(57)【要約】【課題】従来の汚泥処理装置は、小規模な施設や家庭を対象としたもので、汚泥の発生量が数十キログラム／日程度以下の処理能力であった。そこで、１日数トンの汚泥ケーキに対応できる汚泥分解装置を提供することを課題とした。【解決手段】汚泥分解槽に杉チップなどの木材チップを菌床として収納し、そこに投入される汚泥ケーキを、複数並列配置された撹拌スクリューにより撹拌し、さらに撹拌スクリューのらせん曲面羽により軸方向へ移動撹拌すると共に、軸に取り付けられた平面羽により混練させるように多数の並列配置の撹拌スクリューの運転制御と、分解槽内の温度制御をする手段を備え、大量の汚泥ケーキを短時間で分解処理することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
木材チップが菌床として収納され、上部に設けられた開閉可能な汚泥投入口及び下部に設けられた処理済汚泥排出口を備えた分解槽と、前記分解槽内の上部空間と連結され、該分解槽内で発生したガスを脱臭して排出する脱臭槽と、から構成される汚泥分解装置であって、
前記分解槽内に、投入された汚泥ケーキと菌床の木材チップとを混合撹拌しながら、所定時間毎往復移動させるらせん曲面羽を少なくとも設ける複数並列配置の撹拌スクリューと、木材チップに混合された汚泥ケーキを所定温度に加温する電熱ヒータと、攪拌動作と加温温度の自動制御盤を備えることを特徴とする汚泥分解処理装置。
【請求項２】
前記脱臭槽は、複合環境浄化微生物を含む洗浄水のタンクを備え、汲み上げた洗浄水を脱臭槽の上部から流下させる複数のノズルを備えた洗浄水の循環配管と、流下する洗浄水に臭気を吸収させるための多孔質吸着板を複数段備えることを特徴とする請求項１記載の汚泥分解処理装置。
【請求項３】
前記木材チップは、杉チップであることを特徴とする請求項１記載の汚泥分解処理装置。
【請求項４】
前記攪拌スクリューは、複数の回転軸と、それぞれの回転軸円柱面上を所定長径方向直線が回りながら軸方向に進むとき形成するらせん曲面羽と平面羽とを少なくとも１以上その軸円柱面に設けられ、
それらの回転軸を回転させることにより、前記曲面羽により前記投入された汚泥ケーキを一方向へ移動させると共に平面羽により汚泥ケーキと木材チップを混合攪拌させ、所定時間毎に撹拌スクリューを逆転させて、平面羽にある汚泥ケーキを前記方向と反対方向へ移動させる移動攪拌手段を設けた制御用コンピュータを備えることを特徴とする請求項１記載の汚泥分解処理装置。
【請求項５】
前記制御用コンピュータは、さらに前記複数の回転軸の回転を一つおきに回転方向を反対方向へ回転するようにそれぞれの駆動モータを制御する回転駆動制御手段を備え、
投入された汚泥ケーキは自動的に、らせん曲面羽で移動し、平面羽で隣接する平面羽へ移動し、そこで前記移動方向と逆方向に移動し、攪拌が広範囲で行われることを特徴とする請求項４記載の汚泥分解処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃水の浄化装置に沈殿した処理済廃水の汚泥ケーキを分解して消滅させる装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、と蓄解体に伴って発生する廃棄物や汚廃水の処理は、浄化槽で廃水処理され、その沈殿物は、たい肥化処理施設に運ばれて、２次利用されていた。
【０００３】
ＢＳＥ対策に伴い、ＢＳＥに由来する危険部位（ＳＲＭ）の排水中への混入、所謂プリオン汚染の危険性があるため、沈殿させた汚泥（汚泥ケーキ）のたい肥化など、再利用による流通も禁止されるにいたった。
【０００４】
このため、廃水浄化装置から発生する汚泥ケーキは、焼却処分しなければならなくなっていた。しかし、食肉コンビナートなど大規模な施設では、汚泥ケーキが毎日数トン発生し、焼却処分経費（トン当たり２〜５万円）が大きな負担となる問題となっていた。
【０００５】
特許文献１には、複合微生物として特定の態様の菌類を用い、汚泥をさらに分解して消化させる汚泥消化装置が提案されている。この装置では、菌類の増殖のための菌床材を収納したバッキ槽を複数とし、嫌気性微生物による分解と、好気性微生物による分解を組み合わせて、汚泥を分解させる装置である。しかし、２４時間で、１．５キログラムの汚泥の消化能力が限度であり、食肉コンビナートなどのトン単位の発生汚泥には対応する設備でなかった。
