(57)【要約】【課題】  前以て凝集剤を添加した汚泥を搬送しながら濾過する回動自在な透水性のある無端ベルトを備えたベルト型濃縮機において、凝集不良の発生を正確且つ即座に検出して、濃縮性能の低下を防止する。【解決手段】  無端ベルト９で搬送されている汚泥３の上面の高さＨを検出する検出装置３２が設けられ、この検出装置３２は無端ベルト９の幅方向において所定間隔をあけて配設された一対の＋電極３２ａと−電極３２ｂとで構成されている。凝集不良が発生した時、汚泥３の上面の高さＨが正常な凝集時に比べて上昇し、汚泥３が両電極３２ａ，３２ｂに接触して、両電極３２ａ，３２ｂ間が導通する。【選択図】  図５
2005081282.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前以て凝集剤を添加した濃縮対象汚泥を搬送しながら濾過する回動自在な透水性のある無端ベルトを備えたベルト型濃縮機であって、
上記無端ベルトで搬送されている濃縮対象汚泥の上面の高さを検出する検出装置が設けられていることを特徴とするベルト型濃縮機。
【請求項２】
前以て凝集剤を添加した濃縮対象汚泥を搬送しながら濾過する回動自在な透水性のある無端ベルトを備えたベルト型濃縮機であって、
上記無端ベルト上の幅方向における汚泥の連続・不連続を検出する検出装置が設けられていることを特徴とするベルト型濃縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば下水処理場における余剰汚泥（混合生汚泥，消化汚泥，ＯＤ余剰汚泥）の濃縮等に用いられるベルト型濃縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のベルト型濃縮機としては、例えば図１１に示すように、投入部６１から濃縮対象汚泥６０を投入する始端部と排出部６２から濃縮対象汚泥６０を排出する終端部とにそれぞれローラー６３が配置され、これら一対のローラー６３間に、上記汚泥６０を搬送しながら重力濾過する回動自在な無端ベルト６４が掛け渡されたものがある。上記無端ベルト６４は、透水性を有しており、表裏に連通する多数の微小な開孔が形成されている。また、上記濃縮対象汚泥６０を投入部６１から無端ベルト６４上に投入する前に、予め上記濃縮対象汚泥６０に凝集混和槽又はライン薬注にて凝集剤を添加して攪拌混合している（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
これによると、凝集剤を添加して凝集させた濃縮対象汚泥６０を投入部６１から無端ベルト６４上へ投入する。この濃縮対象汚泥６０は、無端ベルト６４によって始端部から終端部へ搬送されながら重力濾過された後、排出部６２から排出される。
【０００４】
しかしながら上記の従来形式では、濃縮対象汚泥６０に添加する凝集剤の添加量が不足して凝集不良が発生した場合、上記汚泥から脱離する脱離水の水抜けが悪くなり、濃縮性能が低下してしまうといった問題があった。
【特許文献１】特開２００２−３２６００６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、凝集不良の発生を検出して、濃縮性能の低下を防止することができるベルト型濃縮機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために本第１発明では、前以て凝集剤を添加した濃縮対象汚泥を搬送しながら濾過する回動自在な透水性のある無端ベルトを備えたベルト型濃縮機であって、上記無端ベルトで搬送されている濃縮対象汚泥の上面の高さを検出する検出装置が設けられているものである。
【０００７】
