(57)【要約】【課題】し尿処理施設の受入槽等の水槽に堆積した砂・汚泥を脱水して、焼却又は埋め立て処分等の陸上処分を可能とするためのし尿汚泥脱水装置を提供する。【解決手段】し尿処理施設の受入槽に堆積した砂を含む汚泥を受け入れる砂・汚泥貯留槽１と、この砂・汚泥貯留槽１の砂及び汚泥を搬送する給泥機構としてのホースポンプ９及び給泥ポンプ１０と、ホースポンプ９に連通した反応槽１１と、この反応槽１１に連続したスクリュウプレス型脱水機２０とを備える。砂・汚泥貯留槽１は、攪拌ミキサー４と、攪拌・揚泥ポンプ５とを有する。そして、砂・汚泥貯留槽１には高分子凝集剤を添加する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
し尿処理施設の受入槽に堆積した砂を含む汚泥を投入する砂・汚泥貯留槽と、この砂・汚泥貯留槽の砂及び汚泥を搬送する給泥機構と、前記給泥機構に連通した反応槽と、この反応槽に連続した脱水機とを備えるし尿汚泥脱水装置であって、
前記砂・汚泥貯留槽が攪拌機構を備えているとともに、前記脱水機がスクリュウプレス型脱水機であることを特徴とするし尿汚泥脱水装置。
【請求項２】
前記給泥機構が、ホースポンプを有することを特徴とする請求項１に記載のし尿汚泥脱水装置。
【請求項３】
前記砂・汚泥貯留槽の攪拌機構が、攪拌ミキサーと攪拌・揚泥ポンプとを備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のし尿汚泥脱水装置。
【請求項４】
前記砂・汚泥貯留槽に高分子凝集剤を添加することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のし尿汚泥脱水装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、し尿処理施設の受入槽等の水槽に堆積した砂・汚泥を脱水して焼却処理等を可能とするためのし尿汚泥脱水装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
し尿処理施設に搬入されるし尿中には、砂が０．３％程度含まれており、この砂は施設の受入設備の沈砂槽、除砂装置により除去される構造になっているが、微細な砂等はこの装置を通過し、貯留槽、生物処理槽に堆積したり、各機器の摩耗、閉塞の原因となったりしている。この弊害を取り除くため、受入槽、貯留槽等は年に数回、生物処理槽は１０〜１５年に１回程度、清掃・浚渫し、この際に除去した砂を多く含んだ汚泥は、海洋投入、又は廃棄物処分場に埋立処分をしていた。
【０００３】
このようなし尿に含まれる砂を除去する装置として、従来、サイクロンにより砂を分離・除去する装置等が提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特許２９４２８８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
廃棄物処理法施行令の改正により、２００７年２月より汚泥等の海洋投入処分が全面禁止となるため、し尿処理施設の受入槽、貯留槽等の清掃により発生する砂・汚泥は、埋め立て等による陸上処理により処分することになる。しかしながら、当該砂・汚泥は、水分を多く含み、容積も大きいので陸上処理のための処分用地の確保が困難であり、また処分先があったとしても非常に高価な処分費用を要することとなり、実用的でないという問題点がある。
【０００５】
また、上述した特許文献１に開示されている装置は、し尿に含まれる砂を分離除去するものであり、し尿処理施設の受入槽に堆積した砂を多量に含む汚泥から砂を選択的に除去するものではなく、砂を多量に含む汚泥自体を脱水できないという問題点がある。
【０００６】
このように廃棄物処理法施行令の改正により、し尿処理施設の受入槽等に堆積した砂を含む汚泥は、海洋投入処分以外の処分を行う必要が生じ、この砂を多量に含む汚泥を回収して、効率よく脱水・濃縮し、焼却又はその後に埋め立て処分等の陸上処分することが要求されてきているにもかかわらず、従来、このような性能を有する装置は提案されていない。
