(57)【要約】【課題】  下水処理プロセスで発生する汚泥から特定の素材を連続的に分離回収する抽出装置を提供する。【解決手段】  汚泥を細分化するすり潰し機と、すり潰した調製汚泥から難分解性有機物と易分解性有機物とを分離する分離機と、難分解性有機物を抽出する回収装置を備え、連続的に所定の難分解性有機物を分離回収するもので、下水処理場に流入した汚泥から脱水助剤として有用なもののみを選択的に回収し、後段の難脱水汚泥の脱水に有効活用できる。【選択図】      図６
2015024371.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下水処理プロセスで発生する汚泥から特定の素材を抽出する装置において、
汚泥を細分化するすり潰し機（９）と、
すり潰した調製汚泥から難分解性有機物と易分解性有機物とを分離する分離機（１０）と、
難分解性有機物を抽出する回収装置（１１）を備え、
連続的に所定の難分解性有機物を分離回収する
ことを特徴とする抽出装置。
【請求項２】
前記分離機（１０）の下方に易分解性有機物を収集する分離槽（２９）を設け、
易分解性有機物を下水処理場の生物処理槽に返送する返送管（３５）を分離槽（２９）に連結した
ことを特徴とする請求項１に記載の抽出装置。
【請求項３】
前記すり潰し機（９）を、
回転ディスク（１６）と固定ディスク（１７）を対向させて構成するとともに、
回転ディスク（１６）の中心部に開口した供給口（２２）に供給管（２３）を連結し、
対向ディスク（１６，１７）の外周端に所定の隙間を設けた
ことを特徴とする請求項１または２に記載の抽出装置。
【請求項４】
前記すり潰し機（９）を、
一方が閉塞された筒状のケーシング（４４）に円筒スクリーン（４０）を内挿し、
円筒スクリーン（４０）の内壁に摺接する摺接部材（４１）を回転自在に内設して構成するとともに、
円筒スクリーン（４０）の開口部中央に供給管（２３）と、
ケーシング（４４）に移送管（４８）を設けた
ことを特徴とする請求項１または２に記載の抽出装置。
【請求項５】
前記分離機（１０）を、
回転自在に配設した円筒型のスクリーン（１８）で構成するとともに、
前記回収装置（１１）を、
スクリーン（１８）内に内設した螺旋状に掛け回したスクリュー羽根（１９）で構成した
ことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の抽出装置。
【請求項６】
前記分離機（１０）の抽出部（３３）近傍を円錐状に漸減した
ことを特徴とする請求項５に記載の抽出装置。
【請求項７】
前記分離機（１０）を、
複数のロール（５０…）に走行自在に巻き掛け、多数の細孔を有した無端ベルト（５１）構成し、
前記回収装置（１１）を、
ろ過面後方に配設したスクレーパ（４３）で構成した
ことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の抽出装置。
【請求項８】
前記分離機（１０）の供給部（２８）を含むろ過面（５２）を、分離槽（２９）に浸漬水を貯水して浸漬させた
ことを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の抽出装置。
【請求項９】
前記分離機（１０）のろ過面（５２）を高圧水で噴射する噴射装置（３４）を設けた
ことを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の抽出装置。
【請求項１０】
前記分離機（１０）に複数の転動体（３７…）を混入し、
転動体（３７…）を回収する転動体槽（３８）と、
転動体槽（３８）から循環管（４２）を経て分離機（１０）の供給部（２８）に返送するための返送手段（３９）を備えた
ことを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載の抽出装置。
【請求項１１】
前記難脱水性有機物は繊維状物であり、
回収する所定性状の繊維分を、
繊維長さ０．１ｍｍ〜５ｍｍ、繊維径１μｍ〜５０μｍとする
ことを特徴とする請求項１〜１０の何れか１項に記載の抽出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚泥から特定の素材を分離回収する装置において、下水処理場に流入した汚泥から脱水助剤として適切な繊維状物のみを選択して分離回収する抽出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、下水処理場で発生する難脱水汚泥は脱水性が悪い。汚泥処理では、汚泥中の有機物（繊維分等）を細菌の働きによって分解した汚泥（難脱水汚泥）を脱水している。そのため、脱水前の汚泥は繊維分が減少している。汚泥中の繊維分は凝集の核として機能するため、繊維分が減少している汚泥は、適切な凝集を行うことができず、脱水性が悪くなる。
