JP2008246358A - Method and apparatus for controlling residence time in flocculation tank - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、凝集槽の槽内滞留時間調整方法および装置に関し、特にベルト濃縮機における汚泥の濃縮性を安定させる技術に係るものである。 The present invention relates to a method and an apparatus for adjusting the residence time in a coagulation tank, and particularly relates to a technique for stabilizing the concentration of sludge in a belt concentrator.
従来、この種の濃縮機としては、例えば図5に示すものがある。これは、重力脱水式のベルト型濃縮機1であり、終端の駆動スプロケット2と始端の従動スプロケット3の間に無端ベルト4を掛け渡しており、双方のスプロケット2、3の間に上方の往路軌道と下方の復路軌道を形成している。
Conventionally, an example of this type of concentrator is shown in FIG. This is a gravity dewatering belt type concentrator 1, which has an
往路軌道上には複数のキャリアローラー5を配置しており、復路軌道上にはリターンプーリー6を配置し、無端ベルト4の復路の裏面から表面もしくは表面から裏面に向けて洗浄水を噴射する洗浄ノズル7を配置している。軌道の終端側には濃縮汚泥を排出するシューター8を配置している。
A plurality of
あるいは、脱水機として、例えば図6に示すものがある。これは、ベルトプレス型脱水機11であり、複数のロール12の間に掛け渡して上下一対の帯状の濾布ベルト13を無端状に設けている。ベルトプレス型脱水機11の上方には汚泥14を凝集剤15と混合して供給するロータリー混和機16が設けてある。
Or there exists a thing shown in FIG. 6, for example as a dehydrator. This is a belt
ベルトプレス型脱水機11には圧縮脱水ゾーンと剪断脱水ゾーンが形成されており、圧縮脱水ゾーンの前方位置にはケーキ厚調整ロール17が設けてある。
ロータリー混和機16で凝集剤15と混合されたスラッジ18は、濾布ベルト13の間に供給され、濾布ベルト13が複数のロール12の間を移動する間にロール12による輾圧と面圧を受けて脱水される。ロール12による輾圧と面圧を受けて濾布13の間のスラッジ18から分離された脱離液19は、自重によって濾布13から落下する。
The belt
The
ケーキ厚調整ロール17の前方位置にはスラッジ厚測定手段としてレベルセンサ20が配置してあり、レベルセンサ20は瀘布ベルト13上のスラッジ厚を測定する。演算装置21は、脱水機の運転制御ならびに前工程における汚泥の調質作業をプロセス制御するものであり、前工程における汚泥調質のための薬剤の薬注量、前工程の凝集槽における攪拌強度を規定する攪拌機の回転数、脱水機への給泥量、脱水部におけるケーキの滞留時間を規定する濾布走行速度等の種々の運転条件を変更する。
ところで、上述したような濃縮機などにおいては、一般的に濃縮工程の前工程として凝集装置(上述したロータリー混和機等)により汚泥を調質し、調質した調質汚泥を濃縮工程や脱水工程へ供給している。この凝集装置においては、汚泥供給源から供給する原汚泥を凝集槽へ受け入れ、原汚泥の汚泥濃度に比例して、あるいは汚泥濃度とは無関係に一定量の凝集剤を注入して攪拌機で攪拌し汚泥を調質している。 By the way, in the above-described concentrators and the like, generally, the sludge is tempered by a coagulation apparatus (the rotary mixer or the like described above) as a pre-process of the concentrating step, and the tempered sludge is concentrated or dehydrated. To supply. In this flocculation apparatus, raw sludge supplied from a sludge supply source is received in a flocculation tank, and a fixed amount of flocculating agent is injected in proportion to the sludge concentration of the original sludge or regardless of the sludge concentration, and stirred with a stirrer. The sludge is tempered.
このような、汚泥に凝集剤を添加して凝集フロックを形成し、凝集フロックをろ過濃縮して濃縮汚泥を得る場合に、凝集フロックの形成状況によって濃縮性能が大きく異なる。凝集フロックを形成するためには、上述したように汚泥と凝集剤を攪拌混合するが、この攪拌時間、つまり凝集槽で必要な槽内滞留時間には汚泥性状毎に最適な値が存在することが知られている。 When such a floc is formed by adding a flocculant to sludge and the condensed floc is filtered and concentrated to obtain concentrated sludge, the concentration performance varies greatly depending on the formation state of the aggregated floc. In order to form an agglomeration floc, the sludge and the aggregating agent are agitated and mixed as described above, but there is an optimum value for each sludge property in this agitation time, that is, the residence time required in the agglomeration tank. It has been known.
すなわち、槽内滞留時間が短すぎると凝集フロックの形成が不十分で、濃縮性能が低くなる。逆に槽内滞留時間が長すぎると一旦形成された凝集フロックが解体・微細化し、かえって濃縮性能が低くなる。したがって、安定した濃縮性能を得るためには、汚泥性状に応じた最適槽内滞留時間で汚泥と凝集剤を攪拌混合することが重要である。 That is, if the residence time in the tank is too short, the formation of aggregated floc is insufficient and the concentration performance is lowered. On the contrary, if the residence time in the tank is too long, the floc flocs once formed are disassembled and refined, and the concentrating performance is lowered. Therefore, in order to obtain stable concentration performance, it is important to stir and mix the sludge and the flocculant with the optimum residence time in the tank according to the sludge properties.
