JP2007175652A - 汚泥濃縮装置及び汚泥濃縮装置の施工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】上澄水が返送される排水処理設備の処理負荷を低くすると共に処理水質を向上し、一方、重力濃縮汚泥が供される後段の消化装置や脱水装置の効率を向上し、加えて、重力濃縮タンクの容量を小さくすることを可能とする。
【解決手段】汚泥Ａを、先ず、沈降トラブルを生じることが無い濾過濃縮装置１で濾過濃縮し、この濾過濃縮することで重力濃縮タンク２での沈降トラブルを誘発しない汚泥Ｃを、さらに重力濃縮タンク２で重力濃縮するようにし、汚泥濃縮装置１００での沈降トラブルを無くすと共に二段濃縮とし、従来に比して、重力濃縮タンク２での重力濃縮汚泥Ｅの濃縮性を高めると共に上澄水Ｄの汚濁成分を低くする。また、このように濾過濃縮装置１で濾過濃縮した汚泥Ｃを重力濃縮タンク２に供することで、重力濃縮タンク２の容量を従来の１／２〜１／５とすることを可能とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、汚泥を濃縮する汚泥濃縮装置及び汚泥濃縮装置の施工方法に関する。

従来、排水（下水）を最初沈殿池で固液分離し、上澄水を生物処理槽で生物処理し、この処理水を最終沈殿池で固液分離する排水処理設備が知られている。下記非特許文献１には、排水処理設備の最初沈殿池や最終沈殿池で発生した汚泥を汚泥処理設備に導入して重力濃縮タンクで濃縮し、この重力濃縮タンクの上澄水を排水処理設備に返送する一方で、重力濃縮タンクの重力濃縮汚泥を後段の消化装置（メタン発酵装置）や脱水装置に供する技術が開示されている。
「下水道施設計画・設計指針と解説 後編 ２００１年版」社団法人日本下水道協会発行、発行日平成１３年５月２４日、ｐ．３４０−３４１、ｐ．３６１−３６６

ここで、上記重力濃縮タンクにあっては、導入される汚泥の固形物負荷が高い場合、又は、導入される汚泥の圧密性が低い場合には、汚泥が沈降し難く、また、水温の上昇する夏期には汚泥の腐敗等によりガスが発生して汚泥が沈降し難く、このように種々の要因により汚泥が沈降し難いという沈降トラブルが生じる場合がある。

そして、このような沈降トラブルが生じると、重力濃縮タンクでの重力濃縮汚泥の濃縮性が低くなると共に上澄水の汚濁成分（有機物）が高くなる。従って、上澄水が返送される排水処理設備にあっては生物処理槽での負荷が高くなると共に処理水質が悪化してしまい、一方、重力濃縮汚泥が供される後段の消化装置や脱水装置にあっては効率が低下してしまう。

本発明は、このような課題を解決するために成されたものであり、排水処理設備の処理負荷が緩和され且つ処理水質が向上されると共に、後段の消化装置や脱水装置等の効率が向上される汚泥濃縮装置及びこの汚泥濃縮装置の施工方法を提供することを目的とする。

本発明による汚泥濃縮装置は、汚泥を濾過濃縮する濾過濃縮装置と、この濾過濃縮装置で濾過濃縮された汚泥を、タンク内で重力濃縮する重力濃縮タンクと、を具備したことを特徴としている。

このような汚泥濃縮装置によれば、汚泥が、先ず、沈降トラブルを生じることが無い濾過濃縮装置で濾過濃縮され、この濾過濃縮されることで重力濃縮タンクでの沈降トラブルを誘発しない汚泥が、さらに重力濃縮タンクで重力濃縮されるため、汚泥濃縮装置での沈降トラブルが無くされると共に二段濃縮とされ、従来に比して、重力濃縮タンクでの重力濃縮汚泥の濃縮性が高くなると共に上澄水の汚濁成分が低くなる。従って、上澄水が返送される排水処理設備にあっては処理負荷が低くなると共に処理水質が向上し、一方、重力濃縮汚泥が供される後段の消化装置や脱水装置にあっては効率が向上される。また、このように濾過濃縮装置で濾過濃縮された汚泥が重力濃縮タンクに供されるため、重力濃縮タンクの容量を従来の１／２〜１／５とすることが可能とされる。

ここで、上記作用を好適に奏する濾過濃縮装置としては、特に重力濾過濃縮装置が挙げられる。この重力濾過濃縮装置としては、具体的には、ベルト式重力濾過濃縮装置が挙げられる。