【０００３】
難脱水汚泥に繊維状物又はおがくずや籾殻等の植物素材を脱水助剤として混合して脱水する方法は古くから知られており、多くの処理場で実施されている。繊維状物を脱水助剤として用いると低含水率の脱水ケーキが得られ、且つ加圧脱水の場合には脱水ケーキの剥離性が改善する。しかし、大量の脱水助剤を用意し供給しなければならないためランニングコストが増大し、また、脱水助剤の備蓄・供給設備も設置しなければならないという問題があった。
【０００４】
そこで、汚泥処理プロセスの最初沈殿池から発生する生汚泥中の繊維分を分離回収し、余剰汚泥または消化汚泥等の難脱水汚泥に繊維分を添加する技術が引用文献１に開示されている。
【０００５】
また、引用文献２には多層材の異なる構成物を相対回転する対向ディスクで小片に破砕し、開孔ドラムでパルプ化できる素材を分離しつつ、後段のドラム内のスクリューフィーダによりドラムの一端から残小片を排出する回収装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６１−２６８４００号公報
【特許文献２】特表２０００−５１３２６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
引用文献１の技術は、処理場内の汚泥から繊維分を回収するので、別途脱水助剤を準備する必要がなく、ランニングコスト、設備共に通常の処理と変わりはない。しかし、明細書内に開示されているような、スクリーンや振動ふるいのメッシュによる分離装置では、繊維分（難分解性有機物）に絡まり合った食品残渣由来の易分解性有機物等の脱水助剤として適切でないものを分離できず、繊維分と共に回収してしまう。従って、大部分が水分である易分解性有機物が絡まった繊維を脱水助剤として添加すると、脱水ケーキの含水率が増加し、処理費用が高騰する。易分解性有機物は腐敗するため、添加前の脱水助剤および添加後の脱水ケーキを長期間保存することができない。脱水助剤として有効な繊維分のみを回収する具体的な方法が開示されていないため、必要な繊維分のみを回収することは困難であった。
【０００８】
引用文献２の技術は、紙、プラスチック、アルミホイルから成る多層材内の多様な構成物を回収するもので、パルプ化（泥状化）できる紙繊維とパルプ化できないアルミニウム、プラスチック等の固形物とを分離回収する装置である。前段での回転ディスクでは多層構造を小片に破砕する作用だけでなく、小片を懸濁液とともに分離機へ搬送するポンプ搬送する作用を奏している。本発明の処理対象物は、汚水中の繊維分に絡まり合った極めて小さい食品残渣由来の有機物をすり潰しながら細分化するため、ディスク間のギャップを極狭に設定する必要があるが、狭く設定すると分離機へポンプ搬送できない。
【０００９】
後段の多孔ドラムでは懸濁液内でほぐれて分散した紙繊維を多孔よりドラム外に分離し、ドラム内の残小片（アルミニウム、プラスチック等）を他端まで搬送して排出している。懸濁液にて浸漬させた際に、泥状化しないある程度の大きさを有した小片（アルミニウム、プラスチック等）が存在するため成立する。本技術では、下水処理場の汚泥に含まれる繊維分と、それに絡まり合った食品残渣由来の微細な易分解性有機物について、繊維分と易分解性有機物を分離することは困難である。また、繊維分を脱水助剤として使用する際には、懸濁液から繊維分のみを抽出する工程が別途必要となる。
【００１０】
本発明は、下水処理場に流入する汚泥から難脱水汚泥の脱水時に脱水助剤として有用な所定性状の繊維分のみを選択的に分離回収する抽出装置に関する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の抽出装置は、下水処理プロセスで発生する汚泥から特定の素材を抽出する装置において、汚泥を細分化するすり潰し機と、すり潰した調製汚泥から難分解性有機物と易分解性有機物とを分離する分離機と、難分解性有機物を抽出する回収装置を備え、連続的に所定の難分解性有機物を分離回収するもので、下水処理場に流入した汚泥から脱水助剤として有用なもののみを選択的に回収し、後段の難脱水汚泥の脱水に有効活用できる。
【００１２】
分離機の下方に易分解性有機物を収集する分離槽を設け、易分解性有機物を下水処理場の生物処理槽に返送する返送管を分離槽に連結したので、処理場内の生物処理工程での反応期間を短縮でき、処理場全体の処理効率の向上に寄与する。
【００１３】
すり潰し機を、回転ディスクと固定ディスクを対向させて構成するとともに、回転ディスクの中心部に開口した供給口に供給管を連結し、対向ディスクの外周端に所定の隙間を設けると、連続的に汚泥を細分化し、易分解性有機物からも脱水助剤として有用な素材を抽出できる。
【００１４】
また、すり潰し機を、一方が閉塞された筒状のケーシングに円筒スクリーンを内挿し、円筒スクリーンの内壁に摺接する摺接部材を回転自在に内設させて構成するとともに、円筒スクリーンの開口部中央に供給管と、ケーシングに移送管を設けてもよい。
