(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚泥凝集槽から導入される凝集汚泥を濃縮して、この凝集汚泥から濃縮凝集汚泥と分離液とを得る汚泥濃縮装置であって、
上記汚泥凝集槽の水面の位置よりも下側に配置されて、水位差によって前記凝集汚泥をその一の端部から内部に導入する円筒体と、
この導入された前記凝集汚泥の水分を、上記水位差によって上記円筒体の内面から外面に向かって分離して通過させる前記円筒体の周面に形成された濾過スクリーン部と、
上記円筒体内部に位置して、上記濾過スクリーン部内面を清掃すると共に、前記凝集汚泥を前記円筒体の一の端部から他の端部へ移送し濃縮凝集汚泥として排出するスクリューと、
上記濾過スクリーン部から円筒体外部に分離される分離液を収容し、且つこの分離液に前記円筒体の濾過スクリーン部を水没せしめる外容器と、
この外容器に設けられた分離液排出口と
を備えたことを特徴とする汚泥濃縮装置。
【請求項２】
請求項１に記載の汚泥濃縮装置であって、
さらに、前記分離液排出口に連結して設けられた分離液排出路と、
この分離液排出路に連結して、前記汚泥凝集槽の水面よりも低く且つ前記濾過スクリーン部より高い位置に分離液排出水面を有する分離液排出部と
を備えたことを特徴とする汚泥濃縮装置。
【請求項３】
請求項２に記載の汚泥濃縮装置であって、
さらに、前記円筒体の他の端部に設けられた濃縮凝集汚泥排出口に連結して、前記汚泥凝集槽の水面よりも低く、前記分離液排出水面より高い位置に濃縮凝集汚泥排出水面を有する濃縮汚泥排出路を備えたことを特徴とする汚泥濃縮装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかに記載の汚泥濃縮装置であって、
さらに、前記分離液排出口に連結して設けられた前記分離液の排出流量を調整するバルブを備えたことを特徴とする汚泥濃縮装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかに記載の汚泥濃縮装置であって、
前記汚泥凝集槽には汚泥が第１のポンプで導入され、
前記濃縮凝集汚泥排出口には濃縮凝集汚泥を排出する第２のポンプが接続され、
上記第１のポンプの流量と上記第２のポンプの流量を設定することによって前記濃縮凝集汚泥の濃度を調整することを特徴とする汚泥濃縮装置。
【請求項６】
汚泥凝集槽に汚泥を供給し凝集剤を添加すると共に撹拌して凝集汚泥を得る工程と、
上記汚泥凝集槽の水面よりも低い位置に配置されて、水位差によって前記凝集汚泥を円筒状の濾過スクリーン部を有する円筒体の一の端部からその内部に導入する工程と、
上記円筒体内部に設けられたスクリューで、上記濾過スクリーン部内面を清掃すると共に、上記導入された凝集汚泥を円筒体の他の端部に移送し、且つ前記水位差によって前記濾過スクリーン部で前記凝集汚泥の水分を分離する工程と、
この分離された分離液を収容する外容器に、前記濾過スクリーン部を水没させた状態で、上記外容器から分離液を排出する分離液排出工程と、
前記凝集汚泥の水分が前記濾過スクリーン部で分離されて凝集汚泥濃度が高くなった濃縮凝集汚泥を排出する濃縮汚泥排出工程と
を有することを特徴とする汚泥濃縮方法。
【請求項７】
請求項６に記載の汚泥濃縮方法であって、
前記濾過スクリーン部で前記凝集汚泥の水分を分離する前記工程において前記凝集汚泥から分離される水分の流量が、前記汚泥凝集槽の水面と、この水面よりも低く且つ前記濾過スクリーン部より高い位置に設定される前記分離液排出水面との、水位差によって設定されることを特徴とする汚泥濃縮方法。
【請求項８】
請求項７に記載の汚泥濃縮方法であって、
前記濾過スクリーン部で前記凝集汚泥の水分を分離する前記工程において前記凝集汚泥から分離される水分の流量が、前記汚泥凝集槽の水面よりも低く設定された前記濃縮凝集汚泥排出水面と、この水面よりも低い位置に設定される前記分離液排出水面との、水位差によって設定されることを特徴とする汚泥濃縮方法。
【請求項９】
請求項６〜８の何れかに記載の汚泥濃縮方法であって、
前記濾過スクリーン部で前記凝集汚泥の水分を分離する前記工程において前記凝集汚泥から分離される水分の流量が、前記分離液排出口に連結して設けられたバルブによって設定されることを特徴とする汚泥濃縮方法。
【請求項１０】
請求項６〜９の何れかに記載の汚泥濃縮方法であって、
