本発明は、下水汚泥、生ごみ、塵芥、屎尿等の有機性廃棄物を消化槽において加温して発酵させることにより消化汚泥として脱水、乾燥して処理する有機性廃棄物の処理装置、このような有機性廃棄物の処理装置に用いられる乾燥機、および有機性廃棄物の処理方法に関するものである。

このような有機性廃棄物の処理装置として、例えば下水汚泥処理の消化設備では、消化槽において有機性廃棄物をメタン発酵させるために一定の温度に加温する必要がある。このときの温度は30℃〜40℃の中温消化が最も多い。このため、消化槽には投入汚泥と消化槽放熱分の熱を加える必要があり、従来は加温用のボイラーを設置して化石燃料や消化槽で発生した消化ガスを燃料として利用し、生じたスチームによって消化槽を加温したり、消化ガス発電設備や焼却設備等が隣接している場合には、その廃熱を利用して消化槽を加温したりしていた。

ところが、化学エネルギーである化石燃料や消化ガスは有効エネルギー効率の高いものであって、同じ有効エネルギー効率の高い電力などのエネルギーに変換すべきであり、ボイラーで化石燃料や消化ガスを燃焼させ、生じたスチームを比較的低温の消化槽加温に用いることは、エネルギー効率の観点からは望ましくない。また、消化ガス発電設備や焼却設備等の廃熱(排ガス)も高温であり、消化槽の加温よりも消化槽から排出された汚泥の乾燥熱源などに用いるのが望ましい。しかしながら、消化ガス発電設備の廃熱をこのような汚泥の乾燥熱源と消化槽加温の熱源との双方に利用しようとすると熱量が不足してしまう。

そこで、このような有機性廃棄物の処理装置および処理方法において、例えば特許文献1には、生ごみディスポーザ排水の処理方法として、初沈汚泥とともに生ごみディスポーザ排水を消化槽に投入してメタン発酵処理を行い、消化槽からの消化汚泥を脱水した脱水汚泥を乾燥機で乾燥させ、乾燥機からの乾燥排ガスは消化槽の加温に利用し、消化槽で発生した消化ガスを用いてガス発電を行って、このガス発電で発生した廃熱を乾燥機の熱源として利用することが提案されている。

特開2004−066094号公報

ところで、この特許文献1に記載された処理装置および処理方法では、脱水汚泥を乾燥させる乾燥機として、脱水汚泥と循環する乾燥汚泥との混合物を解砕しつつ熱風と接触させて乾燥する解砕機と、解砕された乾燥汚泥を気流搬送しながら熱風と接触させてさらに乾燥する気流搬送ラインとを備えた直接加熱式の気流乾燥機を用いている。そして、この気流乾燥機から排出された乾燥排ガスは、サイクロンによって乾燥汚泥粉が分離されて乾燥排空気として除湿器に供給され、この除湿器で除湿された除湿空気は、ガス発電を行う発電機の燃焼用空気として利用されるとともに、このガス発電で発生した燃焼排ガスと熱交換されて昇温された上で上述のような乾燥機の熱源である上記気流乾燥機の熱風としても利用され、乾燥排空気に含まれて除湿により除かれた水蒸気が消化槽の加温に利用される。

しかしながら、そのような特許文献1に記載された有機性廃棄物の処理装置および処理方法では、気流乾燥機から排出された乾燥排ガスを消化槽の加温に利用するのにサイクロンや除湿器が必要となる。また、消化槽の効率的な加温を図るために乾燥排空気を直接消化槽内に供給して初沈汚泥や生ごみディスポーザ排水を加温しようとすると、水蒸気とともに多くの除湿空気(乾燥ガス)も消化槽に供給されてしまうことが避けられないので、ガス発電機に供給される消化ガスのメタン濃度が低下してしまい、効率的な発電を行うことが困難となるとともに、ガス発電で発生する燃焼排ガスの温度も低下するため、気流乾燥機における脱水汚泥の確実な乾燥が妨げられることになる。

本発明は、このような背景の下になされたもので、有効エネルギーの損失を少なくし、サイクロンや除湿器を要することなく、脱水汚泥を乾燥した乾燥排ガスによって消化槽の加温を行うことが可能な有機性廃棄物の処理装置、有機性廃棄物の処理装置に用いられる乾燥機、および有機性廃棄物の処理方法を提供することを第1の目的とし、またこうして乾燥排ガスを消化槽の加温に用いても、効率的な消化ガス発電と脱水汚泥の確実な乾燥が可能な有機性廃棄物の処理装置、有機性廃棄物の処理装置に用いられる乾燥機、および有機性廃棄物の処理方法を提供することを第2の目的としている。

