(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原液を固液分離する固液分離機、および
水槽と、該水槽に鉛直方向に配設され、円周に複数の羽根が間隙をもって設けられた回転筒とからなる固液分離槽
を備えた固液分離システムにおいて、
前記固液分離機では、原液を濃縮汚泥と分離液に固液分離し、
前記固液分離槽では、前記分離液を、回転する回転筒に流入させて上澄水と濃縮液に固液分離する
ことを特徴とする固液分離システム。
【請求項２】
前記濃縮液を前記固液分離機へ返送する濃縮液返送管を有する
ことを特徴とする請求項１記載の固液分離システム。
【請求項３】
前記固液分離槽で分離された濃縮液を貯留する濃縮液貯留器を有する
ことを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の固液分離システム。
【請求項４】
濃縮液貯留器は、
液面下で開口する吸気管および液面上で開口する排気管を有する
ことを特徴とする請求項３記載の固液分離システム。
【請求項５】
固液分離機は、
原液を脱水処理する脱水機
または原液を濃縮処理する濃縮機である
ことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の固液分離システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、下水、産業廃水、農業集落排水、漁業集落排水、雨水などの汚濁水、生物処理槽混合液、汚濁水を処理した際に発生する汚泥（生物処理系余剰汚泥や凝集汚泥）等を固液分離する固液分離システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、汚濁水は、スクリーンやフィルタなどを使用した一次処理において夾雑物が除去され、活性汚泥法などを利用した二次処理において下層の生物系汚泥と上層の上澄水に固液分離される。また、汚濁水を処理した際に発生する汚泥は、主に減量化を目的に濃縮汚泥と分離水に固液分離される。これらの固液分離において用いられる固液分離システムは、重力式と機械式に大別される。
【０００３】
重力式固液分離システムには、重力濃縮槽、凝集濃縮槽、重力沈殿槽、凝集沈殿槽などの固液分離槽が用いられる。このような重力式固液分離システムでは、汚濁水、汚泥等の原液にその性状により凝集剤などの薬品が注入され、汚泥のフロック化が促進される。そして、槽内では汚泥フロックが濃縮液や濃縮汚泥として重力によって沈降し、分離した上澄水が排出される。
【０００４】
他方、機械式固液分離システムには、遠心式、常圧浮上式、スクリーン（ベルト）式などの固液分離機が用いられているが、遠心分離法の固液分離機を採用している場合が多い。遠心式固液分離機は（薬品注入は任意）、原液を回転させて比重が１よりも大きな汚泥と分離液とに固液分離するものである。常圧浮上式固液分離機は、原液に薬品と起泡剤を用いて汚泥に微細な気泡を付着させ、汚泥の見かけ上の比重を１よりも小さくして汚泥を強制的に浮上させて固液分離するものである。スクリーン式固液分離機は、原液に薬品を用いると共に金属フィルタや濾布を用いて固液分離するものであり、設備費や電力費が安いことから近年多用されている。
【０００５】
この種のスクリーン式固液分離機の一例として、特開２００１−１７０４０３号公報に開示されたスクリーン濃縮機がある。このスクリーン濃縮機は、潜流堰と越流堰によって流入槽、混和槽、および分離槽に区画されている。流入槽には沈殿池等からの管路が導かれ、混和槽には撹拌機が配置され、分離槽にはスクリーン装置が配置されている。そして、スクリーン装置は、汚泥フロックを捕捉するバースクリーン、このバースクリーンによって捕捉された汚泥フロックを掻き揚げるレーキ部、およびこのレーキ部をバースクリーンに沿って移動させる駆動装置によって構成されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−１７０４０３号公報（段落００１１〜００１４、および図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の重力式固液分離機は、一般的に浮遊物質濃度の比較的低い原液を処理するのに適しており、分離した濃縮液の浮遊物質濃度が低く、固液分離槽の設置面積が必要であるが、動力を必要とする機器が少ないというメリットがある。しかし、薬品を注入しない場合に固液分離した上澄水の水質が悪く、薬品を注入した場合には、上澄水の水質が良好になるが薬品代などランニングコストの上昇等を招いてしまう問題があった。
【０００８】
また、重力式固液分離機は、固液分離槽に原液を導入して、汚泥フロックを重力沈降させ、上澄水を得る構造であり、良質の上澄水を得るためには、固液分離槽内に形成される上澄水と汚泥フロックとの境界面、いわゆる汚泥界面を適正な高さ以下に保持して上澄水の層の水深を確保する必要がある。浮遊物質濃度の高い原液を固液分離する場合、固液分離槽内の汚泥フロックの比率が増大するため、汚泥界面が上昇し、上澄水の層の水深が低下して固液分離能力が大幅に低下してしまうので、重力式固液分離機は、基本的にこのような原液の固液分離には適していない。凝集剤などの薬品の注入量を増やして汚泥のフロック化をさらに促進させると良質な上澄水を得ることは可能であるが、上澄水の層はそれほど低下せず、また薬品費も増大してしまう。重力式固液分離機は、動力費が安いのがメリットであるにも係わらず、薬品費が増大してしまうので、浮遊物質濃度の高い原液を固液分離しようとする場合、そのメリットが失われてしまう問題があった。
【０００９】
機械式固液分離システムは、浮遊物質濃度の高い原水に対しても容易に対応可能であるメリットがあるが、その反面、それぞれ以下に示すような問題点がある。従来の遠心式固液分離機は、安定した分離性能（制御性）が得られる反面、設備費や動力費が高くなってしまう。また、重力式固液分離機の場合と同様に薬品を注入しない場合には分離水の水質が悪く、薬品を注入した場合には分離水の水質が良好になるが薬品代などランニングコストの上昇等を招く。従来の常圧浮上式固液分離機は、分離液の水質が極めて良好である反面、設備費や維持管理費が高いばかりでなく、複数種の薬品が必要となることにより薬品費が高く負担が大きくなってしまう。そして、従来のスクリーン式固液分離機は、設備費や動力費が安い反面、薬品費が高いうえに、分離液の水質が悪く、更にはスクリーンを洗浄するために多量の水が必要となる。
【００１０】
この発明の目的は、上記のような課題を解決するためになされたもので、分離性能（制御性、分離液の水質、固形物の回収率など）の向上および安定化、省スペース化、イニシャルコスト（設備費など）やランニングコスト（動力費、薬品代、維持管理費など）の低減化を可能にする固液分離システムを得るものである。
【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、本発明の請求項１の固液分離システムは、原液を固液分離する固液分離機、および、水槽と、該水槽に鉛直方向に配設され、円周に複数の羽根が間隙をもって設けられた回転筒とからなる固液分離槽を備えた固液分離システムにおいて、前記固液分離機では、原液を濃縮汚泥と分離液に固液分離し、前記固液分離槽では、前記分離液を、回転する回転筒に流入させて上澄水と濃縮液に固液分離することを特徴とする。
本発明の請求項２の固液分離システムは、請求項１の固液分離システムにおいて、前記濃縮液を前記固液分離機へ返送する濃縮液返送管を有することを特徴とする。
本発明の請求項３の固液分離システムは、請求項１または２のいずれかに記載の固液分離システムにおいて、前記固液分離槽で分離された濃縮液を貯留する濃縮液貯留器を有することを特徴とする。
本発明の請求項４の固液分離システムは、請求項３記載の固液分離システムにおいて、前記濃縮液貯留器は液面下で開口する吸気管および液面上で開口する排気管を有することを特徴とする。
