食品排水処理システム
【課題】容易に且つ低コストにて、燃料としての乾燥汚泥を得る。
【解決手段】濾布走行式脱水機５により、脱水ケーキの厚みを従来の約５〜２０ｍｍから約１〜２ｍｍの薄膜とし且つ脱水ケーキの含水率を従来の約８５％から約７０％以下に下げ、このように脱水ケーキを薄膜且つ低含水率とすることで、薄膜且つ低含水率の乾燥に好適な気流乾燥機６により、短時間で、脱水ケーキを乾燥して含水率を約１０〜４０％まで下げ、木屑並みの発熱量を有する燃料とする。即ち、コストの多くを占める乾燥機に着目し、脱水装置としては、大量の有機汚泥処理には向かないが、従来よりも厚みを薄く含水率を低くでき厚み成形工程を不要にできる濾布走行式脱水機５を用い、乾燥機としては、熱容積負荷を高めることができ薄膜且つ低含水率の汚泥を特に短時間で乾燥できると共に、装置の小型化、簡易化、加熱コストの低減を図ることができる気流乾燥機６を用いる。
【解決手段】濾布走行式脱水機５により、脱水ケーキの厚みを従来の約５〜２０ｍｍから約１〜２ｍｍの薄膜とし且つ脱水ケーキの含水率を従来の約８５％から約７０％以下に下げ、このように脱水ケーキを薄膜且つ低含水率とすることで、薄膜且つ低含水率の乾燥に好適な気流乾燥機６により、短時間で、脱水ケーキを乾燥して含水率を約１０〜４０％まで下げ、木屑並みの発熱量を有する燃料とする。即ち、コストの多くを占める乾燥機に着目し、脱水装置としては、大量の有機汚泥処理には向かないが、従来よりも厚みを薄く含水率を低くでき厚み成形工程を不要にできる濾布走行式脱水機５を用い、乾燥機としては、熱容積負荷を高めることができ薄膜且つ低含水率の汚泥を特に短時間で乾燥できると共に、装置の小型化、簡易化、加熱コストの低減を図ることができる気流乾燥機６を用いる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、食品工場で発生する排水を当該工場内で処理する食品排水処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、食品工場の排水処理で発生した余剰汚泥を脱水して堆肥化し再資源化する方法が種々知られている。ここで、堆肥化にあたっては、発生した余剰汚泥を脱水し乾燥させ、さらに、木屑等の副資材の添加により含水率を５０〜６０％に調整し発酵させる。発酵させる期間は通常１０〜３０日かかるため、非常に大きな敷地と発生臭気防止対策が必要であり、食品工場では実施困難な場合が多く、余剰汚泥量に応じて専門業者に処理費を払い委託して再資源化する場合が多い。しかしながら、この処理費は、食品工場の排水処理コストの約半分を占める場合もあり、大きな負担となっている。
【０００３】
そこで、委託処理費をかけないように、食品工場内で、脱水汚泥を乾燥させて土壌改良剤や堆肥剤又は燃料とし再資源化を図る方法が提案されている。この場合には、余剰汚泥を、例えば、スクリュープレス脱水機やベルトプレス脱水機、遠心分離脱水機や多重円板脱水機等を用いて脱水して含水率８５％程度の脱水ケーキを得る。この脱水ケーキは塊状であるため、当該塊状の脱水ケーキの乾燥に好適な例えば直接加熱単筒又は複合加熱二重筒等の回転乾燥機や、通気回転又は通気竪型乾燥機等を用い、含水率１０％程度まで乾燥させる。この場合、乾燥機で含水率を８５％程度から１０％程度に下げるため、水分を蒸発させるために大きな乾燥エネルギーが必要であり、且つ、上記乾燥機の熱効率が４０〜７５％と高くないことから、乾燥コストが非常に高くなってしまう。このため、食品工場内で、余剰汚泥を脱水、乾燥させて再資源化する方法は殆ど採用されていないのが現状である。
【０００４】
ここで、乾燥コストを低減すべく、従来と同様な一般的な汚泥脱水機を用いて従来と同様な含水率８５％程度の脱水ケーキを得、この脱水ケーキを、ケーキ厚み成形機で水分蒸発可能な例えば０．５ｍｍ〜数ｍｍの薄片状に形成し、得られた薄片状ケーキを、乾燥装置に導入し油槽で搬送しながら加熱により乾燥させ、得られた乾燥汚泥を焼却処理し廃棄物とする汚泥処理方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−２１８３９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記公報に記載の汚泥処理方法では、乾燥汚泥を得るのに、脱水、厚み成形、乾燥の３工程が必要であり、必然的に、その設備コスト及びその消費電力等のコストが非常にかかってしまう。また、乾燥装置にあっては、油槽全体に油を張り当該油全体を加温部により加熱する構成のため、加熱コストが非常にかかってしまうと共に、油を使用するため、処理や取扱が容易ではない。
【０００７】
本発明は、このような課題を解決するために成されたものであり、容易に且つ低コストにて、燃料として使用することが可能な乾燥汚泥を得ることができる食品排水処理システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による食品排水処理システムは、食品工場で発生する排水を当該工場内で処理する食品排水処理システムにおいて、排水処理にあたって発生した余剰汚泥を脱水処理し脱水ケーキを得る脱水装置と、得られた脱水ケーキを乾燥処理し乾燥汚泥を得る乾燥装置と、を備え、脱水装置は、所定の周回軌道を移動する濾布及び当該濾布上に供給された余剰汚泥を、対向するプレスロール間で圧搾し薄膜の脱水ケーキを得る濾布走行式脱水機であり、乾燥装置は、脱水ケーキを熱風の気流に乗せ搬送しながら乾燥させる気流乾燥機であることを特徴としている。
【０００９】
このような食品排水処理システムによれば、濾布走行式脱水機により、脱水ケーキの厚みが従来の約５〜２０ｍｍから約１〜２ｍｍの薄膜とされ、且つ、脱水ケーキの含水率が従来の約８５％から約７０％以下に下げられ、このように脱水ケーキが薄膜且つ低含水率とされるため、薄膜且つ低含水率の乾燥に好適な気流乾燥機により、短時間で、脱水ケーキが乾燥されてその含水率が約１０〜４０％、好ましくは約２５〜３０％まで下げられ、例えば木屑並みの発熱量を有する燃料（汚泥燃料）とされる。すなわち、コストの多くを占める乾燥装置に着目し、脱水装置としては、大量の有機汚泥処理には向かないが、従来よりも厚みを薄く含水率を低くでき厚み成形工程を不要にできる濾布走行式脱水機を用い、後工程の乾燥装置としては、熱容積負荷を高めることができ薄膜且つ低含水率の汚泥を特に短時間で乾燥できると共に、装置の小型化及び簡易化並びに加熱コストの低減を図ることができる気流乾燥機を用いることで、容易に且つ低コストにて、燃料として使用することが可能な乾燥汚泥を得ることができる。
【００１０】
ここで、食品工場で発生する余剰汚泥には、Ｎａ、Ｋ、Ｃｌ等が多く含まれ塩濃度が高い。これらの塩を含む乾燥汚泥を燃料として燃焼装置で燃焼させると、燃焼装置の底部に残留したり、気化して燃焼排ガスに移行する。そして、燃焼装置の底部に残留する場合には、塩が低融点物質を形成し半溶融状態となって塊を形成し（以下アグロメレーションと呼ぶ）、また、気化して燃焼排ガスに移行する場合には、再び冷却され固化することにより例えばボイラ管壁等に付着し（以下ファウリングと呼ぶ）、排ガス通路の閉塞を招く虞がある。