このような課題を解決して、上記第1の目的を達成するために、本発明の有機性廃棄物の処理装置は、有機性廃棄物を加温して発酵させることにより消化ガスを発生させる消化槽と、この消化槽において発生した消化ガスを燃焼することにより発電を行う消化ガス発電機と、上記消化槽から排出される消化汚泥を脱水する脱水機と、この脱水機において脱水した脱水汚泥を乾燥する乾燥機とを備え、この乾燥機は、上記消化ガス発電機において上記消化ガスを燃焼した燃焼排ガスにより上記脱水汚泥を間接的に加熱して乾燥する間接加熱式乾燥機であって、この間接加熱式乾燥機において上記脱水汚泥を乾燥して発生した乾燥排ガスにより上記消化槽において上記有機性廃棄物を加温することを特徴とする。

また、本発明の乾燥機は、有機性廃棄物を加温して発酵させることにより消化ガスを発生させる消化槽と、この消化槽において発生した消化ガスを燃焼することにより発電を行う消化ガス発電機と、上記消化槽から排出される消化汚泥を脱水する脱水機と、この脱水機において脱水した脱水汚泥を加熱して乾燥する乾燥機とを備えた有機性廃棄物の処理装置に用いられる乾燥機であって、内部に上記脱水汚泥が供給される回転可能な筒状体と、この筒状体の内部または外周部に設けられた加熱路と、上記筒状体の内部にキャリアガスを供給するキャリアガス供給口と、上記筒状体の内部において上記脱水汚泥を乾燥して発生した乾燥排ガスを上記キャリアガスとともに排出する乾燥排ガス排出口とを備え、上記加熱路には、上記消化ガス発電機において上記消化ガスを燃焼した燃焼排ガスが供給されて、上記脱水汚泥を間接的に加熱して乾燥するとともに、上記乾燥排ガス排出口は上記消化槽に接続されて、上記キャリアガスとともに排出される上記乾燥排ガスにより上記消化槽において上記有機性廃棄物を加温することを特徴とする。

さらに、本発明の有機性廃棄物の処理方法は、消化槽において有機性廃棄物を加温して発酵させることにより消化ガスを発生させ、この消化ガスを消化ガス発電機において燃焼することにより発電するとともに、上記消化槽から排出される消化汚泥を脱水機において脱水し、この脱水機において上記消化汚泥を脱水した脱水汚泥を、上記消化ガス発電機において上記消化ガスを燃焼した燃焼排ガスにより間接加熱式乾燥機によって間接的に加熱して乾燥して、この間接加熱式乾燥機において上記脱水汚泥を乾燥して発生した乾燥排ガスを上記消化槽に供給して上記有機性廃棄物を加温することを特徴とする。

このような有機性廃棄物の処理装置および処理方法においては、乾燥排ガス中の水蒸気の潜熱によって消化槽が加温されるため、化石燃料等の他の熱源の使用量を削減、あるいは不要とすることができる。さらに、消化ガス発電機の燃焼排ガスの廃熱をまず乾燥機の乾燥熱源に利用し、次にこの乾燥機の乾燥排ガスの廃熱を消化槽の加温熱源へと段階的に利用することにより、高温熱源から低温熱源へと有効エネルギーの効率的な利用を図ることができる。しかも、こうして最初に消化ガス発電機の高温の廃熱を乾燥機の熱源に使用するため、乾燥機での伝熱面積や滞留時間の増加も抑えることができる。

そして、上記構成の有機性廃棄物の処理装置および処理方法では、消化汚泥を脱水した脱水汚泥が、特許文献1に記載された気流乾燥機のような直接加熱式の乾燥機ではなく、間接加熱式乾燥機において消化ガス発電機の燃焼排ガスにより間接的に加熱されて乾燥させられる。間接加熱式乾燥機としては、本発明の乾燥機のように回転可能な筒状体と、この筒状体の内部に加熱路として複数の加熱管を配したスチームチューブドライヤーや、同じく回転可能な筒状体と、この筒状体の外周を覆うケーシングとを設けて、筒状体とケーシングとの間に加熱媒体が流通する加熱路を形成した外熱キルンなどの横型間接加熱式乾燥機を用いることができるが、このような間接加熱式乾燥機では、乾燥排ガス排出口から排出される乾燥排ガスに乾燥汚泥粉が混入することが少なく、気流乾燥機のように乾燥汚泥粉を分離するのにサイクロンを必要とすることがない。また、間接加熱式乾燥機から排出される乾燥排ガスは、殆どが脱水汚泥から蒸発した水蒸気であるので、キャリアガス供給口から供給されるキャリアガスの供給量を適正に調整することにより、除湿器を用いて水蒸気と空気を分離する必要もなくなる。

