(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚泥凝集槽から導入される凝集汚泥を濃縮して、この凝集汚泥から濃縮汚泥と分離液とを得る汚泥濃縮装置であって、
上記汚泥凝集槽の水面の位置よりも下側に配置されて、水位差によって前記凝集汚泥をその一の端部から内部に導入する円筒体と、
この円筒体に導入された前記凝集汚泥の水分を、上記水位差によって上記円筒体の内面から外面に向かって分離して通過させる前記円筒体の周面に形成された濾過スクリーン部と、
上記円筒体内部に位置して、上記濾過スクリーン部内面を清掃すると共に、前記凝集汚泥を前記円筒体の一の端部から他の端部へ移送し濃縮汚泥として排出するスクリューと、
上記濾過スクリーン部から円筒体外部に分離される分離液を収容し、且つこの分離液に前記円筒体の濾過スクリーン部を水没させる外容器と、
この外容器に設けられて、上記円筒体外部に分離された分離液を排出する分離液排出口と
を具備し、
前記汚泥濃縮装置は、更に前記円筒体の他の端部に設けられて、前記スクリューにより圧縮された前記濃縮汚泥に加わる圧力値を検出する汚泥圧力計と、
上記汚泥圧力計により検出される前記濃縮汚泥に加わる圧力値が所定の値となるように前記圧縮された濃縮汚泥の排出量を調整する排出量調整手段と
を備えることを特徴とする汚泥濃縮装置。
【請求項２】
汚泥凝集槽に汚泥を供給し凝集剤を添加すると共に攪拌して凝集汚泥を得る工程と、
上記汚泥凝集槽の水面よりも低い位置に配置されて、水位差によって前記凝集汚泥を円筒状の濾過スクリーン部を有する円筒体の一の端部からその内部に導入する工程と、
上記円筒体内部に設けられたスクリューで、上記濾過スクリーン部内面を清掃すると共に、上記導入された凝集汚泥を円筒体の他の端部に移送し、且つ前記水位差によって前記濾過スクリーン部で前記凝集汚泥の水分を分離する工程と、
この分離された分離液を収容する外容器に、前記濾過スクリーン部を水没させた状態で、上記外容器から分離液を排出する分離液排出工程と、
前記凝集汚泥の水分が前記濾過スクリーン部で分離されて前記スクリューにより前記円筒体の他の端部にて排出される濃縮汚泥の圧力を検出する圧力検出工程と、
前記他の端部にて排出された濃縮汚泥の排出量を調整して、前記圧力検出工程により検出された前記濃縮汚泥の圧力を所定の圧力にする濃縮汚泥排出工程と
を有することを特徴とする汚泥濃縮方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚泥凝集槽で汚泥に含まれる懸濁物質や固形成分（以下「固形成分等」）を凝集した後、この凝集汚泥から清澄水成分（以下「水分」）を分離して凝集汚泥を濃縮するに好適な汚泥濃縮装置および汚泥濃縮方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種汚泥を廃棄または焼却するため、汚泥に含まれる水分を脱水機によって脱水し、この汚泥に含まれる固形成分等が分離されて取り出される。しかし、脱水機の能力のみで汚泥脱水を効率良く行うことはできず、汚泥脱水を効率良く行うためには、脱水処理に適した凝集汚泥濃度まで凝集汚泥を濃縮する必要がある。そこで、汚泥脱水処理に先立って、汚泥を凝集剤で凝集させ、この凝集汚泥に含まれる固形成分等の濃度（以下「凝集汚泥の濃度」）を高める汚泥濃縮処理が行われる。
【０００３】
従来からこの種の汚泥濃縮処理には、例えば図８に示すロータリースクリーン型汚泥濃縮装置や、図９に示すスクリュープレス型汚泥濃縮装置が使用されている。
