JP2006055819A - スクリュープレスにおけるろ過室への凝集剤の添加方法並びにその添加装置。 - Google Patents

Abstract

【課題】 高分子凝集剤で調質して濃縮した汚泥に、ろ過室内に無機凝集剤を供給して圧搾脱水をするスクリュープレスの改良に関する。
【解決手段】 高分子凝集剤で調質した汚泥をろ過室（５）に供給し、含水率が８５〜９５％となるスクリュー軸（４）に１．０〜３．０ピッチ巻き掛けたスクリュー羽根（３）の前面（３ｂ）にノズル（１４）を配設し、スクリュー羽根（３）の羽根幅の１／５〜４／５の高さから無機凝集剤を供給するもので、濃縮汚泥がスクリュー羽根（３）の移送力により羽根の前面（３ｂ）と外筒（２）のスクリーン（２ａ）に摺設されて流動し、無機凝集剤の濃縮汚泥への混合が効率的に行なえる。そして、水分負荷が軽減された濃縮汚泥に無機凝集剤を供給するので、薬剤の節約も行える。
【選択図】 図１

Description

この発明は、下水、し尿、あるいは食品生産加工廃水等の有機性汚泥に、高分子凝集剤と無機凝集剤を添加して圧搾脱水するスクリュープレスに関し、特に、高分子凝集剤を添加した調質汚泥を脱水機に供給した後、さらに無機凝集剤をろ過室に供給して圧搾脱水を行なうスクリュープレスにおけるろ過室への凝集剤の添加方法とその添加装置の改良に関する。

従来、難ろ過性の有機性汚泥は凝集剤を添加してフロックを生成させている。下水汚泥等の脱水においては、高分子凝集剤の単独添加でも脱水は可能であるが、より低含水率のケーキを得るために、無機凝集剤を併用して汚泥を凝集させ、スクリュープレスで圧搾脱水している。通常、無機凝集剤を併用する場合は、無機凝集剤で凝結反応を起こして汚泥の電荷を中和しておき、高分子凝集剤を添加して凝集させる方法を取っている。しかしながら、消化汚泥では、アルカリ度が高いため、無機凝集剤の添加量が極端に多く必要となるため、あまり実用化されていない。

ベルトプレスの脱水では、凝集剤の添加順序を変えて、高分子凝集剤を添加した凝集汚泥をベルトプレスに供給し、ろ布上の重力濃縮した汚泥に無機凝集剤を注入して撹拌するベルトプレスが、特許文献１に記載してあり、ケーキ含水率の低減効果を発揮している。また、スクリュープレスのろ過室に直接凝集剤を供給する装置としては、スクリュープレスの送り軸に供給路を設け、脱水ゾーンの１ピッチ分の送り羽根から土質改良剤を注入して、建設残土を圧搾脱水するスクリュープレスも、特許文献２に記載してあるように、この発明の出願人が提案している。

特開平８−９０２９４号公報（段落番号００１９乃至段落番号００２１、図１） 実用新案登録第２５８５５７１号公報（請求項１、図１及び図３）

従来のベルトプレスの濃縮汚泥に無機凝集剤を供給する装置は、無機凝集剤の添加量を抑え、含水率の低減効果も得られるものであるが、薬剤供給装置と汚泥撹拌翼が必要となり、構造的にも複雑となり、コストアップにつながる恐れがある。また、スクリュープレスの脱水ゾーンの羽根全面に多数の通孔を開設し、土質改良剤を供給する装置にあっては、濃縮された建設残土に直接土質改良剤が供給されて、薬剤の添加量の低減が図れるものであるが、スクリュー羽根はケーキの搬送時に高い圧力が発生し、羽根の羽根幅の位置により摺動抵抗が異なるため、羽根先端部と送り軸近傍部の通孔からの土質改良剤の流出が多くなり、羽根中央部からの供給ができなくなる。そして、羽根先端部と送り軸近傍部の供給では、土質改良剤とケーキとの混合効率が悪く、添加の効率が低下する。羽根面全体に多数の通孔を設けると、ケーキで孔詰まりの現象が発生する。また、羽根構造が複雑となり、製作も困難となる。

