JP6035644B2 - 濃縮脱水装置 - Google Patents

Description

本発明は、凝集剤とともに処理槽内に供給された液体を含む処理対象物を反応、濃縮、脱水する濃縮脱水装置に関する。

従来より、筒状の処理槽と、処理槽の下部に設けられ、処理対象物および凝集剤を撹拌して処理対象物を凝集させる撹拌羽根を備えた凝集部と、処理槽における凝集部の上方に設けられ、処理対象物を濾過するスクリーンを備えた濃縮部とを有する濃縮装置が用いられている（たとえば、特許文献１、特許文献２参照）。

このような従来の濃縮装置は、処理槽の底部から処理槽の内部に凝集剤とともに液体を含むたとえば汚物等の処理対象物が供給されると、撹拌羽根の回転によって、凝集部において処理対象物と凝集剤を撹拌して処理対象物を凝集反応させるようになっている。そして、この濃縮装置は、濃縮部において、スクレーパやブレードをスクリーンに摺接させてスクリーンの目詰まりを防止するとともに、前記凝集された処理対象物に含まれる液体をスクリーンを介して処理槽の外部に通過させて濾過することにより濃縮するようになっている。

その後、濃縮装置は、濃縮された処理対象物を排出口から排出するようになっており、濃縮装置によって濃縮された処理対象物は、さらに、脱水装置によって脱水されることにより、所望の含水率の処理対象物とされるようになっている。

実公平６−３９７８６号公報 特許第３５７０２９３号公報

このように、処理対象物を所望の含水率にするためには、濃縮装置によって処理対象物を濃縮した後、脱水装置に搬送、供給して脱水する必要があり、従来の濃縮装置のみによっては、処理対象物を所望の含水率にすることは困難であった。また、所望の含水率の処理対象物を得るためには、濃縮装置の他に脱水装置が必要となり、両装置を設置するために広範囲なスペースが必要であるという問題を有していた。

本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、処理対象物の反応、濃縮、脱水を行って所望の含水率の処理対象物を得ることができ、さらに所望の含水率の処理対象物を得るにあたり、処理対象物の処理効率を向上させることができるとともに、設置スペースの狭小化を図ることが可能な濃縮脱水装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、請求項１に記載の発明に係る濃縮脱水装置の特徴は、液体を含む処理対象物および凝集剤が供給される処理槽を有し、前記処理層の下部に配置され、前記処理対象物および前記凝集剤を撹拌する撹拌羽根を備え、前記撹拌羽根によって前記処理対象物を凝集させる凝集部と、前記処理層における前記凝集部の上方に配置され、前記凝集された処理対象物の内部に溜まった液体を前記処理対象物の外部方向に流出させて前記処理対象物の水切りを行う水切り部材を備え、前記水切り部材によって凝集された前記処理対象物の液体を濾過することにより、前記処理対象物を濃縮する濃縮部と、前記処理層における前記濃縮部の上方に配置され、脱水された前記処理対象物を排出する排出口を有する排出部とを備え、前記処理層における前記濃縮部と前記排出部との間に、前記処理対象物を脱水する脱水部が配置され、前記脱水部は、前記処理槽の軸方向に沿って配置された脱水部回転軸を軸として回転可能に設けられたスクリューを備え、前記脱水部における前記処理槽の周壁は、スクリーンにより形成され、前記スクリューの回転によって濃縮された前記処理対象物の液体を前記スクリーンを介してさらに濾過することにより脱水するようにされ、前記凝集部、前記濃縮部、前記脱水部および前記排出部とが一体に設けられ、前記脱水部回転軸は下方向に延設され、前記脱水部回転軸における前記延設された延設部の下部は、下部から上部に向かって太くなるテーパ状に形成されており、前記撹拌羽根は、前記脱水部回転軸と同軸上に配置された凝集部回転軸の回転駆動により回転し、前記脱水部回転軸および前記凝集部回転軸を異なる速度で回転させる点にある。

この請求項１に記載の発明によれば、凝集部において凝集し、濃縮部において水切りを行って濃縮した処理対象物を、さらに脱水部においてスクリューの回転により上部に搬送しながら圧搾して、スクリーンを介して処理対象物の液体を濾過することにより、凝集部、濃縮部、脱水部、および排出部が一体型の濃縮脱水装置において、処理対象物を処理槽の内部に詰まらせることなく、脱水して所望の含水率の処理対象物を得ることができる。また、凝集部から搬送された凝集された処理対象物を、濃縮部において詰まらせることなく、濃縮部を介して円滑に脱水部に搬送することができる。さらに、例えば、脱水部回転軸の回転速度を凝集部回転軸の回転速度よりも遅くすることにより、脱水部における脱水率を向上させることが可能であるし、一方、脱水部回転軸の回転速度を凝集部回転軸の回転速度よりも速くすることにより、処理対象物が所望の含水率よりも低い含水率となって処理槽の内部に詰まってしまうことを防止することができる。そして、本発明に係る濃縮脱水装置は、より確実に所望の含水率の処理対象物を得ることができる。

