汚泥濃縮装置
【課題】コンパクト化を図って設置スペースを縮小することができるとともに、汚泥凝集槽濾と濃縮機とを接続する配管を無くして汚泥フロックの破壊や詰まりの発生を防ぐことができる汚泥濃縮装置を提供すること。
【解決手段】凝集剤が添加された汚泥を撹拌機２４で撹拌してフロック化させる汚泥凝集槽２１と、外筒２内に濾過筒３を収容し、該濾過筒３の内部にスパイラルスクリュー４を回転可能に収容し、該スパイラルスクリュー４を回転駆動することによって、前記汚泥凝集槽２１から前記濾過筒３内の下部に導入される汚泥を上方へと搬送しながら、該汚泥に含まれる水分を前記濾過筒３の濾過面３ａを通過させて分離液として分離液排出管１１から排出して汚泥を濃縮するとともに、濃縮された汚泥を前記濾過筒３の上部より排出する濃縮機１とを備えた汚泥濃縮装置において、前記濃縮機１を前記汚泥凝集槽２１の上に直結配置する。
【解決手段】凝集剤が添加された汚泥を撹拌機２４で撹拌してフロック化させる汚泥凝集槽２１と、外筒２内に濾過筒３を収容し、該濾過筒３の内部にスパイラルスクリュー４を回転可能に収容し、該スパイラルスクリュー４を回転駆動することによって、前記汚泥凝集槽２１から前記濾過筒３内の下部に導入される汚泥を上方へと搬送しながら、該汚泥に含まれる水分を前記濾過筒３の濾過面３ａを通過させて分離液として分離液排出管１１から排出して汚泥を濃縮するとともに、濃縮された汚泥を前記濾過筒３の上部より排出する濃縮機１とを備えた汚泥濃縮装置において、前記濃縮機１を前記汚泥凝集槽２１の上に直結配置する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚泥凝集槽と、該汚泥凝集槽においてフロック化された汚泥を濃縮する濃縮機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、汚泥を凝集剤で凝集させてフロック化し、このフロック化された汚泥（凝集汚泥）から水分を分離して汚泥を濃縮することが行われ、これを実施するための汚泥濃縮装置が今までに種々提案されて実用に供されている。
【０００３】
ところで、汚泥濃縮装置には、大別してロータリスクリーン型とスクリュープレス型があるが、図２にスクリュープレス型の汚泥濃縮装置の一例を示す（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００４】
即ち、図２は従来の汚泥濃縮装置の基本構成を示す概略図であり、図示の汚泥濃縮装置は、濃縮機１と汚泥凝集槽２１を備えており、凝集剤が添加された汚泥を汚泥凝集槽２１でフロック化し、このフロック化された汚泥を濃縮機１で濃縮するものである。
【０００５】
上記汚泥凝集槽２１は、上面が開口した円筒タンク状の容器であって、その下部には原泥供給管２２が接続されている。又、汚泥凝集槽２１内には、モータ２３によって回転駆動される撹拌機２４が設けられている。
【０００６】
又、前記濃縮機１は、密閉構造を有する円筒タンク状の外筒２の内部に円筒状の濾過筒３を縦方向に配置し、該濾過筒３内にスパイラルスクリュー４を回転可能に収容して構成されている。
【０００７】
ここで、上記濾過筒３の前記外筒２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３ａを構成しており、濾過筒３の上部にはスクリューコンベア５が水平に設けられており、濾過筒３の下部には前記汚泥凝集槽２１の上部から導出する凝集汚泥導入管６が接続されている。ここで、スクリューコンベア５は、円筒状のハウジング５ａ内に、モータ７によって回転駆動されるスクリュー５ｂを収容して構成されており、ハウジング５ａの下部には濃縮汚泥排出管８が下方に向かって導出している。
【０００８】
又、前記外筒２の上下からは分離液取出管９，１０が水平に導出しており、これらの分離液取出管９，１０は、逆Ｕ字状の分離液排出管１１に接続されている。
【０００９】
前記スパイラルスクリュー４は、回転軸４ａにスクリュー羽根４ｂを螺旋状に巻装して構成されており、回転軸４ａには、駆動源としてのモータ１２が連結されている。尚、スパイラルスクリュー４の外径は、濾過筒３の濾過面３ａ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４の外周縁と濾過筒３の濾過面３ａとの間には微小隙間が形成されている。
【００１０】
而して、前記原泥供給管２２から汚泥凝集槽２１に汚泥（原泥）が供給されるが、原泥供給管２２を流れる汚泥にはポリマー等の凝集剤が添加され、凝集剤が添加された汚泥が汚泥凝集槽２１内において撹拌機２４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凝集されてフロック化される。
【００１１】
前記汚泥凝集槽２１内の凝集汚泥は、凝集汚泥導入管６を通って濃縮機１の濾過筒３内にその下部から導入される。
【００１２】
