汚泥処理装置及び汚泥処理方法
【課題】種々の汚泥から自己燃焼可能な脱水ケーキを生成することができる汚泥処理装置及び汚泥処理方法を提供すること。
【解決手段】汚泥処理装置１は、汚泥Ａに凝集剤Ｄ１，Ｄ２を添加して生成された汚泥フロックＥを脱水して自己燃焼可能な脱水ケーキＦを生成する装置である。この汚泥処理装置１は、汚泥Ａに助燃材Ｂを混合して助燃材混合汚泥Ｃを生成する助燃材混合手段４と、助燃材混合手段４で生成した助燃材混合汚泥Ｃを凝集反応槽５３，５４に送り、凝集剤Ｄ１，Ｄ２を添加して汚泥フロックＥを生成する凝集反応手段５と、凝集反応手段５から排出された汚泥フロックＥを脱水して自己燃焼可能な脱水ケーキＦを得る脱水機６と、を備えている。
【解決手段】汚泥処理装置１は、汚泥Ａに凝集剤Ｄ１，Ｄ２を添加して生成された汚泥フロックＥを脱水して自己燃焼可能な脱水ケーキＦを生成する装置である。この汚泥処理装置１は、汚泥Ａに助燃材Ｂを混合して助燃材混合汚泥Ｃを生成する助燃材混合手段４と、助燃材混合手段４で生成した助燃材混合汚泥Ｃを凝集反応槽５３，５４に送り、凝集剤Ｄ１，Ｄ２を添加して汚泥フロックＥを生成する凝集反応手段５と、凝集反応手段５から排出された汚泥フロックＥを脱水して自己燃焼可能な脱水ケーキＦを得る脱水機６と、を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、下水処理で発生した下水汚泥などの種々の汚泥を脱水処理することで得られる脱水ケーキを再利用可能にした汚泥処理装置及び汚泥処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、下水処理で発生した下水汚泥などの汚泥は、例えば、特許文献１に記載されているような汚泥処理装置によって、汚泥中の水分を脱水して脱水ケーキにしてから産業廃棄物として廃棄されている。
また、汚泥を脱水処理した後、さらに、脱水汚泥を乾燥させて有機肥料として再利用可能にした有機汚泥肥料の製造方法も知られている（例えば、特許文献２参照）。
その他、脱水ケーキを乾燥機で乾燥して自己燃焼可能なバイオマス燃料にして焼却する焼却システムも知られている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−２２０５９６号公報（図１）
【特許文献２】特開平１０−２９１８７７号公報（特許請求の範囲、図１）
【特許文献３】特開２００４−９３０１８号公報（図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記特許文献１に記載された汚泥処理装置で余剰の汚泥を処理した場合、汚泥は、脱水処理して脱水ケーキに加工されて、体積を減少させることはできても、再利用することができず、産業廃棄物としかならない。
従来の脱水ケーキは、カロリーが低く自己燃焼しないので、産業廃棄物として処分するしかなく、産業廃棄物として処分するための費用等がかかるという問題点があった。
このように、従来の汚泥処理装置によって生成された脱水ケーキは、自己燃焼しないので、焼却処分することができず、産業廃棄物の専門業者に依頼して処分するしかなかった。特に、有機汚泥は、脱水した際に、ドロドロした状態であるので、特許文献１に記載の汚泥脱水装置で圧搾したとしても、脱水し難く、自己燃焼可能な脱水ケーキを生成することはできなかった。
【０００５】
また、脱水ケーキを有機汚泥肥料にする特許文献２の有機汚泥肥料の製造方法や、脱水ケーキを自己燃焼可能にした特許文献３の焼却システムでは、いずれも、脱水ケーキを乾燥させる乾燥工程が必要であり、加工工数が増加して装置全体が大きくなると共に、汚泥を乾燥処理して水分を蒸発させる際に多くの熱量を必要とするため、乾燥処理に必要な燃料や処理費用が高く、コストアップの要因になっていた。
このため、脱水ケーキを、乾燥処理をしなくても燃えるようにすることができる汚泥処理装置が要望されていた。
【０００６】
そこで、本発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、種々の汚泥から自己燃焼可能な脱水ケーキを生成することができる汚泥処理装置及び汚泥処理方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために、請求項１に記載の汚泥処理装置は、汚泥に凝集剤を添加して生成された汚泥フロックを脱水して自己燃焼可能な脱水ケーキを生成する汚泥処理装置であって、前記汚泥に助燃材を混合して助燃材混合汚泥を生成する助燃材混合手段と、前記助燃材混合手段で生成した前記助燃材混合汚泥を凝集反応槽に送り、前記凝集剤を添加して前記汚泥フロックを生成する凝集反応手段と、前記凝集反応手段から排出された前記汚泥フロックを脱水して前記自己燃焼可能な脱水ケーキを得る脱水手段と、を備えたことを特徴とする。
ここで、助燃材（「補燃材」ともいう）とは、燃えない材料や燃え難い材料を燃え易くするための物質をいう。なお、助燃材は、紙、布等の繊維質の材料や、燃量、着火剤あるいは火薬等のいわゆる助燃剤も含む。
また、自己燃焼（単に「自燃」ともいう）とは、点火源さえあれば燃焼可能なことをいう。
【０００８】
かかる構成によれば、汚泥処理装置は、助燃材混合手段により汚泥に助燃材を攪拌しながら混合して生成した助燃材混合汚泥に、凝集反応手段で凝集剤を添加して汚泥フロックを生成し、その汚泥フロックを脱水手段で脱水して脱水ケーキを生成することによって、自己燃焼可能な自己燃焼材（単に「自燃材」ともいう）となる脱水ケーキを得ることができる。つまり、汚泥処理装置は、燃えない脱水ケーキを、汚泥に助燃材を混合して脱水処理したことにより燃えるようにした。
【０００９】
請求項２に記載の汚泥処理装置は、請求項１に記載の汚泥処理装置であって、前記助燃材は、平均粒径が０ｍｍよりも大きく１ｍｍ以下であることを特徴とする。
【００１０】
かかる構成によれば、汚泥処理装置で使用する助燃材は、平均粒径が０ｍｍよりも大きく１ｍｍ以下の大きさに形成されていることにより、例えば、プレスロールを有する濾布ベルト式脱水機で脱水ケーキを生成するときに、助燃材がプレスロールによって弾かれるのを防止することができる。その結果、汚泥処理装置は、粒子状の助燃材及び水分が均一な状態に含有されたムラのない脱水ケーキを生成することができると共に、水はけ性（脱水性）がよく、自己燃焼させることが可能な脱水ケーキを得ることが可能となる。
【００１１】
請求項３に記載の汚泥処理装置は、請求項２に記載の汚泥処理装置であって、前記助燃材は、炭素含有物からなることを特徴とする。
【００１２】
かかる構成によれば、汚泥処理装置は、汚泥に混合される助燃材が、高カロリーで粒子の小さい炭素含有物であることによって、助燃材が汚泥中に均一に混合された脱水ケーキを生成することができる。
【００１３】
請求項４に記載の汚泥処理装置は、請求項２に記載の汚泥処理装置であって、前記助燃材は、石炭、活性炭、あるいは、チャーからなることを特徴とする。
【００１４】
かかる構成によれば、汚泥処理装置は、汚泥に混合される助燃材が、粒子の小さい石炭、活性炭、あるいは、チャーからなることによって、高カロリーの助燃材が汚泥中に均一に混合された脱水ケーキを生成することができる。
【００１５】
請求項５に記載の汚泥処理装置は、請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の汚泥処理装置であって、前記脱水手段は、所定の周回軌道を移動する無端状の濾布ベルト上に供給された前記汚泥フロックを、前記濾布ベルトを介在して対向して配置された一対のプレスロールで圧搾して前記脱水ケーキを生成する濾布ベルト式の脱水機からなることを特徴とする。
【００１６】
かかる構成によれば、汚泥処理装置の脱水手段は、無端状の濾布ベルト上に供給された汚泥フロックを、濾布ベルトを介在して対向して配置された一対のプレスロールで圧搾して脱水ケーキを生成する濾布ベルト式脱水機からなることによって、汚泥中の水分を効率よく取り除いて自己燃焼可能な脱水ケーキを生成することができる。
【００１７】
請求項６に記載の汚泥処理方法は、汚泥に凝集剤を添加して生成された汚泥フロックから自己燃焼可能な脱水ケーキを生成する汚泥処理方法であって、前記汚泥に助燃材を混合して助燃材混合汚泥を生成する助燃材混合工程と、前記助燃材混合工程で生成した前記助燃材混合汚泥を凝集反応槽に送り、当該凝集反応槽内の前記助燃材混合汚泥に前記凝集剤を添加して前記汚泥フロックを生成する凝集反応工程と、前記凝集反応槽から排出された前記汚泥フロックを脱水して前記自己燃焼可能な脱水ケーキを生成する脱水工程と、
を含むことを特徴とする。
【００１８】
かかる構成によれば、汚泥処理方法は、助燃材混合工程で汚泥に助燃材を混合して助燃材混合汚泥を生成し、その助燃材混合汚泥に凝集反応工程で凝集剤を添加して汚泥フロックを生成し、その汚泥フロックを脱水工程で脱水して脱水ケーキを生成することによって、自己燃焼可能な脱水ケーキを得ることが可能となる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、種々の汚泥から自己燃焼可能な脱水ケーキを生成することができる汚泥処理装置及び汚泥処理方法を提供することができる。本発明の汚泥処理装置及び汚泥処理方法で生成した脱水ケーキは、自己燃焼できることにより、従来、産業廃棄物として廃棄処分していた汚泥から生成した脱水ケーキを焼却処分することができるため、産業廃棄物を出さず、かつ、汚泥の処理を低コストで行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態に係る汚泥処理装置を示す概略図である。
【図２】本発明の実施形態に係る汚泥処理装置の脱水機を示す概略拡大断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る汚泥処理装置の圧搾転着部を示す要部拡大概略斜視図である。
【図４】本発明の実施形態に係る汚泥処理方法の作業工程を示す工程図である。
【図５】本発明の実施形態に係る汚泥処理装置の脱水機で生成した脱水ケーキの含水率と、脱水ケーキを自己燃焼させるために必要な助燃材の必要量との関係を示すグラフである。
【図６】本発明の実施形態に係る汚泥処理装置を利用して、汚泥サンプルＡ１から生成した脱水ケーキの含水率と、各種の助燃材の添加率との関係を示す表である。
【図７】本発明の実施形態に係る汚泥処理装置を利用して、汚泥サンプルＡ２から生成した脱水ケーキの含水率と、各種の助燃材の添加率との関係を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図１〜図５を参照して発明を実施するための形態を説明する。なお、本発明の汚泥処理装置１は、設置する向きの状態によってその向きが変化するが、便宜上、図面の左側を左、図面の右側を右として説明する。
まず、汚泥処理装置１を説明する前に、本実施形態で使用する汚泥Ａを説明する。
【００２２】
≪汚泥の説明≫
図１に示す汚泥Ａとは、下水汚泥、パルプスラッジ、糞尿汚泥、家畜汚泥、活性汚泥、食品汚泥、農業集落排水汚泥、製紙汚泥、有機物を含んだ泥状の腐食土、有機物を含んだヘドロ、石炭火力発電所やゴミ焼却炉等で発生した石炭灰や焼却灰に水を加えて生成された泥状の有機汚泥（有機性汚泥）等である。この汚泥Ａは、有機物からなる固体粒子を含有する泥状の余剰汚泥であれば、燃焼しない無機物が含有されていてもよく、特に、その廃棄物や原料等は限定されない。以下、汚泥Ａの一例として、下水汚泥を例に挙げて説明する。
後記する汚泥貯溜槽２内の汚泥Ａは、例えば、固体粒子が１〜２％、水分が９８〜９９％であり、後記する脱水機６に直接供給して脱水して脱水ケーキＦにしても、含水率が大きいため、自己燃焼しない。汚泥Ａは、粒子状の助燃材Ｂを加えて脱水機６で脱水し易くすることにより、脱水ケーキＦの状態で自己燃焼するようになる。
【００２３】
≪汚泥処理装置の構成≫
次に、図１を主に参照しながら汚泥処理装置１を説明する。
汚泥処理装置１は、汚泥Ａに凝集剤Ｄ１，Ｄ２を添加して生成された汚泥フロックＥを脱水機６で脱水処理して自己燃焼可能な脱水ケーキＦを生成する装置である。この汚泥処理装置１は、それぞれ後記する汚泥Ａを貯溜する汚泥貯溜槽２と、助燃材Ｂが貯留される助燃材貯溜槽３と、助燃材貯溜槽３の下流に配置された調整弁Ｖと、汚泥Ａと助燃材Ｂとを混合して助燃材混合汚泥Ｃを生成する助燃材混合手段４と、助燃材混合汚泥Ｃに凝集剤Ｄ１，Ｄを混合して汚泥フロックＥを生成する凝集反応手段５と、汚泥フロックＥを脱水して脱水ケーキＦを生成する脱水機６（脱水手段）と、を主に備えて構成されている。
【００２４】
≪汚泥貯溜槽の構成≫
図１に示すように、汚泥貯溜槽２は、前記汚泥Ａを一時的に貯溜するための貯溜槽である。汚泥貯溜槽２は、上部に汚泥Ａの供給口（図示省略）が形成され、内底部の近傍の側壁に汚泥排出口２ａが形成されている。その汚泥排出口２ａには、下流側の開口端が助燃材混合槽４１上に配置された汚泥配送用配管２１の上流側開口端が接続されている。汚泥貯溜槽２は、例えば、この中に貯溜された汚泥Ａが、位置エネルギーによって、汚泥配送用配管２１を介して助燃材混合槽４１に流れるように、助燃材混合槽４１よりも高い位置に配置されている。
なお、汚泥貯溜槽２の上部の供給口（図示省略）は、通常、蓋体によって閉塞されて、汚泥Ａの供給時に開放されるようになっている。
【００２５】
≪助燃材の構成≫
助燃材Ｂは、石炭、活性炭、粉末炭あるいはチャー等の炭素を含有する炭素含有物からなり、例えば、平均粒径が０ｍｍよりも大きく１ｍｍ以下、好ましくは最大粒径が０．５ｍｍ程度の大きさの粒子状に形成されている。この助燃材Ｂは、例えば、炭素含有物を細破砕装置（図示省略）によって平均粒径が１ｍｍ以下の粒子に細破砕されて生成されたものであり、約６，０００ｋｃａｌ／ｋｇの発熱量を有している。助燃材Ｂは、粒状に形成されていることによって、汚泥Ａ（汚泥フロックＥ）中の水分の移動性を向上させて、脱水機６で脱水する際の脱水効率を上げる働きがある。なお、チャーとは、例えば、石油化学系の煤や、コークスあるいはガス等の煤からなる固相の炭素含有物である。また、助燃材Ｂは、紙や布等の繊維質のものや、燃量、着火剤等の助燃剤でもよい。
【００２６】
≪助燃材貯溜槽の構成≫
助燃材貯溜槽３は、粒子状の助燃材Ｂを貯留する槽であり、例えば、サイロからなる。この助燃材貯溜槽３には、上部に助燃材Ｂの供給口（図示省略）が形成され、内底部に助燃材排出口３ａが形成されている。その助燃材排出口３ａには、調整弁Ｖを介在し、下流側開口端が助燃材混合槽４１上に配置された助燃材配送用配管３１の上流側開口端が接続されている。
【００２７】
≪調整弁の構成≫
調整弁Ｖは、助燃材貯溜槽３から助燃材配送用配管３１を介して助燃材混合槽４１に送る必要な助燃材Ｂの供給量を定量的に送るように調整するためのバルブである。この調整弁Ｖは、助燃材配送用配管３１の途中に設置されている。
【００２８】
≪助燃材混合手段の構成≫
助燃材混合手段４は、汚泥Ａに助燃材Ｂを均一に混合して助燃材混合汚泥Ｃを生成するための装置である。助燃材混合手段４は、汚泥Ａ及び助燃材Ｂを貯溜するための助燃材混合槽４１と、この助燃材混合槽４１内の汚泥Ａと助燃材Ｂとを掻き混ぜる助燃材攪拌装置４２と、を備えている。
【００２９】
図１に示すように、助燃材混合槽４１は、汚泥Ａと助燃材Ｂとが混合した助燃材混合汚泥Ｃを一時的に貯溜するための貯溜槽である。この助燃材混合槽４１は、助燃材混合汚泥Ｃを貯溜する混合槽本体４１ａと、この混合槽本体４１ａの上側開口部を閉塞する混合槽蓋体４１ｂと、から構成されている。
【００３０】
混合槽本体４１ａは、上側開口部が混合槽蓋体４１ｂで閉塞された有底円筒状の槽からなる。この混合槽本体４１ａには、内底部の近傍の側壁に、この混合槽本体４１ａ内の助燃材混合汚泥Ｃを排出する混合汚泥排出口４１ｃが形成されて、混合槽本体４１ａ内に助燃材攪拌装置４２の攪拌翼４２ａが回転自在に配置されている。混合汚泥排出口４１ｃには、下流側の開口端が一次凝集槽５３上に配置された混合汚泥配送用配管４３の上流側開口端が接続されている。
混合槽蓋体４１ｂには、前記汚泥配送用配管２１の下流側開口端と、前記助燃材配送用配管３１の下流側開口端と、助燃材攪拌装置４２の回転軸４２ｂを軸支する軸受部（図示省略）と、が設けられた越液防止蓋である。
【００３１】
助燃材攪拌装置４２は、助燃材混合汚泥Ｃを掻き混ぜて均一に混合させる攪拌翼４２ａと、攪拌翼４２ａの中心部から上側に向けて延設された回転軸４２ｂと、回転軸４２ｂを回転させるための混合汚泥攪拌モータＭ１と、混合汚泥攪拌モータＭ１の回転を制御する制御装置（図示省略）と、混合汚泥攪拌モータＭ１に電力を供給する電源（図示省略）と、から主に構成されている。
