JP2009011997A - 汚泥濃縮方法並びにその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 消費電力が掛からず騒音も低レベルでしかも薬注設備が不要であるだけでなく汚泥の回収効率が１００％である汚泥濃縮方法並びにその装置を提供すること。
【解決手段】 余剰汚泥・生汚泥・これらの混合物などの汚泥分を微少な割合で含む汚水を濾過ユニットを装備した処理槽の槽本体内に導入するとともに内部を攪拌しながら濾過ユニットを通じて水分を吸引除去することにより槽内の汚泥濃度を濃縮制御して槽外に引き抜くようにする汚泥濃縮方法であって、前記攪拌は、槽内に縦向きに設けた攪拌用誘導パイプ内で発生させる散気によるエアーリフト作用により導入汚水および槽内貯留汚水を上昇流として起生して槽内に導く循環作用によりなされるようになっている。
【選択図】図２

Description

本発明は、汚泥濃縮方法並びにその装置に関する。

汚泥濃縮装置として、例えば、遠心濃縮機やベルト濃縮装置などがある。遠心濃縮機は、遠心力にて汚泥を固液分離して濃縮される方法であり、投入された汚泥は、ボウル内で遠心力を受けることにより固形分（濃縮汚泥）と水とに分離されてのち、濃縮汚泥はスクリュウで移送されて排出される一方、分離液は濃縮汚泥とは反対の排出口より排出されるようになっている。ベルト濃縮装置は、汚泥をベルトにより重力濾過して行う方法であり、高分子凝縮剤を用いて凝縮した汚泥を、走行するベルト上に投入し、排出側へ移送される間に水切りされるようになっている。

前記遠心濃縮機は、遠心力を発生させて運転を行うため消費電力が多く掛かり騒音も多い欠点がある。また前記ベルト濃縮装置は、消費電力や騒音は比較的少ないが薬注設備が必要となる欠点がある。
上記に鑑み、本発明は、消費電力が掛からず騒音も低レベルでしかも薬注設備が不要であるだけでなく汚泥の回収効率が１００％である汚泥濃縮方法並びにその装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、請求項１記載の発明である汚泥濃縮方法は、余剰汚泥・生汚泥・これらの混合物などの汚泥分を微少な割合で含む汚水を濾過ユニットを装備した処理槽の槽本体内に導入するとともに内部を攪拌しながら濾過ユニットを通じて水分を吸引除去することにより槽内の汚泥濃度を濃縮制御して槽外に引き抜くようにする汚泥濃縮方法であって、前記攪拌は、槽内に縦向きに設けた攪拌用誘導パイプ内で発生させる散気によるエアーリフト作用により導入汚水および槽内貯留汚水を上昇流として起生して槽内に導く循環作用によりなされるようになっている。
請求項２記載の発明である汚泥濃縮装置は、余剰汚泥・生汚泥・これらの混合物などの汚泥分を微少な割合で含む汚水を濾過ユニットを装備した処理槽の槽本体内に導入するとともに内部を攪拌しながら濾過ユニットを通じて分離水引抜ポンプにより水分を吸引除去することにより槽内の汚泥濃度を濃縮制御して濃縮化された汚水を汚泥引抜ポンプにより槽外に引き抜くようにする汚泥濃縮装置であって、前記処理槽は、汚水導入パイプと攪拌用誘導パイプと攪拌用散気手段と除泥用散気手段と入側および出側汚泥濃度計測手段を備え、前記汚水導入パイプは、槽本体内に挿通され、前記攪拌用誘導パイプは、下端の開口を循環流入口として槽本体内に縦向きに設置されるとともに前記汚水導入パイプの下部に連通してエジェクタを構成し、同エジェクタの出口上方位置には、攪拌用散気手段の散気部が臨んでエジェクタからの導入汚水および循環流入口からの循環汚水を上昇流として攪拌用誘導パイプ外部である槽本体内に循環させて分離水引抜ポンプが作用する濾過ユニットにて汚泥と水とに分離処理するとともに前記循環流入口へ循環導入可能に構成され、前記除泥用散気手段は、濾過ユニットに付着する固形物を散気により除去して循環可能とされ、前記入側汚泥濃度計測手段は汚水導入パイプへの流入経路に、また出側汚泥濃度計測手段は槽本体内の汚水の汚泥濃度を計測可能に配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、余剰汚泥・生汚泥・これらの混合物などの汚泥分を微少な割合で含む汚水を濾過ユニットを装備した処理槽の槽本体内に導入するとともに内部を攪拌しながら濾過ユニットを通じて水分を吸引除去することにより槽内の汚泥濃度を濃縮制御して槽外に引き抜くようにする汚泥濃縮方法であって、前記攪拌は、槽内に縦向きに設けた攪拌用誘導パイプ内で発生させる散気によるエアーリフト作用により導入汚水および槽内貯留汚水を上昇流として起生して槽内に導く循環作用によりなされるようになっているので、消費電力が掛からず騒音も低レベルでしかも薬注設備が不要であるだけでなく汚泥の回収効率が１００％である汚泥濃縮方法並びにその装置を提供するができる。

