(57)【要約】【課題】  固液分離装置に送られる汚泥をフロック化する汚泥フロック化装置において、固液分離装置に送られる前の汚泥から水分を分離して、汚泥の固形分濃度を高め、その濃度を高めた汚泥を固液分離装置に送ることにより、固液分離効率を高める。【解決手段】  汚泥と凝集剤が送り込まれる混和槽３と、混和槽内に配置された筒状体１７と、筒状体内に配置されたスクリュー２１と、混和槽３に送り込まれた汚泥と凝集剤を撹拌する撹拌羽根１０と、撹拌羽根１０とスクリュー２１を回転駆動する共通のモータ９とを具備し、筒状体１７は、互いに間隔をあけて配置された複数の固定リング２８と、隣り合う固定リング２８の間に配置された可動リング２９とを有し、可動リング２９の内径がスクリュー２１の外径よりも小さく設定されている。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚泥と凝集剤が送り込まれる混和槽と、該混和槽内に配置された筒状体と、該筒状体内に配置されたスクリューと、前記筒状体外に配置されていて、前記混和槽に送り込まれた汚泥と凝集剤を撹拌する撹拌手段と、該撹拌手段と前記スクリューを回転駆動する共通の駆動装置とを具備し、前記筒状体は、互いに間隔をあけて配置された複数の固定リングと、隣り合う固定リングの間に配置された可動リングとを有し、該可動リングの内径が前記スクリューの外径よりも小さく設定されていることを特徴とする汚泥フロック化装置。
【請求項２】
請求項１に記載の汚泥フロック化装置と、該汚泥フロック化装置によってフロック化された汚泥を固液分離する固液分離装置とを具備し、前記汚泥フロック化装置の筒状体内に流入した濾液を前記固液分離装置以外の個所に排出させるように構成されていることを特徴とする汚泥処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固液分離装置によって処理される汚泥を、その処理に先立ってフロック化する汚泥フロック化装置と、該フロック化装置及び固液分離装置を有する汚泥処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
汚泥フロック化装置によってフロック化した汚泥を固液分離装置によって固液分離する汚泥処理装置は従来より周知である（例えば、特許文献１乃至４参照）。かかる汚泥処理装置によって汚泥を処理する際、固液分離装置に送り込まれる汚泥の固形分濃度（浮遊物濃度）が低いと、その汚泥から分離できる固形分の量が減少し、効率よく汚泥を固液分離することができない。汚泥フロック化装置において、汚泥から一部の液体を分離して、汚泥の固形分濃度を高め、その濃度の高まった汚泥を固液分離装置に送り込むことができれば、固液分離装置によって、多量の固形分を分離することができるのであるが、従来は、このような汚泥フロック化装置は存在しなかった。
【０００３】
【特許文献１】特開平５−２２８６９５号公報
【特許文献２】特開２００４−３５７６１５号公報
【特許文献３】特開２００１−１９８５９９号公報
【特許文献４】特開平９−２２０５９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上述した新規な認識に基づきなされたものであって、その目的とするところは、固液分離装置によって処理される前の汚泥から一部の液体を分離することのできる汚泥フロック化装置と、その汚泥フロック化装置及び固液分離装置を有する汚泥処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記目的を達成するため、汚泥と凝集剤が送り込まれる混和槽と、該混和槽内に配置された筒状体と、該筒状体内に配置されたスクリューと、前記筒状体外に配置されていて、前記混和槽に送り込まれた汚泥と凝集剤を撹拌する撹拌手段と、該撹拌手段と前記スクリューを回転駆動する共通の駆動装置とを具備し、前記筒状体は、互いに間隔をあけて配置された複数の固定リングと、隣り合う固定リングの間に配置された可動リングとを有し、該可動リングの内径が前記スクリューの外径よりも小さく設定されていることを特徴とする汚泥フロック化装置を提案する（請求項１）。
【０００６】