この発明は、上記従来技術を応用して、スクリュープレスのろ過室に無機凝集剤を添加するもので、スクリュー羽根の羽根面からの供給位置を工夫して、凝集剤の節約と混合効率を高め、しかも、羽根面に設けた凝集剤の供給部をケーキの詰まりを起こさない形状としたスクリュープレスにおける凝集剤の供給方法とその供給装置を提供する。

この発明に係るろ過室への凝集剤の添加方法は、スクリーンを張設した外筒とスクリュー羽根を巻き掛けたスクリュー軸でろ過室を形成し、ろ過室の始端部に供給した汚泥を、スクリュー羽根で移送しながらろ液を分離して、ろ過室の終端部からケーキを取出すスクリュープレスにおいて、高分子凝集剤で調質した汚泥をろ過室に供給し、８５〜９５％の含水率に濃縮した濃縮汚泥に、スクリュー羽根の前面中央部から無機凝集剤を添加して圧搾脱水を行なうもので、濃縮汚泥の中央部に無機凝集剤を供給するので、スクリュー羽根で濃縮汚泥を撹拌しながら汚泥内部に浸透できる。そして、水分負荷が軽減された濃縮汚泥に無機凝集剤を添加するので、凝集剤の節約も行える。

凝集剤の添加方法を実施するための添加装置が、スクリュー軸に原液供給路と凝集剤供給路を形成し、原液供給路をろ過室の始端部に開口すると共に、スクリュー軸に１．０〜３．０ピッチ巻き掛けたスクリュー羽根の前面にノズルを配設し、このノズルに凝集剤供給路を連通させたもので、８５〜９５％の含水率に濃縮された濃縮汚泥が、スクリュー羽根の移送力により羽根面と外筒内面に摺設されて流動し、無機凝集剤のケーキへの混合が効率的に行なえる。スクリュー軸に形成した凝集剤供給路が、付属機器の邪魔となることもない。ノズルの無機凝集剤の供給位置は、スクリュー羽根の羽根幅の１／５〜４／５の高さに配設したもので、無機凝集剤が濃縮汚泥の厚み方向の中央部付近に供給され、無機凝集剤が短落することがなく、排出されるケーキの含水率が低下する。

スクリュー羽根に配設するノズルは、そのノズルの先端部にスクリュー羽根の回転方向に直交させた長溝を設け、長溝にノズル孔を開口したもので、スクリュー羽根の移送力により流動する濃縮汚泥がノズルの長溝と交差するので、汚泥がノズル孔に押込まれることがない。また、ノズルの形状は、その先端部に円錐溝を設け、円錐溝にノズル孔を開口しても、ケーキの押込みが防止できる。そして、スクリュー羽根に螺着するノズルは、その先端面に切込みを有する可撓板を貼着し、可撓板の切込みをスクリュー羽根の回転方向に直交させてもよいもので、ノズル孔からの凝集剤の液圧により可撓板の切込みを開口させるので、ケーキの押込みを防止できる。

この発明は上記のように構成してあり、８５〜９５％の含水率に濃縮された濃縮汚泥中にスクリュー羽根の前面の羽根幅中央部付近から無機凝集剤が供給されるので、スクリュー羽根で撹拌しながら無機凝集剤をケーキ内部に浸透させることができる。無機凝集剤がスクリュー羽根の裏側空間からろ液とともに流出することがなく、直接外筒のスクリーンから流出することもなく、無機凝集剤の濃縮汚泥への混合が効率的に行なわれ、凝集剤の経費も節減できる。そして、スクリュー羽根の前面に止着したノズルの無機凝集剤の供給部が、スクリュー羽根の回転方向に交差するので、スクリュー羽根の移送力により濃縮汚泥がノズル孔に押込まれることがない。

この発明の実施例を図面に基づき詳述すると、先ず、図１はスクリュープレスの縦断面図であって、スクリュープレス１は、スクリーン２ａを周部に張設した外筒２の内部に、スクリュー羽根３を巻き掛けたスクリュー軸４が回転自在に配設してある。スクリュー軸４は汚泥の供給側からケーキの排出側に向って拡大させて、外筒２とスクリュー軸４との間のろ過室５を供給側から脱水側に向って減少させてある。スクリュー軸４の後端部に連結したスクリー駆動軸６にスプロケット７が嵌着してあり、スプロケット７がスクリュー駆動機（図示せず）に連動連結してある。外筒２に内設したスクリュー軸４の始端部に原液供給路８が設けてあり、ろ過室５の始端側に供給孔８ａが開口してある。高分子凝集剤で調質した汚泥を、スクリュー軸４の原液供給路８からろ過室５の始端部に供給し、スクリュー羽根３で移送しながら外筒２のスクリーン２ａからろ液を分離して、汚泥を濃縮脱水させる。
ろ過室５の後端側に背圧調整用のプレッサー９が配設してあり、プレッサー９はシリンダー等の摺動装置に連結してあり、ろ過室５のケーキの排出口１０を調節可能としてある。

