JP2009297609A - 回転分離装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 汚泥の濃縮効率および排出効率を更に向上させることができるとともに、コンパクトで、かつ設備費や維持管理費等のコスト低減を図ることができる回転分離装置を得ることにある。
【解決手段】 原水を受け入れる分離槽１と、分離槽１内に配設され、間隔を空けた複数枚の分離羽根２ａを備える回転体２と、分離槽１の底部に配設され、沈降汚泥を掻き寄せる渦巻状回転板３とからなるものである。
【選択図】図１

Description

この発明は、廃水処理施設等から発生する活性汚泥や沈殿池引抜汚泥などの原水（汚泥と分離液を含む混合液）を汚泥と分離液とに固液分離する回転分離装置に関し、特に汚泥の分離濃縮に有効な回転分離装置に関するものである。

従来、一次処理や二次処理で発生する原水を分離濃縮する方法としては、大別して重力濃縮と機械濃縮の２つの方法がある。
重力濃縮は一般的な方法であって、重力濃縮槽、凝集分離濃縮槽、沈殿分離槽などを用いている。これらの重力濃縮槽、凝集分離濃縮槽、沈殿分離槽などは、原水を重力沈降によって固液分離するので、特にエネルギーを必要としない。

一方、機械濃縮には、遠心式、常圧浮上式、ベルト式などがあるが、一般的に遠心式すなわち遠心濃縮法を採用する場合が多い。この遠心濃縮法は、比重が１よりも大きな汚泥を回転する遠心濃縮法によって分離濃縮するので、多くのエネルギーを消費する。常圧浮上式は、汚泥と微細気泡を接触させ、汚泥の見かけ比重を１よりも小さくして汚泥を浮上させ固液分離濃縮するものである。

古くから原水の分離濃縮では、一般に重力濃縮が採用されてきたが、近年は原水質の変化による分離濃縮性の悪化に対応する目的で、機械濃縮を採用するケースが増加している。
重力濃縮槽は、自然の重力によって原水中から固形物を沈降させるもので、とても省エネであり、良好時には濃縮濃度は１．５％程度、ＳＳ回収率は７０％程度が得られるが、流入原水の性状変動により濃縮性能は大きく変化する。重力濃縮槽は、一般的に円筒型のコンクリート製で、汚泥滞留時間が１０〜２４時間と非常に長く、設置スペースも大きい。
機械濃縮は、重力濃縮の濃縮性悪化を改善する目的で採用されており、濃縮濃度は４％以上で、ＳＳ回収率は９０％以上と性能は良好であるが、機械の設備費や機械を動かす動力などの維持管理費がコスト高で、定期的な分解点検を行わなければならず、運転管理も煩雑である。

以上のように濃縮技術の中で、重力濃縮は維持管理が容易で低コストであるが、汚泥濃縮濃度が低く、汚泥の性状による汚泥濃縮性能の変動が大きいという問題があった。これに対して機械濃縮機は、汚泥濃縮性能は良好であるが、設備費や維持管理費が高いというコスト面での問題があった。

そのため汚泥濃縮性能が良好で、かつ低コストの分離濃縮機が望まれている。この要望に応える分離濃縮機として、例えば、本出願人による特許文献１の固液分離装置がある。この固液分離装置は、円筒型の回転羽根によって、流入水（原水）に回転力を加えることにより固液分離を行い、固液分離後の汚泥排出効率を向上させるために通常の汚泥掻寄機を使用する場合には、前記回転羽根と汚泥掻寄機を一基の駆動機（モータ）で同時回転駆動するようにしている。

