汚泥濃縮装置および汚泥濃縮方法
【課題】汚泥濃縮装置に投入される原泥の性状変化、凝集剤注入の不具合を早期に検出するとともに、濃縮機のスクリューおよび濃縮汚泥ポンプの空運転を防止する。
【解決手段】汚泥凝集槽の水面の位置よりも下側に配置されて、凝集汚泥をその一の端部から円筒体の内部に導入された凝集汚泥の水分を水位差によって円筒体の内面から外面に向かって分離して通過させる濾過スクリーン部と、円筒体内部に位置して濾過スクリーン部内面を清掃すると共に凝集汚泥を円筒体の一の端部から他の端部へ移送し濃縮汚泥として排出するスクリューと、濾過スクリーン部から円筒体外部に分離される分離液を収容し、且つ分離液に円筒体の濾過スクリーン部を水没させる外容器に設けられて、円筒体外部に分離された分離液を排出する分離液排出口と、給泥トラフの凝集汚泥の水頭と外容器の分離液の水頭との水頭差を測定する差圧計とを備える。
【解決手段】汚泥凝集槽の水面の位置よりも下側に配置されて、凝集汚泥をその一の端部から円筒体の内部に導入された凝集汚泥の水分を水位差によって円筒体の内面から外面に向かって分離して通過させる濾過スクリーン部と、円筒体内部に位置して濾過スクリーン部内面を清掃すると共に凝集汚泥を円筒体の一の端部から他の端部へ移送し濃縮汚泥として排出するスクリューと、濾過スクリーン部から円筒体外部に分離される分離液を収容し、且つ分離液に円筒体の濾過スクリーン部を水没させる外容器に設けられて、円筒体外部に分離された分離液を排出する分離液排出口と、給泥トラフの凝集汚泥の水頭と外容器の分離液の水頭との水頭差を測定する差圧計とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚泥凝集槽で汚泥に含まれる懸濁物質や固形成分（以下「固形成分等」）を凝集した後、この凝集汚泥から清澄水成分（以下「水分」）を分離して凝集汚泥を濃縮するに好適な汚泥濃縮装置および汚泥濃縮方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種汚泥を廃棄または焼却するため、汚泥に含まれる水分を脱水機によって脱水し、この汚泥に含まれる固形成分等が分離されて取り出される。しかし、脱水機の能力のみで汚泥脱水を効率良く行うことはできず、汚泥脱水を効率良く行うためには、脱水処理に適した凝集汚泥濃度まで凝集汚泥を濃縮する必要がある。そこで、汚泥脱水処理に先立って、汚泥を凝集剤で凝集させ、この凝集汚泥に含まれる固形成分等の濃度（以下「凝集汚泥の濃度」）を高める汚泥濃縮処理が行われる。
【０００３】
そこで発明者は、先に汚泥濃縮処理に好適な汚泥濃縮装置および汚泥濃縮方法を提唱した（例えば、特許文献１を参照）。
詳しくは、この種の汚泥濃縮装置は、例えば図４に示すように凝集汚泥をその上端部（一の端部）から内部に導入する略垂直に配置された円筒体１１と、この円筒体１１の内部に同芯に位置して、凝集汚泥を円筒体１１の上端部（一の端部）１１ａから下端部（他の端部）１１ｂへ移送する螺旋状スクリュー１２を備えた軸体１３と、円筒体１１の周面に形成された濾過スクリーン部１４と、凝集汚泥から濾過スクリーン部１４によって分離された分離液で濾過スクリーン部１４を水没した状態で収容する略密閉構造の外容器１５とを有する濃縮機１０を備えて構成される。
【０００４】
この外容器１５は、例えば、円筒体１１と同芯な円筒体を主として形成されている。また上記濾過スクリーン部１４は、図５に示すように円筒体１１の上端部１１ａと下端部１１ｂとの間に亘った周面に、例えばパンチングプレートまたはウェッジワイヤ等で形成され、凝集汚泥に含まれる固形成分等が通過することができない内径の孔または網目を備える。
【０００５】
また、軸体１３は、円筒体１１の上端部１１ａおよび下端部１１ｂにおいて軸受けで支持され、上端部１１ａを貫通し、その上方に配置されたモータ１６に連結される。そして軸体１３が備える螺旋状スクリュー１２は、モータ１６に駆動された軸体１３と共に回転し、円筒体１１の上端部１１ａに導入された凝集汚泥を下端部１１ｂに移送するようになっている。
【０００６】
上記螺旋状スクリュー１２は、螺旋部分の外形が濾過スクリーン部１４の内径より僅かに小さく、螺旋状スクリュー１２の外縁部と濾過スクリーン部１４の内面との間は僅かな間隙を形成している。したがって、螺旋状スクリュー１２は、凝集汚泥に含まれる固形成分等が濾過スクリーン部１４の内面に付着することを防止するとともに、固形成分等が付着したときには、これを濾過スクリーン部１４の内面から剥がして濾過スクリーン部１４の内面を清掃する役割を担っている。
【０００７】
このように構成された汚泥濃縮装置において凝集処理される汚泥は、汚泥凝集槽２で凝集剤が添加されると共に撹拌機３で撹拌される工程を経て凝集汚泥となる。汚泥凝集槽２の汚泥水面は、汚泥濃縮装置の円筒体１１が有する濾過スクリーン部１４の位置よりも高いところにあり、凝集汚泥が給泥トラフ４を介して汚泥凝集槽から円筒体１１の上端部１１ａに設けられた導入口１１ｃへ導入される。ちなみに、汚泥凝集槽２の汚泥水面の水頭ｈ１は、汚泥凝集槽２の下端部２ａに接続された水管６ａを介した凝集槽液位計３０によって計測される。
【０００８】
次にこの導入工程を経て、円筒体１１の内部に導入されて濾過スクリーン部１４で凝集汚泥から分離された水分が外容器１５に収容される。この外容器１５の上端部１１ａの近傍および下端部１１ｂの近傍には、それぞれ上方接続管１５ｃおよび下方接続管１５ｄが接続されて、それぞれの接続管１５ｃ，１５ｄが分離液槽１９に接続されている。
尚、上方接続管１５ｃは、濾過スクリーン部１４を透過した濾過液中に浮上スカムが発生したととき、この浮上スカムを排除すると共に、濾過スクリーン部１４を空気逆洗するときのエア抜きの役割を担う。一方、下方接続管１５ｄは、濾過スクリーン部１４を透過した濾過液にリークした沈殿フロックを排出する役割を担っている。即ち、これらの接続管１５ｃ，１５ｄは、分離液を常時排出すると共に、浮上スカムおよび沈殿フロックが外容器１５内に溜まることを防止するようになっている。そして分離液槽１９の上端部には、分離液排出管１９ａが設けられている。
【０００９】
一方、円筒体１１内の下端部１１ｂに設けられた排出口（濃縮凝集汚泥排出口）１１ｄには、濃縮汚泥排出管１８（濃縮汚泥排出路）が連結されて、分離液を排出する濃縮汚泥ポンプ２０が設けられている。また濃縮機１０の外容器１５の下端部１５ａには、水管６ｂが接続されて、この水管６ｂを介して分離液の水位ｈ２を計測する分離液位計３１が取り付けられている。
【００１０】