さらに、間接加熱式乾燥機から排出される乾燥排ガスの大部分が水蒸気であるので、この乾燥排ガスを消化槽内に直接吹き込んで消化槽内の有機性廃棄物を加温しても、消化ガス中のメタン濃度が低下することはない。従って、消化ガス発電機において効率的な消化ガス発電を行うことが可能であるとともに、この消化ガス発電機で発生した燃焼排ガスによって脱水汚泥を確実に乾燥することができ、上記第2の目的を達成することができる。また、脱水汚泥を乾燥した乾燥排ガスを消化槽に直接吹き込むことにより、乾燥排ガス中の臭気成分が外部に放散するのを防ぐこともできる。ただし、このように乾燥排ガス直接消化槽に吹き込むことなく、消化槽に付設された熱交換器に供給して間接的に有機性廃棄物を加温してもよい。また、上記消化ガス発電機において発生した温水により脱水汚泥を加温して上記間接加熱式乾燥機に供給すれば、一層確実な乾燥を行うことができる。

なお、本発明の有機性廃棄物の処理方法においては、上記消化槽に供給する上記有機性廃棄物の固形物濃度を2wt%〜4wt%の範囲とするとともに、この有機性廃棄物の固形物中の有機物濃度を80wt%〜99wt%の範囲として上記消化ガスを発生させ、この消化ガスを発電効率20%〜35%の範囲の上記消化ガス発電機において燃焼するとともに、上記消化槽から排出される上記消化汚泥を上記脱水機において含水率が60wt%〜75wt%の範囲に脱水して上記間接加熱式乾燥機により乾燥することで、後述する収支例のように化石燃料等の外部エネルギーを必要とせずに、消化槽で発生した消化ガスのみで乾燥機における乾燥および消化槽の加温を行うことが可能となる。

以上説明したように、本発明によれば、サイクロンや除湿器を必要とすることなく、間接加熱式乾燥機において脱水汚泥を乾燥させ、その乾燥排ガスによって消化槽の有機性廃棄物を加温することができ、有効エネルギーの効率的な利用を図ることができる。また、乾燥排ガスを直接消化槽に吹き込んで有機性廃棄物を加温しても、消化ガスのメタン濃度が低下することもなく、効率的な消化ガス発電と確実な脱水汚泥の乾燥を行うことができる。

本発明の第1の実施形態を示す概略図である。

第1の実施形態における熱収支の第1例を示す図である。

第1の実施形態における熱収支の第2例を示す図である。

第1の実施形態における熱収支の第3例を示す図である。

本発明の第2の実施形態を示す概略図である。

本発明の第3の実施形態を示す概略図である。

図1は、本発明の有機性廃棄物の処理装置の第1の実施形態を示す概略図であり、以下にこの第1の実施形態の処理装置について説明しながら、本発明の有機性廃棄物の処理方法の実施形態についても説明する。本実施形態においては、処理すべき有機性廃棄物として下水処理場から排出される濃縮汚泥Aが消化槽1に供給され、該消化槽1において加温されつつメタン発酵して消化され、消化ガス(メタンガス)Bが発生する。

この消化ガスBは、消化ガス発電機2に供給されて燃焼させられることにより発電を行うとともに、470℃〜600℃程度の高温の燃焼排ガスCを発生する。消化ガス発電機としては、例えばガスエンジンやガスタービン等を用いることが可能である。消化ガス発電機2の種類にもよるが、発電効率が20%〜35%となる発電機が好ましい。35%よりも発電効率が高いと排ガス温度が低くなり、乾燥機に必要な熱源を確保できなくなるおそれがある。また、発電された電力は、次述する脱水機や乾燥機等の当該処理装置の各種機器の動力源や、それ以外の電源としても利用可能である。なお、消化ガス発電機2からは消化ガスBの燃焼によって発生した温水も排出される。

