JP2007054684A - Sludge-flocculating device and sludge treatment apparatus having the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、固液分離装置によって処理される汚泥を、その処理に先立ってフロック化する汚泥フロック化装置と、該フロック化装置及び固液分離装置を有する汚泥処理装置に関するものである。 The present invention relates to a sludge flocking device that flocates sludge treated by a solid-liquid separation device prior to the treatment, and a sludge treatment device having the flocking device and the solid-liquid separation device.
汚泥フロック化装置によってフロック化した汚泥を固液分離装置によって固液分離する汚泥処理装置は従来より周知である(例えば、特許文献1乃至4参照)。かかる汚泥処理装置によって汚泥を処理する際、固液分離装置に送り込まれる汚泥の固形分濃度(浮遊物濃度)が低いと、その汚泥から分離できる固形分の量が減少し、効率よく汚泥を固液分離することができない。汚泥フロック化装置において、汚泥から一部の液体を分離して、汚泥の固形分濃度を高め、その濃度の高まった汚泥を固液分離装置に送り込むことができれば、固液分離装置によって、多量の固形分を分離することができるのであるが、従来は、このような汚泥フロック化装置は存在しなかった。 2. Description of the Related Art Conventionally, a sludge treatment apparatus that solid-liquid separates sludge that has been flocked by a sludge flocking apparatus using a solid-liquid separator (see, for example, Patent Documents 1 to 4). When treating sludge with such a sludge treatment device, if the solid content concentration (floating matter concentration) of the sludge sent to the solid-liquid separation device is low, the amount of solid content that can be separated from the sludge decreases, and the sludge is efficiently solidified. Liquid separation is not possible. In the sludge flocking device, if a part of liquid is separated from the sludge, the solid content concentration of the sludge can be increased, and the sludge having the increased concentration can be sent to the solid-liquid separation device. Although the solid content can be separated, conventionally, such a sludge flocking apparatus has not existed.
本発明は、上述した新規な認識に基づきなされたものであって、その目的とするところは、固液分離装置によって処理される前の汚泥から一部の液体を分離することのできる汚泥フロック化装置と、その汚泥フロック化装置及び固液分離装置を有する汚泥処理装置を提供することにある。 The present invention has been made on the basis of the above-described novel recognition, and its object is to make a sludge floc capable of separating a part of liquid from sludge before being processed by a solid-liquid separator. It is providing the sludge processing apparatus which has an apparatus, the sludge flocification apparatus, and a solid-liquid separator.
本発明は、上記目的を達成するため、汚泥と凝集剤が送り込まれる混和槽と、該混和槽内に配置された筒状体と、該筒状体内に配置されたスクリューと、前記筒状体外に配置されていて、前記混和槽に送り込まれた汚泥と凝集剤を撹拌する撹拌手段と、該撹拌手段と前記スクリューを回転駆動する共通の駆動装置とを具備し、前記筒状体は、互いに間隔をあけて配置された複数の固定リングと、隣り合う固定リングの間に配置された可動リングとを有し、該可動リングの内径が前記スクリューの外径よりも小さく設定されていることを特徴とする汚泥フロック化装置を提案する(請求項1)。 In order to achieve the above object, the present invention provides a mixing tank into which sludge and a flocculant are fed, a cylindrical body disposed in the mixing tank, a screw disposed in the cylindrical body, and an outside of the cylindrical body. And a stirring means for stirring the sludge and the flocculant fed into the mixing tank, and a common drive device for rotationally driving the stirring means and the screw. It has a plurality of fixed rings arranged at intervals and a movable ring arranged between adjacent fixed rings, and the inner diameter of the movable ring is set smaller than the outer diameter of the screw. The characteristic sludge flocification apparatus is proposed (Claim 1).