攪拌翼４２ａは、助燃材混合汚泥Ｃ中で回転することによって、汚泥Ａ内に助燃材Ｂの固体粒子が混合槽蓋体４１ｂの内底に沈降して堆積したり、助燃材混合汚泥Ｃが高密度（高濃度）になり過ぎたりしないように、攪拌して均一に混ぜるための略プロペラ形状の回転体である。この攪拌翼４２ａは、例えば、助燃材混合槽４１内の低層部を水平に回転するように配置されている。
回転軸４２ｂは、混合槽蓋体４１ｂに設けられた軸受部（図示省略）に回転自在に上端部が軸支されて、混合槽蓋体４１ｂの中央部から垂下した状態に配置されている。
混合汚泥攪拌モータＭ１は、ロータの回転を減速させて回転軸４２ｂに伝達する減速機構を内蔵した電動モータ駆動装置であり、回転軸４２ｂを介して攪拌翼４２ａを低速回転させるための装置である。この混合汚泥攪拌モータＭ１は、例えば、回転軸４２ｂの上端に連結されて、混合槽蓋体４１ｂに支持されている。
【００３２】
≪凝集反応手段の構成≫
凝集反応手段５は、助燃材混合手段４で生成した助燃材混合汚泥Ｃを一次凝集槽５３及び二次凝集槽５４に送り、助燃材混合汚泥Ｃ中に凝集剤Ｄ１及び凝集剤Ｄ２を添加して、汚泥フロックＥを生成してフロック含有汚泥（凝集汚泥）にするための装置である。この凝集反応手段５は、第１凝集剤攪拌装置５１Ａを備えた第１凝集剤貯溜槽５１と、第２凝集剤攪拌装置５２Ａを備えた第２凝集剤貯溜槽５２と、一次凝集剤攪拌装置５３Ａを備えた一次凝集槽５３と、二次凝集剤攪拌装置５４Ａを備えた二次凝集槽５４と、凝集汚泥攪拌装置５５Ａを備えた凝集汚泥貯溜槽５５と、から主に構成されている。この凝集反応手段５は、後記する脱水機６に供給する汚泥フロックＥを生成するための前処理工程を行う装置である。
尚、汚泥フロックＥ（Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３）とは、汚泥Ａ中の固体粒子が高分子の凝集剤Ｄ１、凝集剤Ｄ２等によって結合した数ｍｍ程度の大きさの綿屑状の凝集体をいう。
【００３３】
＜第１凝集剤貯溜槽の構成＞
第１凝集剤貯溜槽５１は、凝集剤Ｄ１が貯溜されて掻き混ぜられる槽であって、上側開口部が開放された有底円筒状の槽からなる。この第１凝集剤貯溜槽５１は、上部に開口部が形成され、内底部の近傍の側壁に凝集剤排出口５１ａが形成されている。その凝集剤排出口５１ａには、下流側の開口端が一次凝集槽５３上に配置された第１凝集剤配送用配管５１Ｂの上流側開口端が接続されている。第１凝集剤貯溜槽５１は、例えば、この中に貯溜された凝集剤Ｄ１が、位置エネルギーによって、第１凝集剤配送用配管５１Ｂを介して一次凝集槽５３に流れるように、一次凝集槽５３よりも高い位置に配置されている。
【００３４】
図１に示すように、第１凝集剤攪拌装置５１Ａは、第１凝集剤貯溜槽５１内の凝集剤Ｄ１を掻き混ぜる攪拌翼５１Ａａと、攪拌翼５１Ａａの中心部から上側に向けて延設された回転軸５１Ａｂと、回転軸５１Ａｂを回転させるための第１凝集剤攪拌モータＭ２と、第１凝集剤攪拌モータＭ２の回転を制御する制御装置（図示省略）と、第１凝集剤攪拌モータＭ２に電力を供給する電源（図示省略）と、から主に構成されている。
攪拌翼５１Ａａは、第１凝集剤貯溜槽５１内の凝集剤Ｄ１中で回転することによって、水に入れた凝集剤Ｄ１が均一に混ざるように掻き混ぜるための略プロペラ状の回転体である。回転軸５１Ａｂは、第１凝集剤貯溜槽５１の上部開口部に保持された軸受部材（図示省略）に回転自在に軸支されて、第１凝集剤貯溜槽５１の中央部に垂直な状態で回転自在に配置されている。
第１凝集剤攪拌モータＭ２は、前記混合汚泥攪拌モータＭ１と同じ構造をしている。
凝集剤Ｄ１は、例えば、高分子でプラスイオンのカチオン等の高分子凝集剤である。
【００３５】
＜第２凝集剤貯溜槽の構成＞
第２凝集剤貯溜槽５２は、前記第１凝集剤貯溜槽５１と同じ構造であり、その中に貯溜される凝集剤Ｄ２とその供給先とが相違している。つまり、第２凝集剤貯溜槽５２は、二次凝集槽５４に供給する凝集剤Ｄ２が貯溜されて掻き混ぜられる槽であって、上側開口部が開放された有底円筒状の槽からなる。この第２凝集剤貯溜槽５２は、上部に開口部が形成され、内底部の近傍の側壁に凝集剤排出口５２ａが形成されている。その凝集剤排出口５２ａには、下流側の開口端が二次凝集槽５４上に配置された第２凝集剤配送用配管５２Ｂの上流側開口端が接続されている。第２凝集剤貯溜槽５２は、例えば、この中に貯溜された凝集剤Ｄ２が、位置エネルギーによって、第２凝集剤配送用配管５２Ｂを介して二次凝集槽５４に流れるように、二次凝集槽５４よりも高い位置に配置されている。
【００３６】
第２凝集剤攪拌装置５２Ａは、第２凝集剤貯溜槽５２内の凝集剤Ｄ２を掻き混ぜる攪拌翼５２Ａａと、攪拌翼５２Ａａの中心部から上側に向けて延設された回転軸５２Ａｂと、回転軸５２Ａｂを回転させるための第２凝集剤攪拌モータＭ３と、第２凝集剤攪拌モータＭ３の回転を制御する制御装置（図示省略）と、第２凝集剤攪拌モータＭ３に電力を供給する電源（図示省略）と、から主に構成されている。
攪拌翼５２Ａａは、第２凝集剤貯溜槽５２内の凝集剤Ｄ２中で回転することによって、水に入れた凝集剤Ｄ２が均一に混ざるように掻き混ぜるための略プロペラ状の回転体である。回転軸５２Ａｂは、第２凝集剤貯溜槽５２の上部開口部に設けられた軸受部材（図示省略）に回転自在に軸支されて、第２凝集剤貯溜槽５２の中央部に垂直な状態で回転自在に配置されている。
第２凝集剤攪拌モータＭ３は、前記混合汚泥攪拌モータＭ１と同じ構造をしている。
凝集剤Ｄ２は、例えば、カチオン、アニオン等の高分子凝集剤からなる。
【００３７】
＜一次凝集槽の構成＞
一次凝集槽５３は、助燃材混合槽４１から供給された助燃材混合汚泥Ｃに、第１凝集剤貯溜槽５１から送られて来た凝集剤Ｄ１を添加して凝集反応させた汚泥フロックＥ１を貯溜する反応槽である。この一次凝集槽５３は、助燃材混合汚泥Ｃに凝集剤Ｄ１を混合した汚泥フロックＥ１を貯溜する一次凝集槽本体５３ａと、この一次凝集槽本体５３ａ内の汚泥フロックＥ１の上面に浮上した汚泥フロックＥ１を一次凝集槽本体５３ａから排出する一次汚泥フロック排出口５３ｂと、一次凝集槽本体５３ａの上端部に形成された開口部を閉塞する一次凝集槽蓋体５３ｃと、一次凝集槽本体５３ａ内の汚泥フロックＥ１を掻き混ぜる一次凝集剤攪拌装置５３Ａと、を有している。
【００３８】
図１に示すように、一次凝集槽本体５３ａは、上側開口部が一次凝集槽蓋体５３ｃで閉塞された有底円筒状の槽である。この一次凝集槽本体５３ａは、例えば、後記する二次凝集槽５４の二次凝集槽本体５４ａと一体に形成されて互いに隣接して配置されている。
一次汚泥フロック排出口５３ｂは、一次凝集槽本体５３ａの上部と、二次凝集槽本体５４ａの上部との間に設置された仕切板の上端の堰からなる。つまり、一次汚泥フロック排出口５３ｂは、一次凝集槽本体５３ａ内から溢れた汚泥フロックＥ１を排出する排出口の機能と、その溢れた汚泥フロックＥ１を二次凝集槽５４内に供給する供給口としての機能とを兼備している。
一次凝集槽蓋体５３ｃには、混合汚泥配送用配管４３の下流側開口端と、第１凝集剤配送用配管５１Ｂの下流側開口端と、一次凝集剤攪拌装置５３Ａの回転軸５３Ａｂを軸支する軸受部（図示省略）と、が設けられた越液防止蓋である。この一次凝集槽蓋体５３ｃは、例えば、二次凝集槽本体５４ａの開口部を閉塞する二次凝集槽蓋体５４ｃと一体に形成されている。
一次凝集剤攪拌装置５３Ａは、一次凝集槽本体５３ａ内の汚泥フロックＥ１を攪拌する装置であって、前記助燃材攪拌装置４２と同様、攪拌翼５３Ａａと、回転軸５３Ａｂと、一次凝集反応攪拌モータＭ４と、を備えて構成されている。
【００３９】
＜二次凝集槽の構成＞
二次凝集槽５４は、一次凝集槽５３から供給された汚泥フロックＥ１に、凝集剤Ｄ２を添加して凝集反応させた汚泥フロックＥ２を貯溜する反応槽である。この二次凝集槽５４は、前記一次凝集槽５３と同様、汚泥フロックＥ２を貯溜する二次凝集槽本体５４ａと、この二次凝集槽本体５４ａ内の汚泥フロックＥ２の上面に浮上した汚泥フロックＥ２を二次凝集槽本体５４ａから排出する二次汚泥フロック排出口５４ｂと、二次凝集槽本体５４ａの上端部に形成された開口部を閉塞する二次凝集槽蓋体５４ｃと、二次凝集槽本体５４ａ内の汚泥フロックＥ２を掻き混ぜる二次凝集剤攪拌装置５４Ａと、を有している。
【００４０】
二次凝集槽本体５４ａは、上側開口部が二次凝集槽蓋体５４ｃで閉塞された有底円筒状の槽からなり、例えば、後記する凝集汚泥貯溜槽５５と一体に形成されて互いに隣接して配置されている。つまり、この二次凝集槽本体５４ａと前記一次凝集槽本体５３ａと凝集汚泥貯溜槽５５とは、一体形成されて並設されている。
二次汚泥フロック排出口５４ｂは、二次凝集槽本体５４ａ内の汚泥フロックＥ２の表層面に浮上している汚泥フロックＥ２が溢れ出る部位であり、二次凝集槽本体５４ａの上端縁に形成された堰からなる。この二次汚泥フロック排出口５４ｂから溢れ出た汚泥フロックＥ２は、凝集汚泥貯溜槽５５に供給されるようになっている。
二次凝集槽蓋体５４ｃには、第２凝集剤配送用配管５２Ｂの下流側開口端と、二次凝集剤攪拌装置５４Ａの回転軸５４Ａｂを軸支する軸受部（図示省略）と、が設けられた越液防止蓋である。
二次凝集剤攪拌装置５４Ａは、二次凝集槽本体５４ａ内の汚泥フロックＥ２を攪拌する装置であって、前記助燃材攪拌装置４２と同様、攪拌翼５４Ａａと、回転軸５４Ａｂと、二次凝集反応攪拌モータＭ５と、を備えて構成されている。
【００４１】
＜凝集汚泥貯溜槽の構成＞
凝集汚泥貯溜槽５５は、前記二次凝集槽５４で凝集反応された汚泥フロックＥ２が供給されて一時的にその汚泥フロックＥ２（汚泥フロックＥ３）を貯溜して、脱水機６で処理する脱水ケーキＦの必要量だけ脱水機６に供給するための貯溜槽である。凝集汚泥貯溜槽５５は、前記一次凝集槽５３等と同様、汚泥フロックＥ３を貯溜する凝集汚泥貯溜槽本体５５ａと、この凝集汚泥貯溜槽本体５５ａに貯溜された汚泥フロックＥ３を排出する凝集汚泥排出口５５ｂと、凝集汚泥貯溜槽本体５５ａ内の汚泥フロックＥ３を掻き混ぜる凝集汚泥攪拌装置５５Ａと、を有する。
【００４２】
図１に示すように、凝集汚泥貯溜槽本体５５ａは、上側開口部が開放された有底円筒状の槽からなり、例えば、前記二次凝集槽５４の二次汚泥フロック排出口５４ｂを最上端としてその二次凝集槽５４に隣接して一体に配置されている。
凝集汚泥排出口５５ｂは、凝集汚泥貯溜槽本体５５ａの内底面近傍の側壁に形成され、凝集汚泥貯溜槽本体５５ａ内の汚泥フロックＥ３を脱水機６に供給するための汚泥フロック配送用配管７が接続されている。
凝集汚泥攪拌装置５５Ａは、凝集汚泥貯溜槽本体５５ａ内の汚泥フロックＥ３を攪拌すると共に小さなフロックに破砕する装置であって、前記助燃材攪拌装置４２と同様、攪拌翼５５Ａａと、回転軸５５Ａｂと、汚泥フロック攪拌モータＭ６と、を備えている。
汚泥フロック配送用配管７は、上流側開口端が凝集汚泥排出口５５ｂに接続され、下流側開口端が、脱水機６の濾布ベルト６１の上方に配置されている。
なお、汚泥フロック配送用配管７には、凝集汚泥貯溜槽５５内の汚泥フロックＥ３を抜き取って脱水機６に送るための排出用ポンプ（図示省略）を介在してもよい。
【００４３】
≪脱水機の構成≫
次に、図２及び図３を主に参照して脱水機６を説明する。
図２に示すように、脱水機６は、凝集反応手段５から排出された汚泥フロックＥ３（Ｅ）を脱水して脱水ケーキＦを生成する装置である。脱水機６は、汚泥フロックＥ３（Ｅ）を脱水することができる装置であればよく、特に型式等は限定されない。以下、脱水機６の一例としては、濾布ベルト６１上に汚泥フロックＥを注ぎ、この汚泥フロックＥと濾布ベルト６１を上下一対のプレスロール６３Ａ，６３Ｂで搾って脱水する高圧搾型ロールプレス脱水機の場合を例に挙げて説明する。
【００４４】
脱水機６は、所定の周回軌道を移動する無端状の濾布ベルト６１上に供給された汚泥フロックＥを、濾布ベルト６１を介在して対向して配置された一対のプレスロール６３Ａ，６３Ｂで圧搾して膜状（薄板状）の脱水ケーキＦを生成する濾布走行式脱水機（濾布ベルト式脱水機）からなる。脱水機６は、汚泥フロックＥが注がれ、搬送ベルト状に形成された濾布ベルト６１（濾布）と、濾布ベルト６１上に供給された汚泥フロックＥに対して、一次脱水処理及び二次脱水処理を行う真空脱水部６２と、真空脱水部６２の後に汚泥フロックＥ３（Ｅ）に対して三次脱水処理を行う圧搾転着部６３と、圧搾転着部６３を通過した濾布ベルト６１の洗浄及び脱水を行う洗浄脱水部６４と、から主に構成されている。脱水機６は、制御盤（図示省略）に設けられた手動スイッチ等により駆動・停止される。
【００４５】
＜濾布ベルトの構成＞
図３に示すように、濾布ベルト６１は、繊維で編み込まれた布、あるいは、不撚布からなる水分の吸収のよいフェルトで構成された搬送用ベルトであり、例えば、厚さが４〜８ｍｍ、幅が５００〜４２００ｍｍ程度の無端ベルトからなる。この濾布ベルト６１は、汚泥フロックＥを濾過する極細繊維層の表面層６１ａと、毛細管現象により水分の透過を促進する中細繊維層の中間層６１ｂと、水切れを促進する基布層の裏面層６１ｃと、からなる三層構造のフェルト材によって形成されている。なお、表面層６１ａは、周回軌道の濾布ベルト６１の外面側に配置されて、汚泥フロックＥが載置される面を形成している。裏面層６１ｃは、周回軌道の濾布ベルト６１の内面側に配置される。中間層６１ｂは、表面層６１ａと裏面層６１ｃとの間に介在される。
【００４６】
図２に示すように、前記濾布ベルト６１は、多数の搬送ロール６２ａ，６４ａと、下側のプレスロール６３Ａと、下側のスクイズロール６４ｂとに巻き掛けられて配置され、図２に示す方向から見て、毎分５〜５０ｍ程度の移動速度で時計回り方向に周回軌道を移動するように構成されている。濾布ベルト６１は、搬送ロール６２ａ，６４ａにガイドされながらプレスロール６３Ａの動力によって定常速度で移動し、この濾布ベルト６１上に載置した汚泥フロックＥをプレスロール６３Ａ，６３Ｂで圧搾しながら洗浄ノズル６４ｄが配置された場所、スクイズロール６４ｂ，６４ｃが配置された場所に順に搬送されて、元の汚泥フロック供給口７ａの下方位置に戻る旋回軌道を所定速度で移動する。
【００４７】
＜真空脱水部の構成＞
前記真空脱水部６２は、濾布ベルト６１上の上面側に積載された汚泥フロックＥの一次脱水処理及び二次脱水処理を行うものである。この真空脱水部６２は、前記搬送ロール６２ａと、吸引用の負圧の発生源である真空装置６２ｂと、この真空装置６２ｂの吸引負圧が作用する第１サクションボックス６２ｃ及び第２サクションボックス６２ｄと、第１サクションボックス６２ｃ及び第２サクションボックス６２ｄと前記真空装置６２ｂとを繋ぐ吸引用配管６２ｅと、を備えている。
【００４８】
真空脱水部６２の搬送ロール６２ａは、下側のプレスロール６３Ａと下側のスクイズロール６４ｂとの間の中央部に、それらよりも高い位置に配置されている。このため、搬送ロール６２ａに巻き掛けられた部分の濾布ベルト６１は、搬送ロール６２ａがある位置を最上部として前後方向に山状に傾斜した状態になっている。
【００４９】
真空装置６２ｂは、濾布ベルト６１上の汚泥フロックＥ中の水分を、濾布ベルト６１、第１サクションボックス６２ｃ、第２サクションボックス６２ｄ及び吸引用配管６２ｅを介在して吸引して排水用配管８に排水する装置である。この真空装置６２ｂは、例えば、不図示の真空ポンプと、回収タンクとを主に備えてなる。
なお、その真空ポンプは、第１サクションボックス６２ｃ及び第２サクションボックス６２ｄ内の空気及び濾液を吸引することによって、その上の濾布ベルト６１上の汚泥フロックＥ中の水分を吸引して吸引用配管６２ｅを介して回収タンクに送るための装置である。この真空ポンプは、例えば、吸引用配管６２ｅの下流側開口端等に設けられている。
【００５０】
第１サクションボックス６２ｃは、スクイズロール６４ｂと搬送ロール６２ａとの間の濾布ベルト６１の下面の開口部を摺接させて配置され、汚泥フロックＥの一次脱水処理を行うためのものである。第２サクションボックス６２ｄは、搬送ロール６２ａとプレスロール６３Ａとの間に位置する濾布ベルト６１の下面に、この第２サクションボックス６２ｄの開口部を摺接させて配置されて、汚泥フロックＥの二次脱水処理を行うためのものである。第１サクションボックス６２ｃ及び第２サクションボックス６２ｄには、濾布ベルト６１上の被脱水処理物である汚泥フロックＥ中の水分を濾布ベルト６１の表面層６１ａから中間層６１ｂ、裏面層６１ｃへと浸透させて吸引して排除する吸引負圧、例えば、７〜２５ｋＰａ程度の吸引負圧が真空装置６２ｂによって作用されている。
【００５１】
