(57)【要約】【課題】低コストで汚泥の濃縮濃度を十分に高めることができる汚泥処理システム及び汚泥処理方法を提供する。【解決手段】汚泥処理システム１０は、活性汚泥を含む処理液を貯留可能な水槽１６と、水槽１６内に設置され、処理液を掻き混ぜる掻き混ぜ装置１８と、水槽１６内に設置され、掻き混ぜ装置１８で掻き混ぜられた処理液を濃縮汚泥と分離液とに固液分離する固液分離装置２０とを備え、水槽１６内に投入された活性汚泥を掻き混ぜ装置１８で掻き混ぜることで凝集させた後、固液分離装置２０で固液分離して濃縮汚泥を生成し、分離液を排出する。【選択図】図１
2014094325.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機性排水を活性汚泥処理して得られる活性汚泥を含む処理液を固液分離するための汚泥処理システムであって、
前記処理液を貯留可能な水槽と、
前記水槽内に設置され、前記処理液を掻き混ぜる掻き混ぜ手段と、
前記水槽内に設置され、前記掻き混ぜ手段で掻き混ぜられた処理液を濃縮汚泥と分離液とに固液分離する固液分離手段と、
を備えることを特徴とする汚泥処理システム。
【請求項２】
請求項１記載の汚泥処理システムにおいて、
前記水槽内での処理液の流通方向で、前記掻き混ぜ手段の下流側に前記固液分離手段を設置したことを特徴とする汚泥処理システム。
【請求項３】
請求項１又は２記載の汚泥処理システムにおいて、
前記掻き混ぜ手段は、前記水槽内で棒部材又は板状部材を旋回させて前記処理液を掻き混ぜることを特徴とする汚泥処理システム。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の汚泥処理システムにおいて、
前記固液分離手段は、前記水槽内を前記処理液の流通方向で上流側と下流側とに仕切る網体であることを特徴とする汚泥処理システム。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の汚泥処理システムにおいて、
前記固液分離手段は、前記掻き混ぜ手段で掻き混ぜられた処理液が流入する流入口を有し、複数の孔部が開口形成された円筒形状のろ過体の内部へと前記流入口から流入する処理液を、該ろ過体の内部に回転可能に設けられたスクリューの回転によって搬送すると同時に濃縮汚泥と分離液とに固液分離するスクリュープレス型分離機であることを特徴とする汚泥処理システム。
【請求項６】
請求項５記載の汚泥処理システムにおいて、
前記ろ過体は、前記スクリューの軸方向と平行する回転軸によって軸支された状態で周方向に沿って配列された複数のプレートによって形成されると共に、隣接する各プレートの一部が周方向に順に積層するように設置され、
前記孔部を、前記積層した各プレート間の隙間によって形成したことを特徴とする汚泥処理システム。
【請求項７】
有機性排水を活性汚泥処理して得られる活性汚泥を含む処理液を固液分離するための汚泥処理方法であって、
水槽内に前記処理液を投入して掻き混ぜることで前記活性汚泥を凝集させ、該凝集させた活性汚泥を含む処理液を前記水槽内で濃縮汚泥と分離液とに固液分離することを特徴とする汚泥処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機性排水を活性汚泥処理して得られる活性汚泥を含む処理液を固液分離するための汚泥処理システム及び汚泥処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、下水や工場排水等の有機性排水の処理に際しては、最初沈殿池、反応槽及び最終沈殿池等を備えた排水処理設備が用いられており、この処理設備により、排水中に含まれる汚泥の安定化や減容化等がなされる。
【０００３】
このような排水処理設備の反応槽では、微生物を利用した活性汚泥処理が行なわれている。特許文献１，２には、反応槽からの活性汚泥を含む処理液を最終沈殿池で分離し、分離汚泥の一部を反応槽に返送する一方、残部をベルトプレス型濃縮機等の機械濃縮機や重力濃縮機に送り、この濃縮機で脱水・濃縮することで汚泥を減容化するシステムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２８６９６号公報
【特許文献２】特開２００７−６１７７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記のような機械濃縮機では、汚泥の濃縮濃度は十分に高めることはできるが、凝集剤等の薬剤が多量に必要となる。このため、薬剤自体の費用や薬品注入用の設備等が必要となり、維持管理費や設備費が増大し、特に、下水や工場排水のように処理量が膨大な汚泥では一層顕著なものとなる。一方、重力濃縮機では、薬剤が不要となるため維持管理費等は低いものとなるが、汚泥の濃縮濃度を十分に高めることが困難となっており、設備が大型化することになる。
【０００６】
本発明は、上記従来の問題を考慮してなされたものであり、低コストで汚泥の濃縮濃度を十分に高めることができる汚泥処理システム及び汚泥処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る汚泥処理システムは、有機性排水を活性汚泥処理して得られる活性汚泥を含む処理液を固液分離するための汚泥処理システムであって、前記処理液を貯留可能な水槽と、前記水槽内に設置され、前記処理液を掻き混ぜる掻き混ぜ手段と、前記水槽内に設置され、前記掻き混ぜ手段で掻き混ぜられた処理液を濃縮汚泥と分離液とに固液分離する固液分離手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る汚泥処理方法は、有機性排水を活性汚泥処理して得られる活性汚泥を含む処理液を固液分離するための汚泥処理方法であって、水槽内に前記処理液を投入して掻き混ぜることで前記活性汚泥を凝集させ、該凝集させた活性汚泥を含む処理液を前記水槽内で濃縮汚泥と分離液とに固液分離することを特徴とする。
【０００９】
このような構成及び方法によれば、掻き混ぜ手段により水槽内で凝集剤等の薬剤を用いることなく無薬注で又は薬剤使用量を大幅に低減した状態で活性汚泥を凝集させ、この凝集させた状態を維持したままの活性汚泥を水槽内でそのまま固液分離手段により固液分離することができる。従って、薬剤の使用コストや薬剤注入用の設備等を設けることなく低コストで汚泥の濃縮濃度を十分に高めることができる。
【００１０】
前記水槽内での処理液の流通方向で、前記掻き混ぜ手段の下流側に前記固液分離手段を設置すると、水槽内を処理液が流通する間に、掻き混ぜ手段による活性汚泥のフロック化と、固液分離手段によるフロック化した活性汚泥の固液分離とを連続的に行なうことができて効率がよい。
【００１１】
前記掻き混ぜ手段は、前記水槽内で棒部材又は板状部材を旋回させて前記処理液を掻き混ぜる構成とすると、水槽内を旋回する棒部材又は板状部材の周辺部で円滑に活性汚泥を凝集させることができる。
【００１２】
前記固液分離手段は、前記水槽内を前記処理液の流通方向で上流側と下流側とに仕切る網体であると、水槽内での処理液の流れを利用して特に動力等をかけることなく凝集した活性汚泥を固液分離することができる。
【００１３】
