(57)【要約】【課題】  流動性の高い汚泥に対しても減容化を効果的に行い得る汚泥減容化装置及びそれを用いた下水処理システムを提供する。【解決手段】  汚泥減容化装置２は、水分除去後の汚泥を回収する汚泥回収槽２５、複数のローラー２２，２３，２３ａにより回転駆動され、その表面に載置される汚泥１６中の水分を吸収可能な連続多孔質構造を有する無端ベルト状の樹脂シート２１、及び樹脂シート２１が汚泥回収槽２５付近にて折り返し駆動される位置に配される加圧ローラー２４を備える。樹脂シート２１を汚泥回収槽２５側へと汚泥を無加圧状態にて搬送することにより、汚泥１６中の水分を吸収すると共に、加圧ローラー２４により水分吸収後の樹脂シートより水分を排出させ、水分回収槽２６内に回収する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水分除去後の汚泥を回収する汚泥回収槽と、
複数のローラーにより回転駆動され、その表面に載置される汚泥中の水分を吸収可能な連続多孔質構造を有する無端ベルト状の樹脂シートと、
前記樹脂シートが前記汚泥回収槽付近にて折り返し駆動される位置に配される加圧ローラーと、を備え、
前記樹脂シートを前記汚泥回収槽側へと汚泥を無加圧状態にて搬送することにより、前記汚泥中の水分を吸収すると共に、前記加圧ローラーにより水分吸収後の樹脂シートより水分を排出することを特徴とする汚泥減容化装置。
【請求項２】
請求項１に記載の汚泥減容化装置において、
前記連続多孔質構造を有する無端ベルト状の樹脂シートの材質は、セルロース構造であることを特徴とする汚泥減容化装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の汚泥減容化装置において、
前記複数のローラーは、駆動ローラー及び当該駆動ローラーの下流側へ配される複数の従動ローラーを含み、
前記複数の従動ローラーのうち、所定数の従動ローラーは、軸方向両端部より所定の位置から中央部に向かうに従い外径が小さくなる形状を有することを特徴とする汚泥減容化装置。
【請求項４】
請求項３に記載の汚泥減容化装置において、
下流側の端部であって前記汚泥回収槽の上方に配される従動ローラー及び、前記駆動ローラーは、軸方向に外径が一様な円柱形状を有することを特徴とする汚泥減容化装置。
【請求項５】
請求項１又は請求項２に記載の汚泥減容化装置において、
外周面が前記連続多孔質構造を有する無端ベルト状の樹脂シートの内周面に固定され、内周面が前記複数のローラーの外周面と接触する固定ベルトを有し、
前記ベルトは、弾性体又は非多孔質樹脂にて形成されることを特徴とする汚泥減容化装置。
【請求項６】
請求項５に記載の汚泥減容化装置において、
前記固定ベルトの長手方向に所定の間隔にて離間配置され、前記固定ベルトの幅方向に延在する複数の樹脂シート保持部材を備え、
隣接する樹脂シート保持部材間に、分割された前記連続多孔質構造を有する樹脂シートを配することを特徴とする汚泥減容化装置。
【請求項７】
請求項１又は請求項２に記載の汚泥減容化装置において、
前記連続多孔質構造を有する無端ベルト状の樹脂シートがメッシュ状の布で覆われていることを特徴とする汚泥減容化装置。
【請求項８】
請求項７に記載の汚泥減容化装置において、
前記メッシュ状の布の材質は、ポリエチレン、ポリプロピレン、又はナイロンであることを特徴とする汚泥減容化装置。
【請求項９】
請求項１又は請求項２に記載の汚泥減容化装置において、
前記連続多孔質構造を有する無端ベルト状の樹脂シートの汚泥と接する面の算術表面粗さは、１．２ｍｍ以下であることを特徴とする汚泥減容化装置。
【請求項１０】
流入する下水から重力沈降により有機物を分離する最初沈殿池と、
微生物を含む汚泥により、前記最初沈殿池から流入する下水に対し硝化及び脱窒を行う生物処理槽と、
前記生物処理槽の下流側に設置され、汚泥掻寄機を有し前記生物処理槽より流入する下水から前記汚泥を沈降させ、上澄み液を分離する最終沈殿池と、
前記最終沈殿池から引き抜かれた汚泥から水分を分離する脱水機と、
前記脱水後の汚泥から水分を除去する汚泥減容化装置と、を備え、
前記汚泥減容化装置は、
水分除去後の汚泥を回収する汚泥回収槽と、複数のローラーにより回転駆動され、その表面に載置される汚泥中の水分を吸収可能な連続多孔質構造を有する無端ベルト状の樹脂シートと、前記樹脂シートが前記汚泥回収槽付近にて折り返し駆動される位置に配される加圧ローラーと、を備え、汚泥を加圧することなく前記樹脂シートを前記汚泥回収槽側へと汚搬送することにより、前記汚泥中の水分を吸収すると共に、前記加圧ローラーにより水分吸収後の樹脂シートより水分を排出することを特徴とする下水処理システム。
【請求項１１】
請求項１０に記載の下水処理システムにおいて、
前記連続多孔質構造を有する無端ベルト状の樹脂シートの材質は、セルロース構造であることを特徴とする下水処理システム。
【請求項１２】
請求項１０又は請求項１１に記載の下水処理システムにおいて、
前記複数のローラーは、駆動ローラー及び当該駆動ローラーの下流側へ配される複数の従動ローラーを含み、