【００１１】
そこで、脱水機に供給される余剰汚泥に、塩濃度低下剤を供給する構成とするのが好ましい。このような構成を採用した場合、塩濃度低下剤が、脱水助剤として働き、脱水機により生成される脱水ケーキのその含水率の低下に寄与すると共に、乾燥機により生成される乾燥汚泥のその塩濃度を低下させ、アグロメレーション及びファウリングを防止できる。
【００１２】
ここで、乾燥汚泥を燃料とする燃焼装置を備える構成であると、当該燃焼装置で乾燥汚泥を燃料として使用することができる。そして、脱水機に供給される余剰汚泥に、塩濃度低下剤を供給していれば、上述したように、当該燃焼装置でのアグロメレーション及びファウリングを防止できる。
【００１３】
また、燃焼装置は熱を回収して蒸気を発生する構成であると、食品工場で用いられることが多い蒸気を、化石燃料を用いることなく得ることができる。
【００１４】
また、乾燥機で生じた乾燥排ガスを燃焼装置の燃焼用空気とする構成であると、当該燃焼装置で臭気成分を分解でき、別途脱臭装置を設ける必要が無い。
【００１５】
また、燃焼装置で生じた燃焼排ガスの熱を回収して空気を予熱する空気予熱器を備え、空気予熱器で予熱された空気を乾燥機の熱風とする構成であると、バーナーを用いて熱風を生成する必要が無くなり、当該バーナーに用いる化石燃料を不要にでき、また、バーナーを用いる場合であっても、用いる化石燃料を低減できる。
【００１６】
また、排水を嫌気処理する嫌気処理装置を備え、嫌気処理装置で生じたメタンガスを乾燥機のバーナーの燃料とする構成であると、メタンガスが有効利用され、乾燥機のバーナーに用いる化石燃料を不要又は低減できる。
【００１７】
また、排水を嫌気処理する嫌気処理装置を備え、嫌気処理装置で生じたメタンガスを燃焼装置の補助燃料とする構成であると、メタンガスが有効利用され、燃焼装置のバーナーに用いる化石燃料を不要又は低減できる。
【発明の効果】
【００１８】
このように本発明による食品排水処理システムによれば、容易に且つ低コストにて、燃料として使用することが可能な乾燥汚泥を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る食品排水処理システムを示す構成図である。
【図２】図１中の濾布走行式脱水機を示す構成図である。
【図３】図２中の圧搾転着部を示す断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る食品排水処理システムを示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明による食品排水処理システムの好適な実施形態について図１〜図４を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る食品排水処理システムを示す構成図、図２は、図１中の濾布走行式脱水機を示す構成図、図３は、図２中の圧搾転着部を示す断面図である。
【００２１】
図１に示すように、食品排水処理システム１００は、食品工場で発生した排水を当該工場内で処理するシステムであって、前半部のライン（概ね図示上側のライン）は概略、排水を好気処理する一方で燃料としての乾燥汚泥を得るラインであり、曝気槽１、固液分離装置２、汚泥貯留槽３、混合槽４、濾布走行式脱水機５、気流乾燥機６、乾燥汚泥ホッパ７をこの順に備えると共に、混合槽４に対しては塩濃度低下剤供給装置１２を備えている。
【００２２】
また、後半部のライン（概ね図示下側のライン）は概略、乾燥汚泥を燃料として燃焼処理し発生した排ガスを処理するラインであり、燃焼装置８、空気予熱器９、排ガス処理装置１０、煙突１１をこの順に備えている。そして、これらの装置１〜１２は、食品工場内に設置されている。なお、図１及び後述の図４においては、液体、固体の流れるラインは実線で示し、気体の流れるラインは点線で示している。
【００２３】
曝気槽１は、食品工場で発生した排水及び後段の固液分離装置２で分離された返送汚泥を導入し好気処理するものであり、槽内を曝気するための散気装置１ａを備えている。
【００２４】
固液分離装置２は、曝気槽１からの処理水を導入し固液分離するものであり、ここでは、汚泥を沈降分離する沈殿槽が用いられている。
【００２５】
汚泥貯留槽３は、沈殿槽２で沈降し曝気槽１に返送される返送汚泥以外の余剰汚泥を導入し貯留するものである。
【００２６】
塩濃度低下剤供給装置１２は、ＣａＯやＭｇＯ、Ｍｇ(ＯＨ)２、ＭｇＣＯ３、ＣａＣＯ３、Ｃａ(ＯＨ)２等の塩濃度を下げる物質である塩濃度低下剤を供給するものである。この塩濃度低下剤は、脱水助剤としても機能する。ここで、ＣａＯ、ＭｇＯは、加熱しても吸熱反応や水の生成が無いため、特に好ましい。
【００２７】
混合槽４は、汚泥貯留槽３からの汚泥を導入すると共に、塩濃度低下剤供給装置１２からの塩濃度低下剤を導入し、これらを混合するものであり、槽内の汚泥に浸漬する羽根４ｂが駆動源４ｃの駆動により回転し汚泥と塩濃度低下剤を撹拌し混合する撹拌機４ａを備えている。
【００２８】
濾布走行式脱水機５は、塩濃度低下剤が混合された汚泥を混合槽４から導入し脱水して脱水ケーキを得るものである。この濾布走行式脱水機５は、処理する際の汚泥の厚さが非常に薄く、従って、薄膜の脱水ケーキを得るのに好適なものである。そして、濾布走行式脱水機５は、図２に示すように、無端状を成して所定の周回軌道を移動すると共に、混合槽４からの汚泥Ｓが供給される単一の濾布ベルト（濾布）５Ｖを備え、この濾布ベルト５Ｖに対して順に作用する真空脱水部５Ｘと、圧搾転着部５Ｙと、洗浄・脱水部５Ｚと、を備えている。
【００２９】
濾布ベルト５Ｖは、厚さが４〜８ｍｍ、幅が５００〜４２００ｍｍ程度の無端ベルトであり、図３に示すように、３層構造のフェルト材から成り、具体的には、汚泥Ｓを濾過する極細繊維層で構成された外面層５ａと、水分の浸透を促進する中細繊維層で構成された中間層５ｂと、水切れを促進する基布層で構成された内面層５ｃと、を備えている。これらの外面層５ａ、中間層５ｂ及び内面層５ｃは、接着剤等を使用することなく、綿打ち加工と同様の加工によって相互に繊維が絡み合うように接合されている。そして、図２に示すように、無端状の濾布ベルト５Ｖは、多数のロール５ｇと下側のプレスロール５ｅ及び下側のスクイズロール５ｉ（詳しくは後述）に掛け渡され、毎分５〜５０ｍ程度の移動速度で図２の時計回りの方向に所定の周回軌道を移動するように構成されている。
【００３０】
真空脱水部５Ｘは、濾布ベルト５Ｖの上面側に供給される汚泥Ｓを初期脱水するものであり、当該汚泥Ｓに対し濾布ベルト５Ｖの下面側から例えば最初の脱水部で７ｋＰａ程度の吸引負圧を作用させ、次の脱水部で２５ｋＰａ程度の吸引負圧を作用させて脱水する真空装置５ｄを備えている。
【００３１】
圧搾転着部５Ｙは、真空脱水部５Ｘからの汚泥Ｓを圧搾し脱水ケーキＭを得るものであり、汚泥Ｓを濾布ベルト５Ｖと共に圧搾して脱水する上下一対の対向するプレスロール５ｅ，５ｅを備えると共に、上側のプレスロール５ｅの下流側の近傍に、圧搾脱水により上側のプレスロール５ｅの周面に転着した脱水ケーキＭを剥離させて掻き落とすスクレーパ５ｆを備えている。そして、プレスロール５ｅ，５ｅによるプレス圧力は、１００〜６００ｋＰａ程度の圧力に設定されている。
