(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無機凝集助剤が添加された汚泥に高分子凝集剤を混合して汚泥を造粒濃縮する造粒濃縮槽と、上記造粒濃縮槽で得られた造粒汚泥を脱水する濾体回転式脱水装置と、上記汚泥造粒槽から上記濾体回転式脱水装置の処理室に造粒汚泥を導入するシュートと、該処理室内の液面の上限と下限を検出するレベルスイッチと、該シュートに設けられ上記レベルスイッチで制御されるゲートとからなり、前記濾体回転式脱水装置の処理水の液面が上限になると前記レベルスイッチは前記ゲートを閉じて造粒汚泥が前記処理室に流入するのを停止して造粒槽内に滞流し、汚泥の造粒反応時間が長くなり汚泥濃度を向上し、時間の経過に伴い液面が下限に下がると前記ゲートを開き、前記処理室内への造粒汚泥の供給を再開して造粒汚泥を流入させるようにした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】
この発明は、汚泥の濃度や、性状が変動しても、汚泥の脱水を安定に行い、脱水汚泥の含水率が飛躍的に低下し、且つ回収率も大幅に向上する汚泥処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
濾液取出孔を有する多数枚の円板を軸方向に間隙を保って回転軸に固定した複数の回転濾過素子を、隣接するもの同志、互いに円板の周縁の一部を相手の回転濾過素子の円板間の間隙に突入させた交接列とし、この交接列の二つを、汚泥の供給口と、脱水汚泥の排出口とを有する処理室内に、上記排出口に向かって上下に配列し、処理室内に供給される汚泥を、前記各回転濾過素子の回転により上下の交接列の間を排出口に向かって移動させ、その間、各回転濾過素子の円板間の間隙に流入する汚泥の水分を円板の濾液取出孔を通じ回転濾過素子の軸方向に導いて処理室の外に排水し、処理室の排出口から脱水汚泥を排出する濾体回転式脱水装置は特公昭５７−１９６９１号公報等により公知である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記濾体回転式脱水装置は、他のベルトプレス型脱水機、スクリュープレス型脱水機に較べるとコンパクトであり、取扱いが容易である反面、機構上の制約から水切り性が悪いと共に、処理室の排出口から排出される脱水汚泥の含水率を８０％以下に低下させることが難しい。又、水切れが悪いために回転濾過素子の交接列の上部側面と、処理室の側壁の内面との間に汚泥が付着し、汚泥が濾過水側へリークする等の問題が生じるので、付着した汚泥を除去するための洗浄を頻繁に行う必要があり、洗浄水を多量に消費するという問題がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、無機凝集助剤が添加された汚泥に高分子凝集剤を混合して汚泥を造粒濃縮する造粒濃縮槽と、上記造粒濃縮槽で得られた造粒汚泥を脱水する濾体回転式脱水装置と、上記汚泥造粒槽から上記濾体回転式脱水装置の処理室に造粒汚泥を導入するシュートと、該処理室内の液面の上限と下限を検出するレベルスイッチと、該シュートに設けられ上記レベルスイッチで制御されるゲートとからなり、前記濾体回転式脱水装置の処理水の液面が上限になると前記レベルスイッチは前記ゲートを閉じて造粒汚泥が前記処理室に流入するのを停止して造粒槽内に滞流し、汚泥の造粒反応時間が長くなり汚泥濃度を向上し、時間の経過に伴い液面が下限に下がると前記ゲートを開き、前記処理室内への造粒汚泥の供給を再開して造粒汚泥を流入させるようにしたことを特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】
このため、本発明の汚泥処理装置は、無機凝集助剤が添加された汚泥に高分子凝集剤を混合して汚泥を造粒濃縮する造粒濃縮槽と、上記造粒濃縮槽で得られた造粒汚泥を脱水する濾体回転式脱水装置と、上記汚泥造粒槽から上記濾体回転式脱水装置の処理室に造粒汚泥を導入するシュートと、該処理室内の液面の上限と下限を検出するレベルスイッチと、該シュートに設けられ上記レベルスイッチで制御されるゲートとからなることを特徴とする。
【０００６】
【実施例】