【００１５】
分離機を、回転自在に配設した円筒型のスクリーンで構成するとともに、回収装置を、スクリーン内に内設した螺旋状に掛け回したスクリュー羽根で構成すると、連続的に難分解性有機物を分離回収できる。分離機の抽出部近傍を円錐状に漸減すると、繊維間内部に付着しているわずかな夾雑物又は回収範囲以下の小さな繊維分について、水と共に分離槽へ重力分離する作用を高めることができる。
【００１６】
また、分離機を、複数のロールに走行自在に巻き掛け、多数の細孔を有した無端ベルト構成し、回収装置を、ろ過面後方に配設したスクレーパで構成してもよい。
【００１７】
分離機の供給部を含むろ過面を、分離槽に浸漬水を貯水して浸漬させると、分離工程で絡み付いている各素材をほぐしながら分散させるので分離効果が向上する。分離機のろ過面を高圧水で噴射する噴射装置を設けて高圧水を噴射しながら分離を行ってもよい。
【００１８】
分離機に複数の転動体を混入し、転動体を回収する転動体槽と、転動体槽から循環管を経て分離機の供給部に返送するための返送手段を備えると、分離工程での素材同士の絡み付きを防止するとともに、調製汚泥をほぐす作用を奏するので分離効率が向上する。
【００１９】
難脱水性有機物は繊維状物であり、回収する所定性状の繊維分を、繊維長さ０．１ｍｍ〜５ｍｍ、繊維径１μｍ〜５０μｍとすると、難脱水汚泥と混合させることで強固な凝集フロックを形成させることができ、後段での脱水機で低含水率の脱水ケーキを生成できる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の抽出装置は、汚泥の調製・分離・回収工程までを連続的に処理でき、各機器を一体化すると非常にコンパクトとなる。汚泥中の難脱水性有機物を脱水助剤として処理系内の汚泥処理に有効活用し、易分解性有機物を生物処理槽に返送するので、低含水率の脱水ケーキを生成できるとともに、処理場内の生物処理工程での反応期間を短縮できる。処理場全体の処理効率の向上に寄与できるものである。別途脱水助剤を購入するランニングコストが不要で、脱水助剤の備蓄・供給設備も必要ない。また、脱水助剤として抽出する難脱水性有機物は、易分解性有機物を含んでいないので長期保存が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る汚泥処理方法のフロー図である。
【図２】同じく、トイレットペーパーと抽出装置で回収した繊維を比較するグラフである。
【図３】同じく、抽出装置で得られた繊維を示す参考顕微鏡写真である。
【図４】同じく、抽出装置のチャート図である。
【図５】本発明の実施例に係る汚泥処理方法のフロー図である。
【図６】同じく、抽出装置の詳細図である。
【図７】同じく、他の実施例の抽出装置の説明図である。
【図８】同じく、他の実施例１の抽出装置の詳細図である。
【図９】同じく、他の実施例２の抽出装置の詳細図である。
【図１０】同じく、他の実施例３の抽出装置の詳細図である。
【図１１】同じく、他の実施例１の汚泥処理方法で、ＯＤ法を採用した際のフロー図である。
【図１２】同じく、他の実施例２の汚泥処理方法で、ＭＢＲを採用した際のフロー図である。
【図１３】同じく、他の実施例３の汚泥処理方法で、混合生汚泥の処理に採用した際のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の抽出装置２は、下水処理場等で使用することを前提としており、処理場の前段で汚泥（汚水含む）から所定の繊維状物を抽出し、処理場の後段で発生する難脱水汚泥を脱水する際に、繊維状物を脱水助剤として添加し、難脱水汚泥の脱水性を向上させることを目的としている。
難脱水汚泥とは、生物処理等によって凝集の核となる繊維分が大幅に減少し、脱水性の悪くなった汚泥のことである。例えば消化槽で生成された消化汚泥や、ＯＤ法の反応槽で生成されたＯＤ汚泥等が難脱水汚泥にあたる。
【００２３】
図１は本発明に係る汚泥処理方法のフロー図である。汚泥を生物処理する生物処理槽１と、下水道から流れ込んだ汚水中の繊維分を選択的に回収する抽出装置２と、生物処理槽１で処理された汚泥と抽出装置２で回収した繊維分を混合する混合槽３と、混合槽３で繊維分を混合した汚泥に凝集剤を添加する凝集混和槽４と、凝集混和槽４で生成した凝集汚泥を固液分離する脱水機５からなる。
なお、破線で示すように、抽出装置２で分離した繊維分を凝集混和槽４に送り、高分子凝集剤と同時に添加してもよい。脱水機５はスクリュープレス、ベルトプレス、遠心脱水機等の公知の脱水機を使用できる。
【００２４】
本発明では、汚水中の繊維分を脱水助剤として利用するため、下水処理場に流入した汚水中の繊維分を抽出装置２で回収している。回収した繊維分は、凝集前の難脱水汚泥等に添加され、凝集の核として機能する。汚泥に対して適切な性状の脱水助剤を添加すれば、強固な凝集フロックを形成し、脱水性が向上する。よって脱水助剤の性状は、事前に被処理汚泥に適したものを選定している。
