(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
槽内に懸濁液及び凝集剤の供給部を設け、
槽内下部に槽内液に旋回流を生ぜしめる回転翼を配設するとともに、
槽内上部に分離液を透過させる多孔質壁部を有する筒体を設け、
該回転翼と該筒体とは、モータの駆動に伴って回転するようになっていて、
該筒体の内壁面に近接して配置されて上下方向に延び、該筒体の内壁面との間で吸引室を形成する仕切板と、
該吸引室に連通する吸引管と、
該吸引管に接続された開閉弁とを備え、
該開閉弁を開成させ、吸引室内を吸引して、分離液を筒体の多孔質壁の外壁面から内壁面に通過させることで該筒体の多孔質壁部を洗浄することを特徴とする懸濁液濃縮造粒装置。
【請求項２】
前記筒体が前記回転翼と反対方向に回転するようにしたことを特徴とする請求項１記載の懸濁液濃縮造粒装置。
【請求項３】
前記分離液は、テレスコープ弁を通過して流量調整されて、分離液流出管から槽外に排出されることを特徴とする請求項１または２記載の懸濁液濃縮造粒装置。
【請求項４】
前記筒体に近接して配置されて前記多孔質壁部に付着した付着物を筒体の回転に伴って掻き取るスクレーパをさらに備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の懸濁液濃縮造粒装置。
【請求項５】
前記筒体の外壁面側に液体を前記多孔質壁部に向けて噴射する噴射方式を採用した洗浄装置をさらに備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の懸濁液濃縮造粒装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は懸濁液濃縮造粒装置に係り、特に上水，下水，し尿，産業排水その他の水処理において発生する懸濁液（汚泥を含む）を濃縮分離するための懸濁液濃縮造粒装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上水，下水，し尿，産業排水その他の水処理で発生する汚泥を脱水するために、ベルトプレス型脱水機が数多く使用されている。このベルトプレス型脱水機により汚泥を脱水しようとする場合、汚泥を予め前処理しておく必要があり，そのために凝集装置あるいは造粒装置等の前処理装置が利用される。それらは、汚泥に有機高分子凝集剤等を加えて適度の攪拌を与えることにより、汚泥をフロック状又はペレット状とし、重力脱水性、圧搾脱水性を改善し、後段の脱水処理を容易にするためのものである。
【０００３】
この種の懸濁液濃縮造粒装置としては、図４に示すように、下方に懸濁液供給管２と凝集剤注入管３とを接続した略円筒状の槽１内の下部に、モータ４の回転に伴って回転する回転翼５を回転自在に配設するとともに、上部に、液のみを透過し得る多孔質材による多孔質壁で全部又は一部が構成された筒体６を槽１に固定して配置し、回転翼５の上方で筒体６の内部にドラフトチューブ７を配置したものが知られている。この懸濁液濃縮造粒装置によれば、懸濁液供給管２から供給された懸濁液と、凝集剤注入管３から供給された有機高分子凝集剤とが回転翼５の回転による旋回流で混合されて反応し、上昇と下降を繰り返して造粒され、その一部が筒体６の多孔質壁を透過して固形物回収率が高められる。そして、槽１内の造粒物は、槽１の内部から外部に延びる造粒物流出管８を通って槽外へ排出される。
【０００４】
ここで、筒体６の多孔質壁部をその全面に亘って洗浄して、この表面の目詰まりを防止する必要がある。このため、例えば、筒体６の内壁面に隣接して該筒体６の高さ方向の全長に延びるブレードやブラシ等の洗浄具９を配置し、この洗浄具９がモータ１０の駆動に伴って筒体６の内壁面に沿って回転移動するようにした洗浄装置１１を備えるようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記図４に示す従来例にあっては、筒体の多孔質壁部を洗浄するため、筒体の内壁面に沿って回転移動する洗浄具を有する洗浄装置を備える必要があり、この洗浄装置の構造面での制約が多く、筒体の内部に洗浄効果の優れた洗浄装置を配置することができなかった。しかも、場合によっては、筒体の多孔質壁の外壁面を洗浄する必要があるが、筒体が槽に固定されているため、この外壁面の全面に亘る洗浄を行うことが困難であるといった問題があった。