凝集混和槽および汚泥脱水装置
【課題】汚泥と凝集剤を均等に混合（混和）した凝集剤混合汚泥を複数の汚泥脱水手段に均等に供給し得る凝集混和槽を提供する。
【解決手段】水平配設される槽本体３１を備え、回転部材３２ａと、この回転部材３２ａの外周に突設された攪拌翼３２ｂとからなる攪拌手段３２が前記槽本体３１の長手方向に沿って内設されると共に、汚泥と凝集剤とからなる凝集剤混合汚泥を汚泥脱水手段に供給する汚泥出口３１ｂを備えた凝集混和槽３０を、前記槽本体３１の１側面の長手方向に複数の汚泥供給口３６ａが所定の間隔で列をなして設けられ、前記複数の汚泥供給口３６ａの列から外れた位置に複数の凝集剤供給口３７ａが所定の間隔で列をなして設けられると共に、前記汚泥出口３１ｂが槽本体３１の上部の長手方向に所定の間隔で列をなして設けられてなる構成とする。
【解決手段】水平配設される槽本体３１を備え、回転部材３２ａと、この回転部材３２ａの外周に突設された攪拌翼３２ｂとからなる攪拌手段３２が前記槽本体３１の長手方向に沿って内設されると共に、汚泥と凝集剤とからなる凝集剤混合汚泥を汚泥脱水手段に供給する汚泥出口３１ｂを備えた凝集混和槽３０を、前記槽本体３１の１側面の長手方向に複数の汚泥供給口３６ａが所定の間隔で列をなして設けられ、前記複数の汚泥供給口３６ａの列から外れた位置に複数の凝集剤供給口３７ａが所定の間隔で列をなして設けられると共に、前記汚泥出口３１ｂが槽本体３１の上部の長手方向に所定の間隔で列をなして設けられてなる構成とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚泥に凝集剤を均等に混合し得ることを可能ならしめるようにした凝集混和槽および汚泥脱水装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下水処理場等から発生する汚泥は、汚泥濃縮装置や汚泥脱水装置等によって濃縮あるいは脱水されて処理されている。通常、汚泥に高分子凝集剤（以下、凝集剤という）を添加して混合（混和）すると共に、凝集剤の混合（混和）により凝集したフロックを含む凝集剤混合汚泥を濃縮、脱水処理している。凝集剤混合汚泥を濃縮脱水する汚泥脱水機としては、例えば回転加圧脱水機やベルト式汚泥濃縮機等がある。
【０００３】
前記回転加圧脱水機は、減速機付電動機により駆動される水平な駆動軸により内輪スペーサと共に回転され、ろ過面を有する一対の円盤状のろ過板を備えている。これら一対のろ過板と、これら一対のろ過板の外縁が摺接する外輪スペーサとの間には脱水処理室が形成されている。また、この脱水処理室に、機外に設けられた混和槽から凝集剤の添加・混合により調質された凝集剤混合汚泥を供給する汚泥供給部を備えると共に、この脱水処理室から脱水ケーキを排出する脱水ケーキ排出部を備えている。この従来例に係る回転加圧脱水機の前記汚泥供給部は、前記円盤状のろ過板の回転中心より上部側であって、かつ脱水処理室の外周部から脱水処理室内に汚泥を供給する位置に設けられている。また、前記脱水ケーキ排出部は、脱水処理室内の脱水ケーキを前記円盤状のろ過板の回転中心より下部側であって、かつ脱水処理室の外周部から排出する位置に設けられている（例えば、特許文献１，２、非特許文献１参照。）。
【０００４】
そして、上記のような構成の回転加圧脱水手段が２台並設されてなる汚泥脱水処理装置が特許文献１に開示され、また上記のような構成の回転加圧脱水機が４台、６台並設されてなる汚泥脱水処理装置が非特許文献１に開示されている。なお、この従来例に係る複数台の回転加圧脱水手段の場合には、何れも１台の減速機付電動機により駆動されるように構成されている。
【特許文献１】特表２００４−５３２７３３号公報
【特許文献２】特開２００４−９００４８号公報
【非特許文献１】回転加圧脱水機、社団法人下水道新技術推進機構、２００２年３月、ｐ．１２−３５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１，２および非特許文献１に記載された従来例に係る回転加圧脱水機は、コンパクトで、複数台の回転加圧脱水機を容易に並設することができるため、汚泥を大量に処理することがき、維持管理が容易であるという優れた機能を備えているため、近年多用されるようになってきている。しかしながら、凝集剤の添加・混合により調質された凝集剤混合汚泥を長い汚泥供給ラインを介して凝集混和槽から回転加圧脱水機に供給するように構成されているため、下記のような問題がある。
【０００６】
即ち、汚泥供給ラインを介して凝集剤混合汚泥が移送されている間に、この汚泥供給ライン内でフロックが破壊される虞があり、脱水性能が悪化する場合がある。また、回転加圧脱水機に複数の脱水処理室が設けられている場合には、複数の脱水処理室それぞれの汚泥供給部に連通する汚泥供給ラインの流路抵抗を、実質的に同等に設定することが困難なため、複数の脱水処理室のそれぞれに等量ずつの汚泥を供給することができず、汚泥供給量が過多となり十分脱水できない脱水処理室や、汚泥過少となり内部汚泥が押し出されず固着するといった非常に不安定な運転になるという問題が生じる虞がある。
【０００７】
さらに、原汚泥には、例えば固形物当り１％程度の凝集剤を添加する必要があるため汚泥脱水処理コストの低減が難しいのに加えて、汚泥脱水処理装置の設置に広いスペースを要するという問題もある。また、ベルト式汚泥濃縮機の場合も、従来は、凝集剤の添加・混合により調質された凝集剤混合汚泥を長い汚泥供給ラインを介して凝集混和槽から供給されるので、上記のように、汚泥供給ラインを介して凝集剤混合汚泥が移送されている間に、この汚泥供給ライン内でフロックが破壊される虞があり、脱水性能が悪化する問題や、凝集混和槽汚泥供給配管等を含めた汚泥処理設備の設置に広い設置スペースを要するという問題がある。
【０００８】
従って、本発明の第１の目的は、汚泥と凝集剤を均等に混合（混和）した凝集剤混合汚泥を複数の汚泥脱水（濃縮）手段に均等に供給し得る凝集混和槽を提供することであり、また第２の目的は、凝集剤の添加量が少ない凝集汚泥でも安定的に運転して効果的に脱水処理することを可能ならしめるコンパクトな汚泥脱水処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
発明者等は、発想を転換して鋭意研究を進めた結果、後述する点を知見して、本発明を具現するに至ったものである。
（１）縦型式の凝集混和槽では汚泥供給管が長くなるのに加えて、複数の回転加圧脱水手段や所定幅のベルトを有するベルト式汚泥濃縮機に汚泥を均等に供給することが困難であるため、水平配設される横長の凝集混和槽が好ましいが、高さ寸法の関係上、汚泥と凝集剤との攪拌時間が短く均等混合が困難である。
しかしながら、凝集混和槽の長手方向に沿って複数の凝集剤供給口と汚泥供給口を列状に設ければ、横長の凝集混和槽の長手方向にわたって汚泥と凝集剤が分散供給されるため、短時間の攪拌で均等混合することができる。
（２）横長の凝集混和槽の上側に複数の汚泥出口を設ければ、複数の汚泥出口のそれぞれから等量ずつの混合汚泥を流出させることができる。
（３）汚泥供給部の下側に開口する汚泥入口から汚泥を回転加圧脱水手段の脱水処理室の下部側に供給する構成にすれば、フロックが潰れ難くなるため高分子凝集剤の添加量を低減することができる。
（４）汚泥供給部の下側に開口する汚泥入口に凝集混和槽を直結すれば、汚泥脱水処理装置の複数の脱水処理室のそれぞれに等量ずつの汚泥を供給することができ、しかも汚泥脱水処理装置をコンパクトにすることができる。
（５）ろ過板を逆回転させても脱水処理室の汚泥を下側から上側に汚泥を移動させることができる。
（６）流動性が高い未脱水汚泥は脱水が進行して流動性が低下しなければ、脱水処理室の上側に移動しない。
【００１０】
従って、上記課題を解決するために、本発明の請求項１に係る凝集混和槽が採用した手段は、水平配設される横長の槽本体と、この槽本体の長手方向に沿って内設される回転部材と、この回転部材の外周に突設された攪拌翼とからなる攪拌手段と、前記槽本体の１側面の長手方向にそれぞれ列をなして設けられ、前記槽本体の内部に汚泥を供給する複数の汚泥供給口および前記槽本体の内部に凝集剤を供給する複数の凝集剤供給口と、前記槽本体の上部に設けられ、汚泥と凝集剤とからなる凝集剤混合汚泥を汚泥脱水手段に供給する汚泥出口とを具備してなることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の請求項２に係る凝集混和槽が採用した手段は、請求項１に記載の凝集混和槽において、前記汚泥供給口と前記凝集剤供給口とが設けられる前記槽本体の１側面は、前記攪拌手段の作動により生じる内壁に沿う汚泥の流れが下向きになる側であることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の請求項３に係る凝集混和槽が採用した手段は、請求項１または２のうちの何れか一つの項に記載の凝集混和槽において、前記槽本体の１側面に、前記複数の汚泥供給口が内部側に開口する汚泥供給槽と、前記複数の凝集剤供給口が内部側に開口する凝集剤供給槽とが付設されてなることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明の請求項４に係る凝集混和槽が採用した手段は、請求項３に記載の凝集混和槽において、前記汚泥供給槽の内部に、前記攪拌手段の回転中心と平行な軸心を有する回転軸で回転され、前記汚泥供給槽の底部に滞留する汚泥を前記汚泥供給口の方向に移動させる汚泥掻出手段が設けられてなることを特徴とするものである。
【００１４】
本発明の請求項５に係る汚泥脱水処理装置が採用した手段は、水平な駆動軸により回転され、少なくとも幅方向の一方側に、多数の水透過穴が設けられてなるろ過面を有する円盤状のろ過板を備えた脱水処理室内に凝集剤が添加・混合された凝集剤混合汚泥を供給する汚泥供給部が設けられると共に、脱水ケーキを排出する脱水ケーキ排出部が設けられた回転加圧脱水手段が配設されてなる汚泥脱水処理装置において、前記回転加圧脱水手段の脱水ケーキ排出部は前記脱水処理室内の脱水ケーキを前記円盤状のろ過板の回転中心より上部側であって、かつ脱水処理室の外周部から排出する位置に設けられ、前記汚泥供給部は前記脱水ケーキ排出部より下部側であって、かつ脱水処理室の外周部から脱水処理室内に汚泥を供給する位置に設けられると共に、前記汚泥供給部の下側に開口する汚泥入口に、前記請求項１乃至４のうちの何れか一つの項に記載の凝集混和槽の汚泥出口が直結されてなることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の請求項１乃至４に係る凝集混和槽では、水平配設される横長の凝集混和槽の槽本体の１側面の長手方向に複数の汚泥供給口および複数の凝集剤供給口がそれぞれ列をなして設けられている。従って、本発明の請求項１乃至４に係る凝集混和槽によれば、横長の凝集混和槽の長手方向にわたる複数箇所から汚泥と凝集剤とが分散供給され、そして分散供給された汚泥と凝集剤とが凝集混和槽の槽本体内において攪拌手段により均等に混合される。
