(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高速撹拌槽と、駆動機により回転される回転軸と、回転軸に連結され、前記高速撹拌槽内に配置された高速撹拌翼とを備えた高速撹拌装置を用いて汚泥を凝集する凝集方法であって、
汚泥及び第１の高分子凝集剤を前記高速撹拌槽内に供給しながら、前記高速撹拌翼を１０００ｍｉｎ−１以上の回転速度で回転させて前記汚泥と前記第１の高分子凝集剤を混合して混合汚泥を形成させる混合工程と、
前記混合汚泥及び第２の高分子凝集剤をフロック形成装置に供給しながら、前記フロック形成装置で前記混合汚泥と前記第２の高分子凝集剤を混合してフロックを形成させるフロック形成工程とを含み、
前記高速撹拌翼と前記高速撹拌槽内の回転軸とからなる回転体が回転することによって形成される回転領域の体積をＶａ［Ｌ］とし、前記高速撹拌槽を通過する前記汚泥の流量をＦｂ［Ｌ／秒］とすると、体積Ｖａの流量Ｆｂに対する比の値は０．１２以上であり、
前記回転領域の断面のうち、前記汚泥の流れ方向に垂直で、最大面積を持つ断面をＤとし、前記断面Ｄの面積をＡｄ［ｃｍ２］とし、前記高速撹拌槽内の汚泥撹拌領域の断面であって、前記断面Ｄを含む断面をＥとし、前記断面Ｅの面積をＡｅ［ｃｍ２］とすると、面積Ａｄが面積Ａｅの０．７倍以上であることを特徴とする凝集方法。
【請求項２】
前記回転領域の体積Ｖａは０．３Ｌ〜３Ｌであることを特徴とする請求項１に記載の凝集方法。
【請求項３】
前記フロック形成装置は、回転する反応槽を備えた遠心脱水機であり、
回転する前記反応槽内で前記混合汚泥と前記第２の高分子凝集剤を混合し、フロックを形成させることを特徴とする請求項１又は２に記載の凝集方法。
【請求項４】
高速撹拌槽と、駆動機により回転される回転軸と、回転軸に連結され、前記高速撹拌槽内に配置された高速撹拌翼とを有し、前記高速撹拌翼を１０００ｍｉｎ−１以上の回転速度で回転させて汚泥と第１の高分子凝集剤を混合して混合汚泥を形成させる高速撹拌装置と、
前記混合汚泥と前記第２の高分子凝集剤を混合してフロックを形成させるフロック形成装置とを備え、
前記高速撹拌翼と前記高速撹拌槽内の回転軸とからなる回転体が回転することによって形成される回転領域の体積をＶａ［Ｌ］とし、前記高速撹拌槽を通過する前記汚泥の流量をＦｂ［Ｌ／秒］とすると、体積Ｖａの流量Ｆｂに対する比の値は０．１２以上であり、
前記回転領域の断面のうち、前記汚泥の流れ方向に垂直で、最大面積を持つ断面をＤとし、前記断面Ｄの面積をＡｄ［ｃｍ２］とし、前記高速撹拌槽内の汚泥撹拌領域の断面であって、前記断面Ｄを含む断面をＥとし、前記断面Ｅの面積をＡｅ［ｃｍ２］とすると、面積Ａｄが面積Ａｅの０．７倍以上であることを特徴とする凝集装置。
【請求項５】
前記回転領域の体積Ｖａは０．３Ｌ〜３Ｌであることを特徴とする請求項４に記載の凝集装置。
【請求項６】
前記フロック形成装置は、回転する反応槽を備えた遠心脱水機であり、
回転する前記反応槽内で前記混合汚泥と前記第２の高分子凝集剤を混合し、フロックを形成させることを特徴とする請求項４又は５のいずれか一項に記載の凝集装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚泥の凝集方法及び装置に関し、例えば、排水処理施設や浄水処理施設などから排出される汚泥の濃縮処理や脱水処理において、汚泥を凝集させる方法及びそれに用いる装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
廃棄物量を削減し、環境負荷を低減することが求められる中、排水処理施設や浄水処理施設などから排出される汚泥を減容化・減量化するための脱水処理技術や嫌気性処理技術は極めて重要であり、より効率的な汚泥の脱水処理技術や嫌気性処理技術が望まれている。
【０００３】
一般的に、汚泥の脱水処理は、凝集剤を用いて汚泥を凝集させる凝集工程と、脱水装置を用いて凝集汚泥を脱水する脱水工程とから構成される。汚泥の脱水処理の成功の可否は、凝集剤による汚泥の効率的な凝集に大きく依存する。
【０００４】
汚泥の嫌気性処理では、凝集剤を用いて汚泥を凝集させ、濃縮装置を用いて凝集汚泥を濃縮し、濃縮汚泥を嫌気性処理することが多い。汚泥の嫌気性処理でも、凝集剤による汚泥の効率的な凝集は重要である。
【０００５】
凝集剤を利用して汚泥を凝集させる方法のうち、１０００ｍｉｎ−１以上の回転速度で回転する撹拌翼を利用して汚泥と凝集剤を混合し、汚泥を凝集させる方法に関連する技術として、下記のような先行技術が知られている。
【０００６】
特許文献１には、汚泥処理ラインを流れる汚泥に、汚泥中の溶解物質、懸濁物質、微細な浮遊物質といった各種物質を凝集させる凝集剤を添加し、その凝集剤の凝集反応開始前に、汚泥処理ラインの途中に設けられた撹拌ポンプにより凝集剤添加汚泥を撹拌して、凝集剤を汚泥処理ラインの汚泥全般に微粒子状に分散させて、凝集剤の凝集反応によりフロックを形成する汚泥処理方法が記載されている。この特許文献１には、撹拌ポンプの回転数は、２００〜２０００ｍｉｎ−１程度から選択するのが望ましいと記載されている。
【０００７】
特許文献２には、第１の高分子凝集剤の溶液を汚泥に注入するとともに、１０００ｍｉｎ−１以上の回転速度で回転する高速撹拌装置により、汚泥と第１の高分子凝集剤の溶液とを混合して混合汚泥を調製する第１撹拌工程と、第２の高分子凝集剤の溶液を混合汚泥に注入するとともに、１０〜５００ｍｉｎ−１の回転速度で回転する低速撹拌装置により、混合汚泥と第２の高分子凝集剤の溶液を混合して凝集フロックを形成させる第２撹拌工程とを有する汚泥の凝集方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−３０７１００号公報
【特許文献２】国際公開第２０１２／１０８３１２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
