(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚泥貯留槽に貯留した汚泥を凝集撹拌槽に送り凝集撹拌槽で汚泥に凝集剤を添加し該凝集撹拌槽で凝集剤と混合した汚泥を汚泥脱水機に送り脱水する汚泥処理装置において、汚泥を該凝集撹拌槽の仕様容量分送り該凝集撹拌槽にて凝集撹拌槽の水位計が中レベルを示した段階で、腐植系凝集剤を直接投入し撹拌することにより撹拌機の回転数を変化させながら混合しその凝集反応が所定の状態になった後該容量分全てを汚泥脱水機に送るに際して凝集撹拌槽の水位計が中レベルを示した段階で撹拌を停止するバッチ処理を繰り返すことを特徴とする汚泥処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は汚泥処理装置に関する、特に、汚泥を凝集剤を用いて凝集し、汚泥脱水する汚泥処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の汚泥処理装置における汚泥供給から凝集、汚泥脱水機へ供給するプロセスについて、特許公開公報平成１１年１６９８９１号同１６９８９２号などに類似技術が記載されているが、図３を用いて説明する。まず、高分子凝集剤からなる凝集助剤の供給から説明する。凝集助剤貯留タンク１１０に貯留されている凝集助剤は凝集助剤注入ポンプ１１１を通じて凝集助剤混和槽１１２へ供給される。凝集助剤混和槽１１２は、槽内部に攪拌機１１２ａを有し、槽上部に凝集助剤注入管１１３と汚泥移送管１２２を有する。この凝集助剤混和槽１１２は、凝集助剤注入管１１３が凝集助剤注入ポンプ１１１と連絡され、汚泥供給ポンプ１２０から供給される汚泥に凝集助剤注入管１１３から供給される凝集助剤を汚泥の濃度と性状等に応じて選択された割合で混合して攪拌機１１２ａで攪拌する。
【０００３】
次にポリ塩化鉄等からなる凝集剤供給について説明する。原液凝集剤タンク１０１は凝集剤原液を攪拌機１０１ａにより攪拌し貯留する。この原液凝集剤タンク１０１には凝集剤原液を吐出する原液凝集剤ポンプ１０２が設けられ、原液凝集剤ポンプ１０２の吐出ポートが凝集剤自動溶解槽１０４に連絡される。凝集剤自動溶解槽１０４は上水移送管１３０と上水電磁弁１３１を介して連絡した入り口と、原液凝集剤ポンプ１０２と連絡した入口と凝集剤貯留槽１０６に連絡した出口を有し、上水移送管１３０から供給される上水と原液凝集剤ポンプ１０２が吐出する原液と凝集剤自動溶解槽１０４内の攪拌機１０４ａにて、混合して凝集剤貯留槽１０６に送出する。
【０００４】
次に凝集剤混和槽１０９での作用について説明する。凝集剤混和槽１０９は、凝集剤貯留槽１０６から配管を経て送られる凝集剤を混和する。この凝集剤貯留槽１０６には凝集剤を吐出する凝集剤注入ポンプ１０７が設けられ、この凝集剤注入ポンプ１０７の吐出ポートが配管により凝集剤混和槽１０９に連絡する。この凝集剤注入ポンプ１０７は、定量吐出ポンプが用いられ、コントローラーにより、制御されて凝集剤混和槽１０９への汚泥の供給量と相応した量の凝集剤を凝集剤混和槽１０９に供給する。この凝集剤と混合された汚泥を流出管１５０から脱水機１６０に送出する。
【０００５】
凝集剤自動溶解槽１０４、凝集助剤混和槽１１２および凝集剤混和槽１０９には貯留量を検出する水位計等が設けられ、原液凝集剤ポンプ１０２にはフロートスイッチ１０３が、凝集剤注入ポンプにはフロートスイッチ１０８が汚泥供給ポンプ１２０にはフロートスイッチ１２１がそれぞれ設けられそれらの検知出力等に基づきコントローラにより駆動制御される。