【００１６】
また、本発明の請求項１乃至４に係る凝集混和槽では、汚泥出口は槽本体の上部に設けられているから、複数の汚泥出口のそれぞれから等量ずつ、かつ汚泥と凝集剤とが均等に混合された凝集剤混合汚泥を流出させることができる。従って、本発明の請求項１乃至４に係る凝集混和槽によれば、複数の汚泥出口から複数の回転加圧脱水手段のそれぞれに等量ずつ、かつ汚泥と凝集剤とが均等に混合された凝集剤混合汚泥を供給することができるから、複数の回転加圧脱水手段のそれぞれに、最大限の汚泥脱水性能を発揮させることができる。
【００１７】
本発明の請求項２に係る凝集混和槽では、前記汚泥供給口と前記凝集剤供給口とが設けられる前記槽本体の１側面は、前記攪拌手段の作動により生じる内壁に沿う汚泥の流れが下向きになる側である。従って、本発明の請求項２に係る凝集混和槽によれば、汚泥供給口と凝集剤供給口から槽本体内に供給された汚泥と凝集剤は、下向きに流れ、底部において下向きから上向きに反転すると共に他の側面側の内壁に沿って流れる間中を通じて攪拌されるから、凝集混和槽の高さが縦型の攪拌装置を備えた凝集混和槽に比較して低いが、汚泥と凝集剤とを効果的に間混合することができる。
【００１８】
本発明の請求項３に係る凝集混和槽では、槽本体の長手方向に沿う側面に、複数の汚泥供給口が内部側に開口する汚泥供給槽と、複数の凝集剤供給口が内部側に開口する汚泥供給槽とが付設されている。従って、本発明の請求項３に係る凝集混和槽によれば、汚泥供給口と凝集剤供給口とが複数設けられているものの、それぞれ１本ずつの汚泥供給管と凝集剤供給管を汚泥供給槽と凝集剤供給槽とに連通させれば良いので、汚泥供給管と凝集剤供給管との供給管系統が従来例に係る凝集混和槽の供給管系統より複雑になるようなことがない。
【００１９】
本発明の請求項４に係る凝集混和槽では、汚泥供給槽の内部に、前記攪拌手段の回転中心と平行な軸心を有する回転軸で回転され、汚泥供給槽の底部に滞留する汚泥を前記汚泥供給口の方向に移動させる汚泥掻出手段が設けられている。従って、本発明の請求項４に係る凝集混和槽によれば、汚泥供給槽の底部に滞留する汚泥は汚泥掻出手段で汚泥供給口の方向に移動されると共に槽本体内に供給されるため、汚泥供給槽の底部に滞留する汚泥により汚泥供給口が目詰まりするようなことがない。
【００２０】
本発明の請求項５に係る汚泥脱水処理装置では、回転加圧脱水手段の脱水ケーキ排出部は前記脱水処理室内の脱水ケーキを前記円盤状のろ過板の回転中心より上部側であって、かつ脱水処理室の外周部から排出する位置に設けられ、前記汚泥供給部は前記脱水ケーキ排出部より下部側であって、かつ脱水処理室の外周部から脱水処理室内に汚泥を供給する位置に設けられると共に、前記汚泥供給部の下側に開口する汚泥入口に、前記請求項１乃至４のうちの何れか一つの項に記載の凝集混和槽の汚泥出口が直結されている。
【００２１】
従って、本発明の請求項５に係る汚泥脱水処理装置によれば、未脱水汚泥は流動性が高いため脱水処理室の上部側に移動することがなく、脱水処理室の下部側で確実にろ過されて流動性が失われて始めて脱水処理室の上部側に移動する。そのため、従来例に係る回転加圧脱水機のように、脱水ケーキ排出部の排出口から低脱水率の脱水ケーキが排出されるようなことがなく、汚泥が安定的に脱水される。また、汚泥供給部の下側に開口する汚泥入口から汚泥を回転加圧脱水手段の脱水処理室の下部側に供給する構成で、フロックが潰れ難いため凝集剤の添加量を低減することができる。
【００２２】
さらに、本発明の請求項５に係る汚泥脱水処理装置によれば、汚泥供給部の下側に開口する汚泥入口に凝集混和槽の汚泥出口が直結されていて、回転加圧脱水手段が複数並列設置されている場合、各回転加圧脱水手段の脱水処理室に等量ずつの汚泥を供給することができるので、安定運転することができる（処理汚泥量や脱水ケーキ含水率が安定する）のに加えて、長尺の汚泥供給ラインが不要であるから、汚泥脱水処理装置のコンパクト化が可能になり、従来例よりも狭い設置スペースに設置することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態に係る汚泥脱水処理装置を、添付図面を順次参照しながら説明する。図１は本発明の実施の形態に係る汚泥脱水処理装置の側面図、図２は本発明の実施の形態に係る汚泥脱水処理装置を脱水ケーキ排出側から見た背面図である。図３は本発明の実施の形態に係る汚泥脱水処理装置を構成する凝集混和槽の縦断面図、図４は本発明の実施の形態に係る汚泥脱水処理装置を構成する凝集混和槽の正面図、図５（ａ）は本発明の実施の形態に係る汚泥脱水処理装置を構成する凝集混和槽の横断面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＡ部拡大図、図５（ｃ）は図５（ｂ）のＢ矢視図である。図６は本発明の実施の形態に係る汚泥脱水処理装置を構成する回転加圧脱水手段の概略構成を示す一部省略側面図、図７は図６のＣ−Ｃ線断面図、図８は本発明の実施の形態に係る汚泥脱水処理装置を構成する回転加圧脱水手段の外輪スペーサの側面図である。
【００２４】
図１および図２に示す符号１は、本発明の実施の形態に係る汚泥脱水処理装置である。
この汚泥脱水処理装置１は、ベース２上に設置された架台３の上に設けられ、減速機付電動機４の垂直軸心周りの回転を水平軸心回りで、かつ左右に突出する駆動軸１２を同一方向に回転させるギヤボックス５を備えている。また、前記駆動軸１２で駆動される２台の回転加圧脱水手段１０，１０′と、前記ベース２上に設けられ、前記回転加圧脱水手段１０，１０′のそれぞれに、図示しない薬液供給タンクから供給される凝集剤（高分子凝集剤や無機凝集剤）を原汚泥に添加・混合して調質し、調質後の凝集剤混合汚泥を供給する凝集混和槽３０を備えている。さらに、前記回転加圧脱水手段１０，１０′それぞれの脱水ケーキ排出口から排出される脱水ケーキを受取るホッパ６を備えている。以下、本発明の実施の形態に係る汚泥脱水処理装置１を構成する上記各構成機器のうち、凝集混和槽３０と、回転加圧脱水手段１０，１０′との構成を説明する。
【００２５】
先ず、凝集剤を原汚泥に添加・混合して調質した凝集剤混合汚泥を回転加圧脱水手段に供給する、本発明の実施の形態に係る汚泥脱水処理装置１を構成する凝集混和槽３０の構成を、添付図面の図３、図４および図５を順次参照しながら説明する。即ち、本発明の実施の形態に係る凝集混和槽３０は、ベース２上に水平配設されており、下部の１側面に後述する汚泥供給槽３６と凝集剤供給槽３７とが設けられると共に、上部の２個所に汚泥出口３１ｂが設けられてなる密閉式の槽本体３１を備えている。なお、本発明の実施の形態の場合には、上部の２個所に汚泥出口３１ｂが設けられているが、回転加圧脱水手段の配設数に応じた数の汚泥出口３１ｂが設けられるので、汚泥出口３１ｂの数は２個所に限定されるものではない。
【００２６】
この槽本体３１の内部には、一端側がこの槽本体３１の一端側から外方に水密可能に突出する駆動軸３２ｃにより回転可能に支持され、他端側が従動軸３２ｄにより回転可能に支持されてなる回転胴３２ａと、この回転胴３２ａの周方向に所定のピッチで植設されてなる平板状の攪拌翼３２ｂとからなる、攪拌手段である攪拌装置３２が設けられている。
前記駆動軸３２ｃの槽本体３１からの突出端には、従動Ｖベルトプーリ３２ｅが嵌着されており、そしてこの従動Ｖベルトプーリ３２ｅは電動機３３の駆動軸に嵌着されてなる駆動Ｖベルトプーリ３３ａに掛装されてなるＶベルト３４により回転駆動されるように構成されている。また、前記槽本体３１の上部の２個所設けられた汚泥出口３１ｂのそれぞれには中継継ぎ手３５が取付けられており、これら中継継ぎ手３５のうちの一方が図２における右側の回転加圧脱水手段１０の汚泥供給部の汚泥入口に接続され、他方が左側の回転加圧脱水手段１０′の汚泥供給部の汚泥入口に接続されている。
【００２７】
前記汚泥供給槽３６は、前記槽本体３１の１側面であって、この槽本体３１の長手方向に沿って付設されている。そして、この汚泥供給槽３６には、図示しない汚泥供給源からこの汚泥供給槽３６の側部に連通する汚泥供給管３１ａを介して原汚泥（無機凝集剤混合汚泥でも良い）が供給されるように構成されている。また、前記凝集剤供給槽３７は、前記汚泥供給槽３６の上、かつ前記槽本体３１の１側面であって、この槽本体３１の長手方向に沿って付設されており、前記汚泥供給槽３６と同長さに設定されている。この凝集剤供給槽３７には、図示しない薬液供給タンクからこの凝集剤供給槽３７の１側面に連通する薬液供給管３１ｃを介して凝集剤（具体的には、高分子凝集剤等）が供給されるように構成されている。本発明の実施の形態に係る凝集混和槽３０によれば、汚泥供給口３６ａと凝集剤供給口３７ａとが複数設けられているが、１本の汚泥供給管３１ａを汚泥供給槽３６に、また１本の凝集剤供給管３１ｃを凝集剤供給槽３７に連通させれば良いので、汚泥供給管と凝集剤供給管との供給配管系統が従来例に係る凝集混和槽の供給配管系統より複雑になるようなことがない。
【００２８】
前記汚泥供給槽３６の内部と前記槽本体３１の内部は、この槽本体３１の長手方向に所定の間隔で列をなして設けられた複数の汚泥供給口３６ａを介して連通しており、図示しない汚泥供給源から汚泥供給管３１ａを介して供給された原汚泥が、汚泥供給槽３６から複数の汚泥供給口３６ａを通して槽本体３１の長手方向に分散供給されるように構成されている。また、前記凝集剤供給槽３７の内部と前記槽本体３１の内部は、この槽本体３１の長手方向に所定の間隔で列をなして設けられた複数の凝集剤供給口３７ａを介して連通しており、図示しない薬液供給タンクから薬液供給管３１ｃを介して供給された凝集剤が、凝集剤供給槽３７から複数の凝集剤供給口３７ａを通して槽本体３１の長手方向に分散供給されるように構成されている。
【００２９】
また、前記汚泥供給槽３６の内部には、前記攪拌装置３２の回転中心と平行な軸心を有する回転軸で回転され、前記汚泥供給槽の底部に滞留する汚泥を前記汚泥供給口３６ａの方向に移動させる汚泥掻出手段である汚泥掻出翼３６ｂが設けられている。この汚泥掻出翼３６ｂの働きにより、汚泥供給槽３６の底部に滞留する汚泥は汚泥供給口３６ａの方向に移動されると共に槽本体３１内に供給されるため、汚泥供給槽３６の底部に滞留する汚泥により汚泥供給口３６ａが目詰まりするようなことがない。なお、汚泥供給槽３６内の汚泥の堆積を抑制するために、汚泥供給口３６ａの開口は汚泥供給槽３６の底部に近い位置に設けるのが好ましい。なお、この実施の形態の場合には、汚泥供給口３６ａの上位位置に凝集剤供給口３７ａが設けられているが、これらの位置関係は逆であっても良く、また、汚泥供給槽３６の内部に汚泥掻出翼３６ｂを設けなくても良い。