１０００ｍｉｎ−１以上の回転速度で回転する撹拌翼により汚泥と凝集剤を混合すると、凝集反応は促進されるが、汚泥流量など運転条件の変更に合わせて混合条件を最適化することが困難であった。また、１０００ｍｉｎ−１以上の回転エネルギーが効率的に凝集反応に利用されるように、撹拌機の形状を最適化する必要があった。
【００１０】
本発明の目的は、汚泥流量など運転条件が変更されても、効率的に汚泥を凝集させることができる汚泥の凝集方法及び装置を提供することにある。また、１０００ｍｉｎ−１以上の回転エネルギーを効率的に凝集反応に利用できる汚泥の凝集方法及び装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した目的を達成するために、本発明の一態様は、高速撹拌槽と、駆動機により回転される回転軸と、回転軸に連結され、前記高速撹拌槽内に配置された高速撹拌翼とを備えた高速撹拌装置を用いて汚泥を凝集する凝集方法であって、汚泥及び第１の高分子凝集剤を前記高速撹拌槽内に供給しながら、前記高速撹拌翼を１０００ｍｉｎ−１以上の回転速度で回転させて前記汚泥と前記第１の高分子凝集剤を混合して混合汚泥を形成させる混合工程と、前記混合汚泥及び第２の高分子凝集剤をフロック形成装置に供給しながら、前記フロック形成装置で前記混合汚泥と前記第２の高分子凝集剤を混合してフロックを形成させるフロック形成工程とを含み、前記高速撹拌翼と前記高速撹拌槽内の回転軸とからなる回転体が回転することによって形成される回転領域の体積をＶａ［Ｌ］とし、前記高速撹拌槽を通過する前記汚泥の流量をＦｂ［Ｌ／秒］とすると、体積Ｖａの流量Ｆｂに対する比の値は０．１２以上であり、前記回転領域の断面のうち、前記汚泥の流れ方向に垂直で、最大面積を持つ断面をＤとし、前記断面Ｄの面積をＡｄ［ｃｍ２］とし、前記高速撹拌槽内の汚泥撹拌領域の断面であって、前記断面Ｄを含む断面をＥとし、前記断面Ｅの面積をＡｅ［ｃｍ２］とすると、面積Ａｄが面積Ａｅの０．７倍以上であることを特徴とする。
【００１２】
本発明の好ましい態様は、前記回転領域の体積Ｖａは０．３Ｌ〜３Ｌであることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記回転体自体の体積は、前記回転領域の体積Ｖａの０．５倍以下であることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記フロック形成装置は、低速撹拌槽と、駆動機により回転される低速撹拌翼とを備えた低速撹拌装置であり、前記低速撹拌翼を１０００ｍｉｎ−１より遅い回転速度で回転させて前記混合汚泥と前記第２の高分子凝集剤を混合し、フロックを形成させることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記フロック形成装置は、回転する反応槽を備えた遠心脱水機であり、回転する前記反応槽内で前記混合汚泥と前記第２の高分子凝集剤を混合し、フロックを形成させることを特徴とする。
【００１３】
本発明の他の態様は、高速撹拌槽と、駆動機により回転される回転軸と、回転軸に連結され、前記高速撹拌槽内に配置された高速撹拌翼とを有し、前記高速撹拌翼を１０００ｍｉｎ−１以上の回転速度で回転させて汚泥と第１の高分子凝集剤を混合して混合汚泥を形成させる高速撹拌装置と、前記混合汚泥と前記第２の高分子凝集剤を混合してフロックを形成させるフロック形成装置とを備え、前記高速撹拌翼と前記高速撹拌槽内の回転軸とからなる回転体が回転することによって形成される回転領域の体積をＶａ［Ｌ］とし、前記高速撹拌槽を通過する前記汚泥の流量をＦｂ［Ｌ／秒］とすると、体積Ｖａの流量Ｆｂに対する比の値は０．１２以上であり、前記回転領域の断面のうち、前記汚泥の流れ方向に垂直で、最大面積を持つ断面をＤとし、前記断面Ｄの面積をＡｄ［ｃｍ２］とし、前記高速撹拌槽内の汚泥撹拌領域の断面であって、前記断面Ｄを含む断面をＥとし、前記断面Ｅの面積をＡｅ［ｃｍ２］とすると、面積Ａｄが面積Ａｅの０．７倍以上であることを特徴とする凝集装置である。
【００１４】
本発明の好ましい態様は、前記回転領域の体積Ｖａは０．３Ｌ〜３Ｌであることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記回転体自体の体積は、前記回転領域の体積Ｖａの０．５倍以下であることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記フロック形成装置は、低速撹拌槽と、駆動機により回転される低速撹拌翼とを備えた低速撹拌装置であり、前記低速撹拌翼を１０００ｍｉｎ−１より遅い回転速度で回転させて前記混合汚泥と前記第２の高分子凝集剤を混合し、フロックを形成させることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記フロック形成装置は、回転する反応槽を備えた遠心脱水機であり、回転する前記反応槽内で前記混合汚泥と前記第２の高分子凝集剤を混合し、フロックを形成させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば下記のような効果がある。
（１）高分子凝集剤は粘性が高いため、汚泥に高分子凝集剤を均一に分散させることは難しい。本発明では、１０００ｍｉｎ−１以上の高速撹拌を利用して汚泥と高分子凝集剤を混合させるため、高分子凝集剤を汚泥に均一に分散させることができ、高分子凝集剤が持つ汚泥表面の電荷の中和作用と、吸着又は架橋作用を最大限利用することができる。本発明では、まず、混合工程で、第１の高分子凝集剤を汚泥に均一に分散させ、混合汚泥を形成させる。次のフロック形成工程で、混合汚泥と第２の高分子凝集剤とを混合させ、より大きなフロックに成長させる。この結果、ろ過性が高く、強固なフロックを形成できる。このようなフロックを形成させることにより、汚泥を脱水処理する場合には、ケーキ含水率を低減できるとともに、高分子凝集剤の使用量を削減することができる。また、汚泥を濃縮処理する場合には、濃縮汚泥濃度を高めることができるとともに、高分子凝集剤の使用量を削減することができる。
