JP2003251114A

JP2003251114A - 固液分離装置

Info

Publication number: JP2003251114A
Application number: JP2002057257A
Authority: JP
Inventors: Shohei Fukada; 尚平深田; Itaru Sakai; 至坂井; Satoru Udagawa; 悟宇田川
Original assignee: JFE Engineering Corp
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 2002-03-04
Filing date: 2002-03-04
Publication date: 2003-09-09

Abstract

(57)【要約】【課題】汚泥を効率良く濃縮することができ、しか
も、装置の小型化が図れる。【解決手段】円筒形状の濾過スクリーン６と、濾液排
出管８と、スクレーパー９とを具備する有底濾過ドラム
４が、被処理液としての原汚泥の貯留槽１内に垂直に設
けられた固液分離装置において、貯留槽１への原汚泥供
給管２に、硫酸添加手段１１、無機凝集剤添加手段１
２、有機高分子凝集剤添加手段１３およびラインミキサ
ー１４を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、固液分離装置、
特に、上水道、下水道またはし尿処理の水処理過程で発
生する排水または汚泥、および汚濁物質を含む工業排水
や一般排水を、効率良く濾過することができ、しかも装
置の小型化および低コスト化が図れる固液分離装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般の下水処理場における汚泥処理方法
を、図面を参照しながら説明する。

【０００３】図２は、一般的な下水処理場における汚泥
処理方法を示すフロー図である。

【０００４】図２に示すように、最初沈殿池３１に流入
した被処理液としての下水は、ここで重力沈降処理によ
って固液分離される。次いで、沈降処理後の上澄水は、
反応タンク３２に供給され、ここで活性汚泥処理され
る。このようにして活性汚泥処理された下水は、最終沈
殿池３３に供給され、ここで再度、重力沈降処理によっ
て固液分離される。このようにして最終沈殿池３３で得
られた上澄水は滅菌槽３４に供給され、ここで滅菌処理
される。そして、このように滅菌処理された下水の処理
水は、河川、湖沼あるいは海域に放流される。

【０００５】一方、最初沈殿池３１における沈降汚泥と
最終沈殿池３３における余剰汚泥は、通常、混合され
る。このようにして混合された混合汚泥は、汚泥濃縮槽
３５に供給される。汚泥濃縮槽３５に供給される混合汚
泥の固形物濃度は、通常、１％前後である。混合汚泥
は、汚泥濃縮槽３５において重力沈降によって濃縮処理
される。これによって、２から３％程度の固形物濃度の
濃縮汚泥が得られる。このようにして得られた濃縮汚泥
は、汚泥貯留槽３６に貯留される。そして、汚泥貯留槽
３６に貯留された汚泥は、脱水機３７によって脱水され
る。このようにして脱水ケーキが得られる。

【０００６】上述のように、一般の下水処理場におい
て、流入下水および汚泥混合液（以下、汚泥という）の
固液分離・濃縮処理には、重力沈降が用いられている。
即ち、流入下水は、最初沈殿池３１において重力沈降に
よって固液分離され、反応タンク２において活性汚泥処
理された下水は、最終沈殿池３３において重力沈降によ
って固液分離され、そして、混合汚泥は、汚泥濃縮槽３
５において重力沈降によって濃縮処理されていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述した、重力沈降に
よる汚泥処理方法は、電力の消費が少ないことから、処
理費用が安価で済むといった利点を有している。しかし
ながら、重力沈降による汚泥処理装置は、その設置面積
が大きく、しかも装置の処理能力が汚泥の性状や水温に
大きく左右されるといった問題を有していた。

【０００８】特に、近年、汚泥中の有機分の増加あるい
は汚泥の集約処理化にともなう長距離輸送された汚泥の
腐敗などの原因によって、汚泥の沈降性が悪化してい
る。この結果、汚泥の集約処理を行っている下水処理場
の汚泥濃縮槽においては、重力沈降による汚泥処理によ
ってコンスタントに固形物濃度で２％以上の濃縮汚泥を
確保することが困難となっているのが現状である。

【０００９】所定の濃度の濃縮汚泥が得られない場合、
後段の脱水処理設備に供給される混合汚泥液量が大とな
るため、脱水機の安定運転が困難となるばかりでなく、
過剰の脱水処理設備を要することとなる。

【００１０】このような問題点を解決するために、最近
は、遠心分離機等の機械濃縮装置が採用されつつある
が、この方法は、電力の消費が大きいため経済的に不利
である。

【００１１】一方、公共用水域の富栄養化防止を図るた
めに、積極的な採用が検討されている窒素・リン除去等
の高度処理方法においては、反応速度をより大きくする
ために、反応タンクは、標準活性汚泥法の場合より固形
物濃度の高い状態で運転されるケースが多い。

