汚泥凝集槽及びこれを備えた汚泥濃縮装置

【課題】循環流と旋回流を適正化して良好な汚泥フロックを安定的に形成することができるとともに、バッフルセットを容易に取り外して交換、清掃等を簡単に行うことができる汚泥凝集槽を提供すること。
【解決手段】槽本体２と、該槽本体２の軸中心に沿って設けられた回転軸５に撹拌羽根６，７を取り付けて成る撹拌機４を備え、前記槽本体２に供給される汚泥と凝集剤との混合物を前記撹拌機４で撹拌することによって汚泥をフロック化させて凝集汚泥とする汚泥凝集槽１において、支軸８に邪魔板９を取り付けて成るバッフルセット１０を前記槽本体２の内壁に沿って着脱可能且つ前記支軸８を中心として回動可能に取り付ける。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、槽本体に供給される汚泥と凝集剤との混合物を撹拌機で撹拌することによって汚泥フロックを形成する汚泥凝集槽とこれを備えた汚泥濃縮装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
各種汚泥を廃棄又は焼却するため、汚泥を脱水機にて脱水処理することが行われるが、脱水機の処理能力のみで汚泥の脱水を効率良く行うことは困難である。このため、汚泥の脱水機による脱水処理に先立って汚泥濃縮装置によって汚泥を濃縮することが行われている。
【０００３】
上記汚泥濃縮装置は、汚泥凝集槽と、該汚泥凝集槽から供給される凝集汚泥に含まれる水分を濾過して分離液として排出することによって汚泥を濃縮する汚泥濃縮機を含んで構成されている。ここで、汚泥凝集槽の従来例を図５に示す。
【０００４】
図５は従来の汚泥凝集槽の縦断面図であり、図示の汚泥凝集槽１０１は、上面が開口した例えば円筒タンク状の槽本体１０２と該槽本体１０２の内部に設けられた撹拌機１０４を備えており、撹拌機１０４は、駆動源であるモータ１０３と、槽本体１０２の軸中心に沿って上下方向に設けられた回転軸１０５及び該回転軸１０５に取り付けられた上下２段の撹拌羽根１０６，１０７で構成されている。
【０００５】
この汚泥凝集槽１０１においては、原泥供給管１２１から槽本体１０２の下部に汚泥（原泥）が供給されるが、原泥供給管１２１を流れる汚泥には凝集剤として例えばポリマーが添加され、このポリマーが添加された汚泥が槽本体１０２内で撹拌機１０４によって撹拌され、汚泥は、これに含まれる固形成分がフロック化されて凝集汚泥となり、この凝集汚泥は、槽本体１０２の上部に接続された凝集汚泥導入管１２２から不図示の汚泥濃縮機へと供給されて濃縮処理される。
【０００６】
ところで、汚泥凝集槽１０１において撹拌機１０４の撹拌羽根１０６，１０７が図示矢印方向に回転すると、槽本体１０２内には、汚泥の流れとして旋回流と循環流が発生する。ここで、旋回流は、回転羽根１０６，１０７の回転に伴って水平方向に回転する流れであり、循環流は、回転羽根１０６，１０７によって槽本体１０２の内壁に向かって吐き出された汚泥が回転羽根１０６，１０７の無い中央に向かって還流する流れである。尚、これらの旋回流と循環流は上下の撹拌羽根１０６，１０７の周囲に各々発生するが、図５は便宜的に旋回流と循環流を別々に分けて図示している。
【０００７】
而して、汚泥凝集槽１０１での汚泥とポリマーとの反応においては適切な混合撹拌が必要となり、そのためには適切な循環流によってポリマーを拡散させる必要がある。又、汚泥フロックの成長には、汚泥フロック同士、汚泥フロックと撹拌羽根１０６，１０７及び汚泥フロックと槽本体１０２の内壁との衝突・接触が必要であり、そのためには適切な旋回流が必要となる。従って、汚泥とポリマーとの反応及び汚泥フロックの成長には、循環流と旋回流のバランスが重要な因子となる。