同じく、本発明は、上記目的を達成するため、請求項1に記載の汚泥フロック化装置と、該汚泥フロック化装置によってフロック化された汚泥を固液分離する固液分離装置とを具備し、前記汚泥フロック化装置の筒状体内に流入した濾液を前記固液分離装置以外の個所に排出させるように構成されていることを特徴とする汚泥処理装置を提案する(請求項2)。 Similarly, in order to achieve the above object, the present invention comprises the sludge flocification device according to claim 1 and a solid-liquid separation device for solid-liquid separation of the sludge flocked by the sludge flocking device, The present invention proposes a sludge treatment apparatus configured to discharge the filtrate that has flowed into the cylindrical body of the sludge flocking apparatus to a place other than the solid-liquid separator (claim 2).
本発明によれば、処理すべき汚泥の固形分濃度が低いときも、汚泥フロック化装置によって、その汚泥から液体分を分離し、固液分離装置に送られる汚泥の固形分濃度を高めることができるので、固液分離装置によって汚泥を効率よく固液分離することができる。 According to the present invention, even when the solid content concentration of the sludge to be treated is low, the sludge flocking device can separate the liquid content from the sludge and increase the solid content concentration of the sludge sent to the solid-liquid separation device. Therefore, sludge can be efficiently solid-liquid separated by the solid-liquid separator.
以下、本発明の実施形態例を図面に従って詳細に説明する。 Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
図1は、汚泥処理装置の全体を示す部分断面図である。ここに示した汚泥処理装置は、汚泥フロック化装置1と、その汚泥フロック化装置1によってフロック化された汚泥を固液分離する固液分離装置2とを有している。
FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing the entire sludge treatment apparatus. The sludge treatment apparatus shown here has a sludge flocking apparatus 1 and a solid-
汚泥フロック化装置1は、図2に示すように混和槽3を有し、その混和槽3の側壁4には、フロック化される前の汚泥が混和槽3内に流入する汚泥入口5が形成されている。混和槽3の底壁6には、凝集剤が流入する凝集剤注入口7が形成され、混和槽3の上壁8には、減速機付きのモータ9が固定支持されている。さらに、混和槽3内には、モータ9によって回転駆動される撹拌羽根10が配置されている。
The sludge flocking apparatus 1 has a
図1及び図2に示した汚泥処理装置によって固液分離できる汚泥としては、例えば、下水処理物、養豚場等から排出される廃水、食品加工排水、廃牛乳、水の加えられた廃豆腐などの有機系汚泥や、切削屑を含む切削油、メッキ廃油、インク廃液、顔料廃液、塗料廃液などの無機系汚泥などが挙げられるが、ここでは多量の水分を含む汚泥を処理するものとする。かかる汚泥は、必要に応じて、水処理系にて水処理された後、図示していない汚泥槽に貯留され、ここでその汚泥に例えばポリ硫酸第二鉄より成る凝集促進剤が添加される。次いで、その汚泥が図示していない計量装置によって計量され、固液分離装置2の処理能力に合った量の汚泥が、汚泥入口5から矢印Aで示すように混和槽3内に送り込まれる。この計量装置としては、例えば、前述の特許文献2又は3に記載されている計量槽、又は定量ポンプなどを用いることができる。混和槽3に送り込まれる汚泥の含水率は、例えば99重量%程度である。