【０００７】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、し尿処理施設の受入槽等の水槽に堆積した砂・汚泥を脱水して、焼却又は埋め立て処分等の陸上処分を可能とするためのし尿汚泥脱水装置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】
【０００８】
第１に本発明は、し尿処理施設の受入槽に堆積した砂を含む汚泥を投入する砂・汚泥貯留槽と、この砂・汚泥貯留槽の砂及び汚泥を搬送する給泥機構と、前記給泥機構に連通した反応槽と、この反応槽に連続した脱水機とを備えるものであって、前記砂・汚泥貯留槽が攪拌機構を備えているとともに、前記脱水機がスクリュウプレス型脱水機であることを特徴とするし尿汚泥脱水装置を提供する（請求項１）。
【０００９】
このような構成を採用することにより、砂・汚泥貯留槽に搬入された砂を含むし尿汚泥は、撹拌機構により撹拌されて槽内で分散しているので、詰り等を生じることなく反応槽に搬送することができ、その後スクリュウプレス型脱水機で脱水することができる。砂を多く含む汚泥は、比重が大きくその量も多いので、遠心脱水ではスクリュウを高速回転させるためスクリュウの磨耗が大きく、またベルトプレスではろ布の損耗が大きく詰まりも生じやすい等、十分な脱水が困難であるが、スクリュウプレス型脱水機を採用することで、砂を多く含むし尿汚泥を効率よく脱水することができる。そして、このようにして脱水した汚泥を回収し、既設の焼却炉等で焼却処分した後そのまま陸上処理することができる。
【００１０】
上記発明（請求項１）においては、前記給泥機構がホースポンプを有することが好ましい（請求項２）。砂を多く含む汚泥は、比重が大きくその量も多いのでポンプや配管に詰まりが生じやすいが、かかる発明（請求項２）によれば、ホースポンプにより確実に送給することができる。
【００１１】
上記発明（請求項１，２）においては、前記砂・汚泥貯留槽の攪拌機構が、攪拌ミキサーと攪拌・揚泥ポンプとを備えることが好ましい（請求項３）。かかる発明（請求項３）によれば、砂・汚泥貯留槽に搬入された砂を含むし尿汚泥を沈降・堆積化させることなく槽内で攪拌分散させることで、給泥機構により確実に汚泥を送給することができる。
【００１２】
上記発明（請求項１〜３）においては、前記砂・汚泥貯留槽に高分子凝集剤を添加することが好ましい（請求項４）。かかる発明（請求項４）によれば、砂とし尿汚泥とを凝集させて分離を防止した状態で脱水処理することができ、汚泥性状を安定させることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のし尿汚泥脱水装置によれば、し尿処理施設の槽清掃において発生する砂を含む汚泥を効率的に脱水することができ、脱水後の汚泥は既設の焼却炉などで焼却処分することで減容化しそのまま陸上処理することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施形態に係るし尿汚泥脱水装置について、図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本実施形態に係るし尿汚泥脱水装置を示すフロー図である。
【００１５】
図１において、１は砂・汚泥貯留槽であり、この砂・汚泥貯留槽１には、図示しない荒目スクリーンを備えた汚泥受入口１Ａと、排砂移送ポンプ３を備えた残渣・排砂ピット２とが付設されている。そして、砂・汚泥貯留槽１の底面は、一方の側から他方の側に向けて下降するように傾斜しており、一方の側の底部には撹拌ミキサー４が設けられているとともに、他方の側の底部には撹拌・揚泥ポンプ５及び空気撹拌装置（図示せず）が設けられている。これらの撹拌ミキサー４、撹拌・揚泥ポンプ５及び空気撹拌装置による撹拌機構が構成される。さらに、砂・汚泥貯留槽１の上側には高分子凝集剤を砂・汚泥貯留槽１に添加する添加機構Ａが取り付けられている。
