(57)【要約】【課題】  排水の生物学的処理法より発生する余剰汚泥を簡易かつ安価な設備で高効率に減容化する。【解決手段】  本発明に係る材料は連続気泡を有する親水性樹脂であって該親水性樹脂で形成され汚泥を圧縮接触させて汚泥から水分を吸水する脱水手段と、脱水された汚泥を汚泥槽に回収する汚泥回収手段と、水膨潤した脱水手段を圧縮脱水して水分を回収する水分回収手段とで汚泥の減容化装置を構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続気泡を有する親水性樹脂で形成され汚泥を圧縮接触させて汚泥から水分を吸水する脱水手段と、脱水された汚泥を回収する汚泥回収手段と、水膨潤した脱水手段を圧縮脱水して水分を回収する水分回収手段とを備えたことを特徴とする汚泥の減容化装置。
【請求項２】
脱水手段が、連続気泡を有するシート状の親水性樹脂の上下面を多孔性の布材でカバーした脱水ベルトを用いて構成されたベルトコンベアと、該ベルトコンベア上に投入された汚泥を親水性樹脂に圧縮接触させる疎水性部材で形成された押しつけロールとを備えていることを特徴とする請求項１記載の汚泥の減容化装置。
【請求項３】
脱水手段が、連続気泡を有する親水性樹脂で形成された吸水ロールと、疎水性部材で形成された押し付けロールとを備えていることを特徴とする請求項１記載の汚泥の減容化装置。
【請求項４】
脱水手段を形成する親水性樹脂の乾燥時の気孔率が８５％以上９５％以下である連続気泡を有することを特徴とする請求項１記載の汚泥の減容化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、食品廃棄物を主とする生ごみ等を生物処理した際に発生する余剰汚泥の減容化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
食品廃棄物や畜肉残差などを発生する工場、店舗は中小事業者が多く、有機性排水を生物学的処理している。その場合には生物処理槽より発生する汚泥を余剰汚泥として濃縮及び／または脱水処理後、産業廃棄物として焼却や埋め立て等により処分されてきた。しかし、産業廃棄物として焼却するには、汚泥を燃焼する過程で水分を蒸発させなければならないため、多くの熱量が必要であり経済的でなかった。また産業廃棄物の埋立てでは、埋立地の確保が困難であった。これらのことから、余剰汚泥の減容化が求められていた。
【０００３】
本発明者は種々の生物処理槽から発生する余剰汚泥を観察・分析した結果、上記方法も含めた処理法から発生する余剰汚泥中の水分が８０％以上、場合により９０％を超える含水率をもつことを発見した。よって余剰汚泥中の水分を除去できれば、余剰汚泥の減容は容易であることは自明の結論である。
【０００４】
従来から、この余剰汚泥の減容化する方法として、特許文献１２に示すように、余剰汚泥中の水分を加熱・除去する方法や装置あるいは特許文献１３に示すように、高分子吸水体に中間的に吸水した後電気加熱などの方法で脱水する方法や装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１２】特開２００３−３２０３４１号公報
【特許文献１３】特開平０８−３２３１０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来のように余剰汚泥中の水分を直接加熱・除去する方法や中間的に高分子化合物に吸水し加熱して脱水する方法では、莫大なエネルギーを消費するものである。このため、消費エネルギーを抑えるものとして、エネルギーを回収するためのコジェネレーション（特許文献１２）や浸透膜を利用して消費エネルギーを抑える（特許文献１３）ようにしているが、設備費用、運転費用が大きく経済的でないという課題がある。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなしたもので、その目的とするところは、簡易かつ安価な設備で高効率な余剰汚泥の減容化装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１記載の発明は、連続気泡を有する親水性樹脂で形成され汚泥を圧縮接触させて汚泥から水分を吸水する脱水手段と、脱水された汚泥を回収する汚泥回収手段と、水膨潤した脱水手段を圧縮脱水して水分を回収する水分回収手段とを備えたことを特徴としたものである。
【０００９】