吸引用配管６２ｅは、一方側が第１サクションボックス６２ｃ及び第２サクションボックス６２ｄに接続され、他方側が真空装置６２ｂに接続されたドレンパイプである。このため、前記第１サクションボックス６２ｃ及び第２サクションボックス６２ｄに回収された水分は、吸引用配管６２ｅを介して真空装置６２ｂの回収タンク内に回収されるようになっている。
【００５２】
＜圧搾転着部の構成＞
圧搾転着部６３は、汚泥フロックＥの三次脱水処理をプレスロール６３Ａ，６３Ｂで行ってケーキ状のバイオマス燃料（自己燃焼材）として使用可能な脱水ケーキＦを生成すると共に、上方のプレストップロール３Ａの周面に転着された脱水ケーキＦを掻き落して所定の場所へ搬送する装置である。圧搾転着部６３は、濾布ベルト６１で搬送された汚泥フロックＥを圧搾して水分を除去するプレスロール６３Ａ，６３Ｂと、プレスロール６３Ａにより脱水されてそのプレスロール６３Ａに転写して付着した脱水ケーキＦを掻き落とす脱水機用スクレーパ６３Ｃと、脱水機用スクレーパ６３Ｃで掻き落した脱水ケーキＦを所定位置に搬送するシュート６３Ｄと、備えている。
【００５３】
プレスロール６３Ａ，６３Ｂは、濾布ベルト６１の上下面に圧接した状態に配置されて所定の速度で回転する一対のロールからなる。プレスロール６３Ａ，６３Ｂは、下側のプレスロール６３Ａに濾布ベルト６１が巻き掛けられ、上側のプレスロール６３Ｂがその濾布ベルト６１の汚泥フロックＥを下側のプレスロール６３Ａ側に押圧して圧搾し、汚泥フロックＥ中の水分を絞り落すようになっている。
【００５４】
下側のプレスロール６３Ａは、電動モータ（図示省略）によって回転駆動されて、このプレスロール６３Ａにベルト掛けされた濾布ベルト６１を走行させる。下側のプレスロール６３Ａには、複数の水切ガイド溝（図示省略）が適宜な間隔で円周方向に向けて形成されている。
上側のプレスロール６３Ｂは、例えば、表面が硬質クロームメッキ等により平滑に形成されると共に、表面粗さが細かく密の状態に形成されて、脱水ケーキＦがその表面に付着し易くなっている。この上側のプレスロール６３Ｂの支軸には、不図示の空気圧シリンダ装置と、この空気圧シリンダ装置の動力で上側のプレスロール６３Ｂを下側のプレスロール６３Ｂ側に押圧するアーム機構と、から主に構成された圧力調整部（図示省略）が設けられている。なお、上下一対のプレスロール６３Ａ，６３Ｂによるプレス圧力は、その圧力調整部によって１００〜６００ｋＰａ程度に設定されている。
【００５５】
脱水機用スクレーパ６３Ｃは、上側のプレスロール６３Ｂに転写して張り付いた脱水ケーキＦを剥離して掻き落とすための略へら形状の部材であり、上側のプレスロール６３Ｂの表面に当接するように配置されている。
シュート６３Ｄは、脱水機用スクレーパ６３Ｃで掻き落された脱水ケーキＦを所定位置（例えば、回収ボックス９（図１参照）内）に搬送して回収するための装置である。
【００５６】
＜脱水ケーキについて＞
この脱水機６の圧搾転着部６３から得られた脱水ケーキＦは、汚泥Ａに助燃材Ｂを混合し、含水率が約６５％以下に脱水したフレーク状の自己燃焼材であり、焼却処分することが可能である。
【００５７】
＜洗浄脱水部の構成＞
洗浄脱水部６４は、前記圧搾転着部６３を通過した濾布ベルト６１を洗浄水で洗浄し、濾布ベルト６１中に含まれている洗浄水を脱水する装置である。この洗浄脱水部６４は、複数の搬送ロール６４ａと、上下一対のスクイズロール６４ｂ，６４ｃと、濾布ベルト６１に洗浄水を当てて洗浄する洗浄ノズル６４ｄと、濾布ベルト６１から落下した洗浄水を受ける洗浄プール６４ｅと、から主に構成されている。
【００５８】
搬送ロール６４ａは、前記搬送ロール６２ａと同様、巻き掛けられた濾布ベルト６１を所定方向に移動させるためのロールであり、適所に設置された複数のロールからなる。
スクイズロール６４ｂ，６４ｃは、濾布ベルト６１中の洗浄水等の水分を除去するための脱水用ロールからなり、下側のスクイズロール６４ｂに濾布ベルト６１が巻き掛けられ、スクイズロール６４ｂに掻き掛けられた部分の濾布ベルト６１を上側のスクイズロール６４ｃによって圧搾し濾布ベルト６１中の水分を絞り落す。
【００５９】
洗浄ノズル６４ｄ，６４ｄは、濾布ベルト６１の表面層６１ａ側と裏面層６１ｃ側との両面を洗浄する洗浄装置であり、濾布ベルト６１に洗浄水を噴射して吹き付ける一対のノズルからなる。洗浄ノズル６４ｄ，６４ｄは、洗浄プール６４ｅ内の洗浄水中から引き上げられて搬送される濾布ベルト６１の表裏をそれぞれ洗浄するように配置されている。
【００６０】
洗浄プール６４ｅは、濾布ベルト６１を洗浄した洗浄液と、濾布ベルト６１から出た脱水液とを回収して一時的に貯溜するための槽であり、洗浄ノズル６４ｄ，６４ｄ及び搬送ロール６４ａの下方に配置されている。洗浄プール６４ｅには、排水用配管８に連通する洗浄水排水管６４ｆが接続されている。
【００６１】
≪汚泥処理装置の作用≫
次に、図１を主に、図２〜図５を参照しながら汚泥処理装置１の作用を作業工程順に説明する。図４は、本発明の実施形態に係る汚泥処理方法の作業工程を示す工程図である。図５は、本発明の実施形態に係る汚泥処理装置の脱水機で生成した脱水ケーキの含水率と、脱水ケーキを自己燃焼させるのに必要な助燃材の必要量との関係を示すグラフである。
【００６２】
≪準備工程≫
まず、図１に示す汚泥処理装置１で汚泥Ａ及び助燃材Ｂを準備するための準備工程を行う（ステップＳ１）。その準備工程では、例えば、下水汚泥等の泥状の汚泥Ａを汚泥貯溜槽２内に供給して貯溜すると共に、平均粒径が０ｍｍよりも大きく１ｍｍ以下の粒子に細破砕装置（図示省略）によって細破砕された助燃材Ｂを助燃材貯溜槽３内に貯溜させる。
【００６３】
≪助燃材混合工程≫
次の助燃材混合工程では、開閉弁（図示省略）を開弁して汚泥貯溜槽２内の汚泥Ａを、汚泥配送用配管２１を介して助燃材混合槽４１に供給すると共に、調整弁Ｖを開弁して助燃材貯溜槽３内の助燃材Ｂを、助燃材配送用配管３１を介して助燃材混合槽４１に供給して、汚泥Ａに助燃材Ｂを添加して混合させて助燃材混合汚泥Ｃを生成する（ステップＳ２）。この助燃材混合工程では、助燃材攪拌装置４２の混合汚泥攪拌モータＭ１を駆動させて攪拌翼４２ａを回転させて助燃材混合汚泥Ｃを掻き混ぜ、助燃材Ｂが汚泥Ａに均一に混じるようにする。助燃材混合槽４１の助燃材混合汚泥Ｃは、混合汚泥排出口４１ｃから混合汚泥配送用配管４３を介して一次凝集槽５３へ送られる。
【００６４】
≪凝集反応工程≫
次の凝集反応工程は、前工程で助燃材混合手段４により生成した助燃材混合汚泥Ｃを凝集反応槽（一次凝集槽５３及び二次凝集槽５４）に送り、順次に凝集剤Ｄ１，Ｄ２を添加して、この後の脱水工程で脱水を行い易くするための汚泥フロックＥを生成する工程である（ステップＳ３）。この凝集反応工程は、詳述すると、後記する一次凝集反応工程（ステップＳ３１）と、二次凝集反応工程（ステップＳ３２）と、汚泥フロック供給工程（ステップＳ３３）と、からなる。
【００６５】
＜一次凝集反応工程＞
一次凝集反応工程では、助燃材混合槽４１から一次凝集槽５３内に供給された助燃材混合汚泥Ｃに、第１凝集剤貯溜槽５１から一次凝集槽５３内に送られた凝集剤Ｄ１を混合させて凝集させ、汚泥フロックＥ１を生成する（ステップＳ３１）。一次凝集槽５３内では、一次凝集反応攪拌モータＭ４によって攪拌翼５３Ａａが回転駆動されることにより、一次凝集槽５３内の助燃材混合汚泥Ｃと凝集剤Ｄ１とが混合されて凝集される。この場合、助燃材混合汚泥Ｃは、第１凝集剤貯溜槽５１からの凝集剤Ｄ１が、一次凝集剤攪拌装置５３Ａによって攪拌されることで混合されて、凝集作用により、小さな綿屑状の汚泥フロックＥ１が形成される。
この一次凝集槽５３内で生成された汚泥フロックＥ１は、浮上して凝集された上層の塊が一次汚泥フロック排出口５３ｂから溢れて、二次凝集反応工程が行われる二次凝集槽５４内に流れ込む。
【００６６】
＜二次凝集反応工程＞
二次凝集反応工程では、一次凝集槽５３から二次凝集槽５４内に供給された汚泥フロックＥ１に、さらに、第２凝集剤貯溜槽５２内から送られた凝集剤Ｄ２を混合させて細かく、凝集された汚泥フロックＥ２を生成する（ステップＳ３２）。二次凝集槽５４内では、二次凝集反応攪拌モータＭ５によって攪拌翼５４Ａａが回転駆動されることにより、二次凝集槽５４内に汚泥フロックＥ１と凝集剤Ｄ２とが供給されて凝集される。この場合、前記工程で凝り固まった汚泥フロックＥ１は、第２凝集剤貯溜槽５２からの凝集剤Ｄ２と、二次凝集剤攪拌装置５４Ａによって攪拌されることで混合されて、一次凝集した前記汚泥フロックＥ１を凝集作用により小さく均一に分散した状態の汚泥フロックＥ２が形成される。二次凝集槽５４内で生成された汚泥フロックＥ２は、凝集された上層の塊が二次汚泥フロック排出口５４ｂから溢れ出て、汚泥フロック供給工程が行われる凝集汚泥貯溜槽５５内に落下する。
【００６７】
＜汚泥フロック供給工程＞
汚泥フロック供給工程では、二次凝集槽５４から供給された汚泥フロックＥ２を凝集汚泥貯溜槽５５内に一時的に蓄えて置き、脱水処理する所望量の汚泥フロックＥ３をこの後の脱水工程が行われる脱水機６に供給する（ステップＳ３３）。凝集汚泥貯溜槽５５では、二次凝集槽５４からの汚泥フロックＥ２を汚泥フロック攪拌モータＭ６によって攪拌翼５５Ａａが回転駆動されることにより、助燃材Ｂが均一に混じった状態が維持されると共に、汚泥フロックＥ２中の塩素等が取り除かれた汚泥フロックＥ３が生成される。
この凝集汚泥貯溜槽５５内で生成された汚泥フロックＥ３は、凝集汚泥排出口５５ｂから不図示の排出ポンプの動力によって汚泥フロック配送用配管７を介して脱水機６の濾布ベルト６１上に送られる。
【００６８】
≪脱水工程≫
脱水工程は、図２に示すように、汚泥フロックＥ（Ｅ３）を脱水機６によって脱水して自己燃焼可能な脱水ケーキＦを生成する工程である。脱水工程（ステップＳ４）では、凝集汚泥貯溜槽５５から排出された汚泥フロックＥ（Ｅ３）を脱水機６で脱水して自己燃焼可能な脱水ケーキＦにする。つまり、前記汚泥フロック配送用配管７から供給された汚泥フロックＥは、脱水機６の濾布ベルト６１上に落下されると、プレスロール６３Ａの回転駆動によって濾布ベルト６１と共に搬送されて、まず、第１サクションボックス６２ｃで一次脱水処理が行われ、続いて第２サクションボックス６２ｄで二次脱水処理が行われて、水分を真空装置６２ｂで吸引して脱水し汚泥フロックＥを濃縮した後、プレスロール６３Ａ，６３Ｂによって約３０ｋｇ／ｃｍ２の押圧力で圧搾して三次脱水処理が行われる。
【００６９】
図３に示すように、圧搾された汚泥フロックＥは、一次凝集反応工程（ステップＳ３１）及び二次凝集反応工程（ステップＳ３２）で細かく形成されると共に、その中に含まれている助燃材Ｂの平均粒径が１ｍｍ以下で小さいため、前記一次脱水処理及び二次脱水処理を行った上で、プレスロール６３Ａ，６３Ｂによって強力な加圧力で三次脱水処理を行うと、厚さが約１〜２ｍｍの均一な厚さに圧搾された薄板状の脱水ケーキＦが得られる。
このように薄く均一な厚さに圧搾された脱水ケーキＦは、水分が十分に取り除かれて、含水率が低く、自己燃焼可能なケーキとなる。その脱水ケーキＦは、プレスロール６３Ａ，６３Ｂで圧搾された際に、表面が平滑な上側のプレスロール６３Ｂの表面に張り付いてプレスロール６３Ｂと共に回転することによって、脱水機用スクレーパ６３Ｃにより掻き落とされると、フレーク状（薄片状）になる。
【００７０】
本出願人は、平均粒径が１ｍｍ以上の大きさの助燃材Ｂを含む汚泥フロックＥをプレスロール６３Ａ，６３Ｂで圧搾する実験を行っている。その結果、平均粒径が１ｍｍ以上の大きな助燃材Ｂの場合は、濾布ベルト６１と上側のプレスロール６３Ｂとに押圧された助燃材Ｂが、軸方向の外側（矢印Ｇ方向）に向けて移動して、弾き出されることが実験で判った。
【００７１】
これに対して、本発明で使用する汚泥フロックＥ中に含まれている助燃材Ｂは、平均粒径が０ｍｍよりも大きく１ｍｍ以下に形成されていることによって、助燃材Ｂが汚泥フロックＥをプレスロール６３Ａ，６３Ｂで圧搾した際に、濾布ベルト６１と上側のプレスロール６３Ｂとに押圧された汚泥フロックＥ中の助燃材Ｂが、軸外方向（矢印Ｇ方向）へ弾き出されないことが、実験で分かった。
このため、脱水機６で汚泥フロックＥを脱水処理すると、含水率の低い脱水ケーキＦを得ることができる。
【００７２】
このように、汚泥処理装置１は、脱水工程Ｓ４の前に前処理工程として汚泥Ａに助燃材Ｂを混合して助燃材混合汚泥Ｃを生成する助燃材混合工程Ｓ２と、助燃材混合汚泥Ｃを脱水処理し易くした汚泥フロックＥを生成した凝集反応工程Ｓ３とを行った上で、この脱水工程Ｓ４で汚泥フロックＥを脱水して含水率を低下させて脱水ケーキＦを生成したことにより、汚泥Ａを自己燃焼可能な脱水ケーキＦにすることができる装置を得ることができた。脱水ケーキＦは、自己燃焼可能な低水分のフレーク状の状態となって、シュート６３Ｄにより所定の保管場所に移動される。
【００７３】
このようにして得られた脱水ケーキＦは、発熱量が３，５００ｋｃａｌ／ｋｇあり、自己燃焼できるので、今まで産業廃棄物として廃棄していたものを焼却処分することができるため、産業廃棄物自体と、産業廃棄物の処理費用とを無くすことができる。さらに、その脱水ケーキＦは、乾燥処理を行わないで、そのままの状態であっても、バイオマス燃料としても有効利用することが可能である。
【００７４】
図５は、本発明の実施形態に係る汚泥処理装置の脱水機で生成した脱水ケーキの含水率と、脱水ケーキを燃焼させるのに必要な補助燃料（この場合の補助燃料は重油）の必要量との関係を示すグラフである。
なお、図５において、ａは発熱量Ｑｃが２，０００ｋｃａｌ／ｋｇの脱水ケーキＦの発熱量特性線を示す。ｂは発熱量Ｑｃが２，５００ｋｃａｌ／ｋｇの脱水ケーキＦの発熱量特性線、ｃは発熱量Ｑｃが３，０００ｋｃａｌ／ｋｇの脱水ケーキＦの発熱量特性線、ｄは発熱量Ｑｃが３，５００ｋｃａｌ／ｋｇの脱水ケーキＦの発熱量特性線、ｅは発熱量Ｑｃが４，０００ｋｃａｌ／ｋｇの脱水ケーキＦの発熱量特性線をそれぞれ示す。
本発明の汚泥処理装置１で汚泥Ａを処理して得られた脱水ケーキＦは、発熱量が３，５００ｋｃａｌ／ｋｇあるので、図５に示す発熱量特性線ｄが該当する。その３，５００ｋｃａｌ／ｋｇの発熱量特性線ｄにおいて、補助燃料Ｂ（重油）の必要量が０以下の自己燃焼可能な脱水ケーキＦは、水分の含水率が７４．５％以下である。つまり、脱水ケーキＦは、含水率を７４．５％以下にすれば自己燃焼する。
【００７５】
脱水処理後の濾布ベルト６１は、搬送ロール６４ａによって移動し、洗浄プール６４ｅ中の洗浄水に浸ることにより、濾布ベルト６１に付着していた脱水ケーキＦが落される。さらに、濾布ベルト６１に付着していた固体粒子は、洗浄プール６４ｅの上方で洗浄ノズル６４ｄ，６４ｄからの洗浄水が吹き付けられて洗い流される。このため、洗浄プール６４ｅ内には、固体粒子（脱水ケーキＦ）が混じった洗浄水が落下するので混濁液となる。この混濁液は、洗浄プール６４ｅ内から洗浄水排水管６４ｆから排水用配管８を通って所定の場所に回収されて、処理される。
【００７６】
前記洗浄ノズル６４ｄから噴射された洗浄水を含んだ濾布ベルト６１は、搬送ロール６４ａによって移動し、スクイズロール６４ｂ，６４ｃによって水分が搾り落される。濾布ベルト６１は、水分が落された元の状態になってさらに送られて、汚泥フロックＥが供給される前記汚泥フロック供給口７ａの下方位置に移動して前記脱水処理工程を繰り返す。そして、電源（図示省略）をＯＦＦすれば、汚泥処理装置１が停止する。
【００７７】
［変形例］
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内で種々の改造及び変更が可能であり、本発明はこれら改造及び変更された発明にも及ぶことは勿論である。
【００７８】
例えば、前記実施形態で説明した凝集汚泥貯溜槽５５は、塩素を含む汚泥Ａ等の余剰汚泥を処理するときに、塩素を払拭して取り除く場合に特に有効である。また、凝集汚泥貯溜槽５５は、一次凝集槽５３及び二次凝集槽５４を小型化して、一次凝集槽５３及び二次凝集槽５４で凝集反応処理した所望量の汚泥フロックＥを一時的にストックさせて置くための貯溜槽としても有効である。しかし、凝集汚泥貯溜槽５５は、無くても構わない。
その場合は、図１に示す二次凝集槽５４の二次汚泥フロック排出口５４ｂに、汚泥フロック配送用配管７の上流側開口端を接続して、この二次汚泥フロック排出口５４ｂから排出される汚泥フロックＥ２が脱水機６に供給されて、汚泥フロック供給工程（ステップＳ３３）が行われるようにすればよい。
【００７９】