図８のロータリースクリーン型汚泥濃縮装置では、汚泥は、導入ポンプ１で汚泥凝集槽２に導入されたのち、凝集剤を添加され撹拌機３で撹拌されて凝集汚泥となる。この凝集汚泥は略水平に配置された円筒体４の内部に導入される。円筒体４の周面にはパンチングプレートやウェッジワイヤで形成された濾過スクリーン部５が設けられている。円筒体４の内部には、濾過スクリーン部５の内周面に接する形で螺旋状スクリュー７が溶接等で固定され、そして円筒体４はモータ８によって駆動されて回転する。そうすると、円筒体４の内部に導入された凝集汚泥は、螺旋状スクリュー７によって移送されると共に、その水分の一部は、濾過スクリーン部５を通過して円筒体４の外部へと分離され、一方、螺旋状スクリュー７によって移送された凝集汚泥は水分の一部が分離されて濃縮凝集汚泥となって排出される。こうして分離された分離液（水分）は、円筒体４を収容する外容器９の底部に設けられた分離液排出口９ａから排出される。
【０００４】
上記のロータリースクリーン型汚泥濃縮装置では、凝集汚泥中に含まれる固形成分等の沈殿によって、濾過スクリーン部５が汚れて目詰まりするので、シャワー１０は濾過スクリーン部５に水を散布して汚れを洗浄する。
また図９のスクリュープレス型汚泥濃縮装置では、ロータリースクリーン型汚泥濃縮装置と同様に汚泥凝集槽で凝集した汚泥が円筒体４に導入されるが、略水平に配置された円筒体４は回転せず、一方、円筒体４の内部の内筒６と螺旋状スクリュー７がモータ８で駆動されて回転する点が大きく相違する。そうすると、円筒体４の内部に導入された凝集汚泥は、螺旋状スクリュー７によって移送されると共に、その水分の一部は、円筒体４に設けられた濾過スクリーン部５を通過して円筒体４の外部へと分離され、一方、螺旋状スクリュー７によって移送された凝集汚泥は水分の一部が分離されて濃縮凝集汚泥となって排出される。こうして分離された分離液は、円筒体４を収容する外容器９の底部に設けられた分離液排出口９ａから排出される。
【０００５】
このスクリュープレス型汚泥濃縮装置でも、濾過スクリーン部５が凝集汚泥中に含まれる固形成分等で汚れて目詰まりする。この汚れはシャワー１０から濾過スクリーンに散布される水で洗浄される。
しかしながら、上述した汚泥濃縮装置では、円筒体４の内部に導入された凝集汚泥の水面の高さは、水平に配置された円筒体４の下部から円筒体４の略中心部近辺までの間にあり、濾過スクリーン部５の下部およびその近傍のみが凝集汚泥から水分を分離するにすぎない。そのため、より多くの量の凝集汚泥を濃縮しようとするには、濾過スクリーン部５をより大型化する必要が生じて、汚泥濃縮装置が大型化する。また、濾過スクリーン部５における濾過に必要な圧力は、濾過スクリーン部５内部の凝集汚泥水面の高さと共に高くなる。そして上記圧力が必要以上に高くなると濾過スクリーン部５内部に堆積した固形成分等が濾過スクリーン部５から外部にリークすると共に、このリークした固形成分等による濾過スクリーン部５の目詰まりが生じる。
【０００６】
こうしたリークや目詰まりを軽減するには、より多くの凝集剤を汚泥凝集槽で汚泥に添加しなければならない。また、目詰まりが生じるとシャワー１０で濾過スクリーン部５を洗浄する必要があり、且つ濾過スクリーン部５からリークして外容器９の底面に堆積した固形成分等もシャワー１０で洗浄する必要がある。さらに、汚泥濃縮装置における濃縮濃度は、濾過スクリーン部５における凝集汚泥の濾過性（凝集汚泥から水分がどの程度分離するかという性質）に依存する。また、濾過速度は、濾過スクリーン部５内部の凝集汚泥の水面高さや濾過スクリーン部５の目詰まりによっても変化するので、凝集汚泥濃度を所定の濃度に調整することが困難である。
【０００７】
そこで本出願人は、上述した問題点を解決すべく先に凝集汚泥から水分を分離するために濾過スクリーン部の全面を使用することができ、それゆえ小さな円筒体で構成することができるため汚泥濃縮装置の小型化が図れると共に、濾過スクリーン部における濾過に係わる圧力が必要以上に高くなることがなく、固形成分等のリークや濾過スクリーン部の目詰まりが生じ難く、さらには、濾過スクリーン内部における凝集汚泥の濃度を所定の濃度に調整することができる汚泥濃縮装置および汚泥濃縮方法を提唱した（例えば、特許文献１を参照）。
