(57)【要約】【課題】汚泥濃縮効果の一層の向上を図ることが可能な汚泥濃縮方法、及び汚泥濃縮設備を提供する。【解決手段】この汚泥濃縮方法では、鉛直方向に対して所定角度θ１〜θ３で傾斜している正負一対の電極板２０，２２間に、スラリ状の汚泥を下向流で導入する。【選択図】  図１
2005058840.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉛直方向に対して所定角度で傾斜している正負一対の電極板間に、スラリ状の汚泥を下向流で導入することを特徴とする汚泥濃縮方法。
【請求項２】
前記所定角度は３０度〜７５度であることを特徴とする請求項１に記載の汚泥濃縮方法。
【請求項３】
前記正負一対の電極板間に導入され排出された前記スラリ状の汚泥の少なくとも一部を返送して、該正負一対の電極板間に再度下向流で導入することを特徴とする請求項１に記載の汚泥濃縮方法。
【請求項４】
前記スラリ状の汚泥は、アルミ及び鉄系の凝集剤の少なくともいずれかを使用して凝集された凝集汚泥であることを特徴とする請求項１に記載の汚泥濃縮方法。
【請求項５】
スラリ状の汚泥が導入される処理槽と、
前記処理槽内に設けられており、鉛直方向に対して所定角度で傾斜する第１の正負一対の電極板と、を備えることを特徴とする汚泥濃縮設備。
【請求項６】
前記所定角度は３０度〜７５度であることを特徴とする請求項５に記載の汚泥濃縮設備。
【請求項７】
前記第１の正負一対の電極板の下方に設けられており、鉛直方向に対して所定角度で傾斜する第２の正負一対の電極板を更に備え、
前記第２の正負一対の電極板の傾斜方向は、前記第１の正負一対の電極板の傾斜方向と逆であることを特徴とする請求項５に記載の汚泥濃縮設備。
【請求項８】
前記第１の正負一対の電極板の一対の下端と、前記第２の正負一対の電極板の一対の上端とは、互い違いに配置されていることを特徴とする請求項７に記載の汚泥濃縮設備。
【請求項９】
前記第１の正負一対の電極板間に導入され排出された前記スラリ状の汚泥の少なくとも一部を前記処理槽下部から抜き出し、該処理槽上部に返送して該第１の正負一対の電極板間に再度下向流で導入するための返送手段を更に備えることを特徴とする請求項５に記載の汚泥濃縮設備。
【請求項１０】
前記処理槽内で濃縮され該処理槽下部から引き出された汚泥を重力沈降させるための濃縮槽を更に備えることを特徴とする請求項５に記載の汚泥濃縮設備。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、浄水場等で発生するスラリ状の汚泥を濃縮する汚泥濃縮方法、及び汚泥濃縮設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】
浄水処理において発生する汚泥は、冬季は河川より流入する濁質が少ないため、重力濃縮を中心とした濃縮方法では、２〜３重量％の低濃度の汚泥となる。このため、汚泥処理として用いられているフィルタープレス等の機械脱水設備への負担が大きくなり、脱水設備の規模が膨大になる。
【０００３】
そこで、予め汚泥を濃縮するため、例えば特許文献１に開示されているように、正負一対の電極が設けられた処理槽内にスラリ状の汚泥を供給し、汚泥に電気的な作用を施して汚泥を濃縮することが行われる。この汚泥濃縮方法において、マイナスに帯電したコロイド状の微細汚泥は、正極に引き寄せられて荷電中和され、重力により処理槽底部に沈降して濃縮される。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−１６５１９９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の汚泥濃縮方法であっても、汚泥濃縮の効果が未だ充分ではなかった。