【００３０】
前記凝集剤供給口３７ａの槽本体３１の開口位置は、前記汚泥供給口３６ａの槽本体３１の開口位置の直上になるように設定されており、この形態では、汚泥供給口３６ａと凝集剤供給口３７ａは、槽本体３１の長手方向のそれぞれ１０個ずつ設けられている。これら汚泥供給口３６ａと凝集剤供給口３７ａとの配設位置は、図５（ａ）において示すように、攪拌装置３２の反時計回り方向の回転方向を考慮して決定したものである。
【００３１】
即ち、槽本体３１内に供給された汚泥と凝集剤は、下向きに流れ、底部において下向きから上向きに反転すると共に他の側面側の内壁に沿って流れる間中を通じて攪拌することができるから、凝集混和槽３の高さが従来の縦型の攪拌装置を備えた凝集混和槽に比較して低いものの、汚泥と凝集剤とを効果的に間混合することができると考えたためである。
なお、これら供給口３６ａ，３７ａの設置数は適宜に決定すれば良いため、これら供給口３６ａ，３７ａの設置数に限定されるものではない。なお、汚泥と凝集剤とをより均等に混合させるために、槽本体３１の内部、例えば内壁に、攪拌により生じる汚泥の流れを乱流にするための邪魔板等を設けることが好ましい。
【００３２】
次に、本発明の実施の形態に係る汚泥脱水処理装置１を構成する回転加圧脱水手段１０，１０′を、添付図面の図６、図７および図８を順次参照しながら説明する。なお、２台の回転加圧脱水手段１０，１０′は、左右勝手反対の構成であって、これら回転加圧脱水手段１０，１０′の構成部品の構成は同等であるから、図２において右側に示す回転加圧脱水手段１０を取上げて説明する。また、作用態様に係る説明においては、左側の回転加圧脱水手段１０′の構成部品の符号は、右側の回転加圧脱水手段１０の構成部品の符号と同一とする。
【００３３】
図６に示す符1０は、本発明の実施の形態に係る回転加圧脱水手段である。この回転加圧脱水手段１０の基本的な構成は、従来例に係るものと同様である。即ち、この回転加圧脱水手段１０は、図示しない減速機付電動機４、ギヤボックス５により、０．５〜１．３ｒｐｍの回転速度で回転される駆動軸１２を備えている。この駆動軸１２には、この駆動軸１２の回転により沈みキー１２ａを介して回転される内輪スペーサ１３が嵌着されると共に、この内輪スペーサ１３を囲む外輪スペーサ１４が配設されている。なお、前記内輪スペーサ１３はボス部１３ａと同心に設けられており、このボス部１３ａを介して回転されるように構成されている。
【００３４】
前記外輪スペーサ１４には、この外輪スペーサ１４の中心側に内輪スペーサ１３の外周面が摺接する凹曲面を有する水平な仕切りスペーサ１５が設けられており、この仕切りスペーサ１５の下側には、横方向に開口する汚泥流入口２０ａが形成されている。また、この仕切りスペーサ１５の上側に、横方向に開口する脱水ケーキ排出部１９が設けられている。さらに、前記仕切りスペーサ１５の側面には、横方向に長い溝と、この溝の底部に開口する複数の水流出口とから構成され、後述する第１，２ろ過板を洗浄する洗浄水を排出する洗浄水排出部１５ａが設けられている。
【００３５】
前記内輪スペーサ１３のボス部１３ａから突出する前記駆動軸１２の先端側には、多数の水透過穴１６ａが設けられた円盤状の第１ろ過板１６が設けられている。また、前記駆動軸１２の基端側には、前記第１ろ過板１６と同構成であって、多数の水透過穴１７ａが設けられた円盤状の第２ろ過板１７が設けられている。ところで、本発明の実施の形態に係る回転加圧脱水手段の第１ろ過板１６および第２ろ過板１７には、直径０．５ｍｍの水透過穴を有するパンチングメタルを用いた。しかしながら、これに限らず、回転加圧脱水手段においては、ろ過板の水透過穴への汚泥の目詰まり抑制等の観点から、ろ過板の水透過穴の直径を、０．３〜１．０ｍｍの範囲に設定するのが好ましい。
【００３６】
即ち、これら第１ろ過板１６と第２ろ過板１７は、駆動軸１２にそれらの回中心に設けられた嵌合穴が嵌合されことにより取付けられている。これら第１ろ過板１６と第２ろ過板１７の嵌合穴側は、図示しない固着手段により、これら第１，２ろ過板１６，１７の相対する面が、図示しない機械的締結手段により、前記内輪スペーサ１３の側面に密着する状態に固着されている。そして、これら第１，２ろ過板１６，１７の外周付近の相対する面は、前記外輪スペーサ１４の内周部付近の面に摺接するように構成されている。
【００３７】
前記内輪スペーサ１３の外周面、前記外輪スペーサ１４の内周面、前記第１ろ過板１６、および前記第２ろ過板１７との間には、前記汚泥流入口２０ａから前記脱水ケーキ排出部１９側に向って順に、前記汚泥流入部２０ａから流入する汚泥をろ過するろ過ゾーン２０ｂと、ろ過水が除去された汚泥を圧搾脱水する圧搾脱水ゾーン２０ｃとに区分される脱水処理室２０が形成されている。前記汚泥流入口２０ａには、下側に開口する汚泥入口１８ａ、汚泥流路を介して前記汚泥入口部２０ａに汚泥を供給する汚泥供給部１８が取付けられている。なお、前記脱水処理室２０内であって、かつ第１ろ過板１６と第２ろ過板１７との相対する側の面のそれぞれに接触してなるものは、第１ろ過板１６と第２ろ過板１７の面のそれぞれに付着するケーキを掻取るスクレーパ２０ｄである。
【００３８】
前記第１ろ過板６の外側には第１カバー２１が配設され、この第１カバー２１はフランジ部が前記前記外輪スペーサ１４の側面に固着されている。また、前記第２ろ過板１６の外側には第２カバー２２が配設され、この第２カバー２２はフランジ部が前記前記外輪スペーサ１４の側面に固着されている。これら第１カバー２１、第２カバー２２それぞれの下部には、下方に突出するドレン管２３が設けられており、前記汚泥供給部１８、汚泥入口部１８ａを経て脱水処理室２０内に供給され、前記第１，２ろ過板１６，１７に設けられた多数の水透過穴１６ａ，１７ａを介して、前記第１カバー２１内、前記第２カバー２２内に排出された汚泥中の水分は、前記ドレン管２３から機外に排水されるように構成されている。
【００３９】
また、前記汚泥供給部１８は、前記脱水ケーキ排出部１９の排出口１９ａから排出される脱水ケーキの下方への落下を妨げない形状に形成されている。具体的には、図３，５から良く理解されるように、汚泥供給部１８の図における左方向への突出寸法は、この脱水ケーキ排出部１９の図における左方向への突出寸法よりも小寸法になるように設定されている。そのため、脱水ケーキ排出部１９から排出される脱水ケーキを搬送する脱水ケーキ搬送コンベアや脱水ケーキを受取るホッパ等の脱水ケーキ搬出・受取手段の一端を、脱水ケーキ排出部１９の下側に配設することができ、汚泥供給部１８が脱水ケーキ搬出・受取手段の配設に支障になるようなことがない。
【００４０】
さらに、前記脱水ケーキ排出部１９の排出口１９ａには、脱水処理室２０の圧搾脱水ゾーン２０ｂ内の圧搾脱水汚泥に対して背圧を付与する、前記排出口１９ａの上側部分の幅寸法を狭める上部背圧板２４ａと、前記排出口１９ａの下側部分幅寸法を狭める下部背圧板２４ｂとからなる背圧板２４が設けられている。この背圧板２４は、制御手段である図示しない空気ばねにより押圧されるように構成されている。
【００４１】
以下、本発明の実施の形態に係る汚泥脱水処理装置１の作用態様を説明する。即ち、本発明の実施の形態に係る汚泥脱水処理装置１によれば、図示しない汚泥供給源の原汚泥が汚泥圧入ポンプにより最大１００ｋＰａ（約１．０ｋｇｆ／ｃｍ２）に加圧されて汚泥供給管３１ａを介して汚泥供給槽３６に供給される。この汚泥供給槽３６に対する原汚泥の供給と並行して、図示しない薬液供給タンクから原汚泥と同圧力に加圧された凝集剤が凝集剤供給管３１ｃを介して凝集剤供給槽３７に供給される。前記汚泥供給槽３６に供給された原汚泥は１０個の汚泥供給口３６ａのそれぞれから、また凝集剤供給槽３７に供給された凝集剤は１０個の凝集剤供給口３７ａのそれぞれから凝集混和槽３０の槽本体３１内に並行して分散供給される。この凝集混和槽３０内に分散供給された原汚泥と凝集剤は、攪拌装置３２の緩やかに回転（例えば、回転数１０〜２５０ｒｐｍ）する攪拌翼３２ｂにより緩やかに攪拌されるため、これら原汚泥と凝集剤が均等に混合されると共に、調質されて凝集（フロック化）する。
【００４２】
より詳しくは、原汚泥と凝集剤は槽本体３１の下方に向かって流れ、底部領域において反転すると共に、次第に上方に上昇する間中を通じて混合され続ける。そして、均等に混合されて凝集（フロック化）した凝集剤混合汚泥として、この槽本体３１の上部の２個所に設けられている汚泥出口３１ｂ，３１ｂのそれぞれから等量ずつ流出する。従って、本発明の実施の形態に係る凝集混和槽３０によれば、回転加圧脱水手段１０、１０′のそれぞれに等量ずつであって、かつ汚泥と凝集剤とが均等に混合された凝集剤混合汚泥を供給することができるから、複数の回転加圧脱水手段１０、１０′のそれぞれに、最大限の汚泥脱水性能を発揮させることができる。
【００４３】
そして、前記汚泥出口３１ｂ，３１ｂのそれぞれから等量ずつ流出する凝集剤混合汚泥は、これら汚泥出口３１ｂ，３１ｂのそれぞれの上端に接続された中継継ぎ手３５を介して回転加圧脱水手段１０，１０′の汚泥供給部１８の下側に開口する汚泥入口１８ａのそれぞれに流入すると共に緩やかに上昇し、そして汚泥流路、および汚泥流入口２０ａを介して、０．５〜１．３ｒｐｍのゆっくりした速度で回転されている脱水処理室２０の下側のろ過ゾーン２０ｂに連続供給され続ける。脱水処理室２０の下側のろ過ゾーン２０ｂに供給された凝集剤混合汚泥は、このろ過ゾーン２０ｂでろ過されるため、徐々に流動性が失われる。
【００４４】
前記ろ過ゾーン２０ｂにおけるろ過により流動性が低下した汚泥は、多数の水透過穴が設けられた円盤状の第１ろ過板１６、および第２ろ過板１７の表面にケーキ層を徐々に形成しながら、これら第１ろ過板１６、第２ろ過板１７の回転により圧搾脱水ゾーン２０ｃ側に移動する。これら第１ろ過板１６、第２ろ過板１７の表面に形成されたケーキ層により固形物の捕捉が向上するために、ろ液は清浄になる。そして、前記圧搾脱水ゾーン２０ｃ中における汚泥は、脱水ケーキ排出部１９の排出口１９ａに設けられた背圧板２４の押圧力制御（空気ばねの圧力制御）により、背圧が最大６００ｋＰａ（約６．０ｋｇｆ／ｃｍ２）の一定圧力（調整可能である）に保持され続ける。流動性を失った汚泥は、これら第１ろ過板１６、第２ろ過板１７によるせん断力と、背圧板２４により発生する背圧によって圧搾脱水される。そして、圧搾脱水された低含水率になった脱水ケーキは、背圧板２４を押し退けて脱水ケーキ排出部１９から機外へ排出される。
【００４５】