（２）本発明によれば、回転体の回転領域の体積Ｖａと、汚泥の流量Ｆｂ［Ｌ／秒］との比の値は０．１２以上である。汚泥流量Ｆｂが変更されても、体積Ｖａの流量Ｆｂに対する比の値が０．１２以上となるように高速撹拌装置を設計する、または複数の高速撹拌装置を接続することで、最適な混合条件が達成できる。あるいは、回転領域の体積Ｖａが固定である場合には、汚泥流量Ｆｂを変更することにより、最適な混合条件が達成できる。
（３）本発明によれば、体積Ｖａの流量Ｆｂに対する比の値は０．１２以上であり、体積Ｖａは０．３Ｌ〜３Ｌである。このような条件で高速撹拌装置を設計すれば、最適な大きさの高速撹拌装置を製作できるため、不必要に大きな高速撹拌装置を製作する必要がなくなり、装置の製作コスト、装置の設置スペース、撹拌に必要な電気代を削減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】汚泥の凝集装置の一実施形態を示した概略図である。
【図２】汚泥の凝集装置の他の実施形態を示した概略図である。
【図３】汚泥の凝集装置のさらに他の実施形態を示した概略図である。
【図４】汚泥の凝集装置のさらに他の実施形態を示した概略図である。
【図５】汚泥の凝集装置のさらに他の実施形態を示した概略図である。
【図６】高速撹拌装置の側面図である。
【図７】図６のＡ−Ａ線における断面図である。
【図８】図６のＢ−Ｂ線における断面図である。
【図９】高速撹拌装置の他の例を示す概略図である。
【図１０】高速撹拌装置のさらに他の例を示す概略図である。
【図１１】図１１（ａ）は、高速撹拌翼と、高速撹拌槽内の回転軸とから構成される回転体を示す模式図であり、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）に示す回転体が回転することによって形成される回転領域を示す模式図である。
【図１２】高速撹拌槽内の汚泥撹拌領域と、該汚泥撹拌領域内の回転体の回転領域を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、汚泥の凝集装置の一実施形態を示した概略図である。図１に示した凝集装置は、汚泥貯槽１、高速撹拌装置１１、低速撹拌装置２１、及び脱水機３１を備えている。より具体的には、高速撹拌装置１１は汚泥貯槽１に供給配管２を介して接続されており、低速撹拌装置２１は高速撹拌装置１１に供給配管３を介して接続されており、脱水機３１は低速撹拌装置２１に供給配管４を介して接続されている。高速撹拌装置１１には第１の高分子凝集剤溶解槽４１が第１の高分子凝集剤ポンプ４４を介して接続され、低速撹拌装置２１には第２の高分子凝集剤溶解槽４２が第２の高分子凝集剤ポンプ４５を介して接続されている。
【００１８】
高速撹拌装置１１は、高速撹拌槽１２と、駆動機１３と、駆動機１３により回転される回転軸１４と、回転軸１４に連結され、高速撹拌槽１２内に配置された高速撹拌翼１５とを備えている。低速撹拌装置２１は、低速撹拌槽２２と、駆動機２３と、駆動機２３により回転される回転軸２４と、回転軸２４に連結され、低速撹拌槽２２内に配置された低速撹拌翼２５とを備えている。低速撹拌翼２５は、高速撹拌翼１５よりも低い回転速度で回転するように構成されている。
【００１９】
汚泥は汚泥貯槽１に貯留され、汚泥貯槽１内の汚泥は供給配管２を通じて高速撹拌装置１１の高速撹拌槽１２内に供給される。第１の高分子凝集剤の溶液は、第１の高分子凝集剤ポンプ４４により、第１の高分子凝集剤溶解槽４１から高速撹拌装置１１の高速撹拌槽１２内に供給され、高速撹拌槽１２内の汚泥に第１の高分子凝集剤が注入される。高速撹拌装置１１は、高速で回転する高速撹拌翼１５により汚泥と第１の高分子凝集剤とを混合し、混合汚泥を形成させる。混合汚泥は、高速撹拌装置１１から供給配管３を通じて低速撹拌装置２１の低速撹拌槽２２内に供給される。但し、供給配管３を省略し、高速撹拌装置１１と低速撹拌装置２１は一体化されてもよい。
【００２０】
第２の高分子凝集剤の溶液は、第２の高分子凝集剤ポンプ４５により、第２の高分子凝集剤溶解槽４２から低速撹拌装置２１の低速撹拌槽２２内に供給され、低速撹拌槽２２内の混合汚泥に第２の高分子凝集剤が注入される。低速撹拌装置２１は、低速で回転する低速撹拌翼２５により混合汚泥と第２の高分子凝集剤とを混合し、混合汚泥を凝集させ、フロックを形成させる。本実施形態における低速撹拌装置２１は、フロック形成装置である。フロックは供給配管４を通じて脱水機３１に送られ、脱水機３１により脱水される。脱水されたフロックは脱水ケーキとして脱水機３１から排出される。
【００２１】
図２は、汚泥の凝集装置の他の実施形態を示した概略図である。特に説明しない本実施形態の構成は図１に示す実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。図２に示す実施形態では、第１の高分子凝集剤溶解槽４１は、汚泥貯槽１と高速撹拌装置１１とを接続する供給配管２に接続されている。したがって、第１の高分子凝集剤の溶液は、第１の高分子凝集剤ポンプ４４により、第１の高分子凝集剤溶解槽４１から供給配管２を流れる汚泥に注入される。汚泥と第１の高分子凝集剤は、供給配管２を通って高速撹拌装置１１の高速撹拌槽１２内に供給される。第２の高分子凝集剤溶解槽４２は、高速撹拌装置１１と低速撹拌装置２１とを接続する供給配管３に接続されており、第２の高分子凝集剤の溶液は、第２の高分子凝集剤ポンプ４５により、第２の高分子凝集剤溶解槽４２から供給配管３を流れる混合汚泥に注入される。混合汚泥と第２の高分子凝集剤は、供給配管３を通って低速撹拌装置２１の低速撹拌槽２２内に供給される。但し、供給配管３を省略し、高速撹拌装置１１と低速撹拌装置２１は一体化されてもよい。
【００２２】
