JP3903070B1 - 汚泥脱水処理装置および汚泥脱水処理装置による汚泥の脱水方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 安定的に汚泥を脱水することができ、高分子凝集剤の添加量を低減することができ、しかも省スペース型の汚泥脱水処理装置を提供する。
【解決手段】汚泥脱水処理装置１を、この汚泥脱水処理装置１を構成する２台の回転加圧脱水手段１０，１０′それぞれの汚泥供給部１８は円盤状のろ過板の回転中心より下部側であって、かつ脱水処理室の外周部から脱水処理室内に汚泥を供給する位置に設けられ、脱水ケーキ排出部は脱水処理室内の脱水ケーキを円盤状のろ過板の回転中心より上部側であって、かつ脱水処理室の外周部から排出する位置に設けられると共に、前記各汚泥供給部それぞれの下側の汚泥入口に、汚泥と高分子凝集剤を攪拌する攪拌装置を備えた凝集混和槽３０が直結されてなる構成とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、凝集混和槽により凝集剤を・混合した産業排水汚泥、下水汚泥等の凝集剤混合汚泥を脱水処理室内に供給し、脱水処理室内において円盤状のろ過板の回転に追随させて回転させながら、ろ過板からろ過液を排出させて濃縮脱水する回転加圧脱水手段を備えた汚泥脱水処理装置および汚泥脱水処理装置による汚泥の脱水方法に関する。

産業排水汚泥、下水汚泥等の汚泥を濃縮脱水する回転加圧脱水機は、減速機付電動機により駆動される水平な駆動軸により内輪スペーサと共に回転され、ろ過面を有する一対の円盤状のろ過板を備えている。これら一対のろ過板と、これら一対のろ過板の外縁が摺接する外輪スペーサとの間には脱水処理室が形成されている。また、この脱水処理室に、高分子凝集剤の添加・混合により調質された汚泥を供給する汚泥供給部を備えると共に、この脱水処理室から脱水ケーキを排出する脱水ケーキ排出部を備えている。この従来例に係る回転加圧脱水機の前記汚泥供給部は、前記円盤状のろ過板の回転中心より上部側であって、かつ脱水処理室の外周部から脱水処理室内に汚泥を供給する位置に設けられている。
また、前記脱水ケーキ排出部は、脱水処理室内の脱水ケーキを前記円盤状のろ過板の回転中心より下部側であって、かつ脱水処理室の外周部から排出する位置に設けられている（例えば、特許文献１，２、非特許文献１参照。）。

そして、上記のような構成の回転加圧脱水機が２台並設されてなる汚泥脱水処理装置が特許文献１に開示され、また上記のような構成の回転加圧脱水機が４台、６台並設されてなる汚泥脱水処理装置が非特許文献１に開示されている。なお、複数台の回転加圧脱水機は、何れも１台の減速機付電動機により駆動されるように構成されている。

因みに、上記従来例に係る回転加圧脱水機は、下記のようにして運転される。
（１）運転の開始により、０．５〜１．３ｒｐｍの回転速度で回転される内輪スペーサを介して一対の円盤状のろ過板が回転される。
（２）高分子凝集剤の添加・混合により調質された調質汚泥が、汚泥圧入ポンプにより汚泥供給部を介して脱水処理室内に最大１００ｋＰａの圧力で連続供給され、ろ過ゾーンでろ過が行われる。
（３）ろ過された汚泥は圧搾脱水ゾーンに至り、徐々に流動性を失いろ過の表面にケーキ層を徐々に形成しながらろ過板の回転力により脱水ケーキ排出部の排出口の方向に移動する。
（４）ろ過板表面の脱水ケーキ層により固形物の捕捉が進行する。
（５）脱水ケーキ排出部の排出口に配設され、空気ばねにより付勢された背圧板により、脱水処理室内の背圧が最大６００ｋＰａの一定圧力で保持し続けられている。
（６）流動性を失った汚泥は、ろ過板による剪断力と、背圧板による背圧により圧搾脱水される。
（７）圧搾脱水された低含水率の脱水ケーキは、背圧板を押し退けて機外へ排出される。
特表２００４−５３２７３３号公報 特開２００４−９００４８号公報 回転加圧脱水機、社団法人下水道新技術推進機構、２００２年３月、ｐ．１２−３５

上記従来例に係る回転加圧脱水機は、下記のような優れた特徴を備えているために、近年、産業排水汚泥、下水汚泥等の汚泥の処理施設において次第に採用されるようになってきている。
（１）起動、停止に特別な工程を必要とせず、構造がシンプルである。
（２）既存の高分子系の脱水機よりも脱水性能が優れている。
（３）複数台の回転加圧脱水機を容易に並設することができるため、幅広い処理量に容易に対応することができる。
（４）他種の高分子系の脱水機よりも軽量でコンパクトである。
（５）密閉構造であるため、臭気対策が容易である。
（６）ろ過板の回転速度が極めて低速（０．５〜１．３ｒｐｍ）であるため、所要動力が小さい。
（７）ろ過板の表面積が小さいため、洗浄水量が僅かである。
（８）低速回転であり、かつ回転部分も少なく給油・給脂個所も少ないため、維持管理が容易である。
（９）ろ過板の洗浄時間が短く、運転中の洗浄も可能であり、短時間で起動することができ、無駄時間が少ないため、他種の脱水機に比較して稼働率が高い。