【特許文献１】特許第３６２７８０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら上述の汚泥濃縮装置および汚泥濃縮方法は、凝集槽に原泥を投入する原泥ポンプと濃縮汚泥ポンプの流量を設定している。すなわち上述の汚泥濃縮装置および汚泥濃縮方法は、濃縮倍数を設定する運転である。つまり濃縮倍数を所定の値になるように予め設定しているので、凝集汚泥の濃度（以下、濃縮汚泥濃度ということがある）は、原泥濃度に比例して変動する。この場合、濃縮汚泥濃度（濃縮倍率）を低く設定したときには、原泥濃度の影響をさほど受けない反面、濃縮汚泥濃度を高く設定したときには、原泥濃度が高くなると濃縮汚泥濃度が高くなり、このため濃縮された汚泥が汚泥濃縮装置の下方に蓄積して濾過スクリーン部が目詰まりし、引いては汚泥を濃縮することが困難になるという問題がある。
【０００９】
このような現象を避けるためには原泥濃度が高くなった場合でも濾過スクリーンが目詰まりしないように濃縮倍率を設定すればよいものの、凝集汚泥の濃度の平均値が低くなるという問題があった。つまり従来の汚泥濃縮装置および汚泥濃縮方法は、凝集汚泥の濃度の最適値よりも低い濃度にしか設定できないという問題がある。
ちなみに濃縮倍率とは、汚泥濃縮装置に導入される原泥流量（Ｑ１）と汚泥濃縮装置から排出される濃縮された汚泥流量（Ｑ２）と比、すなわち汚泥濃縮装置で濃縮する以前の凝集汚泥の固形成分等の濃度に対する汚泥濃縮装置で濃縮した後の凝集汚泥の固形成分等の濃度の比率である。つまり濃縮倍率は、
濃縮倍率＝（Ｑ１／Ｑ２）
で定義される。尚、ここに流量は（立方メータ／時、立方メータ／秒等）である。
【００１０】
本発明は、上述した問題を解決するためになされたものであり、その目的は、汚泥濃縮装置に投入される原泥濃度が変化したとしても、安定した汚泥濃縮を行うことができ、更には濃度変化が極めて少ない高濃度の濃縮汚泥を得ることができる汚泥濃縮装置および汚泥濃縮方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した問題を解決すべく本発明者らは、汚泥濃縮装置によって圧縮される汚泥（濃縮汚泥）に加わる圧力に着目し、この濃縮汚泥に加わる圧力を円筒体内部に設けた圧力センサで検出すると共に、濃縮される汚泥の濃度との関係を捉えるべく下記の条件で予備検証試験を実施した。
（１）濃縮器：濾過筒  直径１５０mm、高さ６００mm
（２）汚泥濃度：０.４〜０.８〔質量％〕（この濃度範囲で変動）
（３）凝集剤：高分子凝集剤クリフィックスＣＰ６０４（栗田工業株式会社製、ジメチルアミノエチルメタクリレート系カチオンポリマ）
（４）処理量：４ｍ３／ｈ
その結果、汚泥濃縮装置において濃縮される汚泥の濃度（濃縮汚泥濃度）と、圧力センサ３０が検出した圧力値との関係を求めると、図１に示すようになり、その代表値を示せば、濃縮汚泥濃度が５％のとき、圧力センサ３０が検出した濃縮汚泥の圧力は、１ｋＰａであり、濃縮汚泥濃度が７％のとき、圧力センサ３０が検出した濃縮汚泥の圧力は、３ｋＰａであった。この予備検証試験の結果から、濃縮汚泥濃度と圧力センサ３０の検出値とが線形関係にあることが確かめられた。
【００１２】
本発明の汚泥濃縮装置は、このような知見に基づいて上述した課題を解決すべくなされたものであり、その特徴とするところは、汚泥凝集槽から導入される凝集汚泥を濃縮して、この凝集汚泥から濃縮汚泥と分離液とを得る汚泥濃縮装置であって、
上記汚泥凝集槽の水面の位置よりも下側に配置されて、水位差によって前記凝集汚泥をその一の端部から内部に導入する円筒体と、この導入された前記凝集汚泥の水分を、上記水位差によって上記円筒体の内面から外面に向かって分離して通過させる前記円筒体の周面に形成された濾過スクリーン部と、上記円筒体内部に位置して、上記濾過スクリーン部内面を清掃すると共に、前記凝集汚泥を前記円筒体の一の端部から他の端部へ移送し濃縮汚泥として排出するスクリューと、上記濾過スクリーン部から円筒体外部に分離される分離液を収容し、且つこの分離液に前記円筒体の濾過スクリーン部を水没させる外容器と、