以下、この発明の一実施形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、この発明にかかる汚泥濃縮方法ならびにその装置の一実施形態を図２の横断模式図として示すもので、図２は図１の縦断模式図をそれぞれ示す。

この実施形態において、１は処理槽で、図全体で示された汚泥濃縮装置の要部を構成するもので、同処理槽１は、槽本体２を有する。
槽本体２は、図１のように四角な筒体で全体が密閉型のものとされるとともに、その底部は傾斜ガイド壁３と凹部４とが形成されている。

５は除塵スクリーンで、最終沈澱池（図示省略）などからの余剰汚泥が矢印のように導かれてきてここでゴミを除去・排出したあと汚水受け６に溜められた汚水は導入路７を経て処理槽１側の汚水導入パイプ８へと導かれるようになっている。ここで、９は入側汚泥濃度計で、導入路７上に配置されて導入される汚泥の濃度を計測するものである。

前記汚水導入パイプ８は、丸パイプで、槽本体２の一側内に挿通支持されてその上端が前記導入路７に連通状とされる一方その下端は固形分（汚泥）滞留に伴う閉塞防止のため開放口９とされている。尚、この開放口１０は、槽内へ向けて固形分を円滑に導くため斜め向きになっているが垂直向きでもよい。

１２は攪拌用誘導パイプで、汚水導入パイプ８より少し太径の丸パイプでなっており、同攪拌用誘導パイプ１２は、槽本体２内の汚水導入パイプ８に添った平行状に配置されている。
この攪拌用誘導パイプ１２は、図２に示すように、汚水導入パイプ８の下部とエジェクタ１３により互いに連通状になっているとともにその下端は循環流入口１４として下向き拡大状に開口している。
また、同攪拌用誘導パイプ１２内のエジェクタ１３よりも少し上方位置内には、矢印Ｃのように散気を起生可能な攪拌用散気部１５が設けられている。この散気部１５は攪拌用散気手段１６の構成メンバーの１つとされているとともに、同散気手段１６は、ブロア１８を備え、同ブロア１８と散気部１５とが第２自動弁（電動バタフライ弁）１９を介する攪拌用散気路２０で接続されている。

攪拌用誘導パイプ１２の上端には循環パイプ２１が接続され、同パイプ２１の先端は槽内の離れた個所に攪拌上昇してきた汚水が導かれるようになっている。
２３は濾過ユニットで、その詳細は図示しないが、例えば、下端を開放したユニットケーシング内に、上端に吸引口を備えた膜カートリッジ（ＡＢＳ製）の複数を水平方向に離間して並列配置したもので実施される。膜カートリッジとしては、ＭＦ膜やＵＦ膜などが好適である。

同濾過ユニット２３は架台２４により槽内に固定設置されるとともに、膜カートリッジの表面に付着する固形物（汚泥）を除去するため除泥用散気手段２５を構成してある。同手段２５は、前記ブロア１８と除泥用散気部２６と第１自動弁（電動バタフライ弁）２７付き除泥用散気路２８とでなる。除泥用散気部２６からの微細エアーは濾過ユニット２３の底面開口から内部へと噴出される。

濾過ユニット２３の上端にはエアー通路を介して分離水引抜パイプ３０が接続され、その端部には分離水引抜ポンプＰ１が接続されているとともに同ポンプＰ１の下流には流量計３２を介して分離液槽３４が接続されている。分離液槽３４内の水は排水及び再利用されるようになっている。

処理槽１の凹部４に連通する個所には、汚泥引抜路３５が接続されている。この引抜路３５上には、出側汚泥濃度計３６・汚泥引抜ポンプＰ２が設けられるとともに端部には濃縮汚泥貯留槽３７が連通している。尚、同貯留槽３７からの濃縮汚泥は脱水処理される。