従って、本発明の実施の形態に係る汚泥脱水処理装置１によれば、未脱水汚泥は流動性が高いため脱水処理室２０の上部側の圧搾脱水ゾーン２０ｃに移動することがなく、脱水処理室２０の下側のろ過ゾーン２０ｂで確実にろ過されて流動性が失われて始めて脱水処理室２０の上部側の圧搾脱水ゾーン２０ｃに移動する。そのため、従来例に係る汚泥脱水処理装置のように、脱水ケーキ排出部１９の排出口から低脱水率の脱水ケーキが排出されるようなことがなく、汚泥が安定的に脱水される。
【００４６】
因みに、従来例に係る回転加圧脱水機では、多いときで６時間の間に未脱水汚泥が数回排出されたが、この汚泥脱水処理装置１の場合には、このような現象は見られなかった。
さらに、従来例の場合、運転条件の設定によっては、脱水ケーキ排出部から脱水ケーキ状で排出されている状態であっても常に脱水ケーキの下部から若干の水分が滴下していたが、この汚泥脱水処理装置１ではこのような水分の滴下は全く見られなかった。また、従来例に係る回転加圧脱水機では、２つの回転加圧脱水手段（脱水処理室）への配管抵抗差や脱水性の若干の差異による凝集剤混合汚泥の供給量の不均一が発生すると、この差異が除々に拡大し一方が脱水不良となり、当該脱水処理室側に多くの凝集剤混合汚泥が供給され未脱水汚泥が排出された場合が見られたが、この汚泥脱水処理装置１の場合には、このような現象は見られず、２つの回転加圧脱水手段の各脱水処理室に均一に汚泥供給がなされると共に、脱水ケーキの含水率も安定していた。
【００４７】
また、凝集混和槽３０から緩やかに汚泥が上昇し、この凝集混和槽３０から短い移動距離で汚泥供給部１８の下側に開口する汚泥入口１８ａから汚泥を回転加圧脱水手段１０，１０′の脱水処理室２０の下部側のろ過ゾーン２０ｂに供給する構成で、フロックが潰れ難いため高分子凝集剤の添加量を低減することができ、汚泥の処理コストの低減に大いに寄与することができる。さらに、汚泥供給部１８の下側に開口する汚泥入口１８ａに凝集混和槽３０が直結されているため、複数（本発明の実施の形態においては２）の回転加圧脱水手段１０，１０′のそれぞれに等量ずつの汚泥を供給することができるのに加えて、長尺の汚泥供給ラインが不要であるから、汚泥脱水処理装置１のコンパクト化が可能になり、従来よりも狭いスペースに設置することができる。
【００４８】
ところで、回転加圧脱水手段の場合、一般に、脱水処理室の回転中心側を移動して排出口１９ａから排出される脱水ケーキの下側部分の含水率は、外周側を移動して排出口１９ａから排出される脱水ケーキの上側部分の含水率より低くなり、脱水ケーキの上下方向の含水率分布にばらつきが生じる。因みに、上下の幅寸法が同一の排出口から排出される脱水ケーキの下側部分の含水率が８０．７％である場合、脱水ケーキの上側部分の含水率は８６．７％であった。なお、排出口から排出される脱水ケーキの下側部分の含水率が、脱水ケーキの上側部分の含水率より低くなるのは仕切りスペーサ１５のために、脱水処理室２０の回転中心側を移動する汚泥に作用する抵抗が外周側を移動する汚泥に作用する抵抗よりも大きく、より圧搾脱水効果が上がるためであると理解することができる。
【００４９】
ところが、本発明の実施の形態に係る汚泥脱水処理装置１では、上記のとおり、回転加圧脱水手段１０，１０′の脱水ケーキ排出部１９それぞれの排出口１９ａに設けられてなる背圧板２４は、前記排出口１９ａの上側部分の幅寸法を狭める上部背圧板２４ａと、前記排出口１９ａの下側部分幅寸法を狭める下部背圧板２４ｂとからなり、これら上部背圧板２４ａと、下部背圧板２４ｂのそれぞれを個別に制御する制御手段（空気ばね）が設けられている。従って、上部背圧板２４ａを下部背圧板２４ｂよりも強い押圧力で押圧して、排出口１９ａの上下方向の上側部分の幅寸法を下側部分の幅寸法よりも小寸法に制御することにより、脱水処理室２０の外周側を移動する汚泥の含水率を、回転中心側を移動する汚泥の含水率のように低くすることができるから、脱水ケーキの上下方向の含水率分布の均一化に大いに寄与することができる。
【００５０】
なお、本発明の実施の形態に係る汚泥脱水処理装置１では、回転加圧脱水機に２個の回転加圧脱水手段（脱水処理室）が設けられている場合を例として説明したが、例えば回転加圧脱水機に回転加圧脱水手段（脱水処理室）が３以上設けられていても良い。また、脱水処理室の幅方向の両側に、多数の水透過穴が設けられてなるろ過面を有する円盤状のろ過板が配設されている場合を例として説明したが、脱水処理室の幅方向の何れか一方に、円盤状のろ過板が設けられていればそれなりの効果を得ることができる。また、ろ過板にパンチングメタルを用いた場合を説明したが、ウエッジワイヤースクリーン等、汚泥と水分が分離できる部材であれば利用可能である。従って、上記実施の形態に係る汚泥脱水処理装置は本発明の１具体例に過ぎず、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内における設計変更等は自由自在であるから、汚泥脱水処理装置１の形態は、上記実施の形態に係る汚泥脱水処理装置１の形態に限定されるものではない。
【００５１】
さらに、本発明の実施の形態に係る汚泥脱水処理装置では、上記のとおり、凝集混和槽を回転加圧脱水手段に適用した場合を例として説明した。しかしながら、この凝集混和槽を、例えばフレームに支持された一対のローラに跨って掛装されてなる透水性を有する、幅が数ｍの無端状のベルトで汚泥を搬送し、搬送中に脱水を行って汚泥を濃縮するベルト式汚泥濃縮機に対しても適用することができる。このようなベルト式汚泥濃縮機に対して凝集混和槽を適用する場合は、凝集混和槽の槽本体の上部を開放形式にすると共に、ベルト式汚泥濃縮機のフレームと一体的に構成し、凝集混和槽の槽本体の上部開口（槽本体の長手方向に設けられた開口）から汚泥をベルトの方向に略平行流動させるように供給するように構成すれば良い。本発明の凝集混和槽をベルト式汚泥濃縮機に適用すれば、凝集剤の添加量を低減できると共に、均質な凝集汚泥がベルトの幅方向に均等に供給されるので、ベルト全体で良好に汚泥を濃縮することができる。従って、本発明の技術的思想に係る凝集混和槽は、回転加圧脱水手段に対する適用に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施の形態に係る汚泥脱水処理装置の側面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る汚泥脱水処理装置を脱水ケーキ排出側から見た背面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る汚泥脱水処理装置を構成する凝集混和槽の縦断面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る汚泥脱水処理装置を構成する凝集混和槽の正面図である。
【図５】図５（ａ）は本発明の実施の形態に係る汚泥脱水処理装置を構成する凝集混和槽の横断面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＡ部拡大図、図５（ｃ）は図５（ｂ）のＢ矢視図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る汚泥脱水処理装置を構成する回転加圧脱水手段の概略構成を示す一部省略側面図である。
【図７】図６のＣ−Ｃ線断面図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る汚泥脱水処理装置を構成する回転加圧脱水手段の外輪スペーサの側面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１…汚泥脱水処理装置，２…ベース，３…架台，４…減速機付電動機，５…ギヤボックス，６…ホッパ
１０…回転加圧脱水手段，１０′…回転加圧脱水手段
１２…駆動軸，１２ａ…沈みキー
１３…内輪スペーサ，１３ａ…ボス部
１４…外輪スペーサ
１５…仕切りスペーサ，１５ａ…洗浄水排出部
１６…第１ろ過板，１６ａ…水透過穴
１７…第２ろ過板，１７ａ…水透過穴
１８…汚泥供給部，１８ａ…汚泥入口
１９…脱水ケーキ排出部，１９ａ…排出口
２０…脱水処理室，２０ａ…汚泥流入口，２０ｂ…ろ過ゾーン，２０ｃ…圧搾脱水ゾーン，２０ｄ…スクレーパ
２１…第１カバー
２２…第２カバー
２３…ドレン管
２４…背圧板，２４ａ…上部背圧板，２４ｂ…下部背圧板
３０…凝集混和槽
３１…槽本体，３１ａ…汚泥供給管，３１ｂ…汚泥出口，３１ｃ…薬液供給管
３２…攪拌装置，３２ａ…回転胴，３２ｂ…撹拌翼，３２ｃ…駆動軸、３２ｄ…従動軸，３２ｅ…従動Ｖベルトプーリ
３３…電動機，３３ａ…駆動Ｖベルトプーリ
３４…Ｖベルト
３５…中継継ぎ手
３６…汚泥供給槽，３６ａ…汚泥供給口，３６ｂ…汚泥掻出翼
３７…凝集剤供給槽，３７ａ…凝集剤供給口
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚泥に凝集剤を均等に混合し得ることを可能ならしめるようにした凝集混和槽および汚泥脱水装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下水処理場等から発生する汚泥は、汚泥濃縮装置や汚泥脱水装置等によって濃縮あるいは脱水されて処理されている。通常、汚泥に高分子凝集剤（以下、凝集剤という）を添加して混合（混和）すると共に、凝集剤の混合（混和）により凝集したフロックを含む凝集剤混合汚泥を濃縮、脱水処理している。凝集剤混合汚泥を濃縮脱水する汚泥脱水機としては、例えば回転加圧脱水機やベルト式汚泥濃縮機等がある。
【０００３】
前記回転加圧脱水機は、減速機付電動機により駆動される水平な駆動軸により内輪スペーサと共に回転され、ろ過面を有する一対の円盤状のろ過板を備えている。これら一対のろ過板と、これら一対のろ過板の外縁が摺接する外輪スペーサとの間には脱水処理室が形成されている。また、この脱水処理室に、機外に設けられた混和槽から凝集剤の添加・混合により調質された凝集剤混合汚泥を供給する汚泥供給部を備えると共に、この脱水処理室から脱水ケーキを排出する脱水ケーキ排出部を備えている。この従来例に係る回転加圧脱水機の前記汚泥供給部は、前記円盤状のろ過板の回転中心より上部側であって、かつ脱水処理室の外周部から脱水処理室内に汚泥を供給する位置に設けられている。また、前記脱水ケーキ排出部は、脱水処理室内の脱水ケーキを前記円盤状のろ過板の回転中心より下部側であって、かつ脱水処理室の外周部から排出する位置に設けられている（例えば、特許文献１，２、非特許文献１参照。）。
【０００４】
そして、上記のような構成の回転加圧脱水手段が２台並設されてなる汚泥脱水処理装置が特許文献１に開示され、また上記のような構成の回転加圧脱水機が４台、６台並設されてなる汚泥脱水処理装置が非特許文献１に開示されている。なお、この従来例に係る複数台の回転加圧脱水手段の場合には、何れも１台の減速機付電動機により駆動されるように構成されている。
