(57)【要約】【課題】フロックの破壊を伴うことなく濃縮汚泥をスクリュープレスへ圧入することができる汚泥濃縮脱水システムを提供する。【解決手段】脱水対象汚泥に高分子凝集剤を添加して攪拌する濃縮前攪拌部１０と、濃縮前攪拌部１０で形成した凝集フロックを含む凝集汚泥を濃縮する濃縮部２０と、濃縮部２０で濃縮した凝集フロックを含む濃縮汚泥に高分子凝集剤を添加して攪拌する濃縮後攪拌部３０と、濃縮後攪拌部３０の凝集フロックを含む濃縮汚泥を高分子凝集剤とともにスクリュープレス５０に圧入する圧入ポンプ４０を備えたことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
脱水対象汚泥に高分子凝集剤を添加して攪拌する濃縮前攪拌部と、濃縮前攪拌部で形成した凝集フロックを含む凝集汚泥を濃縮する濃縮部と、濃縮部で濃縮した凝集フロックを含む濃縮汚泥に高分子凝集剤を添加して攪拌する濃縮後攪拌部と、濃縮後攪拌部の凝集フロックを含む濃縮汚泥を高分子凝集剤とともにスクリュープレスに圧入する圧入ポンプを備えたことを特徴とする汚泥濃縮脱水システム。
【請求項２】
圧入ポンプからスクリュープレスに至る経路中で凝集汚泥に無機凝集剤を添加して攪拌する圧入経路攪拌部を備えることを特徴とする請求項１に記載の汚泥濃縮脱水システム。
【請求項３】
濃縮前攪拌部で脱水対象汚泥に高分子凝集剤を添加し、攪拌して凝集フロックを形成し、凝集フロックを含む凝集汚泥を濃縮部で固液分離して濃縮し、濃縮した凝集フロックを含む濃縮汚泥に濃縮後攪拌部で高分子凝集剤を添加し、攪拌して凝集フロック間に高分子凝集剤を行き渡らせ、凝集フロックを含む濃縮汚泥を高分子凝集剤とともに圧入ポンプでスクリュープレスに圧入することを特徴とする汚泥濃縮脱水方法。
【請求項４】
圧入ポンプからスクリュープレスに至る経路中の圧入経路攪拌部で、高分子凝集剤の存在下に凝集フロックを含む濃縮汚泥に無機凝集剤を添加し、攪拌して凝集フロック中に無機凝集剤を行き渡らせることを特徴とする請求項３に記載の汚泥濃縮脱水方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は汚泥濃縮脱水システムに関し、濃縮性能および脱水性能の向上に貢献する技術に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の装置としては、特許文献１に記載された濃縮装置一体型スクリュープレスがある。これは、汚泥を連続的に濃縮し、濃縮汚泥として排出する連続式濃縮装置で、濃縮汚泥の単位時間当たりの排出量を平準化する排出量平準化部を備えたものと、濃縮装置に連設され、濃縮装置から排出された濃縮汚泥を連続的に移送する容積型ポンプと、容積型ポンプの吐出側に連設され、濃縮汚泥を圧搾脱水するスクリュープレスとを備えたものである。
【０００３】
また、濃縮装置から排出された濃縮汚泥にポリ硫酸鉄等の無機凝集剤を添加するために、ポリ鉄供給ポンプに接続されたポリ鉄供給管が容積型ポンプに連結したシュートの下部側壁に連通している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ＷＯ２０１０／１０６８３８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この種の装置では、濃縮と脱水を別工程にすることで、脱水性能がより向上するとされている。しかしながら、濃縮工程を経た濃縮汚泥を自然流下で脱水工程へ移送する場合には、脱水工程を担うスクリュープレスに濃縮汚泥を圧入することができず、濃縮汚泥におけるケーキ含水率の低減効果も半減してしまう。このため、特許文献１にもあるように、濃縮工程を経た濃縮汚泥を脱水工程へ移送するためには移送用のポンプ装置が必要である。