消化槽1には固形物濃度(TS)が2wt%〜4wt%、固形物中の有機分が80wt%〜86wt%に調整された濃縮汚泥Aが供給される。固形物濃度が2wt%未満では、大型の消化槽1が必要となることから、放熱量が増え、消化温度維持のために多くの熱が必要となる。一方、固形物濃度が4wt%よりも多いと、濃縮汚泥Aの粘性が高くなり、濃縮汚泥Aの撹拌に多くの動力が必要となるとともに、状況により撹拌できない領域が生じる。また、濃縮汚泥Aには、予め生ごみ等のバイオマスを混合することもでき、この場合の固形物中の有機分濃度は80wt〜99wt%に調整すればよい。消化槽1に供給された濃縮汚泥Aは、30℃〜40℃程度に維持されながら嫌気性発酵により有機物が分解され、メタンを含む消化ガスBを発生する。

また、消化槽1から濃縮汚泥Aの消化残渣として抜き出される消化汚泥Dは、脱水機3により含水率が60wt%〜75wt%まで脱水され、水分が一定程度除去された脱水汚泥Eとして乾燥機4に供給されて乾燥させられる。脱水機3としては、遠心脱水機やベルトプレス等を用いることが可能である。なお、消化槽1から抜き出される消化汚泥Dには、生物難分解性の有機物が未消化のまま含まれていても良い。

そして、乾燥機4としては、被乾燥物である脱水汚泥Eと加熱媒体とが直接接触することのないスチームチューブドライヤーや外熱キルンのような間接加熱式乾燥機が用いられる。このうち、スチームチューブドライヤーは、横置きされた軸線回りに回転可能に支持された該軸線を中心とする主に円筒状の中空の筒状体と、この筒状体の内部に加熱路として配設される複数本の加熱管とから構成される。筒状体の上記軸線方向の一端(図1において左端)には脱水汚泥Eを筒状体内に供給するための供給口と乾燥排ガス排出口とが設けられるとともに、他端(図1において右端)には脱水汚泥Eを乾燥した乾燥汚泥Fの排出口とキャリアガス供給口とが設けられている。また、外熱キルンは、やはり横置きされた軸線回りに回転可能に支持された該軸線を中心とする主に円筒状の中空の筒状体と、この筒状体の外周を覆うケーシングとから構成され、これら筒状体とケーシングとの間に加熱媒体が流通する加熱路が形成される。さらに、スチームチューブドライヤーと同様に、筒状体の一端には脱水汚泥Eの供給口と乾燥排ガス排出口が、他端には乾燥汚泥Fの排出口とキャリアガス供給口が設けられる。

また、この乾燥機4には、上記加熱媒体として消化ガス発電機2から排出された燃焼排ガスCが上記加熱路に供給されて、筒状体内に供給された脱水汚泥Eを間接的に加熱して乾燥する。また、乾燥機4に供給された脱水汚泥Eが乾燥される際に生じる水蒸気を乾燥機4から外部に排出するために、キャリアガスが上記キャリアガス供給口から乾燥機4に供給される。キャリアガスとしては、空気、二酸化炭素、窒素など種々の気体が適用できるが、焼却炉やボイラ等の燃焼機器からの排ガスなど、可能な限り酸素が少ない気体を用いることが好ましい。乾燥した汚泥は乾燥汚泥Fとして、また脱水汚泥Eを加熱した燃焼排ガスCは低温の排ガスGとして、それぞれ乾燥機4から排出されて処理される。間接加熱式の乾燥機4から排出される乾燥汚泥Fの含水率は、1wt%〜45wt%である。50wt%以上であると、乾燥汚泥Fが間接加熱式の乾燥機4内に付着したり、塊状化したりするため、ハンドリングが困難となる。

一方、乾燥機4からは、脱水汚泥Eが乾燥させられる際に蒸発した水蒸気を主とする100℃以上、望ましくは120℃〜260℃程度の乾燥排ガスHが上記乾燥排ガス排出口から排出される。この乾燥排ガスHには、水蒸気とともに、キャリアガス供給口から供給されたキャリアガスが含まれる。そして、この乾燥排ガスHは上記消化槽1に供給されて、該消化槽1に保持された濃縮汚泥Aの加温に用いられる。さらに、本実施形態では、この乾燥排ガスHを消化槽1内に直接吹き込むことにより、該消化槽1内の濃縮汚泥Aを30℃〜40℃程度に加温する。

