(57)【要約】【課題】  汚泥に微細気泡を包含させた状態で、固液分離装置にて脱水する汚泥の脱水方法を提供する。【解決手段】  微細気泡発生部５で生成した５０ミクロン以下の微細気泡を汚泥に供給し、汚泥と微細気泡をラインミキサーで混合した後、汚泥に微細気泡を包含させた状態で固液分離装置４に供給し、固液分離装置４により脱水ケーキとろ液とに分離するもので、固液分離装置のろ過室内のケーキ粒子間にろ液通路が形成され、ろ液通路を通して内部の水分が排出され、脱水効率が向上する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
微細気泡発生部（５）で生成した５０ミクロン以下の微細気泡を汚泥に供給し、
汚泥と微細気泡をラインミキサーで混合した後、
汚泥に微細気泡を包含させた状態で固液分離装置（４）に供給し、
固液分離装置（４）により脱水ケーキとろ液とに分離する
ことを特徴とする汚泥の脱水方法。
【請求項２】
微細気泡発生部（５）で生成した５０ミクロン以下の微細気泡を汚泥に供給し、
汚泥と微細気泡を凝集混和槽（１１）で混合した後、
汚泥に微細気泡を包含させた状態で固液分離装置（４）に供給し、
固液分離装置（４）により脱水ケーキとろ液とに分離する
ことを特徴とする汚泥の脱水方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、汚泥を固液分離して脱水ケーキを生成する方法において、汚泥に微細気泡を包含させた状態で固液分離装置にて脱水する汚泥の脱水方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、上水等の無機性汚泥や、下水、し尿、食品生産加工排水等の有機性汚泥を濃縮・脱水する固液分離装置は知られている。無機性汚泥はフィルタープレスで加圧脱水し、有機性汚泥は高分子凝集剤で凝集した後にベルトプレスやスクリュープレスで加圧脱水して脱水ケーキとろ液とに分離している。
【０００３】
そして、脱水ケーキの水分をさらに低下させる技術として、ろ板のろ液の排出口から高圧空気を供給して脱水ケーキ中に高圧空気を通過させ、機械的な圧搾圧力では押出しが困難な脱水ケーキ粒子間の水分を高圧空気で同伴排除するエアーブロー装置は、例えば特許文献１に記載されているように公知である。その他、同様の技術にてケーキ洗浄を目的としてエアーあるいは洗浄水を通水させている技術もある。
【０００４】
また、微細気泡を利用して固液分離を行う技術として、汚泥処理槽に微細気泡を供給し、微細気泡の付着により汚泥を浮上させて濃縮する方法が特許文献２に記載されている。その他、汚泥処理分野では汚泥の改質、洗浄、あるいは生物処理等に微細気泡が用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公平２−２４５６７号公報
【特許文献２】実開平５−００９７００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般的に、固液分離装置で加圧・圧搾等の外圧が付与された際に、固形物は圧密され、固形物（粒子）間に介在する水分が押し出され、ろ過面を透過して外部に排出される。しかし、ろ過面から離れた位置に供給された汚泥は、その場で圧密されて固形物と水分とに分離されるが、圧搾により汚泥の粒子間は圧密されており、水分がろ過面へと移動する間隙がなく、十分に含水率を低下させることができないこともある。
【０００７】
特許文献１は、エアーブローにてケーキ粒子間の水分を高圧空気で同伴排除するものであるが、圧密されたケーキ間に高圧空気が通過できる間隙がなく、十分にケーキ間の水分を排出できないことがある。また、ケーキ間の隙間が狭いと、通過させるために高圧の空気が必要で、大型のコンプレッサーや電気代が必要となる。
【０００８】
特許文献２は、微細気泡を利用して固液分離を行うものであるが、含水率が高い浮上濃縮への適用であるため、汚泥処理の前処理としては有効であるが、含水率が高いため２次処理、３次処理が必要となる。
【０００９】
この発明は、汚泥に微細気泡を包含させた状態で固液分離装置にて脱水することにより、微細気泡により汚泥間にろ液通路を形成し、脱水効率を向上させ低含水率の脱水ケーキを生成する汚泥の脱水方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明は、微細気泡発生部で生成した５０ミクロン以下の微細気泡を汚泥に供給し、汚泥と微細気泡をラインミキサーで混合した後、汚泥に微細気泡を包含させた状態で固液分離装置に供給し、固液分離装置により脱水ケーキとろ液とに分離するもので、固液分離装置のろ過室内のケーキ粒子間にろ液通路が形成され、ろ液通路を通して内部の水分が排出され、脱水効率が向上する。