【０００６】
脱水については、脱水機は１６０多重板外胴式スクリュー脱水機やスクリュープレス式脱水機等が用いられ、凝集剤と混和した汚泥を脱水し、含水率が８５％以下の脱水ケーキを作成する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術の項にて記載の様に、汚泥処理の凝集工程においては、高分子凝集剤が用いられることが一般的であり、原液凝集剤と凝集助剤を凝集攪拌槽にて凝集反応を生じさせる直前に混合し供給する必要があった。従い、凝集剤の供給の段階で、装置を複雑にし、運転形態も複雑なものとしていた。また、汚泥を凝集助剤で混和し、さらに凝集剤を混和する為、凝集攪拌槽を２槽設備し、連続的に流す方法しか取れなかった。従い凝集攪拌槽を２槽設備し攪拌機を制御する必要があり装置を複雑にしていた。しかし、当該汚泥処理装置に関しては、小規模なところに設置、運転される場合が多く、運転の維持、保守に対する人材、費用面で多く問題を生じていた
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決する為に、本発明の発明者は装置を簡素化する手段を見出した。
【０００９】
請求項１に記載の様に、汚泥貯留槽に貯留した汚泥を凝集撹拌槽に送り凝集撹拌槽で汚泥に凝集剤を添加し該凝集撹拌槽で凝集剤と混合した汚泥を汚泥脱水機に送り脱水する汚泥処理装置において、汚泥を該凝集撹拌槽の仕様容量分送り該凝集撹拌槽にて凝集撹拌槽の水位計が中レベルを示した段階で、腐植系凝集剤と直接投入することにより撹拌することにより撹拌機の回転数を変化させながら混合しその凝集反応が所定の状態になった後該容量分全てを汚泥脱水機に送るに際し凝集撹拌槽の水位計が中レベルを示した段階で撹拌を停止するバッチ処理を繰り返すことにより一つの凝集撹拌槽にて、凝集反応を完了させる。
【００１０】
また、凝集撹拌槽に凝集剤を直接投入可能な凝集剤を用いる。当該発明では、バッチ式処理をすることにより、汚泥を凝集撹拌槽に供給する段階では急速撹拌、凝集が進む段階では緩速撹拌、その後しばらく静置、汚泥脱水機へ供給の段階では、微速撹拌とバッチ処理プロセスの段階で最適な撹拌条件になる様に撹拌機の回転数を変動させることを特徴としている。凝集撹拌槽に凝集剤の定量づつ直接投入可能な凝集剤として、腐植系凝集剤を用いた。特に好ましい腐植系凝集剤として、当該発明では、エム・シー砿産株式会社製の商品名「パピルスＮＯ．５２５」を用いた。
【００１１】
【発明の実施の形態】
【実施例】
以下、本発明の実施の形態を図及び表を用いて説明する。図１に本発明の汚泥処理装置の模式図を示す。汚泥処理装置１は余剰汚泥脱水部２、生ゴミ投入部３、発酵部４からなる。また、余剰汚泥脱水部２は、汚泥貯留槽１０、凝集攪拌槽１３、汚泥脱水機１６から成り、汚泥脱水機１６から取り出された汚泥ケーキは生ゴミ投入部３の破砕機５から送られた破砕された生ゴミと共に、スクリューコンベアー６を介して発酵部４の発酵装置に送られ処理される。また、発酵部４を用いず直接コンポストとして搬出される場合もある。
【００１２】