このように、上記構成の有機性廃棄物の処理装置、乾燥機4、および有機性廃棄物の処理方法では、消化ガス発電機2で発生した高温の燃焼排ガスCが乾燥機4において脱水汚泥Eの乾燥に利用され、この乾燥機4において発生した、燃焼排ガスCより低温の乾燥排ガスHが消化槽1における濃縮汚泥(有機性廃棄物)Aの加温に利用される。すなわち、消化ガスBを消化ガス発電機2において燃焼させて発生した熱源を段階的に利用することができるので、消化ガスBの有効エネルギー損失が少ない効率的な利用を図ることができる。

このため、これら乾燥機4における脱水汚泥Eの乾燥と消化槽1における濃縮汚泥Aの加温に要する熱量の大部分あるいは全てを、消化ガス発電機2において発生した燃焼排ガスCの廃熱によって賄うことが可能となり、乾燥や加温に用いる化石燃料等の他の熱源の使用量を大幅に削減、あるいは不要とすることができる。また、最初に消化ガス発電機2の高温の燃焼排ガスCの廃熱を乾燥機4の熱源に使用するので、この乾燥機4における伝熱面積や滞留時間の増加も抑えることができる。

ここで、図2は、第1の実施形態の処理装置および処理方法を用いて濃縮汚泥Aを処理した場合の熱収支の第1例を示すものである。なお、百分率(%)はいずれも重量%(wt%)である。この第1例においては、固形物濃度(TS)2.7wt%、固形物中の有機分80wt%、温度20℃の濃縮汚泥Aが740m³/dayで消化槽1に供給され、40℃に加温されて保持されることにより消化されてメタン発酵し、メタン濃度60%、熱量2180kJ/secの消化ガス(メタンガス)Bを8800m³N/dayで発生する。この消化ガスBは、消化ガス発電機2において燃焼させられて600kWの電力を発電するとともに、温度510℃、熱量1220kJ/secの燃焼排ガスCを発生する。

また、消化槽1からは濃度1.6wt%の消化汚泥Dが740m³/dayで抜き出されて脱水機3により脱水され、水分75wt%の脱水汚泥Eとして50t/dayで間接加熱式の乾燥機4に供給される。そして、この乾燥機4では、上記燃焼排ガスCを熱媒として脱水汚泥Eが乾燥させられ、水分40wt%、温度約100℃の乾燥汚泥Fとして20.7t/dayで排出されるとともに、燃焼排ガスCは温度80℃にまで冷却されて排ガスGとして5920kg/hourで排出され、それぞれ処理される。

一方、乾燥機4において脱水汚泥Eを乾燥することにより蒸発した水分は、温度120℃、熱量920kJ/secの水蒸気を主とする乾燥排ガスHとして1340kg/hourで排出されて消化槽1に直接吹き込まれることにより供給され、消化槽1に保持された濃縮汚泥Aを加温する。消化槽1における濃縮汚泥Aの加温必要熱量は790kJ/secであり、乾燥排ガスHの熱量によって賄うことができるので、消化槽1での加温や乾燥機4における乾燥に化石燃料等を必要とすることがない。

また、図3は、第1の実施形態の処理装置および処理方法を用いて濃縮汚泥Aを処理した場合の熱収支の第2例を示すものであり、第1例と比べて脱水機3における脱水性能を高くして脱水汚泥Eの水分と排出量を低減した場合を示している。なお、この第2例において、濃縮汚泥A、消化ガスB、燃焼排ガスC、および消化汚泥Dの熱収支、排出量(供給量)、および消化ガス発電機2における発電量は第1例と同じである。

すなわち、この第2例では、脱水機3からは水分70wt%の脱水汚泥Eが50t/dayで乾燥機4に供給されて、この乾燥機4において燃焼排ガスCにより乾燥させられ、第1例よりも低減した10wt%の水分で、温度約100℃の乾燥汚泥Fとして、第1例よりも少ない13.3t/dayの排出量で排出され、処理される。また、燃焼排ガスCは第1例と同様に冷却されて同様の排出量で排出され、処理される。