本発明では、予め定められた性状の繊維分のみを回収し、脱水助剤とすることで、脱水性を向上させている。
【００２５】
ここで、本発明者らが試行錯誤と実験とを繰り返してきた結果、脱水助剤として植物繊維で構成されたトイレットペーパーを用いることで、脱水ケーキの含水率を大幅に低減できるという成果が得られた。そこでトイレットペーパーの繊維の性状に着目し、トイレットペーパーと同等の性状の繊維分を脱水助剤として利用することで、含水率の低減を図ることに成功した。
【００２６】
図２は、トイレットペーパーと抽出装置２で回収した繊維を比較するグラフである。グラフは、横軸を繊維の長さ、縦軸を繊維の個体数とした時の、トイレットペーパーから得られた繊維分と、本発明の抽出装置２に送られた汚泥を１００メッシュのふるいで分離して得られた繊維分と、同じく抽出装置２に送られた汚泥をΦ６５０μｍの孔径を有する回転円筒型のスクリーンで分離して得られた繊維分とを比較している。トイレットペーパーは浸漬撹拌後に顕微鏡にて調査を行った。
【００２７】
比較結果より、下水汚泥中の繊維分布（繊維長さ、個体数）がトイレットペーパーと酷似していることが判明した。また、回収する繊維の性状として、繊維長さ０．１ｍｍ〜５ｍｍとしておくことが、汚泥への添加、混合また脱水時の作業性の点からも好ましいことが分かる。
【００２８】
図３は抽出装置２で回収した繊維の参考顕微鏡写真であって、トイレットペーパーと同様で繊維径にばらつきは無く、１μｍ〜５０μｍの範囲に収まっていることが判明した。
【００２９】
これらのことから、抽出装置２で回収した繊維分の性状分布は、トイレットペーパーの繊維性状と非常に酷似しており、本発明の抽出装置２で回収した繊維分はトイレットペーパーの繊維分と同等の性状を有するもので、脱水助剤として好ましいことが分かる。
【００３０】
なお、トイレットペーパーは水に浸漬させても溶解することが無く、シート状に構成している繊維がほどけて分散するのみである。したがって、下水汚泥中には多量のトイレットペーパー由来の繊維が存在すると考えられる。
【００３１】
図４は抽出装置のチャート図であって、本発明で用いられる抽出装置２は、連続的に繊維分と粒状固形物をほぐしつつ粒状固形物をすり潰して細分化する調製工程６と、繊維分以外の固形物を分離する分離工程７と、脱水助剤として使用する繊維分を回収する回収工程８を備える。
【００３２】
＜調製工程＞
下水処理場に流入した汚水中の固形物には、脱水助剤として回収するトイレットペーパーの主成分である難分解性有機物の植物性繊維分以外にも、食品残渣由来の易分解性有機物を主成分とした夾雑物、ＳＳが混在しており、それらが繊維分と絡み合っている場合がある。従って調製工程６において、繊維分の絡まりをほどくと共に、回収範囲以上の繊維分の長さを整え、夾雑物又はＳＳを細かく破砕するなどして、汚泥を調製する必要がある。調製工程６時に希釈水を注水して、汚泥濃度を低くした状態で細分化してもよい。
【００３３】
調製工程６では、回収対象の繊維分を含む夾雑物及びＳＳをすり潰し機９で細分化してもよい。繊維分の多くは、繊維分同士又は夾雑物と絡み合っているため、そのままでは分離機１０で回収範囲下限以下の小さな夾雑物を除去することが困難である。そこで、繊維分をすり潰し機９で細分化し、繊維分と夾雑物を容易に分離できるようにする。主な夾雑物が食品残渣である場合、すり潰すことにより食品残渣内部の繊維分を抽出できると共に、その他の有機物を細分化できる。
【００３４】
すり潰し機９としては、円板形、ローラー型、擂り粉木等、繊維分を連続的にすり潰して細分化できるものであればどのようなものでも構わないが、難分解性有機物（繊維分）および易分解性有機物粉ともに粉状に粉砕すると脱水助剤として有効な繊維分の分離が困難となるため、易分解性有機物である固形分のみをすり潰せるような装置が望ましい。
【００３５】
＜分離工程＞
分離工程７では、分離機１０を用いて前工程で調製した繊維分をふるいに掛け、所定の繊維分と回収範囲下限以下の小さな夾雑物等とを分離する。
前工程で繊維分は調製され、繊維分と絡み合っていた夾雑物等はほどけている。よって、回収範囲内の繊維分が残るようにふるいに掛ければ、所定の性状の繊維分のみが回収できる。細分化した繊維分をふるいに掛けると、細分化する前には繊維分と絡み合っていた夾雑物等が取り除かれ、同時に回収範囲以下の小さな繊維分も取り除かれる。
【００３６】
分離を行う際に、洗浄水を噴射して水圧により夾雑物を分離する分離補助や、浸漬させることにより繊維分と夾雑物をほどく分離補助、あるいは複数の転動体により分離時の繊維と夾雑物の絡まりを防止する分離補助を用いてもよい。
【００３７】