請求項２に記載の発明に係る濃縮脱水装置の特徴は、請求項１に記載の濃縮脱水装置において、前記濃縮部への前記処理対象物の供給量を制御するために、前記処理槽における前記脱水部より下方において搬送されている前記処理対象物に加わる圧力を測定する圧力計を備えた点にある。これにより、本発明に係る濃縮脱水装置は、処理槽において搬送される処理対象物に加わる圧力を測定し、測定結果を考慮して、凝集部への処理対象物の供給量を増減しまたは一時中断したり、さらには、凝集部回転軸の回転速度を変更することができる。このように、濃縮脱水装置は、濃縮部さらには脱水部への処理対象物の供給量を制御することにより、脱水部における脱水率を向上させることも可能であるし、さらに、濃縮部や脱水部において処理対象物が所望の含水率よりも低い含水率となって処理槽の内部に詰まってしまうことも防止することができる。

請求項３に記載の発明に係る濃縮脱水装置の特徴は、請求項１または請求項２に記載の濃縮脱水装置において、前記濃縮部が、前記処理対象物の液体を濾過するための濃縮部スクリーンと、前記濃縮部スクリーンに詰まった前記処理対象物を除去するためのクリーニング部材を有し、前記クリーニング部材は、一部分の先端縁が前記濃縮部スクリーンの内面に摺接するように配置され、他の部分が前記処理槽の中心部に向かって前記濃縮部スクリーンの内面から離間して配置されているクリーニング板を備え、前記クリーニング板の板面は、前記濃縮部において前記処理槽の軸方向に沿って配置された濃縮部回転軸の軸方向に対して傾斜して配置される点にある。これにより、本発明に係る濃縮脱水装置は、前記クリーニング板によって前記濃縮部スクリーンの汚泥を除去することにより前記濃縮部スクリーンの目詰まりを防止することができる。さらに、本発明に係る濃縮脱水装置は、前記濃縮部回転軸の軸方向に対して傾斜して配置されたクリーニング板の一部分によって、前記濃縮部の内部における前記濃縮部スクリーン側の処理対象物を上方に搬送し、クリーニング板の他部分によって前記濃縮部の内部における中心部分の処理対象物を上方に搬送することができ、濃縮部において処理対象物を全体的にむらなく脱水部に効率的に搬送することができる。

以上述べたように、本発明に係る濃縮脱水装置によれば、凝集部、濃縮部、脱水部、および排出部を一体型にして処理対象物を処理することができ、処理対象物を処理槽の内部に詰まらせることなく、所望の含水率の処理対象物を得ることができる。また、濃縮脱水装置は、凝集部、濃縮部、脱水部、および排出部が一体型であるため、所望の含水率の処理対象物を得るにあたり、処理対象物の処理効率を向上させることができるとともに、設置スペースの狭小化を図ることができる。

本発明に係る濃縮脱水装置の第１実施形態を示す縦断面正面図 図１に示す濃縮脱水装置の矢印Ａ方向からの相当部分の縦断面側面図 図１に示す濃縮脱水装置の矢印Ｂ方向からの平面図 本発明に係る濃縮脱水装置における第２の実施形態を示す縦断面正面図 本発明に係る濃縮脱水装置における濃縮部の第３の実施形態を示す縦断面側面図

以下、本発明に係る濃縮脱水装置の実施形態を図１ないし図１０を参照して説明する。なお、本実施形態においては、濃縮脱水装置によって濃縮する処理対象物として汚泥を用いて説明するが、本発明に係る濃縮脱水装置によって濃縮する処理対象物は汚泥に限定されず、食品残渣、廃液、スクリーン屎渣等、種々の処理対象物が可能である。

図１は、本発明に係る濃縮脱水装置の第１の実施形態を示す縦断面正面図であり、図２は、図１の濃縮脱水装置における矢印Ａから視認した縦断面側面図である。

図１および図２に示すように、本実施形態に係る濃縮脱水装置１は、円筒状の周壁３および底壁５を有する処理槽２を有しており、底壁５には、処理槽２に汚泥を供給するための供給パイプ６が連結された汚泥供給口７が設けられている。また、供給パイプ６には、凝集剤を任意に供給可能な第１凝集剤供給口８Ａが設けられている。そして、濃縮脱水装置１は、第１凝集剤供給口８Ａから凝集剤が供給された場合には、この凝集剤とともに、汚泥が供給口を介して処理槽２の底部から供給されるようになっている。

処理槽２は、下部が、汚泥を凝集させる凝集部２Ａとされており、処理槽２における凝集部２Ａの上方には、凝集された汚泥を濃縮する濃縮部２Ｂが設けられている。さらに、濃縮部２Ｂの上方には、濃縮された汚泥を脱水する脱水部２Ｃが設けられ、脱水部の上方には、脱水された汚泥を処理槽２から排出する排出部２Ｄが設けられている。そして、凝集部２Ａ、濃縮部２Ｂ、脱水部２Ｃおよび排出部２Ｄは一体に設けられている。