特開２００６−２６３６７０号公報（図７，８）

特許文献１の固液分離装置は以上のように、円筒型の回転羽根（回転体）によって、流入水（原水）に回転力を加えることにより固液分離を行うが、前記回転羽根は回転数の使用範囲が広いため、固液分離後の汚泥の排出に通常の汚泥掻寄機を使用すると、使用条件によっては汚泥の濃縮効率および排出効率が低下するという課題があった。すなわち、通常の汚泥掻寄機を使用して該汚泥掻寄機と前記回転羽根とを一基の駆動機で同時回転駆動した場合、汚泥掻寄機の回転数が速すぎてしまうため、該汚泥掻寄機による汚泥の巻き上げ現象が生じて汚泥の濃縮効率および排出効率が低下するという課題があった。また、複数の駆動機を設ける場合には、設置コストや運転コストの増大を招くという課題があった。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、汚泥の濃縮効率および排出効率を更に向上させることができるとともに、コンパクトで、かつ設備費や維持管理費等のコスト低減を図ることができる回転分離装置を得ることを目的とする。

請求項１の発明に係る回転分離装置は、原水を受け入れる分離槽と、前記分離槽内に配設され、間隔を空けた複数枚の分離羽根を備える回転体と、前記分離槽の底部に配設され、沈降汚泥を掻き寄せる渦巻状回転板とからなることを特徴とするものである。

請求項２の発明に係る回転分離装置は、前記分離槽の内壁と前記回転体との間に間隙を有していることを特徴とするものである。

請求項３の発明に係る回転分離装置は、前記回転体の回転数が1０回転／分以下であることを特徴とするものである。

請求項１の発明によれば、フロックを含んだ原水を受け入れる分離槽と、この分離槽に配設され、間隙を空けた複数枚の分離羽根を備えた回転体と、分離槽の底部に渦巻状回転板を設置したことで、回転体で原水を回転させても、回転体のスリットは、該回転体内の流入原水に含まれた汚泥をスリットから流出し難い形状もしくは寸法に設定されており、スリットから流出する分離液の濃度も低くなり、フロックは回転体の外に出ないため、懸濁性物質の少ない良好な水質の処理水（分離液）を得ることができる。また、回転体の回転により回転体内部にフロックが多量に保持でき、分離槽底部で渦巻状回転板の回転によって汚泥の濃縮が可能となるため、さらに汚泥の濃縮濃度が高くなり、従来の重力濃縮槽よりも設置面積や容積を減少させ、全体をコンパクト化でき、設備費を削減できる効果がある。
このため、汚泥の濃縮効率および排出効率が向上するという効果がある。しかも、前記分離槽内に回転体と渦巻状回転板とを上下に配設しただけの簡単な構造のため、メンテナンスが容易で、設備費や維持管理費等のコスト低減を図ることができるという効果がある。
また、この発明の回転分離装置では、回転体の回転による固液分離後の汚泥を、回転体による固液分離時の濃縮と、沈降汚泥の堆積による濃縮と、渦巻状回転板による沈降汚泥の掻き寄せ濃縮と段階的に行うことができるため、汚泥濃縮効率が向上するという効果がある。また、渦巻状回転板の回転により汚泥の連続搬送が可能となり、汚泥の搬送・排出効率も向上するという効果がある。さらには、分離槽の底部で渦巻状回転板の低速回転により、該渦巻状回転板の渦巻状水路に沿って沈降汚泥が徐々に一方向へ連続搬送されるため、汚泥の舞い上がりを抑制することができ、固液分離性能が向上するという効果がある。

請求項２の発明によれば、分離槽の内壁と回転体との間に間隙を有しているので、汚泥から分離された分離液を、前記間隙（移流スペース）を通じてスムーズにかつ速やかに排出することができる効果がある。さらに、分離液をスムーズにかつ速やかに排出することができるため、固液分離にかかる時間を短縮することができ、従来の重力濃縮槽よりも設置面積や容積を減少させ、全体をコンパクト化でき、設備費を削減できる効果がある。