同じく、本発明は、上記目的を達成するため、請求項１に記載の汚泥フロック化装置と、該汚泥フロック化装置によってフロック化された汚泥を固液分離する固液分離装置とを具備し、前記汚泥フロック化装置の筒状体内に流入した濾液を前記固液分離装置以外の個所に排出させるように構成されていることを特徴とする汚泥処理装置を提案する（請求項２）。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、処理すべき汚泥の固形分濃度が低いときも、汚泥フロック化装置によって、その汚泥から液体分を分離し、固液分離装置に送られる汚泥の固形分濃度を高めることができるので、固液分離装置によって汚泥を効率よく固液分離することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態例を図面に従って詳細に説明する。
【０００９】
図１は、汚泥処理装置の全体を示す部分断面図である。ここに示した汚泥処理装置は、汚泥フロック化装置１と、その汚泥フロック化装置１によってフロック化された汚泥を固液分離する固液分離装置２とを有している。
【００１０】
汚泥フロック化装置１は、図２に示すように混和槽３を有し、その混和槽３の側壁４には、フロック化される前の汚泥が混和槽３内に流入する汚泥入口５が形成されている。混和槽３の底壁６には、凝集剤が流入する凝集剤注入口７が形成され、混和槽３の上壁８には、減速機付きのモータ９が固定支持されている。さらに、混和槽３内には、モータ９によって回転駆動される撹拌羽根１０が配置されている。
【００１１】
図１及び図２に示した汚泥処理装置によって固液分離できる汚泥としては、例えば、下水処理物、養豚場等から排出される廃水、食品加工排水、廃牛乳、水の加えられた廃豆腐などの有機系汚泥や、切削屑を含む切削油、メッキ廃油、インク廃液、顔料廃液、塗料廃液などの無機系汚泥などが挙げられるが、ここでは多量の水分を含む汚泥を処理するものとする。かかる汚泥は、必要に応じて、水処理系にて水処理された後、図示していない汚泥槽に貯留され、ここでその汚泥に例えばポリ硫酸第二鉄より成る凝集促進剤が添加される。次いで、その汚泥が図示していない計量装置によって計量され、固液分離装置２の処理能力に合った量の汚泥が、汚泥入口５から矢印Ａで示すように混和槽３内に送り込まれる。この計量装置としては、例えば、前述の特許文献２又は３に記載されている計量槽、又は定量ポンプなどを用いることができる。混和槽３に送り込まれる汚泥の含水率は、例えば９９重量％程度である。
【００１２】
一方、凝集剤注入口７から、矢印Ｂで示すように、混和槽３内に例えば高分子凝集剤より成る凝集剤が送り込まれる。このようにして混和槽３内に送り込まれた汚泥と凝集剤は、モータ９により回転駆動された撹拌羽根１０によって混合撹拌され、これによって汚泥がフロック化される。図２には、かかる汚泥に対して符号Ｓを付してある。このように、撹拌羽根１０は、混和槽３に送り込まれた汚泥と凝集剤を撹拌する用をなし、撹拌手段の一例を構成している。
【００１３】
上述のようにフロック化された汚泥は、混和槽３の側壁４に形成された汚泥出口１１から流出し、導管１２を通って、図１に示した固液分離装置２に移送され、ここで固液分離される。汚泥を固液分離するための具体的構成と作用は従来より周知であるため、ここではその説明を省略する。
【００１４】
汚泥から分離された水分、すなわち濾液は、図１に矢印Ｃで示すように受け部材１３に受け止められ、ついで排出管１４内を流下する。この濾液には未だ多少の固形分が含まれているので、他の汚泥と共に、再度、水処理され、次いで再び汚泥フロック化装置１に送り込まれてフロック化され、さらにそのフロック化された汚泥が固液分離装置２によって脱水処理される。排出管１４内を流下する濾液を、直接川などに放流して廃棄することも可能である。
【００１５】
一方、水分を分離されて含水量の減少した汚泥は、矢印Ｄで示すように固液分離装置２から排出される。脱水処理された後の汚泥の含水率は、例えば８０乃至８５重量％程度である。図１には、固液分離装置２によって分離された濾液と、含水量の減少した汚泥についての図示は省略してある。
【００１６】
固液分離装置２としては、それ自体公知な適宜な装置、例えば前述の特許文献１又は２に記載された固液分離装置などを広く採用することができる。
【００１７】
上述のように、本例の汚泥フロック化装置１は、汚泥と凝集剤が送り込まれる混和槽３と、その混和槽３に送り込まれた汚泥と凝集剤を撹拌する撹拌手段とを有している。かかる汚泥フロック化装置から固液分離装置に送られる汚泥の固形分濃度が低いと、固液分離装置において効率よく汚泥から固形分を分離することができない。