これによると、凝集剤を添加して凝集させた濃縮対象汚泥を無端ベルトへ供給する。これにより、上記濃縮対象汚泥は、回動する無端ベルトによって搬送されながら濾過された後、排出される。この際、無端ベルトで搬送されている濃縮対象汚泥の上面の高さが検出装置によって検出される。
【０００８】
濃縮対象汚泥に添加する凝集剤の添加量が不足して凝集不良が発生した時、無端ベルト上の濃縮対象汚泥から脱離する脱離水の水抜けが悪くなるため、濃縮対象汚泥中に多量の水分が残り、無端ベルト上の濃縮対象汚泥の上面の高さが正常な凝集時に比べて上昇する。したがって、検出装置で検出される濃縮対象汚泥の上面の高さが所定高さ以上に上昇した場合、凝集不良の発生が正確且つ即座に検出され、凝集剤の添加量を増加するといった対応が可能となる。これにより、凝集不良が迅速に解消され、濃縮性能の低下を防止することができる。
【０００９】
また、本第２発明では、前以て凝集剤を添加した濃縮対象汚泥を搬送しながら濾過する回動自在な透水性のある無端ベルトを備えたベルト型濃縮機であって、上記無端ベルト上の幅方向における汚泥の連続・不連続を検出する検出装置が設けられているものである。
【００１０】
これによると、凝集剤を添加して凝集させた濃縮対象汚泥を無端ベルトへ供給する。これにより、上記濃縮対象汚泥は、回動する無端ベルトによって搬送されながら濾過された後、終端部から排出される。この際、検出装置によって、無端ベルト上の幅方向における汚泥の連続・不連続が検出される。
【００１１】
凝集剤の添加によって濃縮対象汚泥が正常に凝集されている時、無端ベルト上の濃縮対象汚泥から脱離する脱離水の水抜けが良好であるため、汚泥が無端ベルト上において複数の塊となって分散した状態で排出される。したがって、検出装置で検出される濃縮対象汚泥は無端ベルト上の幅方向において不連続となる。
【００１２】
また、濃縮対象汚泥に添加する凝集剤の添加量が不足して凝集不良が発生した時、無端ベルト上の濃縮対象汚泥から脱離する脱離水の水抜けが悪くなるため、濃縮対象汚泥中に多量の水分が残り、汚泥が無端ベルト上において全面に広がった滝のような状態で排出される。したがって、検出装置で検出される濃縮対象汚泥が無端ベルト上の幅方向において連続し、これにより、凝集不良の発生が正確且つ即座に検出され、凝集剤の添加量を増加するといった対応が可能となる。これにより、凝集不良が迅速に解消され、濃縮性能の低下を防止することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本第１発明によると、検出装置で検出される濃縮対象汚泥の上面の高さが所定値以上に上昇した場合、凝集不良の発生が正確且つ即座に検出され、凝集剤の添加量を増加するといった対応が可能となる。これにより、凝集不良が迅速に解消され、濃縮性能の低下を防止することができる。
【００１４】
本第２発明によると、検出装置で検出される濃縮対象汚泥が無端ベルト上の幅方向において連続している場合、凝集不良の発生が正確且つ即座に検出され、凝集剤の添加量を増加するといった対応が可能となる。これにより、凝集不良が迅速に解消され、濃縮性能の低下を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明における第１の実施の形態を図１〜図５に基づいて説明する。
図１，図２に示すように、１は、始端側の汚泥供給部２（汚泥供給シュート等）から供給された濃縮対象汚泥３を搬送しながら重力濾過して脱水濃縮し、終端側の汚泥排出部４（汚泥排出シュート等）から排出するベルト型濃縮機である。
【００１６】