しかし、従来の凝集装置においては、運転中に原汚泥の供給汚泥濃度が変化した場合でも、凝集槽における槽内滞留時間は一定であったので、原汚泥の供給汚泥濃度が高くなった場合は、凝集剤の凝集作用が適切に働くのに必要な最適槽内滞留時間に対して槽内滞留時間が過剰となり、凝集剤の凝集作用により形成された凝集フロックが攪拌によって解体・微細化される傾向が強まり、濃縮工程における汚泥の濃縮性が悪化する事態が生じていた。 However, in the conventional flocculation equipment, even if the supply sludge concentration of the raw sludge changes during operation, the residence time in the tank in the flocculation tank is constant, so if the supply sludge concentration of the raw sludge increases , The residence time in the tank becomes excessive with respect to the optimum residence time in the tank necessary for the coagulation action of the coagulant to work properly, and the aggregated floc formed by the coagulation action of the coagulant is disassembled and refined by stirring. There was a situation where the tendency became stronger and the concentration of sludge in the concentration process deteriorated.
逆に、原汚泥の供給汚泥濃度が低くなった場合は、凝集剤の凝集作用が十分に働くのに必要な最適槽内滞留時間に対して槽内滞留時間が不足し、凝集フロックが十分に形成される前に調質汚泥が凝集槽から流出する傾向が強まり、濃縮工程における汚泥の濃縮性が悪化する事態が生じていた。 Conversely, when the supply sludge concentration of the raw sludge becomes low, the dwell time in the tank is insufficient with respect to the optimum dwell time in the tank necessary for the aggregating action of the flocculant to work sufficiently, and the aggregate floc is sufficient. The tendency for the conditioned sludge to flow out of the coagulation tank before the formation of the sludge increased, and there was a situation where the concentration of sludge in the concentration process deteriorated.
ところで、凝集槽は槽容量が一定であり、槽容量を超える余剰分が堰を越流して流出する構造をなすので、凝集槽へ流入する原汚泥量が増加すると必然的に排出量が増加し、結果として槽内滞留時間が減少する。逆に、凝集槽へ流入する原汚泥量が減少すると必然的に排出量が減少し、結果として槽内滞留時間が増加する。 By the way, the flocculation tank has a constant tank capacity, and a surplus exceeding the tank capacity flows over the weir and flows out, so if the amount of raw sludge flowing into the flocculation tank increases, the amount of discharge naturally increases. As a result, the residence time in the tank is reduced. Conversely, if the amount of raw sludge flowing into the flocculation tank decreases, the discharge amount inevitably decreases, and as a result, the residence time in the tank increases.
このため、原汚泥の供給汚泥濃度が高くなった場合は、凝集槽へ供給する原汚泥の供給量を増加させて槽内滞留時間を減少させ、原汚泥の供給汚泥濃度が低くなった場合は、凝集槽へ供給する原汚泥の供給量を減少させて槽内滞留時間を増加させることで、原汚泥の供給汚泥濃度に応じて槽内滞留時間を調整することが可能である。 For this reason, when the supply sludge concentration of the raw sludge increases, the supply amount of the raw sludge supplied to the coagulation tank is increased to reduce the residence time in the tank, and the supply sludge concentration of the raw sludge is reduced It is possible to adjust the residence time in the tank according to the supply sludge concentration of the raw sludge by decreasing the supply amount of the raw sludge supplied to the coagulation tank and increasing the residence time in the tank.
しかし、原汚泥の供給量を増減させると単位時間当たりの原汚泥の処理量が増減して運転効率の安定が阻害され、所定期間に供給される原汚泥の総量を処理するのに必要な運転時間が変化して装置稼働効率の安定が阻害される。 However, if the supply amount of raw sludge is increased or decreased, the treatment amount of raw sludge per unit time is increased or decreased, and the stability of operation efficiency is hindered, and the operation required to process the total amount of raw sludge supplied in a given period. Time changes and the stability of the device operating efficiency is hindered.
本発明は上記した課題を解決するものであり、原汚泥の供給汚泥濃度の変化に対して、凝集槽へ供給する原汚泥の供給量を一定に維持しつつ、凝集槽における凝集時間を最適槽内滞留時間に調整制御することを実現する凝集槽の槽内滞留時間調整方法および装置を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-mentioned problem, and the coagulation time in the coagulation tank is optimal while maintaining the supply amount of the raw sludge supplied to the coagulation tank constant with respect to the change in the supply sludge concentration of the raw sludge. It is an object of the present invention to provide a method and an apparatus for adjusting the residence time in a coagulation tank that realizes adjustment control to the internal residence time.