前記複数の従動ローラーのうち、所定数の従動ローラーは、軸方向両端部より所定の位置から中央部に向かうに従い外径が小さくなる形状を有することを特徴とする下水処理システム。
【請求項１３】
請求項１０又は請求項１１に記載の下水処理システムにおいて、
外周面が前記連続多孔質構造を有する無端ベルト状の樹脂シートの内周面に固定され、内周面が前記複数のローラーの外周面と接触する固定ベルトを有し、
前記ベルトは、弾性体又は非多孔質樹脂にて形成されることを特徴とする下水処理システム。
【請求項１４】
請求項１３に記載の下水処理システムにおいて、
前記固定ベルトの長手方向に所定の間隔にて離間配置され、前記固定ベルトの幅方向に延在する複数の樹脂シート保持部材を備え、
隣接する樹脂シート保持部材間に、分割された前記連続多孔質構造を有する樹脂シートを配することを特徴とする下水処理システム。
【請求項１５】
請求項１０又は請求項１１に記載の下水処理システムにおいて、
前記連続多孔質構造を有する無端ベルト状の樹脂シートがメッシュ状の布で覆われていることを特徴とする下水処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、下水処理時に発生する汚泥中の水分を除去し、汚泥の容積を小さくする汚泥減容化装置及びそれを有する下水処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
下水処理場で発生する汚泥は概ね次のような処理を行う。まず、遠心分離等を用いて汚泥中の水分をある程度分離する。これにより汚泥は粘土状になるが、重量にすると約８０％の水分を含有している。これを加熱し、水分を気化させた後、焼却する。焼却灰は産廃業者に委託し処分してもらう。但し、汚泥中の重金属が少ない場合は、加熱乾燥後、肥料等へ転用される。しかし、何れにしても汚泥中の水分を揮発させるため膨大なエネルギーを必要とし、その燃料コストは下水処理システム全体のかなりの割合を占める。  
そこで、加熱工程を経ずとも水分を減らす技術として、特許文献１が提案されている。特許文献１では、親水性樹脂にて形成された脱水ベルトに、押し付けロールにて汚泥を圧縮接触させることにより、汚泥中の水分を脱水ベルトの親水性樹脂に吸水させる構成を備える。すなわち、汚泥を加圧しながら親水性樹脂に水分を吸収させるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１３９６４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、汚泥を加圧しながら親水性樹脂にて形成された脱水ベルトに、汚泥中の水分を吸収させる構成である。しかしながら、水分を多く含む汚泥は流動性が高く、加圧により脱水ベルトより漏れ出す恐れがあり、水分を除去することによる汚泥の減容化を効果的に行うことが困難となる。  
そこで本発明は、流動性の高い汚泥に対しても減容化を効果的に行い得る汚泥減容化装置及びそれを用いた下水処理システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決すため、本発明の汚泥減容化装置は、水分除去後の汚泥を回収する汚泥回収槽と、複数のローラーにより回転駆動され、その表面に載置される汚泥中の水分を吸収可能な連続多孔質構造を有する無端ベルト状の樹脂シートと、前記樹脂シートが前記汚泥回収槽付近にて折り返し駆動される位置に配される加圧ローラーと、を備え、前記樹脂シートを前記汚泥回収槽側へと汚泥を無加圧状態にて搬送することにより、前記汚泥中の水分を吸収すると共に、前記加圧ローラーにより水分吸収後の樹脂シートより水分を排出することを特徴とする。  
また、本発明の下水処理システムは、流入する下水から重力沈降により有機物を分離する最初沈殿池と、微生物を含む汚泥により、前記最初沈殿池から流入する下水に対し硝化及び脱窒を行う生物処理槽と、前記生物処理槽の下流側に設置され、汚泥掻寄機を有し前記生物処理槽より流入する下水から前記汚泥を沈降させ、上澄み液を分離する最終沈殿池と、前記最終沈殿池から引き抜かれた汚泥から水分を分離する脱水機と、前記脱水後の汚泥から水分を除去する汚泥減容化装置と、を備え、前記汚泥減容化装置は、水分除去後の汚泥を回収する汚泥回収槽と、複数のローラーにより回転駆動され、その表面に載置される汚泥中の水分を吸収可能な連続多孔質構造を有する無端ベルト状の樹脂シートと、前記樹脂シートが前記回収槽付近にて折り返し駆動される位置に配される加圧ローラーと、を備え、汚泥を加圧することなく前記樹脂シートを前記汚泥回収槽側へと汚搬送することにより、前記汚泥中の水分を吸収すると共に、前記加圧ローラーにより水分吸収後の樹脂シートより水分を排出することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、流動性の高い汚泥に対しても減容化を効果的に行い得る汚泥減容化装置及びそれを用いた下水処理システムを提供することが可能となる。  
