JP7326032B2

JP7326032B2 - 濾過装置

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Publication number: JP7326032B2
Application number: JP2019107034A
Authority: JP
Inventors: 常郎倭; 良輔河野; 悠佑相馬
Original assignee: 月島アクアソリューション株式会社
Priority date: 2019-06-07
Filing date: 2019-06-07
Publication date: 2023-08-15
Anticipated expiration: 2039-06-07
Also published as: JP2020199443A

Description

本発明は、例えば下水処理場から発生する下水汚泥等に凝集剤が添加されて凝集された有機性汚泥、化学工場や食品工場等の排水汚泥や、パルプスラリー等の被処理物に温水等の洗浄液を供給して濃縮するような処理を行う濾過装置に関するものである。

このような濾過装置として、例えば特許文献１には、外筒内に濾過筒（濾過スクリーン）を収容し、濾過筒の内部にスパイラルスクリュー（スクリュー羽根）を回転可能に収容し、スパイラルスクリューを回転駆動することによって、汚泥凝集槽から濾過筒内に導入される汚泥を搬送しながら、汚泥に含まれる水分を濾過筒の濾過面を通過させて分離液として分離液排出管から排出して汚泥を濃縮するとともに、濃縮された汚泥を濾過筒の内部より排出する汚泥濃縮装置において、スパイラルスクリューの回転軸を中空とし、回転軸から濾過筒内に洗浄水（洗浄液）を流して濾過筒内の汚泥を洗浄するようにしたものが提案されている。

このような濾過装置において、濾過筒内に導入された凝集汚泥は、回転するスパイラルスクリューによって下方へと搬送されるとともに、これに含まれる水分が濾過筒の濾過面を通過して外筒内に分離液（濾液）として収容される。また、こうして濾過筒内を下方へと搬送される凝集汚泥は水分が分離されることによって濃縮汚泥となるが、洗浄水が回転軸の下部に形成された複数の流出口から濾過筒内へと流出して供給されることにより、濾過筒内の下部に滞留する高濃度の汚泥フロックの間隙を通過する過程で汚泥フロックを洗浄する結果、濃縮汚泥に含まれるＭアルカリが洗浄水によって効果的に洗い流され、濃縮汚泥のＭアルカリ度が下げられる。

特開２００８－０４３９１４号公報

ところで、このような濾過装置においては、洗浄液を単に濾過スクリーン内の有機性汚泥に供給しただけでは、洗浄液の流速や流量によっては洗浄液が有機性汚泥と十分に接触せずに流れてしまい、十分な洗浄効果を得ることができなくなるおそれがある。特に、洗浄液として有機性汚泥よりも温度の高い温水を供給する場合に、こうして洗浄液が濾過スクリーン内の有機性汚泥に十分に接触せずに濾過スクリーン外に排出されてしまうと、温水は有機性汚泥から分離した濾液を加温するだけとなってしまい、有機性汚泥の含水率を低下させることが困難となる。

本発明は、このような背景の下になされたもので、濾過スクリーン内の有機性汚泥等の被処理物に洗浄液を供給する場合に、洗浄液が被処理物に十分に接触しないで排出されるのを防ぎ、特に洗浄液として温水を供給する場合でも、被処理物を効果的に加温することが可能な濾過装置を提供することを目的としている。

上記の課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は、軸線を中心とした円筒状の濾過スクリーンと、この濾過スクリーンの外周に配設された濾液室と、上記軸線に沿って延びる回転軸と、この回転軸の周りに螺旋状に配設されたスクリュー羽根とを備えて上記濾過スクリーン内に収容された搬送手段と、上記濾過スクリーン内に洗浄液を排出するノズルとを有し、上記濾過スクリーン内に供給された被処理物を上記搬送手段によって上記軸線方向に搬送しつつ、上記ノズルから洗浄液を排出して上記被処理物に供給する濾過装置であって、上記濾過スクリーンは、この濾過スクリーンの内外が遮蔽された遮蔽部を上記軸線方向において部分的に備えていることを特徴とする。

このように構成された濾過装置では、軸線を中心とした円筒状の濾過スクリーンが、この濾過スクリーンの内外が遮蔽された遮蔽部を上記軸線方向において部分的に備えているので、ノズルから排出されて上記軸線に対する径方向に拡散した洗浄液が、濾過スクリーンの位置においてこの遮蔽部に達するように配設することにより、洗浄液が濾過スクリーン外周の濾液室にすぐに抜けてしまうのを防いで濾過スクリーン内に滞留させ、被処理物の洗浄を行うことができる。

