(57)【要約】【課題】従来のように容器内部にインペラーを取り付けた攪拌軸を配置する構成ではなく、容器（回転胴）そのもの内壁にじゃま板を取り付け、このじゃま板と胴内に収容したビーズの作用により、余剰汚泥を連続的に破砕処理することのできる余剰汚泥液化処理装置を提供する。【解決手段】回転自在に支持されている円筒状の回転胴１と、前記回転胴内に設けたじゃま板３と、前記回転胴内に収容したビーズと、前記回転胴を回転駆動する駆動手段７と、前記回転胴に設けられ前記回転胴内に余剰汚泥を投入する投入口１７と、前記回転胴に設けられ前記回転胴内で処理された余剰汚泥を排出する排出口１８とを備えたことを特徴とする余剰汚泥液化処理装置。【選択図】        図１
2005058966.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転自在な円筒状回転胴内に生物化学反応により生成される有機系余剰汚泥を導入し、前記回転胴を回転させながら前記回転胴内に設けたリフターと、前記回転胴内に収容したビーズやボール、あるいは砕石状物質等の磨砕部材によって余剰汚泥を磨砕処理することを特徴とする余剰汚泥液化処理方法。
【請求項２】
前記回転自在な回転胴内に余剰汚泥を連続的に投入し、処理済の余剰汚泥を前記回転胴から連続的に排出することを特徴とする請求項１に記載の余剰汚泥液化処理方法。
【請求項３】
回転自在に支持されている円筒状の回転胴と、前記回転胴内に設けたリフターと、前記回転胴内に収容したビーズやボール、あるいは砕石状物質等の磨砕部材と、前記回転胴を回転駆動する駆動手段と、前記回転胴に設けられ前記回転胴内に余剰汚泥を投入する投入口と、前記回転胴に設けられ前記回転胴内で処理された余剰汚泥を排出する排出口とを備えたことを特徴とする余剰汚泥液化処理装置。
【請求項４】
前記排出口には回転胴内の液面を調整できる液面調整手段が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の余剰汚泥液化処理装置。
【請求項５】
前記リフターは回転胴内に交換可能に構成されていることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の余剰汚泥液化処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生物化学的排水処理施設等から発生する余剰汚泥を可溶化するための余剰汚泥液化処理方法およびその装置に関するものであり、さらに詳しくは、発生した余剰汚泥を、回転する回転胴内で磨砕処理して可溶化し、更に生物処理装置に送られ、該余剰汚泥をガス化促進し、排水処理施設からの産業廃棄物としての汚泥発生総量を抑制する余剰汚泥液化処理方法およびその装置に関するものである。なお、以下の説明で使用する磨砕とは、生物の細胞膜を破壊する状態をいい、また磨砕部材とは細胞膜を破壊するビーズ等のことをいう。
【背景技術】
【０００２】
従来、下水処理場等の排水処理施設から発生する生汚泥や生物処理槽由来の余剰汚泥は、濃縮や脱水後、産業廃棄物として埋め立て等により処分されていた。しかし、近年、埋め立て地の確保が困難となり、余剰汚泥の減量化が求められるようになってきた。
余剰汚泥の処理方法としては殺菌剤を使用した方法、超音波を使用した方法などがあるが、これらの処理方法は、余剰汚泥の性状によって効き目に差があるなどの問題がある。
また高温、アルカリ処理の方法もあるが、コストが高い等の問題がある。
こうしたことから、最近では、余剰汚泥を破砕して生分解性を向上させておくことにより、その後に行う嫌気性消化や好気的消化処理における滞留時間の短縮と減容化率の向上を図ることができる湿式媒体撹拌式ミル処理技術が提案されている（特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１８５２９７
【０００４】