図３は、汚泥の凝集装置のさらに他の実施形態を示した概略図である。特に説明しない本実施形態の構成は図１に示す実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。図３に示す実施形態では、第１の高分子凝集剤と第２の高分子凝集剤に同じ高分子凝集剤を使用している。この高分子凝集剤の溶液は、高分子凝集剤溶解槽４６に貯留されている。高分子凝集剤の溶液は、第１の高分子凝集剤ポンプ４４により、高分子凝集剤溶解槽４６から供給配管２を流れる汚泥に注入される。汚泥と高分子凝集剤は、供給配管２を通って高速撹拌装置１１の高速撹拌槽１２内に供給される。さらに、高分子凝集剤の溶液は、第２の高分子凝集剤ポンプ４５により、高分子凝集剤溶解槽４６から低速撹拌装置２１の低速撹拌槽２２内に供給され、低速撹拌槽２２内の混合汚泥に高分子凝集剤が注入される。
【００２３】
図４は、汚泥の凝集装置のさらに他の実施形態を示した概略図である。特に説明しない本実施形態の構成は図１に示す実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。図４に示す実施形態では、フロック形成装置として遠心脱水機５１が設けられている。この遠心脱水機５１は、図１及び図２に示す低速撹拌装置２１及び脱水機３１の両方の機能を兼ね備えている。
【００２４】
遠心脱水機５１は、供給配管３を介して高速撹拌装置１１に接続されている。遠心脱水機５１は、回転軸５４に連結された反応槽５２と、回転軸５４を介して反応槽５２を回転させる駆動機５３と、反応槽５２内に配置されたスクリューコンベア（図示せず）を、反応槽５２と相対的な差速をもって回転させるためのバックドライブモータ５５とギアボックス５６を備えている。スクリューコンベアは、反応槽５２と同軸に配置され、反応槽５２とは相対的な差速をもって回転可能となっている。反応槽５２の軸心及び回転軸５４は水平に延びている。
【００２５】
高速撹拌装置１１によって形成された混合汚泥は、反応槽５２に供給される。第２の高分子凝集剤溶解槽４２は反応槽５２に接続されており、第２の高分子凝集剤の溶液は、第２の高分子凝集剤ポンプ４５により、第２の高分子凝集剤溶解槽４２から反応槽５２内に供給される。反応槽５２およびスクリューコンベアが駆動機５３、バックドライブモータ５５およびギアボックス５６によって相対的な差速をもって回転されると、反応槽５２内の混合汚泥と第２の高分子凝集剤とが混合され、フロックが形成される。フロックは、回転する反応槽５２内で遠心力を受けて脱水され、さらにスクリューコンベアによって圧搾されて脱水ケーキとして遠心脱水機５１から排出される。このような遠心力を利用してフロックを脱水する遠心脱水機５１には、公知の装置を使用することができる。
【００２６】
図５は、汚泥の凝集装置のさらに他の実施形態を示した概略図である。特に説明しない本実施形態の構成は図４に示す実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。図５に示す実施形態では、第１の高分子凝集剤溶解槽４１は、汚泥貯槽１と高速撹拌装置１１とを接続する供給配管２に接続されている。したがって、第１の高分子凝集剤の溶液は、第１の高分子凝集剤ポンプ４４により、第１の高分子凝集剤溶解槽４１から供給配管２を流れる汚泥に注入される。第２の高分子凝集剤溶解槽４２は、高速撹拌装置１１と遠心脱水機５１とを接続する供給配管３に接続されており、第２の高分子凝集剤の溶液は、第２の高分子凝集剤ポンプ４５により、第２の高分子凝集剤溶解槽４２から供給配管３を流れる混合汚泥に注入される。混合汚泥と第２の高分子凝集剤は、供給配管３を通って遠心脱水機５１の反応槽５２内に供給される。但し、図４に示した実施形態と同様に、混合汚泥は、供給配管３を通って反応槽５２に供給され、第２の高分子凝集剤は、供給配管３を通らず反応槽５２内に供給されてもよい。
【００２７】
次に、上述した実施形態で使用される高速撹拌装置１１について詳細に説明する。図６は、高速撹拌装置１１の側面図である。図７は、図６のＡ−Ａ線における断面図であり、図８は、図６のＢ−Ｂ線における断面図である。高速撹拌装置１１は、モータなどの駆動源１３と、駆動源１３に接続されて、駆動源１３により回転する回転軸１４と、回転軸１４に連結された高速撹拌翼１５と、回転軸１４と同軸上に配置された円筒状の高速撹拌槽１２とを備える。高速撹拌翼１５は、高速撹拌槽１２内に収容されている。
【００２８】
高速撹拌槽１２の側面には、汚泥を高速撹拌槽１２に導入する流入配管６０と、当該汚泥を高速撹拌槽１２から排出する排出配管６１とが接続されている。これら流入配管６０と排出配管６１とは、高速撹拌装置１１の一部を構成する。流入配管６０及び排出配管６１は、供給配管２及び供給配管３にそれぞれ接続されている。
【００２９】
高速撹拌翼１５は、放射状に延びる４枚の羽根１８を有している。ただし、羽根１８の枚数は、本実施形態に限定されず、羽根１８の枚数は４枚よりも少なくても、または多くてもよい。また、本実施形態の羽根１８の形状は矩形状であるが、台形、半円状など他の形状であってもよい。
【００３０】
高速撹拌槽１２の内周面には、高速撹拌翼１５に近接する複数のバッフル６５が設けられる。高速撹拌翼１５によって撹拌された汚泥は、高速撹拌槽１２の内周面に設けたバッフル６５に衝突することで乱流を形成し、高速撹拌槽１２内に渦を発生させる。その結果、汚泥と凝集剤とを、短時間で効率良く混合させることができる。ただし、バッフル６５は設けなくてもよい。
【００３１】
先端側円板６７及び後端側円板６８が、高速撹拌翼１５を挟むように回転軸１４の長手方向に沿って並んでいる。これら先端側円板６７及び後端側円板６８は、高速撹拌翼１５に近接して配置されている。先端側円板６７と後端側円板６８は、回転軸１４の長手方向に対して垂直な円板で構成されており、先端側円板６７及び後端側円板６８の中心は回転軸１４の中心に一致している。先端側円板６７と後端側円板６８は、高速撹拌槽１２の内径よりも小さく、高速撹拌翼１５の直径よりも大きな直径を有している。高速撹拌槽１２内には、汚泥撹拌領域１２Ａが形成されている。この汚泥撹拌領域１２Ａは、高速撹拌槽１２の内周面と、先端側円板６７と、後端側円板６８とにより形成される。
【００３２】