また、タンク内に、濾過濃縮装置及び重力濃縮タンクを収容するようにすれば、汚泥濃縮装置のコンパクト化が図れる。また、前述のように、重力濃縮タンクの容量を従来より小さくすれば、既存の重力濃縮タンクのタンクを用い当該タンク内に、濾過濃縮装置及び重力濃縮タンクを設置することが可能とされるため、設備コストが低減される。

また、タンク内の下部の中央領域に重力濃縮タンクを配置すると共に、タンク内の上部に濾過濃縮装置を配置し、タンク内の重力濃縮タンクより外側の環状領域を仕切壁により複数のピットに区画する構成とすると、タンク内に、濾過濃縮装置及び重力濃縮タンクに加えて複数のピットも配置されるため、タンク内の空間が無駄なく利用される。

ここで、複数のピットは、重力濃縮タンクで重力濃縮された重力濃縮汚泥を貯留する汚泥ピット、又は、濾過濃縮装置で生じる濾液を貯留する濾液ピット、又は、濾過濃縮装置を洗浄した洗浄排水を貯留する洗浄排水ピットを含むのが好ましい。

また、本発明による汚泥濃縮装置の施工方法は、上記汚泥濃縮装置を施工する方法であって、タンクの底部の排出口が、重力濃縮タンクの底部の重力濃縮汚泥排出口を兼ねるように、重力濃縮タンクをタンク内に配置する工程を備えたことを特徴としている。

このような汚泥濃縮装置の施工方法によれば、前述のように、重力濃縮タンクの容量を従来より小さくすれば、既存の重力濃縮タンクのタンク内に重力濃縮タンクが配置されるため、設備コストが低減される。

このように本発明による汚泥濃縮装置によれば、上澄水が返送される排水処理設備の処理負荷を低くできると共に処理水質を向上でき、一方、重力濃縮汚泥が供される後段の消化装置や脱水装置の効率を向上でき、加えて、重力濃縮タンクの容量を小さくすることができる。また、本発明による汚泥濃縮装置の施工方法によれば、設備コストを低減することが可能となる。

以下、本発明による汚泥濃縮装置の好適な実施形態について図１〜図３を参照しながら説明する。なお、各図において同一要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。図１は、本発明の第一実施形態に係る汚泥濃縮装置を示す概略構成図である。本実施形態の汚泥濃縮装置は汚泥処理設備を構成するものであり、排水を汚泥と上澄水とに固液分離する最初沈殿池、この最初沈殿池で分離された上澄水を活性汚泥法により生物処理する生物処理槽、この生物処理槽からの処理水を汚泥と上澄水とに固液分離する最終沈殿池を具備した排水処理設備に付設されているものである。

図１に示すように、汚泥濃縮装置１００は、汚泥を濾過濃縮する濾過濃縮装置１と、この濾過濃縮装置１で濾過濃縮された汚泥を重力濃縮する重力濃縮タンク２と、を備えている。

濾過濃縮装置１は、排水処理設備の最初沈殿池からの初沈汚泥及び最終沈殿池からの余剰汚泥の少なくとも一方の汚泥Ａを濾過濃縮するものである。この濾過濃縮装置１は、ここでは、重力濾過濃縮装置であり、具体的には、ベルト式重力濾過濃縮装置である。

このベルト式重力濾過濃縮装置１は、混合撹拌部１ａと、長円状の軌道を周回する濾布ベルト（多孔性ベルト）１ｂと、を備えている。

混合撹拌部１ａは、導入される汚泥Ａに高分子凝集剤Ｂを添加し混合撹拌して凝集フロックを形成するものである。

濾布ベルト１ｂは、混合撹拌部１ａから供される凝集汚泥を重力濾過濃縮するものである。混合撹拌部１ａからの凝集汚泥は、周回軌道の上側を水平移動している濾布ベルト上に供され、濾布ベルト１ｂは、周回軌道の上側を水平移動中に凝集汚泥を重力濾過濃縮する。この濾布ベルト１ｂは例えば８〜４０ｍ／分と比較的速い速度で走行する。また、周回軌道の下側を水平移動している濾布ベルトは、洗浄水Ｆにより洗浄される。

重力濃縮タンク２は、ベルト式重力濾過濃縮装置１で重力濾過濃縮された重力濾過濃縮汚泥Ｃを、外壁を構成するタンク２ａ内で重力濃縮するものである。このタンク２ａは、例えばコンクリート等で形成される。また、タンク２ａ内の中央には、上下方向に延びると共に下部に掻寄レーキ２ｂを有し駆動源２ｃの駆動により回転する回転軸２ｄが設けられ、タンク２ａ内の底部に沈降する重力濃縮汚泥を、掻寄レーキ２ｂの回転により底部中央に集め後段に排出する構成とされている。

