汚泥フロック化装置及びそのフロック化装置を有する汚泥処理装置
【課題】固液分離装置に送られる汚泥をフロック化する汚泥フロック化装置において、固液分離装置に送られる前の汚泥から水分を分離して、汚泥の固形分濃度を高め、その濃度を高めた汚泥を固液分離装置に送ることにより、固液分離効率を高める。
【解決手段】汚泥と凝集剤とが送り込まれる混和槽内に設けられていて、互いに間隔をあけて配置された複数の固定リング１７と隣り合う固定リング１７の間に配置された可動リング１８とを有する濾過体１９と、固定リング１７の外周面に摺接しながら、可動リング１８を、固定リング１７の中心軸線Ｘのまわりに公転させる加圧部材３８とを具備し、濾過体１９の濾液流入ギャップｇを通して、濾過体１９内に濾液を流入させて、汚泥の固形分濃度を高める。
【解決手段】汚泥と凝集剤とが送り込まれる混和槽内に設けられていて、互いに間隔をあけて配置された複数の固定リング１７と隣り合う固定リング１７の間に配置された可動リング１８とを有する濾過体１９と、固定リング１７の外周面に摺接しながら、可動リング１８を、固定リング１７の中心軸線Ｘのまわりに公転させる加圧部材３８とを具備し、濾過体１９の濾液流入ギャップｇを通して、濾過体１９内に濾液を流入させて、汚泥の固形分濃度を高める。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固液分離装置によって処理される汚泥を、その処理に先立ってフロック化する汚泥フロック化装置と、該汚泥フロック化装置及び固液分離装置を有する汚泥処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
汚泥フロック化装置によってフロック化した汚泥を固液分離装置によって固液分離する汚泥処理装置は従来より周知である（例えば、特許文献１乃至４参照）。かかる汚泥処理装置によって汚泥を処理する際、固液分離装置に送り込まれる汚泥の固形分濃度（浮遊物濃度）が低いと、その汚泥から分離できる固形分の量が減少し、効率よく汚泥を固液分離することができない。そこで、汚泥から一部の液体を分離して、汚泥の固形分濃度を高め、その濃度の高まった汚泥を固液分離装置に送り込むことができるようにした汚泥フロック化装置が提案されている（特許文献５参照）。
【０００３】
従来提案されているこの形式の汚泥フロック化装置は、汚泥と凝集剤が送り込まれる混和槽と、その混和槽内に配置された濾過体と、その濾過体内に配置されたスクリューとを具備し、濾過体は、互いに間隔をあけて配置された複数の固定リングと、隣り合う固定リングの間に配置された可動リングとを有していて、混和槽内に送り込まれた汚泥をフロック化し、フロック化された汚泥中の液体を、濾過体の濾液流入ギャップを通して濾過体内に流入させるように構成されている。このようにして、濃度の高まった汚泥を固液分離装置に送り込むことが可能となる。
【０００４】
ところが、従来提案されている汚泥フロック化装置によると、混和槽内のフロック、すなわち汚泥の固形分が濾過体のまわりにへばりつくように付着してしまうため、汚泥中の液体が、濾過体の濾液流入ギャップを通して濾過体内に入り難くなり、汚泥から充分な量の液体を分離できなくなる欠点を有していた。
【０００５】
【特許文献１】特開平５−２２８６９５号公報
【特許文献２】特開２００４−３５７６１５号公報
【特許文献３】特開２００１−１９８５９９号公報
【特許文献４】特開平９−２２０５９６号公報
【特許文献５】特開２００７−５４６８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、上述した従来の欠点を除去し、固液分離装置によって処理される前の汚泥から従来よりも多量の液体を分離することのできる汚泥フロック化装置と、その汚泥フロック化装置及び固液分離装置を有する汚泥処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、汚泥と凝集剤とが送り込まれる混和槽と、該混和槽内に設けられていて、互いに間隔をあけて配置された複数の固定リングと隣り合う固定リングの間に配置された可動リングとを有する濾過体と、該濾過体外に配置されていて、混和槽に送り込まれた汚泥と凝集剤とを撹拌する撹拌手段と、前記可動リングの中心軸線が前記固定リングの中心軸線のまわりに公転するように、該可動リングを駆動する駆動装置とを具備し、前記可動リングの外径は、前記固定リングの外径よりも大きく設定されていて、前記駆動装置は、前記固定リングの外周面に摺接し、かつ可動リングの外周面を加圧しながら、固定リングのまわりに回転して、可動リングを固定リングの中心軸線のまわりに公転させる加圧部材を有している汚泥フロック化装置を提案する。
【０００８】
さらに、上記汚泥フロック化装置において、前記駆動装置は、前記加圧部材のほかに、モータと、前記濾過体内に挿入されて、前記モータにより回転駆動される軸とを有し、前記加圧部材は前記軸に固定連結され、該加圧部材が、前記モータにより、前記軸の中心軸線のまわりに回転駆動されることにより、前記可動リングを、前記固定リングの中心軸線のまわりに公転させるように構成されていると有利である。
【０００９】
また、上記汚泥フロック化装置において、可動リングの幅が固定リングの幅よりも大きく設定されていると有利である。
【００１０】
さらに、上記汚泥フロック化装置において、前記固定リングの外周面に摺接しながら、前記加圧部材と共に回転するクリーニング部材を具備していると有利である。
【００１１】
また、上記汚泥フロック化装置において、前記撹拌手段は、前記軸に固定されていて、前記モータによって回転駆動される撹拌羽根を具備するように構成されていると有利である。
【００１２】
さらに、上記汚泥フロック化装置において、前記混和槽に送り込まれた汚泥から分離されて、前記濾過体内に流入する濾液の量を調整する濾液流入量調整手段を具備していると有利である。
【００１３】
また、上記汚泥フロック化装置において、前記濾液流入量調整手段は、前記濾過体内に流入した濾液が越流する堰と、含液率の低下した汚泥が越流する堰の少なくとも一方の堰の高さを調整する装置により構成されていると有利である。
【００１４】
さらに、本発明は、上述の各汚泥フロック化装置と、該汚泥フロック化装置によってフロック化された汚泥を固液分離する固液分離装置とを具備し、前記汚泥フロック化装置によって含液率の低下した汚泥を前記固液分離装置によって固液分離する汚泥処理装置を提案する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、濾過体の周りに付着した固形分をクリーニングすることができるので、従来よりも多量の液体を濾過体内に流入させ、従来よりも含液率の低下した汚泥を固液分離装置に送り込むことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態例を図面に従って詳細に説明する。
【００１７】
図１は、汚泥処理装置の全体を示す部分断面図である。ここに示した汚泥処理装置は、汚泥フロック化装置１と、その汚泥フロック化装置１によってフロック化された汚泥を固液分離する固液分離装置２とを有している。
【００１８】
汚泥フロック化装置１は、図２に示すように混和槽３を有し、その混和槽３の側壁４には、フロック化される前の汚泥が混和槽３内に流入する汚泥入口５が形成されている。混和槽３の底壁６には、凝集剤が流入する凝集剤注入口７が形成され、混和槽３の上壁８には、減速機付きのモータ９が固定支持されている。このモータ９の出力軸（図示せず）には、混和槽３の内部を上下方向に延びる軸１５の上端部が固定連結され、かかる軸１５には、混和槽３内に配置された撹拌羽根１０の上部の基端部が固定されている。モータ９が作動することによって、軸１５がその中心軸線Ｘのまわりに回転駆動され、これによって撹拌羽根１０がその中心軸線Ｘのまわりに回転駆動される。
【００１９】
図１及び図２に示した汚泥処理装置によって固液分離できる汚泥としては、例えば、下水処理物、養豚場等から排出される廃水、ディスポーザにより粉砕された生ごみ、細かく砕かれてどろどろの状態となった野菜くず、廃牛乳、水の加えられた廃豆腐、その他の食品加工排水などの有機系汚泥や、メッキ廃油、インク廃液、顔料廃液、塗料廃液などの無機系汚泥などが挙げられるが、ここでは多量の水分を含む汚泥を処理するものとする。かかる汚泥は、必要に応じて、水処理系にて水処理された後、図示していない汚泥槽に貯留され、ここでその汚泥に例えばポリ硫酸第二鉄より成る凝集促進剤が添加される。次いで、その汚泥が図示していない計量装置によって計量され、固液分離装置２の処理能力に合った量の汚泥が、汚泥入口５から矢印Ａで示すように混和槽３内に送り込まれる。この計量装置としては、例えば、前述の特許文献２又は３に記載されている計量槽、又は定量ポンプなどを用いることができる。混和槽３に送り込まれる汚泥の含水率は、例えば９９重量％程度である。
