(57)【要約】【課題】  脱水効率の向上を図ることが可能で、さらに、ＳＳ回収率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。【解決手段】  汚泥３を搬送しながら重力濾過する回動自在な無端ベルト９を備えたベルト型濃縮機であって、無端ベルト９は表裏両面に連通する多数の透水孔を有し、汚泥３を搬送する搬送軌道２１ａ上の無端ベルト９の下方から無端ベルト９の裏面へ空気Ｄを噴射する噴射装置３３が設けられ、噴射装置３３から空気Ｄを噴射することにより、無端ベルト９上の汚泥３を下から上に向かって攪拌混合する。【選択図】  図６
2005131524.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
濃縮対象汚泥を搬送しながら重力濾過する回動自在な無端ベルトを備えたベルト型濃縮機であって、上記無端ベルトは表裏両面に連通する多数の透水孔を有し、上記濃縮対象汚泥を搬送する搬送軌道上の無端ベルトの下方から無端ベルトの裏面へ気体を噴射する噴射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】
濃縮対象汚泥を搬送しながら重力濾過する回動自在な無端ベルトを備えたベルト型濃縮機を用いた汚泥の濃縮方法であって、上記無端ベルトを回動させて濃縮対象汚泥を搬送軌道に沿って搬送している際、無端ベルトの下方から無端ベルトの裏面へ気体を噴射して無端ベルト上の濃縮対象汚泥を下方から噴き上げることにより、濃縮対象汚泥を下から上に向かって攪拌混合することを特徴とするベルト型濃縮機を用いた汚泥の濃縮方法。
【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およびベルト型濃縮機を用いた汚泥の濃縮方法に関する。
【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７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、金属線材によってメッシュ状に構成され、表裏両面に連通する多数の微小な開孔が形成されている（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によって搬送軌道６５上を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ようなベルト型濃縮機６６では、図８に示すように、重力濾過の際、濃縮対象汚泥６０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６０の下部の固形粒子同士の間隔が狭まり、濃縮対象汚泥６０の下部に空間率が上部よりも小さな圧密層Ａが形成され、圧密層Ａの上方に残った部分が水分を多く含む自由水層Ｂとなり、濃縮対象汚泥７２の上部（自由水層Ｂ）の脱水が圧密層Ａにより阻害されるといった現象が起きる。このような現象により、脱水効率の向上を図ることは難しいといった問題がある。
【０００５】
また、上記ベルト型濃縮機６６とは別に、図９に示すように、石膏スラリ等の混合流動体６８を搬送ベルト６９で搬送しながら水分を濾過して固形化するベルト型濃縮機７０がある。すなわち、搬送軌道７１に沿って混合流動体６８を搬送する搬送ベルト６９が一対のローラ７２間に掛け渡されており、搬送ベルト６９の上方に、搬送軌道７１上を搬送される混合流動体６８に対して上方から空気を噴出する空気噴出ノズル７３が設けられている（例えば特許文献２参照）。
【０００６】
これによると、混合流動体６８が搬送ベルト６９によって搬送軌道７１上を搬送される際、空気噴出ノズル７３から混合流動体６８の上面部へ向けて空気が噴出され、混合流動体６８の上面に形成されている薄膜層が破壊され、脱水性能の低下を抑えることができる。
【０００７】
ここで、上記図９で示した空気噴出ノズル７３を図７で示した汚泥のベルト型濃縮機６６に設けた場合、上記空気噴出ノズル７３から噴出された空気は濃縮対象汚泥６０に対して上から下へ向かって流れるが、図８に示すように濃縮対象汚泥６０の下方には無端ベルト６４が存在するため、この無端ベルト６４によって濃縮対象汚泥６０の下向きの流動が阻害される。このため、濃縮対象汚泥６０の上面付近は上から下へ流動して攪拌混合されるが、濃縮対象汚泥６０の下部はほとんど上下に流動しないため攪拌混合が進まず、これにより、濃縮対象汚泥６０の下部に形成された圧密層Ａが残ったままの状態となり、脱水効率の向上を図るまでには至らないといった問題がある。
【０００８】
また、上記のように空気噴出ノズル７３から噴出された空気が濃縮対象汚泥６０に対して上から下へ向かって流れることにより、濃縮対象汚泥６０中の固形粒子が無端ベルト６４の表面から無端ベルト６４の内部へ入り込んでしまい、ＳＳ回収率が低下するといった問題もある。
【特許文献１】特開２００２−３２６００６号公報
【特許文献２】特開平１１−３００１１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、脱水効率の向上を図ることが可能で、さらに、ＳＳ回収率の低下を防止することができるベルト型濃縮機およびベルト型濃縮機を用いた汚泥の濃縮方法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】
【００１０】
上記目的を達成するために、本第１発明では、濃縮対象汚泥を搬送しながら重力濾過する回動自在な無端ベルトを備えたベルト型濃縮機であって、上記無端ベルトは表裏両面に連通する多数の透水孔を有し、上記濃縮対象汚泥を搬送する搬送軌道上の無端ベルトの下方から無端ベルトの裏面へ気体を噴射する噴射装置が設けられているものである。