【００１２】従って、反応タンクから流出する高濃度の
汚泥混合液を固液分離処理することが必要となる。特
に、大都市においては、既に標準活性汚泥法に対応した
最終沈殿池が数多く稼働中であるので、高度処理を採用
するためには、図２の最終沈殿池３３を代替できるか、
あるいは、これを補完することができる新たな汚泥処理
手段の開発が必要である。

【００１３】このように、重力沈降によらず、汚泥を確
実に分離・濃縮する技術への必要性は、近年、大となっ
ている。

【００１４】上述した観点から本発明者等は、特開平２
０００−２０２４９６に開示された固液分離装置を開発
した。以下、この装置を従来固液分離装置という。

【００１５】本発明者等は、上記従来固液分離装置につ
いてさらに検討を行ったところ、凝集剤として無機凝集
剤および有機高分子凝集剤を被処理液（汚泥）に添加す
るか、または、硫酸とポリ硫酸第二鉄を被処理液に添加
することによって、被処理液の固液分離、濃縮処理性能
を飛躍的に向上させることができることを見出し、この
発明を得るに至った。

【００１６】すなわち、この発明の目的は、上述した従
来固液分離装置を用いて被処理液を処理するに際して、
被処理液の性状に依存せず大量にかつ効率良く、被処理
液を固液分離し、濃縮処理することができる固液分離装
置を提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
円筒形状の濾過スクリーンと、濾液排出管と、スクレー
パとを具備する有底濾過ドラムが、被処理液の貯留槽内
に垂直に設けられた固液分離装置において、前記貯留槽
への被処理液の導入手段に凝集剤添加手段を設けたこと
に特徴を有するものである。

【００１８】請求項２記載の発明は、円筒形状の濾過ス
クリーンと、濾液排出管と、スクレーパとを具備する有
底濾過ドラムが、被処理液の貯留槽内に垂直に設けられ
た固液分離装置において、前記貯留槽への被処理液の導
入手段に酸添加手段と、凝集剤添加手段とを設けたこと
に特徴を有するものである。

【００１９】請求項３記載の発明は、円筒形状の濾過ス
クリーンと、濾液排出管と、スクレーパとを具備する有
底濾過ドラムが、被処理液の貯留槽内に垂直に設けられ
た固液分離装置において、前記貯留槽への被処理液の導
入手段に凝集剤添加手段とラインミキサーとを設けたこ
とに特徴を有するものである。

【００２０】請求項４記載の発明は、円筒形状の濾過ス
クリーンと、濾液排出管と、スクレーパとを具備する有
底濾過ドラムが、被処理液の貯留槽内に垂直に設けられ
た固液分離装置において、前記貯留槽への被処理液の導
入手段に酸添加手段と凝集剤添加手段とラインミキサー
とを設けたことに特徴を有するものである。

【００２１】

【発明の実施の形態】この発明の固液分離装置の一実施
態様を、図面を参照しながら説明する。

【００２２】図１は、この発明の固形分離装置を示す概
略断面図である。

【００２３】図１において、１は、底部がロート状に形
成された汚泥貯留槽であり、上部に原汚泥（被処理液）
の導入手段としての供給管２が接続され、底部に濃縮汚
泥排出管３が接続されている。原汚泥供給管２からのス
ラリー状原汚泥の供給および濃縮汚泥排出管３からの濃
縮汚泥の排出は、ポンプ、流量計、濃度計等を利用して
汚泥の流量、汚泥の濃度を適正に制御しながら行われ
る。汚泥貯留槽１の底部がロート状に形成されているの
で、濃縮汚泥排出管３からの濃縮汚泥の排出が効果的に
行われる。汚泥貯留槽１の底部に汚泥掻集め手段を設け
れば更に効果的な汚泥の排出が可能となる。

【００２４】なお、汚泥貯留槽１は、例えば、既存の浄
水場における沈殿池、排泥池、濃縮槽等の濾過濃縮設
備、既存の下水処理場における最初沈殿池、最終沈殿
池、汚泥濃縮設備等の濾過濃縮設備をそのまま利用する
こともできる。

【００２５】４は、汚泥貯留槽１内に垂直に設けられた
円筒形状の有底濾過ドラムである。濾過ドラム４は、円
筒籠状フレーム５の周囲に濾過用スクリーン６を取り付
けたものからなり、多数の濾液排出孔７Ａが形成された
垂直回転軸７に固定されている。垂直回転軸７は、濾液
排出管８に水密且つ回転自在に接続されている。濾液排
出管８は、濾過ドラム４の中央軸線部から汚泥貯留槽１
外に配管されている汚泥貯留槽１に貯留された汚泥の水
位と濾過ドラム４内の濾液との水頭差によって汚泥は、
スクリーン６によって濾過され、濾液は、濾過ドラム４
内に流入し、垂直回転軸７の濾液排出孔７Ａから濾液排
出管８を通って汚泥貯留槽１外に排出される。スクリー
ン６の材質として、ウエッジスクリーンまたは濾布を使
用すれば、汚泥の濾過能力および汚泥ケーキの剥離性が
向上する。