【００２０】
一方、凝集剤注入口７から、矢印Ｂで示すように、混和槽３内に例えば高分子凝集剤より成る凝集剤が送り込まれる。このようにして混和槽３内に送り込まれた汚泥と凝集剤は、モータ９により回転駆動された撹拌羽根１０によって混合撹拌され、これによって汚泥がフロック化される。図２には、かかる汚泥に対して符号Ｓを付してある。このように、撹拌羽根１０は、混和槽３に送り込まれた汚泥と凝集剤を撹拌する用をなし、撹拌手段の一例を構成している。本例の撹拌手段は、軸１５に固定されていて、モータ９によって回転駆動される撹拌羽根１０を具備しているのである。
【００２１】
上述のようにフロック化された汚泥は、図２の矢印Ｉで示すように、混和槽３の汚泥出口１１から流出し、図１に示した導管１２を通って、固液分離装置２に移送され、ここで固液分離される。汚泥を固液分離するための具体的構成と作用は従来より周知であるため、ここではその説明を省略する。固液分離装置２としては、例えば前述の特許文献１又は２に記載された固液分離装置などを広く採用することができる。
【００２２】
固液分離装置２によって、汚泥から分離された水分、すなわち濾液は、図１に矢印Ｃで示すように受け部材１３に受け止められ、ついで排出管１４内を流下する。この濾液には未だ多少の固形分が含まれているので、他の汚泥と共に、再度、水処理され、次いで再び汚泥フロック化装置１に送り込まれてフロック化され、さらにそのフロック化された汚泥が固液分離装置２によって脱水処理される。排出管１４内を流下する濾液を、直接川などに放流して廃棄することも可能である。
【００２３】
一方、固液分離装置２によって、水分を分離されて含水量の減少した汚泥は、図１に矢印Ｄで示すように固液分離装置２から排出される。脱水処理された後の汚泥の含水率は、例えば８０乃至８５重量％程度である。図１には、固液分離装置２によって分離された濾液と、含水量の減少した汚泥についての図示は省略してある。
【００２４】
上述のように、本例の汚泥フロック化装置１は、汚泥と凝集剤が送り込まれる混和槽３と、その混和槽３に送り込まれた汚泥と凝集剤を撹拌する撹拌手段とを有している。かかる汚泥フロック化装置から固液分離装置に送られる汚泥の固形分濃度が低いと、固液分離装置において効率よく汚泥から水分を分離することができない。
【００２５】
そこで、本例の汚泥フロック化装置１には、ここに送り込まれた汚泥から一部の水分を除去して、その汚泥の固形分濃度を高め、その濃度の高められた汚泥を固液分離装置２に送り込むことができるように、濾過体１９が混和槽３の内部に設けられている。以下に、その濾過体１９の具体的構成例を明らかにする。
【００２６】
図２に示した濾過体１９の一部を拡大して示す断面図である図３に示すように、濾過体１９は、リング状に形成されたスペーサ２０によって互いに上下方向に間隔をあけて配置された複数の固定リング１７と、隣り合う固定リング１７の間に配置された可動リング１８とを有している。
【００２７】
図４は１つの固定リング１７と、１つの可動リング１８と、スペーサ２０の外観を示す斜視図であり、図５は可動リング１８と固定リング１７の重なり状態を示す、図３のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。図３乃至図５に示すように、複数の固定リング１７は前述の軸１５と同心状に配置され、これらの中心軸線は共通の軸線Ｘとなっている。なお、図２においては、固定リングと可動リングを簡略化して示すと共に、スペーサの図示を省略してある。
【００２８】
図４及び図５に示すように、各固定リング１７は、円環状に形成された基部２１と、該基部２１からその半径方向内方へ突出した複数の、図の例では３つの耳部２２とから構成され、その各耳部２２には取付孔２３が形成されている。これらの取付孔２３と、隣り合う固定リング１７の間に配置された小リング状のスペーサ２０の中心孔には、図２乃至図５に示すように、ステーボルト２４がそれぞれ挿通されている。図２に示すように、その各ステーボルト２４の上部に形成された雄ねじに、ナット２５がそれぞれ螺着されて締め付けられている。
【００２９】
一方、図２に示すように、混和槽３の底壁６には、その底壁６に形成された孔２６に整合して、上壁２７を有する逆カップ形状の台座２８が、図示していないボルトとナットにより固定されている。上述の各ステーボルト２４の下部は、この台座２８の上壁２７を貫通し、各ステーボルト２４の下部に形成された雄ねじに、ナット２９がそれぞれ螺着されて締め付けられている。このようにして、スペーサ２０を介して上下方向に互いに間隔をあけて配列された多数の固定リング１７は、一体的に固定連結され、混和槽３に対して固定される。但し、各固定リング１７を、互いにわずかに遊動できるように組み付けることもできる。
【００３０】
隣り合う固定リング１７の間に配置された可動リング１８は、図４及び図５に示すように、円環状に形成され、かかる可動リング１８が、隣り合う固定リング１７の環状の基部２１の間に作動可能に配置されている。しかも、その各可動リング１８は、前述のスペーサ２０よりも、固定リングの半径方向外方に位置しており、これによって可動リング１８が、隣り合う固定リング１７の間から離脱することが阻止される。
【００３１】
図３に示すように、可動リング１８と固定リング１７の厚さｔ，Ｔは、例えば１ｍｍ乃至３ｍｍに設定され、隣り合う固定リング１７の間の間隙Ｇは、可動リング１８の厚さｔよりも大きく設定され、固定リング１７と可動リング１８との間には、例えば０．１ｍｍ乃至１．０ｍｍ程の濾液流入ギャップｇが形成されている。
【００３２】
上述のように構成された濾過体１９の外部に、前述の撹拌羽根１０より成る撹拌手段が、図２に示すように配置されていて、該濾過体１９の内部に前述の軸１５が挿入されている。この軸１５は、濾過体１９に接触することはない。
【００３３】
図２に示すように、混和槽３の底壁６には、これに形成された孔２６と台座２８に整合して位置する排液管３２が、台座２８と共に前述のボルトとナットとによって固定されている。
【００３４】
図２のVII−VII線拡大断面図である図７と、図２とに示すように、台座２８の上壁２７には、この上壁２７に形成された中心孔に整合して位置する軸受３３が固定され、この軸受３３に、軸１５の下部が回転自在に嵌合している。これにより、軸１５の下部が水平方向にずれ動く不具合が阻止される。また、上壁２７には、複数の濾液流通孔３４が形成されている。
【００３５】
前述のように、汚泥と凝集剤が混和槽３内に送り込まれ、このときモータ９により撹拌羽根１０が回転駆動され、これによって汚泥と凝集剤が撹拌され、汚泥がフロック化される。このとき、混和槽３内には、濾過体１９が配置され、その濾過体１９の固定リング１７と可動リング１８の間には、図３に示した微小な濾液流入ギャップｇが形成されるので、混和槽３内のフロック化された汚泥の水分が、濾液流入ギャップｇを通して濾過体１９の内部に流入する。濾液流入ギャップｇは、ここをフロックが通過しないほどの大きさに設定されているのである。
【００３６】
上述のように、固定リング１７と可動リング１８との間の濾液流入ギャップｇを通って、濾過体１９内に流入した水分、すなわち濾液は、その重力によって、濾過体１９内を下方に流下し、台座２８の上壁２７に形成された濾液流通孔３４を通過して、図２に矢印Ｅで示したように排液管３２を通る。次いで、この濾液は、図１に矢印Ｆで示したように排液管３２から流出し、濾液受け部材３５に受け止められた後、矢印Ｊで示すように下方に流下する。この濾液は、固液分離装置２から排出された濾液と共に、再度、水処理され、次いで再び汚泥フロック化装置１に送り込まれてフロック化されるか、又は川などに直に放流される。このように、汚泥フロック化装置１の濾過体１９の固定リング１７と可動リング１８との間の濾液流入ギャップｇを通って濾過体１９内に流入した濾液は、直接、固液分離装置２に送られることはなく、固液分離装置２以外の個所に排出されるのである。なお、図面には、濾過体１９内に流入した濾液の図示は省略してある。
【００３７】
上述のように、本例の汚泥フロック化装置１は、混和槽３内に配置された濾過体１９を具備し、その濾過体１９が、互いに間隔をあけて配置された複数の固定リング１７と、隣り合う固定リング１７の間に配置された可動リング１８とを有し、混和槽３に送り込まれた汚泥と凝集剤を撹拌する撹拌手段が濾過体外に配置されているので、混和槽３に送り込まれた汚泥をフロック化し、そのフロック化された汚泥中の液体を、濾過体１９の濾液流入ギャップｇを通して濾過体１９内へ流入させることができる。このため、混和槽３に送り込まれた汚泥の固形分濃度を高め、その濃度の高まった汚泥を固液分離装置２に送り込むことができる。このようにして、汚泥フロック化装置１によって含液率の低下した汚泥を固液分離装置２によって、効率よく固液分離することができるのである。
【００３８】