【００１１】
また、微細気泡発生部で生成した５０ミクロン以下の微細気泡を汚泥に供給し、汚泥と微細気泡を凝集混和槽で混合した後、汚泥に微細気泡を包含させた状態で固液分離装置に供給し、固液分離装置により脱水ケーキとろ液とに分離するもので、固液分離装置のろ過室内のケーキ粒子間にろ液通路が形成され、ろ液通路を通して内部の水分が排出され、脱水効率が向上するとともに、汚泥の凝集効率を向上させ、高分子凝集剤の使用量を削減できる。
【００１２】
微細気泡を凝集混和槽に供給して汚泥と混合すると、汚泥の凝集効率を向上させ、高分子凝集剤の使用量を削減できる。
【００１３】
固液分離装置を、加圧式、減圧式、あるいは遠心式とすると、加圧式ではフィルタープレス、ベルトプレス、スクリュープレスが適用でき、減圧式では真空脱水機が適用でき、遠心式では遠心脱水機が適用できる。
【００１４】
加圧式の固液分離装置による脱水後、ろ過室内にて脱水ケーキに高圧空気を供給、あるいは、固液分離装置による脱水後、ろ過室内にて脱水ケーキを減圧すると、微細気泡により脱水ケーキ間に通気路が形成されており空気が通りやすく、この通気路から容易に水分が排出され、さらに含水率を低下させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
この発明によれば、汚泥を固液分離する際に、汚泥に微細気泡を供給して混合することで、汚泥に微細気泡を包含させた状態で固液分離装置に供給して脱水することにより、ろ過室内のケーキ粒子間にろ液通路が形成され、ろ液通路を通して内部の水分が排出され、脱水効率が向上する。
また、脱水後のケーキ粒子間には微細気泡によるろ液通路が形成されているので、外部からのエアーブローによりケーキ粒子間の水分を排除し易くなる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る汚泥の脱水方法のフロー図である。
【図２】本発明に係る他の実施例１の汚泥の脱水方法のフロー図である。
【図３】同じく、他の実施例２の汚泥の脱水方法のフロー図である。
【図４】本発明に係る固液分離装置のろ過室内の断面図である。
【図５】本発明に係る脱水ケーキをエアーブローする概略図である。
【図６】同じく、脱水ケーキを減圧する概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は汚泥の脱水方法のフロー図である。
無機性汚泥や、下水、し尿、食品生産加工排水等の有機性汚泥（以下「汚泥」という。）を一時的に貯留している汚泥貯留槽１から汚泥供給ポンプ２により汚泥供給管３を介して固液分離装置４に汚泥を移送する。
【００１８】
微細気泡発生部５では、水を供給した微細気泡混合槽６で微細気泡発生装置７により微細気泡を生成する。微細気泡は微細気泡供給ポンプ８により微細気泡供給管９を介して汚泥供給管３に移送する。
【００１９】
固液分離装置４の前段の汚泥供給管３にて汚泥と微細気泡を混合させ、微細気泡を含有した汚泥を固液分離装置４に供給する。固液分離装置４では微細気泡を含有した汚泥を固液分離しており、ろ液と脱水ケーキとに分離する。
【００２０】
なお、微細気泡を汚泥内に拡散し易くするために、汚泥と微細気泡を混合した後、固液分離装置４の前段にラインミキサーを配設してもよい。
【００２１】
＜微細気泡発生装置＞
微細気泡発生装置７は、およそ５０ミクロン以下の気泡を発生させる装置であって、薬液法、過飽和法、気液２相流旋回法等の公知の装置が存在するが、汚泥性状や固液分離装置４の仕様に応じて適宜選択できる。本実施例では、外部からエアーを取り込み、取り込んだエアーを装置内の回転機構による乱流生成及び攪拌せん断によって微細気泡化して放出する気液２相流旋回法を用いている。
【００２２】
固液分離装置４は、水分を含有した汚泥を固液分離して、ろ液と脱水ケーキとを生成するもので、固液分離装置４が備える圧力可変手段により汚泥にかかる圧力を調整して汚泥から水分を分離するものをいう。
【００２３】
固液分離装置４としては、例えば、加圧式ではフィルタープレス、ベルトプレス、スクリュープレス等の脱水機が適用できる。また、例えば減圧式では真空脱水機が適用でき、遠心式では遠心脱水機が適用できる。
【００２４】
ここでいう脱水ケーキとは、固液分離装置４の脱水作用により生成した脱水ケーキを強固に圧密した結果、およそ６０〜９０％の含水率を有する固形物質としたものであって、固形物濃度が１〜４％の濃縮汚泥（スラリー）とは相違する。
【００２５】
図２は他の実施例１の汚泥の脱水方法のフロー図である。
固液分離装置４からろ液供給管１０を介してろ液を微細気泡混合槽６に返送し、微細気泡を生成している。固液分離装置４から排出されるろ液を再利用でき、微細気泡発生部５の水分を外部から供給する必要がない。