この従来例に係る回転加圧脱水機には上記のような利点があるから、極めて優れていると考えられる。ところで、この従来例に係る回転加圧脱水機は、上記のとおり、ろ過板の回転中心よりも上部側から脱水処理室内に供給された汚泥を、ろ過し圧搾脱水して脱水ケーキとして、ろ過板の回転中心より下部側の脱水ケーキ排出部の排出口から排出する構成である。そのため、未脱水汚泥が脱水処理室の下部側に流下し、下部側の脱水ケーキ排出部の排出口から低脱水率の脱水ケーキが排出されることがある。つまり、汚泥の脱水が不安定になることがあるという問題がある。このように低脱水率の脱水ケーキが排出されると、後続のホッパ貯留量の急激な増加や、コンベヤの場合は汚泥の漏れが発生し、無人での復旧は不可能であるというような問題が生じるので好ましくない。

また、高分子凝集剤や無機凝集剤を添加・混合して調質した汚泥を長い汚泥供給ラインを介して凝集混和槽から回転加圧脱水機に供給するように構成されている。従って、この従来例に係る回転加圧脱水機には、下記のような問題もある。即ち、汚泥供給ラインを介して汚泥が移送されている間に、この汚泥供給ライン内で凝集汚泥フロックが破壊される虞があり、脱水性能が悪化する場合がある。また、回転加圧脱水機に複数の脱水処理室が設けられている場合においては、複数の脱水処理室それぞれの汚泥供給部に連通する汚泥供給ラインの流路抵抗を、実質的に同等に設定することが困難なため、複数の脱水処理室のそれぞれに等量ずつの汚泥を供給することができず、汚泥供給量が過多となり十分脱水できない脱水処理室や、汚泥過少となり内部汚泥が押し出されず固着するといった非常に不安定な運転になるという問題が生じる虞がある。さらに、原汚泥には、例えば固形物当り１％程度の高分子凝集剤を添加する必要があるため汚泥脱水処理コストの低減が難しいのに加えて、汚泥脱水処理装置の設置に広いスペースを要するという問題もある。

従って、本発明の目的は、安定的に汚泥を脱水することができ、凝集剤の添加量を低減することができ、しかも省スペース型の汚泥脱水処理装置および汚泥脱水処理装置による汚泥の脱水方法を提供することである。

発明者等は、発想を転換して鋭意研究を進めた結果、後述する点を知見して、本発明を具現するに至ったものである。
（１）ろ過板を逆回転させても脱水処理室の汚泥を下側から上側に汚泥を移動させることができる。
（２）流動性が高い未脱水汚泥は脱水が進行して流動性が低下しなければ、脱水処理室の上側に移動しない。
（３）汚泥供給部の下側に開口する汚泥入口から汚泥を回転加圧脱水機の脱水処理室の下部側に供給する構成にすれば、フロックが潰れ難くなるため高分子凝集剤の添加量を低減することができる。
（４）汚泥供給部の下側に開口する汚泥入口に凝集混和槽を直結すれば、回転加圧脱水機の複数の脱水処理室のそれぞれに等量ずつの汚泥を供給することができる。

従って、上記課題を解決するために、本発明の請求項１に係る汚泥脱水処理装置が採用した手段の要旨は、水平な駆動軸により回転され、少なくとも幅方向の一方側に、多数の水透過穴が設けられてなるろ過面を有する円盤状のろ過板を備えた脱水処理室内に凝集剤が添加・混合された汚泥を供給する汚泥供給部が設けられると共に、脱水ケーキを排出する脱水ケーキ排出部が設けられた回転加圧脱水手段が配設されてなる汚泥脱水処理装置において、前記回転加圧脱水手段の汚泥供給部は前記円盤状のろ過板の回転中心より下部側であって、かつ脱水処理室の外周部から脱水処理室内に汚泥を供給する位置に設けられ、前記脱水ケーキ排出部は脱水処理室内の脱水ケーキを前記円盤状のろ過板の回転中心より上部側であって、かつ脱水処理室の外周部から排出する位置に設けられると共に、前記汚泥供給部の下側に開口する汚泥入口に、汚泥と凝集剤を攪拌する攪拌手段を備えた凝集混和槽が直結されてなることを特徴とするものである。

本発明の請求項２に係る汚泥脱水処理装置が採用した手段の要旨は、請求項１に記載の汚泥脱水処理装置において、前記回転加圧脱水手段が複数、かつ前記複数の回転加圧脱水手段の個別の汚泥供給部の汚泥入口から供給された凝集剤混合汚泥を個別の脱水処理室内にて圧搾脱水し、個別の脱水ケーキ排出部から脱水ケーキを排出するように並列配置されていることを特徴とするものである。

本発明の請求項３に係る汚泥脱水処理装置が採用した手段の要旨は、請求項１または２のうちの何れか一つの項に記載の汚泥脱水処理装置において、前記回転加圧脱水手段の汚泥供給部は、前記脱水ケーキ排出部の排出口から排出される脱水ケーキの下方への落下を妨げない形状に形成されてなることを特徴とするものである。

本発明の請求項４に係る汚泥脱水処理装置が採用した手段の要旨は、請求項１乃至３のうちの何れか一つの項に記載の汚泥脱水処理装置において、前記脱水処理室内に背圧を発生させるために、前記脱水ケーキ排出部の排出口に背圧板が設けられていることを特徴とするものである。

本発明の請求項５に係る汚泥脱水処理装置が採用した手段の要旨は、請求項４に記載の汚泥脱水処理装置において、前記背圧板は、前記排出口の上側部分の幅寸法を狭める上部背圧板と、前記排出口の下側部分幅寸法を狭める下部背圧板とからなり、これら上部背圧板と、下部背圧板のそれぞれを個別に制御する制御手段が設けられてなることを特徴とするものである。