図１に示すように、スクリュープレス１の排出側のスクリュー軸４とスクリュー軸４に連結したスクリュー駆動軸６に凝集剤供給路１１が形成してある。図２はスクリュー羽根を巻き掛けたスクリュー軸の要部縦断面図であって、スクリュー軸４に内設した凝集剤供給路１１に分岐管１２が垂設してあり、スクリュー羽根３の供給側の羽根面（裏面）３ａに取付けた薬液室１３に連通させてある。薬液室１３を取付けたスクリュー羽根３にノズル１４が止着してあり、スクリュー羽根３の排出側の羽根面（前面）３ｂにノズル孔１４ａが開口してある。スクリュー軸４の内部から薬液室１３にポリ硫酸第二鉄等の無機凝集剤を貯留して、スクリュー羽根３の前面３ｂからろ過室５の濃縮汚泥に無機凝集剤を供給する。

図３はスクリュー羽根を巻き掛けたスクリュー軸の要部正面図であって、スクリュー羽根３に取付けるノズル１４は、スクリュー軸４の始端部からスクリュー羽根３を１．０〜３．０ピッチ巻き掛けた位置に取付けてある。スクリュー羽根３の１．０〜３．０ピッチのろ過室５の汚泥は、ろ液が外筒２のスクリーン２ａから排出されて殆どろ液がなくなり、含水率が８５〜９５％の濃縮汚泥となる位置である。好ましくは、含水率が８７％程度になる濃縮汚泥にノズル１４を配設して、ポリ硫酸第二鉄等の無機凝集剤を供給すれば、凝集剤の濃縮汚泥への溶け込みが容易となり、ろ液により消費されるポリ硫酸第二鉄等の量も少なくて済む。

スクリュー羽根３に止着するノズル１４は、羽根幅の１／５〜４／５の高さの範囲に止着してあり、ろ過室５の厚み方向の中央部付近から、無機凝集剤が８５〜９５％の含水率に濃縮された汚泥に供給される。濃縮汚泥は、スクリュー羽根３の移送力により羽根前面３ｂと外筒２のスクリーン２ａ内面に摺設されて流動し、スクリュー羽根３で撹拌しながら無機凝集剤を濃縮汚泥の内部に浸透させる。無機凝集剤のケーキへの混合が最も効率的に行なわれ、排出されるケーキは良好に含水率が低下する。スクリュー軸４に配設した凝集剤供給路１１が付属機器の邪魔となることもない。

この発明の実施例では、ノズル１４の取付け箇所を２ヶ所としてあるが、スクリュー羽根３に取付けるノズル１４の個数は、対象とする汚泥の性状によりスクリュー羽根３を巻き掛けた１．０〜３．０ピッチの範囲において適宜変更できるものである。そして、ノズル１４を取付けるスクリュー羽根３の羽根幅の高さも、１／５〜４／５範囲において、取付ける位置を異ならせれば、無機凝集剤の汚泥中への混入を均一化できる。無機凝集剤を濃縮汚泥の厚み方向の中央部付近から供給するので、無機凝集剤がスクリュー羽根３の裏面３ａの空間からろ液とともに流出することがなく、或いは、濃縮汚泥中に浸透せずに外筒２のスクリーン２ａから直接流出することもない。