ところで、濾過体１９の濾液流入ギャップｇに汚泥の固形分が詰まったり、濾過体１９のまわりに多量の水分を含んだ固形分がへばりつくように付着してしまえば、汚泥中の水分を濾過体１９の内部に効率よく流入させることができなくなる。そこで、本例の汚泥フロック化装置１は、濾液流入ギャップｇの目詰まりを防止できると共に、濾過体１９のまわりに付着した固形分を効率よくクリーニングすることができるように構成されている。以下に、その具体的構成例を明らかにする。
【００３９】
図８は、複数のスペーサ２０と可動リング１８の位置関係を説明する平面図である。この図に示すように、複数のスペーサ２０の外側面に接する円ＯＣを考えたとき、この円ＯＣの直径ＩＤ１は、可動リング１８の内径ＩＤ２よりも小さくなっている。このため、前述のように、可動リング１８は、隣り合う固定リング１７の間で可動であり、しかも隣り合う固定リング１７の間から離脱することが阻止される。なお、この例においては、円ＯＣの中心は、固定リング１７の中心軸線Ｘに一致している。
【００４０】
一方、図５に示すように、可動リング１８の外径ＯＤ１は、固定リング１７の外径ＯＤ２よりも、わずかに大きく設定されている。
【００４１】
さらに、図９は、図２のIX−IX線に沿って切断すると共に、濾過体１９及び撹拌羽根１０などの図示を省略した拡大断面図であるが、この図と図２に示すように、前述の軸１５には、その半径方向外方に延びるアーム３６の基端部が固定され、そのアーム３６の先端部には、丸棒より成る加圧部材３８の上端部がナットによって固定されている。加圧部材３８は、図２に示すように下方に延び、しかも図３及び図５に示したように、固定リング１７と可動リング１８の外周面に当接し、その可動リング１８を加圧している。従って、図５に示すように、可動リング１８の中心軸線Ｙは、固定リング１７の中心軸線に対して、δで示すわずかな距離だけ位置をずらした状態で位置している。
【００４２】
先に説明したように、モータ９が作動して、軸１５が回転駆動されることにより、撹拌羽根１０が軸１５の中心軸線Ｘのまわりに回転するが、これと同時に、アーム３６を介して、軸１５に固定連結された加圧部材３８も、軸１５の中心軸線Ｘのまわりに回転する。これに対して、固定リング１７は回転することはない。このとき、加圧部材３８は、全ての可動リング１８と全ての固定リング１７の外周面に当接しているので、加圧部材３８は、図５及び図６から判るように、固定リング１７の外周面に摺接し、かつ可動リング１８の外周面を加圧しながら、固定リング１７の中心軸線Ｘのまわりに回転する。これにより、可動リング１８は、その中心軸線Ｙが、図６に符号Ｋで示したように、固定リング１７の中心軸線Ｘのまわりに公転しながら作動する。このように、可動リング１８は、隣り合う固定リング１７の間で積極的に作動するので、固定リング１７と可動リング１８との間の濾液流入ギャップｇに入り込んだ汚泥の固形分を効果的に排出させることができる。なお、図示した例では、図５に示したように、加圧部材３８とスペーサ２０が互いに向き合った状態に対向したとき、可動リング１８は、その加圧部材３８とスペーサ２０とに接触して、これらによって挟まれた状態となる。
【００４３】
また、加圧部材３８は、可動リング１８と固定リング１７の外周面に摺接しながら、該固定リング１７の中心軸線Ｘのまわりを回転するので、濾過体１９のまわりに付着した水分を含む固形分は、加圧部材３８によって効果的に掻き取られ、濾過体１９のまわりに多量の固形分がへばりつくように付着することはない。加圧部材３８が、可動リング１８を作動させる働きと、濾過体１９の外周をクリーニングする働きをなすのである。
【００４４】
上述のように、濾液流入ギャップｇの目詰まりを防止できると共に、濾過体１９のまわりに多量の固形分がへばりつくことを防止できるので、汚泥から分離された多量の水分が濾過体１９の内部に流入することができる。このように、汚泥フロック化装置１により含液率の低下させた汚泥を、固液分離装置２によって効率よく固液分離することができる。
【００４５】
丸棒より成る加圧部材３８に代えて、例えば角棒又はパイプなどの他の適宜な形態の加圧部材を用いることもできる。
【００４６】
以上のように、本例の汚泥フロック化装置１は、可動リング１８の中心軸線Ｙが固定リング１７の中心軸線Ｘのまわりに公転するように、該可動リング１８を駆動する駆動装置を有しており、その駆動装置は、固定リング１７の外周面に摺接し、かつ可動リング１８の外周面を加圧しながら、固定リング１７のまわりに回転して、可動リング１８を固定リング１７の中心軸線Ｘのまわりに公転させる加圧部材３８を有している。しかも、本例の駆動装置は、上記加圧部材３８のほかに、モータ９と、濾過体１９内に挿入されて、モータ９により回転駆動される軸１５とを有し、加圧部材３８は軸１５に固定連結され、該加圧部材３８がモータ９により軸１５の中心軸線Ｘのまわりに回転駆動されることにより、可動リング１８が、固定リング１７の中心軸線Ｘのまわりに公転するように構成されている。
【００４７】
また、図２に示すように、撹拌羽根１０も、軸１５に固定され、モータ９の作動によって回転駆動されるように構成されているので、撹拌羽根１０と加圧部材３８を別々のモータにより回転駆動する場合に比べ、汚泥フロック化装置の構造を簡素化でき、かつそのコストの低減を達成できる。
【００４８】
また、本例の汚泥フロック化装置１においては、図５に示すように、可動リング１８の幅Ｗ１が、固定リング１７の幅Ｗ２よりもわずかに大きく設定されている。ここに言う固定リング１７の幅Ｗ２は、図５から判るように、その固定リング１７の環状の基部２１の幅を意味している。これらの幅Ｗ１，Ｗ２を上述のように設定することによって、加圧部材３８が１回転する間に、可動リング１８が隣り合う固定リング１７の隙間を必ず通過するので、濾液流入ギャップｇに固形物が詰まる不具合をより効果的に阻止することができる。
【００４９】
前述のように、加圧部材３８は、濾過体１９のまわりを清掃するクリーニング部材を兼ねており、この加圧部材３８だけで、濾過体１９のまわりを清掃することも可能であるが、その清掃効果をより一層高めるために、濾過体１９の外周部を清掃する独立したクリーニング部材を用いることもできる。
【００５０】
すなわち、図９に二点鎖線で示すように、アーム３６に分岐アーム３６Ａを一体に固定連結し、その分岐アーム３６Ａに、ナットによってクリーニング部材４０の上端部を固定する。ここに示したクリーニング部材４０は丸棒により構成され、かかるクリーニング部材４０が、前述の加圧部材３８と同様に下方に延び、図５に示すように、全ての固定リング１７と全ての可動リング１８の外周面に当接している。
【００５１】
前述の如く、モータ９が作動して軸１５が回転駆動されるが、これによって、アーム３６と分岐アーム３６Ａを介して軸１５に固定されたクリーニング部材４０も、加圧部材３８と共に、軸１５の中心軸線Ｘのまわりに回転する。このように、クリーニング部材４０が、加圧部材３８と同様に、固定リング１７の外周面に摺接しながら回転することにより、濾過体１９のまわりに付着した固形物を掻き取ることができる。
【００５２】
上述のように、固定リング１７の外周面に摺接しながら、加圧部材３８と共に回転するクリーニング部材４０を設けることによって、濾過体１９に対するクリーニング効果を高めることができ、より一層多量の濾液を濾過体１９の内部に流入させることが可能となる。
【００５３】
丸棒より成るクリーニング部材４０に代えて他の適宜な形態のクリーニング部材を用いることもできる。例えば、図１０に示すように、芯軸４１と、その芯軸４１の表面に植設されたブラシ繊維４２とから成るクリーニング部材４０を用いることもできる。かかるクリーニング部材４０の場合には、そのブラシ繊維４２が固定リング１７の外周面を摺接する。
【００５４】
前述のように、本例の汚泥フロック化装置１によれば、濾過体１９内に流入する水分の量を増大させ、固形分濃度の高い汚泥を固液分離装置に送り込むことができる。ところが、固液分離装置へ送られる汚泥の固形分濃度が高くなりすぎると不具合が発生することもある。例えば、汚泥フロック化装置１から排出された汚泥を、図１に示すようにポンプ４４によって固液分離装置２に送るように構成した場合、その汚泥の固形分濃度が高くなりすぎると、当該汚泥がポンプ４４に汚泥が詰まってしまうおそれがある。そこで、本例の汚泥フロック化装置１は、そのフロック化装置１から排出されて固液分離装置２に送られる汚泥の固形分濃度を調整できるように構成されている。以下に、その具体的構成例を説明する。
【００５５】
図１及び図２に示すように、混和槽３の内部には、堰４５が設けられ、含水率の低下した汚泥が、この堰４５を越流して、固液分離装置２に送られるように構成されている。
【００５６】