上記課題を解決するために、本発明の凝集槽の槽内滞留時間調整方法は、凝集槽に原汚泥を供給し、凝集槽もしくは凝集槽に流入する原汚泥に凝集剤を添加するとともに、凝集槽に調整用水を注水して攪拌し、凝集フロックを含む調質汚泥を濃縮工程もしくは脱水工程へ供給する凝集工程において、原汚泥の性状によって定まる凝集に必要な最適槽内滞留時間と原汚泥の汚泥濃度との相関により、凝集槽に流入する原汚泥の汚泥濃度に相応する最適槽内滞留時間を求め、凝集槽における槽内流入総流量と槽内滞留時間との相関により、最適槽内滞留時間に相応する最適槽内流入総流量を求め、凝集槽に注水する調整用水の注水流量の増減操作により凝集剤と調整用水と原汚泥からなる槽内流入総流量を最適槽内流入総流量に調整して槽内滞留時間を最適槽内滞留時間に制御することを特徴とする。 In order to solve the above problems, the method for adjusting the residence time in the flocculation tank of the present invention is to supply raw sludge to the flocculation tank, add a flocculant to the flocculation tank or the raw sludge flowing into the flocculation tank, and In the agglomeration process, the adjustment water is poured into the tank and agitated, and the conditioned sludge containing agglomerated floc is supplied to the concentration process or dehydration process. The optimum residence time in the tank corresponding to the sludge concentration of the raw sludge flowing into the coagulation tank is obtained by correlation with the sludge concentration, and the optimum residence in the tank is obtained by correlation between the total inflow volume in the aggregation tank and the residence time in the tank. The optimal total inflow flow rate in the tank corresponding to the time is obtained, and the total inflow rate in the tank consisting of the coagulant, adjustment water, and raw sludge is changed to the optimal total inflow rate in the tank by adjusting the flow rate of the adjustment water injected into the coagulation tank. Adjust to stay in tank And controlling the optimum tank residence time between.
また、調整用水として濃縮工程もしくは脱水工程における洗浄排水あるいは濃縮工程のろ過液もしくは脱水工程の脱離液を注水することを特徴とする。
本発明の凝集槽の槽内滞留時間調整装置は、原汚泥を受け入れて攪拌する凝集槽と、凝集槽もしくは凝集槽に流入する原汚泥に凝集剤を添加する凝集剤供給系とを備え、凝集フロックを含む調質汚泥を濃縮工程もしくは脱水工程へ供給する凝集装置において、凝集槽に流入する原汚泥の汚泥濃度を測定する汚泥濃度測定手段と、凝集槽に調整用水を注水する調整用水供給系と、調整用水の注水流量を増減操作する注水流量操作手段と、凝集槽における槽内流入総流量を測定する流入総量測定手段と、制御手段とを設けてなり、制御手段は、原汚泥の性状によって定まる凝集に必要な最適槽内滞留時間と原汚泥の汚泥濃度との相関により、汚泥濃度測定手段で測定した汚泥濃度に相応する最適槽内滞留時間を求め、凝集槽における槽内流入総流量と槽内滞留時間との相関により、最適槽内滞留時間に相応する最適槽内流入総流量を求め、流入総量測定手段で測定する槽内流入総流量が最適槽内流入総流量に一致するように、注水流量操作手段により調整用水の注水流量を増減操作して槽内滞留時間を最適槽内滞留時間に制御することを特徴とする。
In addition, as adjustment water, washing waste water in the concentration step or dehydration step, or a filtrate in the concentration step or a desorption liquid in the dehydration step is injected.
The apparatus for adjusting the residence time in the flocculation tank of the present invention comprises a flocculation tank that receives and stirs raw sludge, and a flocculant supply system that adds a flocculant to the flocculation tank or the raw sludge that flows into the coagulation tank. In a flocculation device that supplies tempered sludge containing floc to the concentration process or dewatering process, a sludge concentration measuring means for measuring the sludge concentration of the raw sludge flowing into the flocculation tank, and an adjustment water supply system for pouring adjustment water into the flocculation tank A flow rate control means for increasing or decreasing the flow rate of the adjustment water, a flow rate measuring means for measuring the total flow rate of the inflow in the coagulation tank, and a control means. The optimal residence time in the tank corresponding to the sludge concentration measured by the sludge concentration measuring means is obtained by correlating the optimum residence time in the tank required for coagulation determined by the sludge and the sludge concentration in the raw sludge. The optimal inflow total flow rate in the tank corresponding to the optimal retention time in the tank is obtained by the correlation between the inflow time and the inflow time in the tank, and the total inflow rate in the tank measured by the inflow total amount measuring means matches the optimal total inflow rate in the tank. In addition, the water flow rate of the adjustment water is increased or decreased by the water flow rate operation means to control the residence time in the tank to the optimum residence time in the tank.
また、調整用水供給系が調整用水として濃縮工程もしくは脱水工程における洗浄排水あるいは濃縮工程のろ過液もしくは脱水工程の脱離液を注水することを特徴とする。 Further, the adjustment water supply system is characterized by injecting the washing waste water in the concentration step or the dehydration step or the filtrate in the concentration step or the desorbed liquid in the dehydration step as the adjustment water.