当該発明は余剰汚泥脱水部２にかかわるものである。従いその範囲について詳細に記載する。汚泥は汚泥貯留槽１０に一旦溜められる、汚泥貯留槽１０から汚泥供給・移送切替弁１１を通じて、汚泥供給・移送ポンプ１２に汚泥が送られる。汚泥供給・移送ポンプ１２は凝集攪拌槽１３に汚泥を供給する。水位計１４にて汚泥が満杯であることを検知した段階で、定量フィーダー１５から凝集剤を定量送り、凝集攪拌槽１３に付随する攪拌機１３ａにて攪拌する。攪拌については、汚泥供給時及び凝集剤添加時には急速攪拌、凝集反応時には緩速攪拌運転攪拌を停止し静置すると言うように制御される。凝集剤は天然剤の腐植系凝集剤を採用することにより、生成コンポストの安全性を確保することが可能となる。
【００１３】
また、凝集剤の形態が粉体１種類であり、凝集剤の混合が不要となり設備としては従来の技術に開示の技術の設備に比べ簡素化される。次に、凝集攪拌槽１３にて凝集が完了した後、汚泥供給・移送切替弁１１を切替え、汚泥供給・移送ポンプ１２を作動させて凝集された汚泥を汚泥脱水機１６へ送る。汚泥脱水機１６は、二軸式スクリュープレス方式を採用している。特徴としては、テフロン製二軸式対向スクリューを用いる為、スラリー状のものに対して推進力が大きく共廻りせず搬送可能な様になっている。目詰まり防止策として水切りの良いシリンダーが摺動する異形バースクリーンを採用するなど工夫してある。当該汚泥脱水機１６を用いて送られた凝集済みの汚泥から余剰汚泥を含水率８５％以下に脱水する。脱水して出来た汚泥ケーキはスクリューコンベアー６を介して発酵部４の発酵装置に送られ処理される。また、発酵部４を用いず直接コンポストとして搬出される場合もある。
【００１４】
次に、当該発明の余剰汚泥脱水部２の各機器の動作について個々に記述する。汚泥供給・移送ポンプ１２は、凝集撹拌槽１３に対してモーターを正転・逆転させることにより汚泥の供給運転と移送運転の両方向の作動が可能な機能を持つ。同時にインバーター制御によりモーター回転数を制御し、汚泥供給・移動量の調整可能な機能も備える。手動運転、自動運転切替えられるが運転速度はインバーターにて自由に設定出来る、自動運転時は運転タイムチャートに基き作動する。凝集撹拌槽１３の撹拌機１３ａであるが、急速、緩速、静置、微速と運転速度を凝集の段階を追って変化させることが可能である。それぞれ速度はインバータにて自由に設定出来る。手動運転、自動運転切替えられるが自動運転時は運転タイムチャートにより汚泥供給時は急速撹拌、凝集の水位が中レベルに到達した段階で凝集財を添加を開始すると共に、凝集剤添加後は緩速撹拌に切替え、静置、凝集済汚泥を移送時は微速運転と切り替わる。凝集撹拌槽の水位計の水位が中レベルに到達した時点で撹拌の微速運転は停止する。凝集剤供給する定量フィーダー１５は、同様手動運転、自動運転切替えられるが自動運転時は汚泥供給時運転され凝集剤を定量供給した時点でタイマーにより停止する様になっている。
【００１５】
汚泥脱水機１６は同様手動運転、自動運転切替えられるが手動時は汚泥脱水機１６のモーター軸速度をインバーターにより任意に設定することによって汚泥脱水状態の調整が可能としている。自動運転時は予め選択されたモーター軸速度にインバーターで設定された条件で運転タイムチャートに基く自動運転であり脱水完了後タイマーにて停止する。汚泥供給移送時の切替をする汚泥供給・移送切替弁１１は手動運転時、汚泥の凝集攪拌槽１３への供給時については汚泥供給側を開、移送時については移送側を開とする。自動運転時は運転タイムチャートに従って切り替わり、供給時は供給側が開、移送時は移送側が開となる。各機器の動作については、余剰汚泥脱水部動作表として表１に示す。
【００１６】
表１
0003630130.tif 000002
【００１７】
バッチ式での余剰汚泥脱水システムの運転タイムチャート（図２）に基き自動運転について説明する。
