JP2018094483A

JP2018094483A - Device for solidifying and concentrating sludge under pressure

Info

Publication number: JP2018094483A
Application number: JP2016239545A
Authority: JP
Inventors: 洪日梅田; Hiroaki Umeda
Original assignee: NIKKAN TOKUSHU KK
Current assignee: NIKKAN TOKUSHU KK
Priority date: 2016-12-09
Filing date: 2016-12-09
Publication date: 2018-06-21
Anticipated expiration: 2036-12-09
Also published as: JP6271691B1

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device for solidifying and concentrating sludge under pressure which can efficiently increase sludge concentration and which is smaller in size, compared to conventional devices.SOLUTION: The device for solidifying and concentrating sludge under pressure according to this disclosure comprises: a concentrating tank including a charge port for charging flocculated sludge, free water separated from sludge and gaseous bubbles, and an agitating vane for making the flocculated sludge flock big, in which the charge port is positioned at a lower part of the concentrating tank; a solid-liquid separator for separating the free water separated from the sludge from the flocculated sludge being made big; a driving source driving rotatably; and a discharge port. A particle size of the flocculated sludge when discharged from the discharge port is made bigger than a particle size of the flocculated sludge when charged from the charge port, by upward convection by the agitating vane and buoyancy of the gaseous bubbles and by rotational flow resulting from the convection.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本開示は、有機性産業排水処理設備等から排出される多量の汚泥から効率的に水分を除去し、汚泥濃度を効率的に高める加圧汚泥固形化濃縮機に関する。 The present disclosure relates to a pressurized sludge solidifying and concentrating machine that efficiently removes water from a large amount of sludge discharged from an organic industrial wastewater treatment facility and the like and efficiently increases the sludge concentration.

下水処理、し尿処理、有機性産業排水処理等においては、有機性排水に含まれる有機物、栄養塩、窒素、リン等を除去するために微生物の消化作用を利用して、好気条件下又は嫌気条件下、或いはこれらを組み合わせて有機性排水を処理する方法が広く実施されている。このような微生物を利用した有機性産業排水処理においては、排水中の有機物の分解処理に伴う活性汚泥が大量に発生する。これらの活性汚泥は水分を大量に含むため、その大部分は一般的に脱水（濃縮）、乾燥処理等を経て廃棄物として埋め立て処分等されている。 In sewage treatment, human waste treatment, organic industrial wastewater treatment, etc., the digestive action of microorganisms is used to remove organic matter, nutrient salts, nitrogen, phosphorus, etc. contained in organic wastewater, under aerobic conditions or anaerobic conditions. A method of treating organic wastewater under conditions or a combination thereof is widely practiced. In organic industrial wastewater treatment using such microorganisms, a large amount of activated sludge is generated due to the decomposition treatment of organic matter in the wastewater. Since these activated sludges contain a large amount of moisture, most of them are generally disposed of as landfills through dehydration (concentration), drying treatment, and the like.

例えば、特許文献１（特許第５４５７６２０号公報）には、有機性排水処理装置から余剰汚泥を取出して処理する汚泥減容炭化装置であって、微生物細胞からなる余剰汚泥を沈降させて上澄み液と分離する汚泥貯留槽と、沈降した余剰汚泥に第１の凝集剤を添加して第１の脱離水の除去により固液分離して濃縮状態にした余剰汚泥を、剪断により破砕して、余剰汚泥を有機質からなる懸濁粒子と水との懸濁液にする可溶化装置と、可溶化装置の下流側に設けられ、懸濁液状の余剰汚泥に、懸濁粒子を凝結させて凝結粒子にする凝結剤、及び、凝結粒子を凝集させて粗大粒子にする第２の凝集剤を添加して、粗大粒子の集合体からなる余剰汚泥フロックを形成させる造粒設備と、造粒設備の下流側に設けられ余剰汚泥フロックから第２の脱離水を分離する脱水機と、脱水機の下流側に設けられ脱水された余剰汚泥を乾燥した後に炭化する炭化処理設備とを有する、汚泥減容炭化装置が開示されている。 For example, Patent Document 1 (Japanese Patent No. 5457620) discloses a sludge volume reducing carbonization device that takes out and treats excess sludge from an organic wastewater treatment device, and sets a surplus sludge composed of microbial cells to a supernatant liquid. The sludge storage tank to be separated, and the excess sludge that has been concentrated by solid-liquid separation by adding the first flocculant to the settled excess sludge and removing the first desorbed water are crushed by shearing, and the excess sludge Solubilizing device that makes suspension of organic suspended particles and water, and provided on the downstream side of the solubilizing device, the suspended particles are agglomerated into the suspension-like surplus sludge to make condensed particles A coagulant and a second coagulant that aggregates the coagulated particles to form coarse particles to form a surplus sludge floc composed of aggregates of coarse particles; and downstream of the granulation facility Second excess water from surplus sludge floc provided A dehydrator to separate, carbonized after drying excess sludge dehydrated provided on the downstream side of the dehydrator and a carbonization treatment equipment, Sludge Reduction carbonization apparatus is disclosed.

特許文献２（特開２０１４−０６９１２５号公報）には、処理対象物としての汚泥をフロック化するスタッティックミキサーで汚泥と凝集剤をミキシングし汚泥中の水分を分離する濃縮手段を備えた凝集反応装置において、濃縮手段が、内側に開口部を有する撹拌羽根を有し、複数の可動プレートは１つの軸で同期回転する、凝集反応装置が開示されている。 Patent Document 2 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-069125) discloses a flocculation reaction provided with a concentration means for mixing sludge and aggregating agent and separating water in the sludge by a static mixer for flocking sludge as a processing target. In the apparatus, there is disclosed an agglomeration reaction apparatus in which the concentrating means has a stirring blade having an opening on the inside, and the plurality of movable plates rotate synchronously on one axis.

特許第５４５７６２０号公報Japanese Patent No. 5457620 特開２０１４−０６９１２５号公報JP 2014-069125 A

水分を大量に含む汚泥に対して実施される脱水、乾燥処理等の装置は一般的に大型であり、また、脱水、乾燥処理において使用されるエネルギーも極めて大きいため、各種大型装置に対する設備投資費及び維持管理費、ランニングコスト等が膨大となる。その結果、下水道やし尿処理を請け負う自治体の財政が圧迫され、住民の経済的な負担が大きくなるという課題があった。したがって、汚泥処理量の多い大規模な処理場においては、なお一層の効率的、経済的にコストを削減することが可能な濃縮方法、及びよりコンパクトな汚泥濃縮装置が求められていた。 Equipment for dewatering and drying treatment performed on sludge containing a large amount of water is generally large, and the energy used in dewatering and drying treatment is extremely large. In addition, maintenance costs, running costs, etc. become enormous. As a result, there was a problem that the financial burden of the local government that contracted the sewerage and human waste treatment was pressed, and the economic burden on the residents increased. Therefore, in a large-scale treatment plant with a large amount of sludge treatment, a concentration method and a more compact sludge concentration device capable of reducing costs even more efficiently and economically have been demanded.

本開示は、上記課題に鑑みて、従来の装置よりも汚泥濃度を効率的に高める加圧汚泥固形化濃縮機を提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present disclosure is to provide a pressurized sludge solidifying and concentrating machine that increases the sludge concentration more efficiently than the conventional apparatus.

本開示の一実施態様によれば、凝集汚泥、汚泥と分離した遊離水及び気泡を投入する投入口と、凝集汚泥のフロックを大きく成長させるための撹拌羽根と、排出口とを備える濃縮槽であって、投入口は濃縮槽の下部に位置する、濃縮槽と、大きく成長した凝集汚泥及び汚泥と分離した遊離水を分離する固液分離装置と、回転駆動する駆動源と、を備える、加圧汚泥固形化濃縮機であって、撹拌羽根及び気泡の浮力による上向き帯流、及び該帯流に伴う旋回流によって、排出口から排出される時点の凝集汚泥の粒径が、投入口から投入した時点の凝集汚泥の粒径よりも大きく成長している、加圧汚泥固形化濃縮機が提供される。 According to one embodiment of the present disclosure, in a concentrating tank comprising aggregated sludge, an inlet for introducing free water and bubbles separated from the sludge, a stirring blade for greatly growing flocs of the aggregated sludge, and an outlet The inlet is provided at a lower part of the concentration tank, and includes a concentration tank, a solid-liquid separation device that separates a large amount of coagulated sludge and sludge separated from the free water, and a drive source that rotates. It is a pressure sludge solidification concentrator, and the particle size of the coagulated sludge when it is discharged from the discharge port by the upward zonal flow due to the buoyancy of the stirring blades and bubbles, and the swirl flow accompanying the turbulent flow is charged from the supply port A pressurized sludge solidifying and concentrating machine is provided which has grown larger than the particle size of the coagulated sludge at the time.

本開示の別の実施態様によれば、無機凝集剤を汚泥に添加して凝集させた一次フロックの凝集汚泥を形成する工程と、該一次フロックの凝集汚泥及び汚泥と分離した遊離水を含む混合液に高分子凝集剤を添加してさらに凝集させた二次フロックの凝集汚泥を形成する工程と、該二次フロックの凝集汚泥、汚泥から分離した遊離水及び気泡を、上記の加圧汚泥固形化濃縮機の投入口に投入する工程と、気泡の浮力によって凝集汚泥を浮上させ、かつ加圧汚泥固形化濃縮機の濃縮槽内における凝集汚泥及び遊離水を、撹拌羽根で撹拌しながら２０分以上帯流させて、投入した凝集汚泥の粒径を大きくさせる工程と、固液分離装置で分離水と濃縮汚泥に分離する工程とを備える、濃縮汚泥の生成方法が提供される。 According to another embodiment of the present disclosure, a step of forming a coagulated sludge of primary floc obtained by adding an inorganic coagulant to the sludge and agglomerating, and mixing including the aggregated sludge of the primary floc and the sludge separated from the sludge A step of forming a coagulated sludge of a secondary floc that is further agglomerated by adding a polymer flocculant to the liquid, and the agglomerated sludge of the secondary floc, free water and bubbles separated from the sludge, 20 minutes while agitation sludge and free water in the concentration tank of the pressurized sludge solidification concentrator are agitated with a stirring blade, and the agglomerated sludge is floated by the buoyancy of air bubbles There is provided a method for producing concentrated sludge, which comprises the steps of increasing the particle size of the aggregated sludge that has been poured as described above and separating the separated sludge and the concentrated sludge with a solid-liquid separator.

本開示によれば、従来の装置よりも汚泥濃度を効率的に高める加圧汚泥固形化濃縮機及び該濃縮機を使用する濃縮汚泥の生成方法が提供される。 According to the present disclosure, a pressurized sludge solidifying and concentrating machine that efficiently increases the sludge concentration as compared with conventional apparatuses and a method for producing concentrated sludge using the concentrator are provided.

本開示の加圧汚泥固形化濃縮機は極めて簡易な構成であるため、従来の装置に比べてよりコンパクトな汚泥濃縮機が提供される。 Since the pressurized sludge solidification concentrator of the present disclosure has a very simple configuration, a more compact sludge concentrator can be provided as compared to conventional devices.