【０００８】
ところで、汚泥とポリマーとの混合物は粘性を有しているため、撹拌羽根１０６，１０７には或る程度大きな長さと面積が必要であるが、このように撹拌羽根１０６，１０７の面積を大きくすると、汚泥とポリマーの混合物が撹拌羽根１０６，１０７の回転に同調して共回りし、中心部に混合作用が働かないデッドスペースが生じ、汚泥とポリマーとの混合・撹拌が不十分となって良好な汚泥フロックが形成されないという問題が発生する。
【０００９】
そこで、図６及び図７に示すように、槽本体１０２の内壁の周方向複数箇所（図示例では４箇所）に縦リブ状の邪魔板１０９を取り付け、これらの邪魔板１０９によって汚泥とポリマーの混合物の共回りを防ぐことが行われている。尚、図６は従来の汚泥凝集槽の縦断面図、図７は図６のＢ−Ｂ線断面図である。
【００１０】
又、図８の縦断面図に示すように、槽本体１０１の内壁の各攪拌羽根１０６，１０７の上下に、中心に向かって水平に延びるプレート状の複数の邪魔板１０９’を取り付け、これらの邪魔板１０９’によって内壁近くの混合物の流れを中心に向けて導くことによって循環流の発生を促進し、混合物の共回りを防ぐ提案もなされている（特許文献１）。
参照）。
【特許文献１】特許第３４６０８４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、図６及び図７に示す汚泥凝集槽１０１においては、混合物の共回り現象の解消が槽本体１０２の内壁の近傍に限定され、共回り防止の効果が不十分であるという問題がある。
【００１２】
又、図８に示す汚泥凝集槽１０１によれば、共回り現象の発生を比較的効果的に防ぐことができるが、邪魔板１０９’の取付角度を調整することができないため、汚泥とポリマーの種類や性質によっては旋回流と循環流のバランスを必ずしも適切に保つことができず、良好な汚泥フロックを形成することが困難となる場合があった。
【００１３】
更に、図６〜図８に示す従来の汚泥凝集槽１０１においては、邪魔板１０９，１０９’が固定されていたため、これらの邪魔板１０９，１０９’に夾雑物が絡み付く等のトラブルが発生した場合には、絡み付いた夾雑物を容易に取り除くことができず、又、槽本体１０２内の清掃も容易ではないという問題があった。
【００１４】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、循環流と旋回流を適正化して良好な汚泥フロックを安定的に形成することができるとともに、バッフルセットを容易に取り外して交換、清掃等を簡単に行うことができる汚泥凝集槽とこれを備えた汚泥濃縮装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、槽本体と、該槽本体の軸中心に沿って設けられた回転軸に撹拌羽根を取り付けて成る撹拌機を備え、前記槽本体に供給される汚泥と凝集剤との混合物を前記撹拌機で撹拌することによって汚泥をフロック化させて凝集汚泥とする汚泥凝集槽において、支軸に邪魔板を取り付けて成るバッフルセットを前記槽本体の内壁に沿って着脱可能且つ前記支軸を中心として回動可能に取り付けたことを特徴とする。