上述した本発明においては、凝集工程を経て濃縮工程や脱水工程に供給する調質汚泥の性状が、凝集工程時には既に決定していることに着目したものである。
つまり、生物処理や嫌気性消化処理などの水処理中で行う沈降工程を経て凝集工程に流入する汚泥濃度が高い原汚泥は、元来沈降性に優れた性状の汚泥であり、このような沈降性に優れた性状を有する汚泥は、凝集時の汚泥濃度によって汚泥粒子自体の性状が変化するわけではなく、凝集時に十分な凝集フロックを形成するのに必要な最適槽内滞留時間が短くなる傾向を示す。逆に、凝集工程に流入する段階で汚泥濃度が低い原汚泥は、元来沈降性に劣る性状の汚泥であり、このような沈降性に劣る性状を有する汚泥は凝集時の汚泥濃度によって汚泥粒子自体の性状が変化するわけではなく、凝集時に十分な凝集フロックを形成するのに必要な最適槽内滞留時間が長くなる傾向を示す。
In the present invention described above, attention is paid to the fact that the properties of the tempered sludge supplied to the concentration process and the dehydration process through the aggregation process have already been determined at the aggregation process.
In other words, raw sludge with a high sludge concentration flowing into the agglomeration process through a sedimentation process performed during water treatment such as biological treatment or anaerobic digestion treatment is originally a sludge with a property of excellent sedimentation. Sludge with excellent properties does not change the properties of the sludge particles themselves depending on the sludge concentration at the time of flocculation, but tends to shorten the optimum residence time in the tank necessary to form sufficient flocculation flocs at the time of flocculation Indicates. Conversely, the raw sludge having a low sludge concentration at the stage of entering the agglomeration process is originally sludge with a property that is inferior in sedimentation, and sludge having such a property inferior in sedimentation is sludge particles depending on the sludge concentration at the time of agglomeration. The properties of itself do not change, and it shows a tendency that the optimum residence time in the tank necessary to form a sufficient aggregate floc during aggregation is increased.
この最適槽内滞留時間は元来の汚泥性状によって定まっているので、凝集槽への調整用水の注水流量を増減操作することで凝集槽における凝集剤と調整用水を含む見掛け上の原汚泥量が変化し、現象として原汚泥濃度の変化が見られても、最適槽内滞留時間は変化しない。 Since the optimum residence time in the tank is determined by the original sludge properties, the apparent amount of raw sludge containing the flocculant and the adjustment water in the coagulation tank changes by increasing or decreasing the flow rate of the adjustment water to the coagulation tank. Even if changes in the raw sludge concentration are observed as a phenomenon, the optimal residence time in the tank does not change.
最適槽内滞留時間を把握する手法の一例としては、ビーカーテストで形成した凝集汚泥の重力ろ過性能、例えば単位時間当たりのろ液量を、攪拌時間(槽内滞留時間に相当)を変化させながら評価することで求めることができる。しかし、リアルタイムに最適槽内滞留時間を求めることは困難である。 As an example of a method for determining the optimum residence time in the tank, the gravity filtration performance of the coagulated sludge formed by the beaker test, for example, the amount of filtrate per unit time, while changing the stirring time (equivalent to the residence time in the tank) It can be obtained by evaluating. However, it is difficult to obtain the optimal residence time in the tank in real time.
ところで、上述したように、汚泥濃度が高い原汚泥は、元来沈降性に優れた性状の汚泥であり、最適槽内滞留時間が短くなる傾向を示し、逆に、汚泥濃度が低い原汚泥は、元来沈降性に劣る性状の汚泥であり、最適槽内滞留時間が長くなる傾向を示し、最適槽内滞留時間と原汚泥の汚泥濃度との間には相関がある。 By the way, as described above, the raw sludge having a high sludge concentration is originally a sludge having a property excellent in settling property, and shows a tendency that the optimum residence time in the tank is shortened. Conversely, the raw sludge having a low sludge concentration is The sludge is originally inferior in sedimentation property and tends to have a longer optimum residence time in the tank, and there is a correlation between the optimum residence time in the tank and the sludge concentration of the raw sludge.
よって、予め汚泥濃度が異なる原汚泥をサンプリングし、各汚泥濃度毎にビーカーテスト等で最適槽内滞留時間を求めることで、最適槽内滞留時間と汚泥濃度との相関式、もしくは相関曲線を求め、この相関において原汚泥の汚泥濃度を指標として最適槽内滞留時間をリアルタイムに求めることができる。 Therefore, by sampling raw sludges with different sludge concentrations in advance and calculating the optimum residence time in the tank by a beaker test etc. for each sludge concentration, the correlation equation or correlation curve between the optimum residence time and sludge concentration is obtained. In this correlation, the optimum residence time in the tank can be obtained in real time using the sludge concentration of the raw sludge as an index.
一方、凝集槽における原汚泥の槽内滞留時間は、凝集剤の供給量、調整用水の注水流量、原汚泥の流入量からなる槽内流入総流量によって定まる。凝集槽の槽容量は一定であり、槽内流入総流量が増加すると越流量が増加し、結果として原汚泥の槽内滞留時間が短くなり、槽内流入総流量が減少すると越流量が減少し、結果として原汚泥の槽内滞留時間が長くなる。原汚泥の流入量は基本的に一定であるので、調整用水の増減によって槽内流入総流量が増減する。 On the other hand, the residence time of the raw sludge in the coagulation tank is determined by the total inflow amount in the tank, which is composed of the supply amount of the coagulant, the flow rate of the adjustment water, and the inflow amount of the raw sludge. The tank capacity of the agglomeration tank is constant, and as the total inflow rate in the tank increases, the overflow rate increases.As a result, the residence time of the raw sludge in the tank decreases, and as the total inflow rate in the tank decreases, the overflow rate decreases. As a result, the residence time of the raw sludge in the tank becomes longer. Since the inflow amount of raw sludge is basically constant, the total inflow rate in the tank increases or decreases as the adjustment water increases or decreases.
