(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原汚泥を分離液と濃縮液または脱水ケーキとに固液分離する遠心分離機と、
該遠心分離機に原汚泥を供給する汚泥供給管路と、
前記遠心分離機から分離液を排出する分離液排出管路と、
ポンプを備えるとともに、前記汚泥供給管路と前記分離液排出管路とを接続し、原汚泥  と前記分離液とを混合する分離液返送管路と、
前記分離液で希釈された原汚泥に薬品を注入する薬品注入設備と
を備えたことを特徴とする原汚泥のＶＴＳ低減機能を有する遠心分離装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、下水処理場や汚水処理場などで汚泥脱水や汚泥濃縮を行う遠心分離装置に関し、特にＶＴＳ低減機能を有する遠心分離装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
汚泥処理用の遠心分離装置には遠心脱水機や遠心濃縮機等の遠心分離機が使用され、この遠心分離機により、原汚泥を分離液と脱水ケーキもしくは分離液と濃縮汚泥とに固液分離し、その分離液をＳＳ（固形物）回収率が良好な状態に保ちつつ、脱水ケーキもしくは濃縮汚泥の含水率を低下させることは知られている。
【０００３】
図３はその遠心分離機として遠心脱水機を使用した従来の遠心分離装置を示すフローシートであり、同図において、１は遠心脱水機であり、この遠心脱水機１はそれぞれが回転可能な外胴ボウルと内胴スクリュウとを備え、それらの外胴ボウルと内胴スクリュウとの回転差である差速を調整できる一般的構成となっている。２は汚泥供給ポンプＰ１により原汚泥を遠心脱水機１に供給する汚泥供給工程、３はその汚泥供給工程２に凝集剤等の薬品を注入する薬品注入設備である。
【０００４】
次に動作について説明する。
汚泥供給ポンプＰ１の稼動により汚泥供給工程２から原汚泥が供給される遠心脱水機１は、処理量（水量負荷）や薬品注入率が一定の条件で運転されることにより、水と汚泥の比重差を利用して原汚泥を分離液と脱水ケーキとに固液分離する。この場合、遠心脱水機１の外胴ボウルと内胴スクリュウとの差速を小さくすると、脱水ケーキの含水率は低下するが、その反面、ＳＳ回収率が悪化する傾向を示し、上記差速を大きくすると、その逆の傾向を示す。
【０００５】
このように遠心脱水機１の脱水性能は、上記運転条件・原汚泥の性状・注入薬品（凝集剤）の種類などによって大きく変化するので、これらの要素（ファクター）を最適に調整することが重要である。
【０００６】
このような処理状況で脱水性能が悪化した場合には、薬品注入設備３から汚泥供給工程２の汚泥に注入する薬品の種類を変えることによって原汚泥の性状を改質するか、もしくは、遠心脱水機１自体のグレードアップなどで対応しているのが現状である。
【０００７】
ここで、図３に示す遠心脱水機１の通常運転条件について、その一例を具体的に述べると、汚泥供給ポンプＰ１の公称能力は１０ｍ3 ／ｈ、薬品注入設備３の薬品注入率は１．５％／ＴＳであって、機械条件（遠心脱水機１の外胴ボウルと内胴スクリュウの差速）は最適に調整されている。
【０００８】
このような遠心脱水機１の通常運転条件での原汚泥のＴＳ（全蒸発残留物）濃度は１０，０００〜２５，０００ｍｇ／ｌであり、ＶＴＳ（有機物含有率）は８０％前後である。つまり、ＴＳの８割が低比重の有機物成分である。そして、遠心脱水機１による脱水処理での脱水ケーキ含水率は約８０％、分離液のＴＳは約４，０００ｍｇ／ｌ、分離液のＶＴＳは約３０％である。
【０００９】
即ち、遠心脱水機１による汚泥の遠心脱水処理において、ＳＳ回収率９５％以上（分離液のＳＳが低い状態）を維持する状態で遠心脱水している場合、脱水分離液の性状は、溶存物質であるＤＳ濃度が高いためにＴＳ濃度は極端に低下しないが、その反面、低比重の有機物を主体とする固形物は殆ど除去されるためにＳＳ濃度は極端に低下する。そのため、脱水分離液のＶＴＳは原汚泥のＶＴＳに比べかなり低い値になる。