後端側円板６８は、回転軸１４に固定されており、回転軸１４と共に回転する。先端側円板６７は、プラグ６９に固定されており、高速撹拌翼１５が回転しても、先端側円板６７は回転しない。先端側円板６７と高速撹拌翼１５との間、及び後端側円板６８と高速撹拌翼１５との間には、均一な狭い隙間が形成されている。円板６７，６８と高速撹拌翼１５との隙間は、バッフル６５と高速撹拌翼１５との隙間とほぼ同じ大きさである。このように高速撹拌翼１５の全体には均一な隙間が形成されているので、高速撹拌翼１５は、汚泥を効率良く撹拌することができる。その結果、汚泥と凝集剤とを効率良く混合することができる。
【００３３】
高速撹拌装置１１は他の構成を有してもよい。例えば、図９に示すように、高速撹拌装置１１は、Ｔ字型配管（所謂チーズ配管）から構成される高速撹拌槽１２を有してもよいし、図１０に示すように、汚泥が高速撹拌翼１５の軸方向に流れる高速撹拌槽１２を有してもよい。
【００３４】
（１）汚泥
処理の対象となる汚泥は、有機性汚泥、無機性汚泥のいずれでもよい。
有機性汚泥としては、例えば下水処理、し尿処理、各種産業の排水処理において発生する有機性汚泥などを挙げることができる。より具体的には、最初沈殿池汚泥、余剰汚泥、嫌気性消化汚泥、好気性消化汚泥、生し尿、浄化槽汚泥、消化脱離液、凝集沈殿汚泥、凝集加圧浮上汚泥などを挙げることができる。有機性汚泥は無機物を含んでもよい。
無機性汚泥としては、例えば浄水処理、建設工事の排水処理、各種産業の排水処理において発生する無機性汚泥などを挙げることができる。ここで、浄水処理で発生する汚泥とは、浄水処理施設における沈殿池、排泥池、濃縮槽などから排出される汚泥などである。無機性汚泥は有機物を含んでもよい。
【００３５】
本処理方法では、有機性汚泥、無機性汚泥のいずれも被処理物とすることができるが、本発明の効果をより享受できるという観点からすると、有機性汚泥が好ましく、その中でも、難脱水性の嫌気性消化汚泥が特に好ましい。また、本処理方法では、あらかじめ汚泥に無機凝集剤や有機凝結剤を注入してもよい。
但し、以上は例示であり、処理の対象となる汚泥はこれらに限定されるものではない。
【００３６】
（２）第１の高分子凝集剤及び第２の高分子凝集剤
第１の高分子凝集剤及び第２の高分子凝集剤としては、カチオン性高分子凝集剤、両性高分子凝集剤、アニオン性高分子凝集剤、ノニオン性高分子凝集剤など挙げられる。
カチオン性高分子凝集剤としては、カチオン性モノマの重合体、カチオン性モノマとノニオン性モノマとの共重合体などが挙げられる。両性高分子凝集剤としては、カチオン性モノマとアニオン性モノマとの共重合体、カチオン性モノマとアニオン性モノマとノニオン性モノマとの共重合体などが挙げられる。アニオン性高分子凝集剤としては、アニオン性モノマの重合体、アニオン性モノマとノニオン性モノマとの共重合体などが挙げられる。ノニオン性高分子凝集剤としては、ノニオン性モノマの重合体などが挙げられる。
【００３７】
カチオン性モノマとしては、ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリレート、ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリレートの３級塩、ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリレートの４級塩などが挙げられ、例えば、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレートの３級塩、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレートの４級塩などが挙げられる。アニオン性モノマとしては、（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリル酸ナトリウムなどが挙げられる。ノニオン性モノマとしては、（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチル（メタ）アクリルアミドなどが挙げられる。アクリレート又はメタクリレートを（メタ）アクリレートと表す。また、アクリル酸又はメタクリル酸を（メタ）アクリル酸と表す。また、アクリルアミド又はメタクリルアミドを（メタ）アクリルアミドと表す。
【００３８】
また、カチオン性高分子凝集剤としては、アミジン単位を有するアミジン系高分子凝集剤、アミジン系高分子凝集剤と上記の非アミジン系高分子凝集剤を混合した高分子凝集剤などが挙げられる。
また、第１の高分子凝集剤と第２の高分子凝集剤は同じであってもよいし、異なってもよい。
第１の高分子凝集剤及び第２の高分子凝集剤を溶解させる溶媒としては、純水、水道水、工業用水、地下水、各種排水処理の処理水、海水などを挙げることができる。高分子凝集剤の凝集力を最大限発揮させる観点からは、純水、水道水を使用することが好ましい。一方、経済性の観点からは、工場用水、地下水、各種排水処理の処理水を使用することが好ましい。
但し、以上は例示であり、第１の高分子凝集剤、第２の高分子凝集剤、及び溶媒はこれらに限定されるものではない。
【００３９】
（３）混合工程
混合工程では、上述した高速撹拌装置１１が使用される。混合工程では、汚泥に第１の高分子凝集剤の溶液を加えながら、高速撹拌翼１５を１０００ｍｉｎ−１以上の回転速度で回転させることによって、汚泥と第１の高分子凝集剤の溶液とを混合して混合汚泥を形成する。高速撹拌により汚泥と第１の高分子凝集剤を混合するため、第１の高分子凝集剤を汚泥中に均一に分散させることができ、第１の高分子凝集剤が持つ汚泥表面の電荷の中和作用と、吸着又は架橋作用を最大限利用することができる。第１の高分子凝集剤の溶液は、図１に示すように高速撹拌装置１１内の汚泥に加えてもよく、または図２に示すように供給配管２内を流れる汚泥に加えてもよい。
【００４０】
無機凝集剤を汚泥に加えて撹拌した場合には、汚泥表面の電荷中和作用のみが凝集に利用される。本実施形態では、第１の高分子凝集剤を汚泥に加えて高速撹拌することにより、第１の高分子凝集剤の持つ電荷の中和作用とともに、吸着又は架橋作用を利用できるので、より大きく、強固なフロックを形成できる。このため、無機凝集剤のみを汚泥に加えて撹拌した場合に比べて、ろ過速度がより一層大きく、より高い圧搾力での脱水処理が可能となる。また、濃縮汚泥濃度をより一層高められ、より効率的な濃縮処理が可能となる。