前記濾過スクリーン部で前記凝集汚泥の水分を分離する前記工程において得られる前記濃縮凝集汚泥の濃度が、前記汚泥凝集槽に汚泥を導入する第１のポンプの流量と、前記濃縮凝集汚泥排出口から濃縮凝集汚泥を排出する第２のポンプの流量とで、設定されることを特徴とする汚泥濃縮方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、汚泥凝集槽で汚泥に含まれる懸濁物質や固形成分（以下「固形成分等」）を凝集した後、この凝集汚泥から清澄水成分（以下「水分」）を分離して凝集汚泥を濃縮する汚泥濃縮装置および汚泥濃縮方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
各種汚泥を廃棄または焼却するため、汚泥に含まれる固形成分等は、汚泥に含まれる水分と分離されることによって脱水される。しかし、脱水機の能力のみで汚泥脱水を効率良く行うことはできず、汚泥脱水を効率良く行うためには、脱水処理に適した凝集汚泥濃度まで凝集汚泥を濃縮する必要がある。そこで、汚泥脱水処理に先立って、汚泥を凝集剤で凝集させ、この凝集汚泥に含まれる固形成分等の濃度（以下「凝集汚泥の濃度」）を高める汚泥濃縮処理が行われる。
【０００３】
従来この汚泥濃縮処理には、たとえば図７に示すロータリースクリーン型汚泥濃縮装置や、図８に示すスクリュープレス型汚泥濃縮装置が使用される。
図７のロータリースクリーン型汚泥濃縮装置では、汚泥は、導入ポンプ１で汚泥凝集槽２に導入されたのち、凝集剤を添加され撹拌機３で撹拌されて凝集汚泥となる。この凝集汚泥は略水平に配置された円筒体４の内部に導入される。円筒体４の周面にはパンチングプレートやウェッジワイヤで形成された濾過スクリーン部５が設けられている。円筒体４の内部には、濾過スクリーン部５の内周面に接する形で螺旋状スクリュー７が溶接等で固定され、そして円筒体４はモータ８によって駆動されて回転する。そうすると、円筒体４の内部に導入された凝集汚泥は、螺旋状スクリュー７によって移送されると共に、その水分の一部は、濾過スクリーン部５を通過して円筒体４の外部へと分離され、一方、螺旋状スクリュー７によって移送された凝集汚泥は水分の一部が分離されて濃縮凝集汚泥となって排出される。こうして分離された分離液（水分）は、円筒体４を収容する外容器９の底部に設けられた分離液排出口９ａから排出される。
【０００４】
上記のロータリースクリーン型汚泥濃縮装置では、凝集汚泥中に含まれる固形成分等の沈殿によって、濾過スクリーン部５が汚れて目詰まりするので、シャワー１０は濾過スクリーン部５に水を散布して汚れを洗浄する。
図８のスクリュープレス型汚泥濃縮装置では、ロータリースクリーン型汚泥濃縮装置と同様に汚泥凝集槽で凝集した汚泥が円筒体４に導入されるが、略水平に配置された円筒体４は回転せず、一方、円筒体４の内部の内筒６と螺旋状スクリュー７がモータ８で駆動されて回転する点が大きく相違する。そうすると、円筒体４の内部に導入された凝集汚泥は、螺旋状スクリュー７によって移送されると共に、その水分の一部は、円筒体４に設けられた濾過スクリーン部５を通過して円筒体４の外部へと分離され、一方、螺旋状スクリュー７によって移送された凝集汚泥は水分の一部が分離されて濃縮凝集汚泥となって排出される。こうして分離された分離液は、円筒体４を収容する外容器９の底部に設けられた分離液排出口９ａから排出される。
【０００５】
スクリュープレス型汚泥濃縮装置でも、濾過スクリーン部５が凝集汚泥中に含まれる固形成分等で汚れて目詰まりする。この汚れはシャワー１０から濾過スクリーンに散布される水で洗浄される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図７および図８にそれぞれ示す各汚泥濃縮装置では、円筒体４の内部に導入された凝集汚泥の水面の高さは、水平に配置された円筒体４の下部から円筒体４の略中心部近辺までの間にあり、濾過スクリーン部５の下部およびその近傍のみが凝集汚泥から水分を分離するにすぎない。そのため、より多くの量の凝集汚泥を濃縮しようとするには、濾過スクリーン部５をより大型化する必要が生じて、汚泥濃縮装置が大型化する。また、濾過スクリーン部５における濾過に必要な圧力は、濾過スクリーン部５内部の凝集汚泥水面の高さと共に高くなる。そして上記圧力が必要以上に高くなると濾過スクリーン部５内部に堆積した固形成分等が濾過スクリーン部５から外部にリークすると共に、このリークした固形成分等による濾過スクリーン部５の目詰まりが生じる。
【０００７】