また、前記脱水機６で生成された脱水ケーキＦは、そのままの状態であっても自己燃焼材としても使用可能であるが、粒子状をしているので、風等によって飛び散る可能性があるため、造粒機により、粒径が数ｍｍ程度の大きさの粒状に固めてもよい。
この場合、脱水ケーキＦは、例えば、内径が数ｍｍ程度の大きさの筒状体内に入れて、造粒機の圧縮部で押圧して硬め、適宜な大きさに切断することによって、粒状に固化することができる。このように、脱水ケーキＦを粒状にすれば、風等を受けても飛び散ることがない。
【００８０】
なお、脱水機６は、真空ドラム式脱水機や遠心分離式脱水機等のその他の型式のものでも構わない。
また、助燃材混合手段４及び凝集反応手段５に配置されたプロペラ状の攪拌翼４２ａ，５１Ａａ，５２Ａａ，５３Ａａ，５４Ａａ，５５Ａａは、助燃材混合汚泥Ｃ、凝集剤Ｄ１，Ｄ２、汚泥フロックＥを掻き混ぜるものであればよく、特に、その形状等は限定されず、例えば、スクリュウでも構わない。
また、凝集剤Ｄ１，Ｄ２は、細かい汚泥フロックＥを得ることができるものであれば、高分子凝集剤であっても、無機凝集剤であってもよく、特にその材料は限定されない。
【００８１】
なお、前記した脱水工程（ステップＳ４）で得られた脱水ケーキＦは、コンポスト処理（堆肥化処理）をして、肥料として利用したり、さらに、乾燥処理を行って、ボイラ等の燃料として利用してもよい。
【実施例】
【００８２】
次に、図１、図２、図６及び図７を参照しながら実施例を説明する。
実施例では、異なる二箇所の処理施設から採取した有機汚泥からなる汚泥サンプルＡ１，Ａ２に、チャー（含水率：０．８％）、石炭及びポリマーの添加率を変えて汚泥処理装置１で汚泥フロックＥを生成し、脱水処理して得られた脱水ケーキＦの含水率を検査して、脱水ケーキＦが自己燃焼の機能があることを確認した。
【００８３】
≪汚泥サンプルＡ１から生成した脱水ケーキ≫
図６は、本発明の実施形態に係る汚泥処理装置を利用して、汚泥サンプルＡ１から生成した脱水ケーキの含水率と、各種の助燃材の添加率との関係を示す表である。
まず、図６を主に参照しながら、２０００ｍｌの汚泥サンプルＡ１（含水率：９８．３％）に種々の助燃材Ｂを混合し、凝集剤Ｄ１として有機化合物の高分子が重合して生成されたポリマーのポリマー量を０．０１１６［ｇ−ｄｒｙ］添加した場合を説明する。
【００８４】
図６に示すように、まず初め、サンプルＲＵＮ１の汚泥サンプルＡ１に助燃材Ｂを添加せずに、汚泥処理装置１の凝集反応手段５で生成した汚泥フロックＥを脱水機６で脱水すると、７６．５％の含水率の脱水ケーキＦが得られた。このサンプルＲＵＮ１の汚泥サンプルＡ１から生成した含水率が７６．５％の脱水ケーキＦは、図５に示す発熱量Ｑｃが４，０００ｋｃａｌ／ｋｇの発熱量特性線ｅと、自己燃焼ラインｆ（助燃材Ｂの必要量が０のライン）との交点ｈの含水率７７．０％よりも含水率が低く、乾燥しているため、自己燃焼する。
しかし、発熱量Ｑｃが３，５００ｋｃａｌ／ｋｇの場合は、発熱量Ｑｃが３，５００ｋｃａｌ／ｋｇの発熱量特性線ｄと、自己燃焼ラインｆとの交点ｇの含水率７４．５％よりも含水率が高く、水分が多いため、自己燃焼しない。つまり、サンプルＲＵＮ１の汚泥サンプルＡ１から生成した脱水ケーキＦは、汚泥サンプルＡ１に助燃材Ｂを混合させて発熱量Ｑｃを上げなければ、自己燃焼しない。
【００８５】
次に、サンプルＲＵＮ２の汚泥サンプルＡ１に、助燃材Ｂとしてチャーを１０．０［％−ｄｒｙ］混合して、汚泥処理装置１の凝集反応手段５で生成した汚泥フロックＥを脱水機６で脱水すると、６７．０％の含水率の脱水ケーキＦが得られた。このサンプルＲＵＮ２の汚泥サンプルＡ１から生成した脱水ケーキＦは、含水率が６７．０％で、図５に示す発熱量Ｑｃが３，５００ｋｃａｌ／ｋｇの発熱量特性線ｄと、自己燃焼ラインｆとの交点ｇの含水率７４．５％よりも含水率が低く、乾燥しているため、自己燃焼する。
【００８６】
次に、サンプルＲＵＮ３の汚泥サンプルＡ１に、助燃材Ｂとしてチャーを２５．０［％−ｄｒｙ］混合して、汚泥処理装置１の凝集反応手段５で生成した汚泥フロックＥを脱水機６で脱水すると、６３．９％の含水率の脱水ケーキＦが得られた。このサンプルＲＵＮ３の汚泥サンプルＡ１から生成した含水率が６３．９％の脱水ケーキＦは、図５に示す発熱量Ｑｃが３，５００ｋｃａｌ／ｋｇの発熱量特性線ｄと、自己燃焼ラインｆのとの交点ｇの含水率７４．５％よりも含水率が低く、乾燥しているため、自己燃焼する。
【００８７】
サンプルＲＵＮ４の汚泥サンプルＡ１に、助燃材Ｂとしてチャーを５０．０［％−ｄｒｙ］混合して、汚泥処理装置１の凝集反応手段５で生成した汚泥フロックＥを脱水機６で脱水すると、５４．６％の含水率の脱水ケーキＦが得られた。このサンプルＲＵＮ４の汚泥サンプルＡ１から生成した含水率が５４．６％の脱水ケーキＦは、図５に示す発熱量Ｑｃが３，５００ｋｃａｌ／ｋｇの発熱量特性線ｄと、自己燃焼ラインｆとの交点ｇの含水率７４．５％よりも含水率が低く、乾燥しているため、自己燃焼する。
このように、サンプルＲＵＮ２〜４の汚泥サンプルＡ１から得られた脱水ケーキＦの含水率を比較すると、チャーの添加率を上昇させることに応じて含水率が低下して乾燥し、自己燃焼し易くなることが判った。
【００８８】
次に、サンプルＲＵＮ５の汚泥サンプルＡ１に、助燃材Ｂとして平均粒径が０．５ｍｍの石炭（含水率：８．１４％）を１０．０［％−ｄｒｙ］混合して、凝集反応手段５で生成した汚泥フロックＥを脱水機６で脱水すると、６５．２％の含水率の脱水ケーキＦが得られた。このサンプルＲＵＮ５の汚泥サンプルＡ１から生成した含水率が６５．２％の脱水ケーキＦは、図５に示す発熱量Ｑｃが３，５００ｋｃａｌ／ｋｇの発熱量特性線ｄと、自己燃焼ラインｆとの交点ｇの含水率７４．５％よりも含水率が低く、乾燥しているため、自己燃焼する。
【００８９】
サンプルＲＵＮ６の汚泥サンプルＡ１に、助燃材Ｂとして平均粒径が０．５ｍｍの石炭（含水率：８．１４％）を２５．０［％−ｄｒｙ］混合して、汚泥処理装置１の凝集反応手段５で生成した汚泥フロックＥを脱水機６で脱水すると、６３．２％の含水率の脱水ケーキＦが得られた。このサンプルＲＵＮ５の汚泥サンプルＡ１から生成した含水率が６３．２％の脱水ケーキＦは、図５に示す発熱量Ｑｃが３，５００ｋｃａｌ／ｋｇの発熱量特性線ｄと、自己燃焼ラインｆとの交点ｇの含水率７４．５％よりも含水率が低く、乾燥しているため、自己燃焼する。
【００９０】
サンプルＲＵＮ７の汚泥サンプルＡ１に、助燃材Ｂとして平均粒径が０．５ｍｍの石炭（含水率：８．１４％）を５０．０［％−ｄｒｙ］混合して、汚泥処理装置１の凝集反応手段５で生成した汚泥フロックＥを脱水機６で脱水すると、６０．２％の含水率の脱水ケーキＦが得られた。このサンプルＲＵＮ７の汚泥サンプルＡ１から生成した含水率が５４．６％の脱水ケーキＦは、発熱量Ｑｃが３，５００ｋｃａｌ／ｋｇの発熱量特性線ｄと、自己燃焼ラインｆとの交点ｇの含水率７４．５％よりも含水率が低く、乾燥しているため、自己燃焼する。
このように、サンプルＲＵＮ５〜７の汚泥サンプルＡ１から得られた脱水ケーキＦの含水率を比較すると、石炭の添加率を上昇させることに応じて含水率が低下して乾燥し、自己燃焼し易くなることが判った。
【００９１】
次に、サンプルＲＵＮ８の汚泥サンプルＡ１に、助燃材Ｂとして平均粒径が１．０ｍｍの石炭（含水率：１４．５％）を２５．０［％−ｄｒｙ］混合して、汚泥処理装置１の凝集反応手段５で生成した汚泥フロックＥを脱水機６で脱水すると、６３．３％の含水率の脱水ケーキＦが得られた。このサンプルＲＵＮ８の汚泥サンプルＡ１から生成した含水率が６３．３％の脱水ケーキＦは、発熱量Ｑｃが３，５００ｋｃａｌ／ｋｇの発熱量特性線ｄと、自己燃焼ラインｆとの交点ｇの含水率７４．５％よりも含水率が低く、乾燥しているため、自己燃焼する。
【００９２】
このように、サンプルＲＵＮ２〜８の汚泥サンプルＡ１に助燃材Ｂとして、チャー、石炭を混合して汚泥フロックＥを生成して脱水機６で脱水ケーキＦを生成すると自己燃焼可能なものが生成できることが確認できた。
【００９３】
≪汚泥サンプルＡ２から生成した脱水ケーキ≫
図７は、本発明の実施形態に係る汚泥処理装置を利用して、汚泥サンプルＡ２（含水率：９９．２％）から生成した脱水ケーキＦの含水率と、各種の助燃材Ｂの添加率との関係を示す表である。
次に、図７を主に参照し、２０００ｍｌの汚泥サンプルＡ２に種々の助燃材Ｂを、前記図６の場合と同様に混合して、凝集剤Ｄ１として有機化合物の高分子が重合して生成されたポリマーのポリマー量を０．４［ｇ−ｄｒｙ］添加した場合を説明する。
【００９４】
図７に示すように、まず初め、サンプルＲＵＮ９の汚泥サンプルＡ２に助燃材Ｂを添加せずに、汚泥処理装置１の凝集反応手段５で生成した汚泥フロックＥを脱水機６で脱水すると、７９．１％の含水率の脱水ケーキＦが得られた。このサンプルＲＵＮ９の汚泥サンプルＡ２から生成した脱水ケーキＦは、含水率が７９．１％で多く、図５に示す発熱量Ｑｃが４，０００ｋｃａｌ／ｋｇの場合の含水率及び助燃材Ｂの必要量を示す発熱量特性線ｅであっても、発熱量特性線ｅと自己燃焼ラインｆとの交点ｈの含水率７７．０％よりも大きいため、自己燃焼しない。つまり、サンプルＲＵＮ９の汚泥サンプルＡ２から生成した脱水ケーキＦは、汚泥サンプルＡ２に助燃材Ｂを混合させて発熱量Ｑｃを上げなければ、自己燃焼しない。
【００９５】
次に、サンプルＲＵＮ１０の汚泥サンプルＡ２に、助燃材Ｂとしてチャーを１０．０［％−ｄｒｙ］混合して、凝集反応手段５で生成した汚泥フロックＥを脱水機６で脱水すると、７４．９％の含水率の脱水ケーキＦが得られた。サンプルＲＵＮ１０の汚泥サンプルＡ２から生成した脱水ケーキＦは、含水率が７４．９％で、発熱量Ｑｃが３，５００ｋｃａｌ／ｋｇの発熱量特性線ｄと自己燃焼ラインｆとの交点ｇの含水率の７４．５％よりも含水率が僅かに大きく水分が多いため、自己燃焼しない。サンプルＲＵＮ１０の汚泥サンプルＡ２から生成された脱水ケーキＦが自己燃焼するようにするためには、さらに、含水率を低下させて乾燥させるか、または、助燃材Ｂをさらに多く混合させる必要がある。
【００９６】
次に、サンプルＲＵＮ１１の汚泥サンプルＡ２に、助燃材Ｂとしてチャーを２５．０［％−ｄｒｙ］混合して、凝集反応手段５で生成した汚泥フロックＥを脱水機６で脱水すると、７０．１％の含水率の脱水ケーキＦが得られた。このサンプルＲＵＮ１１の汚泥サンプルＡ２から生成した含水率が７０．１％の脱水ケーキＦは、発熱量Ｑｃが３，５００ｋｃａｌ／ｋｇの発熱量特性線ｄと自己燃焼ラインｆの交点ｇの約７４．５％よりも含水率が低く乾燥しているため、自己燃焼する。
【００９７】
サンプルＲＵＮ１２の汚泥サンプルＡ２に、助燃材Ｂとしてチャーを５０．０［％−ｄｒｙ］混合して、凝集反応手段５で生成した汚泥フロックＥを脱水機６で脱水すると、６６．３％の含水率の脱水ケーキＦが得られた。このサンプルＲＵＮ１２の汚泥サンプルＡ２から生成した含水率が６６．３％の脱水ケーキＦは、発熱量Ｑｃが３，５００ｋｃａｌ／ｋｇの発熱量特性線ｄと、自己燃焼ラインｆとの交点ｇの約７４．５％よりも含水率が低く乾燥しているため、自己燃焼する。
このように、サンプルＲＵＮ１１，１２の汚泥サンプルＡ２から得られた脱水ケーキＦのデータから、チャーの添加率が、少なくとも２５〜５０％であれば、自己燃焼することが判った。
【００９８】
次に、サンプルＲＵＮ１３の汚泥サンプルＡ２に、助燃材Ｂとして平均粒径が０．５ｍｍの石炭（含水率：８．１４％）を１０．０［％−ｄｒｙ］混合して、凝集反応手段５で生成した汚泥フロックＥを脱水機６で脱水すると、７３．１％の含水率の脱水ケーキＦが得られた。サンプルＲＵＮ１３の汚泥サンプルＡ２から生成した含水率が７３．１％の脱水ケーキＦは、発熱量Ｑｃが３，５００ｋｃａｌ／ｋｇの発熱量特性線ｄと、自己燃焼ラインｆの交点ｇの約７４．５％よりも含水率が低く乾燥しているため、自己燃焼する。
【００９９】
サンプルＲＵＮ１４の汚泥サンプルＡ２に、助燃材Ｂとして平均粒径が０．５ｍｍの石炭（含水率：８．１４％）を２５．０［％−ｄｒｙ］混合して、凝集反応手段５で生成した汚泥フロックＥを脱水機６で脱水すると、７０．９％の含水率の脱水ケーキＦが得られた。このサンプルＲＵＮ１４の汚泥サンプルＡ２から生成した含水率が７０．９％の脱水ケーキＦは、発熱量Ｑｃが３，５００ｋｃａｌ／ｋｇの発熱量特性線ｄと、自己燃焼ラインｆとの交点ｇの約７４．５％よりも含水率が低く乾燥しているため、自己燃焼する。
【０１００】
サンプルＲＵＮ１５の汚泥サンプルＡ２に、助燃材Ｂとして平均粒径が０．５ｍｍの石炭（含水率：８．１４％）を５０．０［％−ｄｒｙ］混合して、汚泥処理装置１の凝集反応手段５で生成した汚泥フロックＥを脱水機６で脱水すると、６８．５％の含水率の脱水ケーキＦが得られた。このサンプルＲＵＮ１５の汚泥サンプルＡ２から生成した含水率が６８．５％の脱水ケーキＦは、発熱量Ｑｃが３，５００ｋｃａｌ／ｋｇの発熱量特性線ｄと、自己燃焼ラインｆとの交点ｇの約７４．５％よりも含水率が低く、乾燥しているため、自己燃焼する。
このように、サンプルＲＵＮ１３〜１５の汚泥サンプルＡ２から得られた脱水ケーキＦのデータから、平均粒径が０．５ｍｍの石炭（含水率：８．１４％）の添加率が、少なくとも１０〜５０％の場合は、含水率が低下して乾燥し、自己燃焼することが判った。
【０１０１】
次に、サンプルＲＵＮ１６の汚泥サンプルＡ２に、助燃材Ｂとして平均粒径が１．０ｍｍの石炭（含水率：１４．５％）を２５．０［％−ｄｒｙ］混合して、汚泥処理装置１の凝集反応手段５で生成した汚泥フロックＥを脱水機６で脱水すると、７１．２％の含水率の脱水ケーキＦが得られた。このサンプルＲＵＮ１５の汚泥サンプルＡ２から生成した含水率が７１．２％の脱水ケーキＦは、発熱量Ｑｃが３，５００ｋｃａｌ／ｋｇの発熱量特性線ｄと、自己燃焼ラインｆとの交点ｇの約７４．５％よりも含水率が低く乾燥しているため、自己燃焼する。
【０１０２】
このように、サンプルＲＵＮ１１〜１６の汚泥サンプルＡ２に助燃材Ｂとして、チャー、石炭を混合して汚泥フロックＥを生成して脱水機６で脱水ケーキＦを生成すると、乾燥工程で乾燥しなくても焼却処分できる自己燃焼可能な脱水ケーキＦが生成できることが確認できた。これにより、汚泥Ａの処分費用を大幅に低減させることができる。
【符号の説明】
【０１０３】
１ 汚泥処理装置
４ 助燃材混合手段
５ 凝集反応手段
６ 脱水機（脱水手段）
４１ 助燃材混合槽
５３ 一次凝集槽（凝集反応槽）
５４ 二次凝集槽（凝集反応槽）
６１ 濾布ベルト
６２ 真空脱水部
６３ 圧搾転着部
６３Ａ，６３Ｂ プレスロール
Ａ 汚泥
Ａ１，Ａ２ 汚泥サンプル
Ｂ 助燃材
Ｃ 助燃材混合汚泥
Ｄ１，Ｄ２ 凝集剤
Ｅ（Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３） 汚泥フロック
Ｆ 脱水ケーキ
Ｓ１ 助燃材混合工程
Ｓ２ 凝集反応工程
Ｓ３ 脱水工程
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、下水処理で発生した下水汚泥などの種々の汚泥を脱水処理することで得られる脱水ケーキを再利用可能にした汚泥処理装置及び汚泥処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、下水処理で発生した下水汚泥などの汚泥は、例えば、特許文献１に記載されているような汚泥処理装置によって、汚泥中の水分を脱水して脱水ケーキにしてから産業廃棄物として廃棄されている。
また、汚泥を脱水処理した後、さらに、脱水汚泥を乾燥させて有機肥料として再利用可能にした有機汚泥肥料の製造方法も知られている（例えば、特許文献２参照）。
その他、脱水ケーキを乾燥機で乾燥して自己燃焼可能なバイオマス燃料にして焼却する焼却システムも知られている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−２２０５９６号公報（図１）
【特許文献２】特開平１０−２９１８７７号公報（特許請求の範囲、図１）
【特許文献３】特開２００４−９３０１８号公報（図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記特許文献１に記載された汚泥処理装置で余剰の汚泥を処理した場合、汚泥は、脱水処理して脱水ケーキに加工されて、体積を減少させることはできても、再利用することができず、産業廃棄物としかならない。
従来の脱水ケーキは、カロリーが低く自己燃焼しないので、産業廃棄物として処分するしかなく、産業廃棄物として処分するための費用等がかかるという問題点があった。
このように、従来の汚泥処理装置によって生成された脱水ケーキは、自己燃焼しないので、焼却処分することができず、産業廃棄物の専門業者に依頼して処分するしかなかった。特に、有機汚泥は、脱水した際に、ドロドロした状態であるので、特許文献１に記載の汚泥脱水装置で圧搾したとしても、脱水し難く、自己燃焼可能な脱水ケーキを生成することはできなかった。