汚泥濃縮装置は、凝集槽液位計３０が計測した汚泥凝集槽２の汚泥水面の位置（水頭ｈ１）と、分離液位計３１が計測した分離液の水位の位置（水頭ｈ２）との差（濾過差圧Δｈ＝ｈ１−ｈ２）が予め定めた一定値以下のとき、濃縮機１０のモータ１６および濃縮汚泥ポンプ２０を駆動するとともに、濾過差圧Δｈが予め定めた一定値を超えたとき、濃縮機１０のモータ１６および濃縮汚泥ポンプ２０を停止させる制御部３２を備えて構成される。
【特許文献１】特許第３６２７８０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら上述の汚泥濃縮装置は、汚泥の性状変化や凝集剤注入の不具合によって、汚泥フロックの強度が低下したり、径が小さくなったりすると、濾過差圧Δｈが大きくなり、その結果、濾過スクリーン部１４が目詰まりして濾過速度が低下し、極端な場合には汚泥濃縮装置の運転が不能になることがあり、汚泥の性状変化や汚泥に対する適切な凝集剤を選択する必要があった。
【００１２】
一方、濃縮汚泥ポンプ２０は、ゴム製のステータを有しているため、濾過液が供給されない状態で運転（空運転）するとステータが発熱・摩耗する。このため上述した汚泥濃縮装置は、空運転しないよう常に注意を払わなければならなかった。
また、濃縮機１０の円筒体１１と螺旋状スクリュー１２は、一般にステンレス鋼が用いられて両者が軽く接しながら汚泥が潤滑剤の役割を果たしながら運転されている。したがって、汚泥が無い状態で濃縮機１０のモータ１６が駆動されると、いわゆる空運転になりＳＵＳ同士が接触して表面が荒れたり摩耗したりする。このため従来の汚泥濃縮装置は、濃縮機１０を空運転しないように制御する必要があった。
【００１３】
本発明は、上述した問題を解決するためになされたものであり、その目的は、汚泥濃縮装置に投入される原泥の性状変化、凝集剤注入の不具合を早期に検出するとともに、濃縮機のスクリューおよび濃縮汚泥ポンプの空運転を防止することができる汚泥濃縮装置および汚泥濃縮方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の汚泥濃縮装置は、上述した目的を達成するべくなされたものであり、汚泥凝集槽から導入される凝集汚泥を濃縮して、この凝集汚泥から濃縮汚泥と分離液とを得る汚泥濃縮装置であって、
前記汚泥凝集槽の水面の位置よりも下側に配置されて、水位差によって前記凝集汚泥をその一の端部から内部に導入する円筒体と、この導入された前記凝集汚泥の水分を、前記円筒体の内面から外面に向かって前記円筒体の内外の水位差によって分離して通過させる前記円筒体の周面に形成された濾過スクリーン部と、前記円筒体内部に位置して、前記濾過スクリーン部内面を清掃すると共に、前記凝集汚泥を前記円筒体の一の端部から他の端部へ移送し濃縮汚泥として排出するスクリューと、前記濾過スクリーン部から円筒体外部に分離される分離液を収容し、且つこの分離液に前記円筒体の濾過スクリーン部を水没させる外容器と、この外容器に設けられて、前記円筒体外部に分離された分離液を排出する分離液排出口と、前記給泥トラフの凝集汚泥の水頭と前記外容器の分離液の水頭との水頭差を測定する差圧計とを備えることを特徴としている。
【００１５】
このように構成された汚泥濃縮装置では、周面に濾過スクリーン部を形成した円筒体が汚泥凝集槽の水面より低い位置に配置されて、濾過スクリーン部から分離された分離液を収容する外容器に水没するように構成されている。一方、差圧計は、汚泥凝集槽の水頭と外容器の水頭との水頭差を計測している。この差圧計が計測した水頭差が適切な範囲内にあれば、凝集汚泥槽の汚泥が外容器に流れ込んでおり、濾過スクリーン部およびスクリューが被濃縮汚泥を含む汚泥にて満たされていることを示している。そして差圧計が計測した水頭差が所定の値を超えたとき、すなわち凝集汚泥槽の汚泥が外容器に流れ込まなくなったとき、スクリューおよび凝集汚泥ポンプを停止させて濃縮機の空運転を防止する。
【００１６】
このように構成された汚泥濃縮装置における濾過スクリーン部における濾過圧力は、凝集汚泥槽の水面と分離液排出部の分離液排出水面との水位差および濃縮汚泥排出水面と分離液排出部の分離液排出水面との水位差に依存する。また、前記差圧計が計測した水頭差が所定の値を超えたとき、すなわち凝集汚泥槽の汚泥が円筒体に流れ込まなくなったとき、スクリューおよび濃縮汚泥ポンプを停止させて空運転を防止する。
【００１７】
また本発明の汚泥濃縮方法は、
（Ａ）汚泥凝集槽に汚泥を供給し凝集剤を添加すると共に撹拌して凝集汚泥を得る工程と、
（Ｂ）前記汚泥凝集槽の水面よりも低い位置に配置されて、水位差によって前記凝集汚泥を円筒状の濾過スクリーン部を有する円筒体の一の端部からその内部に導入する工程と、
（Ｃ）前記円筒体内部に設けられたスクリューで、前記濾過スクリーン部内面を清掃すると共に、前記導入された凝集汚泥を円筒体の他の端部に移送し、且つ上記円筒体の内外の水位差によって前記濾過スクリーン部で前記凝集汚泥の水分を分離する工程と、
（Ｄ）この分離された分離液を収容する外容器に、前記濾過スクリーン部を水没させた状態で、前記外容器から分離液を排出する工程と、
（Ｅ）前記給泥トラフの凝集汚泥の水頭と前記外容器に収容された分離液の水頭との水頭差を測定する工程と、
（Ｆ）この測定された水頭差が、予め定めた水頭差以下であるとき、前記スクリューおよび前記汚泥濃縮ポンプを稼働させる一方、前記水頭差が、予め定めた水頭差を超えたとき前記スクリューおよび前記汚泥濃縮ポンプを停止する工程と
を備えて構成される。
【００１８】
この汚泥濃縮方法によれば、水頭差測定工程によって測定された給泥トラフの水頭と外容器の水頭の水頭差が予め定めた水頭差以下（例えば、２０mm以下）であるとき、スクリューおよび前記汚泥濃縮ポンプを稼働させて汚泥の濃縮を行う一方、この水頭差が、予め定めた水頭差を超えた（例えば、２０mmを超えた水頭）であるときスクリューおよび前記汚泥濃縮ポンプを停止する。したがって、何らかの要因によって凝集汚泥槽の汚泥が円筒体に流れ込まなくなったとき、スクリューおよび前記汚泥濃縮ポンプを停止させて濃縮機の空運転を防止する。
【００１９】
またこの汚泥濃縮方法によれば、濾過スクリーン部における濾過圧力は、給泥トラフの水面の位置と分離液排出口の位置とで決まる適切な圧力に維持され、必要以上に高くなることがなく、水分を分離する工程における固形成分等のリークを低減することができ、濾過スクリーン部を洗浄するシャワーや洗浄水が不要になる。また、僅かな固形成分等のリークによって外容器の底部に堆積する固形成分等が、分離液排出工程において汚泥濃縮装置外に排出される。
【発明の効果】
【００２０】
上述した本発明の汚泥濃縮装置および汚泥濃縮方法によれば、濾過筒内外の濾過差圧を差圧計によって計測し、この計測した濾過差圧（水頭差）が所定の値以下であるとき制御部は、濾過筒内部に設けられたスクリューおよび濃縮汚泥ポンプを駆動制御する一方、濾過筒内外の濾過差圧が所定の値以上であるときスクリューおよび濃縮汚泥ポンプの駆動を停止しているので濾過器と濃縮汚泥ポンプの空運転を防止することができる。
