JP3857155B2 - 原汚泥のvts低減機能を有する遠心分離装置 - Google Patents
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Description
本発明は、下水処理場や汚水処理場などで汚泥脱水や汚泥濃縮を行う遠心分離装置に関し、特にVTS低減機能を有する遠心分離装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
汚泥処理用の遠心分離装置には遠心脱水機や遠心濃縮機等の遠心分離機が使用され、この遠心分離機により、原汚泥を分離液と脱水ケーキもしくは分離液と濃縮汚泥とに固液分離し、その分離液をSS(固形物)回収率が良好な状態に保ちつつ、脱水ケーキもしくは濃縮汚泥の含水率を低下させることは知られている。
【0003】
図3はその遠心分離機として遠心脱水機を使用した従来の遠心分離装置を示すフローシートであり、同図において、1は遠心脱水機であり、この遠心脱水機1はそれぞれが回転可能な外胴ボウルと内胴スクリュウとを備え、それらの外胴ボウルと内胴スクリュウとの回転差である差速を調整できる一般的構成となっている。2は汚泥供給ポンプP1により原汚泥を遠心脱水機1に供給する汚泥供給工程、3はその汚泥供給工程2に凝集剤等の薬品を注入する薬品注入設備である。
【0004】
次に動作について説明する。
汚泥供給ポンプP1の稼動により汚泥供給工程2から原汚泥が供給される遠心脱水機1は、処理量(水量負荷)や薬品注入率が一定の条件で運転されることにより、水と汚泥の比重差を利用して原汚泥を分離液と脱水ケーキとに固液分離する。この場合、遠心脱水機1の外胴ボウルと内胴スクリュウとの差速を小さくすると、脱水ケーキの含水率は低下するが、その反面、SS回収率が悪化する傾向を示し、上記差速を大きくすると、その逆の傾向を示す。
【0005】
このように遠心脱水機1の脱水性能は、上記運転条件・原汚泥の性状・注入薬品(凝集剤)の種類などによって大きく変化するので、これらの要素(ファクター)を最適に調整することが重要である。
【0006】
このような処理状況で脱水性能が悪化した場合には、薬品注入設備3から汚泥供給工程2の汚泥に注入する薬品の種類を変えることによって原汚泥の性状を改質するか、もしくは、遠心脱水機1自体のグレードアップなどで対応しているのが現状である。
【0007】
ここで、図3に示す遠心脱水機1の通常運転条件について、その一例を具体的に述べると、汚泥供給ポンプP1の公称能力は10m3 /h、薬品注入設備3の薬品注入率は1.5%/TSであって、機械条件(遠心脱水機1の外胴ボウルと内胴スクリュウの差速)は最適に調整されている。
【0008】
このような遠心脱水機1の通常運転条件での原汚泥のTS(全蒸発残留物)濃度は10,000〜25,000mg/lであり、VTS(有機物含有率)は80%前後である。つまり、TSの8割が低比重の有機物成分である。そして、遠心脱水機1による脱水処理での脱水ケーキ含水率は約80%、分離液のTSは約4,000mg/l、分離液のVTSは約30%である。
【0009】
即ち、遠心脱水機1による汚泥の遠心脱水処理において、SS回収率95%以上(分離液のSSが低い状態)を維持する状態で遠心脱水している場合、脱水分離液の性状は、溶存物質であるDS濃度が高いためにTS濃度は極端に低下しないが、その反面、低比重の有機物を主体とする固形物は殆ど除去されるためにSS濃度は極端に低下する。そのため、脱水分離液のVTSは原汚泥のVTSに比べかなり低い値になる。
【0010】
図4は脱水性能が悪化した場合の対策の一つとして原汚泥に希釈水を注入する遠心分離装置を示すフローシートであり、同図において、4は希釈水注入設備である。この希釈水注入設備4から汚泥供給工程2の原汚泥(TS20,000mg/l・VTS80%)に希釈水(5m3 /hの真水または雑用水)を注入した場合、希釈水のVTSは2%で非常に低いがTSも200mg/lで非常に低いため、汚泥供給工程2で希釈されて遠心脱水機1に供給される原汚泥のVTSは79%であって殆ど下がらないのが実状である。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
従来の遠心分離装置は以上のように構成され、原汚泥をそのまま遠心分離機に投入するだけで脱水ケーキもしくは濃縮汚泥と分離液とに固液分離しているので、その固液分離性能は、原汚泥の性状・凝集剤等薬品の種類・遠心分離機の機械仕様によって大きく左右され、固液分離性能が悪化した場合、薬品の種類変更による汚泥凝集性の改善や機械装置自体のグレードアップなどでの対応しかないという課題があり、簡便な固液分離性能の改善方法が望まれている。
【0012】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、既存の遠心分離機をそのまま利用できるものでありながら、運転条件や機械仕様を変えることなく、わずかな工程を付加するだけで、脱水ケーキもしくは濃縮汚泥の含水率の低減化・SS回収率の向上など固液分離性能の向上が図れるVTS低減機能を有する遠心分離装置を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項1記載の発明は、原汚泥を分離液と濃縮液または脱水ケーキとに固液分離する遠心分離機と、該遠心分離機に原汚泥を供給する汚泥供給管路と、前記遠心分離機から分離液を排出する分離液排出管路と、ポンプを備えるとともに、前記汚泥供給管路と前記分離液排出管路とを接続し、原汚泥と前記分離液とを混合する分離液返送管路と、前記分離液で希釈された原汚泥に薬品を注入する薬品注入設備とを備えたことを特徴とする原汚泥のVTS低減機能を有することを特徴とするものである。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態1.