【特許文献１】特表２００４−５３２７３３号公報
【特許文献２】特開２００４−９００４８号公報
【非特許文献１】回転加圧脱水機、社団法人下水道新技術推進機構、２００２年３月、ｐ．１２−３５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１，２および非特許文献１に記載された従来例に係る回転加圧脱水機は、コンパクトで、複数台の回転加圧脱水機を容易に並設することができるため、汚泥を大量に処理することがき、維持管理が容易であるという優れた機能を備えているため、近年多用されるようになってきている。しかしながら、凝集剤の添加・混合により調質された凝集剤混合汚泥を長い汚泥供給ラインを介して凝集混和槽から回転加圧脱水機に供給するように構成されているため、下記のような問題がある。
【０００６】
即ち、汚泥供給ラインを介して凝集剤混合汚泥が移送されている間に、この汚泥供給ライン内でフロックが破壊される虞があり、脱水性能が悪化する場合がある。また、回転加圧脱水機に複数の脱水処理室が設けられている場合には、複数の脱水処理室それぞれの汚泥供給部に連通する汚泥供給ラインの流路抵抗を、実質的に同等に設定することが困難なため、複数の脱水処理室のそれぞれに等量ずつの汚泥を供給することができず、汚泥供給量が過多となり十分脱水できない脱水処理室や、汚泥過少となり内部汚泥が押し出されず固着するといった非常に不安定な運転になるという問題が生じる虞がある。
【０００７】
さらに、原汚泥には、例えば固形物当り１％程度の凝集剤を添加する必要があるため汚泥脱水処理コストの低減が難しいのに加えて、汚泥脱水処理装置の設置に広いスペースを要するという問題もある。また、ベルト式汚泥濃縮機の場合も、従来は、凝集剤の添加・混合により調質された凝集剤混合汚泥を長い汚泥供給ラインを介して凝集混和槽から供給されるので、上記のように、汚泥供給ラインを介して凝集剤混合汚泥が移送されている間に、この汚泥供給ライン内でフロックが破壊される虞があり、脱水性能が悪化する問題や、凝集混和槽汚泥供給配管等を含めた汚泥処理設備の設置に広い設置スペースを要するという問題がある。
【０００８】
従って、本発明の第１の目的は、汚泥と凝集剤を均等に混合（混和）した凝集剤混合汚泥を複数の汚泥脱水（濃縮）手段に均等に供給し得る凝集混和槽を提供することであり、また第２の目的は、凝集剤の添加量が少ない凝集汚泥でも安定的に運転して効果的に脱水処理することを可能ならしめるコンパクトな汚泥脱水処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
発明者等は、発想を転換して鋭意研究を進めた結果、後述する点を知見して、本発明を具現するに至ったものである。
（１）縦型式の凝集混和槽では汚泥供給管が長くなるのに加えて、複数の回転加圧脱水手段や所定幅のベルトを有するベルト式汚泥濃縮機に汚泥を均等に供給することが困難であるため、水平配設される横長の凝集混和槽が好ましいが、高さ寸法の関係上、汚泥と凝集剤との攪拌時間が短く均等混合が困難である。
しかしながら、凝集混和槽の長手方向に沿って複数の凝集剤供給口と汚泥供給口を列状に設ければ、横長の凝集混和槽の長手方向にわたって汚泥と凝集剤が分散供給されるため、短時間の攪拌で均等混合することができる。
（２）横長の凝集混和槽の上側に複数の汚泥出口を設ければ、複数の汚泥出口のそれぞれから等量ずつの混合汚泥を流出させることができる。
（３）汚泥供給部の下側に開口する汚泥入口から汚泥を回転加圧脱水手段の脱水処理室の下部側に供給する構成にすれば、フロックが潰れ難くなるため高分子凝集剤の添加量を低減することができる。
（４）汚泥供給部の下側に開口する汚泥入口に凝集混和槽を直結すれば、汚泥脱水処理装置の複数の脱水処理室のそれぞれに等量ずつの汚泥を供給することができ、しかも汚泥脱水処理装置をコンパクトにすることができる。
（５）ろ過板を逆回転させても脱水処理室の汚泥を下側から上側に汚泥を移動させることができる。
（６）流動性が高い未脱水汚泥は脱水が進行して流動性が低下しなければ、脱水処理室の上側に移動しない。
【００１０】
従って、上記課題を解決するために、本発明の請求項１に係る凝集混和槽が採用した手段は、水平配設される横長の槽本体と、この槽本体の長手方向に沿って内設される回転部材と、この回転部材の外周に突設された攪拌翼とからなる攪拌手段と、前記槽本体の１側面の長手方向にそれぞれ列をなして設けられ、前記槽本体の内部に汚泥を供給する複数の汚泥供給口および前記槽本体の内部に凝集剤を供給する複数の凝集剤供給口と、前記槽本体の上部に設けられ、汚泥と凝集剤とからなる凝集剤混合汚泥を汚泥脱水手段に供給する汚泥出口とを具備してなることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の請求項２に係る凝集混和槽が採用した手段は、請求項１に記載の凝集混和槽において、前記汚泥供給口と前記凝集剤供給口とが設けられる前記槽本体の１側面は、前記攪拌手段の作動により生じる内壁に沿う汚泥の流れが下向きになる側であることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の請求項３に係る凝集混和槽が採用した手段は、請求項１または２のうちの何れか一つの項に記載の凝集混和槽において、前記槽本体の１側面に、前記複数の汚泥供給口が内部側に開口する汚泥供給槽と、前記複数の凝集剤供給口が内部側に開口する凝集剤供給槽とが付設されてなることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明の請求項４に係る凝集混和槽が採用した手段は、請求項３に記載の凝集混和槽において、前記汚泥供給槽の内部に、前記攪拌手段の回転中心と平行な軸心を有する回転軸で回転され、前記汚泥供給槽の底部に滞留する汚泥を前記汚泥供給口の方向に移動させる汚泥掻出手段が設けられてなることを特徴とするものである。
【００１４】
本発明の請求項５に係る汚泥脱水処理装置が採用した手段は、水平な駆動軸により回転され、少なくとも幅方向の一方側に、多数の水透過穴が設けられてなるろ過面を有する円盤状のろ過板を備えた脱水処理室内に凝集剤が添加・混合された凝集剤混合汚泥を供給する汚泥供給部が設けられると共に、脱水ケーキを排出する脱水ケーキ排出部が設けられた回転加圧脱水手段が配設されてなる汚泥脱水処理装置において、前記回転加圧脱水手段の脱水ケーキ排出部は前記脱水処理室内の脱水ケーキを前記円盤状のろ過板の回転中心より上部側であって、かつ脱水処理室の外周部から排出する位置に設けられ、前記汚泥供給部は前記脱水ケーキ排出部より下部側であって、かつ脱水処理室の外周部から脱水処理室内に汚泥を供給する位置に設けられると共に、前記汚泥供給部の下側に開口する汚泥入口に、前記請求項１乃至４のうちの何れか一つの項に記載の凝集混和槽の汚泥出口が直結されてなることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の請求項１乃至４に係る凝集混和槽では、水平配設される横長の凝集混和槽の槽本体の１側面の長手方向に複数の汚泥供給口および複数の凝集剤供給口がそれぞれ列をなして設けられている。従って、本発明の請求項１乃至４に係る凝集混和槽によれば、横長の凝集混和槽の長手方向にわたる複数箇所から汚泥と凝集剤とが分散供給され、そして分散供給された汚泥と凝集剤とが凝集混和槽の槽本体内において攪拌手段により均等に混合される。
【００１６】
また、本発明の請求項１乃至４に係る凝集混和槽では、汚泥出口は槽本体の上部に設けられているから、複数の汚泥出口のそれぞれから等量ずつ、かつ汚泥と凝集剤とが均等に混合された凝集剤混合汚泥を流出させることができる。従って、本発明の請求項１乃至４に係る凝集混和槽によれば、複数の汚泥出口から複数の回転加圧脱水手段のそれぞれに等量ずつ、かつ汚泥と凝集剤とが均等に混合された凝集剤混合汚泥を供給することができるから、複数の回転加圧脱水手段のそれぞれに、最大限の汚泥脱水性能を発揮させることができる。
【００１７】
本発明の請求項２に係る凝集混和槽では、前記汚泥供給口と前記凝集剤供給口とが設けられる前記槽本体の１側面は、前記攪拌手段の作動により生じる内壁に沿う汚泥の流れが下向きになる側である。従って、本発明の請求項２に係る凝集混和槽によれば、汚泥供給口と凝集剤供給口から槽本体内に供給された汚泥と凝集剤は、下向きに流れ、底部において下向きから上向きに反転すると共に他の側面側の内壁に沿って流れる間中を通じて攪拌されるから、凝集混和槽の高さが縦型の攪拌装置を備えた凝集混和槽に比較して低いが、汚泥と凝集剤とを効果的に間混合することができる。
【００１８】
本発明の請求項３に係る凝集混和槽では、槽本体の長手方向に沿う側面に、複数の汚泥供給口が内部側に開口する汚泥供給槽と、複数の凝集剤供給口が内部側に開口する汚泥供給槽とが付設されている。従って、本発明の請求項３に係る凝集混和槽によれば、汚泥供給口と凝集剤供給口とが複数設けられているものの、それぞれ１本ずつの汚泥供給管と凝集剤供給管を汚泥供給槽と凝集剤供給槽とに連通させれば良いので、汚泥供給管と凝集剤供給管との供給管系統が従来例に係る凝集混和槽の供給管系統より複雑になるようなことがない。
【００１９】
本発明の請求項４に係る凝集混和槽では、汚泥供給槽の内部に、前記攪拌手段の回転中心と平行な軸心を有する回転軸で回転され、汚泥供給槽の底部に滞留する汚泥を前記汚泥供給口の方向に移動させる汚泥掻出手段が設けられている。従って、本発明の請求項４に係る凝集混和槽によれば、汚泥供給槽の底部に滞留する汚泥は汚泥掻出手段で汚泥供給口の方向に移動されると共に槽本体内に供給されるため、汚泥供給槽の底部に滞留する汚泥により汚泥供給口が目詰まりするようなことがない。
【００２０】
本発明の請求項５に係る汚泥脱水処理装置では、回転加圧脱水手段の脱水ケーキ排出部は前記脱水処理室内の脱水ケーキを前記円盤状のろ過板の回転中心より上部側であって、かつ脱水処理室の外周部から排出する位置に設けられ、前記汚泥供給部は前記脱水ケーキ排出部より下部側であって、かつ脱水処理室の外周部から脱水処理室内に汚泥を供給する位置に設けられると共に、前記汚泥供給部の下側に開口する汚泥入口に、前記請求項１乃至４のうちの何れか一つの項に記載の凝集混和槽の汚泥出口が直結されている。
【００２１】
