JP5176033B2 - 汚泥成形用ノズルおよびバンド式汚泥乾燥装置 - Google Patents

Description

本発明は、汚泥（特に下水汚泥）を成形するために用いる汚泥成形用ノズルおよびその汚泥成形用ノズルを備えたバンド式汚泥乾燥装置に関するものである。

汚泥の有効利用等を図る場合、先ずは汚泥を乾燥させる処理が行われる（例えば、特許文献１参照）。

そこで、そのような汚泥の乾燥処理のために、海産物等の乾燥に利用されている多段バンド式乾燥装置を用いることが考えられる。多段バンド式乾燥装置は、特許文献２や特許文献３等に記載されているが、海産物等の被乾燥物を搬送する網目状のコンベアベルト（バンド）を上下方向に複数段備えており、それらのバンドで搬送されている被乾燥物に対して熱風や温風を送風することで、被乾燥物を乾燥するようになっている。

そして、そのような多段バンド式乾燥装置に汚泥を供給する方法としては、特許文献４に記載されているように、円柱状の多孔ノズルから汚泥を押し出し切断して供給する方法や、特許文献５に記載されているように、ローラーによる圧密で汚泥を紐状に成形して供給する方法が考えられる。

特開２００８−０５０４５８号公報 特開平０２−０６９１３５号公報 実開平０６−０３１４７９号公報 特開２００７−３０６８７９号公報 特開２００８−０２０１７２号公報

通常、下水汚泥（脱水ケーキ）は、毛髪などの異物を含んでいるととともに、付着性が高い。

したがって、特許文献４のように、円柱状の多孔ノズルから下水汚泥を押し出した場合、下水汚泥中の毛髪がノズル孔を跨いでしまって目詰まりを起こし、連続して安定した供給ができない。

また、特許文献５のように、ローラーによって汚泥を圧密した場合、高付着性である下水汚泥がローラーに付着して自重ではローラーから離脱しなくなる。この対策として、ローラーの溝に合わせたスクレーパが取り付けることが考えられるが、スクレーパ上で塊状になってしまう。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、汚泥（特に下水汚泥）を円滑に成形することができる汚泥成形用ノズルおよびその汚泥成形用ノズルを備えたバンド式汚泥乾燥装置を提供することを目的とするものである。

前記課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有する。

［１］矩形の断面を有する汚泥成形用筒型ノズルにおいて、前記断面を矩形の長辺方向に複数に仕切る少なくとも１対の傾斜板を配置し、かつ前記ノズルの出口部で前記１対の傾斜板の頂部同士を対向させ、その間に隙間を設けたことを特徴とする汚泥成形用ノズル。

［２］矩形の断面を有する汚泥成形用筒型ノズルにおいて、前記断面を矩形の長辺方向に複数に仕切る少なくとも１枚の傾斜板を配置し、かつ前記ノズルの出口部で前記傾斜板の頂部と対向する前記ノズルの内壁面との間に隙間を設けたことを特徴とする汚泥成形用ノズル。

［３］矩形の断面を有する汚泥成形用筒型ノズルにおいて、前記断面を矩形の長辺方向に複数に仕切る少なくとも１枚の傾斜板を、その頂部が前記ノズルの出口部よりも前方に突出する位置に設けたことを特徴とする汚泥成形用ノズル。

［４］前記［１］〜［３］のいずれかに記載の汚泥成形用ノズルを備えていることを特徴とするバンド式汚泥乾燥装置。

本発明においては、汚泥（特に下水汚泥）を円滑に成形することができる。

本発明の実施形態におけるバンド式汚泥乾燥装置を示す図である。 本発明の実施形態における汚泥成形ノズルを示す図である。 本発明の実施形態１における汚泥成形ノズルを示す図である。 本発明の実施形態１における成形後の汚泥を示す図である。 本発明の実施形態１における傾斜板の横断面を示す図である。 本発明の実施形態２における汚泥成形ノズルを示す図である。 本発明の実施形態２における成形後の汚泥を示す図である。 本発明の実施形態３における汚泥成形ノズルを示す図である。 本発明の実施形態３における成形後の汚泥を示す図である。 本発明の実施形態３における汚泥の流れを示す図である。