なお、上述の記載は、本発明の全ての実施態様及び本発明に関する全ての利点を開示したものとみなしてはならない。 The above description should not be construed as disclosing all embodiments of the present invention and all advantages related to the present invention.

本開示の加圧汚泥固形化濃縮機を備える汚泥処理システムの一部を示す概略図である。It is the schematic which shows a part of sludge processing system provided with the pressurized sludge solidification concentration machine of this indication. 本開示の汚泥破砕可溶化装置の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the sludge crushing solubilization apparatus of this indication. 図２におけるＡ−Ａ’面の断面拡大図である。FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the A-A ′ plane in FIG. 2. 図２におけるＡ−Ａ’近傍の回転ディスクの拡大図である。FIG. 3 is an enlarged view of a rotating disk in the vicinity of A-A ′ in FIG. 2.

本開示の第１の実施態様における加圧汚泥固形化濃縮機は、凝集汚泥、汚泥と分離した遊離水及び気泡を投入する投入口と、凝集汚泥のフロックを大きく成長させるための撹拌羽根と、排出口とを備える濃縮槽であって、投入口は濃縮槽の下部に位置する、濃縮槽と、大きく成長した凝集汚泥及び汚泥と分離した遊離水を分離する固液分離装置と、回転駆動する駆動源と、を備え、撹拌羽根及び気泡の浮力による上向き帯流、及び該滞流に伴う旋回流によって、排出口から排出される時点の凝集汚泥の粒径を、投入口から投入した時点の凝集汚泥の粒径よりも大きく成長させる。本開示の加圧汚泥固形化濃縮機は簡素な構成であるため、動力５０ｋｗ程度の従来の装置に比べてコンパクトであり、消費電力も１．５ｋｗ程度に抑えることができるため、大幅に消費電力を下げることができ、また、汚泥濃度を効率的に高めることができる。 The pressurized sludge solidifying and concentrating machine according to the first embodiment of the present disclosure includes agglomerated sludge, an inlet for introducing free water and bubbles separated from the sludge, a stirring blade for greatly growing flocs of the agglomerated sludge, It is a concentrating tank equipped with a discharge port, and the input port is rotationally driven with a concentrating tank located at the bottom of the concentrating tank, a solid-liquid separation device that separates large sludge and sludge and free water separated from sludge. And a drive source, and the particle size of the coagulated sludge at the time of being discharged from the discharge port by the upward turbulent flow due to the buoyancy of the stirring blades and bubbles and the swirl flow accompanying the stagnant flow is Grows larger than the particle size of the coagulated sludge. Since the pressurized sludge solidification concentrator of the present disclosure has a simple configuration, it is more compact than a conventional device with a power of about 50 kw, and power consumption can be suppressed to about 1.5 kw. The sludge concentration can be increased efficiently.

本開示の第１の実施態様における加圧汚泥固形化濃縮機の投入口から投入される凝集汚泥は、ポリ塩化アルミニウム等の無機凝集剤によって凝集させた一次フロックを、両性高分子凝集剤等の高分子凝集剤でさらに凝集させた二次フロックにすることができる。このような二段階で凝集させたフロック状の汚泥は結合力が強く、強固な凝集汚泥となるため、汚泥の濃縮効率を向上させることができる。 The agglomerated sludge fed from the inlet of the pressurized sludge solidifying and concentrating machine according to the first embodiment of the present disclosure is a primary floc agglomerated by an inorganic aggregating agent such as polyaluminum chloride. A secondary floc further aggregated with a polymer flocculant can be obtained. Such floc sludge aggregated in two stages has a strong binding force and becomes a strong agglomerated sludge, so that the concentration efficiency of the sludge can be improved.

本開示の第１の実施態様における加圧汚泥固形化濃縮機の固液分離装置は、排出口から排出された汚泥を熱風乾燥するための熱風ヒーターをさらに備えることができる。熱風ヒーターを備えることによって、濃縮汚泥の含水率をさらに低下させることができる。 The solid-liquid separator of the pressurized sludge solidifying and concentrating machine in the first embodiment of the present disclosure can further include a hot air heater for drying the sludge discharged from the discharge port with hot air. By providing the hot air heater, the moisture content of the concentrated sludge can be further reduced.

本開示の第１の実施態様における加圧汚泥固形化濃縮機を、汚泥破砕可溶化装置と組み合わせることによって、汚泥処理システムを構築することができる。加圧汚泥固形化濃縮機は、以下で説明する汚泥破砕可溶化装置に対して最適な含水率の汚泥を提供できるため、汚泥の処理効率を大幅に向上させることができる。 A sludge treatment system can be constructed by combining the pressurized sludge solidification concentrator in the first embodiment of the present disclosure with a sludge crushing and solubilizing device. The pressurized sludge solidifying and concentrating machine can provide sludge having an optimum moisture content to the sludge crushing and solubilizing device described below, and can thus greatly improve the sludge treatment efficiency.

本開示の第１の実施態様における加圧汚泥固形化濃縮機を濃縮汚泥の生成方法に適用することができる。該方法は、無機凝集剤を汚泥に添加して凝集させた一次フロックの凝集汚泥を形成する工程と、一次フロックの凝集汚泥及び汚泥と分離した遊離水を含む混合液に高分子凝集剤を添加してさらに凝集させて二次フロックの凝集汚泥を形成する工程と、二次フロックの凝集汚泥、汚泥から分離した遊離水及び気泡を、第１の実施態様における加圧汚泥固形化濃縮機の投入口に投入する工程と、気泡の浮力によって凝集汚泥を浮上させ、かつ加圧固形化濃縮機の濃縮槽内における汚泥及び遊離水を、撹拌羽根で撹拌しながら２０分以上帯流させて、投入した汚泥の粒径を大きく成長させる工程と、固液分離装置で分離水と濃縮汚泥に分離する工程と、を備える。この方法は、本開示の加圧汚泥固形化濃縮機を採用しているため、消費電力を大幅に下げることができ、汚泥濃度を効率的に高めることができる。 The pressurized sludge solidifying and concentrating machine in the first embodiment of the present disclosure can be applied to a method for producing concentrated sludge. The method includes adding a flocculant to a mixed liquid containing a flocs sludge of primary floc formed by adding an inorganic flocculant to the sludge and agglomerating sludge of the primary floc and free water separated from the sludge. And agglomerating sludge of the secondary floc to form agglomerated sludge of the secondary floc, and supplying the pressurized sludge solidifying and concentrating machine in the first embodiment with the secondary floc agglomerated sludge, free water and bubbles separated from the sludge Put the sludge and free water in the concentration tank of the pressurized solidification concentrator for 20 minutes or more while stirring with a stirring blade. And a step of separating the sludge into separated water and concentrated sludge by a solid-liquid separator. Since this method employs the pressurized sludge solidification concentrator of the present disclosure, the power consumption can be significantly reduced, and the sludge concentration can be increased efficiently.

以下、本発明の代表的な実施態様を例示する目的で、図面を参照しながらより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施態様に限定されない。図面の参照番号について、異なる図面において類似する番号が付された要素は、類似又は対応する要素であることを示す。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings for the purpose of illustrating representative embodiments of the present invention, but the present invention is not limited to these embodiments. With respect to the reference numbers in the drawings, elements with similar numbers in different drawings indicate similar or corresponding elements.

本開示において「汚泥」とは、下水処理場の処理過程、工場の廃液処理過程などで生じる、有機物の最終生成物を固形分として含む、含水率約８５％以上、約９０％以上又は約９５％以上の液状の物質を意味する。「汚泥」は、生汚泥に限らず、活性汚泥法によって発生する「余剰汚泥」も包含する。「余剰汚泥」とは、活性汚泥反応槽で処理した処理液を最終沈殿池などに導入し、そこで沈降分離した活性汚泥のうち、返送汚泥として活性汚泥反応槽に戻される部分を除いた部分である。余剰汚泥は、主として、汚水中の溶存性有機物を基質にして増殖した微生物、及び該微生物を捕食して増殖した原生動物からなっている。 In the present disclosure, the term “sludge” refers to a water content of about 85% or more, about 90% or more, or about 95, which contains an organic final product as a solid content, which is generated in a treatment process of a sewage treatment plant or a waste liquid treatment process of a factory. % Liquid substance. “Sludge” includes not only raw sludge but also “excess sludge” generated by the activated sludge method. “Excess sludge” refers to the portion of the activated sludge that has been treated in the activated sludge reaction tank, introduced into the final sedimentation basin, etc., and excluding the portion that is returned to the activated sludge reaction tank as return sludge. is there. The surplus sludge is mainly composed of microorganisms grown using dissolved organic substances in the sewage as a substrate, and protozoa grown by feeding on the microorganisms.

本開示において、「ＢＯＤ」とは、水中の好気性微生物によって消費される溶存酸素量を意味する。また、「ＣＯＤ」とは、水中の有機物を酸化剤（過マンガン酸カリウム）によって化学的に酸化するときに必要な酸素量を意味する。 In the present disclosure, “BOD” means the amount of dissolved oxygen consumed by aerobic microorganisms in water. “COD” means the amount of oxygen required to chemically oxidize organic substances in water with an oxidizing agent (potassium permanganate).

本開示において「キャビテーション」とは、汚泥破砕可溶化装置内を移動する流体中の低圧力部の気化によって気泡（ポケット）が瞬間的に発生し、それがつぶれて消滅する現象であると考えている。キャビテーションにおける気泡が崩壊するときに発生する局部的な衝撃力は１００ＭＰａ〜数ＧＰａ、温度環境は１，２００℃以上といわれている。 In the present disclosure, “cavitation” is considered to be a phenomenon in which bubbles (pockets) are instantaneously generated due to vaporization of a low-pressure portion in a fluid moving in a sludge crushing and solubilizing device, and then collapse and disappear. Yes. It is said that the local impact force generated when bubbles in cavitation collapse is 100 MPa to several GPa, and the temperature environment is 1,200 ° C. or higher.

図１に、本開示の加圧汚泥固形化濃縮機を備える汚泥処理システムの一部を示す概略図を例示する。無機凝集剤タンク１４は、汚泥の一次フロックを形成するための無機凝集剤を貯留するための槽である。無機凝集剤としては、次のものに限定されないが、たとえば、硫酸アルミニウム、塩化アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）、塩化第二鉄，ポリ硫酸第二鉄を使用することができる。中でも、続く二次フロックの形成のし易さなどの観点から、ポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）が好ましい。 In FIG. 1, the schematic which shows a part of sludge processing system provided with the pressure sludge solidification concentration machine of this indication is illustrated. The inorganic flocculant tank 14 is a tank for storing an inorganic flocculant for forming a primary floc of sludge. Examples of the inorganic flocculant include, but are not limited to, aluminum sulfate, aluminum chloride, polyaluminum chloride (PAC), ferric chloride, and polyferric sulfate. Among these, polyaluminum chloride (PAC) is preferable from the viewpoint of easy formation of subsequent secondary flocs.

