体回転する状態で設けられている。
その結果として、回転ドラム２０８内部の汚泥（脱水汚泥）は回転ドラム２０８の回転に伴って、リフター２１４により底部から上方に持ち上げられ、そしてその頂部近くで自重により落下する。
落下した汚泥は、その下側に位置する撹拌羽根２１２の高速回転により細かく砕かれ、回転ドラム２０８の底部側へと落下する。
【０００７】
回転ドラム２０８内部の汚泥はこのような撹拌作用を受けながら、図３の熱風発生炉２００から乾燥機２０６の内部に導かれた熱風に曝されて乾燥処理され、次第に水分が減少していく。
そしてこの回転ドラム２０８の傾斜勾配により、更には撹拌羽根２１２による破砕及びその際の飛散作用によって、汚泥が回転ドラム２０８内部を適正な粒度に造粒されながら軸方向に漸次送られて行く。
このようにして乾燥機２０６で乾燥及び造粒処理された後の乾燥汚泥は、続いて搬送装置２１６，２２０により中継ホッパ２１８を経て炭化炉２２２へと搬送され、そこで１０ｍｍ程度の適正な粒度に造粒された含水率４０％程度の団子状の乾燥汚泥が乾留処理により炭化される。
【０００８】
この炭化炉２２２は外熱式ロータリーキルン型のもので、この炭化炉２２２には、図５にも示しているように炉体２２４の内部に乾留容器としての円筒形状のレトルト２２６が設けられており、前段の乾燥機２０６で乾燥及び造粒処理された乾燥汚泥が、図示を省略するスクリューフィーダにてレトルト２２６内部に投入される。
【０００９】
投入された乾燥汚泥は、先ず炉体２２４内部に配設された助燃バーナ（外熱室用バーナ）２２８による外熱室２３０内部の雰囲気加熱によって加熱される。
すると乾燥汚泥中に含まれていた可燃ガスが、レトルト２２６に設けられた吹出パイプ２３２を通じて外熱室２３０の雰囲気中に抜け出し、そしてこの可燃ガスが着火して以後はその可燃ガスの燃焼によりレトルト２２６内部の汚泥の加熱が行われる。
この段階で助燃バーナ２２８は燃焼停止される。
【００１０】
図５に示しているように、炉体２２４の内部には外熱室２３０と仕切られた排ガス処理室２３４が設けられており、外熱室２３０からの排ガスはここに導かれる。
この排ガス処理室２３４には排ガス処理室用バーナ２３６が設けられており、排ガス処理室２３４内に導かれた排ガス中の未燃ガスが、この排ガス処理室用バーナ２３６にて２次燃焼される。
【００１１】
レトルト２２６内部の汚泥は、図中左端からレトルト２２６の回転とともに図中右方向に移って行き（レトルト２２６には若干の勾配が設けてある）、そして最終的に乾留残渣（炭化製品）がレトルト２２６の図中右端の出口２３８、つまり炭化炉２２２から排出される。
一方炭化炉２２２から排出された排ガスは、図３に示しているように熱交換器を経て煙突から大気に放出される。
この種の汚泥の炭化処理設備は、例えば下記特許文献１，特許文献２に開示されている。
【００１２】
しかしながら図３に示す従来の汚泥の炭化処理設備の場合、乾燥機２０６での乾燥用の熱風を発生させるための熱風発生炉２００を設置しておくことが必要で、その設置のための費用が高くなり、また熱風発生炉２００の設置によって設備が必然的に大型化してしまい、更に熱風発生炉２００における熱風の発生により設備のランニングコストが高くなる問題が生じていた。
【００１３】
また乾燥機２０６は、含水率８０％程度の高含水の汚泥を全量そこに投入してこれを乾燥するものであり、しかもこの乾燥機２０６は脱水汚泥を１０ｍｍ程度の大きさの団子状の粒に造粒する造粒機も兼ねており、脱水汚泥と熱風との接触面積が小さいことが相俟って乾燥に長時間（約３０分程度）を要し、このために熱効率が悪く、熱エネルギーを多く消費する問題があり、このこともまた設備のランニングコストを高める要因となっていた。
【００１４】
加えてこの乾燥機２０６は、回転ドラム２０８とその駆動装置，撹拌羽根２１２とその駆動装置，リフター２１４等を有する大型で且つ構造が複雑なもので設備費が高くなる問題がある他、乾燥機２０６から排出される乾燥汚泥を後の炭化炉２２２での炭化に適した含水率４０％程度に含水率制御することが難しいといった問題が生じていた。
【００１５】
一方下記特許文献３には、熱風発生炉２００を設置するのに代えて、炭化炉２２２からの排ガスを乾燥機２０６に導いて乾燥機２０６での乾燥用の熱源として用いる点が開示されている。
この特許文献３に開示のものによれば、熱風発生炉２００の設置を不要化でき、従って熱風発生炉２００に要する設備コストを削減することができるとともに、熱風発生炉２００の省略によって設備全体を小型化でき、併せて熱風発生炉２００での熱風発生によるランニングコストを低減することが可能となる。
【００１６】
しかしながらこの特許文献３に開示のものでは、脱水汚泥の乾燥用として上記の乾燥機２０６を用いており、従って乾燥機２０６による乾燥に起因して生ずる上記の問題、即ち乾燥に長時間を要し、その間に多量の熱エネルギーを消費してしまい、また乾燥機２０６が大型且つ構造複雑であるために乾燥機２０６に要する設備コストが高価となり、更に乾燥機２０６による脱水汚泥の乾燥に際し、乾燥汚泥の含水率を後工程の炭化炉での炭化処理に必要且つ適正な含水率に制御することが難しいとといった問題点が依然として残っている。
【００１７】
【特許文献１】特開平１１−３７６４４号公報
【特許文献２】特開平１１−３３５９９号公報
【特許文献３】特開平１１−３７６４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明はこのような事情を背景とし、乾燥機を含む全体の設備を小型化でき且つ設備コストを低減することができるとともに、脱水汚泥に対する乾燥効率を高めて乾燥に要する熱エネルギーを節減でき、また乾燥汚泥を所望の適正な水分率に容易に制御することのできる汚泥の炭化処理設備を提供することを目的としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