前記固液分離手段は、前記掻き混ぜ手段で掻き混ぜられた処理液が流入する流入口を有し、複数の孔部が開口形成された円筒形状のろ過体の内部へと前記流入口から流入する処理液を、該ろ過体の内部に回転可能に設けられたスクリューの回転によって搬送すると同時に濃縮汚泥と分離液とに固液分離するスクリュープレス型分離機であってもよい。スクリュープレス型分離機である固液分離手段を水槽内に水没させて運転することにより、活性汚泥を含む処理液をろ過体内の液中で浮遊させながら固液分離することができる。従って、凝集剤が注入された処理液のみならず、凝集剤が注入されていない処理液であっても、掻き混ぜ手段による凝集作用と相まって、該処理液がろ過体内への投入後すぐに該ろ過体外へと漏れ出してしまうことを防止しながら固液分離することができ、凝集剤等の注入のための設備費や維持管理費を削減又は低減することができる。
【００１４】
前記ろ過体は、前記スクリューの軸方向と平行する回転軸によって軸支された状態で周方向に沿って配列された複数のプレートによって形成されると共に、隣接する各プレートの一部が周方向に順に積層するように設置され、前記孔部を、前記積層した各プレート間の隙間によって形成してもよい。そうすると、回転可能なプレートによって孔部の開度を可変させることができるため、運転時には孔部の開度を狭くすることで、処理液中の固形分を通さず、分離液のみを円滑に流出させることができる一方、運転停止時やメンテナンス時には孔部の開度を広くすることで、該孔部に詰まった固形分等を容易に除去することができ、メンテナンス性が向上し、オーバーホール費用等も低減することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、掻き混ぜ手段により水槽内で凝集剤等の薬剤を用いることなく無薬注で又は薬剤使用量を大幅に低減した状態で活性汚泥を凝集させ、この凝集させた状態を維持したままの活性汚泥を水槽内でそのまま固液分離手段により固液分離することができる。従って、薬剤の使用コストや薬剤注入用の設備等を設けることなく低コストで汚泥の濃縮濃度を十分に高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態に係る汚泥処理システムの全体構成図である。
【図２】図２は、図１に示す汚泥処理システムの平面図である。
【図３】図３は、図１に示す汚泥処理システムを反応槽の内部に設置した処理施設の構成図である。
【図４】図４は、図１に示す汚泥処理システムの変形例に係る汚泥処理システムの全体構成図である。
【図５】図５は、本発明の第２の実施形態に係る汚泥処理システムの全体構成図である。
【図６】図６は、図５に示す汚泥処理システムの平面図である。
【図７】図７は、ろ過体の一部省略斜視図である。
【図８】図８は、ろ過体を正面側から見た構成図である。
【図９】図９は、図５に示す汚泥処理システムを反応槽の内部に設置した処理施設の構成図である。
【図１０】図１０は、ろ過体を構成する各プレートの動作説明図であり、図１０（Ａ）は、固液分離装置が停止状態にある場合の各プレートの状態の一例を示す説明図であり、図１０（Ｂ）は、固液分離装置が運転状態にある場合の各プレートの状態の一例を示す説明図である。
【図１１】図１１は、図５に示す汚泥処理システムの変形例に係る汚泥処理システムの全体構成図である。
【図１２】図１２は、図５に示す汚泥処理システムの別の変形例に係る汚泥処理システムの全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る汚泥処理システムについて、このシステムで実施される汚泥処理方法との関係で好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１８】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る汚泥処理システム１０の全体構成図であり、一部を断面で示した側面図である。図２は、図１に示す汚泥処理システム１０の平面図である。また、図３は、図１に示す汚泥処理システム１０を反応槽１２の内部に設置した処理施設１４の構成図である。本実施形態に係る汚泥処理システム１０は、下水や工場排水等の有機性排水を活性汚泥処理する反応槽１２の内部や後段に設置され、活性汚泥を含む処理液を固液分離するシステムである。
【００１９】
図１及び図２に示すように、汚泥処理システム１０は、活性汚泥を含む処理液（処理水）を貯留可能な水槽１６と、水槽１６内の処理液を掻き混ぜる掻き混ぜ装置（掻き混ぜ手段）１８と、掻き混ぜ装置１８で掻き混ぜられた直後の水槽１６内の処理液を濃縮汚泥と分離液とに固液分離（濃縮、脱水）する固液分離装置（固液分離手段）２０とを備える。
【００２０】
先ず、水槽１６は、図１及び図２に示すように、例えば直方体に形成されたプール状の容器であり、掻き混ぜ装置１８及び固液分離装置２０を水没可能な形状を有する。水槽１６の一側壁の上部には、処理液を水槽１６の内部へと投入するための投入口１６ａが設けられ、他側壁の上部には、固液分離装置２０で分離された分離液を水槽１６の外部へと排出するための排出口１６ｂが設けられている。投入口１６ａからの処理液の投入及び排出口１６ｂからの分離液の排出は、図示しないポンプ等の動力源を用いて行なってもよく、水面高さからの溢れ出しを利用したオーバーフロー方式を用いて行なってもよい。
【００２１】
図１から明らかなように、水槽１６内での液体の流通方向は、投入口１６ａから排出口１６ｂに向かう方向（図１で右から左に向かう方向）である。この際、図２に示すように、投入口１６ａは、水槽１６の一側壁において一側方に寄った位置に設けられ、排出口１６ｂは、水槽１６の他側壁において他側方に寄った位置に設けられている。従って、水槽１６内を流れる液体は、図２に示す平面視で、右側の投入口１６ａから左側の排出口１６ｂに向かって流れつつ、上側から下側へと対角線上に流れるため、水槽１６内の全域に略均等な流れを生じさせることができ、一部に滞留等が生じることを最小限に抑えることができる。
【００２２】
水槽１６底部の固液分離装置２０の上流側（投入口１６ａ側）近傍には、固液分離装置２０によって分離され、付近に滞留し或いは沈降する濃縮汚泥を外部へと引き抜き、排出するための汚泥排出口１６ｃが設けられている。汚泥排出口１６ｃには、図示しないポンプ等が接続される。汚泥排出口１６ｃは、水槽１６の底部以外に設けてもよく、例えば、図３に示す処理施設１４では、汚泥排出口１６ｃを底部に設けず、上部から固液分離装置２０の上流側近傍へと水没させた返送汚泥ライン１６ｄで濃縮汚泥を引き抜く構成を例示している。
【００２３】
次に、掻き混ぜ装置１８は、図１及び図２に示すように、図示しないブラケットや軸受け等によって水面の上方で回転可能に軸支された回転板２２と、回転板２２の上面中心に回転軸が嵌合されたモータ２４と、回転板２２の下面に下方に向けて突設された複数本（図２では８本）の棒部材２６とを備える。棒部材２６は、その下端が、水槽１６の底面より多少上方に配置される長さに規定されている。
【００２４】
掻き混ぜ装置１８は、モータ２４を回転駆動して回転板２２を回転させ、各棒部材２６を水槽１６内で旋回させることで、投入口１６ａから投入された水槽１６内の処理液を掻き混ぜることができる攪拌装置（攪拌手段）である。掻き混ぜ装置１８による処理液の掻き混ぜ速度（攪拌速度）は、一般的な攪拌装置のものより緩くゆっくりとしたものに制御され、例えば、０．５〜３ｍ／ｍｉｎ程度の回転速度に設定される。掻き混ぜ棒（攪拌棒）となる棒部材２６の設置本数は適宜変更可能である。また、図２では、棒部材２６を回転板２２の下面に１周設置した構成を例示しているが、例えば、同心円で２周以上設置してもよく、回転板２２の下面にランダムに突設してもよい。棒部材２６は、円柱状の棒以外にも角柱状の棒の他、狭幅な板状部材等で構成してもよい。