このベルト型濃縮機１は、始端側に設けられた回転自在な従動ローラー６と、終端側に設けられてモーター７により回転駆動される駆動ローラー８と、これら前後一対のローラー６，８間に掛け渡された金属製（ステンレス製）の無端ベルト９とを有している。このうち、駆動ローラー８の両端に設けられた支軸１１が軸受け１２を介して回転自在に左右一対の終端側サイドフレーム１３に支持されている。同様に、従動ローラー６の両端に設けられた支軸１１が軸受け１２を介して回転自在に左右一対の始端側サイドフレーム１４に支持されている。尚、上記終端側サイドフレーム１３は複数本の脚１７を有する架台１８の終端部（後部）に立設され、始端側サイドフレーム１４は上記架台１８の始端部（前部）に立設されている。
【００１７】
また、駆動ローラー８の一端に設けられた一方の支軸１１の先端にはローラー側スプロケット１５が設けられ、上記モーター７にはモーター側スプロケット１６が設けられ、これら両スプロケット１５，１６間に駆動用チェン１９が巻回されている。また、上記各支軸１１には、両ローラー６，８の端部と各サイドフレーム１３，１４との間に位置するスプロケット２０が設けられている。
【００１８】
上記無端ベルト９の軌道２１は、上記汚泥供給部２から投入された濃縮対象汚泥３を汚泥排出部４まで搬送する直線状の搬送軌道２１ａと、この搬送軌道２１ａの下方に位置し且つ汚泥排出部４から汚泥供給部２へ戻る直線状の戻り軌道２１ｂと、搬送軌道２１ａから戻り軌道２１ｂへ反転する終端側の反転軌道２１ｃと、戻り軌道２１ｂから搬送軌道２１ａへ反転する始端側の反転軌道２１ｄとで形成されている。
【００１９】
図３，図４に示すように、上記無端ベルト９は、螺旋状をなす複数の金属又は樹脂製の線材９ａを相互に当接して平行に配置し、これら複数の線材９ａに直線状の骨線材９ｂを挿通して構成されたメッシュ状のベルトである。この無端ベルト９は、上記線材９ａからなる上層と下層の間に空隙９ｃを有する多層構造をなし、各層には隣接する線材９ａ間に形成される微小な開孔９ｄを適当間隔で設けている。これにより、上記各線材９ａ同士は骨線材９ｂによって互いに連結され、無端ベルト９は、骨線材９ｂに沿って表裏方向に屈曲自在となり、且つ、表裏方向における透水性を有する。また、図２に示すように、無端ベルト９の幅方向Ｗの両側縁には、上記各スプロケット２０に歯合するチェン２３が設けられている。
【００２０】
上記無端ベルト９は、搬送軌道２１ａ上において、複数の支え板２６によって下側から支えられ、戻り軌道２１ｂ上において、複数の支持ローラー２７によって下側から支えられている。また、終端側サイドフレーム１３と始端側サイドフレーム１４との前後間には、搬送軌道２１ａに沿って搬送される濃縮対象汚泥３が無端ベルト９上から両外側方へ零れ落ちることを防止するための左右一対のガイド体２４が設けられている。また、架台１８には、濃縮対象汚泥３を重力濾過することによって無端ベルト９から滴下した脱離水Ａを集水して排出する排水部（図示せず）が設けられている。さらに、架台１８の終端部には、終端部の反転軌道２１ｃを通過する無端ベルト９の表面に付着した汚泥３を掻き取って汚泥排出部４へ排出する排出用スクレーパー３１が設けられている。
【００２１】
図１，図２，図５に示すように、上記搬送軌道２１ａの終端部である後半部分には、無端ベルト９で搬送されている濃縮対象汚泥３の上面の高さＨを検出する検出装置３２が設けられている。この検出装置３２は＋（陽）の電極３２ａと−（陰）の電極３２ｂとで構成され、これら両電極３２ａ，３２ｂは無端ベルト９の幅方向Ｗにおいて所定間隔をあけて配設されている。両電極３２ａ，３２ｂの下端は、上方から両ガイド体２４間に突入しており、搬送軌道２１ａ上の無端ベルト９から所定高さｈだけ上方に位置している。尚、上記両電極３２ａ，３２ｂは、一対の終端側サイドフレーム１３の上部間に架設された取付フレーム３３に取付けられている。尚、上記両電極３２ａ，３２ｂには電源３４と警告灯３５とが接続されており、両電極３２ａ，３２ｂ間が導通した場合、警告灯３５が点灯する。