【００２１】
また、濾過差圧が所定の値を超えたことを差圧計が検出しているので、汚泥濃縮装置に投入される原泥の性状変化、凝集剤注入の不具合を早期に検出することができる。
さらに凝集汚泥と分離液の水頭差を一台の差圧計で計測しているので、従来の汚泥濃縮装置の凝集槽および濃縮機のそれぞれに設けられていた液位計の基準点およびスパンの整合を図ることが不要であり、また一台の差圧計で濃縮槽内の分離液水位を検出することができるといった汚泥濃縮装置および汚泥濃縮方法において極めて好ましい効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態に係る汚泥濃縮装置および汚泥濃縮方法を説明する。
図１は、本発明に係る汚泥濃縮装置の一実施形態を示す概略要部構成図である。この図において、図４に示した従来の汚泥濃縮装置等と同様の機能を有する構成要素には、同一の符号を付してその説明を省略する。なお、前述した従来の汚泥濃縮装置と、本発明に係る汚泥濃縮装置が異なるところは、二つの液位計（凝集槽液位計３０および分離液位計３１）に換えて一台の差圧計４０を用いた点にある。この差圧計４０は、差圧計４０と給泥トラフ４の底面４ａと接続する水管６ａを介して計測される汚泥の液位（水頭ｈ１）と、外容器１５の底部１５ａとを接続する水管６ｂを介して計測される外容器１５に収容された分離液の液位（水頭ｈ２）との差圧（水頭差Δｈ＝ｈ１−ｈ２）を測定する役割を担っている。そして差圧計４０が計測した水頭差Δｈは、濃縮機１０に設けられた螺旋状スクリュー１２を回転駆動させるモータ１６および濃縮汚泥ポンプ２０の運転の運転を制御する制御部３２に与えられるようになっている。
【００２３】
尚、図１において、外容器１５の上方に水管１５ｂを設けている。これは、外容器１５に収容された分離液の水頭ｈ２について理解をし易くするために設けたものであって、特段設けなくてもかまわない。
次にこのような特徴ある本発明の一実施形態に係る汚泥濃縮装置における汚泥濃縮方法について、その作動を示す図２のフローチャートを参照しながら説明する。
【００２４】
まず汚泥凝集槽２の内部を清掃等して空にする（ステップＳ１）。汚泥凝集槽２の内部を空にするのは、汚泥濃縮装置の稼働を停止しているとき汚泥凝集槽２に収容された汚泥の腐食を防止するためである。
汚泥凝集槽２が空のとき、差圧計４０と給泥トラフ４の底面４ａと接続する水管６ａには、停止前の運転時に給水トラフ４を介して濃縮機１０に到る汚泥が満たされた状態にある。ここでは、差圧計４０の水平位置を０mm基準とし、給泥トラフ４の底面４ａの水頭ｈ１が例えば１０００mmであったとする。尚、汚泥濃縮装置を最初に稼働させるときや、メンテナンス等で水管６ａ内の汚泥または水が抜かれた場合、装置の稼働に先立って給泥トラフ４の底面４ａに到るまで水管６ａ内部に水等を注いでおく。
【００２５】
次いで、濃縮機１０の内部に水頭ｈ２となるように水を注入して汚泥濃縮の準備を行う（ステップＳ２）。尚、濃縮機１０に注入する水の水頭ｈ２は、汚泥濃縮装置を稼働させて定常運転状態にあるときの汚泥凝集槽２の水頭ｈ１からやや低い水頭（例えばｈ１−ｈ２＝５０mm）にする。つまり、差圧計４０が検出する差圧が５０mmになれば、濃縮機１０の内部には、差圧計４０の水平基準位置０mmから上方９５０mmの水頭分だけ水が注入されていることになる。換言すれば、既知の給泥トラフ４の底面４ａの水頭ｈ１から差圧計４０が検出した差圧Δｈを差し引けば、外容器１５に収容された液体（分離液）の水頭ｈ２を求めることができる。
【００２６】
このようにして汚泥を濃縮する準備が完了すると汚泥濃縮装置は、導入ポンプ１を稼働して汚泥凝集槽２内へ汚泥およびこの汚泥を凝集させる凝集剤（例えば、ポリマ）を送り込む（ステップＳ３）。凝集剤を添加された汚泥は、汚泥凝集槽２内の撹拌機３で撹拌されて凝集汚泥となりながら、やがて汚泥凝集槽２内での水頭が給泥トラフ４の底面４ａの水頭ｈ１（＝１０００mm）を超えて次段の濃縮機１０と連通している給泥トラフ４を介して濃縮機１０へと送られる。このとき、差圧計４０は、給泥トラフ４を介して濃縮機１０へ流れる凝集汚泥の水頭ｈ１と外容器１５に収容された分離液の水頭ｈ２との水頭差（濾過差圧）Δｈ（ｈ１−ｈ２）を計測して、制御部３２へこの計測した水頭差Δｈを与える（ステップＳ４）。
【００２７】
制御部３２は、差圧計４０から与えられた水頭差Δｈが予め制御部３２に設定された汚泥凝集装置の運転または停止の判断をする閾値の水頭差Δｈａ以下であるかどうかを判定する（ステップＳ５）。この汚泥凝集装置の運転を指令する水頭差Δｈａは、例えば２０mmと設定される。
制御部３２は、ステップＳ４で与えられた水頭差Δｈが２０mm以下であるとの計測値を受けたとき、濃縮機１０内が凝集汚泥で満たされていると判定して、濃縮機１０のモータ１６を駆動して螺旋状スクリュー１２を回動させて凝集汚泥の濃縮を行うとともに、螺旋状スクリュー１２の回動によって円筒体１１内の下端部１１ｂに濃縮される濃縮汚泥を円筒体１１から濃縮汚泥排出管１８（濃縮汚泥排出路）を介して外部に排出させる濃縮汚泥ポンプ２０を駆動させる（ステップＳ６）。以後、制御部３２は、特に図示しないが汚泥濃縮装置を停止させる停止指令の入力の有無を判定し、停止の指示があるまでステップＳ４に戻り、給泥トラフ４を介して濃縮機１０へ流れる凝集汚泥の水頭ｈ１と外容器１５に収容された分離液の水頭ｈ２との水頭差（濾過差圧）Δｈの情報に基づきながら汚泥濃縮を継続する。
【００２８】
一方、ステップＳ５で制御部３２は、差圧計４０から与えられた水頭差Δｈが予め制御部３２に設定された汚泥凝集装置の運転または停止の判断をする閾値の水頭差Δｈａを超えていないかどうかを判定する。そして制御部３２は、水頭差Δｈが２０mm以上であると判定したとき、濾過スクリーン部１４の目詰まりなどのトラブルが生じたと判断して濃縮機１０内の凝集汚泥の水頭が減少したと判定して、濃縮機１０のモータ１６および濃縮汚泥ポンプ２０を停止させて凝集汚泥の濃縮運転を中断する（ステップＳ７）。尚、このとき制御部３２は、特に図示しないが濃縮運転が中断したことを警報等により運転員等に通知する。
【００２９】