【００２６】
図３は他の実施例２の汚泥の脱水方法のフロー図である。
固液分離装置４の前段に凝集混和槽１１を配設し、微細気泡発生部５で生成した微細気泡を凝集混和槽１１に移送している。凝集混和槽１１は攪拌翼１２により汚泥と高分子凝集剤を攪拌し、汚泥を凝集させる装置である。微細気泡は凝集混和槽１１にて適度に攪拌され、効率よく汚泥の凝集フロックに付着し、微細気泡を包含している状態で凝集汚泥供給管１３にて固液分離装置４に供給される。微細気泡は負の電荷を帯びているため、汚泥の凝集効率を向上させ、高分子凝集剤の使用量を削減できる。
【００２７】
また、図２のように固液分離装置４からろ液を微細気泡混合槽６に返送すれば、ろ液中に残存する未凝集の高分子凝集剤を有効に再利用できる。
なお、微細気泡発生装置７を凝集混和槽１１に並設あるいは内設し、凝集混和槽１１にて直接的に微細気泡を生成してもよい。
【００２８】
図４は固液分離装置のろ過室内の断面図である。
本実施例では、固液分離装置４として加圧式のフィルタープレスを用いている。フィルタープレスのろ過室１４に供給された微細気泡を含有した汚泥は、圧入圧力あるいは圧搾等による１次脱水に伴って小さな汚泥粒子が互いに圧密され、粒子間の水分がろ過面１５へと移動して排出される。
【００２９】
微細気泡は負の電荷を帯びているため、汚泥粒子の表面に付着しやすく、汚泥粒子が圧密された際に、付着した微細気泡が汚泥粒子間に空隙を形成して水分の通路となる。したがって、ろ過室１４内部で圧密された汚泥粒子間から水分が効率よくろ過面１５へと排出され、脱水効率が向上する。
【００３０】
また、微細気泡を含有することで汚泥の密度が低下し、汚泥粒子間の水分の表面張力が低下する。その結果、汚泥粒子間あるいは汚泥粒子内部に残存する水分が外部に排出され易くなり、脱水効率が向上する。
【００３１】
加圧式のベルトプレス、スクリュープレスも、ろ過室１４に供給された微細気泡を含有した汚泥が加圧により圧密され、汚泥粒子間から水分が効率よくろ過面１５へと排出される。
【００３２】
減圧式の真空脱水機では、ろ過面１５から吸引された微細気泡を含有した汚泥がろ過面１５上で圧密堆積され、汚泥粒子間から水分が効率よくろ過面１５へと吸引排出される。
【００３３】
遠心式の遠心脱水機では、遠心作用により回転筒内壁に微細気泡を含有した汚泥が圧密堆積され、汚泥粒子間から水分が効率よく排出される。
【００３４】
図５は脱水ケーキをエアーブローする概略図である。
固液分離装置４による１次脱水後、脱水ケーキの一方から高圧空気（エアーブロー）を供給し、脱水ケーキ中に高圧空気を通過させ、汚泥粒子間の水分をろ過面１５から同伴排出する。汚泥粒子間に微細気泡を含有した状態で脱水ケーキ化しているため、通気路が形成されており空気が通りやすく、この通気路から容易に水分が排出され、さらに含水率を低下させることができる。
【００３５】
他の方式の固液分離装置４でも同様の技術を適用でき、特にフィルタープレスの圧入圧力あるいは圧搾等による１次脱水後に適用すると高い効果を得られる。
また、前記技術は脱水ケーキを生成したろ過室１４に洗浄水を高圧供給するケーキ洗浄技術にも適用できる。
【００３６】
図６は脱水ケーキを減圧する概略図である。
固液分離装置４による１次脱水後、ろ過室１４の一方から吸引し、脱水ケーキを減圧することにより、汚泥粒子間の水分をろ過面１５から排出する。汚泥粒子間に微細気泡を含有した状態で脱水ケーキ化しているため、通気路が形成されており水分が通りやすく、この通気路から容易に水分が排出され、さらに含水率を低下させることができる。
他の方式の固液分離装置４でも同様の技術を適用でき、特にベルトプレスの圧搾等による１次脱水後に適用すると高い効果を得られる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
この発明に係る汚泥の脱水方法は、汚泥を固液分離装置で圧搾する際に、汚泥に微細気泡を包含させた状態で脱水することにより汚泥の脱水効率を向上させることができる優れた方法である。固形物の脱水助材を用いないので、脱水助材の在庫管理や保管場所の心配がなく、脱水ケーキの排出量も増加せず、脱水ケーキの後処理に負担がかからない。また、特別な薬品を用いないので、コスト的にも負担が軽く、脱水ケーキの２次使用も多方面に適用可能である。
【符号の説明】
【００３８】
４  固液分離装置
５  微細気泡発生部
１１  凝集混和槽
１４  ろ過室
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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