【００２５】
次に、固液分離装置２０は、図１及び図２に示すように、水槽１６内を処理液の流通方向で上流側（投入口１６ａ側）と下流側（排出口１６ｂ側）とに仕切るように水槽１６の幅方向（処理液の流通方向に直交する方向）に渡って配設されており、金属スクリーンや膜等で構成された網体（メッシュやパンチングメタル）である。固液分離装置２０は、掻き混ぜ装置１８の直後の下流位置に配置されており、詳細は後述するが、掻き混ぜ装置１８によってフロック化（凝集）した活性汚泥のフロック状態が崩れる前に当該固液分離装置２０に到達可能な程度に掻き混ぜ装置１８の近傍位置に配置される。この固液分離装置２０の網目のピッチは、掻き混ぜ装置１８によってフロック化された活性汚泥を通さず、液体分のみを通過させることができる程度、例えば、０．５ｍｍ〜５ｍｍ、に形成されるとよい。
【００２６】
本実施形態では、投入口１６ａから水槽１６内に処理液が投入され、排出口１６ｂから分離液が水槽１６外へと排出されるため、上流側（投入口１６ａ側）から下流側（排出口１６ｂ側）に向かって処理液の押し出し流れが形成される。このため、固液分離装置２０では、加圧装置や吸引装置を別途設置することなく、上記の押し出し流れによる水圧を利用して、処理液中でフロック化した活性汚泥をトラップし、固形分である濃縮汚泥を分離し、液体分である分離液のみを通過させて固液分離処理を行なうことができる。なお、固液分離装置２０は、その左右端面及び下端面が、水槽１６の左右内面と底面とに完全に固着されていなくてもよく、多少の隙間はあってもよい。
【００２７】
本実施形態の場合、以上のように構成される汚泥処理システム１０は、図３に示すように、反応槽１２の内部に一部が水没した状態で設置されて処理施設１４を構成する。
【００２８】
そこで、次に、処理施設１４について説明する。
【００２９】
処理施設１４は、図３に示すように、有機性排水を活性汚泥処理するための生物反応槽である反応槽（曝気槽）１２を備え、反応槽１２の水面付近に半没させた状態で汚泥処理システム１０が設置されている。反応槽１２は、例えば、前段の最初沈殿池２８と後段の最終沈殿池３０との間に設置され、汚泥処理システム１０は、反応槽１２内の流出側（最終沈殿池３０側）に寄って設置される。
【００３０】
反応槽１２内の活性汚泥を含む処理液は、処理液流入口３２からオーバーフローによって汚泥処理システム１０に並設された一次貯留槽３４に流入する。一次貯留槽３４は、その側壁に形成された投入口１６ａにより水槽１６と連通しており、処理液は該投入口１６ａから水槽１６内に流入する。一次貯留槽３４を設けたことにより、水槽１６内で掻き混ぜ装置１８によって掻き混ぜられている処理液や固液分離装置２０で分離された濃縮汚泥と、反応槽１２内の処理液とが容易に混ざることを防止できる。なお、図３では、一次貯留槽３４を汚泥処理システム１０の水槽１６外に設けた構成を例示しているが、例えば、水槽１６内に図示しない仕切り壁を立設することで水槽１６内に一次貯留槽を形成した構成としてもよい。
【００３１】
掻き混ぜ装置１８によって掻き混ぜられた直後に固液分離装置２０で固液分離された分離液は、水槽１６の側壁に形成された排出口１６ｂから反応槽１２の外部に排水される。一方、固液分離装置２０で固液分離された濃縮汚泥は、固液分離装置２０の上流側近傍に水没設置された返送汚泥ライン１６ｄによって水槽１６外へと引き抜かれる。返送汚泥ライン１６ｄは、途中の三方弁３６で２方に分岐しており、一方のライン３８ａは反応槽１２内の流入側への戻りラインであり、他方のライン３８ｂは反応槽１２外、若しくは最初沈殿池２８側への排出ラインとなっている。
【００３２】
返送汚泥ライン１６ｄの使用方法としては、上記のように、反応槽１２の後段に最終沈殿池３０が設置されている施設の場合には、反応槽１２内での菌の濃度を維持するために、ライン３８ａのみを用いて濃縮汚泥を反応槽１２内に全て返送するとよい。一方、反応槽１２の後段に最終沈殿池３０が設置されていない設備の場合には、ライン３８ａによって反応槽１２内に濃縮汚泥を返送しつつ、反応槽１２内のＳＳ濃度が所定値（例えば、５０００ｐｐｍ）となった場合に、ライン３８ｂを開放し、濃縮汚泥の一部を外部に排出するとよい。
【００３３】
図３では、汚泥処理システム１０を反応槽１２の内部に設置し、この反応槽１２内の活性汚泥を汚泥処理システム１０によって固液分離する構成を例示しているが、汚泥処理システム１０は単体のユニットとして反応槽１２の外部に該反応槽１２とは別体で設置しても勿論よい。例えば、図示しない配管で反応槽１２内から活性汚泥を含む処理液を引き抜き、これを反応槽１２の外部に設置した汚泥処理システム１０で固液分離する構成としてもよい。又は、図３に示すように、最終沈殿池３０から反応槽１２の流入側への返送ライン４０に汚泥処理システム１０を接続し、この返送ライン４０を流通する活性汚泥を含む処理液の一部を汚泥処理システム１０で固液分離する構成としてもよい（図３中の（Ａ）参照）。さらには、最初沈殿池２８からの引抜ライン４２を流通する活性汚泥を含む処理液と、返送ライン４０を流通する処理液とを混合した混合汚泥を含む処理液が流れる混合ライン４３に汚泥処理システム１０を接続し、これを流れる混合汚泥を固液分離する構成としてもよい（図３中の（Ｂ）参照）。
【００３４】
次に、以上のように構成される汚泥処理システム１０による汚泥処理方法及びその作用効果について説明する。
【００３５】
図３に示すように、処理施設１４の反応槽１２内では、図示しない曝気装置によって活性汚泥処理がなされており、この上澄み部分が処理液流入口３２を介して一次貯留槽３４へと流入することで、活性汚泥を含む処理液が投入口１６ａから水槽１６内へと投入される。なお、汚泥処理システム１０を返送ライン４０に接続し（図３中の（Ａ）参照）、或いは返送ライン４０と引抜ライン４２との混合ライン４３に接続している場合には（図３中の（Ｂ）参照）、活性汚泥を含む処理液は、これら各ライン４０，４３から投入口１６ａを介して水槽１６内に投入される。
【００３６】
汚泥処理システム１０では、このような活性汚泥を含む処理液が投入口１６ａから水槽１６内に投入され、排出口１６ｂから排出される流通過程において、先ず、投入口１６ａから投入された処理液を掻き混ぜ装置１８で上記したようにゆっくりとした速度で掻き混ぜる緩速攪拌を行う。そうすると、処理液中に含まれる活性汚泥は、掻き混ぜ装置１８で掻き混ぜられることにより、ある程度の滞留時間（例えば、処理液の流通速度が２０ｍ３／ｈの場合に５分程度）を受けながらフロック化（凝集）しつつ、固液分離装置２０に到達する。
【００３７】
ここで、掻き混ぜ装置１８による活性汚泥のフロック化（フロッキュレーション）について説明すると、回転板２２によって水槽１６内を旋回する棒部材２６の周辺部では、汚泥が棒部材２６の脇を通り抜ける際に、この脇を通るように素早く移動する汚泥と、その周囲でゆったりと滞留しながら流通する汚泥との間に速度差ができて両者が接触する。そして、この接触による衝撃と生じる力とにより、活性汚泥がフロック化するものと考えられ、この現象は、経験上も実験上も確認されている。なお、処理液を掻き混ぜて活性汚泥のフロックを生成する掻き混ぜ手段としては、棒部材２６を液中で旋回させる構成以外であっても勿論よく、要は処理液を適切に掻き混ぜて活性汚泥のフロックを生成することができるものであればよい。