【００３２】
洗浄・脱水部５Ｚは、圧搾転着部５Ｙからの濾布ベルト５Ｖを洗浄し絞るものであり、当該濾布ベルト５Ｖを洗浄水に浴させるための洗浄プール５ｈを備えると共に、この洗浄プール５ｈの下流側に、濾布ベルト５Ｖに洗浄水を噴射する水洗シャワー５ｊを備え、さらに、この水洗シャワー５ｊの下流側に、洗浄された濾布ベルト５Ｖを絞る上下一対の対向するスクイズロール５ｉ，５ｉを備えている。
【００３３】
図１に戻って、気流乾燥機６は、薄膜且つ低含水率の脱水ケーキの乾燥に好適なものであり、濾布走行式脱水機５からの脱水ケーキを導入し、略逆Ｕ字状の経路６ａ内において高速の熱風の気流に乗せ搬送しながら乾燥させて乾燥汚泥とするものである。
【００３４】
乾燥汚泥ホッパ７は、気流乾燥機６からの乾燥汚泥を導入し貯留すると共に当該乾燥汚泥を後段の燃焼装置８に供給するためのものである。
【００３５】
燃焼装置８は、乾燥汚泥ホッパ７からの乾燥汚泥を燃料（汚泥燃料）として導入し燃焼させるものであり、ここでは、ボイラが用いられている。このボイラ８は、前段の燃焼炉８ａ及び後段のボイラ本体８ｂを備え、燃焼炉８ａは、例えば流動床炉等であり、気流乾燥機６からの乾燥排ガスを燃焼用空気として導入し、例えば８００°Ｃ以上で燃料を燃焼する。
【００３６】
ボイラ本体８ｂは、燃焼炉８ａからの燃焼排ガスを導入し熱交換により蒸気を回収する。
【００３７】
空気予熱器９は、ボイラ本体８ｂからの排ガスを導入し空気とさらに熱交換させるもので、例えば４００°Ｃ程度の加熱空気を生成し、当該加熱空気を上記気流乾燥機６の熱風として供給する。
【００３８】
排ガス処理装置１０は、空気予熱器９からの排ガスを導入し当該排ガス中のダスト成分を捕集するものであり、ここでは、バグフィルタが用いられている。そして、このバグフィルタ１０には、当該バグフィルタ１０で濾過された浄化ガスを大気に放出するための煙突１１が接続されている。また、バグフィルタ１０及び上記ボイラ８には、バグフィルタ１０で捕集されたダスト成分及びボイラ８で生じた燃焼灰を外部に排出するための排出ラインＬが接続されている。
【００３９】
次に、このように構成された食品排水処理システム１００の作用について説明する。
【００４０】
食品排水は、曝気槽１で散気装置１ａによる曝気によって好気処理され、処理水は沈殿槽２で固液分離され、上澄水は系外に排出されて所定に処理される一方で、沈降汚泥は返送汚泥として曝気槽１に返送されて好気処理に供される。沈殿槽２の返送汚泥以外の余剰汚泥は、汚泥貯留槽３で一旦貯留されてから混合槽４に供給され、当該混合槽４で、塩濃度低下剤供給装置１２からの塩濃度低下剤と共に撹拌機４ａによる撹拌によって混合され、混合槽４からの汚泥（塩濃度低下剤含有汚泥）Ｓは濾布走行式脱水機５に導入される。なお、余剰汚泥に、無機凝集剤や高分子凝集剤等の凝集剤を供給しても良い。
【００４１】
濾布走行式脱水機５では、図２に示すように、汚泥Ｓは濾布ベルト５Ｖ上に供給され、真空脱水部５Ｘにおいて、当該汚泥Ｓに対して真空装置５ｄにより濾布ベルト５Ｖの下面側から吸引負圧が作用し、汚泥Ｓ中の水分が濾布ベルト５Ｖに浸透する。その際、濾布ベルト５Ｖの極細繊維層から成る外面層５ａが毛細管現象により水分のみを透過させて汚泥Ｓを確実に濾過し、中細繊維層から成る中間層５ｂが毛細管現象により水分の透過を促進し、基布層から成る内面層５ｃが水切れを促進する。従って、濾布ベルト５Ｖは、目詰まりを生じることなく汚泥Ｓを効率的に初期脱水する。なお、真空装置５ｄにより吸引された水分は回収タンク（不図示）に回収される。
【００４２】
初期脱水された汚泥Ｓは、圧搾転着部５Ｙにおいて、濾布ベルト５Ｖと共に、対向するプレスロール５ｅ，５ｅ間を通過する際に、これらのロール５ｅ，５ｅにより圧搾されて脱水される。その際、真空脱水部５Ｘで述べたのと同様に、外面層５ａが水分のみを透過させて汚泥Ｓを確実に濾過し、中間層５ｂが水分の透過を促進し、内面層５ｃが水切れを促進する。
【００４３】
これらの汚泥脱水の過程にあっては、塩濃度低下剤供給装置１２からの塩濃度低下剤が脱水助剤として働き、生成される脱水ケーキＭの含水率の低下に寄与する。
【００４４】
そして、プレスロール５ｅ，５ｅの圧搾により、約１〜２ｍｍの薄膜で含水率が約７０％以下の脱水ケーキＭが形成される。
【００４５】
この脱水ケーキＭは、上側のプレスロール５ｅの周面に転着しスクレーパ５ｆにより掻き落されて回収される。この回収された脱水ケーキＭはフレーク状を呈する。
【００４６】
圧搾転着部５Ｙを通過し脱水ケーキＭが剥離された濾布ベルト５Ｖは、洗浄・脱水部５Ｚにおいて、洗浄プール５ｈの洗浄水に浴することで洗浄され、次いで、水洗シャワー５ｊによる洗浄水の噴射によって洗浄され、次いで、スクイズロール５ｉ，５ｉ間を通過する際に、これらのロール５ｉ，５ｉにより絞られて脱水され元の状態に戻る。
【００４７】
一方、回収されたフレーク状の脱水ケーキＭは、図１に示すように、気流乾燥機６に導入される。ここで、気流乾燥機６の略逆Ｕ字状の経路６ａ内を流れる熱風の気流として、空気予熱器９からの４００〜４５０°Ｃ程度の加熱空気が導入され、脱水ケーキＭは、加熱空気の気流に乗って経路６ａ内を高速に搬送されながら十分に乾燥されて乾燥汚泥とされる。この乾燥汚泥は、その含水率が約１０〜４０％であり、例えば木屑並みの発熱量を有する燃料（汚泥燃料）とされる。
【００４８】
この乾燥汚泥は、乾燥汚泥ホッパ７で一旦貯留されてからボイラ８に供給され、当該ボイラ８の燃焼炉８ａにおいて、気流乾燥機６で生じた含水率１０％程度の乾燥排ガスを燃焼用空気として、例えば８００°Ｃ以上で燃焼される。この燃焼により、乾燥排ガスの臭気成分が分解される。
【００４９】
燃焼炉８ａで生じた燃焼排ガスは、ボイラ本体８ｂを通り、その際に、熱交換が行われて蒸気が回収され、ボイラ本体８ｂからの排ガスは、空気予熱器９においてさらに熱交換が行われ、前述したように、加熱空気が生成されて気流乾燥機６の熱風の気流として利用される。
【００５０】
一方、空気予熱器９を通すことで冷却された排ガスは、バグフィルタ１０を通過する際に、そのダスト成分が捕集され、清浄なガスとして煙突１１を介して大気に放出され、バグフィルタ１０で捕集されたダスト成分及びボイラ８で生じた燃焼灰は、排出ラインＬを介して外部に排出される。
【００５１】
このように、本実施形態においては、濾布走行式脱水機５により、脱水ケーキＭの厚みが従来の約５〜２０ｍｍから約１〜２ｍｍの薄膜とされ、且つ、脱水ケーキＭの含水率が従来の約８５％から約７０％以下に下げられ、このように脱水ケーキＭが薄膜且つ低含水率とされるため、薄膜且つ低含水率の乾燥に好適な気流乾燥機６により、短時間で、脱水ケーキＭが乾燥されてその含水率が約１０〜４０％、好ましくは約２５〜３０％まで下げられ、例えば木屑並みの発熱量を有する燃料（汚泥燃料）とされる。すなわち、コストの多くを占める乾燥装置に着目し、脱水装置としては、大量の有機汚泥処理には向かないが、従来よりも厚みを薄く含水率を低くでき厚み成形工程を不要にできる濾布走行式脱水機５を用い、後工程の乾燥装置としては、熱容積負荷を高めることができ薄膜且つ低含水率の汚泥を特に短時間で乾燥できると共に、装置の小型化（従来のスクリュープレス脱水機やベルトプレス脱水機に比して１／４〜１／６）及び簡易化並びに加熱コストの低減を図ることができる気流乾燥機６を用いることで、容易に且つ低コストにて、燃料として使用することが可能な乾燥汚泥を得ることができる。