請求項３の発明によれば、回転体を1０回転／分以下の回転数で駆動するので、回転体の過剰回転に起因した分離汚泥の巻き上げ現象を抑制することができて固液分離性能が向上するという効果がある。
また、回転体を1０回転／分以下の回転数で駆動すると、回転体を駆動させている駆動機から同軸で配設された、分離槽底部に汚泥掻寄機も1０回転／分以下の回転数で駆動する。通常の汚泥掻寄機では、１０回転／分以下の回転数で駆動すると、回転速度が速すぎて汚泥の巻き上げ現象が生じてしまうが、分離槽底部の汚泥掻寄機に渦巻状回転板を設置すると、掻寄られる汚泥の移動速度が通常の汚泥掻寄機より遅くなるため、汚泥の巻き上げが起こりにくく、確実に汚泥の濃縮が進み、汚泥濃縮効率が向上するという効果がある。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による回転分離装置の基本的構造を示す概略断面図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿った拡大断面矢視図、図３は図１の固液分離装置の具体的構造を説明するための平面図、図４は図３の断面図である。
この実施の形態１の回転分離装置は、原水を受け入れる分離槽１と、この分離槽１内の上部に配設されて流入原水の固液分離を促進する固液分離用の回転体２と、前記分離槽１内の底部に配設されて該底部の中心部に沈降汚泥を掻き寄せる渦巻状回転板３と、前記回転体２と渦巻状回転板３を一体的に同時回転駆動する駆動機４とから主要部が構成されている。
実施の形態１による回転分離装置の駆動機４は、前記回転体２と渦巻状回転板３を一体的に同時回転駆動するが、後述するようにたとえば回転駆動が一体的でなくても、駆動機が複数台あっても汚泥が回転分離できればよく、これに限るものではない。

さらに詳述すると、分離槽１は、上部の大径筒部１Ａと、この大径筒部１Ａの下端にテーパー状の中間段差壁部１Ｂを介して連なる下部の小径筒部１Ｃとを有し、その小径筒部１Ｃの底壁部１Ｄを中心部に向って下降傾斜するテーパー状に形成してなる段付き円筒状のタンク構造となっている。該分離槽１は大径頭部１Ａ、中間段差壁部１Ｂ、小径筒部１Ｃと直径が異なる形状を有しているが、大径筒部１Ａと、中間段差壁部１Ｂと、小径筒部１Ｃは、直径が異ならなくても、一部の筒部、たとえば大径筒部１Ａと中間段差壁部１Ｂが同じ直径であっても、中間段差壁部１Ｂと小径筒部１Ｃが同じ直径であっても、汚泥の分離濃縮が行えれば、これに限定するものではない。このような分離槽１の上端部外周には、大径筒部１Ａの上端開口から分離液をオーバーフローにより流出させる集水樋状の分離液排出水路５が設けられ、この分離液排出水路５の側部には分離液排出口６が設けられている。また、前記分離槽１の底壁部１Ｄの中心部には、汚泥排出弁８を有する汚泥排出管７が接続され、この汚泥排出管７の先端は汚泥排出量調整機９に接続されている。

汚泥排出量調整機９は、分離槽１の上部外側に配設された汚泥排出量調整用のタンク１０と、このタンク１０内に高さ調整可能に配設された水位調整板１１とからなって、前記タンク１０の下部に汚泥排出口１２が設けられた構造となっている。このような汚泥排出量調整機９は、分離槽１の上部外側に配設され、かつ、分離槽１内の水位よりも低い位置に保持されている。そして、分離槽１の底壁部１Ｄの中心部に接続された汚泥排出管７を分離槽１の外側に沿って立ち上げ、その立ち上げ上端を汚泥排出量調整機９のタンク１０の底部に接続開口させている。このような関連構造とすることにより、分離槽１の底部に沈降した濃縮汚泥を、分離槽１内の水位と前記タンク１０内の水位調整板１１による設定水位との水位差、および、分離槽１内の水圧によって、前記汚泥排出管７から前記タンク１０内に流入させることができるようにしてある。なお、前記水位調整板１１は手動で高さ調整可能となっている。しかし、該汚泥排出量調整機９は、この構造に限るものではなく、汚泥濃度計を用いたり、流量計を用いたり、汚泥の排出量を調整できればこれに限定するものではない。また、汚泥排出量調整機は設置した方が安定運転に効果があるが、必ずしも汚泥排出量を調整しなくてもよく、汚泥排出量調整機を設置しなくても、濃縮汚泥を分離槽１に戻す構造になっていて、汚泥の分離濃縮ができれば、これに限定するものではない。