而して請求項１のものは、有機物含有汚泥を脱水処理した後の脱水汚泥を乾燥機に通して乾燥処理し、乾燥汚泥を炭化炉に通して炭化処理し、炭化製品とする汚泥の炭化処理設備において、前記炭化炉からの排ガスを乾燥用の熱源とし、該排ガスを前記乾燥機に熱風として供給するようになすとともに、該乾燥機として、前記脱水汚泥の一部に該脱水汚泥の乾燥粉を加えた混合物を破砕して破砕物に前記熱風を吹き付け、該熱風の気流により該破砕物を搬送するとともに乾燥して前記乾燥粉となし、気流とともに排出する気流式乾燥機を用い、更に、(イ)前記脱水汚泥の一部と前記乾燥粉とを混合し、前記乾燥機への供給用の前記混合物を生成する第１混合手段と、(ロ)該乾燥機から排出された前記乾燥粉を前記気流から分離する分離機と、(ハ)該分離機からの前記乾燥粉の一部を前記乾燥機への供給用に、残りの一部を前記炭化炉への供給用に分ける分配手段と、(ニ)該炭化炉への供給用に分けられた前記乾燥粉の残りの一部に前記脱水汚泥の残りの一部を加えて混合し、前記炭化炉への供給用の乾燥汚泥となす第２混合手段と、を設け、該第２混合手段による混合後の前記乾燥汚泥を前記炭化炉に通して炭化処理するようになしたことを特徴とする。
【００２０】
請求項２のものは、請求項１において、前記分離機がサイクロン分離機であることを特徴とする。
【発明の作用・効果】
【００２１】
以上のように本発明は、炭化炉からの排ガスの熱風を乾燥用の熱源として乾燥機に供給するとともに、かかる乾燥機として、脱水汚泥の一部に予め生成させた脱水汚泥の乾燥粉を加えた混合物を破砕して破砕物に炭化炉からの排ガスの熱風を吹付け、熱風の気流により破砕物を搬送するとともに乾燥して乾燥粉となし、これを気流とともに排出する気流式乾燥機を用いるようになしたものである。
【００２２】
この発明では、更に、脱水汚泥の一部に上記乾燥粉を混合して乾燥機への供給用の混合物を生成する第１混合手段と、乾燥機からの乾燥粉を気流から分離する分離機と、分離機からの乾燥粉の一部を乾燥機への供給用に、残りの一部を炭化炉への供給用に分配する分配手段と、炭化炉への供給用の乾燥粉の残りの一部に脱水汚泥の残りの一部を加えて混合し、炭化炉への供給用の乾燥汚泥となす第２混合手段と、を設けたものである。
【００２３】
要するに本発明の汚泥の炭化処理設備では、脱水汚泥の全量を乾燥機に投入せず、その一部を予め生成させてある脱水汚泥の乾燥粉とともに混合物として乾燥機に投入する。
ここで脱水汚泥の含水率は前述したように８０％程度である。一方乾燥粉はその含水率が１０％〜２０％程度（通常１５％以下程度）である。
【００２４】
従って乾燥機に投入される混合物は、脱水汚泥に較べて含水率の低いものである。
このときの脱水汚泥と乾燥粉との混合の比率は、混合物の含水率が乾燥機による乾燥に適した含水率となるように調節する。
【００２５】
本発明で用いる気流式乾燥機は、その混合物を破砕した上で破砕物に対し炭化炉からの熱風（排ガス）を吹き付けて気流搬送し、同時にこれを乾燥して乾燥粉となし、気流とともに外部に排出する。
乾燥のための所要時間は秒単位であり、ほぼ一瞬の極めて短時間で混合物を乾燥処理することが可能である。
【００２６】
乾燥機から排出された乾燥粉は、分離機により外部に流出する気流から分離され、そしてその一部が再び乾燥機への供給用に分けられて、新たに送られて来た脱水汚泥の一部とともに混合され、乾燥機に再供給される。
即ちこの発明では、脱水汚泥の乾燥粉が乾燥機と分離機とを通る循環路を循環移動せしめられる。この循環移動は、上記のように乾燥機に投入される脱水汚泥の含水率を、乾燥に適した含水率とするための含水率調整の意味を有している。
【００２７】
そして分離機からの乾燥粉のうち、残りの一部が本来の炭化処理用に炭化炉へと供給される。
但し脱水汚泥を乾燥粉とした状態のまま、これを炭化炉に供給すると、炭化炉での炭化処理を良好に行うことができない。
そこで本発明では、炭化炉への供給用の乾燥粉に対し脱水汚泥の残りの一部を混合することによって、炭化炉での炭化処理に適した４０％程度の含水率に水分調整し、且つ炭化炉での処理に適した、大きさが１０ｍｍ程度の団子状の粒となして乾燥汚泥とする。
【００２８】
つまり、従来乾燥機から炭化炉に供給される乾燥汚泥とほぼ同様の性状に乾燥汚泥の含水率と粒の大きさを調節する。
そしてその上でこれを炭化炉に通してそこで炭化処理し、最終的に炭化製品となすものである。
【００２９】
かかる本発明では、乾燥機での乾燥を極めて短時間の内に行うことができる。
この効果は、炭化炉での処理に適した大きさの粒に造粒する造粒機としての働きを乾燥機に持たせず、純粋に乾燥のための機能だけを持たせるようにし、これに応じて乾燥機では脱水汚泥よりも含水率を少なくした混合物を細かく破砕し、熱風吹付けと熱風による気流搬送で微細な乾燥粉となるまで乾燥するようになしたことによりもたらされる効果である。
【００３０】
従って本発明では、乾燥機による乾燥を従来に較べて極めて短時間のうちに高効率で行うことができ、炭化炉からの排ガスを熱源として用いることと併せて乾燥機での所要熱エネルギーを大幅に節減することができる。
【００３１】
一方で本発明では、このようにして乾燥粉としたものを、その後に改めて脱水汚泥と混合し、炭化炉への供給用として適正な含水率及び適正な大きさの粒の乾燥汚泥となし、炭化炉へと供給する。
従って脱水汚泥を一旦乾燥粉としているにも拘わらず、後の炭化工程で良好にこれを炭化処理することができる。
【００３２】
かかる本発明では、熱風発生炉の省略によってその設置のための費用を節減できるとともに、熱風発生炉の設置の省略により設備全体を小型化することができる。
また乾燥機での乾燥のための所要熱エネルギーを少なくでき、ランニングコストを従来に増して低減することができる。
【００３３】
加えて本発明で用いる乾燥機は構造が簡単で且つこれを小型化でき、このことによっても設備全体の小型化及び低コストを実現することができる。
【００３４】
更に本発明では、乾燥粉と脱水汚泥とを混合して炭化炉への供給用の乾燥汚泥となす際、それらの混合の比率を単に変えるだけで、簡単に乾燥汚泥の含水率を適正な含水率に調節することができる。
【００３５】
本発明では、上記分離機としてサイクロン分離機を用いることができ（請求項２）、この場合乾燥機から流出する気流から乾燥粉を簡単に且つ効率高く分離し、回収することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
次に本発明の実施形態を図面に基づいて詳しく説明する。
図１において、１０は外熱式ロータリキルン型の炭化炉で、その構造及び働きは図５に示したものと同様である。
即ちこの炭化炉１０は、炉体１２の内部に乾留容器としての円筒形状のレトルト１４を有しており、このレトルト１４の図中左端側の内部に、含水率が４０％程度に調節された乾燥汚泥が投入される。
投入された乾燥汚泥は、先ず炉体１２内部に配設された助燃バーナ１６による外熱室１８内部の雰囲気加熱によって加熱される。