なお、濾過スクリーン内に供給された被処理物を搬送手段によって上記軸線方向に搬送するときに、濾過スクリーン内への被処理物の供給側においては、含水率の高い被処理物を濾過して濃縮するために濾過スクリーンが必要となり、また被処理物の搬送方向側においても、洗浄液によって希釈された被処理物を再濃縮するために濾過スクリーンが必要となる。このため、上記軸線方向における上記遮蔽部の一端側と他端側とには、上記濾過スクリーンが残されていることが望ましい。また、複数の上記ノズルを、上記スクリュー羽根がなす螺旋に合わせて螺旋状に配設することにより、スクリュー羽根とノズルとの間隔を一定として、スクリュー羽根によって搬送される被処理物に均一に洗浄液を供給することができる。

また、濾過スクリーンは、上記軸線が横方向に延びるものであってもよいが、特に次述するように洗浄液が被処理物よりも温度の高い温水である場合には、上記濾過スクリーンは、縦方向に延びる上記軸線を中心とした円筒状の濾過スクリーンであることがより効果的である。このように濾過スクリーンの軸線が縦方向に延びているとともに、洗浄液が被処理物よりも温度の高い温水である場合、例えば被処理物が有機性汚泥のときには、有機性汚泥が温水によって加温されることにより、有機性汚泥に保水されていた水分が蛋白質の熱変性によって分離するとともに有機性汚泥の粘度が低下するため、より小さい濾過面積で有機性汚泥を濃縮することができるが、有機性汚泥との比重の差によって温水は濾過スクリーン内の有機性汚泥中を上昇してしまう。従って、このように濾過スクリーンの軸線が縦方向に延びているとともに、洗浄液が被処理物よりも温度の高い温水である場合には、上記遮蔽部の上端は上記ノズルよりも上記軸線方向の上端側に位置していることが望ましい。

さらに、このように濾過スクリーンの軸線が縦方向に延びているとともに、洗浄液が被処理物よりも温度の高い温水である場合には、上記ノズルを下向きに開口させることにより、ノズルから排出された洗浄液は濾過スクリーン内の被処理物中を一旦下降した後に比重の差によって上昇するので、効率的に被処理物と混合して加温することができる。

さらにまた、同じく濾過スクリーンの軸線が縦方向に延びているときに、ノズルから濾過スクリーン内に排出される洗浄液の流速や流量が高い場合には、洗浄液は速やかに濾過スクリーンの位置に達してしまうため、ノズルが軸線方向における遮蔽部の下端よりも下方に開口していると、洗浄液は遮蔽部の下方から濾液室にすぐに抜けてしまうおそれがある。従って、このように洗浄液の流速や流量が高い場合には、上記ノズルは、上記軸線方向における遮蔽部の上端と下端の間に開口していることが望ましい。

一方、濾過スクリーンの軸線が縦方向に延びているときに、逆に、ノズルから濾過スクリーン内に排出される洗浄液の流速や流量が低い場合には、特に洗浄液が被処理物よりも温度の高い温水であるときに、洗浄液はゆっくりと被処理物中を上昇して濾過スクリーンに達するため、上述のようにノズルが上記軸線方向における遮蔽部の上端と下端との間に開口していると、洗浄液は遮蔽部を越えて遮蔽部の上方から濾液室に抜けてしまう。従って、このように洗浄液の流速や流量が低い場合には、上記ノズルは、上記軸線方向における上記遮蔽部の下端よりも下方に開口していることが望ましい。

以上説明したように、本発明によれば、濾過スクリーン内に洗浄液を滞留させることができ、洗浄液が被処理物と十分に接触することができ、被処理物を効率的に洗浄することが可能となる。特に、洗浄液が被処理物よりも温度が高い温水である場合には、被処理物を効果的に加温することが可能となって、後段の脱水機においてより低い含水率に脱水することができる。