濃縮機１においては、前記スパイラルスクリュー４がモータ１２によって濾過筒３内で所定の速度で回転駆動されており、濾過筒３内の下部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４によって上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３の濾過面３ａを通過して外筒２内に分離液として収容される。ここで、前記分離液排出管１１内の分離液の水位ｈ2 は、濾過筒３内の液位ｈ1 よりも低く設定されているため（ｈ2 ＜ｈ1）、両者ｈ1 ，ｈ2 の差（ヘッド差）Δｈ12（＝ｈ1 −ｈ2 ）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３の濾過面３ａを通過して外筒２内に分離液として収容される。又、この場合、外筒２は、分離液の水位ｈ2 よりも下方に配置されているため、外筒２内に収容される分離液は外筒２内に充満し、この分離液中に濾過筒３の濾過面３ａが埋没することとなる。
【００１３】
そして、外筒２内に収容された分離液は、外筒２の上下に接続された分離液取出管９，１０から分離液排出管１１へと流れ込んで外部へと排出される。又、スパイラルスクリュー４の回転によって濾過筒３内を上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、スクリューコンベア５によって濾過筒３の上部から外部に排出されて濃縮汚泥排出管８から不図示の脱水機へと供給されて脱水処理される。
【特許文献１】特許第３６２７８０９号公報
【特許文献２】特開２００６−０７５６７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
ところが、図２に示した従来の汚泥濃縮装置においては、濃縮機１と汚泥凝集槽２１がそれぞれ独立に構成されて互いに離間して設置されていたため、これらの設置に大きなスペースを要する他、両者を接続する凝集汚泥導入管６が長くなり、その内部を流れる汚泥のフロックが途中で破壊されたり、途中で詰まる可能性があるという問題がある。
【００１５】
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、コンパクト化を図って設置スペースを縮小することができるとともに、汚泥凝集槽と濃縮機とを接続する配管を無くして汚泥フロックの破壊や詰まりの発生を防ぐことができる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】
【００１６】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、
凝集剤が添加された汚泥を撹拌機で撹拌してフロック化させる汚泥凝集槽と、
外筒内に濾過筒を収容し、該濾過筒の内部にスパイラルスクリューを回転可能に収容し、該スパイラルスクリューを回転駆動することによって、前記汚泥凝集槽から前記濾過筒内の下部に導入される汚泥を上方へと搬送しながら、該汚泥に含まれる水分を前記濾過筒の濾過面を通過させて分離液として分離液排出管から排出して汚泥を濃縮するとともに、濃縮された汚泥を前記濾過筒の上部より排出する濃縮機と、
を備えた汚泥濃縮装置において、
前記濃縮機を前記汚泥凝集槽の上に直結配置したことを特徴とする。
【００１７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記濃縮機で濃縮された汚泥をスクリューコンベアによって前記濾過筒の上部から排出することを特徴とする。
【００１８】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記汚泥凝集槽の撹拌機と前記濃縮機のスパイラルスクリーとを同軸で連結し、これらの撹拌機とスパイラルスクリューを共通の駆動源によって回転駆動することを特徴とする。
【００１９】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れかに記載の発明において、前記分離液排出管を外管と内管の二重管構造とするとともに、前記内管の上端縁の高さを前記濾過筒内の液位よりも低く設定し、該内管の上端縁を溢流部として分離液が外管から内管又は内管から外管へとオーバーフローするよう構成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１記載の発明によれば、濃縮機を汚泥凝集槽の上に直結配置したため、汚泥濃縮装置をコンパクト化してその設置スペースを小さく抑えることができる。又、汚泥凝集槽と濃縮機とを接続する配管が不要となり、汚泥凝集槽でフロック化された凝集汚泥は、そのまま濃縮機へと導入されて濃縮処理されるため、汚泥フロックが配管の途中で破壊されたり、配管を閉塞する等の不具合が発生することがない。
【００２１】
請求項２記載の発明によれば、濃縮機で濃縮された汚泥をスクリューコンベアによって濾過筒の上部から可変定量的に排出することができる。
【００２２】
請求項３記載の発明によれば、汚泥凝集槽の撹拌機と濃縮機のスパイラルスクリーとを同軸で連結し、これらの撹拌機とスパイラルスクリューを共通の駆動源によって回転駆動するようにしたため、部品点数を削減して構造の単純化を図ることができる。