【０００６】
また、特許文献２には、多孔金属板で側壁を形成した筒状の分解処理槽の内部に、温水配管や電熱線などの加熱手段を設けると共に、木質チップからなる床材を充填し、前記分解槽の上部に汚泥をポンプで供給し、床材に含浸保持させた前記汚泥を嫌気性微生物、または大気と接触させた状態で好気性微生物とにより消化分解させる装置である。
【０００７】
この装置によれば、汚水処理装置に沈殿した汚泥を、その場で汲み上げ、水と炭酸ガスに分解するため汚泥の回収や運搬の手間をへらし、汚泥処分経費を削減することができた。しかし、この発明も家庭や小規模な施設での利用に限られ、汚泥の発生量が数十キログラム／日程度以下の処理能力であった。
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−２２９２９９号公報（第２、３頁、第１図）
【特許文献２】特開２００１−４７０９４号公報（第２、３頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、前記の問題に鑑みてなされたもので、１日数トンの汚泥ケーキが発生する大規模廃水処理施設の汚泥を消化分解できる汚泥分解装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するため、本発明の汚泥分解処理装置は、木材チップが菌床として収納され、上部に設けられた開閉可能な汚泥投入口及び下部に設けられた処理済汚泥排出口を備えた分解槽と、前記分解槽内の上部空間と連結され、該分解槽内で発生したガスを脱臭して排出する脱臭槽とから構成される汚泥分解装置であって、
前記分解槽内に、投入された汚泥ケーキと菌床の木材チップとを混合撹拌しながら、所定時間毎に攪拌移動させるらせん曲面羽を少なくとも設けた複数並列配置の撹拌スクリューと、木材チップに混合された汚泥ケーキを所定温度に加温する電熱ヒータと、攪拌動作と加温温度の自動制御盤を備えることを特徴とする。
【００１１】
また、前前記脱臭槽は、複合環境浄化微生物を含む洗浄水のタンクを備え、汲み上げた洗浄水を脱臭槽の上部から流下させる複数のノズルを備えた洗浄水の循環配管と、流下する洗浄水に臭気を吸収させるための多孔質吸着板を複数段備えることを特徴とする。
【００１２】
また前記木材チップは、杉チップであることを特徴とする。
【００１３】
また、前記攪拌スクリューは、複数の回転軸と、それぞれの回転軸円柱面上を所定長径方向直線が回りながら軸方向に進むとき形成するらせん曲面羽と平面羽とを少なくとも１以上その軸円柱面に設けられ、
それらの回転軸を回転させることにより、前記曲面羽により前記投入された汚泥ケーキを一方向へ移動させると共に平面羽により汚泥ケーキと木材チップを混合攪拌させ、所定時間毎に撹拌スクリューを逆転させて、平面羽にある汚泥ケーキを前記方向と反対方向へ移動させる移動攪拌手段を備える制御用コンピュータを備えることを特徴とする。
【００１４】
また、前記複数の回転軸の回転を一つ毎に回転方向を反対方向へ回転するようにそれぞれの駆動モータを制御する回転駆動制御手段を備え、
投入された汚泥ケーキは自動的に、らせん曲面羽で移動し、平面羽で隣接する平面羽へ移動し、そこで前記移動方向と逆方向に移動し、攪拌が広範囲で行われることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の汚泥分解処理装置によれば、水分調整及び通気性の優れた杉チップを菌床としているため、微生物の活動を活発にすることができ、汚泥を二酸化炭素分解、水、アンモニアなどに短時間で分解することができる高温好気性発酵であり、
また、加温の電熱ヒータと、らせん状羽をそれぞれ有する複数の攪拌スクリューを並列に設置して備えるため、大量の汚泥を所定の時間毎に自動的に往復移動させ撹拌しながら高温好気性発酵させ、残渣体積を十分の一にすることができる。
【００１６】
