JP2006297298A

JP2006297298A - 汚泥濃縮装置

Info

Publication number: JP2006297298A
Application number: JP2005123518A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Nakayama; 善雄中山; Akira Yoneda; 晃米田; Teruhisa Yoshida; 輝久吉田
Original assignee: Hitachi Plant Technologies Ltd
Current assignee: Hitachi Plant Technologies Ltd
Priority date: 2005-04-21
Filing date: 2005-04-21
Publication date: 2006-11-02

Abstract

【課題】遠心力によって固液分離することにより、膜を用いた固液分離で用いる高価な吸引ポンプや複雑な吸引配管の配設を不要にすることができる汚泥濃縮装置を提供すること。
【解決手段】周面に固液分離膜１を備えた濃縮タンク２をケーシング３内に回転可能に支持するとともに、濃縮タンク２を回転させ、濃縮タンク２に供給された濃縮汚泥Ｇを遠心力により濾過する回転駆動手段４を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、膜を用いた固液分離に関し、特に、遠心力によって固液分離することにより、高価な吸引ポンプや複雑な吸引配管の配設を不要にすることができる汚泥濃縮装置に関するものである。

従来、下水等の有機性の汚水を生物処理する施設では、汚泥を濃縮する工程で、汚泥を濾過することにより濃縮する汚泥濃縮装置が使用されている。
下記特許文献１〜３では、濾過膜を用いた固液分離を行うに際し、何れも吸引ポンプを用いるため、吸引ポンプはもちろん、各膜ユニットヘの複雑な吸引配管を要している。

すなわち、従来の濾過膜を用いた固液分離では吸引ポンプを用いていたが、吸引ポンプは、高価な上、各膜ユニット全てに吸引配管や膜面洗浄用の空気配管を配設する必要があった。
また、膜ユニット数が多くなればなるほど吸引配管は複雑になり、部分的に吸引配管が破損しただけで、固液分離機能を果たさなくなるといった問題があった。

特開２００４−２４３３１９号公報特許第３１８５３９８号公報特許第２８７６９７８号公報

本発明は、上記従来の膜を用いた固液分離方法が有する問題点に鑑み、遠心力によって固液分離することにより、膜を用いた固液分離で用いる高価な吸引ポンプや複雑な吸引配管の配設を不要にすることができる汚泥濃縮装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の汚泥濃縮装置は、汚泥を濾過することにより濃縮する汚泥濃縮装置において、周面に固液分離膜を備えた濃縮タンクをケーシング内に回転可能に配設するとともに、該濃縮タンクを回転させ、濃縮タンクに供給された汚泥を遠心力により濾過する回転駆動手段を設けたことを特徴とする。

この場合において、固液分離膜として、有機膜、ステンレス鋼繊維を均一に積層焼結した金属膜又は金属粉末を焼結した金属膜の少なくとも１種を用いることができる。

また、回転駆動手段を、濃縮タンクに外側から洗浄水を所定角度で噴射する固液分離膜の洗浄水ノズルにより構成することができる。

本発明の汚泥濃縮装置によれば、汚泥を濾過することにより濃縮する汚泥濃縮装置において、周面に固液分離膜を備えた濃縮タンクをケーシング内に回転可能に配設するとともに、該濃縮タンクを回転させ、濃縮タンクに供給された汚泥を遠心力により濾過する回転駆動手段を設けることから、遠心力によって固液分離膜から汚泥中の液体分のみをケーシングに濾過排出するとともに、濃縮タンク内で固形分を濃縮することができ、これにより、固液分離膜を用いたときに通常必要となる高価な吸引ポンプや複雑な吸引配管の配設を不要とするとともに、吸引配管の破損や該破損による固形物の濾過液への混入といった事故を防止することができる。

また、固液分離膜として、有機膜、ステンレス鋼繊維を均一に積層焼結した金属膜又は金属粉末を焼結した金属膜の少なくとも１種を用いることにより、遠心力により膜に破損が生じず、安定した濾過を行うことができる。

また、回転駆動手段を、濃縮タンクに外側から洗浄水を所定角度で噴射する固液分離膜の洗浄水ノズルで構成することにより、固液分離膜の洗浄水を動力として遠心力を発生させるとともに、固液分離膜を常に十分に洗浄することができ、これにより、安定した濾過を行い、さらには、長期間安定した性能を発揮することができる。

