(57)【要約】【課題】１基の圧送ポンプ装置で搬送及び混練が可能な汚泥混練搬送設備を提供する。【解決手段】汚泥貯留槽５からの排出路７、汚泥貯留槽５への戻り路８、及び、次工程への送り路９の計３路に対して、排出路７及び送り路９にそれぞれ連通する第１の位置と、排出路７及び戻り路８にそれぞれ連通する第２の位置とに交互に移動可能な第１ピストンポンプ６１及び第２ピストンポンプ６２を有する圧送ポンプ装置６を設ける。そして、第１の位置で第２ピストンポンプ６２に排出路７から汚泥の吸入を、第１ピストンポンプ６１に送り路９へ汚泥の吐出をそれぞれ行わせ、続いて、第２の位置で第１ピストンポンプ６１に排出路７から汚泥の吸入を、第２ピストンポンプ６２に戻り路８へ汚泥の吐出をそれぞれ行わせる。【選択図】図２
2009000605.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚泥を貯留する汚泥貯留槽と、
前記汚泥貯留槽の汚泥を吸入して吐出する圧送ポンプ装置と、
前記汚泥貯留槽内の汚泥を前記圧送ポンプ装置に送り込むための排出路と、
前記圧送ポンプ装置から次工程へ汚泥を送るための送り路と、
前記圧送ポンプ装置から前記汚泥貯留槽に汚泥を戻すための戻り路と
を備えたことを特徴とする汚泥混練搬送設備。
【請求項２】
前記圧送ポンプ装置は、前記排出路から汚泥を吸入する一方で前記送り路へ汚泥を吐出する第１の圧送動作と、前記排出路から汚泥を吸入する一方で前記戻り路へ汚泥を吐出する第２の圧送動作とを交互に行うものであって、
前記排出路及び送り路にそれぞれ連通する第１の位置と、前記排出路及び戻り路にそれぞれ連通する第２の位置とに交互に移動可能な一対のピストンポンプと、
前記第１の位置で一方のピストンポンプに前記排出路から汚泥の吸入を、他方のピストンポンプに前記送り路へ汚泥の吐出をそれぞれ行わせることにより前記第１の圧送動作を行わせ、前記第２の位置で一方のピストンポンプに前記排出路から汚泥の吸入を、他方のピストンポンプに前記戻り路へ汚泥の吐出をそれぞれ行わせることにより前記第２の圧送動作を行わせる駆動装置と
を備えたものである請求項１記載の汚泥混練搬送設備。
【請求項３】
前記送り路、戻り路及びそれらの間に設けられた複数の開閉バルブによって構成され、各開閉バルブの開閉状態を選択することにより、前記送り路を途中で閉じて前記戻り路へ連通させる混練優先モードと、前記戻り路を途中で閉じて前記送り路へ連通させる搬送優先モードと、前記送り路及び戻り路を互いに別々の流路とする混練搬送モードとのうちいずれか一つを選択可能な切換装置を備えた請求項１記載の汚泥混練搬送設備。
【請求項４】
汚泥貯留槽に貯留された汚泥を圧送ポンプ装置で吸入し、かつ、当該汚泥貯留槽に戻すことを繰り返して汚泥を混練する混練工程と、
前記汚泥貯留槽に貯留された汚泥を前記圧送ポンプ装置で吸入・吐出して、次工程へ汚泥を送り、また、一部の汚泥を前記汚泥貯留槽へ戻すことにより、汚泥を混練しながら次工程へ搬送する混練搬送工程と
を含むことを特徴とする汚泥混練搬送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として廃棄物処理場や浄水処理場で使用される汚泥処理設備に関し、特に、汚泥の搬送及び混練を行う設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
廃棄物処理場や浄水処理場では、廃棄物の汚泥を搬送する工程がある。汚泥が固形の場合には、ベルトコンベアでの搬送が適しているが、汚泥貯留槽に貯留した後はポンプによる圧送の方が搬送効率上好ましい。固形の汚泥をポンプで吸い込もうとすると、ポンプが空気を吸い込み、吸入できないため、加水する必要がある。しかし、常に水を加え続けて水と一緒に汚泥を吸入・圧送するには大量の水が必要となり、設備の維持費が高価になる。そこで、比較的少量の水を加えて汚泥を混練し、スラリー状の汚泥とした後、ポンプで圧送する構成が考えられる。この場合、水は汚泥貯留槽の下部に溜まりやすいため、下部から水と汚泥とを吸い込んで上に戻すことにより水を汚泥と共に循環させて混練するためのスラリーポンプが必要となる。また、これとは別に、次工程への搬送のためのスラリーポンプも必要である（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２２６２９４号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のような従来の汚泥処理設備では、混練用と搬送用とにポンプを２基設けることが必要であり、そのため、製造費用が嵩むという問題点があった。