図４（イ）、（ロ）はノズルの正面図と側面図であって、ノズル１４の先端面に左右に貫通する凹状長溝１４ａが穿設してあり、凹状長溝１４ａの中央部の底部にノズル孔１４ａが開口してある。ノズル１４の周面に螺着用のネジ溝１４ｃを設けてある。図３に示すように、スクリュー羽根３に螺着したノズル１４は、濃縮汚泥がノズル孔１４ｂに押込まれないように、ノズル１４の凹状長溝１４ａをスクリュー羽根３の回転方向に直交させてある。図５（イ）、（ロ）はノズルの他の実施例であって、ノズル１５の先端面に左右に貫通するＶ状長溝１５ａが穿設してあり、Ｖ状長溝１５ａの中央部の底部にノズル孔１５ｂが開口してある。スクリュー羽根３の回転方向に直交させるノズル１５のＶ状長溝１５ａでも、汚泥がノズル孔１５ｂに押込まれることがない。なお、ノズル１５の周面に螺着用のネジ溝１５ｃと、先端両側にノズル１５の着脱用の切欠１５ｄが設けてある。図６（イ）、（ロ）はノズルの他の実施例であって、ノズル１６の先端部に円錐溝１６ａを設け、その底部にノズル孔１６ｂを開口してある。ノズル１６の先端部を円錐溝１６ａとしたので、スクリュー羽根３への取付け状態を考慮する必要がなく、スクリュー羽根３の回動による濃縮汚泥の押込みも防止できる。なお、ノズル１６の周面に螺着用のネジ溝１６ｃと、先端両側にノズル１６の着脱用の切欠１６ｄが設けてある。

図７（イ）、（ロ）はノズルの他の実施例であって、ノズル１７の先端面に円筒凹溝１７ａが穿設してあり、その中心底部にノズル孔１７ｂが開口してある。円筒凹溝１７ａの両側周部に一対の凹状溝１７ｃ、１７ｃが設けてあり、凹状溝１７ｃの軸線がノズル孔１７ｂに交差させてある。ノズル１７に穿設した円筒凹溝１７ａは凹状溝１７ｃの概略２倍の深さとしてある。このノズル１７の凹溝１７ａにゴムや樹脂等の可撓板１８が嵌着してあり、可撓板１８には凹状溝１７ｃの軸線に沿って切込み１８ａが設けてある。可撓板１８の表面をノズル１７の周部の凹状溝１７ｃの底面の高さに概略一致させてあり、スクリュー羽根３に螺着するノズル１７は、その凹状溝１７ｃと可撓板１８の切込み１８ａをスクリュー羽根３の回転方向に直交させてある。

図８に示すように、ノズル１７のノズル孔１７ｂからろ過室５に噴射される無機凝集剤の液圧により可撓板１８を伸縮させて切込み１８ａを開口させるようにしてある。図９に示すように、凝集剤を噴出しない時には、可撓板１８の切込み１８ａが閉じており、濃縮汚泥がノズル孔１７ｂに押込まれることがない。可撓板１８の切込み１８ａは、可撓板１８を前後に分割しても、あるいは、可撓板１８の周縁部を残してスリットを入れても良いもので、汚泥の性状に応じて選択できる。ノズル１７の周部の凹状溝１７ｃも、Ｖ状溝としてもよいものである。なお、ノズル１７の周面に螺着用のネジ溝１７ｄを設けてある。

図１０はスクリュープレスの処理フローであって、クッションタンク１９に貯留する下水等の消化汚泥を汚泥ポンプ２０で凝集混和槽２１に圧入し、同時に高分子凝集剤の溶解槽２２から薬注ポンプ２３で凝集混和槽２１に高分子凝集剤を供給する。凝集混和槽２１の撹拌機２４で消化汚泥と高分子凝集剤を混合してフロックを形成させ、この調質汚泥をスクリュープレス１に供給する。なお、符号２５、２６は、クッションタンク１９と溶解槽２２に配設した撹拌機である。

図１に示す、スクリュープレス１のろ過室５に供給された調質汚泥は、汚泥供給側からケーキ排出側に向かって、徐々に脱水が進む。そのため、入口側のスクリュー羽根３の１ピッチ目では、凝集フロックとろ液が混在している状況であり、２、３ピッチと進むにつれて、外筒２のスクリーン２ａからろ液が排出されて含水率が８５〜９５％となり、脱水されたケーキの状態となる。さらに進むと、ケーキ中の水分が搾り出され、低含水率となってケーキは硬くなる。図１に示すように、スクリュープレス１の含水率が８５〜９５％となるスクリュー羽根３の１．０〜３．０ピッチ目の範囲で、スクリュー羽根３の羽根幅の１／５〜４／５の位置に、無機凝集剤の貯留槽２７から薬注ポンプ２８でポリ硫酸第二鉄を供給すると、スクリュー羽根３の移送力によりケーキがスクリュー羽根３の前面３ｂと外筒２のスクリーン２ａの内面に摺設されて流動し、無機凝集剤のケーキへの混合が良好に行える。