このような構成を有する汚泥濃縮装置１００にあっては、汚泥Ａは、先ず、ベルト式重力濾過濃縮装置１の混合撹拌部１ａで高分子凝集剤Ｂと混合撹拌され、これにより凝集フロックが形成され、凝集汚泥は、周回軌道を移動している濾布ベルト１ｂ上に供されて当該濾布ベルト１ｂにより重力濾過濃縮される。このように、ベルト式重力濾過濃縮装置１にあっては、凝集汚泥を重力濾過濃縮するため、濃縮として有効ではあるが、この重力濾過濃縮だけでは水切りは不十分である。

このベルト式重力濾過濃縮装置１からの重力濾過濃縮汚泥Ｃは、さらに、重力濃縮タンク２で重力濃縮される。そして、上澄水Ｄは排水処理設備の最初沈殿池に返送され、一方、タンク２ａの底部から排出される重力濃縮汚泥Ｅは、後段の消化装置や脱水装置に供される。

このように、本実施形態の汚泥濃縮装置１００によれば、汚泥Ａが、先ず、沈降トラブルを生じることが無いベルト式重力濾過濃縮装置１で重力濾過濃縮され、この重力濾過濃縮されることで重力濃縮タンク２での沈降トラブルを誘発しない汚泥Ｃが、さらに重力濃縮タンク２で重力濃縮されるため、汚泥濃縮装置１００での沈降トラブルが無くされると共に二段濃縮とされ、従来に比して、重力濃縮タンク２での重力濃縮汚泥Ｅの濃縮性が高くなると共に上澄水Ｄの汚濁成分が低くなる。従って、上澄水Ｄが返送される排水処理設備にあっては処理負荷が低くなると共に処理水質が向上し、一方、重力濃縮汚泥Ｅが供される後段の消化装置や脱水装置にあっては効率が向上される。また、このように、ベルト式重力濾過濃縮装置１で濾過濃縮された汚泥Ｃが重力濃縮タンク２に供されるため、重力濃縮タンク２の容量を、従来の１／２〜１／５とすることが可能とされている。なお、ベルト式重力濾過濃縮装置１の後段に重力濃縮タンク２があるため、ベルト式重力濾過濃縮装置１で添加する高分子凝集剤Ｂが少なくて済むという利点もある。

図２は、本発明の第二実施形態に係る汚泥濃縮装置を示す概略構成図、図３は、図２のIII-III矢視図である。この第二実施形態の汚泥濃縮装置２００が第一実施形態の汚泥濃縮装置１００と違う第１の点は、タンク１３内に、ベルト式重力濾過濃縮装置１及び重力濃縮タンク２を収容した点であり、第２の点は、タンク１３内の下部の中央領域に重力濃縮タンク２を配置すると共に、タンク１３内の上部にベルト式重力濾過濃縮装置１を配置し、タンク１３内の重力濃縮タンク２より外側の環状領域を仕切壁１４により複数のピット２０，２１，２２に区画した点である。

具体的には、タンク１３内は上下仕切壁１２により上下に仕切られ、上下仕切壁１２上にベルト式重力濾過濃縮装置１が配置され、上下仕切壁１２下に重力濃縮タンク２が配置されている。

また、ピット２０は、重力濃縮タンク２で重力濃縮された重力濃縮汚泥Ｅを一旦貯留する汚泥ピットとされ、ピット２１は、ベルト式重力濾過濃縮装置１で生じる濾液を一旦貯留する濾液ピットとされ、ピット２２は、ベルト式重力濾過濃縮装置１の濾布ベルト１ｂを洗浄した洗浄排水を一旦貯留する洗浄排水ピットとされている。

そして、汚泥ピット２０の重力濃縮汚泥は、後段の消化装置や脱水装置に供され、濾液ピット２１の濾液は、洗浄水としてベルト式重力濾過濃縮装置１の濾布ベルト１ｂに供され、洗浄排水ピット２２の洗浄排水は、排水処理設備の最初沈殿池に返送される。なお、重力濃縮タンク２の上澄水は、ここでは、排水処理設備の最初沈殿池に返送されるが、濾液ピット２１に一旦貯留してベルト式重力濾過濃縮装置１の洗浄水として用いるようにしても良い。

このように構成された汚泥濃縮装置２００によれば、第一実施形態の効果に加えて、タンク１３内に、ベルト式重力濾過濃縮装置１及び重力濃縮タンク２が収容されるため、汚泥濃縮装置２００のコンパクト化が図られている。また、タンク１３内に、ベルト式重力濾過濃縮装置１及び重力濃縮タンク２に加えて複数のピット２０〜２２も配置されているため、タンク１３内の空間が無駄なく利用されている。