かくして上述した本発明の汚泥濃縮方法を適用した汚泥濃縮装置によれば、汚泥凝集槽２と濃縮機１０のそれぞれに収容された凝集汚泥の水頭差Δｈを差圧計４０によって検出し、この水頭差Δｈが予め制御部３２に設定された汚泥凝集装置の運転または停止の判断をする閾値の水頭差Δｈａ以下のとき、濃縮機１０のモータ１６を駆動して螺旋状スクリュー１２を回動させて汚泥を濃縮するとともに濃縮汚泥ポンプ２０を稼働させて濃縮された汚泥を排出する一方、水頭差が、汚泥凝集装置の運転または停止の判断をする閾値の水頭差Δｈａを超えたとき、モータ１６および濃縮汚泥ポンプ２０を停止させているので、濃縮機１０および濃縮汚泥ポンプ２０の空運転を防止することができる。また、その際、運転員等は、どのような原因によって汚泥濃縮装置が停止したかを調べ、例えば汚泥に注入するポリマー添加率を増加させたり、汚泥供給量を減少させたりする等して対策を施すことが速やかにできる。
【００３０】
更に本発明の汚泥濃縮装置は、一台の差圧計４０によって凝集汚泥の水頭差Δｈを求めているので、二台の液位計で必要であった定期的な検定および二台の液位計の基準点・スパンの整合が不要であり、簡易な運転保守作業で済む。
尚、図１では、凝集汚泥を円筒体１１の上端部１１ａから導入して、濃縮汚泥を下端部１１ｂから排出しているが、凝集汚泥を下端部１１ｂから導入して、濃縮汚泥を上端部１１ａから排出するように設計変更してもよい（図示せず）。
【００３１】
次に図３は、本発明の別の実施形態を示すものである。この第２の実施形態において図１に示した汚泥濃縮装置および図４に示した従来の汚泥濃縮装置と同様の機能を有する構成要素には、同一の符号を付してその説明を省略する。
この別の実施形態が上述した実施形態と異なるところは、円筒体１１を略水平に位置付けた点にある。この別の実施形態において外容器１５の天井部分（円筒体１１の周面部の天井部分）には、抜気管１５ｅが設けられている。この抜気管１５ｅは、例えば汚泥凝集槽２の汚泥の水面よりも高い位置にその開口部を有して、外容器１５に収納された分離液が漏れ出さず、円筒体１１や外容器１５の内部で発生する気体を汚泥濃縮装置の外部に抜気する役割を担っている。例えば、この抜気管１５ｅは、濾過スクリーン部１４の目詰まりを除去すべく空気逆洗した際、汚泥濃縮装置の外部に空気を排出することもできるようになっている。
【００３２】
また外容器１５の端部側底部には、分離液排出口１５ｆが設けられている。この分離液排出口１５ｆに連結された分離液排出管（分離液排出路）１７は、分離液排出口１５ｆよりも上方に向かって立ち上がっており、その上部に分離液排出部１７ａを備えている。そして、分離液排出部１７ａにおける分離液排出水面の位置（ｈ２）は、前記凝集槽水面の位置（ｈ１）に対して低い位置にある。ここで濾過スクリーン部１４は、凝集槽水面の位置（ｈ１）に対して低い位置に配置されており、濾過スクリーン部１４は、外容器１５に収容される分離液に水没した状態になっている。
【００３３】
このように構成された本発明の第２の実施形態に係る汚泥濃縮装置および汚泥濃縮方法によれば、上述した一実施形態と同様に汚泥凝集槽２と濃縮機１０のそれぞれの水頭の差（水頭差）を求める差圧計４０を設け、この差圧計４０の検出値によって、制御部３２が濃縮機１０のモータ１６および濃縮汚泥ポンプ２０の駆動を制御しているので、濃縮機１０および濃縮汚泥ポンプ２０の空運転を防止することができる。
【００３４】
また、本発明の別の実施形態に係る汚泥濃縮装置にあっても水頭差Δｈが汚泥凝集装置の運転または停止の判断をする閾値の水頭差Δｈａを超えたとき濃縮機１０および濃縮汚泥ポンプ２０が停止する。その際、運転員等は、どのような原因によって汚泥濃縮装置が停止したかを調べ、汚泥に注入するポリマー添加率を増加させたり、汚泥供給量を減少させたりする等して対策を施すことができる。
【００３５】
更に本発明の別の実施形態に係る汚泥濃縮装置も一台の差圧計４０によって凝集汚泥の水頭差Δｈを求めているので、二台の液位計で必要であった定期的な検定および二台の液位計の基準点・スパンの整合が不要であり運転保守作業が簡易となる等の優れた効果を奏する。
尚、以上説明した本発明に係る汚泥濃縮装置および汚泥濃縮方法では、ポリマー（高分子凝集剤）に代わって、無機凝集剤と両性高分子凝集剤を併用してもよい。また、本発明に係る汚泥濃縮装置および汚泥濃縮方法は以上説明した各実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で変形して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施形態に係る汚泥濃縮装置の要部概略構成図である。
【図２】図１に示す汚泥濃縮装置の汚泥濃縮方法を示すフローチャートである。
【図３】本発明の別の実施形態に係る汚泥濃縮装置の要部概略構成図である。
【図４】従来の汚泥濃縮装置を示す要部概略構成図である。
【図５】図４の汚泥濃縮装置の円筒体とその周面に設けられた濾過スクリーン部の外観図である。
【符号の説明】
【００３７】
２ 汚泥凝集槽
１０ 濃縮機
１１ 円筒体
１２ 螺旋状スクリュー
１４ 濾過スクリーン部
１５ 外容器
１５ｂ 分離液排出口
１６ モータ
２０ 濃縮汚泥ポンプ
３２ 制御部
４０ 差圧計
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚泥凝集槽で汚泥に含まれる懸濁物質や固形成分（以下「固形成分等」）を凝集した後、この凝集汚泥から清澄水成分（以下「水分」）を分離して凝集汚泥を濃縮するに好適な汚泥濃縮装置および汚泥濃縮方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種汚泥を廃棄または焼却するため、汚泥に含まれる水分を脱水機によって脱水し、この汚泥に含まれる固形成分等が分離されて取り出される。しかし、脱水機の能力のみで汚泥脱水を効率良く行うことはできず、汚泥脱水を効率良く行うためには、脱水処理に適した凝集汚泥濃度まで凝集汚泥を濃縮する必要がある。そこで、汚泥脱水処理に先立って、汚泥を凝集剤で凝集させ、この凝集汚泥に含まれる固形成分等の濃度（以下「凝集汚泥の濃度」）を高める汚泥濃縮処理が行われる。
【０００３】
そこで発明者は、先に汚泥濃縮処理に好適な汚泥濃縮装置および汚泥濃縮方法を提唱した（例えば、特許文献１を参照）。
詳しくは、この種の汚泥濃縮装置は、例えば図４に示すように凝集汚泥をその上端部（一の端部）から内部に導入する略垂直に配置された円筒体１１と、この円筒体１１の内部に同芯に位置して、凝集汚泥を円筒体１１の上端部（一の端部）１１ａから下端部（他の端部）１１ｂへ移送する螺旋状スクリュー１２を備えた軸体１３と、円筒体１１の周面に形成された濾過スクリーン部１４と、凝集汚泥から濾過スクリーン部１４によって分離された分離液で濾過スクリーン部１４を水没した状態で収容する略密閉構造の外容器１５とを有する濃縮機１０を備えて構成される。
【０００４】
この外容器１５は、例えば、円筒体１１と同芯な円筒体を主として形成されている。また上記濾過スクリーン部１４は、図５に示すように円筒体１１の上端部１１ａと下端部１１ｂとの間に亘った周面に、例えばパンチングプレートまたはウェッジワイヤ等で形成され、凝集汚泥に含まれる固形成分等が通過することができない内径の孔または網目を備える。