【００５２】
因みに、発熱量が３５００ｋｃａｌ／ｋｇの乾燥汚泥（１０％含水率の時）を１ｋｇ作る場合、従来の含水率８２％の場合、５．０ｋｇの脱水汚泥を乾燥させる必要があり、そのエネルギーは３９００ｋｃａｌ程度必要であったが、今回の含水率６５％の場合、２．５７ｋｇの脱水汚泥を乾燥させるエネルギーは気流乾燥機６の効率も加味して１８００ｋｃａｌのエネルギーで足りることになり、１７００ｋｃａｌのエネルギーを回収できたことになる。
【００５３】
ここで、食品工場で発生する余剰汚泥には、Ｎａ、Ｋ、Ｃｌ等が多く含まれ塩濃度が高い。これらの塩を含む乾燥汚泥を燃料として燃焼装置で燃焼させると、燃焼装置の底部に残留したり、気化して燃焼排ガスに移行する。そして、燃焼装置の底部に残留する場合には、塩が低融点物質を形成し半溶融状態となって塊を形成し（以下アグロメレーションと呼ぶ）、また、気化して燃焼排ガスに移行する場合には、再び冷却され固化することにより例えばボイラ管壁等に付着し（以下ファウリングと呼ぶ）、排ガス通路の閉塞を招く虞がある。しかしながら、本実施形態にあっては、濾布走行式脱水機５に供給される余剰汚泥に、塩濃度低下剤を供給する構成のため、当該塩濃度低下剤が脱水助剤として働き、濾布走行式脱水機５により生成される脱水ケーキＭのその含水率の低下に寄与すると共に、気流乾燥機６により生成される乾燥汚泥のその塩濃度を低下させ、アグロメレーション及びファウリングを防止できる。
【００５４】
また、本実施形態においては、乾燥汚泥を燃料とする燃焼装置としてボイラ８（燃焼炉８ａ）を備えているため、当該ボイラ８で乾燥汚泥を燃料として使用することができる。そして、上記塩濃度低下剤により、当該ボイラ８でのアグロメレーション及びファウリングを防止できる。
【００５５】
また、ボイラ８（ボイラ本体８ｂ）は燃焼排ガスを導入し熱交換により蒸気を回収する構成のため、食品工場で用いられることが多い蒸気を、化石燃料を用いることなく得ることができる。
【００５６】
また、気流乾燥機６で生じた乾燥排ガスをボイラ８（燃焼炉８ａ）の燃焼用空気とする構成のため、当該ボイラ８で臭気成分を分解でき、別途脱臭装置を設ける必要が無い。
【００５７】
また、ボイラ８（燃焼炉８ａ）で生じた燃焼排ガスの熱を回収して空気を予熱する空気予熱器９を備え、この空気予熱器９で予熱された空気を気流乾燥機６の熱風とする構成のため、バーナーを用いて熱風を生成する必要が無くなり、当該バーナーに用いる化石燃料を不要にでき、また、バーナーを用いる場合であっても、用いる化石燃料を低減できる。
【００５８】
図４は、本発明の第２実施形態に係る食品排水処理システムを示す構成図である。この第２実施形態の食品排水処理システム２００が第１実施形態の食品排水処理システム１００と違う点は、食品工場内に、上記の食品排水とは別の高濃度の排水を処理すべく嫌気性の微生物を活用した嫌気処理装置１５を備えている点と、この嫌気処理装置１５で生じたメタンガスを、気流乾燥機６のバーナー６ｂの燃料とすると共に、燃焼装置としてのボイラ８（燃焼炉８ａ）の補助燃料としている点である。
【００５９】
なお、ここでは、嫌気処理装置１５の上流側に、嫌気処理を対象とした食品排水を導入する調整槽１３、この調整槽１３からの排水を導入し汚泥を沈降分離し沈降汚泥を嫌気処理装置１５に供給するための初沈槽１４が設けられている。
【００６０】
このような第２実施形態においては、嫌気処理装置１５で生じたメタンガスを気流乾燥機６のバーナー６ｂの燃料としているため、メタンガスが有効利用され、バーナー６ｂに用いる化石燃料を不要又は低減できる。
【００６１】
また、嫌気処理装置１５で生じたメタンガスをボイラ８（燃焼炉８ａ）の補助燃料としているため、メタンガスが有効利用され、ボイラ８（燃焼炉８ａ）のバーナーに用いる化石燃料を不要又は低減できる。
【００６２】
以上、本発明をその実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、上記実施形態においては、食品工場で発生した排水を処理するにあたって発生した余剰汚泥を、濾布走行式脱水機５で脱水処理して脱水ケーキを得、得られた脱水ケーキを、気流乾燥機６で乾燥処理して乾燥汚泥を得、得られた乾燥汚泥を、ボイラ８で燃焼させるようにしているが、得られた乾燥汚泥を燃料として販売するようにしても良く、このようにしても、濾布走行式脱水機５及び気流乾燥機６を用いることにより、容易に且つ低コストにて、燃料として使用することが可能な乾燥汚泥を得ることができるという効果を奏する。
【符号の説明】
【００６３】
５…濾布走行式脱水機、５ｅ…プレスロール、５Ｖ…濾布ベルト（濾布）、６…気流乾燥機、６ｂ…気流乾燥機のバーナー、８…ボイラ（燃焼装置）、８ａ…燃焼炉、８ｂ…ボイラ本体、９…空気予熱器、１２…塩濃度低下剤供給装置、１５…嫌気処理装置、１００，２００…食品排水処理システム、Ｍ…脱水ケーキ、Ｓ…汚泥。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、食品工場で発生する排水を当該工場内で処理する食品排水処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、食品工場の排水処理で発生した余剰汚泥を脱水して堆肥化し再資源化する方法が種々知られている。ここで、堆肥化にあたっては、発生した余剰汚泥を脱水し乾燥させ、さらに、木屑等の副資材の添加により含水率を５０〜６０％に調整し発酵させる。発酵させる期間は通常１０〜３０日かかるため、非常に大きな敷地と発生臭気防止対策が必要であり、食品工場では実施困難な場合が多く、余剰汚泥量に応じて専門業者に処理費を払い委託して再資源化する場合が多い。しかしながら、この処理費は、食品工場の排水処理コストの約半分を占める場合もあり、大きな負担となっている。
【０００３】
そこで、委託処理費をかけないように、食品工場内で、脱水汚泥を乾燥させて土壌改良剤や堆肥剤又は燃料とし再資源化を図る方法が提案されている。この場合には、余剰汚泥を、例えば、スクリュープレス脱水機やベルトプレス脱水機、遠心分離脱水機や多重円板脱水機等を用いて脱水して含水率８５％程度の脱水ケーキを得る。この脱水ケーキは塊状であるため、当該塊状の脱水ケーキの乾燥に好適な例えば直接加熱単筒又は複合加熱二重筒等の回転乾燥機や、通気回転又は通気竪型乾燥機等を用い、含水率１０％程度まで乾燥させる。この場合、乾燥機で含水率を８５％程度から１０％程度に下げるため、水分を蒸発させるために大きな乾燥エネルギーが必要であり、且つ、上記乾燥機の熱効率が４０〜７５％と高くないことから、乾燥コストが非常に高くなってしまう。このため、食品工場内で、余剰汚泥を脱水、乾燥させて再資源化する方法は殆ど採用されていないのが現状である。