すると乾燥汚泥中に含まれていた可燃ガスが、レトルト１４に設けられた吹出パイプ２０を通じて外熱室１８の雰囲気中に抜け出し、そしてこの可燃ガスが着火して以後はその可燃ガスの燃焼によりレトルト１４内部の汚泥の加熱が行われる。
この段階で助燃バーナ１６は燃焼停止される。
【００３７】
炉体１２の内部には、外熱室１８と仕切られた排ガス処理室２４が設けられており、外熱室１８からの排ガスがここに導かれる。
排ガス処理室２４には排ガス処理室用バーナ２６が設けられており、排ガス処理室２４内に導かれた排ガス中の未燃ガスが、この排ガス処理室用バーナ２６にて２次燃焼される。
【００３８】
排ガス処理室２４内の排ガスは、続いて排気口２８から排出される。
この実施形態では、排気口２８から排出された炭化炉１０からの排ガスが排ガス供給路３０を通じて後述の乾燥機５４に、乾燥用の熱源（熱風）として供給される。
【００３９】
一方レトルト１４内部の汚泥は、図中左端からレトルト１４の回転とともに図中右方向に移って行き（レトルト１４には若干の勾配が設けてある）、そして最終的に乾留残渣（炭化製品）がレトルト１４の図中右端の出口、つまり炭化炉１０から排出される。
【００４０】
３２は受入ホッパであり、含水率８０％程度まで脱水された脱水汚泥がこの受入ホッパ２００に先ず受け入れられる。
ここに受け入れられた脱水汚泥は、その一部（ここでは全体の８５％程度）が中継ホッパ３４を経て定量供給装置３６，搬送装置３８により混合機（第１混合機）４０に送られる。
【００４１】
この混合機４０にはまた、予め脱水汚泥を乾燥して成る乾燥粉が、後述のサイクロン分離機７２から供給される。
そして混合機４０に供給された脱水汚泥の一部と、サイクロン分離機７２から供給された乾燥粉の一部とがこの混合機４０で互いに混合される。
【００４２】
混合機４０はパドルミキサーから成るものであって、ケーシング４２の内部に一対の回転軸４４，４６（図２（Ｂ）参照）が設けられていて、それぞれにミキシング羽根４８，５０が放射状に固設されており、それら回転軸４４，４６が互いに逆向きに回転することで、脱水汚泥と乾燥粉とをミキシング羽根４８，５０の重なり部分でこねるようにして混合し、更に回転軸４４，４６に対しそれぞれ傾斜形状をなすミキシング羽根４８，５０の送り作用で軸方向に送り、その過程で脱水汚泥と乾燥粉との混合を進めていく。
【００４３】
ここで回転軸４４と４６とは不等速で回転する。従ってミキシング羽根４８と５０との間には周速に差があり、その周速の差に基づいて脱水汚泥と乾燥粉とを高効率でこね合せ混合作用する。
そして軸方向端部の出口から、十分に混合した脱水汚泥と乾燥粉との混合物を排出する。排出された混合物はフィーダ５２にて乾燥機５４内部に供給される。
【００４４】
乾燥機５４は気流式乾燥機であって、上下に縦長の円筒形状をなすケーシング５６を有している。
このケーシング５６の内部且つ下部には、図２（Ａ）に示しているように破砕部５８が設けられている。
破砕部５８は一対の回転軸６０，６２と、それぞれ放射状に固設された破砕羽根６４，６６を有しており、それらが高速回転することによって、フィーダ５２にて乾燥機５４のケーシング５６内部に供給された上記の混合物、即ち脱水汚泥と乾燥粉との混合物を細かく破砕する。
【００４５】
ケーシング５６にはまた吹込口６８が設けられており、上記炭化路１２からの排ガスが、この吹込口６８からケーシング５６内部に熱風（熱風の温度はここでは約３００℃）として吹き込まれる。
吹き込まれた熱風は、脱水汚泥と乾燥粉との混合物の破砕物に対し勢い良く吹き付けられ、かかる破砕物が熱風の上向きの気流によりケーシング５６内部を上方に搬送され、そしてその過程で混合物に対する乾燥が行われる。
【００４６】
ケーシング５６内部を熱風の気流とともに搬送される混合物の破砕粒子はその上昇端で乾燥粉となり、排出口７０から気流とともに外部に排出されて、サイクロン分離機７２へと供給される。
尚このとき排出される気流（排ガス）の温度は、ここでは約１００℃程度である。
【００４７】
本実施形態において、この乾燥機５４による乾燥のための所要時間は約１秒程度である。
また乾燥粉の粒度は７５〜５９０μｍの範囲で、その平均粒度は３５０μｍである。但しこれは篩にかけた後の粒度であって、その篩の目開きは最小７５μｍ，最大５９０μｍである。
【００４８】
この乾燥機５４では、熱風量２０ｍ３／分（乾燥機５４の排出口７０における流速３．５ｍ／秒に相当）のとき、８００μｍまでの大きさの粉体粒子の輸送が可能である（但しその比重を１と仮定した場合）。
【００４９】
サイクロン式分離機７２は、乾燥粉を気流とともに内部に流入させ、そして回転に基づく遠心力で乾燥粉を気流から分離する。
そして分離された乾燥粉が図中下向きに落下せしめられて、その一部が再び混合機４０へと供給される。
【００５０】
この乾燥粉は、脱水汚泥の含水率が８０％程度であるのに対し、含水率が１５％程度ないしそれ以下の低含水率のものであり、脱水汚泥に対しかかる乾燥粉が混合されることで、混合物の含水率が乾燥機５４での乾燥に適した低含水率とされる。
このときの混合物における含水率の調節は、脱水汚泥と乾燥粉との混合の比率によって簡単に調節することができる。
【００５１】
この実施形態では、サイクロン７２で分離された乾燥粉のうちの一部だけが乾燥機５４へと供給され、残りの一部が炭化炉１０による炭化処理用として混合機（第２混合機）４２へと供給される。
即ちサイクロン分離機７２からの乾燥粉が乾燥機５４側と炭化炉１０側とに分配される。
【００５２】
その分配は乾燥粉の供給路上に設けられた分配ダンパ７５にて行われる。
従ってここでは分配ダンパ７５が、サイクロン分離機７２からの乾燥粉を乾燥機５４側と炭化炉１０側とに分配する分配手段を構成している。
【００５３】
この混合機７８にはまた、受入ホッパ３２内の脱水汚泥の残りの一部（ここでは全体の１５％程度）が、搬送装置７９により乾燥機５４をバイパスして供給される。
この混合機７８もまたパドルミキサーから成るものであって、その構造は基本的に混合機４０と同様であり、一対の回転軸４４，４６と、それらに固設されたミキシング羽根４８，５０を有しており、それらの回転によって乾燥粉と搬送装置７９にて搬送されてきた脱水汚泥とを混合する。
【００５４】
この混合機７８は次のような意味を有する。
即ち乾燥機５４で乾燥された後の乾燥粉は、そのままでは炭化炉１０における炭化処理用として適したものではなく、直接にこれを炭化炉１０へと供給することはできない。
【００５５】