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みて為されたもので、筒体の多孔質壁の洗浄をより効果的に行って、安定した濃縮分離を行うことができるようにした懸濁液濃縮造粒装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の懸濁液濃縮造粒装置は、槽内に懸濁液及び凝集剤の供給部を設け、槽内下部に槽内液に旋回流を生ぜしめる回転翼を配設するとともに、槽内上部に分離液を透過させる多孔質壁部を有する筒体を設け、該回転翼と該筒体とは、モータの駆動に伴って回転するようになっていて、該筒体の内壁面に近接して配置されて上下方向に延び、該筒体の内壁面との間で吸引室を形成する仕切板と、該吸引室に連通する吸引管と、該吸引管に接続された開閉弁とを備え、該開閉弁を開成させ、吸引室内を吸引して、分離液を筒体の多孔質壁の外壁面から内壁面に通過させることで該筒体の多孔質壁部を洗浄することを特徴とする。これにより、多孔質壁部の目詰まりを解決することができる。例えば、多孔質壁部を有する筒体を回転させ、該筒体の内外に槽に固定して洗浄装置を設け、即ち回転しないように配置した洗浄装置で筒体の多孔質壁をその全面に亘って洗浄できるようにして、従来の上述した洗浄装置としての制約をなくして、より洗浄効果の優れた洗浄装置を使用することができる。
【０００８】
また、前記筒体が前記回転翼と反対方向に回転するようにしたことを特徴とする。これにより、槽内の懸濁液の旋回流と多孔質壁との相対速度を大きくして、クロスフロー効果をより得やすくすることができる。
【０００９】
また、前記分離液は、テレスコープ弁を通過して流量調整されて、分離液流出管から槽外に排出されることを特徴とする。洗浄装置は槽内の一部又は全部に設けられる。これにより、筒体の回転に伴って、筒体の多孔質壁をその内壁面側と外壁面側の双方から、またはどちらか一方から槽に固定して配置した洗浄装置で洗浄することができる。
【００１０】
また、前記洗浄装置は、前記筒体に近接して配置されて前記多孔質壁部に付着した付着物を筒体の回転に伴って掻き取るスクレーパをさらに備えることが好ましい。これにより、多孔質壁部に付着した付着物は、筒体の回転に伴ってスクレーバで自動的に掻き取られる。ここでいうスクレーパとは、掻き取り装置の意味であって、ゴム板状のものだけでなくくしの歯状、ブラシ状、その他いかなる形態を有してもよい。
【００１１】
更に、前記洗浄装置は、前記筒体の外壁面側に液体を前記多孔質壁部に向けて噴射する噴射方式を採用した洗浄装置をさらに備えることが好ましい。これにより、多孔質壁部の洗浄に該多孔質壁部の内外面の液体の出入りを利用して、この洗浄をより効果的に行うことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態の懸濁液濃縮造粒装置を図面を参照して説明する。図１及び図２は、本発明の第１の実施の形態の懸濁液濃縮造粒装置を示すもので、この懸濁液濃縮造粒装置には、円筒状の下部槽１２ａと、この下部槽１２ａよりやや大径の円筒状の上部槽１２ｂと、下部槽１２ａの上端と上部槽１２ｂの下端を繋ぐ中空円板状のフランジ部１２ｃからなる槽１２が備えられ、下部槽１２ａの下方には、懸濁液供給管１３及び凝集剤注入管１４が接続開口されている。この凝集剤注入管１４は懸濁液供給管１３中に開口させることもできる。
【００１３】
下部槽１２ａ内には、回転翼１５が配備され、この回転翼１５の回転軸１６は、上方に延びて上部槽１２ｂの天井部の上方に達し、この上端にモータ１７が連結されて回転駆動されるようになっている。また、回転翼１５の上方で、かつ液面下の位置には、ドラフトチューブ（中空案内筒）１８が支持棒１９を介して槽１２と同心的に固定支持されている。回転翼１５の形状としては、槽内液に旋回流を与えるようなものであれば任意のものでよく、例えばパドル型翼などを用い、その段数も適宜に決定される。また、ドラフトチューブ１８は、円筒又はこれに近い筒状にし、槽上部から吊り下げるようにしても良く、その外径は回転翼１５の長さ、あるいはその近辺とするのが合理的であり、回転可能にすることもできる。
【００１４】
前記上部槽１２ｂの内部には、筒体２０が配置され、この筒体２０の上端は、液面上まで延長して、前記回転軸１６に固着された円板状の吊下げ体２１を介して該回転軸１６に吊下げ支持されている。これによって、モータ１７の駆動に伴って、回転翼１５と筒体２０とが一体となって同方向に回転するようになっている。この筒体２０の全部又は一部は、液のみが透過し得る多孔質材による多孔質壁で構成されている。この多孔質壁の孔径は、微小ペレット又は微小フロックが通過しない孔径とし、具体的には、０．２〜３ｍｍ程度にするのがよい。
【００１５】