こうしたリークや目詰まりを軽減するには、より多くの凝集剤を汚泥凝集槽で汚泥に添加しなければならない。また、目詰まりが生じるとシャワー１０で濾過スクリーン部５を洗浄する必要があり、且つ濾過スクリーン部５からリークして外容器９の底面に堆積した固形成分等もシャワー１０で洗浄する必要がある。さらに、汚泥濃縮装置における濃縮濃度は、濾過スクリーン部５における凝集汚泥の濾過性（凝集汚泥から水分がどの程度分離するかという性質）に依存する。また、濾過速度は、濾過スクリーン部５内部の凝集汚泥の水面高さや濾過スクリーン部５の目詰まりによっても変化するので、凝集汚泥濃度を所定の濃度に調整することが困難である。
【０００８】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、濾過スクリーンの全面を凝集汚泥から水分を分離するために使用することができ、したがって小さな円筒体で構成されて小型化が図れ、濾過スクリーン部における濾過に係わる圧力が必要以上に高くなることがなく、固形成分等のリークや、濾過スクリーンの目詰まりが生じ難く、さらに好ましくは、濾過スクリーン部内部の凝集汚泥濃度を所定の濃度に調整することができる汚泥濃縮装置および汚泥濃縮方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明によれば、請求項１では、汚泥凝集槽から導入される凝集汚泥を濃縮して、この凝集汚泥から濃縮凝集汚泥と分離液とを得る汚泥濃縮装置であって、上記汚泥凝集槽の水面の位置よりも下側に配置されて、水位差によって前記凝集汚泥をその一の端部から内部に導入する円筒体と、この導入された前記凝集汚泥の水分を、上記水位差によって上記円筒体の内面から外面に向かって分離して通過させる前記円筒体の周面に形成された濾過スクリーン部と、上記円筒体内部に位置して、上記濾過スクリーン部内面を清掃すると共に、前記凝集汚泥を前記円筒体の一の端部から他の端部へ移送し濃縮凝集汚泥として排出するスクリューと、上記濾過スクリーン部から円筒体外部に分離される分離液を収容し、且つこの分離液に前記円筒体の濾過スクリーン部を水没せしめる外容器と、この外容器に設けられた分離液排出口とを備えた汚泥濃縮装置が提供される。
【００１０】
このように構成された汚泥濃縮装置では、周面に濾過スクリーン部を形成した円筒体は、汚泥凝集槽の水面の位置よりも低い位置に配置されて、濾過スクリーン部から分離された分離液を収容する外容器に水没している。したがって、濾過スクリーン部の周面全面で凝集汚泥から水分を分離することができるので円筒体を小型化でき、汚泥濃縮装置が小型化される。
【００１１】
また、濾過スクリーン部における濾過圧力は、汚泥凝集槽の水面の位置と分離液排出口の位置とで決まる水位差に依存するので、汚泥凝集槽の水面の位置を設定すれば、容易に上記濾過圧力を調整でき、必要以上に濾過圧力が高くなることがない。したがって、濾過スクリーン部における固形成分等のリークを低減することができ、リークを防止するためより多くの凝集剤を汚泥凝集槽で汚泥に添加する必要もない。また必要な濾過圧力が得られないといった問題も生じない。
【００１２】
さらに、濾過スクリーン内部を清掃すると共に凝集汚泥を移送するスクリューによって、濾過スクリーン内部に固形成分等が堆積することが防止され、濾過スクリーン部の目詰まりが生じない。そうすると、濾過圧力は、上記汚泥凝集槽の水面の位置と分離液排出口の位置とで決まる一定の圧力に維持される。つまり、目詰まりが生じることなく濾過圧力が一定に維持されることにより、安定した濃縮率の濃縮凝集汚泥が排出される。また、目詰まりが生じないので濾過スクリーン部を洗浄するシャワーや洗浄水が不必要になる。
【００１３】
しかしながら、濾過スクリーン部においてごく僅にリークする固形成分等が、外容器の底部に沈殿していくが、外容器に設けられた分離液排出口から分離液の液流と共に汚泥濃縮装置外へと排出される。そうすると、外容器を洗浄するシャワーや洗浄水が不必要になる。
請求項６では、汚泥凝集槽に汚泥を供給し凝集剤を添加すると共に撹拌して凝集汚泥を得る工程と、上記汚泥凝集槽の水面よりも低い位置に配置されて、水位差によって前記凝集汚泥を円筒状の濾過スクリーン部を有する円筒体の一の端部からその内部に導入する工程と、上記円筒体内部に設けられたスクリューで、上記濾過スクリーン部内面を清掃すると共に、上記導入された凝集汚泥を円筒体の他の端部に移送し、且つ前記水位差によって前記濾過スクリーン部で前記凝集汚泥の水分の一部を分離する工程と、この分離された分離液を収容する外容器に、前記濾過スクリーン部を水没させた状態で、上記外容器から分離液を排出する分離液排出工程と、前記凝集汚泥の水分一部が前記濾過スクリーン部で分離されて凝集汚泥濃度が高くなった濃縮凝集汚泥を排出する濃縮汚泥排出工程とを有する汚泥濃縮方法が提供される。
【００１４】