そこで混合機７８において、乾燥粉に含水率８０％程度の脱水汚泥を加えてそれらを混合し、含水率４０％程度且つ大きさが１０ｍｍ程度の団子状の粒から成る乾燥汚泥をそこで形成する。そして造粒後の乾燥汚泥を中継ホッパ８０を経て搬送装置８２により炭化炉１０へと供給する。
その後の乾燥汚泥の炭化処理については先に述べた通りである。
【００５６】
上記サイクロン分離機７２で乾燥粉から分離された気流（排ガス）は、排ガスファン８６の送出作用によりバグフィルター８４を通過してそこで集塵が行われた後、脱臭装置（ここでは触媒脱臭装置）８８を通って煙突９０から大気に放出される。
【００５７】
この触媒脱臭装置８８は、炭化炉１０からの排ガスが臭気を伴っていることから、その臭気を取り除くために設けられているものである。
尚、触媒脱臭による脱臭を効率的に行うためには排ガスを加熱する必要がある。サイクロン分離機７２から排出された排ガスの温度は３００℃に満たない低い温度であり、そこでこれを加熱し、３００℃程度の温度まで昇温させた上で触媒脱臭による脱臭を行う。
【００５８】
図中９２はその熱源を発生させるための灯油タンクで、この灯油タンク９２から供給された灯油を燃焼させて、脱臭装置８８で排ガスの加熱を行う。
尚この灯油タンク９２の灯油は炭化炉１０での燃焼用としても供給される。
【００５９】
以上のような本実施形態の汚泥の炭化処理設備では、熱風発生炉の省略によってその設置のための費用を節減できるとともに、熱風発生炉の設置の省略により設備全体を小型化することができる。
また乾燥機５４での乾燥のための所要熱エネルギーを少なくでき、ランニングコストを従来に増して低減することができる。
【００６０】
また本実施形態で用いる乾燥機５４は構造が簡単で小型化であり、これによっても設備全体の小型化及び低コスト化を実現することができる。
更に本実施形態では、乾燥粉と脱水汚泥とを混合して炭化炉１０への供給用の乾燥汚泥となす際、それらの混合の比率を単に変えるだけで簡単に乾燥汚泥の含水率を適正な含水率に調節することができる。
【００６１】
本実施形態では、乾燥粉の分離用としてサイクロン分離機７２を用いており、乾燥機５４から流出する気流から乾燥粉を簡単に且つ効率高く分離し、回収することができる。
【００６２】
以上本発明の実施形態を詳述したが、これはあくまで一例示であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において種々変更を加えた形態で構成可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の一実施形態の汚泥の炭化処理設備を示した図である。
【図２】図１における乾燥機とその周辺部の拡大図及び図１における混合機の要部の拡大図である。
【図３】従来の汚泥の炭化処理設備の一例を示す図である。
【図４】図３における乾燥機の構成を示す図である。
【図５】図３における炭化炉を示す図である。
【符号の説明】
【００６４】
１０ 炭化炉
４０ 混合機（第１混合手段）
５４ 乾燥機
７２ サイクロン分離機
７４，７６ ロータリバルブ
７８ 混合機（第２混合手段）
【技術分野】
【０００１】
この発明は有機物含有汚泥を炭化処理する汚泥の炭化処理設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
家庭等から排出される有機物含有の排水は、一般に下水処理設備で活性汚泥法等により排水処理される。
この排水処理に伴って余剰の有機物含有の下水汚泥が発生するが、排水処理量の増加とともに下水汚泥の発生量も年々増加し、その処理処分が大きな問題となっている。
下水汚泥を処分するに際し、その下水汚泥には多量の水が含有されていてそのままでは処分できず、そこで減量化のために濃縮及び脱水処理したり、或いは更に焼却したり、溶融したりするなど様々な処理が現在施されている。
【０００３】
しかしながら下水汚泥を焼却或いは溶融処理すると多量のエネルギーを消費し、処理コストが高いものとなる。
そこでエネルギー消費の少ない下水汚泥の処理の方法の一つとして、下水汚泥を乾留処理により炭化することが提案されている。
この炭化処理は、下水汚泥が基質中に炭素分を４５質量％程度含んでいることから、焼却，溶融処理のように汚泥中の炭素分を消費してしまうのでなく、汚泥を無酸素或いは低酸素状態で熱分解（炭化）することにより炭素分を残留させ、新しい組成を持つ炭化物（炭化製品）として生成させるものである。
【０００４】
従来にあって、この炭化処理は下水処理設備で発生した余剰の下水汚泥を高分子凝集剤の添加等により凝集させ、続いてこれを脱水機にかけて脱水し、含水率７５〜８５％程度（通常は８０％程度）の脱水汚泥とする。
その後この脱水汚泥を乾燥機内部に投入して、そこで含水率２５〜４５％程度（通常は４０％程度）まで乾燥する。
この乾燥処理では、汚泥の乾燥を行うとともに、これをその後の炭化処理に適した適正粒度、例えば１０ｍｍ程度の大きさの団子状の粒とする造粒を併せて行う。
そしてこのようにして得た乾燥汚泥を炭化炉内に投入し、これを炭化炉内で乾留処理して汚泥を炭化製品とし、炭化炉から排出する。
【０００５】
図３はこの炭化処理を行うための従来の炭化処理設備の具体的構成を示している。
図中２００は熱風発生炉で、脱水汚泥を乾燥するための熱源となる熱風がここで発生せしめられる。
２０１は受入ホッパであり、含水率８０％程度まで脱水された脱水汚泥が、この受入ホッパ２００に先ず受け入れられる。
ここに受け入れられた脱水汚泥は、中継ホッパ２０２を経て定量供給装置２０４，搬送装置２０５により造粒機を兼ねた乾燥機２０６へと送られ、ここで所定の含水率、具体的には４０％程度の含水率まで乾燥処理されるとともに、粒径１０ｍｍ程度の団子状の粒に造粒される。
【０００６】
乾燥機２０６は、図４に示しているように回転ドラム２０８の内部に撹拌軸２１０を有している。ここで撹拌軸２１０は、回転ドラム２０８の中心から偏心した位置に設けられている。
この撹拌軸２１０からは複数の撹拌羽根２１２が放射状に延び出している。
一方、回転ドラム２０８の内周面には、周方向に所定間隔で複数の板状のリフター２１４が回転ドラム２０８と一体回転する状態で設けられている。
その結果として、回転ドラム２０８内部の汚泥（脱水汚泥）は回転ドラム２０８の回転に伴って、リフター２１４により底部から上方に持ち上げられ、そしてその頂部近くで自重により落下する。
落下した汚泥は、その下側に位置する撹拌羽根２１２の高速回転により細かく砕かれ、回転ドラム２０８の底部側へと落下する。
【０００７】