上記のような従来の問題点に鑑み、本発明は、１基の圧送ポンプ装置で搬送及び混練が可能な、汚泥混練搬送設備及び汚泥混練搬送方法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】
【０００５】
本発明の汚泥混練搬送設備は、汚泥を貯留する汚泥貯留槽と、前記汚泥貯留槽の汚泥を吸入して吐出する圧送ポンプ装置と、前記汚泥貯留槽内の汚泥を前記圧送ポンプ装置に送り込むための排出路と、前記圧送ポンプ装置から次工程へ汚泥を送るための送り路と、前記圧送ポンプ装置から前記汚泥貯留槽に汚泥を戻すための戻り路とを備えたものである。
上記のように構成された汚泥混練搬送設備では、圧送ポンプ装置内に吸入された汚泥を送り路に送り出すことにより次工程へ汚泥を搬送することができる。また、圧送ポンプ装置内に吸入された汚泥を戻り路経由で汚泥貯留槽に戻すことも可能であり、戻された汚泥は汚泥貯留槽で他の汚泥（固形も含む。）と共に混練される。従って、１基の圧送ポンプ装置で搬送及び混練の両方を行うことができる。
【０００６】
また、上記汚泥混練搬送設備において、圧送ポンプ装置は、排出路から汚泥を吸入する一方で送り路へ汚泥を吐出する第１の圧送動作と、排出路から汚泥を吸入する一方で戻り路へ汚泥を吐出する第２の圧送動作とを交互に行うものであって、排出路及び送り路にそれぞれ連通する第１の位置と、排出路及び戻り路にそれぞれ連通する第２の位置とに交互に移動可能な一対のピストンポンプと、第１の位置で一方のピストンポンプに排出路から汚泥の吸入を、他方のピストンポンプに送り路へ汚泥の吐出をそれぞれ行わせることにより第１の圧送動作を行わせ、第２の位置で一方のピストンポンプに排出路から汚泥の吸入を、他方のピストンポンプに戻り路へ汚泥の吐出をそれぞれ行わせることにより第２の圧送動作を行わせる駆動装置とを備えたものであってもよい。
この場合、一対のピストンポンプの位置を移動させつつ吸入と吐出とを交互に行えば、２つの吐出口を確保して、送り路及び戻り路の２つに対応させることができる。また、ピストンポンプは既存の製品をそのまま用いることができるので、圧送ポンプ装置の設計が容易かつ安価になる。
【０００７】
また、上記汚泥混練搬送設備は、送り路、戻り路及びそれらの間に設けられた複数の開閉バルブによって構成され、各開閉バルブの開閉状態を選択することにより、送り路を途中で閉じて戻り路へ連通させる混練優先モードと、戻り路を途中で閉じて送り路へ連通させる搬送優先モードと、送り路及び戻り路を互いに別々の流路とする混練搬送モードとのうちいずれか一つを選択可能な切換装置を備えたものであってもよい。
この場合、圧送ポンプ装置により交互に送り路と戻り路とに圧送される汚泥を、切換装置により途中で進路を変更して、送り路のみ、戻り路のみ、又は双方のいずれにも汚泥を圧送することができる。
【０００８】
一方、本発明の汚泥混練搬送方法は、汚泥貯留槽に貯留された汚泥を圧送ポンプ装置で吸入し、かつ、当該汚泥貯留槽に戻すことを繰り返して汚泥を混練する混練工程と、前記汚泥貯留槽に貯留された汚泥を前記圧送ポンプ装置で吸入・吐出して、次工程へ汚泥を送り、また、一部の汚泥を前記汚泥貯留槽へ戻すことにより、汚泥を混練しながら次工程へ搬送する混練搬送工程とを含むものである。
このような汚泥混練搬送方法では、最初は混練工程のみを行って汚泥をスラリー化し、その後、混練しながら汚泥を次工程へ搬送することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の汚泥混練搬送設備によれば、次工程への汚泥の搬送と、汚泥の混練とを共に行うことができるので、１基の圧送ポンプ装置で搬送及び混練が可能な汚泥混練搬送設備を提供することができる。圧送ポンプ装置が１基で足りることにより、当該汚泥混練搬送設備は安価に製造することができる。