【０００４】
ここで、乾燥コストを低減すべく、従来と同様な一般的な汚泥脱水機を用いて従来と同様な含水率８５％程度の脱水ケーキを得、この脱水ケーキを、ケーキ厚み成形機で水分蒸発可能な例えば０．５ｍｍ〜数ｍｍの薄片状に形成し、得られた薄片状ケーキを、乾燥装置に導入し油槽で搬送しながら加熱により乾燥させ、得られた乾燥汚泥を焼却処理し廃棄物とする汚泥処理方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−２１８３９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記公報に記載の汚泥処理方法では、乾燥汚泥を得るのに、脱水、厚み成形、乾燥の３工程が必要であり、必然的に、その設備コスト及びその消費電力等のコストが非常にかかってしまう。また、乾燥装置にあっては、油槽全体に油を張り当該油全体を加温部により加熱する構成のため、加熱コストが非常にかかってしまうと共に、油を使用するため、処理や取扱が容易ではない。
【０００７】
本発明は、このような課題を解決するために成されたものであり、容易に且つ低コストにて、燃料として使用することが可能な乾燥汚泥を得ることができる食品排水処理システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による食品排水処理システムは、食品工場で発生する排水を当該工場内で処理する食品排水処理システムにおいて、排水処理にあたって発生した余剰汚泥を脱水処理し脱水ケーキを得る脱水装置と、得られた脱水ケーキを乾燥処理し乾燥汚泥を得る乾燥装置と、を備え、脱水装置は、所定の周回軌道を移動する濾布及び当該濾布上に供給された余剰汚泥を、対向するプレスロール間で圧搾し薄膜の脱水ケーキを得る濾布走行式脱水機であり、乾燥装置は、脱水ケーキを熱風の気流に乗せ搬送しながら乾燥させる気流乾燥機であることを特徴としている。
【０００９】
このような食品排水処理システムによれば、濾布走行式脱水機により、脱水ケーキの厚みが従来の約５〜２０ｍｍから約１〜２ｍｍの薄膜とされ、且つ、脱水ケーキの含水率が従来の約８５％から約７０％以下に下げられ、このように脱水ケーキが薄膜且つ低含水率とされるため、薄膜且つ低含水率の乾燥に好適な気流乾燥機により、短時間で、脱水ケーキが乾燥されてその含水率が約１０〜４０％、好ましくは約２５〜３０％まで下げられ、例えば木屑並みの発熱量を有する燃料（汚泥燃料）とされる。すなわち、コストの多くを占める乾燥装置に着目し、脱水装置としては、大量の有機汚泥処理には向かないが、従来よりも厚みを薄く含水率を低くでき厚み成形工程を不要にできる濾布走行式脱水機を用い、後工程の乾燥装置としては、熱容積負荷を高めることができ薄膜且つ低含水率の汚泥を特に短時間で乾燥できると共に、装置の小型化及び簡易化並びに加熱コストの低減を図ることができる気流乾燥機を用いることで、容易に且つ低コストにて、燃料として使用することが可能な乾燥汚泥を得ることができる。
【００１０】
ここで、食品工場で発生する余剰汚泥には、Ｎａ、Ｋ、Ｃｌ等が多く含まれ塩濃度が高い。これらの塩を含む乾燥汚泥を燃料として燃焼装置で燃焼させると、燃焼装置の底部に残留したり、気化して燃焼排ガスに移行する。そして、燃焼装置の底部に残留する場合には、塩が低融点物質を形成し半溶融状態となって塊を形成し（以下アグロメレーションと呼ぶ）、また、気化して燃焼排ガスに移行する場合には、再び冷却され固化することにより例えばボイラ管壁等に付着し（以下ファウリングと呼ぶ）、排ガス通路の閉塞を招く虞がある。
【００１１】
そこで、脱水機に供給される余剰汚泥に、塩濃度低下剤を供給する構成とするのが好ましい。このような構成を採用した場合、塩濃度低下剤が、脱水助剤として働き、脱水機により生成される脱水ケーキのその含水率の低下に寄与すると共に、乾燥機により生成される乾燥汚泥のその塩濃度を低下させ、アグロメレーション及びファウリングを防止できる。
【００１２】
ここで、乾燥汚泥を燃料とする燃焼装置を備える構成であると、当該燃焼装置で乾燥汚泥を燃料として使用することができる。そして、脱水機に供給される余剰汚泥に、塩濃度低下剤を供給していれば、上述したように、当該燃焼装置でのアグロメレーション及びファウリングを防止できる。
【００１３】
また、燃焼装置は熱を回収して蒸気を発生する構成であると、食品工場で用いられることが多い蒸気を、化石燃料を用いることなく得ることができる。
【００１４】
また、乾燥機で生じた乾燥排ガスを燃焼装置の燃焼用空気とする構成であると、当該燃焼装置で臭気成分を分解でき、別途脱臭装置を設ける必要が無い。
【００１５】
また、燃焼装置で生じた燃焼排ガスの熱を回収して空気を予熱する空気予熱器を備え、空気予熱器で予熱された空気を乾燥機の熱風とする構成であると、バーナーを用いて熱風を生成する必要が無くなり、当該バーナーに用いる化石燃料を不要にでき、また、バーナーを用いる場合であっても、用いる化石燃料を低減できる。
【００１６】
また、排水を嫌気処理する嫌気処理装置を備え、嫌気処理装置で生じたメタンガスを乾燥機のバーナーの燃料とする構成であると、メタンガスが有効利用され、乾燥機のバーナーに用いる化石燃料を不要又は低減できる。
【００１７】
また、排水を嫌気処理する嫌気処理装置を備え、嫌気処理装置で生じたメタンガスを燃焼装置の補助燃料とする構成であると、メタンガスが有効利用され、燃焼装置のバーナーに用いる化石燃料を不要又は低減できる。
【発明の効果】
【００１８】
このように本発明による食品排水処理システムによれば、容易に且つ低コストにて、燃料として使用することが可能な乾燥汚泥を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る食品排水処理システムを示す構成図である。
【図２】図１中の濾布走行式脱水機を示す構成図である。
【図３】図２中の圧搾転着部を示す断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る食品排水処理システムを示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明による食品排水処理システムの好適な実施形態について図１〜図４を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る食品排水処理システムを示す構成図、図２は、図１中の濾布走行式脱水機を示す構成図、図３は、図２中の圧搾転着部を示す断面図である。
【００２１】
図１に示すように、食品排水処理システム１００は、食品工場で発生した排水を当該工場内で処理するシステムであって、前半部のライン（概ね図示上側のライン）は概略、排水を好気処理する一方で燃料としての乾燥汚泥を得るラインであり、曝気槽１、固液分離装置２、汚泥貯留槽３、混合槽４、濾布走行式脱水機５、気流乾燥機６、乾燥汚泥ホッパ７をこの順に備えると共に、混合槽４に対しては塩濃度低下剤供給装置１２を備えている。