さらに、分解で発生した気体を、複合環境浄化微生物を含む洗浄水で、洗浄吸収させることにより、臭気のない気体を排出させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の汚泥分解処理装置を図に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の汚泥分解処理装置１００を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【００１８】
図において、１は、投入された汚泥ケーキと菌床の木材チップとを混合撹拌する撹拌スクリュー２を回転させるモータである。撹拌スクリュー２と撹拌モータ１はそれぞれ軸カップリング１ａにより結合されている。２ｃは撹拌スクリュー２を支持する軸受けベアリングなどからなる軸受を示す。
【００１９】
尚、前記菌床は、杉チップを用い、汚泥を二酸化炭素、水、アンモニアなどに短時間で分解することができる高温好気性発酵微生物の菌床である。
【００２０】
１０−１、１０−２、１０−３・・・はそれぞれ分解槽ユニットを示し、図１（ａ）の実施の形態では少なくとも３組の分解槽ユニット１０が並列に配置結合されている。
【００２１】
図２は、本発明の分解槽ユニットの構成を模式的に示す斜視図である。図２に示すように、それぞれの分解槽ユニット１０は、内部に少なくとも２個の撹拌スクリュー２を備える。
【００２２】
撹拌スクリュー２は、それぞれ複数のらせん曲面を有するらせん曲面羽２ａ及び軸方向に平行に取り付けた平面羽２ｂを備える。
【００２３】
ここで、らせん曲面とは、回転軸円柱面上を所定長の径方向直線が回りながら軸方向に進むときその軌跡が形成する曲線である。
【００２４】
図２に示すらせん曲面羽２ａの付近にある汚泥ケーキは、撹拌スクリュー２の回転方向により、その軸方向のいずれの方向へも移動できる。
【００２５】
図２の構造では、撹拌モータ１の回転方向を時計回りとすれば汚泥ケーキは右側へ移動する。この回転を続ければ汚泥ケーキは次第に平面羽２ｂに移り撹拌されることになる。
【００２６】
逆に、前記の状態で撹拌モータ１の回転方向を反転させれば、汚泥ケーキは左側に移動する。
【００２７】
所定時間毎に、撹拌モータ１の正転・反転を繰返せば、汚泥ケーキは左右の移動を繰返し、また平面羽２ｂにおける撹拌と併せて菌床である木材チップと汚泥ケーキを混合させることになる。
【００２８】
符号３は、分解槽１０内の菌類の増殖をさらに盛んにさせるため分解槽１０内を一定温度にするための加熱ヒータを示す。
【００２９】
なお、符号４は、分解槽の上蓋、１１は汚泥投入口、１１ａはその扉を示す。５は分解槽１０の台、６は分解槽１０の支持柱またはアングル、７はそれらのアングル６で構築された分解槽を塞ぐ金属板の側壁板を示す。尚図２の斜視図は、金属板７の壁を図示から取外して撹拌スクリュー２が見えるように示したものである。
【００３０】
１２は、分解処理された汚泥ケーキを取出すための排出口を示し、１４は、分解処理で発生したガスの脱臭排気口、１３は空気または脱臭された気体の再利用のための給気口を示す。
【００３１】
図１（ａ）の一点鎖線の表示範囲は、各撹拌スクリュー２の撹拌範囲の平面を示す。
【００３２】
図１（ｂ）の汚泥分解処理装置１００の側面図に示すように、上段には複数の分解槽１０及びそれらの撹拌モータ１が配設され、下段には、各分解槽１０で発生するガスの臭気を脱臭するための脱臭槽２０と、各分解槽１０からの分解処理済の汚泥ケーキ残滓の排出口１２及び排出用スクリュー１１２ａ、排出用のモータ１１３とそれらを制御する制御コンピュータ１５０が備えられている。
【００３３】
図３は本発明の脱臭槽の構成を示す模式図である。図３において、１１４は分解槽１０で発生したガスの流入させる排気流入管である。
【００３４】
２１は水タンク、２２は多孔質吸収材、２３はシャワーノズルである。尚、この実施の形態では、多孔質吸収材２２を２層設けている。
【００３５】
２５は、水循環ポンプであり、水タンク２１の水をシャワーノズル２３へそれぞれ送水し、それらノズルから水を散布する。
【００３６】
この水タンク２１内の洗浄水には環境浄化微生物を適量混入させておく。なお、環境浄化微生物としては、例えば酵母、乳酸菌、納豆菌を糖蜜で発行培養させることにより愛媛県工業技術センターが開発した「えひめＡＩ−１」などを利用することが望ましい。この環境浄化微生物を含む水の散布により、下から上昇する分解槽１０で発生したガスの臭気を脱臭する。