この外容器に設けられて、上記円筒体外部に分離された分離液を排出する分離液排出口とを具備し、
前記汚泥濃縮装置は、更に前記円筒体の他の端部に設けられて、前記スクリューにより圧縮された前記濃縮汚泥に加わる圧力値を検出する汚泥圧力計と、上記汚泥圧力計が検出する圧力値が所定の値となるように前記圧縮された濃縮汚泥の排出量を調整する排出量調整手段とを備えることを特徴としている。
【００１３】
したがって上述の汚泥濃縮装置では、周面に濾過スクリーン部を形成した円筒体は、汚泥凝集槽の水面の位置よりも低い位置に配置されて、濾過スクリーン部から分離された分離液を収容する外容器に水没している。したがって、濾過スクリーン部の周面全体で凝集汚泥から水分を分離することができるので円筒体を小型化でき、汚泥濃縮装置が小型化される。
【００１４】
また、濃縮汚泥の濃度は、スクリューにより圧縮される濃縮汚泥に加わる圧力と線形関係にあるので、この圧力を圧力センサによって検出すると共に、検出した圧力値が所定の値の圧力になるように濃縮汚泥の排出量を調整・制御しているので、原汚泥濃度の変化があったとしても濃縮汚泥濃度を一定に維持することができる。また、濃縮汚泥に加わる圧力を検出して、この圧力が一定になるように調整しているので、必要以上に濾過圧力が高くなることがない。したがって、濾過スクリーン部における固形成分等のリークを低減することができ、リークを防止するためより多くの凝集剤を汚泥凝集槽で汚泥に添加する必要もない。
【００１５】
さらに、濾過スクリーン内部を清掃すると共に凝集汚泥を移送するスクリューによって濾過スクリーン内部に固形成分等が堆積することが防止され、濾過スクリーン部で目詰まりが生じない。そうすると濾過圧力は、濃縮汚泥の排出量を調整すれば一定の圧力に維持でき、すなわち濃縮汚泥濃度を一定に保つことができる。つまり、濾過スクリーン部で目詰まりが生じることなく濾過圧力が一定に維持されることによって、より安定した濃縮倍率の濃縮凝集汚泥が排出されることになる。また、目詰まりが生じないので濾過スクリーン部を洗浄するシャワーや洗浄水が不要になる。
【００１６】
しかしながら、濾過スクリーン部においてごく僅かにリークする固形成分等が、外容器の底部に沈殿していくものの外容器に設けられた分離液排出口から分離液の液流と共に汚泥濃縮装置と共に汚泥濃縮装置外へと排出される。そうすると外容器を洗浄するシャワーや洗浄水が不要になる。
また、本発明の汚泥濃縮方法は、上述した課題を解決すべくなされたものであり、その特徴とするところは、
汚泥凝集槽に汚泥を供給し凝集剤を添加すると共に攪拌して凝集汚泥を得る工程と、上記汚泥凝集槽の水面よりも低い位置に配置されて、水位差によって前記凝集汚泥を円筒状の濾過スクリーン部を有する円筒体の一の端部からその内部に導入する工程と、上記円筒体内部に設けられたスクリューで、上記濾過スクリーン部内面を清掃すると共に、上記導入された凝集汚泥を円筒体の他の端部に移送し、且つ前記水位差によって前記濾過スクリーン部で前記凝集汚泥の水分を分離する工程と、この分離された分離液を収容する外容器に、前記濾過スクリーン部を水没させた状態で、上記外容器から分離液を排出する分離液排出工程とを備えた汚泥濃縮方法において、特に、
前記凝集汚泥の水分が前記濾過スクリーン部で分離されて前記スクリューにより前記円筒体の他の端部にて排出される濃縮汚泥の圧力を検出する圧力検出工程と、
前記他の端部にて排出された濃縮汚泥の排出量を調整して、前記圧力検出手段により検出された前記濃縮汚泥の圧力を所定の圧力にする濃縮汚泥排出工程とを有することを特徴としている。
【００１７】