【０００５】
また、軸体１３は、円筒体１１の上端部１１ａおよび下端部１１ｂにおいて軸受けで支持され、上端部１１ａを貫通し、その上方に配置されたモータ１６に連結される。そして軸体１３が備える螺旋状スクリュー１２は、モータ１６に駆動された軸体１３と共に回転し、円筒体１１の上端部１１ａに導入された凝集汚泥を下端部１１ｂに移送するようになっている。
【０００６】
上記螺旋状スクリュー１２は、螺旋部分の外形が濾過スクリーン部１４の内径より僅かに小さく、螺旋状スクリュー１２の外縁部と濾過スクリーン部１４の内面との間は僅かな間隙を形成している。したがって、螺旋状スクリュー１２は、凝集汚泥に含まれる固形成分等が濾過スクリーン部１４の内面に付着することを防止するとともに、固形成分等が付着したときには、これを濾過スクリーン部１４の内面から剥がして濾過スクリーン部１４の内面を清掃する役割を担っている。
【０００７】
このように構成された汚泥濃縮装置において凝集処理される汚泥は、汚泥凝集槽２で凝集剤が添加されると共に撹拌機３で撹拌される工程を経て凝集汚泥となる。汚泥凝集槽２の汚泥水面は、汚泥濃縮装置の円筒体１１が有する濾過スクリーン部１４の位置よりも高いところにあり、凝集汚泥が給泥トラフ４を介して汚泥凝集槽から円筒体１１の上端部１１ａに設けられた導入口１１ｃへ導入される。ちなみに、汚泥凝集槽２の汚泥水面の水頭ｈ１は、汚泥凝集槽２の下端部２ａに接続された水管６ａを介した凝集槽液位計３０によって計測される。
【０００８】
次にこの導入工程を経て、円筒体１１の内部に導入されて濾過スクリーン部１４で凝集汚泥から分離された水分が外容器１５に収容される。この外容器１５の上端部１１ａの近傍および下端部１１ｂの近傍には、それぞれ上方接続管１５ｃおよび下方接続管１５ｄが接続されて、それぞれの接続管１５ｃ，１５ｄが分離液槽１９に接続されている。
尚、上方接続管１５ｃは、濾過スクリーン部１４を透過した濾過液中に浮上スカムが発生したととき、この浮上スカムを排除すると共に、濾過スクリーン部１４を空気逆洗するときのエア抜きの役割を担う。一方、下方接続管１５ｄは、濾過スクリーン部１４を透過した濾過液にリークした沈殿フロックを排出する役割を担っている。即ち、これらの接続管１５ｃ，１５ｄは、分離液を常時排出すると共に、浮上スカムおよび沈殿フロックが外容器１５内に溜まることを防止するようになっている。そして分離液槽１９の上端部には、分離液排出管１９ａが設けられている。
【０００９】
一方、円筒体１１内の下端部１１ｂに設けられた排出口（濃縮凝集汚泥排出口）１１ｄには、濃縮汚泥排出管１８（濃縮汚泥排出路）が連結されて、分離液を排出する濃縮汚泥ポンプ２０が設けられている。また濃縮機１０の外容器１５の下端部１５ａには、水管６ｂが接続されて、この水管６ｂを介して分離液の水位ｈ２を計測する分離液位計３１が取り付けられている。
【００１０】
汚泥濃縮装置は、凝集槽液位計３０が計測した汚泥凝集槽２の汚泥水面の位置（水頭ｈ１）と、分離液位計３１が計測した分離液の水位の位置（水頭ｈ２）との差（濾過差圧Δｈ＝ｈ１−ｈ２）が予め定めた一定値以下のとき、濃縮機１０のモータ１６および濃縮汚泥ポンプ２０を駆動するとともに、濾過差圧Δｈが予め定めた一定値を超えたとき、濃縮機１０のモータ１６および濃縮汚泥ポンプ２０を停止させる制御部３２を備えて構成される。
【特許文献１】特許第３６２７８０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら上述の汚泥濃縮装置は、汚泥の性状変化や凝集剤注入の不具合によって、汚泥フロックの強度が低下したり、径が小さくなったりすると、濾過差圧Δｈが大きくなり、その結果、濾過スクリーン部１４が目詰まりして濾過速度が低下し、極端な場合には汚泥濃縮装置の運転が不能になることがあり、汚泥の性状変化や汚泥に対する適切な凝集剤を選択する必要があった。
【００１２】
一方、濃縮汚泥ポンプ２０は、ゴム製のステータを有しているため、濾過液が供給されない状態で運転（空運転）するとステータが発熱・摩耗する。このため上述した汚泥濃縮装置は、空運転しないよう常に注意を払わなければならなかった。
また、濃縮機１０の円筒体１１と螺旋状スクリュー１２は、一般にステンレス鋼が用いられて両者が軽く接しながら汚泥が潤滑剤の役割を果たしながら運転されている。したがって、汚泥が無い状態で濃縮機１０のモータ１６が駆動されると、いわゆる空運転になりＳＵＳ同士が接触して表面が荒れたり摩耗したりする。このため従来の汚泥濃縮装置は、濃縮機１０を空運転しないように制御する必要があった。
【００１３】
本発明は、上述した問題を解決するためになされたものであり、その目的は、汚泥濃縮装置に投入される原泥の性状変化、凝集剤注入の不具合を早期に検出するとともに、濃縮機のスクリューおよび濃縮汚泥ポンプの空運転を防止することができる汚泥濃縮装置および汚泥濃縮方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の汚泥濃縮装置は、上述した目的を達成するべくなされたものであり、汚泥凝集槽から導入される凝集汚泥を濃縮して、この凝集汚泥から濃縮汚泥と分離液とを得る汚泥濃縮装置であって、
前記汚泥凝集槽の水面の位置よりも下側に配置されて、水位差によって前記凝集汚泥をその一の端部から内部に導入する円筒体と、この導入された前記凝集汚泥の水分を、前記円筒体の内面から外面に向かって前記円筒体の内外の水位差によって分離して通過させる前記円筒体の周面に形成された濾過スクリーン部と、前記円筒体内部に位置して、前記濾過スクリーン部内面を清掃すると共に、前記凝集汚泥を前記円筒体の一の端部から他の端部へ移送し濃縮汚泥として排出するスクリューと、前記濾過スクリーン部から円筒体外部に分離される分離液を収容し、且つこの分離液に前記円筒体の濾過スクリーン部を水没させる外容器と、この外容器に設けられて、前記円筒体外部に分離された分離液を排出する分離液排出口と、前記給泥トラフの凝集汚泥の水頭と前記外容器の分離液の水頭との水頭差を測定する差圧計とを備えることを特徴としている。
【００１５】
このように構成された汚泥濃縮装置では、周面に濾過スクリーン部を形成した円筒体が汚泥凝集槽の水面より低い位置に配置されて、濾過スクリーン部から分離された分離液を収容する外容器に水没するように構成されている。一方、差圧計は、汚泥凝集槽の水頭と外容器の水頭との水頭差を計測している。この差圧計が計測した水頭差が適切な範囲内にあれば、凝集汚泥槽の汚泥が外容器に流れ込んでおり、濾過スクリーン部およびスクリューが被濃縮汚泥を含む汚泥にて満たされていることを示している。そして差圧計が計測した水頭差が所定の値を超えたとき、すなわち凝集汚泥槽の汚泥が外容器に流れ込まなくなったとき、スクリューおよび凝集汚泥ポンプを停止させて濃縮機の空運転を防止する。