【００３７】
脱臭されたガスは上段の排気口１４から出る。この脱臭ガスは再び分解槽１０へ戻すようにしてもよい。また、同時に新たな空気を分解槽１０へ供給するようにしてもよい。
【００３８】
図１（ｂ）に示す実施の形態では、脱臭槽２０は、排気流入管１１４を通じてガスを流入させ、脱臭処理を行い、排気モータ１２５により脱臭したガスを空気と共に脱臭排気管１２４を介して分解槽１０へ戻している。
【００３９】
脱臭排気管１２４は、分解槽１０の奥まで延びており、脱臭された空気が分解されたガスと混合されて排気流入管１１４を介して脱臭槽に送られるようになされている。
【００４０】
図１（ｂ）で、排出用スクリュー１１２ａは、処理された汚泥ケーキの残滓が各分解槽１０の排出口１２から排出されるのを受け止めて、汚泥排出モータ１１３で回転させることにより汚泥ケーキの残滓を右側に移動させ排出口１１２より落下させる機構である。
【００４１】
符号１５０は、汚泥分解処理を自動化するための制御用コンピュータを示す。
【００４２】
図４は、本発明の制御用コンピュータの構成を示す模式図である。図４の構成では中央処理ユニットＣＰＵはバスを介して表示部、入力装置、ＨＤＤなどの記憶装置を少なくとも備える。
【００４３】
制御用コンピュータ１５０は、各分解槽ユニット１０毎に設けられた熱センサー３ａからの温度データをＡ／Ｄ変換器を介してバスを通してＣＰＵに読込み、予め定めた設定温度と比較し、その温度の高低に対応してバス、Ｉ／Ｆを介して分解槽のヒータ３への電子制御直流電源からのＤＣ電圧をＯＮ／ＯＦＦまたは、ＤＣ電圧値を変化させるヒータ制御手段を備える。
【００４４】
また、ＣＰＵは、予め定めた所定時間撹拌経過後に処理された汚泥ケーキを排出口１１２から排出させるために、バス及びＩ／Ｆを介して電子制御直流電源へ所定の電圧の出力を指令し、その出力で汚泥排出モータ１１３を駆動し、排出用スクリュー１１２ａを回転させ、汚泥残滓を排出させる汚泥排出手段を備える。
【００４５】
また、各分解槽１０の中に発生するガスを脱臭するため、予め定めた所定時間毎にＣＰＵはバス及びＩ／Ｆを介して電子制御直流電源へ排気モータ１２５を駆動させる電圧出力を指令し、その出力により排気モータ１２５を駆動させ、各分解槽１０に発生しているガスを脱臭槽２０へ排気流入管１１４を介して取込み、ガスを脱臭させて、空気と共に脱臭排気管１２４を介して各分解槽１０へ送り返す排気モータ駆動手段を備える。
【００４６】
次に、制御用コンピュータ１５０は、バス及びＩ／Ｆを介して撹拌モータ用電子制御直流電源に指令して分解槽１０−１、１０−２、１０−３・・・のそれぞれの右側及び左側の撹拌モータ１に対して所定の極性の電圧値を出力させる。
【００４７】
各撹拌モータ１を駆動して撹拌スクリューを回転させる手段には以下の二通りがある。
（Ａ）移動撹拌手段（自動往復撹拌手段）
（Ｂ）回転駆動制御手段
【００４８】
（Ａ）移動撹拌手段は、各分解槽ユニット１０毎の２個の撹拌スクリュー２が同時に同一方向に回転させる場合、（Ｂ）回転駆動制御手段は、各分解槽ユニット１０毎の２個の撹拌スクリュー２の回転方向を反対に回転させる場合である。
【００４９】
先ず（Ａ）の場合を説明する。この移動撹拌手段においては、ＣＰＵが撹拌モータ用直流電源に指令して各分解槽毎の撹拌スクリュー２を同じ方向に回転させ、らせん曲面羽２ａの上に投入された汚泥ケーキを右側に移動させる。
【００５０】
汚泥ケーキは右側の平面羽２ｂ上に移動してそこで集積しながら菌床の杉チップと混練される。
【００５１】
この状態で、予め定めた所定時間経過後に、ＣＰＵはバスとＩ／Ｆを介して撹拌モータ用電子制御直流電源に指令し、直流電圧の極性を反転させる。これによって、各撹拌モータ１の回転は反転して回転する。
【００５２】
反転して回転すれば、撹拌スクリュー２も反転し、平面羽２ｂに集積している汚泥ケーキは左側に移動し始める。
【００５３】
以上の繰返しを所定時間ごとの行えば、汚泥ケーキは菌床の杉チップと混練されて、所定時間毎に右移動、左移動を繰返し、この間に、加熱ヒータ３が温度センサー３ａによりコントロールされて、分解槽内が菌の増殖に適した温度に維持されることにより、汚泥ケーキの分解処理が高速度で行われる。（移動撹拌手段、自動往復撹拌手段）