無機凝集剤タンク１４では、汚泥又は無機凝集剤の種類等に応じて、無機凝集剤が所定の濃度、例えば８〜１０％に調整される。 In the inorganic flocculant tank 14, the inorganic flocculant is adjusted to a predetermined concentration, for example, 8 to 10%, depending on the type of sludge or inorganic flocculant.

ライン１６を通じて汚泥を、例えばスタティックミキサー１に投入し、無機凝集剤タンク１４からライン１５を通じてスタティックミキサー１に、調整した無機凝集剤を投入し、汚泥の調質を行う。この汚泥の調質工程で、汚泥に含まれる汚泥粒子は無機凝集剤で荷電中和されて凝集し、強固な一次フロック（以下、「一次凝集汚泥」という場合がある。）を形成する。該一次フロックはフロック形成前の汚泥粒子に比べて粒径が増大し疎水化されている。なお、一次フロックには汚泥粒子に加えて無機凝集剤も含まれている。 Sludge is introduced into, for example, the static mixer 1 through the line 16, and the adjusted inorganic flocculant is introduced into the static mixer 1 through the line 15 from the inorganic flocculant tank 14, and the sludge is tempered. In the sludge refining process, the sludge particles contained in the sludge are charged neutralized with an inorganic flocculant and aggregate to form a strong primary floc (hereinafter sometimes referred to as “primary agglomerated sludge”). The primary floc is hydrophobized with an increased particle size compared to the sludge particles before floc formation. The primary floc contains an inorganic flocculant in addition to the sludge particles.

スタティックミキサー１には、必要に応じて、アルカリ剤タンク２４からライン２５を通じて水酸化ナトリウム等のアルカリ剤を添加してもよい。一次凝集汚泥にアルカリ剤を添加することで、一次凝集汚泥中の微生物、植物等の細胞膜又は細胞壁（以下、「細胞壁等」という場合がある。）が破壊され易くなる。なお、アルカリ剤の添加はｐＨ調整を兼ねており、後述の汚泥破砕可溶化装置において濃縮汚泥の可溶化効率を高めることができる。該アルカリ剤タンク２４では、汚泥の種類等に応じて、アルカリ剤が所定の濃度、例えば２５〜４８％に調整される。 If necessary, an alkaline agent such as sodium hydroxide may be added to the static mixer 1 through the line 25 from the alkaline agent tank 24. By adding an alkaline agent to the primary agglomerated sludge, cell membranes or cell walls (hereinafter sometimes referred to as “cell walls etc.”) of microorganisms, plants, etc. in the primary agglomerated sludge are easily destroyed. In addition, the addition of the alkaline agent also serves as pH adjustment, and the solubilization efficiency of the concentrated sludge can be increased in the sludge crushing and solubilizing apparatus described later. In the alkaline agent tank 24, the alkaline agent is adjusted to a predetermined concentration, for example, 25 to 48%, depending on the type of sludge and the like.

スタティックミキサー１で形成された一次凝集汚泥は汚泥から遊離した遊離水と共に、ライン４２を通じて例えばスタティックミキサー２に移送する。一次凝集汚泥をさらに二次フロック（以下、「二次凝集汚泥」という場合がある。）の形態に成長させることができ、汚泥濃縮をより一層効率よく行える。スタッティックミキサー２は、高分子凝集剤をスタッティックミキサー２内でミキシング添加し、該高分子凝集剤によって一次凝集汚泥を強固に凝集させて二次フロックの形態に成長させる。添加される高分子凝集剤は、高分子凝集剤タンク３４において、一次凝集汚泥又は高分子凝集剤の種類等に応じて、所定の濃度、例えば０．１〜０．５％、好ましくは０．２％に調整したものである。高分子凝集剤としては、次のものに限定されないが、たとえば、ポリアミン、ＤＡＤＭＡＣ（ポリジアリルジメチルアンモニウムクロライド）、メラミン酸コロイド、ジシアンジアミド等が適しており、これらの高分子凝集剤においてＤＡＤＭＡＣは、上澄み浮遊物質を低減させる効果を有している。また、メラミン酸コロイドはＣＯＤ濃度を低減するという効果を有している。さらに、ジシアンジアミドは、添加対象物を脱色するという効果を有している。なお、これらの高分子凝集剤は、上述のような無機凝集剤に比べて、添加した際に沈殿物等であるスラッジが発生し難いというメリットを有している。中でも、アニオン系及びカチオン系の両機能を有する両性の高分子凝集剤（両性ポリマー）が好ましい。なお、二次フロックには汚泥粒子に加えて無機凝集剤及び高分子凝集剤も含まれている。これらの高分子凝集剤は単独で用いるよりも無機凝集剤と併用することで、汚泥中の懸濁粒子の高い凝集（凝結）効果が期待できる。また、高分子凝集剤は、処理後汚泥の場外施設における使用、例えば、肥料化、焼却、埋め立て処分等において、有害物質を発生するおそれが低いため好ましい。 The primary agglomerated sludge formed by the static mixer 1 is transferred to, for example, the static mixer 2 through the line 42 together with the free water released from the sludge. The primary agglomerated sludge can be further grown in the form of a secondary floc (hereinafter sometimes referred to as “secondary agglomerated sludge”), and the sludge can be more efficiently concentrated. The static mixer 2 mixes and adds a polymer flocculant in the static mixer 2, and the primary flocculent sludge is strongly agglomerated by the polymer flocculant to grow into a secondary floc form. In the polymer flocculant tank 34, the polymer flocculant to be added has a predetermined concentration, for example, 0.1 to 0.5%, preferably 0.00, depending on the type of primary flocculent sludge or polymer flocculant. Adjusted to 2%. The polymer flocculant is not limited to the following, but for example, polyamine, DADMAC (polydiallyldimethylammonium chloride), melamic acid colloid, dicyandiamide and the like are suitable. In these polymer flocculants, DADMAC is a supernatant. Has the effect of reducing suspended solids. Moreover, the melamic acid colloid has the effect of reducing the COD concentration. Furthermore, dicyandiamide has an effect of decolorizing the object to be added. In addition, these polymer flocculants have the merit that sludges such as precipitates are less likely to be generated when added than the inorganic flocculants described above. Of these, amphoteric polymer flocculants (amphoteric polymers) having both anionic and cationic functions are preferred. In addition to the sludge particles, the secondary floc contains an inorganic flocculant and a polymer flocculant. By using these polymer flocculants in combination with inorganic flocculants rather than using them alone, a high agglomeration (coagulation) effect of suspended particles in the sludge can be expected. In addition, the polymer flocculant is preferable because it has a low possibility of generating harmful substances in the use of the treated sludge in an off-site facility, for example, fertilization, incineration, landfill disposal, and the like.

得られた一次又は二次凝集汚泥を汚泥から遊離した遊離水と共に、ライン５２を通じて投入口６５から加圧汚泥固形化濃縮機６０内に投入する。加圧汚泥固形化濃縮機６０は、汚泥、遊離水及び気泡を投入する投入口６５と、凝集汚泥及び汚泥から分離した遊離水を固液分離させる固液分離装置８１と、濃縮槽内で撹拌する撹拌羽根６７と、撹拌羽根６７を回転駆動する駆動源７０と、排出口６３とを備える。加圧汚泥固形化濃縮機６０を構成する各種部品の大きさ、形状、材質、設置数、設置位置等は、汚泥の種類、設置スペース、濃縮汚泥に関する要求性能等に応じて適宜設定すればよいが、材質としては、強度及び防錆効果に優れるため、ステンレス（ＳＵＳ３１６等）及びセラミックスが好ましい。また、投入口６５の設置位置としては、濃縮槽の底辺中央部が好ましい。排出口６３の設置位置に関しては、凝集汚泥及び遊離水を含む混合液の水面以上に設置されていることが好ましい。なお、空気の気泡の浮力を利用するためのコンプレッサー５３は、図１に示されるように、加圧汚泥固形化濃縮機６０とは別に配置してもよく、又は加圧汚泥固形化濃縮機６０と一体化させてもよい。また、回転駆動する駆動源７０に接続された軸には、撹拌羽根６７以外に、必要に応じて、凝集汚泥及び遊離水を排出口６３へ誘導する誘導板を設置してもよい。 The obtained primary or secondary agglomerated sludge is introduced into the pressurized sludge solidifying and concentrating device 60 through the line 52 through the line 52 together with the free water released from the sludge. The pressurized sludge solidification concentrator 60 is stirred in a concentration tank, an inlet 65 for introducing sludge, free water and bubbles, a solid-liquid separation device 81 for solid-liquid separation of free water separated from the coagulated sludge and sludge, and a concentration tank. A stirring blade 67 that rotates, a drive source 70 that rotationally drives the stirring blade 67, and a discharge port 63. What is necessary is just to set suitably the magnitude | size of the various components which comprise the pressurized sludge solidification concentration machine 60, a shape, a material, the number of installation, an installation position, etc. according to the required performance regarding the kind of sludge, installation space, concentrated sludge, etc. However, as the material, stainless steel (SUS316 or the like) and ceramics are preferable because they are excellent in strength and rust prevention effect. Moreover, as an installation position of the insertion port 65, the center part of the base of a concentration tank is preferable. Regarding the installation position of the discharge port 63, it is preferable that it is installed above the water surface of the mixed liquid containing the coagulated sludge and free water. The compressor 53 for utilizing the buoyancy of air bubbles may be arranged separately from the pressurized sludge solidifying concentrator 60 or the pressurized sludge solidifying concentrator 60 as shown in FIG. And may be integrated. In addition to the stirring blade 67, a guide plate that guides the coagulated sludge and free water to the discharge port 63 may be installed on the shaft connected to the drive source 70 that is rotationally driven.