本発明の濾過装置の第１の実施形態を示す縦断面図である（ただし、説明のため、凝集槽は小さく描かれている。）。図１に示す実施形態において、ノズルが軸線方向における遮蔽部の上端と下端の間に開口している場合に、洗浄液の流速が低いとき（図２の左側）と高いとき（図２の右側）の洗浄液の流れを説明する概略図である。図１に示す実施形態において、ノズルが軸線方向における遮蔽部の下端よりも下方に開口している場合に、洗浄液の流速が低いとき（図３の左側）と高いとき（図３の右側）の洗浄液の流れを説明する概略図である。図１に示す実施形態の搬送手段の第１の変形例を示す側面図である。図４におけるＡＡ断面図である。図４に示す第１の変形例を軸線回りに９０°回転した方向から見た側面図である。図４に示す第１の変形例を下側から見た斜視図である。図７におけるＢ部の拡大図である。図１に示す実施形態の搬送手段の第２の変形例を示す側面図である。図９におけるＡＡ断面図である。図９に示す第２の変形例を軸線回りに９０°回転した方向から見た側面図である。図９に示す第２の変形例を下側から見た斜視図である。図１２におけるＢ部の拡大図である。図１に示す実施形態の搬送手段の第３の変形例を示す側面図である。図１４におけるＡＡ断面図である。図１４におけるＢＢ断面図である。図１６におけるＣＣ断面図である。図１６におけるＤＤ断面図である。図１５におけるＥＥ断面図である。図１４に示す第３の変形例を軸線回りに９０°回転した方向から見た側面図である。図１４に示す第３の変形例を下側から見た斜視図である。本発明の濾過装置の第２の実施形態を示す縦断面図である（ただし、説明のため、凝集槽は小さく描かれている。）。

図１～図３は、本発明の濾過装置の第１の実施形態を示すものである。本実施形態の濾過装置１は、下水処理場から発生して供給された混合生汚泥等の有機性汚泥Ａに高分子凝集剤（ポリマー）Ｂを添加して凝集槽２において撹拌することにより固形分がある程度凝集した凝集汚泥Ｃを被処理物として濃縮する有機性汚泥の縦型の濃縮装置である。

この濾過装置１は、上記凝集槽２から供給された凝集汚泥Ｃが保持される、縦方向に延びる軸線Ｏを中心とした有底円筒状の濃縮槽３を備えており、凝集汚泥Ｃは濃縮槽３の上部から濃縮槽３内に供給される。ただし、この濃縮槽３の円筒状の胴部は、後述する遮蔽部を除いてウェッジワイヤーやパンチングメタル等によって形成された濾過スクリーン３ａとされるとともに、この濾過スクリーン３ａの外周にはジャケット状の濾液室４が配設されている。

この濃縮槽３の濾過スクリーン３ａ内には、濃縮槽３の軸線Ｏに沿って延びる軸線Ｏを中心として該軸線Ｏ回りに回転される中空の円筒状の回転軸５ａと、この回転軸５ａの周りに螺旋状に配設されたスクリュー羽根５ｂとを備えた搬送手段５が収容されている。また、濃縮槽３の上部には、回転軸５ａを回転させるモーター等の回転駆動手段５ｃが配設されて回転軸５ａと連結されている。

この回転駆動手段５ｃによって搬送手段５の回転軸５ａとスクリュー羽根５ｂとが軸線Ｏ回りに回転させられることにより、濃縮槽３の上部から供給された凝集汚泥Ｃは下方に搬送されながら濾過スクリーン３ａによって水分が分離されて、汚泥濃度５ｗｔ％以上、望ましくは汚泥濃度８ｗｔ％～１０ｗｔ％の範囲に濃縮され、濃縮槽３の底部から濃縮汚泥Ｄとして抜き出される。

なお、この濃縮槽３の底部と上記凝集槽２の底部は、下方に向かうに従い縮径する円錐台状に形成されている。また、濃縮槽３の濾過スクリーン３ａによって凝集汚泥Ｃから分離された水分は、濃縮槽３の外周のジャケット状の濾液室４に収容され、排水Ｅとして処理される。

さらに、搬送手段５の中空の回転軸５ａ内には、本実施形態では回転軸５ａの下端から洗浄液ＦがポンプＰによって供給され、回転軸５ａに設けられたノズル６から排出されて濾過スクリーン３ａ内の凝集汚泥Ｃ（有機性汚泥）と混合される。本実施形態では、この洗浄液Ｆは、凝集汚泥Ｃの温度よりも高い、５０℃以上１００℃未満の範囲の温度、望ましくは６０℃以上９０℃以下の範囲の温度の温水である。

回転軸５ａには、上記軸線Ｏ方向の中央部よりも下端寄りの位置に、複数（４つ）の図示されない貫通孔が周方向に等間隔に形成されている。本実施形態では、これらの貫通孔は、軸線Ｏ方向には互いに等しい位置に形成されている。ここで、本実施形態におけるノズル６は、これらの貫通孔に内部が連通するように回転軸５ａにそれぞれ接合された同形同大のＬ字形のエルボ管であり、このノズル６の回転軸５ａとの接合部とは反対側の開口部は下向きに開口している。