回転ドラム２０８内部の汚泥はこのような撹拌作用を受けながら、図３の熱風発生炉２００から乾燥機２０６の内部に導かれた熱風に曝されて乾燥処理され、次第に水分が減少していく。
そしてこの回転ドラム２０８の傾斜勾配により、更には撹拌羽根２１２による破砕及びその際の飛散作用によって、汚泥が回転ドラム２０８内部を適正な粒度に造粒されながら軸方向に漸次送られて行く。
このようにして乾燥機２０６で乾燥及び造粒処理された後の乾燥汚泥は、続いて搬送装置２１６，２２０により中継ホッパ２１８を経て炭化炉２２２へと搬送され、そこで１０ｍｍ程度の適正な粒度に造粒された含水率４０％程度の団子状の乾燥汚泥が乾留処理により炭化される。
【０００８】
この炭化炉２２２は外熱式ロータリーキルン型のもので、この炭化炉２２２には、図５にも示しているように炉体２２４の内部に乾留容器としての円筒形状のレトルト２２６が設けられており、前段の乾燥機２０６で乾燥及び造粒処理された乾燥汚泥が、図示を省略するスクリューフィーダにてレトルト２２６内部に投入される。
【０００９】
投入された乾燥汚泥は、先ず炉体２２４内部に配設された助燃バーナ（外熱室用バーナ）２２８による外熱室２３０内部の雰囲気加熱によって加熱される。
すると乾燥汚泥中に含まれていた可燃ガスが、レトルト２２６に設けられた吹出パイプ２３２を通じて外熱室２３０の雰囲気中に抜け出し、そしてこの可燃ガスが着火して以後はその可燃ガスの燃焼によりレトルト２２６内部の汚泥の加熱が行われる。
この段階で助燃バーナ２２８は燃焼停止される。
【００１０】
図５に示しているように、炉体２２４の内部には外熱室２３０と仕切られた排ガス処理室２３４が設けられており、外熱室２３０からの排ガスはここに導かれる。
この排ガス処理室２３４には排ガス処理室用バーナ２３６が設けられており、排ガス処理室２３４内に導かれた排ガス中の未燃ガスが、この排ガス処理室用バーナ２３６にて２次燃焼される。
【００１１】
レトルト２２６内部の汚泥は、図中左端からレトルト２２６の回転とともに図中右方向に移って行き（レトルト２２６には若干の勾配が設けてある）、そして最終的に乾留残渣（炭化製品）がレトルト２２６の図中右端の出口２３８、つまり炭化炉２２２から排出される。
一方炭化炉２２２から排出された排ガスは、図３に示しているように熱交換器を経て煙突から大気に放出される。
この種の汚泥の炭化処理設備は、例えば下記特許文献１，特許文献２に開示されている。
【００１２】
しかしながら図３に示す従来の汚泥の炭化処理設備の場合、乾燥機２０６での乾燥用の熱風を発生させるための熱風発生炉２００を設置しておくことが必要で、その設置のための費用が高くなり、また熱風発生炉２００の設置によって設備が必然的に大型化してしまい、更に熱風発生炉２００における熱風の発生により設備のランニングコストが高くなる問題が生じていた。
【００１３】
また乾燥機２０６は、含水率８０％程度の高含水の汚泥を全量そこに投入してこれを乾燥するものであり、しかもこの乾燥機２０６は脱水汚泥を１０ｍｍ程度の大きさの団子状の粒に造粒する造粒機も兼ねており、脱水汚泥と熱風との接触面積が小さいことが相俟って乾燥に長時間（約３０分程度）を要し、このために熱効率が悪く、熱エネルギーを多く消費する問題があり、このこともまた設備のランニングコストを高める要因となっていた。
【００１４】
加えてこの乾燥機２０６は、回転ドラム２０８とその駆動装置，撹拌羽根２１２とその駆動装置，リフター２１４等を有する大型で且つ構造が複雑なもので設備費が高くなる問題がある他、乾燥機２０６から排出される乾燥汚泥を後の炭化炉２２２での炭化に適した含水率４０％程度に含水率制御することが難しいといった問題が生じていた。
【００１５】
一方下記特許文献３には、熱風発生炉２００を設置するのに代えて、炭化炉２２２からの排ガスを乾燥機２０６に導いて乾燥機２０６での乾燥用の熱源として用いる点が開示されている。
この特許文献３に開示のものによれば、熱風発生炉２００の設置を不要化でき、従って熱風発生炉２００に要する設備コストを削減することができるとともに、熱風発生炉２００の省略によって設備全体を小型化でき、併せて熱風発生炉２００での熱風発生によるランニングコストを低減することが可能となる。
【００１６】
しかしながらこの特許文献３に開示のものでは、脱水汚泥の乾燥用として上記の乾燥機２０６を用いており、従って乾燥機２０６による乾燥に起因して生ずる上記の問題、即ち乾燥に長時間を要し、その間に多量の熱エネルギーを消費してしまい、また乾燥機２０６が大型且つ構造複雑であるために乾燥機２０６に要する設備コストが高価となり、更に乾燥機２０６による脱水汚泥の乾燥に際し、乾燥汚泥の含水率を後工程の炭化炉での炭化処理に必要且つ適正な含水率に制御することが難しいとといった問題点が依然として残っている。
【００１７】
【特許文献１】特開平１１−３７６４４号公報
【特許文献２】特開平１１−３３５９９号公報
【特許文献３】特開平１１−３７６４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明はこのような事情を背景とし、乾燥機を含む全体の設備を小型化でき且つ設備コストを低減することができるとともに、脱水汚泥に対する乾燥効率を高めて乾燥に要する熱エネルギーを節減でき、また乾燥汚泥を所望の適正な水分率に容易に制御することのできる汚泥の炭化処理設備を提供することを目的としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
而して請求項１のものは、有機物含有汚泥を脱水処理した後の脱水汚泥を乾燥機に通して乾燥処理し、乾燥汚泥を炭化炉に通して炭化処理し、炭化製品とする汚泥の炭化処理設備において、前記炭化炉からの排ガスを乾燥用の熱源とし、該排ガスを前記乾燥機に熱風として供給するようになすとともに、該乾燥機として、前記脱水汚泥の一部に該脱水汚泥の乾燥粉を加えた混合物を破砕して破砕物に前記熱風を吹き付け、該熱風の気流により該破砕物を搬送するとともに乾燥して前記乾燥粉となし、気流とともに排出する気流式乾燥機を用い、更に、(イ)前記脱水汚泥の一部と前記乾燥粉とを混合し、前記乾燥機への供給用の前記混合物を生成する第１混合手段と、(ロ)該乾燥機から排出された前記乾燥粉を前記気流から分離する分離機と、(ハ)該分離機からの前記乾燥粉の一部を前記乾燥機への供給用に、残りの一部を前記炭化炉への供給用に分ける分配手段と、(ニ)該炭化炉への供給用に分けられた前記乾燥粉の残りの一部に前記脱水汚泥の残りの一部を加えて混合し、前記炭化炉への供給用の乾燥汚泥となす第２混合手段と、を設け、該第２混合手段による混合後の前記乾燥汚泥を前記炭化炉に通して炭化処理するようになしたことを特徴とする。