本発明の請求項５の固液分離システムは、請求項１から４のいずれかに記載の固液分離システムにおいて、前記固液分離機は、原液を脱水処理する脱水機、または、原液を濃縮処理する濃縮機であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
この発明に係る固液分離システムは、固液分離機では、原液を濃縮汚泥と分離液に固液分離し、固液分離槽では、固液分離機により固液分離された分離液を、回転する回転筒に流入させて上澄水と濃縮液に固液分離する構成としたことにより、高濃度の余剰汚泥や混合生汚泥などの原液を処理対象とした場合においても、確実に原液を固液分離することができ、良好な水質の分離水を得ることができる。つまり、高濃度の汚泥等を固液分離機でまず固液分離し、排出される浮遊物質濃度の高い分離液を固液分離槽の回転する回転筒に流入させて、さらに固液分離する。そして、通常の重力式固液分離槽では効率的で安定した固液分離が難しい浮遊物質濃度の高い分離液を、コンパクトな装置であるにもかかわらず、回転する回転筒の内壁面全体が固液分離面として機能し、分離面積を広く取ることができる固液分離槽で固液分離することにより、流入する浮遊物質濃度の高い分離液を、速やかに且つ確実に汚泥フロックを分離させ、良好な水質の分離水を安定して得ることができるという効果がある。さらに、駆動部が少なく、設備費、ランニングコストとも低減でき、かつ維持管理がしやすい効果を発揮できるという大きな効果もある。
【００１３】
また、この発明に係る固液分離システムは、浮遊物質濃度の高い原液を処理対象とする場合でも、まず固液分離機で一旦固液分離し、次いで固液分離槽でさらに固液分離するため、原液への薬品注入率を上げなくても十分に良好な水質の分離水を得ることができ、薬品費や動力費を浮遊物質濃度の低い原液を処理対象とする場合と同等に抑制できる効果もある。
【００１４】
この発明に係る固液分離システムは、固液分離槽や後述の濃縮液貯留器の濃縮液を固液分離機に返送する濃縮液返送管を有する構成としたことにより、濃縮液は原液と共に固液分離機で再度固液分離するため、濃縮液中に含まれる汚泥フロックをさらに回収する（＝システム全体のＳＳ回収率を向上させる）ことができ、また効率よく安定して高濃度の濃縮汚泥を得る（＝濃縮汚泥を大幅に減量化する）ことができ、その後の汚泥処理（脱水、乾燥、焼却、系外搬出）が容易となる効果がある。
【００１５】
この発明に係る固液分離システムは、前述の如く原液を固液分離機および固液分離槽で効率よく安定して濃縮でき、得られた濃縮液を濃縮液貯留器に貯留保持できるため、濃縮液を不要に撹乱（汚泥フロックの解体等）させることなく、濃縮液を次段処理へ移行させることができる。また、濃縮液貯留器を固液分離槽に隣接し、または一体化（パッケージ化）して配置することにより、より省スペース化することができ、小規模な処理施設にも適合できる効果もある。
【００１６】
この発明に係る固液分離システムは、濃縮液貯留器に液面下で開口する吸気管および液面上で開口する排気管を有することにより、所謂「マリオット瓶の原理」を呈する構成となり、定圧整流装置として濃縮液貯留器内の濃縮液を撹乱することなく、常にほぼ一定量を外部へ移送することができ、別途定量ポンプなどの機械装置を必要とせず、建設費や設備費やランニングコストの低減化が図れる。
とくに、濃縮液貯留器内の濃縮液を、濃縮液返送管を用いて直接固液分離機に返送し、濃縮液を再度固液分離し、汚泥フロックをさらに回収する（＝ＳＳ回収率を向上させる）場合、上記定圧整流装置を用いることにより、濃縮液を撹乱することなく汚泥フロックを破壊させずにスムーズに一定量を固液分離機に返送できるため、凝集剤など薬品類を使用しなくても原液と共に濃縮液を効率よく固液分離でき、安定して高いＳＳ回収率を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
実施の形態１．
図１は、この発明を実施するための実施の形態１における固液分離システム１を説明するための図である。この固液分離システム１は、主に、流入管２、固液分離機３、移送管４、固液分離槽５によって構成され、原液を２段階で固液分離するようになっている。この固液分離システム１は、下水、産業廃水、農業集落排水、漁業集落排水、雨水等の汚濁水、生物処理槽混合液、汚濁水を処理した際に発生する汚泥等（以下、原液という）を濃縮液や濃縮汚泥と上澄水とに固液分離するものである。原液は初沈汚泥、生物処理系汚泥、消化汚泥、凝集汚泥、混合生汚泥等の浮遊物質濃度の高い汚泥を対象とする固液分離に好適であり、もちろん通常の下廃水などの汚濁水、生物処理槽混合液（曝気槽混合液など）、雨水や雨天時越流水のような低濃度排水など液体の固液分離にも適用可能である。
【００１８】
固液分離機３は、原液を濃縮汚泥と分離液に固液分離するものであり、浮遊物質濃度の高い原液に対しても比較的容易に対応可能な遠心式固液分離機、常圧浮上式固液分離機、スクリーン式固液分離機等が適用可能である。原液は、流入管２によって固液分離機３に流入されるが、その管路中に配設される混合タンク６で、凝集剤供給管７から供給される凝集剤Ｆが添加・混合される。なお、凝集剤Ｆは、原液中に含まれる浮遊物質や汚泥を凝集させて固液分離しやすいようにするために、添加・混合されるものであり、高分子凝集剤、無機凝集剤、又はそれらの混合液とすることができ、無機凝集剤はポリ塩化鉄、ＰＡＣなどとすることができる。なお、固液分離機３に流入する原液は、流入前にフィルタなどによって夾雑物を除去（一次処理）することが好ましい。
【００１９】
固液分離槽５は、固液分離機３で固液分離された分離液を濃縮液と上澄水に固液分離するものである。固液分離槽５は、水槽８内に回転筒９が配設された構成となっている。水槽８は、平面円形で下方に向かって縮径する水槽とされ、この水槽８には分離液が移送管４を介して流入するようにされている。水槽８は、例えば、既設の汚水処理施設の最終沈殿槽とすることができるが、その形状や位置付けはこの図に限定するものではない。水槽８の内部には、分離液の固液分離を促進するための回転筒９が配置され、移送管４から分離液が回転筒９内に流入するように構成されている。
【００２０】
水槽８は、好ましい構造の一つとして、最上部にあって最も大径の大径ストレート部８ａ、この大径ストレート部８ａの下端から下方に向かって縮径する大径テーパ部８ｂ、この大径テーパ部８ｂの下端から下方に延びる小径ストレート部８ｃ、および小径ストレート部８ｃの下端から下方に向かって縮径する小径テーパ部８ｄによって構成されている。上記回転筒９は、大径ストレート部８ａと大径ストレート部８ｂに配置されている。大径ストレート部８ａの上部には越流堰１０を設けてあり、この越流堰１０を越流した上澄水は図示しない流出管から系外に流出するように構成されている。小径テーパ部８ｄの最下部には濃縮液流出口８ｈが設けられ、その濃縮液流出口８ｈに開閉弁１１が設置されている。開閉弁１１には濃縮液移送管１２が接続され、浮遊物質濃度の高い濃縮液が濃縮液移送管１２を通して系外に排出されるようになっている。
【００２１】
回転筒９は駆動機１８によって回転し、内部に導入された分離液に含まれる浮遊物質や汚泥フロックを内部に保持し、水が間隙（スリット）１４から抜けるようにしてある。回転筒９は、筒状の上部補強帯９ａの下端と筒状の下部補強帯９ｂの上端とを複数枚の回転羽根１５で接続した構造であり、回転羽根１５同士の間に間隙（スリット）１４を設けた構造となっている。各回転羽根１５の形状は、回転によって汚泥フロックを内部に保持しやすい形状、例えば水平断面が「くの字」状の短冊形状としてある（図５参照）。この回転羽根１５は鉛直方向に延びるものであり、これに伴い間隙（スリット）１４も鉛直方向に延在する。このような間隙（スリット）１４の幅は５〜１００ｍｍとすることができるが、この実施の形態１では１０ｍｍ程度としてある。なお、回転羽根１５の形状や間隙（スリット）１４の幅は、回転羽根１５の回転によって汚泥フロックを内部に保持しやすく、水が滞りなく排出される構造であれば、これに限定されるものではない。また、回転羽根１５の材質も限定しないが、鋼、ステンレス鋼、プラスチック、塩化ビニルなどとすることができる。
