(57)【要約】      （修正有）【課題】乾燥汚泥の搬出量を低減するとともに搬出を容易にする天日乾燥床を提供する。【解決手段】貯槽１１に投入される含水汚泥を天日で乾燥する天日乾燥床で利用する装置で、上澄水排出装置１０は、貯槽の内部に投入された含水汚泥から分離された上澄水を排出する上澄水排出口を有する上澄水排出管１０１と、貯槽内の上澄水の水位を測定するセンサ１０２と、センサで測定される水位に応じて上澄水を排出する上澄水排出口の高さを制御する制御装置とを有する。【選択図】図１
2012040504.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯槽に投入される含水汚泥を天日で乾燥する天日乾燥床で利用する上澄水排出装置であって、
前記貯槽の内部に投入された含水汚泥から分離された上澄水を排出する上澄水排出口を有する上澄水排出管と、
貯槽内の上澄水の水位を測定するセンサと、
前記センサで測定される水位に応じて上澄水を排出する前記上澄水排出口の高さを制御する制御装置と、
を備えることを特徴とする上澄水排出装置。
【請求項２】
前記上澄水排出管は、貯槽の底面からの高さが異なる位置に設けられ、水位に応じて弁で開閉される上澄水排出口を複数備えることを特徴とする請求項１記載の上澄水排出装置。
【請求項３】
前記上澄水排出管は、貯槽の底面からの高さが異なる高さに設けられる複数の上澄水排出口を備える外筒と、孔を有し前記外筒の内壁に外周が接する内筒とを有し、前記外筒の内部で前記内筒を回転させていずれかの前記上澄水排出口と前記孔を一致させて前記上澄水排出口を開くことを特徴とする請求項１記載の上澄水排出装置。
【請求項４】
前記上澄水排出管は、貯槽の底面付近から上面付近にかけて切込みを有する外筒と、当該外筒の切込みとは異なる角度で切込みを有し前記外筒の内壁に外周が接する内筒とを有し、前記外筒の内部で前記内筒を回転させて上澄水を排出させる上澄水排出口の高さを調節することを特徴とする請求項１記載の上澄水排出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、浄水施設の汚泥乾燥処理に用いられる天日乾燥床に利用される上澄水排出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
浄水場では、処理対象の原水から発生した汚泥の乾燥に天日乾燥床を利用することがある。天日乾燥床は、天日によって含水汚泥の水分を蒸発させるとともに、貯槽の底面に設けられる敷砂利等の透水層を透過した水分を排水管等を介して排水することで、貯槽に投入した含水汚泥を乾燥させるものである。そのため、天日乾燥床に汚泥を投入してある程度の期間が経過すると、透水層上には、乾燥した汚泥が堆積する。その後、天日乾燥床では、乾燥汚泥が搬出されて廃棄物として処理された後に再び含水汚泥が投入されて処理が繰り返される。
【０００３】
天日乾燥床では、透水層を透過した水分の排水と天日による水分の蒸発によって含水汚泥を処理しており、処理期間が長い問題がある。特に、天日によって乾燥させるため、天候や湿度等の自然条件にされやすい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１３６０９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、従来の天日乾燥床における汚泥の処理には、長期間が必要である問題があった。
【０００６】
上記課題に鑑み、本発明の実施形態では、処理期間を短縮し、天日乾燥の処理を促進することのできる天日乾燥床で利用する上澄水排出装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、実施形態に係る上澄水排出装置は、貯槽に投入される含水汚泥を天日で乾燥する天日乾燥床で利用する装置である。この上澄水排出装置は、貯槽の内部に投入された含水汚泥から分離された上澄水を排出する上澄水排出口を有する上澄水排出管と、貯槽内の上澄水の水位を測定するセンサと、センサで測定される水位に応じて前記上澄水排出口の高さを制御する制御装置とを有する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態に係る上澄水排出装置及びこの上澄水排出装置を利用する天日乾燥床を説明する横断面図である。
【図２】図１の係る天日乾燥床の使用例を説明する図である。