したがって上述の汚泥濃縮方法は、小型化した汚泥濃縮装置によって汚泥の濃縮が可能となり、濾過スクリーン部で分離されてスクリューによって円筒体の他の端部にて排出される濃縮汚泥の圧力を圧力検出工程で検出し、この圧力が一定となるように濃縮汚泥排出工程が濃縮汚泥の排出量を調整する。これは上述したように凝集汚泥の圧力と凝集汚泥濃度とが線形関係にあることに基づくものであって、本発明は、原泥濃度が変化したとしても常に所定の濃縮汚泥濃度を維持した濃縮汚泥を排出する汚泥濃縮方法を提供する。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように、本発明の汚泥濃縮装置および汚泥濃縮方法によれば、汚泥凝集装置内で凝集される汚泥に加わる圧力（濃縮部圧力）が濃縮汚泥濃度と線形関係にあることに着目して、濃縮部圧力が所定の圧力になるように濃縮汚泥ポンプの排出力を制御しているので、たとえ汚泥濃縮装置に投入される原泥濃度が変化したとしても、安定した汚泥濃縮を行うことができ、更には濃縮汚泥濃度の変化が極めて少ない高濃度の濃縮汚泥を得ることができる。また、濾過スクリーンの全面を凝集汚泥から水分を分離するために使用することができ、したがって汚泥濃縮装置は、汚泥凝集装置の小型化が図れ、濾過スクリーン部における濾過に係わる圧力が必要以上に高くなることがなく、固形成分等のリークや、濾過スクリーンの目詰まりが生じ難く、また、汚泥濃縮装置は、濾過スクリーン部を清掃しながら運転しているので濾過スクリーン部の目詰まりを防ぐことができる。
【００１９】
したがって本発明の汚泥濃縮装置および汚泥濃縮方法は、少ない凝集剤の添加によって汚泥凝集槽で汚泥を凝集することができ、濾過スクリーン部に付着または外容器の底面に堆積した固形成分等をシャワーで洗浄する必要がないといった汚泥濃縮装置および汚泥濃縮方法に極めて好ましい効果が得られる。
さらに、好ましくは本発明の汚泥濃縮装置および汚泥濃縮方法は、濾過スクリーン部内部の凝集汚泥濃度を所定の濃度に調整することができ、脱水処理に適した凝集汚泥濃度まで凝集汚泥の濃度を安定して濃縮し、その濃度を維持するといった汚泥処理上極めて好ましい効果を奏し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照して、本発明の第１の実施形態に係る汚泥濃縮装置および汚泥濃縮方法を説明する。
図２は、本発明に係る汚泥濃縮装置の第１の実施形態を示す概略要部構成図である。なお、図２において、図８および図９に示した従来の汚泥濃縮装置等と同様の機能を有する構成要素には、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００２１】
本発明の第一の実施形態に係る汚泥濃縮装置は、凝集汚泥をその上端部（一の端部）から内部に導入する略垂直に配置された円筒体１１と、この円筒体１１の内部に同芯に位置して、凝集汚泥を円筒体１１の上端部（一の端部）１１ａから下端部（他の端部）１１ｂへ移送する螺旋状スクリュー１２を備えた軸体１３と、円筒体１１の周面に形成された濾過スクリーン部１４と、凝集汚泥から濾過スクリーン部１４によって分離された分離液で濾過スクリーン部１４を水没した状態で収容する略密閉構造の外容器１５とを備える。
【００２２】
この外容器１５は、例えば、円筒体１１と同芯な円筒体を主として形成される。また上記濾過スクリーン部１４は、図２に示すように円筒体１１の上端部１１ａと下端部１１ｂとの間に亘った周面に、例えばパンチングプレートまたはウェッジワイヤ等で形成され、凝集汚泥に含まれる固形成分等が通過することができない内径の孔または網目を備えている。
【００２３】
また、軸体１３は、円筒体１１の上端部１１ａおよび下端部１１ｂにおいて軸受けで支持され、上端部１１ａを貫通し、その上方に配置されたモータ１６に連結される。軸体１３が備える螺旋状スクリュー１２は、モータ１６に駆動された軸体１３と共に回転し、円筒体１１の上端部１１ａに導入された凝集汚泥を下端部１１ｂに移送する。上記螺旋状スクリュー１２は、螺旋部分の外形が濾過スクリーン部１４の内径より僅かに小さく、螺旋状スクリュー１２の外縁部と濾過スクリーン部１４の内面との間は僅かな間隙を形成している。したがって、螺旋状スクリュー１２は、凝集汚泥に含まれる固形成分等が濾過スクリーン部１４の内面に付着することを防止するとともに、固形成分等が付着したときには、これを濾過スクリーン部１４の内面から剥がして濾過スクリーン部１４の内面を清掃する。