また、本発明の汚泥混練搬送方法によれば、最初は混練工程のみを行って汚泥をスラリー化し、その後、混練しながら汚泥を次工程へ搬送することができるので、１基の圧送ポンプ装置で搬送及び混練が可能であるとともに、含水率の低い汚泥でも、確実に搬送することができる。かかる確実な搬送により、作業効率も改善される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は、本発明の一実施形態による汚泥混練搬送設備を含む、廃棄物処理場における汚泥処理設備の概略を示す図である。図において、一応の脱水処理が施された汚泥を積載した貨物自動車１は、ダンプ動作により、汚泥貯留ホッパ２へ固形状の汚泥を投入する。汚泥貯留ホッパ２へ投入された汚泥は、定量供給装置３により汚泥供給コンベア４に載せられる。汚泥供給コンベア４で水平搬送された汚泥は、汚泥貯留槽５に一旦貯留される。初期状態の汚泥は固形状であり、コンベア搬送には適するが、ポンプで吸入することは困難である。そこで、汚泥は、汚泥貯留槽５にて加水や混練を施され、スラリー状にされる。
【００１１】
汚泥貯留槽５は、排出路７と戻り路８とを介して圧送ポンプ装置６と互いに連通している。この圧送ポンプ装置６は、排出路７と戻り路８とを介して汚泥貯留槽５の汚泥を混練し、また、送り路９から次工程（図示せず。）へ汚泥を搬送する。汚泥貯留槽５の上部には加水用ノズル１０が設けられている。この加水用ノズル１０を開くことにより、固形状の汚泥に加水して、圧送ポンプ装置６により吸入し易くする。戻り路８、送り路９及びそれら相互間には４つの開閉バルブ１１１〜１１４による切換装置１１が設けられている。
【００１２】
次に、上記圧送ポンプ装置６の機能及び動作について、図２〜５を参照して説明する。なお、これらの図では切換装置１１の図示は省略している。図２において、圧送ポンプ装置６は、定置式の第１ピストンポンプ６１及び第２ピストンポンプ６２と、これらのピストンを互いに逆動作させるピストン駆動装置６３と、戻り路８の端部を開閉可能なシャッタ６４と、送り路９の端部を開閉可能なシャッタ６５と、各ピストンポンプ６１，６２全体及び各シャッタ６４，６５を昇降させる昇降駆動装置６６とを備えている。第１ピストンポンプ６１は送り路９に、第２ピストンポンプ６２は排出路７に、それぞれ接続されている（第１の位置）。
【００１３】
まず、最初に図２に示す状態であるとすると、第１ピストンポンプ６１は、ピストンロッド６１ａが右方の終端まで引かれた、吸入完了・吐出待機の状態である。一方、第２ピストンポンプ６２は、ピストンロッド６２ａが左方の終端まで押し込まれた、吐出完了・吸入待機の状態である。戻り路８はシャッタ６４により塞がれている。この状態からピストン駆動装置６３により各ピストンポンプ６１，６２が駆動されると、第１ピストンポンプ６１は吐出、第２ピストンポンプ６２は吸入の動作をそれぞれ行う（第１の圧送動作）。従って、図３に示すように、第１ピストンポンプ６１内の汚泥は送り路９を通って次工程に送られる。また、第２ピストンポンプ６２内には汚泥が吸い込まれる。
【００１４】
次に、昇降駆動装置６６により、各ピストンポンプ６１，６２，及びシャッタ６４，６５が一体的に下降し、図４の状態となる。図４において、第１ピストンポンプ６１は排出路７に、第２ピストンポンプ６２は戻り路８に、それぞれ接続されている（第２の位置）。この位置では、第１のピストンポンプ６１はほぼ空であり、一方、第２ピストンポンプ６２は汚泥を最大限に吸入している。この状態からピストン駆動装置６３により各ピストンポンプ６１，６２が駆動されると、第１ピストンポンプ６１は吸入、第２ピストンポンプ６２は吐出の動作をそれぞれ行う（第２の圧送動作）。従って、図５に示すように、第１ピストンポンプ６１内には新たに汚泥が吸入される。また、第２ピストンポンプ６２内の汚泥は汚泥貯留槽５内に戻される。
【００１５】