【０００６】
本発明は、上記した課題を解決するために為されたものであり、汚泥濃縮効果の一層の向上を図ることが可能な汚泥濃縮方法、及び汚泥濃縮設備を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る汚泥濃縮方法は、鉛直方向に対して所定角度で傾斜している正負一対の電極板間に、スラリ状の汚泥を下向流で導入することを特徴とする。
【０００８】
この方法では、正負一対の電極板間に下向流で導入されたスラリ状の汚泥に含まれる微細汚泥は、正の極板に引き寄せられ荷電中和されるとともに、重力及び流れの作用により正の極板上を下向きに転動する。この転動に伴い、荷電中和されて凝集し易くなった微細汚泥が、いわゆる雪だるま式に凝集されて沈降する。
このように、転動造粒効果を利用することで、汚泥濃縮効果の一層の向上を図ることが可能となる。
【０００９】
本発明に係る汚泥濃縮方法において、所定角度は３０度〜７５度であることを特徴としてもよい。このようにすれば、特に優れた汚泥濃縮効果を得ることができる。
【００１０】
本発明に係る汚泥濃縮方法では、正負一対の電極板間に導入され排出されたスラリ状の汚泥の少なくとも一部を返送して、正負一対の電極板間に再度下向流で導入することを特徴としてもよい。このようにすれば、汚泥濃縮効果のより一層の向上を図ることが可能となる。
【００１１】
本発明に係る汚泥濃縮方法では、スラリ状の汚泥は、アルミ及び鉄系の凝集剤の少なくともいずれかを使用して凝集された凝集汚泥であることを特徴としてもよい。本発明は、このように浄水処理などにおいてアルミ及び鉄系の凝集剤の少なくともいずれかを使用して凝集された凝集汚泥の濃縮に好適である。
【００１２】
本発明に係る汚泥濃縮設備は、スラリ状の汚泥が導入される処理槽と、処理槽内に設けられており、鉛直方向に対して所定角度で傾斜する第１の正負一対の電極板と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
この設備では、処理槽内の第１の正負一対の電極板間に下向流で導入されたスラリ状の汚泥に含まれる微細汚泥は、正の極板に引き寄せられ荷電中和されるとともに、重力及び流れの作用により正の極板上を下向きに転動する。この転動に伴い、荷電中和されて凝集し易くなった微細汚泥が、いわゆる雪だるま式に凝集されて沈降する。このように、転動造粒効果を利用することで、汚泥濃縮効果の一層の向上を図ることが可能となる。
【００１４】
本発明に係る汚泥濃縮設備において、所定角度は３０度〜７５度であることを特徴としてもよい。このようにすれば、特に優れた汚泥濃縮効果を得ることができる。
【００１５】
本発明に係る汚泥濃縮設備は、第１の正負一対の電極板の下方に設けられており、鉛直方向に対して所定角度で傾斜する第２の正負一対の電極板を更に備え、第２の正負一対の電極板の傾斜方向は、第１の正負一対の電極板の傾斜方向と逆であることを特徴としてもよい。このようにすれば、第１の正負一対の電極板の間にのみ汚泥を通す場合と比べて、汚泥濃縮効果のより一層の向上を図ることが可能となる。このとき、第２の正負一対の電極板の傾斜方向を第１の正負一対の電極板の傾斜方向と逆にしているため、処理槽の幅方向の大型化を抑制することができる。
【００１６】
本発明に係る汚泥濃縮設備では、第１の正負一対の電極板の一対の下端と、第２の正負一対の電極板の一対の上端とは、互い違いに配置されていることを特徴としてもよい。このようにすれば、処理槽の下方から上方へ向かってガスが抜け易くなる。
【００１７】
