JP2006116375A - 汚泥処理装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】超音波振動子を駆動するための超音波発振器は入力電力の約50%を熱としてヒートシンクにより大気中へ放出しており、このような超音波発振器の排熱や太陽熱などの自然エネルギーを利用することで、処理効率がよく、超音波振動子の長寿命化を図ることのできる装置を提供すること。
【解決手段】超音波処理槽50に超音波振動子14を備えた汚泥処理装置であって、超音波振動子14を駆動する超音波発振器15と、排熱輸送媒体を循環させる排熱輸送媒体循環回路と、超音波発振器15の排熱を前記排熱輸送媒体へ熱交換する排熱吸熱用熱交換器71と、排熱吸熱用熱交換器71によって排熱熱輸送媒体に移された超音波発振器15の排熱を放熱する排熱放熱用熱交換器74と、を備え排熱放熱用熱交換器74を超音波処理槽50に設けたことを特徴とする汚泥処理装置。
【選択図】図2
【解決手段】超音波処理槽50に超音波振動子14を備えた汚泥処理装置であって、超音波振動子14を駆動する超音波発振器15と、排熱輸送媒体を循環させる排熱輸送媒体循環回路と、超音波発振器15の排熱を前記排熱輸送媒体へ熱交換する排熱吸熱用熱交換器71と、排熱吸熱用熱交換器71によって排熱熱輸送媒体に移された超音波発振器15の排熱を放熱する排熱放熱用熱交換器74と、を備え排熱放熱用熱交換器74を超音波処理槽50に設けたことを特徴とする汚泥処理装置。
【選択図】図2
Description
本発明は、排水処理により発生する排液中の有機物の大幅な減量を可能とする汚泥処理装置に関する。
従来の汚泥減量化技術には、生物・化学的汚泥処理と、物理的汚泥処理があり、生物・化学的汚泥処理は化学薬品等を使用して短時間(8時間程度)で処理するもので、大容量の汚泥処理に向いており、物理的汚泥処理は超音波等を利用して長時間(24時間程度)を掛けて処理するもので、小容量の汚泥処理に向いている(特許文献1、特許文献2参照)。そして例えば特許文献2の処理技術では、有機性汚水を好気性生物処理槽で処理し、沈殿槽で固液分離して処理水と汚泥とを得る。この汚泥を返送汚泥として好気性生物処理槽に循環するとともに、一部を余剰汚泥として貯留槽に導入する。貯留槽ではその汚泥を超音波発振子から発振される超音波を用いて可溶化処理を行い、可溶化汚泥として好気性生物処理槽に返して生物分解を行うことにより、汚泥を減容する方法が開示されている。
また、特に紫外線照射による汚泥の可溶化率を高めるために、紫外線照射による汚泥の可溶化処理に加えて超音波照射処理を併用する処理装置が提案されている(特許文献3参照)。
特開平5−345192号公報
特開平11−128975号公報
特開2004−113918号公報
しかし、上記従来の処理装置は、超音波振動子の長寿命化、低消費電力でコンパクトな装置を図ることは提案されていない。また、超音波振動子を駆動するための超音波発振器は入力電力の約50%を熱としてヒートシンクにより大気中へ放出しており、このような超音波発振器の排熱を利用する装置は提案されていない。また太陽熱などの自然エネルギーを利用する装置も提案されていない。
そこで、本発明は汚泥の可溶化率を高めるために超音波振動子および超音波発振器からの排熱または及び太陽熱を利用して汚泥を加温しつつ超音波処理をすることで、低消費電力でコンパクトな装置を実現することを目的とする。
また、超音波処理装置に導く前の排水から、特にトイレットペーパなどのセルロース系の繊維質などの異物を分離することで、処理効率がよく、超音波振動子の長寿命化を図ることのできる装置を提供することを目的とする。
請求項1記載の本発明の汚泥処理装置は、超音波処理槽に超音波振動子を備えた汚泥処理装置であって、前記超音波振動子を駆動する超音波発振器と、排熱輸送媒体を循環させる排熱輸送媒体循環回路と、前記超音波発振器の排熱を前記排熱輸送媒体へ熱交換する排熱交換手段と、前記排熱交換手段によって前記排熱熱輸送媒体に移された前記超音波発振器の排熱を放熱する排熱放熱手段とを備え、前記排熱放熱手段を前記超音波処理槽に設けたことを特徴とする。