請求項２記載の発明は、脱水手段が、連続気泡を有するシート状の親水性樹脂の上下面を多孔性の布材でカバーしたベルトを用いて構成されたベルトコンベアと、該ベルトコンベア上に投入された汚泥を親水性樹脂に圧縮接触させる疎水性部材で形成された押しつけロールとを備えていることを特徴としたものである。
【００１０】
請求項３記載の発明は、脱水手段が、連続気泡を有する親水性樹脂で形成した吸水ロールと、疎水性部材で形成された押し付けロールとを備えていることを特徴としたものである。
【００１１】
請求項４記載の発明は、脱水手段を形成する親水性樹脂の乾燥時の気孔率が８５％以上９５％以下である連続気泡を有することを特徴としたものである。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１記載の発明によれば、一般に製造・販売されている親水性樹脂を使用するので、何ら特殊な薬剤や機器を設備することなく安価で簡易な装置により汚泥より脱水することができ、使用形態も使用の現場、汚泥の状態などから選択することができる。また、該親水性樹脂の気泡は連続気泡であり絞ることで容易に気泡から水分を放出するため、連続気泡を持つ親水性樹脂を連続的に余剰汚泥と圧縮接触し、脱水後の汚泥と汚泥よりの水を分離する工程を組み合わせることによって高い効率で脱水できる。
【００１３】
請求項２記載の発明によれば、ベルトコンベア方式で効率的に脱水でき、且つ親水性樹脂を布材でカバーすることにより、ベルトの強度が強化できる。
【００１４】
請求項３記載の発明によれば、脱水手段をロール方式にすることにより、より簡単で経済的な装置が提供できる。
【００１５】
請求項４記載の発明によれば、気孔率が高ければ高い程、脱水量が多くなり、逆に高すぎると機械強度が低下するが、気孔率が８５％以上９５％以下にすることで、機械強度を満足しつつ脱水量を高くできる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施例１に係る装置の概略構成図
【図２】同上の４脱水ベルトの断面図
【図３】同上の汚泥の圧縮接触状態を示す動作図
【図４】本発明の実施例２に係る装置の概略構成図
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００１７】
以下、本発明の実施例１について、図１乃至図３を参照し、具体的に説明する。本実施例の脱水手段は、４脱水ベルトと、汚泥を４脱水ベルトに圧縮接触させる１０押しつけロールとを備えたベルトコンベア方式で構成したものである。
【００１８】
４脱水ベルトは、連続気泡を乾燥時に８０％有する親水性樹脂として市販のベルイータ（アイオン株式会社製）やシグナスロール（アイオン株式会社製）の１シートを使用して無端ベルト状に構成され、１７支持台に支持されて１１ベルト回転軸により駆動されるようになっている。また、図２に示すように、親水性樹脂の１シートの表面は、４脱水ベルトの移動に耐えうるように５タフタ布で被覆され、更に、４脱水ベルトはその側面と底面を補強鋼板（図示せず）にて補強されている。
【００１９】
１０押しつけロールは、市販のゴム製のロールを用い、４脱水ベルトの底面の補強鋼板に密接するように押しつけている。
【００２０】
汚泥回収手段は、１３脱水汚泥移送ガイドと１４汚泥貯槽とで構成され、８汚泥移送ガイドより４脱水ベルト上に投入され、脱水手段で１２脱水された汚泥を１３脱水汚泥移送ガイドでかきとり、１４汚泥貯槽に１２脱水された汚泥を回収するようになっている。
【００２１】
水分回収手段は、市販のゴム製ロールを用いた一対の１５水絞りロールと１６水分貯槽とで構成され、該１５水絞りロールは、市販のゴム製ロールで形成され、脱水ベルトに食い込む程度にロール巾をしぼって形成されており、一対の１５水絞りロールで水膨潤した４脱水ベルトを圧縮して脱水し、１６水分貯槽に回収するようになっている。
【００２２】
而して、８汚泥移送ガイドにより４脱水ベルトに汚泥を投入すると、図３に示すように、４脱水ベルト上の汚泥が１０押しつけロールで４脱水ベルトに圧縮接触させられ、汚泥中の水分が４脱水ベルトを形成する親水性樹脂に吸水される。
【００２３】
次に、本発明の効果を確認するために行った試験について説明する。試験装置は、２枚タフタ布（巾３２０ｍｍ×長さ２２００ｍｍ）の間に４枚に分割された親水性樹脂のベルイーターＥ（Ｄ）のシート（縦４８０ｍｍ×横２８０ｍｍ×厚み３０ｍｍ）を水にて膨潤させ柔らかくし、縦方向に挿入して脱水ベルトを構成し、脱水ベルトの移送速度が１ｍ／分になるように脱水ベルト回転軸及び押しつけロールの回転速度を調節している。なお、汚泥は、南九州地区の畜肉加工工場の余剰汚泥を入手し使用した。