【０００５】
また、脱水ケーキを有機汚泥肥料にする特許文献２の有機汚泥肥料の製造方法や、脱水ケーキを自己燃焼可能にした特許文献３の焼却システムでは、いずれも、脱水ケーキを乾燥させる乾燥工程が必要であり、加工工数が増加して装置全体が大きくなると共に、汚泥を乾燥処理して水分を蒸発させる際に多くの熱量を必要とするため、乾燥処理に必要な燃料や処理費用が高く、コストアップの要因になっていた。
このため、脱水ケーキを、乾燥処理をしなくても燃えるようにすることができる汚泥処理装置が要望されていた。
【０００６】
そこで、本発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、種々の汚泥から自己燃焼可能な脱水ケーキを生成することができる汚泥処理装置及び汚泥処理方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために、請求項１に記載の汚泥処理装置は、汚泥に凝集剤を添加して生成された汚泥フロックを脱水して自己燃焼可能な脱水ケーキを生成する汚泥処理装置であって、前記汚泥に助燃材を混合して助燃材混合汚泥を生成する助燃材混合手段と、前記助燃材混合手段で生成した前記助燃材混合汚泥を凝集反応槽に送り、前記凝集剤を添加して前記汚泥フロックを生成する凝集反応手段と、前記凝集反応手段から排出された前記汚泥フロックを脱水して前記自己燃焼可能な脱水ケーキを得る脱水手段と、を備えたことを特徴とする。
ここで、助燃材（「補燃材」ともいう）とは、燃えない材料や燃え難い材料を燃え易くするための物質をいう。なお、助燃材は、紙、布等の繊維質の材料や、燃量、着火剤あるいは火薬等のいわゆる助燃剤も含む。
また、自己燃焼（単に「自燃」ともいう）とは、点火源さえあれば燃焼可能なことをいう。
【０００８】
かかる構成によれば、汚泥処理装置は、助燃材混合手段により汚泥に助燃材を攪拌しながら混合して生成した助燃材混合汚泥に、凝集反応手段で凝集剤を添加して汚泥フロックを生成し、その汚泥フロックを脱水手段で脱水して脱水ケーキを生成することによって、自己燃焼可能な自己燃焼材（単に「自燃材」ともいう）となる脱水ケーキを得ることができる。つまり、汚泥処理装置は、燃えない脱水ケーキを、汚泥に助燃材を混合して脱水処理したことにより燃えるようにした。
【０００９】
請求項２に記載の汚泥処理装置は、請求項１に記載の汚泥処理装置であって、前記助燃材は、平均粒径が０ｍｍよりも大きく１ｍｍ以下であることを特徴とする。
【００１０】
かかる構成によれば、汚泥処理装置で使用する助燃材は、平均粒径が０ｍｍよりも大きく１ｍｍ以下の大きさに形成されていることにより、例えば、プレスロールを有する濾布ベルト式脱水機で脱水ケーキを生成するときに、助燃材がプレスロールによって弾かれるのを防止することができる。その結果、汚泥処理装置は、粒子状の助燃材及び水分が均一な状態に含有されたムラのない脱水ケーキを生成することができると共に、水はけ性（脱水性）がよく、自己燃焼させることが可能な脱水ケーキを得ることが可能となる。
【００１１】
請求項３に記載の汚泥処理装置は、請求項２に記載の汚泥処理装置であって、前記助燃材は、炭素含有物からなることを特徴とする。
【００１２】
かかる構成によれば、汚泥処理装置は、汚泥に混合される助燃材が、高カロリーで粒子の小さい炭素含有物であることによって、助燃材が汚泥中に均一に混合された脱水ケーキを生成することができる。
【００１３】
請求項４に記載の汚泥処理装置は、請求項２に記載の汚泥処理装置であって、前記助燃材は、石炭、活性炭、あるいは、チャーからなることを特徴とする。
【００１４】
かかる構成によれば、汚泥処理装置は、汚泥に混合される助燃材が、粒子の小さい石炭、活性炭、あるいは、チャーからなることによって、高カロリーの助燃材が汚泥中に均一に混合された脱水ケーキを生成することができる。
【００１５】
請求項５に記載の汚泥処理装置は、請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の汚泥処理装置であって、前記脱水手段は、所定の周回軌道を移動する無端状の濾布ベルト上に供給された前記汚泥フロックを、前記濾布ベルトを介在して対向して配置された一対のプレスロールで圧搾して前記脱水ケーキを生成する濾布ベルト式の脱水機からなることを特徴とする。
【００１６】
かかる構成によれば、汚泥処理装置の脱水手段は、無端状の濾布ベルト上に供給された汚泥フロックを、濾布ベルトを介在して対向して配置された一対のプレスロールで圧搾して脱水ケーキを生成する濾布ベルト式脱水機からなることによって、汚泥中の水分を効率よく取り除いて自己燃焼可能な脱水ケーキを生成することができる。
【００１７】
請求項６に記載の汚泥処理方法は、汚泥に凝集剤を添加して生成された汚泥フロックから自己燃焼可能な脱水ケーキを生成する汚泥処理方法であって、前記汚泥に助燃材を混合して助燃材混合汚泥を生成する助燃材混合工程と、前記助燃材混合工程で生成した前記助燃材混合汚泥を凝集反応槽に送り、当該凝集反応槽内の前記助燃材混合汚泥に前記凝集剤を添加して前記汚泥フロックを生成する凝集反応工程と、前記凝集反応槽から排出された前記汚泥フロックを脱水して前記自己燃焼可能な脱水ケーキを生成する脱水工程と、
を含むことを特徴とする。
【００１８】
かかる構成によれば、汚泥処理方法は、助燃材混合工程で汚泥に助燃材を混合して助燃材混合汚泥を生成し、その助燃材混合汚泥に凝集反応工程で凝集剤を添加して汚泥フロックを生成し、その汚泥フロックを脱水工程で脱水して脱水ケーキを生成することによって、自己燃焼可能な脱水ケーキを得ることが可能となる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、種々の汚泥から自己燃焼可能な脱水ケーキを生成することができる汚泥処理装置及び汚泥処理方法を提供することができる。本発明の汚泥処理装置及び汚泥処理方法で生成した脱水ケーキは、自己燃焼できることにより、従来、産業廃棄物として廃棄処分していた汚泥から生成した脱水ケーキを焼却処分することができるため、産業廃棄物を出さず、かつ、汚泥の処理を低コストで行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態に係る汚泥処理装置を示す概略図である。
【図２】本発明の実施形態に係る汚泥処理装置の脱水機を示す概略拡大断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る汚泥処理装置の圧搾転着部を示す要部拡大概略斜視図である。
【図４】本発明の実施形態に係る汚泥処理方法の作業工程を示す工程図である。
【図５】本発明の実施形態に係る汚泥処理装置の脱水機で生成した脱水ケーキの含水率と、脱水ケーキを自己燃焼させるために必要な助燃材の必要量との関係を示すグラフである。
【図６】本発明の実施形態に係る汚泥処理装置を利用して、汚泥サンプルＡ１から生成した脱水ケーキの含水率と、各種の助燃材の添加率との関係を示す表である。
【図７】本発明の実施形態に係る汚泥処理装置を利用して、汚泥サンプルＡ２から生成した脱水ケーキの含水率と、各種の助燃材の添加率との関係を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図１〜図５を参照して発明を実施するための形態を説明する。なお、本発明の汚泥処理装置１は、設置する向きの状態によってその向きが変化するが、便宜上、図面の左側を左、図面の右側を右として説明する。
まず、汚泥処理装置１を説明する前に、本実施形態で使用する汚泥Ａを説明する。
【００２２】
≪汚泥の説明≫
図１に示す汚泥Ａとは、下水汚泥、パルプスラッジ、糞尿汚泥、家畜汚泥、活性汚泥、食品汚泥、農業集落排水汚泥、製紙汚泥、有機物を含んだ泥状の腐食土、有機物を含んだヘドロ、石炭火力発電所やゴミ焼却炉等で発生した石炭灰や焼却灰に水を加えて生成された泥状の有機汚泥（有機性汚泥）等である。この汚泥Ａは、有機物からなる固体粒子を含有する泥状の余剰汚泥であれば、燃焼しない無機物が含有されていてもよく、特に、その廃棄物や原料等は限定されない。以下、汚泥Ａの一例として、下水汚泥を例に挙げて説明する。
後記する汚泥貯溜槽２内の汚泥Ａは、例えば、固体粒子が１〜２％、水分が９８〜９９％であり、後記する脱水機６に直接供給して脱水して脱水ケーキＦにしても、含水率が大きいため、自己燃焼しない。汚泥Ａは、粒子状の助燃材Ｂを加えて脱水機６で脱水し易くすることにより、脱水ケーキＦの状態で自己燃焼するようになる。
【００２３】
≪汚泥処理装置の構成≫
次に、図１を主に参照しながら汚泥処理装置１を説明する。
汚泥処理装置１は、汚泥Ａに凝集剤Ｄ１，Ｄ２を添加して生成された汚泥フロックＥを脱水機６で脱水処理して自己燃焼可能な脱水ケーキＦを生成する装置である。この汚泥処理装置１は、それぞれ後記する汚泥Ａを貯溜する汚泥貯溜槽２と、助燃材Ｂが貯留される助燃材貯溜槽３と、助燃材貯溜槽３の下流に配置された調整弁Ｖと、汚泥Ａと助燃材Ｂとを混合して助燃材混合汚泥Ｃを生成する助燃材混合手段４と、助燃材混合汚泥Ｃに凝集剤Ｄ１，Ｄを混合して汚泥フロックＥを生成する凝集反応手段５と、汚泥フロックＥを脱水して脱水ケーキＦを生成する脱水機６（脱水手段）と、を主に備えて構成されている。
【００２４】
≪汚泥貯溜槽の構成≫
図１に示すように、汚泥貯溜槽２は、前記汚泥Ａを一時的に貯溜するための貯溜槽である。汚泥貯溜槽２は、上部に汚泥Ａの供給口（図示省略）が形成され、内底部の近傍の側壁に汚泥排出口２ａが形成されている。その汚泥排出口２ａには、下流側の開口端が助燃材混合槽４１上に配置された汚泥配送用配管２１の上流側開口端が接続されている。汚泥貯溜槽２は、例えば、この中に貯溜された汚泥Ａが、位置エネルギーによって、汚泥配送用配管２１を介して助燃材混合槽４１に流れるように、助燃材混合槽４１よりも高い位置に配置されている。
なお、汚泥貯溜槽２の上部の供給口（図示省略）は、通常、蓋体によって閉塞されて、汚泥Ａの供給時に開放されるようになっている。
【００２５】
≪助燃材の構成≫
助燃材Ｂは、石炭、活性炭、粉末炭あるいはチャー等の炭素を含有する炭素含有物からなり、例えば、平均粒径が０ｍｍよりも大きく１ｍｍ以下、好ましくは最大粒径が０．５ｍｍ程度の大きさの粒子状に形成されている。この助燃材Ｂは、例えば、炭素含有物を細破砕装置（図示省略）によって平均粒径が１ｍｍ以下の粒子に細破砕されて生成されたものであり、約６，０００ｋｃａｌ／ｋｇの発熱量を有している。助燃材Ｂは、粒状に形成されていることによって、汚泥Ａ（汚泥フロックＥ）中の水分の移動性を向上させて、脱水機６で脱水する際の脱水効率を上げる働きがある。なお、チャーとは、例えば、石油化学系の煤や、コークスあるいはガス等の煤からなる固相の炭素含有物である。また、助燃材Ｂは、紙や布等の繊維質のものや、燃量、着火剤等の助燃剤でもよい。
【００２６】
≪助燃材貯溜槽の構成≫
助燃材貯溜槽３は、粒子状の助燃材Ｂを貯留する槽であり、例えば、サイロからなる。この助燃材貯溜槽３には、上部に助燃材Ｂの供給口（図示省略）が形成され、内底部に助燃材排出口３ａが形成されている。その助燃材排出口３ａには、調整弁Ｖを介在し、下流側開口端が助燃材混合槽４１上に配置された助燃材配送用配管３１の上流側開口端が接続されている。
【００２７】
≪調整弁の構成≫
調整弁Ｖは、助燃材貯溜槽３から助燃材配送用配管３１を介して助燃材混合槽４１に送る必要な助燃材Ｂの供給量を定量的に送るように調整するためのバルブである。この調整弁Ｖは、助燃材配送用配管３１の途中に設置されている。
【００２８】
≪助燃材混合手段の構成≫
助燃材混合手段４は、汚泥Ａに助燃材Ｂを均一に混合して助燃材混合汚泥Ｃを生成するための装置である。助燃材混合手段４は、汚泥Ａ及び助燃材Ｂを貯溜するための助燃材混合槽４１と、この助燃材混合槽４１内の汚泥Ａと助燃材Ｂとを掻き混ぜる助燃材攪拌装置４２と、を備えている。
【００２９】
図１に示すように、助燃材混合槽４１は、汚泥Ａと助燃材Ｂとが混合した助燃材混合汚泥Ｃを一時的に貯溜するための貯溜槽である。この助燃材混合槽４１は、助燃材混合汚泥Ｃを貯溜する混合槽本体４１ａと、この混合槽本体４１ａの上側開口部を閉塞する混合槽蓋体４１ｂと、から構成されている。
【００３０】
混合槽本体４１ａは、上側開口部が混合槽蓋体４１ｂで閉塞された有底円筒状の槽からなる。この混合槽本体４１ａには、内底部の近傍の側壁に、この混合槽本体４１ａ内の助燃材混合汚泥Ｃを排出する混合汚泥排出口４１ｃが形成されて、混合槽本体４１ａ内に助燃材攪拌装置４２の攪拌翼４２ａが回転自在に配置されている。混合汚泥排出口４１ｃには、下流側の開口端が一次凝集槽５３上に配置された混合汚泥配送用配管４３の上流側開口端が接続されている。
混合槽蓋体４１ｂには、前記汚泥配送用配管２１の下流側開口端と、前記助燃材配送用配管３１の下流側開口端と、助燃材攪拌装置４２の回転軸４２ｂを軸支する軸受部（図示省略）と、が設けられた越液防止蓋である。
【００３１】
助燃材攪拌装置４２は、助燃材混合汚泥Ｃを掻き混ぜて均一に混合させる攪拌翼４２ａと、攪拌翼４２ａの中心部から上側に向けて延設された回転軸４２ｂと、回転軸４２ｂを回転させるための混合汚泥攪拌モータＭ１と、混合汚泥攪拌モータＭ１の回転を制御する制御装置（図示省略）と、混合汚泥攪拌モータＭ１に電力を供給する電源（図示省略）と、から主に構成されている。
攪拌翼４２ａは、助燃材混合汚泥Ｃ中で回転することによって、汚泥Ａ内に助燃材Ｂの固体粒子が混合槽蓋体４１ｂの内底に沈降して堆積したり、助燃材混合汚泥Ｃが高密度（高濃度）になり過ぎたりしないように、攪拌して均一に混ぜるための略プロペラ形状の回転体である。この攪拌翼４２ａは、例えば、助燃材混合槽４１内の低層部を水平に回転するように配置されている。
回転軸４２ｂは、混合槽蓋体４１ｂに設けられた軸受部（図示省略）に回転自在に上端部が軸支されて、混合槽蓋体４１ｂの中央部から垂下した状態に配置されている。
混合汚泥攪拌モータＭ１は、ロータの回転を減速させて回転軸４２ｂに伝達する減速機構を内蔵した電動モータ駆動装置であり、回転軸４２ｂを介して攪拌翼４２ａを低速回転させるための装置である。この混合汚泥攪拌モータＭ１は、例えば、回転軸４２ｂの上端に連結されて、混合槽蓋体４１ｂに支持されている。
【００３２】
≪凝集反応手段の構成≫
凝集反応手段５は、助燃材混合手段４で生成した助燃材混合汚泥Ｃを一次凝集槽５３及び二次凝集槽５４に送り、助燃材混合汚泥Ｃ中に凝集剤Ｄ１及び凝集剤Ｄ２を添加して、汚泥フロックＥを生成してフロック含有汚泥（凝集汚泥）にするための装置である。この凝集反応手段５は、第１凝集剤攪拌装置５１Ａを備えた第１凝集剤貯溜槽５１と、第２凝集剤攪拌装置５２Ａを備えた第２凝集剤貯溜槽５２と、一次凝集剤攪拌装置５３Ａを備えた一次凝集槽５３と、二次凝集剤攪拌装置５４Ａを備えた二次凝集槽５４と、凝集汚泥攪拌装置５５Ａを備えた凝集汚泥貯溜槽５５と、から主に構成されている。この凝集反応手段５は、後記する脱水機６に供給する汚泥フロックＥを生成するための前処理工程を行う装置である。
尚、汚泥フロックＥ（Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３）とは、汚泥Ａ中の固体粒子が高分子の凝集剤Ｄ１、凝集剤Ｄ２等によって結合した数ｍｍ程度の大きさの綿屑状の凝集体をいう。
【００３３】
＜第１凝集剤貯溜槽の構成＞
第１凝集剤貯溜槽５１は、凝集剤Ｄ１が貯溜されて掻き混ぜられる槽であって、上側開口部が開放された有底円筒状の槽からなる。この第１凝集剤貯溜槽５１は、上部に開口部が形成され、内底部の近傍の側壁に凝集剤排出口５１ａが形成されている。その凝集剤排出口５１ａには、下流側の開口端が一次凝集槽５３上に配置された第１凝集剤配送用配管５１Ｂの上流側開口端が接続されている。第１凝集剤貯溜槽５１は、例えば、この中に貯溜された凝集剤Ｄ１が、位置エネルギーによって、第１凝集剤配送用配管５１Ｂを介して一次凝集槽５３に流れるように、一次凝集槽５３よりも高い位置に配置されている。
【００３４】
図１に示すように、第１凝集剤攪拌装置５１Ａは、第１凝集剤貯溜槽５１内の凝集剤Ｄ１を掻き混ぜる攪拌翼５１Ａａと、攪拌翼５１Ａａの中心部から上側に向けて延設された回転軸５１Ａｂと、回転軸５１Ａｂを回転させるための第１凝集剤攪拌モータＭ２と、第１凝集剤攪拌モータＭ２の回転を制御する制御装置（図示省略）と、第１凝集剤攪拌モータＭ２に電力を供給する電源（図示省略）と、から主に構成されている。
