JP4765045B2 - 固液分離装置および固液分離システム - Google Patents
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Description
この発明に係る固液分離システムは、固液分離機から排出される分離液を回転筒へ返送する分離液返送管を有することにより、SS分(汚泥フロック)が多く混入する分離液を固液分離性能が高く分離水の水質が良好な固液分離槽に移流させ固液分離することができるため、SS分(汚泥フロック)が系外に排出することを防止でき、返流水対策にも有効である。
図1は、この発明を実施するための実施の形態1における固液分離装置を説明するための図である。この固液分離装置は、固液分離槽1と濃縮液貯留器2によって構成してある。固液分離槽1は、下水、産業廃水、農業集落排水、雨水などの汚濁水、生物処理槽混合液、汚濁水を処理した際に発生する汚泥等(以下、原液という)を濃縮液や濃縮汚泥と分離水とに固液分離するものとしてある。原液は初沈汚泥、生物処理系汚泥、消化汚泥、凝集汚泥などの汚泥を対象とする固液分離に好適であり、もちろん通常の下廃水などの汚濁水、生物処理槽混合液(曝気槽混合液など)、雨水や雨天時越流水のような低濃度排水など液体の固液分離にも適している。濃縮液貯留器2は、固液分離槽1で生じた濃縮液(濃縮汚泥)を撹乱したり汚泥フロック破壊したりしないようにスムーズに導いて貯留するものとしてある。固液分離槽1で生じた濃縮液(濃縮汚泥)の濃度は、限定するわけでないが、例えば2〜3%程度の中濃度とすることができる。なお、固液分離槽で分離される液体を「分離水」と表現し、後述の固液分離機で分離される液体を「分離液」と統一して使用する。
図6はこの発明を実施するための実施の形態2における固液分離装置を説明するための図であり、図1と同じ部分に同じ符号を付して重複説明を省略する。この実施の形態2における固液分離装置は、原液と凝集剤Fを混合するための混合タンク31を流入管4の途中に配設してある点、および実施の形態1の濃縮液貯留器2とは異なった形状の濃縮液貯留器2Aとしてある点で実施の形態1の固液分離装置と異なっている。この場合に、濃縮液貯留器2Aの内周面2aを中心側に更に延在させたり、固液分離槽外壁に沿って周回する容器としたりして、濃縮液貯留器2Aの容積を増加させてある。
図7はこの発明を実施するための実施の形態3における固液分離装置を説明するための図であり、図1と同じ部分に同じ符号を付して重複説明を省略する。この実施の形態3における固液分離装置は、実施の形態1とは若干異なった形状の水槽3Aと上部をカバー33によって遮蔽した回転筒5Bからなる固液分離槽1Bとしてある点、濃縮液貯留器2に吸気管34、排気管35、および空気弁36を配置してある点で実施の形態1における固液分離装置と異なっている。この場合に、水槽3Aには、実施の形態1の水槽3と同様な小径テーパ部3dの下端に連なる第2の小径ストレート部3eと、この第2の小径ストレート部3eの下端を塞ぐ底部壁面3fを設けてある。そして、移送管7は水槽3Aの第2の小径ストレート部3eの底部と濃縮液貯留器2の底部とを接続するように配置してある。
図8はこの発明を実施するための実施の形態4における固液分離システムを説明するための図であり、図1と同じ部分に同じ符号を付して重複説明を省略する。この実施の形態4における固液分離システムは、原液を2段階で固液分離するようにしてある点で実施の形態1における固液分離装置と大きく異なっている。すなわち、この実施の形態4における固液分離システムには、固液分離槽1Cと濃縮液貯留器2に加えて、この濃縮液貯留器2からの濃縮液を分離液と濃縮汚泥に固液分離する固液分離機41を新たに設置してある。その他に、流入管4にラインミキサー43を配設してある点、でも実施の形態1における固液分離装置と異なっている。さらには、濃縮液貯留器2に電極式のレベル計45を設置し、このレベル計45の出力を制御器46に入力させ、制御器46の出力を排出弁9の駆動モータ47に接続してある点でも、実施の形態1における固液分離装置と異なっている。