本発明に係る汚泥濃縮設備では、第１の正負一対の電極板間に導入され排出されたスラリ状の汚泥の少なくとも一部を処理槽下部から抜き出し、処理槽上部に返送して第１の正負一対の電極板間に再度下向流で導入するための返送手段を更に備えることを特徴としてもよい。このようにすれば、汚泥濃縮効果のより一層の向上を図ることが可能となる。
【００１８】
本発明に係る汚泥濃縮設備は、処理槽内で濃縮され処理槽下部から引き出された汚泥を重力沈降させるための濃縮槽を更に備えることを特徴としてもよい。このようにすれば、処理槽下部から濃縮された汚泥を引き出し、濃縮槽内で重力沈降により更に濃縮することができるため、処理槽にオーバーフローを設ける必要がなく、また全体として汚泥濃縮効果のより一層の向上を図ることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る汚泥濃縮設備の構成を模式的に示す図である。図１に示すように、この汚泥濃縮装置１０は、スラリ状の汚泥が導入される処理槽１２を備えている。この処理槽１２は、上端が開口された筒状をなす側壁部１４と、側壁部１４の下端を閉塞する底壁部１６とを有している。側壁部１４の下部１／３程度は、鉛直下方に向かって順次縮径している。
【００２０】
この処理槽１２の上部２／３程度は、電気的な作用により汚泥の濃縮が行われる電気濃縮部１６とされており、下部１／３程度は、重力沈降により汚泥の濃縮が行われる重力濃縮部１８とされている。
【００２１】
電気濃縮部１６には、複数対の正負の電極板２０，２２が設けられている。この電気濃縮部１６は、上から上濃縮部２４、中間濃縮部２６、下濃縮部２８の３段構成になっており、それぞれ５対の正負電極板２０，２２を有している。上濃縮部２４の電極板２０，２２は、左から負、正、負、正、・・・の順に等間隔で配置されている。そして、それぞれの電極板２０，２２は、板面が鉛直方向に対して時計回りに所定角度θ１で傾斜している。この角度θ１は、３０度〜７５度であると好ましく、４５度〜６０度であるとより好ましい。このようにすれば、特に優れた汚泥濃縮効果を得ることができる。
【００２２】
中間濃縮部２６の電極板２０，２２は、左から負、正、負、正、・・・の順に等間隔で配置されている。そして、それぞれの電極板２０，２２は、板面が鉛直方向に対して反時計回りに所定角度θ２で傾斜している。この角度θ２は、３０度〜７５度であると好ましく、４５度〜６０度であるとより好ましい。このようにすれば、特に優れた汚泥濃縮効果を得ることができる。そして、上濃縮部２４の電極板２０，２２の下端と中間濃縮部２６の電極板２０，２２の上端とは、それぞれ入り組みあって互い違いに配置されている。よって、上濃縮部２４と中間濃縮部２６との境界部分では、水平方向に電極板２０，２２が左から負、負、正、正、負、負、・・・の順に入り組みあっている。
【００２３】
下濃縮部２８の電極板２０，２２は、左から負、正、負、正、・・・の順に等間隔で配置されている。そして、それぞれの電極板２０，２２は、板面が鉛直方向に対して時計回りに所定角度θ３で傾斜している。この角度θ３は、３０度〜７５度であると好ましく、４５度〜６０度であるとより好ましい。このようにすれば、特に優れた汚泥濃縮効果を得ることができる。そして、中間濃縮部２６の電極板２０，２２の下端と下濃縮部２８の電極板２０，２２の上端とは、それぞれ入り組みあって互い違いに配置されている。よって、中間濃縮部２６と下濃縮部２８との境界部分では、水平方向に電極板２０，２２が左から負、負、正、正、負、負、・・・の順に入り組みあっている。
【００２４】
なお、電気濃縮部１６の側壁部１４近傍であって汚泥の濃縮に寄与しない空間３０は、コンクリート打ち等が施されてデッドスペースが無くされている。
