塊状の無機汚泥の乾燥 / テスト事例 / 汚泥乾燥機, リサイクル乾燥機, 産廃費削減, 産廃量削減

日本は鉱物資源をほぼ100％輸入に頼っています。今後も特に貴金属、レアメタルは重要な資源で国際競争力の維持・強化にはこれらの資源を確保するのは必須です。鉱物資源の確保に向けた対策の一つに汚泥の中に含まれる鉱物を再利用、リサイクルすることは重要で環境保護に貢献ができ温室効果ガスの削減に繋がります。
貴金属、レアメタルが含まれる汚泥のリサイクルは既に国内では研究が進んでおり、その利用についても特殊鋼などの構造材、電子材料・磁性材料などに再利用される動きが活発になっています。
排水処理場から排出される汚泥の性状、組成は、排水処理方法により異なる場合が多いですが、それは排水処理の処理の種類により汚泥の含水率や性状が異なる場合があります。無機系の排水処理では凝集沈殿法の設備が多くみられます。
KENKI DRYER は世界特許の独自の機構でどんな付着性、粘着性が強い高含水率の汚泥であっても乾燥機内に目詰まりすることなくスムーズに乾燥することが出来ます。KENKI DRYER は連続式の低温乾燥ですので、1日24時間無人運転ができ、乾燥後は乾燥対象物の成分変化が少なく様々な用途に利活用が可能です。

無機系排水は、主に重金属などの有害物質の処理が対象となります。重金属などの有害な金属の多くは薬品を入れて化学的に反応させ固形物に変え、水と分離します。また、毒性を無くすために酸化・還元などの処理を行うこともあります。その場合、薬品を使用したり電気化学的に処理を行ったりします。有機系排水と無機系排水の違いは、有機系排水は微生物を使った処理である「生物処理」が主流であるのに対し、無機系排水は化学的処理が主流です。凝集沈殿法は、無機凝集剤や高分子凝集剤を添加し、汚水中の小さな粒子にフロックをつくり、沈殿させる方法です。

出典：Chat GPT

排水処理では、汚水内の粒子を沈降、沈殿させることにより汚水を浄化します。しかし、汚水内の粒子が沈降、沈殿しないことには汚水は浄化できません。汚水内の粒子を沈降させ、水から分離する処理方法のひとつに凝集処理があります。

汚水中に含まれる大きな粒子であれば沈降しますが、汚水中のコロイド粒子と呼ばれる0.001～１ミクロン程度の粒子は一般にマイナスの電荷を持っているため互いに反発しブラウン運動という不規則な運動をし汚水中で漂い続け沈降しません。

汚水中の小さな粒子を沈降させるためにプラスの荷電をもつ無機凝集剤（無機凝結剤）を添加すると荷電が中和されファンデルワールス力が働き粒子の小さな集合体フロックが出来ます。これを凝結と言います。この段階でフロックはまだ小さい状態です。ここで使われる凝集剤は、硫酸バンドやPAC(ポリ塩化アルミニウム)などアルミニウム塩や塩化鉄ポリ鉄等です。

凝結した小さな集合体を集めてさらに大きな集合体（フロック）を作ことにより沈降速度が速まり、水と粒子の分離を容易にそして効率的に行なえます。この大きな集合体を作る事を凝集と言います。この凝集には高分子凝集剤（ポリマー）が使用されます。

凝集処理について / 汚泥乾燥, リサイクル乾燥

汚水中のコロイド粒子等の小さな粒子に無機凝集剤（無機凝結剤）や高分子凝集剤（ポリマー）を添加しフロックをつくり沈殿させ水と分離する方法です。この沈殿された汚泥、凝集沈殿汚泥は濃縮、脱水工程を経て処理さます。
この方法は、生物処理、活性汚泥法と併用した方が、凝集剤の添加量も少なく、効率も上がるため併用した設備を採用されることが多いです。併用設備で処理される汚泥は、余剰汚泥と凝集沈殿汚泥の混合汚泥となります。

凝集沈殿汚泥の乾燥は凝集剤によりフロックが作られており、大きな粒の状態で内部までの加熱が難しく、乾燥が困難です。乾燥時に粉砕、せん断等を行い、そのフロックをより小さくすることにより、内部まで熱が伝わり乾燥が確実にできます。
本 KENKI DRYER は国際特許技術の粉砕、せん断機構が備わっており凝集沈殿汚泥の乾燥であっても問題なく乾燥ができます。

凝集沈殿法について / 汚泥乾燥, リサイクル乾燥

• 乾燥物：塊状の無機汚泥の乾燥
• 乾燥の目的：産廃費の削減。産廃量の削減。短期間で機械代回収。リサイクル利活用。
• 含水率：乾燥前52.5％W.B.、乾燥後4.7％W.B.
• 乾燥機への要請：乾燥物が付着しやすいため乾燥機内部で詰まらない。24時間無人運転。短期間で機械代回収。
• テスト結果：問題なし。

汚泥乾燥

乾燥機競合比較

汚泥（おでい、淤泥）は、下水処理場の処理過程や工場の廃液処理過程などで生じる、有機質の最終生成物が凝集して出来た泥状の固体のことである。スラッジ（英語: Sludge）ともいう。産業廃棄物として最終処分場に埋設処分されるだけでなく、下水汚泥については肥料やバイオマス発電の燃料として有用利用されている。