洗浄水を噴射することにより、繊維分に付着した、わずかな夾雑物又は回収範囲以下の小さな繊維分をさらに取り除くことができる。また、分離時に細分化された汚泥を浸漬させることにより、繊維間内部に付着した、わずかな夾雑物又は回収範囲以下の小さな繊維分を引き離し、確実に分離することができる。さらに、複数の転動体を細分化された汚泥に混入することにより、分離工程での繊維同士の絡み付きを防止するとともに、調製汚泥をほぐす作用を奏するので分離効率が向上する。
【００３８】
なお、分離機１０から排出される夾雑物を含む排水を清澄ろ過等で固液分離し、清澄水を洗浄水として再利用できる。
【００３９】
分離機１０としては、円筒型、ベルト型、振動ふるい型等、所定の性状の繊維分と細分化された夾雑物とを分離するものであればどのようなものでも構わない。
【００４０】
＜回収工程＞
回収工程８では、分離工程７により分離した所定の性状の繊維分を連続的に回収する。
回収装置１１は分離機１０の型式に適合したものを適宜選定する。例えば、分離機１０が円筒型である場合、回収装置１１は分離機に内挿したスクリューコンベア方式を採用する。また、分離機１０がベルト型である場合、回収装置１１はろ過面に押圧したスクレーパを採用する。分離機１０から連続的に排出できるものであればどのようなものでも構わない。
【００４１】
回収した所定範囲内の繊維分は脱水助剤として混合槽３に送られ、凝集の核として難脱水汚泥と混合する。
なお、分離機７で分離された夾雑物等の固形物の大部分は易分解性有機物で構成されており、生物処理槽１に送れば長時間の生物処理を必要とせずに汚泥減容化に貢献できる。
【００４２】
＜前処理工程＞
また、下水処理場に流入した汚泥中に回収範囲上限以上の大きな夾雑物が混入している場合には、調製工程６の前段に以下の前処理工程１２を追加してもよい。
前処理工程１２では、下水処理場に流入した汚水中の大きな夾雑物を前処理装置１３によって除去する。大きな夾雑物は脱水助剤として不適切であり、次工程の調製工程６において調製の妨げとなるため、この工程では回収範囲上限以上の大きな夾雑物と、回収対象の繊維分を含むＳＳ及び小さな夾雑物とを分離し、大きな夾雑物を除去することを目的とする。従って前処理装置１３としては、回収範囲上限以上の夾雑物を除去できるものであればどのようなものでもよく、バースクリーン、ふるい又はドラムスクリーンといったものでもよい。
【００４３】
上述してきた調製工程６、分離工程７、回収工程８はユニット化して一つの装置で行うことができ、その装置の中に前処理工程１２を含めてもよい。
【実施例】
【００４４】
図５は下水処理場で消化汚泥を処理する際の汚泥処理方法のフロー図である。下水処理場に流れ込んだ汚水は最初沈殿池１４へ流入する。最初沈殿池１４では汚水が緩やかに流れ、繊維分を含む有機物等が沈殿する。沈殿物の主成分としては、繊維分が主にトイレットペーパーであり、固形分が食品残渣である。トイレットペーパーの繊維分の繊維長さは０．１〜３０ｍｍで、繊維径は１〜５０μｍである。沈殿物は、生汚泥として下方より引き抜き回収される。
【００４５】
最初沈殿池１４から引き抜いた生汚泥は、消化槽１５で生物処理して減容化を行っている。最初沈殿池１４から引き抜いた生汚泥の一部は抽出装置２に搬送し、所定の性状の繊維分を選択的に回収する。抽出装置２で分離した繊維分以外の夾雑物は消化槽１５に返送し、消化槽での消化効率に寄与している。
【００４６】
消化槽１５減容化された難脱水汚泥である消化汚泥は、混合槽３と凝集混和槽４でそれぞれ所定性状の繊維分（脱水助剤）と凝集剤とを添加されて強固な凝集フロックを形成した後、脱水機５で固液分離を行い、低含水率の脱水ケーキとなる。
【００４７】
図６は実施例における抽出装置の詳細図である。抽出装置２ａは主に調製工程６と分離工程７および回収工程８とからなる。本実施例では、生汚泥を細分化するすり潰し機９ａを対向ディスク１６，１７で構成し、回転円筒型のスクリーン１８で構成した分離機１０ａの端部に内設している。すり潰し機９ａから排出された調製汚泥は、スクリーン８内面に立設したスクリュー羽根１９により他端に搬送されつつ、細分化された夾雑物等がスクリーン１８の開孔より分離排出される。所定の性状の繊維分はスクリュー羽根１９によりスクリーン１８他端まで搬送されて回収される。
【００４８】
最初沈殿池１４より送られてきた生汚泥は繊維分と夾雑物が絡み合っているため、調製工程６で絡み合った繊維分を繊維長さ０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ、繊維径１μｍ〜５０μｍの繊維分に調製する。生汚泥を希釈水で希釈し、微細化は回転ディスク１６と固定ディスク１７を対向させたすり潰し機９ａで行われる。対向させたディスク１６，１７内部に供給した生汚泥は、ディスク表面の粗く微小な凹凸によって微細化されながら外部に排出され、細分化された生汚泥は分離工程７に送られる。