【００２２】
誘導器（フィードパイプ）１６は、回転筒９の上部補強帯９ａの回転軸と同軸上に配設されており、上部補強帯９ａと複数の連結材１７で連結されている。誘導器１６は、上部に位置して、固液分離機３からの分離液を受ける錘状管部１６ａと、この錘状管部１６ａの最下部から鉛直下方に延びる直状管部１６ｂによって構成され、この直状管部１６ｂの下端を分離液の流出口１６ｃとしている。誘導器１６の流出口１６ｃは回転筒９の上下方向のほぼ中間に位置しており、分離液が誘導器１６の流出口１６ｃから下方に向けて流出するように、構成されている。
【００２３】
尚、誘導器１６の構成や、その流出口１６ｃの位置は、固液分離機３からの分離液をスムーズに誘導できるものであれば、これに限定されるものではない。例えば、図２に示すように、誘導器２１を図１の誘導器１６と同様な錘状管部２１ａと直状管部２１ｂによって構成し、この直状管部２１ｂの下端を閉塞させると共に、直状管部２１ｂに多数の孔２１ｃを形成し、分離液を横方向に向けて分散流出させるように構成することができる。また、図３に示すように、誘導器２２を下方が窄められた錘状体で構成し、誘導器２２の上部に分離液が当たるように平坦な邪魔板２３を設け、この邪魔板２３で飛散した分離液を錘状体部分で誘導するように構成することができる。更に、図４に示すように、誘導器２４は分離液を下方に向けて拡散するような末広がりの筒状体によって構成することができる。
【００２４】
駆動機１８は、回転軸１９とその回転軸１９を回転駆動する電動モーターＭや減速機などによって構成されている。駆動機１８の回転軸１９は、回転筒９及び誘導器１６の回転軸と同軸であり、且つ回転筒９及び誘導器１６の上方に配設され、その回転軸１９は誘導器１６と連結部材１９ａによって連結されている。駆動機１８の回転軸１９、誘導器１６、回転筒９が同軸上で連結されていることにより、駆動機１８を動力にして回転筒９は回転することができる。回転筒９の回転数は、水槽８の直径、回転筒９の直径、分離液の性状、濃縮液の粘性などのバランスを考慮して決定されるものであり、この実施の形態１では、例えば、１０ｒｐｍ程度の低速としてある。なお、回転筒９の上記要素（因子）に応じて決めることが好ましく、１〜２ｒｐｍとする場合もあるし、２０〜３０ｒｐｍとする場合もあり、いずれにしろ固液分離に支障を来さない低速であるものとする。
【００２５】
移送管４は、一端が固液分離機３の分離液流出口に接続され、他端は、誘導器１６の上方で開放され、管路に配設されているポンプＰにより、固液分離機３の分離液を固液分離槽５に定量で移送している。また、回転筒９の下部補強帯９ｂの下方には、濃縮液を濃縮液流出口８ｈに掻き寄せる掻寄機２０が配設されている。２０ａは掻寄機２０の支柱、２０ｂは支柱２０ａの取付基部である。取付基部２０ｂは連結部材２０ｃを介して回転筒９の下部補強帯９ｂと連結されている。この構成により、駆動機１８の駆動力によって回転筒９が回転し、連結部材２０ｃを介して掻寄機２０も回転する。尚、回転筒９の形状は、固液分離機３からの分離液の固液分離ができ、回転しやすいものであれば円柱形でも円錐形でも多角形でもかまわない。
【００２６】
次に、この実施の形態１における固液分離システムの作用を図１及び図５に基づいて説明する。なお、図５（ａ）は固液分離槽５の全体を示す側面図であり、図５（ｂ）は主として回転羽根１５を示す平面図である。原液は、流入管２上の混合タンク６で凝集剤Ｆが添加・混合され、原液中の浮遊物質が凝集された状態で固液分離機３に流入する。固液分離機３では、原液は、高濃度の濃縮液である濃縮汚泥と分離液に固液分離され、濃縮汚泥は系外に排出される。そして、分離液は移送管４によって固液分離槽５の誘導器１６に移送される。この分離液は、液中にまだ浮遊物質が残留しており、原液と比べると低濃度であるが処理水としては浮遊物質濃度がまだ高く、不適格なものである。
【００２７】
分離液は、移送管４を通って固液分離槽の誘導器１６の錘状管部１６ａに流入し、その直状管部１６ｂを流下して、流出口１６ｃから流出する。この間に、回転筒９は低速度で例えば図５（ｂ）にあるように時計回り方向に回転しているので、回転筒９内に流入した分離液は回転羽根１５の回転に同伴して回転流動する。このとき、回転筒９内の分離液中の汚泥フロックＧは回転羽根１５よりも遅い速度で回転羽根１５と同じ方向に回転し、回転筒９の中心に集まりつつ保持される。また、間隙（スリット）１４から流出しようとする汚泥フロックＧは、回転羽根１５に当たって回転筒９の中心に押し戻される。そして、間隙（スリット）１４を通過した水は、固液分離槽５の上方に上澄水として上昇して越流堰１０を越流して系外に排出される。
【００２８】
そして、汚泥フロックＧは、図５に示すように、回転筒９内から小径テーパ部８ｄに集積しつつ濃縮され、さらにこの集積する濃縮液自体がろ過体の役目を果たすことから、新たに供給される分離液に含まれる浮遊物質や汚泥フロックがろ過捕捉されるため、安定して良好な固液分離が行え、清澄な水を得ることができる。なお、回転筒９内の微細な汚泥フロックＧは、間隙（スリット）１４を通って水槽８内に流出することがある。しかし、回転筒９の外部では、水が回転筒９の回転に伴って緩やかに回転流動して渦巻き状態になっているので、水槽８の大径テーパ部８ｂにおいていわゆるティーカップ現象が発生し、回転筒９から流出した微細な汚泥フロックＧは、緩やかな渦巻き状態となって回転筒９の下部周辺に集積する。そして、開閉弁１１を開くことによって、主に小径テーパ部８ｄの濃縮液が濃縮液移送管１２を通って系外に引き抜かれる。この時の濃縮液の引抜量は、概ね小径テーパ部８ｄの容積に匹敵する量が好ましい。なお、開閉弁１１を設けずに常に濃縮液を濃縮液移送管から系外に排出させても良いが、開閉弁１１を用いて間欠で一挙に濃縮液を引抜くことにより、引抜量のコントロールができ、濃縮液の滞留や浮遊物質濃度の低い希薄な濃縮液の引抜きを防止することができる。
【００２９】
図２は、上述したように、誘導器２１の変形例を示している。誘導器２１は、駆動機１８の回転軸１９と連結部材１９ａを介して連結され、更に誘導器２１の錘体状外周部と回転筒９の上部補強帯９ａとが連結されている。これによって、駆動機１８の回転によって誘導器２１及び回転筒９更に掻寄機２０が回転する。
【００３０】
図３、図４は、誘導器１６の変形例にかかる誘導器２２、２４を示したものであり、誘導器２２，２４については既に説明しているので省略する。ここでは、図３，図４の回転筒９の駆動機構を説明する。回転筒９の駆動機構は、駆動機１８と、駆動機１８の回転軸１９に取り付けられた平歯車２６ａと、平歯車２６ａが噛み合うように、上面の円周に沿って歯車が設けられているフェースギア２６ｂと、更にフェースギア２６ｂの底面がスライドする支持リング２７ｂおよびボールベアリング２７ｄとで大略構成される。即ち、水槽８の大径ストレート部８ａの上端には水槽８の中心側に向かって横に延びる支柱２７ａが複数本取り付けられており、この支柱２７ａの回転筒９側の端部に支持リング２７ｂが取り付けられており、この支持リング２７ｂの上面に溝２７ｃが形成されている。溝２７ｃは半円断面形状に形成され、溝２７ｃ上にボールベアリング２７ｄが配設されている。ボールベアリング２７ｄ上には、リング状であり、その底面に半円断面形状の溝２６ｃが形成され、かつ上面に歯車が形成されたフェースギア２６ｂが載せられている。これによって、フェースギア２６ｂは、支持リング２７ｂ上をスライド可能に保持されている。フェースギア２６ｂは支柱９ｃを介して回転筒９の外周部と一体に接合されている。駆動機１８は支柱２７ａの上の支持板２７ｄに固定されている。駆動機１８が回転しようとすると、平歯車２６ａのトルクがフェースギア２６ｂに伝わり、フェースギア２６ｂが支持リング２７ｂの上をスライドして回転を始める。フェースギア２６ｂの回転は支柱９ｃを介して回転筒９に伝達され、回転筒９が回転する。
【００３１】