【００２２】
また、後半部のライン（概ね図示下側のライン）は概略、乾燥汚泥を燃料として燃焼処理し発生した排ガスを処理するラインであり、燃焼装置８、空気予熱器９、排ガス処理装置１０、煙突１１をこの順に備えている。そして、これらの装置１〜１２は、食品工場内に設置されている。なお、図１及び後述の図４においては、液体、固体の流れるラインは実線で示し、気体の流れるラインは点線で示している。
【００２３】
曝気槽１は、食品工場で発生した排水及び後段の固液分離装置２で分離された返送汚泥を導入し好気処理するものであり、槽内を曝気するための散気装置１ａを備えている。
【００２４】
固液分離装置２は、曝気槽１からの処理水を導入し固液分離するものであり、ここでは、汚泥を沈降分離する沈殿槽が用いられている。
【００２５】
汚泥貯留槽３は、沈殿槽２で沈降し曝気槽１に返送される返送汚泥以外の余剰汚泥を導入し貯留するものである。
【００２６】
塩濃度低下剤供給装置１２は、ＣａＯやＭｇＯ、Ｍｇ(ＯＨ)２、ＭｇＣＯ３、ＣａＣＯ３、Ｃａ(ＯＨ)２等の塩濃度を下げる物質である塩濃度低下剤を供給するものである。この塩濃度低下剤は、脱水助剤としても機能する。ここで、ＣａＯ、ＭｇＯは、加熱しても吸熱反応や水の生成が無いため、特に好ましい。
【００２７】
混合槽４は、汚泥貯留槽３からの汚泥を導入すると共に、塩濃度低下剤供給装置１２からの塩濃度低下剤を導入し、これらを混合するものであり、槽内の汚泥に浸漬する羽根４ｂが駆動源４ｃの駆動により回転し汚泥と塩濃度低下剤を撹拌し混合する撹拌機４ａを備えている。
【００２８】
濾布走行式脱水機５は、塩濃度低下剤が混合された汚泥を混合槽４から導入し脱水して脱水ケーキを得るものである。この濾布走行式脱水機５は、処理する際の汚泥の厚さが非常に薄く、従って、薄膜の脱水ケーキを得るのに好適なものである。そして、濾布走行式脱水機５は、図２に示すように、無端状を成して所定の周回軌道を移動すると共に、混合槽４からの汚泥Ｓが供給される単一の濾布ベルト（濾布）５Ｖを備え、この濾布ベルト５Ｖに対して順に作用する真空脱水部５Ｘと、圧搾転着部５Ｙと、洗浄・脱水部５Ｚと、を備えている。
【００２９】
濾布ベルト５Ｖは、厚さが４〜８ｍｍ、幅が５００〜４２００ｍｍ程度の無端ベルトであり、図３に示すように、３層構造のフェルト材から成り、具体的には、汚泥Ｓを濾過する極細繊維層で構成された外面層５ａと、水分の浸透を促進する中細繊維層で構成された中間層５ｂと、水切れを促進する基布層で構成された内面層５ｃと、を備えている。これらの外面層５ａ、中間層５ｂ及び内面層５ｃは、接着剤等を使用することなく、綿打ち加工と同様の加工によって相互に繊維が絡み合うように接合されている。そして、図２に示すように、無端状の濾布ベルト５Ｖは、多数のロール５ｇと下側のプレスロール５ｅ及び下側のスクイズロール５ｉ（詳しくは後述）に掛け渡され、毎分５〜５０ｍ程度の移動速度で図２の時計回りの方向に所定の周回軌道を移動するように構成されている。
【００３０】
真空脱水部５Ｘは、濾布ベルト５Ｖの上面側に供給される汚泥Ｓを初期脱水するものであり、当該汚泥Ｓに対し濾布ベルト５Ｖの下面側から例えば最初の脱水部で７ｋＰａ程度の吸引負圧を作用させ、次の脱水部で２５ｋＰａ程度の吸引負圧を作用させて脱水する真空装置５ｄを備えている。
【００３１】
圧搾転着部５Ｙは、真空脱水部５Ｘからの汚泥Ｓを圧搾し脱水ケーキＭを得るものであり、汚泥Ｓを濾布ベルト５Ｖと共に圧搾して脱水する上下一対の対向するプレスロール５ｅ，５ｅを備えると共に、上側のプレスロール５ｅの下流側の近傍に、圧搾脱水により上側のプレスロール５ｅの周面に転着した脱水ケーキＭを剥離させて掻き落とすスクレーパ５ｆを備えている。そして、プレスロール５ｅ，５ｅによるプレス圧力は、１００〜６００ｋＰａ程度の圧力に設定されている。
【００３２】
洗浄・脱水部５Ｚは、圧搾転着部５Ｙからの濾布ベルト５Ｖを洗浄し絞るものであり、当該濾布ベルト５Ｖを洗浄水に浴させるための洗浄プール５ｈを備えると共に、この洗浄プール５ｈの下流側に、濾布ベルト５Ｖに洗浄水を噴射する水洗シャワー５ｊを備え、さらに、この水洗シャワー５ｊの下流側に、洗浄された濾布ベルト５Ｖを絞る上下一対の対向するスクイズロール５ｉ，５ｉを備えている。
【００３３】
図１に戻って、気流乾燥機６は、薄膜且つ低含水率の脱水ケーキの乾燥に好適なものであり、濾布走行式脱水機５からの脱水ケーキを導入し、略逆Ｕ字状の経路６ａ内において高速の熱風の気流に乗せ搬送しながら乾燥させて乾燥汚泥とするものである。
【００３４】
乾燥汚泥ホッパ７は、気流乾燥機６からの乾燥汚泥を導入し貯留すると共に当該乾燥汚泥を後段の燃焼装置８に供給するためのものである。
【００３５】
燃焼装置８は、乾燥汚泥ホッパ７からの乾燥汚泥を燃料（汚泥燃料）として導入し燃焼させるものであり、ここでは、ボイラが用いられている。このボイラ８は、前段の燃焼炉８ａ及び後段のボイラ本体８ｂを備え、燃焼炉８ａは、例えば流動床炉等であり、気流乾燥機６からの乾燥排ガスを燃焼用空気として導入し、例えば８００°Ｃ以上で燃料を燃焼する。
【００３６】
ボイラ本体８ｂは、燃焼炉８ａからの燃焼排ガスを導入し熱交換により蒸気を回収する。
【００３７】
空気予熱器９は、ボイラ本体８ｂからの排ガスを導入し空気とさらに熱交換させるもので、例えば４００°Ｃ程度の加熱空気を生成し、当該加熱空気を上記気流乾燥機６の熱風として供給する。
【００３８】
排ガス処理装置１０は、空気予熱器９からの排ガスを導入し当該排ガス中のダスト成分を捕集するものであり、ここでは、バグフィルタが用いられている。そして、このバグフィルタ１０には、当該バグフィルタ１０で濾過された浄化ガスを大気に放出するための煙突１１が接続されている。また、バグフィルタ１０及び上記ボイラ８には、バグフィルタ１０で捕集されたダスト成分及びボイラ８で生じた燃焼灰を外部に排出するための排出ラインＬが接続されている。
【００３９】
次に、このように構成された食品排水処理システム１００の作用について説明する。
【００４０】
食品排水は、曝気槽１で散気装置１ａによる曝気によって好気処理され、処理水は沈殿槽２で固液分離され、上澄水は系外に排出されて所定に処理される一方で、沈降汚泥は返送汚泥として曝気槽１に返送されて好気処理に供される。沈殿槽２の返送汚泥以外の余剰汚泥は、汚泥貯留槽３で一旦貯留されてから混合槽４に供給され、当該混合槽４で、塩濃度低下剤供給装置１２からの塩濃度低下剤と共に撹拌機４ａによる撹拌によって混合され、混合槽４からの汚泥（塩濃度低下剤含有汚泥）Ｓは濾布走行式脱水機５に導入される。なお、余剰汚泥に、無機凝集剤や高分子凝集剤等の凝集剤を供給しても良い。
【００４１】
