リサイクルのための都市鉱山・レアメタル汚泥の低温乾燥 / テスト事例 / 汚泥乾燥機, 産廃費削減, 産廃量削減

まとめ

日本は鉱物資源のほぼ100％を輸入に依存しており、特に都市鉱山と呼ばれる貴金属やレアメタルの確保が国際競争力の維持・強化に必要です。汚泥中の鉱物のリサイクルは環境保護と温室効果ガスの削減に重要です。

KENKI DRYERは、塊状の汚泥を粉砕して乾燥することで、内部まで十分に乾燥させます。従来の乾燥機と異なり、KENKI DRYERは目詰まりせずスムーズに乾燥できる世界特許の機構を持ちます。低温乾燥を行うため、成分変化が少なくリサイクルやアップサイクルが容易です。

さらに、KENKI DRYERは付着性や粘着性が強い汚泥でも安定して乾燥が可能で、24時間無人運転ができます。低温乾燥による部品の長寿命化や低コスト運転も特長です。汚泥の乾燥は重量削減と産廃費の削減に寄与し、環境保護に貢献します。

日本は鉱物資源をほぼ100％輸入に頼っています。今後も特に都市鉱山と言われる貴金属、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。

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。

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リサイクル、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、アップサイクル品として十分に利活用が可能です。

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。

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。

汚泥を乾燥することにより重量を減らし、産廃量の削減を行うことは、昨今の2024年トラック問題より値上がりしている産廃費の削減そして何よりも環境保護に貢献することができます。

運転開始後のトラブルは皆無のためメンテナンスが楽です。低温での乾燥、又本体内部の羽根の単位時間当たりの回転数が5RPM以下と小さいため部品が長持ちし、羽根に熱源の蒸気を投入していないため蒸気消費量が少なくて済み、ランニングコストが安価で済みます。

レアメタル、希少金属（きしょうきんぞく）は、様々な理由から産業界での流通量・使用量が少なく希少な非鉄金属のこと。レアメタルは非鉄金属全体を呼ぶ場合もあるが、狭義では、鉄、銅、亜鉛、アルミニウムなどのベースメタル（コモンメタルやメジャーメタルとも呼ばれる）や金、銀などの貴金属以外で、産業に利用されている非鉄金属を指す。この意味での「レアメタル」は、日本独自の用語（和製英語での用法）であり、英語圏では “minor metal” といい、日本語にもこの語を音写した外来語「マイナーメタル」がある。英語における “rare metal” は希土類元素 (rare earth) と同義である。

出典：Wiki レアメタル

環境やエネルギーが地球規模の問題となるのに伴い、資源循環は非常に重要なテーマになりました。資源循環を実現する考え方のひとつに「都市鉱山」があります。都市鉱山とは、使用済みの家電、携帯電話、パソコンその他の製品から金属材料を回収し、再利用することです。都市の廃製品から資源を得るため、これを鉱山での採掘に例えてこのように呼んでいます。都市鉱山の発想は以前からありましたが、現在は、資源循環の機運が高まる中で、これまでより総合的な視点から新たな取り組みが進んでいます。

出典：産総研マガジン

地下に埋蔵されていて、人間にとって有益な鉱物を「鉱物資源」と呼びます。その種類はたいへん幅広く、鉱物によってさまざまな特性があります。
埋蔵量・産出量ともに多く、精錬が比較的簡単な鉄、アルミ、銅などの金属は「ベースメタル」と呼ばれています。一方、産出量が少なかったり、抽出がむずかしい希少な金属を「レアメタル」と呼んでいます。チタンやコバルト、ニッケルなどがそうです。さらに、レアメタルの一部である17元素は「レアアース」と呼ばれ、先端技術を用いた製品には不可欠な素材となっています。このほか、貴金属として扱われる金や銀などがあります。

出典：資源エネルギー庁

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

• 乾燥物：都市鉱山・レアメタル汚泥
• 乾燥の目的：リサイクル。鉱物資源循環。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79.3％W.B.、乾燥後18.6％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

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