ここで、前記筒体２０の外径は、前記下部槽１２ａの外径と同等かやや大きく設定され、筒体２０の下端面が前記フランジ部１２ｃの上面に近接して互いに対面し、かつこの間隔Ｓが、前記多孔質壁の孔径より小さくなって、ここから微小ペレット又は微小フロックが筒体２０の外部に流出しないようになっている。なお、筒体２０の下端面とフランジ部１２ｃの上面との間にシール材を介在させてここをシールするようにしても良い。
【００１６】
この実施の形態では、１本の回転軸１６で回転翼１５と筒体２０とを一体に回転させるようにした例を示しているが、回転翼と筒体とを減速機２１の作用で互いに逆方向に回転させるようにしても良い。このようにすれば、槽内の懸濁液の旋回流と多孔質壁との相対速度を大きくして、クロスフロー効果をより得やすくすることができる。
【００１７】
前記上部槽１２ｂと筒体２０との間には、環状の液溜り２２が画成されており、筒体２０の多孔質壁部を透過した清澄な分離液が液溜り２２に一時的に貯溜されるようになっている。そして、この液溜り２２を形成することで、多孔質壁部の内外の圧力差が小さくなるように構成されている。更に、前記槽１２のフランジ部１２ｃには、前記液溜り２２に連通してテレスコープ弁２３の内部に延出する連結管２４が接続されており、液溜り２２内に流入した分離液は、このテレスコープ弁２３を通過して流量調整されて、分離液流出管２５から槽１２外に排出されるようになっている。一方、曲管状の造粒物流出管２６は、その一端が液面よりやや下方に開口するとともに槽壁を貫通して槽外に延設されている。
【００１８】
前記筒体２０の内壁面側には、筒体２０の内壁面に近接して配置された上下方向に延びるスクレーパ３０からなる第１洗浄装置と、吸引式洗浄装置３１からなる第２洗浄装置が設けられている。このスクレーパ３０の下端は、前記フランジ部１２ｃに固着されている。吸引式洗浄装置３１は、筒体２０の内壁面に近接して配置されて上下方向に延び該筒体２０の内壁面との間で吸引室３２を形成する横断面鉤状の仕切板３３と、前記吸引室３２に連通する吸引管３４とを備え、この吸引管３４は、開閉弁３５を介して前記分離液流出管２５に接続されている。前記仕切板３３の下端は、前記フランジ部１２ｃに固着されている。これにより、筒体２０の内壁面に付着した付着物は、筒体２０の回転に伴ってスクレーパ３０で掻き取られる。また開閉弁３５を開成させ吸引室３２内を吸引して、液溜り２２内の分離液を筒体２０の多孔質壁の内部を通過させることで、この目詰まりが防止される。
【００１９】
一方、前記筒体２０の外壁面側には、前記液溜り２２内で開口する圧力水ノズル３６からなる第３洗浄装置が設けられている。これにより、筒体２０の回転中に該筒体２０の外壁面に向けて圧力水ノズル３６から圧力水を噴射することで、筒体２０の外壁面側に付着した液溜り２２内のスカムや沈殿物を除去することができるようになっている。
【００２０】
次に、前述のように構成された懸濁液濃縮造粒装置の動作を説明する。
懸濁液は懸濁液供給管１３から、また有機高分子凝集剤は凝集剤注入管１４から槽１２内下部に供給され、回転翼１５の回転により旋回流が与えられ、混合されて反応する。生成された凝集物は、液と共に旋回しながらドラフトチューブ１８と下部槽壁及び筒体２０の間を上昇し、次いでドラフトチューブ１８の上端よりドラフトチューブ１８内を下降することを繰り返すうちに造粒される。そして、筒体２０の近辺の液は、さらに上昇しつつ、その一部は多孔質壁を透過し、固形物回収率を高め、清澄な液のみが液溜り２２に溜まる。分離液は、さらに分離液流出管２５から槽１２外へ排出される。
【００２１】
一方、槽１２内の造粒物は、造粒物流出管２６を通って槽１２外に排出されるが、造粒物の流出量は槽１２内の液レベルを制御することにより調節される。そして、この槽１２内の液レベルの制御は、テレスコープ弁２３を調節して分離液の流出量を調節することによりなされる。
【００２２】
また、前記懸濁液濃縮造粒装置において、筒体２０の多孔質壁の内壁面は、通常、槽内液が流動状態にあることから、自ら掃流されて異物が付着しにくくなっているが、筒体２０の内壁面に付着した付着物は、筒体２０の回転に伴って該筒体２０の内壁面に近接させて配置したスクレーパ３０で掻き取られる。また、開閉弁３５を連続的または断続的に開成させ吸引室３２内を吸引して、液溜り２２内の分離液を筒体２０の多孔質壁の内部を通過させることで、この目詰まりが防止される。更に、筒体２０の回転中に該筒体２０の外壁面に向けて圧力水ノズル３６から圧力水を噴射することで、筒体２０の外壁面側に付着した液溜り２２内のスカムや沈殿物が除去される。
【００２３】