【００２３】
請求項４記載の発明によれば、外筒から分離液排出管へと流れ込む分離液は、内管の上端縁にてオーバーフローして内管又は外管へと流れ込むため、この内管の上端縁が溢流部となり、この溢流部の長さは内管の円周長さとなり、その長さは、従来の汚泥濃縮装置の溢流部の幅（溢流幅）よりも長くなる。従って、本発明に係る汚泥濃縮装置によれば、分離液量が変化しても分離液排出管での分離液の液位の変動を小さく抑えることができ、濾過筒の液位と分離排出管での分離液の液位との差に基づく濾過圧力の変動も小さく抑えることができ、分離液量が変化しても濾過圧力を略一定に保つことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
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。
【００２５】
図１は本発明に係る汚泥濃縮装置の基本構成を示す概略断面図であり、本発明に係る汚泥濃縮装置は、ポリマー等の凝集剤が添加された汚泥を汚泥凝集槽２１でフロック化し、このフロック化された汚泥を濃縮機１で濃縮するものであって、濃縮機１を汚泥凝集槽２１の上に直結配置したことを特徴とする。
【００２６】
上記汚泥凝集槽２１は、上面が開口した円筒タンク状の容器であって、その下部には原泥供給管２２が接続されている。又、汚泥凝集槽２１の内部には、中心軸上に縦方向に配された回転軸２４ａの上下に撹拌羽根２４ｂを互いに位相を９０°ずらして取り付けて成る撹拌機２４が回転可能に配されている。そして、汚泥凝集槽２１の上端開口部の内周部にはリング状のフランジ１３が結着されている。
【００２７】
又、汚泥凝集槽２１の上に配置された濃縮機１は、密閉構造を有する円筒タンク状の外筒２の内部に円筒状の濾過筒３を縦方向に配置し、該濾過筒３内にスパイラルスクリュー４を回転可能に収容して構成されている。そして、この濃縮機１は、外筒２と濾過筒３の下端に結着されたフランジ１４を汚泥凝集槽２１の前記フランジ１３の上から重ねて不図示の複数のボルトで締め付けることによって汚泥凝集槽２１の上に直結配置される。
【００２８】
前記濾過筒３の外筒２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３ａを構成しており、濾過筒３の上部にはスクリューコンベア５が水平に設けられている。ここで、スクリューコンベア５は、円筒状の水平なハウジング５ａ内に、モータ７によって回転駆動されるスクリューを収容して構成されており、ハウジング５ａの下部には濃縮汚泥排出管８が下方に向かって導出している。
【００２９】
又、前記外筒２の上下からは分離液取出管９，１０が水平に導出しており、これらの分離液取出管９，１０は、内管１１ａと外管１１ｂとで二重管構造を構成する分離液排出管１１の外管１１ｂの上下に接続されている。ここで、分離液排出管１１の内管１１ａは、外管１１ｂ内の上部に開口しており、外管１１ｂの底部を貫通して下方へと延出している。
【００３０】
更に、前記スパイラルスクリュー４は、回転軸４ａにスクリュー羽根４ｂを螺旋状に巻装して構成されており、回転軸４ａと汚泥凝集槽２１に設けられた前記撹拌機２４の回転軸２４ａとは同軸に配され、両回転軸４ａ，２４ａは、カップリング１５によって直結されている。そして、スパイラルスクリュー４の回転軸４ａの上端には、共通の駆動源としてのモータ１２が直結されている。尚、スパイラルスクリュー４の外径は、濾過筒３の濾過面３ａ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４の外周縁と濾過筒３の濾過面３ａとの間には微小隙間が形成されている。
【００３１】
而して、前記原泥供給管２２から汚泥凝集槽２１に汚泥（原泥）が供給されるが、原泥供給管２２を流れる汚泥にはポリマー等の凝集剤が添加され、凝集剤が添加された汚泥が汚泥凝集槽２１内において撹拌機２４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凝集されてフロック化される。尚、スパイラルスクリュー４の回転軸４ａと撹拌機２４の回転軸２４ａは同軸に配され、両者はカップリング１５によって直結されるとともに、回転軸４ａの上端には共通のモータ１２が直結されているため、スパイラルスクリュー４と撹拌機２４は、共通のモータ１２によって同時に同方向に同一速度で回転駆動される。
【００３２】
上述のように汚泥凝集槽２１においてフロック化された凝集汚泥は、汚泥凝集槽２１の上に設置された濃縮機１の濾過筒３内で回転するスパイラルスクリュー４によって濾過筒３内に下方から導入される。
【００３３】