汚泥のうち活性汚泥とは、好気性菌などの微生物群によって水処理を行ったときに生じる微生物を含んだ集塊を指す。活性汚泥の一部を種として汚水に添加し、空気を吹き込んでこれらの微生物の繁殖を促し、溶存有機物などの汚染物質を、微生物を含んだ新たな活性汚泥に転換する水処理技術を活性汚泥法と呼ぶ。

出典：Wiki 汚泥

乾燥装置 KENKI DRYER の国際特許技術の一つが Steam Heated Twin Screw technology （SHTS technology）でセルフクリーニング機構です。この機構によりどこもできないどんなに付着、粘着、固着する乾燥対象https://kenkidryer.jp/products/patents/物でも独自の構造で機械内部に詰まることなく乾燥できます。
例えば乾燥対象物が羽根に付着したとしても、その付着物を乾燥機内の左右の羽根が強制的に剥がしながら回転します。どんなに付着、粘着、固着性がある乾燥物でも左右の羽根が剥がしながら回転するため羽根に付着することなく、そして停止することなく羽根は常に回転し続け、剥がし、撹拌、加熱乾燥を繰り返しながら搬送されます。又、常に羽根の表面は更新され綺麗なため羽根よりの熱は遮るものなく乾燥物にいつも直接伝えることができます。どこも乾燥ができない付着、粘着性が強い物あるいは原料スラリー等の液体状に近い状態で投入したとしてもこのテクノロジーで全く問題なく確実に乾燥ができます。このSHTSテクノロジーは約７年以上を経て完成させており国内はもとより海外でも特許を取得、出願しております。

日本、米国、台湾、フランス、ドイツ、イギリス、スイス、カナダ 8ケ国11件特許取得済。

セルフクリ－ニング

乾燥装置 KENKI DRYER の特徴ある独自の乾燥の機構も国際特許技術です。粉砕乾燥、撹拌乾燥、循環乾燥そして間接乾燥 と言った４つの乾燥機構が同時に乾燥対象物に対し加熱乾燥動作を絶え間なく繰り返し行われることにより乾燥対象物の内部まで十分に乾燥され乾燥後の製品の品質が一定です。乾燥対象物投入時から乾燥後排出まで乾燥対象物の乾燥が不十分になりやすい塊化を防ぎ、乾燥対象物の内部まで熱が十二分に行き渡るよう様々な工夫がなされており常に安定した加熱乾燥が行われています。
熱源が飽和蒸気のみの伝導伝熱式での乾燥方式でありながら、外気をなるべく取り入れない他にはない独自の機構で乾燥機内の温度は、外気温度に影響されず常に高温で一定に保たれています。それは外気を取り入れない特徴ある独自の乾燥機構で内部の空気をブロワ、ファンで吸い込み乾燥機内部の上部に設置されている熱交換器で加熱し、その加熱された空気熱風をせん断、撹拌を繰り返しながら加熱搬送されている乾燥対象物へ吹き付け当てています。わざわざ熱風を起こしそれを乾燥対象物へ吹き付け当てているのですが、外気を取り入れそれを加熱するのではなく乾燥機内部の高温の空気をさらに加熱しながら乾燥対象物へ当て乾燥を促進しています。洗濯物が風でよく乾くという乾燥機構を取り入れ熱風対象物に熱風を当てることによる熱風乾燥です。今内容により、KENKI DRYERは乾燥の熱源は飽和蒸気のみながら伝導伝熱と熱風対流伝熱併用での他にはない画期的な乾燥方式での乾燥機と言えます。

日本、米国、台湾、フランス、ドイツ、イギリス、スイス、カナダ 8ケ国11件特許取得済。

乾燥機構

熱源である飽和蒸気の使用量は少ないため、新規にボイラー導入せず工場内余剰蒸気を利用することにより脱炭素、燃料費削減が可能です。

KENKI DRYERの乾燥の熱源は飽和蒸気のみながら伝導伝熱と熱風併用で他にはない画期的な乾燥方式を取り入れ安全衛生面で優れ、安定した蒸気を熱源とするため乾燥後の乾燥物の品質は均一で安定しています。蒸気圧力は最大0.7MpaGまで使用可能で、乾燥条件により蒸気圧力の変更つまり乾燥温度の調整は簡単に行なえます。飽和蒸気は一般の工場では通常利用されており取り扱いに慣れた手軽な熱源だと言えます。バーナー、高温の熱風を利用する乾燥と比較すると、飽和蒸気はパイプ内を通し熱交換で間接乾燥させる熱源であることから、低温で燃える事はなく安全衛生面、ランニングコスト面で優れています。
飽和蒸気には特有の特徴があります。蒸気圧力の変更に伴い蒸気温度が変わるため、乾燥温度の調整が簡単に行なます。又、凝縮熱、潜熱を利用できるため温水、油等の顕熱利用と比較すると熱量が2~5倍で乾燥に最適な熱源と言えます。
飽和蒸気は乾燥後ドレンとなりますがそれは回収ができ蒸気発生装置ボイラーへの供給温水として利用すれば燃料費等のランニングコストは安価で済みます。

熱源 蒸気