なお、駆動機１８の駆動力を回転筒９に伝達する構成として、平歯車２６ａとフェースギア２６ｂとの組み合わせを適用したが、駆動力を伝達できるのであれば、これ以外の構成であってもよい。例えば、大小２つのすぐばかさ歯車の組み合わせ、大小２つのまがるばかさ歯車の組み合わせ、大小２つのゼロールかさ歯車の組み合わせ等が挙げられる。
【００３２】
以上、実施の形態１における固液分離システムによれば、固液分離槽５では、回転筒９の回転羽根１５の形状とその回転によって分離液を固液分離するので、分離面積は従来の重力式の固液分離槽と水平な分離面積よりも広くなる。従って、固液分離槽５における分離液の滞留時間の短縮、分離性能（制御性、分離水の水質、固形物の回収率等）の向上及び安定化を図ることができる。
また、混合タンク６において、原液と凝集剤Ｆを予め混合することができることにより、固液分離機３へは原液と凝集剤Ｆが均等に混合された状態で流入するので、分離性能（制御性、分離水の水質、固形物の回収率）が向上する効果がある。
【００３３】
例えば、消化汚泥の脱水に実施の形態１の固液分離システム１を適用し、固液分離機３として遠心脱水機を使用した場合、汚泥濃度１．５％程度の原液に、凝集剤Ｆを注入率１〜１．２％で注入して、固液分離した場合、濃縮汚泥の含水率は７８％程度であり、原液からのＳＳ回収率が９９％以上、上澄水のＳＳ濃度１００ｍｇ／Ｌという固液分離性能（脱水性能）を得ることができる。一方、固液分離槽５を使用しない遠心脱水機のみの固液分離システムで同じ性状の原液を、同じ凝集剤Ｆの注入率で固液分離した場合では、原水からのＳＳ回収率が９５％程度と低く、遠心脱水機からの分離液のＳＳ濃度も８００ｍｇ／Ｌと高く、固液分離性能は十分とは言い難い。ＳＳ回収率を９９％に上げるには、凝集剤Ｆの注入率を１．２〜１．３％にまで上げる必要があり、ランニングコストが掛かってしまい、経済的とはいえない。
【００３４】
実施の形態２．
図６は本発明の実施の形態２にかかる固液分離システムを示している。図６に示す固液分離システム３０では、回転筒３１の構成が図１に示す固液分離システム１の回転筒９と異なっている。図６の回転筒３１は円筒体形状に形成されたパンチングメタルで構成されており、円筒体の外周壁面部に間隙（開口部）３２が多数形成されている。回転筒３１の上部補強帯３１ａの内側には誘導器１６に連結される複数の支柱３３が形成され、誘導器１６と回転筒３１とが支柱３３を介して一体に結合されている。また、回転筒３１の下部補強帯３１ｂの内側には水平に延びる複数の支柱３４が形成されており、これらの支柱３４の回転筒３１の中心側に取付基部３５が形成されている。この取付基部３５には支柱２０ａを介して掻寄機２０が取り付けられている。そのほかの構成は図１から図５に示す固液分離システム１と同様であるのでその説明を援用する。
【００３５】
以上、実施の形態２における固液分離システムによれば、実施の形態１で示した効果のほかに、回転筒３１を製作する際、鋼板等の金属板にパンチングマシンで所定数および口径の間隙（開口部）３２を開けたパンチングメタルを製作する作業とパンチングメタル円筒状にする作業だけで済むので、製作時間の短縮が図れ、また製作コストを低減できる効果がある。
【００３６】
実施の形態３．
図７は本発明の実施形態３にかかる固液分離システムを示している。図７に示す固液分離システム３６では、回転筒３７の構成が図１に示す固液分離システム１の回転筒９と異なっている。図７の回転筒３７は図１に示す回転筒９の内側上部に円筒形状のカバー３８が一体に取り付けられたものであり、間隙（スリット）１４の上部が閉鎖された構成となっている。カバー３８の上部の外周縁部は外側に突出しており、回転筒３７の内面に嵌合して固定されている。カバー３８の上部の内側には誘導器１６に連結される複数の支柱３９が形成され、誘導器１６とカバー３８とが支柱３９を介して一体に結合されている。また、回転筒３７の下部補強帯３７ｂの内側には水平に延びる複数の支柱２０ｃが形成されており、これらの支柱２０ｃの回転筒３７の中心側に取付基部２０ｂが形成されている。この取付基部２０ｂには支柱２０ａを介して掻寄機２０が取り付けられている。そのほかの構成は図１から図５に示す固液分離システム１と同様であるのでその説明を援用する。なお、カバー３８を有する構成は、実施の形態２に示した回転筒３１についても適用可能である。
【００３７】
以上、実施の形態３における固液分離システムによれば、回転筒３７に間隙（スリット）１４の上部を覆うカバー３８を設けたことにより、回転筒３７内の上方に浮遊し、スリット幅よりも径が小さく、比重も小さくて重力沈降しにくい微細な汚泥フロックが、回転筒３７内の流動に同伴して回転筒３７の間隙（スリット）１４から回転筒３７外へ流出し、上澄水と共に系外に排出してしまうことを防止できる。さらに、カバー３８により流出を阻害された微細な汚泥フロックは、回転筒３７内の流動に同伴して下降し、下部の間隙（スリット）１４から流出するおそれがあるが、回転筒３７内の下方には沈降した汚泥フロックが滞留していて、この下方に滞留する汚泥フロックが微細な汚泥フロックを捕捉するため、微細な汚泥フロックが下部の間隙（スリット）１４を通過して回転筒３７外へ流出し、上澄水と共に系外に排出してしまうことを防止できる。
【００３８】
実施の形態４．
図８は本発明の実施の形態４にかかる固液分離システムを示している。図８に示す固液分離システム４０では、回転筒４１の構成が図１に示す固液分離システム１の回転筒９と異なっていると共に、流入管２に混合タンク６の代わりにインラインミキサー４２が設けられている点が図１の固液分離システム１と異なる。流入管２に設けられたインラインミキサー４２は、原液に凝集剤Ｆを均一に混ぜて固液分離機３に送り出すようになっている。また、回転筒４１は、円筒体形状となるように、上下の円形リング４１ａ、４１ｂの間に補強枠４１ｃが複数本形成された骨組形状になっている。補強枠４１ｃと円形リング４１ａ、４１ｂで囲まれた開口部には、例えばステンレス等で形成され、間隙を多数有するメッシュ４３が取り付けられている。そのほかの構成は図１の固液分離システム１の構成と同様であるので、その説明を援用する。
【００３９】
なお、インラインミキサー４２は、実施の形態２および実施の形態３に示した混合タンク６に代えて使用することが可能である。また、回転筒４１内の上部に実施の形態３で示したカバー３８を取り付けて、メッシュ４３の上方の間隙を塞ぐ構成とすると、実施の形態３で示した同様の効果も得られる。
【００４０】
以上、実施の形態４における固液分離システムによれば、実施の形態１に示した効果のほかに、混合タンク６に代えてインラインミキサー４２を設けたことにより、インラインミキサー４２は混合タンク６に比べて、原液と凝集剤Ｆとをより均一に混合することができる効果があり、しかも、省スペースであるので、流入管２廻りの設置空間を小さくすることができる効果がある。また、回転筒４１を骨組形状に間隙を多数有するメッシュ４３を取り付けた構成としたことにより、メッシュ４３の間隙が破損や腐食等で広がってしまった場合においても、メッシュ４３を交換することで回転筒４１を修復することができ、修繕費用を低減できる効果がある。
【００４１】
実施の形態５．
図９は実施の形態５にかかる固液分離システム４５を示す。この実施の形態５における固液分離システム４５は、図１から図８の固液分離システムを更に改良したものであり、図９では、図１に示した固液分離システムにおいて、越流堰１０の上澄水を固液分離機３の洗浄水としても使用できる構成としている。通常、固液分離機３は、原液の固液分離を継続すると、内部に濃縮汚泥が滞留・固着するため、定期的に洗浄水で内部を洗浄する必要がある場合がほとんどである。この実施の形態５の固液分離システム４５では、越流堰１０から流出する上澄水を洗浄水槽４６に一時貯留しておき、固液分離機３の内部を洗浄する時期には、ポンプ４７で給水管を通じて上澄水を固液分離機３内の図示しない内部洗浄機構に供給するようになっている。その他の構成は図１の固液分離システム１と同様であるので、その説明を援用する。
【００４２】
以上、実施の形態５における固液分離システムによれば、実施の形態１から実施の形態４に示したそれぞれの効果のほかに、固液分離機３の洗浄水に上澄水を利用可能としたことにより、洗浄水に水道水や工業用水等の供給を受けなくても済み、固液分離システムのランニングコストの低減が図れる効果がある。