撹拌羽根６７は、上向きの帯流を発現させるものであればよく、その形状、大きさ、羽根の角度、材質、設置数、回転速度等は、汚泥の種類、設置スペース、濃縮汚泥に関する要求性能等に応じて適宜設定すればよい。撹拌羽根６７によって生じる上向きの帯流は、二次凝集汚泥及び遊離水を上方に移動させ、その際に、隣接する汚泥同士が衝突及び結合を繰り返す。その結果、汚泥の粒径は上方に行くに従い、例えば、投入口６５で５ｍｍ程度の粒径が排出口６３において３０ｍｍ程度まで、即ち、初期粒径の６倍以上にまで大きく成長する。撹拌及びフロック形成を兼ねた撹拌羽根６７と、コンプレッサー５３による空気をスタッティックミキサー３で直径１〜２ｍｍ程度のサイズに微細化して大量に発生させた気泡の浮力とによって、凝集汚泥及び遊離水が浮上して排出口６３を通過し、固液分離装置８１で汚泥が濃縮される。撹拌羽根６７による帯流、旋回流の流れ及び気泡の浮力により、汚泥は隣接する汚泥と衝突、結合を繰り返し、より大きな凝集汚泥へと雪だるま式に成長していく。この汚泥を成長させる帯流工程は、撹拌羽根で撹拌しながら２０分以上、３０分以上又は４０分以上行うことが好ましい。また、濃縮効率等を考慮すると、最終的に濃縮させた汚泥の粒径は、２０ｍｍ以上、３０ｍｍ以上又は４０ｍｍ以上まで成長させることが好ましい。濃縮された汚泥は汚泥排水口８４から排出される。一方、遊離水排出口８３から排出された遊離水のＢＯＤは約６０ｍｇ／Ｌ以下であるため、排水処理施設における着水井等に返流して再利用することができる。従来の装置の遊離水のＢＯＤは６０００ｍｇ／Ｌ程度であり、本開示の加圧汚泥固形化濃縮機によれば、従来の装置に比べて１／１００倍以下のＢＯＤとすることができるため、排水処理施設の着水井等の原水に低負荷で返流することができる。 The agitating blade 67 may be anything that causes upward upward flow, and its shape, size, blade angle, material, number of installations, rotational speed, etc. are required for the type of sludge, installation space, and concentrated sludge. What is necessary is just to set suitably according to etc. The upward swirling flow generated by the stirring blade 67 moves the secondary agglomerated sludge and free water upward, and at that time, adjacent sludges repeatedly collide and bond. As a result, as the particle size of the sludge goes upward, for example, the particle size of about 5 mm at the inlet 65 grows to about 30 mm at the outlet 63, that is, grows to more than 6 times the initial particle size. Aggregated sludge and free water are produced by agitation blades 67 that also serve as agitation and floc formation, and the buoyancy of bubbles generated by massing the air generated by the compressor 53 into a size of about 1 to 2 mm with the static mixer 3. It floats and passes through the discharge port 63, and the sludge is concentrated by the solid-liquid separator 81. Due to the zonal flow, swirl flow, and bubble buoyancy generated by the stirring blade 67, the sludge repeatedly collides with and binds to the adjacent sludge and grows into a larger coagulated sludge in a snowball style. It is preferable to perform the convection process for growing the sludge for 20 minutes or more, 30 minutes or more, or 40 minutes or more while stirring with a stirring blade. In consideration of the concentration efficiency and the like, it is preferable that the finally concentrated sludge has a particle size of 20 mm or more, 30 mm or more, or 40 mm or more. The concentrated sludge is discharged from the sludge drainage port 84. On the other hand, since the BOD of the free water discharged from the free water discharge port 83 is about 60 mg / L or less, it can be returned to the landing well in the wastewater treatment facility and reused. The BOD of the free water of the conventional device is about 6000 mg / L, and according to the pressurized sludge solidification concentrator of the present disclosure, the BOD can be 1/100 times or less compared to the conventional device, It can be returned to the raw water such as the landing well of the wastewater treatment facility with low load.

加圧汚泥固形化濃縮機は、排出口６３から排出された遊離水及び汚泥を固液分離装置８１に投入し、スクリーンの目幅が５ｍｍ程度のメッシュシューター８２で固液分離される。メッシュシューター８２のメッシュサイズ、メッシュ間隔等は、要する濃縮性能、分離される遊離水の清浄度等に応じて適宜設定すればよい。図１に示されるような、メッシュシューター８２を介して、上方に汚泥排水口８４に通じる通路、及び下方に遊離水排出口８３へ通じる通路を備える固液分離装置８１を使用した場合、遊離水は自身の自重で遊離水排出口８３へ通過することができ、一方、汚泥はメッシュシューター８２上を通過するにつれて汚泥中の水分もその自重により遊離水排出口８３へ通過するため、固液分離装置８１に通過させるだけで汚泥を自然と濃縮させることができる。固液分離された遊離水は着水井へ移送し、汚泥は、メッシュシューター８２で分離濃縮される際、例えば熱風ヒーター４による熱風でさらに水分を蒸発させて汚泥の含水率を下げることができる。熱風温度は、約７０度以上、約８０度以上又は約９０度以上にすることができる。熱風ヒーター４によって、汚泥の含水率は、約１％以上、約２％以上又は約３％以上低下させることができる。例えば、従来の汚泥濃縮能を備える装置では、脱水ケーキの含水率を約８２％程度までしか低下させられなかったが、本開示の加圧汚泥固形化濃縮機を使用すると、脱水ケーキの含水率を約６５％程度まで低下させることができる。このように本開示の加圧汚泥固形化濃縮機の濃縮効率は、従来の装置に比べて極めて優れている。したがって、加圧汚泥固形化濃縮機の濃縮汚泥を後段の消化槽へ投入すると、投入量は、従来の装置を１とした場合に、０．５程度まで低下させることができるため、消化槽の容積を従来の装置を使用した場合に比べて約１／２に減少させることができる。また、本開示の加圧汚泥固形化濃縮機は、構成がコンパクトであるため、従来の装置に比べて電力消費を大幅に低減させることができる。具体的には、従来の装置では、約５０ｋＷ程度の電力を要していたが、本開示の加圧汚泥固形化濃縮機では、約１．５ｋＷ程度の電力消費ですむことが確認されている。 In the pressurized sludge solidification concentrator, free water and sludge discharged from the discharge port 63 are introduced into the solid-liquid separation device 81, and solid-liquid separation is performed by a mesh shooter 82 having a screen mesh width of about 5 mm. What is necessary is just to set suitably the mesh size of the mesh shooter 82, a mesh space | interval, etc. according to the required concentration performance, the purity of the free water to be separated, and the like. When a solid-liquid separation device 81 having a passage leading to the sludge drainage port 84 and a passage leading to the freewater discharge port 83 below is used through the mesh shooter 82 as shown in FIG. Can pass to the free water discharge port 83 by its own weight. On the other hand, as the sludge passes on the mesh shooter 82, the water in the sludge also passes to the free water discharge port 83 by its own weight, so that solid-liquid separation The sludge can be naturally concentrated simply by passing it through the device 81. The free water separated into solid and liquid is transferred to the landing well, and when the sludge is separated and concentrated by the mesh shooter 82, the moisture content of the sludge can be lowered by evaporating water with hot air from the hot air heater 4, for example. The hot air temperature can be about 70 degrees or more, about 80 degrees or more, or about 90 degrees or more. The hot air heater 4 can reduce the moisture content of sludge by about 1% or more, about 2% or more, or about 3% or more. For example, in a conventional apparatus having a sludge concentration capacity, the moisture content of the dewatered cake could be reduced only to about 82%. However, when the pressurized sludge solidification concentrator of the present disclosure is used, the moisture content of the dehydrated cake is reduced. Can be reduced to about 65%. As described above, the concentration efficiency of the pressurized sludge solidification concentrator of the present disclosure is extremely superior to the conventional apparatus. Therefore, when the concentrated sludge of the pressurized sludge solidification concentrator is charged into the subsequent digestion tank, the input amount can be reduced to about 0.5 when the conventional apparatus is set to 1. The volume can be reduced to about ½ compared to the case where a conventional apparatus is used. Moreover, since the structure of the pressurized sludge solidification concentrator of the present disclosure has a compact configuration, power consumption can be significantly reduced as compared with conventional devices. Specifically, the conventional apparatus required about 50 kW of electric power, but the pressurized sludge solidification concentrator of the present disclosure has been confirmed to consume about 1.5 kW of electric power. .

加圧汚泥固形化濃縮機６０は、任意に、排出口６３に直接、又は固液分離装置８１の後段に、図２に示されるような汚泥破砕可溶化装置１００を適用することができる。 The pressure sludge solidification concentrator 60 can arbitrarily apply the sludge crushing and solubilizing device 100 as shown in FIG. 2 directly to the discharge port 63 or downstream of the solid-liquid separation device 81.

一実施態様として例示する汚泥破砕可溶化装置１００の概略断面図を図２に示す。汚泥破砕可溶化装置１００は、筐体１６０と、該筐体１６０の内面に配置される固定ディスク１４０と、回転ディスク１５０と、汚泥破砕可溶化装置１００の中心水平方向に位置し、回転ディスク１５０を固定して駆動させるための回転軸１３０と、投入口１７０と、吐出口１８０と、減圧手段１９０とを備える。汚泥破砕可溶化装置１００は、回転軸１３０を駆動させるためのインバーター１１０及びモーター１２０を備えることができる。インバーター１１０及びモーター１２０は、汚泥破砕可溶化装置１００と一体的に構成されてもよく、汚泥破砕可溶化装置１００の外部に配置してもよい。対象物の種類、量などに応じて、周速を適宜調整し得るため、インバーターの使用が好ましいが、インバーターに換えて、スターデルタ（Ｙ-Δ）方式のモーター等を採用してもよい。 A schematic cross-sectional view of the sludge crushing and solubilizing apparatus 100 exemplified as one embodiment is shown in FIG. The sludge crushing and solubilizing device 100 is located in the center horizontal direction of the casing 160, the fixed disk 140 disposed on the inner surface of the casing 160, the rotating disk 150, and the sludge crushing and solubilizing apparatus 100. The rotary shaft 130 for fixing and driving, the input port 170, the discharge port 180, and the decompression means 190 are provided. The sludge crushing and solubilizing apparatus 100 can include an inverter 110 and a motor 120 for driving the rotating shaft 130. The inverter 110 and the motor 120 may be configured integrally with the sludge crushing and solubilizing device 100, or may be disposed outside the sludge crushing and solubilizing device 100. The use of an inverter is preferable because the peripheral speed can be appropriately adjusted according to the type and amount of the object, but a star delta (Y-Δ) motor or the like may be employed instead of the inverter.

投入口１７０に投入した汚泥は、図２の汚泥の流れ１０５のように、固定ディスク１４０と回転ディスク１５０との間を流れ、吐出口１８０から排出される。投入口１７０と吐出口１８０とは逆に配置されてもよい。固定ディスク１４０と回転ディスク１５０との間及び／又は固定ディスク１４０と固定ディスク１４０との間（以下、「各ディスク間」という場合がある。）、並びに回転ディスク１５０と筐体１６０の内面との間及び固定ディスク１４０と回転軸１３０の外面との間に生じる剪断力等のエネルギーによって、汚泥に含まれる微生物等の細胞壁等が破砕される。 The sludge charged into the inlet 170 flows between the fixed disk 140 and the rotating disk 150 and is discharged from the outlet 180 as shown in the sludge flow 105 of FIG. The input port 170 and the discharge port 180 may be arranged in reverse. Between the fixed disk 140 and the rotating disk 150 and / or between the fixed disk 140 and the fixed disk 140 (hereinafter sometimes referred to as “between each disk”), and between the rotating disk 150 and the inner surface of the housing 160. The cell walls and the like of microorganisms contained in the sludge are crushed by energy such as shear force generated between the fixed disk 140 and the outer surface of the rotating shaft 130.