このため、凝集槽への調整用水の注水流量を増加もしくは減少させて凝集槽における見掛け上の原汚泥量を増減させて槽内滞留時間を調整することで、凝集槽において汚泥の性状に応じた最適槽内滞留時間を実現できる。 For this reason, by increasing or decreasing the flow rate of the adjustment water to the flocculation tank to increase or decrease the apparent amount of raw sludge in the flocculation tank and adjusting the residence time in the tank, the optimal tank according to the sludge properties in the flocculation tank Internal residence time can be realized.
また、調整用水として濃縮工程もしくは脱水工程における洗浄排水あるいは濃縮工程のろ過液もしくは脱水工程の脱離液を注水する場合には、調整用水が原汚泥と近い性状を有し、かつ余剰凝集剤成分を有効活用できるので高い凝集効果を得ることができる。 In addition, when water for adjustment is used as washing water in the concentration process or dehydration process, or the filtrate in the concentration process or the desorbed liquid in the dehydration process, the adjustment water has properties similar to the raw sludge and the excess flocculant component Can be effectively utilized, so that a high aggregation effect can be obtained.
本発明においては、原汚泥の供給量を増減させることなく濃縮工程もしくは脱水工程の運転を行うことができ、凝集槽から濃縮工程もしくは脱水工程へ供給する最適槽内滞留時間で調質した調質汚泥は、調整用水を伴うことで原汚泥の供給量より増加し、原汚泥の汚泥濃度より低くなるが、固形物負荷は注水を行なわず原汚泥を単独で処理する場合とほぼ同一である。よって、濃縮工程もしくは脱水工程においてベルト走行速度を変更する必要がなく、ろ過時間も変化しないので、濃縮工程もしくは脱水工程における本来の濃縮性能は悪化することがなく、むしろ良好な凝集フロックの形成を実現することで濃縮性能が向上する。 In the present invention, the concentration process or the dehydration process can be operated without increasing or decreasing the supply amount of the raw sludge, and the tempering is performed with the optimum residence time in the tank supplied from the coagulation tank to the concentration process or the dehydration process. Sludge increases with the amount of raw sludge supplied with the adjustment water and becomes lower than the sludge concentration of the original sludge, but the solid load is almost the same as when the raw sludge is treated alone without water injection. Therefore, it is not necessary to change the belt running speed in the concentration process or the dehydration process, and the filtration time does not change, so that the original concentration performance in the concentration process or the dehydration process is not deteriorated, but rather a good aggregation floc is formed. Realization improves the concentration performance.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施の形態では濃縮機について説明するが、本発明は脱水機に適用することも可能である。
図1に示すように、重力脱水式のベルト型濃縮機51は、終端の駆動スプロケット52と始端の従動スプロケット53の間に無端ベルト54を掛け渡しており、双方のスプロケット52、53の間に上方の往路軌道と下方の復路軌道を形成している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In this embodiment mode, a concentrator is described, but the present invention can also be applied to a dehydrator.
As shown in FIG. 1, a gravity dewatering
往路軌道の始端には凝集槽55を配置しており、往路軌道の途中には複数のキャリアローラーもしくは板状の支持材等を配置しており、復路軌道には無端ベルト54の復路の裏面から表面(表面から裏面も可能)に向けて洗浄水を噴射する洗浄ノズル56を配置している。
The agglomeration tank 55 is disposed at the starting end of the forward path, and a plurality of carrier rollers or plate-like support members are disposed in the middle of the forward path. From the back surface of the return path of the
無端ベルト54の往路軌道の下方にはろ過液受け部57を配置しており、ろ過液受け部57はろ過液集水管58を介してろ過液貯留槽59に連通している。ろ過液貯留槽59は洗浄水管60および洗浄水ポンプ61を介して洗浄ノズル56に連通し、また排水管62に連通している。
A