本発明の請求項６に係る汚泥脱水処理装置による汚泥の脱水方法が採用した手段の要旨は、水平な駆動軸により回転され、少なくとも幅方向の一方側に、多数の水透過穴が設けられてなるろ過面を有する円盤状のろ過板を備えた脱水処理室内に凝集剤が添加・混合された汚泥を供給する汚泥供給部が設けられると共に、脱水ケーキを排出する脱水ケーキ排出部が設けられた回転加圧脱水手段が配設されてなる汚泥脱水処理装置による汚泥の脱水方法において、汚泥と凝集剤を攪拌する攪拌手段を備えた凝集混和槽から前記回転加圧脱水機の円盤状のろ過板の回転中心より下部側であって、かつ脱水処理室の外周部に設けられた汚泥供給部に凝集剤混合汚泥を供給し、脱水ケーキを前記円盤状のろ過板の回転中心より上部側であって、かつ脱水処理室の外周部に設けられた脱水ケーキ排出部から排出することを特徴とするものである。

本発明の請求項７に係る汚泥脱水処理装置による汚泥の脱水方法が採用した手段の要旨は、請求項６に記載の汚泥脱水処理装置による汚泥の脱水方法において、前記凝集混和槽から凝集剤混合汚泥を、複数の回転加圧脱水手段の脱水処理室のそれぞれの個別の汚泥供給部の汚泥入口に供給すると共に、各回転加圧脱水手段の脱水処理室のそれぞれの個別の脱水ケーキ排出部から脱水ケーキを排出することを特徴とするものである。

本発明の請求項８に係る汚泥脱水処理装置による汚泥の脱水方法が採用した手段の要旨は、請求項６または７のうち何れか一つの項に記載の汚泥脱水処理装置による汚泥の脱水方法において、前記凝集剤混合汚泥を、排出される脱水ケーキの下方への落下を妨げない位置から供給することを特徴とするものである。

本発明の請求項９に係る汚泥脱水処理装置による汚泥の脱水方法が採用した手段の要旨は、請求項６乃至８のうちの何れか一つの項に記載の汚泥脱水処理装置による汚泥の脱水方法において、前記脱水処理室内に背圧を発生させるために、前記脱水ケーキ排出部の排出口に設けた背圧板の角度を制御して前記排出口の幅寸法を調整することを特徴とするものである。

本発明の請求項１０に係る汚泥脱水処理装置による汚泥の脱水方法が採用した手段の要旨は、請求項９に記載の汚泥脱水処理装置による汚泥の脱水方法において、前記背圧板の上部背圧板により排出口の上側部分の幅寸法を制御すると共に、前記背圧板の下部背圧板により前記排出口の下側部分の幅寸法が前記上側部分の幅寸法よりも広くなるように制御することを特徴とするものである。

本発明の請求項１または２に係る汚泥脱水処理装置では、回転加圧脱水手段の汚泥供給部は前記円盤状のろ過板の回転中心より下部側であって、かつ脱水処理室の外周部から脱水処理室内に汚泥を供給する位置に設けられ、前記脱水ケーキ排出部は脱水処理室内の脱水ケーキを前記円盤状のろ過板の回転中心より上部側であって、かつ脱水処理室の外周部から排出する位置に設けられると共に、前記汚泥供給部の下側に開口する汚泥入口に、汚泥と凝集剤を攪拌する攪拌手段を備えた凝集混和槽が直結されている。また、本発明の請求項６または７に係る汚泥脱水処理装置による汚泥の脱水方法では、汚泥と凝集剤を攪拌する攪拌手段を備えた凝集混和槽から前記回転加圧脱水手段の円盤状のろ過板の回転中心より下部側であって、かつ脱水処理室の外周部に設けられた汚泥供給部に凝集剤混合汚泥を供給し、脱水ケーキを前記円盤状のろ過板の回転中心より上部側であって、かつ脱水処理室の外周部に設けられた脱水ケーキ排出部から排出する。

従って、本発明の請求項１または２に係る汚泥脱水処理装置、本発明の請求項６または７に係る汚泥脱水処理装置による汚泥の脱水方法によれば、未脱水汚泥は流動性が高いため脱水処理室の上部側に移動することがなく、脱水処理室の下部側で確実にろ過されて流動性が失われて始めて脱水処理室の上部側に移動する。そのため、従来例に係る回転加圧脱水機のように、脱水ケーキ排出部の排出口から低脱水率の脱水ケーキが排出されるようなことがなく、汚泥が安定的に脱水される。また、汚泥供給部の下側に開口する汚泥入口から汚泥を回転加圧脱水手段の脱水処理室の下部側に供給する構成で、フロックが潰れ難いため凝集剤の添加量を低減することができる。さらに、汚泥供給部の下側に開口する汚泥入口に凝集混和槽が直結されていて、回転加圧脱水手段が複数並列設置されている場合、各回転加圧脱水手段の脱水処理室に等量ずつの汚泥を供給することができるので、安定運転することができる（処理汚泥量や脱水ケーキ含水率が安定する）のに加えて、長尺の汚泥供給ラインが不要であるから、汚泥脱水処理装置のコンパクト化が可能になり、従来例よりも狭い設置スペースに設置することができる。

本発明の請求項３に係る汚泥脱水処理装置では、回転加圧脱水手段の汚泥供給部は、前記脱水ケーキ排出部の排出口から排出される脱水ケーキの下方への落下を妨げない形状に形成されている。また、本発明の請求項８に係る汚泥脱水処理装置による汚泥の脱水方法では、凝集剤混合汚泥を、排出される脱水ケーキの下方への落下を妨げない位置から供給する。従って、脱水ケーキ排出部の排出口から排出される脱水ケーキを搬送する脱水ケーキ搬送コンベアや脱水ケーキを受取るホッパ等の脱水ケーキ搬出・受取手段の一端を、脱水ケーキ排出部の排出口の下側に配設することができ、汚泥供給部が脱水ケーキ搬出・受取手段の配設に支障になるようなことがない。