【００１０】
図４は脱水性能が悪化した場合の対策の一つとして原汚泥に希釈水を注入する遠心分離装置を示すフローシートであり、同図において、４は希釈水注入設備である。この希釈水注入設備４から汚泥供給工程２の原汚泥（ＴＳ２０，０００ｍｇ／ｌ・ＶＴＳ８０％）に希釈水（５ｍ3 ／ｈの真水または雑用水）を注入した場合、希釈水のＶＴＳは２％で非常に低いがＴＳも２００ｍｇ／ｌで非常に低いため、汚泥供給工程２で希釈されて遠心脱水機１に供給される原汚泥のＶＴＳは７９％であって殆ど下がらないのが実状である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
従来の遠心分離装置は以上のように構成され、原汚泥をそのまま遠心分離機に投入するだけで脱水ケーキもしくは濃縮汚泥と分離液とに固液分離しているので、その固液分離性能は、原汚泥の性状・凝集剤等薬品の種類・遠心分離機の機械仕様によって大きく左右され、固液分離性能が悪化した場合、薬品の種類変更による汚泥凝集性の改善や機械装置自体のグレードアップなどでの対応しかないという課題があり、簡便な固液分離性能の改善方法が望まれている。
【００１２】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、既存の遠心分離機をそのまま利用できるものでありながら、運転条件や機械仕様を変えることなく、わずかな工程を付加するだけで、脱水ケーキもしくは濃縮汚泥の含水率の低減化・ＳＳ回収率の向上など固液分離性能の向上が図れるＶＴＳ低減機能を有する遠心分離装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１記載の発明は、原汚泥を分離液と濃縮液または脱水ケーキとに固液分離する遠心分離機と、該遠心分離機に原汚泥を供給する汚泥供給管路と、前記遠心分離機から分離液を排出する分離液排出管路と、ポンプを備えるとともに、前記汚泥供給管路と前記分離液排出管路とを接続し、原汚泥と前記分離液とを混合する分離液返送管路と、前記分離液で希釈された原汚泥に薬品を注入する薬品注入設備とを備えたことを特徴とする原汚泥のＶＴＳ低減機能を有することを特徴とするものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１による遠心分離装置を示すフローシートであって、図３および図４と同一または相当部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
図１において、５は遠心分離機（遠心脱水機もしくは遠心濃縮機）１から排出される分離液の一部を汚泥供給工程２に返送するための分離液返送工程であり、この分離液返送工程５には分離液返送用のポンプＰ２が設けられている。ここで、分離液返送工程５は、遠心分離機１の分離液排出管路１ａと汚泥供給工程２の管路とを前記ポンプＰ２を介して接続する管路からなっている。
【００１５】
次に動作について説明する。
汚泥供給工程２から原汚泥が供給された遠心分離機１は、その遠心分離作用により原汚泥を脱水ケーキもしくは濃縮汚泥と分離液とに固液分離するが、この場合、遠心分離機１から排出される分離液の一部がポンプＰ２により分離液返送工程５を通って汚泥供給工程２に返送される。
【００１６】
このように、遠心分離機１から排出される分離液の一部が汚泥供給工程２に返送されることによって、汚泥供給工程２から遠心分離機１に供給される原汚泥は返送分離液が混入して該返送分離液で希釈された汚泥となる。このため、原汚泥のＴＳはある程度低下するものの、ＶＴＳも充分に低下し、その結果、原汚泥の水と汚泥成分の比重差が大きくなり、固液分離性能が改善されることとなる。
【００１７】