請求項2記載の本発明は、請求項1に記載の汚泥処理装置において、前記超音波処理槽の前段に下部から排液を導入し、導入した前記排液の一部を上部から導出するとともに他の前記排液を下部から導出する乱流沈殿槽と、前記乱流沈殿槽の上部から前記排液を導入し、導入した前記排液を旋回させ、上部から前記排液を導出し前記超音波処理槽に導入する旋回流分離槽を設けたことを特徴とする。
請求項3記載の本発明は、請求項1に記載の汚泥処理装置において、前記排熱放熱手段を前記超音波処理槽の底部に設けたことを特徴とする。
請求項4記載の本発明は、請求項1に記載の汚泥処理装置において、前記超音波処理槽を、堰によって第1の処理槽と第2の処理槽に区分し、前記第1の処理槽に前記排液の流入口と超音波振動子を備え、前記第2の処理槽に前記排液の流出口を備え、前記第2の処理槽を前記第1の処理槽の両側部にそれぞれ設け、前記第1の処理槽の前記堰を除く壁面に前記排熱放熱手段を配置したことを特徴とする。
請求項5記載の本発明は、請求項2に記載の汚泥処理装置において、前記超音波処理槽に前記旋回流分離槽から排液を導入する排液導入部を備え、前記排液導入部に前記排熱放熱手段を設けたことを特徴とする。
請求項6記載の本発明は、請求項1に記載の汚泥処理装置において、前記超音波処理槽内に前記排熱放熱手段を設けたことを特徴とする。
請求項7記載の本発明は、請求項1に記載の汚泥処理装置において、前記超音波処理槽を断熱材で覆ったことを特徴とする。
請求項8記載の本発明は、請求項1に記載の汚泥処理装置において、太陽熱輸送媒体を循環させる太陽熱輸送媒体循環回路と、太陽熱を前記太陽熱輸送媒体へ熱交換する太陽熱吸熱手段と、前記太陽熱吸熱手段によって前記太陽熱輸送媒体に移された太陽熱を放熱する太陽熱放熱手段とを備え、前記太陽熱放熱手段を前記超音波処理槽に設けたことを特徴とする。
請求項9記載の本発明は、請求項8に記載の汚泥処理装置において、前記太陽熱放熱手段を前記超音波処理槽の底部に設けたことを特徴とする。
請求項10記載の本発明は、請求項1に記載の汚泥処理装置において、前記超音波処理槽を、堰によって第1の処理槽と第2の処理槽に区分し、前記第1の処理槽に前記排水の流入口と超音波振動子を備え、前記第2の処理槽に前記排水の流出口を備え、前記第2の処理槽を前記第1の処理槽の両側部にそれぞれ設け、前記第1の処理槽の前記堰を除く壁面に前記太陽熱放熱手段を配置したことを特徴とする。
請求項11記載の本発明は、請求項2に記載の汚泥処理装置において、前記超音波処理槽へ前記旋回流分離槽から排液を導入する排液導入部を備え、前記排液導入部に前記太陽熱放熱手段を設けたことを特徴とする。
請求項12記載の本発明は、請求項2に記載の汚泥処理装置において、前記超音波処理槽へ前記旋回流分離槽から排液を導入する排液導入部を備え、前記排液導入部に前記超音波処理槽から流出する処理排液と前記超音波処理槽へ前記旋回流分離槽から流入する未処理排液との間で熱交換を行う排液間熱交換手段を設けたことを特徴とする。
本発明の汚泥処理装置によれば、処理効率がよく超音波振動子の長寿命化を図ることができる。
本発明の第1の実施の形態による汚泥処理装置は、超音波振動子を駆動する超音波発振器と、排熱輸送媒体を循環させる排熱輸送媒体循環回路と、超音波発振器の排熱を排熱輸送媒体へ熱交換する排熱交換手段と、排熱交換手段によって排熱熱輸送媒体に移された超音波発振器の排熱を放熱する排熱放熱手段とを備え、排熱放熱手段を超音波処理槽に設けたものである。本実施の形態によれば、超音波発振器の排熱を排熱輸送媒体によって超音波処理槽へ伝えることができ、超音波処理槽を加温するために超音波処理による可溶化率を高めることができる。
本発明の第2の実施の形態による汚泥処理装置は、第1の実施の形態による汚泥処理装置において、超音波処理槽の前段に導入した排液の一部を上部から導出するとともに他の排液を下部から導出する乱流沈殿槽と、乱流沈殿槽の上部から排液を導入し、導入した排液を旋回させ、上部から排液を導出し超音波処理槽に導入する旋回流分離槽を設けたものである。本実施の形態によれば、超音波処理槽に導入する排液は、乱流沈殿槽と旋回流分離槽によって、あらかじめ繊維物や沈殿物を分離除去しているので、超音波処理槽における処理能力を高めることができるとともに、超音波振動子の長寿命化を図ることができる。
本発明の第3の実施の形態は、第1の実施の形態による汚泥処理装置において、排熱放熱手段を超音波処理槽の底部に設けたものである。本実施の形態によれば、排熱放熱手段を超音波処理槽の底部に設けているために、超音波処理槽内に加温による対流を発生させることができ、対流による撹拌効果により超音波処理槽内を均一に加温することが出来る。