前記実施形態において余剰汚泥の導入Ａの量が多く、例えば、０．５ｍ^３／分を保つような場合、本汚泥濃縮装置は連続運転される。
連続運転時、汚水は除麈スクリーン５で除塵されて汚水受け６で受け入れられてのち、入側汚泥濃度計９で汚泥濃縮を計測されて導入路７から汚水導入パイプ８内に導かれる。この場合、水が９９．２％に対し汚泥が０．８％の濃度であることが一般的である。汚水導入パイプ８内にＡのように導入された汚水は、導入当初は開放口１０から槽本体２内に導入され、次第に槽本体２内の導入汚水のレベルは高くなってゆく。

導入汚水のレベルが攪拌用散気部１５を充分越えた時点で第２自動弁１９は開とされブロア１８の運転が開始される。その後も汚水は０．５ｍ^３／分で汚水導入パイプ８を通じて連続導入されており、図２に示すレベルに達するまでの間、攪拌用散気部１５からは矢印Ｃのように微細エアーが噴出されてその上昇エアーが発生によるエアーリフト作用が起生されるので、汚水導入パイプ８からの汚水Ａは、エジェクタ１３を通じて攪拌用誘導パイプ１２内に吸い込まれるとともに、槽本体２内に溜まってくる汚水もエアーリフト作用により循環流入口１４を通じて上昇流を起生して汚水Ａとともに上昇するようになる。攪拌用誘導パイプ１２内での上昇流が一定レベルを超えてくると、これらの上昇流は循環パイプ２１の方へ矢印Ｄのように流れ込み、Ａ、Ｂ→Ｃ→Ｄの流れが起生されてここに循環流が形成される。

そうした汚水Ａの導入とＢ→Ｃ→Ｄの循環が連続１０分間なされて槽本体２内に図２のレベル（５ｍ^３相当）まで汚水が貯留されてくると、そのレベル検知と制御により分離水引抜ポンプＰ１が連続運転を開始することにより、濾過ユニット２３は吸引濾過状態になって矢印Ｅのように循環汚水を吸引して濾過による分離水のみを同ポンプＰ１により矢印Ｆのように引き抜くようにする。その引き抜き量は、流量計３２で計測され、制御系を通じて槽本体２内の汚水が９６％が水で汚泥が４％の濃度になるまで行われる。尚、この汚泥濃度の計測は出側汚泥濃度計３６により行ってもよいし、同出側汚泥濃度計３６および流量計３２の双方により行ってもよい。

前記分離水の矢印Ｆの引き抜きが行われると槽本体２内の循環汚水が前記設定のように濃縮され、その濃縮された汚水は汚泥引抜ポンプＰ２の運転開始により引き抜かれるとともに、その後も、制御系により前記設定の濃度を維持するようにして、汚水Ａ→Ｃ→Ｄの導入、Ｂ→Ｃ→Ｄ→Ｂの循環攪拌、Ｅ→Ｆの分離水の引き抜き、およびポンプＰ２による矢印Ｇの汚泥の引き抜きが連続運転されることにより、濃縮汚泥貯留槽３７には前記所定濃度の濃縮汚泥が貯留されることになる。
尚、第１自動弁２７は常時開放されて散気を連続して行う場合と定期的に開閉されて散気を間欠的に行うようにする場合とがある。

汚水Ａの導入量が所定（０．５ｍ^３／分）に得られない少量の場合には、検知制御系により間欠（バッチ）運転に切替制御される。
この場合、汚水Ａを汚水導入パイプ８を通じて槽本体２内に導入し前記のように攪拌を行いながら槽内が図２のレベルまで達すると、その時点で攪拌は継続しつつ汚水Ａの導入を停止する一方分離水引抜ポンプＰ１の運転を開始して槽内の汚水から分離水を引き抜き槽内汚水の濃度が９６％になるように検知制御する。濃度が９６％になったことを検知すると、槽内の汚水は、攪拌を受けながら汚泥引抜ポンプＰ２の運転開始により引き抜かれて濃縮汚泥貯留槽３７へと導かれる。その引き抜きはポンプＰ２の空運転を避けるため槽内に一定量を残すレベルまで行われる。上記繰り返しにより所定に濃縮された汚水を得る。