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の一実施形態に係る下水処理システムの全体構成図である。
【図２】図１に示す汚泥減容化装置の概略構成図である。
【図３】図２に示す汚泥減容化装置のＡ―Ａ断面矢視図である。
【図４】汚泥減容化装置の他の構成例を示す図であり、側面図及びＡ−Ａ断面矢視図である。
【図５】汚泥減容化装置の他の構成例を示す図である。
【図６】図５に示す汚泥減容化装置の領域Ｂの拡大図である。
【図７】図６に示す領域Ｂにおける上面図である。
【図８】汚泥減容化装置を構成する水分吸収材の外観図及び断面図である。
【図９】汚泥減容化装置を構成する汚泥供給部付近の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本明細書において、後述する「無端ベルト状の樹脂シート」とは、所謂、シームレスベルトのみに限定されるものではなく、例えば、連続的に周回軌道を走行可能なベルト状であれば良く、樹脂シートの長さに応じて、上記周回軌道の走行方向において、樹脂シートの両端部を金属製のジョイントにて結合するもの、或いは、複数の分割された樹脂シートを樹脂製又は非樹脂製の保持部材にて結合し、無端ベルト状に形成されるものも含む。
【０００９】
図１に、本発明の一実施形態に係る下水処理システムの全体構成図を示す。下水処理システム１は、生活廃水又は工業用排水等の下水（以下、被処理水と称す）を、微生物を含む汚泥（活性汚泥）により下水を処理する生物反応槽を介して処理するものである。図１に示すように、下水処理システム１は、被処理水１５から重力沈降により有機物等を分離する最初沈殿池３、好気槽４、硝化脱窒槽５、最終沈殿池６、遠心分離等を用いた脱水機7、汚泥減容化装置２、及びこれらを制御する制御部１３を備える。好気槽４内には好気槽散気管８が設けられ、また、硝化脱窒槽５には攪拌機９が設けられている。好気槽散気管８は、風量調整弁１１を介してブロワ１０に接続されている。制御部１３は、所望の曝気風量となるよう、ブロワ１０及び風量調整弁１１を制御する。また、制御部１３は、攪拌機９を構成する攪拌翼の回転速度等の攪拌強度を制御する。また、脱水機7が、例えば、遠心分離方式の遠心脱水機である場合、制御部１３は、脱水機７を構成するスクリューコンベヤ用の駆動モータ（図示せず）の回転速度、及び詳細後述する汚泥減容化装置２を制御する。なお、図１では、生物処理槽として、好気槽４及び硝化脱窒槽５の組み合わせを示すがこれに限られず、その他、例えば、嫌気槽等を含む種々の組み合わせからなる生物処理槽を適宜適用できる。  
ここで、制御部１３は、例えば、図示しないＲＯＭ、ＲＡＭ、外部記憶装置等の記憶装置を備えると共に、ＲＯＭに格納された各種プログラムを読み出し実行し、プログラムの実行過程におけるデータ或いは実行結果である演算処理結果をＲＡＭ又は外部記憶装置に格納するＣＰＵ等のプロセッサから構成される。
【００１０】
制御部１３は、図示しないアンモニアセンサによるアンモニア性窒素(ＮＨ４−Ｎ)濃度の計測結果及び所定の設定値に基づいて、硝化脱窒槽５に設けられた攪拌機９の撹拌強度を制御すると共に、硝化脱窒槽５の上流に設置される好気槽４内へ好気槽散気管８を貸して供給する曝気風量を制御する。また、攪拌機９により硝化脱窒槽５内で被処理水１５へ対流を生じさせる。すなわち、制御部１３より出力される攪拌機９への攪拌強度の指令値は、硝化脱窒槽５内の被処理水中に微生物を含む汚泥（活性汚泥）がほぼ均一に分散する状態を維持できる程度の攪拌強度である。これにより、硝化脱窒槽５の底面への活性汚泥の沈殿を防止できる。
【００１１】
最終沈殿池６は、硝化脱窒槽５より流入する被処理水１５から活性汚泥を重力沈降させ、上澄み液を分離し処理水として排出する。最終沈殿池６内には、底面に沈殿する微生物を含む汚泥（活性汚泥）を掻き寄せる汚泥掻寄機６０が設けられている。  
汚泥掻寄機６０は、所定の間隔でチェーン６１に取り付けられた複数のフライト６２、最終沈殿池６の水上部に設置された駆動装置６４により回転力が伝達される駆動軸の両端に設けられた駆動スプロケットホイール６３ａ、駆動スプロケットホイール６３ａの下流側に配置された中間軸の両端に設けられた従動スプロケットホイール６３ｂ、従動スプロケットホイール６３ｂの下流側であって最終沈殿池６の底面付近に配置されたテール軸の両端に設けられた従動スプロケットホイール６３ｃ、最終沈殿池６の底面付近であって従動スプロケットホイール６３ｃの上流側に配置されたヘッド軸の両端に設けられた従動スプロケットホイール６３ｄからなる。複数のフライト６２が所定間隔にて取り付けられたチェーン６１が、これら、駆動スプロケットホイール６３ａ及び従動スプロケットホイール６３ｂ〜６３ｄに２条平行に張架され、駆動装置６３により循環駆動される。フライト６２は、この２条平行に張架されたチェーン６１を渡るように所定間隔にて取り付けられた平板形状を有する。
【００１２】