本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の実施形態における多段バンド式汚泥乾燥装置を示す図である。図１に示すように、この実施形態における多段バンド式汚泥乾燥装置１０は、乾燥装置本体１１の内部に複数段のバンド（ここでは、１段目バンド１２と２段目バンド１３）を備えているとともに、脱水汚泥１が貯留されている汚泥貯留槽７から汚泥ポンプ８によって供給されてきた汚泥を所定の形状に成形する成形ノズル（汚泥成形用ノズル）１４と、乾燥後の汚泥を排出する乾燥汚泥排出装置１５を備えている。温風は、温風発生熱交換器１９で未利用排熱などと熱交換して所定の温度とし、乾燥装置本体１１に送風されて、１段目バンド１２および２段目バンド１３で搬送されている汚泥２を乾燥するようになっている。その際、汚泥２からの臭気をできるだけ抑制しながら乾燥するためには、１７０〜２４０℃の温風によって汚泥２の表面に殻を形成させるようにする。なお、温風は、大半は循環ファン１８によって温風発生熱交換器１９と乾燥装置本体１１内を循環され、一部は空気導入ファン１７によって大気から導入され、一部は図示しない排気処理装置によって排気される。

なお、図２は、汚泥成形ノズル１４を１段目バンド１２に対して垂直に向けて、成形された汚泥（成形汚泥）２が１段目バンド１２に載っていく状態を示している。ただし、汚泥成形ノズル１４の１段目バンド１２に対する角度は垂直である必要はなく、水平でもかまわない。

そして、この汚泥成形ノズル１４の具体的な構造について、実施形態１〜３として以下に示す。

［実施形態１］
図３は、本発明の実施形態１に係る汚泥成形ノズル１４Ａを示す図である。なお、ここでは、ノズルの長手方向（汚泥の流れる方向）を水平方向に向けて示している。

図３（ａ）に斜視図、図３（ｂ）に長手方向の切断面図を示すように、この実施形態１に係る汚泥成形ノズル１４Ａは、その本体が矩形の断面を有する筒型ノズル２０である。そして、その筒型ノズル２０の内部に、断面を矩形の長辺方向に複数に仕切る少なくとも１対の傾斜板２１ａ、２１ｂが、ノズル２０の出口部で傾斜板２１ａ、２１ｂの頂部同士が対向するように設けられている。傾斜板２１ａ、２１ｂは、汚泥１の流れに対して緩やかな傾斜があり、ノズル２０の出口部において傾斜板２１ａの頂部と傾斜板２１ｂの頂部との間に隙間Ｓ１（１ｍｍ程度）が設けられている。

これによって、傾斜板２１ａ、２１ｂに沿って流れる毛髪などの異物は、隙間Ｓ１により、目詰まりを起こすことなく排出される。したがって、成形された汚泥２も円滑に流出する。

そして、図４は、この汚泥成形ノズル１４Ａによって成形された汚泥（成形汚泥）２Ａのノズル２０出口部での斜視図を示すものである。

図４に示すように、汚泥成形ノズル１４Ａによって成形された成形汚泥２Ａは、矩形断面筒型ノズル２０の厚さ（短辺方向の間隙）とほほ同じ厚さの厚肉部３Ａと、傾斜板２１ａ、２１ｂによって形成された厚さがほぼＳ１（１ｍｍ程度）の薄肉部４Ａとを有している。

この後、成形汚泥２Ａは、乾燥による収縮や乾燥装置内の物理的な衝撃（バンド乗り換え時の落下、転動、解砕機能の付与など）によって、厚肉部３Ａ間を繋いでいた薄肉部４Ａが切断され、棒状になる。

特に、図５に横断面図を示すように、傾斜板２１ａ、２１ｂの出口隅部を切り欠き２１ｃにすることで、毛髪などの異物を排出する空間を維持しつつ、隙間Ｓ１を狭くできるため、成形汚泥２Ａの棒状成形が促進される。