前記回転体２は、複数枚の分離羽根２ａを所定間隔毎に備え、該分離羽根２ａの相互間に幅狭い縦方向のスリット２ｂを有する円筒体からなっている。この実施の形態１で用いている回転体２は、図３に示すように、平面ほぼ「く」の字の形状に形成された細長い短冊状の分離羽根２ａの複数枚を所定の間隔で円筒状に配設して一体化し、該分離羽根２ａの相互間が分離液流出用のスリット２ｂとして形成されているものであり、回転体２の内部汚泥が前記スリット２ｂから回転体２の外側に流出し難い構造となっている。該分離羽根２ａは、「く」の字の形状としてあるが、回転体２の内部汚泥が回転体２の外側に流出し難い構造であれば、板状であっても、椀状であっても、「く」の変形であっても、緩やかに湾曲であってもよく、「く」の字の形状に限らない。また、分離羽根２ａは、全て同じ形状・大きさであっても、一つ置き、二つ置きに同じ形状・大きさであっても、全てランダムであってもよい。間隔も等間隔である必要はなく、ランダムな間隔であっても、一つ置き、二つ置き、に同一の間隔でもよい。さらに分離羽根２ａの形状は回転体３の大きさなどにより変えることができる。

前記渦巻状回転板３は、図２に示すように一枚の帯状板を平面渦巻状に成形したもので、平面渦巻状の汚泥流路を形成している。ここで、前記渦巻状回転板３の詳細な形状構造を説明するために、該渦巻状回転板３を外周渦巻部位３ａと中間渦巻部位３ｂと中心渦巻部位３ｃとに区分すると、前記渦巻状回転板３は分離槽１の底壁部１Ｄのテーパー面に対応した形状とすべく、該渦巻状回転板３全体の高さ方向において、外周渦巻部位３ａと中間渦巻部位３ｂと中心渦巻部位３ｃとでは、これらの上端から下端までの長さが、図１に示すように、外周渦巻部位３ａよりも中間渦巻部位３ｂが、かつ、該中間渦巻部位３ｂよりも中心渦巻部位３ｃが下方へ漸次長くなるように形成されている。しかし、該渦巻状回転板３の上端から下端までの長さは、汚泥の掻き寄せができれば、外周渦巻部位３ａ、中間渦巻部位３ｂおよび中心渦巻部位３ｃまで同じ高さであっても、また外周渦巻部位３ａに向かって長くなっていても、外周渦巻部位３ａ、中間渦巻部位３ｂおよび中心渦巻部位３ｃの高さが不均一であっても良く、これに限定するものではない。

以上において、前記回転体２の外周側下端には垂直方向の連結部材１３を介して前記渦巻状回転板３が吊持状態に連結されている。このように連結された回転体２と渦巻状回転板３のユニットを分離槽１内に収納することにより、該分離槽１の大径筒部１Ａ内に回転体２を、かつ、小径筒部１Ｃ内の底壁部１Ｄ側に渦巻状回転板３を配設している。そして、前記回転体２の上端部が駆動機４の回転軸４ａに水平方向のサポート１４（図３参照）を介して連結保持されている。該回転体２と該渦巻状回転板３は、吊持状態で連結されているが、必ずしも吊持状態で連結されてなくてもよく、後述するがたとえば駆動機から回転体２と渦巻状回転板が個別に接続されていてもよく、これに限定するものではない。
この状態において、前記分離槽１の大径筒部１Ａの内周面と回転体２との間には間隙Ｓが設けられており、この間隙Ｓは分離液流出路となるものである。なお、前記回転体２は、１０回転／分以下の回転数で駆動されるようになっている。