【００３８】
固液分離装置２０に到達した処理液中では、掻き混ぜ装置１８での掻き混ぜ作用によって活性汚泥がフロック化しているので、上記のように網体で構成された固液分離装置２０によって固液分離される。この際、固液分離装置２０は、掻き混ぜ装置１８によって生成された活性汚泥のフロックが崩れる前、例えば凝集後所定時間（２分間程度）内に固液分離処理をできるように、掻き混ぜ装置１８の下流側近傍に配置されている。これにより、フロック化した活性汚泥は固液分離装置２０によって円滑に固液分離される。
【００３９】
そして、固液分離された分離液が固液分離装置２０を通過して水槽１６内の下流側へと流通して排出口１６ｂから水槽１６外へと排出され、濃縮汚泥が返送汚泥ライン１６ｄによって水槽１６外へと引き抜かれることで、活性汚泥の固液分離処理が完了する。なお、上記のように、汚泥処理システム１０を返送ライン４０等に接続した構成の場合には、分離された濃縮汚泥は、例えば水槽１６の底部に設けた汚泥排出口１６ｃから水槽１６外へと引き抜かれる（図１参照）。
【００４０】
上記では、掻き混ぜ装置１８を１台設置した構成を例示したが、水槽１６内に掻き混ぜ装置１８を複数台設置しても勿論よい。例えば、図４に示す汚泥処理システム１０ａでは、投入口１６ａから排出口１６ｂへと向かう処理液の流通方向に沿って長さ寸法を拡大した水槽１６を用い、この水槽１６内の固液分離装置２０より上流側に、処理液の流通方向に沿って３台の掻き混ぜ装置１８を並設している。従って、汚泥処理システム１０ａでは、水槽１６内での活性汚泥の滞留時間を増加させつつ、固液分離装置２０に到達するまでに多段の掻き混ぜ装置１８によって確実にフロック化させることができると共に、そのフロックを維持することができる。
【００４１】
以上のように、本実施形態に係る汚泥処理システム１０（１０ａ）によれば、活性汚泥を含む処理液を貯留可能な水槽１６と、水槽１６内に設置され、処理液を掻き混ぜる掻き混ぜ装置１８と、水槽１６内に設置され、掻き混ぜ装置１８で掻き混ぜられた処理液を濃縮汚泥と分離液とに固液分離する固液分離装置２０とを備える。
【００４２】
このように汚泥処理システム１０（１０ａ）では、活性汚泥を含む処理液を貯留する１つの水槽１６内に、掻き混ぜ装置１８と固液分離装置２０とを設置している。このため、掻き混ぜ装置１８により水槽１６内で凝集剤等の薬剤を用いることなく無薬注で又は薬剤使用量を大幅に低減した状態で活性汚泥をフロック化させ、同時に、このフロック化した状態を維持したままの活性汚泥を水槽１６内でそのまま固液分離装置２０により固液分離することができる。従って、薬剤の使用コストや薬剤注入用の設備等を設けることなく低コストで汚泥の濃縮濃度を十分に高めることができる。また、反応槽１２の後段に、機械濃縮機や重力濃縮機を設置する必要がなくなるため、設備の設置スペースを小さくすることができ、さらに設備コストや維持コストも低減できる。
【００４３】
汚泥処理システム１０（１０ａ）では、水槽１６内での処理液の流通方向で、掻き混ぜ装置１８の下流側に固液分離装置２０を設置している。このため、水槽１６内を処理液が流通する間に、掻き混ぜ装置１８による活性汚泥のフロック化と、固液分離装置２０によるフロック化した活性汚泥の固液分離とを連続的に行なうことができて効率がよい。
【００４４】
次に、本発明の第２の実施形態に係る汚泥処理システム５０について説明する。
【００４５】
図５は、本発明の第２の実施形態に係る汚泥処理システム５０の全体構成図であり、一部を断面で示した側面図である。図６は、図５に示す汚泥処理システム５０の平面図である。本実施形態に係る汚泥処理システム５０は、上記第１の実施形態に係る汚泥処理システム１０（１０ａ）と同様、下水や工場排水等の有機性排水を活性汚泥処理する反応槽１２（図９参照）の内部や後段に設置され、活性汚泥を含む処理液を固液分離するシステムである。なお、図５及び図６において、図１〜図４に示される参照符号と同一の参照符号は、同一又は同様な構成を示し、このため同一又は同様な機能及び効果を奏するものとして詳細な説明を省略し、以下の各図についても同様とする。
【００４６】
図５及び図６に示すように、汚泥処理システム５０は、活性汚泥を含む処理液を貯留可能な水槽５２と、水槽５２内の処理液を掻き混ぜる一対の掻き混ぜ装置５４，５４と、掻き混ぜ装置５４で掻き混ぜられた直後の水槽５２内の処理液を濃縮汚泥と分離液とに固液分離（濃縮、脱水）する固液分離装置（固液分離手段）５６とを備える。
【００４７】
本実施形態に係る汚泥処理システム５０は、上記第１の実施形態に係る汚泥処理システム１０と比べて、特に固液分離装置５６の構成が大きく異なる以外は、略同様な構成となっている。
【００４８】
すなわち、水槽５２は、処理液の流通方向で上流側となる底部の一部に段差が設けられている以外は、図１に示す水槽１６と同様であり、水槽５２に代えて、底部の段差のない水槽１６を用いても勿論よい。また、掻き混ぜ装置５４は、回転板２２の下面に突設される棒部材２６の本数が４本に設定されている以外は、図１に示す掻き混ぜ装置１８と同様である。なお、本実施形態の場合には、掻き混ぜ装置５４を水槽５２内の両側部にそれぞれ寄った位置に一対設けているが、掻き混ぜ装置５４は１台のみでもよく、また、棒部材２６の本数も適宜変更可能である。
【００４９】
次に、固液分離装置５６の構成について説明する。
【００５０】
固液分離装置５６は、図５及び図６に示すように、円筒形状のろ過体５８と、ろ過体５８の内部に回転可能に設けられたスクリュー６０とを備え、ろ過体５８の一端側の流入口（投入口）５８ａから当該ろ過体５８の内部へと流入した活性汚泥を含む処理液を、スクリュー６０の回転力によって他端側へと搬送しつつ濃縮汚泥と分離液とに固液分離（濃縮、脱水）するスクリュープレス型分離機である。固液分離装置５６で分離された濃縮汚泥は排出口５８ｂから外部へと排出され、分離液は水槽５２内に流出される。
【００５１】
スクリュー６０は、ろ過体５８の軸心と同軸上に延在し、一端側（流入口５８ａ側）から他端側（排出口５８ｂ側）に向かって漸次拡径するスクリュー軸６２と、スクリュー軸６２の外周面にらせん状に設けられたスクリュー羽根６４とを有する。
【００５２】
スクリュー軸６２は、例えば、軸受６６ａ，６６ｂによってその両端部が軸支され、一端側に連結されたモータ６８からの回転駆動力によって回転可能である。図５及び図６では、スクリュー軸６２の一端部及びこれを軸支する一方の軸受６６ｂを水槽５２内で水没させた構成を例示しているが、スクリュー軸６２の両端部を水槽５２の外部に突出させ、この突出部分を軸受６６ｂ等で軸支する構成等としてもよい。
【００５３】
スクリュー軸６２は、上記のように、一端側から他端側に向かって漸次拡径するテーパ形状を有するため、該スクリュー軸６２の外周面とろ過体５８の内周面との間に形成される空間は、一端側（上流側）から他端側（下流側）に向かって次第に狭くなり、これにより処理液中の活性汚泥を圧搾し、固液分離する。
【００５４】