そして、上記濾過スクリーン３ａには、この濾過スクリーン３ａの内外を遮蔽する遮蔽部３ｂが、上記軸線Ｏ方向において部分的に備えられている。この遮蔽部３ｂは、濾過スクリーン３ａを軸線Ｏ方向に間をあけて分割するように切断して、その間の部分を円筒板によって繋いだものでもよく、また濾過スクリーン３ａの内周または外周を円筒板によって覆ったものでもよい。

また、上述のように洗浄液Ｆが温水である本実施形態では、遮蔽部３ｂの上端はノズル６の開口部よりも軸線Ｏ方向の上端側に位置している。なお、本実施形態では、遮蔽部３ｂの上端縁および下端縁は、それぞれ軸線Ｏに垂直な平面上に位置して濾過スクリーン３ａの上端および下端と間隔をあけていて、濃縮槽３においては、上記軸線Ｏ方向における遮蔽部３ｂの上端（一端）側と下端（他端）側とに、上述のようにウェッジワイヤーやパンチングメタル等によって形成された濾過スクリーン３ａが残されている。また、濃縮槽３において遮蔽部３ｂが濾過スクリーン３ａの内外を遮蔽する箇所は、本実施形態では軸線Ｏ方向に１箇所だけである。

このように構成された濾過装置１において、濃縮槽３に供給された凝集汚泥Ｃは、上述のように搬送手段５によって下方に搬送されながら、濃縮槽３の遮蔽部３ｂよりも上端側においては含水率が高い凝集汚泥Ｃが上端側の濾過スクリーン３ａによって水分が分離されて濃縮される。さらに、ノズル６から洗浄液Ｆが排出されて供給されることにより、濃縮槽３の底部に滞留する凝集汚泥Ｃが洗浄されてＭアルカリ度が低下させられ、こうして洗浄された凝集汚泥Ｃは濃縮槽３の遮蔽部３ｂよりも下端側においても濾過スクリーン３ａによって濃縮される。

特に、本実施形態では、この洗浄液Ｆが凝集汚泥Ｃの温度よりも高い温度の温水であるので、この温水によって凝集汚泥Ｃの粘度が低下させられるとともに、温水によって加熱されることにより凝集汚泥Ｃ中の蛋白質が熱変性し、保水されていた水分が分離して排水Ｅとして排出されることにより、濃縮汚泥Ｄを上述のような濃度に効果的に濃縮することができる。

そして、上記構成の有機性汚泥の濾過装置１では、縦方向に延びる軸線Ｏを中心とした円筒状の濾過スクリーン３ａが、この濾過スクリーン３ａの内外を遮蔽する目張りされた遮蔽部３ｂを軸線Ｏ方向において部分的に備えているので、この遮蔽部３ｂによってノズル６から排出されて軸線Ｏに対する径方向に拡散した洗浄液Ｆを濃縮槽３内に滞留させて凝集汚泥Ｃを効率的に洗浄することができる。このため、洗浄液Ｆが凝集汚泥Ｃと十分に接触せずに濾過スクリーン３ａに達し、そのまま濾液室４に排出されてしまうのを防ぐことができる。

特に、上述したように本実施形態における洗浄液Ｆは凝集汚泥Ｃよりも温度の高い温水であり、このような温水は凝集汚泥Ｃとの比重の差によって濾過スクリーン３ａ内の凝集汚泥Ｃ中を上昇してしまう。これに対して、本実施形態では、遮蔽部３ｂの上端がノズル６よりも軸線Ｏ方向の上端側に位置しているので、このように凝集汚泥Ｃ中を上昇する洗浄液（温水）Ｆを確実に遮蔽して濾液室４に排出されるのを防ぎ、一層効率的な加温による凝集汚泥Ｃの濃縮を図ることができる。

また、このように洗浄液Ｆが凝集汚泥Ｃ中を上昇する凝集汚泥Ｃよりも温度の高い温水であるのに対し、本実施形態では凝集汚泥Ｃ中に洗浄液Ｆを供給するノズル６が下向きに開口している。従って、洗浄液Ｆは、ノズル６から排出されて凝集汚泥Ｃ中を一旦下降した後に上昇することになって、凝集汚泥Ｃ中に長く滞留することになるので、さらに効率的に凝集汚泥Ｃを加温して濃度を低減することができる。

ところで、本実施形態の濾過装置１では、濾過スクリーン３ａの遮蔽部３ｂは、上述のように上端がノズル６の開口部よりも軸線Ｏ方向の上端側に位置しているとともに、下端は図１に示したようにノズル６の開口部よりも軸線Ｏを中心の下端側に位置していて、ノズル６の開口部が軸線Ｏ方向における遮蔽部３ｂの上端と下端の間に下向きに開口している。