攪拌翼５１Ａａは、第１凝集剤貯溜槽５１内の凝集剤Ｄ１中で回転することによって、水に入れた凝集剤Ｄ１が均一に混ざるように掻き混ぜるための略プロペラ状の回転体である。回転軸５１Ａｂは、第１凝集剤貯溜槽５１の上部開口部に保持された軸受部材（図示省略）に回転自在に軸支されて、第１凝集剤貯溜槽５１の中央部に垂直な状態で回転自在に配置されている。
第１凝集剤攪拌モータＭ２は、前記混合汚泥攪拌モータＭ１と同じ構造をしている。
凝集剤Ｄ１は、例えば、高分子でプラスイオンのカチオン等の高分子凝集剤である。
【００３５】
＜第２凝集剤貯溜槽の構成＞
第２凝集剤貯溜槽５２は、前記第１凝集剤貯溜槽５１と同じ構造であり、その中に貯溜される凝集剤Ｄ２とその供給先とが相違している。つまり、第２凝集剤貯溜槽５２は、二次凝集槽５４に供給する凝集剤Ｄ２が貯溜されて掻き混ぜられる槽であって、上側開口部が開放された有底円筒状の槽からなる。この第２凝集剤貯溜槽５２は、上部に開口部が形成され、内底部の近傍の側壁に凝集剤排出口５２ａが形成されている。その凝集剤排出口５２ａには、下流側の開口端が二次凝集槽５４上に配置された第２凝集剤配送用配管５２Ｂの上流側開口端が接続されている。第２凝集剤貯溜槽５２は、例えば、この中に貯溜された凝集剤Ｄ２が、位置エネルギーによって、第２凝集剤配送用配管５２Ｂを介して二次凝集槽５４に流れるように、二次凝集槽５４よりも高い位置に配置されている。
【００３６】
第２凝集剤攪拌装置５２Ａは、第２凝集剤貯溜槽５２内の凝集剤Ｄ２を掻き混ぜる攪拌翼５２Ａａと、攪拌翼５２Ａａの中心部から上側に向けて延設された回転軸５２Ａｂと、回転軸５２Ａｂを回転させるための第２凝集剤攪拌モータＭ３と、第２凝集剤攪拌モータＭ３の回転を制御する制御装置（図示省略）と、第２凝集剤攪拌モータＭ３に電力を供給する電源（図示省略）と、から主に構成されている。
攪拌翼５２Ａａは、第２凝集剤貯溜槽５２内の凝集剤Ｄ２中で回転することによって、水に入れた凝集剤Ｄ２が均一に混ざるように掻き混ぜるための略プロペラ状の回転体である。回転軸５２Ａｂは、第２凝集剤貯溜槽５２の上部開口部に設けられた軸受部材（図示省略）に回転自在に軸支されて、第２凝集剤貯溜槽５２の中央部に垂直な状態で回転自在に配置されている。
第２凝集剤攪拌モータＭ３は、前記混合汚泥攪拌モータＭ１と同じ構造をしている。
凝集剤Ｄ２は、例えば、カチオン、アニオン等の高分子凝集剤からなる。
【００３７】
＜一次凝集槽の構成＞
一次凝集槽５３は、助燃材混合槽４１から供給された助燃材混合汚泥Ｃに、第１凝集剤貯溜槽５１から送られて来た凝集剤Ｄ１を添加して凝集反応させた汚泥フロックＥ１を貯溜する反応槽である。この一次凝集槽５３は、助燃材混合汚泥Ｃに凝集剤Ｄ１を混合した汚泥フロックＥ１を貯溜する一次凝集槽本体５３ａと、この一次凝集槽本体５３ａ内の汚泥フロックＥ１の上面に浮上した汚泥フロックＥ１を一次凝集槽本体５３ａから排出する一次汚泥フロック排出口５３ｂと、一次凝集槽本体５３ａの上端部に形成された開口部を閉塞する一次凝集槽蓋体５３ｃと、一次凝集槽本体５３ａ内の汚泥フロックＥ１を掻き混ぜる一次凝集剤攪拌装置５３Ａと、を有している。
【００３８】
図１に示すように、一次凝集槽本体５３ａは、上側開口部が一次凝集槽蓋体５３ｃで閉塞された有底円筒状の槽である。この一次凝集槽本体５３ａは、例えば、後記する二次凝集槽５４の二次凝集槽本体５４ａと一体に形成されて互いに隣接して配置されている。
一次汚泥フロック排出口５３ｂは、一次凝集槽本体５３ａの上部と、二次凝集槽本体５４ａの上部との間に設置された仕切板の上端の堰からなる。つまり、一次汚泥フロック排出口５３ｂは、一次凝集槽本体５３ａ内から溢れた汚泥フロックＥ１を排出する排出口の機能と、その溢れた汚泥フロックＥ１を二次凝集槽５４内に供給する供給口としての機能とを兼備している。
一次凝集槽蓋体５３ｃには、混合汚泥配送用配管４３の下流側開口端と、第１凝集剤配送用配管５１Ｂの下流側開口端と、一次凝集剤攪拌装置５３Ａの回転軸５３Ａｂを軸支する軸受部（図示省略）と、が設けられた越液防止蓋である。この一次凝集槽蓋体５３ｃは、例えば、二次凝集槽本体５４ａの開口部を閉塞する二次凝集槽蓋体５４ｃと一体に形成されている。
一次凝集剤攪拌装置５３Ａは、一次凝集槽本体５３ａ内の汚泥フロックＥ１を攪拌する装置であって、前記助燃材攪拌装置４２と同様、攪拌翼５３Ａａと、回転軸５３Ａｂと、一次凝集反応攪拌モータＭ４と、を備えて構成されている。
【００３９】
＜二次凝集槽の構成＞
二次凝集槽５４は、一次凝集槽５３から供給された汚泥フロックＥ１に、凝集剤Ｄ２を添加して凝集反応させた汚泥フロックＥ２を貯溜する反応槽である。この二次凝集槽５４は、前記一次凝集槽５３と同様、汚泥フロックＥ２を貯溜する二次凝集槽本体５４ａと、この二次凝集槽本体５４ａ内の汚泥フロックＥ２の上面に浮上した汚泥フロックＥ２を二次凝集槽本体５４ａから排出する二次汚泥フロック排出口５４ｂと、二次凝集槽本体５４ａの上端部に形成された開口部を閉塞する二次凝集槽蓋体５４ｃと、二次凝集槽本体５４ａ内の汚泥フロックＥ２を掻き混ぜる二次凝集剤攪拌装置５４Ａと、を有している。
【００４０】
二次凝集槽本体５４ａは、上側開口部が二次凝集槽蓋体５４ｃで閉塞された有底円筒状の槽からなり、例えば、後記する凝集汚泥貯溜槽５５と一体に形成されて互いに隣接して配置されている。つまり、この二次凝集槽本体５４ａと前記一次凝集槽本体５３ａと凝集汚泥貯溜槽５５とは、一体形成されて並設されている。
二次汚泥フロック排出口５４ｂは、二次凝集槽本体５４ａ内の汚泥フロックＥ２の表層面に浮上している汚泥フロックＥ２が溢れ出る部位であり、二次凝集槽本体５４ａの上端縁に形成された堰からなる。この二次汚泥フロック排出口５４ｂから溢れ出た汚泥フロックＥ２は、凝集汚泥貯溜槽５５に供給されるようになっている。
二次凝集槽蓋体５４ｃには、第２凝集剤配送用配管５２Ｂの下流側開口端と、二次凝集剤攪拌装置５４Ａの回転軸５４Ａｂを軸支する軸受部（図示省略）と、が設けられた越液防止蓋である。
二次凝集剤攪拌装置５４Ａは、二次凝集槽本体５４ａ内の汚泥フロックＥ２を攪拌する装置であって、前記助燃材攪拌装置４２と同様、攪拌翼５４Ａａと、回転軸５４Ａｂと、二次凝集反応攪拌モータＭ５と、を備えて構成されている。
【００４１】
＜凝集汚泥貯溜槽の構成＞
凝集汚泥貯溜槽５５は、前記二次凝集槽５４で凝集反応された汚泥フロックＥ２が供給されて一時的にその汚泥フロックＥ２（汚泥フロックＥ３）を貯溜して、脱水機６で処理する脱水ケーキＦの必要量だけ脱水機６に供給するための貯溜槽である。凝集汚泥貯溜槽５５は、前記一次凝集槽５３等と同様、汚泥フロックＥ３を貯溜する凝集汚泥貯溜槽本体５５ａと、この凝集汚泥貯溜槽本体５５ａに貯溜された汚泥フロックＥ３を排出する凝集汚泥排出口５５ｂと、凝集汚泥貯溜槽本体５５ａ内の汚泥フロックＥ３を掻き混ぜる凝集汚泥攪拌装置５５Ａと、を有する。
【００４２】
図１に示すように、凝集汚泥貯溜槽本体５５ａは、上側開口部が開放された有底円筒状の槽からなり、例えば、前記二次凝集槽５４の二次汚泥フロック排出口５４ｂを最上端としてその二次凝集槽５４に隣接して一体に配置されている。
凝集汚泥排出口５５ｂは、凝集汚泥貯溜槽本体５５ａの内底面近傍の側壁に形成され、凝集汚泥貯溜槽本体５５ａ内の汚泥フロックＥ３を脱水機６に供給するための汚泥フロック配送用配管７が接続されている。
凝集汚泥攪拌装置５５Ａは、凝集汚泥貯溜槽本体５５ａ内の汚泥フロックＥ３を攪拌すると共に小さなフロックに破砕する装置であって、前記助燃材攪拌装置４２と同様、攪拌翼５５Ａａと、回転軸５５Ａｂと、汚泥フロック攪拌モータＭ６と、を備えている。
汚泥フロック配送用配管７は、上流側開口端が凝集汚泥排出口５５ｂに接続され、下流側開口端が、脱水機６の濾布ベルト６１の上方に配置されている。
なお、汚泥フロック配送用配管７には、凝集汚泥貯溜槽５５内の汚泥フロックＥ３を抜き取って脱水機６に送るための排出用ポンプ（図示省略）を介在してもよい。
【００４３】
≪脱水機の構成≫
次に、図２及び図３を主に参照して脱水機６を説明する。
図２に示すように、脱水機６は、凝集反応手段５から排出された汚泥フロックＥ３（Ｅ）を脱水して脱水ケーキＦを生成する装置である。脱水機６は、汚泥フロックＥ３（Ｅ）を脱水することができる装置であればよく、特に型式等は限定されない。以下、脱水機６の一例としては、濾布ベルト６１上に汚泥フロックＥを注ぎ、この汚泥フロックＥと濾布ベルト６１を上下一対のプレスロール６３Ａ，６３Ｂで搾って脱水する高圧搾型ロールプレス脱水機の場合を例に挙げて説明する。
【００４４】
脱水機６は、所定の周回軌道を移動する無端状の濾布ベルト６１上に供給された汚泥フロックＥを、濾布ベルト６１を介在して対向して配置された一対のプレスロール６３Ａ，６３Ｂで圧搾して膜状（薄板状）の脱水ケーキＦを生成する濾布走行式脱水機（濾布ベルト式脱水機）からなる。脱水機６は、汚泥フロックＥが注がれ、搬送ベルト状に形成された濾布ベルト６１（濾布）と、濾布ベルト６１上に供給された汚泥フロックＥに対して、一次脱水処理及び二次脱水処理を行う真空脱水部６２と、真空脱水部６２の後に汚泥フロックＥ３（Ｅ）に対して三次脱水処理を行う圧搾転着部６３と、圧搾転着部６３を通過した濾布ベルト６１の洗浄及び脱水を行う洗浄脱水部６４と、から主に構成されている。脱水機６は、制御盤（図示省略）に設けられた手動スイッチ等により駆動・停止される。
【００４５】
＜濾布ベルトの構成＞
図３に示すように、濾布ベルト６１は、繊維で編み込まれた布、あるいは、不撚布からなる水分の吸収のよいフェルトで構成された搬送用ベルトであり、例えば、厚さが４〜８ｍｍ、幅が５００〜４２００ｍｍ程度の無端ベルトからなる。この濾布ベルト６１は、汚泥フロックＥを濾過する極細繊維層の表面層６１ａと、毛細管現象により水分の透過を促進する中細繊維層の中間層６１ｂと、水切れを促進する基布層の裏面層６１ｃと、からなる三層構造のフェルト材によって形成されている。なお、表面層６１ａは、周回軌道の濾布ベルト６１の外面側に配置されて、汚泥フロックＥが載置される面を形成している。裏面層６１ｃは、周回軌道の濾布ベルト６１の内面側に配置される。中間層６１ｂは、表面層６１ａと裏面層６１ｃとの間に介在される。
【００４６】
図２に示すように、前記濾布ベルト６１は、多数の搬送ロール６２ａ，６４ａと、下側のプレスロール６３Ａと、下側のスクイズロール６４ｂとに巻き掛けられて配置され、図２に示す方向から見て、毎分５〜５０ｍ程度の移動速度で時計回り方向に周回軌道を移動するように構成されている。濾布ベルト６１は、搬送ロール６２ａ，６４ａにガイドされながらプレスロール６３Ａの動力によって定常速度で移動し、この濾布ベルト６１上に載置した汚泥フロックＥをプレスロール６３Ａ，６３Ｂで圧搾しながら洗浄ノズル６４ｄが配置された場所、スクイズロール６４ｂ，６４ｃが配置された場所に順に搬送されて、元の汚泥フロック供給口７ａの下方位置に戻る旋回軌道を所定速度で移動する。
【００４７】
＜真空脱水部の構成＞
前記真空脱水部６２は、濾布ベルト６１上の上面側に積載された汚泥フロックＥの一次脱水処理及び二次脱水処理を行うものである。この真空脱水部６２は、前記搬送ロール６２ａと、吸引用の負圧の発生源である真空装置６２ｂと、この真空装置６２ｂの吸引負圧が作用する第１サクションボックス６２ｃ及び第２サクションボックス６２ｄと、第１サクションボックス６２ｃ及び第２サクションボックス６２ｄと前記真空装置６２ｂとを繋ぐ吸引用配管６２ｅと、を備えている。
【００４８】
真空脱水部６２の搬送ロール６２ａは、下側のプレスロール６３Ａと下側のスクイズロール６４ｂとの間の中央部に、それらよりも高い位置に配置されている。このため、搬送ロール６２ａに巻き掛けられた部分の濾布ベルト６１は、搬送ロール６２ａがある位置を最上部として前後方向に山状に傾斜した状態になっている。
【００４９】
真空装置６２ｂは、濾布ベルト６１上の汚泥フロックＥ中の水分を、濾布ベルト６１、第１サクションボックス６２ｃ、第２サクションボックス６２ｄ及び吸引用配管６２ｅを介在して吸引して排水用配管８に排水する装置である。この真空装置６２ｂは、例えば、不図示の真空ポンプと、回収タンクとを主に備えてなる。
なお、その真空ポンプは、第１サクションボックス６２ｃ及び第２サクションボックス６２ｄ内の空気及び濾液を吸引することによって、その上の濾布ベルト６１上の汚泥フロックＥ中の水分を吸引して吸引用配管６２ｅを介して回収タンクに送るための装置である。この真空ポンプは、例えば、吸引用配管６２ｅの下流側開口端等に設けられている。
【００５０】
第１サクションボックス６２ｃは、スクイズロール６４ｂと搬送ロール６２ａとの間の濾布ベルト６１の下面の開口部を摺接させて配置され、汚泥フロックＥの一次脱水処理を行うためのものである。第２サクションボックス６２ｄは、搬送ロール６２ａとプレスロール６３Ａとの間に位置する濾布ベルト６１の下面に、この第２サクションボックス６２ｄの開口部を摺接させて配置されて、汚泥フロックＥの二次脱水処理を行うためのものである。第１サクションボックス６２ｃ及び第２サクションボックス６２ｄには、濾布ベルト６１上の被脱水処理物である汚泥フロックＥ中の水分を濾布ベルト６１の表面層６１ａから中間層６１ｂ、裏面層６１ｃへと浸透させて吸引して排除する吸引負圧、例えば、７〜２５ｋＰａ程度の吸引負圧が真空装置６２ｂによって作用されている。
【００５１】
吸引用配管６２ｅは、一方側が第１サクションボックス６２ｃ及び第２サクションボックス６２ｄに接続され、他方側が真空装置６２ｂに接続されたドレンパイプである。このため、前記第１サクションボックス６２ｃ及び第２サクションボックス６２ｄに回収された水分は、吸引用配管６２ｅを介して真空装置６２ｂの回収タンク内に回収されるようになっている。
【００５２】
＜圧搾転着部の構成＞
圧搾転着部６３は、汚泥フロックＥの三次脱水処理をプレスロール６３Ａ，６３Ｂで行ってケーキ状のバイオマス燃料（自己燃焼材）として使用可能な脱水ケーキＦを生成すると共に、上方のプレストップロール３Ａの周面に転着された脱水ケーキＦを掻き落して所定の場所へ搬送する装置である。圧搾転着部６３は、濾布ベルト６１で搬送された汚泥フロックＥを圧搾して水分を除去するプレスロール６３Ａ，６３Ｂと、プレスロール６３Ａにより脱水されてそのプレスロール６３Ａに転写して付着した脱水ケーキＦを掻き落とす脱水機用スクレーパ６３Ｃと、脱水機用スクレーパ６３Ｃで掻き落した脱水ケーキＦを所定位置に搬送するシュート６３Ｄと、備えている。
【００５３】
プレスロール６３Ａ，６３Ｂは、濾布ベルト６１の上下面に圧接した状態に配置されて所定の速度で回転する一対のロールからなる。プレスロール６３Ａ，６３Ｂは、下側のプレスロール６３Ａに濾布ベルト６１が巻き掛けられ、上側のプレスロール６３Ｂがその濾布ベルト６１の汚泥フロックＥを下側のプレスロール６３Ａ側に押圧して圧搾し、汚泥フロックＥ中の水分を絞り落すようになっている。
【００５４】
下側のプレスロール６３Ａは、電動モータ（図示省略）によって回転駆動されて、このプレスロール６３Ａにベルト掛けされた濾布ベルト６１を走行させる。下側のプレスロール６３Ａには、複数の水切ガイド溝（図示省略）が適宜な間隔で円周方向に向けて形成されている。
上側のプレスロール６３Ｂは、例えば、表面が硬質クロームメッキ等により平滑に形成されると共に、表面粗さが細かく密の状態に形成されて、脱水ケーキＦがその表面に付着し易くなっている。この上側のプレスロール６３Ｂの支軸には、不図示の空気圧シリンダ装置と、この空気圧シリンダ装置の動力で上側のプレスロール６３Ｂを下側のプレスロール６３Ｂ側に押圧するアーム機構と、から主に構成された圧力調整部（図示省略）が設けられている。なお、上下一対のプレスロール６３Ａ，６３Ｂによるプレス圧力は、その圧力調整部によって１００〜６００ｋＰａ程度に設定されている。
【００５５】
脱水機用スクレーパ６３Ｃは、上側のプレスロール６３Ｂに転写して張り付いた脱水ケーキＦを剥離して掻き落とすための略へら形状の部材であり、上側のプレスロール６３Ｂの表面に当接するように配置されている。
シュート６３Ｄは、脱水機用スクレーパ６３Ｃで掻き落された脱水ケーキＦを所定位置（例えば、回収ボックス９（図１参照）内）に搬送して回収するための装置である。
【００５６】
＜脱水ケーキについて＞
この脱水機６の圧搾転着部６３から得られた脱水ケーキＦは、汚泥Ａに助燃材Ｂを混合し、含水率が約６５％以下に脱水したフレーク状の自己燃焼材であり、焼却処分することが可能である。
【００５７】
＜洗浄脱水部の構成＞