本発明の請求項４に係る汚泥脱水処理装置の回転加圧脱水手段では、脱水処理室内に背圧を発生させるために、脱水ケーキ排出部の排出口に背圧板が設けられている。また、本発明の請求項９に係る汚泥脱水処理装置による汚泥の脱水方法では、脱水処理室内に背圧を発生させるために、脱水ケーキ排出部の排出口に設けた背圧板の角度を制御して前記排出口の幅寸法を調整する。従って、本発明の請求項４に係る汚泥脱水処理装置の回転加圧脱水手段または本発明の請求項９に係る汚泥脱水処理装置による汚泥の脱水方法によれば、脱水処理室内に背圧が発生するので、圧搾脱水が可能となり、含水率を低下させることができる。

本発明の請求項５に係る汚泥脱水処理装置では、背圧板は、排出口の上側部分の幅寸法を狭める上部背圧板と、排出口の下側部分幅寸法を狭める下部背圧板とからなり、これら上部背圧板、下部背圧板それぞれを個別に制御する制御手段が設けられている。また、本発明の請求項１０に係る汚泥脱水処理装置による汚泥の脱水方法では、背圧板の上部背圧板により排出口の上側部分の幅寸法を制御すると共に、背圧板の下部背圧板により排出口の下側部分の幅寸法が上側部分の幅寸法よりも広くなるように制御する。

従って、本発明の請求項５に係る汚泥脱水処理装置または本発明の請求項１０に係る汚泥脱水処理装置による汚泥の脱水方法によれば、回転加圧脱水手段の脱水処理室内を移動して脱水ケーキ排出部の排出口の上側部分から排出される汚泥の含水率が、下側部分から排出される汚泥の含水率より高くなるという脱水ケーキの上下方向の含水率分布が不均一になるという問題を解決することができる。即ち、上部背圧板を下部背圧板よりも強い押圧力で押圧して、排出口の上下方向の上側の幅寸法を下側の幅寸法よりも小寸法に制御することにより、脱水処理室の外周側を移動する汚泥の含水率を、脱水処理室の回転中心側を移動する汚泥の含水率のように低くすることができるから、脱水ケーキの上下方向の含水率分布の均一化に大いに寄与することができる。

以下、本発明の実施の形態に係る汚泥脱水処理装置を、添付図面を順次参照しながら説明する。図１は本発明の実施の形態に係る汚泥脱水処理装置の側面図、図２は本発明の実施の形態に係る汚泥脱水処理装置を脱水ケーキ排出側から見た背面図である。図３は本発明の実施の形態に係る汚泥脱水処理装置を構成する回転加圧脱水手段の概略構成を示す一部省略側面図、図４は図３のＡ−Ａ線断面図である。図５は本発明の実施の形態に係る汚泥脱水処理装置を構成する回転加圧脱水手段の外輪スペーサの側面図、図６は本発明の実施の形態に係る汚泥脱水処理装置を構成する凝集混和槽の縦断面図である。

図１および図２に示す符号１は、本発明の実施の形態に係る汚泥脱水処理装置である。
この汚泥脱水処理装置１は、主としてベース２上に設置された架台３の上に設けられ、減速機付電動機４の垂直軸心周りの回転を水平軸心回りであって、かつ左右に突出する駆動軸１２を同一方向に回転させるギヤボックス５を備えている。また、前記駆動軸１２で駆動される２台の回転加圧脱水手段１０，１０′と、前記ベース２上に設けられ、前記回転加圧脱水手段１０，１０′のそれぞれに、図示しない薬液供給タンクから供給される高分子凝集剤や無機凝集剤を原汚泥に添加・混合して調質し、調質した汚泥を供給する凝集混和槽３０を備えている。さらに、前記回転加圧脱水手段１０，１０′それぞれの脱水ケーキ排出口から排出される脱水ケーキを受取るホッパ６を備えている。以下、本発明の実施の形態に係る汚泥脱水処理装置１を構成する上記各構成機器のうち、回転加圧脱水手段と、凝集混和槽との構成を説明する。

先ず、本発明の実施の形態に係る汚泥脱水処理装置１を構成する主要部である回転加圧脱水手段を、添付図面の図３、図４および図５を順次参照しながら説明する。なお、２台の回転加圧脱水手段１０，１０′は、左右勝手反対の構成であって、これら回転加圧脱水手段１０，１０′の構成部品の構成は同等であるから、図２において右側に示す回転加圧脱水手段１０を取上げて説明する。また、作用態様に係る説明においては、左側の回転加圧脱水手段１０′の構成部品の符号は、右側の回転加圧脱水手段１０の構成部品の符号と同一とする。

図３に示す符1０は、本発明の実施の形態に係る回転加圧脱水手段である。この回転加圧脱水手段１０の基本的な構成は、従来例に係るものと同様である。即ち、この回転加圧脱水手段１０は、図示しない減速機付電動機４、ギヤボックス５により、０．５〜１．３ｒｐｍの回転速度で回転される駆動軸１２を備えている。この駆動軸１２には、この駆動軸１２の回転により沈みキー１２ａを介して回転される内輪スペーサ１３が嵌着されると共に、この内輪スペーサ１３を囲む外輪スペーサ１４が配設されている。なお、前記内輪スペーサ１３はボス部１３ａと同心に設けられており、このボス部１３ａを介して回転されるように構成されている。