スクリュー軸６２の他端側には、ろ過体５８の内部で固液分離された濃縮汚泥を圧密するテーパコーン７０が設けられている。テーパコーン７０は、スクリュー軸６２の外周面に該スクリュー軸６２と同軸に設けられ、スクリュー軸６２よりも大きな傾斜角度で拡径する傾斜面７０ａを有する。テーパコーン７０は、例えば、スクリュー軸６２の外周面に軸方向に移動可能に外挿され、図示しない油圧シリンダやエアシリンダ等の加圧装置によってろ過体５８側に向かって付勢されている。
【００５５】
図７は、ろ過体５８の一部省略斜視図であり、図面の見易さを確保するため、周方向に複数配列されて当該ろ過体５８の外周面を形成するプレート７２のうちの一部のみを図示したものである。図８は、ろ過体５８を正面側から見た構成図である。
【００５６】
図５〜図８に示すように、ろ過体５８は、スクリュー６０の一端側（小径側）が挿通される円形の流入口５８ａが開口形成された薄板矩形状の支持板７４と、スクリュー６０の他端側（大径側）が挿通される円形の開口部７６ａが開口形成された薄板円環状の支持板７６とを備える。これら支持板７４，７６間に、それぞれの流入口５８ａ及び開口部７６ａの周縁部の周方向に沿って複数（図８では１４枚の構成を例示）のプレート７２が配列され、各プレート７２によって当該ろ過体５８の外周面が形成されている。ろ過体５８は、例えば水槽５２の底面や側面に固着された図示しない基台やブラケット等によって支持板７４，７６が支持されることで、水槽５２内の所定位置に固定・設置される。
【００５７】
排出口５８ｂは、スクリュー軸６２の下流側の拡径した外周面から連続するテーパコーン７０の傾斜面７０ａと、支持板７６の開口部７６ａとの間に形成された環状の隙間を管状のカバー部材７７で塞ぐことで形成されており、カバー部材７７の下部に、水槽５２の側壁を貫通する配管が連結されることで水槽５２の外部へと連通している。排出口５８ｂは、ろ過体５８内の下流側から濃縮汚泥を排出可能なものであれば、その設置位置や構造は特に限定されない。
【００５８】
図５〜図７に示すように、スクリュー６０の投入側に設けられ、流入口５８ａが形成された支持板７４は、その左右端面及び下端面が水槽５２の底面及び左右側面に当接固定され、その上端面が水槽５２内に貯留される処理液の水面よりも上方に突出するように設置されている。これにより、支持板７４は、水槽５２内を、投入口１６ａから処理液が投入される上流側部分と、固液分離装置５６で分離された分離液が貯留される下流側部分とに仕切り、投入口１６ａからの処理液を固液分離装置５６の流入口５８ａからろ過体５８内へと確実に流通させる機能も有する。そこで、本実施形態では、図６に示すように、水槽５２内に投入された処理液を掻き混ぜる掻き混ぜ装置５４を、支持板７４で仕切られた水槽５２内の上流側部分を通過するスクリュー軸６２の左右側部にそれぞれ配置している。
【００５９】
プレート７２は、その長手方向がスクリュー軸６２の軸方向と平行して配置されると共に、支持板７４，７６の両内面にそれぞれ突設された回転軸７８，７９により、長手方向両端面が軸支されている。すなわち、各プレート７２は、回転軸７８，７９を軸中心として回転自由な状態で支持板７４，７６間に設置されている。一対の回転軸７８，７９は、互いの軸方向が同軸上となる位置に設けられ、その軸方向はスクリュー軸６２の軸方向と平行している。
【００６０】
このような各プレート７２は、図７及び図８に示すように、隣接するプレート７２の一部同士、つまり短辺方向で一端側となる側方部位同士が、周方向に順に積層するように配置される。この積層により、各プレート７２の回転軸７８，７９を中心とする回転範囲が規制されると共に、隣接するプレート７２間に形成される隙間（クリアランス）８０が、当該ろ過体５８の内外面間を連通し、処理液からの分離液（ろ液）を外部（水槽５２内）に排出するろ過孔（孔部）８０として機能する。つまり、ろ過体５８は、その外周面がルーバー構造とされたルーバー型ろ過体となっている。各プレート７２が回転可能であるため、ろ過孔８０の開度は可変に構成されており、その開度（プレート７２の積層方向での隙間８０の高さ）は、例えば、０．５ｍｍ〜５ｍｍ程度の範囲に設定される。
【００６１】
プレート７２は、例えば、ステンレス鋼等からなる金属製で長方形の薄板（例えば、板厚２ｍｍ程度）で形成され、図８に示すように、各プレート７２は、運転時のスクリュー６０の回転方向Ａ１で前方方向に向かって順に積層されつつ、支持板７４，７６の内面で流入口５８ａ及び開口部７６ａの周縁部の周方向に沿って１周するように配置されている。このように、十分な強度を持つプレート７２を用いると、一般的な金属スクリーンのろ過体に比べて、ろ過体５８の磨耗を低減し、ろ過体５８の寿命を延ばすことができ、その交換サイクルを長期化することができるという利点がある。
【００６２】
図７及び図８に示すように、各プレート７２の一端側の略中央には、ろ過体５８の周方向を向いて開口するリング部材８２が設置されている。各プレート７２の各リング部材８２に対し、ろ過体５８の周方向に沿ってワイヤ８３が順に挿通されており、ワイヤ８３の両端部はまとめられて巻上ロール８４に巻き掛けられている。巻上ロール８４の回転方向を制御することにより、ワイヤ８３を巻き上げ及び送り出しすることができる。ワイヤ８３によって形成される円の直径を変化させることにより、各プレート７２を回転軸７８，７９を中心として回転させ、その回転位相、つまりろ過孔８０の開度を制御することができる。図７では、ワイヤ８３を１本のみ用いた構成を例示しているが、リング部材８２をプレート７２の長手方向に複数設置し、ワイヤ８３を複数本用いた構成としてもよい。また、ワイヤ８３は、チェーン等によって代替してもよい。
【００６３】
各プレート７２間の互いに重なり合う部位の端部には、コの字形のスペーサ８６が着脱可能に取り付けられている。スペーサ８６は、隣接するプレート７２の表面に当接することで隙間８０（ろ過孔８０）の高さを規定するものである。つまり、スペーサ８６は、固液分離装置５６の運転時における活性汚泥からの押圧力やワイヤ８３の巻き上げにより、積層された各プレート７２の対抗面（表面）同士が当接・密着し、ろ過孔８０が閉塞されることを防止するものである。
【００６４】
スペーサ８６は、プレート７２に対して着脱可能に構成されているため、該スペーサ８６を所望の高さを持つものに交換するだけで、ろ過孔８０の開度を容易に規定・制御することができ、処理液の性状や処理量等に応じた最適な開度のろ過孔８０を容易に形成することができる。なお、スペーサ８６は、コの字形のもの以外であってもよく、例えばプレート７２の内面又は外面に着脱可能なボルト等によって突起等を設けてもよく、さらには、プレート７２の表面自体に凹凸を設けてもよい。また、スペーサ８６の表面のプレート接触部分に弾性材質を使用してもよい。
【００６５】
各プレート７２は回転軸７８，７９によって回転自由に軸支されており、処理液からの押圧力によって揺動動作し、さらにワイヤ８３によって互いに連係されている。このため、スペーサ８６を設置しなくてもろ過孔８０は十分に確保可能であるが、スペーサ８６を設けることにより、ろ過孔８０をより確実に確保することができ、しかも所望の開度（開口寸法、最小開度）に容易に規制することが可能となる。
【００６６】
回転軸７８は、支持板７４内面の外縁近傍に突設され、複数（プレート７２の設置枚数と同数）が周方向に沿って配列されたピン形状の固定軸である。同様に、回転軸７９は、支持板７６内面の外縁近傍に突設され、複数（プレート７２の枚数と同数）が周方向に沿って配列されたピン形状の固定軸である。
【００６７】