次の理論に制限されるものではないが、各ディスク間には、剪断力に加えて、キャビテーションも発生していると考えられている。例えば、図３Ａ及び図３Ｂは、図２における汚泥破砕可溶化装置１００のＡ−Ａ’面の断面拡大図及びＡ−Ａ’近傍の回転ディスクの拡大図を示す。投入された汚泥は装置内を高速で流れるため、汚泥中に圧力の低い部分が形成される。この低圧力部によって汚泥中の水分等が蒸気化して気泡が生じ、クラウド２９５（液体及び気体の混合部）が汚泥中に形成される。クラウド中の気泡が潰れて消滅する際に、瞬間的に非常に高い圧力（衝撃力）が加わる。この高圧に基づくエネルギーも、細胞壁等の破砕に剪断力として貢献していると考えている。 Although not limited by the following theory, it is considered that cavitation occurs between the disks in addition to the shearing force. For example, FIGS. 3A and 3B show an enlarged cross-sectional view of the A-A ′ surface of the sludge crushing and solubilizing device 100 in FIG. 2 and an enlarged view of the rotating disk in the vicinity of A-A ′. Since the introduced sludge flows at high speed in the apparatus, a low pressure portion is formed in the sludge. Water and the like in the sludge are vaporized by this low pressure portion to generate bubbles, and a cloud 295 (mixed portion of liquid and gas) is formed in the sludge. When the bubbles in the cloud collapse and disappear, a very high pressure (impact force) is instantaneously applied. It is thought that the energy based on this high pressure also contributes to the crushing of cell walls as a shearing force.

汚泥破砕可溶化装置１００を構成する各種部材は、用途に応じて種々の材料を使用することができる。これらに限定されないが、例えば、鉄、ステンレス等の金属又は金属合金、セラミックス、ガラス、プラスチック、炭素繊維及び／又はガラス繊維を含む強化樹脂、ゴムからなる群から選択される１種以上の材料を使用することができる。中でも、強度及び防錆効果に優れるため、ステンレス（ＳＵＳ３１６等）及びセラミックスが好ましい。 Various members constituting the sludge crushing and solubilizing apparatus 100 can use various materials depending on the application. Although not limited to these, for example, one or more materials selected from the group consisting of metals or metal alloys such as iron and stainless steel, ceramics, glass, plastics, reinforced resins including carbon fibers and / or glass fibers, and rubbers. Can be used. Of these, stainless steel (SUS316 and the like) and ceramics are preferable because they are excellent in strength and rust prevention effect.

汚泥と接触する各種部材（固定ディスク、回転ディスク、筐体の内壁、回転軸の外壁、投入口、吐出口等）の表面は、フッ素樹脂コーティング等による撥水化処理、酸化チタン、酸化ケイ素コーティング等による親水化処理、滑面（鏡面）処理、粗面化処理を適用してもよい。撥水化処理又は親水化処理を適用することにより、汚泥に基づく汚れ等の付着を防止することができる。滑面（鏡面）処理を適用することにより、汚泥は流動し易くなるため、汚泥の流速を向上させることができる。粗面化処理を適用することにより、摩擦力、表面積が増大するため、剪断力、キャビテーションの発生を向上させることができる。撥水処理、親水処理、滑面（鏡面）処理、粗面化処理は、各々併用してもよい。また、これらの処理は、適用する部材の全面又は一部に適用してもよい。粗面化処理としては、エンボス加工、サンドブラスト加工、切削加工、研磨加工、レーザー加工、エッチング加工等の加工処理、凹凸型を使用する成型加工等を挙げることができる。あるいは、固定ディスク等の表面に、粗面を付与し得る部材を、接着剤、溶接、ボルト等を使用して貼り合わせてもよい。粗面は、ランダムな凹凸形状でもよいし、所定の角度及び／又は間隔等を有する溝のような形状でもよい。粗面の大きさ及び形状は、汚泥の性状、処理量に応じて適宜調整することができる。 The surface of various members that come into contact with sludge (fixed disk, rotating disk, inner wall of casing, outer wall of rotating shaft, input port, discharge port, etc.) is treated with water repellency by fluorine resin coating, titanium oxide, silicon oxide coating For example, a hydrophilization treatment, a smooth surface (mirror surface) treatment, or a roughening treatment may be applied. By applying the water repellent treatment or the hydrophilic treatment, it is possible to prevent adhesion of dirt or the like based on sludge. By applying the smooth surface (mirror surface) treatment, the sludge easily flows, so that the flow rate of the sludge can be improved. By applying the roughening treatment, the frictional force and the surface area increase, so that the generation of shearing force and cavitation can be improved. Water repellent treatment, hydrophilic treatment, smooth surface (mirror surface) treatment, and roughening treatment may be used in combination. Moreover, you may apply these processes to the whole surface or part of member to apply. Examples of the surface roughening treatment include embossing, sandblasting, cutting, polishing, laser processing, etching processing, and the like, and molding using an uneven mold. Alternatively, a member that can give a rough surface to the surface of a fixed disk or the like may be bonded using an adhesive, welding, a bolt, or the like. The rough surface may be a random uneven shape, or may be a groove-like shape having a predetermined angle and / or interval. The size and shape of the rough surface can be adjusted as appropriate according to the properties of sludge and the amount of treatment.

固定ディスク１４０の中心部は、該中心部を通る回転軸１３０の外径よりも大きい空洞部を有する。固定ディスク１４０は、汚泥破砕可溶化装置１００に投入される汚泥の性状、処理量、筐体の形状、設計意図等に応じて、外径、内径、形状、厚み、数量を適宜調整することができる。細胞壁等の破砕性、製造コスト等を考慮すると、固定ディスク１４０は略円盤状の形態が好ましく、固定ディスク１４０の空洞部も略円形状であることが好ましい。固定ディスク１４０の空洞部の大きさは、汚泥の種類、量などに応じて適宜調整することができる。固定ディスク１４０の表面は、剪断力、キャビテーションの発生を阻害しない範囲で、凹状、凸状の傾斜を有していてもよく、中心部の空洞部以外に、ディスク内部又は外周部に貫通孔等を有していてもよい。固定ディスク１４０は、筐体１６０の内壁に対し、接着剤、溶接等により一体化されてもよく、或いは、ボルト等を用いて取り外し可能に取り付けられていてもよい。また、固定ディスク１４０及び筐体１６０は、３Ｄプリンター等を利用して一つの材料から構成される一体物とすることもできる。 The central portion of the fixed disk 140 has a cavity that is larger than the outer diameter of the rotating shaft 130 that passes through the central portion. The fixed disk 140 can be appropriately adjusted in outer diameter, inner diameter, shape, thickness, and quantity in accordance with the properties, processing amount, shape of the casing, design intention, etc. of the sludge to be input to the sludge crushing and solubilizing device 100. it can. Considering crushability of the cell wall and the like, manufacturing cost, etc., the fixed disk 140 preferably has a substantially disk shape, and the cavity of the fixed disk 140 preferably has a substantially circular shape. The size of the cavity of the fixed disk 140 can be appropriately adjusted according to the type and amount of sludge. The surface of the fixed disk 140 may have a concave or convex slope as long as it does not hinder the occurrence of shearing force and cavitation. You may have. The fixed disk 140 may be integrated with the inner wall of the housing 160 by an adhesive, welding, or the like, or may be removably attached using a bolt or the like. Further, the fixed disk 140 and the housing 160 may be a single body made of one material using a 3D printer or the like.

回転ディスク１５０は、汚泥破砕可溶化装置１００に投入される汚泥の性状、処理量、筐体の形状、設計意図等に応じて、外径、内径、形状、厚み、数量を適宜調整することができる。細胞壁等の破砕性、製造コスト等を考慮すると、回転ディスク１５０は略円盤状の形態が好ましい。回転ディスク１５０の外周と、筐体の内壁との間の距離についても、汚泥の種類、量などに応じて適宜調整することができる。回転ディスク１５０の表面は、剪断力、キャビテーションの発生を阻害しない範囲で、凹状、凸状の傾斜を有していてもよく、ディスク内部又は外周部に貫通孔等を有していてもよい。回転ディスク１５０は、回転軸１３０に対し、接着剤、溶接等により一体化されてもよく、或いは、ボルト等を用いて取り外し可能に取り付けられていてもよい。また、回転ディスク１５０及び回転軸１３０は、３Ｄプリンター等を利用して一つの材料から構成される一体物とすることもできる。 The rotating disk 150 can be appropriately adjusted in outer diameter, inner diameter, shape, thickness, quantity in accordance with the properties, processing amount, shape of the casing, design intention, etc. of the sludge to be input into the sludge crushing and solubilizing device 100. it can. In consideration of the crushability of the cell wall and the like, the manufacturing cost, etc., the rotating disk 150 preferably has a substantially disk shape. The distance between the outer periphery of the rotating disk 150 and the inner wall of the housing can also be adjusted as appropriate according to the type and amount of sludge. The surface of the rotating disk 150 may have a concave or convex inclination as long as shearing force and cavitation are not hindered, and may have a through-hole or the like in the disk or on the outer periphery. The rotating disk 150 may be integrated with the rotating shaft 130 by an adhesive, welding, or the like, or may be removably attached using a bolt or the like. Further, the rotating disk 150 and the rotating shaft 130 can be formed as a single body made of one material using a 3D printer or the like.

回転ディスク１５０の回転数及び周速は、汚泥の種類、量などに応じて適宜調整することができ、以下の範囲に限定されるものではない。回転ディスク１５０の回転数は、１０００ｍｉｎ^−１以上、２０００ｍｉｎ^−１以上又は３０００ｍｉｎ^−１以上、７０００ｍｉｎ^−１以下、６０００ｍｉｎ^−１以下又は５０００ｍｉｎ^−１以下とすることができる。回転数がこの範囲であると、回転ディスク１５０の周速を所定の範囲に調整することができる。回転ディスク１５０の周速は、２０ｍ／ｓ以上、３０ｍ／ｓ以上又は３５ｍ／ｓ以上、７０ｍ／ｓ以下、６０ｍ／ｓ以下又は５５ｍ／ｓ以下にすることができる。周速がこの範囲であると、汚泥の温度上昇に伴う不具合を発生させることなく、細胞壁等を破砕する剪断力等が効率よく得られる。中でも、剪断力に加えてキャビテーションも発生し易くなるため、周速が３７〜５２ｍ／ｓの範囲が好ましい。 The rotation speed and peripheral speed of the rotating disk 150 can be appropriately adjusted according to the type and amount of sludge, and are not limited to the following ranges. Rotational speed of the rotating disk 150, 1000min ^-1 or more, 2000 min ^-1 or more, or 3000 min ^-1 or more, 7000Min ^-1 or less, can be 6000 min ^-1 or less, or 5000 min ^-1 or less. When the rotational speed is within this range, the peripheral speed of the rotating disk 150 can be adjusted to a predetermined range. The peripheral speed of the rotating disk 150 can be 20 m / s or more, 30 m / s or more, 35 m / s or more, 70 m / s or less, 60 m / s or less, or 55 m / s or less. When the peripheral speed is within this range, a shearing force or the like for crushing a cell wall or the like can be efficiently obtained without causing a problem associated with an increase in sludge temperature. Especially, since it becomes easy to generate | occur | produce a cavitation in addition to a shear force, the range whose peripheral speed is 37-52 m / s is preferable.