【００４３】
実施の形態６．
図１０は実施の形態６にかかる固液分離システム４８を示す。実施の形態６にかかる固液分離システム４８は、回転筒４９と掻寄機５０と水槽８の底部の構成が図１の固液分離システム１と異なっている。即ち、回転筒４９は上部の口径が小さく、下部の口径が大きく設定された逆円錐台形状の籠形構成とされている。回転筒４９の外周面部には間隙（スリット）１４が多数形成され、間隙（スリット）１４の両側部に回転羽根１５が形成されていることは図１の回転筒９と同様である。このように回転筒４９は円筒形に限らず下方が広がる末広がりの円錐形でも逆円錐でも多角型でも良く、固液分離機３からの分離液の固液分離ができて回転しやすいものであればどのような形状でもかまわない。また、回転筒４９の上部には支柱５１を介して誘導器１６が取り付けられており、回転筒４９の下部には支柱５２を介して掻寄機５０の基部５０ａが一体に取り付けられている。掻寄機５０は支柱５０ｂに支持されている。掻寄機５０は水槽８の内側中心部に近い端部上面に複数本の棒状のピケットフェンス５３が鉛直上方に向かって突出している。
【００４４】
一般に、ホッパー形状の水槽で、汚泥フロックを含む汚水を重力沈降方式で固液分離した場合、水槽の上方に上澄水が、下方に汚泥フロックがそれぞれ集まるが、水槽下端から堆積した汚泥フロックを引き抜くと、堆積している汚泥フロックの濃度分布が不均一であると、濃度の比較的希薄な部分から上澄水が少量ずつ通過して、汚泥フロックとともに引き抜かれてしまう現象が発生することがある。このとき、上澄水の通過した汚泥フロックの隙間は、一般に「水道（みずみち）」といわれている。この現象が発生すると、引き抜かれた汚泥フロックの濃度が薄くなってしまう問題が生じてしまう。ピケットフェンス５３は、回転筒４９と一体に回転することにより、回転筒４９の内側中央部に集積する汚泥フロックＧの濃度分布を均一化することができ、汚泥フロックＧ内に「水道（みずみち）」が発生することを防止することができる。よって、濃縮液の濃度がより安定すると共に、希薄な濃縮液の引き抜きを防止することができる。水槽８の底部８ｅはこの実施の形態では、水平とされ、底部８ｅの外周側壁部８ｆに濃縮液流出口８ｇが形成されている。汚泥はこの濃縮液流出口８ｇから開閉弁１１を介して濃縮液移送管１２に送られ系外に排出される。その他の構成は図１の固液分離システム１と同様であるので、その説明を援用する。なお、この実施の形態６で示した回転筒４９の形状、ピケットフェンス５３および水槽８の底部の構成に関しては、実施の形態２から実施の形態５に示した各固液分離システムにも適用可能である。
【００４５】
以上、実施の形態６における固液分離システムによれば、回転筒４９の形状を逆円錐台形状としたことにより、回転筒４９下部の内部空間を広く取ることができ、実施の形態１に示した回転筒９の場合よりも、下部の内側に汚泥フロックを多く保持することができるので、浮遊物質濃度が多少高い分離液に対しても、固液分離槽で十分満足できる固液分離性能が得られる効果がある。また、水槽８の底面の形状について、濃縮液流出口８ｇを外周側壁部８ｆに設けたことにより、水槽８の下部空間に濃縮液移送管１２を配置するための空間を確保する必要がなく、固液分離槽５の設置に必要な高さ空間を低く抑えることができる効果がある。
【００４６】
実施の形態７．
図１１は実施の形態７にかかる固液分離システム５４を示す。この固液分離システム５４は、水槽８の底部から延びる濃縮液の移送管路の構成が図１の濃縮液移送管１２と異なる。すなわち、この実施の形態７にかかる固液分離システム５４では水槽８からの濃縮液の移送先が固液分離機３とされており、水槽８と固液分離機３とが濃縮液返送管５５によって接続されている。その他の構成は図１と同様であるのでその説明を援用する。なお、濃縮液返送管５５は、重力式で濃縮液を返送するものであるので、管路の配管抵抗を極力少なくすることが望ましい。たとえば、管路の曲管部を極力少なくすること、塩化ビニル管やステンレス鋼管等の管摩擦抵抗の少ない管材を使用する等が対策として上げられる。この実施の形態７で示した濃縮液返送管５５の構成に関しては、実施の形態２から実施の形態６に示した各固液分離システムにも適用可能である。
【００４７】
以上、実施の形態７における固液分離システムによれば、実施の形態１から実施の形態６に示したそれぞれの効果のほかに、固液分離槽５の濃縮液を固液分離機３に重力式で返送する濃縮液返送管５５を配設したことにより、濃縮液内の汚泥フロックを解体させることなく、固液分離機３に返送することができる。これにより、濃縮液中の汚泥フロックを固液分離機３で新たに流入する原液中の汚泥フロックとともに濃縮汚泥として回収することができ、原液からのＳＳ回収率を大幅に向上させることができる大きな効果がある。また、濃縮液を回収したり、処理したりする装置を別途必要としないという効果もある。
【００４８】
実施の形態８．
図１２は実施の形態８にかかる固液分離システム５６を示す。この固液分離システム５６は、図１１に示す固液分離システムとは、濃縮液返送管５７の固液分離槽５に接続している端部と反対側の端部を混合タンク６に接続し、濃縮液返送管５７にポンプ５８を配設し、濃縮液を強制圧送する構成とした点が大きく異なる。
混合タンク６まで移送された濃縮液は原液と混ぜ合わされて固液分離機３に送られ、濃縮汚泥は系外に排出され、分離液は移送管４を経由して回転筒９に送られる。その他の構成は図１と同様であるので、その説明を援用する。なお、この実施の形態８で示した濃縮液返送管５７およびポンプ５８による構成に関しては、実施の形態２から実施の形態６に示した各固液分離システムにも適用可能である。
【００４９】
以上、実施の形態８における固液分離システムによれば、実施の形態１から実施の形態６に示したそれぞれの効果のほかに、以下に示す効果も得られる。すなわち、固液分離槽５から固液分離機３へ濃縮液をポンプ５８で強制圧送すると、濃縮液がポンプ５８に吸い込まれて内部で加圧されて吐出される間に、濃縮液内の汚泥フロックが解体されてしまい、固液分離機３に流入したときに濃縮汚泥として回収できずに分離液に混ざってしまい、実施の形態７の固液分離システムに比べてＳＳ回収率が低下してしまう問題があった。これに対して、この実施の形態８の固液分離システムでは、ポンプ５８で濃縮液中の汚泥フロックが解体されてしまっても、混合タンク６で新たに流入する原液とともに凝集剤Ｆと混ざり合うことにより、一度解体されてしまった汚泥フロックを再度形成され、固液分離機３で濃縮汚泥として回収でき、実施の形態７の固液分離システムと同等のＳＳ回収率を得ることができる。また、固液分離槽５の濃縮液を重力式ではなく、強制圧送で送ることができるので、固液分離機３と固液分離槽５の設置高さの制限がない。さらに、その効果によって、固液分離システム全体サイズのコンパクト化を図ることもできる。
【００５０】
実施の形態９．
図１３は、実施の形態９にかかる固液分離システム５９を示す。この固液分離システム５９において、図１と同じ部分に同じ符号を付して重複説明を省略する。この固液分離システム５９では、水槽８の底部外周近傍に円形環状の濃縮液貯留器６０が配設されており、濃縮液貯留器６０に吸気管６１、排気管６２、および空気弁６３を配置してある点において実施の形態１における固液分離システム１と異なっている。濃縮液貯留器６０には導入口６０ａと排出口６０ｂが形成されている。導入口６０ａと排出口６０ｂは円形の平面形態において、概ね円の直径両端の位置に設定されている。導入口６０ａは、濃縮液貯留器６の底面に設けられており、濃縮液移送管１２が接続されている。濃縮液移送管１２には開閉弁１１が設けられている。
【００５１】