無端ベルト54の復路軌道の下方には洗浄排水受け部63を配置しており、洗浄排水受け部63は洗浄排水集水管64を介して洗浄排水貯留槽65に連通している。洗浄排水貯留槽65は調整用水管66を介して凝集槽55に連通している。
A cleaning
凝集槽55aは、原汚泥を受け入れて調質し、凝集フロックを含む調質汚泥を無端ベルト54の往路軌道上へ供給するものであり、攪拌機(図示省略)を備えている。凝集槽55aは越流堰を備えた開放型の槽構造をなし、槽内流入総流量の増減に伴って越流量が増減する。
The
凝集槽55aに原汚泥を定量供給する原汚泥供給系68はインバータ制御ポンプ68aおよび流量計68bを有しており、原汚泥供給系68には凝集槽55aへ供給する原汚泥に凝集剤を定量供給する凝集剤供給系69が接続しており、凝集剤供給系69はインバータ制御ポンプ69aおよび流量計69bを有している。
The raw
原汚泥供給系68および凝集剤供給系69はバルブ(図示省略)の開度調整により原汚泥または凝集剤を流量調整可能に供給する構成とすることも可能である。原汚泥供給系68には原汚泥の汚泥濃度を測定する汚泥濃度測定手段をなす汚泥濃度計70を設けている。凝集剤供給系69は凝集槽55に接続しても良い。
The raw
凝集槽55aに調整用水を注水する調整用水供給系をなす調整用水管66には、凝集槽55への調整用水の注水流量を増減操作する注水流量操作手段としてインバータ制御ポンプ71aおよび流量計71bを設けている。インバータ制御ポンプ71aによる流量制御に替えてバルブ(図示省略)の開度調整を行うことも可能である。また、調整用水管66は外部用水を供給する外部用水供給管とすることも可能である。
An
凝集槽55aの堰高さまでの槽容量は一定であり、原汚泥と凝集剤を定量供給する下で調整用水の注水流量を増加させると、原汚泥量と調整用水量および凝集剤量からなる槽内流入総流量が増加し、凝集槽55から越流して供給する調質汚泥の供給量が増加し、調質汚泥の供給量が槽内流入総流量に等しくなる。
The tank capacity up to the weir height of the
凝集槽55aにおける槽内流入総流量を測定する流入総量測定手段は制御装置73に設定しており、原汚泥と凝集剤を定量供給する下で調整用水の注水流量を流量計71bで測定し、この注水流量の測定値と定量供給する原汚泥量と凝集剤量を加算することで槽内流入総流量を求める。流入総量測定手段は凝集槽55aに水位計を設けても実現できる。
The inflow total amount measuring means for measuring the inflow total flow rate in the
制御装置73は、原汚泥の性状によって定まる凝集に必要な最適槽内滞留時間と原汚泥の汚泥濃度との相関により、汚泥濃度計70で測定した汚泥濃度に相応する最適槽内滞留時間を求め、凝集槽55aにおける槽内流入総流量と槽内滞留時間との相関により、最適槽内滞留時間に相応する最適槽内流入総流量を求める。
The
そして、原汚泥と凝集剤を定量供給する下で調整用水の注水流量を流量計71bで測定し、この注水流量の測定値と定量供給する原汚泥量と凝集剤量を加算することで槽内流入総流量を求め、槽内流入総流量が最適槽内流入総流量に一致するのに必要な調整用水の注水流量を求め、インバータ制御ポンプ71aを制御して調整用水の注水流量を増減操作して槽内滞留時間を最適槽内滞留時間に制御する。ここで凝集剤は原汚泥の汚泥濃度により供給量を増減することも可能である。
Then, while supplying the raw sludge and the flocculant in a fixed amount, the flow rate of the adjustment water is measured by the
以下に最適槽内滞留時間について説明する。凝集槽55aに流入する段階において汚泥濃度が高い原汚泥は、元来沈降性に優れた性状の汚泥であり、このような沈降性に優れた性状を有する汚泥は凝集時の汚泥濃度によって汚泥粒子自体の性状が変化するわけではなく、最適槽内滞留時間、つまり凝集時に十分な凝集フロックを形成するのに必要で、かつ攪拌作用が過剰とならない槽内滞留時間は、原汚泥の汚泥性状によって定まり、上述した沈降性に優れた性状の汚泥の最適槽内滞留時間は短くなる傾向を示す。
The optimum residence time in the tank will be described below. The raw sludge having a high sludge concentration at the stage of flowing into the
逆に、凝集槽55aに流入する段階で汚泥濃度が低い原汚泥は、元来沈降性に劣る性状の汚泥であり、このような沈降性に劣る性状を有する汚泥は凝集時の汚泥濃度によって汚泥粒子自体の性状が変化するわけではなく、最適槽内滞留時間が長くなる傾向を示す。
On the contrary, the raw sludge having a low sludge concentration at the stage of flowing into the
このため、凝集槽55aへ流入する段階において元来沈降性に優れた性状の汚泥は当然に汚泥濃度が高くなり、逆に、元来沈降性に劣る性状の汚泥は当然に汚泥濃度が低くなるので、汚泥濃度から汚泥の性状を推し量ることは可能である。
For this reason, in the stage of flowing into the
よって、主に汚泥の性状で規定される最適槽内滞留時間と原汚泥の汚泥濃度との間の相関が定まれば、原汚泥の汚泥濃度を指標として最適槽内滞留時間をリアルタイムに求めることができる。尚、注水により凝集槽内での見掛けの汚泥濃度は変化するが、汚泥粒子自体の性状が変化するわけではないため、最適槽内滞留時間は原汚泥濃度(性状)によって決定される値に維持される。 Therefore, once the correlation between the optimum tank residence time, which is mainly defined by the sludge properties, and the sludge concentration of the raw sludge is determined, the optimum residence time in the tank can be obtained in real time using the sludge concentration of the raw sludge as an index. Can do. The apparent sludge concentration in the coagulation tank changes with water injection, but the properties of the sludge particles themselves do not change, so the optimal residence time in the tank is maintained at a value determined by the raw sludge concentration (properties). Is done.