また、前記回転体２内の上部中心部には、原水投入管１５から投入された原水を回転体２内の中心部に誘導流入させるためのフィードコーン１６が配設され、このフィードコーン１６は前記サポート１４に連結保持されている。そのフィードコーン１６は、図４に示すように上部が円錐形状の流入部１６ａとして形成され、該流入部１６ａの下端中心に垂直方向のパイプ部１６ｂを有し、該パイプ部１６ｂの下部周壁部に複数の孔部１６ｃを設けた構造となっている。原水投入管１５は、これに変えて原水投入水路でも、原水投入口でも、原水自然流下投入でも、回転分離装置に原水が投入できるものであればよく、これに限定されるものではない。また、原水を回転体２内の中心部に誘導流入させるための該フィードコーンは、上部が円錐形状となっているが、角錐形状や多角錐形状や円筒形状でもよく、さらに、原水が投入できればどんな形状でもよく、フィードコーンに限定するものではない。

次に、上記実施の形態１による回転分離装置の動作について説明する。
汚泥供給ポンプ等により原水投入管１５からフィードコーン１６に原水が投入されると、該原水はフィードコーン１６によって回転体２内の中心部から分離槽１内に供給される。このとき、駆動機４は起動しており、これにより、回転体２と渦巻状回転板３およびフィードコーン１６は１０回転／分以下の回転数で低速回転駆動されている。この状態において、分離槽１内の水面位置はフィードコーン１６の流入部１６ａの円錐部にあり、流入原水は前記円錐部の表面で乱されるが、この乱れはフィードコーン１６の回転により解消される。そして、分離槽１内では、まず上部の回転体２内で原水中の汚泥が濃縮されながら、該汚泥は渦巻状回転板３の上部全面から分離槽１の底部に向って沈降する。その沈降過程において、前記回転体２内で分離された分離液は、該回転体２の分離羽根２ａ間のスリット２ｂから分離槽１における大径筒部１Ａの内周面と回転体２との間の間隙Ｓに流出した後、該間隙Ｓからオーバーフローして分離液排出水路５に流入し、分離液排出口６から系外に排出される。

一方、分離槽１内の底部に沈降した汚泥は、次第に高く堆積することによって更に濃縮が促進される。このように濃縮された汚泥は、渦巻状回転板３の領域にまで高く堆積すると、該渦巻状回転板３の低速回転により分離槽１の底壁中心部に向って徐々に掻き寄せ搬送されることにより、更に濃縮される。このときの様子を図５に示す。図５において、渦巻状回転板３は反時計回り方向に低速回転駆動されており、この状態において、分離槽１内の底部に沈降して渦巻状回転板３の領域にまで高く堆積した汚泥は、渦巻状回転板３の側面に沿って分離槽１の底壁中心部へ掻き寄せ搬送され、この搬送過程では汚泥が渦巻状回転板３により押圧（圧密）され、汚泥間の水を排出するため、汚泥の濃縮が更にいっそう促進される。

そして、分離槽１の底部中心部まで掻き寄せられて集積した濃縮汚泥は、汚泥排出弁８を開くことにより、分離槽１内の水位と汚泥排出量調整機９のタンク１０内の水位との水位差、および、分離槽１内の水圧によって、汚泥排出管７から前記タンク１０内に流入し、次いで該タンク１０内の水位調整板１１の上端を越流して汚泥排出口１２から系外に排出される。

渦巻状回転板と通常の汚泥掻き寄せ板の比較を図６に示す。渦巻状回転板の特徴は、汚泥の連続搬送が可能なことであり、これにより確実な搬送が可能になる。また、回転数をある程度増加させても、汚泥の巻き上げが起こりにくく、上部回転体２と同一回転数で使用することが出来る。これに対し、通常の掻き寄せ板の場合は、汚泥は間欠搬送であり、搬送時の掻寄速度は渦巻状回転板の10倍程度となり、また板の枚数が多いため、汚泥が舞い上がりやすく、回転数の増加が難しい。
回転体２の回転数は、例えば回転体２直径がφ１ｍの場合、使用する分離羽根形状によっては、２回転/分（周速6.3m/分）程度で使用できる。このような条件では、通常の掻き寄せ板は使用できず、渦巻状回転板が有効である。