【００５４】
次に（Ｂ）回転駆動制御手段について説明する。回転駆動制御手段では、隣り合う二つの撹拌スクリュー２が逆方向に回転するようにＣＰＵが電子制御直流電源に指令を送るため、一方の撹拌スクリューに側にある汚泥ケーキは右側に、他方の撹拌スクリューの側にある汚泥ケーキは左側に移動し、それらの終端では、隣のらせん曲面羽２ａ又は平面羽２ｂに移動し、結局分解槽ユニット１０内の汚泥ケーキは撹拌スクリュー２に沿って分解槽内を一順するように回転することになる。
【００５５】
また、この状態で、隣り合う二つの撹拌スクリュー２の回転方向をそれぞれ逆方向に回転させれば、汚泥ケーキの流れは、前記方向と逆の方向に分解槽内を一順するように回転することになる。（回転駆動制御手段）
【００５６】
（Ｂ）の回転駆動制御手段は、（Ａ）の手段に比べ、より均一に汚泥ケーキを混練させることができる。
【００５７】
次に、前記動作をさせるために必要な、汚泥分解処理装置の制御用コンピュータ１５０の制御設定について説明する。
【００５８】
制御用コンピュータ１５０がリセットされた初期状態では、少なくとも制御用コンピュータ１５０の表示部に、稼動条件設定画面と、稼動開始ボタンが表示される。
【００５９】
稼動開始前に、稼動条件として撹拌スクリューの駆動方式を（Ａ）か（Ｂ）の指定選択を入力する。次に繰返し時間とその繰返し回数を指定入力する。
【００６０】
次に、ヒータ３による維持温度の指定、排気モータ１２５の運転時間間隔、汚泥排出モータ１１３を起動する時間、繰返し回数完了後の放置時間など、各種のコントロール条件を設定入力する。なお、予めデフォルト値を入力しておけば、毎回設定をする必要はない。
【００６１】
汚泥排出のための汚泥排出モータ１１３の駆動時間は、汚泥投入口の投入扉１１ａからの投入時間或いは、制御コンピュータのスタート時間から自動的に時間を算定して設定できるようにしてもよい。
【００６２】
予め、以上のようなデータ書き込み設定を行って汚泥分解処理装置１００の稼動条件設定を行うこととなる。
【００６３】
以上の稼動条件設定を行ってから、スタートボタンを押すことにより、前記の制御手段により投入した汚泥ケーキが自動的に処理されて排出口から放出される。
【００６４】
尚、脱臭槽２０の水循環ポンプ２５の制御についても、制御用コンピュータ１５０から行うことができる。また、水タンクの補充なども自動化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】図１は、本発明の汚泥分解処理装置１００を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図２】本発明の分解槽ユニットの構成を模式的に示す斜視図である。
【図３】本発明の脱臭槽の構成を示す模式図である。
【図４】本発明の制御用コンピュータの構成を示す模式図である。
【符号の説明】
【００６６】
１    撹拌モータ
１ａ  軸カップリング
２    撹拌スクリュー
２ａ  らせん曲面羽
２ｂ  平面羽
２ｃ  軸受
３    ヒータ
３ａ  熱センサー
４    上蓋
５    台
６    支持アングル
７    側壁板
１０    分解槽（ユニット）
１０−１、１０−２、１０−３・・・    第１、第２、第３の分解槽ユニット
１１    汚泥投入口
１１ａ  投入扉
１２    排出口
１３    給気口
１４    排気口
２０    脱臭槽
２１    水タンク
２２    多孔質吸収材（複層）
２３    シャワーノズル
２４    脱臭排気管
２５    水循環ポンプ
１００    汚泥分解処理装置
１１２    排出口
１１２ａ  排出用スクリュー
１１３    汚泥排出モータ
１２４    脱臭排気管
１２５    排気モータ
１５０    制御用コンピュータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
2006015258.tif 000005
【図４】
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