【００１６】
上記撹拌・揚泥ポンプ５は、第１の送給ライン６を介して砂・汚泥貯留槽１の上側に配置されたヘッドタンク７に汚泥を送給可能となっており、このヘッドタンク７は、第２の送給ライン８を経由して給泥機構たるホースポンプ９及び給泥ポンプ１０を経て、反応槽１１に連通している。この反応槽１１の前段には、アニオン系高分子凝集剤の溶解槽１２が接続しているとともに、後段にはカチオン系高分子凝集剤の溶解槽１３が接続している。なお、図１中において６ａは過剰量の汚泥の戻りラインであり、１４は反応槽１１のミキサーであり、１４Ａ，１４Ｂはそれぞれ溶解槽１２，１３のミキサーであり、１５，１６はそれぞれ高分子凝集剤の供給ポンプであり、１７、１８は、高分子凝集剤の供給ラインである。
【００１７】
そして、上記反応槽１１は、ホースポンプ１９を介してスクリュウプレス型脱水機２０に連通している。このスクリュウプレス型脱水機２０としては、特に制限されるものではなく、汎用的なものを用いることができる。例えば、汚泥受入部２０Ａ側（基端側）から排出側（先端側）に向けて漸次軸径が拡大したスクリュウをウェッジワイヤー式バレル（円筒）に内蔵させることで、先端側に向けて徐々に当該バレルの容積を減少させ、スクリュウを駆動することで基端側から先端側に向けて汚泥を搬送する間に圧縮脱水するものを用いることができる。このスクリュウプレス型脱水機２０は、スクリュウの回転数や給泥レベル等を、図示しない制御機構により制御可能となっている。
【００１８】
このような構成を有するし尿汚泥脱水装置につき、その作用を説明する。
まず、し尿受入槽、し尿貯留槽等のし尿処理施設の堆積砂・汚泥をダンパー車で汲み上げ、この汲み上げた堆積砂・汚泥を汚泥受入口１Ａから砂・汚泥貯留槽１に投入する。このとき汚泥受入口１Ａには荒目スクリーン（図示せず）が設けられているので、粗大な砂利、金属片等はここで除去される。一方、ダンパー車の底部に堆積した砂・汚泥は、一旦残渣・排砂ピット２に流し込んで、排砂移送ポンプ３により汚泥受入口１Ａから砂・汚泥貯留槽１に投入する。
【００１９】
し尿処理施設の堆積砂・汚泥は、１０〜２０％の原泥濃度を有しており、しかもＶＳＳ／ＳＳが４０〜６０％と小さい（無機汚泥の比率が大きい）ので、そのまま放置したのでは砂・汚泥貯留槽１内で沈降・堆積して固液分離し、後述する反応槽１１及びスクリュウプレス型脱水機２０への給泥が困難となる。そこで、本実施形態においては、砂・汚泥貯留槽１内を撹拌機構である撹拌ミキサー４及び撹拌・揚泥ポンプ５による水流撹拌作用と、空気撹拌装置（図示せず）による気泡撹拌作用とにより混合撹拌することで、汚泥の沈降・堆積を防止しておく。
【００２０】
さらに添加機構Ａから砂・汚泥貯留槽１に高分子凝集剤を添加することで砂と汚泥とを凝集させ、両者が分離するのを防止する。この砂・汚泥貯留槽１に添加する高分子凝集剤は、送給されてくる汚泥の性状の変動が大きいことが予想されるため、本実施形態においてはアニオン系高分子凝集剤とカチオン系高分子凝集剤の両方を添加する。なお、汚泥の性状が安定していればカチオン系高分子凝集剤のみの１剤処理としてもよい。
【００２１】
続いて、この砂・汚泥貯留槽１内の水分に分散した状態の汚泥を反応槽１１に給泥するが、この汚泥は前述したように原泥濃度が高いので、汚泥の送給ラインが閉塞する懸念がある。そこで本実施形態においては、水分に分散した状態の汚泥を撹拌・揚泥ポンプ５により吸い上げて一旦上部に設けられたヘッドタンク７に揚げた後、ホースポンプ９に供給することでホースポンプ９の吸込口の閉塞を防止している。しかも、ホースポンプ９は、ホースの部分的圧縮・押し出し・復元を連続させることにより汚泥を物理的に前方に押し出す送給方式であるので、砂を多く含む汚泥であってもホースポンプ９内で詰まることがないようになっている。
【００２２】