この汚泥濃縮方法によれば、小型化した汚泥濃縮装置によって汚泥濃縮が可能となり、濾過スクリーン部における濾過圧力は汚泥凝集槽の水面の位置と分離液排出口の位置とで決まる適切な圧力に維持され、必要以上に高くなることがなく、水分を分離する工程における固形成分等のリークを低減することができ、濾過スクリーン部を洗浄するシャワーや洗浄水が不必要になる。また、濃縮汚泥排出工程では、上記濾過圧力が適切な値に維持されるので、安定した濃縮率の濃縮凝集汚泥が排出される。さらに、僅かな固形成分等のリークによって外容器の底部に堆積する固形成分等が、分離液排出工程において汚泥濃縮装置外に排出される。
【００１５】
請求項２では、さらに、前記分離液排出口に連結して設けられた分離液排出路と、この分離液排出路に連結して、前記汚泥凝集槽の水面よりも低く且つ前記濾過スクリーン部より高い位置に分離液排出水面を有する分離液排出部とを備えた汚泥濃縮装置が提供される。ここで濾過スクリーン部における濾過圧力は、汚泥凝集槽の水面と分離液排出部の分離液排出水面との水位差に依存する。したがって、両水面あるいは何れか一方の水面の位置を設定することにより、分離液排出工程における濾過圧力と分離液の流量とを容易に調整することができる（請求項２および７）。
【００１６】
請求項３では、さらに、前記円筒体の濃縮凝集汚泥排出口に連結して、前記汚泥凝集槽の水面よりも低く、前記分離液排出水面より高い位置に濃縮凝集汚泥排出水面を有する濃縮汚泥排出路を備えた汚泥濃縮装置が提供される。ここで濾過スクリーン部における濾過圧力は、濃縮凝集汚泥排出水面と分離液排出部の分離液排出水面との水位差に依存する。したがって、両水面あるいは何れか一方の水面の位置を設定することにより、分離液排出工程における濾過圧力と分離液の流量とを容易に調整することができる（請求項３および８）。
【００１７】
請求項４では、さらに、前記分離液排出口に連結して設けられた前記分離液の流量を調整するバルブを備えた汚泥濃縮装置が提供される。ここで濾過スクリーン部における濾過圧力は、汚泥凝集槽の水面の高さと上記バルブによって調整される分離液の排出流量とで決まる。したがって、汚泥凝集槽の水面の高さと前記バルブの流量（分離液の排出流量）を設定することによって、分離液排出工程における濾過圧力と分離液の流量とを容易に調整することができる（請求項４および９）。
【００１８】
請求項５では、さらに、前記汚泥凝集槽には汚泥が第１のポンプで導入され、前記分離液排出口には濃縮凝集汚泥を排出する第２のポンプが接続され、上記第１のポンプの流量と上記第２のポンプの流量を設定することによって、前記濃縮凝集汚泥の濃度を調整する汚泥濃縮装置が提供される。ここで汚泥の濃縮倍率は、第１のポンプの流量と第２のポンプの流量を調整することにより、容易に設定されるので、分離液排出工程における濾過圧力と分離液の流量とを調整し、濾過スクリーン内部の凝集汚泥濃度を所定の濃度に設定することができる（請求項５および１０）。
【００１９】
したがって、濾過スクリーン内部の濾過圧力の設定に加えて、凝集汚泥濃度を所定濃度に容易に設定することが可能となるので、固形成分等のリーク低減を図りつつ、すなわち濾過スクリーン部で水分のみを外部に分離しつつ、汚泥凝集槽から導入された汚泥を所定の濃度の凝集汚泥に濃縮することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の第１の実施形態に係る汚泥濃縮装置および汚泥濃縮方法を説明する。
図１は、本発明に係る汚泥濃縮装置の第１の実施形態を示す概略要部構成図である。なお、図１において、図７および８に示した従来の汚泥濃縮装置等と同様の機能を有する構成要素には、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００２１】
本発明に係る汚泥濃縮装置は、凝集汚泥をその一の端部から内部に導入する略水平に配置された円筒体１１と、この円筒体１１の内部に同芯に位置して、凝集汚泥を円筒体１１の一の端部１１ａから他の端部１１ｂへ移送する螺旋状スクリュー１２を備えた軸体１３と、円筒体１１の周面に形成された濾過スクリーン部１４と、凝集汚泥から濾過スクリーン部１４によって分離された分離液で濾過スクリーン部１４を水没した状態で収容する略密閉構造の外容器１５とを備えている。
【００２２】
この外容器１５は、たとえば、円筒体１１と同芯な円筒体を主として形成される。図２に示すように、上記濾過スクリーン部１４は、円筒体１１の一の端部１１ａと他の端部１１ｂとの間に亘った周面に、たとえばパンチングプレートまたはウェッジワイヤ等で形成されており、凝集汚泥に含まれる固形成分等が通過することができない内径の孔または網目を備えている。