【００１８】
そこで、本例の汚泥フロック化装置１は、ここに送り込まれた汚泥から一部の水分を除去して、その汚泥の固形分濃度を高め、その濃度の高められた汚泥を固液分離装置２に送り込むように構成されている。以下、これに関する具体的構成例を説明する。
【００１９】
図２に示すように、汚泥フロック化装置１の混和槽３内には、上板１５と、下板１６との間に位置する筒状体１７が配置されている。この筒状体１７は、小リング状のスペーサ３８によって軸線方向に互いに間隔をあけて配置された複数の固定リング２８と、軸線方向に隣り合う固定リング２８の間に配置された可動リング２９とによって構成されている。
【００２０】
複数の固定リング２８と複数の可動リング２９は上下方向に配列されている。図３は１つの固定リング２８と、１つの可動リング２９と、スペーサ３８の外観を示す斜視図である。図２、図４及び図５に示すように、複数の固定リング２８は同心状に配置され、軸線方向に隣り合う固定リング２８の間にスペーサ３８がそれぞれ配置されている。
【００２１】
図示した汚泥フロック化装置１においては、図３乃至図５に示すように、各固定リング２８に、その周方向に間隔をあけて配置された４つの取付孔３２が形成されていて、複数の固定リング２８に形成された各取付孔３２は、それぞれ同心状に位置している。各固定リング２８に形成された各取付孔３２と、軸線方向に隣り合う固定リング２８の間に配置されたスペーサ３８の中心孔には、連結部材の一例であるステーボルト３４がそれぞれ貫通して延び、その各ステーボルト３４は、図２に示すように上板１５と下板１６をそれぞれ貫通し、各ステーボルト３４の長手方向各端部に形成された雄ねじにナット１８、１９がそれぞれ螺着されて締め付けられ、筒状体１７と上板１５及び下板１６が一体化されている。スペーサによって互いに間隔をあけて配置された各固定リング２８をわずかに遊動できるように組み付けることもできる。なお、図２においては、図を判りやすくするため、一部のステーボルトとスペーサなどの図示を省略してある。
【００２２】
図５に示すように、各固定リング２８の間にそれぞれ配置された各可動リング２９の厚さＴは、各固定リング間の間隙幅Ｇより小さく設定され、各固定リング２８の端面と、これに対向する可動リング２９の端面の間には、例えば０．１乃至２mm程の微小なギャップｇが形成される。かかるギャップｇは、後述するように混和槽３内の汚泥から分離された水分、すなわち濾液を通過させるものである。可動リング２９の厚さＴは、例えば、１．０mm乃至２mm程に設定され、間隙幅Ｇは、例えば２mm乃至３mm程に設定される。また固定リング２８の厚さｔは、例えば１．５mm乃至３mm程に設定される。
【００２３】
一方、各可動リング２９の外径Ｄ１は、そのまわりに位置する４個のスペーサ３８の内側面により形成される円ＣＣ（図３）の径Ｄ２よりも小さく、しかも各固定リング２８の内径Ｄ３よりも大きく設定されている。この構成により、各可動リング２９は、各固定リング２８の間から離脱することなく、その半径方向に可動となる。このように、各ステーボルト３４に嵌合したスペーサ３８の内側に位置する可動リング２９が固定リング２８の間から脱落しないように、複数のステーボルト３４が設けられており、好ましくは３本以上のステーボルトが設けられる。本例の汚泥フロック化装置においては、４本のステーボルト３４が使用され、図４から判るように、これらのステーボルト３４は、固定リング２８の周方向に等間隔に配置されている。このように、隣り合う固定リング２８の間から可動リング２９が離脱することを阻止するように、複数の連結部材を配置するのである。
【００２４】
図２に示した下板１６は、管２０の上端部にボルトとナットによって着脱可能に固定され、この管２０の下端部は、排液管２２と共に、混和槽３の底壁６にボルトとナットによって着脱可能に固定されている。管２０と排液管２２は、底壁６に形成された孔２３を介して互いに連通し、管２０は下板１６に形成された開口２４を介して筒状体１７の内部と連通している。排液管２２は、図１に示すように、前述の排出管１４に接続され、この排液管２２には開閉弁３１が介設されている。
【００２５】