前記外輪スペーサ１４には、この外輪スペーサ１４の中心側に内輪スペーサ１３の外周面が摺接する凹曲面を有する水平な仕切りスペーサ１５が設けられており、この仕切りスペーサ１５の下側には、横方向に開口する汚泥流入口２０ａが形成されている。また、この仕切りスペーサ１５の上側に、横方向に開口する脱水ケーキ排出部１９が設けられている。さらに、前記仕切りスペーサ１５の側面には、横方向に長い溝と、この溝の底部に開口する複数の水流出口とから構成され、後述する第１，２ろ過板を洗浄する洗浄水を排出する洗浄水排出部１５ａが設けられている。

前記内輪スペーサ１３の両側面から突出する前記ボス部１３ａの前記駆動軸１２の先端側には、多数の水透過穴１６ａが設けられた円盤状の第１ろ過板１６が設けられている。
また、前記駆動軸１２の基端側には、前記第１ろ過板１６と同構成であって、多数の水透過穴１７ａが設けられた円盤状の第２ろ過板１７が設けられている。ところで、本実施の形態に係る汚泥脱水処理装置の回転加圧脱水手段の第１ろ過板１６および第２ろ過板１７には、直径０．５ｍｍの水透過穴を有するパンチングメタルを用いた。しかしながら、これに限らず、回転加圧脱水手段においては、ろ過板の水透過穴への汚泥の目詰まり抑制等の観点から、ろ過板の水透過穴の直径を、０．３〜１．０ｍｍの範囲に設定するのが好ましい。

即ち、これら第１ろ過板１６と第２ろ過板１７は、駆動軸１２にそれらの回中心に設けられた嵌合穴が嵌合されことにより取付けられている。これら第１ろ過板１６と第２ろ過板１７の嵌合穴側は、図示しない固着手段により、これら第１，２ろ過板１６，１７の相対する面が、図示しない機械的締結手段により、前記内輪スペーサ１３の側面に密着する状態に固着されている。そして、これら第１，２ろ過板１６，１７の外周付近の相対する面は、前記外輪スペーサ１４の内周部付近の面に摺接するように構成されている。

前記内輪スペーサ１３の外周面、前記外輪スペーサ１４の内周面、前記第１ろ過板１６、および前記第２ろ過板１７との間には、前記汚泥流入口２０ａから前記脱水ケーキ排出部１９側に向って順に、前記汚泥流入部２０ａから流入する汚泥をろ過するろ過ゾーン２０ｂと、ろ過水が除去された汚泥を圧搾脱水する圧搾脱水ゾーン２０ｃとに区分される脱水処理室２０が形成されている。前記汚泥流入口２０ａには、下側に開口する汚泥入口１８ａ、汚泥流路を介して前記汚泥入口部２０ａに汚泥を供給する汚泥供給部１８が取付けられている。なお、前記脱水処理室２０内であって、かつ第１ろ過板１６と第２ろ過板１７との相対する側の面のそれぞれに接触してなるものは、第１ろ過板１６と第２ろ過板１７の面のそれぞれに付着するケーキを掻取るスクレーパ２０ｄである。

前記第１ろ過板６の外側には第１カバー２１が配設され、この第１カバー２１はフランジ部が前記前記外輪スペーサ１４の側面に固着されている。また、前記第２ろ過板１６の外側には第２カバー２２が配設され、この第２カバー２２はフランジ部が前記前記外輪スペーサ１４の側面に固着されている。これら第１カバー２１、第２カバー２２それぞれの下部には、下方に突出するドレン管２３が設けられており、前記汚泥供給部１８、汚泥入口部１８ａを経て脱水処理室２０内に供給され、前記第１，２ろ過板１６，１７に設けられた多数の水透過穴１６ａ，１７ａを介して、前記第１カバー２１内、前記第２カバー２２内に排出された汚泥中の水分は、前記ドレン管２３から機外に排水されるように構成されている。

また、前記汚泥供給部１８は、前記脱水ケーキ排出部１９の排出口１９ａから排出される脱水ケーキの下方への落下を妨げない形状に形成されている。より具体的には、図３，５から良く理解されるように、この汚泥供給部１８の図における左方向への突出寸法は、この脱水ケーキ排出部１９の排出口１９ａの図における左方向への突出寸法よりも小寸法になるように設定されている。そのため、脱水ケーキ排出部１９の排出口１９ａから排出される脱水ケーキを搬送する脱水ケーキ搬送コンベアや脱水ケーキを受取るホッパ等の脱水ケーキ搬出・受取手段の一端を、脱水ケーキ排出部１９の排出口１９ａの下側に配設することができ、汚泥供給部１８が脱水ケーキ搬出・受取手段の配設に支障になるようなことがない。

さらに、この脱水ケーキ排出部１９の排出口１９ａには、脱水処理室２０の圧搾脱水ゾーン２０ｂ内の圧搾脱水汚泥に対して背圧を付与する、後述する背圧板２４が設けられている。この背圧板２４は、制御手段である図示しない空気ばねにより押圧されることにより排出口１９ａの幅寸法を狭める上部背圧板２４ａと、制御手段である図示しない空気ばねにより押圧されることにより排出口１９ａの幅寸法を狭める下部背圧板２４ｂとからなり、これら上部背圧板２４ａと、下部背圧板２４ｂはそれぞれ個別に制御されるように構成されている。