以下、本発明の汚泥濃縮装置の実施の形態を、図面に基づいて説明する。

図２に、一般的な水処理システムに本発明の汚泥濃縮装置を加えたフローチャートを示す。
有機性排水を処理する下水処理場において、汚水Ａは、生物反応槽１１で活性汚泥によって生物処理され、汚泥と処理液の混合液Ｂとなって最終沈殿池１２に流入し、重力により固液分離されて、上澄み水は処理水Ｃとして放流される。
一方、重力により固液分離された沈殿汚泥Ｄの大部分は、返送汚泥Ｅとして生物反応槽１１に返送され、再び生物処理に供される。
沈殿汚泥Ｄの一部は、余剰汚泥Ｆとして汚泥濃縮槽１３で濃縮される。
濃縮汚泥Ｇは、更に汚泥濃縮装置１４で機械濃縮され、機械濃縮汚泥Ｈは汚泥貯留槽１５で貯留され、排出汚泥Ｉとしてバキューム車等で搬出される。なお、汚泥濃縮装置１４で分離された排出濾液Ｊは、生物反応槽１１に再度戻される。

図１において、供給ポンプ６２により濃縮汚泥移送配管６１から濃縮汚泥Ｇが、濃縮タンク２、回転軸３１、ケーシング３等を備えた汚泥濃縮装置１４に供給される。
固液分離膜１で慮過され濃縮タンク２の外側に流出した濾過液は、ケーシング３内に回収され、ケーシング３の底部より、排出濾液Ｊとして排出される。
濃縮された機械濃縮汚泥Ｈは、機械濃縮汚泥移送配管６３から排出ポンプ６４により汚泥貯留槽１５に移送される。
また、濃縮タンク２には、処理水Ｋが洗浄水配管６５及び洗浄水ポンプ６６を介して、洗浄水ノズル５より高速噴射される。

汚泥濃縮装置１４は、周面が微細な孔を有する固液分離膜１で構成されている濃縮タンク２に、固形物を含んだ被処理液（濃縮汚泥）を充填し、洗浄水を高速で濃縮タンク２に衝突させることにより、固液分離膜１自身を洗浄するとともに、濃縮タンク２がこの洗浄水の衝突により、回転力を与えられて回転し遠心力が発生する。
固液分離膜１から、被処理液中の液体分を遠心力により濾過排出し、固形分を濃縮する。この微細な孔を有する固液分離膜１として、有機膜、ステンレス鋼繊維を均一に積層焼結した金属膜又は金属粉末を焼結した金属膜が用いられるが、遠心力により膜が破損せず、濾過目的を果たす孔を有する膜であれば、その材質や製造方法には特にこだわらない。

有機性排水を処理する下水処理場や農業集落排水施設、産業排水などで被処理液中の固形物と液体分を膜分離技術に、この汚泥濃縮装置１４を用いることにより、固液分離膜を用いたときに通常必要となる高価な吸引ポンプや複雑な吸引配管の配設が不要となり、吸引配管の破損による固形物の濾過液への混入といった事故が起こらない。
また、固液分離膜１の洗浄水を動力として遠心力を発生させるため、固液分離膜１は常に十分な洗浄を受けることができ、これにより、安定した濾過が可能で、長期間安定した性能を得ることができる。

図１に、本発明の汚泥濃縮装置の一実施例を示す。
この汚泥濃縮装置１４は、濃縮汚泥Ｇを濾過することにより濃縮するもので、周面に固液分離膜１を備えた濃縮タンク２をケーシング３内に回転可能に支持するとともに、該濃縮タンク２を回転させ、濃縮タンク２に供給された濃縮汚泥Ｇを遠心力により濾過する回転駆動手段４を設け、該回転駆動手段４を、濃縮タンク２に外側から洗浄水を噴射する固液分離膜１の洗浄水ノズル５により構成している。

図２にも示すように、汚泥濃縮槽１３で重力濃縮した濃縮汚泥Ｇを濃縮汚泥移送配管６１より、汚泥濃縮装置１４に供給する。なお、濃縮汚泥Ｇは、通常１〜１．５％程度の固形物濃度で、季節や汚泥性状により異なる。
汚泥濃縮装置１４に供給された濃縮汚泥Ｇは、濃縮タンク２に投入される。この投入口は、濃縮タンク２の高さに対し１／３〜２／３程度の高さ位置に設定するのが好ましい。
また、濃縮タンク２の形状は円筒形が望ましいが、特に製造上問題がなければ、多角形であってもその形にはこだわらない。
濃縮タンク２は、濾過能力のない底板３２と周面の固液分離膜１とからなり、微細な孔を有する固液分離膜１は、被処理液中の液体分を遠心力により濾過排出し、固形分を濃縮する。