そして、矢印Ｆ１の方向（下流側から上流側へ向かう方向）に沿ってチェーン６１が移動する際、チェーン６１に取り付けられたフライト６２により、最終沈殿池６の底面に沈殿する微生物を汚泥（活性汚泥）は汚泥ピットＰ１側に掻き寄せられる。また、最終沈殿池６の水面位置付近で矢印Ｆ２方向（上流側から下流側へ向かう方向）にチェーン６１が移動する際、チェーン６１に取り付けられたフライト６２により水面に浮上するスカムはスカムスキマ６５側に掻き寄せられ排出される。  
汚泥掻寄機６０により汚泥ピットＰ１側に掻き寄せられた微生物を含む汚泥（活性汚泥）は、汚泥返送ポンプ１２により好気槽４へ戻される。以下では、最終沈殿池６の底面に沈降する微生物を含む汚泥である活性汚泥を含み、単に、汚泥と称する。
【００１３】
上述のように、最終沈殿池６の底面に沈降する汚泥は、汚泥ピットＰ１に掻き寄せられ、その後、汚泥返送ポンプ１２により好気槽４へ返送されるものの、下水処理システム１の運転時間に応じて、最終沈殿池６の底面に沈降し、汚泥ピットＰ１へ掻き寄せられる汚泥量は増大する。そこで、汚泥ピットＰ１内に掻き寄せられた汚泥１６は引き抜かれ、最終沈殿池の後段に設置される脱水機７へ導入される。例えば、遠心分離方式の脱水機７では、上述のようにスクリューコンベヤ（図示せず）を回転駆動するモータの回転数が制御部１３により制御され、水分を多量に含む汚泥１６は、スクリューコンベヤの回転駆動により、清澄水と水分が一部除去された汚泥１６に遠心分離される。脱水機７により遠心分離された汚泥１６は、粘土状となるものの、それでも重量％で約８０％の水分を含む。脱水機７により遠心分離された汚泥１６は、脱水機７の後段に設置される汚泥減容化装置２へ供給される。
【００１４】
図２に、汚泥減容化装置２の概略構成図を示す。汚泥減容化装置２は、モーター２８にて駆動される駆動ローラー２２及び複数の従動ローラー２３、２３ａより構成される搬送ローラー、脱水機７より供給される汚泥１６を載置し搬送ローラーにより周回軌道を走行する連続多孔質構造を有する無端ベルト状の樹脂シート２１、樹脂シート２１により水分が吸収され減容化した汚泥１７を回収する汚泥回収槽２５、加圧ローラー２４、加圧ローラー２４及び従動ローラー２３により加圧されることで水分吸収後の樹脂シート２１より放出される水分２７を回収する水分回収槽２６を備える。  
図２に示す例では、モーター２８にて駆動される駆動ローラー２２は、時計方向に回転する。駆動ローラー２２の回転に応じて複数の従動ローラー２３、２３ａも同様に時計方向に回転する。これら搬送ローラーの回転により、連続多孔質構造を有する樹脂シート２１は、長楕円の周回軌道を時計回りに走行する。これにより、無端ベルト状の樹脂シート２１は、汚泥回収槽２５の上方に配される従動ローラー２３ａの位置で、折り返され、水分回収槽２６の上方に配される加圧ローラー２４及び当該加圧ローラー２４と対向するよう配される従動ローラー２３の間を通過し、駆動ローラー２２側へと走行する。
【００１５】
このように、連続多孔質構造を有する樹脂シート２１が走行することにより、樹脂シート２１上に載置される汚泥１６は、矢印Ｓに示す方向に搬送される。以下では、便宜上、この汚泥１６の搬送方向Ｓに沿って、駆動ローラー２２側を上流側、従動ローラー２３ａ側を下流側と呼称する。樹脂シート２１上に載置された汚泥１６は、下流側の端部に配される従動ローラー２３ａの位置へと搬送される間に、汚泥１６中の水分は連続多孔質構造を有する樹脂シート２１に吸収され、徐々に汚泥１６の容積が減少する。すなわち、汚泥１６が減容化される。ここで、連続多孔質構造を有する樹脂は、連続気泡を有する親水性樹脂とも呼ばれ、特に、発明者の鋭意努力の結果、水酸基を有し連続多孔質構造の樹脂が、特に、加圧を要さず水分を連続多孔質内にトラップできることを見出したものである。なお、連続多孔質構造を有する樹脂シートの材料については後述する。
【００１６】
図２に示すように、下流側端部に配される従動ローラー２３ａへ到達する間に、水分を吸収され減容化した汚泥１７は、樹脂シート２１の折り返しにより、樹脂シート２１より離脱し、下方に配される汚泥回収槽２５へ降下し回収される。従動ローラー２３ａにて折り返され、汚泥１６中の水分吸収後の連続多孔質構造を有する樹脂シート２１は、加圧ローラー２４と、当該加圧ローラー２４と対向配置される従動ローラー２３へと走行する。これら加圧ローラー２４と従動ローラー２３により加圧され、連続多孔質構造を有する樹脂シート２１に吸収された水分２７は、連続多孔質内より押し出され、下方に配される水分回収槽２６にて回収される。回収された水分は下水に混合され、下水として処理される。加圧ローラー２４を通過後の連続多孔質構造を有する樹脂シート２１は、吸収された水分が排出されるにより、再び、汚泥１６中の水分を吸収可能な状態に再生される。  
汚泥回収槽２５にて回収された減容化された汚泥１７は、通常の処理が施される。仮に、減容化された汚泥１７中の重金属濃度が高い場合、燃焼し、燃焼物は産業廃棄物として処理される。また、重金属濃度が低ければ農作物の肥料として用いられる。  