なお、前記上部背圧板２４ａと、前記下部背圧板２４ｂをそれぞれ個別に制御するようにしたのは、第１，２ろ過板１６，１７の回転中心側を移動する汚泥と、外周側を移動する汚泥の脱水率の相違を解消するためである。即ち、回転加圧脱水手段の場合、一般に、脱水処理室の回転中心側を移動して排出口１９ａから排出される脱水ケーキの下側部分の含水率は、外周側を移動して排出口１９ａから排出される脱水ケーキの上側部分の含水率より低くなり、脱水ケーキの上下方向の含水率分布にばらつきが生じる。そこで、上部背圧板２４ａを下部背圧板２４ｂよりも強い押圧力で押圧して排出口１９ａの上下方向の上側の幅寸法を下側の幅寸法よりも小寸法にすることにより、排出口１９ａの上側の背圧を下側の背圧よりも高圧にして幅寸法よりも小寸法にして、第１，２ろ過板１６，１７の外周側を移動する汚泥の脱水率を高めるようにするものである。

次に、図示しない薬液供給タンクから供給される高分子凝集剤を原汚泥に添加・混合して調質し、調質した汚泥を回転加圧脱水手段１０，１０′に供給する凝集混和槽３０を添付図面の図６を参照しながら説明する。この凝集混和槽３０は、下部の１個所に汚泥供給口３１ａが設けられると共に、上部の２個所に汚泥出口３１ｂが設けられてなる密閉式の槽本体３１を備えている。この槽本体３１の内部には、一端側がこの槽本体３１の一端側から外方に水密可能に突出する駆動軸３２ｃにより回転可能で支持され、他端側が従動軸３２ｄにより回転可能に支持されてなる回転胴３２ａと、この回転胴３２ａの周方向に所定のピッチで植設されてなる平板状の攪拌翼３２ｂとからなる、攪拌手段である攪拌装置３２が設けられている。

前記駆動軸３２ｃの槽本体３１からの突出端には、従動Ｖベルトプーリ３２ｅが嵌着されており、そして、この従動Ｖベルトプーリ３２ｅは電動機３３の駆動軸に嵌着されてなる駆動Ｖベルトプーリ３３ａに掛装されてなるＶベルト３４により回転駆動されるように構成されている。また、前記槽本体３１の上部の２個所設けられた汚泥出口３１ｂのそれぞれには中継継ぎ手３５が取付けられており、これら中継継ぎ手３５のうちの一方が図２における右側の回転加圧脱水手段１０の汚泥供給部の汚泥入口に接続され、他方が左側の回転加圧脱水手段１０′の汚泥供給部の汚泥入口に接続されている。

以下、本発明の実施の形態に係る汚泥脱水処理装置１の作用態様を説明する。即ち、本発明の実施の形態に係る汚泥脱水処理装置１によれば、汚泥圧入ポンプ（図示省略）から汚泥が凝集混和槽３０に供給され、最大１００ｋＰａ（約１．０ｋｇｆ／ｃｍ^２）に加圧される。そして、この凝集混和槽３０内の汚泥に、図示しない薬液供給タンクから高分子凝集剤が添加され、添加された高分子凝集剤は攪拌装置３２の攪拌翼３２ｂにより緩やかに（例えば、回転数８０〜２５０ｒｐｍ）攪拌されるため、この凝集混和槽３０内の汚泥が調質され、凝集（フロック化）する。

次いで，凝集混和槽３０内で調質、凝集（フロック化）した汚泥（凝集剤混合汚泥）は、凝集混和槽３０の上部に設けられた汚泥出口３１ｂ，３１ｂと中継継ぎ手３５，３５を介して回転加圧脱水手段１０，１０′の汚泥供給部１８の下側に開口する汚泥入口１８ａのそれぞれに緩やかに上昇し、かつ均一に（等量）供給され、そして汚泥流路、および汚泥流入口２０ａを介して、０．５〜１．３ｒｐｍのゆっくりした速度で回転されている脱水処理室２０の下側のろ過ゾーン２０ｂに連続供給され続ける。脱水処理室２０の下側のろ過ゾーン２０ｂに供給された汚泥は、このろ過ゾーン２０ｂでろ過され、徐々に流動性が失われる。

前記ろ過ゾーン２０ｂにおけるろ過により流動性が低下した汚泥は、多数の水透過穴が設けられた円盤状の第１ろ過板１６、および第２ろ過板１７の表面にケーキ層を徐々に形成しながら、これら第１ろ過板１６、第２ろ過板１７の回転により圧搾脱水ゾーン２０ｃ側に移動する。これら第１ろ過板１６、第２ろ過板１７の表面に形成されたケーキ層により固形物の捕捉が向上するために、ろ液は清浄になる。

そして、前記圧搾脱水ゾーン２０ｃ中における汚泥は、脱水ケーキ排出部１９の排出口１９ａに設けられた背圧板２４の押圧力制御（空気ばねの圧力制御）により、背圧が最大６００ｋＰａ（約６．０ｋｇｆ／ｃｍ^２）の一定圧力（調整可能である）に保持され続ける。流動性を失った汚泥は、これら第１ろ過板１６、第２ろ過板１７によるせん断力と、背圧板２４により発生する背圧によって圧搾脱水される。そして、圧搾脱水された低含水率になった脱水ケーキは、背圧板２４を押し退けて脱水ケーキ排出部１９から機外へ排出される。

従って、本発明の実施の形態に係る汚泥脱水処理装置１によれば、未脱水汚泥は流動性が高いため脱水処理室２０の上部側の圧搾脱水ゾーン２０ｃに移動することがなく、脱水処理室２０の下側のろ過ゾーン２０ｂで確実にろ過されて流動性が失われて始めて脱水処理室２０の上部側の圧搾脱水ゾーン２０ｃに移動する。そのため、従来例に係る汚泥脱水処理装置のように、脱水ケーキ排出部１９の排出口から低脱水率の脱水ケーキが排出されるようなことがなく、汚泥が安定的に脱水される。