従って、本発明の請求項５に係る汚泥脱水処理装置によれば、未脱水汚泥は流動性が高いため脱水処理室の上部側に移動することがなく、脱水処理室の下部側で確実にろ過されて流動性が失われて始めて脱水処理室の上部側に移動する。そのため、従来例に係る回転加圧脱水機のように、脱水ケーキ排出部の排出口から低脱水率の脱水ケーキが排出されるようなことがなく、汚泥が安定的に脱水される。また、汚泥供給部の下側に開口する汚泥入口から汚泥を回転加圧脱水手段の脱水処理室の下部側に供給する構成で、フロックが潰れ難いため凝集剤の添加量を低減することができる。
【００２２】
さらに、本発明の請求項５に係る汚泥脱水処理装置によれば、汚泥供給部の下側に開口する汚泥入口に凝集混和槽の汚泥出口が直結されていて、回転加圧脱水手段が複数並列設置されている場合、各回転加圧脱水手段の脱水処理室に等量ずつの汚泥を供給することができるので、安定運転することができる（処理汚泥量や脱水ケーキ含水率が安定する）のに加えて、長尺の汚泥供給ラインが不要であるから、汚泥脱水処理装置のコンパクト化が可能になり、従来例よりも狭い設置スペースに設置することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態に係る汚泥脱水処理装置を、添付図面を順次参照しながら説明する。図１は本発明の実施の形態に係る汚泥脱水処理装置の側面図、図２は本発明の実施の形態に係る汚泥脱水処理装置を脱水ケーキ排出側から見た背面図である。図３は本発明の実施の形態に係る汚泥脱水処理装置を構成する凝集混和槽の縦断面図、図４は本発明の実施の形態に係る汚泥脱水処理装置を構成する凝集混和槽の正面図、図５（ａ）は本発明の実施の形態に係る汚泥脱水処理装置を構成する凝集混和槽の横断面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＡ部拡大図、図５（ｃ）は図５（ｂ）のＢ矢視図である。図６は本発明の実施の形態に係る汚泥脱水処理装置を構成する回転加圧脱水手段の概略構成を示す一部省略側面図、図７は図６のＣ−Ｃ線断面図、図８は本発明の実施の形態に係る汚泥脱水処理装置を構成する回転加圧脱水手段の外輪スペーサの側面図である。
【００２４】
図１および図２に示す符号１は、本発明の実施の形態に係る汚泥脱水処理装置である。
この汚泥脱水処理装置１は、ベース２上に設置された架台３の上に設けられ、減速機付電動機４の垂直軸心周りの回転を水平軸心回りで、かつ左右に突出する駆動軸１２を同一方向に回転させるギヤボックス５を備えている。また、前記駆動軸１２で駆動される２台の回転加圧脱水手段１０，１０′と、前記ベース２上に設けられ、前記回転加圧脱水手段１０，１０′のそれぞれに、図示しない薬液供給タンクから供給される凝集剤（高分子凝集剤や無機凝集剤）を原汚泥に添加・混合して調質し、調質後の凝集剤混合汚泥を供給する凝集混和槽３０を備えている。さらに、前記回転加圧脱水手段１０，１０′それぞれの脱水ケーキ排出口から排出される脱水ケーキを受取るホッパ６を備えている。以下、本発明の実施の形態に係る汚泥脱水処理装置１を構成する上記各構成機器のうち、凝集混和槽３０と、回転加圧脱水手段１０，１０′との構成を説明する。
【００２５】
先ず、凝集剤を原汚泥に添加・混合して調質した凝集剤混合汚泥を回転加圧脱水手段に供給する、本発明の実施の形態に係る汚泥脱水処理装置１を構成する凝集混和槽３０の構成を、添付図面の図３、図４および図５を順次参照しながら説明する。即ち、本発明の実施の形態に係る凝集混和槽３０は、ベース２上に水平配設されており、下部の１側面に後述する汚泥供給槽３６と凝集剤供給槽３７とが設けられると共に、上部の２個所に汚泥出口３１ｂが設けられてなる密閉式の槽本体３１を備えている。なお、本発明の実施の形態の場合には、上部の２個所に汚泥出口３１ｂが設けられているが、回転加圧脱水手段の配設数に応じた数の汚泥出口３１ｂが設けられるので、汚泥出口３１ｂの数は２個所に限定されるものではない。
【００２６】
この槽本体３１の内部には、一端側がこの槽本体３１の一端側から外方に水密可能に突出する駆動軸３２ｃにより回転可能に支持され、他端側が従動軸３２ｄにより回転可能に支持されてなる回転胴３２ａと、この回転胴３２ａの周方向に所定のピッチで植設されてなる平板状の攪拌翼３２ｂとからなる、攪拌手段である攪拌装置３２が設けられている。
前記駆動軸３２ｃの槽本体３１からの突出端には、従動Ｖベルトプーリ３２ｅが嵌着されており、そしてこの従動Ｖベルトプーリ３２ｅは電動機３３の駆動軸に嵌着されてなる駆動Ｖベルトプーリ３３ａに掛装されてなるＶベルト３４により回転駆動されるように構成されている。また、前記槽本体３１の上部の２個所設けられた汚泥出口３１ｂのそれぞれには中継継ぎ手３５が取付けられており、これら中継継ぎ手３５のうちの一方が図２における右側の回転加圧脱水手段１０の汚泥供給部の汚泥入口に接続され、他方が左側の回転加圧脱水手段１０′の汚泥供給部の汚泥入口に接続されている。
【００２７】
前記汚泥供給槽３６は、前記槽本体３１の１側面であって、この槽本体３１の長手方向に沿って付設されている。そして、この汚泥供給槽３６には、図示しない汚泥供給源からこの汚泥供給槽３６の側部に連通する汚泥供給管３１ａを介して原汚泥（無機凝集剤混合汚泥でも良い）が供給されるように構成されている。また、前記凝集剤供給槽３７は、前記汚泥供給槽３６の上、かつ前記槽本体３１の１側面であって、この槽本体３１の長手方向に沿って付設されており、前記汚泥供給槽３６と同長さに設定されている。この凝集剤供給槽３７には、図示しない薬液供給タンクからこの凝集剤供給槽３７の１側面に連通する薬液供給管３１ｃを介して凝集剤（具体的には、高分子凝集剤等）が供給されるように構成されている。本発明の実施の形態に係る凝集混和槽３０によれば、汚泥供給口３６ａと凝集剤供給口３７ａとが複数設けられているが、１本の汚泥供給管３１ａを汚泥供給槽３６に、また１本の凝集剤供給管３１ｃを凝集剤供給槽３７に連通させれば良いので、汚泥供給管と凝集剤供給管との供給配管系統が従来例に係る凝集混和槽の供給配管系統より複雑になるようなことがない。
【００２８】
前記汚泥供給槽３６の内部と前記槽本体３１の内部は、この槽本体３１の長手方向に所定の間隔で列をなして設けられた複数の汚泥供給口３６ａを介して連通しており、図示しない汚泥供給源から汚泥供給管３１ａを介して供給された原汚泥が、汚泥供給槽３６から複数の汚泥供給口３６ａを通して槽本体３１の長手方向に分散供給されるように構成されている。また、前記凝集剤供給槽３７の内部と前記槽本体３１の内部は、この槽本体３１の長手方向に所定の間隔で列をなして設けられた複数の凝集剤供給口３７ａを介して連通しており、図示しない薬液供給タンクから薬液供給管３１ｃを介して供給された凝集剤が、凝集剤供給槽３７から複数の凝集剤供給口３７ａを通して槽本体３１の長手方向に分散供給されるように構成されている。
【００２９】
また、前記汚泥供給槽３６の内部には、前記攪拌装置３２の回転中心と平行な軸心を有する回転軸で回転され、前記汚泥供給槽の底部に滞留する汚泥を前記汚泥供給口３６ａの方向に移動させる汚泥掻出手段である汚泥掻出翼３６ｂが設けられている。この汚泥掻出翼３６ｂの働きにより、汚泥供給槽３６の底部に滞留する汚泥は汚泥供給口３６ａの方向に移動されると共に槽本体３１内に供給されるため、汚泥供給槽３６の底部に滞留する汚泥により汚泥供給口３６ａが目詰まりするようなことがない。なお、汚泥供給槽３６内の汚泥の堆積を抑制するために、汚泥供給口３６ａの開口は汚泥供給槽３６の底部に近い位置に設けるのが好ましい。なお、この実施の形態の場合には、汚泥供給口３６ａの上位位置に凝集剤供給口３７ａが設けられているが、これらの位置関係は逆であっても良く、また、汚泥供給槽３６の内部に汚泥掻出翼３６ｂを設けなくても良い。
【００３０】
前記凝集剤供給口３７ａの槽本体３１の開口位置は、前記汚泥供給口３６ａの槽本体３１の開口位置の直上になるように設定されており、この形態では、汚泥供給口３６ａと凝集剤供給口３７ａは、槽本体３１の長手方向のそれぞれ１０個ずつ設けられている。これら汚泥供給口３６ａと凝集剤供給口３７ａとの配設位置は、図５（ａ）において示すように、攪拌装置３２の反時計回り方向の回転方向を考慮して決定したものである。
【００３１】
即ち、槽本体３１内に供給された汚泥と凝集剤は、下向きに流れ、底部において下向きから上向きに反転すると共に他の側面側の内壁に沿って流れる間中を通じて攪拌することができるから、凝集混和槽３の高さが従来の縦型の攪拌装置を備えた凝集混和槽に比較して低いものの、汚泥と凝集剤とを効果的に間混合することができると考えたためである。
なお、これら供給口３６ａ，３７ａの設置数は適宜に決定すれば良いため、これら供給口３６ａ，３７ａの設置数に限定されるものではない。なお、汚泥と凝集剤とをより均等に混合させるために、槽本体３１の内部、例えば内壁に、攪拌により生じる汚泥の流れを乱流にするための邪魔板等を設けることが好ましい。
【００３２】
次に、本発明の実施の形態に係る汚泥脱水処理装置１を構成する回転加圧脱水手段１０，１０′を、添付図面の図６、図７および図８を順次参照しながら説明する。なお、２台の回転加圧脱水手段１０，１０′は、左右勝手反対の構成であって、これら回転加圧脱水手段１０，１０′の構成部品の構成は同等であるから、図２において右側に示す回転加圧脱水手段１０を取上げて説明する。また、作用態様に係る説明においては、左側の回転加圧脱水手段１０′の構成部品の符号は、右側の回転加圧脱水手段１０の構成部品の符号と同一とする。
【００３３】
図６に示す符1０は、本発明の実施の形態に係る回転加圧脱水手段である。この回転加圧脱水手段１０の基本的な構成は、従来例に係るものと同様である。即ち、この回転加圧脱水手段１０は、図示しない減速機付電動機４、ギヤボックス５により、０．５〜１．３ｒｐｍの回転速度で回転される駆動軸１２を備えている。この駆動軸１２には、この駆動軸１２の回転により沈みキー１２ａを介して回転される内輪スペーサ１３が嵌着されると共に、この内輪スペーサ１３を囲む外輪スペーサ１４が配設されている。なお、前記内輪スペーサ１３はボス部１３ａと同心に設けられており、このボス部１３ａを介して回転されるように構成されている。
【００３４】
前記外輪スペーサ１４には、この外輪スペーサ１４の中心側に内輪スペーサ１３の外周面が摺接する凹曲面を有する水平な仕切りスペーサ１５が設けられており、この仕切りスペーサ１５の下側には、横方向に開口する汚泥流入口２０ａが形成されている。また、この仕切りスペーサ１５の上側に、横方向に開口する脱水ケーキ排出部１９が設けられている。さらに、前記仕切りスペーサ１５の側面には、横方向に長い溝と、この溝の底部に開口する複数の水流出口とから構成され、後述する第１，２ろ過板を洗浄する洗浄水を排出する洗浄水排出部１５ａが設けられている。
【００３５】