【００２２】
また、図１に示すように、上記汚泥供給部２よりも上流側において、前以て、凝集混和槽３６（又はライン薬注）にて凝集剤３７を濃縮対象汚泥３に添加し混合攪拌している。
以下、上記構成における作用を説明する。
【００２３】
モーター７で駆動ローラー８を回転駆動させることにより、従動ローラー６が従動回転するとともに、各スプロケット２０が回転して無端ベルト９が一方向へ回動する。そして、図１に示すように、前以て凝集混和槽３６（又はライン薬注）にて凝集剤３７を濃縮対象汚泥３に添加し混合攪拌して濃縮対象汚泥３を凝集させ、このようにして凝集させた濃縮対象汚泥３を汚泥供給部２から搬送軌道２１ａ上の無端ベルト９へ供給する。供給された濃縮対象汚泥３は、無端ベルト９によって搬送軌道２１ａ上を始端側から終端側へ搬送されながら重力濾過され、脱水濃縮された後、排出用スクレーパー３１によって終端部の反転軌道２１ｃ上の無端ベルト９の表面から掻き取られて汚泥排出部４へ排出される。また、上記重力濾過によって濃縮対象汚泥３から脱離され無端ベルト９から滴下した脱離水Ａは集水されて排水部（図示せず）から排水される。
【００２４】
上記凝集剤３７の添加によって濃縮対象汚泥３が正常に凝集されている時、搬送軌道２１ａにおいて、無端ベルト９上の濃縮対象汚泥３から脱離する脱離水Ａの水抜けが良好であるため、図５（ａ）に示すように、無端ベルト９上の濃縮対象汚泥３の上面の高さＨが上記所定高さｈよりも低くなり、濃縮対象汚泥３の上面が両電極３２ａ，３２ｂの下端よりも下方に位置する。これにより、両電極３２ａ，３２ｂ間は導通せず、警告灯３５は点灯しない。
【００２５】
また、上記凝集剤３７の添加量が不足して凝集不良が発生した時、搬送軌道２１ａにおいて、無端ベルト９上の濃縮対象汚泥３から脱離する脱離水Ａの水抜けが悪くなるため、濃縮対象汚泥３中に多量の水分が残り、図５（ｂ）に示すように、無端ベルト９上の濃縮対象汚泥３の上面の高さＨが、正常な凝集時に比べて上昇し、上記所定高さｈに達する。これにより、濃縮対象汚泥３が両電極３２ａ，３２ｂの下端に接触し、両電極３２ａ，３２ｂ間が導通して、警告灯３５が点灯し、作業者は凝集不良の発生を正確且つ即座に認識でき、凝集剤３７の添加量を増加させるといった対応が可能となる。これによって、凝集不良が迅速に解消され、濃縮性能の低下を防止することができる。
【００２６】
上記第１の実施の形態では、検出装置３２を電極３２ａ，３２ｂで構成しているが、電極３２ａ，３２ｂ以外の液面検出装置を用いて汚泥３の上面の高さＨを検出してもよく、例えば、超音波式や光電式、レーザー式、フロート式等の検出装置であってもよい。また、画像処理によって汚泥３の上面の高さＨを検出してもよい。
【００２７】
次に、本発明における第２の実施の形態を図６〜図９に基づいて説明する。
搬送軌道２１ａ上の複数箇所には、無端ベルト９によって搬送されている濃縮対象汚泥３を一旦無端ベルト９から上方へ掻き取ったのち再び無端ベルト９へ落下させるスクレーパー４１が設けられている。これらのスクレーパー４１は、平板状であり、無端ベルト９に対して後部が上方へ傾斜している。
【００２８】
濃縮対象汚泥３を排出する終端部には、この終端部の反転軌道２１ｃを通過する無端ベルト９上の幅方向Ｗにおける２箇所Ｐ１，Ｐ２間の汚泥３の連続・不連続を検出する検出装置４２が設けられている。この検出装置４２は＋（陽）の電極４２ａと−（陰）の電極４２ｂとで構成され、これら両電極４２ａ，４２ｂは無端ベルト９の幅方向Ｗにおいて所定間隔をおいて斜めに配設されている。図８に示すように、両電極４２ａ，４２ｂの下端と終端部の反転軌道２１ｃ上の無端ベルト９の表面との間には、濃縮対象汚泥３の高さ（厚さ）よりも狭い所定の間隙Ｓが形成されている。尚、上記両電極４２ａ，４２ｂは、一対の終端側サイドフレーム１３の上部間に架設された取付フレーム４３に取付けられている。尚、上記両電極４２ａ，４２ｂには電源３４と警告灯３５とが接続されており、両電極４２ａ，４２ｂ間が導通した場合、警告灯３５が点灯する。