このように脱水機3における脱水性能を高くして脱水汚泥Eの水分、排出量が低減すると、乾燥機4から排出される乾燥排ガスHの排出量も低減するが、乾燥機4において乾燥に要する熱量に余裕が生じるので、この第2例では乾燥排ガスHの温度を高くして消化槽1における加温必要熱量790kJ/secを賄うことができる。第2例では、温度240℃、熱量920kJ/secの乾燥排ガスHが1220kg/hourで消化槽1に直接吹き込まれることにより濃縮汚泥Aを加温する。

従って、この第2例でも、第1例と同様に消化槽1の加温や乾燥機4の乾燥に化石燃料等を要することなく、濃縮汚泥Aの処理を行うことができる。また、乾燥汚泥Fの水分および排出量が低減されるので、その処理を容易とすることができる。なお、脱水機3における脱水性能を高めるのに代えて、例えば後述する第2の実施形態のように、脱水機3と乾燥機4との間に予備加熱機を設け、消化ガス発電機2において発生する温水の廃熱を利用するなどして、乾燥性能を向上させるようにしてもよい。

さらに、図4は、第1の実施形態の処理装置および処理方法を用いて濃縮汚泥Aを処理した場合の熱収支の第3例を示すものであり、第1例と比べて消化槽1に供給される濃縮汚泥Aの有機分が高くなった場合を示している。すなわち、この第3例では濃縮汚泥Aの濃度、供給量は第1例と同じであるものの、有機分が85wt%と高くなっており、これに伴い濃縮汚泥Aがメタン発酵した消化ガスBもメタン濃度は第1例と同じであるものの、熱量2320kJ/sec、発生量9350m³N/dayと増大している。

従って、このような消化ガスBを燃焼することにより、消化ガス発電機2から乾燥機に供給される燃焼排ガスCも、熱量1290kJ/sec、供給量6283kg/hourと第1例よりも増大する。また、消化ガス発電機2における発電量も695kWと第1、第2例よりも増大する。一方、消化槽1から排出される消化汚泥Dは、濃縮汚泥Aの有機分が高い分だけ濃度が1.55wt%と若干低減し、脱水機3から乾燥機4に供給される脱水汚泥Eも46t/dayと僅かに少なくなる。

このため、乾燥機4から排出される乾燥排ガスHも、排出量は1260kg/hourと僅かに少なくなるものの、乾燥機4への脱水汚泥Eの供給が少なくなることと燃焼排ガスCの熱量、供給量が第1例よりも増大することにより、第2例と同じく乾燥機4において乾燥に要する熱量に余裕が生じて温度が230℃と高くなり、消化槽1における加温必要熱量790kJ/secを賄うことができて、やはり化石燃料等を要することがない。また、この第3例でも、乾燥機4から排出される乾燥汚泥Fは排出量が19.2t/dayと第1例より若干少なくなって処理が容易となる。なお、排ガスGは排出量6283kg/hour、熱量190kJ/secと第1、2例よりも若干増大する。

すなわち、これら第1例〜第3例で説明したように、消化槽1に供給する有機性廃棄物(濃縮汚泥A)の固形物濃度を2wt%〜4wt%の範囲とするとともに、この有機性廃棄物の固形物中の有機物濃度を80wt%〜99wt%の範囲として消化ガスBを発生させ、この消化ガスBを発電効率20%〜35%の範囲の消化ガス発電機2において燃焼するとともに、消化槽1から排出される消化汚泥Dを脱水機3において含水率が60wt%〜75wt%の範囲に脱水して間接加熱式の乾燥機4により乾燥することによって、化石燃料等の外部エネルギーを必要とせず、消化槽1で発生した消化ガスBのみにより乾燥機4における乾燥および消化槽1の加温を行うことが可能となる。

そして、さらに上記構成の有機性廃棄物の処理装置、乾燥機4、および有機性廃棄物の処理方法では、脱水汚泥Eを乾燥する乾燥機4が、消化ガス発電機2から供給された燃焼排ガスCによって脱水汚泥Eを間接的に加熱する間接加熱式の乾燥機4であるので、熱風によって脱水汚泥を乾燥する気流乾燥機のような直接加熱式の乾燥機と比べて消化槽1に供給される乾燥排ガスHに乾燥汚泥Fの微粉が混入することが少なく、このような乾燥汚泥粉を除去するためのサイクロンのような設備を必要とすることがない。