一方、濾過体１９内に流入した濾液は、排液管３２内を流れて、その排液管３２から流出するが、図１及び図１１に示すように、この排液管３２の濾液排出口４７の側に、濾液越流管４６が嵌合している。排液管３２の濾液排出口４７から排出された濾液は、さらに濾液越流管４６内を流れ、その濾液越流管４６の上端の出口開口４８から外部に越流して、濾液受け部材３５に受け止められるのである。このように、濾液越流管４６は、濾液が越流する堰を構成している。
【００５７】
図１１に示すように、濾液越流管４６の内周面には雌ねじが形成され、その濾液越流管４６が嵌合した排液管３２の外周面には、その雌ねじにねじ係合する雄ねじが形成されていて、濾液越流管４６をその中心軸線のまわりに回転させることによって、濾液越流管４６の高さ、すなわちその出口開口４８の高さＨ１を調整することができる。これに対し、図１に示した前述の堰４５の上端の高さＨ２は一定している。濾液越流管４６を回転することにより、堰４５の上端の高さＨ２に対する濾液越流管４６の出口開口４８の高さＨ１を調整することができるのである。
【００５８】
ここで、固液分離装置２に送り込まれる汚泥の固形分濃度を高める必要のあるときは、濾液越流管４６を回して、その出口開口４８の高さＨ１を低くする。堰４５の高さＨ２に対する濾液越流管４６の高さＨ１を低くするのである。これにより、濾液越流管４６の出口開口４８から越流する濾液の量が増えるので、濾過体１９に流入する濾液の量が増大し、汚泥フロック化装置１から固液分離装置２へ移送される汚泥の固形分濃度を高めることができる。
【００５９】
逆に、固液分離装置２に送り込まれる汚泥の固形分濃度をあまり高くしたくないときは、濾液越流管４６を上述した場合と逆の方向に回転させて、その濾液越流管４６を上方に移動させ、堰４６の高さＨ２に対する濾液越流管４６の高さＨ１を高くする。これにより、濾液越流管４６の出口開口４８から越流する濾液の量が減るので、濾過体１９に流入する濾液の量が減少し、汚泥フロック化装置１から固液分離装置２へ移送される汚泥の固形分濃度を低下させることができる。
【００６０】
汚泥の性状とポンプ４４の性能などに応じて、上述のように汚泥フロック化装置１を流出する汚泥の固形分濃度を変えることができるので、いかなる性質の汚泥も、支障なく固液分離装置２に送り込んで、これを処理することができる。
【００６１】
上述した例では、堰としての働きをなす濾液越流管４６の高さＨ１を調整することによって、濾過体１９内に流入する濾液の量を調整したが、堰４５の高さＨ２を調整できるように構成し、或いはその堰４５と濾液越流管４６の高さを共に調整できるように構成して、濾過体１９内に流入する濾液の量を調整することもできる。
【００６２】
上述のように、本例の汚泥フロック化装置１は、混和槽３に送り込まれた汚泥から分離されて、濾過体１９内に流入する濾液の量を調整する濾液流入量調整手段を具備しており、しかもその濾液流入量調整手段は、濾過体１９内に流入した濾液が越流する堰の一例である濾液越流管４６と、含液率の低下した汚泥が越流する堰４５の少なくとも一方の堰の高さを調整する装置により構成されている。濾液越流管４６以外の堰を用いてもよいことは当然である。
【００６３】
上述した具体例においては、スペーサ２０として、固定リング１７とは別部材の小リング状部材を用いたが、スペーサを固定リングに一体に形成することもできる。例えば、スペーサ２０を、当該スペーサ２０に隣接する２つの固定リングのうちの一方の固定リング１７に一体に形成し、固定リング１７とスペーサ２０を１つの部品として構成する。より具体的に示すと、固定リング１７とスペーサ２０が共に金属より成るときは、これらを溶接によって一体化し、或いは鋳造によって、これらを一体に成形することができる。或いは、素材を切削加工して、一体となった固定リング１７とスペーサ２０を製造することもできる。また固定リング１７とスペーサ２０を共に樹脂により構成するときは、これらを成形型によって一体の成形品として製造することもできる。
【００６４】
また、前述の各具体例においては、軸線方向に隣り合う固定リング１７の間に１つの可動リング１８が配置されているが、軸線方向に隣り合う固定リング１７の間に複数の可動リング１８を配置してもよいことは当然である。隣り合う固定リングの間に少なくとも１つの可動リングが配置されるのである。
【００６５】
以上説明した汚泥フロック化装置１は、その濾過体１９の固定リング１７が上下方向に配列され、その中心軸線Ｘが上下に延びているが、その中心軸線が傾斜した状態となるように、濾過体１９を配置することもできる。要は、濾過体１９内に流入した濾液が、濾過体１９の下部から外部に自重で流出できるように構成すればよいのである。
【００６６】
また、以上説明した各構成は、特開平９−２２０５９６号公報に開示されているように、汚泥フロック化装置の混和槽を、第１の撹拌室と第２の撹拌室とに仕切り、その第１の撹拌室に汚泥と凝集促進剤を送り込んでこれらを撹拌し、次いでその汚泥を第２の撹拌室に送り込むと共に、第２の撹拌室に凝集剤を供給して、これらを撹拌することにより、汚泥をフロック化する汚泥フロック化装置にも適用できる。かかる汚泥フロック化装置の場合には、例えば、その第２の撹拌室に濾過体を設け、前述したところと全く同様にして、濾過体内に流入した濾液を固液分離装置以外の個所に排出させればよい。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】汚泥処理装置の一例を示す部分断面図である。
【図２】汚泥フロック化装置の拡大断面図である。
【図３】図２に示した濾過体の一部を拡大して示す断面図である。
【図４】１つの固定リングと、１つの可動リングと、スペーサとを示す斜視図である。
【図５】図３のＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】加圧部材が図５に位置した位置からほぼ９０°回転したときの様子を示す、図５と同様な断面図である。
【図７】図２のVII−VII線拡大断面図である。
【図８】複数のスペーサと可動リングの位置関係を説明する平面図である。
【図９】図２のIX−IX線拡大断面図である。
【図１０】クリーニング部材の他の例を示す断面図である。
【図１１】図１に示した排液管と濾液越流管の拡大断面図である。
【符号の説明】
【００６８】
１ 汚泥フロック化装置
２ 固液分離装置
３ 混和槽
９ モータ
１０ 撹拌羽根
１５ 軸
１７ 固定リング
１８ 可動リング
１９ 濾過体
３８ 加圧部材
４０ クリーニング部材
４５ 堰
ＤＯ１，ＤＯ２ 外径
Ｈ１，Ｈ２ 高さ
Ｘ，Ｙ 中心軸線
Ｗ１，Ｗ２ 幅
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固液分離装置によって処理される汚泥を、その処理に先立ってフロック化する汚泥フロック化装置と、該汚泥フロック化装置及び固液分離装置を有する汚泥処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
汚泥フロック化装置によってフロック化した汚泥を固液分離装置によって固液分離する汚泥処理装置は従来より周知である（例えば、特許文献１乃至４参照）。かかる汚泥処理装置によって汚泥を処理する際、固液分離装置に送り込まれる汚泥の固形分濃度（浮遊物濃度）が低いと、その汚泥から分離できる固形分の量が減少し、効率よく汚泥を固液分離することができない。そこで、汚泥から一部の液体を分離して、汚泥の固形分濃度を高め、その濃度の高まった汚泥を固液分離装置に送り込むことができるようにした汚泥フロック化装置が提案されている（特許文献５参照）。
【０００３】
従来提案されているこの形式の汚泥フロック化装置は、汚泥と凝集剤が送り込まれる混和槽と、その混和槽内に配置された濾過体と、その濾過体内に配置されたスクリューとを具備し、濾過体は、互いに間隔をあけて配置された複数の固定リングと、隣り合う固定リングの間に配置された可動リングとを有していて、混和槽内に送り込まれた汚泥をフロック化し、フロック化された汚泥中の液体を、濾過体の濾液流入ギャップを通して濾過体内に流入させるように構成されている。このようにして、濃度の高まった汚泥を固液分離装置に送り込むことが可能となる。
【０００４】
ところが、従来提案されている汚泥フロック化装置によると、混和槽内のフロック、すなわち汚泥の固形分が濾過体のまわりにへばりつくように付着してしまうため、汚泥中の液体が、濾過体の濾液流入ギャップを通して濾過体内に入り難くなり、汚泥から充分な量の液体を分離できなくなる欠点を有していた。
【０００５】
【特許文献１】特開平５−２２８６９５号公報
【特許文献２】特開２００４−３５７６１５号公報
【特許文献３】特開２００１−１９８５９９号公報
【特許文献４】特開平９−２２０５９６号公報
