塊状の高含水率の有機汚泥の低温乾燥 / テスト事例 / 汚泥乾燥機, 産廃費削減, 産廃量削減

どこもできない付着物、粘着物が乾燥できる KENKI DRYER は、日本 2件、海外7ケ国 9件 合計11件の特許を取得済み独自技術を持つ画期的な乾燥装置で、液体状の乾燥対象物でも乾燥が可能です。

脱水後の汚泥の乾燥対象物には、有機系、無機系に係わらず塊状の物も多く見受けられます。KENKI DRYER の乾燥では、塊状の汚泥等の乾燥対象物は乾燥機内である程度粉砕、小さくし表面積を小さくすることにより乾燥物内部まで乾燥が十二分にできます。塊状の乾燥対象物でも乾燥時には付着粘着性が強く乾燥機内部で目詰まりし排出されない場合がありますが、KENKI DRYER は世界特許の独自の機構で機内で詰まることはなくスムーズに乾燥することができます。

又、排水処理場から排出される汚泥は、排水処理時に使用される凝集剤の影響で乾燥処理中に塊状になりやすい傾向があります。乾燥対象物が塊状になると、乾燥物内部まで熱が十分に行き渡らず内部まで加熱されないため表面のみが乾燥し内部まで加熱乾燥されていません。KENKI DRYER の乾燥では、乾燥対象物が塊状になったとしてもは乾燥機内である程度粉砕、小さくし表面積を小さくすることにより乾燥物内部まで乾燥が十二分にできます。

付着粘着性が強く処理が難しい乾燥対象物であっても KENKI DRYER であれば、容易にスムーズに乾燥ができます。例えば、付着粘着性の強い汚泥は乾燥が難しいものです。乾燥機の種類によっては汚泥の乾燥時に乾燥機の機内で目詰まりし排出されない場合があります。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。又、KENKI DRYER は連続式の低温乾燥ですので、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な上、1日24時間無人運転が可能です。

8ケ国11件の取得済み特許技術の KENKI DRYER は、蒸気間接乾燥機ですが、同様の他の蒸気間接乾燥とは構造が異なり全く独自の製品です。バーナー等による直火乾燥機は乾燥機より二酸化炭素が排出され環境保護、脱炭素の点でも時代に逆行し、高温での乾燥のため燃料費は高額で、部品の消耗が早くメンテンナンスに費用が掛かります。KENKI DEYER は熱源には蒸気を利用していますが、乾燥熱効率が良いため蒸気使用量が少なくて済み、現在ご使用されている蒸気を利用でき、余った蒸気、余剰蒸気を使用すれば燃料費のコストはかからず、乾燥時には乾燥機からは二酸化炭素が排出されず脱炭素乾燥が出来ます。又、乾燥機の本体の羽根の回転数は5RPM以下で非常にゆっくりのため部品の消耗が少なく、メンテナンスが楽で安価で済みます。KENKI DRYER は連続式での乾燥装置で乾燥対象物を貯めて乾燥させるバッチ式ではありません。そのため、運転管理が楽で1日24時間無人運転が可能です。

排水処理場から排出される汚泥を低温乾燥することにより、乾燥後成分変化が少なくアップサイクルとして利活用が可能です。KENKI DRYER は低温での熱源に蒸気利用の間接乾燥ですので、乾燥後は乾燥対象物の成分変化が少なくリサイクル、アップサイクル品して十分に利活用が可能です。

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。又、現在輸入それも中国に頼っているリンもなくてはならない鉱物です。そのため下水汚泥からのリンの取り出しは国家プロジェクトとして推進されています。
排水処理場から必ず排出される汚泥のリサイクルは、環境保護、脱炭素そして輸入に頼っている資源の確保から重要視されておりその需要は増加する一方です。

どこもできない付着物、粘着物が乾燥できる KENKI DRYER は、日本 2件、海外7ケ国 9件 合計11件の特許を取得済み独自技術を持つ画期的な乾燥装置で、液体状の乾燥対象物でも乾燥が可能です。
付着性、粘着性が強い原料スラリーの乾燥でも KENKI DRYER の能力は存分に発揮し、どんなに付着性、粘着性が強くても乾燥機内部に詰まることなく安定運転乾燥ができます。低温での乾燥ですので乾燥対象物の成分が変化せず原料の乾燥として全く問題がありません。連続式の乾燥機ですので乾燥に人手を全く必要とせず無人で24時間運転ができます。