【００４９】
具体的な構成について詳述すると、すり潰し機９ａは外周部から中心に向かって内部に円錐状の凹部２０を形成した円盤状のディスク１６，１７を回転可能に対向している。一方のディスクは固定ディスク１７であり、外周部を他の部材に固定している。本実施例では放射状のリブ２１で分離機と固定している。他方のディスクは回転ディスク１６であり、中心部に有した供給口２２に連結した供給管２３から内部へ生汚泥が供給される。駆動機２４からの動力はベルト等の動力伝達手段２５を介して供給管２３に伝達し、供給管２３および回転ディスク１６を回転させる。必要に応じて適所に軸受等で供給管２３および回転ディスク１６の支持を行う。
【００５０】
対向するディスク１６，１７の中心部の容積は広く、外周に向かうほど容積が狭くなっている。外周端の隙間は１ｍｍ以下に設定し、中心部に供給された生汚泥は供給手段（図示せず）による圧入圧力と回転ディスク１６の遠心作用により外周側に移送されながらディスクの内面で細分化される。細分化により、長さ０．１ｍｍ〜３０ｍｍであった繊維が、長さ０．１ｍｍ〜５ｍｍに調製される。
【００５１】
本実施例では、生汚泥に希釈水を供給し、調製工程６での作用効果を増大させている。具体的には、生汚泥中の絡み合っていた繊維分と夾雑物は、希釈水中でのすり潰し作用によりほどけ、容易に分離できるようになる。大きな夾雑物は、細分化により除去しやすい大きさに砕かれる。
【００５２】
すり潰し機９ａを分離機１０に内設して一体化しているので、対向ディスク１６，１７外部に排出された調製汚泥は、回転円筒型スクリーン１８で構成した分離機１０ａで連続的に分離が可能となる。
【００５３】
なお、処理量が多い場合は、対向ディスク１６，１７の径を大きくする、あるいは対向ディスク１６，１７を多段に併設する等、周知の技術で適宜対応できる。また、図７のように、すり潰し機９ａを分離機１０ａの機外に設置する場合は、対向ディスク１６，１７をケーシング２６で囲繞し、移送管２７を介して調製汚泥を分離機１０ａに送れば、連続的に調製・分離工程が可能となる。
【００５４】
本実施例の分離機１０ａは、回転円筒型のスクリーン１８で構成している。スクリーン１８端部の供給部２８ａに供給された調製汚泥は、スクリーン１８内面に中心方向に向かって立設したスクリュー羽根１９により他端に搬送されつつ、細分化された夾雑物等がろ過面５２ａを構成するスクリーン１８に設けた多数の細孔より分離排出される。回転円筒型のスクリーン１８のろ過面５２ａの下方には分離槽２９を配設しており、スクリーン１８の開口を通過した夾雑物等の易分解性有機物を集積している。
【００５５】
スクリーン１８の両端には軸３０を延設しており、回転可能に軸支している。スクリーン１８内部にすり潰し機９ａを内設している場合、すり潰し機９ａの供給管２３を介してスクリーン１８を回転可能に軸支する。駆動機３１からの動力はベルト等の動力伝達手段３２を介してスクリーン１８に伝達し、スクリーン１８を回転させる。
【００５６】
本実施例では、分離槽２９の壁板をスクリーン１８に重複する程度まで高くして、内部に浸漬水を貯水することでスクリーン１８の一部を浸漬させている。また、スクリーン１８の抽出部３３ａ近傍を円錐状に漸減させている。こうすることで、繊維間内部に付着しているわずかな夾雑物又は回収範囲以下の小さな繊維分について、浸漬水中でほぐしながら分散させ、水と共に分離槽へ重力分離する作用を高めることができる。なお、分離中の調製汚泥に高圧水を噴射する噴射装置３４を設けても同等の効果が見込める。
【００５７】
分離槽２９には返送管３５を連結しており、分離槽２９に分離排出された易分解性有機物を主とする夾雑物は生物処理槽１に返送される。生物処理槽１の前段で難分解性有機物である植物繊維を主とした繊維分を抽出しており、生物処理槽１では食品残渣由来の易分解性有機物の割合が高くなる。したがって、生物処理に要する反応時間が短時間で済み、下水処理場全体の処理効率が向上する。
【００５８】
スクリーン１８の開孔から分離されずにスクリーン１８内部に残留する所定の性状の繊維分は、スクリュー羽根１９によりスクリーン１８他端まで搬送される。
【００５９】
本実施例の回収装置１１ａは、回転円筒型のスクリーン１８に適合するように、スクリーン１８内部の繊維分を搬送するスクリュー羽根１９を回収装置として使用している。スクリーン１８内面にスクリュー羽根１９を螺旋状に掛け回して立設し、スクリーン１８の回転に伴って残留繊維分を抽出部３３まで搬送して回収槽３６に貯留する。
なお、円筒型のスクリーン１８の場合、軸にスクリュー羽根を掛け回したスクリュー軸を内挿して回収装置として使用してもよい。
【００６０】
回収された繊維分は、短時間で腐敗する食品残渣由来の易分解性有機物がないので、特別な処理および装置を必要とせず、長時間の保管が可能となる。
【００６１】