図１〜４の実施例において、１０は濾体回転式脱水装置で、１１は汚泥の供給口１２と、脱水汚泥の排出口１３を有するその処理室、１４は上下の交接列を構成するための多数の回転濾過素子を示す。回転濾過素子は、図３〜４から明らかなとおり濾液取出孔１６を同一円周上に複数有する厚さ１．０〜２．０ｍｍ位の薄い円板１５と、該円板の濾液取出孔の円周よりも直径が小さく、厚さは円板よりも僅かに厚いスペーサ１７を交互に多数枚、回転軸１８に嵌めて固定すると共に、濾液取出孔１６と同じ配置の濾液排出孔２０を有する円筒形のボス１９を最も外側の２枚の円板１５，１５に接触させて回転軸に嵌めて固定し、円板の濾液取出孔１６と濾液排出孔２０を連通し、回転軸１８の回転により円板１５、スペーサ１７、ボス１９は一体に回転する。
【０００７】
処理室１１の両側壁１１´，１１´の外には濾液室２１が設けられ、上記ボス１９，１９は処理室の各側壁を貫通して回転自在に支持され、回転軸１８の両端は濾液室２１の外壁を貫通して回転自在に支持されている。
【０００８】
そして、交接列は、複数の回転濾過素子を隣接するもの同志、互いに円板１５の周縁の一部を相手の回転濾過素子のスペーサ１７により形成された円板間の間隙に突入させて形成する。処理室１１内には、汚泥の供給口１２の直下から脱水汚泥の排出口１３の直下に向けて下の交接列Ａを処理室のほゞＶ形の底２２に沿って設けると共に、下の交接列の、脱水汚泥の排出口１３に向かって斜め上向きになった領域の上に上の交接列Ｂを設ける。下の交接列Ａと、上の交接列Ｂの間隙は脱水汚泥の排出口１３に向かって次第に狭くし、脱水汚泥の排出口に向かう汚泥を搾るようにしてある。
【０００９】
上下の交接列を構成する各回転濾過素子の、一方の濾液室の外に突出した回転軸１８の端部には、例えば夫々ウォームホイール２３ａを固定し、上下の交接列と同方向に濾液室の外に配置した駆動軸２３のウォーム２３ｂと噛合わせ、汚泥供給口１２から供給された汚泥を、脱水汚泥の排出口１３に向かって移動させるように、図示の矢印方向に各交接列の回転濾過素子を回転駆動する。
【００１０】
これにより、汚泥供給口１２から処理室内に供給された汚泥が脱水汚泥の排出口１３に向かって移動する間に、汚泥が含んでいる水分は各交接列を構成する回転濾過素子の円板同志が周縁の一部を突入して入り組んでいる円板間の間隙に流入し、各円板の濾液取出孔１６を通って回転軸の軸方向に流れ、最終的には回転軸に固定されたボス１９，１９の濾液排出孔２０から濾液室２１に流れ落ち、該室の底の排水管２１´で系外に取出される。又、処理室の底２２上に流れ落ちた濾液は底２２のＶ形の最低部に設けた排水管２２´で系外に取出される。そして、こうして水分を除去された脱水汚泥は処理室の排出口１３からシュート２４を通って室外に排出される。尚、排出口１３の上下には、上下の交接列の最終段階の回転濾過素子の円板の隣接間隙に突入する櫛歯状のスクレーパ２８を設け、円板の隣接間隙に詰ろうとする汚泥を掻き出し、排出口１３に排出するようにしてある。
【００１１】
前記シュート２４には、図２に示すとおり排出口１３の近くに重錘板２６によってシュートを閉じる抵抗板２５を設け、排出口１３から出る脱水汚泥はこの抵抗板２５を押し開かなければ抵抗板２５から先方に流出できないようにしてある。脱水汚泥が抵抗板２５を押し開く力は抵抗板２５に取付ける重錘板２６の数によって調整できる。この抵抗板２５がシュート２４を閉じる力によって濾体回転式脱水装置の処理室１１内での汚泥の滞流時間が調節され、滞流時間が長い程、汚泥の脱水率は高まる。抵抗板２５は、図示の実施例では排出口１３を有する処理室の後壁に対して枢着された旋回アーム２７の枢着端に取付けられている。
【００１２】
図１に示すとおり濾体回転式脱水装置１０の手前には汚泥造粒槽３０、その手前には汚泥調質装置４０が設けてある。
【００１３】
汚泥調質装置４０は、この実施例では上下方向に細長い円筒形の調質槽４１と、その内部の中心で縦軸によって１５０〜３００ＲＰＭ程度の回転速度で回転駆動される槽高にほゞ等しい高さの攪拌翼４２とからなり、調質槽の底部に汚泥をポンプで供給する供給管４３には薬注装置４４により無機凝集助剤、例えばポリ硫酸第二鉄が汚泥１立当り２０００〜５０００ｍｇ添加される。無機凝集助剤を添加された汚泥は調質槽４１内を上向流する際に攪拌翼４２で攪拌され無機凝集助剤を均一に混合し、調質槽の上部から汚泥造粒槽３０の底部に連絡管４５で供給される。
【００１４】