ところが、このような場合において、温水である洗浄液Ｆの流速や流量が低いと、図２の左側に示すように洗浄液Ｆが凝集汚泥Ｃ中を一旦下降する距離が短く、直ぐに上昇して遮蔽部３ｂの上端よりも上方の濾過スクリーン３ａへ到達してそのまま濾液室４に排出されてしまうおそれがある。

そこで、このようにノズル６の開口部が軸線Ｏ方向における遮蔽部３ｂの上端と下端の間に下向きに開口している場合には、温水である洗浄液Ｆの流速や流量を高くして洗浄液Ｆが凝集汚泥Ｃ中を一旦下降する距離を長くすることにより、図２の右側に示すように下降から上昇に転じた洗浄液Ｆが軸線Ｏに対する径方向において濾過スクリーン３ａの部分に達する位置を遮蔽部３ｂの位置に合わせることができる。

このため、洗浄液Ｆが濾過スクリーン３ａへ到達してそのまま濾液室４に排出されてしまうのを防ぐことができ、洗浄液Ｆを凝集汚泥Ｃ中に長時間滞留させて、例えば洗浄液Ｆが温水である場合に凝集汚泥Ｃを効果的に加温することができる。言い換えれば、洗浄液Ｆが温水である場合に、流速や流量が高いときには、ノズル６は、軸線Ｏ方向における遮蔽部３ｂの上端と下端の間に開口していることが望ましい。

一方、同じく洗浄液Ｆが凝集汚泥Ｃ（有機性汚泥）よりも温度の高い温水であって、遮蔽部３ｂの上端がノズル６よりも軸線Ｏ方向の上端側に位置している場合でも、図３に示すようにノズル６が遮蔽部３ｂの下端よりも軸線Ｏ方向の下方に下向きに開口している場合には、洗浄液Ｆの流速や流量が高いと、図３の右側に示すように下降から上昇に転じた洗浄液Ｆが遮蔽部３ｂに達する前に濾過スクリーン３ａへ到達して濾液室４に排出されてしまうおそれがある。

そこで、このようにノズル６が軸線Ｏ方向における遮蔽部３ｂの下端よりも下方に開口している場合には、洗浄液Ｆの流速や流量を低くすることにより、図３に左側に示すように下降から上昇に転じた洗浄液Ｆが軸線Ｏに対する径方向において濾過スクリーン３ａの部分に達する位置を遮蔽部３ｂの位置に合わせることができる。

このため、洗浄液Ｆを凝集汚泥Ｃ中に長時間滞留させることができ、やはり洗浄液Ｆが温水である場合に凝集汚泥Ｃを効果的に加温することができる。言い換えれば、洗浄液Ｆの流速や流量が低い場合には、ノズル６は、軸線Ｏ方向における遮蔽部３ｂの下端よりも下方に開口していることが望ましい。なお、本実施形態においては、中空の円筒状の回転軸５ａ内を通して洗浄液Ｆを供給しているが、回転軸５ａの軸線Ｏ方向に挿通した配管を通して洗浄液Ｆを供給するようにしてもよい。

次に、図４～図８は、図１～図３に示した実施形態の濾過装置１における搬送手段５の第１の変形例を示すものであり、以降に説明する第２、第３の変形例も含めて、図１に示した実施形態と共通する部分には同一の符号を配してある。図１～図３に示した実施形態の搬送手段５では、回転軸５ａの複数の貫通孔およびノズル６が軸線Ｏ方向には互いに等しい位置に配設されていたのに対し、この第１の変形例の搬送手段５においては、回転軸５ａの複数の貫通孔およびノズル６は、周方向には等間隔であるものの、軸線Ｏ方向にはスクリュー羽根５ｂがなす螺旋に合わせてずらされて螺旋状に配列されるように形成されている。

回転軸５ａの貫通孔の軸線Ｏ方向の位置は、各貫通孔の軸線Ｏ方向上端側と下端側とに隣接するスクリュー羽根５ｂの略中央部に位置している。そして、これらの貫通孔に内部が連通して下向きに開口するように同形同大のＬ字形のエルボ管状のノズル６が回転軸５ａにそれぞれ接合されている。従って、スクリュー羽根５ｂの捩れが一定であれば、周方向に隣接するノズル６の軸線Ｏ方向のずれ量は一定である。