【特許文献５】特開２００７−５４６８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、上述した従来の欠点を除去し、固液分離装置によって処理される前の汚泥から従来よりも多量の液体を分離することのできる汚泥フロック化装置と、その汚泥フロック化装置及び固液分離装置を有する汚泥処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、汚泥と凝集剤とが送り込まれる混和槽と、該混和槽内に設けられていて、互いに間隔をあけて配置された複数の固定リングと隣り合う固定リングの間に配置された可動リングとを有する濾過体と、該濾過体外に配置されていて、混和槽に送り込まれた汚泥と凝集剤とを撹拌する撹拌手段と、前記可動リングの中心軸線が前記固定リングの中心軸線のまわりに公転するように、該可動リングを駆動する駆動装置とを具備し、前記可動リングの外径は、前記固定リングの外径よりも大きく設定されていて、前記駆動装置は、前記固定リングの外周面に摺接し、かつ可動リングの外周面を加圧しながら、固定リングのまわりに回転して、可動リングを固定リングの中心軸線のまわりに公転させる加圧部材を有している汚泥フロック化装置を提案する。
【０００８】
さらに、上記汚泥フロック化装置において、前記駆動装置は、前記加圧部材のほかに、モータと、前記濾過体内に挿入されて、前記モータにより回転駆動される軸とを有し、前記加圧部材は前記軸に固定連結され、該加圧部材が、前記モータにより、前記軸の中心軸線のまわりに回転駆動されることにより、前記可動リングを、前記固定リングの中心軸線のまわりに公転させるように構成されていると有利である。
【０００９】
また、上記汚泥フロック化装置において、可動リングの幅が固定リングの幅よりも大きく設定されていると有利である。
【００１０】
さらに、上記汚泥フロック化装置において、前記固定リングの外周面に摺接しながら、前記加圧部材と共に回転するクリーニング部材を具備していると有利である。
【００１１】
また、上記汚泥フロック化装置において、前記撹拌手段は、前記軸に固定されていて、前記モータによって回転駆動される撹拌羽根を具備するように構成されていると有利である。
【００１２】
さらに、上記汚泥フロック化装置において、前記混和槽に送り込まれた汚泥から分離されて、前記濾過体内に流入する濾液の量を調整する濾液流入量調整手段を具備していると有利である。
【００１３】
また、上記汚泥フロック化装置において、前記濾液流入量調整手段は、前記濾過体内に流入した濾液が越流する堰と、含液率の低下した汚泥が越流する堰の少なくとも一方の堰の高さを調整する装置により構成されていると有利である。
【００１４】
さらに、本発明は、上述の各汚泥フロック化装置と、該汚泥フロック化装置によってフロック化された汚泥を固液分離する固液分離装置とを具備し、前記汚泥フロック化装置によって含液率の低下した汚泥を前記固液分離装置によって固液分離する汚泥処理装置を提案する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、濾過体の周りに付着した固形分をクリーニングすることができるので、従来よりも多量の液体を濾過体内に流入させ、従来よりも含液率の低下した汚泥を固液分離装置に送り込むことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態例を図面に従って詳細に説明する。
【００１７】
図１は、汚泥処理装置の全体を示す部分断面図である。ここに示した汚泥処理装置は、汚泥フロック化装置１と、その汚泥フロック化装置１によってフロック化された汚泥を固液分離する固液分離装置２とを有している。
【００１８】
汚泥フロック化装置１は、図２に示すように混和槽３を有し、その混和槽３の側壁４には、フロック化される前の汚泥が混和槽３内に流入する汚泥入口５が形成されている。混和槽３の底壁６には、凝集剤が流入する凝集剤注入口７が形成され、混和槽３の上壁８には、減速機付きのモータ９が固定支持されている。このモータ９の出力軸（図示せず）には、混和槽３の内部を上下方向に延びる軸１５の上端部が固定連結され、かかる軸１５には、混和槽３内に配置された撹拌羽根１０の上部の基端部が固定されている。モータ９が作動することによって、軸１５がその中心軸線Ｘのまわりに回転駆動され、これによって撹拌羽根１０がその中心軸線Ｘのまわりに回転駆動される。
【００１９】
図１及び図２に示した汚泥処理装置によって固液分離できる汚泥としては、例えば、下水処理物、養豚場等から排出される廃水、ディスポーザにより粉砕された生ごみ、細かく砕かれてどろどろの状態となった野菜くず、廃牛乳、水の加えられた廃豆腐、その他の食品加工排水などの有機系汚泥や、メッキ廃油、インク廃液、顔料廃液、塗料廃液などの無機系汚泥などが挙げられるが、ここでは多量の水分を含む汚泥を処理するものとする。かかる汚泥は、必要に応じて、水処理系にて水処理された後、図示していない汚泥槽に貯留され、ここでその汚泥に例えばポリ硫酸第二鉄より成る凝集促進剤が添加される。次いで、その汚泥が図示していない計量装置によって計量され、固液分離装置２の処理能力に合った量の汚泥が、汚泥入口５から矢印Ａで示すように混和槽３内に送り込まれる。この計量装置としては、例えば、前述の特許文献２又は３に記載されている計量槽、又は定量ポンプなどを用いることができる。混和槽３に送り込まれる汚泥の含水率は、例えば９９重量％程度である。
【００２０】
一方、凝集剤注入口７から、矢印Ｂで示すように、混和槽３内に例えば高分子凝集剤より成る凝集剤が送り込まれる。このようにして混和槽３内に送り込まれた汚泥と凝集剤は、モータ９により回転駆動された撹拌羽根１０によって混合撹拌され、これによって汚泥がフロック化される。図２には、かかる汚泥に対して符号Ｓを付してある。このように、撹拌羽根１０は、混和槽３に送り込まれた汚泥と凝集剤を撹拌する用をなし、撹拌手段の一例を構成している。本例の撹拌手段は、軸１５に固定されていて、モータ９によって回転駆動される撹拌羽根１０を具備しているのである。
【００２１】
上述のようにフロック化された汚泥は、図２の矢印Ｉで示すように、混和槽３の汚泥出口１１から流出し、図１に示した導管１２を通って、固液分離装置２に移送され、ここで固液分離される。汚泥を固液分離するための具体的構成と作用は従来より周知であるため、ここではその説明を省略する。固液分離装置２としては、例えば前述の特許文献１又は２に記載された固液分離装置などを広く採用することができる。
【００２２】
固液分離装置２によって、汚泥から分離された水分、すなわち濾液は、図１に矢印Ｃで示すように受け部材１３に受け止められ、ついで排出管１４内を流下する。この濾液には未だ多少の固形分が含まれているので、他の汚泥と共に、再度、水処理され、次いで再び汚泥フロック化装置１に送り込まれてフロック化され、さらにそのフロック化された汚泥が固液分離装置２によって脱水処理される。排出管１４内を流下する濾液を、直接川などに放流して廃棄することも可能である。
【００２３】
一方、固液分離装置２によって、水分を分離されて含水量の減少した汚泥は、図１に矢印Ｄで示すように固液分離装置２から排出される。脱水処理された後の汚泥の含水率は、例えば８０乃至８５重量％程度である。図１には、固液分離装置２によって分離された濾液と、含水量の減少した汚泥についての図示は省略してある。
【００２４】
上述のように、本例の汚泥フロック化装置１は、汚泥と凝集剤が送り込まれる混和槽３と、その混和槽３に送り込まれた汚泥と凝集剤を撹拌する撹拌手段とを有している。かかる汚泥フロック化装置から固液分離装置に送られる汚泥の固形分濃度が低いと、固液分離装置において効率よく汚泥から水分を分離することができない。
【００２５】
そこで、本例の汚泥フロック化装置１には、ここに送り込まれた汚泥から一部の水分を除去して、その汚泥の固形分濃度を高め、その濃度の高められた汚泥を固液分離装置２に送り込むことができるように、濾過体１９が混和槽３の内部に設けられている。以下に、その濾過体１９の具体的構成例を明らかにする。
【００２６】
図２に示した濾過体１９の一部を拡大して示す断面図である図３に示すように、濾過体１９は、リング状に形成されたスペーサ２０によって互いに上下方向に間隔をあけて配置された複数の固定リング１７と、隣り合う固定リング１７の間に配置された可動リング１８とを有している。
【００２７】
図４は１つの固定リング１７と、１つの可動リング１８と、スペーサ２０の外観を示す斜視図であり、図５は可動リング１８と固定リング１７の重なり状態を示す、図３のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。図３乃至図５に示すように、複数の固定リング１７は前述の軸１５と同心状に配置され、これらの中心軸線は共通の軸線Ｘとなっている。なお、図２においては、固定リングと可動リングを簡略化して示すと共に、スペーサの図示を省略してある。
【００２８】