このように、汚泥減容化装置２によれば、脱水機７より供給される汚泥１６に対し、特に、加圧を要することなく連続多孔質構造を有する樹脂シート２１へ汚泥１６中の水分が吸収されるため、水分を多量に含む汚泥、すなわち、流動性の高い汚泥に対しても減容化を効果的に行うことが可能となる。
【００１７】
ここで、連続多孔質構造を有する樹脂シート２１の化学構造及び空隙率について説明する。上述のように、連続気泡を有する親水性樹脂とも呼ばれる連続多孔質構造を有する樹脂として、分子内に水酸基、カルボキシル基、スルホン酸基、アミノ基等の親水性置換基を多数有する高分子を用いる。このうちカルボキシル基、スルホン酸基は水中で解離し、接する水は酸性を示す。またフェノールの水酸基のように芳香族構造に直接結合している水酸基も解離して、接する水は酸性を示す。一方アミノ基も水中で解離し、接する水は塩基性を示す。そのためこれらが汚泥減容化装置２内の金属部品を腐食させる可能性もあり好ましくない。  
これに比べてアルキル鎖、或いはアルキレン鎖に直接結合している水酸基はほとんど解離せず、処理する汚泥中の水の液性をほとんど変化させない。そのため、汚泥減容化装置２内の金属部品を腐食させる心配がほとんどなく好適である。  
このような水酸基を有する樹脂として具体的には、水溶性の樹脂であるポリエチレングリコール、ポリビニルアルコール等と水にほとんど溶解しないポリアルキルアクリレート、ポリメタクリレート、ポリスチレン等の樹脂のコポリマーが挙げられる。またセルロース等糖の骨格を有する高分子も挙げられる。これらの樹脂の連続多孔質体を用いることにより、表面だけでなく内部にも大量の水を付着（吸収）できるため、単位体積当たりの吸水量が増える。  
セルロースは糖が直線状につながっていて水に不溶の構造であるが、デンプンのようにらせん構造になっているものは水に可溶のため、アクリロニトリル等のモノマとコポリマーを形成することにより水に不溶の構造にして使用する。
【００１８】
空隙率が高いほど内部の空隙割合が大きくなるため、単位体積当たりの吸水率も大きくなる傾向がある。通常の多孔質化プロセスでは最低でも７０％程度の空隙率の材料は製造可能であるため、下限は概ね７０％とすることが好ましい。  
しかし、この空隙率を大きくし過ぎると、具体的には空隙率が９８％以上になると、物理的強度が著しく低下するので、僅かの力で破断する。  
一方、樹脂の種類によっても物理的強度が異なる。繰り返し単位が糖、或いは糖の誘導体骨格のセルロース系樹脂、及びデンプンのコポリマーは、主鎖が炭化水素のポリビニルアルコール、主鎖がポリアルキレンオキシドのポリアルキレングリコールといった構造を有する樹脂に比べて物理的強度が高く破断しにくい。これはセルロース中の多数の水酸基同士の水素結合により物理的強度が高まっていると考えられている。
【００１９】
以上より空隙率は、樹脂の主鎖がセルロース骨格を有するものは概ね７０〜９７％、樹脂の主鎖がデンプンのコポリマーは概ね７０〜９６％、樹脂の主鎖が炭化水素鎖であるものは概ね７０〜９５％が好ましい。  
なお、このように空隙率を所望の範囲内となるよう連続多孔質構造を有する樹脂は、例えば、樹脂と揮発性溶媒の混合物を収容する反応槽を、昇温及び加圧制御することにより得られる。ここで、予め、樹脂と揮発性溶媒の混合物に対し、昇温及び加圧の条件を変えて繰り返し実行することにより、連続多孔質構造を有する樹脂を製造する場合の昇温及び加圧条件が得られる。得られた昇温及び加圧条件にて反応槽を制御することにより、再現性良く連続多孔質構造を有する樹脂を製造することができる。例えば、沸点が７０℃〜８０℃の揮発性溶媒を用いて、上述の樹脂と反応槽内で混合する。その後、揮発性溶媒と樹脂との混合物の温度を、７０℃〜８０℃に達するまで反応槽を昇温する。これにより、混合物中の揮発性溶媒は蒸発し、樹脂内には、それまで揮発性溶媒が存在していた場所に空隙が形成され、この空隙が結合することにより、連続多孔質構造となる。
【００２０】
図３は、図２に示す汚泥減容化装置２のＡ―Ａ断面矢視図である。図３に示すように、従動ローラー２３は、軸方向において略中央部に凹部が形成されている。換言すれば、従動ローラー２３は、軸方向両端部より所定の位置から中央部に向かうに従って外径が小さくなる形状を有する。このような形状とすることにより、流動性の高い水分を多く含む汚泥１６は、その自重により連続多孔質構造を有する樹脂シート２１の張力に打ち勝ち、従動ローラー２３に形成された凹部を模した形状となる。これにより、樹脂シート２１上に載置され下流側の端部に配される従動ローラー２３ａへと搬送される汚泥１６は、汚泥の搬送方向Ｓに直交する樹脂シート２１の両端部より漏れ出すことを防止できる。  
なお、従動ローラー２３に形成される凹部の窪み度合いは、上流側に配される従動ローラー２３程大きくすることが望ましい。これは、上流側に配される従動ローラー２３上を走行する連続多孔質構造を有する樹脂シート２１では、汚泥１６中の水分の吸収度合、すなわち、汚泥１６の減容化が低い状態にあることによる。また、下流側端部に配される従動ローラー２３ａについては、凹部を設けず円柱状のローラーとするのが好ましい。