図５の状態から昇降駆動装置６６により、各ピストンポンプ６１，６２，及びシャッタ６４，６５が一体的に上昇すると、再び図２の状態となり、以下、同様の工程が繰り返される。このようにして、図２〜図５のサイクルで、汚泥吸入及び汚泥送り、汚泥吸入及び汚泥戻しが、交互に繰り返される（図６参照。）。従って、１基の圧送ポンプ装置６で搬送及び混練が可能な汚泥混練搬送設備を提供することができる。また、１基であることにより、簡素な構成として、安価に製造することができ、省スペースにも寄与する。
【００１６】
また、図４から図５の状態への動作において、第２ピストンポンプ６２内の汚泥（固形状の汚泥及び水の混合物）が汚泥貯留槽５内に戻されるとき、当該汚泥は、高圧で戻り路８を通って戻され、かつ、汚泥貯留槽５内で混練されることにより、スラリー状となる。汚泥貯留槽５内では、このスラリー状の汚泥と、未混練の固形状の汚泥とが混合される。このとき、スラリー状の汚泥は水の代わりとなって混練を促進するので、追加加水を行わなくても第１，第２ピストンポンプ６１，６２による吸入に適した状態となる。また、その後さらに、スラリー状の汚泥と固形状の汚泥との混合物が吸入され、かつ、戻されることにより、さらにスラリー化が促進される。
【００１７】
次に、切換装置１１を用いた汚泥混練搬送の構成及び方法について説明する。図７は、汚泥貯留槽５、圧送ポンプ装置６及び切換装置１１の接続を示す図である。切換装置１１は、前述のように、４つの開閉バルブ１１１〜１１４によって構成されている。開閉バルブ１１１及び１１２はそれぞれ、送り路９及び戻り路８に設けられている。開閉バルブ１１２の上流側から開閉バルブ１１１の下流側には、開閉バルブ１１３を有する第１のバイパス路８９が接続されている。また、開閉バルブ１１１の上流側から開閉バルブ１１２の下流側には、開閉バルブ１１４を有する第２のバイパス路９８が接続されている。なお、図中、黒塗りの開閉バルブ１１３，１１４は閉の状態であり、白抜きの開閉バルブ１１１，１１２は開の状態である。また、バイパス路８９，９８を点線で表しているのは、開閉バルブ１１３，１１４が閉であることによって汚泥が流れない状態を示すためである（以下同様。）。
【００１８】
含水率の低い汚泥が汚泥貯留槽５に貯留されると、加水用ノズル１０（図１）によって、汚泥が水で浸される程度になるまで加水される。ここで、まず、切換装置１１を構成する開閉バルブ１１１〜１１４のうち、開閉バルブ１１２，１１４が開、開閉バルブ１１１，１１３が閉の状態となる（図８の（ａ）参照）。これにより、圧送ポンプ装置６から戻り路８に押し出された汚泥は開閉バルブ１１２を経て、汚泥貯留槽５に戻される。一方、一旦送り路９に押し出された汚泥は第２バイパス路９８及び開閉バルブ１１４を介して戻り路８に合流させられる。すなわち、圧送ポンプ装置５から送り出される汚泥は全て、汚泥貯留槽５に戻され、戻される際の圧力により混練のみが行われる（混練優先モード）。
【００１９】
混練により汚泥がスラリー状になり始めると、開閉バルブ１１１〜１１４のうち、開閉バルブ１１１，１１２が開、開閉バルブ１１３，１１４が閉の状態となる（図７参照）。これにより、次工程への汚泥の搬送と、汚泥の戻しによる混練とが、交互に繰り返され、圧送と混練とが共に行われる（混練搬送モード）。
このような汚泥混練搬送方法によれば、最初は混練工程のみを行って汚泥をスラリー化し、その後、混練しながら汚泥を次工程へ搬送することができる。従って、含水率の低い汚泥でも、確実に搬送することができる。これにより、作業効率を改善することができる。
【００２０】
なお、汚泥貯留槽５内における排出路７近傍の汚泥がスラリー状でさえあれば、含水率の異なる汚泥を追加投入しても、十分混練しながら圧送を行うことができる。十分に混練してから圧送できるので、含水率が比較的低い汚泥を投入しても、加水せずにスラリー状にすることが可能である。もちろん必要により加水を行ってもよいことはいうまでもない。
【００２１】
一方、含水率の高い汚泥のみの場合や、汚泥貯留槽を空にしたい場合には、開閉バルブ１１１，１１３が開、開閉バルブ１１２，１１４が閉の状態となる（図８の（ｂ）参照）。これにより、圧送ポンプ装置６から送り路９に押し出された汚泥は開閉バルブ１１１を経て、次工程へ送られる。一方、一旦戻り路８に押し出された汚泥は第１バイパス路８９及び開閉バルブ１１３を介して送り路９に合流させられる。すなわち、圧送ポンプ装置５から送り出される汚泥は全て、次工程へと搬送される（搬送優先モード）。