本開示の汚泥破砕可溶化装置１００における固定ディスク１４０は、中心部に空洞部（汚泥吸入口）を有し、回転ディスク１５０に対向するように配置されている。固定ディスク１４０は、回転ディスク１５０の遠心力によって、回転ディスク１５０の外周方向に流動した汚泥が、再び固定ディスク１４０の空洞部を通り、回転ディスク１５０の中心部に流入するような流れを形成する機能を有する。即ち、固定ディスク１４０は、汚泥破砕可溶化装置１００内の汚泥を均一化させるように機能する。 The fixed disk 140 in the sludge crushing and solubilizing device 100 of the present disclosure has a hollow portion (sludge inlet) at the center and is disposed so as to face the rotating disk 150. The fixed disk 140 forms a flow in which the sludge that flows in the outer circumferential direction of the rotating disk 150 due to the centrifugal force of the rotating disk 150 flows again through the cavity of the fixed disk 140 and flows into the center of the rotating disk 150. It has a function. That is, the fixed disk 140 functions to make the sludge in the sludge crushing and solubilizing device 100 uniform.

本開示の汚泥破砕可溶化装置１００は、固定ディスク１４０及び回転ディスク１５０を各々１つ以上備えていればよいが、細胞壁等の破砕の効率性の観点から、これらのディスクを２つ以上備えることが好ましい。この場合、固定ディスク及び回転ディスクは交互に配置されてもよく、回転ディスクと回転ディスクとの間に、固定ディスクを２つ以上配置してもよい。配置される回転ディスク及び固定ディスクの大きさ及び形状は、各々、統一されていてもよいし、異なっていてもよい。 The sludge crushing and solubilizing apparatus 100 of the present disclosure only needs to include one or more fixed disks 140 and one or more rotating disks 150. From the viewpoint of crushing efficiency of cell walls and the like, the sludge crushing and solubilizing apparatus 100 includes two or more of these disks. Is preferred. In this case, the fixed disk and the rotating disk may be alternately arranged, and two or more fixed disks may be arranged between the rotating disk and the rotating disk. The sizes and shapes of the rotating disk and the fixed disk that are arranged may be unified or different.

固定ディスク及び回転ディスクの間隙、又は固定ディスク間の間隙は、使用する回転ディスク及び固定ディスクの大きさ（内径、外径）、回転ディスクの回転速度、又は汚泥の性状、処理量などによって決定すべきものであって、特に本発明を限定するものではないが、５ｍｍ以上、７ｍｍ以上又は９ｍｍ以上、３０ｍｍ以下、２０ｍｍ以下又は１５ｍｍ以下であることが好ましい。中でも、剪断力、キャビテーションの発生を考慮し、１０ｍｍ〜１１ｍｍの範囲が好ましい。各ディスク間の間隔は一定であっても異なっていてもよいが、異なる方が好ましい。各ディスク間の間隔は、投入口側から吐出口側に向かって、連続的、段階的又は部分的に大きくすることができる。例えば、投入口から装置中心部付近までは、各ディスクの間隔を１０ｍｍとし、装置中心部付近から吐出口までは、各ディスクの間隔を１１ｍｍと段階的に大きくすることができる。各ディスクの間隔を投入口付近において狭くすると、汚泥の流速が速くなり細胞壁等の破砕性が向上する。一方、各ディスクの間隔を吐出口付近において大きくすると、汚泥の流速が緩やかになるため、装置内における汚泥の目詰まり等を防止することができる。 The gap between the fixed disk and the rotating disk, or the gap between the fixed disks, should be determined by the size (inner diameter, outer diameter) of the rotating disk and fixed disk used, the rotating speed of the rotating disk, or the properties of the sludge, the throughput, etc. Although it is a kimono and does not specifically limit the present invention, it is preferably 5 mm or more, 7 mm or more, 9 mm or more, 30 mm or less, 20 mm or less, or 15 mm or less. Among them, the range of 10 mm to 11 mm is preferable in consideration of generation of shearing force and cavitation. The intervals between the disks may be constant or different, but are preferably different. The interval between the disks can be increased continuously, stepwise, or partially from the inlet side toward the outlet side. For example, the distance between the disks can be 10 mm from the inlet to the vicinity of the center of the apparatus, and the distance between the disks can be gradually increased to 11 mm from the vicinity of the center of the apparatus to the outlet. If the interval between the disks is reduced in the vicinity of the inlet, the flow rate of sludge increases and the crushability of cell walls and the like improves. On the other hand, if the interval between the disks is increased in the vicinity of the discharge port, the flow rate of the sludge becomes gentle, so that clogging of the sludge in the apparatus can be prevented.

本開示の汚泥破砕可溶化装置１００は、ディスク間隙を調整するディスク間隙調整手段を更に備えてもよい。ディスク間隙調整手段を採用した場合、処理する汚泥の性状などを考慮し、ディスク間隙を好適に調整することができるので、本開示の汚泥破砕可溶化装置を更に効果的に使用することができる。 The sludge crushing and solubilizing device 100 of the present disclosure may further include a disk gap adjusting unit that adjusts the disk gap. When the disk gap adjusting means is employed, the disk gap can be suitably adjusted in consideration of the properties of the sludge to be processed, and the sludge crushing and solubilizing device of the present disclosure can be used more effectively.

回転軸１３０は、汚泥破砕可溶化装置１００の中心水平方向に位置し、回転ディスク１５０を固定及び駆動するためのものである。回転軸１３０は、以下に示す減圧手段１９０が備わっていてもよい。回転軸１３０を通じて減圧することができると、装置内部を均一に減圧することができる。 The rotary shaft 130 is positioned in the horizontal center direction of the sludge crushing and solubilizing device 100, and is for fixing and driving the rotary disk 150. The rotating shaft 130 may be provided with a decompression unit 190 shown below. If the pressure can be reduced through the rotating shaft 130, the inside of the apparatus can be uniformly reduced.

筐体１６０は、汚泥破砕可溶化装置１００の外周を覆う部材であり、形状、大きさ、材質等は、装置の使用用途等に応じて適宜調整すればよい。剪断力の発生及び製造コスト等を考慮すると、ステンレス（ＳＵＳ３１６等）からなる円筒形状の筐体が好ましい。 The casing 160 is a member that covers the outer periphery of the sludge crushing and solubilizing device 100, and the shape, size, material, and the like may be adjusted as appropriate according to the intended use of the device. In consideration of generation of shearing force and production cost, a cylindrical housing made of stainless steel (SUS316 or the like) is preferable.

減圧手段１９０は、微生物等の細胞の内外に圧力差を発生させ、細胞壁等を破砕し易くする機能を有する。また、減圧手段１９０を採用することによって、細胞壁等を破砕するため、従来から使用されてきた、アルカリ処理、５０℃以上の加温処理等を使用しなくてもよい。したがって、従来の装置及び設備に比べて、設備スペースを簡略化することができることに加え、ランニングコストも大幅に削減することができる。しかしながら、本開示の汚泥破砕可溶化装置１００は、アルカリ処理、５０℃以上の加温処理等の使用を制限するものではない。これらの処理を併用すれば、従来の装置及び設備に比べて、細胞壁等の破砕がより向上することは言うまでもない。 The decompression means 190 has a function of generating a pressure difference inside and outside a cell such as a microorganism so that the cell wall and the like can be easily crushed. In addition, since the cell wall and the like are crushed by employing the decompression means 190, it is not necessary to use an alkali treatment, a heating treatment at 50 ° C. or higher, etc., which have been conventionally used. Therefore, compared with the conventional apparatus and equipment, the equipment space can be simplified and the running cost can be greatly reduced. However, the sludge crushing and solubilizing apparatus 100 of the present disclosure does not limit the use of alkali treatment, heating treatment at 50 ° C. or higher, and the like. Needless to say, when these treatments are used in combination, the disruption of cell walls and the like is further improved as compared with conventional devices and equipment.

汚泥破砕可溶化装置内の減圧条件は、汚泥の種類、量などに応じて適宜調整することができ、以下の範囲に限定されるものではない。汚泥破砕可溶化装置内の圧力は、減圧手段によって、−０．１ＭＰａ以下、−０．０９ＭＰａ以下又は−０．０８ＭＰａ以下にすることができる。特に、剪断力、キャビテーションの発生を考慮し、圧力は−０．０８０ＭＰａ（−８０ｋＰａ）以下、−０．０６５ＭＰａ（−６５ｋＰａ）以下又は−０．０６０ＭＰａ（−６０ｋＰａ）以下であることが好ましい。圧力の下限値はとくに制限されるものではないが、−０．０１ｋＰａ（−０．００００１ＭＰａ）以上、−０．０５ｋＰａ（−０．００００５ＭＰａ）以上又は−０．１ｋＰａ（−０．０００１ＭＰａ）以上としてもよい。圧力の範囲としては、−０．０１ｋＰａ〜−０．０８０ＭＰａが好ましく、−０．０５ｋＰａ〜−０．０６５ＭＰａがより好ましく、−０．１ｋＰａ〜−０．０６０ＭＰａが最も好ましい。これらの圧力の値は、大気圧を基準（ゼロ）としたゲージ圧表記である。なお、減圧は負圧を包含する概念を意図している。 The pressure reduction conditions in the sludge crushing and solubilizing apparatus can be appropriately adjusted according to the type and amount of sludge, and are not limited to the following ranges. The pressure in the sludge crushing and solubilizing device can be set to -0.1 MPa or less, -0.09 MPa or less, or -0.08 MPa or less by a decompression unit. In particular, considering the generation of shearing force and cavitation, the pressure is preferably −0.080 MPa (−80 kPa) or less, −0.065 MPa (−65 kPa) or less, or −0.060 MPa (−60 kPa) or less. The lower limit value of the pressure is not particularly limited, but is −0.01 kPa (−0.00001 MPa) or more, −0.05 kPa (−0.00005 MPa) or more, or −0.1 kPa (−0.0001 MPa) or more. Also good. The pressure range is preferably -0.01 kPa to -0.080 MPa, more preferably -0.05 kPa to -0.065 MPa, and most preferably -0.1 kPa to -0.060 MPa. These pressure values are expressed in gauge pressure with reference to atmospheric pressure (zero). Note that the reduced pressure is a concept including a negative pressure.

減圧手段１９０としては、これらに限定されないが、例えばロータリーポンプ、ドライポンプのような減圧ポンプを使用することができる。減圧手段１９０は、汚泥破砕可溶化装置１００に一体的に備わっていてもよい。この場合、減圧手段１９０は、投入口１７０、筐体１６０、回転軸１３０、及び吐出口１８０の群から選択される１箇所以上に配置することができる。或いは、減圧手段１９０は、汚泥破砕可溶化装置１００とは別に配置されてもよい。この場合、減圧手段１９０は、投入口１７０、筐体１６０、駆動手段１３０、及び吐出口１８０の群から選択される１箇所以上に配管等を介して配置することができる。 The decompression unit 190 is not limited to these, but a decompression pump such as a rotary pump or a dry pump can be used. The decompression means 190 may be provided integrally with the sludge crushing and solubilizing device 100. In this case, the decompression unit 190 can be disposed at one or more locations selected from the group of the inlet 170, the casing 160, the rotating shaft 130, and the outlet 180. Alternatively, the decompression unit 190 may be arranged separately from the sludge crushing and solubilizing device 100. In this case, the decompression unit 190 can be disposed at one or more locations selected from the group of the input port 170, the housing 160, the drive unit 130, and the discharge port 180 via a pipe or the like.