【００２１】
図４は、汚泥減容化装置２の他の構成例示す図であり、左図は側面図を、右図はＡ−Ａ断面矢視図である。連続多孔質構造を有する樹脂シート２１は多数の細孔があり、上述の図２に示す駆動ローラー２２及び従動ローラー２３、２３ａより構成される搬送ローラーにて長時間稼動させると、細孔を起点とした破断が生じる可能性がある。そこで、図４に示す構成では、連続多孔質構造を有する樹脂シート２１を物理的強度の高いベルト２９に固定し、このベルト２９を従動ローラー２３ｂにて走行させる構成としている。ベルト２９として、例えば、ゴム製等の弾性体からなるベルト、又は非多孔質樹脂からなるベルトが用いられる。これにより、連続多孔質構造を有する樹脂シート２１へかかる引っ張り応力が低減される。また、引張応力の低減により連続多孔質構造を有する樹脂シート２１を長期間破損無く使用できるようになる。  
図４に示すように、従動ローラー２３ｂの外周面には、軸方向に延在する凸部が周方向に所定の間隔にて複数形成されている。また、ベルト２９の内表面には、汚泥の搬送方向Ｓに直交する方向（ベルト２９の幅方向）に延在する複数の凹部が所定の間隔にて形成されている。これら従動ローラー２３ｂの凸部と、ベルト２９の凹部とが噛み合うことにより、搬送ローラーを構成する駆動ローラー（図示せず）及び従動ローラー２３ｂの回転力をベルト２９に効率的に伝達可能となっている。
【００２２】
なお、図４のＡ―Ａ断面矢視図に示すように、従動ローラー２３ｂの凸部は軸方向に一様な高さとしているが、これに限られない。例えば、上述の図３に示すように、軸方向両端部より所定の位置から中央部に向かうに従って凸部の高さを低くなるよう構成しても良い。これにより、流動性の高い水分を多く含む汚泥１６は、その自重により連続多孔質構造を有する樹脂シート２１の張力及びベルト２９の弾性力に打ち勝ち、従動ローラー２３ｂに形成された凸部を模した形状となる。
【００２３】
図５は、汚泥減容化装置２の他の構成例を示す図である。図４に示す構成に対し、連続多孔質構造を有する樹脂シート２１を、汚泥の搬送方向Ｓに沿って、所定の長さに分割された複数の連続多孔質構造を有する樹脂シート２１ａとした点が異なる。図５中の点線で囲まれた領域Ｂの拡大図を図６に示し、図６に示す領域Ｂの上面図を図７に示す。図６に示すように、分割された複数の連続多孔質構造を有する樹脂シート２１ａは、それぞれ、ベルト２９の外表面に形成された樹脂シート保持部材３０により保持される。各樹脂シート２１ａは、図６において奥行方向に押し込むことにより装着される。図６及び図７に示すように各樹脂シート保持部材３０は、縦断面が逆Ｌ字状であって、ベルト２９の幅方向（汚泥の搬送方向Ｓに直交する方向）に延在する形状を有する。相互に隣接配置される連続多孔質構造を有する樹脂シート２１ａ間に２つの樹脂シート保持部材３０が位置する。樹脂シート保持部材３０は、例えば、ベルト２９と同様にゴム製等の弾性体又は非多孔質樹脂にて形成される。  
このような連続多孔質構造を有する樹脂シート２１ａを用いることにより、万が一、連続多孔質構造を有する樹脂シート２１ａの何れかに破損が生じた場合には、当該破損した樹脂シート２１ａのみを交換することで対応できる。従って、汚泥減容化装置２の稼動時の運用コスト、特に、保守コストを低減できる。
【００２４】
図８に、汚泥減容化装置２を構成する水分吸収材の外観図及び断面図を示す。図８の左図に示す外観図及び右図に示す断面図のように、水分吸収材とは、連続多孔質構造を有する樹脂シート２１ａをメッシュ状の布３１により覆うことにより形成される。  
ここで、メッシュ状の布３１は、それ自身水分を吸収しないポリエチレン、ポリプロピレン、或いはナイロン製の布であることが望ましい。これは、上述の加圧ロール２４及び、加圧ロール２４に対向する従動ローラー２３によって加圧するのみでは、メッシュ状の布３１から水分を除去することは困難なことによる。むしろ水分を吸収し難い疎水性の炭化水素構造からなるポリエチレン、ポリプロピレンが望ましい。ナイロンもポリエチレン、ポリプロピレンに比べると単位重量あたりの水分を吸収する割合が若干大きいが、ポリエチレン、ポリプロピレンに比べると物理的強度が高いため、布としての強度は高く好適である。このように、連続多孔質構造を有する樹脂シート２１ａをメッシュ状の布３１により覆う構造とすることにより、引っ張り応力に対する耐性を向上でき、連続多孔質構造を有する樹脂シート２１ａに破損が生じることを低減できる。  
以下、図面を用いて本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００２５】
図２に示す汚泥減容化装置２を構成する連続多孔質構造を有する樹脂シート２１上に、汚泥１６を平坦に載置する。この時、汚泥１６の厚みは約４．５ｍｍ、幅は１ｍとした。汚泥１６中の水分は８０重量％、汚泥１６中の水分以外が２０重量％であり、比重が約２であった。このことから、連続多孔質構造を有する樹脂シート２１上に載置された直後の汚泥１６の単位面積あたりの水分は約０．４ｇ／ｃｍ２であり、汚泥１６以外は約０．１ｇ／ｃｍ２となる。  