上記公報に記載の湿式媒体撹拌式ミルを図３を参照して説明すると、図中１０１は余剰汚泥、１０２は余剰汚泥貯留槽、１０３は余剰汚泥攪拌装置、１０４は汚泥供給ポンプ、１０５は汚泥破砕用配管、１０６は湿式媒体攪拌ミルであり、このミルでは、破砕媒体（ビーズ）を充填したミルに汚泥を連続的に導入し、ディスクやピンを備えた撹拌軸を高速回転させることによりビーズを撹拌し、撹拌されたビーズ間に生じる剪断摩擦力により汚泥を破砕する。この方法は、余剰汚泥の破壊性能が安定する利点があるものの、この方法は攪拌軸にインペラー（ディスクやピンを含む）を設け、このインペラーを回転しながらビーズを攪拌し余剰汚泥を破砕する方法であるため、以下のような問題点が指摘されている。
１．攪拌羽根（インペラー）が容器（ミル室）内で回転すると、攪拌羽根や攪拌軸、さらにはビーズと液化汚泥を分けるスクリーンに髪の毛や繊維が絡まり、装置の不具合の原因となる。
２．攪拌軸への負担を無くすために０．１〜１ｍｍの小さいビーズでないと使用することができず、これを液化汚泥と分離するために使用するスクリーンがビーズによってめずまりを生じることがある。
３．下水や畜産排水処理汚泥等の多量に繊維質を含む汚泥処理には不向きである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明は、従来のように容器内部にインペラーを取り付けた攪拌軸を配置する構成ではなく、容器（回転胴）そのものの内壁にリフターを取り付け、このリフターと胴内に収容したビーズやボール、あるいは砕石状物質等の磨砕部材の作用により、生物化学的排水処理施設から発生する余剰汚泥を連続的に磨砕処理することのできる余剰汚泥液化処理方法およびその装置を提供し、上記問題点を解決することを目的とする。
この方法では、主として生物化学的排水処理施設から発生する有機系余剰汚泥であれば比較的低速回転であっても、リフターとビーズと汚泥の作用による剪断力により余剰汚泥を確実に破壊することができ、また、従来装置のように繊維質の詰まりによるインペラーの回転が不能となるような事態を確実に防止することが可能である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このため、本発明が採用した技術解決手段は、
回転自在な円筒状回転胴内に生物化学反応により生成される有機系余剰汚泥を導入し、前記回転胴を回転させながら前記回転胴内に設けたリフターと、前記回転胴内に収容したビーズやボール、あるいは砕石状物質等の磨砕部材によって余剰汚泥を磨砕処理することを特徴とする余剰汚泥液化処理方法である。
また、前記回転自在な回転胴内に余剰汚泥を連続的に投入し、処理済の余剰汚泥を前記回転胴から連続的に排出することを特徴とする余剰汚泥液化処理方法である。
また、回転自在に支持されている円筒状の回転胴と、前記回転胴内に設けたリフターと、前記回転胴内に収容したビーズやボール、あるいは砕石状物質等の磨砕部材と、前記回転胴を回転駆動する駆動手段と、前記回転胴に設けられ前記回転胴内に余剰汚泥を投入する投入口と、前記回転胴に設けられ前記回転胴内で処理された余剰汚泥を排出する排出口とを備えたことを特徴とする余剰汚泥液化処理装置である。
また、前記排出口には回転胴内の液面を調整できる液面調整手段が設けられていることを特徴とする余剰汚泥液化処理装置である。
また、前記リフターは回転胴内に交換可能に構成されていることを特徴とする余剰汚泥液化処理装置である。
【発明の効果】
【０００７】
以上説明したように本発明に係る余剰汚泥液化処理方法およびその装置によれば、従来のようなインペラー（羽根）、軸、スクリーン等が不要となるため、繊維質の絡まりによる装置故障を防止できる。特に繊維分の多い下水処理汚泥や、畜産排水処理汚泥であっても、安定した汚泥減量硬化をもつミル方式の汚泥減量が適用できるようになった、などの優れた効果を奏することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明は、従来のように容器内部にインペラーを取り付けた攪拌軸を配置する構成ではなく、容器（回転胴）そのものの内壁にリフターを取り付け、このリフターと胴内に収容したビーズやボール、あるいは砕石状物質等の磨砕部材の作用により、生物化学的排水処理施設から発生する余剰汚泥を連続的に磨砕処理することのできる余剰汚泥液化処理方法およびその装置である。