【図３】図２に続いて図１の天日乾燥床の使用例を説明する図である。
【図４】実施形態に係る上澄水排出装置の上澄水排出管の一例を説明する図である。
【図５】実施形態に係る上澄水排出装置の上澄水排出管の他の例を説明する図である。
【図６】実施形態に係る上澄水排出装置の上澄水排出管の他の例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、図面を用いて本発明の実施形態に係る上澄水排出装置について説明する。
【００１０】
図１は、実施形態に係る上澄水排出装置１０を利用する天日乾燥床１の装置構成概念図（断面図）である。
【００１１】
実施形態に係る上澄水排出装置１０は、図１に示すように、貯槽１１の底面に透水層１２が形成され、この透水層１２上に投入される含水汚泥を天日で乾燥する天日乾燥床１で利用する。この上澄水排出装置１０は、貯槽１１の内部に投入された含水汚泥から分離された上澄水を排出する上澄水排出口１０１ａ〜１０１ｃを有する上澄水排出管１０１と、貯槽１１内の上澄水の水位を測定するセンサ１０２と、センサ１０２で測定される水位に応じて上澄水を排出する上澄水排出口１０１ａ〜１０１ｃの高さを制御する制御装置１０３と、上澄水排出口１０１ａ〜１０１ｃの開閉を駆動する駆動部１０４とを備えている。
【００１２】
センサ１０２は、例えば、汚泥界面計や対向してアレイ状に並べられる発光ダイオードとフォトダイオードである。そして、フォトダイオードは、受光信号を制御装置１０へ出力する。制御装置１０は、予め校正された各フォトダイオードの受光レベルから液面と、所定の透明度になった上澄水が得られている液高位置を判定し、所定の上澄水となった液面までの上澄水を排出するために上澄水排出口１０１ａ〜１０１ｃのいずれかを開閉する様に制御信号を駆動部１０４に送出する。
【００１３】
上澄水排出口１０１ａ〜１０１ｃには、例えば、図示しない開閉弁が取りつけられ、駆動部１０４は、その弁を開閉するアクチュエータが用いられる。
【００１４】
ここで、上澄水排出管１０１の一端は貯槽１１の内部で汚泥が投入された際の汚泥の水面より上に位置し、他端は透水層１２を透過した水分を排水する排水管１４に接続されている。
【００１５】
例えば、この天日乾燥床１で処理対象となる含水汚泥は、浄水場で河川水等を浄水処理した後に排出される汚泥であって、川砂等を含む高含水率（例えば、９０％程度）のものである。
【００１６】
貯槽１１は、壁面及び底面がコンクリート等で覆われており、底面に排水管１４が接続される排水口１３を有している。天日乾燥床１では、貯槽１１に投入される汚泥に含まれていた水分を長期間（例えば、数ヶ月〜６ヶ月）天日に当てることによって蒸発させるとともに、敷砂利等の透水層１２を透過させて排水口１３及び排水管１４を介して排出することができる。
【００１７】
続いて、図２及び図３に示す断面図を用いて、天日乾燥床１において実施形態に係る上澄水排出装置１０を利用した場合の天日乾燥の処理の流れについて説明する。
【００１８】
実施形態に係る上澄水排水装置１０が有する上澄水排出管１０１は、例えば図４に示すように、上澄水排出口１０１ａ〜１０１ｃが形成される外筒１０１iと上澄水排出口１０１ａ〜１０１ｃの開閉に利用する内筒１０１iiとを有している。外筒１０１iと内筒１０１iiとはそれぞれ中空の円筒である。図４では、説明の為、内筒１０１iiと外筒１０１iとを分離して図示しているが、実際は、内筒１０１iiは外筒１０１i内に存在する。
【００１９】
以下では、制御装置１０３が上澄水排出管１０１の外筒１０１iか、又は内筒１０１iiが回転することにより上澄水排出口１０１ａ〜１０１ｃの何れかが対向した位置になるか否かで開閉する様に駆動部１０４を制御する場合について説明する。なお、言うまでも無いが回転位置と上澄水排出口１０１ａ〜１０１ｃが開閉する対応位置関係は予め設定され、それに合わせて制御信号が出力される。
【００２０】
この場合駆動部１０４は、図示されないが内管、又は外管に取りつけられたモータとギヤの様な回転駆動機構によって構成される。
【００２１】
外筒１０１iの一端である上端部は、貯槽１１の内部に投入される汚泥２００の水面よりも上に位置する。この上端部は、封止の有無は問わない。一方、外筒１０１iの他端である下端部は、排水管１４に接続されており、貯槽１１から流入する上澄水２０１を排水管１４を介して排出できるようになっている。また、外筒１０１iに形成される複数の上澄水排出口１０１ａ〜１０１ｃは、貯槽１１に配置されたときに水位が異なる高さに位置するように形成されている。