濃縮液貯留器６０は、所謂「マリオット瓶の原理」を呈するように構成されており、定圧整流装置の役割を持たせてある。すなわち、濃縮液貯留器６０は、密閉容器とされると共に、吸気管６１、排気管６２、空気弁６３を備えている。吸気管６１は高さ調節可能に設けられ、空気弁６３は排気管６２に配設されている。開閉弁１１の開閉、吸気管６１の高さ位置、空気弁６３の開閉は、図示しない制御装置によって、適宜制御可能とされている。これによって、排出弁６４を開けて濃縮液返送管６５から流出する濃縮液の速度Ｖは、濃縮液返送管６５の中心と吸気管６１下端との液位差ｈに依存し、Ｖ＝√（２ｇｈ）となる。そして、この速度Ｖは濃縮液のレベルが変動しても概ね一定に保持される。
【００５２】
実施の形態９の固液分離システム５９において濃縮液を水槽８から濃縮液貯留器６０に流入させる際には、排出弁６４を閉じた状態で開閉弁１１と空気弁６３を開く。そして、濃縮液を濃縮液貯留器６０から排出する際には、開閉弁１１と空気弁６３を閉じて排出弁６４を開く。この際に、濃縮液の排出量は液位差ｈ、すなわち吸気管６１の下端部の高さを調整することによって調整し、排出流量を増加させる場合には吸気管６１を上方へ移動させ、排出流量を減少させる場合には吸気管６１を下方へ移動させる。なお、濃縮液貯留器６０内における濃縮液の最高レベルまたは最低レベルを検出する電極棒などからなるレベル計を配設し、このレベル計の出力を制御装置に接続し、濃縮液貯留器６０内における濃縮液のレベルに応じて開閉弁１１、空気弁６３および排出弁６４の開閉や吸気管６１の高さ位置を制御するのも好ましい。また、吸気管６１の高さを調整する代りに、濃縮液返送管６５の口径を調整可能としてもよい。そして、吸気管６１は、予め決めた適当な高さ位置に固定することもできる。
【００５３】
なお、この実施の形態９では、濃縮液貯留器６０に一時貯留された濃縮液は、濃縮液返送管６５を経由して固液分離機３へ返送される構成となっているが、濃縮液返送管６５の固液分離機３に接続している端部を、固液分離システム５９のシステム外の処理施設等へ定流量で移送する構成としてもよい。このようにすると、濃縮液中の汚泥フロックを生物処理等で分解可能な施設が最寄にある場合においては、処理可能な範囲で定流量に移送することが可能である。また、この実施の形態９で示した濃縮液貯留器６０、吸気管６１、排気管６２および空気弁６３による構成に関しては、実施の形態２から実施の形態６に示した各固液分離システムにも適用可能である。
【００５４】
以上のように、この実施の形態９における固液分離システム５９は、実施の形態１から実施の形態６に示したそれぞれの効果のほかに、以下に示す効果も得られる。「マリオット瓶の原理」に基づいて濃縮液を濃縮液貯留器６０から一定の流量及び速度で固液分離機３へ供給できるので、ポンプによる流量制御の場合のような濃縮液中に集合した汚泥フロックが破壊されて解体してしまうことはない。
【００５５】
実施の形態１０．
図１４はこの発明の実施の形態１０にかかる固液分離システム６６を示す。実施形態１０の固液分離システム６６は、図１３で説明した実施の形態９の固液分離システム５９において、濃縮液貯留器６７の容積の拡大化或いはコンパクト化を図ったものである。この濃縮液貯留器６７は、水槽８下部の円錐形状外周壁面に沿って延びるように、環状に形成された濃縮液貯留器６７の断面形状において下部内側部分６７ａを、環状部の内側に水平に突出させている。これによって、水槽８の下部空間を有効に利用できることとなり、濃縮液貯留器６７の容積の増大化若しくは水槽８の小型化を促進できる。その他の構成は実施の形態９の固液分離システム５９の構成と同様であるので、その説明を用いる。
【００５６】
実施の形態１１．
図１５はこの発明を実施するための実施の形態１１にかかる固液分離システム６８を説明するための図である。図１５の実施の形態１１の固液分離システム６８は、図１３の実施の形態９の固液分離システム５９とは、水槽８の形状を図１０の実施の形態６で示した水槽８と同様の形状に変えている点が図１３の実施の形態９の固液分離システム５９と異なる。その他は、実施の形態９と同じであるので、図１３と同じ部分に同じ符号を付して重複説明を省略する。この実施の形態１１における水槽８は、図１０の水槽８と同様に、最上部の大径ストレート部８ａ、大径テーパ部８ｂ、小径ストレート部８ｃ、小径テーパ部８ｄ、底部８ｅ、底部８ｅの外周側壁部８ｆで構成されている。底部８ｅは水平とされ、底部８ｅの外周側壁部８ｆに濃縮液流出口８ｇが形成されている。汚泥はこの濃縮液流出口８ｇから濃縮液移送管１２、開閉弁７０を介して濃縮液貯留器６０に導入される。その他の構成は図１３の実施の形態９の固液分離システム５９と同様であるので、その説明を援用する。
以上、実施の形態１１における固液分離システムによれば、実施の形態９に示した効果のほかに、実施の形態６に示した効果も同時に得られる。
【００５７】
実施の形態１２．
図１６は実施の形態１２にかかる固液分離システム７１を説明するための図であり、図１３の実施の形態９の固液分離システム５９と同じ部分に同じ符号を付して重複説明を省略する。この実施の形態１２における固液分離システム７１は、図１３の実施の形態９に示した固液分離システム５９とは、吸気管６１、排気管６２および空気弁６３からなる「マリオット瓶の原理」に基づく構成に代えて、濃縮液貯留器６０に電極式のレベル計７２を設置し、このレベル計７２の出力を制御器７３に入力させ、制御器７３の出力を排出弁６４の駆動モータ７４に接続してある点が異なり、その他の構成は実施の形態９と同一であるので、その説明を用いる。なお、この実施の形態９で示した濃縮液貯留器６０、濃縮液移送管１２、および濃縮液返送管６５による構成に関しては、実施の形態２から実施の形態６に示した各固液分離システムにも適用可能である。
【００５８】
実施の形態１３．
図１７は実施の形態１３にかかる固液分離システム７５を説明するための図であり、図１３と同じ部分に同じ符号を付して重複説明を省略する。この実施の形態１３における固液分離システム７５は、図１３の環状の濃縮液貯留器６０の代りに濃縮液貯留器７６を水槽８から離して設置してある点で図１３の固液分離システム５９と大きく異なっている。濃縮液貯留器７６には濃縮液貯留器６０と同様に吸気管６１、排気管６２および空気弁６３を配置してある。
【００５９】
以上、実施の形態１３における固液分離システムによれば、実施の形態９に示した効果のほかに、以下に示す効果も得られる。固液分離槽５と濃縮液貯留器７６とを別途に設けていることから、濃縮液貯留器７６は処理施設の既設槽（タンク）類を流用することができ、建設費や設備費やランニングコストの低減化を図ることができる。また、濃縮液貯留器７６の上部や近傍に固液分離槽５や固液分離機３を設置すればより省スペース化が図れる。
【００６０】
実施の形態１４．
図１８はこの発明を実施するための実施の形態１４における固液分離システム７７を説明するための図であり、図１７と同じ部分に同じ符号を付して重複説明を省略する。この実施の形態１４における固液分離システム７７では、実施の形態１３における固液分離システム７５とは、濃縮液貯留器７６においては、吸気管６１、排気管６２および空気弁６３からなる「マリオット瓶の原理」に基づく構成に代えて、実施の形態１２と同様なレベル計７２、制御器７３、駆動モータ７４を設けてある点が異なる。また、図６と同様なパンチングメタルからなる外側回転筒３１と図７と同様な内側カバー３８を備えてなる回転筒７８が、固液分離槽５に配設されている点も異なる。なお、回転筒３１に代えて、実施の形態１、実施の形態３から実施の形態６で示した各回転筒の構成としてもよく、その場合には、各実施の形態であげた効果が得られる。
【００６１】
以上、実施の形態１４における固液分離システムによれば、実施の形態１３で示した効果のほかに、濃縮液貯留器７６にレベル計７２、制御器７３、駆動モータ７４を設けた点については、実施の形態１２と同様な効果が得られ、回転筒７８をパンチングメタル製の回転筒３１とカバー３８で構成したことについては実施の形態２，３のシステムと同様な効果が得られる。
【００６２】
実施の形態１５．