処理槽２における凝集部２Ａ、濃縮部２Ｂ、脱水部２Ｃには、それぞれ処理槽２の軸方向Ｓに沿って配置された凝集部回転軸１０、濃縮部回転軸１１、脱水部回転軸１４が設けられている。本実施形態において濃縮部回転軸１１は、凝集部回転軸１０における濃縮部２Ｂに延設された延設部１０ａと、脱水部回転軸１４における濃縮部２Ｂに延設された延設部１４ａとによって構成されている。凝集部回転軸１０は、排出部２Ｄに延設されて第１駆動モータ１３Ａに連結されており、脱水部回転軸１４は、排出部２Ｄに延設されて第２駆動モータ１３Ｂに連結されている。これにより、濃縮脱水装置１は、凝集部回転軸１０と脱水部回転軸１４をそれぞれ異なる速度によって回転駆動することができるようになっている。また、濃縮部回転軸１１は、凝集部回転軸１０の延設部１０ａが凝集部回転軸１０の回転によって、脱水部回転軸１４の延設部１４ａが脱水部回転軸１４の回転によって、それぞれ回転する。なお、本実施形態においては、凝集部回転軸１０と、脱水部回転軸１４とは、それぞれ異なる駆動モータ１３Ａ、１３Ｂによって回転駆動されるようになっているが、本発明はこれに限定されるものではなく、複数のギヤを介して１つのギアに連結することにより、それぞれ異なる速度によって回転駆動するようにしてもよい。このように、１つの駆動モータで、凝集部回転軸１０と、脱水部回転軸１４とを駆動することにより、装置の簡素化、軽量化を図ることができる。また、凝集部回転軸１０と、濃縮部回転軸１１とを同軸上の別の回転軸によって形成し、それぞれ異なる速度で回転駆動するようにしてもよい。さらに、濃縮部回転軸１１を、凝集部回転軸１０および脱水部回転軸１４と同軸上に配置される別の回転軸によって構成してもよい。

凝集部２Ａの周壁３には、凝集剤を任意に供給可能な複数（本実施形態においては３つ）の凝集剤供給口８Ｂ、８Ｃ、８Ｄが、軸方向Ｓに沿って並列して設けられている。そして、濃縮脱水装置１は、第１ないし第４凝集剤供給口８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄ（８）のうち少なくとも１つの凝集剤供給口８から少なくとも１種類の凝集剤が処理槽２の内部に供給されるようになっている。凝集剤を供給する凝集剤供給口８の位置は、供給される凝集剤の数や凝集反応時間等を考慮して選択されるようになっている。一般には、１種類の凝集剤を供給する場合には、凝集剤をいずれか１つの凝集剤供給口８から供給し、２種類の凝集剤を供給する場合には、１番目の凝集剤を第１凝集剤供給口８Ａから供給し、２番目の凝集剤を第２凝集剤供給口８Ｂ、第３凝集剤供給口８Ｃ、あるいは第４凝集剤供給口８Ｄのいずれか１つから供給するようになっている。また、本実施形態に係る濃縮脱水装置１は、同一の凝集剤を複数回に分けて供給する場合にも適応することができるようになっている。

凝集部２Ａには、凝集部回転軸１０の回転駆動によって回転することにより汚泥および凝集剤を撹拌する撹拌羽根１５が設けられている。撹拌羽根１５は、凝集部回転軸１０を中心として回転するように凝集部回転軸１０に固定して取り付けられており、撹拌羽根１５の羽根面１５ａが撹拌羽根１５の回転方向に対して直交するように配置されている。本実施形態においては、図１および図２に示すように、複数（３つ）の撹拌羽根１５が軸方向Ｓに所定の間隙をもって並列して配設されており、各撹拌羽根１５は、隣位する撹拌羽根１５と平面上において直交するように配置されている。そして、各撹拌羽根１５は、汚泥の種類等を考慮して、例えば２０〜８０ｒｐｍの速度による凝集部回転軸１０の回転駆動により、回転するようになっている。なお、本発明における撹拌羽根１５の配置や数は、本実施形態に限定されず、本発明において撹拌羽根１５は、汚泥と凝集剤とを撹拌可能に設けられればよい。

凝集部２Ａの周壁３には、軸方向Ｓにおける各撹拌羽根１５の配置位置の間隙に相当する位置に、それぞれ邪魔板１６が固設されており、各邪魔板１６は、撹拌羽根１５によって撹拌された汚泥および凝集剤の流動に乱流を発生させるようになっている。

これにより、凝集部２Ａは、処理槽２に供給された汚泥および凝集剤を撹拌羽根１５によって撹拌することにより、汚泥を凝集させてフロックを形成するようになっている。また、凝集部２Ａは、邪魔板１６によって汚泥および凝集剤の流動に乱流を発生させることによって、汚泥および凝集剤をより均一に撹拌して全体を均一に凝集させることができるようになっている。

また、凝集部２Ａの上部には、汚泥の凝集状態を確認するために汚泥のサンプリングを取り出すための確認口１２が設けられており、濃縮脱水装置１は、凝集部２Ａの内部に搬送されている汚泥を確認口１２から取り出して、凝集部２Ａの内部における汚泥の含水率等の状態を確認することができるようになっている。そして、濃縮脱水装置１は、確認口１２を介して取り出した汚泥の状態を考慮して、汚泥供給口７からの汚泥の供給量を増減しまたは一時中断したり、さらには、第１駆動モータ１３Ａによる凝集部回転軸１０の回転速度を変更することができるようになっている。これにより、濃縮脱水装置１は、濃縮部２Ｂさらには脱水部２Ｃへの汚泥の供給量を制御して、脱水部２Ｃにおける脱水率を向上させることも可能であるし、さらに、処理対象物が所望の含水率よりも低い含水率となって濃縮部２Ｂや脱水部２Ｃにおいて汚泥が詰まってしまうことも防止することができるようになっている。なお、汚泥の凝集状態を確認するための手段としては、本実施形態のようなサンプリングを取り出すための確認口１２を設けるほか、例えば、凝集部２Ａの内部に搬送される汚泥の状態を外部から確認可能な確認窓を凝集部２Ａの周壁３に設けてもよい。