【００２０】
請求項２のものは、請求項１において、前記分離機がサイクロン分離機であることを特徴とする。
【発明の作用・効果】
【００２１】
以上のように本発明は、炭化炉からの排ガスの熱風を乾燥用の熱源として乾燥機に供給するとともに、かかる乾燥機として、脱水汚泥の一部に予め生成させた脱水汚泥の乾燥粉を加えた混合物を破砕して破砕物に炭化炉からの排ガスの熱風を吹付け、熱風の気流により破砕物を搬送するとともに乾燥して乾燥粉となし、これを気流とともに排出する気流式乾燥機を用いるようになしたものである。
【００２２】
この発明では、更に、脱水汚泥の一部に上記乾燥粉を混合して乾燥機への供給用の混合物を生成する第１混合手段と、乾燥機からの乾燥粉を気流から分離する分離機と、分離機からの乾燥粉の一部を乾燥機への供給用に、残りの一部を炭化炉への供給用に分配する分配手段と、炭化炉への供給用の乾燥粉の残りの一部に脱水汚泥の残りの一部を加えて混合し、炭化炉への供給用の乾燥汚泥となす第２混合手段と、を設けたものである。
【００２３】
要するに本発明の汚泥の炭化処理設備では、脱水汚泥の全量を乾燥機に投入せず、その一部を予め生成させてある脱水汚泥の乾燥粉とともに混合物として乾燥機に投入する。
ここで脱水汚泥の含水率は前述したように８０％程度である。一方乾燥粉はその含水率が１０％〜２０％程度（通常１５％以下程度）である。
【００２４】
従って乾燥機に投入される混合物は、脱水汚泥に較べて含水率の低いものである。
このときの脱水汚泥と乾燥粉との混合の比率は、混合物の含水率が乾燥機による乾燥に適した含水率となるように調節する。
【００２５】
本発明で用いる気流式乾燥機は、その混合物を破砕した上で破砕物に対し炭化炉からの熱風（排ガス）を吹き付けて気流搬送し、同時にこれを乾燥して乾燥粉となし、気流とともに外部に排出する。
乾燥のための所要時間は秒単位であり、ほぼ一瞬の極めて短時間で混合物を乾燥処理することが可能である。
【００２６】
乾燥機から排出された乾燥粉は、分離機により外部に流出する気流から分離され、そしてその一部が再び乾燥機への供給用に分けられて、新たに送られて来た脱水汚泥の一部とともに混合され、乾燥機に再供給される。
即ちこの発明では、脱水汚泥の乾燥粉が乾燥機と分離機とを通る循環路を循環移動せしめられる。この循環移動は、上記のように乾燥機に投入される脱水汚泥の含水率を、乾燥に適した含水率とするための含水率調整の意味を有している。
【００２７】
そして分離機からの乾燥粉のうち、残りの一部が本来の炭化処理用に炭化炉へと供給される。
但し脱水汚泥を乾燥粉とした状態のまま、これを炭化炉に供給すると、炭化炉での炭化処理を良好に行うことができない。
そこで本発明では、炭化炉への供給用の乾燥粉に対し脱水汚泥の残りの一部を混合することによって、炭化炉での炭化処理に適した４０％程度の含水率に水分調整し、且つ炭化炉での処理に適した、大きさが１０ｍｍ程度の団子状の粒となして乾燥汚泥とする。
【００２８】
つまり、従来乾燥機から炭化炉に供給される乾燥汚泥とほぼ同様の性状に乾燥汚泥の含水率と粒の大きさを調節する。
そしてその上でこれを炭化炉に通してそこで炭化処理し、最終的に炭化製品となすものである。
【００２９】
かかる本発明では、乾燥機での乾燥を極めて短時間の内に行うことができる。
この効果は、炭化炉での処理に適した大きさの粒に造粒する造粒機としての働きを乾燥機に持たせず、純粋に乾燥のための機能だけを持たせるようにし、これに応じて乾燥機では脱水汚泥よりも含水率を少なくした混合物を細かく破砕し、熱風吹付けと熱風による気流搬送で微細な乾燥粉となるまで乾燥するようになしたことによりもたらされる効果である。
【００３０】
従って本発明では、乾燥機による乾燥を従来に較べて極めて短時間のうちに高効率で行うことができ、炭化炉からの排ガスを熱源として用いることと併せて乾燥機での所要熱エネルギーを大幅に節減することができる。
【００３１】
一方で本発明では、このようにして乾燥粉としたものを、その後に改めて脱水汚泥と混合し、炭化炉への供給用として適正な含水率及び適正な大きさの粒の乾燥汚泥となし、炭化炉へと供給する。
従って脱水汚泥を一旦乾燥粉としているにも拘わらず、後の炭化工程で良好にこれを炭化処理することができる。
【００３２】
かかる本発明では、熱風発生炉の省略によってその設置のための費用を節減できるとともに、熱風発生炉の設置の省略により設備全体を小型化することができる。
また乾燥機での乾燥のための所要熱エネルギーを少なくでき、ランニングコストを従来に増して低減することができる。
【００３３】
加えて本発明で用いる乾燥機は構造が簡単で且つこれを小型化でき、このことによっても設備全体の小型化及び低コストを実現することができる。
【００３４】
更に本発明では、乾燥粉と脱水汚泥とを混合して炭化炉への供給用の乾燥汚泥となす際、それらの混合の比率を単に変えるだけで、簡単に乾燥汚泥の含水率を適正な含水率に調節することができる。
【００３５】
本発明では、上記分離機としてサイクロン分離機を用いることができ（請求項２）、この場合乾燥機から流出する気流から乾燥粉を簡単に且つ効率高く分離し、回収することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
次に本発明の実施形態を図面に基づいて詳しく説明する。
図１において、１０は外熱式ロータリキルン型の炭化炉で、その構造及び働きは図５に示したものと同様である。
即ちこの炭化炉１０は、炉体１２の内部に乾留容器としての円筒形状のレトルト１４を有しており、このレトルト１４の図中左端側の内部に、含水率が４０％程度に調節された乾燥汚泥が投入される。
投入された乾燥汚泥は、先ず炉体１２内部に配設された助燃バーナ１６による外熱室１８内部の雰囲気加熱によって加熱される。
すると乾燥汚泥中に含まれていた可燃ガスが、レトルト１４に設けられた吹出パイプ２０を通じて外熱室１８の雰囲気中に抜け出し、そしてこの可燃ガスが着火して以後はその可燃ガスの燃焼によりレトルト１４内部の汚泥の加熱が行われる。
この段階で助燃バーナ１６は燃焼停止される。
【００３７】
炉体１２の内部には、外熱室１８と仕切られた排ガス処理室２４が設けられており、外熱室１８からの排ガスがここに導かれる。
排ガス処理室２４には排ガス処理室用バーナ２６が設けられており、排ガス処理室２４内に導かれた排ガス中の未燃ガスが、この排ガス処理室用バーナ２６にて２次燃焼される。