図４及び図５に示すように、各固定リング１７は、円環状に形成された基部２１と、該基部２１からその半径方向内方へ突出した複数の、図の例では３つの耳部２２とから構成され、その各耳部２２には取付孔２３が形成されている。これらの取付孔２３と、隣り合う固定リング１７の間に配置された小リング状のスペーサ２０の中心孔には、図２乃至図５に示すように、ステーボルト２４がそれぞれ挿通されている。図２に示すように、その各ステーボルト２４の上部に形成された雄ねじに、ナット２５がそれぞれ螺着されて締め付けられている。
【００２９】
一方、図２に示すように、混和槽３の底壁６には、その底壁６に形成された孔２６に整合して、上壁２７を有する逆カップ形状の台座２８が、図示していないボルトとナットにより固定されている。上述の各ステーボルト２４の下部は、この台座２８の上壁２７を貫通し、各ステーボルト２４の下部に形成された雄ねじに、ナット２９がそれぞれ螺着されて締め付けられている。このようにして、スペーサ２０を介して上下方向に互いに間隔をあけて配列された多数の固定リング１７は、一体的に固定連結され、混和槽３に対して固定される。但し、各固定リング１７を、互いにわずかに遊動できるように組み付けることもできる。
【００３０】
隣り合う固定リング１７の間に配置された可動リング１８は、図４及び図５に示すように、円環状に形成され、かかる可動リング１８が、隣り合う固定リング１７の環状の基部２１の間に作動可能に配置されている。しかも、その各可動リング１８は、前述のスペーサ２０よりも、固定リングの半径方向外方に位置しており、これによって可動リング１８が、隣り合う固定リング１７の間から離脱することが阻止される。
【００３１】
図３に示すように、可動リング１８と固定リング１７の厚さｔ，Ｔは、例えば１ｍｍ乃至３ｍｍに設定され、隣り合う固定リング１７の間の間隙Ｇは、可動リング１８の厚さｔよりも大きく設定され、固定リング１７と可動リング１８との間には、例えば０．１ｍｍ乃至１．０ｍｍ程の濾液流入ギャップｇが形成されている。
【００３２】
上述のように構成された濾過体１９の外部に、前述の撹拌羽根１０より成る撹拌手段が、図２に示すように配置されていて、該濾過体１９の内部に前述の軸１５が挿入されている。この軸１５は、濾過体１９に接触することはない。
【００３３】
図２に示すように、混和槽３の底壁６には、これに形成された孔２６と台座２８に整合して位置する排液管３２が、台座２８と共に前述のボルトとナットとによって固定されている。
【００３４】
図２のVII−VII線拡大断面図である図７と、図２とに示すように、台座２８の上壁２７には、この上壁２７に形成された中心孔に整合して位置する軸受３３が固定され、この軸受３３に、軸１５の下部が回転自在に嵌合している。これにより、軸１５の下部が水平方向にずれ動く不具合が阻止される。また、上壁２７には、複数の濾液流通孔３４が形成されている。
【００３５】
前述のように、汚泥と凝集剤が混和槽３内に送り込まれ、このときモータ９により撹拌羽根１０が回転駆動され、これによって汚泥と凝集剤が撹拌され、汚泥がフロック化される。このとき、混和槽３内には、濾過体１９が配置され、その濾過体１９の固定リング１７と可動リング１８の間には、図３に示した微小な濾液流入ギャップｇが形成されるので、混和槽３内のフロック化された汚泥の水分が、濾液流入ギャップｇを通して濾過体１９の内部に流入する。濾液流入ギャップｇは、ここをフロックが通過しないほどの大きさに設定されているのである。
【００３６】
上述のように、固定リング１７と可動リング１８との間の濾液流入ギャップｇを通って、濾過体１９内に流入した水分、すなわち濾液は、その重力によって、濾過体１９内を下方に流下し、台座２８の上壁２７に形成された濾液流通孔３４を通過して、図２に矢印Ｅで示したように排液管３２を通る。次いで、この濾液は、図１に矢印Ｆで示したように排液管３２から流出し、濾液受け部材３５に受け止められた後、矢印Ｊで示すように下方に流下する。この濾液は、固液分離装置２から排出された濾液と共に、再度、水処理され、次いで再び汚泥フロック化装置１に送り込まれてフロック化されるか、又は川などに直に放流される。このように、汚泥フロック化装置１の濾過体１９の固定リング１７と可動リング１８との間の濾液流入ギャップｇを通って濾過体１９内に流入した濾液は、直接、固液分離装置２に送られることはなく、固液分離装置２以外の個所に排出されるのである。なお、図面には、濾過体１９内に流入した濾液の図示は省略してある。
【００３７】
上述のように、本例の汚泥フロック化装置１は、混和槽３内に配置された濾過体１９を具備し、その濾過体１９が、互いに間隔をあけて配置された複数の固定リング１７と、隣り合う固定リング１７の間に配置された可動リング１８とを有し、混和槽３に送り込まれた汚泥と凝集剤を撹拌する撹拌手段が濾過体外に配置されているので、混和槽３に送り込まれた汚泥をフロック化し、そのフロック化された汚泥中の液体を、濾過体１９の濾液流入ギャップｇを通して濾過体１９内へ流入させることができる。このため、混和槽３に送り込まれた汚泥の固形分濃度を高め、その濃度の高まった汚泥を固液分離装置２に送り込むことができる。このようにして、汚泥フロック化装置１によって含液率の低下した汚泥を固液分離装置２によって、効率よく固液分離することができるのである。
【００３８】
ところで、濾過体１９の濾液流入ギャップｇに汚泥の固形分が詰まったり、濾過体１９のまわりに多量の水分を含んだ固形分がへばりつくように付着してしまえば、汚泥中の水分を濾過体１９の内部に効率よく流入させることができなくなる。そこで、本例の汚泥フロック化装置１は、濾液流入ギャップｇの目詰まりを防止できると共に、濾過体１９のまわりに付着した固形分を効率よくクリーニングすることができるように構成されている。以下に、その具体的構成例を明らかにする。
【００３９】
図８は、複数のスペーサ２０と可動リング１８の位置関係を説明する平面図である。この図に示すように、複数のスペーサ２０の外側面に接する円ＯＣを考えたとき、この円ＯＣの直径ＩＤ１は、可動リング１８の内径ＩＤ２よりも小さくなっている。このため、前述のように、可動リング１８は、隣り合う固定リング１７の間で可動であり、しかも隣り合う固定リング１７の間から離脱することが阻止される。なお、この例においては、円ＯＣの中心は、固定リング１７の中心軸線Ｘに一致している。
【００４０】
一方、図５に示すように、可動リング１８の外径ＯＤ１は、固定リング１７の外径ＯＤ２よりも、わずかに大きく設定されている。
【００４１】
さらに、図９は、図２のIX−IX線に沿って切断すると共に、濾過体１９及び撹拌羽根１０などの図示を省略した拡大断面図であるが、この図と図２に示すように、前述の軸１５には、その半径方向外方に延びるアーム３６の基端部が固定され、そのアーム３６の先端部には、丸棒より成る加圧部材３８の上端部がナットによって固定されている。加圧部材３８は、図２に示すように下方に延び、しかも図３及び図５に示したように、固定リング１７と可動リング１８の外周面に当接し、その可動リング１８を加圧している。従って、図５に示すように、可動リング１８の中心軸線Ｙは、固定リング１７の中心軸線に対して、δで示すわずかな距離だけ位置をずらした状態で位置している。
【００４２】
先に説明したように、モータ９が作動して、軸１５が回転駆動されることにより、撹拌羽根１０が軸１５の中心軸線Ｘのまわりに回転するが、これと同時に、アーム３６を介して、軸１５に固定連結された加圧部材３８も、軸１５の中心軸線Ｘのまわりに回転する。これに対して、固定リング１７は回転することはない。このとき、加圧部材３８は、全ての可動リング１８と全ての固定リング１７の外周面に当接しているので、加圧部材３８は、図５及び図６から判るように、固定リング１７の外周面に摺接し、かつ可動リング１８の外周面を加圧しながら、固定リング１７の中心軸線Ｘのまわりに回転する。これにより、可動リング１８は、その中心軸線Ｙが、図６に符号Ｋで示したように、固定リング１７の中心軸線Ｘのまわりに公転しながら作動する。このように、可動リング１８は、隣り合う固定リング１７の間で積極的に作動するので、固定リング１７と可動リング１８との間の濾液流入ギャップｇに入り込んだ汚泥の固形分を効果的に排出させることができる。なお、図示した例では、図５に示したように、加圧部材３８とスペーサ２０が互いに向き合った状態に対向したとき、可動リング１８は、その加圧部材３８とスペーサ２０とに接触して、これらによって挟まれた状態となる。
【００４３】
また、加圧部材３８は、可動リング１８と固定リング１７の外周面に摺接しながら、該固定リング１７の中心軸線Ｘのまわりを回転するので、濾過体１９のまわりに付着した水分を含む固形分は、加圧部材３８によって効果的に掻き取られ、濾過体１９のまわりに多量の固形分がへばりつくように付着することはない。加圧部材３８が、可動リング１８を作動させる働きと、濾過体１９の外周をクリーニングする働きをなすのである。
【００４４】
上述のように、濾液流入ギャップｇの目詰まりを防止できると共に、濾過体１９のまわりに多量の固形分がへばりつくことを防止できるので、汚泥から分離された多量の水分が濾過体１９の内部に流入することができる。このように、汚泥フロック化装置１により含液率の低下させた汚泥を、固液分離装置２によって効率よく固液分離することができる。