さらに、凝集部２Ａの周壁３に設けられた凝集剤供給口８Ｂ、８Ｃ、８Ｄのうち汚泥の状態によって使用されない凝集剤供給口８Ｂ、８Ｃ、８Ｄがある場合には、使用されない凝集剤供給口８Ｂ、８Ｃ、８Ｄに、凝集部２Ａの内部を搬送されている汚泥に加わる圧力を測定するための圧力計を取り付けてもよい。この圧力計は、たとえば、凝集剤供給口８Ｂ、８Ｃ、８Ｄを介して処理槽２から排出された汚泥の量によって、処理槽２において搬送されている汚泥に加わる圧力を測定することができるようになっている。そして、濃縮脱水装置１は、この汚泥に加わる圧力を考慮して、汚泥供給口７からの汚泥の供給量を増減しまたは一時中断したり、さらには、第１駆動モータ１３Ａによる凝集部回転軸１０の回転速度を変更するようにしてもよい。これにより、濃縮脱水装置１は、濃縮部２Ｂさらには脱水部２Ｃへの汚泥の供給量を制御して、脱水部２Ｃにおける脱水率を向上させたり、さらに、処理対象物が所望の含水率よりも低い含水率となって濃縮部２Ｂや脱水部２Ｃにおいて汚泥が詰まってしまうことを防止することができるようにしてもよい。

濃縮部２Ｂには、凝集された処理対象物の水切りを行う水切り部材２５が設けられている。また、本実施形態においては、濃縮部２Ｂの下部には、凝集部２Ａの周壁３が延設されているとともに、水切り部材２５としての一対の第１水切り羽根２５Ａが、濃縮部回転軸１１を挟んで対向して配置され、濃縮部回転軸１１における凝集部回転軸１０の延設部１０ａに固定して取り付けられて、凝集部回転軸１０の回転駆動にともなう濃縮部回転軸１１の回転によって回転するようになっている。また、第１水切り羽根２５Ａの上端縁には、濃縮部２Ａの上部に向かって突出するように配置された水切り部材２５としての第２水切り羽根２５Ｂが固定して取り付けられており、第２水切り羽根２５Ｂは、第１水切り羽根２５Ａとともに回転するようになっている。第１水切り羽根２５Ａおよび第２水切り羽根２５Ｂの羽根面は、各水切り羽根２５Ａ、２５Ｂの回転方向Ｃに対して直行するように配置されている。そして、濃縮部２Ｂは、両水切り羽根２５Ａ、２５Ｂの回転によって、濃縮部２Ｂの下部に搬送された汚泥を撹拌して、汚泥の内部にたまっている液体を汚泥の外部方向に流出させることにより、濃縮部２Ｂに搬送される汚泥の水切りを行うようになっている。

また、濃縮部２Ｂの上部の周壁３は、パンチングメタルやフィルター等からなる濃縮部スクリーン１８により構成されており、水切り羽根２５によって水切りされた汚泥の液体を、濃縮部スクリーン１８を介して濾過するようになっている。また、濃縮部スクリーン１８の外方下端部には、濃縮部スクリーン１８を介して濾過された液体を受ける受け台１９が処理槽２の外側に張り出して設けられており、受け台１９には、図３に示すように、濾過された液体を排出する一対の排出孔２０が形成されている。さらに、受け台１９の外周縁は、濃縮部スクリーン１８の外面に対向して配置される外壁２１に連設されている。

そして、濃縮脱水装置１は、汚泥の搬送状態や、濃縮部スクリーン１８の目詰まり状態等を考慮して、凝集部回転軸１０の駆動にともなう濃縮部回転軸１１の回転を調整するようになっている。

濃縮部回転軸１１の一部分を構成する脱水部回転軸１４の延設部１４ａにおける下部分は、下部から上部に向かって太くなるテーパ状に形成されている。そして、第２水切り羽根２５Ｂは、脱水部回転軸１４の延設部１４ａにおけるテーパ状に形成された部分に当接しないように配置されている。

また、濃縮部２Ｂの上部には、濃縮部スクリーン１８の目詰まりを防止するクリーニング部材２３が設けられており、クリーニング部材２３は、濃縮部回転軸１１の一部分を構成する脱水部回転軸１４の延設部１４ａに固定して取り付けられた支持軸２３ａと、支持軸２３ａに支持され濃縮部スクリーン１８に詰まった汚泥を除去するためのクリーニング板２３ｂとを有している。クリーニング部材２３ｂは、濃縮部スクリーン１８の内面に対向して配置された支持板２３ｃと、支持板２３ｃに支持され濃縮部スクリーン１８の内面に摺接するゴム板２３ｄとを有している。クリーニング板２３ｂの板面は、濃縮部回転軸１１の軸方向に対して傾斜するように配置されている。そして、クリーニング部材２３は、脱水部回転軸１４の回転駆動にともなう濃縮部回転軸１１の回転よって回転しながらゴム板２３ｄを濃縮部スクリーン１８の内面に摺接させることによって濃縮部スクリーン１８から汚泥を除去することにより、濃縮部スクリーン１８の目詰まりを防止するとともに、脱水部回転軸１４の延設部１４ａの軸方向に対して傾斜するように配置されたクリーニング板２３ｂの板面によって汚泥を上方に搬送するようになっている。本実施形態においては、複数（４つ）のクリーニング部材２３が濃縮部回転軸１１を挟んで対向して配設されている。