図８は他の実施例１の抽出装置の詳細図であって、抽出部３３ｂを上方に傾斜した状態で抽出装置２ｂを配設している。抽出装置２ｂのすり潰し機９ｂから排出された調製汚泥は、浸漬水でほぐされて分散し、分離機１０ｂのスクリーン１８で小さな夾雑物を分離排出しつつ、所定の性状の繊維分をスクリュー羽根１９で抽出部３３ｂへ搬送し、回収槽３６に集積する。
【００６２】
分離機１０ｂが傾斜しているためスクリーン１８の抽出部３３ｂ近傍が浸漬されておらず、浸漬による洗浄・分散効果と、抽出部３３ｂ近傍での重力分離作用によって、図５の抽出装置２と同様の効果が得られる。
その他の部品構成は、図６に示す実施例と同様である。
【００６３】
図９は他の実施例２の抽出装置の詳細図であって、回転円筒型のスクリーン１８の内部に複数の転動体３７…を混入している。抽出装置２ｃはスクリーン１８の内部ですり潰し機９ｃから排出された調製汚泥と混合し、分離工程７での繊維同士の絡み付きを防止するとともに、調製汚泥をほぐす作用を奏するので分離効率が向上する。
【００６４】
転動体３７は金属、合成ゴム、樹脂等の重量物であれば材質は限定しないが、スクリーン１８内部で搬送されながら転がるため、振動や騒音の観点から衝撃・振動吸収性に優れた低反発ゴムが望ましい。
【００６５】
分離機１０ｃは、所定の性状の繊維分を回収する抽出部３３ｃをスクリーン１８の円筒面に設け、抽出部３３ｃの開孔を繊維分より大きく、且つ転動体３７の径より小さくすることで繊維分のみを抽出できる。転動体３７は抽出部３３ｃからさらに搬送され、スクリーン１８端部より転動体槽３８に排出される。転動体槽３８に貯留された転動体３７は、公知の返送手段３９により循環管４２を経て、すり潰し機９ｃ側のスクリーン１８端部に供給される。必要に応じて、転動体３７を洗浄してもよい。
その他の部品構成は、図６に示す実施例と同様である。
【００６６】
図１０は他の実施例３の抽出装置の詳細図であって、円筒スクリーン４０の内壁に摺接しながら回転するローラー４１で構成したすり潰し機９ｄで汚泥を細分化し、調製汚泥をベルト型の分離機１０ｄに供給し、抽出部３３ｄに搬送する間に夾雑物を分離し、抽出部３３ｄでスクレーパ４３により所定の繊維分を抽出する抽出装置２ｄである。
【００６７】
すり潰し機９ｄは、一方が閉塞された筒状のケーシング４４に、径方向に所定の間隔を設けて円筒スクリーン４０を内挿し、円筒スクリーン４０の内壁に摺接部材４１を押圧しながら摺接回転させている。本実施例では、摺接部材としてローラー４１を用い、複数のローラー４１…を回転させている。円筒スクリーン４０の開口部中央には供給管２３を連結し汚泥を供給する。駆動機４６からの動力はベルト等の動力伝達手段４７を介してローラー４１に伝達し、ローラー４１を回転させる。
【００６８】
供給管２３から円筒スクリーン４０内に供給された汚泥は、ローラー４１の押圧作用と遠心作用によりすり潰されながら細分化され、円筒スクリーン４０の細孔を通過する。円筒スクリーン４０とケーシング４４間に移送された調製汚泥は、ケーシング４４に設けた移送管４８を経て分離機１０ｄへ供給される。
なお、本実施例はローラー４１を円筒スクリーン４０の内壁に摺設させているが、同様の効果を得るものであれば摺接部材を限定しない。
【００６９】
分離機１０ｄの構成は、複数のロール５０…に多数の細孔を有した無端ベルト５１を掛け回し、上部のろ過面５２に調製汚泥を供給する。ロール５０を駆動して小さな夾雑物を分離しながら無端ベルト５１を走行させる。ろ過面５２ｄの下方には分離槽２９を配設しており、濾過された小さな夾雑物が貯留される。分離槽２９には返送管３５を連結しており、分離槽２９に分離排出された易分解性有機物を主とする夾雑物を生物処理槽１に返送する。必要に応じてろ過面５２ｄを再生する洗浄装置５３を適所に配設する。洗浄水は、分離槽２９から清澄ろ過等で夾雑物を分離したろ液を用いてもよい。調製汚泥の供給部２８ｄには越流防止用のカバー５４を設け、調製汚泥を浸漬させるようにしてもよい。
【００７０】
回収装置１１ｄとして、無端ベルト５１の抽出部３３ｄにスクレーパ４３を押圧し、無端ベルト５１上面に残留した所定の繊維分をスクレーパ４３で掻き取る。掻き取られた繊維分は、回収槽３６に貯留される。
【００７１】
抽出装置２のすり潰し機、分離機、回収装置は様々な組み合わせで使用することが可能で、仕様や処理場に応じて適宜選択できる。
【００７２】
図１１は下水処理場にＯＤ法を採用した際のフロー図である。下水道から流入する汚水は、流路を経てＯＤ法を行う反応槽５５へ送られ、一部を抽出装置２へ送る。抽出装置２へ送られた汚泥は繊維分が回収され、排出される夾雑物や水分などは反応槽５５へ送られる。汚水から難分解性有機物の繊維分を回収しているため、反応槽５５へ送る夾雑物等は易分解性有機物を多く含む。従って、易分解性有機物を反応槽５５へ送ると、生物処理を行うための反応期間が短くなる。