なお、汚泥成形ノズル１４Ａの具体的な寸法・形状の一例を以下に示す。

・矩形断面筒型ノズル２０
全長（長手方向の長さ）：約１００〜１５０ｍｍ
幅（長辺方向の長さ） ：１段目バンド１の幅程度（最大２ｍ程度）
厚さ（短辺方向の間隙）：１０ｍｍ程度（最大１２ｍｍ程度）
板厚 ：約１〜２ｍｍ
・傾斜板２１ａ、２１ｂ
長辺方向の設置間隔 ：１０〜１２ｍｍ
板厚 ：約２ｍｍ
傾斜角度 ：１５°（±３°程度）

［実施形態２］
図６は、本発明の実施形態２に係る汚泥成形ノズル１４Ｂを示す図である。なお、ここでは、ノズルの長手方向（汚泥の流れる方向）を水平方向に向けて示している。

図６（ａ）に斜視図、図６（ｂ）に長手方向の切断面図を示すように、この実施形態２に係る汚泥成形ノズル１４Ｂは、その本体が矩形の断面を有する筒型ノズル２０である。そして、その筒型ノズル２０の内部に、断面を矩形の長辺方向に複数に仕切る少なくとも１枚の傾斜板２２が、その頂部がノズル２０の出口部に位置するように設けられている。傾斜板２２は、汚泥１の流れに対して緩やかな傾斜があり、ノズル２０の出口部において傾斜板２２の上端とノズル２０の内壁との間に隙間Ｓ２（１ｍｍ程度）が設けられている。

これによって、傾斜板２２に沿って流れる毛髪などの異物は、隙間Ｓ２により、目詰まりを起こすことなく排出される。したがって、成形された汚泥２も円滑に流出する。

そして、図７は、この汚泥成形ノズル１４Ｂによって成形された汚泥（成形汚泥）２Ｂのノズル２０出口部での斜視図を示すものである。

図７に示すように、汚泥成形ノズル１４Ｂによって成形された成形汚泥２Ｂは、矩形断面筒型ノズル２０の厚さとほほ同じ厚さの厚肉部３Ｂと、傾斜板２２によって形成された厚さがほぼＳ２（２ｍｍ程度）の薄肉部４Ｂとを有している。

この後、成形汚泥２Ｂは、乾燥による収縮や乾燥装置内の物理的な衝撃（バンド乗り換え時の落下、転動、解砕機能の付与など）によって、厚肉部３Ｂ間を繋いでいた薄肉部４Ｂが切断され、棒状になる。

また、実施形態１において図５で示したと同様に、傾斜板２２の出口隅部を切り欠きにすることで、毛髪などの異物を排出する空間を維持しつつ、隙間Ｓ２を狭くできるため、成形汚泥２Ｂの棒状成形が促進される。

なお、汚泥成形ノズル１４Ｂの具体的な寸法・形状の一例を以下に示す。

・矩形断面筒型ノズル２０
全長（長手方向の長さ）：約１００〜１５０ｍｍ
幅（長辺方向の長さ） ：１段目バンド１の幅程度（最大２ｍ程度）
厚さ（短辺方向の間隙）：１０ｍｍ程度（最大１２ｍｍ程度）
板厚 ：約１〜２ｍｍ
・傾斜板２２
長辺方向の設置間隔 ：１０〜１２ｍｍ
板厚 ：約２ｍｍ
傾斜角度 ：１５°（±３°程度）

［実施形態３］
図８は、本発明の実施形態３に係る汚泥成形ノズル１４Ｃを示す図である。なお、ここでは、ノズルの長手方向（汚泥の流れる方向）を水平方向に向けて示している。

図８（ａ）に斜視図、図８（ｂ）に長手方向の切断面図を示すように、この実施形態３に係る汚泥成形ノズル１４Ｃは、その本体が矩形の断面を有する筒型ノズル２０である。そして、その筒型ノズル２０の内部に、断面を矩形の長辺方向に複数に仕切る少なくとも１枚の傾斜板２３が、その頂部がノズル２０の出口部よりも前方に位置する（突出する）ように設けられている。傾斜板２３は、汚泥１の流れに対して緩やかな傾斜があり、ノズル２０の出口部において傾斜板２３の上端とノズル２０の内壁との間に隙間Ｓ３（２ｍｍ程度）が設けられている。