【００２５】
また汚泥濃縮設備１０は、複数対の正負電極板２０，２２間に所定の直流電圧を印加するための電源装置３２を備えている。また汚泥濃縮設備１０は、電気濃縮部１６と重力濃縮部１８との境界付近の側壁部１４から処理槽１２の上部開口１３に向かって延びる返送ライン３４を備えている。この返送ライン３４上にはポンプ３６が設けられており、電気濃縮部１６で濃縮された汚泥の一部を抜き出して処理槽１２上部に返送可能になっている。また汚泥濃縮設備１０は、処理槽１２の底壁部１６から引き出された汚泥引き出しライン３８を備えている。この汚泥引き出しライン３８上にはポンプ４０が設けられており、重力濃縮部１８に重力沈降により濃縮された汚泥を引き出して、図示しない脱水設備へと送り出し可能となっている。なお、連続的な汚泥の濃縮処理を行う場合には、処理槽１２の上部開口１３付近に、オーバーフロー口４２を設けてもよい。
【００２６】
次に、上記した構成の汚泥濃縮設備１０を用いた汚泥濃縮方法について説明する。
【００２７】
まず、本実施形態に係る汚泥濃縮方法の濃縮原理について説明する。図２は、汚泥の濃縮に寄与する効果を説明するための図である。また図３は、汚泥が濃縮される様子を説明するための図である。
【００２８】
図２に示すように、スラリ状の汚泥に含まれる微細汚泥Ｗは、マイナスに帯電してコロイド状に分布している。従って、微細汚泥Ｗには、鉛直下方に作用する重力効果、電極板２０，２２の板面に平行に作用する流れ効果、及び正極板２０に引き寄せられるように板面に垂直な方向に作用する電気泳動効果が働く。従って、図３に示すように、マイナスに帯電する微細汚泥Ｗは、電気泳動効果及び重力効果により正極板２０に引き寄せられ、荷電中和されて電気的な反発がなくなって凝集し易い状態となる。そして、流れ効果及び重力効果により、微細汚泥Ｗが正極板２０上を転がりながら下方に進む。これに伴い、いわゆる雪だるま式に汚泥が凝集される。このように、転動造粒効果を利用することで、汚泥が濃縮される。
【００２９】
図１に示す構成の汚泥濃縮設備１０を用いた汚泥濃縮方法は、上記した濃縮原理を利用するものである。すなわち、まず複数対の正負極板２０，２２間に電源装置３２により所定の直流電圧を印加する。次に、処理槽１２の上部開口１３から、スラリ状の汚泥を処理槽１２内に導入する。ここで、処理槽１２内に導入される汚泥としては、浄水処理などにおいてアルミ及び鉄系の凝集剤の少なくともいずれかを使用して凝集された凝集汚泥（浄水汚泥）であると好適である。
【００３０】
処理槽１２内に導入されたスラリ状の汚泥のうち、上濃縮部２４で正の極板２０が下に来るような極板２０，２２間Ａに導入された汚泥Ｗは、図３において説明した転動造粒効果により濃縮され、中間濃縮部２６に送られる。中間濃縮部２６では、負の極板２２が下に来るため、汚泥Ｗは正負の極板２０，２２間を漂いながら、下濃縮部２８に送られる。このとき、汚泥Ｗの濃縮等に伴い発生したガスＧは、下降してくる汚泥Ｗに邪魔されることなく、上濃縮部２４の正極板２０の下端と中間濃縮部２６の正極板２０の上端との間から上方へ抜け出る。そして、下濃縮部２８では、正の極板２０が下に来るため、図３において説明した転動造粒効果により汚泥Ｗが濃縮され、重力濃縮部１８へ向けて排出される。このとき、汚泥Ｗの濃縮等に伴い発生したガスＧは、下降してくる汚泥Ｗに邪魔されることなく、中間濃縮部２６の負極板２２の下端と下濃縮部２８の負極板２２の上端との間から上方へ抜け出る。電気濃縮部１６において転動造粒された汚泥Ｗは、密度が大きく粒径も大きいため、重力濃縮部１８において重力沈降により容易に沈降され、底壁部１６上で堆積されて濃縮される。