陸上式ポンプ及び／又は水中ポンプを採用することで、汚泥破砕可溶化装置の内部を減圧化することもできる。例えば、陸上式ポンプは、汚泥破砕可溶化装置の後段に配置される汚泥を貯留する処理前貯留槽と汚泥破砕可溶化装置との間に設置することができる。陸上式ポンプとしては、例えば一軸ねじ式ポンプを使用することができる。中でも、吸引性等の性能に優れる一軸ねじ式ポンプが好ましい。一軸ねじ式ポンプとしては、兵神装備株式会社製のモーノポンプ（登録商標）などを採用することができる。 By adopting a land-type pump and / or a submersible pump, the inside of the sludge crushing and solubilizing device can be decompressed. For example, a land-type pump can be installed between a pretreatment tank storing sludge and a sludge crushing and solubilizing device that are disposed in a subsequent stage of the sludge crushing and solubilizing device. As the land-type pump, for example, a single screw pump can be used. Among these, a single screw pump excellent in performance such as suction is preferable. As the single screw pump, MONO PUMP (registered trademark) manufactured by Hyojin Equipment Co., Ltd. can be used.

汚泥破砕可溶化装置の前段に陸上式ポンプを設置した構成（以下、「前者の構成」という場合がある。）の場合には、陸上式ポンプによって送り出された汚泥は、加圧された状態で汚泥破砕可溶化装置に投入される。したがって、このような設置構成においては、上記のような減圧ポンプを汚泥破砕可溶化装置に適宜適用することが好ましい。一方、汚泥破砕可溶化装置の後段に陸上式ポンプを設置した構成（以下、「後者の構成」という場合がある。）の場合には、汚泥破砕可溶化装置は、陸上式ポンプに基づく吸引力を受けるために装置内部が減圧化される。陸上式ポンプに基づく吸引力を十分に発揮させるために、汚泥破砕可溶化装置を汚泥で充満させた方が好ましい。一般的な陸上式ポンプの場合、吸引力が弱く設置上の制約を受ける場合があるため、吸引力に優れる一軸ねじ式ポンプの様式が望ましい。後者の構成の場合、汚泥を装置の下部より投入して上部より吐き出す構成にすることが好ましい（この場合、図２の汚泥の流れ１０５は逆方向になり、１７０が吐出口、１８０が投入口となる。）。この設置構成の場合、減圧ポンプを使用せずに陸上式ポンプのみで減圧化できるため、前者の構成に比べて設備をより簡略化することができる。しかしながら、後者の構成であっても、上記の減圧ポンプを併用してもよい。なお、陸上式ポンプは、汚泥破砕可溶化装置の吐出口以降に設置されていればよい。陸上式ポンプの後段には、処理後貯留槽に限らず、各種の処理装置などを配置してもよく、又は陸上式ポンプの後段を所定の各種施設などに直接接続してもよい。また、水中ポンプを使用する場合には、該水中ポンプは汚泥破砕可溶化装置内の最終固定ディスク以降の吐出口側の汚泥に浸かる位置に設置されていればよい。 In the case of a configuration in which a land-type pump is installed in the previous stage of the sludge crushing and solubilizing device (hereinafter sometimes referred to as “the former configuration”), the sludge sent by the land-type pump is in a pressurized state. It is put into the sludge crushing and solubilizing device. Therefore, in such an installation configuration, it is preferable to appropriately apply the above-described decompression pump to the sludge crushing and solubilizing apparatus. On the other hand, in the case of a configuration in which a land-type pump is installed after the sludge crushing and solubilizing device (hereinafter sometimes referred to as “the latter configuration”), the sludge crushing and solubilizing device has a suction force based on the land-type pump. In order to receive, the inside of the apparatus is decompressed. In order to sufficiently exert the suction force based on the land-type pump, it is preferable to fill the sludge crushing and solubilizing device with sludge. In the case of a general land-type pump, since the suction force is weak and may be subject to installation restrictions, a single screw pump type that is excellent in suction force is desirable. In the case of the latter configuration, it is preferable that the sludge is introduced from the lower part of the apparatus and discharged from the upper part (in this case, the sludge flow 105 in FIG. 2 is in the reverse direction, 170 is the discharge port, and 180 is the input port. ). In the case of this installation configuration, since the pressure can be reduced only by the land-type pump without using the pressure reduction pump, the equipment can be further simplified as compared with the former configuration. However, even in the latter configuration, the above-described decompression pump may be used in combination. In addition, the land-type pump should just be installed after the discharge port of a sludge crushing solubilization apparatus. Not only the post-treatment storage tank but also various processing devices may be arranged at the subsequent stage of the land-type pump, or the subsequent stage of the land-type pump may be directly connected to predetermined various facilities. Moreover, when using a submersible pump, this submersible pump should just be installed in the position immersed in the sludge by the side of the discharge port after the last fixed disk in a sludge crushing solubilization apparatus.

本開示の汚泥破砕可溶化装置１００は、加温手段を更に備えてもよい。加温手段は、従来より使用されている５０℃以上の加温手段も使用することができる。しかしながら、エネルギーコストの増大、汚泥破砕可溶化装置に不具合を生じさせる可能性などがあるため、１７０℃以上、１５０℃以上又は１２０℃以上の加温手段は採用しない方が好ましい。一方で、従来使用されてこなかった３０℃以上５０℃未満の加温手段も使用することができる。従来の５０℃以上の加温手段は、細胞壁等を柔軟にすることを目的に採用されている。一方、３０℃以上５０℃未満の加温手段は、キャビテーションの効率的な発生を目的に採用される。本開示の汚泥破砕可溶化装置１００は減圧手段１９０を備えるため、３０℃以上５０℃未満の加温でもキャビテーションが発生し易くなり、細胞壁等の破砕をより向上させることができる。 The sludge crushing and solubilizing device 100 of the present disclosure may further include a heating unit. As the heating means, a conventionally used heating means of 50 ° C. or higher can also be used. However, it is preferable not to employ a heating means of 170 ° C. or higher, 150 ° C. or higher, or 120 ° C. or higher because of increased energy costs and the possibility of causing problems in the sludge crushing and solubilizing apparatus. On the other hand, the heating means of 30 degreeC or more and less than 50 degreeC which has not been used conventionally can also be used. Conventional heating means of 50 ° C. or higher is employed for the purpose of making cell walls and the like flexible. On the other hand, a heating means of 30 ° C. or more and less than 50 ° C. is employed for the purpose of efficient generation of cavitation. Since the sludge crushing and solubilizing apparatus 100 of the present disclosure includes the decompression unit 190, cavitation is likely to occur even when heating at 30 ° C. or more and less than 50 ° C., and crushing of cell walls and the like can be further improved.

加温手段としては、スチーム・ジャケット、各種ヒーター、設備等から排出される排熱、太陽熱、地熱、地中熱等、公知の手段を使用することができる。加温手段は、汚泥破砕可溶化装置に一体的に備わっていてもよく、或いは、装置とは別に配置されてもよい。 As the heating means, known means such as exhaust heat discharged from a steam jacket, various heaters, facilities, etc., solar heat, geothermal heat, underground heat, and the like can be used. The heating means may be provided integrally with the sludge crushing and solubilizing device, or may be arranged separately from the device.

本開示の汚泥破砕可溶化装置に投入される汚泥は、含水率が８９％以上、９０％以上又は９１％以上の液状の流体を使用することができる。汚泥の含水率が８９％未満であると粘性の強い粘土状（スラッジ状）の物質となり、特に８０％以下であるとそれ自体を物として持ち運べるレベルとなるため、本開示の汚泥破砕可溶化装置で破砕しづらくなる。 The sludge to be input to the sludge crushing and solubilizing apparatus of the present disclosure can use a liquid fluid having a moisture content of 89% or more, 90% or more, or 91% or more. If the water content of the sludge is less than 89%, it becomes a clay-like (sludge-like) substance having a strong viscosity, and particularly if it is 80% or less, the sludge crushing and solubilizing device of the present disclosure can be carried by itself. Makes it difficult to crush.

本開示の加圧汚泥固形化濃縮機は、汚泥の含水率を自由に調整することができ、該濃縮機に続く、汚泥破砕可溶化装置に投入する汚泥の含水率を最適な条件に調整することができるため、本開示の加圧汚泥固形化濃縮機及び汚泥破砕可溶化装置の組み合わせは、汚泥処理の効率を従来設備に比べて大幅に向上させることができる。 The pressurized sludge solidification concentrator of the present disclosure can freely adjust the moisture content of the sludge, and adjusts the moisture content of the sludge to be introduced into the sludge crushing and solubilizing device following the concentrator to an optimum condition. Therefore, the combination of the pressurized sludge solidification concentrator and the sludge crushing and solubilizing device of the present disclosure can greatly improve the efficiency of sludge treatment as compared with the conventional equipment.

１、２、３スタッティックミキサー
４熱風ヒーター
１４無機凝集剤タンク
１５、１６、２５、４２、５２ライン
２４アルカリ剤タンク
３４高分子凝集剤タンク
５３コンプレッサー
６０加圧汚泥固形化濃縮機
６３排出口
６５投入口
６７撹拌羽根
７０駆動源
８１固液分離装置
８２メッシュシューター
８３遊離水排出口
８４汚泥排水口
１００汚泥破砕可溶化装置
１０５汚泥の流れ
１１０インバーター
１２０モーター
１３０、２３０回転軸
１４０固定ディスク
１５０、２５０回転ディスク
１６０、２６０筐体
１７０投入口
１８０吐出口
１９０減圧手段
２９５クラウド 1, 2, 3 Static mixer 4 Hot air heater 14 Inorganic flocculant tank 15, 16, 25, 42, 52 Line 24 Alkaline agent tank 34 Polymer flocculant tank 53 Compressor 60 Pressurized sludge solidification concentrator 63 Discharge port 65 Input port 67 Stirrer blade 70 Drive source 81 Solid-liquid separator 82 Mesh shooter 83 Free water discharge port 84 Sludge drain port 100 Sludge crushing and solubilizing device 105 Sludge flow 110 Inverter 120 Motor 130, 230 Rotating shaft 140 Fixed disk 150, 250 Rotating disks 160, 260 Case 170 Input port 180 Discharge port 190 Pressure reducing means 295 Cloud