次に、反応槽１１で凝集剤による２剤処理を行う。すなわち供給ライン１７を経由して反応槽１１の前段で溶解槽１２からアニオン系高分子凝集剤を添加するとともに供給ライン１８を経由して反応槽１１の後段で溶解槽１３からカチオン系高分子凝集剤を添加して撹拌する。ここで、反応槽１１では汚泥の濃度が、砂・汚泥貯留槽１よりも高くなっているのでミキサー１４の動力は大きく設定する。なお、本実施形態においては反応槽１１では２剤処理を行っているが、汚泥の性状が安定していればカチオン系高分子凝集剤のみの１剤処理としてもよい。なお、アニオン系高分子凝集剤及びカチオン系高分子凝集剤は、砂・汚泥貯留槽１に添加するものと同じものを用いることができる。
【００２３】
このようにして砂と汚泥との分離を防止させた汚泥は、反応槽１１からホースポンプ１９を介してスクリュウプレス型脱水機２０に送給される。このスクリュウプレス型脱水機２０では、スクリュウを駆動することで基端側から先端側に向けて汚泥を搬送する間に汚泥を圧縮脱水する。この際、汚泥の性状に合わせてスクリュウの回転数や給泥レベル（量）などを制御することで、効率よく脱水することができる。
【００２４】
このスクリュウプレス型脱水機２０により得られる脱水ケーキは、７０％以下、好ましく６０％以下の水分量と、９０％以上、好ましくは９５％のＳＳ回収率とを有する。このような汚泥は、既設の焼却炉で焼却処分してそのまま埋め立て処分などで陸上処理することができ。また、脱水ろ液は、既設貯留槽に移送して処理することができる。
【００２５】
以上、本実施形態に係るし尿汚泥脱水装置について説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。
【実施例】
【００２６】
以下の具体的実施例により本発明をさらに詳細に説明する。
〔実施例１〜３〕
し尿受入槽及び貯留槽の堆積砂・汚泥を、ダンパー車で汲み上げ試験用のし尿汚泥（原泥）とした。
【００２７】
一方、鉄筋コンクリート構造により５０ｍ３の容積の砂・汚泥貯留槽１と残渣・排砂ピット２とを構築し図１に示すし尿汚泥脱水装置を製作した。なお、カチオン系高分子凝集剤としては、クリファームＰＣ８３５（商品名，栗田工業社製）を、アニオン系高分子凝集剤としては、クリフロックＥＡ−３４１（商品名，栗田工業社製）をそれぞれ使用した。
【００２８】
このし尿汚泥処理装置により、表１に示すような性状の３種類の原泥を処理した。使用したスクリュウプレス型脱水機２０は、２６０ｋｇ−ＤＳ／ｈｒの処理能力を有しており、脱水ケーキの水分６０％以下、ＳＳ回収率９５％以上をそれぞれ目標値として運転した。このスクリュウプレス型脱水機２０への汚泥供給量、脱水助剤（商品名：クリファームＰＣ８３５，栗田工業社製）の注入量、及び脱水機周波数は表１に示す通りであった。このようにして原泥を脱水処理した後の脱水ケーキの含有率、及び脱水ろ液のＳＳ含有率及び回収率を表１にあわせて示す。
【００２９】
【表１】
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【００３０】
表１に示すように、本発明のし尿汚泥脱水装置によれば、性状の異なる３種類の原泥をいずれも良好に脱水することができ、目標値である脱水ケーキの水分６０％以下、ＳＳ回収率９５％以上の目標値をいずれも達成することができた。また、処理後の脱水ケーキは既設の焼却炉で焼却処分することが可能であった。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態に係るし尿汚泥脱水装置を示すフロー図である。
【符号の説明】
【００３２】
１…砂・汚泥貯留槽
１Ａ…汚泥受入口
４…撹拌ミキサー（撹拌機構）
５…撹拌・揚泥ポンプ（撹拌機構）
９…ホースポンプ（給泥機構）
１０…給泥ポンプ（給泥機構）
１１…反応槽
１２…アニオン系高分子凝集剤の溶解槽
１３…カチオン系高分子凝集剤の溶解槽
１９…ホースポンプ（給泥機構）
２０…スクリュウプレス型脱水機
【図１】
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