【００２３】
なお、図１に示すように、外容器１５の天井部分（円筒体の周面部の天井部分）には、抜気管１５ａが設けられており、円筒体１１や外容器１５の内部で発生する気体を汚泥濃縮装置の外部に抜気する。抜気管１５ａは、例えば凝集槽２の汚泥の水面よりも高い位置にその開口部を有して、外容器１５に収容された分離液が漏れ出さず、上記気体のみが抜気されるようになっている。
【００２４】
また、軸体１３は、円筒体１１の一の端部１１ａおよび他の端部１１ｂにおいて軸受けで支持され、他の端部１１ｂを貫通しその外方に配置されたモータ１６に連結している。軸体１３が備える螺旋状スクリュー１２は、モータ１６に駆動された軸体１３と共に回転し、円筒体１１の一の端部１１ａに導入された凝集汚泥を他の端部１１ｂに移送する。上記螺旋状スクリュー１２は、螺旋部分の外形が濾過スクリーン部１４の内径より僅かに小さく、螺旋状スクリュー１２の外縁部とスクリーン部１４の内面との間は僅かな間隙を形成している。
【００２５】
したがって、螺旋状スクリュー１２は、凝集汚泥に含まれる固形成分等が濾過スクリーン部１４の内面に付着することを防止するとともに、固形成分等が付着したときには、これを濾過スクリーン部１４の内面から剥がして濾過スクリーン部１４の内面を清掃する。
ここで、凝集処理される汚泥は導入ポンプ１によって汚泥凝集槽２に導入される。汚泥は、この汚泥凝集槽２で凝集剤が添加されると共に撹拌機３で撹拌される工程を経て、汚泥に含まれる固形成分等が凝集した凝集汚泥となる。この汚泥凝集槽２の汚泥の水面（以下「凝集槽水面」）位置は汚泥濃縮装置の円筒体１１の位置よりも高い位置にあり、この水位差によって、凝集汚泥が汚泥凝集槽から円筒体１１の一の端部１１ａに設けられた導入口１１ｃへ導入される。
【００２６】
このような導入工程を経て、汚泥濃縮装置に導入され凝集汚泥から分離された水分は（分離については後述する。）濾過スクリーン部１４を水没させた状態に維持するよう、外容器１５に収容される。この外容器１５の端部側底部の底面には分離液排出口１５ｂが設けられている。この分離液排出口１５ｂに連結された分離液排出管（分離液排出路）１７は、分離液排出口１５ｂの上方に向かって立ち上がっており、その上部に分離液排出部１７ａを備えている。そして、分離液排出部１７ａにおける分離液排出水面の位置（ｈ２）は、前記凝集槽水面の位置（ｈ１）に対して低い位置にある。ここで、濾過スクリーン部１４は、凝集槽水面の位置（ｈ１）に対して低い位置に配置されており、濾過スクリーン部１４は、外容器１５に収容される分離液に水没した状態になっている。
【００２７】
かくして、濾過スクリーン部１４は、その周面の全面にわたって凝集汚泥から水分を分離することができ、円筒体１１の小型化を図ることができ、汚泥濃縮装置を小型化できる。
さて、円筒体１１の内部に導入された凝集汚泥は、螺旋状スクリュー１２で円筒体１１の他の端部１１ｂに移送され、濾過スクリーン部１４の内部を通過する。濾過スクリーン部１４は水没しており、その内部には、濾過圧力が生じている。そして、濾過スクリーン部１４は、前述のように凝集汚泥に含まれる固形成分等が通過することができないパンチングプレートやウェッジワイヤ等で形成されている。したがって、凝集汚泥の水分のみが、上記濾過圧力によって濾過スクリーン部１４の内部から外容器１５へと通過することができ、こうした分離工程を経て凝集汚泥から水分が分離処理される。
【００２８】
しかし、濾過圧力が高すぎると、固形成分等が濾過スクリーン部１４を通過してしまうリークが生じたり、固形成分等が濾過スクリーン部１４の内面に付着して濾過スクリーン部１４の目詰まりを生じてしまう。反面濾過圧力が低すぎると水分を分離処理する能力が低下し、凝集汚泥の濃縮が充分に行われない。
ところが、上記濾過圧力は、前記のように凝集槽水面の位置（ｈ１）と分離液排出水面の位置（ｈ２）との水位差（ｄｈ＝ｈ１−ｈ２）によって決まるので、この水位差を設定することで、固形成分等がリークし難く、濾過スクリーン部１４に付着等し難く、且つ水分のみを分離する工程に適した濾過圧力を設定することができる。なお、分離液排出水面の位置（ｈ２）は分離液排出部１７ａの高さによって設定可能であり、凝集槽水面の位置（ｈ１）は分離液排出水面の位置（ｈ２）に上記水位差（ｄｈ）を加えたところになる。
【００２９】
仮に、濾過スクリーン部１４の内面に、固形成分等が付着しても、この付着物は螺旋状スクリュー１２によって剥がされて、濾過スクリーン部１４の内面は清掃される。したがって、濾過スクリーン部１４の目詰まりは極めて生じ難い。