【００１１】
これによると、無端ベルト上に供給された濃縮対象汚泥は無端ベルトの回動によって搬送軌道上を搬送されながら重力濾過される。この際、濃縮対象汚泥から脱離した脱離水は無端ベルトの表面から透水孔を透過して無端ベルトの裏面へ排水される。また、気体を噴射装置から無端ベルトの裏面へ噴射することにより、この気体は、無端ベルトの裏面から透水孔を通って無端ベルトの表面へ噴出し、無端ベルト上の濃縮対象汚泥を下方から噴き上げる。この際、濃縮対象汚泥の上方には濃縮対象汚泥の流動を阻害するような邪魔物はないため、上記濃縮対象汚泥は噴射された気体により下から上に向かって自由に流動して十分に攪拌混合される。これにより、濃縮対象汚泥の下部に形成された圧密層が自由水層と入り混じって分散し、濃縮対象汚泥が均質化されるため、脱水効率の向上を図ることができる。
【００１２】
また、気体が無端ベルトの裏面から透水孔を通って無端ベルトの表面へ噴出することにより、重力濾過の際に無端ベルトの表面から無端ベルトの内部に入り込んだ濃縮対象汚泥中の固形粒子が無端ベルトの表面に押し戻されて排出される。これにより、ＳＳ回収率の低下を防止することができる。
また、本第２発明では、濃縮対象汚泥を搬送しながら重力濾過する回動自在な無端ベルトを備えたベルト型濃縮機を用いた汚泥の濃縮方法であって、上記無端ベルトを回動させて濃縮対象汚泥を搬送軌道に沿って搬送している際、無端ベルトの下方から無端ベルトの裏面へ気体を噴射して無端ベルト上の濃縮対象汚泥を下方から噴き上げることにより、濃縮対象汚泥を下から上に向かって攪拌混合するものである。
【００１３】
これによると、濃縮対象汚泥の上方には濃縮対象汚泥の流動を阻害するような邪魔物はないため、上記濃縮対象汚泥は噴射された気体により下から上に向かって自由に流動して十分に攪拌混合される。これにより、濃縮対象汚泥の下部に形成された圧密層が自由水層と入り混じって分散し、濃縮対象汚泥が均質化されるため、脱水効率の向上を図ることができる。
【００１４】
また、気体が無端ベルトの裏面から表面へ噴出することにより、重力濾過の際に無端ベルトの表面から無端ベルトの内部に入り込んだ濃縮対象汚泥中の固形粒子が無端ベルトの表面に押し戻されて排出される。これにより、ＳＳ回収率の低下を防止することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によると、脱水効率の向上を図ることができ、さらに、ＳＳ回収率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】
【００１６】
以下、本発明における実施の形態を図１〜図６に基づいて説明する。
図１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。
【００１７】
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。図２に示すように、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上記一対のサイドフレーム１３に支持されている。尚、サイドフレーム１３は複数本の脚１７を有する架台１８に立設されている。
【００１８】
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（図１参照）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の端部とサイドフレーム１３との間に位置するスプロケット２０が設けられている。
【００１９】
図１に示すように、上記無端ベルト９の軌道は、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とで形成されている。
【００２０】
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内部空隙９ｃを有する多層構造をなし、隣接する線材９ａ間に形成され且つ表裏両面に連通する微小な多数の透水孔９ｄを有している。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。
【００２１】
図１に示すように、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、図２に示すように、両サイドフレーム１３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、図１に示すように、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Ｃ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、搬送軌道２１ａから戻り軌道２１ｂへの反転部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。
【００２２】
図１，図５，図６に示すように、上記搬送軌道２１ａ上の無端ベルト９の下方には、搬送軌道２１ａ上の無端ベルト９の裏面（下面）へ空気Ｄ（気体の一例）を噴射する噴射装置３３が設けられている。これら噴射装置３３は、搬送方向において複数箇所（図１では３箇所）に配置されており、上向きの多数の噴射孔３４を有する左右一対の噴射ノズル３５と、この噴射ノズル３５に空気Ｄを供給する供給管路３６とで構成されている。尚、各噴射ノズル３５は取付フレーム３７を介してサイドフレーム１３に取付け固定されている。また、上記各供給管路３６の上流側は１本の主管路３８に統合されており、この主管路３８には、上記空気Ｄを各供給管路３６から各噴射ノズル３５へ供給する送風機３９が接続されている。さらに、上記各供給管路３６には、これら供給管路３６を開閉するためのバルブ４０が設けられている。