また、複数の固定リング２８と可動リング２９の内部には、ほぼ上下方向に延びるスクリュー２１が配置され、このスクリュー２１は、軸部４１と、これに一体のらせん状の羽根部４２を有している。かかるスクリュー２１の軸部４１は、図２に示すように、上板１５に形成された孔２５と下板１６に形成された開口２４を貫通して延び、その軸部４１の上端は、モータ９の出力軸（図示せず）に着脱可能に固定連結されている。上板１５に形成された孔２５は、ここに嵌合したスクリュー２１の軸部４１の直径よりもわずかに大きな直径を有しているが、下板１６に形成された開口２４は、ここを通して延びるスクリュー２１の直径よりもはるかに大きな直径を有している。
【００２６】
また、図２及び図６に示すように、前述の管２０の内壁面には、その管２０の中心に向けて延びる４本のステー２６の基端部が固着され、これらのステー２６の先端には、軸受ハウジング２７が固着されていて、この軸受ハウジング２７に軸受３０が嵌合し、スクリュー２１の軸部４１の下端部が、軸受３０を介して軸受ハウジング２７に回転自在に保持されている。
【００２７】
また、前述の撹拌羽根１０は、その上端部がスクリュー２１の軸部４１に着脱可能に固定されている。かかる撹拌羽根１０は、筒状体１７の外部に位置している。
【００２８】
前述のように汚泥と凝集剤が混和槽３内に送り込まれ、このときモータ９によってスクリュー２１が回転駆動され、これによって撹拌羽根１０も回転し、その回転によって、汚泥と凝集剤が撹拌され、汚泥がフロック化される。混和槽３内には、筒状体１７が配置され、その筒状体１７の固定リング２８と可動リング２９の間には、図５に示した微小なギャップｇが形成されるので、混和槽３内のフロック化された汚泥の水分が、微小なギャップｇを通して筒状体１７の内部に流入する。ギャップｇは、ここをフロックが通過しないほどの大きさに設定されている。
【００２９】
上述のように、固定リング２８と可動リング２９の間のギャップｇを通って筒状体１７内に流入した水分、すなわち濾液は、下板１６に形成された開口２４を通って、管２０内に流入し、さらに図２に矢印Ｅで示すように、混和槽３の底壁６に形成された孔２３を通過して、排液管２２を通り、図１に示した排出管１４に流入する。このようにして、ギャップｇを通って筒状体１７に流入した濾液は、固液分離装置２から排出された濾液と共に、再度、水処理され、次いで再び汚泥フロック化装置１に送り込まれてフロック化されるか、又は川などに放流される。このように、汚泥フロック化装置１の筒状体１７の固定リング２８と可動リング２９との間のギャップｇを通って筒状体１７内に流入した濾液は、直接、固液分離装置２に送られることはなく、固液分離装置２以外の個所に排出されるのである。なお、図１、図２、図５及び図６には、筒状体１７内に流入した濾液の図示は省略してある。
【００３０】
開閉弁３１を閉じでおけば、筒状体１７に流入した濾液が排出管１４に流入することはなく、汚泥フロック化装置１を従来のフロック化装置と同様に機能させることができる。
【００３１】
上述のように、本例の汚泥フロック化装置１は、混和槽３内に配置された筒状体１７を具備し、その筒状体１７が、互いに間隔をあけて配置された複数の固定リング２８と、隣り合う固定リング２８の間に配置された可動リング２９とを有し、混和槽３に送り込まれた汚泥と凝集剤を撹拌する撹拌手段が筒状体外に配置されているので、混和槽３に送り込まれた汚泥から水分を分離して、その汚泥の固形分濃度を高め、その濃度の高まった汚泥を固液分離装置２に送り込むことができる。これにより、固液分離装置２において、効率よく固液分離することができるのである。
【００３２】
ところで、筒状体１７のギャップｇに汚泥の固形物が詰まってしまえば、汚泥中の水分を筒状体１７の内部に効率よく流入させることができなくなる。そこで、本例の汚泥フロック化装置１には、筒状体１７内に配置された前述のスクリュー２１が設けられていると共に、次の構成が採用されている。
【００３３】
図５に示す如く、スクリュー２１の外径Ｄ４は、その回転が阻害されないように、固定リング２８の内径Ｄ３よりもわずかに小なる大きさに設定されているが、可動リング２９の内径Ｄ５よりも大きく設定されている。可動リング２９の内径Ｄ５がスクリュー２１の外径Ｄ４よりも小さく設定されているのである。このため、前述のようにモータ９によってスクリュー２１が回転駆動されると、そのスクリュー２１の回転によって、各可動リング２９は、スクリュー２１から外力を受けて押し動かされ、固定リング２８に対して積極的に相対運動する。このようにして、可動リング２９を駆動する専用の駆動手段を設けることなく、ギャップｇに入り込んだ固形物を積極的に排出させることができ、ギャップｇを自動的にクリーニングして、このギャップｇの目詰まりを防止することができる。