このため、一例として、予め汚泥濃度が異なる原汚泥をビーカーテストし、試料凝集汚泥の重力ろ過性能、例えば単位時間当たりのろ液量を、攪拌時間(槽内滞留時間に相当)を変化させながら評価することで求め、最適槽内滞留時間と汚泥濃度との相関式、もしくは相関曲線を求める。 For this reason, as an example, the raw sludge having different sludge concentrations is subjected to a beaker test in advance, and the gravity filtration performance of the sample coagulated sludge, for example, the amount of filtrate per unit time, while changing the stirring time (equivalent to the residence time in the tank) It is determined by evaluation, and a correlation formula or correlation curve between the optimal tank residence time and sludge concentration is determined.
図4は最適槽内滞留時間と汚泥濃度との相関を示すグラフ図である。図4に示すように、前述したテスト結果をプロットして最適槽内滞留時間曲線(相関曲線)が求まる。最適槽内滞留時間曲線において原汚泥濃度が高くなるほどに最適槽内滞留時間は短くなり、原汚泥濃度が低くなるほどに最適槽内滞留時間は長くなる。 FIG. 4 is a graph showing the correlation between the optimum residence time in the tank and the sludge concentration. As shown in FIG. 4, the test result mentioned above is plotted and the optimal residence time curve (correlation curve) is obtained. In the optimum tank residence time curve, the higher the raw sludge concentration, the shorter the optimum tank residence time, and the lower the raw sludge concentration, the longer the optimum tank residence time.
ところで、凝集槽55における原汚泥の槽内滞留時間は、凝集剤の供給量、調整用水の注水流量、原汚泥の流入量からなる槽内流入総流量によって定まる。
槽内滞留時間=槽容量/槽内流入総流量
ここで、凝集槽55aの堰高さまでの槽容量は一定であり、槽内流入総流量が増加すると越流量が増加し、結果として原汚泥の槽内滞留時間が短くなり、槽内流入総流量が減少すると越流量が減少し、結果として原汚泥の槽内滞留時間が長くなる。
By the way, the residence time of the raw sludge in the coagulation tank 55 is determined by the total inflow amount in the tank composed of the supply amount of the coagulant, the flow rate of the adjustment water, and the inflow amount of the raw sludge.
Tank retention time = tank capacity / total inflow in the tank Here, the tank capacity up to the weir height of the
このため、凝集槽55aの設計時には、最適槽内滞留時間曲線において、設定する原汚泥の最低濃度CMIN時の槽内滞留時間を最長槽内滞留時間TMAXとして求め、最高濃度CMAX時の槽内滞留時間を最短槽内滞留時間TMINと求め、最長槽内滞留時間TMAXと最短槽内滞留時間TMINの条件を満たす凝集槽55aの槽容量および最長槽内滞留時間TMAXの槽内流入総流量の最小量と最短槽内滞留時間TMINの槽内流入総流量の最大量とを定める。
For this reason, at the time of designing the
原汚泥を定量供給する場合には、槽内流入総流量は調整用水量の増減によってのみ変化するので、槽内流入総流量の最小量に見合う調整用水の最小注水流量と槽内流入総流量の最大量に見合う最大注水流量を定め、原汚泥の各汚泥濃度における最適槽内滞留時間と調整用水の注水流量との相関を定める。最小注水流量は0として調整用水を供給しない制御することも可能である。原汚泥の流入量が変化する場合には、槽内流入総流量内において原汚泥量と調整用水の注水流量の割合いを定める。 When supplying raw sludge in a fixed quantity, the total inflow rate in the tank changes only by adjusting the amount of adjustment water, so the minimum flow rate of adjustment water that matches the minimum total inflow volume in the tank and the total inflow volume in the tank The maximum water injection flow rate corresponding to the maximum amount is determined, and the correlation between the optimum residence time in each sludge concentration of raw sludge and the water injection flow rate of adjustment water is determined. It is also possible to control so that the adjustment water is not supplied by setting the minimum water injection flow rate to zero. When the amount of raw sludge inflow changes, the ratio of the amount of raw sludge to the water flow rate for adjustment water is determined within the total inflow rate in the tank.
そして、設計汚泥濃度CDにおける最適槽内滞留時間TDを求め、最適槽内滞留時間TDを満たす設計槽内流入総流量および調整用水の設計注水流量を定める。
上述した構成により、運転時には、原汚泥供給系68より凝集槽55aへ原汚泥を定量供給し、原汚泥の汚泥濃度は汚泥濃度計70で測定し、凝集剤供給系69から所定量の凝集剤を原汚泥供給系68に供給し、調整用水管66から凝集槽55aに供給する所定量の調整用水と原汚泥と凝集剤を凝集槽55aで攪拌して調質する。
Then, determine the optimum tank residence time T D in the design sludge concentration C D, determining the design water injection flow design tank inflow total flow and adjust water meeting the optimum tank residence time T D.