図1は本発明の実施の形態1による遠心分離装置を示すフローシートであって、図3および図4と同一または相当部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
図1において、5は遠心分離機(遠心脱水機もしくは遠心濃縮機)1から排出される分離液の一部を汚泥供給工程2に返送するための分離液返送工程であり、この分離液返送工程5には分離液返送用のポンプP2が設けられている。ここで、分離液返送工程5は、遠心分離機1の分離液排出管路1aと汚泥供給工程2の管路とを前記ポンプP2を介して接続する管路からなっている。
【0015】
次に動作について説明する。
汚泥供給工程2から原汚泥が供給された遠心分離機1は、その遠心分離作用により原汚泥を脱水ケーキもしくは濃縮汚泥と分離液とに固液分離するが、この場合、遠心分離機1から排出される分離液の一部がポンプP2により分離液返送工程5を通って汚泥供給工程2に返送される。
【0016】
このように、遠心分離機1から排出される分離液の一部が汚泥供給工程2に返送されることによって、汚泥供給工程2から遠心分離機1に供給される原汚泥は返送分離液が混入して該返送分離液で希釈された汚泥となる。このため、原汚泥のTSはある程度低下するものの、VTSも充分に低下し、その結果、原汚泥の水と汚泥成分の比重差が大きくなり、固液分離性能が改善されることとなる。
【0017】
上述のように、原汚泥にVTSの低い分離液を混入させた場合、原汚泥に含まれる汚泥成分の組成は、低比重の有機物成分の割合が減少し、高比重の無機物成分の割合が増加し、その結果、原汚泥の汚泥成分の比重が高まるため、水と汚泥成分の比重差を利用する遠心分離機1による固液分離性能が向上する。
【0018】
次に、この実施の形態1による図1の遠心脱水機利用による遠心分離装置と、図3および図4に示す従来の遠心脱水機利用による遠心分離装置とを実験して性能を比較した結果を以下に述べる。
この実験において、比較対象とする各遠心分離装置は同一の通常運転条件とした。即ち、それぞれの汚泥供給ポンプP1の公称能力は10m3 /h、原汚泥はTS濃度が20,000mg/l、VTSが80%であり、薬品注入率1.5%/TSとした。また、図4の場合、希釈水は5m3 /h、TS200mg/l、VTS2%とした。さらに、図1の場合、返送分離液は5m3 /hとした。
【0019】
その実験の結果、原汚泥に薬品のみを注入した図3の遠心分離装置の場合、遠心脱水機1による固液分離で得られた脱水ケーキの含水率は80%、分離液はTSが4000mg/l、VTSが30%であり、分離液のVTSが原汚泥のVTSに比べてかなり低い値となっている。
次に図4の遠心分離装置の場合、上記希釈水が注入されて遠心脱水機1に供給される原汚泥はTSが13,000mg/l、VTSが79%となって、遠心脱水機1に供給される希釈後の原汚泥のVTSが希釈前の原汚泥のVTSに比して殆ど下がらないため、原汚泥の改質(高比重化)には不十分であり、固液分離性能の改善には効果的でないことが分かる。
【0020】
一方、本発明の実施の形態1による図1の遠心分離装置の場合、遠心脱水機1から排出される分離液の一部を汚泥供給工程2に返送することにより、その返送分離液で希釈されて遠心脱水機1に供給される原汚泥は、TSが14,500mg/l、VTSが76%となって、原汚泥のTSは低下するがVTSも低下するため、原汚泥は充分に改質(高比重化)され、固液分離性能の改善に効果的であることが分かる。なお、固液分離後の脱水ケーキの含水率は76%、分離液はTSが3,000mg/lであり、VTSが25%であった。
【0021】
なお、凝集剤などの薬品添加は、汚泥濃度計や粘度計などの計測機器を利用した制御装置で調整するようにしてもよく、この場合、更に安定した汚泥処理が行える。
【0024】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、遠心分離機で固液分離された該遠心分離機から排出される分離液の一部を遠心分離機に対する汚泥供給工程に返送し、原汚泥と分離液とを混合して原汚泥の有機物含有率を低下させる構成としたので、既存の遠心分離機をそのまま利用して分離液返送工程を設けるだけの頗る簡単な構成でありながら、返送分離液で希釈されて遠心分離機に供給される原汚泥は水と汚泥成分の比重差が大きくなることにより、運転条件や設備を殆ど変更せずに、遠心分離機による固液分離性能を向上させることができるという効果がある。
また、原汚泥が返送分離液で希釈されることにより、遠心分離機の処理量は増大するが、遠心分離機の制限要因はSS(固形物)負荷であるため、運転には支障なく、且つ、運転時間が延長されるようなこともなく、上述の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態1によるVTS低減機能を有する遠心分離装置を示すフローシートである。
【図2】 従来の遠心分離装置を示すフローシートである。
【図3】 従来の他の遠心分離装置を示すフローシートである。
【符号の説明】
1 遠心分離機
2 汚泥供給工程
3 薬品注入設備
5 分離液返送工程
Claims (1)
- 原汚泥を分離液と濃縮液または脱水ケーキとに固液分離する遠心分離機と、
該遠心分離機に原汚泥を供給する汚泥供給管路と、
前記遠心分離機から分離液を排出する分離液排出管路と、
ポンプを備えるとともに、前記汚泥供給管路と前記分離液排出管路とを接続し、原汚泥 と前記分離液とを混合する分離液返送管路と、
前記分離液で希釈された原汚泥に薬品を注入する薬品注入設備と
を備えたことを特徴とする原汚泥のVTS低減機能を有する遠心分離装置。
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