【００２４】
この汚泥濃縮装置において、凝集処理される汚泥は汚泥凝集槽２で凝集剤が添加されると共に撹拌機３で撹拌される工程を経て凝集汚泥となる。汚泥凝集槽２の汚泥水面の位置（以下「凝集槽水面」ということがある）は汚泥濃縮装置の円筒体１１が有する濾過スクリーン部１４の位置よりも高い位置にあり、この水位差によって、凝集汚泥が汚泥凝集槽から円筒体１１の上端部１１ａに設けられた導入口１１ｃへ導入される。
【００２５】
次にこの導入工程を経て、円筒体１１の内部に導入されて濾過スクリーン部１４で凝集汚泥から分離された水分が外容器１５に収容される。この外容器１５の上端部１１ａの近傍および下端部１１ｂの近傍には、それぞれ上方接続管１５ｃおよび下方接続管１５ｄが接続されて、それぞれの接続管１５ｃ，１５ｄが分離液槽１９に接続されている。
尚、上方接続管１５ｃは、濾過スクリーン部１４を透過した濾過液中に浮上スカムが発生したととき、この浮上スカムを排除すると共に、濾過スクリーン部１４を空気逆洗するときのエア抜きの役割を担う。一方、下方接続管１５ｄは、濾過スクリーン部１４を透過した濾過液にリークした沈殿フロックを排出する役割を担っている。即ち、これらの接続管１５ｃ，１５ｄは、分離液を常時排出すると共に、浮上スカムおよび沈殿フロックが外容器１５内に溜まることを防止するようになっている。そして分離液槽１９の上端部には、分離液排出管１９ａが設けられている。
【００２６】
一方、円筒体１１内の下端部１１ｂには、螺旋状スクリュー１２によって円筒体１１内の下端部１１ｂに排出される凝集汚泥の圧力値を検出する汚泥圧力計（圧力センサ）３０が設けられている。また、円筒体１１内の下端部１１ｂに設けられた排出口（濃縮凝集汚泥排出口）１１ｄには、濃縮汚泥排出管（濃縮汚泥排出路）１８が連結されており、この濃縮汚泥排出管１８には分離液を排出する汚泥排出ポンプ２０が設けられている。
【００２７】
そして圧力センサ３０が検出した凝集汚泥の圧力値は、ポンプ調整部３１に与えられて凝集汚泥の圧力値が所定の圧力になるよう汚泥排出ポンプ２０の流量（汚泥引抜量）を調整する。具体的には汚泥凝集槽２から円筒体１１に流入する凝集汚泥の濃度が一定であるとすれば、汚泥排出ポンプ２０の排出量を大きくすると、円筒体１１から排出される濃縮汚泥の量が増加するので円筒体１１の下端部１１ｂにおける凝集汚泥の濃縮圧力が低下する一方、汚泥排出ポンプ２０の排出量を少なくすると円筒体１１から排出される凝集汚泥の量が減少して凝集汚泥の濃縮圧力が高くなる。つまり、この汚泥排出ポンプ２０は、凝集汚泥から水分を分離する工程における最適濾過圧の設定を行う役割を担っている。
【００２８】
こうして凝集汚泥は、濾過スクリーン部１４の内部を移送され、水分の一部が分離される濃縮工程を経て濃縮汚泥となり、円筒体１１内の下端部１１ｂに設けられた排出口１１ｄから排出される。
概略的には上述したように構成される本発明の汚泥濃縮装置および汚泥濃縮方法が特徴とするところは、円筒体１１内の下端部１１ｂに設けられた圧力センサ（汚泥圧力計）３０が下端部１１ｂで圧縮された濃縮汚泥に加わる圧力値を検出し、この圧力センサ３０が検出した圧力値が所定の圧力になるよう円筒体１１から排出される濃縮汚泥の排出量を調整するポンプ調整部３１を備えた点にある。
【００２９】
このような特徴ある本発明の汚泥濃縮装置および汚泥濃縮方法について、発明者らはその効果を実証するための検証試験を前述した予備検証試験と同一条件で実施した。
ちなみに、前述した予備検証試験において、圧力センサ３０が検出した濃縮汚泥の圧力が２ｋＰａ、濃縮汚泥濃度が６％を超えると、円筒体１１の下端部１１ｂに濃縮汚泥が蓄積し、濾過スクリーン部１４に目詰まりが生じて運転が困難になった。したがって、上記条件の場合、圧力センサ３０の検出値が２ｋＰａを圧力値の上限として、ポンプ調整部３１がこの圧力値を超えないように汚泥排出ポンプ２０の流量を制御することとする。