【００４１】
混合工程での高速撹拌翼１５の回転速度は、１０００ｍｉｎ−１以上が好ましい。より好ましい回転速度は１５００ｍｉｎ−１以上である。さらにより好ましい回転速度は２０００ｍｉｎ−１以上である。高速撹拌翼１５の回転速度の上限は特に設ける必要はないが、高速撹拌翼１５の回転速度が１００００ｍｉｎ−１までは特に問題が生じないことが実験により確認されている。実用的には、高速撹拌翼１５の回転速度は、１０００ｍｉｎ−１以上５０００ｍｉｎ−１以下である。高速撹拌翼１５の端部の周速は、３〜２０ｍ／秒が好ましい。
【００４２】
図１１（ａ）は、高速撹拌翼１５と、高速撹拌槽１２内の回転軸１４とから構成される回転体７０を示す模式図である。回転体７０は、高速撹拌翼１５と、高速撹拌槽１２内に位置する回転軸１４の一部とから構成される。図１１（ｂ）は、図１１（ａ）に示す回転体７０が回転することによって形成される回転領域７０Ａを示す。
【００４３】
回転する回転体７０から形成される回転領域７０Ａの体積Ｖａ［Ｌ］は、汚泥の種類、汚泥の性状、第１の高分子凝集剤の物性、第１の高分子凝集剤の溶解濃度などに合わせて決定することが好ましい。とりわけ、回転領域７０Ａの体積をＶａ［Ｌ］とし、高速撹拌槽１２を通過する汚泥の流量をＦｂ［Ｌ／秒］とすると、体積Ｖａの流量Ｆｂに対する比の値Ｒは、０．１２以上であることが重要である。体積Ｖａの流量Ｆｂに対する比の値Ｒは次の式（１）で表される。
Ｒ＝Ｖａ／Ｆｂ        （１）
体積Ｖａの流量Ｆｂに対する比の値Ｒは、好ましくは０．１５以上であり、さらに好ましくは０．２０以上である。体積Ｖａの流量Ｆｂに対する比の値Ｒの上限は、特に限定されないが、有意な変化がもたらされる観点から、体積Ｖａの流量Ｆｂに対する比の値Ｒは、好ましくは５．０以下であり、より好ましくは３．０以下である。
【００４４】
回転領域７０Ａの体積Ｖａは、０．３Ｌ〜３．０Ｌであることが好ましく、より好ましくは、体積Ｖａが０．３Ｌ〜２．０Ｌである。さらに好ましくは、体積Ｖａが０．３Ｌ〜１．５Ｌである。回転領域７０Ａの体積Ｖａは、複数の高速撹拌装置１１を直列または並列に接続させることによっても変更可能である。
【００４５】
図１１（ａ）に示す回転体７０自体の体積Ｖｃ［Ｌ］が、回転領域７０Ａの体積Ｖａ［Ｌ］の０．５倍以下であることが好ましい。より好ましくは、回転体７０の体積Ｖｃが回転領域７０Ａの体積Ｖａの０．４倍以下である。さらにより好ましくは、回転体７０の体積Ｖｃが回転領域７０Ａの体積Ｖａの０．３５倍以下である。
【００４６】
図１２は、高速撹拌槽１２内の汚泥撹拌領域１２Ａと、該汚泥撹拌領域１２Ａ内の回転体７０の回転領域７０Ａを示す模式図である。回転領域７０Ａの断面のうち、汚泥の流れ方向に垂直であり、最大面積を持つ断面をＤとし、断面Ｄの面積をＡｄ［ｃｍ２］とし、汚泥撹拌領域１２Ａの断面であって、断面Ｄを含む断面をＥとし、断面Ｅの面積をＡｅ［ｃｍ２］とした場合、面積Ａｄが面積Ａｅの０．７倍以上であることが重要である。より好ましくは、面積Ａｄが面積Ａｅの０．８倍である。さらにより好ましくは、面積Ａｄが面積Ａｅの０．９倍である。
【００４７】
高速撹拌槽１２内の汚泥撹拌領域１２Ａは、実質的に汚泥と第１の高分子凝集剤とが混合される空間である。高速撹拌槽１２に、空気層、邪魔板、スペーサなどを設け、汚泥と第１の高分子凝集剤汚泥の流入を抑制し、汚泥と第１の高分子凝集剤とが混合される空間を制限してもよく、この場合、空気層、邪魔板、スペーサなどで制限された空間が高速撹拌槽１２内の汚泥撹拌領域１２Ａとなる。高速撹拌槽１２内にある回転軸１４の半径は、高速撹拌翼１５の最大回転半径の０．２５倍〜０．６５倍の範囲であることが好ましい。高速撹拌翼１５や回転軸１４は、高速撹拌翼１５や回転軸１４に絡んだし渣分などを取り除くことを目的に、運転状況に合わせて通常とは逆方向に回転させてもよい。
【００４８】
（４）フロック形成工程
フロック形成工程では、混合工程で形成した混合汚泥に第２の高分子凝集剤の溶液を加え、混合汚泥と第２の高分子凝集剤の溶液とを混合して、フロックを形成させる。フロック形成工程では、フロック形成装置として上述した低速撹拌装置２１が使用される。低速撹拌装置２１で混合汚泥と第２の高分子凝集剤を比較的ゆっくりと混合することにより、フロックを成長させ、大きなフロックを形成させることができ、ろ過性のよい、強固なフロックを得ることができる。低速撹拌とは、１０００ｍｉｎ−１以上の高速撹拌よりも遅い撹拌である。低速撹拌装置２１の低速撹拌翼２５の回転速度としては１０〜５００ｍｉｎ−１が好ましい。
【００４９】
フロック形成工程では、フロック形成装置として、低速撹拌装置２１に代えて、上記遠心脱水機５１を使用してもよい。遠心脱水機５１は、反応槽５２を回転させることによって、遠心力を利用して混合汚泥と第２の高分子凝集剤を混合することによりフロックを成長させ、大きなフロックを形成させることができる。
【００５０】
（５）脱水
フロック形成工程でフロックが形成された後は、図１及び図２に示す脱水機３１により固液分離され、脱水ケーキ及びろ液が脱水機３１から排出される。脱水方法としては、圧力を加えて脱水する手段が採用されるのが一般的であるが、特に限定するものではない。例えば、従来から汚泥脱水に使用される脱水機を用いることができ、例えば、スクリュープレス、ベルトプレス、遠心脱水機、真空脱水機、多重円板型脱水機、多重円盤型スクリュープレス、フィルタープレス、ロータリープレスなどを用いることができる。
【００５１】
また、フロック形成工程と脱水工程を同時に行うことも可能である。例えば、図４及び図５に示す遠心脱水機５１は、フロック形成工程と脱水工程とを同時に行うことができる。遠心脱水機５１の具体例として、例えば、特開２０１０−２６４４１７号に開示される装置が挙げられる。この遠心脱水機は、内部に空間を有し、遠心力の作用により汚泥をケーキと脱水分離液とに分離する回転ボウル（上記反応槽５２に相当）と、回転ボウルとは異なる速度で回転し、回転ボウル内で形成されたケーキを排出口に移送するスクリューコンベアと、回転ボウル内に汚泥を供給する手段と、回転ボウル内に供給される汚泥に高分子凝集剤を供給する手段とを備える。このような遠心脱水機では、回転ボウル内に供給された汚泥と高分子凝集剤は、遠心力の作用によって混合され、回転ボウル内でフロックが形成される。形成されたフロックは遠心力の作用により脱水される。