このように構成された第１の変形例の搬送手段５を有する濾過装置においては、複数のノズル６が、スクリュー羽根５ｂがなす螺旋に合わせて螺旋状に配設されることになるので、スクリュー羽根５ｂとノズル６との間隔を一定とすることができる。従って、この第１の変形例の搬送手段５を有する濾過装置によれば、スクリュー羽根５ｂによって搬送される凝集汚泥Ｃ（有機性汚泥）に均一に洗浄液Ｆを供給することが可能となり、効率的な濃縮等の処理を図ることができる。

また、図９～図１３は、図１～図３に示した実施形態の濾過装置１における搬送手段５の第２の変形例を示すものである。図１～図３に示した実施形態や図４～図８に示した第１の変形例の搬送手段５では、回転軸５ａに形成された貫通孔に連通するようにＬ字形のエルボ管状のノズル６が接合されて下向きに開口しているのに対し、この第２の変形例の搬送手段５では、第１の変形例と同じく軸線Ｏ方向にスクリュー羽根５ｂがなす螺旋に合わせてずらされて螺旋状に配列された貫通孔に内部が連通するようにして、略半球状の中空のキャップ形のノズル６が回転軸５ａに接合され、このノズル６に下向きに開口するように開口部６ａが形成されている。

このような第２の変形例の搬送手段５においては、第１の変形例と同様に、複数のノズル６が、スクリュー羽根５ｂがなす螺旋に合わせて螺旋状に配設されるので、スクリュー羽根５ｂにより搬送される凝集汚泥Ｃ（有機性汚泥）に均一に洗浄液Ｆを供給することができるとともに、図１～図３に示した実施形態や第１の変形例の搬送手段５のようなＬ字形のエルボ管状のノズル６よりも、半球状のノズル６が回転軸５ａから突出する部分を小さくすることができる。

このため、搬送手段５を回転駆動手段５ｃによって回転させる際に、ノズル６が凝集汚泥Ｃ（有機性汚泥）から受ける抵抗を低減することができ、濃縮槽３内で部分的な過度な濃縮を抑制するとともに、濃縮槽３内での汚泥閉塞を防止することが可能となる。また、こうしてノズル６が受ける抵抗が低減されることにより、Ｌ字形のエルボ管状のノズル６のように曲がり等の損傷が生じるおそれも少なくなる。

さらに、図１４～図２１は、図１～図３に示した実施形態の濾過装置１における搬送手段５の第３の変形例を示すものである。図１～図３に示した実施形態や第１、第２の変形例では、ノズル６が搬送手段５の回転軸５ａから外周側に突出するように設けられていたのに対し、この第３の変形例では、搬送手段５のスクリュー羽根５ｂに中空の回転軸５ａの内部に連通する供給路７が設けられ、この供給路７に下向きに開口するノズル８が設けられている。

ここで、この第３の変形例では、回転軸５ａの軸線Ｏ方向における中央部よりも下端寄りのスクリュー羽根５ｂの下面に、軸線Ｏに対する半径方向に延びる軸線Ｏ方向に偏平した断面「コ」字形の直線状の径方向供給路７ａが開口部を上向きにして接合されている。図１７に示すように、この径方向供給路７ａの軸線Ｏに対する径方向の内周部は中空の回転軸５ａに接合されて回転軸５ａの内部に連通しているとともに、外周部は閉塞されている。

また、同じくスクリュー羽根５ｂの下面には、軸線Ｏに対する径方向の内周側と外周側とに間隔をあけて、軸線Ｏ方向に偏平した断面「コ」字形で軸線Ｏを中心とする円弧状の複数（本実施形態では２つ）の周方向供給路７ｂが、開口部を上向きにしてスクリュー羽根５ｂの下面に沿って同心円状に下方に向けて略１周するように接合されている。これらの周方向供給路７ｂの上端部は径方向供給路７ａに接合されて連通しているとともに、下端部は閉塞されている。

そして、複数（２つ）の周方向供給路７ｂと接合した径方向供給路７ａの内周部と外周部の下面には、複数（２つ）のノズル８が下向きに開口するように設けられている。さらに、周方向供給路７ｂの下面には、径方向供給路７ａの複数（２つ）のノズル８からそれぞれ下方に向けて周方向に間隔をあけて複数のノズル８が下向きに開口するように設けられている。本実施形態では、複数（２つ）の周方向供給路７ｂのノズル８は、径方向供給路７ａの複数（２つ）のノズル８からそれぞれ軸線Ｏ回りに４５°ずつの等間隔に配設されている。