【００２６】なお、汚泥貯留槽１が大型の場合には、濾
過ドラム４を複数台も設けても良い。

【００２７】９は、汚泥貯留槽１内に設けられた、濾過
ドラム４に付着した汚泥ケーキを掻き取るためのスクレ
ーパである。スクレーパ９の材質は、超高分子ポリエチ
レンが好ましい。スクレーパ９は、図示のような直線形
状でも良いが、濾過ドラム４の周囲を囲むようにスパイ
ラル形状に形成しても良い。スクレーパ９をスパイラル
形状にすると、掻き取った汚泥を下方に押し出すことが
できるので、掻き取られた汚泥がスクレーパ９に再度付
着することが防止できる。スクレーパ９と濾過ドラム２
との間隔を１ｍｍ以下に設定すると、濾過ドラム２に付
着する汚泥によるスクリーン６の目詰まりを確実に防止
できる。

【００２８】上記例は、濾過ドラム４が垂直回転軸７を
中心として回転するものであるが、濾過ドラム４を固定
しても良い。この場合には、スクレーパ９は、濾過ドラ
ム４の周囲に沿って回転させる。

【００２９】１０は、スクレーパ９による汚泥の掻取り
効果をさらに向上させるための洗浄手段であり、濾過ド
ラム４に向けて空気、水等の流体を吹き付けることによ
って、濾過ドラム２に付着した汚泥の剥離性を向上させ
るものである。

【００３０】原汚泥供給管２には、硫酸添加手段１１、
無機凝集剤添加手段１２および有機高分子凝集剤添加手
段１３が上流側からこの順序で設けられている。

【００３１】硫酸の添加方法としては、原汚泥に先ず硫
酸を添加し、引き続きポリ硫酸第二鉄を添加する方法が
最も好ましいが、設備の配管等の関係から硫酸とポリ硫
酸第二鉄とを同時に添加するか、始めにポリ硫酸第二鉄
を添加し、引き続き硫酸を添加しても良い。

【００３２】凝集剤の添加方法としては、原汚泥にまず
無機凝集剤を添加し、引き続き有機高分子凝集剤を添加
する方法が最も望ましいが、設備の配管等の関係から無
機凝集剤と有機高分子凝集剤とを同時に添加するか、ま
たは、始めに有機高分子凝集剤を添加し、引き続き無機
凝集剤を添加する方法も可能である。

【００３３】原汚泥が最初沈殿池汚泥のみまたは余剰汚
泥と最初沈殿池汚泥とが混合した混合汚泥の場合は、原
汚泥に添加する凝集剤は、有機高分子凝集剤のみが好ま
しい。有機高分子凝集剤添加手段２９によって添加する
有機高分子凝集剤は、カチオン系凝集剤、ノニオン系凝
集剤、アニオン系凝集剤が適用できるが、特にカチオン
系凝集剤が望ましい。

【００３４】また、原汚泥が余剰汚泥のみの場合、また
は、有機高分子凝集剤のみでは十分な濾過濃縮が行なえ
ない場合は、有機高分子凝集剤と無機凝集剤を併用す
る。原汚泥に添加する無機凝集剤は、鉄またはアルミニ
ウムを主成分とする凝集剤が好ましいが、臭気の対策お
よび汚泥のリン除去も行なえることから、ポリ硫酸第二
鉄が好ましい。

【００３５】無機凝集剤の添加率は、汚泥性状によって
変化するが、汚泥固形物あたり５％から３０％の範囲内
が好ましいが、特に好ましい範囲は、５％から１５％で
ある。

【００３６】有機高分子凝集剤の添加率は、汚泥性状に
よって変化するが、無機凝集剤と併用する場合は、汚泥
固形物あたり０．０１％から０．２％の範囲内が好まし
いが、特に好ましい範囲は、０．０５％から０．１％で
ある。凝集剤として有機高分子凝集剤のみを用いた場合
は、汚泥固形物あたり０．１％から０．３％の範囲内が
好ましいが、特に好ましい範囲は、０．１％から０．２
％である。

【００３７】硫酸とポリ硫酸第二鉄を添加する場合に
は、濾液のｐＨは、４から６の範囲内が最も好ましい。

【００３８】図１の例のように、原汚泥に硫酸、凝集剤
を直接添加する場合には、原汚泥供給管２の下流側にラ
インミキサー１４を設けて、硫酸および凝集剤と汚泥と
を効率良く攪拌した後、汚泥貯留槽１内に注入すること
が望ましい。ラインミキサー１４としては、攪拌翼によ
る急速攪拌、緩速攪拌等の他、配管内で効果的な攪拌が
可能なスタティックミキサー等を用いると良い。なお、
ラインミキサー１４を設けずに、無機凝集剤貯留槽およ
び有機高分子凝集剤貯留槽をそれぞれ別途に設け、原汚
泥供給管２に凝集剤をライン注入しても良い。