汚泥造粒槽３０は図５に示すとおり円筒形で、該槽の中心部に縦設され、モータ、変速機により約１０〜３０ＲＰＭの回転速度で駆動される回転軸３１を有する回転攪拌装置と、円筒槽の上端部内周に設けられ、底がスクリーン３３で構成された濾過槽３２とを有し、回転攪拌装置として、回転軸３１の下方には回転軸に取付けられた側の基部が上下方向に幅が狭い羽子板形で、幅が広い自由端部は旋回方向に対して後退するように屈曲（例えば基部に対して４５°屈曲）した羽子板翼３４が、１８０°の位相で２個、水平に取付けてあり、又、回転軸の上方には基部から自由端まで上下方向の幅が一定な平板翼３５を同様に１８０°の位相で２個水平に取付けてある。そして、上段の平板翼３５の上縁は濾過槽３２の底のスクリーン３３の直ぐ下、約５〜２０ｍｍ下に離れている。
【００１５】
無機凝集助剤を混合した汚泥を汚泥造粒槽の底部に供給する連絡管４５には、円筒槽３１の直前で高分子凝集剤が薬注装置３９で添加される。こうして、無機凝集助剤と、高分子凝集剤を含んで造粒槽３０の底部に供給された汚泥は、円筒槽の内部に滞流している間に回転軸の上下に取付けた翼３４，３５の攪拌作用で均一に混合して反応し、その間、濾過槽３２の内部に底のスクリーンを通って入る上澄み水は排水管３６で外に排水するため、連続して供給される汚泥は充分に濃縮、造粒され、上段の平板翼３５の旋回領域に設けた排泥口３７からシュート３８を経て濾体回転式濾過装置の処理室の汚泥の供給口１２に供給される。
【００１６】
この場合、濾過槽３２の底の直ぐ下で旋回する上段の平板翼３５によって槽内の上部には水平な旋回流が生じ、造粒された汚泥は濾過槽の底のスクリーンの下を転がるので造粒された汚泥は緻密で、強度が高まる。そして、上段の平板翼によって槽内に生じる水平旋回流ａの下で、下段の羽子板翼３４は幅が広く、後退角を有する幅広な自由端部３４ａで水を外向きに強力に押し、その流れは旋回しながら造粒槽の内周付近では上昇流ｂと下降流ｂ´とに別れ、上昇流は上段の平板翼による水平旋回流と接触して槽内の中心部に向かって下降し、又、下降流は底面に沿って槽内中心部で上昇し、かくして造粒槽内の中心部と底部では旋回する上下の循環流が生じ、槽内底部に供給された汚泥と、これに含まれる無機凝集助剤、及び高分子凝集剤はこれらの流れに乗って既に生じた造粒汚泥と効率良く混合、接触して良好に凝集し、造粒される。尚、運転期間中、濾過槽の底のスクリーンは平板翼３５によって生じる水平旋回流のために目詰りは生ぜず、又、繊維物質等も付着しない。尚、濾過槽３２は造粒槽の上端部内周に環状に設けてあるが、環状であることに限定されず、例えば半円形などでもよい。
【００１７】
濾体回転式脱水装置の処理室１１には室内の液面の上限Ｈと、下限Ｌを検出するレベルスイッチ２９が設けてあり、汚泥造粒槽３０から該処理室に造粒汚泥を導入するシュート３８には上記レベルスイッチ２９で制御される電磁式などのゲート５０が設けてある。従って、処理室１１の液面が上限になるとレベルスイッチ２９はゲート５０を閉じて造粒汚泥が処理室１１に流入するのを停止し、液面が下限に下がるとゲートを開き、処理室に造粒汚泥を流入させる。
【００１８】
次に作用を説明すると、汚泥調質装置４０は無機凝集助剤ポリ硫酸第二鉄を汚泥に混合することによって汚泥中の溶解性リンを固定化し、廃水処理系への返流を無くすることで処理室のリン濃度を低減できる。又、この助剤は汚泥中の臭気成分（硫化水素臭）と反応して臭気の発生を抑制する。その化学反応は（１）式の通りである。
３Ｈ2 Ｓ＋Ｆｅ2 （ＳＯ4 ）3 →Ｆｅ2 Ｓ3 ＋３Ｈ2 ＳＯ4 ・・・・・ （１）
そして、汚泥調質装置は造粒、濃縮が実行され易い状態に汚泥を調質し、汚泥造粒槽に供給する。
【００１９】
汚泥造粒槽では汚泥に高分子凝集剤を混合し、上段の平板翼３５と、下段の羽子板翼３４の回転による水平旋回流ａと、上下方向の循環流ｂ，ｂ´の組合わせ、及び濾過槽からの過剰な上澄み液の排出によって汚泥を安定に造粒、濃縮して濾体回転式脱水装置に供給する。尚、脱水装置への造粒濃縮汚泥の供給は、脱水装置の液面によって制御される。例えば、調質、凝集不良などによって脱水装置の処理水の液面が上限になるとエアシリンダ５１に連結されたゲート５０が閉じる（図６）。これにより汚泥は造粒槽３０内に滞流し、汚泥の濃縮、即ち、造粒反応時間が長くなり、濾過槽の上澄み水は濾過槽３２から排出され、汚泥濃度を向上する。そして時間の経過に伴い、処理室内の汚泥のレベルが下がり、下限に達するとゲート５０が開き、処理室内への造粒汚泥の供給を再開する。
【００２０】