【００２４】
毎分１．０ｋｇ±０．２ｋｇの供給量にて脱水ベルトに汚泥を投入すると、１時間後の汚泥投入量は６７．４ｋｇとなり、汚泥貯槽には３４．３ｋｇの汚泥が溜まった。含水率は６８％、減容化率は４９．１％であった。また水分貯槽には３０．２ｋｇの水分が溜まった。
【００２５】
廃棄汚泥の処理に多大の費用を要し、余剰汚泥量の低減はそのまま廃棄コストの低減につながるが、本発明は、連続気泡を有する親水性樹脂に汚泥を押しつけ圧縮接触させる簡単な装置で、容易に且つ高効率に汚泥中の水分を脱水することができ、結果廃棄する汚泥は大幅に減容できた。
【００２６】
なお、上記実施例では連続気泡を乾燥時に８０％有する親水性樹脂として市販のベルイータ（アイオン株式会社製）やシグナスロール（アイオン株式会社製）を用いたが、本発明はこれらの親水性樹脂に限定するものではない。また、押しつけロールや水絞りロールは市販のゴムロールを用いたが、これらのロールの材質は疎水性部材であればよく、樹脂製や金属製でもよい。更に、親水性樹脂をカバーする布材としてタフタ布を用いたが、これらは水分の透過性のよい多孔性でベルトの移動に耐えうる織布あるいは不織布を自在に選択することができる。
【実施例２】
【００２７】
次に、本発明の実施例２について、図４を参照し、具体的に説明する。本実施例の脱水手段は、６脱水ロールと、汚泥を６脱水ロールに圧縮接触させる１８押しつけロールとを備えたロール方式で構成したものである。
【００２８】
６脱水ロールは、乾燥時の気泡率が９０％である連続気泡を持つ親水性樹脂（アイオン社製シグナスロール）を使用してロールを形成し、１８押しつけロールは、市販のゴム製ロールで形成している。また、脱水量を高めるために、これらの脱水手段を上下２段に設けて２段階で脱水するようにしている。
【００２９】
汚泥回収手段は１４汚泥貯槽とかきとり板（図示せず）とで構成し、汚泥貯槽を脱水手段の下方に設けて、１２脱水された汚泥が自然落下により溜められるようになっている。また、６脱水ロールに粘着した汚泥をかきとるかきとり板を６脱水ロールと軽く接触するように取付けて脱水汚泥の回収率を上げるようにしている。
【００３０】
水分回収手段は、市販のゴム製ロールを用いた１９水絞りロールと１６水分貯槽とで構成され、該１９水絞りロールを６脱水ロールに押しつけて設置し、６脱水ロールを圧縮して脱水し、自然落下により、下方の１６水分貯槽に回収できるようにしている。
【００３１】
而して、８汚泥移送ガイドにより、６脱水ロールと１８押しつけロールの間に汚泥を投入し、１８押しつけロールにより汚泥を６脱水ロールに圧縮接触させて水分を吸収させる。２段階の脱水手段で脱水された汚泥は自然落下により下方の１４汚泥貯槽に移送される。また、６脱水ロールに吸収された水分は６脱水ロールの回転にて１９水絞りロールにて脱水される。
【００３２】
次に、本発明の効果を確認するために行った試験について説明する。試験装置は、親水性樹脂のロールは外径１９４ｍｍ長さ５００ｍｍを用いた。なお、汚泥は、南九州地区の畜肉加工工場の余剰汚泥を入手し使用した。
【００３３】
８汚泥移送ガイドより毎分０．９ｋｇの汚泥を１時間供給した。１時間後の汚泥投入量は５６．０ｋｇであった。１４汚泥貯槽には２６．８ｋｇの汚泥が溜まった。含水率は６６％、減容化率は５２．１％であった。１６水分貯槽には２７．６ｋｇの水分が溜まった。
【００３４】
上記実施例１と同様に、簡単な装置で、容易に且つ高効率に汚泥中の水分を脱水することができ、結果廃棄する汚泥は大幅に減容できた。
【００３５】
なお、上記実施例の脱水ロールユニットの構造を設置場所や汚泥の状況で応用できる。例えば脱水量を高めるには脱水ロールユニットを三段あるいは四段に増加すれば達成できる。逆に脱水が容易あるいは少量でよければ脱水ユニットを単段にすることも設備費用低減の点からもよい。
【符号の説明】
【００３６】
１      親水性樹脂シート
４      脱水ベルト
５      布材
６      脱水ロール
８      汚泥移送ガイド
９      汚泥
１０    押しつけロール
１１    回転軸
１２    脱水汚泥
１３    脱水汚泥移送ガイド
１４    汚泥貯槽
１５    水絞りロール
１６    水分貯槽
１７    支持台
１８    押しつけロール
１９    水絞りロール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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