【００３９】上述したように構成されている、この発明
の固液分離装置によれば、以下のようにして、汚泥が固
液分離処理される。

【００４０】スラリー状の原汚泥は、原汚泥供給管２か
ら汚泥貯留槽１内に供給され、回転している濾過ドラム
４によって濾過される。原汚泥には、硫酸添加手段１
１、無機凝集剤添加手段１２および有機高分子凝集剤添
加手段１３から予め酸、凝集剤が添加され、これらはラ
インミキサー１４により十分に攪拌される。濾過ドラム
４内に流入した濾液は、垂直回転軸７の濾液排出孔７Ａ
から垂直回転軸７内に流入し、濾液排出管８から汚泥貯
留槽１外に排出される。

【００４１】一方、濾過ドラム４に付着した汚泥ケーキ
は、スクレーパ９によって掻き取られ、汚泥貯留槽１の
底部に沈降する。このようにして汚泥貯留槽１の底部に
沈降した濃縮汚泥は、汚泥貯留槽１の内圧またはポンプ
Ｐによって汚泥貯留槽１外に排出される。

【００４２】スクレーパ９によって汚泥ケーキを濾過ド
ラム４から掻き取る際に、洗浄手段１０によって濾過ド
ラム４に向けて空気、水等の流体を吹き付ければ、汚泥
ケーキが濾過ドラム４から剥離しやすくなる。従って、
スクレーパ９による汚泥ケーキの掻取り効果がより確実
に行える。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、固液分離効果が向上する酸や凝集剤を原汚泥に予め
添加することが可能となるので、従来固液分離装置の有
する効果、すなわち、濾過ドラム全体で濾過が行われる
ために無駄がなく、しかも、常時、スクレーパによって
濾過ドラムに付着した汚泥ケーキが除去されるので、目
詰まりが起きにくく、従って、長時間運転が可能となっ
て、高い濾過効率が得られるという効果が一層向上する
といった有用な効果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の固液分離装置を示す概略断面図であ
る。

【図２】一般的な下水処理場における汚泥処理方法を示
すフロー図である。

【符号の説明】

１：汚泥貯留槽２：原汚泥供給管３：濃縮汚泥排出管４：濾過ドラム５：フレーム６：スクリーン７：垂直回転軸７Ａ：濾液排出口８：濾液排出管９：スクレーパ１０：洗浄手段１１：硫酸添加手段１２：無機凝集剤添加手段１３：有機高分子凝集剤添加手段１４：ラインミキサー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０２Ｆ 1/56 Ｃ０２Ｆ 1/56 Ｅ 11/12 ＺＡＢ 11/12 ＺＡＢＣ 11/14 11/14 ＢＤＥ (72)発明者宇田川悟東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内Ｆターム(参考） 4D015 BA04 BA05 BA12 BB09 BB12 CA03 CA14 DA16 DB01 DC06 DC07 DC08 EA13 EA36 FA16 4D026 BA01 BA03 BB01 BC22 BC23 BC26 BC29 BE01 BF20 BF21 4D059 AA01 AA03 BE11 BE13 BE55 BE57 BE58 BE59 BE60 BE61 BF12 DA23 DB11

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】円筒形状の濾過スクリーンと、濾液排出
管と、スクレーパとを具備する有底濾過ドラムが、被処
理液の貯留槽内に垂直に設けられた固液分離装置におい
て、前記貯留槽への被処理液の導入手段に凝集剤添加手段を
設けたことを特徴とする固液分離装置。
【請求項２】円筒形状の濾過スクリーンと、濾液排出
管と、スクレーパとを具備する有底濾過ドラムが、被処
理液の貯留槽内に垂直に設けられた固液分離装置におい
て、前記貯留槽への被処理液の導入手段に酸添加手段と、凝
集剤添加手段とを設けたことを特徴とする固液分離装
置。
【請求項３】円筒形状の濾過スクリーンと、濾液排出
管と、スクレーパとを具備する有底濾過ドラムが、被処
理液の貯留槽内に垂直に設けられた固液分離装置におい
て、前記貯留槽への被処理液の導入手段に凝集剤添加手段と
ラインミキサーとを設けたことを特徴とする固液分離装
置。
【請求項４】円筒形状の濾過スクリーンと、濾液排出
管と、スクレーパとを具備する有底濾過ドラムが、被処
理液の貯留槽内に垂直に設けられた固液分離装置におい
て、前記貯留槽への被処理液の導入手段に酸添加手段と凝集
剤添加手段とラインミキサーとを設けたことを特徴とす
る固液分離装置。