処理が難しい高含水率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

まとめ

KENKI DRYER は、従来の乾燥機では難しかった付着粘着性の強い物質の乾燥を可能にする、画期的な乾燥装置です。日本2件、海外7ケ国9件、合計11件の特許を取得した独自技術により、以下のような特徴と利点を持ちます。

1. 高い乾燥能力

• 独自の攪拌羽根と低温乾燥システムにより、高含水率の汚泥やスラリーなど、付着粘着性の強い物質でもスムーズに乾燥できます。
• 乾燥機内部で目詰まりを起こすことなく、安定した連続運転が可能です。

2. 環境負荷の低減

• 低温乾燥と蒸気間接方式により、燃料消費量を抑え、CO2排出量を削減します。
• 電気式ボイラーとの組み合わせにより、化石燃料の使用をゼロにし、完全な脱炭素化も可能です。

3. 経済性

• ランニングコストが低く、省エネルギー設計により電気代も削減できます。
• 部品の消耗が少なく、メンテナンスコストも抑えられます。
• 乾燥処理により廃棄物の重量を減らすことができ、廃棄物処理費用も削減できます。

4. 多様な用途への対応

• 汚泥、スラリー、食品廃棄物など、様々な種類の高含水率有機廃棄物を乾燥できます。
• 乾燥後の物質は、肥料、飼料、燃料、土壌改良材など、様々な用途に利用できます。

5. 24時間連続運転可能

• 自動運転システムにより、24時間365日連続運転が可能で、人件費を削減できます。

KENKI DRYER は、環境負荷低減、経済性、多様性、使いやすさを兼ね備えた、次世代の乾燥装置です。排水処理場、食品工場、製紙工場、化学工場など、様々な産業分野で活躍することができます。

特許取得国： 日本、台湾、米国、フランス、ドイツ、イギリス、スイス、カナダ

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。

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で乾燥することにより、乾燥後成分変化が少なく堆肥、土壌改良剤、燃料等アップサイクルとして利活用が可能です。KENKI DRYER は熱源に蒸気を利用した低温で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。

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、乾燥時には KENKI DRYER よりは地球温暖化ガス、二酸化炭素CO2の発生はありません。又、KENKI DRYER は、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増えず、乾燥時に蒸気を発生させるボイラーよりの二酸化炭素の排出量は増加しません。あるいは、電気式ボイラーを設置することにより乾燥時に地球温暖化ガス、二酸化炭素CO2の発生は一切なく脱炭素での乾燥が可能になります。

運転開始後のトラブルは皆無で、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。

汚泥を乾燥することにより重量を減らし、廃棄物産廃量の削減を行うことは、昨今の2024年トラック問題等により値上がりしている産廃費の削減、そして、トラック運搬台数削減によりニ酸化炭素の削減もでき、環境保護、脱炭素に貢献することができます。

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す。高含水率有機廃棄物乾燥機、汚泥乾燥機、スラリー乾燥機、メタン発酵消化液乾燥機及び廃棄物リサイクル乾燥機に是非 KENKI DRYER をご検討下さい。

日本、台湾、米国、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。

「有機」（ゆうき）という言葉は、主に以下の2つの文脈で使用されます：

1. 化学における有機

有機化学では、「有機」とは炭素を含む化合物を指します。これには以下の特徴があります：

• 炭素-水素結合: 有機化合物の主な構成要素。
• 複雑な分子構造: 多くの場合、長い炭素鎖や環状構造を持つ。
• 多様な性質: 有機化合物は多岐にわたり、アルコール、エステル、ケトン、酸など様々な種類が存在。

2. 生物における有機

生物学や農業などの分野では、「有機」とは以下のような意味で使われます：

• 生物由来の物質: 生物の活動によって生成された物質。例として、植物や動物の遺骸、排泄物などが挙げられます。
• 有機農業: 化学肥料や農薬を使用せず、自然に由来する肥料や生物的防除法を用いる農業手法。