【００２２】
また、内筒１０１iiは、外周が外筒１０１iの内周と接するとともに、外筒１０１iの内部で回転自在に配置されている。内筒１０１iiにも上澄を排水するための孔１０１ｄ〜１０１ｆが形成されているが、各孔１０１ｄ〜１０１ｆは、外筒１０１iの上澄水排出口１０１ａ〜１０１ｃとは異なる位置関係で配置されている。したがって、内筒１０１iiを回転させることで、各上澄水排出口１０１ａ〜１０１ｃの開閉を調整することができる。なお、内筒１０１iiの長さは、上澄水排出口１０１ａ〜１０１ｃを開閉することのできる長さがあれば外筒１０１iの長さと異なっていてもよい。
【００２３】
例えば、外筒１０１iの内部に内筒１０１iiがあり、外筒１０１iのラインｌ１と内筒１０１iiのラインｌ２が重なっている状態のときには、全ての上澄水排出口１０１ａ〜１０１ｃは閉じている。外筒１０１i内で内筒１０１iiが回転し、ラインｌ１とラインｌ３が重なったとき、上澄水排出口１０１ｂ，１０１ｃは閉じているが、上澄水排出口１０１ａと孔１０１ｄの位置が一致して、上澄水排出口１０１ａは開く。さらに外筒１０１i内で内筒１０１iiが回転し、ラインｌ１とラインｌ４が重なったとき、上澄水排出口１０１ａ，１０１ｃは閉じているが、上澄水排出口１０１ｂと孔１０１ｅの位置が一致して、上澄水排出口１０１ｂは開く。続いて外筒１０１i内で内筒１０１iiが回転し、ラインｌ１とラインｌ５が重なったとき、上澄水排出口１０１ａ，１０１ｂは閉じているが、上澄水排出口１０１ｃと孔１０１ｆの位置が一致して、上澄水排出口１０１ｃは開く。
【００２４】
すなわち、上澄水排出管１０１では異なる高さに設けられる各上澄水排出口１０１ａ〜１０１ｃを異なるタイミングで開くことができるため、汚泥２００と上澄水２０１の高さに応じて開く上澄水排出口１０１ａ〜１０１ｃを決定し、貯槽１１から上澄水を排出することができる。
【００２５】
なお、図４に示す上澄水排出管１０１の例では、貯槽１１の底面からの高さが異なる３箇所に上澄水排出口１０１ａ〜１０１ｃを設けているが、上澄水排出管１０１に設ける上澄水排出口１０１ａ〜１０１ｃの数は限定されない。
【００２６】
図２（ａ）に示すように、天日乾燥床１には、処理対象となる汚泥（含水汚泥）２００が投入される。天日乾燥床１では、貯槽１１に汚泥２００が投入された後、ある程度の期間が経過すると、図２（ｂ）に示すように、汚泥２００中の水分が透水層１２を透過して排水管１４から排水される。また、貯槽１１中の汚泥２００は、上澄水２０１と濃縮した汚泥２００に分離される。
【００２７】
制御装置１０３は、センサ１０２で測定された上澄水２０１の水位及び汚泥２００の水位を常時又は定期的に入力している。また、制御装置１０３は、センサ１０２から上澄水２０１の水位及び汚泥２００の水位を入力すると、入力した上澄水２０１の水位及び汚泥２００の水位と上澄水排出管１０１の複数の上澄水排出口１０１ａ〜１０１ｃとの高さを比較する。汚泥２００の水位より高く、上澄水２０１の水位より低い位置に存在する上澄水排出口１０１ａがあるとき、制御装置１０３は、図２（ｃ）この上澄水排出口１０１ａを開にし、上澄水排出管１０１を介して上澄水２０１を貯槽１１から排出する。すなわち、制御装置１０３は、内筒１０１iiを回転させて排出口１０１ａに孔１０１ｄの位置を一致させる。
【００２８】
上澄水排出口１０１ａを開にして上澄水２０１を貯槽１１から排水した後、再びある程度の期間が経過すると、図３（ａ）に示すように、天日乾燥床１では、汚泥２００は上澄水２０１とさらに濃縮した汚泥２００に分離される。
【００２９】
制御装置１０３がセンサ１０２から入力する上澄水２０１の水位及び汚泥２００の水位と各上澄水排出口１０１ｂ，１０１ｃとの高さを比較し、汚泥２００の水位より高く、上澄水２０１の水位より低い位置に存在する上澄水排出口１０１ｂが存在したとき、図３（ｂ）に示すように、この上澄水排出口１０１ｂを開にし、上澄水排出管１０１を介して上澄水２０１を貯槽１１から排出する。すなわち、制御装置１０３は、内筒１０１iiを回転させて排出口１０１ｂに孔１０１ｅの位置を一致させる。
【００３０】