前記内輪スペーサ１３のボス部１３ａから突出する前記駆動軸１２の先端側には、多数の水透過穴１６ａが設けられた円盤状の第１ろ過板１６が設けられている。また、前記駆動軸１２の基端側には、前記第１ろ過板１６と同構成であって、多数の水透過穴１７ａが設けられた円盤状の第２ろ過板１７が設けられている。ところで、本発明の実施の形態に係る回転加圧脱水手段の第１ろ過板１６および第２ろ過板１７には、直径０．５ｍｍの水透過穴を有するパンチングメタルを用いた。しかしながら、これに限らず、回転加圧脱水手段においては、ろ過板の水透過穴への汚泥の目詰まり抑制等の観点から、ろ過板の水透過穴の直径を、０．３〜１．０ｍｍの範囲に設定するのが好ましい。
【００３６】
即ち、これら第１ろ過板１６と第２ろ過板１７は、駆動軸１２にそれらの回中心に設けられた嵌合穴が嵌合されことにより取付けられている。これら第１ろ過板１６と第２ろ過板１７の嵌合穴側は、図示しない固着手段により、これら第１，２ろ過板１６，１７の相対する面が、図示しない機械的締結手段により、前記内輪スペーサ１３の側面に密着する状態に固着されている。そして、これら第１，２ろ過板１６，１７の外周付近の相対する面は、前記外輪スペーサ１４の内周部付近の面に摺接するように構成されている。
【００３７】
前記内輪スペーサ１３の外周面、前記外輪スペーサ１４の内周面、前記第１ろ過板１６、および前記第２ろ過板１７との間には、前記汚泥流入口２０ａから前記脱水ケーキ排出部１９側に向って順に、前記汚泥流入部２０ａから流入する汚泥をろ過するろ過ゾーン２０ｂと、ろ過水が除去された汚泥を圧搾脱水する圧搾脱水ゾーン２０ｃとに区分される脱水処理室２０が形成されている。前記汚泥流入口２０ａには、下側に開口する汚泥入口１８ａ、汚泥流路を介して前記汚泥入口部２０ａに汚泥を供給する汚泥供給部１８が取付けられている。なお、前記脱水処理室２０内であって、かつ第１ろ過板１６と第２ろ過板１７との相対する側の面のそれぞれに接触してなるものは、第１ろ過板１６と第２ろ過板１７の面のそれぞれに付着するケーキを掻取るスクレーパ２０ｄである。
【００３８】
前記第１ろ過板６の外側には第１カバー２１が配設され、この第１カバー２１はフランジ部が前記前記外輪スペーサ１４の側面に固着されている。また、前記第２ろ過板１６の外側には第２カバー２２が配設され、この第２カバー２２はフランジ部が前記前記外輪スペーサ１４の側面に固着されている。これら第１カバー２１、第２カバー２２それぞれの下部には、下方に突出するドレン管２３が設けられており、前記汚泥供給部１８、汚泥入口部１８ａを経て脱水処理室２０内に供給され、前記第１，２ろ過板１６，１７に設けられた多数の水透過穴１６ａ，１７ａを介して、前記第１カバー２１内、前記第２カバー２２内に排出された汚泥中の水分は、前記ドレン管２３から機外に排水されるように構成されている。
【００３９】
また、前記汚泥供給部１８は、前記脱水ケーキ排出部１９の排出口１９ａから排出される脱水ケーキの下方への落下を妨げない形状に形成されている。具体的には、図３，５から良く理解されるように、汚泥供給部１８の図における左方向への突出寸法は、この脱水ケーキ排出部１９の図における左方向への突出寸法よりも小寸法になるように設定されている。そのため、脱水ケーキ排出部１９から排出される脱水ケーキを搬送する脱水ケーキ搬送コンベアや脱水ケーキを受取るホッパ等の脱水ケーキ搬出・受取手段の一端を、脱水ケーキ排出部１９の下側に配設することができ、汚泥供給部１８が脱水ケーキ搬出・受取手段の配設に支障になるようなことがない。
【００４０】
さらに、前記脱水ケーキ排出部１９の排出口１９ａには、脱水処理室２０の圧搾脱水ゾーン２０ｂ内の圧搾脱水汚泥に対して背圧を付与する、前記排出口１９ａの上側部分の幅寸法を狭める上部背圧板２４ａと、前記排出口１９ａの下側部分幅寸法を狭める下部背圧板２４ｂとからなる背圧板２４が設けられている。この背圧板２４は、制御手段である図示しない空気ばねにより押圧されるように構成されている。
【００４１】
以下、本発明の実施の形態に係る汚泥脱水処理装置１の作用態様を説明する。即ち、本発明の実施の形態に係る汚泥脱水処理装置１によれば、図示しない汚泥供給源の原汚泥が汚泥圧入ポンプにより最大１００ｋＰａ（約１．０ｋｇｆ／ｃｍ２）に加圧されて汚泥供給管３１ａを介して汚泥供給槽３６に供給される。この汚泥供給槽３６に対する原汚泥の供給と並行して、図示しない薬液供給タンクから原汚泥と同圧力に加圧された凝集剤が凝集剤供給管３１ｃを介して凝集剤供給槽３７に供給される。前記汚泥供給槽３６に供給された原汚泥は１０個の汚泥供給口３６ａのそれぞれから、また凝集剤供給槽３７に供給された凝集剤は１０個の凝集剤供給口３７ａのそれぞれから凝集混和槽３０の槽本体３１内に並行して分散供給される。この凝集混和槽３０内に分散供給された原汚泥と凝集剤は、攪拌装置３２の緩やかに回転（例えば、回転数１０〜２５０ｒｐｍ）する攪拌翼３２ｂにより緩やかに攪拌されるため、これら原汚泥と凝集剤が均等に混合されると共に、調質されて凝集（フロック化）する。
【００４２】
より詳しくは、原汚泥と凝集剤は槽本体３１の下方に向かって流れ、底部領域において反転すると共に、次第に上方に上昇する間中を通じて混合され続ける。そして、均等に混合されて凝集（フロック化）した凝集剤混合汚泥として、この槽本体３１の上部の２個所に設けられている汚泥出口３１ｂ，３１ｂのそれぞれから等量ずつ流出する。従って、本発明の実施の形態に係る凝集混和槽３０によれば、回転加圧脱水手段１０、１０′のそれぞれに等量ずつであって、かつ汚泥と凝集剤とが均等に混合された凝集剤混合汚泥を供給することができるから、複数の回転加圧脱水手段１０、１０′のそれぞれに、最大限の汚泥脱水性能を発揮させることができる。
【００４３】
そして、前記汚泥出口３１ｂ，３１ｂのそれぞれから等量ずつ流出する凝集剤混合汚泥は、これら汚泥出口３１ｂ，３１ｂのそれぞれの上端に接続された中継継ぎ手３５を介して回転加圧脱水手段１０，１０′の汚泥供給部１８の下側に開口する汚泥入口１８ａのそれぞれに流入すると共に緩やかに上昇し、そして汚泥流路、および汚泥流入口２０ａを介して、０．５〜１．３ｒｐｍのゆっくりした速度で回転されている脱水処理室２０の下側のろ過ゾーン２０ｂに連続供給され続ける。脱水処理室２０の下側のろ過ゾーン２０ｂに供給された凝集剤混合汚泥は、このろ過ゾーン２０ｂでろ過されるため、徐々に流動性が失われる。
【００４４】
前記ろ過ゾーン２０ｂにおけるろ過により流動性が低下した汚泥は、多数の水透過穴が設けられた円盤状の第１ろ過板１６、および第２ろ過板１７の表面にケーキ層を徐々に形成しながら、これら第１ろ過板１６、第２ろ過板１７の回転により圧搾脱水ゾーン２０ｃ側に移動する。これら第１ろ過板１６、第２ろ過板１７の表面に形成されたケーキ層により固形物の捕捉が向上するために、ろ液は清浄になる。そして、前記圧搾脱水ゾーン２０ｃ中における汚泥は、脱水ケーキ排出部１９の排出口１９ａに設けられた背圧板２４の押圧力制御（空気ばねの圧力制御）により、背圧が最大６００ｋＰａ（約６．０ｋｇｆ／ｃｍ２）の一定圧力（調整可能である）に保持され続ける。流動性を失った汚泥は、これら第１ろ過板１６、第２ろ過板１７によるせん断力と、背圧板２４により発生する背圧によって圧搾脱水される。そして、圧搾脱水された低含水率になった脱水ケーキは、背圧板２４を押し退けて脱水ケーキ排出部１９から機外へ排出される。
【００４５】
従って、本発明の実施の形態に係る汚泥脱水処理装置１によれば、未脱水汚泥は流動性が高いため脱水処理室２０の上部側の圧搾脱水ゾーン２０ｃに移動することがなく、脱水処理室２０の下側のろ過ゾーン２０ｂで確実にろ過されて流動性が失われて始めて脱水処理室２０の上部側の圧搾脱水ゾーン２０ｃに移動する。そのため、従来例に係る汚泥脱水処理装置のように、脱水ケーキ排出部１９の排出口から低脱水率の脱水ケーキが排出されるようなことがなく、汚泥が安定的に脱水される。
【００４６】
因みに、従来例に係る回転加圧脱水機では、多いときで６時間の間に未脱水汚泥が数回排出されたが、この汚泥脱水処理装置１の場合には、このような現象は見られなかった。
さらに、従来例の場合、運転条件の設定によっては、脱水ケーキ排出部から脱水ケーキ状で排出されている状態であっても常に脱水ケーキの下部から若干の水分が滴下していたが、この汚泥脱水処理装置１ではこのような水分の滴下は全く見られなかった。また、従来例に係る回転加圧脱水機では、２つの回転加圧脱水手段（脱水処理室）への配管抵抗差や脱水性の若干の差異による凝集剤混合汚泥の供給量の不均一が発生すると、この差異が除々に拡大し一方が脱水不良となり、当該脱水処理室側に多くの凝集剤混合汚泥が供給され未脱水汚泥が排出された場合が見られたが、この汚泥脱水処理装置１の場合には、このような現象は見られず、２つの回転加圧脱水手段の各脱水処理室に均一に汚泥供給がなされると共に、脱水ケーキの含水率も安定していた。
【００４７】
また、凝集混和槽３０から緩やかに汚泥が上昇し、この凝集混和槽３０から短い移動距離で汚泥供給部１８の下側に開口する汚泥入口１８ａから汚泥を回転加圧脱水手段１０，１０′の脱水処理室２０の下部側のろ過ゾーン２０ｂに供給する構成で、フロックが潰れ難いため高分子凝集剤の添加量を低減することができ、汚泥の処理コストの低減に大いに寄与することができる。さらに、汚泥供給部１８の下側に開口する汚泥入口１８ａに凝集混和槽３０が直結されているため、複数（本発明の実施の形態においては２）の回転加圧脱水手段１０，１０′のそれぞれに等量ずつの汚泥を供給することができるのに加えて、長尺の汚泥供給ラインが不要であるから、汚泥脱水処理装置１のコンパクト化が可能になり、従来よりも狭いスペースに設置することができる。
【００４８】
ところで、回転加圧脱水手段の場合、一般に、脱水処理室の回転中心側を移動して排出口１９ａから排出される脱水ケーキの下側部分の含水率は、外周側を移動して排出口１９ａから排出される脱水ケーキの上側部分の含水率より低くなり、脱水ケーキの上下方向の含水率分布にばらつきが生じる。因みに、上下の幅寸法が同一の排出口から排出される脱水ケーキの下側部分の含水率が８０．７％である場合、脱水ケーキの上側部分の含水率は８６．７％であった。なお、排出口から排出される脱水ケーキの下側部分の含水率が、脱水ケーキの上側部分の含水率より低くなるのは仕切りスペーサ１５のために、脱水処理室２０の回転中心側を移動する汚泥に作用する抵抗が外周側を移動する汚泥に作用する抵抗よりも大きく、より圧搾脱水効果が上がるためであると理解することができる。
【００４９】