本発明の第4の実施の形態は、第1の実施の形態による汚泥処理装置において、超音波処理槽を、堰によって第1の処理槽と第2の処理槽に区分し、第1の処理槽に排液の流入口と超音波振動子を備え、第2の処理槽に排液の流出口を備え、第2の処理槽を第1の処理槽の両側部にそれぞれ設け、第1の処理槽の堰を除く壁面に排熱放熱手段を配置したものである。本実施の形態によれば、排熱放熱手段を第1の処理槽の堰を除く壁面に配置することで、排熱放熱手段と第1の処理槽内の排液との接触面積を大きくとることができ、かつ第1の処理槽の下部から上部までを加温することができるため超音波処理槽内を均一に加温することが出来る。
本発明の第5の実施の形態は、第2の実施の形態による汚泥処理装置において、超音波処理槽に旋回流分離槽から排液を導入する排液導入部を備え、排液導入部に排熱放熱手段を設けたこものである。本実施の形態によれば、超音波処理槽へ排液が流入する前に、排液導入部で排液を加温するために超音波処理槽内に流入する排液を均一に加温することが出来る。
本発明の第6の実施の形態は、第1の実施の形態による汚泥処理装置において、超音波処理槽内に前記排熱放熱手段を設けたものである。本実施の形態によれば、超音波処理槽内の排液を直接加温することができるために、効率よく超音波処理槽内の排液を加温することができる。
本発明の第7の実施の形態は、第1の実施の形態による汚泥処理装置において、超音波処理槽を断熱材で覆ったものである。本実施の形態によれば、排熱放熱手段によって加温された超音波処理槽からの放熱を防止することで、効率よく超音波処理槽内の排液を加温することができる。
本発明の第8の実施の形態は、第1の実施の形態による汚泥処理装置において、太陽熱輸送媒体を循環させる太陽熱輸送媒体循環回路と、太陽熱を太陽熱輸送媒体へ熱交換する太陽熱吸熱手段と、太陽熱吸熱手段によって太陽熱輸送媒体に移された太陽熱を放熱する太陽熱放熱手段とを備え、太陽熱放熱手段を前記超音波処理槽に設けたものである。本実施の形態によれば、太陽熱吸熱手段によって集められた太陽熱によって効率よく超音波処理槽を加温することができ、自然エネルギーを利用することで超音波処理による可溶化率を高めることができる。
本発明の第9の実施の形態は、第8の実施の形態による汚泥処理装置において、太陽熱放熱手段を超音波処理槽の底部に設けたものである。本実施の形態によれば、排熱放熱手段を超音波処理槽の底部に設けているために、超音波処理槽内に加温による対流を発生させることができ、対流による撹拌効果により超音波処理槽内を均一に加温することが出来る。
本発明の第10の実施の形態は、第1の実施の形態による汚泥処理装置において、超音波処理槽を、堰によって第1の処理槽と第2の処理槽に区分し、第1の処理槽に前記排水の流入口と超音波振動子を備え、第2の処理槽に排水の流出口を備え、第2の処理槽を前記第1の処理槽の両側部にそれぞれ設け、第1の処理槽の堰を除く壁面に太陽熱放熱手段を配置したものである。本実施の形態によれば、排熱放熱手段を第1の処理槽の堰を除く壁面に配置することで、排熱放熱手段と第1の処理槽内の排液との接触面積を大きくとることができ、かつ第1の処理槽の下部から上部までを加温することができるため超音波処理槽内を均一に加温することが出来る。
本発明の第11の実施の形態は、第2の実施の形態による汚泥処理装置において、超音波処理槽へ旋回流分離槽から排液を導入する排液導入部を備え、排液導入部に太陽熱放熱手段を設けたものである。本実施の形態によれば、超音波処理槽へ排液が流入する前に、排液導入部で排液を加温するために超音波処理槽内に流入する排液を均一に加温することができる。
本発明の第12の実施の形態は、第2の実施の形態による汚泥処理装置において、超音波処理槽へ旋回流分離槽から排液を導入する排液導入部を備え、排液導入部に超音波処理槽から流出する処理排液と超音波処理槽へ旋回流分離槽から流入する未処理排液との間で熱交換を行う排液間熱交換手段を設けたものである。本実施の形態によれば、超音波処理槽から流出する処理排液の余熱を超音波処理槽へ流入する未処理排液の加温に利用することができ、効率よく排液の加温を行うことができる。