このように構成された第３の変形例において、中空の回転軸５ａの内部を通って供給された洗浄液Ｆは、この回転軸５ａの内部と連通した供給路７のうちの径方向供給路７ａに流れ込み、複数（２つ）のノズル８から下向きに排出される。さらに、この径方向供給路７ａに流れ込んだ洗浄液Ｆは、径方向供給路７ａに連通する複数（２つ）の周方向供給路７ｂに流れ込み、それぞれのノズル８からやはり下向きに排出され、凝集汚泥Ｃ（被処理物）に供給される。

このような第３の変形例の搬送手段５を備えた濾過装置１では、凝集汚泥Ｃ（被処理物）に洗浄液Ｆを供給するノズル８が搬送手段５のスクリュー羽根５ｂの下面に設けられた供給路７の径方向供給路７ａおよび周方向供給路７ｂに配設されているので、スクリュー羽根５ｂとノズル８との間隔も自ずと一定となり、第１、第２の変形例と同様に凝集汚泥Ｃに均一に洗浄液Ｆを供給して効率的な濃縮等の処理を図ることが可能となる。

また、供給路７の周方向供給路７ｂは、軸線Ｏ方向に偏平した断面「コ」字形で軸線Ｏを中心とする円弧状とされているので、搬送手段５の回転により凝集汚泥Ｃから受ける抵抗が少なく、濃縮槽３内で部分的な過度な濃縮を抑制するとともに、濃縮槽３内での汚泥閉塞を防止することが可能となる。なお、この第３の変形例では、ノズル８のすべてから洗浄液Ｆを供給するのではなく、ノズル８にプラグを取り付けて洗浄液Ｆを供給するノズル８を選択し、選択されなかったノズル８は封止するようにしてもよい。

さらに、図２２は、本発明の濾過装置の第２の実施形態を示すものであり、図１に示した第１の実施形態と共通する部分には同一の符号を配してある。第１の実施形態の濾過スクリーン３ａが縦方向に延びる軸線Ｏを有する円筒状であったのに対し、この第２の実施形態の濾過装置１は、濾過スクリーン３ａの軸線Ｏが横方向に延びていることを特徴としている。

本実施形態において、凝集汚泥Ｃ（被処理物）は、濃縮槽３の一端（図２２において左端）側上部から濾過スクリーン３ａ内に供給されて搬送手段５により他端（図２２において右端）側に搬送されつつ濾過されて濃縮され、濃縮汚泥Ｄとして濃縮槽３の他端側下部から排出される。また、洗浄水Ｆは、第１の実施形態と同じく凝集汚泥Ｃよりも高温の温水であり、濃縮槽３の他端側から中空の回転軸５ａ内に供給されて、ノズル６から他端側に向けて排出される。

なお、図２２では、ノズル６は軸線Ｏ方向において遮蔽部３ｂの一端と他端との間に位置して他端側に向けて開口しているが、このようにノズル６が軸線Ｏ方向において濾過スクリーン３ａの他端側に向けて開口している場合には、洗浄水Ｆの流量や流速によっては、遮蔽部３ｂの一端よりも一端側に開口していてもよい。また、図２２では、ノズル６が軸線Ｏ方向には互いに等しい位置に配設されているが、第１の実施形態の第１の変形例の搬送手段５等と同じく、複数のノズル６が、スクリュー羽根５ｂがなす螺旋に合わせて螺旋状に配設されていてもよい。

さらに、本実施形態では、ノズル６は他端側に向けて開口していなくてもよく、例えば軸線Ｏに対する外周側に向けて開口していてもよい。この場合には、図２２に示したように、ノズル６の開口部は、軸線Ｏ方向において遮蔽部３ｂの一端と他端との間に位置して他端側に向けて開口しているのが望ましい。

さらにまた、ノズル６は、図２２に示したのとは逆に、軸線Ｏ方向において濾過スクリーン３ａの一端側に向けて開口していてもよい。この場合には、洗浄水Ｆの流量や流速によっては、軸線Ｏ方向において遮蔽部３ｂの他端よりも他端側にノズル６の開口部が位置していてもよい。

このような第２の実施形態の濾過装置１においても、遮蔽部３ｂによって濾過スクリーン３ａ内に洗浄液Ｆを滞留させることにより、洗浄液Ｆを凝集汚泥Ｃ（被処理物）と十分に接触させることができるので、凝集汚泥Ｃを効率的に洗浄することが可能となる。特に洗浄液Ｆが凝集汚泥Ｃよりも温度が高い温水である場合には、凝集汚泥Ｃを効果的に加温することが可能となるので、後段の脱水機においてより低い含水率に脱水することができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、こうした実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