上述のように、原汚泥にＶＴＳの低い分離液を混入させた場合、原汚泥に含まれる汚泥成分の組成は、低比重の有機物成分の割合が減少し、高比重の無機物成分の割合が増加し、その結果、原汚泥の汚泥成分の比重が高まるため、水と汚泥成分の比重差を利用する遠心分離機１による固液分離性能が向上する。
【００１８】
次に、この実施の形態１による図１の遠心脱水機利用による遠心分離装置と、図３および図４に示す従来の遠心脱水機利用による遠心分離装置とを実験して性能を比較した結果を以下に述べる。
この実験において、比較対象とする各遠心分離装置は同一の通常運転条件とした。即ち、それぞれの汚泥供給ポンプＰ１の公称能力は１０ｍ3 ／ｈ、原汚泥はＴＳ濃度が２０，０００ｍｇ／ｌ、ＶＴＳが８０％であり、薬品注入率１．５％／ＴＳとした。また、図４の場合、希釈水は５ｍ3 ／ｈ、ＴＳ２００ｍｇ／ｌ、ＶＴＳ２％とした。さらに、図１の場合、返送分離液は５ｍ3 ／ｈとした。
【００１９】
その実験の結果、原汚泥に薬品のみを注入した図３の遠心分離装置の場合、遠心脱水機１による固液分離で得られた脱水ケーキの含水率は８０％、分離液はＴＳが４０００ｍｇ／ｌ、ＶＴＳが３０％であり、分離液のＶＴＳが原汚泥のＶＴＳに比べてかなり低い値となっている。
次に図４の遠心分離装置の場合、上記希釈水が注入されて遠心脱水機１に供給される原汚泥はＴＳが１３，０００ｍｇ／ｌ、ＶＴＳが７９％となって、遠心脱水機１に供給される希釈後の原汚泥のＶＴＳが希釈前の原汚泥のＶＴＳに比して殆ど下がらないため、原汚泥の改質（高比重化）には不十分であり、固液分離性能の改善には効果的でないことが分かる。
【００２０】
一方、本発明の実施の形態１による図１の遠心分離装置の場合、遠心脱水機１から排出される分離液の一部を汚泥供給工程２に返送することにより、その返送分離液で希釈されて遠心脱水機１に供給される原汚泥は、ＴＳが１４，５００ｍｇ／ｌ、ＶＴＳが７６％となって、原汚泥のＴＳは低下するがＶＴＳも低下するため、原汚泥は充分に改質（高比重化）され、固液分離性能の改善に効果的であることが分かる。なお、固液分離後の脱水ケーキの含水率は７６％、分離液はＴＳが３，０００ｍｇ／ｌであり、ＶＴＳが２５％であった。
【００２１】
なお、凝集剤などの薬品添加は、汚泥濃度計や粘度計などの計測機器を利用した制御装置で調整するようにしてもよく、この場合、更に安定した汚泥処理が行える。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、遠心分離機で固液分離された該遠心分離機から排出される分離液の一部を遠心分離機に対する汚泥供給工程に返送し、原汚泥と分離液とを混合して原汚泥の有機物含有率を低下させる構成としたので、既存の遠心分離機をそのまま利用して分離液返送工程を設けるだけの頗る簡単な構成でありながら、返送分離液で希釈されて遠心分離機に供給される原汚泥は水と汚泥成分の比重差が大きくなることにより、運転条件や設備を殆ど変更せずに、遠心分離機による固液分離性能を向上させることができるという効果がある。
また、原汚泥が返送分離液で希釈されることにより、遠心分離機の処理量は増大するが、遠心分離機の制限要因はＳＳ（固形物）負荷であるため、運転には支障なく、且つ、運転時間が延長されるようなこともなく、上述の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態１によるＶＴＳ低減機能を有する遠心分離装置を示すフローシートである。
【図２】  従来の遠心分離装置を示すフローシートである。
【図３】  従来の他の遠心分離装置を示すフローシートである。
【符号の説明】
１  遠心分離機
２  汚泥供給工程
３  薬品注入設備
５  分離液返送工程
【図１】
0003857155.tif 000002
【図２】
0003857155.tif 000003
【図３】
0003857155.tif 000004