反応槽５５では活性汚泥処理が行われ、活性汚泥は最終沈澱池５６へ送られる。
最終沈殿池５６では汚泥を沈殿させ、上澄水は図示しない消毒タンクへ送り、消毒後に放流する。沈殿した汚泥は混合槽３へ送り、抽出装置２で回収された繊維分と混合される。
繊維分が添加された汚泥は凝集混和槽４へ送られ、凝集剤を添加して凝集汚泥を生成する。凝集汚泥は脱水機５へ送られ、脱水される。
【００７３】
図１２は下水処理場にＭＢＲ（膜分離活性汚泥法）を採用した際のフロー図である。下水道から流入した汚水は、流路に配設した微細目の流入スクリーン５７で分離され、固形物を抽出装置２へ送り、その他の汚水を調製タンク５８へ送る。流入スクリーン５７で分離した回収物は、微細目の流入スクリーン５７で分離しているので、繊維分の他、夾雑物等が混入している。
抽出装置２へ送られた固形物は、回収範囲内の繊維分が回収され、その他の夾雑物や水分等が調製タンク５８へ送られる。調製タンク５８へ送られた汚水は膜分離活性汚泥法を行う反応槽５５へ送られる。抽出装置２では汚水から難分解性有機物の繊維分を回収しているため、調製タンク５８へ送る夾雑物等は易分解性有機物を多く含む。従って、調製タンク５８から反応槽５５へ易分解性有機物を送ると、生物処理を行うための反応期間が短くなる。
反応槽５５の生物膜を透過したろ液は、図示しない消毒タンクへ送り、消毒後に放流する。
反応槽５５から引き抜いた汚泥は混合槽３へ送られ、抽出装置２で回収した繊維分と混合される。繊維分が添加された汚泥は凝集混和槽４へ送られ、凝集剤を添加して凝集汚泥を生成する。凝集汚泥は脱水機５へ送られ、脱水される。
【００７４】
図１３は下水処理場で混合生汚泥を処理する際のフロー図である。ここで、夜間は昼間よりも一般的に汚水の発生量が減少するため、最初沈殿池１４から引き抜かれる汚水の量が減少する。従って、混合生汚泥は最終沈殿池５６から送られる余剰汚泥の割合が増えるため、難脱水性となる。よって、混合生汚泥の脱水に本発明の汚泥処理方法を採用することで、脱水効率が向上する。
下水道から流入した汚水は最初沈殿池１４へ送られる。最初沈殿池１４では緩やかに汚水が流れており、沈殿物が生汚泥として引き抜かれ、抽出装置２と混合槽３へ送られる。また、最初沈殿池１４の上澄水は反応槽５５へ送る。抽出装置２で繊維分を回収し、回収した繊維分は混合槽３へ送られる。また、抽出装置２から排出された夾雑物等を反応槽５５へ送る。抽出装置２は生汚泥から難分解性有機物の繊維分を回収しているため、抽出装置２から排出した夾雑物等は易分解性有機物を多く含む。従って、易分解性有機物が反応槽５５へ送られると、生物処理を行うための反応期間が短くなる。
反応槽５５で分解された汚泥は最終沈殿池５６へ送られる。最終沈殿池５６では汚泥を沈殿させ、上澄水は図示しない消毒タンクへ送り、消毒後に放流する。沈殿した汚泥は混合槽３へ送られ、最初沈殿池１４から引き抜かれた生汚泥と混合することで混合生汚泥となる。また、抽出装置２で回収した繊維分も混合槽３へ送られ、混合生汚泥に添加されている。
繊維分を添加した混合生汚泥は凝集混和槽４へ送られ、凝集剤を添加して凝集汚泥を生成する。凝集汚泥は脱水機５へ送られ、脱水される。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明に係る繊維の抽出装置は下水処理場に流入した汚泥中の繊維分を脱水助剤として有効活用するもので、処理場内の不要物から脱水助剤を調達できるものである。脱水助剤を購入、備蓄する必要がないため、ランニングコストが低減するだけでなく、設備の小型化を図ることができる。
汚泥中の難脱水性有機物を脱水助剤として処理系内の汚泥処理に有効活用し、易分解性有機物を生物処理槽に返送するので、低含水率の脱水ケーキを生成できるとともに、処理場内の生物処理工程での反応期間を短縮できる。処理場全体の処理効率の向上に寄与できるものである。
【符号の説明】
【００７６】
９  すり潰し機
１０  分離機
１１  回収装置
１６  回転ディスク
１７  固定ディスク
１８  スクリーン
１９  スクリュー羽根
２２  供給口
２３  供給管
２９  分離槽
３３  抽出部
２８  供給部
３４  噴射装置
３５  返送管
３７  転動体
３８  転動体槽
３９  返送手段
４０  円筒スクリーン
４１  摺接部材，ローラー
４２  循環管
４３  スクレーパ
４４  ケーシング
４８  移送管
５０  ロール
５１  無端ベルト
５２  ろ過面
【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】
2015024371.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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