これによって、傾斜板２３に沿って流れる毛髪などの異物は、隙間Ｓ３により、目詰まりを起こすことなく安定して排出される。したがって、成形された汚泥２も円滑に流出する。

そして、図９は、この汚泥成形ノズル１４Ｃによって成形された汚泥（成形汚泥）２Ｃのノズル２０出口部での斜視図を示すものである。

図９に示すように、汚泥成形ノズル１４Ｃによって成形された成形汚泥２Ｃは、矩形断面筒型ノズル２０の厚さとほほ同じ厚さの厚肉部３Ｃと、傾斜板２３によって形成された厚さがほぼＳ３（２ｍｍ程度）の薄肉部４Ｃとを有している。

この後、成形汚泥２Ｃは、図１０に示すように、１段目バンド１２で運ばれる力を利用しながら、傾斜板２３の突出部によって、厚肉部３Ｃ間を繋いでいた薄肉部４Ｃが切断され、棒状になる。

なお、汚泥成形ノズル１４Ｃの具体的な寸法・形状の一例を以下に示す。

・矩形断面筒型ノズル２０
全長（長手方向の長さ）：約１００〜１５０ｍｍ
幅（長辺方向の長さ） ：１段目バンド１の幅程度（最大２ｍ程度）
厚さ（短辺方向の間隙）：１０ｍｍ程度（最大１２ｍｍ程度）
板厚 ：約１〜２ｍｍ
・傾斜板２３
長辺方向の設置間隔 ：１０〜１２ｍｍ
板厚 ：約２ｍｍ
傾斜角度 ：１５°（±３°程度）
全長 ：約３７ｍｍ
突出部の長さ ：約７ｍｍ

１ 脱水汚泥
２ 成形汚泥
２Ａ 成形汚泥
２Ｂ 成形汚泥
２Ｃ 成形汚泥
３Ａ 成形汚泥２Ａの厚肉部
３Ｂ 成形汚泥２Ｂの厚肉部
３Ｃ 成形汚泥２Ｃの厚肉部
４Ａ 成形汚泥２Ａの薄肉部
４Ｂ 成形汚泥２Ｂの薄肉部
４Ｃ 成形汚泥２Ｃの薄肉部
７ 汚泥貯留槽
８ 汚泥ポンプ
１０ 多段バンド式汚泥乾燥装置
１１ 乾燥装置本体
１２ １段目バンド
１３ ２段目バンド
１４ 汚泥成形ノズル（汚泥成形用ノズル）
１４Ａ 汚泥成形ノズル（汚泥成形用ノズル）
１４Ｂ 汚泥成形ノズル（汚泥成形用ノズル）
１４Ｃ 汚泥成形ノズル（汚泥成形用ノズル）
１５ 乾燥汚泥排出装置
１７ 空気導入ファン
１８ 循環ファン
１９ 温風発生熱交換器
２０ 矩形断面筒型ノズル
２１ａ 傾斜板
２１ｂ 傾斜板
２１ｃ 傾斜板の切り欠き部
２２ 傾斜板
２３ 傾斜板

Claims (4)

1. 矩形の断面を有する汚泥成形用筒型ノズルにおいて、前記断面を矩形の長辺方向に複数に仕切る少なくとも１対の傾斜板を配置し、かつ前記ノズルの出口部で前記１対の傾斜板の頂部同士を対向させ、その間に隙間を設けたことを特徴とする汚泥成形用ノズル。
2. 矩形の断面を有する汚泥成形用筒型ノズルにおいて、前記断面を矩形の長辺方向に複数に仕切る少なくとも１枚の傾斜板を配置し、かつ前記ノズルの出口部で前記傾斜板の頂部と対向する前記ノズルの内壁面との間に隙間を設けたことを特徴とする汚泥成形用ノズル。
3. 矩形の断面を有する汚泥成形用筒型ノズルにおいて、前記断面を矩形の長辺方向に複数に仕切る少なくとも１枚の傾斜板を、その頂部が前記ノズルの出口部よりも前方に突出する位置に設けたことを特徴とする汚泥成形用ノズル。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の汚泥成形用ノズルを備えていることを特徴とするバンド式汚泥乾燥装置。

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