脱水部２Ｃの周壁３は、パンチングメタルやフィルター等からなるスクリーンとしての脱水部スクリーン３０によって円筒状に構成されており、脱水部２Ｃに搬送された汚泥の液体を、脱水部スクリーン３０を介して濾過するようになっている。脱水部スクリーン３０は、汚泥等、処理対象物の種類や、濃縮脱水装置１によって得る処理対象物の所望の含水率等を考慮し、例えば、所望の含水率が低い場合には、液体を濾過する濾過率が高いスクリーンを選択する等、種々の条件を考慮して選択、変更することが可能である。また、この脱水部２Ｃの脱水部スクリーン３０と濃縮部２Ｂの濃縮部スクリーン１８との間には、パッキン３１が介装されている。

また、脱水部２Ｃには、脱水部回転軸１４の外周面に螺旋状にスクリュー羽根３２ａが設けられたスクリュー３２を有している。スクリュー羽根３２ａは、脱水部２Ｃにおける下部から上部に向かって徐々に間隔が狭くなるように配置されており、スクリュー羽根３２ａの外周縁は、脱水部スクリーン３０の内面に対向するように配置されている。さらに、スクリュー羽根３２ａの最上端部は、脱水部回転軸１４における脱水部２Ｃの上端縁よりも下方に配置されるようになっている。そして、スクリュー３２は、第２駆動モータ１３Ｂの駆動によって回転する脱水部回転軸１４を軸として回転可能に設けられており、スクリュー３２の回転によって、濃縮部２Ｂにおいて濃縮された汚泥の液体を上方に搬送しながら、脱水部スクリーン３０を介してさらに濾過することにより、脱水するようになっている。

排出部２Ｄの周壁３には、処理槽２の内部から汚泥を排出する排出口２８が設けられており、排出口２８は排出シュート２９に連結されている。また、排出部２Ｄにおける脱水部２Ｃから排出部２Ｄへの出口２Ｃａに対向する位置には、脱水部２Ｃから搬送される脱水された汚泥（ケーキ）を下方向に押さえるための円盤状の押さえ板３３が配設されている。押さえ板３３には、円筒状の土台３４が連設されており、土台３４は、脱水部回転軸１４における排出部２Ｄに延設された延設部１４ｂに嵌合されるようになっている。そして、押さえ板３３は、脱水部回転軸１４の延設部１４ｂに土台３４を介して上下の方向に高さ調節可能に取り付けられており、出口２Ｃａと押さえ板３３との間隙を狭くすることにより、ケーキに対する圧力を増加させ、間隙を広くすることによって、ケーキに対する圧力を減少させるようになっている。

さらに、排出部２Ｄには、排出部２Ｄに搬送された汚泥を排出口２８へ誘導する掻き出し羽根２７が設けられている。掻き出し羽根２７は、押さえ板３３が取り付けられた土台３４に支持板２７ｂを介して取り付けられており、支持板２７ｂに対して上下および内外の位置を調節可能とされている。また、掻き出し羽根２７は、先端部が処理槽２の周壁３に対向し、かつ羽根面２７ａが脱水部回転軸１４の回転方向Ｃに対して直交して配置されて、土台３４が取り付けられた脱水部回転軸１４の回転駆動によって回転するようになっており、回転によって排出部２Ｄに搬送された汚泥を掻き出して、排出口２８へ誘導するようになっている。そして、濃縮脱水装置１は、排出口２８から排出シュート２９を介して汚泥を処理槽２の外部に排出するようになっている。

次に、本実施形態の作用について説明する。

まず、濃縮脱水装置１は、供給パイプ６を介して汚泥供給口７から処理槽２に汚泥を供給するとともに、凝集反応時間等を考慮して、各凝集剤供給口８のうち少なくとも１つの凝集剤供給口８を介して少なくとも１種類の凝集剤を供給する。続いて、濃縮脱水装置１は、第１駆動モータ１３Ａの駆動により凝集部回転軸１０を回転駆動して、各撹拌羽根１５を回転させることにより、処理槽２に供給された汚泥と凝集剤とを撹拌して汚泥を凝集させる。また、濃縮脱水装置１は、凝集部２Ａにおいて、各邪魔板１６によって撹拌された汚泥の流れに乱流を発生させることにより、汚泥と凝集剤とをより均一に撹拌して、汚泥をむらなく反応・凝集させることができる。

続いて、濃縮脱水装置１は、第１駆動モータ１３Ａの駆動によって濃縮部回転軸１１を回転駆動して、第１水切り羽根２５Ａおよび第１水切り羽根２５Ａに固定して取り付けられた第２水切り羽根２５Ｂを回転させることにより汚泥を撹拌し、汚泥の内部に溜まっていた液体を汚泥の外部方向に流出させることによって汚泥の水切りを行う。さらに、濃縮脱水装置１は、水切りされた汚泥を濃縮部２Ｂの上部に搬送し、汚泥の液体を濃縮部スクリーン１８を介して濾過する。このように、濃縮脱水装置１は、濃縮部２Ｂにおいて水切り部材２５により汚泥の水切りを行うことによって、汚泥の内部に溜まっていた液体も濃縮部スクリーン１８により濾過することができ、これにより、汚泥の濃縮率を向上させることができる。

また、濃縮脱水装置１は、第２駆動モータ１３Ｂの駆動によって脱水部回転軸１４を回転駆動して、スクリュー３２を回転させることにより汚泥を撹拌し、汚泥の内部にたまっていた液体をさらに汚泥の外部方向に流出させて、汚泥の液体を脱水部スクリーン３０を介して濾過することにより脱水する。このように、濃縮脱水装置１は、脱水部２Ｃにおいて汚泥の内部にたまっていた液体をさらに濾過することができ、これにより、さらに汚泥の含水率を低下させることができる。