洗浄脱水部６４は、前記圧搾転着部６３を通過した濾布ベルト６１を洗浄水で洗浄し、濾布ベルト６１中に含まれている洗浄水を脱水する装置である。この洗浄脱水部６４は、複数の搬送ロール６４ａと、上下一対のスクイズロール６４ｂ，６４ｃと、濾布ベルト６１に洗浄水を当てて洗浄する洗浄ノズル６４ｄと、濾布ベルト６１から落下した洗浄水を受ける洗浄プール６４ｅと、から主に構成されている。
【００５８】
搬送ロール６４ａは、前記搬送ロール６２ａと同様、巻き掛けられた濾布ベルト６１を所定方向に移動させるためのロールであり、適所に設置された複数のロールからなる。
スクイズロール６４ｂ，６４ｃは、濾布ベルト６１中の洗浄水等の水分を除去するための脱水用ロールからなり、下側のスクイズロール６４ｂに濾布ベルト６１が巻き掛けられ、スクイズロール６４ｂに掻き掛けられた部分の濾布ベルト６１を上側のスクイズロール６４ｃによって圧搾し濾布ベルト６１中の水分を絞り落す。
【００５９】
洗浄ノズル６４ｄ，６４ｄは、濾布ベルト６１の表面層６１ａ側と裏面層６１ｃ側との両面を洗浄する洗浄装置であり、濾布ベルト６１に洗浄水を噴射して吹き付ける一対のノズルからなる。洗浄ノズル６４ｄ，６４ｄは、洗浄プール６４ｅ内の洗浄水中から引き上げられて搬送される濾布ベルト６１の表裏をそれぞれ洗浄するように配置されている。
【００６０】
洗浄プール６４ｅは、濾布ベルト６１を洗浄した洗浄液と、濾布ベルト６１から出た脱水液とを回収して一時的に貯溜するための槽であり、洗浄ノズル６４ｄ，６４ｄ及び搬送ロール６４ａの下方に配置されている。洗浄プール６４ｅには、排水用配管８に連通する洗浄水排水管６４ｆが接続されている。
【００６１】
≪汚泥処理装置の作用≫
次に、図１を主に、図２〜図５を参照しながら汚泥処理装置１の作用を作業工程順に説明する。図４は、本発明の実施形態に係る汚泥処理方法の作業工程を示す工程図である。図５は、本発明の実施形態に係る汚泥処理装置の脱水機で生成した脱水ケーキの含水率と、脱水ケーキを自己燃焼させるのに必要な助燃材の必要量との関係を示すグラフである。
【００６２】
≪準備工程≫
まず、図１に示す汚泥処理装置１で汚泥Ａ及び助燃材Ｂを準備するための準備工程を行う（ステップＳ１）。その準備工程では、例えば、下水汚泥等の泥状の汚泥Ａを汚泥貯溜槽２内に供給して貯溜すると共に、平均粒径が０ｍｍよりも大きく１ｍｍ以下の粒子に細破砕装置（図示省略）によって細破砕された助燃材Ｂを助燃材貯溜槽３内に貯溜させる。
【００６３】
≪助燃材混合工程≫
次の助燃材混合工程では、開閉弁（図示省略）を開弁して汚泥貯溜槽２内の汚泥Ａを、汚泥配送用配管２１を介して助燃材混合槽４１に供給すると共に、調整弁Ｖを開弁して助燃材貯溜槽３内の助燃材Ｂを、助燃材配送用配管３１を介して助燃材混合槽４１に供給して、汚泥Ａに助燃材Ｂを添加して混合させて助燃材混合汚泥Ｃを生成する（ステップＳ２）。この助燃材混合工程では、助燃材攪拌装置４２の混合汚泥攪拌モータＭ１を駆動させて攪拌翼４２ａを回転させて助燃材混合汚泥Ｃを掻き混ぜ、助燃材Ｂが汚泥Ａに均一に混じるようにする。助燃材混合槽４１の助燃材混合汚泥Ｃは、混合汚泥排出口４１ｃから混合汚泥配送用配管４３を介して一次凝集槽５３へ送られる。
【００６４】
≪凝集反応工程≫
次の凝集反応工程は、前工程で助燃材混合手段４により生成した助燃材混合汚泥Ｃを凝集反応槽（一次凝集槽５３及び二次凝集槽５４）に送り、順次に凝集剤Ｄ１，Ｄ２を添加して、この後の脱水工程で脱水を行い易くするための汚泥フロックＥを生成する工程である（ステップＳ３）。この凝集反応工程は、詳述すると、後記する一次凝集反応工程（ステップＳ３１）と、二次凝集反応工程（ステップＳ３２）と、汚泥フロック供給工程（ステップＳ３３）と、からなる。
【００６５】
＜一次凝集反応工程＞
一次凝集反応工程では、助燃材混合槽４１から一次凝集槽５３内に供給された助燃材混合汚泥Ｃに、第１凝集剤貯溜槽５１から一次凝集槽５３内に送られた凝集剤Ｄ１を混合させて凝集させ、汚泥フロックＥ１を生成する（ステップＳ３１）。一次凝集槽５３内では、一次凝集反応攪拌モータＭ４によって攪拌翼５３Ａａが回転駆動されることにより、一次凝集槽５３内の助燃材混合汚泥Ｃと凝集剤Ｄ１とが混合されて凝集される。この場合、助燃材混合汚泥Ｃは、第１凝集剤貯溜槽５１からの凝集剤Ｄ１が、一次凝集剤攪拌装置５３Ａによって攪拌されることで混合されて、凝集作用により、小さな綿屑状の汚泥フロックＥ１が形成される。
この一次凝集槽５３内で生成された汚泥フロックＥ１は、浮上して凝集された上層の塊が一次汚泥フロック排出口５３ｂから溢れて、二次凝集反応工程が行われる二次凝集槽５４内に流れ込む。
【００６６】
＜二次凝集反応工程＞
二次凝集反応工程では、一次凝集槽５３から二次凝集槽５４内に供給された汚泥フロックＥ１に、さらに、第２凝集剤貯溜槽５２内から送られた凝集剤Ｄ２を混合させて細かく、凝集された汚泥フロックＥ２を生成する（ステップＳ３２）。二次凝集槽５４内では、二次凝集反応攪拌モータＭ５によって攪拌翼５４Ａａが回転駆動されることにより、二次凝集槽５４内に汚泥フロックＥ１と凝集剤Ｄ２とが供給されて凝集される。この場合、前記工程で凝り固まった汚泥フロックＥ１は、第２凝集剤貯溜槽５２からの凝集剤Ｄ２と、二次凝集剤攪拌装置５４Ａによって攪拌されることで混合されて、一次凝集した前記汚泥フロックＥ１を凝集作用により小さく均一に分散した状態の汚泥フロックＥ２が形成される。二次凝集槽５４内で生成された汚泥フロックＥ２は、凝集された上層の塊が二次汚泥フロック排出口５４ｂから溢れ出て、汚泥フロック供給工程が行われる凝集汚泥貯溜槽５５内に落下する。
【００６７】
＜汚泥フロック供給工程＞
汚泥フロック供給工程では、二次凝集槽５４から供給された汚泥フロックＥ２を凝集汚泥貯溜槽５５内に一時的に蓄えて置き、脱水処理する所望量の汚泥フロックＥ３をこの後の脱水工程が行われる脱水機６に供給する（ステップＳ３３）。凝集汚泥貯溜槽５５では、二次凝集槽５４からの汚泥フロックＥ２を汚泥フロック攪拌モータＭ６によって攪拌翼５５Ａａが回転駆動されることにより、助燃材Ｂが均一に混じった状態が維持されると共に、汚泥フロックＥ２中の塩素等が取り除かれた汚泥フロックＥ３が生成される。
この凝集汚泥貯溜槽５５内で生成された汚泥フロックＥ３は、凝集汚泥排出口５５ｂから不図示の排出ポンプの動力によって汚泥フロック配送用配管７を介して脱水機６の濾布ベルト６１上に送られる。
【００６８】
≪脱水工程≫
脱水工程は、図２に示すように、汚泥フロックＥ（Ｅ３）を脱水機６によって脱水して自己燃焼可能な脱水ケーキＦを生成する工程である。脱水工程（ステップＳ４）では、凝集汚泥貯溜槽５５から排出された汚泥フロックＥ（Ｅ３）を脱水機６で脱水して自己燃焼可能な脱水ケーキＦにする。つまり、前記汚泥フロック配送用配管７から供給された汚泥フロックＥは、脱水機６の濾布ベルト６１上に落下されると、プレスロール６３Ａの回転駆動によって濾布ベルト６１と共に搬送されて、まず、第１サクションボックス６２ｃで一次脱水処理が行われ、続いて第２サクションボックス６２ｄで二次脱水処理が行われて、水分を真空装置６２ｂで吸引して脱水し汚泥フロックＥを濃縮した後、プレスロール６３Ａ，６３Ｂによって約３０ｋｇ／ｃｍ２の押圧力で圧搾して三次脱水処理が行われる。
【００６９】
図３に示すように、圧搾された汚泥フロックＥは、一次凝集反応工程（ステップＳ３１）及び二次凝集反応工程（ステップＳ３２）で細かく形成されると共に、その中に含まれている助燃材Ｂの平均粒径が１ｍｍ以下で小さいため、前記一次脱水処理及び二次脱水処理を行った上で、プレスロール６３Ａ，６３Ｂによって強力な加圧力で三次脱水処理を行うと、厚さが約１〜２ｍｍの均一な厚さに圧搾された薄板状の脱水ケーキＦが得られる。
このように薄く均一な厚さに圧搾された脱水ケーキＦは、水分が十分に取り除かれて、含水率が低く、自己燃焼可能なケーキとなる。その脱水ケーキＦは、プレスロール６３Ａ，６３Ｂで圧搾された際に、表面が平滑な上側のプレスロール６３Ｂの表面に張り付いてプレスロール６３Ｂと共に回転することによって、脱水機用スクレーパ６３Ｃにより掻き落とされると、フレーク状（薄片状）になる。
【００７０】
本出願人は、平均粒径が１ｍｍ以上の大きさの助燃材Ｂを含む汚泥フロックＥをプレスロール６３Ａ，６３Ｂで圧搾する実験を行っている。その結果、平均粒径が１ｍｍ以上の大きな助燃材Ｂの場合は、濾布ベルト６１と上側のプレスロール６３Ｂとに押圧された助燃材Ｂが、軸方向の外側（矢印Ｇ方向）に向けて移動して、弾き出されることが実験で判った。
【００７１】
これに対して、本発明で使用する汚泥フロックＥ中に含まれている助燃材Ｂは、平均粒径が０ｍｍよりも大きく１ｍｍ以下に形成されていることによって、助燃材Ｂが汚泥フロックＥをプレスロール６３Ａ，６３Ｂで圧搾した際に、濾布ベルト６１と上側のプレスロール６３Ｂとに押圧された汚泥フロックＥ中の助燃材Ｂが、軸外方向（矢印Ｇ方向）へ弾き出されないことが、実験で分かった。
このため、脱水機６で汚泥フロックＥを脱水処理すると、含水率の低い脱水ケーキＦを得ることができる。
【００７２】
このように、汚泥処理装置１は、脱水工程Ｓ４の前に前処理工程として汚泥Ａに助燃材Ｂを混合して助燃材混合汚泥Ｃを生成する助燃材混合工程Ｓ２と、助燃材混合汚泥Ｃを脱水処理し易くした汚泥フロックＥを生成した凝集反応工程Ｓ３とを行った上で、この脱水工程Ｓ４で汚泥フロックＥを脱水して含水率を低下させて脱水ケーキＦを生成したことにより、汚泥Ａを自己燃焼可能な脱水ケーキＦにすることができる装置を得ることができた。脱水ケーキＦは、自己燃焼可能な低水分のフレーク状の状態となって、シュート６３Ｄにより所定の保管場所に移動される。
【００７３】
このようにして得られた脱水ケーキＦは、発熱量が３，５００ｋｃａｌ／ｋｇあり、自己燃焼できるので、今まで産業廃棄物として廃棄していたものを焼却処分することができるため、産業廃棄物自体と、産業廃棄物の処理費用とを無くすことができる。さらに、その脱水ケーキＦは、乾燥処理を行わないで、そのままの状態であっても、バイオマス燃料としても有効利用することが可能である。
【００７４】
図５は、本発明の実施形態に係る汚泥処理装置の脱水機で生成した脱水ケーキの含水率と、脱水ケーキを燃焼させるのに必要な補助燃料（この場合の補助燃料は重油）の必要量との関係を示すグラフである。
なお、図５において、ａは発熱量Ｑｃが２，０００ｋｃａｌ／ｋｇの脱水ケーキＦの発熱量特性線を示す。ｂは発熱量Ｑｃが２，５００ｋｃａｌ／ｋｇの脱水ケーキＦの発熱量特性線、ｃは発熱量Ｑｃが３，０００ｋｃａｌ／ｋｇの脱水ケーキＦの発熱量特性線、ｄは発熱量Ｑｃが３，５００ｋｃａｌ／ｋｇの脱水ケーキＦの発熱量特性線、ｅは発熱量Ｑｃが４，０００ｋｃａｌ／ｋｇの脱水ケーキＦの発熱量特性線をそれぞれ示す。
本発明の汚泥処理装置１で汚泥Ａを処理して得られた脱水ケーキＦは、発熱量が３，５００ｋｃａｌ／ｋｇあるので、図５に示す発熱量特性線ｄが該当する。その３，５００ｋｃａｌ／ｋｇの発熱量特性線ｄにおいて、補助燃料Ｂ（重油）の必要量が０以下の自己燃焼可能な脱水ケーキＦは、水分の含水率が７４．５％以下である。つまり、脱水ケーキＦは、含水率を７４．５％以下にすれば自己燃焼する。
【００７５】
脱水処理後の濾布ベルト６１は、搬送ロール６４ａによって移動し、洗浄プール６４ｅ中の洗浄水に浸ることにより、濾布ベルト６１に付着していた脱水ケーキＦが落される。さらに、濾布ベルト６１に付着していた固体粒子は、洗浄プール６４ｅの上方で洗浄ノズル６４ｄ，６４ｄからの洗浄水が吹き付けられて洗い流される。このため、洗浄プール６４ｅ内には、固体粒子（脱水ケーキＦ）が混じった洗浄水が落下するので混濁液となる。この混濁液は、洗浄プール６４ｅ内から洗浄水排水管６４ｆから排水用配管８を通って所定の場所に回収されて、処理される。
【００７６】
前記洗浄ノズル６４ｄから噴射された洗浄水を含んだ濾布ベルト６１は、搬送ロール６４ａによって移動し、スクイズロール６４ｂ，６４ｃによって水分が搾り落される。濾布ベルト６１は、水分が落された元の状態になってさらに送られて、汚泥フロックＥが供給される前記汚泥フロック供給口７ａの下方位置に移動して前記脱水処理工程を繰り返す。そして、電源（図示省略）をＯＦＦすれば、汚泥処理装置１が停止する。
【００７７】
［変形例］
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内で種々の改造及び変更が可能であり、本発明はこれら改造及び変更された発明にも及ぶことは勿論である。
【００７８】
例えば、前記実施形態で説明した凝集汚泥貯溜槽５５は、塩素を含む汚泥Ａ等の余剰汚泥を処理するときに、塩素を払拭して取り除く場合に特に有効である。また、凝集汚泥貯溜槽５５は、一次凝集槽５３及び二次凝集槽５４を小型化して、一次凝集槽５３及び二次凝集槽５４で凝集反応処理した所望量の汚泥フロックＥを一時的にストックさせて置くための貯溜槽としても有効である。しかし、凝集汚泥貯溜槽５５は、無くても構わない。
その場合は、図１に示す二次凝集槽５４の二次汚泥フロック排出口５４ｂに、汚泥フロック配送用配管７の上流側開口端を接続して、この二次汚泥フロック排出口５４ｂから排出される汚泥フロックＥ２が脱水機６に供給されて、汚泥フロック供給工程（ステップＳ３３）が行われるようにすればよい。
【００７９】
また、前記脱水機６で生成された脱水ケーキＦは、そのままの状態であっても自己燃焼材としても使用可能であるが、粒子状をしているので、風等によって飛び散る可能性があるため、造粒機により、粒径が数ｍｍ程度の大きさの粒状に固めてもよい。
この場合、脱水ケーキＦは、例えば、内径が数ｍｍ程度の大きさの筒状体内に入れて、造粒機の圧縮部で押圧して硬め、適宜な大きさに切断することによって、粒状に固化することができる。このように、脱水ケーキＦを粒状にすれば、風等を受けても飛び散ることがない。
【００８０】
なお、脱水機６は、真空ドラム式脱水機や遠心分離式脱水機等のその他の型式のものでも構わない。
また、助燃材混合手段４及び凝集反応手段５に配置されたプロペラ状の攪拌翼４２ａ，５１Ａａ，５２Ａａ，５３Ａａ，５４Ａａ，５５Ａａは、助燃材混合汚泥Ｃ、凝集剤Ｄ１，Ｄ２、汚泥フロックＥを掻き混ぜるものであればよく、特に、その形状等は限定されず、例えば、スクリュウでも構わない。
また、凝集剤Ｄ１，Ｄ２は、細かい汚泥フロックＥを得ることができるものであれば、高分子凝集剤であっても、無機凝集剤であってもよく、特にその材料は限定されない。
【００８１】
なお、前記した脱水工程（ステップＳ４）で得られた脱水ケーキＦは、コンポスト処理（堆肥化処理）をして、肥料として利用したり、さらに、乾燥処理を行って、ボイラ等の燃料として利用してもよい。
【実施例】
【００８２】
次に、図１、図２、図６及び図７を参照しながら実施例を説明する。
実施例では、異なる二箇所の処理施設から採取した有機汚泥からなる汚泥サンプルＡ１，Ａ２に、チャー（含水率：０．８％）、石炭及びポリマーの添加率を変えて汚泥処理装置１で汚泥フロックＥを生成し、脱水処理して得られた脱水ケーキＦの含水率を検査して、脱水ケーキＦが自己燃焼の機能があることを確認した。
【００８３】
≪汚泥サンプルＡ１から生成した脱水ケーキ≫
図６は、本発明の実施形態に係る汚泥処理装置を利用して、汚泥サンプルＡ１から生成した脱水ケーキの含水率と、各種の助燃材の添加率との関係を示す表である。
まず、図６を主に参照しながら、２０００ｍｌの汚泥サンプルＡ１（含水率：９８．３％）に種々の助燃材Ｂを混合し、凝集剤Ｄ１として有機化合物の高分子が重合して生成されたポリマーのポリマー量を０．０１１６［ｇ−ｄｒｙ］添加した場合を説明する。
【００８４】
図６に示すように、まず初め、サンプルＲＵＮ１の汚泥サンプルＡ１に助燃材Ｂを添加せずに、汚泥処理装置１の凝集反応手段５で生成した汚泥フロックＥを脱水機６で脱水すると、７６．５％の含水率の脱水ケーキＦが得られた。このサンプルＲＵＮ１の汚泥サンプルＡ１から生成した含水率が７６．５％の脱水ケーキＦは、図５に示す発熱量Ｑｃが４，０００ｋｃａｌ／ｋｇの発熱量特性線ｅと、自己燃焼ラインｆ（助燃材Ｂの必要量が０のライン）との交点ｈの含水率７７．０％よりも含水率が低く、乾燥しているため、自己燃焼する。
しかし、発熱量Ｑｃが３，５００ｋｃａｌ／ｋｇの場合は、発熱量Ｑｃが３，５００ｋｃａｌ／ｋｇの発熱量特性線ｄと、自己燃焼ラインｆとの交点ｇの含水率７４．５％よりも含水率が高く、水分が多いため、自己燃焼しない。つまり、サンプルＲＵＮ１の汚泥サンプルＡ１から生成した脱水ケーキＦは、汚泥サンプルＡ１に助燃材Ｂを混合させて発熱量Ｑｃを上げなければ、自己燃焼しない。