ここで、分離液排出管１１の内管１１ａの上端縁の高さは、濾過筒３内の汚泥の液位ｈ1 よりも低く設定されており、後述のように外筒２から分離液取出管９，１０を通って分離液排出管１１へと排出される分離液は、分離液排出管１１の内管１１ａの上端縁を溢流部としてオーバーフローして外管１１ｂから内管１１ａへと流れ込む。従って、分離液排出管１１内の分離液の液位ｈ2 は濾過筒３内の汚泥の液位ｈ1 よりも低くなり（ｈ2 ＜ｈ1 ）、両者ｈ1 ，ｈ2 の差（ヘッド差）Δｈ12（＝ｈ1 −ｈ2 ）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３の濾過面３ａを通過して外筒２内に分離液として収容される。
【００３４】
そして、外筒２内に収容された分離液は、外筒２の上下に接続された分離液取出管９，１０を経て分離液排出管１１の外管１１ｂへと流れ込み、外管１１ｂと内管１１ａとの間を上向きに流れ、内管１１ａの上端縁にてオーバーフローして内管１１ａへと流れ込み、内管１１ａ内を下向きに流れて外部へと排出される。
【００３５】
他方、スパイラルスクリュー４の回転によって濾過筒３内を上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、スクリューコンベア５によって濾過筒３の上部から外部に可変定量的に排出され、濃縮汚泥排出管８から不図示の脱水機へと供給されて脱水処理される。
【００３６】
以上において、本発明に係る汚泥濃縮装置によれば、濃縮機１を汚泥凝集槽２１の上に直結配置したため、汚泥濃縮装置をコンパクト化してその設置スペースを小さく抑えることができる。
【００３７】
又、汚泥凝集槽２１と濃縮機１とを接続する配管が不要となり、汚泥凝集槽２１でフロック化された凝集汚泥は、そのまま濃縮機１へと導入されて濃縮処理されるため、汚泥フロックが配管の途中で破壊されたり、配管を閉塞する等の不具合が発生することがない。
【００３８】
更に、汚泥凝集槽２１の撹拌機２４と濃縮機１のスパイラルスクリー４とを同軸で連結し、これらの撹拌機２４とスパイラルスクリュー４を共通の駆動源によって回転駆動するようにしたため、部品点数を削減して構造の単純化を図ることができる。
【００３９】
又、外筒２から分離液排出管１１へと流れ込む分離液は、分離液排出管１１の内管１１ａの上端縁にてオーバーフローして内管１１ａ内へと流れ込むため、この内管１１ａの上端縁が溢流部となり、この溢流部の長さは内管１１ａの円周長さとなり、その長さは、従来の汚泥濃縮装置の溢流部の幅（溢流幅）よりも長くなる。
【００４０】
従って、本発明に係る汚泥濃縮装置によれば、分離液量が変化しても分離液排出管１１での分離液の水位の変動を小さく抑えることができ、濾過筒３の液位ｈ1 と分離排出管１１での分離液の液位ｈ2 との差Δｈ12（＝ｈ1 −ｈ2 ）に基づく濾過圧力の変動も小さく抑えることができ、分離液量が変化しても濾過圧力を略一定に保つことができる。この結果、濾過筒３の濾過面３ａにおける固形成分のリークや濾過面３ａの目詰まりの発生を防ぐことができる。
【００４１】
尚、本実施の形態では、分離液排出管１１において分離液が外管１１ｂから内管１１ａへとオーバーフローする構成を採用したが、逆に分離液が内管１１ａから外管１１ｂへとオーバーフローする構成を採用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明に係る汚泥濃縮装置の基本構成を示す概略断面図である。
【図２】従来の汚泥濃縮装置の基本構成を示す概略図である。
【符号の説明】
【００４３】
１ 濃縮機
２ 外筒
３ 濾過筒
３ａ 濾過面
４ スパイラルスクリュー
４ａ 回転軸
４ｂ スクリュー羽根
５ スクリューコンベア
５ａ ハウジング
５ｂ スクリュー
６ 濃縮汚泥導入管
７ モータ
８ 濃縮汚泥排出管
９，１０ 分離液取出管
１１ 分離液排出管
１１ａ 内管
１１ｂ 外管
１２ モータ（駆動源）
１３，１４ フランジ
１５ カップリング
２１ 汚泥凝集槽
２２ 原泥供給管
２３ モータ
２４ 撹拌機
２４ａ 回転軸
２４ｂ 撹拌羽根
ｈ1 濾過筒内の汚泥の液位
ｈ2 分離液排出管での分離液の液位
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚泥凝集槽と、該汚泥凝集槽においてフロック化された汚泥を濃縮する濃縮機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、汚泥を凝集剤で凝集させてフロック化し、このフロック化された汚泥（凝集汚泥）から水分を分離して汚泥を濃縮することが行われ、これを実施するための汚泥濃縮装置が今までに種々提案されて実用に供されている。
【０００３】
ところで、汚泥濃縮装置には、大別してロータリスクリーン型とスクリュープレス型があるが、図２にスクリュープレス型の汚泥濃縮装置の一例を示す（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００４】
即ち、図２は従来の汚泥濃縮装置の基本構成を示す概略図であり、図示の汚泥濃縮装置は、濃縮機１と汚泥凝集槽２１を備えており、凝集剤が添加された汚泥を汚泥凝集槽２１でフロック化し、このフロック化された汚泥を濃縮機１で濃縮するものである。
【０００５】