一方、汚泥減容化装置２の連続多孔質構造を有する樹脂シート２１は幅１．１ｍ、長さは１０ｍである。ここで連続多孔質構造を有する樹脂シート２１の長さとは、図２において、汚泥１６を載置した位置から下流側の端部に配される従動ローラー２３ａ上までの長さである。そして、連続多孔質構造を有する樹脂シート２１が毎分２．５ｍで搬送ローラー上を走行するよう駆動ローラー２２を回転駆動するモーター２８の回転数を制御部１３（図１）より設定した。従って、汚泥１６が多孔質構造を有する樹脂シート２１と接する時間は４分間となる。連続多孔質構造を有する樹脂として、空隙率９３％のセルロース樹脂を用い、メッシュ状の布３１で樹脂シート２１を覆っていなかった。
【００２６】
４分後、汚泥１６は、図２に示す下流側の端部に配される従動ローラー２３ａ上まで到達し、このときの汚泥１６は厚みが約１．５ｍｍであった。この後、汚泥回収槽２５に回収された汚泥中の水分を測定した結果、５０重量％であった。以上より、汚泥回収槽２５に回収される直前の汚泥、すなわち、減容化した汚泥１７の単位面積あたりの水分は約０．１ｇ／ｃｍ２であり、汚泥以外は約０．１ｇ／ｃｍ２のままとなる。
【００２７】
連続多孔質構造を有する樹脂シート２１上に載置した直後の汚泥１６中の水分は、連続多孔質構造を有する樹脂シート２１との接触により１／４まで減じられた。汚泥１６の容積でみると、連続多孔質構造を有する樹脂シート２１上に載置した直後の厚み（約４．５ｍｍ）、及び汚泥回収槽２５に回収される直前の汚泥の厚み（約１．５ｍｍ）の変化から換算し、汚泥の容積は１／３に減容化できることが明らかになった。  
ここで、上述のように、連続多孔質構造を有する樹脂シート２１上に汚泥１６を平坦に載置する汚泥減容化装置２の構成について説明する。図９は、汚泥減容化装置２を構成する汚泥供給部付近の概略構成図である。  
図９に示すように、汚泥減容化装置２は、脱水機７（図１）より供給される汚泥１６を、連続多孔質構造を有する樹脂シート２１上に載置するため、汚泥供給部３２を備える。汚泥供給部３２は、支点Ｃを中心とし円弧状に上下に回動する供給口３３を有する。供給口３３の開度は、制御部１３（図１）により、連続多孔質構造を有する樹脂シート２１上に、所望の厚さの汚泥を樹脂シート２１の幅方向（汚泥の搬送方向Ｓに直交する方向）にほぼ均一となるよう制御される。供給口３３の連続多孔質構造を有する樹脂シート２１と接する部分は、樹脂シート２１を傷つけぬよう丸みを持たせた形状としている。また、図９に示すように、供給口３３の連続多孔質構造を有する樹脂シート２１と接する位置は、搬送ローラーを構成する複数の従動ローラー２３のうち、汚泥の搬送方向Ｓにおいて上流側に配される従動ローラー２３付近の上方となる。すなわち、供給口３３は、駆動ローラー２２より下流側に位置付けられる。
【００２８】
本実施例によれば、脱水機より供給される８０重量％の水分を含む流動性の高い汚泥を、１／３まで減容化することが可能となる。
【実施例２】
【００２９】
本実施例では、上述の実施例１の汚泥減容化装置２を用い、連続多孔質構造を有する樹脂シート２１の汚泥と接する表面の算術表面粗さ（Ｒａ）が異なる複数の樹脂シート２１２を用いた。  
連続多孔質構造を有する樹脂シート２１の算術表面粗さ（Ｒａ）を２ｍｍとした場合、汚泥回収槽２５へ回収されることなく、連続多孔質構造を有する樹脂シート２１の表面に残存する汚泥は、平均で約２重量％あった。また、算術表面粗さ（Ｒａ）を１．４ｍｍとした場合、連続多孔質構造を有する樹脂シート２１の表面に残存する汚泥は、平均で約１重量％あった。
【００３０】
これに対し、算術表面粗さ（Ｒａ）を１．２ｍｍとした場合、連続多孔質構造を有する樹脂シート２１の表面に残存する汚泥は、平均で０．１重量％以下に低減した。また、算術表面粗さ（Ｒａ）を１．０ｍｍとした場合も、算術表面粗さ（Ｒａ）を１．２ｍｍとした場合とほぼ同等の残量割合であった。  
このことから、連続多孔質構造を有する樹脂シート２１の汚泥と接する表面の算術表面粗さ（Ｒａ）は、１．２ｍｍ以下とすることが望ましいことが判った。
【００３１】
本実施例によれば、連続多孔質構造を有する樹脂シート２１の汚泥と接する表面の算術表面粗さ（Ｒａ）を、１．２ｍｍ以下とすることにより、脱水機７から供給される流動性の高い汚泥を効果的に減容化でき、且つ、減容化された汚泥の回収率を向上することが可能となる。
【実施例３】
【００３２】
本実施例では、実施例１で用いた図２に示す円柱状の従動ローラー２３を備える汚泥減容化装置と、従動ローラー２３を上述の図３に示す形状とした汚泥減容化装置を用い、比較実験を行った。  
脱水機７（図１）より供給される汚泥中の水分が８０重量％程度の場合、汚泥は柔らかめの粘土程度の粘性であり、双方とも好適に汚泥を減容化することができた。  