排水処理施設より発生する汚泥は、濃縮、調質が行なわれ、その次の工程が脱水です。
脱水工程では、含水率が95％W.B.以上ある脱水前の汚泥を固形物と水分とに分離し、水分を搾り出し固めます。この工程により液状の汚泥がケーキ状（脱水ケーキと呼ばれる）になり、含水率は85％W.B.以下に下がり、脱水後の処理、取り扱いが容易になります。
この脱水は脱水機と言われる機械機器で行なわれ、この脱水機には様々な種類があります。脱水する汚泥の性状、凝集剤の種類、コスト、運転状況等により機械の選定が行なわれ、それには、低コスト、低い含水率の脱水ケーキ、処理量、メンテナンス性などが考慮されます。
脱水工程手前の調質工程で凝集剤を注入し汚泥を塊(フロック)状にし、脱水性を向上させます。脱水機では、ろ布、ふるい、遠心力などを利用しており、凝集剤でフロック状、大きな粒子にすることにより閉塞等のトラブルを発生しにくくします。
最近では、汚泥の濃縮と脱水を同時に行なうハイブリット型脱水機も製品化されています。

汚泥脱水機の種類について / 汚泥乾燥, リサイクル乾燥

スクリュープレス脱水機は、汚泥をスクリューによって圧力をかけて脱水する機械です。ろ布を介して固形分と液体を分離し、固形分は脱水ケーキとして回収されます。

主な特徴

• 脱水率が高い（含水率 30%程度まで低下可能）
• 操作が簡単でメンテナンスもしやすい
• 幅広い汚泥に対応できる

主な用途

• 下水処理場
• 工業排水処理場
• 食品工場
• 製薬工場

原理

スクリュープレス脱水機は、以下の4つの要素から構成されています。

• スクリュー：汚泥を圧力をかけて押し出すスクリュー
• ろ布：固形分と液体を分離するろ布
• 圧力装置：スクリューに圧力をかける装置
• 排水装置：液体を排出する装置

汚泥は、スクリューの入り口から流し込まれます。スクリューによって汚泥に圧力が加えられると、汚泥はろ布に押し付けられて固形分と液体に分離します。固形分はろ布に残り、液体は排水装置によって排出され、脱水ケーキとなります。

メリット・デメリット

メリット

• 脱水率が高い
• 操作が簡単でメンテナンスもしやすい
• 幅広い汚泥に対応できる

デメリット

• 初期費用とランニングコストがかかる
• 汚泥の性質によっては、脱水ケーキが硬くなり、取り扱いが困難になる場合がある

まとめ

スクリュープレス脱水機は、脱水率が高く、操作が簡単でメンテナンスもしやすいというメリットがあります。幅広い汚泥に対応できるため、下水処理場や工業排水処理場などで広く用いられています。

補足

スクリュープレス脱水機には、以下の2つのタイプがあります。

• 単板式スクリュープレス脱水機：スクリューが1枚のタイプ
• 多板式スクリュープレス脱水機：スクリューが複数枚のタイプ

多板式スクリュープレス脱水機は、単板式スクリュープレス脱水機よりも脱水率が高いというメリットがありますが、初期費用やランニングコストも高くなります。

出典：Bard

スクリュープレス脱水機はスクリュー羽根が回転しながら圧搾、ろ過を行い脱水します。
スクリュープレス脱水機は、スクリューの羽根とその周りの円筒状の網の目状のスクリーンとで構成されています。羽根とスクリーンの間の容積は排出口に向かうに従い小さくなっています。
濃縮、調質された汚泥は投入後、スクリューが回転することにより汚泥は搬送されながらスクリーンより水が落ち脱水されます。
スクリュー羽根が回転することにより汚泥はせん断され、そして排出口に向かう従い羽根とスクリーンの間の容積が小さくなっていることから汚泥はより圧搾され脱水されます。
スクリュープレス脱水機はスクリューの羽根が汚泥をせん断と圧搾することにより脱水する装置です。

KENKI DRYER は投入された汚泥がどんなに付着、粘着性があってその上高含水率であっても確実に低い含水率に乾燥できるのは、国際特許技術の汚泥のせん断、そして羽根に付着した汚泥を強制的に剥がす機構があるのもひとつの理由です。スクリュープレス脱水機も汚泥をせん断するのはKENKI DRYER と似た機構ですが、いずれも投入される汚泥の充填率、充填度が処理に影響すると言えます。

凝集剤は一液注入では高分子凝集剤、二液注入では無機と高分子凝集剤が使用されます。

スクリュープレス脱水機について / 汚泥乾燥, リサイクル乾燥, 産廃費削減

• 乾燥物：塊状の高含水率の有機汚泥
• 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。
• 含水率：乾燥前83.2％W.B.、乾燥後28.3％W.B.
• 乾燥機への要請：乾燥物が塊状で内部まで熱が通りにくいため、乾燥物内部まで乾燥を行う。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