以上のようにして、種々の含水率の汚泥に対して、それに適した混練及び／又は搬送を行うことができる。
【００２２】
なお、上記実施形態における混練搬送モードでは、図６に示すように、送りの動作は常に第１ピストンポンプ６１により行われ、戻しの動作は常に第２ピストンポンプ６２により行われる。ここで、設備の配置上、送り路９は戻り路８より圧送距離が長い。従って、送り路９への圧送を担当する第１ピストンポンプ６１は、第２ピストンポンプ６２より負荷が大きく、そのため、第１ピストンポンプ６１の方が、ピストンポンプ各部分に消耗が生じやすい。このような消耗の偏りを防止するには、定期的に（例えば起動ごとに）、図９に示すように、開閉バルブ１１１，１１２が閉、開閉バルブ１１３，１１４が開の状態とすればよい。これにより、圧送ポンプ装置６からの送り・戻しが図７とは逆の関係になり、第２ピストンポンプ６２が送り路９への圧送を担当することになる。すなわち、このようにして、各ピストンポンプ６１，６２を均等に消耗させることができる。
【００２３】
なお、上記実施形態では一対のピストンポンプ６１，６２を使用したが、１つのピストンポンプ（吐出口が１つ）であっても、吐出先を交互に送り路／戻り路に移動させれば、同様の混練搬送が可能である。また、ピストンポンプを移動させることなく、配管の途中で開閉弁等を設けて行き先（送り路／戻り路）を切り替えることも可能である。
【００２４】
なお、上記実施形態ではピストンポンプを使用したが、回転式のポンプを使用することも可能である。また、ポンプ自体に吐出口が２つあれば、汚泥を同時に２箇所に送ることができる。その場合には、汚泥は送り路や戻り路にとどまることなく常に圧送されるので、作業時間が短縮される。
また、上記実施形態による汚泥混練搬送設備は、廃棄物処理場に限らず、浄水処理場等の他の汚泥処理設備においても使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態による汚泥混練搬送設備を含む汚泥処理設備の概略を示す図である。
【図２】圧送ポンプ装置の概略構造及び外部との接続を示す図であり、汚泥の吸入及び送り路への搬送の直前の状態を示している。
【図３】図２の状態から、汚泥の吸入及び送り路への搬送を行った状態を示している。
【図４】図３の状態から、ピストンポンプが下降して排出路及び戻り路と連通した状態を示す図である。
【図５】図４の状態から、汚泥の吸入及び戻し（混練）を行った状態を示す図である。
【図６】一対のピストンポンプのサイクル動作を示す図である。
【図７】汚泥貯留槽、圧送ポンプ装置及び切換装置の接続を示す図であり、搬送と混練とが共に行われる混練搬送モードの状態を示す。
【図８】汚泥貯留槽、圧送ポンプ装置及び切換装置の接続を示す図であり、（ａ）は混練優先モードの状態を、（ｂ）は搬送優先モードの状態を、それぞれ示している。
【図９】汚泥貯留槽、圧送ポンプ装置及び切換装置の接続を示す図であり、図７とはピストンポンプと送り路・戻り路の対応関係が逆になっている状態を示す。
【符号の説明】
【００２６】
５    汚泥貯留槽
６    圧送ポンプ装置
７    排出路
８    戻り路
９    送り路
１１    切換装置
６１    第１ピストンポンプ
６２    第２ピストンポンプ
６３    ピストン駆動装置
６６    昇降駆動装置
１１１〜１１４    開閉バルブ
【図１】
2009000605.tif 000003
【図２】
2009000605.tif 000004
【図３】
2009000605.tif 000005
【図４】
2009000605.tif 000006
【図５】
2009000605.tif 000007
【図６】
2009000605.tif 000008
【図７】
2009000605.tif 000009
【図８】
2009000605.tif 000010
【図９】
2009000605.tif 000011