【００８５】
次に、サンプルＲＵＮ２の汚泥サンプルＡ１に、助燃材Ｂとしてチャーを１０．０［％−ｄｒｙ］混合して、汚泥処理装置１の凝集反応手段５で生成した汚泥フロックＥを脱水機６で脱水すると、６７．０％の含水率の脱水ケーキＦが得られた。このサンプルＲＵＮ２の汚泥サンプルＡ１から生成した脱水ケーキＦは、含水率が６７．０％で、図５に示す発熱量Ｑｃが３，５００ｋｃａｌ／ｋｇの発熱量特性線ｄと、自己燃焼ラインｆとの交点ｇの含水率７４．５％よりも含水率が低く、乾燥しているため、自己燃焼する。
【００８６】
次に、サンプルＲＵＮ３の汚泥サンプルＡ１に、助燃材Ｂとしてチャーを２５．０［％−ｄｒｙ］混合して、汚泥処理装置１の凝集反応手段５で生成した汚泥フロックＥを脱水機６で脱水すると、６３．９％の含水率の脱水ケーキＦが得られた。このサンプルＲＵＮ３の汚泥サンプルＡ１から生成した含水率が６３．９％の脱水ケーキＦは、図５に示す発熱量Ｑｃが３，５００ｋｃａｌ／ｋｇの発熱量特性線ｄと、自己燃焼ラインｆのとの交点ｇの含水率７４．５％よりも含水率が低く、乾燥しているため、自己燃焼する。
【００８７】
サンプルＲＵＮ４の汚泥サンプルＡ１に、助燃材Ｂとしてチャーを５０．０［％−ｄｒｙ］混合して、汚泥処理装置１の凝集反応手段５で生成した汚泥フロックＥを脱水機６で脱水すると、５４．６％の含水率の脱水ケーキＦが得られた。このサンプルＲＵＮ４の汚泥サンプルＡ１から生成した含水率が５４．６％の脱水ケーキＦは、図５に示す発熱量Ｑｃが３，５００ｋｃａｌ／ｋｇの発熱量特性線ｄと、自己燃焼ラインｆとの交点ｇの含水率７４．５％よりも含水率が低く、乾燥しているため、自己燃焼する。
このように、サンプルＲＵＮ２〜４の汚泥サンプルＡ１から得られた脱水ケーキＦの含水率を比較すると、チャーの添加率を上昇させることに応じて含水率が低下して乾燥し、自己燃焼し易くなることが判った。
【００８８】
次に、サンプルＲＵＮ５の汚泥サンプルＡ１に、助燃材Ｂとして平均粒径が０．５ｍｍの石炭（含水率：８．１４％）を１０．０［％−ｄｒｙ］混合して、凝集反応手段５で生成した汚泥フロックＥを脱水機６で脱水すると、６５．２％の含水率の脱水ケーキＦが得られた。このサンプルＲＵＮ５の汚泥サンプルＡ１から生成した含水率が６５．２％の脱水ケーキＦは、図５に示す発熱量Ｑｃが３，５００ｋｃａｌ／ｋｇの発熱量特性線ｄと、自己燃焼ラインｆとの交点ｇの含水率７４．５％よりも含水率が低く、乾燥しているため、自己燃焼する。
【００８９】
サンプルＲＵＮ６の汚泥サンプルＡ１に、助燃材Ｂとして平均粒径が０．５ｍｍの石炭（含水率：８．１４％）を２５．０［％−ｄｒｙ］混合して、汚泥処理装置１の凝集反応手段５で生成した汚泥フロックＥを脱水機６で脱水すると、６３．２％の含水率の脱水ケーキＦが得られた。このサンプルＲＵＮ５の汚泥サンプルＡ１から生成した含水率が６３．２％の脱水ケーキＦは、図５に示す発熱量Ｑｃが３，５００ｋｃａｌ／ｋｇの発熱量特性線ｄと、自己燃焼ラインｆとの交点ｇの含水率７４．５％よりも含水率が低く、乾燥しているため、自己燃焼する。
【００９０】
サンプルＲＵＮ７の汚泥サンプルＡ１に、助燃材Ｂとして平均粒径が０．５ｍｍの石炭（含水率：８．１４％）を５０．０［％−ｄｒｙ］混合して、汚泥処理装置１の凝集反応手段５で生成した汚泥フロックＥを脱水機６で脱水すると、６０．２％の含水率の脱水ケーキＦが得られた。このサンプルＲＵＮ７の汚泥サンプルＡ１から生成した含水率が５４．６％の脱水ケーキＦは、発熱量Ｑｃが３，５００ｋｃａｌ／ｋｇの発熱量特性線ｄと、自己燃焼ラインｆとの交点ｇの含水率７４．５％よりも含水率が低く、乾燥しているため、自己燃焼する。
このように、サンプルＲＵＮ５〜７の汚泥サンプルＡ１から得られた脱水ケーキＦの含水率を比較すると、石炭の添加率を上昇させることに応じて含水率が低下して乾燥し、自己燃焼し易くなることが判った。
【００９１】
次に、サンプルＲＵＮ８の汚泥サンプルＡ１に、助燃材Ｂとして平均粒径が１．０ｍｍの石炭（含水率：１４．５％）を２５．０［％−ｄｒｙ］混合して、汚泥処理装置１の凝集反応手段５で生成した汚泥フロックＥを脱水機６で脱水すると、６３．３％の含水率の脱水ケーキＦが得られた。このサンプルＲＵＮ８の汚泥サンプルＡ１から生成した含水率が６３．３％の脱水ケーキＦは、発熱量Ｑｃが３，５００ｋｃａｌ／ｋｇの発熱量特性線ｄと、自己燃焼ラインｆとの交点ｇの含水率７４．５％よりも含水率が低く、乾燥しているため、自己燃焼する。
【００９２】
このように、サンプルＲＵＮ２〜８の汚泥サンプルＡ１に助燃材Ｂとして、チャー、石炭を混合して汚泥フロックＥを生成して脱水機６で脱水ケーキＦを生成すると自己燃焼可能なものが生成できることが確認できた。
【００９３】
≪汚泥サンプルＡ２から生成した脱水ケーキ≫
図７は、本発明の実施形態に係る汚泥処理装置を利用して、汚泥サンプルＡ２（含水率：９９．２％）から生成した脱水ケーキＦの含水率と、各種の助燃材Ｂの添加率との関係を示す表である。
次に、図７を主に参照し、２０００ｍｌの汚泥サンプルＡ２に種々の助燃材Ｂを、前記図６の場合と同様に混合して、凝集剤Ｄ１として有機化合物の高分子が重合して生成されたポリマーのポリマー量を０．４［ｇ−ｄｒｙ］添加した場合を説明する。
【００９４】
図７に示すように、まず初め、サンプルＲＵＮ９の汚泥サンプルＡ２に助燃材Ｂを添加せずに、汚泥処理装置１の凝集反応手段５で生成した汚泥フロックＥを脱水機６で脱水すると、７９．１％の含水率の脱水ケーキＦが得られた。このサンプルＲＵＮ９の汚泥サンプルＡ２から生成した脱水ケーキＦは、含水率が７９．１％で多く、図５に示す発熱量Ｑｃが４，０００ｋｃａｌ／ｋｇの場合の含水率及び助燃材Ｂの必要量を示す発熱量特性線ｅであっても、発熱量特性線ｅと自己燃焼ラインｆとの交点ｈの含水率７７．０％よりも大きいため、自己燃焼しない。つまり、サンプルＲＵＮ９の汚泥サンプルＡ２から生成した脱水ケーキＦは、汚泥サンプルＡ２に助燃材Ｂを混合させて発熱量Ｑｃを上げなければ、自己燃焼しない。
【００９５】
次に、サンプルＲＵＮ１０の汚泥サンプルＡ２に、助燃材Ｂとしてチャーを１０．０［％−ｄｒｙ］混合して、凝集反応手段５で生成した汚泥フロックＥを脱水機６で脱水すると、７４．９％の含水率の脱水ケーキＦが得られた。サンプルＲＵＮ１０の汚泥サンプルＡ２から生成した脱水ケーキＦは、含水率が７４．９％で、発熱量Ｑｃが３，５００ｋｃａｌ／ｋｇの発熱量特性線ｄと自己燃焼ラインｆとの交点ｇの含水率の７４．５％よりも含水率が僅かに大きく水分が多いため、自己燃焼しない。サンプルＲＵＮ１０の汚泥サンプルＡ２から生成された脱水ケーキＦが自己燃焼するようにするためには、さらに、含水率を低下させて乾燥させるか、または、助燃材Ｂをさらに多く混合させる必要がある。
【００９６】
次に、サンプルＲＵＮ１１の汚泥サンプルＡ２に、助燃材Ｂとしてチャーを２５．０［％−ｄｒｙ］混合して、凝集反応手段５で生成した汚泥フロックＥを脱水機６で脱水すると、７０．１％の含水率の脱水ケーキＦが得られた。このサンプルＲＵＮ１１の汚泥サンプルＡ２から生成した含水率が７０．１％の脱水ケーキＦは、発熱量Ｑｃが３，５００ｋｃａｌ／ｋｇの発熱量特性線ｄと自己燃焼ラインｆの交点ｇの約７４．５％よりも含水率が低く乾燥しているため、自己燃焼する。
【００９７】
サンプルＲＵＮ１２の汚泥サンプルＡ２に、助燃材Ｂとしてチャーを５０．０［％−ｄｒｙ］混合して、凝集反応手段５で生成した汚泥フロックＥを脱水機６で脱水すると、６６．３％の含水率の脱水ケーキＦが得られた。このサンプルＲＵＮ１２の汚泥サンプルＡ２から生成した含水率が６６．３％の脱水ケーキＦは、発熱量Ｑｃが３，５００ｋｃａｌ／ｋｇの発熱量特性線ｄと、自己燃焼ラインｆとの交点ｇの約７４．５％よりも含水率が低く乾燥しているため、自己燃焼する。
このように、サンプルＲＵＮ１１，１２の汚泥サンプルＡ２から得られた脱水ケーキＦのデータから、チャーの添加率が、少なくとも２５〜５０％であれば、自己燃焼することが判った。
【００９８】
次に、サンプルＲＵＮ１３の汚泥サンプルＡ２に、助燃材Ｂとして平均粒径が０．５ｍｍの石炭（含水率：８．１４％）を１０．０［％−ｄｒｙ］混合して、凝集反応手段５で生成した汚泥フロックＥを脱水機６で脱水すると、７３．１％の含水率の脱水ケーキＦが得られた。サンプルＲＵＮ１３の汚泥サンプルＡ２から生成した含水率が７３．１％の脱水ケーキＦは、発熱量Ｑｃが３，５００ｋｃａｌ／ｋｇの発熱量特性線ｄと、自己燃焼ラインｆの交点ｇの約７４．５％よりも含水率が低く乾燥しているため、自己燃焼する。
【００９９】
サンプルＲＵＮ１４の汚泥サンプルＡ２に、助燃材Ｂとして平均粒径が０．５ｍｍの石炭（含水率：８．１４％）を２５．０［％−ｄｒｙ］混合して、凝集反応手段５で生成した汚泥フロックＥを脱水機６で脱水すると、７０．９％の含水率の脱水ケーキＦが得られた。このサンプルＲＵＮ１４の汚泥サンプルＡ２から生成した含水率が７０．９％の脱水ケーキＦは、発熱量Ｑｃが３，５００ｋｃａｌ／ｋｇの発熱量特性線ｄと、自己燃焼ラインｆとの交点ｇの約７４．５％よりも含水率が低く乾燥しているため、自己燃焼する。
【０１００】
サンプルＲＵＮ１５の汚泥サンプルＡ２に、助燃材Ｂとして平均粒径が０．５ｍｍの石炭（含水率：８．１４％）を５０．０［％−ｄｒｙ］混合して、汚泥処理装置１の凝集反応手段５で生成した汚泥フロックＥを脱水機６で脱水すると、６８．５％の含水率の脱水ケーキＦが得られた。このサンプルＲＵＮ１５の汚泥サンプルＡ２から生成した含水率が６８．５％の脱水ケーキＦは、発熱量Ｑｃが３，５００ｋｃａｌ／ｋｇの発熱量特性線ｄと、自己燃焼ラインｆとの交点ｇの約７４．５％よりも含水率が低く、乾燥しているため、自己燃焼する。
このように、サンプルＲＵＮ１３〜１５の汚泥サンプルＡ２から得られた脱水ケーキＦのデータから、平均粒径が０．５ｍｍの石炭（含水率：８．１４％）の添加率が、少なくとも１０〜５０％の場合は、含水率が低下して乾燥し、自己燃焼することが判った。
【０１０１】
次に、サンプルＲＵＮ１６の汚泥サンプルＡ２に、助燃材Ｂとして平均粒径が１．０ｍｍの石炭（含水率：１４．５％）を２５．０［％−ｄｒｙ］混合して、汚泥処理装置１の凝集反応手段５で生成した汚泥フロックＥを脱水機６で脱水すると、７１．２％の含水率の脱水ケーキＦが得られた。このサンプルＲＵＮ１５の汚泥サンプルＡ２から生成した含水率が７１．２％の脱水ケーキＦは、発熱量Ｑｃが３，５００ｋｃａｌ／ｋｇの発熱量特性線ｄと、自己燃焼ラインｆとの交点ｇの約７４．５％よりも含水率が低く乾燥しているため、自己燃焼する。
【０１０２】
このように、サンプルＲＵＮ１１〜１６の汚泥サンプルＡ２に助燃材Ｂとして、チャー、石炭を混合して汚泥フロックＥを生成して脱水機６で脱水ケーキＦを生成すると、乾燥工程で乾燥しなくても焼却処分できる自己燃焼可能な脱水ケーキＦが生成できることが確認できた。これにより、汚泥Ａの処分費用を大幅に低減させることができる。
【符号の説明】
【０１０３】
１ 汚泥処理装置
４ 助燃材混合手段
５ 凝集反応手段
６ 脱水機（脱水手段）
４１ 助燃材混合槽
５３ 一次凝集槽（凝集反応槽）
５４ 二次凝集槽（凝集反応槽）
６１ 濾布ベルト
６２ 真空脱水部
６３ 圧搾転着部
６３Ａ，６３Ｂ プレスロール
Ａ 汚泥
Ａ１，Ａ２ 汚泥サンプル
Ｂ 助燃材
Ｃ 助燃材混合汚泥
Ｄ１，Ｄ２ 凝集剤
Ｅ（Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３） 汚泥フロック
Ｆ 脱水ケーキ
Ｓ１ 助燃材混合工程
Ｓ２ 凝集反応工程
Ｓ３ 脱水工程
【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚泥に凝集剤を添加して生成された汚泥フロックを脱水して自己燃焼可能な脱水ケーキを生成する汚泥処理装置であって、
前記汚泥に助燃材を混合して助燃材混合汚泥を生成する助燃材混合手段と、
前記助燃材混合手段で生成した前記助燃材混合汚泥を凝集反応槽に送り、前記凝集剤を添加して前記汚泥フロックを生成する凝集反応手段と、
前記凝集反応手段から排出された前記汚泥フロックを脱水して前記自己燃焼可能な脱水ケーキを得る脱水手段と、
を備えたことを特徴とする汚泥処理装置。
【請求項２】
前記助燃材は、平均粒径が０ｍｍよりも大きく１ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の汚泥処理装置。
【請求項３】
前記助燃材は、炭素含有物からなることを特徴とする請求項２に記載の汚泥処理装置。
【請求項４】
前記助燃材は、石炭、活性炭、あるいは、チャーからなることを特徴とする請求項２に記載の汚泥処理装置。
【請求項５】
前記脱水手段は、所定の周回軌道を移動する無端状の濾布ベルト上に供給された前記汚泥フロックを、前記濾布ベルトを介在して対向して配置された一対のプレスロールで圧搾して前記脱水ケーキを生成する濾布ベルト式の脱水機からなることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の汚泥処理装置。
【請求項６】
汚泥に凝集剤を添加して生成された汚泥フロックから自己燃焼可能な脱水ケーキを生成する汚泥処理方法であって、
前記汚泥に助燃材を混合して助燃材混合汚泥を生成する助燃材混合工程と、
前記助燃材混合工程で生成した前記助燃材混合汚泥を凝集反応槽に送り、当該凝集反応槽内の前記助燃材混合汚泥に前記凝集剤を添加して前記汚泥フロックを生成する凝集反応工程と、
前記凝集反応槽から排出された前記汚泥フロックを脱水して前記自己燃焼可能な脱水ケーキを生成する脱水工程と、
を含むことを特徴とする汚泥処理方法。
【請求項１】
汚泥に凝集剤を添加して生成された汚泥フロックを脱水して自己燃焼可能な脱水ケーキを生成する汚泥処理装置であって、
前記汚泥に助燃材を混合して助燃材混合汚泥を生成する助燃材混合手段と、
前記助燃材混合手段で生成した前記助燃材混合汚泥を凝集反応槽に送り、前記凝集剤を添加して前記汚泥フロックを生成する凝集反応手段と、
前記凝集反応手段から排出された前記汚泥フロックを脱水して前記自己燃焼可能な脱水ケーキを得る脱水手段と、
を備えたことを特徴とする汚泥処理装置。
【請求項２】
前記助燃材は、平均粒径が０ｍｍよりも大きく１ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の汚泥処理装置。
【請求項３】
前記助燃材は、炭素含有物からなることを特徴とする請求項２に記載の汚泥処理装置。
【請求項４】
前記助燃材は、石炭、活性炭、あるいは、チャーからなることを特徴とする請求項２に記載の汚泥処理装置。
【請求項５】
前記脱水手段は、所定の周回軌道を移動する無端状の濾布ベルト上に供給された前記汚泥フロックを、前記濾布ベルトを介在して対向して配置された一対のプレスロールで圧搾して前記脱水ケーキを生成する濾布ベルト式の脱水機からなることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の汚泥処理装置。
【請求項６】
汚泥に凝集剤を添加して生成された汚泥フロックから自己燃焼可能な脱水ケーキを生成する汚泥処理方法であって、
前記汚泥に助燃材を混合して助燃材混合汚泥を生成する助燃材混合工程と、
前記助燃材混合工程で生成した前記助燃材混合汚泥を凝集反応槽に送り、当該凝集反応槽内の前記助燃材混合汚泥に前記凝集剤を添加して前記汚泥フロックを生成する凝集反応工程と、
前記凝集反応槽から排出された前記汚泥フロックを脱水して前記自己燃焼可能な脱水ケーキを生成する脱水工程と、
を含むことを特徴とする汚泥処理方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−５０９７２（Ｐ２０１２−５０９７２Ａ）
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８８１９８（Ｐ２０１０−２８８１９８）
【出願日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【出願人】（０００２２１８２３）株式会社ティーディーイー (7)
【出願人】（０００００２１０７）住友重機械工業株式会社 (2,241)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【出願人】（０００２２１８２３）株式会社ティーディーイー (7)
【出願人】（０００００２１０７）住友重機械工業株式会社 (2,241)
【Ｆターム（参考）】
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