無機凝集剤の薬液をろ過室５に注入する場合には、できるだけ均一に薬液をケーキに混入することが重要である。
スクリュー羽根３の入口側から１ピッチ目までは、注入した薬液が直ちにろ液と一緒に外筒２のスクリーン２ａから流出するため、添加の効果が得られない。また、ろ過室５の排出側の低含水率となったケーキは、硬くなっているため、注入した薬液が混ざりにくい状態となり、やはり薬液添加の効果が得られにくい。注入薬液が比較的均一に混入するためには、スクリュー羽根３の始端部から１．０〜３．０ピッチ目、好ましくは、有効な羽根ピッチの範囲は１．５〜２．５ピッチの範囲に供給する必要がある。

スクリュー羽根３の羽根面からの供給において、スクリュー軸４の軸面近傍に供給したものは、スクリュー軸４の軸面に沿って薬液が移動し、１ピッチ目まで逆流した薬液はろ液と一緒に外筒２のスクリーン２ａから流出する。或いは、スクリュー軸４の軸面に沿って移動した薬液が、スクリュー羽根３の裏面３ａを通り、外筒２のスクリーン２ａから排出され、ケーキとの混合効率が悪くなる。また、スクリュー羽根３の羽根先端部への薬液の供給では、直ちに外筒２のスクリーン２ａから排出され、添加位置により混合効率が異なる。最も混合効率が良くなるのは、スクリュー羽根３の前面３ｂへの供給で、スクリュー羽根３の羽根高さ方向に対しては、スクリュー軸４の表面から羽根幅の１／５〜４／５の範囲への供給となる。

高分子凝集剤を撹拌混合した下水等の消化汚泥は、どの程度の含水率に濃縮した後、無機凝集剤を添加すれば効果があるかの実験をベルトプレスで行なった。先ず、
ａ．某浄化センターより発生する消化未洗浄汚泥（ＴＳ濃度２．２０％ｗ／ｗ）に、添加率が１％対ＴＳになるように高分子凝集剤を添加して凝集汚泥を作成した。
ｂ．予め手絞りにて、含水率が９３％、９５％、８７％、及び、８５％になるように汚泥を濃縮脱水した。
ｃ．ポリ硫酸第二鉄を１２．８％添加したものをベルトプレスで脱水し、含水率の差を確認した。
ｄ．スクリュープレスでは、脱水が進んだ位置でポリ硫酸第二鉄を添加した場合、添加位置以降のろ過室での脱水時間が短くなる。そこで、脱水時間の影響を見るために、ポリ硫酸第二鉄を添加しない消化未洗浄汚泥でも同様の処理をし、含水率の変化を確認することとした。

表１はベルトプレスに供給した濃縮汚泥にポリ硫酸第二鉄を添加した時のケーキ含水率の低減効果を表した図表であって、縦軸に最終ケーキ含水率（％ＷＢ）、横軸にベルトプレス（ＶＰ）にポリ硫酸第二鉄投入前のケーキ含水率（％／ＴＳ）を表している。
表１に示すように、ベルトプレスによる実験結果は、
ａ．脱水途中にポリ硫酸第二鉄を添加しない場合、ベルトプレス投入前のケーキ含水率を変化させても、最終ケーキ含水率の差は０．４ポイント程度と僅かであった。脱水時間の影響によるものと思われる。
ｂ．ポリ硫酸第二鉄を添加したケーキは、表に示すように、含水率が低いほどケーキ含水率の低減効果はあると判断できる。含水率９５％程度までは差がないが、含水率８７％程度になると効果は顕著となる。ベルトプレス投入前のケーキ含水率を低減しておくほど、最終のケーキ含水率は低減するという傾向であった。