上記汚泥凝集槽２１は、上面が開口した円筒タンク状の容器であって、その下部には原泥供給管２２が接続されている。又、汚泥凝集槽２１内には、モータ２３によって回転駆動される撹拌機２４が設けられている。
【０００６】
又、前記濃縮機１は、密閉構造を有する円筒タンク状の外筒２の内部に円筒状の濾過筒３を縦方向に配置し、該濾過筒３内にスパイラルスクリュー４を回転可能に収容して構成されている。
【０００７】
ここで、上記濾過筒３の前記外筒２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３ａを構成しており、濾過筒３の上部にはスクリューコンベア５が水平に設けられており、濾過筒３の下部には前記汚泥凝集槽２１の上部から導出する凝集汚泥導入管６が接続されている。ここで、スクリューコンベア５は、円筒状のハウジング５ａ内に、モータ７によって回転駆動されるスクリュー５ｂを収容して構成されており、ハウジング５ａの下部には濃縮汚泥排出管８が下方に向かって導出している。
【０００８】
又、前記外筒２の上下からは分離液取出管９，１０が水平に導出しており、これらの分離液取出管９，１０は、逆Ｕ字状の分離液排出管１１に接続されている。
【０００９】
前記スパイラルスクリュー４は、回転軸４ａにスクリュー羽根４ｂを螺旋状に巻装して構成されており、回転軸４ａには、駆動源としてのモータ１２が連結されている。尚、スパイラルスクリュー４の外径は、濾過筒３の濾過面３ａ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４の外周縁と濾過筒３の濾過面３ａとの間には微小隙間が形成されている。
【００１０】
而して、前記原泥供給管２２から汚泥凝集槽２１に汚泥（原泥）が供給されるが、原泥供給管２２を流れる汚泥にはポリマー等の凝集剤が添加され、凝集剤が添加された汚泥が汚泥凝集槽２１内において撹拌機２４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凝集されてフロック化される。
【００１１】
前記汚泥凝集槽２１内の凝集汚泥は、凝集汚泥導入管６を通って濃縮機１の濾過筒３内にその下部から導入される。
【００１２】
濃縮機１においては、前記スパイラルスクリュー４がモータ１２によって濾過筒３内で所定の速度で回転駆動されており、濾過筒３内の下部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４によって上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３の濾過面３ａを通過して外筒２内に分離液として収容される。ここで、前記分離液排出管１１内の分離液の水位ｈ2 は、濾過筒３内の液位ｈ1 よりも低く設定されているため（ｈ2 ＜ｈ1）、両者ｈ1 ，ｈ2 の差（ヘッド差）Δｈ12（＝ｈ1 −ｈ2 ）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３の濾過面３ａを通過して外筒２内に分離液として収容される。又、この場合、外筒２は、分離液の水位ｈ2 よりも下方に配置されているため、外筒２内に収容される分離液は外筒２内に充満し、この分離液中に濾過筒３の濾過面３ａが埋没することとなる。
【００１３】
そして、外筒２内に収容された分離液は、外筒２の上下に接続された分離液取出管９，１０から分離液排出管１１へと流れ込んで外部へと排出される。又、スパイラルスクリュー４の回転によって濾過筒３内を上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、スクリューコンベア５によって濾過筒３の上部から外部に排出されて濃縮汚泥排出管８から不図示の脱水機へと供給されて脱水処理される。
【特許文献１】特許第３６２７８０９号公報
【特許文献２】特開２００６−０７５６７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
ところが、図２に示した従来の汚泥濃縮装置においては、濃縮機１と汚泥凝集槽２１がそれぞれ独立に構成されて互いに離間して設置されていたため、これらの設置に大きなスペースを要する他、両者を接続する凝集汚泥導入管６が長くなり、その内部を流れる汚泥のフロックが途中で破壊されたり、途中で詰まる可能性があるという問題がある。
【００１５】
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、コンパクト化を図って設置スペースを縮小することができるとともに、汚泥凝集槽と濃縮機とを接続する配管を無くして汚泥フロックの破壊や詰まりの発生を防ぐことができる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】
【００１６】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、
凝集剤が添加された汚泥を撹拌機で撹拌してフロック化させる汚泥凝集槽と、