図３は、本発明の第２の実施の形態の懸濁液濃縮造粒装置を示すもので、これは、槽１２として略円筒状のものを、回転軸１６として中空軸をそれぞれ使用するとともに、一部又は全部を液のみが透過し得る多孔質材による多孔質壁で構成した筒体２０の内部にドラフトチューブ４０を同心状に配置して、筒体２０とドラフトチューブ４０との間に上端及び下端を閉塞させた液溜り室４１を形成したものである。そして、この回転軸１６に中空の連通管４２を互いに連通させて放射状に連結し、この連通管４２と前記液溜り室４１とを互いに連通させて連結している。更に、槽１２の底部にテレスコープ弁２３の内部に延出する連結管２４を開口接続し、この連結管２４の内部に前記回転軸１６の下端を挿入してシール材４３でシールするとともに、槽１２の上部に造粒物流出管２６を開口接続している。
【００２４】
そして、前記筒体２０の外壁面側には、前記第１の実施の形態における吸引式洗浄装置（第２洗浄装置）３１が設けられている。即ち、筒体２０の外壁面に近接して上下方向に延び該筒体２０の外壁面との間で吸引室３２を形成する横断面鉤状の仕切板３３が槽１２の内周面に固定して配置され、前記吸引室３２には吸引管３４が接続されている。これにより、吸引管３４を介して吸引室３２内を吸引して、液溜り室４１内の分離液を筒体２０の多孔質壁の内部を通過させることで、この目詰まりが防止されるようになっている。
【００２５】
なお、図示していないが、前記第１の実施の形態と同様に、前記筒体２０の外壁面に近接してスクレーバ（第１洗浄装置）を配置して、多孔質壁部に付着した付着物を筒体２０の回転に伴って該スクレーパで自動的に掻き取るようにしたり、筒体２０の外方に圧力水ノズル（第３洗浄装置）を設けて、筒体２０の回転中に該筒体２０の外壁面に向けて圧力水ノズルから圧力水を噴射して洗浄するようにしても良いことは勿論である。
【００２６】
この実施の形態によれば、懸濁液供給管１３から供給される懸濁液と凝集剤注入管１４から供給される有機高分子凝集剤は、回転翼１５の回転により旋回流が与えられ、混合されて反応する。生成された凝集物は、槽１２内で上昇と下降を繰り返すうちに造粒される。そして、筒体２０の近辺の液は、さらに上昇しつつ、その一部は多孔質壁を透過し、固形物回収率を高め、清澄な液のみが液溜り室４１内に流入し、更に連通管４２から回転軸１６の内部を通って、分離液流出管２５から槽１２外へ排出される。一方、槽１２内の造粒物は、その上部から造粒物流出管２６を通って槽１２外に排出される。
【００２７】
本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々変更することができる。例えば、液溜りの底部にオリフィスを設け、又、液溜り直下に集液管を設けることもできる。また、この実施の形態にあっては、分離液の流量調節装置としてテレスコープ弁を設けたが、このテレスコープ弁の代わりに可動堰や、通常の開度可変型弁を用いることもできる。
【００２８】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、固定式の例えば圧力噴射方式や吸引方式の採用により、多孔質壁部の洗浄に内外面の水の出入りをより効果的に利用することが可能となり、洗浄効果を向上させて、安定した懸濁液の濃縮分離が可能となる。しかも、多孔質壁部の外壁部のスカム対策や沈殿物対策も、例えばブレード等を取付けることで、特別な構造を持った装置を追加することなく、対応が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の懸濁液濃縮造粒装置を示す断面図である。
【図２】図１の平面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態の懸濁液濃縮造粒装置を示す断面図である。
【図４】従来の懸濁液濃縮造粒装置を示す断面図である。
【符号の説明】
１２    槽
１３    懸濁液供給管
１４    凝集剤注入管
１５    回転翼
１６    回転軸
１７    モータ
１８，４０    ドラフトチューブ
２０    筒体
２２    液溜り
２３    テレスコープ弁
２４    連結管
２５    分離液流出管
２６    造粒物流出管
３０    スクレーパ（第１洗浄装置）
３１    吸引式洗浄装置（第２洗浄装置）
３２    吸引室
３３    仕切板
３４    吸引管
３５    開閉弁
３６    圧力水ノズル（第３洗浄装置）
４１    液溜り室
４２    連通管
【図１】
0003909980.tif 000002
【図２】
0003909980.tif 000003
【図３】
0003909980.tif 000004
【図４】
0003909980.tif 000005