以下、本発明による実施例の汚泥処理装置について、図面を参照して説明する。図1は本発明の一実施例による汚泥処理装置を示す構成図、図2は本発明の一実施例による超音波発振器の排熱や太陽熱を利用して排液の加温を行う排熱輸送媒体循環回路の構成図である。
工場や下水処理場などから排出される排液や汚泥は、図示しない排液貯留槽に貯留されている。この排液や汚泥に対して何らかの処理を施して再利用や減容を行う場合には、排液に含まれる異物を除去することが重要である。
本実施例による汚泥処理装置は、本体ケース1内に、乱流沈殿槽20と旋回流分離槽30と超音波処理槽50とを備えている。ここで乱流沈殿槽20と旋回流分離槽30とによって異物分離装置が構成される。
乱流沈殿槽20は、円筒状のケーシング21を持ち、複数の仕切板22で複数の空間に分けられている。仕切板22には丸い開口が設けてあり、開口の直径は上段より下段の方が大きくなっている。このため、上段から下段へ落下する異物は下段の開口を通過することができ、異物は配管Cから乱流沈殿槽20外に排出される。また、仕切板22には丸い開口に向けて下方へ向かう傾斜面を設けていることが好ましい。この傾斜面によって、各仕切板22に沈殿した異物は、開口部へ向けて滑り落ち、乱流沈殿槽20より排出される。一方、仕切板22で区切られたそれぞれの空間は、上段より下段の方が小さくなっており処理液を排出する配管Bは、最上部空間の上面付近に設けている。排液は、配管Aより最下段の空間へ流入し、被処理排液と処理に不要な排液に分離され、処理に不要な排液は、配管Cより排液貯留槽へ還流される。次に被処理排液は最下段の空間の上方に位置する第2の空間へ流入し、発生した乱流によって異物の一部が除去される。第2の空間を通過した被処理液は更に上方に位置する第3の空間(最上部空間)へと流入する。第3の空間は、他の二つの空間より大きな容積とすることで、乱流が穏やかとなっており、乱流と重力沈殿の両方の効果で異物が除去される。第3の空間を通過した被処理液は配管Bより排出される。
旋回流分離槽30は、円筒状の胴部分31とおわん状の底部32とで構成されている。旋回流分離槽30の胴部分31には、被処理液が旋回流分離槽30に流入する配管Bと、処理液が流出する配管Dとを旋回流分離槽30内に突き出して設けている。排液が流入する配管Dは、配管Bより下方側で、底部32よりも上方側に配置されている。配管Bの流出口33はエルボが形成され、旋回流分離槽30内で胴部分31の接線方向へ排液は流出し、旋回流を発生させる構成となっている。配管Dの導入口34は旋回流分離槽30内の水面より下であり、導入口34は上側に開口しており、旋回流分離槽30の水面に浮上した浮遊性の異物、底部32に沈降した沈降性の異物、及び旋回流による慣性力で旋回流分離槽30の外周へ分離された異物を導入することなく、処理液の排出が可能となっている。また、底部32に沈降した沈降性の異物は、バルブ35を開放することで排液貯留槽へ返送することが可能となっている。ここで、旋回流分離槽30の上部には、空気抜きバルブを設け、旋回流分離槽30内へ溜まった空気を外部へ排出するように構成することが好ましい。空気抜きバルブを設けることで、旋回流分離槽30に余分な圧力がかからず、胴部分31の強度を低く抑えることができ、旋回流分離槽30のコンパクト化と低コスト化を実現できる。
配管Dには、電動バルブ41、流量計42、及び三方弁(切換手段)43が順に設けられている。三方弁43は、電動バルブ41及び流量計42よりも下流側に配置し、三方弁43には洗浄水導入管44を設けている。三方弁43は、使用状態では旋回流分離槽30と超音波処理槽50とを連通しているが、洗浄時には流路を切り換えて洗浄水を導入することで、電動バルブ41や流量計42の洗浄を行うことができる。なお、本実施例では異物分離装置として、乱流沈殿槽と旋回流分離槽が用いられているが、特に限定されるものではなく、スクリーン、ストレーナー等の異物分離装置を用いてもよい。
超音波処理槽50は、その内部に第1の処理槽51と第2の処理槽52A、52Bとを備え、第1の処理槽51と第2の処理槽52A、52Bとは、それぞれ堰53A、53Bによって区画され、第1の処理槽51内の排液は、この堰53A、53Bを越えて第2の処理槽52A、52Bに導かれる構成となっている。堰53A、53Bは、第1の処理槽51又は第2の処理槽52A、52Bの内壁間に、内壁全幅に設けることが好ましい。