濾布走行式脱水機５では、図２に示すように、汚泥Ｓは濾布ベルト５Ｖ上に供給され、真空脱水部５Ｘにおいて、当該汚泥Ｓに対して真空装置５ｄにより濾布ベルト５Ｖの下面側から吸引負圧が作用し、汚泥Ｓ中の水分が濾布ベルト５Ｖに浸透する。その際、濾布ベルト５Ｖの極細繊維層から成る外面層５ａが毛細管現象により水分のみを透過させて汚泥Ｓを確実に濾過し、中細繊維層から成る中間層５ｂが毛細管現象により水分の透過を促進し、基布層から成る内面層５ｃが水切れを促進する。従って、濾布ベルト５Ｖは、目詰まりを生じることなく汚泥Ｓを効率的に初期脱水する。なお、真空装置５ｄにより吸引された水分は回収タンク（不図示）に回収される。
【００４２】
初期脱水された汚泥Ｓは、圧搾転着部５Ｙにおいて、濾布ベルト５Ｖと共に、対向するプレスロール５ｅ，５ｅ間を通過する際に、これらのロール５ｅ，５ｅにより圧搾されて脱水される。その際、真空脱水部５Ｘで述べたのと同様に、外面層５ａが水分のみを透過させて汚泥Ｓを確実に濾過し、中間層５ｂが水分の透過を促進し、内面層５ｃが水切れを促進する。
【００４３】
これらの汚泥脱水の過程にあっては、塩濃度低下剤供給装置１２からの塩濃度低下剤が脱水助剤として働き、生成される脱水ケーキＭの含水率の低下に寄与する。
【００４４】
そして、プレスロール５ｅ，５ｅの圧搾により、約１〜２ｍｍの薄膜で含水率が約７０％以下の脱水ケーキＭが形成される。
【００４５】
この脱水ケーキＭは、上側のプレスロール５ｅの周面に転着しスクレーパ５ｆにより掻き落されて回収される。この回収された脱水ケーキＭはフレーク状を呈する。
【００４６】
圧搾転着部５Ｙを通過し脱水ケーキＭが剥離された濾布ベルト５Ｖは、洗浄・脱水部５Ｚにおいて、洗浄プール５ｈの洗浄水に浴することで洗浄され、次いで、水洗シャワー５ｊによる洗浄水の噴射によって洗浄され、次いで、スクイズロール５ｉ，５ｉ間を通過する際に、これらのロール５ｉ，５ｉにより絞られて脱水され元の状態に戻る。
【００４７】
一方、回収されたフレーク状の脱水ケーキＭは、図１に示すように、気流乾燥機６に導入される。ここで、気流乾燥機６の略逆Ｕ字状の経路６ａ内を流れる熱風の気流として、空気予熱器９からの４００〜４５０°Ｃ程度の加熱空気が導入され、脱水ケーキＭは、加熱空気の気流に乗って経路６ａ内を高速に搬送されながら十分に乾燥されて乾燥汚泥とされる。この乾燥汚泥は、その含水率が約１０〜４０％であり、例えば木屑並みの発熱量を有する燃料（汚泥燃料）とされる。
【００４８】
この乾燥汚泥は、乾燥汚泥ホッパ７で一旦貯留されてからボイラ８に供給され、当該ボイラ８の燃焼炉８ａにおいて、気流乾燥機６で生じた含水率１０％程度の乾燥排ガスを燃焼用空気として、例えば８００°Ｃ以上で燃焼される。この燃焼により、乾燥排ガスの臭気成分が分解される。
【００４９】
燃焼炉８ａで生じた燃焼排ガスは、ボイラ本体８ｂを通り、その際に、熱交換が行われて蒸気が回収され、ボイラ本体８ｂからの排ガスは、空気予熱器９においてさらに熱交換が行われ、前述したように、加熱空気が生成されて気流乾燥機６の熱風の気流として利用される。
【００５０】
一方、空気予熱器９を通すことで冷却された排ガスは、バグフィルタ１０を通過する際に、そのダスト成分が捕集され、清浄なガスとして煙突１１を介して大気に放出され、バグフィルタ１０で捕集されたダスト成分及びボイラ８で生じた燃焼灰は、排出ラインＬを介して外部に排出される。
【００５１】
このように、本実施形態においては、濾布走行式脱水機５により、脱水ケーキＭの厚みが従来の約５〜２０ｍｍから約１〜２ｍｍの薄膜とされ、且つ、脱水ケーキＭの含水率が従来の約８５％から約７０％以下に下げられ、このように脱水ケーキＭが薄膜且つ低含水率とされるため、薄膜且つ低含水率の乾燥に好適な気流乾燥機６により、短時間で、脱水ケーキＭが乾燥されてその含水率が約１０〜４０％、好ましくは約２５〜３０％まで下げられ、例えば木屑並みの発熱量を有する燃料（汚泥燃料）とされる。すなわち、コストの多くを占める乾燥装置に着目し、脱水装置としては、大量の有機汚泥処理には向かないが、従来よりも厚みを薄く含水率を低くでき厚み成形工程を不要にできる濾布走行式脱水機５を用い、後工程の乾燥装置としては、熱容積負荷を高めることができ薄膜且つ低含水率の汚泥を特に短時間で乾燥できると共に、装置の小型化（従来のスクリュープレス脱水機やベルトプレス脱水機に比して１／４〜１／６）及び簡易化並びに加熱コストの低減を図ることができる気流乾燥機６を用いることで、容易に且つ低コストにて、燃料として使用することが可能な乾燥汚泥を得ることができる。
【００５２】
因みに、発熱量が３５００ｋｃａｌ／ｋｇの乾燥汚泥（１０％含水率の時）を１ｋｇ作る場合、従来の含水率８２％の場合、５．０ｋｇの脱水汚泥を乾燥させる必要があり、そのエネルギーは３９００ｋｃａｌ程度必要であったが、今回の含水率６５％の場合、２．５７ｋｇの脱水汚泥を乾燥させるエネルギーは気流乾燥機６の効率も加味して１８００ｋｃａｌのエネルギーで足りることになり、１７００ｋｃａｌのエネルギーを回収できたことになる。
【００５３】
ここで、食品工場で発生する余剰汚泥には、Ｎａ、Ｋ、Ｃｌ等が多く含まれ塩濃度が高い。これらの塩を含む乾燥汚泥を燃料として燃焼装置で燃焼させると、燃焼装置の底部に残留したり、気化して燃焼排ガスに移行する。そして、燃焼装置の底部に残留する場合には、塩が低融点物質を形成し半溶融状態となって塊を形成し（以下アグロメレーションと呼ぶ）、また、気化して燃焼排ガスに移行する場合には、再び冷却され固化することにより例えばボイラ管壁等に付着し（以下ファウリングと呼ぶ）、排ガス通路の閉塞を招く虞がある。しかしながら、本実施形態にあっては、濾布走行式脱水機５に供給される余剰汚泥に、塩濃度低下剤を供給する構成のため、当該塩濃度低下剤が脱水助剤として働き、濾布走行式脱水機５により生成される脱水ケーキＭのその含水率の低下に寄与すると共に、気流乾燥機６により生成される乾燥汚泥のその塩濃度を低下させ、アグロメレーション及びファウリングを防止できる。
【００５４】
また、本実施形態においては、乾燥汚泥を燃料とする燃焼装置としてボイラ８（燃焼炉８ａ）を備えているため、当該ボイラ８で乾燥汚泥を燃料として使用することができる。そして、上記塩濃度低下剤により、当該ボイラ８でのアグロメレーション及びファウリングを防止できる。
【００５５】
また、ボイラ８（ボイラ本体８ｂ）は燃焼排ガスを導入し熱交換により蒸気を回収する構成のため、食品工場で用いられることが多い蒸気を、化石燃料を用いることなく得ることができる。
【００５６】
また、気流乾燥機６で生じた乾燥排ガスをボイラ８（燃焼炉８ａ）の燃焼用空気とする構成のため、当該ボイラ８で臭気成分を分解でき、別途脱臭装置を設ける必要が無い。
【００５７】
また、ボイラ８（燃焼炉８ａ）で生じた燃焼排ガスの熱を回収して空気を予熱する空気予熱器９を備え、この空気予熱器９で予熱された空気を気流乾燥機６の熱風とする構成のため、バーナーを用いて熱風を生成する必要が無くなり、当該バーナーに用いる化石燃料を不要にでき、また、バーナーを用いる場合であっても、用いる化石燃料を低減できる。
【００５８】
図４は、本発明の第２実施形態に係る食品排水処理システムを示す構成図である。この第２実施形態の食品排水処理システム２００が第１実施形態の食品排水処理システム１００と違う点は、食品工場内に、上記の食品排水とは別の高濃度の排水を処理すべく嫌気性の微生物を活用した嫌気処理装置１５を備えている点と、この嫌気処理装置１５で生じたメタンガスを、気流乾燥機６のバーナー６ｂの燃料とすると共に、燃焼装置としてのボイラ８（燃焼炉８ａ）の補助燃料としている点である。