こうして、凝集汚泥は、それに含まれる固形成分等が外容器１５にリークすることも濾過スクリーン部１４に付着することもなく、濾過スクリーン部１４の内部を移送されることによって、水分の一部が分離される濃縮工程を経て濃縮凝集汚泥となり、円筒体１１の他の端部１１ｂの設けられた排出口（濃縮凝集汚泥排出口）１１ｄから排出されることになる。
【００３０】
上記の排出口１１ｄには濃縮汚泥排出管１８が連結されており、この濃縮汚泥排出管１８には排出ポンプ１９が連結されている。ここで導入ポンプ１の流量（Ｑ１）と排出ポンプ１９の流量（Ｑ２）とを設定すれば、汚泥濃縮装置の濃縮倍率を調整することができる。なお、濃縮倍率とは、汚泥濃縮装置で濃縮する以前の凝集汚泥の固形成分等の濃度に対する、汚泥濃縮装置で濃縮した後の凝集汚泥の固形成分等の濃度の比率である。ここで、濃縮倍率は、
濃縮倍率＝（Ｑ１／Ｑ２）
で求められる。なお流量は（立方メータ／時、立方メータ／秒等）である。
【００３１】
一方、分離液は外容器１５に収容される。濾過スクリーン部１４は、上記のように固形成分等のリークを極めて低減しているが、仮にリークが生じても、リークによる固形成分等は外容器１５の底部に沈殿しようとする。そうすると、上記底部に設けた分離液排出口１５ｂから分離液を排出する排出工程で、リークした固形成分等は、分離液の液流と共に排出されるので、外容器１５の底部に堆積しない。なお、分離液と共に排出された上記固形成分等は、分離液排出管１７内部の分離液の流れによって、分離液排出部１７ａから排出される。
【００３２】
表１は図１に示す汚泥濃縮装置と図７および８に示す従来の汚泥濃縮装置との凝集汚泥の処理結果を示す。
【００３３】
【表１】
0003627809.tif 000002
【００３４】
なお、表１における処理条件は以下の通りである。
汚泥濃度１．５（質量％）の下水混合生汚泥を１０立方メータ／時の供給量で汚泥凝集槽に供給して凝集処理し、汚泥濃縮装置に上記供給量で供給した。使用した凝集剤は、高分子凝集剤クリフィックスＣＰ６０４（栗田工業株式会社製、ジメチルアミノエチルメタクリレート系カチオンポリマ）である。
【００３５】
表１の高分子凝集剤の濃度は、上記下水混合生汚泥の汚泥濃度および供給量から決まる汚泥の固形成分等のトータル・ソリッド（総質量）に対して、添加した高分子凝集剤のトータル・ソリッド（総質量）を示す質量％であり、（質量％／ＴＳ）と表示した。
表１の濃縮汚泥濃度は、各汚泥濃縮装置で濃縮された後の汚泥濃度（質量％）である。同じく固形物回収率は、上記下水混合生汚泥の濃度と供給量で汚泥凝集槽に供給された固形成分等に対し、各汚泥濃縮装置で濃縮された濃縮汚泥（濃縮凝集汚泥）に含まれる固形成分等を質量％で示したものである。洗浄水の水量は、円筒体の濾過スクリーン部と外容器とを洗浄するために使用した１時間あたりの水の量である。
【００３６】
表１から明らかなように、本発明に係る汚泥濃縮装置および汚泥濃縮方法によれば、従来の汚泥濃縮装置および汚泥濃縮方法に比べて、少ない凝集剤の添加でより多くの固形成分等を回収することができ、すなわち汚泥濃縮工程における固形成分等のリークが少ないと共に、濾過スクリーンを備えた円筒体の小型化が可能となり汚泥濃縮装置の小型化が図れ、濃縮後の汚泥（濃縮凝集汚泥）の濃度も安定して維持でき、さらに、濾過スクリーン部等の洗浄水を必要としない。
【００３７】
なお、排出ポンプに代わってバルブを使用し濃縮凝集汚泥の流量（Ｑ２）を設定することによっても、濃縮倍率を設定できる。
また、外容器から排出される分離液の流量をバルブ等で調整し、円筒体の排出口から排出される濃縮凝集汚泥を自然流として排出することによっても、濃縮倍率を設定できる。外容器から排出される分離液の流量をＱ３とするならば、導入ポンプ１の流量（Ｑ１）から分離液の流量（Ｑ３）を減じた流量が、排出される濃縮凝集汚泥の流量（Ｑ２）であり、導入ポンプ１の流量（Ｑ１）が設定されれば、分離液の流量（Ｑ３）を設定することで、排出される濃縮凝集汚泥の流量（Ｑ２）が決まるからである。
【００３８】
図３は、第１の実施形態に係る汚泥濃縮装置の変形例の概略要部構成図である。なお、図１に示した汚泥濃縮装置等と同様の機能を有する構成要素には、同一の符号を付してその説明を省略する。
図３に示す変形例では、例えば外容器１５ｔは略直方体形状をなし、その上面部分が開口している。そして、円筒体１１の一の端部１１ａと他の端部１１ｂが外容器１５ｔの２つの側面を貫通して取り付けられている。分離液排出口１５ｔｂは外容器１５ｔの底面の略中央部に設けられている。そして、分離液排出口１５ｔｂには分離液の排出量を調整するバルブ２０が連結されている。