ここで、一方の第2の処理槽52Aにおける堰53Aの上端面と、他方の第2の処理槽52Bにおける堰53Bの上端面との高さを異ならせている。このように、一方の第2の処理槽52Aにおける堰53Aの上端面と、他方の第2の処理槽52Bにおける堰53Bの上端面との高さを異ならせることで、第2の処理槽52Aが汚泥などによって詰まった場合であっても他方の第2の処理槽52Bに排水することができるので、排液の連続処理を確実に行うことができるとともに、オーバーフローを回避することができる。なお、一方の第2の処理槽52Aにおける堰53Aの上端面と、他方の第2の処理槽52Bにおける堰53Bの上端面との高さを同じ高さとしてもよい。このように同じ高さとすることで第1の処理槽から流出する排液を薄くのばすことができる。
第1の処理槽51の、堰53A側の面には、超音波振動子14がその放射面が鉛直方向と平行に向くように取り付けられ、この超音波振動子14の取り付けられた面と対向する面(反射壁)に、排液の流入口54が設けられている。この流入口54は、配管Dに接続されている。一方第2の処理槽52A、52Bの下部には、排液を排出する流出口55が設けられている。この流出口55は、配管Fに接続されている。また第1の処理槽51の底面には、第1の処理槽51の底面に沈殿した排液を排出するドレン口56を設けている。排液は、超音波振動子14の取り付け面の上方の堰53Aによって、超音波振動子14の上方から、堰53Aによって一定の水位を保って溢れさせる。
ここで、流入口54は、超音波振動子14の高さ方向に、下部から1/3以下の位置に設けるか、または、第1の処理槽51の底面から堰53Aまでの高さの1/3以下の位置に設ける。そしてこの流入口54は、第1の処理槽51内に波長λ以下の長さの突出部を形成して取り付けることが好ましい。なお、超音波の発振周波数をf[Hz]、水中の音速をA[m/S]とした時の超音波の波長λ[m]は、λ=A/f[m]である。
堰53Aよりも上方位置の第2の処理槽52A、52Bには、紫外線照射手段であるUV灯58を取り付けている。
このUV灯58は直管型又はU字管型であり、その中心軸が堰53A、53Bと平行になるように取り付けられている。
UV灯58を第2の処理槽52A、52Bに設けることで、排液は超音波照射が行われた後にUV灯58によって照射される。また排液へのUV照射は、堰53A、53Bを流下する際と、流出口55へ滞留した際に行われる。
超音波処理槽50の上部には、蓋体60を設けている。この蓋体60は、第1の処理槽51と第2の処理槽52A、52Bとを覆うように設けられ、上部より配管Gによって洗浄水が供給され、下部より洗浄水を噴出するように構成されている。蓋体60には、複数の箱体61が形成され、これらの箱体61には複数の洗浄水噴出孔62を、箱体61の下面だけでなく側壁にも多数設けている。本実施例によれば、複数の箱体61内に洗浄水を導き、この箱体61内の洗浄水を噴出させることで、水流の均一化を図れ、超音波処理槽50内全体を確実に洗浄することができる。
本実施例における超音波処理槽50は、旋回流分離槽30の上方に配置し、超音波処理槽50のドレン配管Eの排出口36を旋回流分離槽30の上部中心に配置している。なお、ドレン口56と排出口36とが鉛直方向に一致するように超音波処理槽50と旋回流分離槽30とを配置する。ドレン配管Eにはバルブ57が設けられている。
なお本体ケース1内には、超音波処理槽50や電動バルブ41に電源を供給する制御盤2を備えている。また、本体ケース1の底面には漏水センサー3を有することが好ましい。また、本体ケース1の下部には、複数のアジャスタ4が設けられている。このアジャスタ4は、一方の第2の処理槽52Aにおける堰53Aの上端面の位置と他方の第2の処理槽52Bにおける堰53Bの上端面の位置とを変更する傾き調整手段として機能する。なお、本実施例では、傾き調整手段を本体ケース1に設けた場合を示すが、傾き調整手段は、超音波処理槽50自体の傾きを調整するものであってもよい。また、堰53A、53Bの高さを可変とする構成であってもよい。