【００２３】
さらに、各噴射ノズル３５の設置箇所の上方には、搬送軌道２１ａ上の無端ベルト９の上方を覆うカバー４１が設けられている。これらのカバー４１は一対のサイドフレーム１３の上部間に架設されている。
【００２４】
以下、上記構成における作用を説明する。
送風機３９を駆動し、バルブ４０を開くことにより、図５に示すように、空気Ｄが、主管路３８から供給管路３６を経て各噴射ノズル３５に供給され、噴射孔３４から搬送軌道２１ａ上の無端ベルト９の裏面へ噴射される。
【００２５】
また、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、前以て凝集剤を添加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。この際、上記重力濾過によって濃縮対象汚泥３から脱離した脱離水Ｃは、無端ベルト９の表面から透水孔９ｄを透過して無端ベルト９の裏面へ排水され、無端ベルト９から滴下して排水部（図示せず）から排出される。
【００２６】
このような重力濾過においては、従来、濃縮対象汚泥３の下部に圧密層Ａが形成されるとともに上部に自由水層Ｂが形成されていたが、上記のように空気Ｄを各噴射ノズル３５の噴射孔３４から搬送軌道２１ａ上の無端ベルト９の裏面へ噴射することにより、図６に示すように、空気Ｄは、無端ベルト９の裏面から透水孔９ｄを通って無端ベルト９の表面へ噴出し、無端ベルト９上の濃縮対象汚泥３を下方から噴き上げる。この際、濃縮対象汚泥３の上方には濃縮対象汚泥３の流動を阻害するような邪魔物はないため、濃縮対象汚泥３は噴射された空気Ｄにより下から上に向かって自由に流動して十分に攪拌混合される。これにより、上記圧密層Ａが自由水層Ｂと入り混じって分散し、濃縮対象汚泥３が均質化されるため、脱水効率の向上を図ることができる。
【００２７】
また、空気Ｄの噴射が強過ぎた場合、濃縮対象汚泥３の上方への飛散はカバー４１によって防止される。
さらに、空気Ｄが無端ベルト９の裏面から透水孔９ｄを通って表面へ噴出することにより、重力濾過の際に無端ベルト９の表面から無端ベルトの内部空隙９ｃに入り込んだ濃縮対象汚泥３中の固形粒子が無端ベルト９の表面に押し戻されて排出される。これにより、ＳＳ回収率の低下を防止することができる。
【００２８】
上記第１の実施の形態では、図１に示すように、噴射装置３３を搬送方向において３箇所に設置しているが、３箇所に限定されるものではなく、濃縮対象汚泥３に圧密層Ａが形成される箇所に設置すればよく、例えば、３箇所以外の複数箇所又は１箇所のみであってもよい。
【００２９】
上記実施の形態では、図１に示すように、各バルブ４０を開いて、空気Ｄを各噴射装置３３から連続的に噴射しているが、各バルブ４０を開閉することにより、空気Ｄを各噴射装置３３から間欠的に噴射してもよい。例えば、排水部２８から排出される脱離水Ｃの単位時間当りの排出量が一定値よりも低下した場合のみ、各バルブ４０を開いて空気Ｄを各噴射装置３３から噴射してもよい。
【００３０】
上記実施の形態では、全てのバルブ４０を開いて、全ての噴射装置３３から空気Ｄを噴射しているが、全バルブ４０のうちのいずれかを選択して開き、空気Ｄを噴射させる噴射装置３３を選択してもよい。
【００３１】
上記実施の形態では、気体の一例として空気Ｄを噴射装置３３から噴射しているが、空気以外の気体を噴射してもよい。
上記実施の形態では、図６に示すように、搬送軌道２１ａ上の無端ベルト９に対する空気Ｄの噴射角度Ｅを直角にしているが、噴射ノズル３５の上部を始端側へ傾斜させて、上記噴射角度Ｅを直角よりも大きくしたり、或いは、噴射ノズル３５の上部を終端側へ傾斜させて、上記噴射角度Ｅを直角よりも小さくしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明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、ベルト型濃縮機の駆動ローラーの取付部分の正面図である。
【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、ベルト型濃縮機の噴射装置の正面図である。
【図６】同、ベルト型濃縮機の噴射装置の側面図であり、空気の噴射による汚泥の攪拌混合の様子を示す。
【図７】従来のベルト型濃縮機の概略側面図である。
【図８】同、図７に示したベルト型濃縮機による重力濾過の際に、汚泥に形成される圧密層と自由水層との図である。
【図９】従来のベルト型濃縮機の概略側面図であり、空気噴出ノズルを備えたものを示す。
【符号の説明】
【００３３】
１    ベルト型濃縮機
３    濃縮対象汚泥
９    無端ベルト
９ｄ    透水孔
２１ａ    搬送軌道
３３    噴射装置
Ｄ    空気（気体）
【図１】
2005131524.tif 000003
【図２】
2005131524.tif 000004
【図３】
2005131524.tif 000005
【図４】
2005131524.tif 000006
【図５】
2005131524.tif 000007
【図６】
2005131524.tif 000008
【図７】
2005131524.tif 000009
【図８】
2005131524.tif 000010
【図９】
2005131524.tif 000011