【００３０】
そして前述した予備検証試験の結果に基づいて、従来の汚泥濃縮装置および本発明の汚泥濃縮装置の効果を比較すべく２４時間の連続運転試験を実施した。この連続運転試験の原泥は、図４に示すように原泥濃度が０.４〜０.８％の間で変化し、その平均濃度０.５８％であった。すなわち６時頃に原泥汚泥濃度は、０.４％と最小値になり、１１時頃に原泥汚泥濃度は、０.８％と最大値になった。なお、原泥汚泥濃度は、そのほか１９時頃に極大値を示す一方、３時頃、１５時頃および２２時頃に極小値を示した。
【００３１】
さて、予備検証試験の結果から濾過スクリーン部１４が目詰まりすることなく運転を継続することができるようにするため、濃縮汚泥濃度が６％を超えないように汚泥を圧縮する必要がある。したがって、濃縮倍率を設定する従来の汚泥濃縮装置の濃縮汚泥量は、
０.８％×４ｍ３／ｈ÷６％＝０.５３ｍ３／ｈ（７.５倍濃縮）
とする必要がある。
【００３２】
一方、本発明の汚泥濃縮装置は、上述したように圧力センサ３０が検出する圧力が２ｋＰａ（濃縮汚泥濃度が６％）を超えないようにポンプ調整部３１にこの圧力値を設定して検証試験を実施した。
その結果、図５に示すように従来の汚泥濃縮装置は、原泥濃度の変化と同じような濃縮汚泥濃度の変化が見られ、その濃度は３〜６％の範囲で変動し、平均汚泥濃度は、４.３％であった。一方、本発明の汚泥濃縮装置は、濃縮汚泥濃度が５.８〜６％の範囲に収まっており、また平均汚泥濃度が５.９％でほとんど変動がなく、２４時間を通して濃縮汚泥濃度の高い汚泥を得ることができた。尚、本発明の汚泥濃縮装置における濃縮汚泥の流量は、０.２８〜０.５３ｍ３／ｈの範囲で変動した。これは、上述したように本発明の汚泥濃縮装置は、濃縮汚泥濃度が一定になるように汚泥排出ポンプ２０の排出流量を可変制御していることによる。
【００３３】
かくして、本発明の汚泥濃縮装置および汚泥濃縮方法は、原泥汚泥濃度が変化したとしても濃縮汚泥濃度を一定にすることができ、濃縮汚泥濃度の変化がほとんどない高濃度の濃縮汚泥を長時間に亘り安定して得られることが確かめられた。
次に図６は、本発明の第１の実施形態を変形した例を示したものである。この変形例において、図２に示した汚泥濃縮装置と同様の機能を有する構成要素には、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００３４】
この第１の実施形態の変形例が、前述した第１の実施形態と異なるところは、汚泥凝集槽２で凝集剤が添加されて撹拌機３で撹拌された工程を経た凝集汚泥が、導入口１１ｃを経て濃縮汚泥装置の円筒体１１の下方から導入される一方、螺旋状スクリュー１２によって円筒体１１内の上端部１１ａに濃縮された凝集汚泥を円筒体１１内の上端部１１ａに設けられた排出口（濃縮凝集汚泥排出口）１１ｄから排出する点にある。
【００３５】
このように構成した変形例についても、螺旋状スクリュー１２によって円筒体１１内の下端部１１ｂに濃縮された凝集汚泥の圧力値を汚泥圧力計（圧力センサ）３０が検出し、この圧力が所定の圧力になるようにポンプ調整部３１が、汚泥排出ポンプ２０の排出力を制御しているで、汚泥濃縮装置に投入される原泥濃度が変化したとしても、安定した汚泥濃縮を行うことができ、引いては濃度変化が極めて少ない高濃度の濃縮汚泥を得ることが可能である。
【００３６】
次に図７は、本発明の第２の実施形態を示すものである。この第２の実施形態において図２および図６に示した汚泥濃縮装置と同様の機能を有する構成要素には、同一の符号を付してその説明を省略する。
この第２の実施形態が上述した実施形態と異なるところは、円筒体１１を略水平に位置付けた点にある。そして、外容器１５の天井部分（円筒体１１の周面部の天井部分）には、抜気管１５ａが設けられている。この抜気管１５ａは、例えば汚泥凝集槽２の汚泥の水面よりも高い位置にその開口部を有して、外容器１５に収納された分離液が漏れ出さず、円筒体１１や外容器１５の内部で発生する気体を汚泥濃縮装置の外部に抜気する役割を担っている。例えば、この抜気管１５ａは、濾過スクリーン部１４の目詰まりを除去すべく空気逆洗した際、汚泥濃縮装置の外部に空気を排出することもできる。