図9はこの発明を実施するための実施の形態5における固液分離システムを説明するための図であり、図8と同じ部分に同じ符号を付して重複説明を省略する。この実施の形態5における固液分離システムは、実施の形態4における固液分離機41をディスク型の固液分離機41Aとしてある点、および固液分離機41で分離した分離液を分離液返送管42によって回転筒5C内へ返送するようにしてある点で実施の形態4における固液分離システムと大きく異なっている。この固液分離機41Aはろ過、濃縮、および洗浄を1枚のディスク上で行うことにより、中濃度の濃縮液(濃縮汚泥)をより高濃度の濃縮液(濃縮汚泥)にするものである。また、この固液分離機41Aから排出される分離液は、返送管42を通り、誘導器17を介してまたは直接回転筒5B内に流入する。これにより、固液分離槽1Bでは、凝集剤Fが混合した原液と固液分離機41Aからの微細粒子を含む分離液とが回転筒5Bに流入し、原液と分離液とが回転筒5B内で固液分離される。その他に、この実施の形態5における固液分離システムは、実施の形態2と同様に流入管4に混合タンク31を配設した点、実施の形態3と同様なカバー33を備えた回転筒5Bによる固液分離槽1Bとした点、実施の形態2と同様な濃縮液貯留器2Aとした点、この濃縮液貯留器2Aに実施の形態3と同様な吸気管34、排気管35、および空気弁36を配置した点でも実施の形態4における固液分離システムと異なっている。
以上のように、この実施の形態5における固液分離システムでは、固液分離機41Aから排出される懸濁物質や汚泥フロックが混入する分離液が、返送管42を通って回転筒5B内に流入し、凝集剤Fが混合した原液とともに固液分離されるため、原液および分離液ともども濃縮液(濃縮汚泥)と清澄な分離水とに固液分離でき、系外に懸濁物質や汚泥フロックが混入する分離液を排出せずにすみ、高いSS回収率(98%以上)を達成でき、返流水対策にも有効である。
固液分離槽1Bの直径は約1.3m、固液分離機41Aの直径は約1mであった。固液分離槽1Bの処理量は5〜7m3/h、原液の濃度は0.6%、凝集剤Fの注入率は約0.4%であった。また、固液分離機41Aの処理量は2〜3m3/h、濃縮液の濃度は1.5〜2.0%であった。このような条件に基づいて固液分離システムを運転したところ、固液分離槽1Bでの濃縮液濃度は1.5〜2.0%となり、分離水のSS濃度は20〜50mg/Lと良好であった。また、固液分離機41Aにおける濃縮汚泥濃度は4%以上という高濃度が達成でき、分離液のSS濃度は100〜500mg/Lとなった。
固液分離槽1Bの直径は約2m、処理量は15〜20m3/h、凝集剤Fの注入率は0.3〜0.4%であった。また、固液分離機41Aの直径は約1m、処理量は5〜6m3/hであった。そして、凝集剤Fの注入設備を含めた固液分離システムの設置面積は、幅が2m、長さが3.2m、高さが2.5mであった。このような条件で固液分離システムを運転したところ、固液分離槽1Bでの濃縮液濃度は1.5〜2.0%となり、固液分離機41Aにおける濃縮汚泥濃度は4%以上となり、システム全体でのSS回収率は98%以上を達成できた。なお、固液分離槽1Bで生じた分離水のSS濃度はわずか数十mg/Lと良好であった。また、消費電力は1.4kW/m3程度で省エネルギーなものであった。
図11はこの発明を実施するための実施の形態6における固液分離システムを説明するための図であり、図8と同じ部分に同じ符号を付して重複説明を省略する。この実施の形態6における固液分離システムは、固液分離機41を洗浄するための水を貯留する洗浄水槽61を設けてある点で実施の形態4における固液分離システムと大きく異なっている。
そして、この水槽には水道水を供給してもよいが、図11にあるように、固液分離槽1から排出されるSS濃度が低く良好な水質の分離水を供給してもよい。その他に、実施の形態1と同様な固液分離槽1とした点、実施の形態4におけるレベル計45、制御器46、駆動モータ47の代りに実施の形態5と同様な吸気管34、排気管35、空気弁35を配設した点でも実施の形態4における固液分離システムと異なっている。
図12はこの発明を実施するための実施の形態7における固液分離システムを説明するための図であり、図11と同じ部分に同じ符号を付して重複説明を省略する。この実施の形態7における固液分離システムは、実施の形態6における環状の濃縮液貯留器2の代りに横断面矩形の濃縮液貯留器2Bを水槽3から離して設置してある点で実施の形態7における固液分離システムと大きく異なっている。
この実施の形態7では、固液分離槽1と濃縮液貯留槽2を別途設けており、濃縮液貯留器2は処理施設の既設槽(タンク)類を流用することができ、建設費や設備費やランニングコストの低減化が図れる。また、濃縮液貯留器2は処理施設の既設槽(タンク)類を流用し、その上部や近傍に固液分離槽1や固液分離機41を設置すればより省スペース化が図れる。その以外には実施の形態6と同様な効果が得られる。