【００５２】
（６）濃縮
フロック形成工程でフロックが形成された後は、濃縮装置によりさらに固液分離されてもよい。濃縮方法としては、重力濃縮方式や機械濃縮方式が採用されるのが一般的であるが、特に限定するものではない。例えば、従来から汚泥濃縮に使用される濃縮装置を用いることができ、例えば、重力濃縮槽、加圧浮上槽、スクリュープレス、ベルトプレス、遠心濃縮機、多重円板型濃縮機、多重円盤型スクリュープレスなどを用いることができる。
【００５３】
次に、実施例及び比較例により、本発明を具体的に説明する。
［実施例１］
本試験では、汚泥に第１の高分子凝集剤の溶液を加えて、高速撹拌により汚泥と第１の高分子凝集剤とを混合して混合汚泥を形成し、次に、混合汚泥に第２の高分子凝集剤を加えて、フロック形成装置によりフロックを形成し、最後にスクリュープレスでフロックを脱水した。本試験では、１０００ｍｉｎ−１以上の高速撹拌により、ケーキ含水率が低減でき、第１の高分子凝集剤及び第２の高分子凝集剤の合計注入量を削減できることを確認した。
【００５４】
本試験では、汚泥には嫌気性消化汚泥を用いた。また、第１の高分子凝集剤及び第２の高分子凝集剤にはカチオン性高分子凝集剤を使用した。第１の高分子凝集剤及び第２の高分子凝集剤の溶解濃度はともに２ｇ／Ｌとした。図１１（ｂ）に示す回転領域７０Ａの体積Ｖａ［Ｌ］が０．５Ｌであり、図１１（ａ）に示す回転体７０の体積Ｖｃ［Ｌ］が回転領域７０Ａの体積Ｖａ［Ｌ］の０．３倍である高速撹拌装置１１を使用した。回転領域７０Ａの最大断面Ｄの面積Ａｄ［ｃｍ２］は、高速撹拌槽１２内の汚泥撹拌領域１２Ａの断面Ｅの面積Ａｅ［ｃｍ２］の０．８倍であった。フロック形成装置には図１及び図２に示す低速撹拌装置２１を使用し、低速撹拌翼２５の回転速度は５０ｍｉｎ−１とした。
【００５５】
試験手順は以下の通りである。汚泥（汚泥流量１．５ｍ３／ｈ）に合計注入量の６５％の第１の高分子凝集剤の溶液を加え、高速撹拌装置１１（高速撹拌翼１５の回転速度５００〜３０００ｍｉｎ−１）により汚泥と第１の高分子凝集剤を混合し、混合汚泥を形成した。次に、混合汚泥に合計注入量の３５％の第２の高分子凝集剤の溶液を加え、低速撹拌装置２１（低速撹拌翼２５の回転速度５０ｍｉｎ−１）により混合汚泥と第２の高分子凝集剤を混合し、フロックを形成させた。最後に、スクリュープレスからなる脱水機３１（図１及び図２参照）でフロックを脱水し、得られたケーキの含水率（％）を測定した。第１の高分子凝集剤及び第２の高分子凝集剤の合計注入量は汚泥のＴＳ（Total  Solids）に対して、１．４〜１．８質量％であった。
【００５６】
試験結果を表１に示す。これらの試験結果から、高速撹拌翼１５の回転速度が１０００ｍｉｎ−１でケーキ含水率を低減できるとともに、高分子凝集剤の合計注入量も削減できることが分かった。
【表１】
0006454621.tif 000002
【００５７】
［実施例２］
本試験では、汚泥に第１の高分子凝集剤の溶液を加えて、高速撹拌により汚泥と第１の高分子凝集剤とを混合し、次に、混合汚泥に第２の高分子凝集剤を加えて、フロック形成装置によりフロックを形成し、最後にベルトプレスでフロックを脱水した。本試験では、回転領域７０Ａの体積Ｖａ［Ｌ］と汚泥流量Ｖｂ［Ｌ／秒］との比の値Ｒと、ケーキ含水率との関係を調べた。
【００５８】
本試験では、汚泥には嫌気性消化汚泥を用いた。また、第１の高分子凝集剤及び第２の高分子凝集剤にはカチオン性高分子凝集剤を使用した。第１の高分子凝集剤及び第２の高分子凝集剤の溶解濃度はともに２ｇ／Ｌとした。図１１（ｂ）に示す回転領域７０Ａの体積Ｖａ［Ｌ］が０．５Ｌであり、図１１（ａ）に示す回転体７０の体積Ｖｃ［Ｌ］が回転領域７０Ａの体積Ｖａ［Ｌ］の０．３倍である高速撹拌装置１１を使用した。回転領域７０Ａの最大断面Ｄの面積Ａｄ［ｃｍ２］は、高速撹拌槽１２内の汚泥撹拌領域１２Ａの断面Ｅの面積Ａｅ［ｃｍ２］の０．８倍であった。フロック形成装置には図１及び図２に示す低速撹拌装置２１を使用し、低速撹拌翼２５の回転速度は５０ｍｉｎ−１とした。
【００５９】
試験手順は以下の通りである。汚泥（汚泥流量１．５〜１８ｍ３／ｈ）に合計注入量の６５％の第１の高分子凝集剤の溶液を加え、高速撹拌装置１１（高速撹拌翼１５の回転速度２０００ｍｉｎ−１）により汚泥と第１の高分子凝集剤を混合し、混合汚泥を形成した。次に、２５０ｍＬの混合汚泥に合計注入量の３５％の第２の高分子凝集剤の溶液を加え、低速撹拌装置２１（低速撹拌翼２５の回転速度５０ｍｉｎ−１）により混合汚泥と第２の高分子凝集剤を混合し、フロックを形成させた。最後に、ベルトプレスからなる脱水機３１（図１及び図２参照）でフロックを脱水し、得られたケーキの含水率（％）を測定した。第１の高分子凝集剤及び第２の高分子凝集剤の合計注入量は汚泥のＴＳ（Total  Solids）に対して、１．８質量％とした。
【００６０】
試験結果を表２に示す。これらの試験結果から分かるように、Ｒが０．１２以上のとき、ケーキ含水率を低減できた。
【表２】
0006454621.tif 000003
【００６１】
［実施例３］
本試験では、汚泥に第１の高分子凝集剤の溶液を加えて、高速撹拌により汚泥と第１の高分子凝集剤とを混合し、次に、混合汚泥に第２の高分子凝集剤を加えて、フロック形成装置によりフロックを形成し、最後にベルトプレスでフロックを脱水した。本試験では、回転領域７０Ａの体積Ｖａ［Ｌ］と汚泥流量Ｖｂ［Ｌ／秒］との比の値Ｒと、ケーキ含水率との関係を調べた。本試験では、実施例２とは別の汚泥及び別の高速撹拌装置を使用した。
【００６２】