このとき、濃縮脱水装置１は、脱水部２Ｃにおける下部から上部に向かって徐々に間隔が狭く配置されているスクリュー羽根３２ａを用いて汚泥を上方に搬送しながら圧搾することにより、等間隔に配置されたスクリュー羽根を用いる場合と比較して、脱水部２Ｃの上部における処理槽２の内部の汚泥の体積比を大きくして脱水することができる。

また、濃縮脱水装置１は、スクリュー羽根３２ａの最上端部が、脱水部回転軸１４における脱水部２Ｃの上端縁よりも下方に配置されることにより、スクリュー羽根３２ａが配置されていない位置において汚泥が円滑に搬送されないので、汚泥に対して圧力を加えることができる。これにより、濃縮脱水装置１は、脱水部２Ｃにおいてより確実に汚泥の液体を濾過することができ、汚泥の含水率を低下させることができる。

さらに、濃縮脱水装置１は、凝集部に凝集状態を確認するためのサンプリング取り出し用の確認口１２が設けられることにより、確認口１２を介して、凝集部２Ａの上部まで搬送された汚泥を取り出して汚泥の含水率等の状態を確認し、汚泥の状態を考慮して汚泥供給口７からの汚泥の供給量を増減しまたは一時中断したり、さらには、第１駆動モータ１３Ａによる凝集部回転軸１０の回転速度を変更することができる。このように、濃縮脱水装置１は、濃縮部２Ｂさらには脱水部２Ｃへの汚泥の供給量を制御することにより、処理対象物が所望の含水率よりも低い含水率となって濃縮部２Ｂや脱水部２Ｃにおいて汚泥が詰まってしまうことを防止することも可能であるし、さらに脱水部２Ｃにおける脱水率の向上を図ることができる。

さらにまた、濃縮脱水装置１は、排出部２Ｄにおける脱水部２Ｃの出口２Ｃａに対向する位置に、押さえ板３３が高さ位置を調節可能に配設されることにより、出口２Ｃａから排出される汚泥（ケーキ）に対する圧力を調整することができる。すなわち、濃縮脱水装置１は、出口２Ｃａと押さえ板３３との間隙を狭くすることによりケーキに対する圧力を増加させ、汚泥の脱水部２Ｃにおける滞在時間を長くして、脱水率を向上させることができ、一方、間隙を広くすることによりケーキに対する圧力を減少させて、脱水部２Ｃにおいて詰まってしまうことを防止することができる。

さらに、濃縮脱水装置１は、排出部２Ｄに搬送された汚泥を、濃縮部回転軸１１の回転駆動により回転する掻き出し羽根２７によって掻き出すことにより排出口２８へ誘導し、排出口２８から処理槽２の外部に排出する。

このように、本実施形態に係る濃縮脱水装置１は、凝集部２Ａにおいて凝集し、濃縮部２Ｂにおいて水切りを行って濃縮した汚泥を、さらに脱水部２Ｃにおいてスクリュー３２の回転により撹拌しながら上部に搬送して、脱水部スクリーン３０を介して汚泥の液体を濾過することにより脱水することができる。

したがって、本実施形態によれば、凝集部２Ａ、濃縮部２Ｂ、脱水部２Ｃ、および排出部２Ｄが一体型の濃縮脱水装置１において、汚泥を処理槽２の内部に詰まらせることなく、所望の含水率の汚泥を得ることができる。また、濃縮脱水装置１は、凝集部２Ａ、濃縮部２Ｂ、脱水部２Ｃ、および排出部２Ｄが一体型であるため、所望の含水率の汚泥を得るにあたり、汚泥の処理効率を向上させることができるとともに、設置スペースの狭小化を図ることができる。

さらにまた、濃縮脱水装置１は、濃縮部２Ｂにおける脱水部回転軸１４の延設部１４ａの下部が、下部から上部に向かって太くなるテーパ状に形成されることにより、凝集部２Ａから搬送された凝集された汚泥を、濃縮部２Ｂにおいて詰まらせることなく、濃縮部２Ｂを介して円滑に脱水部２Ｃに搬送することができる。

さらに、濃縮脱水装置１は、凝集部２Ａにおける撹拌羽根１５と、脱水部２Ｃにおけるスクリュー３２とを、異なる速度で回転させて、凝集部２Ａにおける汚泥の流動速度と、脱水部２Ｃにおける汚泥の流動速度とに差を生じさせることにより、脱水部２Ｃにおける脱水率を向上させることも可能であるし、また脱水部２Ｃにおいて汚泥が所望の含水率よりも低い含水率となって処理槽２の内部に詰まってしまうことを防止することも可能である。そして、濃縮脱水装置１は、所望の含水率の汚泥を得ることができる。すなわち、スクリュー３２の回転速度を撹拌羽根１５の回転速度よりも遅くすることにより、脱水部２Ｃにおける脱水率を向上させることができ、一方、スクリュー３２の回転速度を撹拌羽根の回転速度よりも速くすることにより、汚泥が所望の含水率よりも低い含水率となってしまうことを防止することができる。