本発明の処理対象となる汚泥とは、主として生物化学的排水処理施設から発生する有機系余剰汚泥であれば特に限定されるものではなく、例えば、下水、農村集落排水、有機系の産業排水等を活性汚泥処理施設等の生物学的排水処理施設で処理する際に発生する余剰汚泥、これらを嫌気性消化した際に発生する嫌気性消化汚泥の他、それらの混合汚泥及び濃縮汚泥等が挙げられる。また、汚泥の濃度としては、流動性を示す濃度であれば特に限定されるものではない。
【実施例】
【０００９】
以下、本発明を図面を参照して詳細に説明すると、図１は本発明に係る余剰汚泥液化処理装置の概略構成図、図２は図１中のＡ−Ａ断面図である。
図１において、１は回転胴、２は回転胴外周に設けた環状レール、３はじゃま板、４はビーズを移動させるとともにビーズと協働して余剰汚泥を磨砕するためのリフター、４ａは磨砕部材としてのビーズ、５、６は自由継手、７は駆動電動機（モータ）、８ａは駆動軸、９は鍔付きの支承ローラ、１０は鍔無しの支承ローラ、１１は軸受、１２は共通架台、１３は飛び出し防止フレーム、１４は供給タンク、１５は供給ポンプ、１６は水位調整装置である。なお前記ビーズ４ａはリフターと協働して余剰汚泥を磨砕することができる機能を有しており、ビーズ４ａの代わりにボール、あるいは砕石状物質を使用することもでき、あるいはこれらの混合物を使用することも可能である。
【００１０】
前記回転胴１は円筒状をしており、内周壁には、図２に示すように回転軸と平行なリフター４が内周壁に略等間隔で複数（本例では８枚）取り付けられており、さらに回転胴１の軸に対して直角方向に複数のじゃま板３が取り付けられている（本例では３枚）。また、回転胴内には適宜量の磨砕部材（ビーズやボール、あるいは砕石状物質等）が収納されている。前記リフター、じゃま板の枚数は汚泥の性状に合わせて適宜変更できる。前記リフター４は回転胴１内に収容した磨砕部材（以下ビーズという）を回転胴１の回転につれて上方に移動させ、落下させる機能およびビーズと協働して余剰汚泥を磨砕処理する機能を有している。またじゃま板３は回転胴１内を軸方向に複数に区切るとともに、流れが蛇行するように略半円状として形成され、さらに隣同志のじゃま板の向きが逆となるように配置されており（図１中のじゃま板形状参照）、じゃま板３は回転胴内に適宜着脱できる構成とされている。なお、じゃま板３の形状は本例では略半円状板とされているが、汚泥の性状に合わせて種々の形状、枚数（たとえば内壁面にらせんに設ける等）を採用することもできる。また、リフターも前記実施形態の形状に限定することなくビーズとの関係で摩砕機能を達成できる形状であれば、螺旋状等の種々の形状を採用することができる。
【００１１】
回転胴１の外周には複数の環状レール２が回転軸と直角方向に設けられ、この環状レール２に対応して鍔付支承ローラ９および支承ローラ１０が配置される。図１では、環状レール２は４本形成され、両端側の環状レール２がそれぞれ２個の鍔付支承ローラ９、９で支承され、また中央の２本の環状レール２がそれぞれ２個の支承ローラ１０、１０で支承される構成となっている（図２参照）。回転胴１を支持する片側の各支承ローラ９、１０は図示のようにモータ７に連結する軸８ａに取り付けられ、さらに軸８ａは共通架台１２に取り付けた複数の軸受１１によって軸支されており、これらによって回転胴の駆動手段を構成している。またもう一方の各支承ローラ９、１０は他側の軸８ｂに取り付けられ、軸８ｂも複数の軸受１１によって軸支されている。そして回転胴１の周囲には回転胴が架台から飛び出す事態を防止するために飛び出し防止フレーム１３が配置されている。なお飛び出し防止フレーム１３は本例では２個であるが、回転胴の大きさ等に合わせて適宜の数とすることができる。
【００１２】
回転胴１には余剰汚泥を投入する投入口１７と、処理された余剰汚泥を排出するための排出口１８が形成されており、投入口１７は自由継手５、供給ポンプ１５を介して余剰汚泥供給タンク１４に接続されている。また排出口１８は自由継手６を介して水位調整装置１６に接続されている。投入口１７および排出口１８には図示せぬバルブが設けられ、流路を連通遮断することができるようになっている。水位調整装置１６は回転胴内の水位を調整する機能を備え、この装置により、回転胴内の水位を最適な状態で維持できるようになっている。なお水位調整装置１６は必要に応じて省略することも可能である。