【００４５】
丸棒より成る加圧部材３８に代えて、例えば角棒又はパイプなどの他の適宜な形態の加圧部材を用いることもできる。
【００４６】
以上のように、本例の汚泥フロック化装置１は、可動リング１８の中心軸線Ｙが固定リング１７の中心軸線Ｘのまわりに公転するように、該可動リング１８を駆動する駆動装置を有しており、その駆動装置は、固定リング１７の外周面に摺接し、かつ可動リング１８の外周面を加圧しながら、固定リング１７のまわりに回転して、可動リング１８を固定リング１７の中心軸線Ｘのまわりに公転させる加圧部材３８を有している。しかも、本例の駆動装置は、上記加圧部材３８のほかに、モータ９と、濾過体１９内に挿入されて、モータ９により回転駆動される軸１５とを有し、加圧部材３８は軸１５に固定連結され、該加圧部材３８がモータ９により軸１５の中心軸線Ｘのまわりに回転駆動されることにより、可動リング１８が、固定リング１７の中心軸線Ｘのまわりに公転するように構成されている。
【００４７】
また、図２に示すように、撹拌羽根１０も、軸１５に固定され、モータ９の作動によって回転駆動されるように構成されているので、撹拌羽根１０と加圧部材３８を別々のモータにより回転駆動する場合に比べ、汚泥フロック化装置の構造を簡素化でき、かつそのコストの低減を達成できる。
【００４８】
また、本例の汚泥フロック化装置１においては、図５に示すように、可動リング１８の幅Ｗ１が、固定リング１７の幅Ｗ２よりもわずかに大きく設定されている。ここに言う固定リング１７の幅Ｗ２は、図５から判るように、その固定リング１７の環状の基部２１の幅を意味している。これらの幅Ｗ１，Ｗ２を上述のように設定することによって、加圧部材３８が１回転する間に、可動リング１８が隣り合う固定リング１７の隙間を必ず通過するので、濾液流入ギャップｇに固形物が詰まる不具合をより効果的に阻止することができる。
【００４９】
前述のように、加圧部材３８は、濾過体１９のまわりを清掃するクリーニング部材を兼ねており、この加圧部材３８だけで、濾過体１９のまわりを清掃することも可能であるが、その清掃効果をより一層高めるために、濾過体１９の外周部を清掃する独立したクリーニング部材を用いることもできる。
【００５０】
すなわち、図９に二点鎖線で示すように、アーム３６に分岐アーム３６Ａを一体に固定連結し、その分岐アーム３６Ａに、ナットによってクリーニング部材４０の上端部を固定する。ここに示したクリーニング部材４０は丸棒により構成され、かかるクリーニング部材４０が、前述の加圧部材３８と同様に下方に延び、図５に示すように、全ての固定リング１７と全ての可動リング１８の外周面に当接している。
【００５１】
前述の如く、モータ９が作動して軸１５が回転駆動されるが、これによって、アーム３６と分岐アーム３６Ａを介して軸１５に固定されたクリーニング部材４０も、加圧部材３８と共に、軸１５の中心軸線Ｘのまわりに回転する。このように、クリーニング部材４０が、加圧部材３８と同様に、固定リング１７の外周面に摺接しながら回転することにより、濾過体１９のまわりに付着した固形物を掻き取ることができる。
【００５２】
上述のように、固定リング１７の外周面に摺接しながら、加圧部材３８と共に回転するクリーニング部材４０を設けることによって、濾過体１９に対するクリーニング効果を高めることができ、より一層多量の濾液を濾過体１９の内部に流入させることが可能となる。
【００５３】
丸棒より成るクリーニング部材４０に代えて他の適宜な形態のクリーニング部材を用いることもできる。例えば、図１０に示すように、芯軸４１と、その芯軸４１の表面に植設されたブラシ繊維４２とから成るクリーニング部材４０を用いることもできる。かかるクリーニング部材４０の場合には、そのブラシ繊維４２が固定リング１７の外周面を摺接する。
【００５４】
前述のように、本例の汚泥フロック化装置１によれば、濾過体１９内に流入する水分の量を増大させ、固形分濃度の高い汚泥を固液分離装置に送り込むことができる。ところが、固液分離装置へ送られる汚泥の固形分濃度が高くなりすぎると不具合が発生することもある。例えば、汚泥フロック化装置１から排出された汚泥を、図１に示すようにポンプ４４によって固液分離装置２に送るように構成した場合、その汚泥の固形分濃度が高くなりすぎると、当該汚泥がポンプ４４に汚泥が詰まってしまうおそれがある。そこで、本例の汚泥フロック化装置１は、そのフロック化装置１から排出されて固液分離装置２に送られる汚泥の固形分濃度を調整できるように構成されている。以下に、その具体的構成例を説明する。
【００５５】
図１及び図２に示すように、混和槽３の内部には、堰４５が設けられ、含水率の低下した汚泥が、この堰４５を越流して、固液分離装置２に送られるように構成されている。
【００５６】
一方、濾過体１９内に流入した濾液は、排液管３２内を流れて、その排液管３２から流出するが、図１及び図１１に示すように、この排液管３２の濾液排出口４７の側に、濾液越流管４６が嵌合している。排液管３２の濾液排出口４７から排出された濾液は、さらに濾液越流管４６内を流れ、その濾液越流管４６の上端の出口開口４８から外部に越流して、濾液受け部材３５に受け止められるのである。このように、濾液越流管４６は、濾液が越流する堰を構成している。
【００５７】
図１１に示すように、濾液越流管４６の内周面には雌ねじが形成され、その濾液越流管４６が嵌合した排液管３２の外周面には、その雌ねじにねじ係合する雄ねじが形成されていて、濾液越流管４６をその中心軸線のまわりに回転させることによって、濾液越流管４６の高さ、すなわちその出口開口４８の高さＨ１を調整することができる。これに対し、図１に示した前述の堰４５の上端の高さＨ２は一定している。濾液越流管４６を回転することにより、堰４５の上端の高さＨ２に対する濾液越流管４６の出口開口４８の高さＨ１を調整することができるのである。
【００５８】
ここで、固液分離装置２に送り込まれる汚泥の固形分濃度を高める必要のあるときは、濾液越流管４６を回して、その出口開口４８の高さＨ１を低くする。堰４５の高さＨ２に対する濾液越流管４６の高さＨ１を低くするのである。これにより、濾液越流管４６の出口開口４８から越流する濾液の量が増えるので、濾過体１９に流入する濾液の量が増大し、汚泥フロック化装置１から固液分離装置２へ移送される汚泥の固形分濃度を高めることができる。
【００５９】
逆に、固液分離装置２に送り込まれる汚泥の固形分濃度をあまり高くしたくないときは、濾液越流管４６を上述した場合と逆の方向に回転させて、その濾液越流管４６を上方に移動させ、堰４６の高さＨ２に対する濾液越流管４６の高さＨ１を高くする。これにより、濾液越流管４６の出口開口４８から越流する濾液の量が減るので、濾過体１９に流入する濾液の量が減少し、汚泥フロック化装置１から固液分離装置２へ移送される汚泥の固形分濃度を低下させることができる。
【００６０】
汚泥の性状とポンプ４４の性能などに応じて、上述のように汚泥フロック化装置１を流出する汚泥の固形分濃度を変えることができるので、いかなる性質の汚泥も、支障なく固液分離装置２に送り込んで、これを処理することができる。
【００６１】
上述した例では、堰としての働きをなす濾液越流管４６の高さＨ１を調整することによって、濾過体１９内に流入する濾液の量を調整したが、堰４５の高さＨ２を調整できるように構成し、或いはその堰４５と濾液越流管４６の高さを共に調整できるように構成して、濾過体１９内に流入する濾液の量を調整することもできる。
【００６２】
上述のように、本例の汚泥フロック化装置１は、混和槽３に送り込まれた汚泥から分離されて、濾過体１９内に流入する濾液の量を調整する濾液流入量調整手段を具備しており、しかもその濾液流入量調整手段は、濾過体１９内に流入した濾液が越流する堰の一例である濾液越流管４６と、含液率の低下した汚泥が越流する堰４５の少なくとも一方の堰の高さを調整する装置により構成されている。濾液越流管４６以外の堰を用いてもよいことは当然である。
【００６３】
上述した具体例においては、スペーサ２０として、固定リング１７とは別部材の小リング状部材を用いたが、スペーサを固定リングに一体に形成することもできる。例えば、スペーサ２０を、当該スペーサ２０に隣接する２つの固定リングのうちの一方の固定リング１７に一体に形成し、固定リング１７とスペーサ２０を１つの部品として構成する。より具体的に示すと、固定リング１７とスペーサ２０が共に金属より成るときは、これらを溶接によって一体化し、或いは鋳造によって、これらを一体に成形することができる。或いは、素材を切削加工して、一体となった固定リング１７とスペーサ２０を製造することもできる。また固定リング１７とスペーサ２０を共に樹脂により構成するときは、これらを成形型によって一体の成形品として製造することもできる。
【００６４】