図１９はこの発明を実施するための実施の形態１５における固液分離システム７９を説明するための図である。実施の形態１５の固液分離システム７９は、図１１の実施の形態７の固液分離システム５４の変形例であるので、図１１と同じ部分については同じ符号を付して重複説明を省略する。この実施の形態１５における固液分離システム７９は、実施の形態７における固液分離機３をディスク型固液分離機８０としてある点および流入管２と濃縮液返送管５５とを合流管２ａで合流し、その合流管２ａをディスク型固液分離機８０に接続している点が、実施の形態７における固液分離システム５４と大きく異なっている。このディスク型固液分離機８０は、ろ過、濃縮、および洗浄を１枚のディスク上で行うことにより、中濃度の原液をより高濃度な濃縮汚泥にするものであり、原液を濃縮処理することや、脱水処理すること等、機械的に固液分離処理することが可能である。また、このディスク型固液分離機８０から排出される分離液は、移送管４を通り、誘導器１６を介して回転筒９内に流入する。そして、分離液は、固液分離槽５で上澄水と濃縮液とに固液分離され、濃縮液は、濃縮液返送管５５から合流管２ａで凝集剤Ｆが注入された原液と合流した後、ディスク型固液分離機８０に返送される。
【００６３】
図２０はディスク型固液分離機８０の構成を示す。ディスク型固液分離機８０は、複数本の脚８１ａ〜８１ｃによって傾斜角度を調整可能に支持した円柱状の本体８２を備えている。この本体８２は、原液流入口８３、分離液流出口８４、および濃縮汚泥排出口８５を有している。原液流入口８３は合流管２ａが接続され、分離液流出口８４は移送管４が接続されている。本体８２内には回転軸８６によって支持したろ過ディスク８７を回転可能に設置してあり、本体８２の上部には回転軸８６に連結した駆動モータ８８を設けてある。そして、本体８２の内部には、ろ過ディスク８７上の濃縮汚泥が濃縮汚泥排出口８５に向かって落下するように濃縮汚泥をろ過ディスク８７から掻き落すスクレーパ８９を設けてある。ろ過ディスク８７は、例えば孔径０．３〜０．５ｍｍのメッシュをもった円形のマイクロフィルタや微細目スクリーンとし、例えば０．５〜１０ｒｐｍで回転駆動し、洗浄水によって連続または間欠に洗浄するようにしてある。このディスク型固液分離機における濃縮汚泥の濃縮程度は、本体８２の傾斜角度とろ過ディスク８７の回転速度を変化させることによって調整でき、合流管２ａから供給される凝集剤Ｆが注入された原液と濃縮液を安定して効率よく動力費もわずかで、より高濃度に濃縮することができる。なお、上記のディスク型固液分離機は原液を濃縮処理する濃縮機であるが、上記ディスク型固液分離機に代えて遠心型、ベルトプレス型、フィルタープレス型などの原液を脱水処理する脱水機を用いたり、別途接続することもできる。なお、この実施の形態１５で示したディスク型固液分離機８０を適用した固液分離システムの構成に関しては、実施の形態８に示した固液分離システムにも適用可能である。
【００６４】
以上、実施の形態１５における固液分離システムによれば、実施の形態１に示した効果のほかに、固液分離機として、ディスク型固液分離機８０を適用したことにより、ディスク型固液分離機８０でのＳＳ回収率の調整を本体８２の傾斜角度とろ過ディスク８７の回転速度を変化させることによって容易に調整することができるので、固液分離システム７９全体のバランス調整を容易に行うことができる効果がある。また、ろ過ディスク８７上に捕捉された濃縮汚泥をスクレーパ８９で確実に掻き落して濃縮汚泥排出口８５より排出することができるので、ディスク型固液分離機８０内に濃縮汚泥が長時間滞留することがない効果もある。
【００６５】
［実施例１］
ディスク型固液分離機８０の直径は約１ｍ、固液分離槽５の直径は約１．３ｍのものであり、ディスク型固液分離機８０の処理量は５ｍ3／ｈ、原液の汚泥濃度は０．６％、凝集剤Ｆの注入率が０．２５％であった。このような条件に基づいて固液分離システム７９を運転したところ、濃縮汚泥の濃度が４％以上であり、原液からのＳＳ回収率が９８％以上であった。また、固液分離槽５で固液分離した上澄水のＳＳ濃度は数１０ｍｇ／Ｌと非常に良質の処理水を得ることができる。
それに対し、ディスク型固液分離機８０単体で同条件で固液分離を行うと、原液からのＳＳ回収率が９４％程度と低い。ＳＳ回収率を９８％以上に改善するには、凝集剤Ｆの注入率を０．４％にまで上げなければならず、ランニングコストが掛かってしまい、経済的とはいえない。
【００６６】
実施の形態１６．
図２１はこの発明を実施するための実施の形態１６における固液分離システム９０を説明するための図である。図１３の実施の形態９の固液分離システム５９の変形例であるので、図１３の固液分離システム５９と同じ部分には同じ符号を付して重複説明を省略する。この実施の形態１６における固液分離システム９０は、実施の形態９における固液分離機３を、実施の形態１５で示したディスク型固液分離機８０とした点、流入管２と濃縮液返送管６５とを合流管２ａで合流し、その合流管２ａをディスク型固液分離機８０に接続している点が、実施の形態９における固液分離システム５９と大きく異なっている。環状の濃縮液貯留器６０の構成は、図１３で示した実施の形態９の説明と同様であるので、その説明を用いる。なお、この実施の形態１６で示したディスク型固液分離機８０を適用した固液分離システムの構成に関しては、実施の形態９から実施の形態１４に示した各固液分離システムにも適用可能である。
【００６７】
以上、実施の形態１６における固液分離システムによれば、実施の形態９に示した効果のほかに、実施の形態１５で示した効果も同時に得られる。また、「マリオット瓶の原理」を利用した濃縮液貯留器６０を備えることにより、ディスク型固液分離機８０へは一定の流量の濃縮液が導入されるので、ディスク型固液分離機８０では一定の割合で固液分離処理を行うことが可能であり、負荷変動の少ない運転処理を行うことができる。
【００６８】
実施の形態１７．
図２２はこの発明を実施するための実施の形態１７における固液分離システム９１を説明するための図である。実施の形態１７にかかる固液分離システム９１は、ディスク型固液分離機８０で固液分離された分離液を重力式で固液分離槽５へ供給するようにしたものであり、図１９の固液分離システム７９と同じ部分には同じ符号を付して重複説明を省略する。この実施の形態１７における固液分離システム９１においては、実施の形態１５におけるディスク型固液分離機８０が固液分離槽５の上方に配置され、ディスク型固液分離機８０の上方に混合タンク６等が配置される。また、水槽８から延びる濃縮液返送管５５は、水槽８の底部から混合タンク６まで上昇して延びている。濃縮液返送管５５には、開閉弁９２とポンプ９３が配設されており、濃縮液は、混合タンク６へ強制圧送される。このポンプ９３による強制圧送の際、濃縮液中の汚泥フロックが解体されてしまうので、ディスク型固液分離機８０に返送される前に新たに凝集剤Ｆと接触させて、汚泥フロックを再形成させる必要がある。このため、この濃縮液返送管５５の返送先は混合タンク６からディスク型濃縮機８０までの間とされ、凝集剤Ｆが導入される混合タンク６において、新たに流入する原液および濃縮液に凝集剤Ｆが注入されるようになっている。更に、図１９の移送管４と異なってディスク型固液分離機８０からの移送管９４は誘導器１６の上に臨んでおり、分離液が重力によって誘導器１６に導入されるようになっている。その他の固液分離システム９１の構成は図１９の固液分離システム７９と同様であるので、その説明を用いる。なお、この実施の形態１７で示したディスク型固液分離機８０を固液分離槽５の上方に配置した固液分離システム９１の構成に関しては、実施の形態７や実施の形態８で示した固液分離機３を適用した固液分離システムにも適用可能である。
【００６９】
以上、実施の形態１７における固液分離システム９１によれば、実施の形態１５で示した効果のほかに、ディスク型固液分離機８０で固液分離した分離液を重力式で固液分離槽５へ移送できることから、固液分離槽５へ分離液が流入する際に、回転筒９の汚泥フロックに与える影響をより小さくすることができる効果がある。
【００７０】