【００５９】
なお、ここでは、嫌気処理装置１５の上流側に、嫌気処理を対象とした食品排水を導入する調整槽１３、この調整槽１３からの排水を導入し汚泥を沈降分離し沈降汚泥を嫌気処理装置１５に供給するための初沈槽１４が設けられている。
【００６０】
このような第２実施形態においては、嫌気処理装置１５で生じたメタンガスを気流乾燥機６のバーナー６ｂの燃料としているため、メタンガスが有効利用され、バーナー６ｂに用いる化石燃料を不要又は低減できる。
【００６１】
また、嫌気処理装置１５で生じたメタンガスをボイラ８（燃焼炉８ａ）の補助燃料としているため、メタンガスが有効利用され、ボイラ８（燃焼炉８ａ）のバーナーに用いる化石燃料を不要又は低減できる。
【００６２】
以上、本発明をその実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、上記実施形態においては、食品工場で発生した排水を処理するにあたって発生した余剰汚泥を、濾布走行式脱水機５で脱水処理して脱水ケーキを得、得られた脱水ケーキを、気流乾燥機６で乾燥処理して乾燥汚泥を得、得られた乾燥汚泥を、ボイラ８で燃焼させるようにしているが、得られた乾燥汚泥を燃料として販売するようにしても良く、このようにしても、濾布走行式脱水機５及び気流乾燥機６を用いることにより、容易に且つ低コストにて、燃料として使用することが可能な乾燥汚泥を得ることができるという効果を奏する。
【符号の説明】
【００６３】
５…濾布走行式脱水機、５ｅ…プレスロール、５Ｖ…濾布ベルト（濾布）、６…気流乾燥機、６ｂ…気流乾燥機のバーナー、８…ボイラ（燃焼装置）、８ａ…燃焼炉、８ｂ…ボイラ本体、９…空気予熱器、１２…塩濃度低下剤供給装置、１５…嫌気処理装置、１００，２００…食品排水処理システム、Ｍ…脱水ケーキ、Ｓ…汚泥。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
食品工場で発生する排水を当該工場内で処理する食品排水処理システムにおいて、
排水処理にあたって発生した余剰汚泥を脱水処理し脱水ケーキを得る脱水装置と、
得られた脱水ケーキを乾燥処理し乾燥汚泥を得る乾燥装置と、を備え、
前記脱水装置は、所定の周回軌道を移動する濾布及び当該濾布上に供給された前記余剰汚泥を、対向するプレスロール間で圧搾し薄膜の前記脱水ケーキを得る濾布走行式脱水機であり、
前記乾燥装置は、前記脱水ケーキを熱風の気流に乗せ搬送しながら乾燥させる気流乾燥機であることを特徴とする食品排水処理システム。
【請求項２】
前記脱水機に供給される前記余剰汚泥に、塩濃度低下剤を供給することを特徴とする請求項１記載の食品排水処理システム。
【請求項３】
前記乾燥汚泥を燃料とする燃焼装置を備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の食品排水処理システム。
【請求項４】
前記燃焼装置は熱を回収して蒸気を発生することを特徴とする請求項３記載の食品排水処理システム。
【請求項５】
前記乾燥機で生じた乾燥排ガスを前記燃焼装置の燃焼用空気とすることを特徴とする請求項３又は４記載の食品排水処理システム。
【請求項６】
前記燃焼装置で生じた燃焼排ガスの熱を回収して空気を予熱する空気予熱器を備え、
前記空気予熱器で予熱された空気を前記乾燥機の前記熱風とすることを特徴とする請求項３〜５の何れか一項に記載の食品排水処理システム。
【請求項７】
前記排水を嫌気処理する嫌気処理装置を備え、
前記嫌気処理装置で生じたメタンガスを前記乾燥機のバーナーの燃料とすることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の食品排水処理システム。
【請求項８】
前記排水を嫌気処理する嫌気処理装置を備え、
前記嫌気処理装置で生じたメタンガスを前記燃焼装置の補助燃料とすることを特徴とする請求項３〜６の何れか一項に記載の食品排水処理システム。
【請求項１】
食品工場で発生する排水を当該工場内で処理する食品排水処理システムにおいて、
排水処理にあたって発生した余剰汚泥を脱水処理し脱水ケーキを得る脱水装置と、
得られた脱水ケーキを乾燥処理し乾燥汚泥を得る乾燥装置と、を備え、
前記脱水装置は、所定の周回軌道を移動する濾布及び当該濾布上に供給された前記余剰汚泥を、対向するプレスロール間で圧搾し薄膜の前記脱水ケーキを得る濾布走行式脱水機であり、
前記乾燥装置は、前記脱水ケーキを熱風の気流に乗せ搬送しながら乾燥させる気流乾燥機であることを特徴とする食品排水処理システム。
【請求項２】
前記脱水機に供給される前記余剰汚泥に、塩濃度低下剤を供給することを特徴とする請求項１記載の食品排水処理システム。
【請求項３】
前記乾燥汚泥を燃料とする燃焼装置を備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の食品排水処理システム。
【請求項４】
前記燃焼装置は熱を回収して蒸気を発生することを特徴とする請求項３記載の食品排水処理システム。
【請求項５】
前記乾燥機で生じた乾燥排ガスを前記燃焼装置の燃焼用空気とすることを特徴とする請求項３又は４記載の食品排水処理システム。
【請求項６】
前記燃焼装置で生じた燃焼排ガスの熱を回収して空気を予熱する空気予熱器を備え、
前記空気予熱器で予熱された空気を前記乾燥機の前記熱風とすることを特徴とする請求項３〜５の何れか一項に記載の食品排水処理システム。
【請求項７】
前記排水を嫌気処理する嫌気処理装置を備え、
前記嫌気処理装置で生じたメタンガスを前記乾燥機のバーナーの燃料とすることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の食品排水処理システム。
【請求項８】
前記排水を嫌気処理する嫌気処理装置を備え、
前記嫌気処理装置で生じたメタンガスを前記燃焼装置の補助燃料とすることを特徴とする請求項３〜６の何れか一項に記載の食品排水処理システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−２１８３３４（Ｐ２０１１−２１８３３４Ａ）
【公開日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−９３１２８（Ｐ２０１０−９３１２８）
【出願日】平成２２年４月１４日（２０１０．４．１４）
【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２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月１４日（２０１０．４．１４）
【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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