上記構成によって、排液貯留槽からの排液は、配管Aを通って乱流沈殿槽20に流入し、必要な量の被処理排液のみを配管Bによって排出している。乱流沈殿槽20によって除去された異物と処理に不要な排液は配管Cによって排液貯留槽へと還流する。一般に排液貯留槽は定期的に槽内の清掃が必要であり、清掃の際に排液貯留槽内の排液はバキュームによって排出される。したがって、配管Cによって異物を排液貯留槽へ返送した場合は、定期的なバキュームによって異物を一括して処理することができ、メンテナンスに必要なコストの低減を図ることが可能となる。
乱流沈殿槽20へ流入した排液の一部は、乱流沈殿槽20によって異物を除去された後、配管Bを経由して旋回流分離槽30へ流入する。そして旋回流分離槽30にて、さらに異物を除去された排液は、配管Dを経由して旋回流分離槽30より流出する。乱流沈殿槽20と旋回流分離槽30によって除去された異物と処理に不要な排液は配管Cを経由して排液貯留槽へと還流する。ここで、乱流沈殿槽20では、旋回流分離槽30へ流入する流量を、排液貯留槽へ還流する流量に対して少なくすることで、旋回流分離槽30を小さくすることができる。また、乱流沈殿槽20と旋回流分離槽30を組み合わせることで、より良好な処理液を超音波処理槽50に供給することが可能となる。
旋回流分離槽30より流出した排液は、配管Dを経由して流入口54から第1の処理槽51に導かれる。
本実施例によれば、超音波処理槽50に供給された排液に対して、まず超音波照射が行われ、超音波によって排液に混入している汚泥のフロックが分散・破砕し、汚泥粒子に光のあたる表面積が増加する。また排液は、堰53A、53Bによって薄く伸ばされ、堰53A、53Bを越えた後も堰53A、53Bの表面を伝って薄く伸ばされながら流下する。更に流下した排液は薄く伸ばされた状態で流出口55へ向けて流れる。UV灯58は、薄く伸ばされた排液に対して紫外線があたるように取り付けられているため、濁度が大きい排液であっても全量に対して均一に紫外線を照射することができる。このように排液は均一にUVを吸収するため、汚泥細胞が十分に破壊する。
そして、汚泥細胞が十分に破壊された排液は、流出口55から配管Fを経由して処理排液として装置外へ導出される。
次に、超音波発振器15の排熱や太陽熱を利用して排液を加温する排熱輸送媒体循環回路について図2を用いて説明する。超音波発振器15の排熱はヒートシンク78および冷却ファン79によって空気中へ放熱され、超音波発振器15の排気口に設置された排熱吸熱用熱交換器71にて排熱輸送媒体へ移され、超音波処理槽50の下側に設置された排熱放熱用熱交換器74にて超音波処理槽50を加温する。また、太陽熱は太陽熱吸熱用熱交換器73にて太陽熱輸送媒体へ移され、太陽熱放熱用熱交換器75にて超音波処理槽50を加温する。ここで、排熱放熱用熱交換器74および太陽熱放熱用熱交換器75は超音波処理槽50内に設けてもよいし、超音波処理槽50の壁面に設けても良いが、超音波処理槽50の下側に設置するのが望ましい。また、排熱輸送媒体や太陽熱輸送媒体は熱輸送媒体駆動ポンプ72によって駆動される。さらに、超音波処理槽50から流出した処理排液の余熱は排液間熱交換器76によって超音波処理槽50へ流入する未処理排液の加温に利用される。ここで、排熱輸送媒体や太陽熱輸送媒体としては例えば水などが利用される。なお、超音波処理槽50は蓋体を設け、断熱材で覆って熱損失を低減している状態が望ましい。なお、本実施例では超音波発振器15の排熱と太陽熱の両方を利用しているが、超音波発振器15の排熱のみを利用しても、太陽熱のみを利用しても良い。
表1は超音波処理槽50の保温手段や加温手段が超音波処理槽内の排液の温度に与える影響を示した表を、図3は超音波処理槽50内の排液の温度がSS可溶化率に与える影響を示したものである。
表1は流量2[L/min]、超音波周波数20[kHz]、超音波出力600[W]、超音波処理槽容積35[L]の測定条件において、超音波処理槽50の保温や加温がない場合、超音波処理槽50を断熱材で覆った場合、超音波処理槽50を断熱材で覆い、かつ超音波発振器の排熱を利用した場合、超音波処理槽50を断熱材で覆い、かつ超音波発振器の排熱を利用し、かつ太陽熱を利用した場合の超音波処理槽50内の排液の温度を示したものである。同表に示すように、太陽熱を利用しない場合でも超音波処理槽内の排液の温度を最高で51℃とすることができ、太陽熱を利用した場合は超音波処理槽内の排液の温度を最高で72℃とすることができることが分かる。また、表1からは読み取れないが、排液の濃度や粘度が高い場合は排液は冷めにくく、濃度や粘度が低い場合と比較すると排液の温度を高く維持することができた。