その後、図３（ｃ）に示すように、貯槽１１中の汚泥２００から水分が蒸発して乾燥汚泥２０２となったときには、この乾燥汚泥２０２は貯槽１１から搬出されて産業廃棄物等として廃棄される。また、貯槽１１から乾燥汚泥２０２が搬出された天日乾燥床１では、再び図２及び図３を用いて上述したような処理が繰り返される。
【００３１】
このように、実施形態に係る上澄水排出装置１０では、汚泥２００が上澄水２０１と濃縮した汚泥２０１とに分離されると、センサ１０２で測定された上澄水２０１の水位に応じて上澄水排出口１０１ａ〜１０１ｃの開閉を調整し、上澄水２０１を貯槽１１から排出する。したがって、天日乾燥床１で汚泥を天日乾燥する際に、全ての上澄水２０１を天日で蒸発させる必要がなくなるため、汚泥２００を乾燥する期間を短縮し、天日乾燥の処理を促進することができる。
【００３２】
また、天日乾燥床１は、屋根のない屋外にあるため、雨が降った場合等には上澄水２０１や濃縮された汚泥２００上には雨水が溜まるが、上澄水排出管１０１の無い天日乾燥床１ではこの雨水も天日で蒸発させる必要があり、雨水も天日乾燥に要する期間を長くしていた。しかしながら、実施形態に係る上澄水排出装置１０では、上澄水２０１や汚泥２００上に溜まる雨水を上澄水排出管１０１を介して排出することができるため、雨による天日乾燥の期間の遅れを軽減することができる。
【００３３】
［変形例］
以下に、変形例に係る上澄水排出管について説明する。以下の説明では、図１乃至図４を用いて上述した構成と同一の構成については、同一の符号を用いて説明を省略する。
【００３４】
図４を用いて上述した構成の上澄水排出管１０１の他、図５に示すように、上澄水排出口１０１ａ〜１０１ｃが形成される中空の円筒で、各上澄水排出口１０１ａ〜１０１ｃがプラグや弁等の封止栓１０４ａ〜１０４ｃによって開閉可能な構成の上澄水排出管１０４を利用してもよい。この上澄水排出管１０４では、制御装置１０３は、センサ１０２で測定された上澄水２０１と汚泥２００の水位に応じて、各封止栓１０４ａ〜１０４ｃの開閉を調整することで、上澄水２０１を貯槽１１から排出し、天日乾燥に要する期間を短縮する。
【００３５】
また、図６に示すように中心軸に対して異なる傾きのスリット１０５ａ，１０５ｂをそれぞれ有する中空の円筒である内筒１０５iiと外筒１０５iとを有する構成の上澄水排出管１０５を利用してもよい。図６では、内筒１０５iiと外筒１０５iとを分離して図示しているが、実際は、内筒１０５iiは、外壁が外筒１０５iの内壁と接し、外筒１０５i内部で回転するように配置されている。この上澄水排出管１０５では、外筒１０５iの内部で内筒１０５iiを回転させることで貯槽１１から上澄水排出管１０５への上澄水２０１の流路、すなわち上澄水排出口の貯槽１１の底面からの高さを変化させることができる。したがって、制御装置１０３は、センサ１０２で測定された上澄水２０１と汚泥２００の水位に応じて、内筒１０５iiを回転させて上澄水排出口の貯槽１１の底面からの高さを変化させる。
【００３６】
この変形例では、連続的に排水高が調節できるので、排出される上澄水が一定量に近く排出出来るほか、清澄度、または、汚泥の含水率の変化が小さくなる効果がある。
【００３７】
その他、図４を用いて上述した上澄水排出管１０１では、孔１０１ｄ〜１０１ｆを有する内筒１０１iiを外筒１０１i内で回転させるものとして説明したが、孔１０１ｄ〜１０１ｆを有さない内筒１０１iiを外筒１０１i内で下方移動させるものとしてもよい。
【００３８】
本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、書き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００３９】
１…天日乾燥床
１０…上澄水排出装置
１０１，１０４，１０５…上澄水排出管
１０１ａ〜１０１ｃ…上澄水排出口
１０１i，１０５i…外筒
１０１ii，１０５ii…内筒
１０１ｄ〜１０１ｆ…孔
１０４ａ〜１０４ｃ…封止栓
１０５ａ，１０５ｂ…スリット
１０２…センサ
１０３…制御装置
１１…貯槽
１２…透水層
１３…排水口
１４…排水管
２００…汚泥
２０１…上澄水
２０１…汚泥
２０２…乾燥汚泥
【図１】
2012040504.tif 000003
【図２】
2012040504.tif 000004
【図３】
2012040504.tif 000005
【図４】
2012040504.tif 000006
【図５】
2012040504.tif 000007
【図６】
2012040504.tif 000008