ベルトプレスの実験結果に基づき、スクリュープレスで実験を行った。
ａ．消化汚泥に添加率１％対ＴＳになるように高分子凝集剤を添加し、凝集汚泥を作成した。
ｂ．外筒が６０φの卓上スクリュープレスに凝集汚泥を投入し、ある程度スクリュー内の濃縮部に汚泥が充填された時点で、スクリュー羽根を０．５ｒｐｍの回転数で回転させた。
ｃ．スクリュープレスの排出口からケーキが排出される時点から、スクリュー羽根の何ピッチ目のどの位置にポリ硫酸第二鉄を注入するかを検討した。

図１１に示すように、ポリ硫酸第二鉄を添加するスクリュー羽根のピッチ数を１．５、２．５、３．５ピッチと変化させ、その位置の外筒のスクリーンからシリンジ（注射器）を用いてポリ硫酸第二鉄を添加して、脱水性の違いについて確認することとした。
ａ．ポリ硫酸第二鉄無添加（条件１）
ｂ．ポリ硫酸第二鉄を１．５ピッチ目に添加（条件２）
ｃ．ポリ硫酸第二鉄を２．５ピッチ目に添加（条件３）
ｄ．ポリ硫酸第二鉄を３．５ピッチ目に添加（条件４）

スクリュー羽根のどの深さと、どの部分にポリ硫酸第二鉄を注入するのが効果的かを検討するため、外筒のスクリーンから注射器でポリ硫酸第二鉄を注入し、ケーキへの混ざり具合を確認することとした。図１２及び図１３に示すように、
ａ．針先はスクリュー羽根の前面（イ）と裏面（ロ）
ｂ．ろ過室への針先の注入深さは、スクリュー軸の近傍まで入れた場合（ハ）ｃ．スクリュー羽根の中央部まで浮かした場合（ニ）
ｄ．外筒のスクリーン外面から注入した場合（ホ）
について実施した。運転終了後、スクリュー軸を抜いてケーキの状況を確認した。
ａ．スクリュー軸の近傍にポリ硫酸第二鉄を供給した時のケーキは、ケーキのスクリュー軸に接する部分は茶色に変化しており、ポリ硫酸第二鉄に接していることが伺える。ケーキ断面を観察しても、ポリ硫酸第二鉄の色は観察できず、ケーキ内に浸透していなかった。ポリ硫酸第二鉄の溶液は、殆んどろ液とともに羽根の裏側の空間から流れ出していた。
無機凝集剤の供給部は羽根の前面（排出側）に配設すべきである。
ｂ．羽根中央部にポリ硫酸第二鉄を供給した時のケーキは、ケーキ断面にポリ硫酸第二鉄の色が観察でき、比較的ケーキ内部にもポリ硫酸第二鉄の着色があった。
ｃ．外筒のスクリーンの近傍にポリ硫酸第二鉄を供給した時のケーキは、比較的ろ液への漏れは少なかったが、ケーキ内部への浸透が不足すると考えられる。

表２はポリ硫酸第二鉄の投入位置と乾ケーキ処理量、含水率の関係を表した図表であって、縦軸に乾ケーキ処理量（Ｋｇ−ＤＳ／ｈ）、横軸にポリ硫酸第二鉄の投入位置（ピッチ数）を表す。試験結果からの傾向としては、処理量の変動は僅かであるが、ポリ硫酸第二鉄の添加位置がスクリュー羽根の１．０〜３．０のピッチ数のところでケーキ含水率は低減することが分かる。

ポリ硫酸第二鉄をスクリュープレスのろ過室内に添加する場合、ポリ硫酸第二鉄がスクリュー軸に沿って羽根の裏側の空間から流れ出ることのない、また、外筒のスクリーンから流れ出ることのない、スクリュー羽根の前側のケーキ中央部付近へ注入するのが良いことが分かった。
また、ベルトプレスの実験結果から、表１に示すように、含水率８５％〜９５％、特に８７％程度になるところへ無機凝集剤を供給するのが効果的である。表２に示すように、含水率８５％〜９５％程度になるスクリュープレスの位置は、入口側からスクリュー羽根の１．０〜３．０ピッチ当りとなる。

上記の結果に基づき、某下水処理場で、外筒直径がΦ３００のスクリュープレスの実機で、消化洗浄汚泥のろ過脱水を行った。表３は、消化洗浄汚泥の性能値であって、薬注条件を、
ａ．高分子凝集剤の一液のみを供給汚泥に添加
ｂ．高分子凝集剤とポリ硫酸第二鉄の二液を供給汚泥に添加
ｃ．高分子凝集剤を供給汚泥に添加後、ポリ硫酸第二鉄をろ過室に添加
の三つの薬注条件により、処理能力、ケーキ含水率、固形物回収率を測定した。