【００１６】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、請求項１記載の汚泥凝集槽と、該汚泥凝集槽から供給される凝集汚泥に含まれる水分を濾過して分離液として排出することによって汚泥を濃縮する汚泥濃縮機を含んで汚泥濃縮装置を構成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１記載の発明によれば、バッフルセットを槽本体の内壁に沿って着脱可能且つ支軸を中心として回動可能に取り付けたため、汚泥の性状や凝集剤の種類と添加量、汚泥の凝集状態等に応じてバッフルセットを支軸を中心として回動させて邪魔板の取付角度を運転を中止することなく調整することができ、循環流と旋回流を適正化して良好な汚泥フロックを安定的に形成することができる。又、例えば邪魔板に夾雑物等が絡み付く等のトラブルが発生したような場合には、バッフルセットを容易に取り外して夾雑物を取り除き、槽本体内部の清掃を容易に行うことができる他、必要に応じて形状の異なる邪魔板を備えたバッフルセットに容易に交換することができる。
【００１８】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の汚泥凝集槽によって形成された良好な汚泥フロックを汚泥濃縮装置によって効率良く濃縮処理することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２０】
図１は本発明に係る汚泥濃縮装置の基本構成を示す縦断面図であり、図示の汚泥濃縮装置は、本発明に係る汚泥凝集槽１と汚泥濃縮機１１を備えており、凝集剤が添加された汚泥を汚泥凝集槽１で凝集してフロック化し、このフロック化された凝集汚泥を汚泥濃縮機１１で濃縮するものである。
【００２１】
上記汚泥凝集槽１は、上面が開口した円筒タンク状の槽本体２と、モータ３によって回転駆動される撹拌機４を備えており、槽本体２の下部には原泥供給管２１が接続されている。又、槽本体２の上部からは凝集汚泥導入管２２が汚泥濃縮機１１に向かって水平に導出している。尚、汚泥凝集槽１の構成の詳細は後述する。
【００２２】
又、前記濃縮機１１は、密閉構造を有する円筒タンク状の外筒１２の内部に円筒状の濾過筒１３を縦方向に配置し、該濾過筒１３内にスパイラルスクリュー１４を回転可能に収容して構成されている。
【００２３】
ここで、上記濾過筒１３の前記外筒１２内に臨む部位の周面は、パンチングプレート又はウェッジワイヤー等から成る濾過面１３ａを構成しており、濾過筒１３の下部からは濃縮汚泥排出管１５が水平に導出しており、その途中には濃縮汚泥ポンプ１６が設けられている。
【００２４】
又、前記外筒１２の上下からは分離液取出管１７，１８が水平に導出しており、これらの分離液取出管１７，１８は、逆Ｕ字状の分離液排出管１９の垂直に立ち上がる上向流管１９ａに接続されている。ここで、分離液排出管１９は、前記上向流管１９ａの上端から水平に延びる水平管１９ｂと、該水平管１９ｂの端部から垂直下方へ延びる下向流管１９ｃを有している。
【００２５】
前記スパイラルスクリュー１４は、回転軸１４ａにスクリュー羽根１４ｂを螺旋状に巻装して構成されており、回転軸１４ａには、駆動源としてのモータ２０が連結されている。尚、スパイラルスクリュー１４の外径は、濾過筒１３の濾過面１３ａの内径よりも僅かに小さく設定されており、スパイラルスクリュー１４の外周縁と濾過筒１３の濾過面１３ａとの間には微小隙間が形成されている。
【００２６】
次に、前記汚泥凝集槽１の構成の詳細を図２〜図４に基づいて説明する。尚、図２は本発明に係る汚泥凝集槽の縦断面図、図３は図２のＡ−Ａ線断面図、図４はバッフルセットの側面図である。
【００２７】
本発明に係る汚泥凝集槽１は、図２及び図３に示すように、円筒タンク状の槽本体２と、モータ３によって回転駆動される撹拌機４を備えており、攪拌機４は、槽本体２内の中心部に垂直に配された回転軸５に２つの攪拌羽根６，７を上下に取り付けて構成されており、回転軸５の上端には駆動源である前記モータ３が直結されている。
【００２８】