【００３１】
また、処理槽１２内に導入されたスラリ状の汚泥のうち、上濃縮部２４で負の極板２２が下に来るような極板２０，２２間Ｂに導入された汚泥Ｗは、正負の極板２０，２２間を漂いながら、中間濃縮部２６に送られる。中間濃縮部２６では、正の極板２０が下に来るため、図３において説明した転動造粒効果により汚泥Ｗが濃縮され、下濃縮部２８に送られる。このとき、汚泥Ｗの濃縮等に伴い発生したガスＧは、下降してくる汚泥Ｗに邪魔されることなく、上濃縮部２４の負極板２２の下端と中間濃縮部２６の負極板２２の上端との間から上方へ抜け出る。そして、下濃縮部２８では、負の極板２２が下に来るため、汚泥Ｗは正負の極板２０，２２間を漂いながら、重力濃縮部１８へ向けて排出される。このとき、汚泥Ｗの濃縮等に伴い発生したガスＧは、下降してくる汚泥Ｗに邪魔されることなく、中間濃縮部２６の正極板２０の下端と下濃縮部２８の正極板２０の上端との間から上方へ抜け出る。電気濃縮部１６において転動造粒された汚泥Ｗは、密度が大きく粒径も大きいため、重力濃縮部１８において重力沈降により容易に沈降され、底壁部１６上に堆積され濃縮される。
【００３２】
電気濃縮部１６から排出された汚泥Ｗのうち造粒されていない汚泥Ｗは、沈降速度が小さいため、重力濃縮部１８で沈降することができず、電気濃縮部１６と重力濃縮部１８との境界部分で浮遊することになる。そのため、この境界部分で浮遊する汚泥Ｗを、返送ライン３４により抜き出して、処理槽１２の上部開口１３へ向けて返送する。そして、上記した電気濃縮部１６において電気的な濃縮作用を再度施す。この操作を繰り返すことで、重力濃縮部１８に濃度の高い汚泥Ｗが堆積する。
【００３３】
重力濃縮部１８の底壁部１６上に沈降して堆積した汚泥は、汚泥引き出しライン３８を通して図示しない脱水設備に送られる。これにより、脱水設備への負荷の軽減が図られると共に、脱水速度の向上、及び脱水ケーキの含水率の低下を図ることが可能となる。なお、この汚泥濃縮設備１０において、オーバーフローが生じた場合は、オーバーフロー口４２から処理槽１２外に排出されるようになっている。
【００３４】
次に、上記した図１に示す汚泥濃縮設備１０を利用したバッチ式の汚泥濃縮試験について説明する。
【００３５】
この汚泥濃縮試験では、縦６０ｍｍ、横２５０ｍｍ、高さ３００ｍｍの処理槽１２を使用した。電極板２０，２２としては、上濃縮部２４、中間濃縮部２６、及び下濃縮部２８それぞれ、正極板５枚と負極板５枚を使用し、合計で３０枚の電極板２０，２２を使用した。電極板２０，２２の大きさは、それぞれ幅５ｃｍ、長さ７ｃｍであった。電極板２０，２２の傾斜角度θ１〜θ３は、それぞれ４５度とした。電極板２０，２２のピッチは２０ｍｍとした。濃縮する汚泥は冬季の浄水汚泥とし、重力濃縮による汚泥濃度は２．１％（期間の平均原水濁度は５度であり、ＰＡＣ（ポリ塩化アルミニウム）添加料は２０ｍｇ／ｌであった）であった。試験は２．７ｌの汚泥を用い、電源装置３２により印加する直流電圧は１０Ｖとして、電流値が１Ａ程度の条件で、約３時間の濃縮処理を行った。
【００３６】
返送ライン３４からの汚泥の返送は４５０ｍｌ／ｍｉｎで行い、汚泥引き出しライン３８から引き出す濃縮汚泥をサンプリングして、汚泥濃度を測定した。汚泥濃度の測定は、スラリーの一定量５ｍｌを採取して、１１０±５℃の乾燥機で一夜乾燥後の重量変化より求めた。その結果を表１に示す。
【００３７】
【表１】
2005058840.tif 000003
【００３８】
表１に示すように、時間の経過に伴い、汚泥濃度の高い汚泥が汚泥引き出しライン３８から引き出されており、３時間程度の運転で３倍以上の汚泥濃縮の効果が得られることが分かった。