因みに、従来例に係る回転加圧脱水機では、多いときで６時間の間に未脱水汚泥が数回排出されたが、本発明の実施の形態に係る汚泥脱水処理装置１の場合には、このような現象は見られなかった。さらに、従来例の場合、運転条件の設定によっては、脱水ケーキ排出部から脱水ケーキ状で排出されている状態であっても常に脱水ケーキの下部から若干の水分が滴下していたが、本発明の実施に係る汚泥脱水処理装置１ではこのような水分の滴下は全く見られなかった。また、従来例に係る回転加圧脱水機では、２つの回転加圧脱水手段（脱水処理室）への配管抵抗差や脱水性の若干の差異による凝集剤混合汚泥供給量の不均一が発生すると、この差異が除々に拡大し一方が脱水不良となり、当該脱水処理室側に多くの凝集剤混合汚泥が供給され未脱水汚泥が排出された場合が見られたが、本発明の実施の形態に係る汚泥脱水処理装置１の場合には、このような現象は見られず、２つの回転加圧脱水手段の各脱水処理室に均一に汚泥供給がなされると共に、脱水ケーキの含水率も安定していた。

また、凝集混和槽３０から緩やかに汚泥が上昇し、この凝集混和槽３０から短い移動距離で汚泥供給部１８の下側に開口する汚泥入口１８ａから汚泥を回転加圧脱水手段１０，１０′の脱水処理室２０の下部側のろ過ゾーン２０ｂに供給する構成で、フロックが潰れ難いため高分子凝集剤の添加量を低減することができ、汚泥の処理コストの低減に大いに寄与することができる。さらに、汚泥供給部１８の下側に開口する汚泥入口１８ａに凝集混和槽３０が直結されているため、複数（本実施の形態においては２）の回転加圧脱水手段１０，１０′のそれぞれに等量ずつの汚泥を供給することができるのに加えて、長尺の汚泥供給ラインが不要であるから、汚泥脱水処理装置１のコンパクト化が可能になり、従来よりも狭いスペースに設置することができる。

ところで、回転加圧脱水手段の場合、一般に、脱水処理室の回転中心側を移動して排出口１９ａから排出される脱水ケーキの下側部分の含水率は、外周側を移動して排出口１９ａから排出される脱水ケーキの上側部分の含水率より低くなり、脱水ケーキの上下方向の含水率分布にばらつきが生じる。因みに、上下の幅寸法が同一の排出口から排出される脱水ケーキの下側部分の含水率が８０．７％である場合、脱水ケーキの上側部分の含水率は８６．７％であった。なお、排出口から排出される脱水ケーキの下側部分の含水率が、脱水ケーキの上側部分の含水率より低くなるのは仕切りスペーサ１５のために、脱水処理室２０の回転中心側を移動する汚泥に作用する抵抗が外周側を移動する汚泥に作用する抵抗よりも大きく、より圧搾脱水効果が上がるためであると理解することができる。

ところが、本発明の実施の形態に係る汚泥脱水処理装置１では、上記のとおり、回転加圧脱水手段１０，１０′の脱水ケーキ排出部１９それぞれの排出口１９ａに設けられてなる背圧板２４は、前記排出口１９ａの上側部分の幅寸法を狭める上部背圧板２４ａと、前記排出口１９ａの下側部分幅寸法を狭める下部背圧板２４ｂとからなり、これら上部背圧板２４ａと、下部背圧板２４ｂのそれぞれを個別に制御する制御手段（空気ばね）が設けられている。従って、上部背圧板２４ａを下部背圧板２４ｂよりも強い押圧力で押圧して、排出口１９ａの上下方向の上側部分の幅寸法を下側部分の幅寸法よりも小寸法に制御することにより、脱水処理室２０の外周側を移動する汚泥の含水率を、回転中心側を移動する汚泥の含水率のように低くすることができるから、脱水ケーキの上下方向の含水率分布の均一化に大いに寄与することができる。

なお、本発明の上記実施の形態に係る汚泥脱水処理装置１においては、回転加圧脱水機に２個の回転加圧脱水手段（脱水処理室）が設けられている場合を例として説明したが、例えば回転加圧脱水機に回転加圧脱水手段（脱水処理室）が３以上設けられていても良い。また、脱水処理室の幅方向の両側に、多数の水透過穴が設けられてなるろ過面を有する円盤状のろ過板が配設されている場合を例として説明したが、脱水処理室の幅方向の何れか一方に、円盤状のろ過板が設けられていればそれなりの効果を得ることができる。また、ろ過板にパンチングメタルを用いた場合を説明したが、ウエッジワイヤースクリーン等、汚泥と水分が分離できる部材であれば利用可能である。従って、上記実施の形態に係る汚泥脱水処理装置は本発明の１具体例に過ぎず、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内における設計変更等は自由自在であるから、汚泥脱水処理装置１の形態は、上記実施の形態に係る汚泥脱水処理装置１の形態に限定されるものではない。

本発明の実施の形態に係る汚泥脱水処理装置の側面図である。 本発明の実施の形態に係る汚泥脱水処理装置を脱水ケーキ排出側から見た背面図である。 本発明の実施の形態に係る汚泥脱水処理装置を構成する回転加圧脱水手段の概略構成を示す一部省略側面図である。 図３のＡ−Ａ線断面図である。 本発明の実施の形態に係る汚泥脱水処理装置を構成する回転加圧脱水手段の外輪スペーサの側面図である。 本発明の実施の形態に係る汚泥脱水処理装置を構成する凝集混和槽の縦断面図である。