而して、本実施の形態に係る汚泥凝集槽１においては、槽本体２の内壁の相対向する２箇所にはバッフルセット１１０が内壁に沿って上下方向に着脱可能且つ回動可能に取り付けられている。ここで、各バッフルセット１０は、図４に示すように、上下方向に延びる鉛直丸棒状の支軸８の上下方向に３枚の邪魔板９を溶接によって取り付けて構成されており、該バッフルセット１０が図２に示すように槽本体２内にセットされた状態では、各支軸８に取り付けられた各枚の邪魔板９は、攪拌機４の攪拌羽根６，７の上下にそれぞれ位置する高さ位置に取り付けられている。
【００２９】
上記各邪魔板９は、図３に示すように、槽本体２の中心に向かって水平に延びる平面視円弧状に湾曲した部材であって、支軸８をその上部を操作して回すことによって各邪魔板９は支軸８と共に該支軸８を中心として回動し、その取付角度が図示のΔθの範囲で調整される。尚、邪魔板９は、平板状のものでも良いが、本実施の形態のような湾曲したものの方が有効である。
【００３０】
而して、各バッフルセット１０は、その支軸８が上下方向となるようにして槽本体２の内壁に沿って上方から組み込まれ、支軸８の下端部が槽本体２の底面によって回動可能に支持される。
【００３１】
次に、図１に示す汚泥濃縮装置の作用について説明する。
【００３２】
本発明に係る汚泥濃縮装置においては、原泥供給管２１から汚泥凝集槽１に汚泥（原泥）が供給されるが、原泥供給管２１を流れる汚泥には凝集剤としてポリマーが添加され、ポリマーが添加された汚泥が汚泥凝集槽１内において撹拌機４によって撹拌され、この汚泥は、これに含まれる固形成分がフロック化されて凝集汚泥となる。
【００３３】
ここで、汚泥凝集槽１においては、バッフルセット１０の邪魔板９の作用によって、汚泥とポリマーの混合物の攪拌羽根６，７に同調した共回りの発生が防がれるが、本実施の形態では、バッフルセット１０が槽本体２の内壁に、支軸８を中心として回動可能に取り付けられているため、汚泥の性状やポリマーの種類と添加量、汚泥の凝集状態等に応じてバッフルセット１０を支軸８を中心として回動させて邪魔板９の取付角度を図３に示す角度Δθの範囲で運転を中止することなく調整することができる。このため、攪拌機４の攪拌羽根６，７の回転によって発生する混合物の循環流と旋回流を適正化することができ、これによって良好な汚泥フロックを安定的に形成することができる。尚、実際には、攪拌機４の攪拌羽根６，７の回転数を変化させることによって旋回流の強さを調整することができ、バッフルセット１０の邪魔板９の取付角度の変化によって循環流の強さを調整することができる。
【００３４】
而して、上述のように良好な汚泥フロックを安定的に形成することができる結果、ポリマーの添加率の低減、汚泥凝集槽１の小型・コンパクト化、使用可能なポリマーの種類の増加等の効果も得ることができる。
【００３５】
又、バッフルセット１０を槽本体２に対して着脱可能に取り付けたため、例えば邪魔板９に夾雑物等が絡み付く等のトラブルが発生したような場合には、バッフルセット１０を槽本体２から容易に取り外して夾雑物を取り除き、槽本体２内部の清掃を容易に行うことができる他、必要に応じて形状の異なる邪魔板を備えた別のバッフルセットに容易に交換することができる。
【００３６】
更に、本実施の形態に係る汚泥凝集槽１は、既存の槽本体２に特別な加工を施すことなく、該槽本体２にバッフルセット１０を付加するだけで前記機能を果たすことができるため、大幅なコストアップを伴うことなく前記効果を得ることができる。
【００３７】
ところで、図１に示すように、前記濾過筒１３内の汚泥の液位ｈ₂ は、汚泥凝集槽１内の汚泥の液位ｈ₁ よりも低く設定され（ｈ₂ ＜ｈ₁ ）、両液位ｈ₁ ，ｈ₂ の差（ヘッド差）Δｈ₁₂（＝ｈ₁ −ｈ₂ ）に基づく差圧によって、汚泥凝集槽１内の凝集汚泥が凝集汚泥導入管２２を通って汚泥濃縮機１１の濾過筒１３内にその上部から導入される。