Examples of sludge that can be solid-liquid separated by the sludge treatment apparatus shown in FIG. 1 and FIG. 2 include wastewater discharged from sewage treatment products, pig farms, food processing wastewater, waste milk, and waste tofu with added water. Organic sludge, and inorganic sludge such as cutting oil containing cutting waste, plating waste oil, ink waste liquid, pigment waste liquid, and paint waste liquid, and the like. Here, sludge containing a large amount of moisture is treated. Such sludge is treated with water in a water treatment system, if necessary, and then stored in a sludge tank (not shown). Here, a coagulation accelerator made of, for example, ferric sulfate is added to the sludge. . Next, the sludge is weighed by a metering device (not shown), and an amount of sludge that matches the processing capacity of the solid-
一方、凝集剤注入口7から、矢印Bで示すように、混和槽3内に例えば高分子凝集剤より成る凝集剤が送り込まれる。このようにして混和槽3内に送り込まれた汚泥と凝集剤は、モータ9により回転駆動された撹拌羽根10によって混合撹拌され、これによって汚泥がフロック化される。図2には、かかる汚泥に対して符号Sを付してある。このように、撹拌羽根10は、混和槽3に送り込まれた汚泥と凝集剤を撹拌する用をなし、撹拌手段の一例を構成している。
On the other hand, as shown by an arrow B from the flocculant inlet 7, a flocculant made of, for example, a polymer flocculant is fed into the
上述のようにフロック化された汚泥は、混和槽3の側壁4に形成された汚泥出口11から流出し、導管12を通って、図1に示した固液分離装置2に移送され、ここで固液分離される。汚泥を固液分離するための具体的構成と作用は従来より周知であるため、ここではその説明を省略する。
The sludge flocked as described above flows out from the sludge outlet 11 formed on the
汚泥から分離された水分、すなわち濾液は、図1に矢印Cで示すように受け部材13に受け止められ、ついで排出管14内を流下する。この濾液には未だ多少の固形分が含まれているので、他の汚泥と共に、再度、水処理され、次いで再び汚泥フロック化装置1に送り込まれてフロック化され、さらにそのフロック化された汚泥が固液分離装置2によって脱水処理される。排出管14内を流下する濾液を、直接川などに放流して廃棄することも可能である。
The water separated from the sludge, that is, the filtrate, is received by the receiving
一方、水分を分離されて含水量の減少した汚泥は、矢印Dで示すように固液分離装置2から排出される。脱水処理された後の汚泥の含水率は、例えば80乃至85重量%程度である。図1には、固液分離装置2によって分離された濾液と、含水量の減少した汚泥についての図示は省略してある。
On the other hand, the sludge from which moisture has been separated and the water content has decreased is discharged from the solid-
固液分離装置2としては、それ自体公知な適宜な装置、例えば前述の特許文献1又は2に記載された固液分離装置などを広く採用することができる。
As the solid-
上述のように、本例の汚泥フロック化装置1は、汚泥と凝集剤が送り込まれる混和槽3と、その混和槽3に送り込まれた汚泥と凝集剤を撹拌する撹拌手段とを有している。かかる汚泥フロック化装置から固液分離装置に送られる汚泥の固形分濃度が低いと、固液分離装置において効率よく汚泥から固形分を分離することができない。
As described above, the sludge flocking apparatus 1 of the present example includes the
そこで、本例の汚泥フロック化装置1は、ここに送り込まれた汚泥から一部の水分を除去して、その汚泥の固形分濃度を高め、その濃度の高められた汚泥を固液分離装置2に送り込むように構成されている。以下、これに関する具体的構成例を説明する。