【０００６】
しかし、ポンプ装置を使用する場合には、濃縮汚泥のフロックがポンプ部品や流路壁面との摩擦、流路の突起との衝突などで壊れてしまい、スクリュープレスから濃縮汚泥の固形物が廃水とともに漏れることで、脱水自体が困難となる。
【０００７】
このフロックの破壊は、濃縮汚泥に無機凝集剤を添加することでケーキ含水率の低減効果を得る場合にあっても同様である。また、無機凝集剤に替えて高分子凝集剤を濃縮汚泥に添加し、フロックを強固にする試みもあるが、高分子凝集剤を濃縮汚泥に添加するだけではフロックが強固にならず、上述したようにフロックの破壊が起こる。
【０００８】
このため、フロックを破壊することなく、濃縮汚泥を濃縮装置からスクリュープレスに供給する方法として、濃縮装置をスクリュープレスの上方に配置し、スクリュープレスにホッパを通して濃縮汚泥を自然流下で流入させ、濃縮汚泥を水頭でスクリュープレスに圧入する方法がある。
【０００９】
しかし、濃縮装置を高い位置に配置する構造となるために、機械全体の高さが高くなり、メンテナスにおける安全面での問題や、装置を配置する建屋の高さによっては装置を配置することが不可能となる問題がある。
【００１０】
本発明は上記課題を解決するものであり、フロックの破壊を伴うことなく濃縮汚泥をスクリュープレスへ圧入することができる汚泥濃縮脱水システム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】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の汚泥濃縮脱水システムは、脱水対象汚泥に高分子凝集剤を添加して攪拌する濃縮前攪拌部と、濃縮前攪拌部で形成した凝集フロックを含む凝集汚泥を濃縮する濃縮部と、濃縮部で濃縮した凝集フロックを含む濃縮汚泥に高分子凝集剤を添加して攪拌する濃縮後攪拌部と、濃縮後攪拌部の凝集フロックを含む濃縮汚泥を高分子凝集剤とともにスクリュープレスに圧入する圧入ポンプを備えたことを特徴とする。
【００１２】
本発明の汚泥濃縮脱水システムにおいて、圧入ポンプからスクリュープレスに至る経路中で凝集汚泥に無機凝集剤を添加して攪拌する圧入経路攪拌部を備えることを特徴とする。
【００１３】
本発明の汚泥濃縮脱水方法は、濃縮前攪拌部で脱水対象汚泥に高分子凝集剤を添加し、攪拌して凝集フロックを形成し、凝集フロックを含む凝集汚泥を濃縮部で固液分離して濃縮し、濃縮した凝集フロックを含む濃縮汚泥に濃縮後攪拌部で高分子凝集剤を添加し、攪拌して凝集フロック間に高分子凝集剤を行き渡らせ、凝集フロックを含む濃縮汚泥を高分子凝集剤とともに圧入ポンプでスクリュープレスに圧入することを特徴とする。
【００１４】
本発明の汚泥濃縮脱水方法において、圧入ポンプからスクリュープレスに至る経路中の圧入経路攪拌部で、高分子凝集剤の存在下に凝集フロックを含む濃縮汚泥に無機凝集剤を添加し、攪拌して凝集フロック中に無機凝集剤を行き渡らせることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように本発明によれば、凝集フロック間に高分子凝集剤を行き渡らせた濃縮汚泥を高分子凝集剤とともに圧入ポンプでスクリュープレスに圧入することで、高分子凝集剤による潤滑性の付与により凝集フロックの流動性を向上させ、圧入ポンプでの凝集フロックの破壊を抑制し、結果としてスクリュープレスにおける脱水性能を向上させることができる。
【００１６】