With the above-described configuration, during operation, raw sludge is quantitatively supplied from the raw
制御装置73は汚泥濃度計70で測定した汚泥濃度を指標として最適槽内滞留時間曲線において定まる最適槽内滞留時間およびこの最適槽内滞留時間に対応する槽内流入総流量と調整用水の注水流量を求める。
The
汚泥濃度の測定値が設計汚泥濃度CDに相応する場合には、設計注水流量に見合う注水流量で調整用水を凝集槽55aに供給し、原汚泥の実質槽内滞留時間を設計時の最適槽内滞留時間TDに制御する。調整用水は、洗浄排水貯留槽65の洗浄排水をインバータ制御ポンプ71aにより調整用水管66を通して供給する。
If the measured value of the sludge concentration corresponds to the design sludge concentration C D is providing regulated water to the
汚泥濃度の測定値が設計汚泥濃度CDよりも高い場合あるいは低い場合には、原汚泥の実質槽内滞留時間を最適槽内滞留時間曲線において定まる最適槽内滞留時間に調整する。この最適槽内滞留時間に対応する槽内流入総流量を実現するために、インバータ制御ポンプ71aの回転数調整を行って調整用水の注水流量を増減する。
If the measured value of the sludge concentration is high or when lower than the design sludge concentration C D is adjusted to the optimum tank residence time determined at the optimal bath residence time curve substantially bath residence time of raw sludge. In order to realize the total inflow amount in the tank corresponding to the optimal in-tank residence time, the rotational speed of the
この操作により、凝集槽55aへの調整用水の注水流量を増加もしくは減少させて凝集槽55aにおける槽内流入総流量を増減させて槽内滞留時間を調整することで、凝集槽55aにおいて汚泥の性状に応じた最適槽内滞留時間を実現する。
By this operation, the flow rate of the adjustment water to the
すなわち、図2に示すように、従来においては原汚泥濃度が変化しても凝集槽55aにおける凝集装置内滞留時間HRTは変化しないが、本実施の形態では原汚泥濃度が高くなるのにしたがって凝集装置内滞留時間HRTを短くし、原汚泥濃度が低くなるのにしたがって凝集装置内滞留時間HRTを長くする。このため、図3に示すように、原汚泥濃度が高くなるのにしたがって調整用水の注水流量を多くし、原汚泥濃度が低くなるのにしたがって調整用水の注水流量を少なくする。
That is, as shown in FIG. 2, the residence time HRT in the aggregating apparatus in the
この際に、凝集槽55aへの調整用水の注水流量を増減操作することで凝集槽55aにおける凝集剤と調整用水を含む見掛け上の原汚泥濃度が変化しても、元来の汚泥性状によって定まっている最適槽内滞留時間は変化しない。
At this time, even if the apparent raw sludge concentration including the flocculant and the adjustment water in the
凝集槽55aにおいて調質した凝集フロックを含む調質汚泥は往路軌道の無端ベルト54の上に越流させ、無端ベルト54で搬送しつつ無端ベルト54でろ過して調質汚泥を濃縮する。無端ベルト54を透過したろ過液はろ過液受け部57およびろ過液集水管58を通してろ過液貯留槽59に流入する。
The conditioned sludge containing the flocculated floc that has been conditioned in the
ろ過液貯留槽59のろ過液は洗浄水ポンプ61により洗浄水管60を通して洗浄ノズル56に供給し、洗浄ノズル56から復路軌道の無端ベルト54にその裏面から表面に向けて噴射し、無端ベルト54に残留する原汚泥を洗い流す。洗浄排水は洗浄排水受け部63および洗浄排水集水管64を通して洗浄排水貯留槽65へ流入する。
The filtrate in the
この洗浄排水貯留槽65の洗浄排水をインバータ制御ポンプ71aにより調整用水管66を通して凝集槽55aに供給する。このため、調整用水が原汚泥と近い性状を有し、かつ余剰凝集剤成分を有効活用できるため、より高い凝集効果を得ることができる。
The washing waste water in the washing waste
したがって、本実施の形態では、原汚泥濃度が変化しても原汚泥の供給量を増減させることなく濃縮運転を行うことができ、凝集槽55aで最適槽内滞留時間で調質した調質汚泥は、調整用水の注水流量に拘らず、固形物負荷は原汚泥を単独で処理する場合とほぼ同一となる。よって、無端ベルト4のベルト走行速度を変更する必要がなく、ろ過時間も変化しないので、無端ベルト4上における調質汚泥の本来の濃縮性能は悪化することがなく、むしろ良好な凝集フロックの形成を実現することで凝集性能が向上する。
Therefore, in this embodiment, even if the raw sludge concentration changes, the concentration operation can be performed without increasing or decreasing the supply amount of the raw sludge, and the conditioned sludge conditioned by the
本発明の他の実施の形態として、スクリュープレス脱水機やロータリープレス脱水機といった原汚泥を圧入して供給する脱水機に適用する場合は、バルブ72を設ける構成としても同様の作用効果を実現できる。 As another embodiment of the present invention, when applied to a dehydrator such as a screw press dewaterer or a rotary press dewaterer that is supplied by press-fitting raw sludge, the same effect can be realized even if the valve 72 is provided. .
51 ベルト型濃縮機
52 駆動スプロケット
53 従動スプロケット
54 無端ベルト
55a、55b 凝集槽
56 洗浄ノズル
57 ろ過液受け部
58 ろ過液集水管
59 ろ過液貯留槽
60 洗浄水管
61 洗浄水ポンプ
62 排水管
63 洗浄排水受け部
64 洗浄排水集水管
65 洗浄排水貯留槽
66 調整用水管
68 原汚泥供給系
68a インバータ制御ポンプ
68b 流量計
69 凝集剤供給系
69a インバータ制御ポンプ
69b 流量計
70 汚泥濃度計
71a インバータ制御ポンプ
71b 流量計
73 制御装置
51
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