Therefore, the sludge flocking apparatus 1 of this example removes a part of the water from the sludge sent here to increase the solid content concentration of the sludge, and the sludge having the increased concentration is separated into the solid-
図2に示すように、汚泥フロック化装置1の混和槽3内には、上板15と、下板16との間に位置する筒状体17が配置されている。この筒状体17は、小リング状のスペーサ38によって軸線方向に互いに間隔をあけて配置された複数の固定リング28と、軸線方向に隣り合う固定リング28の間に配置された可動リング29とによって構成されている。
As shown in FIG. 2, a
複数の固定リング28と複数の可動リング29は上下方向に配列されている。図3は1つの固定リング28と、1つの可動リング29と、スペーサ38の外観を示す斜視図である。図2、図4及び図5に示すように、複数の固定リング28は同心状に配置され、軸線方向に隣り合う固定リング28の間にスペーサ38がそれぞれ配置されている。
The plurality of
図示した汚泥フロック化装置1においては、図3乃至図5に示すように、各固定リング28に、その周方向に間隔をあけて配置された4つの取付孔32が形成されていて、複数の固定リング28に形成された各取付孔32は、それぞれ同心状に位置している。各固定リング28に形成された各取付孔32と、軸線方向に隣り合う固定リング28の間に配置されたスペーサ38の中心孔には、連結部材の一例であるステーボルト34がそれぞれ貫通して延び、その各ステーボルト34は、図2に示すように上板15と下板16をそれぞれ貫通し、各ステーボルト34の長手方向各端部に形成された雄ねじにナット18、19がそれぞれ螺着されて締め付けられ、筒状体17と上板15及び下板16が一体化されている。スペーサによって互いに間隔をあけて配置された各固定リング28をわずかに遊動できるように組み付けることもできる。なお、図2においては、図を判りやすくするため、一部のステーボルトとスペーサなどの図示を省略してある。
In the illustrated sludge flocking device 1, as shown in FIGS. 3 to 5, each
図5に示すように、各固定リング28の間にそれぞれ配置された各可動リング29の厚さTは、各固定リング間の間隙幅Gより小さく設定され、各固定リング28の端面と、これに対向する可動リング29の端面の間には、例えば0.1乃至2mm程の微小なギャップgが形成される。かかるギャップgは、後述するように混和槽3内の汚泥から分離された水分、すなわち濾液を通過させるものである。可動リング29の厚さTは、例えば、1.0mm乃至2mm程に設定され、間隙幅Gは、例えば2mm乃至3mm程に設定される。また固定リング28の厚さtは、例えば1.5mm乃至3mm程に設定される。
As shown in FIG. 5, the thickness T of each
一方、各可動リング29の外径D1は、そのまわりに位置する4個のスペーサ38の内側面により形成される円CC(図3)の径D2よりも小さく、しかも各固定リング28の内径D3よりも大きく設定されている。この構成により、各可動リング29は、各固定リング28の間から離脱することなく、その半径方向に可動となる。このように、各ステーボルト34に嵌合したスペーサ38の内側に位置する可動リング29が固定リング28の間から脱落しないように、複数のステーボルト34が設けられており、好ましくは3本以上のステーボルトが設けられる。本例の汚泥フロック化装置においては、4本のステーボルト34が使用され、図4から判るように、これらのステーボルト34は、固定リング28の周方向に等間隔に配置されている。このように、隣り合う固定リング28の間から可動リング29が離脱することを阻止するように、複数の連結部材を配置するのである。
On the other hand, the outer diameter D 1 of each
図2に示した下板16は、管20の上端部にボルトとナットによって着脱可能に固定され、この管20の下端部は、排液管22と共に、混和槽3の底壁6にボルトとナットによって着脱可能に固定されている。管20と排液管22は、底壁6に形成された孔23を介して互いに連通し、管20は下板16に形成された開口24を介して筒状体17の内部と連通している。排液管22は、図1に示すように、前述の排出管14に接続され、この排液管22には開閉弁31が介設されている。
The
また、複数の固定リング28と可動リング29の内部には、ほぼ上下方向に延びるスクリュー21が配置され、このスクリュー21は、軸部41と、これに一体のらせん状の羽根部42を有している。かかるスクリュー21の軸部41は、図2に示すように、上板15に形成された孔25と下板16に形成された開口24を貫通して延び、その軸部41の上端は、モータ9の出力軸(図示せず)に着脱可能に固定連結されている。上板15に形成された孔25は、ここに嵌合したスクリュー21の軸部41の直径よりもわずかに大きな直径を有しているが、下板16に形成された開口24は、ここを通して延びるスクリュー21の直径よりもはるかに大きな直径を有している。