【００２９】
以下、上記構成における作用を説明する。
図６に示すように、前以て凝集混和槽３６（又はライン薬注）にて凝集剤３７を濃縮対象汚泥３に添加し混合攪拌して濃縮対象汚泥３を凝集させ、このようにして凝集させた濃縮対象汚泥３を汚泥供給部２から搬送軌道２１ａ上の無端ベルト９へ供給する。供給された濃縮対象汚泥３は、無端ベルト９によって搬送軌道２１ａ上を始端側から終端側へ搬送されながら重力濾過され、脱水濃縮される。この際、濃縮対象汚泥３の下部が上部よりも先に脱水される傾向があるため、濃縮対象汚泥３の下部の固形粒子同士の間隔が狭まり、濃縮対象汚泥３の下部に空間率が上部よりも小さな圧密層が形成され、この圧密層の上方に残った部分が自由水層となり、濃縮対象汚泥３の上部（自由水層）の脱水が圧密層により阻害されるといった現象が起きる。
【００３０】
これに対して、濃縮対象汚泥３は、搬送軌道２１ａ上において、スクレーパー４１によって一旦無端ベルト９から上方へ掻き取られた後、このスクレーパー４１を乗り越えて再び無端ベルト９へ落下する。これにより、上記濃縮対象汚泥３の圧密層と自由水層とが入り混じって均一化され、上記圧密層による脱水の阻害が防止され、濃縮対象汚泥３の脱水が促進される。このように脱水が促進されると、濃縮対象汚泥３は、無端ベルト９上で複数の塊となって分散し、この状態で排出用スクレーパー３１によって終端部の反転軌道２１ｃ上の無端ベルト９の表面から掻き取られて汚泥排出部４へ排出される。また、上記重力濾過によって濃縮対象汚泥３から脱離され無端ベルト９から滴下した脱離水Ａは集水されて排水部（図示せず）から排水される。
【００３１】
上記凝集剤３７の添加によって濃縮対象汚泥３が正常に凝集されている時、搬送軌道２１ａにおいて、無端ベルト９上の濃縮対象汚泥３から脱離する脱離水Ａの水抜けが良好であるため、図９（ａ）に示すように、終端側の反転軌道２１ｃでは、上述したように濃縮対象汚泥３が無端ベルト９上で複数の塊となって分散した状態で排出される。これにより、濃縮対象汚泥３は上記２箇所Ｐ１，Ｐ２間において不連続になるため、両電極４２ａ，４２ｂ間は導通せず、警告灯３５は点灯しない。
【００３２】
また、濃縮対象汚泥３に添加する凝集剤３７の添加量が不足して凝集不良が発生した時、搬送軌道２１ａにおいて、無端ベルト９上の濃縮対象汚泥３から脱離する脱離水Ａの水抜けが悪くなるため、濃縮対象汚泥３中に多量の水分が残り、図９（ｂ）に示すように、終端部の反転軌道２１ｃでは、上記汚泥３が無端ベルト９上において全面的に広がった滝のような状態で排出される。これにより、濃縮対象汚泥３は上記２箇所Ｐ１，Ｐ２間において連続するため、両電極４２ａ，４２ｂの下端が濃縮対象汚泥３に接触して両電極４２ａ，４２ｂ間が導通し、警告灯３５が点灯し、作業者は凝集不良の発生を正確且つ即座に認識でき、凝集剤３７の添加量を増加させるといった対応が可能となる。これによって、凝集不良が迅速に解消され、濃縮性能の低下を防止することができる。
【００３３】
上記第２の実施の形態では、検出装置４２を一対の電極４２ａ，４２ｂで構成しているが、上記電極４２ａ，４２ｂの代わりに、終端部の反転軌道２１ｃを通過する無端ベルト９上の幅方向Ｗに複数のレーザー式の測距計を左右横一列に並べて配置してもよい。これによると、各測距計から終端部の反転軌道２１ｃを通過する無端ベルト９の表面までの距離は一定値となるため、濃縮対象汚泥３が無端ベルト９上で複数の塊となって分散した状態である場合、各測距計によって計測された距離のいずれかが一定値となり、これにより、濃縮対象汚泥３が正常に凝集されていることを検出し得る。また、上記汚泥３が無端ベルト９上において全面的に広がった滝のような状態で排出されている場合、各測距計によって計測された距離の全ての値が濃縮対象汚泥３の高さ分だけ上記一定値よりも若干短くなり、これにより、凝集不良が発生していることを検出し得る。