【００１６】
このように構成された汚泥濃縮装置における濾過スクリーン部における濾過圧力は、凝集汚泥槽の水面と分離液排出部の分離液排出水面との水位差および濃縮汚泥排出水面と分離液排出部の分離液排出水面との水位差に依存する。また、前記差圧計が計測した水頭差が所定の値を超えたとき、すなわち凝集汚泥槽の汚泥が円筒体に流れ込まなくなったとき、スクリューおよび濃縮汚泥ポンプを停止させて空運転を防止する。
【００１７】
また本発明の汚泥濃縮方法は、
（Ａ）汚泥凝集槽に汚泥を供給し凝集剤を添加すると共に撹拌して凝集汚泥を得る工程と、
（Ｂ）前記汚泥凝集槽の水面よりも低い位置に配置されて、水位差によって前記凝集汚泥を円筒状の濾過スクリーン部を有する円筒体の一の端部からその内部に導入する工程と、
（Ｃ）前記円筒体内部に設けられたスクリューで、前記濾過スクリーン部内面を清掃すると共に、前記導入された凝集汚泥を円筒体の他の端部に移送し、且つ上記円筒体の内外の水位差によって前記濾過スクリーン部で前記凝集汚泥の水分を分離する工程と、
（Ｄ）この分離された分離液を収容する外容器に、前記濾過スクリーン部を水没させた状態で、前記外容器から分離液を排出する工程と、
（Ｅ）前記給泥トラフの凝集汚泥の水頭と前記外容器に収容された分離液の水頭との水頭差を測定する工程と、
（Ｆ）この測定された水頭差が、予め定めた水頭差以下であるとき、前記スクリューおよび前記汚泥濃縮ポンプを稼働させる一方、前記水頭差が、予め定めた水頭差を超えたとき前記スクリューおよび前記汚泥濃縮ポンプを停止する工程と
を備えて構成される。
【００１８】
この汚泥濃縮方法によれば、水頭差測定工程によって測定された給泥トラフの水頭と外容器の水頭の水頭差が予め定めた水頭差以下（例えば、２０mm以下）であるとき、スクリューおよび前記汚泥濃縮ポンプを稼働させて汚泥の濃縮を行う一方、この水頭差が、予め定めた水頭差を超えた（例えば、２０mmを超えた水頭）であるときスクリューおよび前記汚泥濃縮ポンプを停止する。したがって、何らかの要因によって凝集汚泥槽の汚泥が円筒体に流れ込まなくなったとき、スクリューおよび前記汚泥濃縮ポンプを停止させて濃縮機の空運転を防止する。
【００１９】
またこの汚泥濃縮方法によれば、濾過スクリーン部における濾過圧力は、給泥トラフの水面の位置と分離液排出口の位置とで決まる適切な圧力に維持され、必要以上に高くなることがなく、水分を分離する工程における固形成分等のリークを低減することができ、濾過スクリーン部を洗浄するシャワーや洗浄水が不要になる。また、僅かな固形成分等のリークによって外容器の底部に堆積する固形成分等が、分離液排出工程において汚泥濃縮装置外に排出される。
【発明の効果】
【００２０】
上述した本発明の汚泥濃縮装置および汚泥濃縮方法によれば、濾過筒内外の濾過差圧を差圧計によって計測し、この計測した濾過差圧（水頭差）が所定の値以下であるとき制御部は、濾過筒内部に設けられたスクリューおよび濃縮汚泥ポンプを駆動制御する一方、濾過筒内外の濾過差圧が所定の値以上であるときスクリューおよび濃縮汚泥ポンプの駆動を停止しているので濾過器と濃縮汚泥ポンプの空運転を防止することができる。
【００２１】
また、濾過差圧が所定の値を超えたことを差圧計が検出しているので、汚泥濃縮装置に投入される原泥の性状変化、凝集剤注入の不具合を早期に検出することができる。
さらに凝集汚泥と分離液の水頭差を一台の差圧計で計測しているので、従来の汚泥濃縮装置の凝集槽および濃縮機のそれぞれに設けられていた液位計の基準点およびスパンの整合を図ることが不要であり、また一台の差圧計で濃縮槽内の分離液水位を検出することができるといった汚泥濃縮装置および汚泥濃縮方法において極めて好ましい効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態に係る汚泥濃縮装置および汚泥濃縮方法を説明する。
図１は、本発明に係る汚泥濃縮装置の一実施形態を示す概略要部構成図である。この図において、図４に示した従来の汚泥濃縮装置等と同様の機能を有する構成要素には、同一の符号を付してその説明を省略する。なお、前述した従来の汚泥濃縮装置と、本発明に係る汚泥濃縮装置が異なるところは、二つの液位計（凝集槽液位計３０および分離液位計３１）に換えて一台の差圧計４０を用いた点にある。この差圧計４０は、差圧計４０と給泥トラフ４の底面４ａと接続する水管６ａを介して計測される汚泥の液位（水頭ｈ１）と、外容器１５の底部１５ａとを接続する水管６ｂを介して計測される外容器１５に収容された分離液の液位（水頭ｈ２）との差圧（水頭差Δｈ＝ｈ１−ｈ２）を測定する役割を担っている。そして差圧計４０が計測した水頭差Δｈは、濃縮機１０に設けられた螺旋状スクリュー１２を回転駆動させるモータ１６および濃縮汚泥ポンプ２０の運転の運転を制御する制御部３２に与えられるようになっている。
【００２３】
尚、図１において、外容器１５の上方に水管１５ｂを設けている。これは、外容器１５に収容された分離液の水頭ｈ２について理解をし易くするために設けたものであって、特段設けなくてもかまわない。
次にこのような特徴ある本発明の一実施形態に係る汚泥濃縮装置における汚泥濃縮方法について、その作動を示す図２のフローチャートを参照しながら説明する。
【００２４】
まず汚泥凝集槽２の内部を清掃等して空にする（ステップＳ１）。汚泥凝集槽２の内部を空にするのは、汚泥濃縮装置の稼働を停止しているとき汚泥凝集槽２に収容された汚泥の腐食を防止するためである。
汚泥凝集槽２が空のとき、差圧計４０と給泥トラフ４の底面４ａと接続する水管６ａには、停止前の運転時に給水トラフ４を介して濃縮機１０に到る汚泥が満たされた状態にある。ここでは、差圧計４０の水平位置を０mm基準とし、給泥トラフ４の底面４ａの水頭ｈ１が例えば１０００mmであったとする。尚、汚泥濃縮装置を最初に稼働させるときや、メンテナンス等で水管６ａ内の汚泥または水が抜かれた場合、装置の稼働に先立って給泥トラフ４の底面４ａに到るまで水管６ａ内部に水等を注いでおく。
【００２５】
次いで、濃縮機１０の内部に水頭ｈ２となるように水を注入して汚泥濃縮の準備を行う（ステップＳ２）。尚、濃縮機１０に注入する水の水頭ｈ２は、汚泥濃縮装置を稼働させて定常運転状態にあるときの汚泥凝集槽２の水頭ｈ１からやや低い水頭（例えばｈ１−ｈ２＝５０mm）にする。つまり、差圧計４０が検出する差圧が５０mmになれば、濃縮機１０の内部には、差圧計４０の水平基準位置０mmから上方９５０mmの水頭分だけ水が注入されていることになる。換言すれば、既知の給泥トラフ４の底面４ａの水頭ｈ１から差圧計４０が検出した差圧Δｈを差し引けば、外容器１５に収容された液体（分離液）の水頭ｈ２を求めることができる。