なお、前述したように、重力濃縮タンク２の容量を、従来の１／２〜１／５とすることが可能であるため、既存の重力濃縮タンクのタンクをタンク１３として用い、この既存のタンク１３内に、図２に示すようにベルト式重力濾過濃縮装置１及び重力濃縮タンク２を設置するようにすれば、設備コストを低減することが可能である。

ここで、本実施形態の汚泥濃縮装置２００の施工方法は、タンク１３の底部の排出口１３ｅが、重力濃縮タンク２の底部の重力濃縮汚泥排出口２ｅを兼ねるように（共通となるように）、重力濃縮タンク２をタンク１３内に配置する工程を備えるようにしている。

この汚泥濃縮装置２００の施工方法によれば、既存の重力濃縮タンクのタンク１３内に重力濃縮タンク２が配置されるため、設備コストが低減される。

以上、本発明をその実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、上記実施形態においては、特に好ましいとして、濾過濃縮装置を重力濾過濃縮装置であるベルト式重力濾過濃縮装置としているが、例えば、多数の細孔を周壁に有する固定円筒体内に回転スクリュー軸が配設され、当該回転スクリュー軸の回転により、固定円筒体内に導入された汚泥が軸線方向に進行しながら、多数の細孔により重力濾過が行われて重力濾過濃縮汚泥が得られるスクリュー式重力濾過濃縮装置としても良く、また、多数の細孔を周壁に有する回転円筒体内に汚泥が導入され、当該回転円筒体の回転により、回転円筒体内の汚泥が軸線方向に進行しながら、多数の細孔により濾過が行われて濾過濃縮汚泥が得られるロータリー式濾過濃縮装置としても良い。

以下、上記効果を確認すべく本発明者らが実施した実施例１及び比較例１について述べる。結果は表１に示す。

（実施例１）
図２に示す装置を用い、排水処理設備の最終沈殿池の余剰汚泥をベルト式重力濾過濃縮装置で重力濾過濃縮し、この重力濾過濃縮汚泥を重力濃縮タンクで重力濃縮した。

（比較例１）
実施例１と同様な余剰汚泥を、重力濃縮タンクのみを用いて重力濃縮した。

表１に示すように、実施例１の濃縮汚泥濃度（４．１８％）の方が、比較例１の濃縮汚泥濃度（１．８７％）に比して高いことが確認された。

本発明の第一実施形態に係る汚泥濃縮装置を示す概略構成図である。 本発明の第二実施形態に係る汚泥濃縮装置を示す概略構成図である。 図２のIII-III矢視図である。

符号の説明

１…ベルト式重力濾過濃縮装置（濾過濃縮装置；重力濾過濃縮装置）、２…重力濃縮タンク、２ａ，１３…タンク、２ｅ…重力濃縮タンクの重力濃縮汚泥排出口、１３ｅ…タンクの排出口、１４…仕切壁、２０…汚泥ピット、２１…濾液ピット、２２…洗浄排水ピット、１００，２００…汚泥濃縮装置。

Claims (6)

1. 汚泥を濾過濃縮する濾過濃縮装置と、
   この濾過濃縮装置で濾過濃縮された汚泥を、タンク内で重力濃縮する重力濃縮タンクと、を具備した汚泥濃縮装置。
2. 前記濾過濃縮装置は、重力濾過濃縮装置であることを特徴とする請求項１記載の汚泥濃縮装置。
3. タンク内に、前記濾過濃縮装置及び前記重力濃縮タンクを収容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。
4. 前記タンク内の下部の中央領域に前記重力濃縮タンクを配置すると共に、前記タンク内の上部に前記濾過濃縮装置を配置し、
   前記タンク内の前記重力濃縮タンクより外側の環状領域を仕切壁により複数のピットに区画したことを特徴とする請求項３記載の汚泥濃縮装置。
5. 前記複数のピットは、前記重力濃縮タンクで重力濃縮された重力濃縮汚泥を貯留する汚泥ピット、又は、前記濾過濃縮装置で生じる濾液を貯留する濾液ピット、又は、前記濾過濃縮装置を洗浄した洗浄排水を貯留する洗浄排水ピットを含むことを特徴とする請求項４記載の汚泥濃縮装置。
6. 請求項１又は２に記載の汚泥濃縮装置を施工する方法であって、
   タンクの底部の排出口が、前記重力濃縮タンクの底部の重力濃縮汚泥排出口を兼ねるように、前記重力濃縮タンクを前記タンク内に配置する工程を備えたことを特徴とする汚泥濃縮装置の施工方法。

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