本試験で用いた汚泥は、嫌気性消化汚泥であるが、実施例２の汚泥とは異なる。第１の高分子凝集剤及び第２の高分子凝集剤にはカチオン性高分子凝集剤を使用した。第１の高分子凝集剤及び第２の高分子凝集剤の溶解濃度はともに２ｇ／Ｌとした。図１１（ｂ）に示す回転領域７０Ａの体積Ｖａ［Ｌ］が０．９５Ｌであり、図１１（ａ）に示す回転体７０の体積Ｖｃ［Ｌ］が回転領域７０Ａの体積Ｖａ［Ｌ］の０．３倍である高速撹拌装置１１を使用した。回転領域７０Ａの最大断面Ｄの面積Ａｄ［ｃｍ２］は、高速撹拌槽１２内の汚泥撹拌領域１２Ａの断面Ｅの面積Ａｅ［ｃｍ２］の０．８倍であった。フロック形成装置には図１及び図２に示す低速撹拌装置２１を使用し、低速撹拌翼２５の回転速度は５０ｍｉｎ−１とした。
【００６３】
試験手順は以下の通りである。汚泥（汚泥流量５〜２５ｍ３／ｈ）に合計注入量の６５％の第１の高分子凝集剤の溶液を加え、高速撹拌装置１１（高速撹拌翼１５の回転速度２０００ｍｉｎ−１）により汚泥と第１の高分子凝集剤を混合し、混合汚泥を調製した。次に、２５０ｍＬの混合汚泥に合計注入量の３５％の第２の高分子凝集剤の溶液を加え、低速撹拌装置２１（低速撹拌翼２５の回転速度５０ｍｉｎ−１）により混合汚泥と第２の高分子凝集剤を混合し、フロックを形成させた。最後に、ベルトプレスからなる脱水機３１（図１及び図２参照）でフロックを脱水し、得られたケーキの含水率（％）を測定した。第１の高分子凝集剤及び第２の高分子凝集剤の合計注入量は汚泥のＴＳ（Total  Solids）に対して、２．０質量％とした。
【００６４】
試験結果を表３に示す。これらの試験結果から分かるように、Ｒが０．１２以上のとき、ケーキ含水率を低減できた。
【００６５】
【表３】
0006454621.tif 000004
【００６６】
［実施例４］
本試験では、汚泥に第１の高分子凝集剤の溶液を加えて、高速撹拌により汚泥と第１の高分子凝集剤とを混合し、次に、フロック形成装置として、反応槽５２を備えた遠心脱水機５１（図４及び図５参照）を用い、遠心脱水機５１に混合汚泥と第２の高分子凝集剤を供給し、回転する反応槽５２で混合汚泥と第２の高分子凝集剤を混合してフロックを形成させるとともに、フロックを脱水した。本試験では、フロック形成装置として反応槽５２を備えた遠心脱水機５１を用いた場合でも、汚泥の脱水が効率化されるかどうかを調べた。
【００６７】
本試験では、汚泥として、し尿処理場の排水処理設備から排出される余剰汚泥と凝集沈殿汚泥の混合汚泥を用いた。また、第１の高分子凝集剤及び第２の高分子凝集剤にはカチオン性高分子凝集剤を使用した。第１の高分子凝集剤及び第２の高分子凝集剤の溶解濃度はともに２ｇ／Ｌとした。図１１（ｂ）に示す回転領域７０Ａの体積Ｖａ［Ｌ］が０．５Ｌであり、図１１（ａ）に示す回転体７０の体積Ｖｃ［Ｌ］が回転領域７０Ａの体積Ｖａ［Ｌ］の０．３倍である高速撹拌装置１１を使用した。回転領域７０Ａの最大断面Ｄの面積Ａｄ［ｃｍ２］は、高速撹拌槽１２内の汚泥撹拌領域１２Ａの断面Ｅの面積Ａｅ［ｃｍ２］の０．８倍であった。
【００６８】
試験手順は以下の通りである。
汚泥（汚泥流量２．４ｍ３／ｈ）に合計注入量の５０％の第１の高分子凝集剤の溶液を加え、高速撹拌装置１１（高速撹拌翼１５の回転速度２１００ｍｉｎ−１）により汚泥と高分子凝集剤を混合し、混合汚泥を調製した。次に、遠心脱水機５１（反応槽５２の回転速度は３０００ｍｉｎ−１）に混合汚泥と、合計注入量の５０％の第２の高分子凝集剤の溶液を供給した。遠心脱水機５１内で混合汚泥と第２の高分子凝集剤を混合してフロックを形成させるとともに、フロックを脱水した。最後に、得られたケーキの含水率（％）を測定した。第１の高分子凝集剤及び第２の高分子凝集剤の合計注入量は汚泥のＴＳ（Total  Solids）に対して、１．１質量％とした。
【００６９】
比較試験として、遠心脱水機５１（反応槽５２の回転速度３０００ｍｉｎ−１）に汚泥（汚泥流量２．４ｍ３／ｈ）と高分子凝集剤（汚泥のＴＳに対して１．１質量％）を供給した。遠心脱水機５１内で汚泥と高分子凝集剤を混合してフロックを形成させるとともに、フロックを脱水した。最後に、得られたケーキの含水率（％）を測定した。高分子凝集剤としては、上記第１の高分子凝集剤と第２の高分子凝集剤と同じカチオン性高分子凝集剤を使用した。
【００７０】
試験結果を表４に示す。これらの試験結果から、フロック形成装置に回転する反応槽を備えた遠心脱水機を用いた場合でも、ケーキ含水率が低減でき、汚泥の脱水が効率化されることを確認した。
【表４】
0006454621.tif 000005
【００７１】
上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうる。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲に解釈されるものである。
【符号の説明】
【００７２】
１    汚泥貯槽
２，３，４    供給配管
１１    高速撹拌装置
１２    高速撹拌槽
１３    駆動機
１４    回転軸
１５    高速撹拌翼
２１    低速撹拌装置
３１    脱水機
２２    低速撹拌槽
２３    駆動機
２４    回転軸
２５    低速撹拌翼
４１    第１の高分子凝集剤溶解槽
４４    第１の高分子凝集剤ポンプ
４２    第２の高分子凝集剤溶解槽
４５    第２の高分子凝集剤ポンプ
４６    高分子凝集剤溶解槽
５１    遠心脱水機
５２    反応槽
５４    回転軸
５３    駆動機
７０      回転体
７０Ａ    回転領域
【図１】
0006454621.tif 000006
【図２】
0006454621.tif 000007
【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】
0006454621.tif 000013
【図９】
0006454621.tif 000014
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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