符号の説明

１…汚泥脱水処理装置，２…ベース，３…架台，４…原則機付電動機，５…ギヤボックス，６…ホッパ
１０…回転加圧脱水手段
１２…駆動軸，１２ａ…沈みキー
１３…内輪スペーサ，１３ａ…ボス部
１４…外輪スペーサ
１５…仕切りスペーサ，１５ａ…洗浄水排出部
１６…第１ろ過板，１６ａ…水透過穴
１７…第２ろ過板，１７ａ…水透過穴
１８…汚泥供給部，１８ａ…汚泥入口
１９…脱水ケーキ排出部，１９ａ…排出口
２０…脱水処理室，２０ａ…汚泥流入口，２０ｂ…ろ過ゾーン，２０ｃ…圧搾脱水ゾーン，２０ｄ…スクレーパ
２１…第１カバー
２２…第２カバー
２３…ドレン管
２４…背圧板，２４ａ…上部背圧板，２４ｂ…下部背圧板
３０…凝集混和槽
３１…槽本体，３１ａ…汚泥供給口，３１ｂ…汚泥出口
３２…攪拌装置，３２ａ…回転胴，３２ｂ…撹拌翼，３２ｃ…駆動軸、３２ｄ…従動軸，３２ｅ…従動Ｖベルトプーリ
３３…電動機，３３ａ…駆動Ｖベルトプーリ
３４…Ｖベルト
３５…中継継ぎ手

Claims (10)

1. 水平な駆動軸により回転され、少なくとも幅方向の一方側に、多数の水透過穴が設けられてなるろ過面を有する円盤状のろ過板を備えた脱水処理室内に凝集剤が添加・混合された汚泥を供給する汚泥供給部が設けられると共に、脱水ケーキを排出する脱水ケーキ排出部が設けられた回転加圧脱水手段が配設されてなる汚泥脱水処理装置において、前記回転加圧脱水手段の汚泥供給部は前記円盤状のろ過板の回転中心より下部側であって、かつ脱水処理室の外周部から脱水処理室内に汚泥を供給する位置に設けられ、前記脱水ケーキ排出部は脱水処理室内の脱水ケーキを前記円盤状のろ過板の回転中心より上部側であって、かつ脱水処理室の外周部から排出する位置に設けられると共に、前記汚泥供給部の下側に開口する汚泥入口に、汚泥と凝集剤を攪拌する攪拌手段を備えた凝集混和槽が直結されてなることを特徴とする汚泥脱水処理装置。
2. 前記回転加圧脱水手段が複数、かつ前記複数の回転加圧脱水手段の個別の汚泥供給部の汚泥入口から供給された凝集剤混合汚泥を個別の脱水処理室内にて圧搾脱水し、個別の脱水ケーキ排出部から脱水ケーキを排出するように並列配置されていることを特徴とする請求項１に記載の汚泥脱水処理装置。
3. 前記回転加圧脱水手段の汚泥供給部は、前記脱水ケーキ排出部の排出口から排出される脱水ケーキの下方への落下を妨げない形状に形成されてなることを特徴とする請求項１または２のうちの何れか一つの項に記載の汚泥脱水処理装置。
4. 前記脱水処理室内に背圧を発生させるために、前記脱水ケーキ排出部の排出口に背圧板が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のうちの何れか一つの項に記載の汚泥脱水処理装置。
5. 前記背圧板は、前記排出口の上側部分の幅寸法を狭める上部背圧板と、前記排出口の下側部分幅寸法を狭める下部背圧板とからなり、これら上部背圧板と、下部背圧板のそれぞれを個別に制御する制御手段が設けられてなることを特徴とする請求項４に記載の汚泥脱水処理装置。
6. 水平な駆動軸により回転され、少なくとも幅方向の一方側に、多数の水透過穴が設けられてなるろ過面を有する円盤状のろ過板を備えた脱水処理室内に凝集剤が添加・混合された汚泥を供給する汚泥供給部が設けられると共に、脱水ケーキを排出する脱水ケーキ排出部が設けられた回転加圧脱水手段が配設されてなる汚泥脱水処理装置による汚泥の脱水方法において、汚泥と凝集剤を攪拌する攪拌手段を備えた凝集混和槽から前記回転加圧脱水手段の円盤状のろ過板の回転中心より下部側であって、かつ脱水処理室の外周部に設けられた汚泥供給部に凝集剤混合汚泥を供給し、脱水ケーキを前記円盤状のろ過板の回転中心より上部側であって、かつ脱水処理室の外周部に設けられた脱水ケーキ排出部から排出することを特徴とする汚泥脱水処理装置による汚泥の脱水方法。
7. 前記凝集混和槽から凝集剤混合汚泥を、複数の回転加圧脱水手段の脱水処理室のそれぞれの個別の汚泥供給部の汚泥入口に供給すると共に、各回転加圧脱水手段の脱水処理室のそれぞれの個別の脱水ケーキ排出部から脱水ケーキを排出することを特徴とする請求項６に記載の汚泥脱水処理装置による汚泥の脱水方法。
8. 前記凝集剤混合汚泥を、排出される脱水ケーキの下方への落下を妨げない位置から供給することを特徴とする請求項６または７のうちの何れか一つの項に記載の汚泥脱水処理装置による汚泥の脱水方法。
9. 前記脱水処理室内に背圧を発生させるために、前記脱水ケーキ排出部の排出口に設けた背圧板の角度を制御して前記排出口の幅寸法を調整することを特徴とする請求項６乃至８のうちの何れか一つの項に記載の汚泥脱水処理装置による汚泥の脱水方法。
10. 前記背圧板の上部背圧板により排出口の上側部分の幅寸法を制御すると共に、前記背圧板の下部背圧板により前記排出口の下側部分の幅寸法が前記上側部分の幅寸法よりも広くなるように制御することを特徴とする請求項９に記載の汚泥脱水処理装置による汚泥の脱水方法。

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