図3は超音波処理槽容積0.1[L]、超音波出力600[W]、超音波周波数20[kHz]の測定条件において、超音波処理槽内の排液の温度が汚泥のSS可溶化率に与える影響を示したものである。同図に示すように、排液の温度が30℃、50℃、70℃と高くなるにつれて汚泥のSS可溶化率が高くなっており、液温が70℃ではSS可溶化率が50%を超えていることが分かる。
本発明による汚泥処理装置は、工場や、排水処理施設などから排出される様々な排液に対して適用することができる。
1 本体ケース
2 制御盤
3 漏水センサー
4 アジャスタ
5 本体ケース仕切板
14 超音波振動子
15 超音波発振器
16 冷却ファン
20 乱流沈殿槽
21 ケーシング
22 仕切板
30 旋回流分離槽
31 胴部分
32 底部
33 流出口
34 導入口
35 バルブ
36 排出口
41 電動バルブ
42 流量計
43 三方弁
44 洗浄水導入管
50 超音波処理槽
51 第1の処理槽
52A 第2の処理槽
52B 第2の処理槽
53A 堰
53B 堰
54 流入口
55 流出口
56 ドレン口
57 バルブ
58 UV灯
60 蓋体
61 箱体
62 噴出孔
71 排熱吸熱用熱交換器
72 熱輸送媒体駆動ポンプ
73 太陽熱吸熱用熱交換器
74 排熱放熱用熱交換器
75 太陽熱放熱用熱交換器
76 排液間熱交換器
78 ヒートシンク
79 冷却ファン
A 配管
B 配管
C 配管
D 配管
E 配管
F 配管
G 配管
2 制御盤
3 漏水センサー
4 アジャスタ
5 本体ケース仕切板
14 超音波振動子
15 超音波発振器
16 冷却ファン
20 乱流沈殿槽
21 ケーシング
22 仕切板
30 旋回流分離槽
31 胴部分
32 底部
33 流出口
34 導入口
35 バルブ
36 排出口
41 電動バルブ
42 流量計
43 三方弁
44 洗浄水導入管
50 超音波処理槽
51 第1の処理槽
52A 第2の処理槽
52B 第2の処理槽
53A 堰
53B 堰
54 流入口
55 流出口
56 ドレン口
57 バルブ
58 UV灯
60 蓋体
61 箱体
62 噴出孔
71 排熱吸熱用熱交換器
72 熱輸送媒体駆動ポンプ
73 太陽熱吸熱用熱交換器
74 排熱放熱用熱交換器
75 太陽熱放熱用熱交換器
76 排液間熱交換器
78 ヒートシンク
79 冷却ファン
A 配管
B 配管
C 配管
D 配管
E 配管
F 配管
G 配管
Claims (12)
- 超音波処理槽に超音波振動子を備えた汚泥処理装置であって、前記超音波振動子を駆動する超音波発振器と、排熱輸送媒体を循環させる排熱輸送媒体循環回路と、前記超音波発振器の排熱を前記排熱輸送媒体へ熱交換する排熱交換手段と、前記排熱交換手段によって前記排熱熱輸送媒体に移された前記超音波発振器の排熱を放熱する排熱放熱手段とを備え、前記排熱放熱手段を前記超音波処理槽に設けたことを特徴とする汚泥処理装置。
- 前記超音波処理槽の前段に下部から排液を導入し、導入した前記排液の一部を上部から導出するとともに他の前記排液を下部から導出する乱流沈殿槽と、前記乱流沈殿槽の上部から前記排液を導入し、導入した前記排液を旋回させ、上部から前記排液を導出し前記超音波処理槽に導入する旋回流分離槽を設けたことを特徴とする請求項1に記載の汚泥処理装置。
- 前記排熱放熱手段を前記超音波処理槽の底部に設けたことを特徴とする請求項1に記載の汚泥処理装置。
- 前記超音波処理槽を、堰によって第1の処理槽と第2の処理槽に区分し、前記第1の処理槽に前記排液の流入口と超音波振動子を備え、前記第2の処理槽に前記排液の流出口を備え、前記第2の処理槽を前記第1の処理槽の両側部にそれぞれ設け、前記第1の処理槽の前記堰を除く壁面に前記排熱放熱手段を配置したことを特徴とする請求項1に記載の汚泥処理装置。
- 前記超音波処理槽に前記旋回流分離槽から排液を導入する排液導入部を備え、前記排液導入部に前記排熱放熱手段を設けたことを特徴とする請求項2に記載の汚泥処理装置。
- 前記超音波処理槽内に前記排熱放熱手段を設けたことを特徴とする請求項1に記載の汚泥処理装置。
- 前記超音波処理槽を断熱材で覆ったことを特徴とする請求項1に記載の汚泥処理装置。