Further, a
また、図2及び図6に示すように、前述の管20の内壁面には、その管20の中心に向けて延びる4本のステー26の基端部が固着され、これらのステー26の先端には、軸受ハウジング27が固着されていて、この軸受ハウジング27に軸受30が嵌合し、スクリュー21の軸部41の下端部が、軸受30を介して軸受ハウジング27に回転自在に保持されている。
As shown in FIGS. 2 and 6, the base end portions of four stays 26 extending toward the center of the
また、前述の撹拌羽根10は、その上端部がスクリュー21の軸部41に着脱可能に固定されている。かかる撹拌羽根10は、筒状体17の外部に位置している。
Moreover, the upper end part of the above-mentioned
前述のように汚泥と凝集剤が混和槽3内に送り込まれ、このときモータ9によってスクリュー21が回転駆動され、これによって撹拌羽根10も回転し、その回転によって、汚泥と凝集剤が撹拌され、汚泥がフロック化される。混和槽3内には、筒状体17が配置され、その筒状体17の固定リング28と可動リング29の間には、図5に示した微小なギャップgが形成されるので、混和槽3内のフロック化された汚泥の水分が、微小なギャップgを通して筒状体17の内部に流入する。ギャップgは、ここをフロックが通過しないほどの大きさに設定されている。
As described above, the sludge and the flocculant are fed into the
上述のように、固定リング28と可動リング29の間のギャップgを通って筒状体17内に流入した水分、すなわち濾液は、下板16に形成された開口24を通って、管20内に流入し、さらに図2に矢印Eで示すように、混和槽3の底壁6に形成された孔23を通過して、排液管22を通り、図1に示した排出管14に流入する。このようにして、ギャップgを通って筒状体17に流入した濾液は、固液分離装置2から排出された濾液と共に、再度、水処理され、次いで再び汚泥フロック化装置1に送り込まれてフロック化されるか、又は川などに放流される。このように、汚泥フロック化装置1の筒状体17の固定リング28と可動リング29との間のギャップgを通って筒状体17内に流入した濾液は、直接、固液分離装置2に送られることはなく、固液分離装置2以外の個所に排出されるのである。なお、図1、図2、図5及び図6には、筒状体17内に流入した濾液の図示は省略してある。
As described above, the water that has flowed into the
開閉弁31を閉じでおけば、筒状体17に流入した濾液が排出管14に流入することはなく、汚泥フロック化装置1を従来のフロック化装置と同様に機能させることができる。
If the on-off
上述のように、本例の汚泥フロック化装置1は、混和槽3内に配置された筒状体17を具備し、その筒状体17が、互いに間隔をあけて配置された複数の固定リング28と、隣り合う固定リング28の間に配置された可動リング29とを有し、混和槽3に送り込まれた汚泥と凝集剤を撹拌する撹拌手段が筒状体外に配置されているので、混和槽3に送り込まれた汚泥から水分を分離して、その汚泥の固形分濃度を高め、その濃度の高まった汚泥を固液分離装置2に送り込むことができる。これにより、固液分離装置2において、効率よく固液分離することができるのである。
As described above, the sludge flocking device 1 of the present example includes the
ところで、筒状体17のギャップgに汚泥の固形物が詰まってしまえば、汚泥中の水分を筒状体17の内部に効率よく流入させることができなくなる。そこで、本例の汚泥フロック化装置1には、筒状体17内に配置された前述のスクリュー21が設けられていると共に、次の構成が採用されている。
By the way, if the solid body of sludge is clogged in the gap g of the
図5に示す如く、スクリュー21の外径D4は、その回転が阻害されないように、固定リング28の内径D3よりもわずかに小なる大きさに設定されているが、可動リング29の内径D5よりも大きく設定されている。可動リング29の内径D5がスクリュー21の外径D4よりも小さく設定されているのである。このため、前述のようにモータ9によってスクリュー21が回転駆動されると、そのスクリュー21の回転によって、各可動リング29は、スクリュー21から外力を受けて押し動かされ、固定リング28に対して積極的に相対運動する。このようにして、可動リング29を駆動する専用の駆動手段を設けることなく、ギャップgに入り込んだ固形物を積極的に排出させることができ、ギャップgを自動的にクリーニングして、このギャップgの目詰まりを防止することができる。
As shown in FIG. 5, the outer diameter D 4 of the