また、このような間接加熱式の乾燥機4では、直接加熱式の気流乾燥機のように加熱媒体としての熱風に含まれる空気が脱水汚泥Eを乾燥した乾燥排ガスHに含まれることもなく、乾燥排ガスHは殆どが脱水汚泥Eから蒸発した水蒸気となる。このため、特許文献1に記載された処理装置のように空気と水蒸気を分離する除湿器が必要となることもなく、サイクロンが不要となることとも相俟って装置構成の簡略化を図ることができる。

そして、このように乾燥排ガスHの殆どが水蒸気であるため、上記第1の実施形態のように乾燥排ガスHを消化槽1内に直接吹き込んで水蒸気の潜熱により濃縮汚泥Aを加温しても、凝縮した水分によって消化汚泥Eは増加するものの、メタン発酵により発生する消化ガスBのメタン濃度が低下することがない。このため、消化ガス発電機2における発電量や燃焼排ガスCの熱量は維持しつつ、乾燥排ガスHの直接吹き込みにより熱損失を抑えて効率的な濃縮汚泥Aの加温を図ることが可能となる。また、脱水汚泥Eを乾燥した乾燥排ガスHに含まれる臭気も消化槽1に吹き込まれて消化ガスBとともに消化ガス発電機2において燃焼させられるので、乾燥排ガスHの臭気が外部に漏れ出すこともない。

次に、図5は、本発明の第2の実施形態を示すものであり、この第2の実施形態および図6に示す第3の実施形態において図1に示した第1の実施形態と共通する部分には同一の符号を配して説明を省略する。この第2の実施形態では、脱水機3と乾燥機4との間に予備加熱機5が備えられており、脱水機3から排出された脱水汚泥Eは、この予備加熱機5によって加温されて予備乾燥されてから、乾燥機4に供給されて所定の水分量まで乾燥させられる。そして、この予備加熱機5において脱水汚泥Eを加温する加熱媒体としては、消化ガス発電機2において発生した温水Iが用いられる。従って、脱水汚泥Eの水分が増えることがないように、予備加熱機5も加熱媒体(温水I)が脱水汚泥Eと接触することのない間接加熱式の乾燥機が用いられる。

このような第2の実施形態の処理装置、乾燥機4、および処理方法では、上述した第1の実施形態の熱収支の第2例のように脱水機3の脱水性能を向上させた場合と同様に、乾燥機4に供給される脱水汚泥Eの水分が低減させられるので、乾燥機4において乾燥に要する熱量に余裕が生じ、より高温の乾燥排ガスHを消化槽1に供給することが可能となる。このため、消化ガス発電機2において発生する温水Iの廃熱を利用して、第1の実施形態と同様に化石燃料等を要することなく消化槽1の濃縮汚泥Aを加温することができるとともに、乾燥汚泥Fの排出量や水分を減らして処理を容易とすることができる。

なお、これら第1、第2の実施形態では、乾燥機4において発生した乾燥排ガスHを消化槽1内に直接吹き込んで濃縮汚泥Aを加温しているが、図6に示す第3の実施形態のように消化槽1に熱交換器6を付設して、この熱交換器6を介して間接的に濃縮汚泥Aを加温するようにしてもよい。また、熱交換器6に代えて、消化槽1をジャケット構造としてジャケット部内に乾燥排ガスHを供給することにより、濃縮汚泥Aを間接的に加温してもよい。

このような第3の実施形態では、水蒸気を主とする乾燥排ガスHが消化槽1内で凝縮することがないので、消化汚泥Dおよび脱水汚泥Eの水分が増えるのを防ぐことができ、脱水機3や乾燥機4の負担を軽減することができる。なお、この第3の実施形態でも、第2の実施形態と同様に脱水機3と乾燥機4との間に予備加熱機5を備えて、消化ガス発電機2において発生した温水Iにより脱水汚泥Eを加温して予備乾燥してもよい。

なお、上記各実施の形態で説明した有機性廃棄物A、消化槽1、脱水機3、間接加熱式の乾燥機4等の構成は一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において状況に応じて変更可能であることはいうまでもない。また、上記各実施の形態で説明した燃焼排ガスCや消化汚泥Dの流れも一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において状況に応じて変更可能であることもいうまでもない。

1 消化槽 2 消化ガス発電機 3 脱水機 4 乾燥機 5 予備加熱機 6 熱交換器 A 濃縮汚泥(有機性廃棄物) B 消化ガス C 燃焼排ガス D 消化汚泥 E 脱水汚泥 F 乾燥汚泥 G 排ガス H 乾燥排ガス I 温水