また、濃縮前攪拌部にて形成される凝集フロックは、濃縮部で固液分離が可能なものであればよく、スクリュープレスでの脱水圧に耐え得る強度を必要としない。そのために、濃縮前攪拌部にて添加される高分子凝集剤の量はスクリュープレスで使用する通常量に比較して少なくてよい。また、濃縮前攪拌部で添加される高分子凝集剤の量と濃縮後攪拌部で添加される高分子凝集剤の量とを合わせた総量においても通常のスクリュープレスで使用する量に比較して高分子凝集剤の量を同等以下とすることも可能となる。
【００１７】
また、圧入ポンプからスクリュープレスに至る経路中の圧入経路攪拌部で、高分子凝集剤の存在下に凝集フロックを含む濃縮汚泥に無機凝集剤を添加して攪拌することで、無機凝集剤の添加からスクリュープレスによる脱水操作を行なうまでの時間が短くなり、無機凝集剤によるケーキ含水率の低減効果を十分に発揮できる。
【００１８】
さらに、高分子凝集剤の存在下に凝集フロックと無機凝集剤を攪拌することで、攪拌操作による凝集フロックの破壊を抑制しつつ、凝集フロックの塊体中へ無機凝集剤を浸透させて凝集フロックの塊体中から水分が離脱することを促進できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態における汚泥濃縮脱水システムを示すブロック図
【図２】同実施の形態における凝集フロックの状態を示す模式図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態に係る汚泥濃縮脱水システムを図面に基づいて説明する。図１から図２において、濃縮前攪拌部１０は脱水対象汚泥に高分子凝集剤を添加して攪拌するものであり、脱水対象汚泥が汚泥流入系１１から流入するフロキュレータ１２と、フロキュレータ１２に高分子凝集剤を添加する第１高分子凝集剤供給系１３からなる。高分子凝集剤はカチオン性、カチオン・アニオンの両性が望ましいが、これに限定するものではない。
【００２１】
濃縮部２０は濃縮前攪拌部１０で形成した凝集フロックを含む凝集汚泥を濃縮するものであり、フロキュレータ１２に続く前濃縮装置２１からなり、前濃縮装置２１はベルト濃縮機などからなる。
【００２２】
濃縮後攪拌部３０は濃縮部２０で濃縮した凝集フロックを含む濃縮汚泥に高分子凝集剤を添加して攪拌するものであり、前濃縮装置２１に続く攪拌装置３１と、攪拌装置３１に高分子凝集剤を添加する第２高分子凝集剤供給系３２からなる。攪拌装置３１の回転数は、例えば３−３０ｒｐｍである。この高分子凝集剤はカチオン性、カチオン・アニオンの両性であっても良く、第１高分子凝集剤供給系１３から供給する高分子凝集剤と同一であれば運用が複雑にならなくて良い。
【００２３】
濃縮後攪拌部３０に続く圧入ポンプ４０は、濃縮後攪拌部３０の凝集フロックを含む濃縮汚泥を高分子凝集剤とともにスクリュープレス５０に圧入するものである。
圧入経路攪拌部６０は、圧入ポンプ４０からスクリュープレス５０に至る密閉された圧力下の経路中で凝集汚泥に無機凝集剤を添加して攪拌するものであり、圧入ポンプ４０に続く第２攪拌装置６１と、第２攪拌装置６１に無機凝集剤を添加する無機凝集剤供給系６２からなる。
【００２４】
スクリュープレス５０には１軸型、２軸型を問わず種々の形式のものが使用でき、スクリュープレス５０の下方には脱水ケーキを排出する排出コンベア５１と、脱離水を貯留する貯留槽５２が設けてあり、スクリュープレス５０で脱離した脱離水は返送系５３を通してフロキュレータ１２に戻している。このスクリュープレス５０の脱離水をフロキュレータ１２に戻すことで、未反応の凝集剤を利用することが可能となる。返送系５３は必ずしも必要なものではない。
【００２５】