図13はこの発明を実施するための実施の形態8における固液分離システムを説明するための図であり、図8と同じ部分に同じ符号を付して重複説明を省略する。この実施の形態7における固液分離システムは、実施の形態4における環状の濃縮液貯留器2の代りに横断面矩形の濃縮液貯留器2Bを水槽3から離して設置してある点で実施の形態4における固液分離システムと大きく異なっている。その他に、実施の形態3と同様なカバー33を備えた回転筒5Dによる固液分離槽1Dとしてある点でも実施の形態4における固液分離システムと異なっている。なお、濃縮液貯留器2Bには実施の形態4と同様なレベル計45、制御器46、駆動モータ47を設けてある。この実施の形態8では、濃縮液貯留器2Bを水槽3から離して設置したことについては実施の形態7と、それ以外には実施の形態4と同様な効果が得られる。
図14はこの発明を実施するための実施の形態8における固液分離システムを説明するための図であり、図13と同じ部分に同じ符号を付して重複説明を省略する。この実施の形態8における固液分離システムは、異なった構成の回転筒5Eを備えた固液分離槽1Eとしてある点、および実施の形態8におけるレベル計45、制御器46、駆動モータ47の代りに実施の形態5と同様な吸気管34、排気管35、空気弁35を配設した点で実施の形態8と異なっている。すなわち、回転筒5Eには実施の形態1と同様な下部補強体13を用いてある反面で、実施の形態1よりも小径な上部補強体12Aとすることにより、回転羽根15Aの間に末広がりのスリット14Aを形成してある。また、掻寄機18Aは、実施の形態1における掻寄機18に複数のピケットフェンス18aを設けたものとしてある。
また、回転筒5のスリット(間隙)は、複数の回転羽根を間隔を持って配設して形成させてもよいが、筒状体に隙間(切れ込み)を形成しスリットとしてもよい。さらに、複数の回転羽根を配設する場合、各回転羽根を接線方向に向けて配置したり、若干傾斜させたりしてもよい。また、回転羽根自体は平板なものでもよく、波形や湾曲したものを用いてもよい。
2、2A、2B 濃縮液貯留器
3、3A 水槽
5、5A〜5E 回転筒
14、14A スリット(間隙)
15、15A 回転羽根
16 駆動手段
17、21、22、25 誘導器
18、18A 掻寄機
31 混合タンク
33 カバー
34 吸気管
35 排気管
36 空気弁
41、41A 固液分離機
42 分離液返送管
Claims (7)
- 水槽、
該水槽内に鉛直方向に配設され、
周面に複数の平板形、波形または湾曲した回転羽根が
間隙を持って、且つ接線方向に対して傾斜して設けられていると共に、
凝集剤が注入された懸濁物質や汚泥フロックを含む原液が流入し、
流入した前記原液を回転流動させる回転筒
および該回転筒を回転させる駆動手段を備え、
前記原液を分離水と濃縮液に固液分離する固液分離槽と、
該固液分離槽に隣接して配設されると共に
前記濃縮液を流入させて貯留する濃縮液貯留器と、
からなることを特徴とする固液分離装置。 - 濃縮液貯留器は、
水面下で開口する吸気管および水面上で開口する排気管を有する
ことを特徴とする請求項1に記載の固液分離装置。 - 水槽、
該水槽内に鉛直方向に配設され、
周面に複数の平板形、波形または湾曲した回転羽根が
間隙を持って、且つ接線方向に対して傾斜して設けられていると共に、
凝集剤が注入された懸濁物質や汚泥フロックを含む原液が流入し、
流入した前記原液を回転流動させる回転筒
および該回転筒を回転させる駆動手段を備え、
前記原液を分離水と濃縮液に固液分離する固液分離槽と、
該固液分離槽に隣接して配設されると共に
前記濃縮液を流入させて貯留する濃縮液貯留器と、
前記濃縮液貯留器から供給される濃縮液を固液分離する固液分離機と、
からなることを特徴とする固液分離システム。 - 水槽、
該水槽内に鉛直方向に配設され、
周面に複数の平板形、波形または湾曲した回転羽根が
間隙を持って、且つ接線方向に対して傾斜して設けられていると共に、
凝集剤が注入された懸濁物質や汚泥フロックを含む原液が流入し、
流入した前記原液を回転流動させる回転筒
および該回転筒を回転させる駆動手段を備え、
前記原液を分離水と濃縮液に固液分離する固液分離槽と、
該固液分離槽から前記濃縮液を流入させて貯留する濃縮液貯留器と、
該濃縮液貯留器から供給される濃縮液を固液分離する固液分離機と、
からなることを特徴とする固液分離システム。 - 前記固液分離機から排出される分離液を
前記回転筒へ返送する分離液返送管を有する
ことを特徴とする請求項3または請求項4に記載の固液分離システム。 - 濃縮液貯留器は、
水面下で開口する吸気管および水面上で開口する排気管を有する
ことを特徴とする請求項3〜5いずれかに記載の固液分離システム。 - 固液分離機は、
濃縮液を脱水処理する脱水機
または濃縮液を再濃縮する濃縮機である
ことを特徴とする請求項3〜6いずれかに記載の固液分離システム。
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