【００２６】
このようにして汚泥を濃縮する準備が完了すると汚泥濃縮装置は、導入ポンプ１を稼働して汚泥凝集槽２内へ汚泥およびこの汚泥を凝集させる凝集剤（例えば、ポリマ）を送り込む（ステップＳ３）。凝集剤を添加された汚泥は、汚泥凝集槽２内の撹拌機３で撹拌されて凝集汚泥となりながら、やがて汚泥凝集槽２内での水頭が給泥トラフ４の底面４ａの水頭ｈ１（＝１０００mm）を超えて次段の濃縮機１０と連通している給泥トラフ４を介して濃縮機１０へと送られる。このとき、差圧計４０は、給泥トラフ４を介して濃縮機１０へ流れる凝集汚泥の水頭ｈ１と外容器１５に収容された分離液の水頭ｈ２との水頭差（濾過差圧）Δｈ（ｈ１−ｈ２）を計測して、制御部３２へこの計測した水頭差Δｈを与える（ステップＳ４）。
【００２７】
制御部３２は、差圧計４０から与えられた水頭差Δｈが予め制御部３２に設定された汚泥凝集装置の運転または停止の判断をする閾値の水頭差Δｈａ以下であるかどうかを判定する（ステップＳ５）。この汚泥凝集装置の運転を指令する水頭差Δｈａは、例えば２０mmと設定される。
制御部３２は、ステップＳ４で与えられた水頭差Δｈが２０mm以下であるとの計測値を受けたとき、濃縮機１０内が凝集汚泥で満たされていると判定して、濃縮機１０のモータ１６を駆動して螺旋状スクリュー１２を回動させて凝集汚泥の濃縮を行うとともに、螺旋状スクリュー１２の回動によって円筒体１１内の下端部１１ｂに濃縮される濃縮汚泥を円筒体１１から濃縮汚泥排出管１８（濃縮汚泥排出路）を介して外部に排出させる濃縮汚泥ポンプ２０を駆動させる（ステップＳ６）。以後、制御部３２は、特に図示しないが汚泥濃縮装置を停止させる停止指令の入力の有無を判定し、停止の指示があるまでステップＳ４に戻り、給泥トラフ４を介して濃縮機１０へ流れる凝集汚泥の水頭ｈ１と外容器１５に収容された分離液の水頭ｈ２との水頭差（濾過差圧）Δｈの情報に基づきながら汚泥濃縮を継続する。
【００２８】
一方、ステップＳ５で制御部３２は、差圧計４０から与えられた水頭差Δｈが予め制御部３２に設定された汚泥凝集装置の運転または停止の判断をする閾値の水頭差Δｈａを超えていないかどうかを判定する。そして制御部３２は、水頭差Δｈが２０mm以上であると判定したとき、濾過スクリーン部１４の目詰まりなどのトラブルが生じたと判断して濃縮機１０内の凝集汚泥の水頭が減少したと判定して、濃縮機１０のモータ１６および濃縮汚泥ポンプ２０を停止させて凝集汚泥の濃縮運転を中断する（ステップＳ７）。尚、このとき制御部３２は、特に図示しないが濃縮運転が中断したことを警報等により運転員等に通知する。
【００２９】
かくして上述した本発明の汚泥濃縮方法を適用した汚泥濃縮装置によれば、汚泥凝集槽２と濃縮機１０のそれぞれに収容された凝集汚泥の水頭差Δｈを差圧計４０によって検出し、この水頭差Δｈが予め制御部３２に設定された汚泥凝集装置の運転または停止の判断をする閾値の水頭差Δｈａ以下のとき、濃縮機１０のモータ１６を駆動して螺旋状スクリュー１２を回動させて汚泥を濃縮するとともに濃縮汚泥ポンプ２０を稼働させて濃縮された汚泥を排出する一方、水頭差が、汚泥凝集装置の運転または停止の判断をする閾値の水頭差Δｈａを超えたとき、モータ１６および濃縮汚泥ポンプ２０を停止させているので、濃縮機１０および濃縮汚泥ポンプ２０の空運転を防止することができる。また、その際、運転員等は、どのような原因によって汚泥濃縮装置が停止したかを調べ、例えば汚泥に注入するポリマー添加率を増加させたり、汚泥供給量を減少させたりする等して対策を施すことが速やかにできる。
【００３０】
更に本発明の汚泥濃縮装置は、一台の差圧計４０によって凝集汚泥の水頭差Δｈを求めているので、二台の液位計で必要であった定期的な検定および二台の液位計の基準点・スパンの整合が不要であり、簡易な運転保守作業で済む。
尚、図１では、凝集汚泥を円筒体１１の上端部１１ａから導入して、濃縮汚泥を下端部１１ｂから排出しているが、凝集汚泥を下端部１１ｂから導入して、濃縮汚泥を上端部１１ａから排出するように設計変更してもよい（図示せず）。
【００３１】
次に図３は、本発明の別の実施形態を示すものである。この第２の実施形態において図１に示した汚泥濃縮装置および図４に示した従来の汚泥濃縮装置と同様の機能を有する構成要素には、同一の符号を付してその説明を省略する。
この別の実施形態が上述した実施形態と異なるところは、円筒体１１を略水平に位置付けた点にある。この別の実施形態において外容器１５の天井部分（円筒体１１の周面部の天井部分）には、抜気管１５ｅが設けられている。この抜気管１５ｅは、例えば汚泥凝集槽２の汚泥の水面よりも高い位置にその開口部を有して、外容器１５に収納された分離液が漏れ出さず、円筒体１１や外容器１５の内部で発生する気体を汚泥濃縮装置の外部に抜気する役割を担っている。例えば、この抜気管１５ｅは、濾過スクリーン部１４の目詰まりを除去すべく空気逆洗した際、汚泥濃縮装置の外部に空気を排出することもできるようになっている。
【００３２】
また外容器１５の端部側底部には、分離液排出口１５ｆが設けられている。この分離液排出口１５ｆに連結された分離液排出管（分離液排出路）１７は、分離液排出口１５ｆよりも上方に向かって立ち上がっており、その上部に分離液排出部１７ａを備えている。そして、分離液排出部１７ａにおける分離液排出水面の位置（ｈ２）は、前記凝集槽水面の位置（ｈ１）に対して低い位置にある。ここで濾過スクリーン部１４は、凝集槽水面の位置（ｈ１）に対して低い位置に配置されており、濾過スクリーン部１４は、外容器１５に収容される分離液に水没した状態になっている。
【００３３】
このように構成された本発明の第２の実施形態に係る汚泥濃縮装置および汚泥濃縮方法によれば、上述した一実施形態と同様に汚泥凝集槽２と濃縮機１０のそれぞれの水頭の差（水頭差）を求める差圧計４０を設け、この差圧計４０の検出値によって、制御部３２が濃縮機１０のモータ１６および濃縮汚泥ポンプ２０の駆動を制御しているので、濃縮機１０および濃縮汚泥ポンプ２０の空運転を防止することができる。
【００３４】
また、本発明の別の実施形態に係る汚泥濃縮装置にあっても水頭差Δｈが汚泥凝集装置の運転または停止の判断をする閾値の水頭差Δｈａを超えたとき濃縮機１０および濃縮汚泥ポンプ２０が停止する。その際、運転員等は、どのような原因によって汚泥濃縮装置が停止したかを調べ、汚泥に注入するポリマー添加率を増加させたり、汚泥供給量を減少させたりする等して対策を施すことができる。
【００３５】