【００３９】
すると、バルブ２０により、排出される分離液の流量（Ｑ３）を設定することができ、外容器１５ｔに収容される分離液の水深を調整して、濾過スクリーン部１４を分離液に水没させることができる。また、導入ポンプ１の流量（Ｑ１）と分離液の流量（Ｑ３）とから排出される濃縮凝集汚泥の流量（Ｑ２）を決めることができ、凝集汚泥から水分を分離する工程において、
濃縮倍率＝（Ｑ１／Ｑ２）
を設定できるとともに、濾過スクリーンにおける固形成分等のリーク低減や目詰まりが生じない最適濾過圧力を得ることができる。
【００４０】
なお、排出口１１ｄに連結された濃縮汚泥排出管１８は上方に立ち上がり、凝集槽水面の位置（ｈ１）よりも低い位置（ｈ３）へ濃縮凝集汚泥を移送・排出するようになっている。また、外容器１５ｔに収容される分離液の水面の位置は（ｈ２）であり、バルブ２０から分離液が排出されるため（ｈ１＞ｈ２）なる関係を有している。
【００４１】
上記説明した変形例によれば、外容器の上面が開口しているので、円筒体の濾過スクリーン部の外面を容易に清掃することができ、また、一つの外容器に複数の円筒体を設けることができるといった特徴を有している。
次に、本発明の第２の実施形態に係る汚泥濃縮装置および汚泥濃縮方法を説明する。図４は、本発明に係る汚泥濃縮装置の第２の実施形態を示す概略要部構成図である。なお、図１に示した汚泥濃縮装置等と同様の機能を有する構成要素には、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４２】
第２の実施形態に係る汚泥濃縮装置では、円筒体１１は軸心を略垂直にして配置される。そして、円筒体１１は凝集汚泥をその下端部（一の端部）１１ａからその内部に導入する。該汚泥濃縮装置が備える外容器１５は、円筒体１１の周面に形成された濾過スクリーン部１４を、分離液で水没させた状態で収容するものである。なお、外容器１５の天井部分（円筒体の上側端部の天井部分）には、抜気管１５ａが設けられている。
【００４３】
この汚泥濃縮装置においても、凝集処理される汚泥は汚泥凝集槽２で凝集剤が添加されると共に撹拌機３で撹拌される工程を経て凝集汚泥となる。凝集槽水面の位置（図４中のｈ１）は汚泥濃縮装置の円筒体１１が有する濾過スクリーン部１４の位置よりも高い位置にあり、この水位差によって、凝集汚泥が汚泥凝集槽から円筒体１１の一の端部１１ａに設けられた導入口１１ｃへ導入される。
【００４４】
この導入工程を経て、円筒体１１の内部に導入され濾過スクリーン部１４で凝集汚泥から分離された水分が外容器１５に収容される。この外容器１５の底部の側面には分離液排出口１５ｂが設けられ、この分離液排出口１５ｂに連結されて上方に延びる分離液排出管１７の上部には分離液排出部１７ａが設けられ、この分離液排出部１７ａの位置により分離液排出水面の位置（ｈ２）が、濾過スクリーン部１４よりも高い位置に規定されている。
【００４５】
一方、円筒体１１の他の端部１１ｂに設けられた排出口（濃縮凝集汚泥排出口）１１ｄには、濃縮汚泥排出管１８（濃縮汚泥排出路）が連結されて、濃縮凝集汚泥排出水面の位置（ｈ３）が規定されている。この濃縮凝集汚泥排出水面の位置（ｈ３）は凝集槽水面の位置（ｈ１）に対して低い位置にあり、凝集槽水面の位置（ｈ１）と濃縮凝集汚泥排出水面の位置（ｈ３）との水位差（ｈ１−ｈ３）および螺旋状スクリュー１２による凝集汚泥の移送によって、排出口１１ｄから濃縮凝集汚泥が排出される。
【００４６】
また、濃縮凝集汚泥排出水面の位置（ｈ３）は分離液排出水面の位置（ｈ２）より高い位置に設定されている。すると、導入ポンプ１の流量（Ｑ１）を決めたうえで、水位差（ΔＨ＝ｈ３−ｈ２）を設定すれば、濾過圧力と分離液排出部１７ａから排出される分離液の流量（Ｑ３）を決めることができ、排出される濃縮凝集汚泥の流量（Ｑ２）も設定できる。例えば、分離液排出部１７ａの位置により分離液排出水面の位置（ｈ２）を調整して水位差（ΔＨ）を設定することで、第１の実施形態と同様に、固形成分等がリークし難く、濾過スクリーン部１４に付着等し難く、且つ水分を分離する工程に適した最適濾過圧力を容易に設定できる。
【００４７】
こうして、凝集汚泥は、濾過スクリーン部１４の内部を移送され、水分の一部が分離される濃縮工程を経て濃縮凝集汚泥となり、円筒体１１の他の端部１１ｂの設けられた排出口１１ｄから排出されることになる。