【００３８】
而して、汚泥濃縮機１１においては、スパイラルスクリュー１４がモータ２０によって濾過筒１３内で所定の速度で回転駆動されており、濾過筒１３内に導入された凝集汚泥は、回転するスパイラルスクリュー１４によって下方へと搬送されるとともに、これに含まれる水分が濾過筒１３の濾過面１３ａを通過して外筒１２内に分離液として収容される。ここで、分離液排出管１９内の分離液の水位ｈ₃ は、濾過筒１３内の液位ｈ₂ よりも低く設定されているため（ｈ₃ ＜ｈ₂ ）、両者ｈ₂ ，ｈ₃ の差（ヘッド差）Δｈ₂₃（＝ｈ₂ −ｈ₃ ）に基づく差圧を濾過圧力として、凝集汚泥から分離された水分が濾過筒１３の濾過面１３ａを通過して外筒１２内に分離液として収容される。又、この場合、外筒１２は、分離液の水位ｈ₃ よりも下方に配置されているため、外筒１２内に収容される分離液は外筒１２内に充満し、この分離液中に濾過筒１３の濾過面１３ａが埋没することとなる。
【００３９】
そして、外筒１２内に収容された分離液は、外筒１２の上下に接続された分離液取出管１７，１８から分離液排出管１９へと流れ込み、分離液排出管１９の上向流管１９ａを上向きに流れ、水平管１９ｂにてオーバーフローして下向流管１９ｃを下向きに流れて外部へと排出される。又、スパイラルスクリュー１４の回転によって濾過筒１３内を下方へと搬送される凝集汚泥は、その途中で水分が分離されることによって濃縮されて濃縮汚泥となり、この濃縮汚泥は、濃縮汚泥ポンプ１６によって濃縮汚泥排出管１５を通って外部へと排出され、不図示の脱水機による脱水処理に供される。
【００４０】
而して、本実施の形態に係る汚泥濃縮装置によれば、汚泥凝集槽１によって形成された良好な汚泥フロックを汚泥濃縮機１１によって効率良く濃縮処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明に係る汚泥濃縮装置の基本構成を示す縦断面図である。
【図２】本発明に係る汚泥凝集槽の縦断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】本発明に係る汚泥凝集槽のバッフルセットの側面図である。
【図５】従来例１に係る汚泥凝集槽の縦断面図である。
【図６】従来例２に係る汚泥凝集槽の縦断面図である。
【図７】図６のＢ−Ｂ線断面図である。
【図８】従来例３に係る汚泥凝集槽の縦断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１汚泥凝集槽
２槽本体
３モータ
４攪拌機
５回転軸
６，７攪拌羽根
８支軸
９邪魔板
１０バッフルセット
１１濃縮機
１２外筒
１３濾過筒
１３ａ濾過面
１４スパイラルスクリュー
１４ａ回転軸
１４ｂスクリュー羽根
１５濃縮汚泥排出管
１６濃縮汚泥ポンプ
１７，１８分離液取出管
１９分離液排出管
１９ａ上向流管
１９ｂ水平管
１９ｃ下向流管
２０モータ
２１原泥供給管
２２凝集汚泥導入管

【特許請求の範囲】
【請求項１】
槽本体と、該槽本体の軸中心に沿って設けられた回転軸に撹拌羽根を取り付けて成る撹拌機を備え、前記槽本体に供給される汚泥と凝集剤との混合物を前記撹拌機で撹拌することによって汚泥をフロック化させて凝集汚泥とする汚泥凝集槽において、
支軸に邪魔板を取り付けて成るバッフルセットを前記槽本体の内壁に沿って着脱可能且つ前記支軸を中心として回動可能に取り付けたことを特徴とする汚泥凝集槽。
【請求項２】
請求項１記載の汚泥凝集槽と、該汚泥凝集槽から供給される凝集汚泥に含まれる水分を濾過して分離液として排出することによって汚泥を濃縮する汚泥濃縮機を含んで構成されることを特徴とする汚泥濃縮装置。

【図１】