表４は処理量と乾ケーキ含水率の関係であって、
高分子凝集剤の薬注率が、１．６％対ＴＳの一液法の試験結果と、高分子凝集剤の薬注率を１．３〜１．４％対ＴＳ、ポリ硫酸第二鉄の薬注率２０％対ＴＳに設定した場合の二液法の試験結果を比較した。
縦軸に乾ケーキ処理量（ｋｇ−ＤＳ／ｈ）、横軸にケーキ含水率（％ＷＢ）を表している。
高分子凝集剤単独添加に比較して、ろ過室にポリ硫酸第二鉄の添加により、含水率は３ポイント、処理能力は２倍以上となった。
また、ポリ硫酸第二鉄の前段添加とろ過室添加では、処理能力とケーキ含水率に大差はないが、ポリ硫酸第二鉄の添加率が６０％程度に減少可能となった。

スクリュープレス１のろ過室５に供給された調質汚泥は、汚泥供給側からケーキ排出側に向かって、徐々に脱水が進む。そのため、入口側のスクリュー羽根３の１ピッチ目では、凝集フロックとろ液が混在している状況であり、２、３ピッチと進むにつれて、外筒２のスクリーン２ａからろ液が排出されて殆ど無くなり、ケーキの状態となる。さらに進むと、ケーキ中の水分が搾り出されて、低含水率となってケーキは硬くなる。

上記の実験結果から、無機凝集剤の薬液をろ過室５に注入する場合には、できるだけ均一に薬液をケーキに混入することが重要である。スクリュー羽根３の入口側から１ピッチ目までは、注入した薬液が直ちにろ液と一緒に外筒２のスクリーン２ａから流出するため、添加の効果が得られない。
また、ろ過室５の排出側では、ケーキが硬くなっているため、注入した薬液が混ざりにくい状態となり、やはり薬液添加の効果が得られにくい。
注入薬液が比較的均一に混入するためには、スクリュー羽根３の始端部から１．０〜３．０ピッチ目、好ましくは、有効な羽根ピッチの範囲は、１．５〜２．５ピッチの範囲に供給する必要がある。

スクリュー羽根３の羽根面からの供給は、スクリュー軸４の軸面近傍に供給したものは、スクリュー軸４の軸面に沿って薬液が移動し、１ピッチ目まで逆流した薬液はろ液と一緒に外筒２のスクリーン２ａから流出する。或いは、スクリュー軸４の軸面に沿って移動した薬液が、スクリュー羽根３の裏面３ａを通り、外筒２のスクリーン２ａから排出され、ケーキとの混合効率が悪くなる。
そして、スクリュー羽根３の羽根先端部への薬液の供給では、直ちに外筒２のスクリーン２ａから排出され、添加位置により混合効率が異なる。最も混合効率が良くなるのは、スクリュー羽根３の前面３ｂへの供給で、スクリュー羽根３の羽根高さ方向に対しては、スクリュー軸４の表面から羽根幅の１／５〜４／５の範囲への供給となる。

この発明は、高分子凝集剤で調質した汚泥が８５〜９５％の含水率に濃縮された濃縮汚泥中にスクリュー羽根の前面の羽根幅中央部付近から無機凝集剤を供給するので、水分負荷が軽減された濃縮汚泥に無機凝集剤が供給され、スクリュー羽根で撹拌しながら無機凝集剤をケーキ内部に浸透させ、凝集剤の節約と混合効率を高めることができる。そして、濃縮汚泥がスクリュー羽根に止着したノズルに押込まれることもない。従って、下水、し尿、あるいは食品生産加工廃水等の難ろ過性汚泥の圧搾脱水に適したスクリュープレスとなるものである。