【００３９】
次に、上記した図１に示す汚泥濃縮設備１０を利用した連続式の汚泥濃縮試験について説明する。
【００４０】
処理槽１２、電極板２０，２２、傾斜角度θ１〜θ３、通電条件、及び使用汚泥は、上記したバッチ式の汚泥濃縮試験と同様とした。返送ライン３４の終端側の処理槽１２の上部開口１３に、５００ｍｌ／Ｈｒの条件で浄水汚泥を流入させ、その反対側にオーバーフロー口４２を設置した。汚泥引き出しライン３８により、２００ｍｌ／Ｈｒの条件で汚泥の引き出しを行った。１２時間程度の運転の継続後、運転が安定化した状態での汚泥濃縮の結果を表２に示す。表２に示すように、連続運転においても、２倍以上の汚泥濃縮の効果が得られることが分かった。
【００４１】
【表２】
2005058840.tif 000004
【００４２】
次に、上記した図１に示す汚泥濃縮設備１０を利用し、電極板２０，２２の傾斜角度θ１〜θ３を種々に変更したときの、バッチ式の汚泥濃縮試験について説明する。電極板２０，２２の傾斜角度θ１〜θ３を種々変更し、処理時間を２時間とした以外は、上記したバッチ式の汚泥濃縮試験と同一の条件で行った。その結果を表３に示す。
【００４３】
【表３】
2005058840.tif 000005
【００４４】
表３に示すように、傾斜角度θ１〜θ３が３０度〜７５度で、２倍以上の汚泥濃縮効果を得ることが分かる。特に、傾斜角度θ１〜θ３が４５度〜６０度で、３倍弱の汚泥濃縮効果を得ることが分かる。なお、傾斜角度θ１〜θ３が８５度のときは、電極板２０，２２間で汚泥の閉塞が生じた。
【００４５】
次に、本実施形態に係る汚泥濃縮方法及び汚泥濃縮装置の作用及び効果について説明する。
【００４６】
本実施形態では、正負一対の電極板２０，２２間に下向流でスラリ状の汚泥を導入しているため、転動造粒効果を利用して、汚泥濃縮効果の一層の向上を図ることが可能となる。ここで、例えば膜濃縮設備での濃縮では３年程度毎に膜の交換が必要になって膜交換のランニングコストが膨大となる欠点があるが、本実施形態ではそのような交換が必要なく、ランニングコストを低く抑えることができる。また、発ガン性が懸念されるアクリルモノマーを含む高分子凝集剤で汚泥を濃縮する場合のように、脱水設備により発生する返流水を浄水用原水に戻さず河川に直接放流する必要が無く、処理した水を全て浄水用原水として利用可能であるため、取水量に対する浄水量を高くすることができる。
【００４７】
また本実施形態では、電極板２０，２２の傾斜角度θ１〜θ３は３０度〜７５度、より好適には４５度〜６０度としたため、特に優れた汚泥濃縮効果を得ることができる。
【００４８】
また本実施形態では、正負一対の電極板２０，２２間に導入され排出されたスラリ状の汚泥の一部を返送して、正負一対の電極板２０，２２間に再度下向流で導入するため、汚泥濃縮効果のより一層の向上を図ることが可能となる。
【００４９】
また本実施形態は、スラリ状の汚泥は、アルミ及び鉄系の凝集剤の少なくともいずれかを使用して凝集された凝集汚泥に好適であるため、浄水汚泥の濃縮処理に好適である。
【００５０】
また本実施形態では、処理槽１２の電気濃縮部１６を上濃縮部２４、中間濃縮部２６、及び下濃縮部２８の３段で構成しているため、汚泥濃縮効果のより一層の向上を図ることが可能となる。特に、上濃縮部２４と中間濃縮部２６との間、及び中間濃縮部２６と下濃縮部２８との間のそれぞれで、鉛直方向に対する電極板２０，２２の傾斜方向を逆にしているため、処理槽１２の幅方向の大型化を抑制することができる。
【００５１】