さらにまた、濃縮脱水装置１は、凝集部２Ａの周壁に設けられ、使用されない凝集剤供給口８Ｂ、８Ｃ、８Ｄに圧力計を取り付けることにより、処理槽２において搬送される汚泥に加わる圧力を測定し、測定結果を考慮して、汚泥供給口７からの汚泥の供給量を増減しまたは一時中断したり、さらには、第１駆動モータ１３Ａによる凝集部回転軸１０の回転速度を変更することができる。このうように、濃縮脱水装置１は、濃縮部２Ｂさらには脱水部２Ｃへの汚泥の供給量を制御することにより、脱水部２Ｃにおける脱水率を向上させることも可能であるし、さらに、汚泥が所望の含水率よりも低い含水率となって処理槽2の内部における濃縮部２Ｂや脱水部２Ｃにおいて詰まってしまうことを防止することができる。

次に、本発明に係る濃縮脱水装置１の第２の実施形態について図４を参照して説明する。

なお、第１の実施形態と同様の構成については同一の符号を用いて説明し、詳説を省略する。

図４に示すように、第２の実施形態に係る濃縮脱水装置１における濃縮部２Ｂに設けられた水切り部材２５は、濃縮部回転軸１１を挟んで対向して配置されて濃縮部回転軸１１における凝集部回転軸１０の延設部１０ａに取り付けられた一対の支持部４０と、支持部に固定されて該支持部４０から濃縮部２Ｂの上部に伸びて濃縮部回転軸１１の軸方向Ｓに沿って配置された支軸４１とを有している。また、支軸４１には、軸方向Ｓに所定の間隙をもって一対の水切り羽根４２が取り付けられており、水切り羽根４２は、濃縮部２Ｂの周壁３における濃縮部スクリーン１８の内面に対向する位置に配置されている。そして、水切り羽根４２は、凝集部回転軸１０の回転駆動にともなう濃縮部回転軸１１の回転により、支持部４０および支軸４１を介して回転するようになっている。

脱水部２Ｃにおけるスクリュー羽根３２ａは、スクリュー羽根３２ａの径寸法が、脱水部２Ｃにおける下部から上部に向かって徐々に狭くなるように形成されている。また、脱水部２Ｃにおける脱水部スクリーン３０は、下部から上部に向かって細くなるようにテーパ状に形成されている。

次に、第２の実施形態の作用について説明する。

第２の実施形態に係る濃縮脱水装置１によれば、スクリュー羽根３２ａの径寸法が、脱水部２Ｃにおける下部から上部に向かって徐々に狭くなるように形成され、脱水部スクリーン３０が、下部から上部に向かって細くなるテーパ状に形成されているので、スクリュー羽根の径寸法が下部から上部まで同一であって、円筒状のスクリーンを用いる場合と比較して、脱水部２Ｃの上部における処理槽２の内部の汚泥の体積比を大きくすることができる。

したがって、第２の実施形態に係る濃縮脱水装置１は、第１の実施形態に係る濃縮脱水装置１と同様に、凝集部２Ａ、濃縮部２Ｂ、脱水部２Ｃ、および排出部２Ｄが一体型の濃縮脱水装置１において、汚泥を処理槽２の内部に詰まらせることなく、所望の含水率の汚泥を得ることができ、さらに所望の含水率の汚泥を得るにあたり、汚泥の処理効率を向上させることができるとともに、設置スペースの狭小化を図ることができる。

また、第２の実施形態に係る濃縮脱水装置１は、体積比が大きくなった脱水部２Ｃの上部において、より汚泥の脱水率を向上させることができ、所望の含水率が低い場合の汚泥の処理に適している。

さらに、第２の実施形態に係る濃縮脱水装置１は、水切り羽根４２の回転による汚泥の撹拌により、汚泥の内部にたまった液体を汚泥の外部方向に流出させて濾過することができるので、汚泥の濃縮率を向上させることができる。

次に、本発明に係る濃縮脱水装置１の第３の実施形態について、図５を参照して説明する。

なお、第１の実施形態と同様の構成については同一の符号を用いて説明し、詳説を省略する。

図５は、第３の実施形態に係る濃縮脱水装置１における濃縮部２Ｂの縦断面正面図である。図５に示すように、本発明の第３の実施形態に係る濃縮脱水装置１における濃縮部２Ｂの上部に設けられたクリーニング部材２３のクリーニング板２３ｂの板面は、脱水部回転軸１４の延設部１４ａの軸方向に対して傾斜するように配置されている。また、クリーニング板２３ｂは、一部分の先端縁が濃縮部スクリーン１８の内面に摺接するように配置され、他の部分が処理槽２の中心に向かって折曲して濃縮部スクリーン１８の内面から離間して配置されている。本実施形態においては、クリーニング板２３ｂの上部におけるゴム板２３ｄの先端縁が濃縮部スクリーン１８の内面に摺接し、クリーニング板２３ｂの下部が処理槽２の中心に向かって濃縮部スクリーン１８の内面から離間するように配置されている。

次に、第３の実施形態の作用について説明する。

第３の実施形態に係る濃縮脱水装置１によれば、クリーニング部材２３は、クリーニング板２３ｂの上部におけるゴム板２３ｄの先端縁が濃縮部スクリーン１８の内面に摺接するように配置されているので、脱水部回転軸１４の回転駆動によって回転しながらゴム板２３ｄの上部を濃縮部スクリーン１８の内面に摺接させることによって濃縮部スクリーン１８から汚泥を除去することができる。

また、クリーニング部材２３は、クリーニング板２３ｂの板面が脱水部回転軸１４の延設部１４ａの軸方向に対して傾斜するように配置されているので、凝集部２Ａにおいて凝集された汚泥を回転するクリーニング板２３ｂの板面によって上方に搬送することができる。