以上説明したように、この発明に係る固液分離システムは、固液分離機３では、原液を濃縮汚泥と分離液に固液分離し、固液分離槽５では、固液分離機３により固液分離された分離液を、回転する回転筒に流入させて上澄水と濃縮液に固液分離する構成としたことにより、高濃度の余剰汚泥や混合生汚泥等、浮遊物質濃度の高い原液を処理対象とした場合においても、確実に原液を固液分離することができ、良好な水質の分離水を得ることができる。
【００７１】
つまり、高濃度の汚泥等を固液分離機３でまず固液分離し、排出される浮遊物質濃度の高い分離液を固液分離槽５の回転する回転筒に流入させて、さらに固液分離する。そして、通常の重力式固液分離槽では効率的で安定した固液分離が難しい浮遊物質濃度の高い分離液を、コンパクトな装置であるにもかかわらず、回転する回転筒の内壁面全体が固液分離面として機能し、分離面積を広く取ることができる固液分離槽５で固液分離することにより、流入する浮遊物質濃度の高い分離液を、速やかに且つ確実に汚泥フロックを分離させ、良好な水質の分離水を安定して得ることができるという効果がある。さらに、固液分離システムは、駆動部が少なく、設備費、ランニングコストとも低減でき、かつ維持管理がしやすい効果を発揮できるという大きな効果もある。
【００７２】
また、この上述の固液分離システムは、浮遊物質濃度の高い原液を処理対象とする場合でも、まず固液分離機３で一旦固液分離し、次いで固液分離槽５でさらに固液分離するため、原液への薬品注入率を増やさなくても十分に良好な水質の分離水を得ることができ、薬品費や動力費を浮遊物質濃度の低い原液を処理対象とする場合と同等に抑制できる効果もある。
【００７３】
さらに、上述の固液分離システムは、固液分離槽５や後述の濃縮液貯留器６０の濃縮液を固液分離機３に返送する濃縮液返送管５５等を有する構成としたことにより、濃縮液は原液と共に固液分離機３で再度固液分離するため、濃縮液中に含まれる汚泥フロックをさらに回収する（＝システム全体のＳＳ回収率を向上させる）ことができ、また効率よく安定して高濃度の濃縮汚泥を得る（＝濃縮汚泥を大幅に減量化する）ことができ、その後の汚泥処理（脱水、乾燥、焼却、系外搬出）が容易となる効果がある。
【００７４】
さらに、上述の固液分離システムは、前述の如く原液を固液分離機３および固液分離槽５で効率よく安定して濃縮でき、得られた濃縮液を濃縮液貯留器６０に貯留保持できるため、濃縮液を不要に撹乱（汚泥フロックの破壊等）させることなく、濃縮液を次段処理へ移行させることができる。また、濃縮液貯留器６０を固液分離槽に隣接し、または一体化（パッケージ化）して配置することにより、より省スペース化することができ、小規模な処理施設にも適合できる効果もある。
【００７５】
また、上述の固液分離システムは、濃縮液貯留器６０に液面下で開口する吸気管６１および液面上で開口する排気管６２を有することにより、所謂「マリオット瓶の原理」を呈する構成となり、定圧整流装置として濃縮液貯留器内の濃縮液を撹乱することなく、常にほぼ一定量を外部へ移送することができ、別途定量ポンプなどの機械装置を必要とせず、建設費や設備費やランニングコストの低減化が図れる。
とくに、濃縮液貯留器６０内の濃縮液を濃縮液返送管５５を用いて直接固液分離機３に返送し、濃縮液を再度固液分離し、汚泥フロックをさらに回収する（＝ＳＳ回収率を向上させる）場合、上記定圧整流装置を用いることにより、濃縮液を撹乱することなく汚泥フロックを破壊させずにスムーズに一定量を固液分離機３に返送できるため、凝集剤など薬品類を使用しなくても原液と共に濃縮液を効率よく固液分離でき、安定して高いＳＳ回収率を得ることができる。
【００７６】
以上、実施の形態１〜１９において本発明の固液分離システムを説明してきたが、特許請求の範囲を逸脱しない限りにおいて、いろいろな修正や変更が可能であることは言うまでもない。例えば、固液分離機３、ディスク型固液分離機８０、水槽８、回転筒９、３１、３７，４１、４９、誘導器１６、２２、２４、掻寄機２０、５０、濃縮液返送管５５、５７、６５、濃縮液貯留器６０、７６はその他の形状、材質、形態が可能である。
【００７７】
また、回転筒９の間隙（スリット）１４は、複数の回転羽根１５を間隔を持って配設して形成させてもよいが、筒状体に間隙（切れ込み）を形成しスリットとしてもよく、前述したようにパンチングメタルでもよく、また細かな格子を形成する網状体でもよい。さらに、複数の回転羽根を配設する場合、各回転羽根を接線方向に向けて配置したり、若干傾斜させたりしてもよい。また、回転羽根自体は平板なものでもよく、波形や湾曲したものを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】この発明の実施の形態１における固液分離システムを説明するための側面図である。
【図２】この発明の実施の形態１における固液分離システムの誘導器の変形例を説明するための側面図である。
【図３】この発明の実施の形態１における固液分離システムの誘導器及び回転筒の変形例を説明するための側面図である。
【図４】この発明の実施の形態１における固液分離システムの誘導器の変形例を説明するための側面図である。
【図５】（ａ）この発明の実施の形態１における固液分離システムの固液分離槽の作用を説明する側面図である。（ｂ）この発明の実施の形態１における固液分離の回転羽根の作用を説明する平面図である。
【図６】この発明の実施の形態２における固液分離システムを説明するための側面図である。
【図７】この発明の実施の形態３における固液分離システムを説明するための側面図である。
【図８】この発明の実施の形態４における固液分離システムを説明するための側面図である。
【図９】この発明の実施の形態５における固液分離システムを説明するための側面図である。
【図１０】この発明の実施の形態６における固液分離システムを説明するための側面図である。
【図１１】この発明の実施の形態７における固液分離システムを説明するための側面図である。
【図１２】この発明の実施の形態８における固液分離システムを説明するための側面図である。
【図１３】この発明の実施の形態９における固液分離システムを説明するための側面図である。
【図１４】この発明の実施の形態１０における固液分離システムを説明するための側面図である。
【図１５】この発明の実施の形態１１における固液分離システムを説明するための側面図である。
【図１６】この発明の実施の形態１２における固液分離システムを説明するための側面図である。
【図１７】この発明の実施の形態１３における固液分離システムを説明するための側面図である。
【図１８】この発明の実施の形態１４における固液分離システムを説明するための側面図である。
【図１９】この発明の実施の形態１５における固液分離システムを説明するための側面図である。
【図２０】この発明の実施の形態１５における固液分離システムのディスク型固液分離機を説明するための斜視図である。
【図２１】この発明の実施の形態１６における固液分離システムを説明するための側面図である。
【図２２】この発明の実施の形態１７における固液分離システムを説明するための側面図である。
【符号の説明】
【００７９】
１、３０、３６、４０、４５、４８、５４、５６、５９、６６、６８、７１、７５、７７、７９、９０、９１  固液分離システム
２  流入管
２ａ  合流管
３  固液分離機
４  移送管
５  固液分離槽
６  混合タンク
８  水槽
９、３１、３７、４１、４９  回転筒
１０  越流堰
１１  開閉弁
１２  濃縮液移送管
１４  間隙（スリット）
１５  回転羽根
１６、２１、２２、２４  誘導器
２０、５０  掻寄機  
３２  間隙（開口部）
３８  カバー
４３  メッシュ
５３  ピケットフェンス
５５、５７、６５  濃縮液返送管
６０、６７、７６  濃縮液貯留器
６１  吸気管
６２  排気管
６３  空気弁
８０  ディスク型固液分離機
【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】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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