この発明に係るスクリュープレスの縦断面図である。 同じく、スクリュー軸とスクリュー羽根に配設した無機凝集剤の供給装置の要部縦断面図である。 同じく、スクリュー羽根に止着した無機凝集剤の供給装置の取付け状態を示す一部切欠き側面図である。 同じく、スクリュー羽根に止着するノズルであって、（イ）は正面図、（ロ）は縦断面図である。 同じく、他の実施例のノズルであつて、（イ）は正面図、（ロ）は縦断面図である。 同じく、他の実施例のノズルであつて、（イ）は正面図、（ロ）は縦断面図である。 同じく、他の実施例のノズルであつて、（イ）は正面図、（ロ）は縦断面図である。 同じく、可撓板を配設したノズルの薬液供給時の作動状態を示す縦断面図である。 同じく、可撓板を配設したノズルの薬液供給停止時の縦断面図である。 同じく、スクリュープレスを用いた汚泥処理のフローチャートである。 同じく、外筒から無機凝集剤を添加するスクリュー羽根の位置を示す概念図である。 同じく、外筒から無機凝集剤を添加する羽根面の位置を示す概念図である。 同じく、外筒から無機凝集剤を添加する羽根幅の深さを示す概念図である。

符号の説明

２ 外筒
２ａ スクリーン
３ スクリュー羽根
３ｂ 前面
４ スクリュー軸
５ ろ過室
８ 原液供給路
１１ 凝集剤供給路
１４、１５、１６、１７ ノズル
１４ａ 凹状長溝
１５ａ Ｖ状長溝
１４ｂ、１５ｂ、１６ｂ、１７ｂ ノズル孔
１６ａ 円錐溝
１８ 可撓板
１８ａ 切込み

Claims (6)

1. スクリーン（２ａ）を張設した外筒（２）とスクリュー羽根（３）を巻き掛けたスクリュー軸（４）でろ過室（５）を形成し、ろ過室（５）の始端部に供給した汚泥を、スクリュー羽根（３）で移送しながらろ液を分離して、ろ過室（５）の終端部からケーキを取出すスクリュープレスにおいて、高分子凝集剤で調質した汚泥をろ過室（５）に供給し、８５〜９５％の含水率に濃縮した濃縮汚泥に、スクリュー羽根（３）の前面中央部から無機凝集剤を添加して圧搾脱水を行なうことを特徴とするスクリュープレスにおけるろ過室への凝集剤の添加方法。
2. スクリーン（２ａ）を張設した外筒（２）とスクリュー羽根（３）を巻き掛けたスクリュー軸（４）でろ過室（５）を形成し、ろ過室（５）の始端部に供給した汚泥を、スクリュー羽根（３）で移送しながらろ液を分離して、ろ過室（５）の終端部からケーキを取出すスクリュープレスにおいて、スクリュー軸（４）に原液供給路（８）と凝集剤供給路（１１）を形成し、原液供給路（８）をろ過室（５）の始端部に開口すると共に、スクリュー軸（４）に１．０〜３．０ピッチ巻き掛けたスクリュー羽根（３）の前面（３ｂ）にノズル（１４、１５、１６、１７）を配設し、このノズル（１４、１５、１６、１７）に凝集剤供給路（１１）を連通させたことを特徴とするスクリュープレスにおけるろ過室への凝集剤の添加装置。
3. 上記ノズル（１４、１５、１６、１７）が、スクリュー羽根（３）の羽根幅の１／５〜４／５の高さに配設してあることを特徴とする請求項２に記載のスクリュープレスにおけるろ過室への凝集剤の添加装置。
4. 上記ノズル（１４、１５）の先端部にスクリュー羽根（３）の回転方向に直交させた長溝（１４ａ、１５ａ）を設け、長溝（１４ａ、１５ａ）にノズル孔（１４ｂ、１５ｂ）を開口したことを特徴とする請求項２または３に記載のスクリュープレスにおけるろ過室への凝集剤の添加装置。
5. 上記ノズル（１６）の先端部に円錐溝（１６ａ）を設け、円錐溝（１６ａ）にノズル孔（１６ｂ）を開口したことを特徴とする請求項２または３に記載のスクリュープレスにおけるろ過室への凝集剤の添加装置。
6. 上記ノズル（１７）の先端面に切込み（１８ａ）を有する可撓板（１８）を貼着し、可撓板（１８）の切込み（１８ａ）をスクリュー羽根（３）の回転方向に直交させて、ノズル孔（１７ｂ）からの凝集剤の液圧により可撓板（１８）の切込み（１８ａ）を開口させることを特徴とする請求項２または３に記載のスクリュープレスにおけるろ過室への凝集剤の添加装置。

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