ここで、図５は分離液流量（Ｑ３）の特性を水位差（ΔＨ）との関係で示したものであり、最適濾過圧力となる分離液流量Ｑｏｐが水位差（ΔＨ）＝Ｈｏｐで得られることを示している。そして水位差（ΔＨ）をさらにＨｍまで大きくすると、濾過スクリーンにおけるリーク、目詰まりが生じ始めることを示している。したがって、上記の分離液流量（Ｑ３）の特性を測定しておけば、水位差（ΔＨ）の調整により最適な最適濾過圧力を容易に設定することができる。
【００４８】
以上説明した第２の実施形態に係る汚泥濃縮装置および汚泥濃縮方法では、円筒体１１が略垂直に配置されるので、第１の実施形態の汚泥濃縮装置に比して、狭い面積で汚泥濃縮装置を設置することができる。
次に、図６を用いて、第２の実施形態に係る汚泥濃縮装置の変形例を説明する。なお、図３および４に示した汚泥濃縮装置等と同様の機能を有する構成要素には、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４９】
この変形例では、外容器１５の底部の側面に設けられた分離液排出口１５ｂには、分離液の排出流量（Ｑ３）を設定するバルブ２０が連結されている。すると、前述の図４における濃縮凝集汚泥排出水面の位置（ｈ３）と分離液排出水面の位置（ｈ２）との水位差（ΔＨ＝ｈ３−ｈ２）を設定することに替えて、バルブ２０によって、分離液流量（Ｑ３）を設定することができ、凝集汚泥から水分を分離する工程における最適濾過圧力の設定を容易に行うことができる。
【００５０】
なお、以上説明した本発明に係る汚泥濃縮装置および汚泥濃縮方法では、高分子凝集剤に代わって、無機凝集剤と両性高分子凝集剤を併用してもよい。また、本発明に係る汚泥濃縮装置および汚泥濃縮方法は以上説明した各実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で変形して実施することができる。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の汚泥濃縮装置および汚泥濃縮方法によれば、濾過スクリーンの全面を凝集汚泥から水分を分離するために使用することができ、したがって小さな円筒体で構成されて汚泥凝集装置の小型化が図れ、濾過スクリーン部における濾過に係わる圧力が必要以上に高くなることがなく、固形成分等のリークや、濾過スクリーンの目詰まりが生じ難く、また、濾過スクリーンを清掃し濾過スクリーンの目詰まりを防ぎ、したがって、少ない凝集剤の添加のよって汚泥凝集槽で汚泥を凝集することができ、濾過スクリーン部に付着または外容器の底面に堆積した固形成分等をシャワーで洗浄する必要がないといった汚泥濃縮装置および汚泥濃縮方法に極めて好ましい効果が得られる。
【００５２】
さらに、好ましくは、濾過スクリーン部内部の凝集汚泥濃度を所定の濃度に調整することができ、脱水処理に適した凝集汚泥濃度まで凝集汚泥の濃度を安定して濃縮し、その濃度を維持するといった、汚泥処理上極めて好ましい効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかる汚泥濃縮装置の要部概略構成図である。
【図２】図１の汚泥濃縮装置の円筒体とその周面に設けられた濾過スクリーン部の外観図である。
【図３】本発明の第１の実施形態にかかる汚泥濃縮装置の変形例の要部概略構成図である。
【図４】本発明の第２の実施形態にかかる汚泥濃縮装置の要部概略構成図である。
【図５】図４の汚泥濃縮装置の分離液流量特性を示すグラフである。
【図６】本発明の第２の実施形態にかかる汚泥濃縮装置の変形例の要部概略構成図である。
【図７】従来のロータリースクリーン型汚泥濃縮装置を示す模式図である。
【図８】従来のスクリュープレス型汚泥濃縮装置を示す模式図である。
【符号の説明】
１        導入ポンプ
２        汚泥凝集槽
１１      円筒体
１１ａ    円筒体の一の端部
１１ｂ    円筒体の他の端部
１１ｄ    排出口
１２      螺旋状スクリュー
１４      濾過スクリーン部
１５      外容器
１５ｂ    分離液排出口
１７      分離液排出管
１７ａ    分離液排出部
１８      濃縮汚泥排出管
１９      排出ポンプ
２０      バルブ
【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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【図７】
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【図８】
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