脱水装置１０では処理室内の上下の交接列を構成する回転濾過素子の回転によって、造粒汚泥は供給口１２から排出口１３に向かって移動する間に、隣接した回転濾過素子の円板同志が周縁の一部を突入して入り組んでいる円板間の間隙に水分が流入し、濾液室２１や、処理室２２の底から濾液を排水する。そして、排出口１３の外には重錘板で重さが加減できる抵抗板２５が設けてあり、脱水汚泥はこの抵抗板を押し開いて排出口から外に出なければならないので、出て来る脱水汚泥の状況を観察しながら抵抗板を加重する重錘板の数を調節し、処理室内での汚泥の滞流時間を調整し、脱水汚泥の含水率を最適にすることができる。
【００２１】
スクレーパ２８は最終段の上下の交接列の円板間に突入し、円板間に詰る汚泥を除いて排出口に排出すると共に、脱水汚泥の濾過水側への流出を防止する。
【００２２】
汚泥変動、及び汚泥性状変動に対する運転実績を図７に示す。余剰汚泥を、従来の濾体回転式脱水装置単独で処理した場合の性能の対比では、従来は含水率８３〜８５％で運転しているが、本発明の装置による実験結果では濃度１．０〜１．６％の余剰汚泥に対し含水率７６〜７８％で推移し、濃度０．３６〜０．４８％では従来は運転できなかったが、本発明の装置では７９〜８２％で安定した運転結果が得られた。
又、従来は汚泥回収率が８０〜８５％であったが、本発明の装置では９０〜９８％の回収率を達成した。そして、１週間程度、連続運転しても洗浄の必要は無かった。
【００２３】
図示の実施例では無機凝集助剤を汚泥に混合する汚泥調質装置に調質槽４１と、その中心で回転する攪拌翼４２を有するタイプのものを示したが、これは例えばラインミキサに変えることもできる。
【００２４】
【発明の効果】
以上で明らかなように、本発明の汚泥処理装置では無機凝集助剤が添加された汚泥に高分子凝集剤を混合して汚泥を造粒濃縮する造粒濃縮槽と、上記造粒濃縮槽で得られた造粒汚泥を脱水する濾体回転式脱水装置と、上記汚泥造粒槽から上記濾体回転式脱水装置の処理室に造粒汚泥を導入するシュートと、該処理室内の液面の上限と下限を検出するレベルスイッチと、該シュートに設けられ上記レベルスイッチで制御されるゲートとからなり、前記濾体回転式脱水装置の処理水の液面が上限になると前記レベルスイッチは前記ゲートを閉じて造粒汚泥が前記処理室に流入するのを停止して造粒槽内に滞流し、汚泥の造粒反応時間が長くなり汚泥濃度を向上し、時間の経過に伴い液面が下限に下がると前記ゲートを開き、前記処理室内への造粒汚泥の供給を再開して造粒汚泥を流入させるようにしたので、該脱水装置による水切り性を改善し、脱水汚泥の含水率の低下を図ることができ、しかも、洗浄水も不要になるという優れた効果を発揮できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の汚泥処理装置の一実施例のフローシートである。
【図２】濾体回転式脱水装置の断面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線での断面図である。
【図４】回転濾過素子の斜視図である。
【図５】造粒濃縮槽の一部を断面にした斜視図である。
【図６】（Ａ）は造粒濃縮槽から脱水装置へのシュートに設けたゲートの平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線での断面図である。
【図７】汚泥処理量と含水率の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１０    濾体回転式脱水装置
１１    濾体回転式脱水装置の処理室
１２    処理室の汚泥供給口
１３    処理室の脱水汚泥排出口
１４    回転濾過素子
１５    回転濾過素子の円板
１６    円板の濾液取出孔
１７    スペーサ
１８    回転軸
１９    ボス
２０    ボスの濾液排出孔
２１    濾液室
２１´  濾液室からの濾液排水管
２２    処理室の底
２２´  処理室の濾液排水管
２４    脱水汚泥排出口のシュート
２５    抵抗板
２６    抵抗板の重錘板
２８    スクレーパ
３０    汚泥造粒槽
３１    縦の回転軸
３２    濾過槽
３３    濾過槽の底のスクリーン
３４    羽子板翼
３５    平板翼
３６    濾過槽からの排水管
３７    排泥口
３８    シュート
３９    薬注装置
４０    汚泥調質装置
４４    薬注装置
【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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