- 太陽熱輸送媒体を循環させる太陽熱輸送媒体循環回路と、太陽熱を前記太陽熱輸送媒体へ熱交換する太陽熱吸熱手段と、前記太陽熱吸熱手段によって前記太陽熱輸送媒体に移された太陽熱を放熱する太陽熱放熱手段とを備え、前記太陽熱放熱手段を前記超音波処理槽に設けたことを特徴とする請求項1に記載の汚泥処理装置。
- 前記太陽熱放熱手段を前記超音波処理槽の底部に設けたことを特徴とする請求項8に記載の汚泥処理装置。
- 前記超音波処理槽を、堰によって第1の処理槽と第2の処理槽に区分し、前記第1の処理槽に前記排水の流入口と超音波振動子を備え、前記第2の処理槽に前記排水の流出口を備え、前記第2の処理槽を前記第1の処理槽の両側部にそれぞれ設け、前記第1の処理槽の前記堰を除く壁面に前記太陽熱放熱手段を配置したことを特徴とする請求項1に記載の汚泥処理装置。
- 前記超音波処理槽へ前記旋回流分離槽から排液を導入する排液導入部を備え、前記排液導入部に前記太陽熱放熱手段を設けたことを特徴とする請求項2に記載の汚泥処理装置。
- 前記超音波処理槽へ前記旋回流分離槽から排液を導入する排液導入部を備え、前記排液導入部に前記超音波処理槽から流出する処理排液と前記超音波処理槽へ前記旋回流分離槽から流入する未処理排液との間で熱交換を行う排液間熱交換手段を設けたことを特徴とする請求項2に記載の汚泥処理装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004304118A JP2006116375A (ja) | 2004-10-19 | 2004-10-19 | 汚泥処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004304118A JP2006116375A (ja) | 2004-10-19 | 2004-10-19 | 汚泥処理装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2006116375A true JP2006116375A (ja) | 2006-05-11 |
Family
ID=36534767
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004304118A Pending JP2006116375A (ja) | 2004-10-19 | 2004-10-19 | 汚泥処理装置 |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2006116375A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006130475A (ja) * | 2004-11-09 | 2006-05-25 | Torishima Pump Mfg Co Ltd | 汚泥可溶化処理装置 |
JP2008519674A (ja) * | 2004-11-11 | 2008-06-12 | 株式会社荏原製作所 | 余剰汚泥の発生量を低減する有機性廃水の処理方法及び装置 |
GB2477924A (en) * | 2010-02-17 | 2011-08-24 | Encapsuwaste Ltd | A method of encapsulating waste material |
-
2004
- 2004-10-19 JP JP2004304118A patent/JP2006116375A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2006130475A (ja) * | 2004-11-09 | 2006-05-25 | Torishima Pump Mfg Co Ltd | 汚泥可溶化処理装置 |
JP2008519674A (ja) * | 2004-11-11 | 2008-06-12 | 株式会社荏原製作所 | 余剰汚泥の発生量を低減する有機性廃水の処理方法及び装置 |
GB2477924A (en) * | 2010-02-17 | 2011-08-24 | Encapsuwaste Ltd | A method of encapsulating waste material |
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