また本実施形態では、電気濃縮部１６の上濃縮部２４の電極板２０，２２の下端と中間濃縮部２６の電極板２０，２２の上端と、及び中間濃縮部２６の電極板２０，２２の下端と下濃縮部２８の電極板２０，２２の上端とは、互いに入り組んで互い違いに配置されているため、下降してくる汚泥Ｗに邪魔されることなく、処理槽１２の下方から上方へ向かって容易にガスＧの抜けを図ることが可能となる。
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態で説明したのと同一の要素には同一の符号を附し、重複する説明を省略する。
【００５２】
図４は、第２実施形態に係る汚泥濃縮設備５０の構成を模式的に示す図である。図４に示すように、本実施形態に係る汚泥濃縮設備５０は、第１実施形態に係る汚泥濃縮設備１０の処理槽１２の後段に、更に汚泥を重力沈降により濃縮するための濃縮槽５２を備えている。処理槽１２側の構成は、第１実施形態で説明したものと同一であるため、説明を省略する。
【００５３】
濃縮槽５２は、円筒状の側壁部５４と、底壁部５６とを有する。底壁部５６は、中心に向かって傾斜している。濃縮槽５２の上端は開口しており、その中央部分に処理槽１２から引き出した汚泥を投入するための投入部５８が設けられている。また、濃縮槽５２の上端付近の側壁部５４に沿って、上澄みとしての処理水を排出するための排出口６０が設けられている。濃縮槽５２内には、底壁部５６上に沈降して堆積した汚泥を中央部分に掻き集めるためのレーキ６２が設けられており、このレーキ６２はモータ６４により回転されるようになっている。
【００５４】
処理槽１２の底壁部１６と濃縮槽５２の投入部５８との間には、処理槽１２から抜き出した汚泥を濃縮槽５２へ送るためのポンプ６７を備えた汚泥送出ライン６６が設けられている。また、濃縮槽５２の底壁部５６と処理槽１２の上部開口１３との間には、濃縮槽５２から抜き出された汚泥を処理槽１２に返送するためのポンプ６９を備えた返送ライン６８が設けられている。
【００５５】
この汚泥濃縮設備５０を利用した汚泥濃縮方法においても、第１実施形態に係る汚泥濃縮設備１０を利用した汚泥濃縮方法と同様に、極めて高い汚泥濃縮効果を得ることができる。
【００５６】
特に、本実施形態では、処理槽１２の後段に重力沈降により汚泥を濃縮するための濃縮槽５２を備えているため、より高い汚泥濃縮効果を得ることができる。また、このように濃縮槽５２を備えているため、連続式の汚泥濃縮処理においても、処理槽１２にオーバーフロー口を設ける必要が無く、全体として汚泥濃縮効果のより一層の向上が図られる。また、濃縮槽５２において重力沈降により濃縮された汚泥を汚泥返送ライン６８により処理槽１２に返送し、汚泥の濃縮を繰り返すようにしているため、極めて高い汚泥濃縮効果を得ることができる。
【００５７】
なお、濃縮槽５２の底壁部４６上に沈降して堆積した汚泥は、図示しない汚泥引き出しラインを通して図示しない脱水設備に送られる。これにより、脱水設備への負荷の軽減が図られると共に、脱水速度の向上、及び脱水ケーキの含水率の低下を図ることが可能となる。
【００５８】
次に、上記した図４に示す汚泥濃縮設備５０を利用した連続式の汚泥濃縮試験について説明する。
【００５９】
処理槽１２は、上記した第１実施形態における連続式の汚泥濃縮試験で使用したものと同様とした。濃縮槽５２は、直径３００ｍｍ、高さ５００ｍｍのものを使用した。浄水汚泥は、上記した第１実施形態における連続式の汚泥濃縮試験で使用したものを、２５０ｍｌ／Ｈｒで処理槽１２に導入した。濃縮槽５２から処理槽１２へは、チューブポンプ６９により返送ライン６８を通して５００ｍｌ／Ｈｒの条件で汚泥を返送した。電源装置３２により正負電極板２０，２２に印加する直流電圧は、電流値が１〜２Ａ程度となるように調整した。
【００６０】