【００１３】
つぎに上記構成からなる余剰汚泥液化装置の作動を説明する。                モータ７を駆動するとモータ７に連結された軸８ａが回転し、軸８ａに固定されている鍔付支承ローラ９および支承ローラ１０が回転する。各支承ローラ９、１０の回転により環状レール２との摩擦力により回転胴が回転を始める。この時の回転胴１の回転数は従来品の約１／１０程度（１００〜１５０ｒｐｍ）の低速回転で十分であることが確認されている。回転胴１内にビーズを収容し、さらにその回転胴１内に供給ポンプ１５から余剰汚泥を投入すると、ビーズはリフター４によって上方側に移動しながら落下し、これによって余剰汚泥がビーズおよび内壁に設けたリフターの作用により剪断され、短時間で汚泥が磨砕される。なお、本装置ではビーズは直径０．１〜５０ｍｍ程度の大きなビーズを使用できるため分離スクリーンが不要となっている。磨砕処理された余剰汚泥は適宜排水口１８から排出され、生物処理工程に送られ無機化処理される。この回転胴１による汚泥処理は汚泥の性状に合わせてバッチ式あるいは連続式を選択することが可能である。
【００１４】
上記のような処理法により、本例では、従来のミル機のように攪拌羽根に髪の毛や繊維がからみつくことが無くなる。また、ビーズは直径０．１〜５０ｍｍ程度の大きなビーズを使用できるため、ビーズと液化汚泥の分離が容易となり、この結果、分離スクリーンを不要とすることもできる。回転胴の回転数が従来の攪拌羽根の回転数に比較して格段に低い回転数でよく、さらに、じゃま板の形状、枚数を最適化することで胴の回転動力を削減できる。水位調整装置を設けたことにより、胴内水位を調整し、溶解状態を最適化させることができる。
【００１５】
以上本発明の実施例について説明したが、磨砕部材（ビーズなど）の材質、大きさ、リフターおよびじゃま板の形状、回転胴の直径、回転数、汚泥の供給濃度等は汚泥の性状に合わせて適宜選択して設定することができる。また、回転胴の回転機構も、支承ローラ形式に限定することなく、歯車伝動、ベルトやチェーン伝動など種々の機構を採用できる。
また、本発明はその精神又は主要な特徴から逸脱することなく他の色々な形で実施することができ、また、前述の実施例はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。
【産業上の利用可能性】
【００１６】
下水処理場等の排水処理施設から発生する生物処理槽由来の余剰汚泥に利用することができ、濃縮や脱水後、産業廃棄物の処理を効率よく行い余剰汚泥の減量化を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る余剰汚泥液化処理装置の構成図およびじゃま板の形状の説明図である。
【図２】図１中のＡ−Ａ断面図である。
【図３】従来の汚泥処理装置の説明図である。
【符号の説明】
【００１８】
１        回転胴
２        回転胴外周に設けた環状レール
３        じゃま板
４        ビーズを移動させるためのリフター
４ａ      磨砕部材（ビーズ等）
５        配管
６        自由継手
７        駆動電動機
８ａ      駆動軸
９        鍔付きの支承ローラ
１０        鍔無しの支承ローラ
１１        軸受
１２        共通架台
１３        飛び出し防止フレーム
１４        供給タンク
１５        供給ポンプ
１６        水位調整装置
１７        投入口  
１８        排出口
１９        配管
【図１】
2005058966.tif 000003
【図２】
2005058966.tif 000004
【図３】
2005058966.tif 000005