さらに、クリーニング部材２３は、クリーニング板２３ｂの上部の先端縁が濃縮部スクリーン１８の内面に摺接して配置されるとともに、下部が濃縮部スクリーン１８の内面から離間して配置されている。これにより、クリーニング部材２３は、濃縮部２Ｂの内部における中心部分において搬送される汚泥をクリーニング板２３ｂの下部によって上方に搬送し、濃縮部２Ｂの内部における濃縮部スクリーン１８の側において搬送される汚泥をクリーニング板２３ｂの上部によって上方に搬送することができる。

したがって、第３の実施形態に係る濃縮脱水装置１は、第１の実施形態に係る濃縮脱水装置１と同様に、凝集部２Ａ、濃縮部２Ｂ、脱水部２Ｃ、および排出部２Ｄが一体型の濃縮脱水装置１において、汚泥を処理槽２の内部に詰まらせることなく、所望の含水率の汚泥を得ることができ、さらに所望の含水率の汚泥を得るにあたり、汚泥の処理効率を向上させることができるとともに、設置スペースの狭小化を図ることができる。

また、第３の実施形態に係る濃縮脱水装置１は、クリーニング部材２３が、ゴム板２３ｄの上部によって濃縮部スクリーン１８から汚泥を除去することにより濃縮部スクリーン１８の目詰まりを防止することができるとともに、クリーニング板２３ｂによって、凝集部２Ａから搬送された汚泥を上方に搬送することができるので、汚泥を脱水部２Ｃに効率よく搬送することができる。

さらに、第３の実施形態に係る濃縮装置１は、クリーニング板２３ｂの下部によって、濃縮部２Ｂの内部におけおる中心部分の汚泥を上方に搬送し、クリーニング板２３ｂの上部によって、濃縮部２Ｂの内部における濃縮部スクリーン１８の側の汚泥を上方に搬送することができるので、濃縮部２Ｂの中心部分から濃縮部スクリーン１８側において搬送される汚泥を、全体的にむらなく脱水部に効率的に搬送することができる。

なお、本発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々変更することが可能である。

１ 濃縮脱水装置
２ 処理槽
２Ａ 凝集部
２Ｂ 濃縮部
２Ｃ 脱水部
２Ｃａ 出口
２Ｄ 排出部
３ 周壁
１０ 凝集部回転軸
１１ 濃縮部回転軸
１２ 確認口
１４ 脱水部回転軸
１５ 撹拌羽根
１８ スクリーン
２３ クリーニング部材
２５ 水切り部材
２７ 掻き出し羽根
２８ 排出口
２９ 排出シュート
３０ スクリーン
３１ パッキン
３２ スクリュー
３２ａ スクリュー羽根
３３ 押さえ板

Claims (3)

1. 液体を含む処理対象物および凝集剤が供給される処理槽を有し、
   前記処理層の下部に配置され、前記処理対象物および前記凝集剤を撹拌する撹拌羽根を備え、前記撹拌羽根によって前記処理対象物を凝集させる凝集部と、
   前記処理層における前記凝集部の上方に配置され、前記凝集された処理対象物の内部に溜まった液体を前記処理対象物の外部方向に流出させて前記処理対象物の水切りを行う水切り部材を備え、前記水切り部材によって凝集された前記処理対象物の液体を濾過することにより、前記処理対象物を濃縮する濃縮部と、
   前記処理層における前記濃縮部の上方に配置され、脱水された前記処理対象物を排出する排出口を有する排出部とを備え、
   前記処理層における前記濃縮部と前記排出部との間に、前記処理対象物を脱水する脱水部が配置され、
   前記脱水部は、前記処理槽の軸方向に沿って配置された脱水部回転軸を軸として回転可能に設けられたスクリューを備え、前記脱水部における前記処理槽の周壁は、スクリーンにより形成され、前記スクリューの回転によって濃縮された前記処理対象物の液体を前記スクリーンを介してさらに濾過することにより脱水するようにされ、
   前記凝集部、前記濃縮部、前記脱水部および前記排出部とが一体に設けられ、
   前記脱水部回転軸は下方向に延設され、前記脱水部回転軸における前記延設された延設部の下部は、下部から上部に向かって太くなるテーパ状に形成されており、
   前記撹拌羽根は、前記脱水部回転軸と同軸上に配置された凝集部回転軸の回転駆動により回転し、
   前記脱水部回転軸および前記凝集部回転軸を異なる速度で回転させることを特徴とする濃縮脱水装置。
2. 前記濃縮部への前記処理対象物の供給量を制御するために、前記処理槽における前記脱水部より下方において搬送されている前記処理対象物に加わる圧力を測定する圧力計を備えたことを特徴とする請求項１に記載の濃縮脱水装置。
3. 前記濃縮部は、前記処理対象物の液体を濾過するための濃縮部スクリーンと、前記濃縮部スクリーンに詰まった前記処理対象物を除去するためのクリーニング部材を有し、
   前記クリーニング部材は、一部分の先端縁が前記濃縮部スクリーンの内面に摺接するように配置され、他の部分が前記処理槽の中心部に向かって前記濃縮部スクリーンの内面から離間して配置されているクリーニング板を備え、
   前記クリーニング板の板面は、前記濃縮部において前記処理槽の軸方向に沿って配置された濃縮部回転軸の軸方向に対して傾斜して配置されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の濃縮脱水装置。

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