尚、図２に仮想練で示すように、汚泥引抜路３５に第１補助自動弁３８を設けてその手前から処理槽１内に連通する第２補助自動弁４０付きの補助攪拌連通路３９を設けて、第１補助自動弁３８を閉止し第２補助自動弁４０を開放することにより矢印Ｈの循環戻り経路を構成することにより攪拌作用を付加的に行えるようにしてもよい。

図２に示す汚水導入パイプ８は、下端が開放口１０を備えて閉塞防止を図るようにしていたが、図３に示すように、開放口１０をなくしてエジェクタ１３のみに連通し閉塞しにくいエルボ状に形成する場合もある。

また、前記実施形態では、１つの処理槽１に対し単一個の濾過ユニット２３が構成されていたが、図４（横断模式図）に示すように、２基配備してもよい。この場合、濾過ユニット２３、２３の間に攪拌用誘導パイプ１２を配置して左右に分岐する循環パイプ２１，２１により矢印Ｄ，Ｄのように各濾過ユニット２３に分流させるようにすることができる。

さらに、図５（横断模式図）に示すように、濾過ユニット２３を４基配備してもよい。この場合、濾過ユニット２３…の中央に配置した攪拌用誘導パイプ１２から図４に示すようにパイプで分流させることもできるが、同図５に示すように、対向配備した一対のトラフ３８，３８を経由して矢印Ｄ…のように分流させるようにしてもよい。

本発明の一実施形態を示す図１の汚泥濃縮装置の横断模式図。 図１の縦断模式図。 汚水導入パイプの他の実施形態を示す縦断模式図。 濾過ユニットを一対配備した実施形態を示す横断模式図。 濾過ユニットを４基配備した実施形態を示す横断模式図。

符号の説明

１…処理槽
２…槽本体
８…汚水導入パイプ
９…入側汚泥濃度計
１２…攪拌用誘導パイプ
１３…エジェクタ
１６…攪拌用散気手段
１８…ブロア
２３…濾過ユニット
２５…除泥用散気手段
３３…分離液槽
３６…出側汚泥濃度計
３７…濃縮汚泥貯留槽
Ｐ１…分離水引抜ポンプ
Ｐ２…汚泥引抜ポンプ。

Claims (2)

1. 余剰汚泥・生汚泥・これらの混合物などの汚泥分を微少な割合で含む汚水を濾過ユニットを装備した処理槽の槽本体内に導入するとともに内部を攪拌しながら濾過ユニットを通じて水分を吸引除去することにより槽内の汚泥濃度を濃縮制御して槽外に引き抜くようにする汚泥濃縮方法であって、前記攪拌は、槽内に縦向きに設けた攪拌用誘導パイプ内で発生させる散気によるエアーリフト作用により導入汚水および槽内貯留汚水を上昇流として起生して槽内に導く循環作用によりなされるようになっている汚泥濃縮方法。
2. 余剰汚泥・生汚泥・これらの混合物などの汚泥分を微少な割合で含む汚水を濾過ユニットを装備した処理槽の槽本体内に導入するとともに内部を攪拌しながら濾過ユニットを通じて分離水引抜ポンプにより水分を吸引除去することにより槽内の汚泥濃度を濃縮制御して濃縮化された汚水を汚泥引抜ポンプにより槽外に引き抜くようにする汚泥濃縮装置であって、前記処理槽は、汚水導入パイプと攪拌用誘導パイプと攪拌用散気手段と除泥用散気手段と入側および出側汚泥濃度計測手段を備え、前記汚水導入パイプは、槽本体内に挿通され、前記攪拌用誘導パイプは、下端の開口を循環流入口として槽本体内に縦向きに設置されるとともに前記汚水導入パイプの下部に連通してエジェクタを構成し、同エジェクタの出口上方位置には、攪拌用散気手段の散気部が臨んでエジェクタからの導入汚水および循環流入口からの循環汚水を上昇流として攪拌用誘導パイプ外部である槽本体内に循環させて分離水引抜ポンプが作用する濾過ユニットにて汚泥と水とに分離処理するとともに前記循環流入口へ循環導入可能に構成され、前記除泥用散気手段は、濾過ユニットに付着する固形物を散気により除去して循環可能とされ、前記入側汚泥濃度計測手段は汚水導入パイプへの流入経路に、また出側汚泥濃度計測手段は槽本体内の汚水の汚泥濃度を計測可能に配置されていることを特徴とする汚泥濃縮装置。

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