上記した構成により、濃縮前攪拌部１０では、汚泥流入系１１からフロキュレータ１２に流入する脱水対象汚泥に、第１高分子凝集剤供給系１３から高分子凝集剤を添加する。そして、フロキュレータ１２で脱水対象汚泥と高分子凝集剤を攪拌して凝集フロックを形成する。
【００２６】
濃縮部２０では、フロキュレータ１２から供給する凝集フロックを含む凝集汚泥を、前濃縮装置２１をなすベルト濃縮機で固液分離して濃縮する。凝集汚泥から分離した分離水は貯留槽５２に貯留する。
【００２７】
濃縮後攪拌部３０では、前濃縮装置２１から濃縮した凝集フロックを含む濃縮汚泥を攪拌装置３１に供給し、攪拌装置３１に第２高分子凝集剤供給系３２から高分子凝集剤を添加して攪拌する。この攪拌操作によって凝集フロック間に高分子凝集剤を行き渡らせ、凝集フロックを強くするとともに、高分子凝集剤による潤滑性の付与により凝集フロックの流動性を向上させる。ここで付与する高分子凝集剤は濃縮前攪拌部１０で付与するものと同じものであっても良く、異なるものであっても良い。
【００２８】
圧入ポンプ４０は、凝集フロックを含む濃縮汚泥を高分子凝集剤とともに、第２攪拌装置６１を通してスクリュープレス５０に圧入する。本実施の形態では第２攪拌装置６１を通してスクリュープレス５０で圧入するが、圧入ポンプ４０からスクリュープレス５０に直接圧入することもできる。
【００２９】
この圧入ポンプ４０による濃縮汚泥の圧入に際して、凝集フロック間に行き渡らせた高分子凝集剤が濃縮汚泥中で凝集フロックに潤滑性を付与し、凝集フロックの流動性が向上して圧入ポンプでの凝集フロックの破壊が抑制される。この結果、スクリュープレス５０における脱水性能が向上する。
【００３０】
また、圧入経路攪拌部６０では、圧入ポンプ４０からスクリュープレス５０に至る経路中にある第２攪拌装置６１において、高分子凝集剤の存在下で凝集フロックを含む濃縮汚泥に無機凝集剤を添加して攪拌する。このため、無機凝集剤の添加からスクリュープレス５０による脱水操作を行なうまでの時間が短くなり、無機凝集剤によるケーキ含水率の低減効果を十分に発揮できる。
【００３１】
さらに、高分子凝集剤の存在下に凝集フロックと無機凝集剤を攪拌することで、攪拌操作による凝集フロックの破壊を抑制しつつ、凝集フロックの塊体中へ無機凝集剤を浸透させて凝集フロックの塊体中から水分が離脱することを促進できる。図２（ａ）に示すように、高分子凝集剤の作用により形成した凝集フロックＦ１は大きな塊体であり、図２（ｂ）に示すように、高分子凝集剤に加えて無機凝集剤を作用させた凝集フロックＦ２は塊体が小さくなって強くなり、内部から水分が離脱する。
【００３２】
排水処理設備の分野は、近年では新規に設備を建設するよりも、設備を更新する割合が多くなっており、更新する機器の大きさが採用の障害となることが多い。しかしながら、本発明によれば、フロックの破壊を抑制しつつ、自由な場所へポンプ圧送できるので、スクリュープレスと濃縮装置とレイアウトを自由に設定できる。また、濃縮装置を新たに設けずに、既存の他の濃縮装置とスクリュープレスとの間に配管を施工し、既存の濃縮装置の空き時間に、既存の濃縮装置を新濃縮装置として有効活用でき、初期投資費を抑制できる。
【符号の説明】
【００３３】
１０  濃縮前攪拌部
１１  汚泥流入系
１２  フロキュレータ
１３  第１高分子凝集剤供給系
２０  濃縮部
２１  前濃縮装置
３０  濃縮後攪拌部
３１  攪拌装置
３２  第２高分子凝集剤供給系
４０  圧入ポンプ
５０  スクリュープレス
５１  排出コンベア
５２  貯留槽
６０  圧入経路攪拌部
６１  第２攪拌装置
６２  無機凝集剤供給系
【図１】
2014193436.tif 000003
【図２】
2014193436.tif 000004