回転軸７８の先端が、プレート７２の長手方向の一端面に形成された軸穴８７に回転可能な状態で挿入され、回転軸７９の先端が、プレート７２の長手方向の他端面に形成された軸穴８８に回転可能な状態で挿入されることで、プレート７２は、各回転軸７８，７９によって支持板７４，７６の対向面間で回転自由に軸支されている。本実施形態では、回転軸７８，７９が挿入される軸穴８７，８８をプレート７２の端面の中心に形成した構成を例示したが（図８等参照）、回転軸７８，７９は、プレート７２の端面において、該端面の長手方向で中心よりも両端側に寄った位置に設けられてもよい。
【００６８】
回転軸７８，７９は、プレート７２の各端面にそれぞれ固定された状態で、各支持板７４，７６に形成された図示しない軸穴に回転可能な状態で挿入される構成であってもよく、また、プレート７２の各端面及び各支持板７４，７６の内面にそれぞれ図示しない軸穴を設け、回転軸７８，７９の両端がそれぞれの軸穴に回転可能な状態で挿入される構成等であってもよい。
【００６９】
以上のように構成される汚泥処理システム５０は、上記の汚泥処理システム１０（１０ａ）の場合と同様、図９に示すように、反応槽１２の内部に一部が水没した状態で設置されて処理施設９０を構成する。
【００７０】
そこで、次に、処理施設９０について説明する。
【００７１】
処理施設９０は、図９に示すように、有機性排水を活性汚泥処理するための生物反応槽である反応槽（曝気槽）１２を備え、反応槽１２の水面付近に半没させた状態で汚泥処理システム５０が設置されている。この処理施設９０は、上記した処理施設１４（図３参照）と比べて、汚泥処理システム１０に代えて汚泥処理システム５０を設置した以外は、略同様な構成となっている。
【００７２】
すなわち、反応槽１２内の活性汚泥を含む処理液は、処理液流入口３２からオーバーフローによって汚泥処理システム５０に並設された一次貯留槽３４に流入し、投入口１６ａを介して水槽５２内に流入する。掻き混ぜ装置５４によって掻き混ぜられた直後に流入口５８ａからろ過体５８内に流入した処理液は、固液分離装置５６で固液分離された後、分離液は、水槽５２の側壁に形成された排出口１６ｂから反応槽１２の外部に排水される。
【００７３】
一方、固液分離装置２０で固液分離された濃縮汚泥は、排出口５８ｂから水槽５２に並設された濃縮液タンク（バッファタンク）９２内へと排出される。濃縮液タンク９２内に貯留された濃縮汚泥は、濃縮液タンク９２内に水没設置された返送汚泥ライン１６ｄによって水槽１６外へと引き抜かれ、途中の三方弁３６を介してライン３８ａ，３８ｂに適宜送られる。
【００７４】
図３に示す処理施設１４と同様、図９に示す処理施設９０についても、汚泥処理システム５０を反応槽１２の内部に設置し、この反応槽１２内の活性汚泥を汚泥処理システム５０によって固液分離する構成を例示しているが、汚泥処理システム５０は単体のユニットとして反応槽１２の外部に該反応槽１２とは別体で設置しても勿論よい。例えば、図示しない配管で反応槽１２内から活性汚泥を含む処理液を引き抜き、これを反応槽１２の外部に設置した汚泥処理システム５０で固液分離する構成としてもよい。又は、図９に示すように、返送ライン４０に汚泥処理システム５０を接続し、この返送ライン４０を流通する活性汚泥を含む処理液の一部を汚泥処理システム５０で固液分離する構成としてもよい（図９中の（Ａ）参照）。さらには、返送ライン４０と引抜ライン４２との混合ライン４３に汚泥処理システム５０を接続し、これを流れる混合汚泥を含む処理液を固液分離する構成としてもよい（図９中の（Ｂ）参照）。
【００７５】
次に、以上のように構成される汚泥処理システム５０による汚泥処理方法及びその作用効果について説明する。
【００７６】
図９に示すように、処理施設１４の反応槽１２内では、図示しない曝気装置によって活性汚泥処理がなされており、この上澄み部分が処理液流入口３２を介して一次貯留槽３４へと流入することで、活性汚泥を含む処理液が投入口１６ａから水槽５２内へと投入される。なお、汚泥処理システム５０を返送ライン４０に接続し（図９中の（Ａ）参照）、或いは返送ライン４０と引抜ライン４２との混合ライン４３に接続している場合には（図９中の（Ｂ）参照）、活性汚泥を含む処理液は、これら各ライン４０，４３から投入口１６ａを介して水槽５２内に投入される。
【００７７】
汚泥処理システム５０では、このような活性汚泥を含む処理液が投入口１６ａから水槽５２内に投入され、排出口１６ｂから排出される流通過程において、先ず、上記した汚泥処理システム１０の場合と同様、投入口１６ａから水槽５２に投入された処理液を一対の掻き混ぜ装置５４，５４でゆっくりとした速度で掻き混ぜる緩速攪拌を行う。そうすると、処理液中に含まれる活性汚泥は、掻き混ぜ装置５４で掻き混ぜられることにより、フロック化（凝集）しつつ、固液分離装置５６の流入口５８ａに到達する。そして、流入口５８ａに到達した処理液中では、掻き混ぜ装置５４での掻き混ぜ作用によって活性汚泥がフロック化しているので、固液分離装置５６によって高い分離効率で円滑に固液分離される。
【００７８】
ここで、固液分離装置５６による処理液の固液分離動作について具体的に説明する。
【００７９】
図１０は、ろ過体５８を構成する各プレート７２の動作説明図であり、図１０（Ａ）は、固液分離装置５６が停止状態にある場合の各プレート７２の状態の一例を示す説明図であり、図１０（Ｂ）は、固液分離装置５６が運転状態にある場合の各プレート７２の状態の一例を示す説明図である。
【００８０】
先ず、水槽５２内に活性汚泥を含む処理液又は水を注入し、予め固液分離装置５６の全体が水没する程度まで水槽５２内に処理液等を貯留させた状態としておき、その状態で投入口１６ａから処理液を水槽５２内へと投入開始すると共に、固液分離装置５６の運転を開始する。固液分離装置５６の運転が開始されると、モータ６８によってスクリュー６０が回転駆動され、流入口５８ａを介して掻き混ぜ装置５４によってフロック化された活性汚泥を含む処理液がろ過体５８の内部に流入し始める。
【００８１】
ろ過体５８内に流入した処理液は、回転するスクリュー６０のスクリュー羽根６４によって回転力を受けつつ、ろ過体５８の内周面、つまり周方向に並んだ各プレート７２の内面に押圧されることで、排出口５８ｂに向かって搬送され、同時にろ過体５８によってろ過されて固液分離される。
【００８２】
ここで、固液分離装置５６では、固液分離装置５６（ろ過体５８）を水槽５２内で水没させているため、ろ過体５８の内外が処理液や水で満たされている。従って、図８に示すように、ろ過体５８内に投入されたフロック化した活性汚泥（処理液）Ｗ１は、ろ過体５８の内外を満たすように予め貯留された処理液（水）Ｗ２中で浮遊するようにろ過体５８内に滞留することになり、この状態でスクリュー６０が駆動されるため、ろ過体５８内の処理液を円滑に搬送しながら固液分離することができる。一般的な活性汚泥（を含む処理液）の比重は、１．０５程度であることから、上記のように水槽５２内に最初に処理液ではなく水を貯留させておいたとしても、ろ過体５８内に活性汚泥を滞留させておくことは十分可能である。つまり、ろ過体５８内に流入した活性汚泥は、フロック化しており、しかもろ過体５８自体が水槽５２内に浸漬されているため、ろ過体５８内に処理液を流入させるそばからろ過孔８０を通して該処理液が外部に漏れ出すことを防止でき、スクリュー６０によって円滑に搬送し固液分離することが可能となっている。
【００８３】