ところが、本発明の実施の形態に係る汚泥脱水処理装置１では、上記のとおり、回転加圧脱水手段１０，１０′の脱水ケーキ排出部１９それぞれの排出口１９ａに設けられてなる背圧板２４は、前記排出口１９ａの上側部分の幅寸法を狭める上部背圧板２４ａと、前記排出口１９ａの下側部分幅寸法を狭める下部背圧板２４ｂとからなり、これら上部背圧板２４ａと、下部背圧板２４ｂのそれぞれを個別に制御する制御手段（空気ばね）が設けられている。従って、上部背圧板２４ａを下部背圧板２４ｂよりも強い押圧力で押圧して、排出口１９ａの上下方向の上側部分の幅寸法を下側部分の幅寸法よりも小寸法に制御することにより、脱水処理室２０の外周側を移動する汚泥の含水率を、回転中心側を移動する汚泥の含水率のように低くすることができるから、脱水ケーキの上下方向の含水率分布の均一化に大いに寄与することができる。
【００５０】
なお、本発明の実施の形態に係る汚泥脱水処理装置１では、回転加圧脱水機に２個の回転加圧脱水手段（脱水処理室）が設けられている場合を例として説明したが、例えば回転加圧脱水機に回転加圧脱水手段（脱水処理室）が３以上設けられていても良い。また、脱水処理室の幅方向の両側に、多数の水透過穴が設けられてなるろ過面を有する円盤状のろ過板が配設されている場合を例として説明したが、脱水処理室の幅方向の何れか一方に、円盤状のろ過板が設けられていればそれなりの効果を得ることができる。また、ろ過板にパンチングメタルを用いた場合を説明したが、ウエッジワイヤースクリーン等、汚泥と水分が分離できる部材であれば利用可能である。従って、上記実施の形態に係る汚泥脱水処理装置は本発明の１具体例に過ぎず、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内における設計変更等は自由自在であるから、汚泥脱水処理装置１の形態は、上記実施の形態に係る汚泥脱水処理装置１の形態に限定されるものではない。
【００５１】
さらに、本発明の実施の形態に係る汚泥脱水処理装置では、上記のとおり、凝集混和槽を回転加圧脱水手段に適用した場合を例として説明した。しかしながら、この凝集混和槽を、例えばフレームに支持された一対のローラに跨って掛装されてなる透水性を有する、幅が数ｍの無端状のベルトで汚泥を搬送し、搬送中に脱水を行って汚泥を濃縮するベルト式汚泥濃縮機に対しても適用することができる。このようなベルト式汚泥濃縮機に対して凝集混和槽を適用する場合は、凝集混和槽の槽本体の上部を開放形式にすると共に、ベルト式汚泥濃縮機のフレームと一体的に構成し、凝集混和槽の槽本体の上部開口（槽本体の長手方向に設けられた開口）から汚泥をベルトの方向に略平行流動させるように供給するように構成すれば良い。本発明の凝集混和槽をベルト式汚泥濃縮機に適用すれば、凝集剤の添加量を低減できると共に、均質な凝集汚泥がベルトの幅方向に均等に供給されるので、ベルト全体で良好に汚泥を濃縮することができる。従って、本発明の技術的思想に係る凝集混和槽は、回転加圧脱水手段に対する適用に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施の形態に係る汚泥脱水処理装置の側面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る汚泥脱水処理装置を脱水ケーキ排出側から見た背面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る汚泥脱水処理装置を構成する凝集混和槽の縦断面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る汚泥脱水処理装置を構成する凝集混和槽の正面図である。
【図５】図５（ａ）は本発明の実施の形態に係る汚泥脱水処理装置を構成する凝集混和槽の横断面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＡ部拡大図、図５（ｃ）は図５（ｂ）のＢ矢視図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る汚泥脱水処理装置を構成する回転加圧脱水手段の概略構成を示す一部省略側面図である。
【図７】図６のＣ−Ｃ線断面図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る汚泥脱水処理装置を構成する回転加圧脱水手段の外輪スペーサの側面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１…汚泥脱水処理装置，２…ベース，３…架台，４…減速機付電動機，５…ギヤボックス，６…ホッパ
１０…回転加圧脱水手段，１０′…回転加圧脱水手段
１２…駆動軸，１２ａ…沈みキー
１３…内輪スペーサ，１３ａ…ボス部
１４…外輪スペーサ
１５…仕切りスペーサ，１５ａ…洗浄水排出部
１６…第１ろ過板，１６ａ…水透過穴
１７…第２ろ過板，１７ａ…水透過穴
１８…汚泥供給部，１８ａ…汚泥入口
１９…脱水ケーキ排出部，１９ａ…排出口
２０…脱水処理室，２０ａ…汚泥流入口，２０ｂ…ろ過ゾーン，２０ｃ…圧搾脱水ゾーン，２０ｄ…スクレーパ
２１…第１カバー
２２…第２カバー
２３…ドレン管
２４…背圧板，２４ａ…上部背圧板，２４ｂ…下部背圧板
３０…凝集混和槽
３１…槽本体，３１ａ…汚泥供給管，３１ｂ…汚泥出口，３１ｃ…薬液供給管
３２…攪拌装置，３２ａ…回転胴，３２ｂ…撹拌翼，３２ｃ…駆動軸、３２ｄ…従動軸，３２ｅ…従動Ｖベルトプーリ
３３…電動機，３３ａ…駆動Ｖベルトプーリ
３４…Ｖベルト
３５…中継継ぎ手
３６…汚泥供給槽，３６ａ…汚泥供給口，３６ｂ…汚泥掻出翼
３７…凝集剤供給槽，３７ａ…凝集剤供給口
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平配設される横長の槽本体と、この槽本体の長手方向に沿って内設される回転部材と、この回転部材の外周に突設された攪拌翼とからなる攪拌手段と、前記槽本体の１側面の長手方向にそれぞれ列をなして設けられ、前記槽本体の内部に汚泥を供給する複数の汚泥供給口および前記槽本体の内部に凝集剤を供給する複数の凝集剤供給口と、前記槽本体の上部に設けられ、汚泥と凝集剤とからなる凝集剤混合汚泥を汚泥脱水手段に供給する汚泥出口とを具備してなることを特徴とする凝集混和槽。
【請求項２】
前記汚泥供給口と前記凝集剤供給口とが設けられる前記槽本体の１側面は、前記攪拌手段の作動により生じる内壁に沿う汚泥の流れが下向きになる側であることを特徴とする請求項１に記載の凝集混和槽。
【請求項３】
前記槽本体の１側面に、前記複数の汚泥供給口が内部側に開口する汚泥供給槽と、前記複数の凝集剤供給口が内部側に開口する凝集剤供給槽とが付設されてなることを特徴とする請求項１または２のうちの何れか一つの項に記載の凝集混和槽。
【請求項４】
前記汚泥供給槽の内部に、前記攪拌手段の回転中心と平行な軸心を有する回転軸で回転され、前記汚泥供給槽の底部に滞留する汚泥を前記汚泥供給口の方向に移動させる汚泥掻出手段が設けられてなることを特徴とする請求項３に記載の凝集混和槽。
【請求項５】
水平な駆動軸により回転され、少なくとも幅方向の一方側に、多数の水透過穴が設けられてなるろ過面を有する円盤状のろ過板を備えた脱水処理室内に凝集剤が添加・混合された凝集剤混合汚泥を供給する汚泥供給部が設けられると共に、脱水ケーキを排出する脱水ケーキ排出部が設けられた回転加圧脱水手段が配設されてなる汚泥脱水処理装置において、前記回転加圧脱水手段の脱水ケーキ排出部は前記脱水処理室内の脱水ケーキを前記円盤状のろ過板の回転中心より上部側であって、かつ脱水処理室の外周部から排出する位置に設けられ、前記汚泥供給部は前記脱水ケーキ排出部より下部側であって、かつ脱水処理室の外周部から脱水処理室内に汚泥を供給する位置に設けられると共に、前記汚泥供給部の下側に開口する汚泥入口に、前記請求項１乃至４のうちの何れか一つの項に記載の凝集混和槽の汚泥出口が直結されてなることを特徴とする汚泥脱水処理装置。
【請求項１】
水平配設される横長の槽本体と、この槽本体の長手方向に沿って内設される回転部材と、この回転部材の外周に突設された攪拌翼とからなる攪拌手段と、前記槽本体の１側面の長手方向にそれぞれ列をなして設けられ、前記槽本体の内部に汚泥を供給する複数の汚泥供給口および前記槽本体の内部に凝集剤を供給する複数の凝集剤供給口と、前記槽本体の上部に設けられ、汚泥と凝集剤とからなる凝集剤混合汚泥を汚泥脱水手段に供給する汚泥出口とを具備してなることを特徴とする凝集混和槽。
【請求項２】
前記汚泥供給口と前記凝集剤供給口とが設けられる前記槽本体の１側面は、前記攪拌手段の作動により生じる内壁に沿う汚泥の流れが下向きになる側であることを特徴とする請求項１に記載の凝集混和槽。
【請求項３】
前記槽本体の１側面に、前記複数の汚泥供給口が内部側に開口する汚泥供給槽と、前記複数の凝集剤供給口が内部側に開口する凝集剤供給槽とが付設されてなることを特徴とする請求項１または２のうちの何れか一つの項に記載の凝集混和槽。
【請求項４】
前記汚泥供給槽の内部に、前記攪拌手段の回転中心と平行な軸心を有する回転軸で回転され、前記汚泥供給槽の底部に滞留する汚泥を前記汚泥供給口の方向に移動させる汚泥掻出手段が設けられてなることを特徴とする請求項３に記載の凝集混和槽。
【請求項５】
水平な駆動軸により回転され、少なくとも幅方向の一方側に、多数の水透過穴が設けられてなるろ過面を有する円盤状のろ過板を備えた脱水処理室内に凝集剤が添加・混合された凝集剤混合汚泥を供給する汚泥供給部が設けられると共に、脱水ケーキを排出する脱水ケーキ排出部が設けられた回転加圧脱水手段が配設されてなる汚泥脱水処理装置において、前記回転加圧脱水手段の脱水ケーキ排出部は前記脱水処理室内の脱水ケーキを前記円盤状のろ過板の回転中心より上部側であって、かつ脱水処理室の外周部から排出する位置に設けられ、前記汚泥供給部は前記脱水ケーキ排出部より下部側であって、かつ脱水処理室の外周部から脱水処理室内に汚泥を供給する位置に設けられると共に、前記汚泥供給部の下側に開口する汚泥入口に、前記請求項１乃至４のうちの何れか一つの項に記載の凝集混和槽の汚泥出口が直結されてなることを特徴とする汚泥脱水処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００８−２２１１１２（Ｐ２００８−２２１１１２Ａ）
【公開日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−６２０７１（Ｐ２００７−６２０７１）
【出願日】平成１９年３月１２日（２００７．３．１２）
【出願人】（０００１９２５９０）株式会社神鋼環境ソリューション (534)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月１２日（２００７．３．１２）
【出願人】（０００１９２５９０）株式会社神鋼環境ソリューション (534)
【Ｆターム（参考）】
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