しかも、モータ9は、撹拌羽根10とスクリュー21を共に回転駆動するので、汚泥フロック化装置1のコスト上昇を効果的に抑えることができる。モータ9は、撹拌羽根10とスクリュー21を回転駆動する駆動装置の一例を構成する。汚泥フロック化装置が、撹拌手段とスクリューを回転駆動する共通の駆動装置を具備しているのである。
In addition, since the
上述した具体例においては、スペーサ38として、固定リング28とは別部材の小リング状部材を用いたが、スペーサを固定リングに一体に形成することもできる。例えば、スペーサ38を、当該スペーサ38に隣接する2つの固定リングのうちの一方の固定リング28に一体に形成し、固定リング28とスペーサ38を1つの部品として構成することもできる。より具体的に示すと、固定リング28とスペーサ38が共に金属より成るときは、これらを溶接によって一体化し、或いは鋳造によって、これらを一体に成形することができる。或いは、素材を切削加工して、一体となった固定リング28とスペーサ38を製造することもできる。また固定リング28とスペーサ38を共に樹脂により構成するときは、これらを成形型によって一体の成形品として製造することもできる。
In the specific example described above, a small ring-shaped member that is a member different from the fixing
また、前述の各具体例においては、軸線方向に隣り合う固定リング28の間に1つの可動リング29が配置されているが、軸線方向に隣り合う固定リング28の間に複数の可動リング29を配置してもよいことは当然である。隣り合う固定リングの間に少なくとも1つの可動リングが配置されるのである。同様に、図示した固液分離装置のスクリュー21は、らせん状に延びる1つの羽根部42を有しているが、らせん状に延びる複数の羽根部を有するスクリューを用いてもよいことは当然である。スクリューは少なくとも1つの羽根部を有しているのである。
In each of the specific examples described above, one
さらに、固定リング28、可動リング29及びスクリュー21は、ステンレス鋼などの金属により構成することもできるが、これらのうちの少なくとも一部を樹脂により構成すると、そのコストを低減できる共に、その各構成要素の重量を低減することができる。
Furthermore, the fixed
また、以上説明した各構成は、特開平9−220596号公報に開示されているように、汚泥フロック化装置の混和槽を、第1の撹拌室と第2の撹拌室とに仕切り、その第1の撹拌室に汚泥と凝集促進剤を送り込んでこれらを撹拌し、次いでその汚泥を第2の撹拌室に送り込むと共に、第2の撹拌室に凝集剤を供給して、これらを撹拌することにより、汚泥をフロック化する汚泥フロック化装置にも適用できる。かかる汚泥フロック化装置の場合には、その第2の撹拌室に筒状体を設けると共に、その筒状体内にスクリューを設け、前述したところと全く同様にして、筒状体内に流入した濾液を固液分離装置以外の個所に排出させればよい。 Moreover, each structure demonstrated above divides the mixing tank of a sludge flocking device into the 1st stirring chamber and the 2nd stirring chamber, as disclosed by Unexamined-Japanese-Patent No. 9-220596. By feeding sludge and agglomeration promoter into one stirring chamber and stirring them, and then feeding the sludge into the second stirring chamber and supplying the flocculant to the second stirring chamber and stirring them Also, the present invention can be applied to a sludge flocking device that flocates sludge. In the case of such a sludge flocking device, a cylindrical body is provided in the second stirring chamber, a screw is provided in the cylindrical body, and the filtrate flowing into the cylindrical body is removed in the same manner as described above. What is necessary is just to discharge to places other than a solid-liquid separator.
1 汚泥フロック化装置
2 固液分離装置
3 混和槽
17 筒状体
21 スクリュー
28 固定リング
29 可動リング
g ギャップ
D4 外径
D5 内径
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