また、前述の各具体例においては、軸線方向に隣り合う固定リング１７の間に１つの可動リング１８が配置されているが、軸線方向に隣り合う固定リング１７の間に複数の可動リング１８を配置してもよいことは当然である。隣り合う固定リングの間に少なくとも１つの可動リングが配置されるのである。
【００６５】
以上説明した汚泥フロック化装置１は、その濾過体１９の固定リング１７が上下方向に配列され、その中心軸線Ｘが上下に延びているが、その中心軸線が傾斜した状態となるように、濾過体１９を配置することもできる。要は、濾過体１９内に流入した濾液が、濾過体１９の下部から外部に自重で流出できるように構成すればよいのである。
【００６６】
また、以上説明した各構成は、特開平９−２２０５９６号公報に開示されているように、汚泥フロック化装置の混和槽を、第１の撹拌室と第２の撹拌室とに仕切り、その第１の撹拌室に汚泥と凝集促進剤を送り込んでこれらを撹拌し、次いでその汚泥を第２の撹拌室に送り込むと共に、第２の撹拌室に凝集剤を供給して、これらを撹拌することにより、汚泥をフロック化する汚泥フロック化装置にも適用できる。かかる汚泥フロック化装置の場合には、例えば、その第２の撹拌室に濾過体を設け、前述したところと全く同様にして、濾過体内に流入した濾液を固液分離装置以外の個所に排出させればよい。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】汚泥処理装置の一例を示す部分断面図である。
【図２】汚泥フロック化装置の拡大断面図である。
【図３】図２に示した濾過体の一部を拡大して示す断面図である。
【図４】１つの固定リングと、１つの可動リングと、スペーサとを示す斜視図である。
【図５】図３のＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】加圧部材が図５に位置した位置からほぼ９０°回転したときの様子を示す、図５と同様な断面図である。
【図７】図２のVII−VII線拡大断面図である。
【図８】複数のスペーサと可動リングの位置関係を説明する平面図である。
【図９】図２のIX−IX線拡大断面図である。
【図１０】クリーニング部材の他の例を示す断面図である。
【図１１】図１に示した排液管と濾液越流管の拡大断面図である。
【符号の説明】
【００６８】
１ 汚泥フロック化装置
２ 固液分離装置
３ 混和槽
９ モータ
１０ 撹拌羽根
１５ 軸
１７ 固定リング
１８ 可動リング
１９ 濾過体
３８ 加圧部材
４０ クリーニング部材
４５ 堰
ＤＯ１，ＤＯ２ 外径
Ｈ１，Ｈ２ 高さ
Ｘ，Ｙ 中心軸線
Ｗ１，Ｗ２ 幅
【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚泥と凝集剤とが送り込まれる混和槽と、該混和槽内に設けられていて、互いに間隔をあけて配置された複数の固定リングと隣り合う固定リングの間に配置された可動リングとを有する濾過体と、該濾過体外に配置されていて、混和槽に送り込まれた汚泥と凝集剤とを撹拌する撹拌手段と、前記可動リングの中心軸線が前記固定リングの中心軸線のまわりに公転するように、該可動リングを駆動する駆動装置とを具備し、前記可動リングの外径は、前記固定リングの外径よりも大きく設定されていて、前記駆動装置は、前記固定リングの外周面に摺接し、かつ可動リングの外周面を加圧しながら、固定リングのまわりに回転して、可動リングを固定リングの中心軸線のまわりに公転させる加圧部材を有している汚泥フロック化装置。
【請求項２】
前記駆動装置は、前記加圧部材のほかに、モータと、前記濾過体内に挿入されて、前記モータにより回転駆動される軸とを有し、前記加圧部材は前記軸に固定連結され、該加圧部材が前記モータにより前記軸の中心軸線のまわりに回転駆動されることにより、前記可動リングを、前記固定リングの中心軸線のまわりに公転させる請求項１に記載の汚泥フロック化装置。
【請求項３】
可動リングの幅が固定リングの幅よりも大きく設定されている請求項１又は２に記載の汚泥フロック化装置。
【請求項４】
前記固定リングの外周面に摺接しながら、前記加圧部材と共に回転するクリーニング部材を具備する請求項１乃至３のいずれかに記載の汚泥フロック化装置。
【請求項５】
前記撹拌手段は、前記軸に固定されていて、前記モータによって回転駆動される撹拌羽根を具備する請求項２乃至４のいずれかに記載の汚泥フロック化装置。
【請求項６】
前記混和槽に送り込まれた汚泥から分離されて、前記濾過体内に流入する濾液の量を調整する濾液流入量調整手段を具備する請求項１乃至５のいずれかに記載の汚泥フロック化装置。
【請求項７】
前記濾液流入量調整手段は、前記濾過体内に流入した濾液が越流する堰と、含液率の低下した汚泥が越流する堰の少なくとも一方の堰の高さを調整する装置により構成されている請求項６に記載の汚泥フロック化装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載の汚泥フロック化装置と、該汚泥フロック化装置によってフロック化された汚泥を固液分離する固液分離装置とを具備し、前記汚泥フロック化装置によって含液率の低下した汚泥を前記固液分離装置によって固液分離する汚泥処理装置。
【請求項１】
汚泥と凝集剤とが送り込まれる混和槽と、該混和槽内に設けられていて、互いに間隔をあけて配置された複数の固定リングと隣り合う固定リングの間に配置された可動リングとを有する濾過体と、該濾過体外に配置されていて、混和槽に送り込まれた汚泥と凝集剤とを撹拌する撹拌手段と、前記可動リングの中心軸線が前記固定リングの中心軸線のまわりに公転するように、該可動リングを駆動する駆動装置とを具備し、前記可動リングの外径は、前記固定リングの外径よりも大きく設定されていて、前記駆動装置は、前記固定リングの外周面に摺接し、かつ可動リングの外周面を加圧しながら、固定リングのまわりに回転して、可動リングを固定リングの中心軸線のまわりに公転させる加圧部材を有している汚泥フロック化装置。
【請求項２】
前記駆動装置は、前記加圧部材のほかに、モータと、前記濾過体内に挿入されて、前記モータにより回転駆動される軸とを有し、前記加圧部材は前記軸に固定連結され、該加圧部材が前記モータにより前記軸の中心軸線のまわりに回転駆動されることにより、前記可動リングを、前記固定リングの中心軸線のまわりに公転させる請求項１に記載の汚泥フロック化装置。
【請求項３】
可動リングの幅が固定リングの幅よりも大きく設定されている請求項１又は２に記載の汚泥フロック化装置。
【請求項４】
前記固定リングの外周面に摺接しながら、前記加圧部材と共に回転するクリーニング部材を具備する請求項１乃至３のいずれかに記載の汚泥フロック化装置。
【請求項５】
前記撹拌手段は、前記軸に固定されていて、前記モータによって回転駆動される撹拌羽根を具備する請求項２乃至４のいずれかに記載の汚泥フロック化装置。
【請求項６】
前記混和槽に送り込まれた汚泥から分離されて、前記濾過体内に流入する濾液の量を調整する濾液流入量調整手段を具備する請求項１乃至５のいずれかに記載の汚泥フロック化装置。
【請求項７】
前記濾液流入量調整手段は、前記濾過体内に流入した濾液が越流する堰と、含液率の低下した汚泥が越流する堰の少なくとも一方の堰の高さを調整する装置により構成されている請求項６に記載の汚泥フロック化装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載の汚泥フロック化装置と、該汚泥フロック化装置によってフロック化された汚泥を固液分離する固液分離装置とを具備し、前記汚泥フロック化装置によって含液率の低下した汚泥を前記固液分離装置によって固液分離する汚泥処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００９−２１３９８６（Ｐ２００９−２１３９８６Ａ）
【公開日】平成２１年９月２４日（２００９．９．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５８８４６（Ｐ２００８−５８８４６）
【出願日】平成２０年３月８日（２００８．３．８）
【特許番号】特許第４３１８７３５号（Ｐ４３１８７３５）
【特許公報発行日】平成２１年８月２６日（２００９．８．２６）
【出願人】（５９１００７０２２）アムコン株式会社 (28)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年９月２４日（２００９．９．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月８日（２００８．３．８）
【特許番号】特許第４３１８７３５号（Ｐ４３１８７３５）
【特許公報発行日】平成２１年８月２６日（２００９．８．２６）
【出願人】（５９１００７０２２）アムコン株式会社 (28)
【Ｆターム（参考）】
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