しかし、汚泥中の水分が９０重量％の場合、実施例１で用いた図２に示す円柱状の従動ローラー２３を備える汚泥減容化装置では、連続多孔質構造を有する樹脂シート２１上に汚泥を載置し、駆動ローラー２２及び従動ローラー２３、２３ａよりなる搬送ローラーを駆動し、連続多孔質構造を有する樹脂シート２１を走行させた。すると、汚泥の搬送方向Ｓに直交する方向の連続多孔質構造を有する樹脂シート２１の両端部から、汚泥が漏れ出す（樹脂シート２１の下方へ滴り落ちる）現象が生じた。これは、汚泥中の水分が多すぎると汚泥の粘度は低下し、汚泥の流動性が極めて高くなることにより、連続多孔質構造を有する樹脂シート２１上に濡れ拡がり、樹脂シート２１の両端部より下方へと漏れ出したものと考えられる。
【００３３】
これに対し、図３に示す、軸方向両端部より所定の位置から中央部に向かうに従い外径が小さくなる形状（凹部）を有する従動ローラー２３を有する汚泥減容化装置では、汚泥中の水分が９０重量％の場合でも、連続多孔質構造を有する樹脂シート２１の幅方向両端部より汚泥が漏れ出ることは無かった。これは、連続多孔質構造を有する樹脂シート２１に汚泥が載置されると、汚泥は、その自重により連続多孔質構造を有する樹脂シート２１の張力に打ち勝ち、従動ローラー２３の外周面に形成された凹部を模した形状に撓む。これにより、連続多孔質構造を有する樹脂シート２１上に載置された汚泥が、下流側の端部に配される従動ローラー２３ａの上方へと搬送される間、樹脂シート２１上に好適に保持され、汚泥の流出（漏れ出すこと）防止できることが確認できた。
【００３４】
本実施例によれば、図３に示す形状の従動ローラー２３を用いることにより、特に、汚泥中の水分割合が９０重量％以上と高く、汚泥の流動性が極めて高い場合に、効果的に汚泥を減容化できると共に、減容化後の汚泥の回収率を向上することが可能となる。
【実施例４】
【００３５】
本実施例では、上述の実施例１で用いた図２に示す汚泥減容化装置２を用い、連続多孔質構造を有する樹脂シート２１の耐久試験を行った。図２に示す、駆動ローラ２２及び従動ローラー２３、２３ａから構成される搬送ローラーにより、連続多孔質構造を有する樹脂シート２１を長楕円の周回軌道を２００回転走行させた。２００回転走行後の連続多孔質構造を有する樹脂シート２１を確認したところ、端部に細かな切れ目が生じ始めた。その後、更に上記長楕円の周回軌道を１００回転、連続多孔質構造を有する樹脂シート２１を走行させ、汚泥の減容化の処理を行った。すると、トータル３００回転、長楕円周回軌道走行後において、連続多孔質構造を有する樹脂シート２１は破断し、搬送ローラーから脱落した。
【００３６】
一方、図８に示すように、連続多孔質構造を有するセルロース樹脂を樹脂シート２１ａとして用い、樹脂シート２１をポリエチレン製のメッシュ状の布３１で覆い、搬送ローラーにより長楕円周回軌道を走行させた。このとき、ポリエチレン製のメッシュ状の布３１のメッシュ間隔を２００μｍとし、メッシュを形成する繊維の太さを１００μｍとした。  
長楕円周回軌道を３００回転走行後において、確認したところ細かな切れ目は発生していなかった。その後、更に、上記長楕円周回軌道を走行させ、汚泥の減容化処理を継続し、トータル１０００回転、走行後に確認したところ、初めて切れ目の発生を確認できた。なお、汚泥の減容化率については、メッシュ状の布３１で覆うことなく連続多孔質構造を有する樹脂シート２１のみで減容化処理を行った場合と差は認められなかった。  
また、メッシュ状の布３１をポリプロピレン製とし、メッシュ間隔を１００μｍ、メッシュを形成する繊維の太さを５０μｍとした場合においても、ほぼ同等の結果が得られた。
【００３７】
本実施例によれば、図８に示すように、連続多孔質構造を有する樹脂シート２１ａをメッシュ状の布３１で覆う構成とすることにより、減容化率を維持しつつ、連続多孔質構造を有する樹脂シート２１ａを長寿命化することが可能となる。
【００３８】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の実施例の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００３９】
１…下水処理システム
２…汚泥減容化装置
３…最初沈殿池
４…好気槽
５…硝化脱窒槽
６…最終沈殿池
７…脱水機
８…好気槽散気管
９…撹拌機
１０…硝化脱窒槽ブロワ
１１…風量調整弁
１２…汚泥返送ポンプ
１３…制御部
１５…被処理水
１６…汚泥
１７…減容化した汚泥
２１,２１ａ…樹脂シート
２２…駆動ローラー
２３,２３ａ,２３ｂ…従動ローラー
２４…加圧ローラー
２５…汚泥回収槽
２６…水分回収槽
２７…吸収した水分
２８…モーター
２９…ベルト
３０…樹脂シート保持部材
３１…メッシュ状の布
３２…汚泥供給部
３３…供給口
６０…汚泥掻寄機
６１…チェーン
６２…フライト
６３ａ…駆動スプロケットホイール
６３ｂ,６３ｃ,６３ｄ…従動スプロケットホイール
６４…駆動装置
６５…スカムスキマ
【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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