【００１８】
待機工程で運転開始タイマーが作動、汚泥供給・移送切替弁１１の供給側が開となる。次に汚泥供給工程に移り、汚泥供給・移送ポンプ１２が作動し、汚泥を凝集攪拌槽１３へ供給する。その時凝集攪拌槽１３の攪拌機１３ａが、汚泥供給し始めて後凝集攪拌槽１３の水位計１４が中レベルの水位に達したところで水位を感知しタイマー作動と同時に急速攪拌し始める。同時に定量フィーダー１５からタイマー作動と共に凝集剤が定量送られ始める。定量フィーダー１５はタイマーが設定されており、凝集剤を定量凝集攪拌槽１３へ注入した後停止する。
【００１９】
その間、凝集攪拌槽１３が満杯となり急速攪拌用のタイマーがタイムアップした後、緩速攪拌工程に移り、安定的凝集作用として、凝集攪拌槽１３内の攪拌機１３ａがタイマーにて一定時間の緩速攪拌運転に入る。同時に凝集が完了した汚泥を凝集攪拌槽１３から汚泥供給・移送ポンプ１２を作動させて汚泥脱水機１６へ供給する為の準備として汚泥供給・移送切替弁１１は移送側が開の状態と切り替わる。
【００２０】
静置工程では凝集攪拌槽１３の攪拌機１３ａが停止され、そのまま凝集攪拌槽１３は凝集反応が完了するまで静置される。脱水工程では凝集攪拌槽１３の攪拌機１３ａをタイマーにて微速運転に切り替えるとともに汚泥供給・移送ポンプ１２を作動させ凝集攪拌槽１３から汚泥を移送し、当該攪拌機１３ａを微速運転すると同時に運転を開始している汚泥脱水機１６に汚泥供給・移送切替弁１１を通じて供給する。微速攪拌していた凝集攪拌槽１３の攪拌機１３ａは凝集攪拌槽１３の水位計１４の感知する水位が低レベルを示したところで停止する。
【００２１】
汚泥供給・移送ポンプ１２が凝集攪拌槽１３の水位計１４が凝集攪拌槽１３の水位が無いと示したところで、汚泥供給・移送切替弁１１を供給側開に切り替わり、洗浄工程として次のバッチ工程の準備に入る。その後、汚泥脱水機１６のタイマーが働き停止する。詳細は省略するが、汚泥脱水機１６の停止後、タイマー作動とともに汚泥脱水機１６の洗浄装置がタイマーにより一定時間作動後停止する。その後次のバッチ工程として待機工程に戻る。
【００２２】
次に、本発明のバッチ式余剰汚泥脱水システムの諸条件について記載する。まず、本発明で採用している腐植系凝集剤として、当該発明では、エム・シー砿産株式会社製の商品名「パピルスＮＯ．５２５」を用いた。使用量は、凝集攪拌槽１３の容量が０．４立方メートルであるのに対し、１回のバッチ処理あたり約０．２８キログラム重を用い、定量フィーダー１５を用いて１．５分程度で投入する。また、インバーターにて設定する凝集槽攪拌機１３ａについては、急速運転時が４０から６０Ｈｚとし標準設定値としては４５Ｈｚ（攪拌機回転数としては４５回転／分）、緩速運転時が１５〜４０Ｈｚとし標準設定値としては２５Ｈｚ（攪拌機回転数としては２５回転／分）回転数、微速運転時が０〜１５Ｈｚとし、標準設定値としては、１０Ｈｚ（攪拌機回転数としては１０回転／分）である。
【００２３】
また、各工程での時間であるが、図２の運転タイムチャートにも記載の様に、凝集攪拌槽１３の容量が０．４立方メートルの場合で、汚泥供給工程が１０分、緩速攪拌時が５分、静置時間が５分、脱水工程が９０分であり、汚泥脱水機１６の運転時間は凝集攪拌槽１３の汚泥移送完了後の運転時間４０分を含めると合計約１３０分である。汚泥脱水機１６の運転時間が汚泥供給、緩速攪拌、静置時間の総計に比べ長い為、待機工程から汚泥供給工程への移行開始は、汚泥脱水完了時間を見越して設定される。