更に本発明の別の実施形態に係る汚泥濃縮装置も一台の差圧計４０によって凝集汚泥の水頭差Δｈを求めているので、二台の液位計で必要であった定期的な検定および二台の液位計の基準点・スパンの整合が不要であり運転保守作業が簡易となる等の優れた効果を奏する。
尚、以上説明した本発明に係る汚泥濃縮装置および汚泥濃縮方法では、ポリマー（高分子凝集剤）に代わって、無機凝集剤と両性高分子凝集剤を併用してもよい。また、本発明に係る汚泥濃縮装置および汚泥濃縮方法は以上説明した各実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で変形して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施形態に係る汚泥濃縮装置の要部概略構成図である。
【図２】図１に示す汚泥濃縮装置の汚泥濃縮方法を示すフローチャートである。
【図３】本発明の別の実施形態に係る汚泥濃縮装置の要部概略構成図である。
【図４】従来の汚泥濃縮装置を示す要部概略構成図である。
【図５】図４の汚泥濃縮装置の円筒体とその周面に設けられた濾過スクリーン部の外観図である。
【符号の説明】
【００３７】
２ 汚泥凝集槽
１０ 濃縮機
１１ 円筒体
１２ 螺旋状スクリュー
１４ 濾過スクリーン部
１５ 外容器
１５ｂ 分離液排出口
１６ モータ
２０ 濃縮汚泥ポンプ
３２ 制御部
４０ 差圧計
【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚泥凝集槽から導入される凝集汚泥を濃縮して、この凝集汚泥から濃縮汚泥と分離液とを得る汚泥濃縮装置であって、
前記汚泥凝集槽の水面の位置よりも下側に配置されて、水位差によって前記凝集汚泥を給泥トラフを介してその一の端部から内部に導入する円筒体と、
この導入された前記凝集汚泥の水分を、前記円筒体の内面から外面に向かって前記円筒体の内外の水位差によって分離して通過させる前記円筒体の周面に形成された濾過スクリーン部と、
前記円筒体内部に位置して、前記濾過スクリーン部内面を清掃すると共に、前記凝集汚泥を前記円筒体の一の端部から他の端部へ移送し濃縮汚泥として排出するスクリューと、
前記濾過スクリーン部から円筒体外部に分離される分離液を収容し、且つこの分離液に前記円筒体の濾過スクリーン部を水没させる外容器と、
この外容器に設けられて、前記円筒体外部に分離された分離液を排出する分離液排出口と、
前記給泥トラフの凝集汚泥の水頭と前記外容器の分離液の水頭との水頭差を測定する差圧計と
を備えることを特徴とする汚泥濃縮装置。
【請求項２】
汚泥凝集槽に汚泥を供給し凝集剤を添加すると共に撹拌して凝集汚泥を得る工程と、
前記汚泥凝集槽の水面よりも低い位置に配置されて、水位差によって前記凝集汚泥を円筒状の濾過スクリーン部を有する円筒体の一の端部からその内部に導入する工程と、
前記円筒体内部に設けられたスクリューで、前記濾過スクリーン部内面を清掃すると共に、前記導入された凝集汚泥を円筒体の他の端部に移送し、且つ上記円筒体の内外の水位差によって前記濾過スクリーン部で前記凝集汚泥の水分を分離する工程と、
この分離された分離液を収容する外容器に、前記濾過スクリーン部を水没させた状態で、前記外容器から分離液を排出する工程と、
前記給泥トラフの凝集汚泥の水頭と前記外容器に収容された凝集汚泥の水頭との水頭差を測定する工程と、
この測定された水頭差が、予め定めた水頭差以下であるとき、前記スクリューおよび前記汚泥濃縮ポンプを稼働させる一方、前記水頭差が、予め定めた水頭差を超えたとき前記スクリューおよび前記汚泥濃縮ポンプを停止する工程と
を備えることを特徴とする汚泥濃縮方法。
【請求項１】
汚泥凝集槽から導入される凝集汚泥を濃縮して、この凝集汚泥から濃縮汚泥と分離液とを得る汚泥濃縮装置であって、
前記汚泥凝集槽の水面の位置よりも下側に配置されて、水位差によって前記凝集汚泥を給泥トラフを介してその一の端部から内部に導入する円筒体と、
この導入された前記凝集汚泥の水分を、前記円筒体の内面から外面に向かって前記円筒体の内外の水位差によって分離して通過させる前記円筒体の周面に形成された濾過スクリーン部と、
前記円筒体内部に位置して、前記濾過スクリーン部内面を清掃すると共に、前記凝集汚泥を前記円筒体の一の端部から他の端部へ移送し濃縮汚泥として排出するスクリューと、
前記濾過スクリーン部から円筒体外部に分離される分離液を収容し、且つこの分離液に前記円筒体の濾過スクリーン部を水没させる外容器と、
この外容器に設けられて、前記円筒体外部に分離された分離液を排出する分離液排出口と、
前記給泥トラフの凝集汚泥の水頭と前記外容器の分離液の水頭との水頭差を測定する差圧計と
を備えることを特徴とする汚泥濃縮装置。
【請求項２】
汚泥凝集槽に汚泥を供給し凝集剤を添加すると共に撹拌して凝集汚泥を得る工程と、
前記汚泥凝集槽の水面よりも低い位置に配置されて、水位差によって前記凝集汚泥を円筒状の濾過スクリーン部を有する円筒体の一の端部からその内部に導入する工程と、
前記円筒体内部に設けられたスクリューで、前記濾過スクリーン部内面を清掃すると共に、前記導入された凝集汚泥を円筒体の他の端部に移送し、且つ上記円筒体の内外の水位差によって前記濾過スクリーン部で前記凝集汚泥の水分を分離する工程と、
この分離された分離液を収容する外容器に、前記濾過スクリーン部を水没させた状態で、前記外容器から分離液を排出する工程と、
前記給泥トラフの凝集汚泥の水頭と前記外容器に収容された凝集汚泥の水頭との水頭差を測定する工程と、
この測定された水頭差が、予め定めた水頭差以下であるとき、前記スクリューおよび前記汚泥濃縮ポンプを稼働させる一方、前記水頭差が、予め定めた水頭差を超えたとき前記スクリューおよび前記汚泥濃縮ポンプを停止する工程と
を備えることを特徴とする汚泥濃縮方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００７−２０３１４１（Ｐ２００７−２０３１４１Ａ）
【公開日】平成１９年８月１６日（２００７．８．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２２２０７（Ｐ２００６−２２２０７）
【出願日】平成１８年１月３１日（２００６．１．３１）
【出願人】（０００００１０６３）栗田工業株式会社 (1,536)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年８月１６日（２００７．８．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１月３１日（２００６．１．３１）
【出願人】（０００００１０６３）栗田工業株式会社 (1,536)
【Ｆターム（参考）】
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