この微細な孔を有する固液分離膜１として、有機膜、ステンレス鋼繊維を均一に積層焼結した金属膜又は金属粉末を焼結した金属膜が用いられることが望ましいが、遠心力により膜が破損せず、濾過目的を果たす孔を有する膜であれば、その材質には特にこだわらない。
また、濃縮目的であれば、固液分離膜１の孔サイズは０．１〜１０μｍ程度で十分その汚泥濃縮の目的を達成することができる。

濾過に必要な濃縮タンク２の遠心力は、処理水Ｋを洗浄水配管６５及び洗浄水ポンプ６６を介して、洗浄水ノズル５から高速噴射することにより得られる。
この処理水Ｋの高速噴射により、固液分離膜１も洗浄され、固液分離膜１は常に十分な洗浄を受けることができる。
なお、濃縮タンク２が回転しやすくするために、濃縮タンク２の洗浄水が当たる部分に、適宜フィン状の突起物を設けることも可能である。
洗浄水ノズル５の高速噴射により生じる濃縮タンク２の遠心力は、５Ｇ以上で濾過が可能であるが、２０Ｇ以上が望ましい。図１（ｂ）より、この洗浄水ノズル５の設置角度は、θ１＝１０°〜８０°、洗浄水の入射角度θ２＝５°〜４５°が望ましい。

固液分離膜１から液体分を遠心力により濾過し、ケーシング３の底部より排出濾液Ｊとして生物反応槽１１に戻す。
濃縮タンク２で濃縮された機械濃縮汚泥Ｈは、機械濃縮汚泥移送配管６３から排出され、汚泥貯留槽１５に移送される。

以上、本発明の汚泥濃縮装置について、その実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、実施例に記載した構成を適宜組み合わせる等、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができる。

本発明の汚泥濃縮装置は、遠心力によって固液分離することにより、高価な吸引ポンプや複雑な吸引配管の配設を不要にし、また、固液分離膜の洗浄水を動力として遠心力を発生させるため、固液分離膜は常に十分な洗浄を受け、安定した濾過が可能であるという特性を有していることから、微細な固形物の混在する液体中から液体を分離し、固形物を濃縮する技術に有効に利用でき、浄水施設や、特に有機性排水を処理する下水処理場や農業集落排水施設、産業排水などで固形物である汚泥と濾過水を分離し、汚泥を濃縮することができる。

本発明の汚泥濃縮装置の一実施例を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面平面図である。同実施例の汚泥濃縮装置の適用システムを示すフロー図である。

符号の説明

Ａ汚水
Ｂ混合液
Ｃ処理水
Ｄ沈殿汚泥
Ｅ返送汚泥
Ｆ余剰汚泥
Ｇ濃縮汚泥
Ｈ機械濃縮汚泥
Ｉ排出汚泥
Ｊ排出濾液
Ｋ処理水
１固液分離膜
２濃縮タンク
３ケーシング
３１回転軸
３２底板
４回転駆動手段
５洗浄水ノズル
６１濃縮汚泥移送配管
６２供給ポンプ
６３機械濃縮汚泥移送配管
６４排出ポンプ
６５洗浄水配管
６６洗浄水ポンプ
１１生物反応槽
１２最終沈殿地
１３汚泥濃縮槽
１４汚泥濃縮装置
１５汚泥貯留槽

Claims

汚泥を濾過することにより濃縮する汚泥濃縮装置において、周面に固液分離膜を備えた濃縮タンクをケーシング内に回転可能に配設するとともに、該濃縮タンクを回転させ、濃縮タンクに供給された汚泥を遠心力により濾過する回転駆動手段を設けたことを特徴とする汚泥濃縮装置。
固液分離膜として、有機膜、ステンレス鋼繊維を均一に積層焼結した金属膜又は金属粉末を焼結した金属膜の少なくとも１種を用いたことを特徴とする請求項１記載の汚泥濃縮装置。
回転駆動手段を、濃縮タンクに外側から洗浄水を所定角度で噴射する固液分離膜の洗浄水ノズルにより構成したことを特徴とする請求項１又は２記載の汚泥濃縮装置。