【００２４】
【発明の効果】
従来の汚泥処理における余剰汚泥脱水については、従来の技術に開示した様に連続式の設備であった為、常に一定の条件でしか凝集の反応プロセスを行うことができなかった。本発明では、一定量の汚泥を凝集攪拌槽に供給し、バッチ式に凝集プロセスが完了するまで、攪拌を急速、緩速、静置、微速と変化させて行い凝集剤の性能に見合った方法で、着実な凝集反応を行うことを可能とした。また、それによって汚泥脱水機についても脱水洗浄のサイクルを回すことにより、常に良い運転状態を保つことが出来るという効果が得られる。
【００２５】
また、凝集剤について当該発明では、粉末を混合攪拌するだけで凝集反応が得られる天然の腐植系凝集剤を採用した為、設備が簡素化され、従来の技術に示したような、高分子凝集剤に見られる凝集剤を攪拌するタンクと攪拌機及び凝集剤を送るポンプ、また、凝集助剤を攪拌するタンクと攪拌機、さらには、汚泥との凝集過程における混和槽に関しても凝集助剤混和槽と凝集剤混和槽の２槽を必要とし工程が複雑になり設備費がかさむと共に、運用、メンテナンスの上でも複雑になるというような問題が解決される。
【００２６】
機器数で比較すると、従来の設備では汚泥供給ポンプ、凝集剤貯留、槽凝集剤注入ポンプ、原液凝集剤タンク及び原液凝集剤タンク用攪拌機、原液凝集剤ポンプ、凝集剤自動溶解槽及び凝集剤自動溶解槽用攪拌機、凝集助剤貯留タンク、凝集助剤注入ポンプ、凝集助剤混和槽及び凝集助剤講話槽用攪拌機、凝集剤混和槽及び凝集剤混和槽用攪拌機、汚泥脱水機と１５点を要すのに対し、当該発明で同様の処理能力を上げる為に必要な機器数は汚泥供給・移送切替弁、汚泥供給・移送ポンプ、凝集攪拌槽、攪拌機、定量フィーダー、汚泥脱水機の６点と簡素化を可能とした。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の汚泥処理装置の模式図である。
【図２】本発明の汚泥処理に関する運転タイムチャートである。
【図３】従来の技術の汚泥処理装置の模式図例である。
【符号の説明】
１        汚泥処理装置
２        余剰汚泥脱水部
３        生ゴミ投入部
４        発酵部
５        破砕機
６        スクリューコンンベアー
７        発酵装置
１０      汚泥貯留槽
１１      汚泥供給・移送切替弁
１２      汚泥供給・移送ポンプ
１３      凝集攪拌槽
１３ａ    攪拌機
１４      水位計
１５      定量フィーダー
１６      汚泥脱水機
１０１    原液凝集剤タンク
１０１ａ  攪拌機
１０２    原液凝集剤ポンプ
１０３    フロースイッチ
１０４    凝集剤自動溶解槽
１０６    凝集剤貯留槽
１０７    凝集剤注入ポンプ
１０８    フロースィッチ
１０９    凝集剤混和槽
１０９ａ  攪拌機
１１０    凝集助剤貯留タンク
１１１    凝集助剤注入ポンプ
１１２    凝集助剤混和槽
１１２ａ  攪拌機
１１３    凝集助剤注入管
１２０    汚泥供給ポンプ
１２１    フロースイッチ
１２２    汚泥移送管
１３０    上水移送管
１３１    上水電磁弁
１４０    処理水
１５０    流出管
１６０    脱水機
【図１】
0003630130.tif 000003
【図２】
0003630130.tif 000004
【図３】
0003630130.tif 000005