有機の応用

• 有機食品: 化学肥料や農薬を使わず、自然な方法で栽培された食品。
• 有機肥料: 動植物の廃棄物を利用した肥料。土壌改良や植物の成長促進に使用。

有機物の例

• 自然界の有機物: リグニン、セルロース、タンパク質、脂質など。
• 人為的な有機物: プラスチック、合成ゴム、医薬品、染料など。

有機物は生物の基盤を形成する重要な化合物群であり、私たちの日常生活にも深く関わっています。

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

活性汚泥（かっせいおでい）とは、人為的・工学的に培養・育成された好気性微生物群を含んだ「生きた」浮遊性有機汚泥の総称であり、排水・汚水の浄化手段として下水処理場、し尿処理場、浄化槽ほかで広く利用されている。活性汚泥のほかに浮遊物などを含んだ廃棄物は、汚泥として総称される。
活性汚泥は、下水中に存在していた微生物が、有機物の分解や酸素の供給（曝気、ばっき）により爆発的に繁殖・増殖を行うことにより生じる。これにより下水中の有機性汚濁が減少し、分離処理される。
活性汚泥中では細菌、菌類、原生動物、後生動物など多様な生物種が互いに共生・捕食関係にあると考えられている。これら微生物の代謝に有機物や一部の無機塩類が必要となることを利用し、水中汚濁物質としてのそれらを酸化分解または吸収分離することで汚水を浄化する。
正常な活性汚泥では微生物の集合体が数mm程度の綿くず状となり、水中を漂う現象が観察される。これをフロックと称し、その性状は下水処理場など工学的な汚水浄化を行う施設では管理上重要なポイントとなる。有機物を主体とする汚濁物質はまずフロックに物理的な作用で吸着されたのち、一部は微生物群により加水分解され、代謝系へ取り込まれると考えられている。
活性汚泥の性状は多様で、色調ひとつをとっても黄土色から黒褐色あるいはレンガ色など様々であり、その他の指標も含め、処理させている汚水の成分、季節、あるいは装置の運転条件によって変化する。時には工学的な運転条件を維持できなくなるほどの変化を生じる場合もあり、活性汚泥法における重要な留意点となっている。

出典：Wiki 活性汚泥

汚泥を乾燥させる理由は主に以下の5つがあります。

1. 減容化

汚泥は水分を多く含んでいるため、そのまま処理・処分しようとすると、大量のスペースが必要になります。乾燥させることで、体積を大幅に減らすことができ、運搬や保管のコストを削減することができます。

2. 安定化

乾燥させることで、汚泥中の有機物が分解されにくくなり、悪臭や有害物質の発生を抑えることができます。また、乾燥汚泥は雨水などで溶け出しにくいため、土壌や水質汚染のリスクを低減することができます。

3. 資源化

乾燥汚泥は、そのまま燃料として利用したり、焼却灰を土壌改良材として利用したりすることができます。また、メタン発酵によってバイオガスを生産することもできます。

4. 最終処分

乾燥汚泥は、最終処分場に埋め立てる際に、必要な処分スペースを大幅に減らすことができます。また、乾燥させることで、埋め立てに伴う悪臭や有害物質の発生を抑えることができます。

5. その他

上記以外にも、乾燥汚泥は様々な用途に利用することができます。例えば、セメントやアスファルトの原材料として利用したり、廃棄物処理施設の被覆材として利用したりすることができます。

近年では、環境負荷の低減や資源循環の観点から、汚泥乾燥の重要性が高まっています。様々な乾燥技術が開発されており、処理施設の規模や汚泥の種類に合った最適な方法を選択することができます。

出典：Gemini

汚泥の乾燥は、多くの利点がある一方で、いくつかの理由から困難を伴います。以下に主な理由を挙げます：

1. 高水分含有率

大量の水分: 汚泥は通常高い水分含有率を持っており、70-90%の水分を含んでいることが一般的です。この大量の水分を効率的に除去するためには、相当なエネルギーが必要です。

2. 粘性と粘着性

粘性の高さ: 汚泥は粘性が高く、乾燥プロセス中に設備に付着しやすいため、乾燥機のメンテナンスや清掃が頻繁に必要となります。

3. 均一な乾燥の難しさ

不均一な乾燥: 汚泥の乾燥は、特に厚みが不均一な場合に均一に乾燥させることが難しいです。部分的に乾燥しすぎたり、逆に乾燥が不十分な部分が残ったりすることがあります。

4. エネルギー消費

高エネルギーコスト: 汚泥の乾燥には大量の熱エネルギーが必要であり、これが高コストにつながります。エネルギー効率の良い方法を見つけることが重要です。

5. 処理設備のコスト

高額な設備投資: 効率的な乾燥を実現するためには、高性能な乾燥設備が必要ですが、これらの設備は高額です。また、設置や運用にも多大なコストがかかります。

6. 環境への影響

排気ガスや臭気: 乾燥プロセス中に排気ガスや臭気が発生するため、これらを適切に処理するための追加の対策が必要です。環境規制を遵守するための設備投資も必要となります。

7. 多様な汚泥特性

異なる性質: 汚泥の性質は発生源によって大きく異なるため、標準化された乾燥プロセスを適用することが難しい場合があります。汚泥の成分や性質に応じたカスタマイズされた処理が必要です。

これらの理由から、汚泥の乾燥は技術的、経済的な課題が多く、効率的な乾燥方法の開発と運用が求められます。

出典：ChatGPT

• 乾燥物：処理が難しい有機汚泥
• 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85.7％W.B.、乾燥後10.8％W.B.
• 乾燥機への要請：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