【００３４】
しかも、モータ９は、撹拌羽根１０とスクリュー２１を共に回転駆動するので、汚泥フロック化装置１のコスト上昇を効果的に抑えることができる。モータ９は、撹拌羽根１０とスクリュー２１を回転駆動する駆動装置の一例を構成する。汚泥フロック化装置が、撹拌手段とスクリューを回転駆動する共通の駆動装置を具備しているのである。
【００３５】
上述した具体例においては、スペーサ３８として、固定リング２８とは別部材の小リング状部材を用いたが、スペーサを固定リングに一体に形成することもできる。例えば、スペーサ３８を、当該スペーサ３８に隣接する２つの固定リングのうちの一方の固定リング２８に一体に形成し、固定リング２８とスペーサ３８を１つの部品として構成することもできる。より具体的に示すと、固定リング２８とスペーサ３８が共に金属より成るときは、これらを溶接によって一体化し、或いは鋳造によって、これらを一体に成形することができる。或いは、素材を切削加工して、一体となった固定リング２８とスペーサ３８を製造することもできる。また固定リング２８とスペーサ３８を共に樹脂により構成するときは、これらを成形型によって一体の成形品として製造することもできる。
【００３６】
また、前述の各具体例においては、軸線方向に隣り合う固定リング２８の間に１つの可動リング２９が配置されているが、軸線方向に隣り合う固定リング２８の間に複数の可動リング２９を配置してもよいことは当然である。隣り合う固定リングの間に少なくとも１つの可動リングが配置されるのである。同様に、図示した固液分離装置のスクリュー２１は、らせん状に延びる１つの羽根部４２を有しているが、らせん状に延びる複数の羽根部を有するスクリューを用いてもよいことは当然である。スクリューは少なくとも１つの羽根部を有しているのである。
【００３７】
さらに、固定リング２８、可動リング２９及びスクリュー２１は、ステンレス鋼などの金属により構成することもできるが、これらのうちの少なくとも一部を樹脂により構成すると、そのコストを低減できる共に、その各構成要素の重量を低減することができる。
【００３８】
また、以上説明した各構成は、特開平９−２２０５９６号公報に開示されているように、汚泥フロック化装置の混和槽を、第１の撹拌室と第２の撹拌室とに仕切り、その第１の撹拌室に汚泥と凝集促進剤を送り込んでこれらを撹拌し、次いでその汚泥を第２の撹拌室に送り込むと共に、第２の撹拌室に凝集剤を供給して、これらを撹拌することにより、汚泥をフロック化する汚泥フロック化装置にも適用できる。かかる汚泥フロック化装置の場合には、その第２の撹拌室に筒状体を設けると共に、その筒状体内にスクリューを設け、前述したところと全く同様にして、筒状体内に流入した濾液を固液分離装置以外の個所に排出させればよい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】汚泥処理装置の一例を示す部分断面図である。
【図２】汚泥フロック化装置の拡大断面図である。
【図３】１つの固定リングと、１つの可動リングと、スペーサとを示す斜視図である。
【図４】筒状体とスクリューの分解斜視図である。
【図５】筒状体の縦断面図である。
【図６】図２のVI−VI線拡大断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  汚泥フロック化装置
２  固液分離装置
３  混和槽
１７  筒状体
２１  スクリュー
２８  固定リング
２９  可動リング
ｇ  ギャップ
Ｄ４  外径
Ｄ５  内径
【図１】
2007054684.tif 000003
【図２】
2007054684.tif 000004
【図３】
2007054684.tif 000005
【図４】
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【図５】
2007054684.tif 000007
【図６】
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