外筒内に濾過筒を収容し、該濾過筒の内部にスパイラルスクリューを回転可能に収容し、該スパイラルスクリューを回転駆動することによって、前記汚泥凝集槽から前記濾過筒内の下部に導入される汚泥を上方へと搬送しながら、該汚泥に含まれる水分を前記濾過筒の濾過面を通過させて分離液として分離液排出管から排出して汚泥を濃縮するとともに、濃縮された汚泥を前記濾過筒の上部より排出する濃縮機と、
を備えた汚泥濃縮装置において、
前記濃縮機を前記汚泥凝集槽の上に直結配置したことを特徴とする。
【００１７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記濃縮機で濃縮された汚泥をスクリューコンベアによって前記濾過筒の上部から排出することを特徴とする。
【００１８】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記汚泥凝集槽の撹拌機と前記濃縮機のスパイラルスクリーとを同軸で連結し、これらの撹拌機とスパイラルスクリューを共通の駆動源によって回転駆動することを特徴とする。
【００１９】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れかに記載の発明において、前記分離液排出管を外管と内管の二重管構造とするとともに、前記内管の上端縁の高さを前記濾過筒内の液位よりも低く設定し、該内管の上端縁を溢流部として分離液が外管から内管又は内管から外管へとオーバーフローするよう構成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１記載の発明によれば、濃縮機を汚泥凝集槽の上に直結配置したため、汚泥濃縮装置をコンパクト化してその設置スペースを小さく抑えることができる。又、汚泥凝集槽と濃縮機とを接続する配管が不要となり、汚泥凝集槽でフロック化された凝集汚泥は、そのまま濃縮機へと導入されて濃縮処理されるため、汚泥フロックが配管の途中で破壊されたり、配管を閉塞する等の不具合が発生することがない。
【００２１】
請求項２記載の発明によれば、濃縮機で濃縮された汚泥をスクリューコンベアによって濾過筒の上部から可変定量的に排出することができる。
【００２２】
請求項３記載の発明によれば、汚泥凝集槽の撹拌機と濃縮機のスパイラルスクリーとを同軸で連結し、これらの撹拌機とスパイラルスクリューを共通の駆動源によって回転駆動するようにしたため、部品点数を削減して構造の単純化を図ることができる。
【００２３】
請求項４記載の発明によれば、外筒から分離液排出管へと流れ込む分離液は、内管の上端縁にてオーバーフローして内管又は外管へと流れ込むため、この内管の上端縁が溢流部となり、この溢流部の長さは内管の円周長さとなり、その長さは、従来の汚泥濃縮装置の溢流部の幅（溢流幅）よりも長くなる。従って、本発明に係る汚泥濃縮装置によれば、分離液量が変化しても分離液排出管での分離液の液位の変動を小さく抑えることができ、濾過筒の液位と分離排出管での分離液の液位との差に基づく濾過圧力の変動も小さく抑えることができ、分離液量が変化しても濾過圧力を略一定に保つことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
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。
【００２５】
図１は本発明に係る汚泥濃縮装置の基本構成を示す概略断面図であり、本発明に係る汚泥濃縮装置は、ポリマー等の凝集剤が添加された汚泥を汚泥凝集槽２１でフロック化し、このフロック化された汚泥を濃縮機１で濃縮するものであって、濃縮機１を汚泥凝集槽２１の上に直結配置したことを特徴とする。
【００２６】
上記汚泥凝集槽２１は、上面が開口した円筒タンク状の容器であって、その下部には原泥供給管２２が接続されている。又、汚泥凝集槽２１の内部には、中心軸上に縦方向に配された回転軸２４ａの上下に撹拌羽根２４ｂを互いに位相を９０°ずらして取り付けて成る撹拌機２４が回転可能に配されている。そして、汚泥凝集槽２１の上端開口部の内周部にはリング状のフランジ１３が結着されている。
【００２７】
又、汚泥凝集槽２１の上に配置された濃縮機１は、密閉構造を有する円筒タンク状の外筒２の内部に円筒状の濾過筒３を縦方向に配置し、該濾過筒３内にスパイラルスクリュー４を回転可能に収容して構成されている。そして、この濃縮機１は、外筒２と濾過筒３の下端に結着されたフランジ１４を汚泥凝集槽２１の前記フランジ１３の上から重ねて不図示の複数のボルトで締め付けることによって汚泥凝集槽２１の上に直結配置される。
【００２８】
前記濾過筒３の外筒２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３ａを構成しており、濾過筒３の上部にはスクリューコンベア５が水平に設けられている。ここで、スクリューコンベア５は、円筒状の水平なハウジング５ａ内に、モータ７によって回転駆動されるスクリューを収容して構成されており、ハウジング５ａの下部には濃縮汚泥排出管８が下方に向かって導出している。
【００２９】