このような固液分離運転の運転開始前、固液分離装置５６では、巻上ロール８４を駆動してワイヤ８３を送り出しておくことにより、各プレート７２間の隙間８０（ろ過孔８０）は、例えば、図１０（Ａ）に示すように、ある程度大きな開度を持った状態等となっている。
【００８４】
一方、運転時には、巻上ロール８４を逆方向に駆動してワイヤ８３を巻き上げておくことにより、各プレート７２間の隙間８０（ろ過孔８０）を、例えば、図１０（Ｂ）に示すように、回転軸７８，７９よりも処理液の移動方向Ａ２で上流側の上流側部位７２ｂに設けられたスペーサ８６が、重なり合って隣接するプレート７２の下流側部位７２ａの外面と当接する開度となるように規制する。
【００８５】
このように開度が規制されたろ過孔８０は、図１０（Ｂ）に示すように、ろ過体５８の内側から外側に向かう方向で、スクリュー６０の回転方向Ａ１（処理液の移動方向Ａ２）と反対方向を向いて開口している。このため、ろ過孔８０に処理液に含まれる固形分が詰まることや、該ろ過孔８０から前記固形分が外部に排出されることを抑制しつつ、処理液がプレート７２の内面に押圧力Ｐで押し付けられる。
【００８６】
従って、ろ過体５８の内容積の減少によって圧搾された処理液中の液体分である分離液は、ろ過孔８０から水槽５２内における支持板７４より下流側部分へと円滑に流出されて貯留され（図１０（Ｂ）中の矢印Ｌ参照）、排出口１６ｂから水槽５２外へと排出される。一方、分離された固形分である濃縮汚泥は、排出口５８ｂから濃縮液タンク９２へと導入された後、返送汚泥ライン１６ｄによって水槽１６外へと引き抜かれることで、活性汚泥の固液分離処理が完了する。なお、上記のように、汚泥処理システム５０を返送ライン４０等に接続した構成の場合には、分離された濃縮汚泥は、例えば水槽５２の底部に設けた排出口５８ｂから水槽１６外へと引き抜かれる（図５参照）。
【００８７】
この際、ろ過体５８のろ過孔８０から該ろ過体５８外へと流出され、水槽５２内の支持板７４より下流側部分に貯留された分離液は、排出口１６ｂからオーバーフローや図示しないポンプ動作等によって連続的に外部へと排水されるため、水槽５２内で支持板７４より下流側部分での液体は次第に清浄化される。また、この分離液中に含まれる固形分や予め水槽５２内に投入された処理液中の固形分は、水槽５２の底部に沈殿し、沈殿汚泥として図示しない汚泥排出手段等によって引き抜き処理される。
【００８８】
所定量の処理液の固液分離運転が完了し、スクリュー６０の回転を停止すると、再び巻上ロール８４を駆動してワイヤ８３を送り出し、ろ過孔８０の開度を拡大させる（図１０（Ａ）参照）。これにより、運転時に、仮にろ過孔８０に固形物等が詰まった場合であっても、ろ過孔８０の開度の拡大によって該固形物は容易に該ろ過孔８０から脱落するため、従来のスクリーンのような目詰まりを除去するメンテナンス作業をなくすことができ、又は大幅に軽減することができる。このメンテナンス時、スクリュー６０を逆回転させると、各プレート７２が逆方向に回転され、ろ過孔８０の開度が変動するため、詰まった固形物を一層確実に落とすことができる。
【００８９】
固液分離装置５６では、運転時に、ろ過孔８０への固形分等の目詰まりが生じた場合には、該運転を一時停止し、内部に処理液が滞留している状態のままで、スクリュー６０の回転停止又は逆回転を行うことで、詰まった固形分を容易に除去し、すぐに脱水運転を再開することも可能である。換言すれば、例えば１日に１回等、所定のタイミングでスクリュー６０を回転停止又は逆回転させると、ろ過孔８０での目詰まりを定期的に除去することができるため、実質的にメンテナンスフリーな状態で当該固液分離装置５６を稼動させることができる。
【００９０】
固液分離装置５６では、ワイヤ８３やこれを挿通させるリング部材８２等を省略することも可能である。この場合、運転開始前では、各プレート７２に外力が作用していないことから、各プレート７２の回転軸７８，７９を中心とする回転位相は自由位置にある。このため、各プレート７２間の隙間８０（ろ過孔８０）は、例えば、図１０（Ａ）に示すように、ある程度大きな開度を持った状態等となっている。一方、運転が開始されると、図１０（Ｂ）に示すように、スクリュー羽根６４が回転方向Ａ１に回転されるのに伴い、らせん状のスクリュー羽根６４からの回転力を受けて、処理液も回転方向Ａ１と同一の移動方向Ａ２に向かってスクリュー６０の回転速度よりも多少遅い速度で移動しつつ、ろ過体５８の直径方向外方へと向かう方向の押圧力Ｐでプレート７２内面に押し付けられる。この際、処理液は、移動方向Ａ２の移動力と押圧力Ｐとを受けて、プレート７２の内面のうち、回転軸７８，７９よりも移動方向Ａ２で下流側に位置した下流側部位７２ａの内面を強く加圧し、該プレート７２を図１０（Ｂ）で反時計方向に回転させる。
【００９１】
つまり、運転中には、全てのプレート７２が処理液によって同一方向の回転力を受けるため、各プレート７２は、回転軸７８，７９よりも処理液の移動方向Ａ２で上流側の上流側部位７２ｂに設けられたスペーサ８６が、重なり合って隣接するプレート７２の下流側部位７２ａの外面と当接し、該スペーサ８６の高さ分の開度に一律に規定されたろ過孔８０（隙間８０）が複数形成されることになる。
【００９２】
上記では、掻き混ぜ装置５４を２台設置した構成を例示したが、水槽５２内に設置する掻き混ぜ装置５４を１台としても勿論よい。この場合には、例えば、スクリュー軸６２の上方となる位置に、図６に示す掻き混ぜ装置５４よりも回転板２２の直径の大きなものを設置し、棒部材２６がスクリュー軸６２に接触しないように、図６に示すものよりも短いものを用いればよい。また、図４に示す汚泥処理システム１０ａの場合と略同様に、掻き混ぜ装置５４を水槽５２内での処理液の流通方向に沿って複数台並設した構成としても勿論よい。
【００９３】
本実施形態に係る汚泥処理システム５０は、図１１に示すように、掻き混ぜ装置５４をスクリュー軸６２に一体化させた掻き混ぜ装置５４ａとして構成した固液分離装置５６ａを備えた汚泥処理システム５０ａとして構成してもよい。
【００９４】
掻き混ぜ装置５４ａは、水槽５２内で支持板７４より上流側部分を延在するスクリュー軸６２の外周面に、その軸方向に沿って複数本の棒部材９４を外径方向に突出させた構成からなる。上記した棒部材２６の場合と同様、棒部材９４は、円柱状の棒以外にも角柱状の棒の他、狭幅な板状部材等で構成してもよい。
【００９５】
従って、汚泥処理システム５０ａでは、固液分離装置５６ａを運転開始し、モータ６８によってスクリュー軸６２が回転駆動されると、その外周面から放射方向に突出した各棒部材９４が水槽５２内で旋回するため、投入口１６ａから投入された処理液を掻き混ぜて、そこに含まれる活性汚泥をフロック化することができる。この際、汚泥処理システム５０ａを構成する掻き混ぜ装置５４ａでは、当該掻き混ぜ装置５４ａの駆動用のモータ等が不要となり、スクリュー６０のモータ６８を利用することができるため、システムが簡素化され、コストも低減することができる。
【００９６】
また、本実施形態に係る汚泥処理システム５０は、図１２に示すように、掻き混ぜ装置５４をスクリュー軸６２に一体化させた掻き混ぜ装置５４ｂとして構成した固液分離装置５６ｂを備えた汚泥処理システム５０ｂとして構成してもよい。
【００９７】