【００３４】
上記第２の実施の形態では、濃縮対象汚泥３を排出する終端部に検出装置４２を取付けたが、これは始端部よりも終端部に近い方が精度良く検出できるため、上記濃縮対象汚泥３を排出する終端部が最適な取付位置となるからである。しかしながら、上記検出装置４２の取付位置は、上記汚泥３を排出する終端部のみに限定されるものではなく、終端部よりも手前側（始端側）であってもよい。
【００３５】
上記第２の実施の形態では、スクレーパー４１を乗り越えることによって濃縮対象汚泥３を複数の塊に分散させているが、このような汚泥の分散手段として、スクレーパー４１以外に、例えば、搬送軌道２１ａ上の複数箇所に、鉛直方向に長い棒状の障害物を配置し、無端ベルト９で搬送されている濃縮対象汚泥３が上記障害物にぶつかることにより、濃縮対象汚泥３を分散させてもよい。
【００３６】
上記第１および第２の実施の形態では、凝集不良が発生した場合、作業者が手動操作によって凝集剤３７の添加量を増加させているが、第３の実施の形態として、図１０に示すように、凝集不良が発生して、電極３２ａ，３２ｂ間（又は４２ａ，４２ｂ間）が導通した際、制御装置４４によって自動的に凝集剤３７の供給経路４５に設けられた電磁弁４６を開いて、凝集剤３７の添加量を増加させてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるベルト型濃縮機の概略側面図である。
【図２】同、ベルト型濃縮機の検出装置の正面図である。
【図３】同、ベルト型濃縮機の無端ベルトの構成を示す拡大平面図である。
【図４】図３におけるＸ−Ｘ矢視図である。
【図５】同、ベルト型濃縮機の検出装置と濃縮対象汚泥との関係を示す図であり、（ａ）は正常な凝集時を示し、（ｂ）は凝集不良が発生した時を示す。
【図６】本発明の第２の実施の形態におけるベルト型濃縮機の概略側面図である。
【図７】同、ベルト型濃縮機の終端部を後方から見た図である。
【図８】同、ベルト型濃縮機の終端部の概略側面図である。
【図９】同、ベルト型濃縮機の検出装置と濃縮対象汚泥との関係を示す図であり、（ａ）は正常な凝集時を示し、（ｂ）は凝集不良が発生した時を示す。
【図１０】本発明の第３の実施の形態におけるベルト型濃縮機の検出装置と制御系とを示す図である。
【図１１】従来のベルト型濃縮機の概略側面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１    ベルト型濃縮機
３    濃縮対象汚泥
９    無端ベルト
３２，４２    検出装置
３７    凝集剤
Ｈ    濃縮対象汚泥の上面の高さ
Ｗ    無端ベルトの幅方向
【図１】
2005081282.tif 000003
【図２】
2005081282.tif 000004
【図３】
2005081282.tif 000005
【図４】
2005081282.tif 000006
【図５】
2005081282.tif 000007
【図６】
2005081282.tif 000008
【図７】
2005081282.tif 000009
【図８】
2005081282.tif 000010
【図９】
2005081282.tif 000011
【図１０】
2005081282.tif 000012
【図１１】
2005081282.tif 000013