又、前記外筒２の上下からは分離液取出管９，１０が水平に導出しており、これらの分離液取出管９，１０は、内管１１ａと外管１１ｂとで二重管構造を構成する分離液排出管１１の外管１１ｂの上下に接続されている。ここで、分離液排出管１１の内管１１ａは、外管１１ｂ内の上部に開口しており、外管１１ｂの底部を貫通して下方へと延出している。
【００３０】
更に、前記スパイラルスクリュー４は、回転軸４ａにスクリュー羽根４ｂを螺旋状に巻装して構成されており、回転軸４ａと汚泥凝集槽２１に設けられた前記撹拌機２４の回転軸２４ａとは同軸に配され、両回転軸４ａ，２４ａは、カップリング１５によって直結されている。そして、スパイラルスクリュー４の回転軸４ａの上端には、共通の駆動源としてのモータ１２が直結されている。尚、スパイラルスクリュー４の外径は、濾過筒３の濾過面３ａ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４の外周縁と濾過筒３の濾過面３ａとの間には微小隙間が形成されている。
【００３１】
而して、前記原泥供給管２２から汚泥凝集槽２１に汚泥（原泥）が供給されるが、原泥供給管２２を流れる汚泥にはポリマー等の凝集剤が添加され、凝集剤が添加された汚泥が汚泥凝集槽２１内において撹拌機２４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凝集されてフロック化される。尚、スパイラルスクリュー４の回転軸４ａと撹拌機２４の回転軸２４ａは同軸に配され、両者はカップリング１５によって直結されるとともに、回転軸４ａの上端には共通のモータ１２が直結されているため、スパイラルスクリュー４と撹拌機２４は、共通のモータ１２によって同時に同方向に同一速度で回転駆動される。
【００３２】
上述のように汚泥凝集槽２１においてフロック化された凝集汚泥は、汚泥凝集槽２１の上に設置された濃縮機１の濾過筒３内で回転するスパイラルスクリュー４によって濾過筒３内に下方から導入される。
【００３３】
ここで、分離液排出管１１の内管１１ａの上端縁の高さは、濾過筒３内の汚泥の液位ｈ1 よりも低く設定されており、後述のように外筒２から分離液取出管９，１０を通って分離液排出管１１へと排出される分離液は、分離液排出管１１の内管１１ａの上端縁を溢流部としてオーバーフローして外管１１ｂから内管１１ａへと流れ込む。従って、分離液排出管１１内の分離液の液位ｈ2 は濾過筒３内の汚泥の液位ｈ1 よりも低くなり（ｈ2 ＜ｈ1 ）、両者ｈ1 ，ｈ2 の差（ヘッド差）Δｈ12（＝ｈ1 −ｈ2 ）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３の濾過面３ａを通過して外筒２内に分離液として収容される。
【００３４】
そして、外筒２内に収容された分離液は、外筒２の上下に接続された分離液取出管９，１０を経て分離液排出管１１の外管１１ｂへと流れ込み、外管１１ｂと内管１１ａとの間を上向きに流れ、内管１１ａの上端縁にてオーバーフローして内管１１ａへと流れ込み、内管１１ａ内を下向きに流れて外部へと排出される。
【００３５】
他方、スパイラルスクリュー４の回転によって濾過筒３内を上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、スクリューコンベア５によって濾過筒３の上部から外部に可変定量的に排出され、濃縮汚泥排出管８から不図示の脱水機へと供給されて脱水処理される。
【００３６】
以上において、本発明に係る汚泥濃縮装置によれば、濃縮機１を汚泥凝集槽２１の上に直結配置したため、汚泥濃縮装置をコンパクト化してその設置スペースを小さく抑えることができる。
【００３７】
又、汚泥凝集槽２１と濃縮機１とを接続する配管が不要となり、汚泥凝集槽２１でフロック化された凝集汚泥は、そのまま濃縮機１へと導入されて濃縮処理されるため、汚泥フロックが配管の途中で破壊されたり、配管を閉塞する等の不具合が発生することがない。
【００３８】
更に、汚泥凝集槽２１の撹拌機２４と濃縮機１のスパイラルスクリー４とを同軸で連結し、これらの撹拌機２４とスパイラルスクリュー４を共通の駆動源によって回転駆動するようにしたため、部品点数を削減して構造の単純化を図ることができる。
【００３９】
又、外筒２から分離液排出管１１へと流れ込む分離液は、分離液排出管１１の内管１１ａの上端縁にてオーバーフローして内管１１ａ内へと流れ込むため、この内管１１ａの上端縁が溢流部となり、この溢流部の長さは内管１１ａの円周長さとなり、その長さは、従来の汚泥濃縮装置の溢流部の幅（溢流幅）よりも長くなる。
【００４０】
従って、本発明に係る汚泥濃縮装置によれば、分離液量が変化しても分離液排出管１１での分離液の水位の変動を小さく抑えることができ、濾過筒３の液位ｈ1 と分離排出管１１での分離液の液位ｈ2 との差Δｈ12（＝ｈ1 −ｈ2 ）に基づく濾過圧力の変動も小さく抑えることができ、分離液量が変化しても濾過圧力を略一定に保つことができる。この結果、濾過筒３の濾過面３ａにおける固形成分のリークや濾過面３ａの目詰まりの発生を防ぐことができる。