１、２、３スタッティックミキサー
４熱風ヒーター
１４無機凝集剤タンク
１５、１６、２５、４２、５２ライン
２４アルカリ剤タンク
３４高分子凝集剤タンク
５３コンプレッサー
６０加圧汚泥固形化濃縮機
６３排出口
６５投入口
６７撹拌羽根
７０駆動源
８１固液分離装置
８２メッシュシューター
８３遊離水排出口
８４汚泥排水口
１００汚泥破砕可溶化装置
１０５汚泥の流れ
１１０インバーター
１２０モーター
１３０、２３０回転軸
１４０固定ディスク
１５０、２５０回転ディスク
１６０、２６０筐体
１７０投入口
１８０吐出口
１９０減圧手段
２９５クラウド
本発明の実施態様の一部を以下の項目［１］−［７］に記載する。
［項目１］
凝集汚泥、汚泥から分離した遊離水及び気泡を投入する投入口と、凝集汚泥のフロックを大きく成長させるための撹拌羽根を備える濃縮槽であって、投入口は濃縮槽の下部に位置する、濃縮槽と、大きく成長した凝集汚泥及び汚泥と分離した遊離水を分離する固液分離装置と、回転駆動する駆動源と、排出口とを備える、加圧汚泥固形化濃縮機であって、撹拌羽根及び気泡の浮力による上向き帯流、及び該帯流に伴う旋回流によって、排出口から排出される時点の凝集汚泥の粒径が、投入口から投入した時点の凝集汚泥の粒径よりも大きく成長している、加圧汚泥固形化濃縮機。
［項目２］
投入口から投入される凝集汚泥が、無機凝集剤によって凝集させた一次フロックを、高分子凝集剤でさらに凝集させた二次フロックである、項目１記載の加圧汚泥固形化濃縮機。
［項目３］
前記無機凝集剤がポリ塩化アルミニウムであり、高分子凝集剤が両性高分子凝集剤である、項目２記載の加圧汚泥固形化濃縮機。
［項目４］
前記固液分離装置が、前記排出口から排出された凝集汚泥を加熱乾燥するための熱風ヒーターをさらに備える、項目１〜３のいずれか一項に記載の加圧汚泥固形化濃縮機。
［項目５］
項目１〜４のいずれか一項に記載の加圧汚泥固形化濃縮機、及び汚泥破砕可溶化装置を備える、汚泥処理システム。
［項目６］
無機凝集剤を汚泥に添加して凝集させた一次フロックの凝集汚泥を形成する工程と、
前記一次フロックの凝集汚泥及び汚泥から分離した遊離水を含む混合液に高分子凝集剤を添加してさらに凝集させた二次フロックの凝集汚泥を形成する工程と、
前記二次フロックの凝集汚泥、汚泥から分離した遊離水及び気泡を、項目１〜４のいずれか一項に記載の加圧汚泥固形化濃縮機の投入口に投入する工程と、
気泡の浮力によって凝集汚泥を浮上させ、かつ前記加圧汚泥固形化濃縮機の濃縮槽内における凝集汚泥及び遊離水を、撹拌羽根で撹拌しながら２０分以上帯流させて、投入した凝集汚泥の粒径を大きく成長させる工程と、
固液分離装置で分離水と濃縮汚泥に分離する工程と、を備える、濃縮汚泥の生成方法。
［項目７］
前記固液分離装置で分離水と濃縮汚泥に分離する工程が、汚泥の水分を蒸発させる熱風ヒーターを備える、項目６記載の濃縮汚泥の生成方法。 1, 2, 3 Static mixer 4 Hot air heater 14 Inorganic flocculant tank 15, 16, 25, 42, 52 Line 24 Alkaline agent tank 34 Polymer flocculant tank 53 Compressor 60 Pressurized sludge solidification concentrator 63 Discharge port 65 Input port 67 Stirrer blade 70 Drive source 81 Solid-liquid separator 82 Mesh shooter 83 Free water discharge port 84 Sludge drain port 100 Sludge crushing and solubilizing device 105 Sludge flow 110 Inverter 120 Motor 130, 230 Rotating shaft 140 Fixed disk 150, 250 Rotating disks 160, 260 Case 170 Input port 180 Discharge port 190 Pressure reducing means 295 Cloud
A part of the embodiment of the present invention is described in the following items [1] to [7].
[Item 1]
Aggregated sludge, a concentrating tank equipped with an inlet for introducing free water and bubbles separated from sludge, and a stirring blade for greatly growing flocs of the aggregated sludge, the inlet being located at the lower part of the concentrating tank A pressurized sludge solidifying and concentrating machine comprising a tank, a solid-liquid separation device that separates loose water separated from sludge and sludge that has grown greatly, a drive source that rotates, and a discharge port. And the upward zonal flow caused by the buoyancy of bubbles and the swirl flow accompanying the buoyancy, the particle size of the coagulated sludge at the time of discharge from the discharge port grows larger than the particle size of the coagulated sludge at the time of input from the input port Pressurized sludge solidification concentrator.
[Item 2]
The pressurized sludge solidifying and concentrating machine according to item 1, wherein the aggregated sludge supplied from the inlet is a secondary floc obtained by further aggregating the primary floc aggregated with the inorganic flocculant with the polymer flocculant.
[Item 3]
Item 3. The pressurized sludge solidification concentrator according to item 2, wherein the inorganic flocculant is polyaluminum chloride and the polymer flocculant is an amphoteric polymer flocculant.
[Item 4]
The pressurized sludge solidification concentrator according to any one of items 1 to 3, wherein the solid-liquid separator further includes a hot air heater for heating and drying the aggregated sludge discharged from the discharge port.
[Item 5]
A sludge treatment system comprising the pressurized sludge solidifying and concentrating machine according to any one of items 1 to 4 and a sludge crushing and solubilizing device.
[Item 6]
Adding a flocculant by adding an inorganic flocculant to the sludge to form a primary floc agglomerated sludge;
A step of forming a coagulation sludge of secondary floc obtained by adding a polymer coagulant to the mixed liquid containing free water separated from the coagulation sludge of the primary floc and sludge and further agglomerating;
Aggregating sludge of the secondary floc, free water and air bubbles separated from the sludge, a step of charging into the inlet of the pressurized sludge solidification concentrator according to any one of items 1 to 4,
The aggregated sludge is floated by the buoyancy of the bubbles, and the aggregated sludge and free water in the concentration tank of the pressurized sludge solidifying and concentrating machine are swirled with stirring blades for 20 minutes or more. A step of growing the particle size greatly,
And a step of separating the separated water and concentrated sludge with a solid-liquid separator.
[Item 7]
The method for producing concentrated sludge according to item 6, wherein the step of separating into separated water and concentrated sludge by the solid-liquid separator includes a hot air heater that evaporates the moisture of the sludge.

Claims

凝集汚泥、汚泥から分離した遊離水及び気泡を投入する投入口と、凝集汚泥のフロックを大きく成長させるための撹拌羽根を備える濃縮槽であって、投入口は濃縮槽の下部に位置する、濃縮槽と、大きく成長した凝集汚泥及び汚泥と分離した遊離水を分離する固液分離装置と、回転駆動する駆動源と、排出口とを備える、加圧汚泥固形化濃縮機であって、撹拌羽根及び気泡の浮力による上向き帯流、及び該帯流に伴う旋回流によって、排出口から排出される時点の凝集汚泥の粒径が、投入口から投入した時点の凝集汚泥の粒径よりも大きく成長している、加圧汚泥固形化濃縮機。 Aggregated sludge, a concentrating tank equipped with an inlet for introducing free water and bubbles separated from sludge, and a stirring blade for greatly growing flocs of the aggregated sludge, the inlet being located at the lower part of the concentrating tank A pressurized sludge solidifying and concentrating machine comprising a tank, a solid-liquid separation device that separates loose water separated from sludge and sludge that has grown greatly, a drive source that rotates, and a discharge port. And the upward zonal flow caused by the buoyancy of bubbles and the swirl flow accompanying the buoyancy, the particle size of the coagulated sludge at the time of discharge from the discharge port grows larger than the particle size of the coagulated sludge at the time of input from the input port Pressurized sludge solidification concentrator.

投入口から投入される凝集汚泥が、無機凝集剤によって凝集させた一次フロックを、高分子凝集剤でさらに凝集させた二次フロックである、請求項１記載の加圧汚泥固形化濃縮機。 The pressurized sludge solidifying and concentrating machine according to claim 1, wherein the agglomerated sludge introduced from the inlet is a secondary flock obtained by further aggregating a primary floc agglomerated with an inorganic aggregating agent with a polymer aggregating agent.

前記無機凝集剤がポリ塩化アルミニウムであり、高分子凝集剤が両性高分子凝集剤である、請求項２記載の加圧汚泥固形化濃縮機。 The pressurized sludge solidification concentrator according to claim 2, wherein the inorganic flocculant is polyaluminum chloride and the polymer flocculant is an amphoteric polymer flocculant.

前記固液分離装置が、前記排出口から排出された凝集汚泥を加熱乾燥するための熱風ヒーターをさらに備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載の加圧汚泥固形化濃縮機。 The pressurized sludge solidification concentrator according to any one of claims 1 to 3, wherein the solid-liquid separator further includes a hot air heater for heating and drying the aggregated sludge discharged from the discharge port.

請求項１〜４のいずれか一項に記載の加圧汚泥固形化濃縮機、及び汚泥破砕可溶化装置を備える、汚泥処理システム。 A sludge treatment system comprising the pressurized sludge solidifying and concentrating device according to any one of claims 1 to 4 and a sludge crushing and solubilizing device.

無機凝集剤を汚泥に添加して凝集させた一次フロックの凝集汚泥を形成する工程と、
前記一次フロックの凝集汚泥及び汚泥から分離した遊離水を含む混合液に高分子凝集剤を添加してさらに凝集させた二次フロックの凝集汚泥を形成する工程と、
前記二次フロックの凝集汚泥、汚泥から分離した遊離水及び気泡を、請求項１〜４のいずれか一項に記載の加圧汚泥固形化濃縮機の投入口に投入する工程と、
気泡の浮力によって凝集汚泥を浮上させ、かつ前記加圧汚泥固形化濃縮機の濃縮槽内における凝集汚泥及び遊離水を、撹拌羽根で撹拌しながら２０分以上帯流させて、投入した凝集汚泥の粒径を大きく成長させる工程と、
固液分離装置で分離水と濃縮汚泥に分離する工程と、を備える、濃縮汚泥の生成方法。 Adding a flocculant by adding an inorganic flocculant to the sludge to form a primary floc agglomerated sludge;
A step of forming a coagulation sludge of secondary floc obtained by adding a polymer coagulant to the mixed liquid containing free water separated from the coagulation sludge of the primary floc and sludge and further agglomerating;
Aggregating sludge of the secondary floc, free water and air bubbles separated from the sludge, and a step of feeding into the inlet of the pressurized sludge solidification concentrator according to any one of claims 1 to 4,
The aggregated sludge is floated by the buoyancy of the bubbles, and the aggregated sludge and free water in the concentration tank of the pressurized sludge solidifying and concentrating machine are swirled with stirring blades for 20 minutes or more. A step of growing the particle size greatly,
And a step of separating the separated water and concentrated sludge with a solid-liquid separator.

前記固液分離装置で分離水と濃縮汚泥に分離する工程が、汚泥の水分を蒸発させる熱風ヒーターを備える、請求項６記載の濃縮汚泥の生成方法。 The method for producing concentrated sludge according to claim 6, wherein the step of separating into separated water and concentrated sludge by the solid-liquid separator includes a hot air heater that evaporates the moisture of the sludge.