掻き混ぜ装置５４ｂは、スクリュー羽根６４が設けられたスクリュー軸６２の外周面に、その軸方向に沿って複数本の棒部材９６を各スクリュー羽根６４の間で外径方向に突出させた構成からなる。上記した棒部材２６の場合と同様、棒部材９６は、円柱状の棒以外にも角柱状の棒の他、狭幅な板状部材等で構成してもよい。
【００９８】
従って、汚泥処理システム５０ｂでは、固液分離装置５６ｂを運転開始し、モータ６８によってスクリュー軸６２が回転駆動されると、その外周面で各スクリュー羽根６４の間から放射方向に突出した各棒部材９６がスクリュー羽根６４と共にろ過体５８内で旋回するため、流入口５８ａからろ過体５８内に流入した処理液を掻き混ぜて、そこに含まれる活性汚泥をフロック化させつつ、固液分離することができる。この際、汚泥処理システム５０ｂを構成する掻き混ぜ装置５４ｂにおいても、図１１に示す掻き混ぜ装置５４ａと同様、当該掻き混ぜ装置５４ｂの駆動用のモータ等が不要となり、スクリュー６０のモータ６８を利用することができるため、システムが簡素化され、コストも低減することができる。しかも、スクリュー６０とろ過体５８による処理液の固液分離動作を行いながら、常にろ過体５８内で掻き混ぜ装置５４ｂによって活性汚泥をフロック化させることができるため、一旦フロック化した活性汚泥が一定時間後に崩れて元のフロック前の状態に戻る前に迅速に固液分離することができ、固液分離効率を一層向上させることができる。
【００９９】
勿論、上記した固液分離装置５６，５６ａ，５６ｂを構成するろ過体は、プレート７２を用いたろ過体５８以外の構成のものであってもよく、例えば、従来公知の構成のように、メッシュやパンチングプレート等を用いた円筒形状のスクリーンを用いたものであってもよい。
【０１００】
以上のように、本実施形態に係る汚泥処理システム５０（５０ａ，５０ｂ）によれば、上記した汚泥処理システム１０（１０ａ）と同様、活性汚泥を含む処理液を貯留可能な水槽５２と、水槽５２内に設置され、処理液を掻き混ぜる掻き混ぜ装置５４（５４ａ，５４ｂ）と、水槽５２内に設置され、掻き混ぜ装置５４（５４ａ，５４ｂ）で掻き混ぜられた処理液を濃縮汚泥と分離液とに固液分離する固液分離装置５６（５６ａ，５６ｂ）を備える。このため、掻き混ぜ装置５４（５４ａ，５４ｂ）により水槽５２内で凝集剤等の薬剤を用いることなく無薬注で又は薬剤使用量を大幅に低減した状態で活性汚泥をフロック化させ、同時に、このフロック化した状態を維持したままの活性汚泥を水槽５２内でそのまま固液分離装置５６（５６ａ，５６ｂ）によって固液分離することができる。従って、薬剤の使用コストや薬剤注入用の設備等を設けることなく低コストで汚泥の濃縮濃度を十分に高めることができる。また、反応槽１２の後段に、機械濃縮機や重力濃縮機を設置する必要がなくなるため、設備の設置スペースを小さくすることができ、さらに設備コストや維持コストも低減できる。
【０１０１】
汚泥処理システム５０（５０ａ）においても、水槽５２内での処理液の流通方向で、掻き混ぜ装置５４（５４ａ）の下流側に固液分離装置５６（５６ａ）を設置している。このため、水槽５２内で処理液が流通する間に、掻き混ぜ装置５４（５４ａ）による活性汚泥のフロック化と、固液分離装置５６（５６ａ）によるフロック化した活性汚泥の固液分離とを連続的に行なうことができて効率がよい。
【０１０２】
一方、汚泥処理システム５０ｂでは、掻き混ぜ装置５４ｂを固液分離装置５６ｂと一体化させた構成を採用している。このため、スクリュー６０とろ過体５８による処理液の固液分離動作を行いながら、常にろ過体５８内で掻き混ぜ装置５４ｂによる活性汚泥のフロック化が維持されるため、一旦フロック化した活性汚泥が崩れてフロック前の状態に戻ることを防止しながら固液分離することができ、高い固液分離効率を維持することができる。このような掻き混ぜ装置５４ｂを構成する棒部材９６を、汚泥処理システム５０，５０ａのスクリュー軸６２に設置することも可能である。
【０１０３】
汚泥処理システム５０（５０ａ，５０ｂ）において、固液分離装置５６（５６ａ，５６ｂ）は、掻き混ぜ装置５４（５４ａ，５４ｂ）で掻き混ぜられた処理液が流入する流入口５８ａを有し、複数のろ過孔８０が開口形成された円筒形状のろ過体５８の内部へと流入口５８ａから流入する処理液を、該ろ過体５８の内部に回転可能に設けられたスクリュー６０の回転によって搬送すると同時に濃縮汚泥と分離液とに固液分離するスクリュープレス型分離機として構成されている。このように、スクリュープレス型分離機である固液分離装置５６（５６ａ，５６ｂ）を水没させて運転することにより、活性汚泥を含む処理液をろ過体５８内の液中で浮遊させながら固液分離することができる。従って、凝集剤が注入された処理液のみならず、凝集剤が注入されていない処理液であっても、掻き混ぜ装置５４（５４ａ，５４ｂ）によるフロック化の作用と相まって、該処理液がろ過体５８内への投入後すぐに該ろ過体５８外へと漏れ出してしまうことを防止しながら固液分離することができ、凝集剤等の注入のための設備費や維持管理費を削減又は低減することができる。
【０１０４】
固液分離装置５６（５６ａ，５６ｂ）において、ろ過体５８は、スクリュー６０の軸方向と平行する回転軸７８，７９によって軸支された状態で周方向に沿って配列された複数のプレート７２によって形成されると共に、隣接する各プレート７２の一部が周方向に順に積層するように設置され、ろ過孔８０を、積層した各プレート７２間の隙間８０によって形成している。プレート７２を回転軸７８，７９によって回転可能とすることで、ろ過孔８０の開度を可変にできる。従って、運転時にはろ過孔８０の開度を狭くすることで、処理液中の固形分を通さず、分離液のみを円滑に流出させることができる一方、運転停止時やメンテナンス時にはろ過孔８０の開度を広くすることで、該ろ過孔８０に詰まった固形分等を容易に除去することができ、メンテナンス性が向上し、オーバーホール費用等も低減することができる。
【０１０５】
固液分離装置５６（５６ａ，５６ｂ）では、回転軸７８，７９によるプレート７２の回転位相を位置決めする位置決め手段として、リング部材８２、ワイヤ８３及び巻上ロール８４を備えたことにより、運転時及び運転停止時において、プレート７２の回転位相、つまりろ過孔８０の開度を制御することができる。また、このような位置決め手段を用いれば、ろ過孔８０が閉塞されることが阻止されるため、スペーサ８６を省略することもできる。なお、プレート７２の位置決め手段は他の構成であってもよく、例えば、各プレート７２の回転軸７８，７９を中心とする回転位相を個別に制御可能なモータ等を用いてもよい。
【０１０６】
なお、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で自由に変更できることは勿論である。
【符号の説明】
【０１０７】
１０，１０ａ，５０，５０ａ，５０ｂ  汚泥処理システム
１２  反応槽
１４，９０  処理施設
１６，５２  水槽
１６ａ  投入口
１６ｂ，５８ｂ  排出口
１８，５４，５４ａ，５４ｂ  掻き混ぜ装置
２０，５６，５６ａ，５６ｂ  固液分離装置
２６，９４，９６  棒部材
５８  ろ過体
５８ａ  流入口
６０  スクリュー
６２  スクリュー軸
６４  スクリュー羽根
７２  プレート
７８，７９  回転軸
８０  隙間，ろ過孔  
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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