【００４１】
尚、本実施の形態では、分離液排出管１１において分離液が外管１１ｂから内管１１ａへとオーバーフローする構成を採用したが、逆に分離液が内管１１ａから外管１１ｂへとオーバーフローする構成を採用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明に係る汚泥濃縮装置の基本構成を示す概略断面図である。
【図２】従来の汚泥濃縮装置の基本構成を示す概略図である。
【符号の説明】
【００４３】
１ 濃縮機
２ 外筒
３ 濾過筒
３ａ 濾過面
４ スパイラルスクリュー
４ａ 回転軸
４ｂ スクリュー羽根
５ スクリューコンベア
５ａ ハウジング
５ｂ スクリュー
６ 濃縮汚泥導入管
７ モータ
８ 濃縮汚泥排出管
９，１０ 分離液取出管
１１ 分離液排出管
１１ａ 内管
１１ｂ 外管
１２ モータ（駆動源）
１３，１４ フランジ
１５ カップリング
２１ 汚泥凝集槽
２２ 原泥供給管
２３ モータ
２４ 撹拌機
２４ａ 回転軸
２４ｂ 撹拌羽根
ｈ1 濾過筒内の汚泥の液位
ｈ2 分離液排出管での分離液の液位
【特許請求の範囲】
【請求項１】
凝集剤が添加された汚泥を撹拌機で撹拌してフロック化させる汚泥凝集槽と、
外筒内に濾過筒を収容し、該濾過筒の内部にスパイラルスクリューを回転可能に収容し、該スパイラルスクリューを回転駆動することによって、前記汚泥凝集槽から前記濾過筒内の下部に導入される汚泥を上方へと搬送しながら、該汚泥に含まれる水分を前記濾過筒の濾過面を通過させて分離液として分離液排出管から排出して汚泥を濃縮するとともに、濃縮された汚泥を前記濾過筒の上部より排出する濃縮機と、
を備えた汚泥濃縮装置において、
前記濃縮機を前記汚泥凝集槽の上に直結配置したことを特徴とする汚泥濃縮装置。
【請求項２】
前記濃縮機で濃縮された汚泥をスクリューコンベアによって前記濾過筒の上部から排出することを特徴とする請求項１記載の汚泥濃縮装置。
【請求項３】
前記汚泥凝集槽の撹拌機と前記濃縮機のスパイラルスクリーとを同軸で連結し、これらの撹拌機とスパイラルスクリューを共通の駆動源によって回転駆動することを特徴とする請求項１又は２記載の汚泥濃縮装置。
【請求項４】
前記分離液排出管を外管と内管の二重管構造とするとともに、前記内管の上端縁の高さを前記濾過筒内の液位よりも低く設定し、該内管の上端縁を溢流部として分離液が外管から内管又は内管から外管へとオーバーフローするよう構成したことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の汚泥濃縮装置。
【請求項１】
凝集剤が添加された汚泥を撹拌機で撹拌してフロック化させる汚泥凝集槽と、
外筒内に濾過筒を収容し、該濾過筒の内部にスパイラルスクリューを回転可能に収容し、該スパイラルスクリューを回転駆動することによって、前記汚泥凝集槽から前記濾過筒内の下部に導入される汚泥を上方へと搬送しながら、該汚泥に含まれる水分を前記濾過筒の濾過面を通過させて分離液として分離液排出管から排出して汚泥を濃縮するとともに、濃縮された汚泥を前記濾過筒の上部より排出する濃縮機と、
を備えた汚泥濃縮装置において、
前記濃縮機を前記汚泥凝集槽の上に直結配置したことを特徴とする汚泥濃縮装置。
【請求項２】
前記濃縮機で濃縮された汚泥をスクリューコンベアによって前記濾過筒の上部から排出することを特徴とする請求項１記載の汚泥濃縮装置。
【請求項３】
前記汚泥凝集槽の撹拌機と前記濃縮機のスパイラルスクリーとを同軸で連結し、これらの撹拌機とスパイラルスクリューを共通の駆動源によって回転駆動することを特徴とする請求項１又は２記載の汚泥濃縮装置。
【請求項４】
前記分離液排出管を外管と内管の二重管構造とするとともに、前記内管の上端縁の高さを前記濾過筒内の液位よりも低く設定し、該内管の上端縁を溢流部として分離液が外管から内管又は内管から外管へとオーバーフローするよう構成したことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の汚泥濃縮装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００８−４３９１１（Ｐ２００８−４３９１１Ａ）
【公開日】平成２０年２月２８日（２００８．２．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２２３８６２（Ｐ２００６−２２３８６２）
【出願日】平成１８年８月２１日（２００６．８．２１）
【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２０年２月２８日（２００８．２．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年８月２１日（２００６．８．２１）
【出願人】（０００００１０６３）栗田工業株式会社 (1,536)
【Ｆターム（参考）】
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