運転初期に、処理槽１２及び濃縮槽５２に浄水汚泥を満たした後、処理槽１２への浄水汚泥の連続的な導入を行った。浄水汚泥の連続的な導入の開始後における、処理水のＳＳ濃度及び返送ライン中の汚泥濃度と処理時間との関係を図５のグラフに示す。図５において、白丸は処理水のＳＳ濃度を示し、白四角は返送ライン中の汚泥濃度を示す。図５に示すように、処理開始後２４時間経過後には、処理水のＳＳ濃度及び返送ライン中の汚泥濃度はほぼ一定の値を示し、処理水のＳＳ濃度は０．０２％（２００ｍｇ／ｌ）程度となり、返送ライン６８中の汚泥濃度は８．２％程度となった。
【００６１】
更に、上記した汚泥濃縮処理の開始後２４時間経過した後の濃縮汚泥と、濃縮前の浄水汚泥とを、無薬注でフィルタープレス脱水機により脱水したときの、脱水ケーキの含水率及び脱水速度について調べた。その結果を表４に示す。表４に示すように、本実施形態に係る汚泥濃縮設備により濃縮された濃縮汚泥は汚泥濃度が高いため、フィルタープレス脱水機による脱水速度の向上、及び脱水ケーキの含水率の低下を図ることが可能となることが分かった。
【００６２】
【表４】
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【００６３】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されることなく種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、処理槽１２内の電気濃縮部１６を３段で構成した例について説明したが、これに限定されることなく、１段や２段で構成したり、４段で構成したりしてもよい。ただし、少なくとも２段以上で構成すると、高い汚泥濃縮効果が得られるため好ましい。
【００６４】
また、電気濃縮部１６の上濃縮部２４、中間濃縮部２６、及び下濃縮部２８のそれぞれに含まれる正負電極板２０，２２の数は５対に限られず、処理槽１２の大きさに応じて適宜変更してもよい。
【００６５】
また上記実施形態では、アルミ及び鉄系の凝集剤の少なくともいずれかを使用して凝集された凝集汚泥として浄水汚泥の処理について説明したが、処理される汚泥は浄水汚泥に限定されるものではない。ただし、本実施形態に係る汚泥濃縮では、濃縮される汚泥の汚泥濃度は３〜１０重量％であると特に効果的である。
【００６６】
【発明の効果】
本発明によれば、汚泥濃縮効果の一層の向上を図ることが可能な汚泥濃縮方法、及び汚泥濃縮設備が提供される。従って、後段に設けられるフィルタープレス等の機械脱水設備への負担を低減することができ、脱水設備の規模の縮小を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る汚泥濃縮設備の構成を模式的に示す図である。
【図２】汚泥の濃縮に寄与する効果を説明するための図である。
【図３】汚泥が濃縮される様子を説明するための図である。
【図４】第２実施形態に係る汚泥濃縮設備の構成を模式的に示す図である。
【図５】処理水のＳＳ濃度及び返送ライン中の汚泥濃度と処理時間との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１０，５０…汚泥濃縮設備、１２…処理槽、２０…正の電極板、２２…負の電極板、３２…電源装置、３４…返送ライン、５２…濃縮槽、６６…汚泥送出ライン、６８…返送ライン、Ｗ…微細汚泥、Ｇ…ガス、θ１、θ２、θ３…傾斜角度。
【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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