【００３８】
排ガス処理室２４内の排ガスは、続いて排気口２８から排出される。
この実施形態では、排気口２８から排出された炭化炉１０からの排ガスが排ガス供給路３０を通じて後述の乾燥機５４に、乾燥用の熱源（熱風）として供給される。
【００３９】
一方レトルト１４内部の汚泥は、図中左端からレトルト１４の回転とともに図中右方向に移って行き（レトルト１４には若干の勾配が設けてある）、そして最終的に乾留残渣（炭化製品）がレトルト１４の図中右端の出口、つまり炭化炉１０から排出される。
【００４０】
３２は受入ホッパであり、含水率８０％程度まで脱水された脱水汚泥がこの受入ホッパ２００に先ず受け入れられる。
ここに受け入れられた脱水汚泥は、その一部（ここでは全体の８５％程度）が中継ホッパ３４を経て定量供給装置３６，搬送装置３８により混合機（第１混合機）４０に送られる。
【００４１】
この混合機４０にはまた、予め脱水汚泥を乾燥して成る乾燥粉が、後述のサイクロン分離機７２から供給される。
そして混合機４０に供給された脱水汚泥の一部と、サイクロン分離機７２から供給された乾燥粉の一部とがこの混合機４０で互いに混合される。
【００４２】
混合機４０はパドルミキサーから成るものであって、ケーシング４２の内部に一対の回転軸４４，４６（図２（Ｂ）参照）が設けられていて、それぞれにミキシング羽根４８，５０が放射状に固設されており、それら回転軸４４，４６が互いに逆向きに回転することで、脱水汚泥と乾燥粉とをミキシング羽根４８，５０の重なり部分でこねるようにして混合し、更に回転軸４４，４６に対しそれぞれ傾斜形状をなすミキシング羽根４８，５０の送り作用で軸方向に送り、その過程で脱水汚泥と乾燥粉との混合を進めていく。
【００４３】
ここで回転軸４４と４６とは不等速で回転する。従ってミキシング羽根４８と５０との間には周速に差があり、その周速の差に基づいて脱水汚泥と乾燥粉とを高効率でこね合せ混合作用する。
そして軸方向端部の出口から、十分に混合した脱水汚泥と乾燥粉との混合物を排出する。排出された混合物はフィーダ５２にて乾燥機５４内部に供給される。
【００４４】
乾燥機５４は気流式乾燥機であって、上下に縦長の円筒形状をなすケーシング５６を有している。
このケーシング５６の内部且つ下部には、図２（Ａ）に示しているように破砕部５８が設けられている。
破砕部５８は一対の回転軸６０，６２と、それぞれ放射状に固設された破砕羽根６４，６６を有しており、それらが高速回転することによって、フィーダ５２にて乾燥機５４のケーシング５６内部に供給された上記の混合物、即ち脱水汚泥と乾燥粉との混合物を細かく破砕する。
【００４５】
ケーシング５６にはまた吹込口６８が設けられており、上記炭化路１２からの排ガスが、この吹込口６８からケーシング５６内部に熱風（熱風の温度はここでは約３００℃）として吹き込まれる。
吹き込まれた熱風は、脱水汚泥と乾燥粉との混合物の破砕物に対し勢い良く吹き付けられ、かかる破砕物が熱風の上向きの気流によりケーシング５６内部を上方に搬送され、そしてその過程で混合物に対する乾燥が行われる。
【００４６】
ケーシング５６内部を熱風の気流とともに搬送される混合物の破砕粒子はその上昇端で乾燥粉となり、排出口７０から気流とともに外部に排出されて、サイクロン分離機７２へと供給される。
尚このとき排出される気流（排ガス）の温度は、ここでは約１００℃程度である。
【００４７】
本実施形態において、この乾燥機５４による乾燥のための所要時間は約１秒程度である。
また乾燥粉の粒度は７５〜５９０μｍの範囲で、その平均粒度は３５０μｍである。但しこれは篩にかけた後の粒度であって、その篩の目開きは最小７５μｍ，最大５９０μｍである。
【００４８】
この乾燥機５４では、熱風量２０ｍ３／分（乾燥機５４の排出口７０における流速３．５ｍ／秒に相当）のとき、８００μｍまでの大きさの粉体粒子の輸送が可能である（但しその比重を１と仮定した場合）。
【００４９】
サイクロン式分離機７２は、乾燥粉を気流とともに内部に流入させ、そして回転に基づく遠心力で乾燥粉を気流から分離する。
そして分離された乾燥粉が図中下向きに落下せしめられて、その一部が再び混合機４０へと供給される。
【００５０】
この乾燥粉は、脱水汚泥の含水率が８０％程度であるのに対し、含水率が１５％程度ないしそれ以下の低含水率のものであり、脱水汚泥に対しかかる乾燥粉が混合されることで、混合物の含水率が乾燥機５４での乾燥に適した低含水率とされる。
このときの混合物における含水率の調節は、脱水汚泥と乾燥粉との混合の比率によって簡単に調節することができる。
【００５１】
この実施形態では、サイクロン７２で分離された乾燥粉のうちの一部だけが乾燥機５４へと供給され、残りの一部が炭化炉１０による炭化処理用として混合機（第２混合機）４２へと供給される。
即ちサイクロン分離機７２からの乾燥粉が乾燥機５４側と炭化炉１０側とに分配される。
【００５２】
その分配は乾燥粉の供給路上に設けられた分配ダンパ７５にて行われる。
従ってここでは分配ダンパ７５が、サイクロン分離機７２からの乾燥粉を乾燥機５４側と炭化炉１０側とに分配する分配手段を構成している。
【００５３】
この混合機７８にはまた、受入ホッパ３２内の脱水汚泥の残りの一部（ここでは全体の１５％程度）が、搬送装置７９により乾燥機５４をバイパスして供給される。
この混合機７８もまたパドルミキサーから成るものであって、その構造は基本的に混合機４０と同様であり、一対の回転軸４４，４６と、それらに固設されたミキシング羽根４８，５０を有しており、それらの回転によって乾燥粉と搬送装置７９にて搬送されてきた脱水汚泥とを混合する。
【００５４】
この混合機７８は次のような意味を有する。
即ち乾燥機５４で乾燥された後の乾燥粉は、そのままでは炭化炉１０における炭化処理用として適したものではなく、直接にこれを炭化炉１０へと供給することはできない。
【００５５】
そこで混合機７８において、乾燥粉に含水率８０％程度の脱水汚泥を加えてそれらを混合し、含水率４０％程度且つ大きさが１０ｍｍ程度の団子状の粒から成る乾燥汚泥をそこで形成する。そして造粒後の乾燥汚泥を中継ホッパ８０を経て搬送装置８２により炭化炉１０へと供給する。
その後の乾燥汚泥の炭化処理については先に述べた通りである。
【００５６】
上記サイクロン分離機７２で乾燥粉から分離された気流（排ガス）は、排ガスファン８６の送出作用によりバグフィルター８４を通過してそこで集塵が行われた後、脱臭装置（ここでは触媒脱臭装置）８８を通って煙突９０から大気に放出される。