【００３７】
また外容器１５の端部側底部には、分離液排出口１５ｂが設けられている。この分離液排出口１５ｂに連結された分離液排出管（分離液排出路）１７は、分離液排出口１５ｂの上方に向かって立ち上がっており、その上部に分離液排出部１７ａを備えている。そして、分離液排出部１７ａにおける分離液排出水面の位置（ｈ２）は、前記凝集槽水面の位置（ｈ１）に対して低い位置にある。ここで濾過スクリーン部１４は、凝集槽水面の位置（ｈ１）に対して低い位置に配置されており、濾過スクリーン部１４は、外容器１５に収容される分離液に水没した状態になっている。
【００３８】
このように構成された本発明の第２の実施形態に係る汚泥濃縮装置および汚泥濃縮方法によれば、上述した第１の実施形態と同様に螺旋状スクリュー１２によって円筒体１１内の下端部１１ｂに濃縮された凝集汚泥の圧力値を汚泥圧力計（圧力センサ）３０が検出し、この圧力が濃縮部圧力が所定の圧力になるようにポンプ調整部３１が、汚泥排出ポンプ２０の排出力を制御しているで、汚泥濃縮装置に投入される原泥濃度が変化したとしても、安定した汚泥濃縮を行うことができ、引いては濃縮汚泥濃度の変化が極めて少ない高濃度の濃縮汚泥を得ることができる。
【００３９】
なお、以上説明した本発明に係る汚泥濃縮装置および汚泥濃縮方法では、高分子凝集剤に代わって、無機凝集剤と両性高分子凝集剤を併用してもよい。また、本発明に係る汚泥濃縮装置および汚泥濃縮方法は以上説明した各実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で変形して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】濃縮された汚泥に加わる圧力と濃縮汚泥濃度との関係を示すグラフである。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る汚泥濃縮装置の要部概略構成図である。
【図３】図２の汚泥濃縮装置の円筒体とその周面に設けられた濾過スクリーン部の外観図である。
【図４】評価試験に用いた原泥濃度の時間変化を示すグラフである。
【図５】図４に示す原泥濃度が時間的に変化する原泥を本発明の汚泥濃縮装置および従来の汚泥濃縮装置のそれぞれに投入したときの濃縮汚泥濃度の時間変化を示すグラフである。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る汚泥濃縮装置の変形例の要部概略構成図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る汚泥濃縮装置の要部概略構成図である。
【図８】従来のロータリースクリーン型汚泥濃縮装置を示す模式図である。
【図９】従来のスクリュープレス型汚泥濃縮装置を示す模式図である。
【符号の説明】
【００４１】
１        導入ポンプ
２        汚泥凝集槽  
１１      円筒体
１１ａ    円筒体の一の端部（上端部）
１１ｂ    円筒体の他の端部（下端部）
１１ｃ    導入口
１１ｄ    排出口
１２      螺旋状スクリュー
１４      濾過スクリーン部
１５      外容器
１５ｂ    分離液排出口
１８      濃縮汚泥排出管
１９      分離液槽
１９ａ    分離液排出管
２０      汚泥排出ポンプ
３０      圧力センサ
３１      ポンプ調整部
【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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