次に、本発明の実施例を挙げて、本発明の効果について実証する。本実施例では、図３に示した実施形態に基づく濾過装置１を用いて、汚泥濃度２．８ｗｔ％の凝集汚泥Ｃを流量３ｍ^３／ｈで濃縮槽３に供給し、ノズル６から温度８６℃の温水である洗浄液Ｆを流量１．３ｍ^３／ｈで供給しつつ濃縮して、汚泥濃度８ｗｔ％の濃縮汚泥Ｄを流量１．３ｍ^３／ｈで抜き出した。

なお、この実施例において、濃縮槽３の遮蔽部３ｂの面積は濃縮槽３の周面全体の面積の約１／３、濾過スクリーン３ａの約１／２であった。また、この実施例に対する比較例として、遮蔽部３ｂを設けずに濃縮槽３の周面全体が濾過スクリーン３ａとされた濾過装置を用いて、実施例と同様の条件で濃縮処理を行った。そして、これら実施例と比較例とで、濃縮汚泥Ｄの温度と濾液室４に排出された排水Ｅの温度を測定するとともに、濃縮汚泥Ｄの熱量と温水（洗浄液Ｆ）の熱量から算出される理論汚泥温度と実際の汚泥温度との比率である加温効率を計算した。

この結果、比較例では、濃縮汚泥Ｄの温度が３４℃であったのに対して排水Ｅの温度は３９℃であり、濃縮汚泥Ｄよりも排水Ｅが温水によって加温された結果となって、加温効率も６３％と低かった。これに対して、実施例では、排水Ｅの温度が３７℃であったのに対して濃縮汚泥Ｄの温度は４８℃であり、濃縮汚泥Ｄの方が排水Ｅよりも１０℃以上加温されていて、加温効率も９１％と１００％に近い効率であった。

１濾過装置
２凝集槽
３濃縮槽
３ａ濾過スクリーン
３ｂ遮蔽部
４濾液室
５搬送手段
５ａ回転軸
５ｂスクリュー羽根
５ｃ回転駆動手段
６、８ノズル
７供給路
７ａ径方向供給路
７ｂ周方向供給路
Ｏ濾過スクリーン３ａの軸線
Ａ有機性汚泥
Ｂ高分子凝集剤
Ｃ凝集汚泥
Ｄ濃縮汚泥
Ｅ排水
Ｆ洗浄液（温水）

Claims

軸線中心とした円筒状の濃縮槽と、
前記濃縮槽のうち遮蔽部を除いた部分である濾過スクリーンと、
この濾過スクリーンの外周に配設された濾液室と、
上記軸線に沿って延びる回転軸と、この回転軸の周りに螺旋状に配設されたスクリュー羽根とを備えて上記濾過スクリーン内に収容された搬送手段と、
上記濾過スクリーン内に洗浄液を排出するノズルとを有し、
上記濾過スクリーン内に供給された被処理物を上記搬送手段によって上記軸線方向に搬送しつつ、上記ノズルから洗浄液を排出して上記被処理物に供給する濾過装置であって、
前記濃縮槽において前記遮蔽部が前記濾過スクリーンの内外を遮蔽する箇所は、前記軸線方向に１箇所であり、
前記遮蔽部の面積は前記濃縮槽の周面全体の面積の約１／３であり、前記濾過スクリーンの面積に対して約１／２であることを特徴とする濾過装置。
上記軸線方向における上記遮蔽部の一端側と他端側とには、上記濾過スクリーンが残されていることを特徴とする請求項１に記載の濾過装置。
複数の上記ノズルが、上記スクリュー羽根がなす螺旋に合わせて螺旋状に配設されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の濾過装置。
上記濾過スクリーンは、縦方向に延びる上記軸線を中心とした円筒状の濾過スクリーンであることを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の濾過装置。
上記洗浄液は上記被処理物よりも温度の高い温水であり、上記遮蔽部の上端は上記ノズルよりも上記軸線方向の上端側に位置していることを特徴とする請求項４に記載の濾過装置。
上記洗浄液は上記被処理物よりも温度の高い温水であり、上記ノズルは下向きに開口していることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の濾過装置。
上記ノズルは、上記軸線方向において上記遮蔽部の上端と下端の間に開口していることを特徴とする請求項４から請求項６のうちいずれか一項に記載の濾過装置。
上記ノズルは、上記軸線方向において上記遮蔽部の下端よりも下方に開口していることを特徴とする請求項４から請求項６のうちいずれか一項に記載の濾過装置。