【００５７】
この触媒脱臭装置８８は、炭化炉１０からの排ガスが臭気を伴っていることから、その臭気を取り除くために設けられているものである。
尚、触媒脱臭による脱臭を効率的に行うためには排ガスを加熱する必要がある。サイクロン分離機７２から排出された排ガスの温度は３００℃に満たない低い温度であり、そこでこれを加熱し、３００℃程度の温度まで昇温させた上で触媒脱臭による脱臭を行う。
【００５８】
図中９２はその熱源を発生させるための灯油タンクで、この灯油タンク９２から供給された灯油を燃焼させて、脱臭装置８８で排ガスの加熱を行う。
尚この灯油タンク９２の灯油は炭化炉１０での燃焼用としても供給される。
【００５９】
以上のような本実施形態の汚泥の炭化処理設備では、熱風発生炉の省略によってその設置のための費用を節減できるとともに、熱風発生炉の設置の省略により設備全体を小型化することができる。
また乾燥機５４での乾燥のための所要熱エネルギーを少なくでき、ランニングコストを従来に増して低減することができる。
【００６０】
また本実施形態で用いる乾燥機５４は構造が簡単で小型化であり、これによっても設備全体の小型化及び低コスト化を実現することができる。
更に本実施形態では、乾燥粉と脱水汚泥とを混合して炭化炉１０への供給用の乾燥汚泥となす際、それらの混合の比率を単に変えるだけで簡単に乾燥汚泥の含水率を適正な含水率に調節することができる。
【００６１】
本実施形態では、乾燥粉の分離用としてサイクロン分離機７２を用いており、乾燥機５４から流出する気流から乾燥粉を簡単に且つ効率高く分離し、回収することができる。
【００６２】
以上本発明の実施形態を詳述したが、これはあくまで一例示であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において種々変更を加えた形態で構成可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の一実施形態の汚泥の炭化処理設備を示した図である。
【図２】図１における乾燥機とその周辺部の拡大図及び図１における混合機の要部の拡大図である。
【図３】従来の汚泥の炭化処理設備の一例を示す図である。
【図４】図３における乾燥機の構成を示す図である。
【図５】図３における炭化炉を示す図である。
【符号の説明】
【００６４】
１０ 炭化炉
４０ 混合機（第１混合手段）
５４ 乾燥機
７２ サイクロン分離機
７４，７６ ロータリバルブ
７８ 混合機（第２混合手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機物含有汚泥を脱水処理した後の脱水汚泥を乾燥機に通して乾燥処理し、乾燥汚泥を炭化炉に通して炭化処理し、炭化製品とする汚泥の炭化処理設備において
前記炭化炉からの排ガスを乾燥用の熱源とし、該排ガスを前記乾燥機に熱風として供給するようになすとともに
該乾燥機として、前記脱水汚泥の一部に該脱水汚泥の乾燥粉を加えた混合物を破砕して破砕物に前記熱風を吹き付け、該熱風の気流により該破砕物を搬送するとともに乾燥して前記乾燥粉となし、気流とともに排出する気流式乾燥機を用い
更に
(イ)前記脱水汚泥の一部と前記乾燥粉とを混合し、前記乾燥機への供給用の前記混合物を生成する第１混合手段と
(ロ)該乾燥機から排出された前記乾燥粉を前記気流から分離する分離機と
(ハ)該分離機からの前記乾燥粉の一部を前記乾燥機への供給用に、残りの一部を前記炭化炉への供給用に分ける分配手段と
(ニ)該炭化炉への供給用に分けられた前記乾燥粉の残りの一部に前記脱水汚泥の残りの一部を加えて混合し、前記炭化炉への供給用の乾燥汚泥となす第２混合手段と
を設け、該第２混合手段による混合後の前記乾燥汚泥を前記炭化炉に通して炭化処理するようになしたことを特徴とする汚泥の炭化処理設備。
【請求項２】
請求項１において、前記分離機がサイクロン分離機であることを特徴とする汚泥の炭化処理設備。
【請求項１】
有機物含有汚泥を脱水処理した後の脱水汚泥を乾燥機に通して乾燥処理し、乾燥汚泥を炭化炉に通して炭化処理し、炭化製品とする汚泥の炭化処理設備において
前記炭化炉からの排ガスを乾燥用の熱源とし、該排ガスを前記乾燥機に熱風として供給するようになすとともに
該乾燥機として、前記脱水汚泥の一部に該脱水汚泥の乾燥粉を加えた混合物を破砕して破砕物に前記熱風を吹き付け、該熱風の気流により該破砕物を搬送するとともに乾燥して前記乾燥粉となし、気流とともに排出する気流式乾燥機を用い
更に
(イ)前記脱水汚泥の一部と前記乾燥粉とを混合し、前記乾燥機への供給用の前記混合物を生成する第１混合手段と
(ロ)該乾燥機から排出された前記乾燥粉を前記気流から分離する分離機と
(ハ)該分離機からの前記乾燥粉の一部を前記乾燥機への供給用に、残りの一部を前記炭化炉への供給用に分ける分配手段と
(ニ)該炭化炉への供給用に分けられた前記乾燥粉の残りの一部に前記脱水汚泥の残りの一部を加えて混合し、前記炭化炉への供給用の乾燥汚泥となす第２混合手段と
を設け、該第２混合手段による混合後の前記乾燥汚泥を前記炭化炉に通して炭化処理するようになしたことを特徴とする汚泥の炭化処理設備。
【請求項２】
請求項１において、前記分離機がサイクロン分離機であることを特徴とする汚泥の炭化処理設備。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００８−２３８１２９（Ｐ２００８−２３８１２９Ａ）
【公開日】平成２０年１０月９日（２００８．１０．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−８５９３８（Ｐ２００７−８５９３８）
【出願日】平成１９年３月２８日（２００７．３．２８）
【出願人】（０００２３０５７１）日本下水道事業団 (46)
【出願人】（０００００３７１３）大同特殊鋼株式会社 (916)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月９日（２００８．１０．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月２８日（２００７．３．２８）
【出願人】（０００２３０５７１）日本下水道事業団 (46)
【出願人】（０００００３７１３）大同特殊鋼株式会社 (916)
【Ｆターム（参考）】
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