以上説明した実施の形態１の回転分離装置によれば、分離槽１内の上部に配設された回転体２の回転時の分離羽根２ａによって、流入原水の固液分離が促進されると共に、回転体２内で分離された汚泥は、前記分離羽根２ａ相互間のスリット２ｂから回転体２の外側には流出し難いために濃縮されながら沈降して分離槽１の底部に堆積し、堆積した汚泥は次第に高さが高くなることによっても更に濃縮が促進される。しかも、その濃縮汚泥は、渦巻状回転板３の回転により分離槽１の底部中心部に掻き寄せ搬送され、該搬送過程では渦巻状回転板３により汚泥が押圧されるため、汚泥の濃縮が更にいっそう促進される。

したがって、実施の形態１の回転分離装置では、回転体２の回転による固液分離後の汚泥を、回転体２による固液分離時の濃縮と、沈降汚泥の堆積による濃縮と、渦巻状回転板３による沈降汚泥の掻き寄せ濃縮とを段階的に行うことができ、このため、汚泥濃縮効率が向上するという効果がある。また、渦巻状回転板３の回転により汚泥の連続搬送が可能となり、このため、汚泥の搬送・排出効率も向上するという効果がある。さらには、分離槽１の底部で渦巻状回転板３の低速回転により、該渦巻状回転板３の渦巻状水路に沿って沈降汚泥が徐々に一方向へ連続搬送されるため、汚泥の舞い上がりを抑制することができ、固液分離性能が向上するという効果がある。

また、前記回転体２のスリット２ｂは、該回転体２内の流入原水に含まれた汚泥をスリット２ｂから流出し難い形状もしくは寸法に設定することが可能なため、そのスリット２ｂから流出する分離液の濃度も低くなるという効果がある。

さらに、実施の形態１の回転分離装置は、回転体２と渦巻状回転板３を一体的にユニット化して分離槽１内に配設し、そのユニットを一基の駆動機４で回転駆動するように構成したので、構造が簡単で装置全体をコンパクト化できるとともに、メンテナンスも容易であり、設備費や維持管理費等のコスト低減を図ることができるという効果がある。

実施例１．
この実施例１では、前記実施の形態１による回転分離装置を小規模汚水処理施設で運転してその性能を測定したものである。
ここで、当該回転分離装置は直径が約１３００ｍｍ、回転体２は直径が１０５０ｍｍで高さが約１９００ｍｍ、分離槽１は汚泥有効容積が約１．５ｍ^３、駆動機（モータ）４は
回転数が０．３回転／分（回転数は調整可能）とした。
また、回転分離装置における汚泥の滞留時間は６時間で、引き抜き条件は６時間に１回約３７５Ｌ（設定濃縮倍率４倍）とした。
原汚泥の性状はＴＳ０．６％、ＶＴＳ８１％であり、処理量０．２５ｍ^３／ｈの条件で濃縮濃度は２．５％、分離液のＳＳ濃度は３０〜６０ｍｇ／ｌであり、ＳＳ回収率としては、９９％以上である。
このような条件下で、回転体２の回転数を変化させた場合（回転数を０．３〜１．５回転／分の範囲で変化させた場合）の性能は、濃縮濃度が２．４〜２．５％となり、良好な性能が得られた。
なお、回転体２の回転数が１０回転／分の場合には、濃縮濃度が１．５％となり、通常の重力濃縮と変わらない濃度まで低下しており、回転数は１０回転／分以下が望ましい。

次に、渦巻状回転板３を通常の掻き寄せ板に変更して濃縮性能を測定した結果について説明する。なお、通常の掻き寄せ板は、渦巻状回転板３と汚泥の搬送範囲を同じにしたものである。
通常の掻き寄せ板の場合、図７に示すように、渦巻状回転板３と同じ回転数では濃縮濃度や分離液濃度が悪くなり、回転数の増加に伴って、更に悪化する傾向を示している。
以上により、渦巻状回転板３は、通常の掻き寄せ板と比較して、濃縮濃度が高く、分離液濃度が低く、良好な性能を有することが確認された。

実施の形態２．
図８はこの発明の実施の形態２による回転分離装置を示す概略断面図であり、図１〜図４と同一部分には同一符号を付して説明する。
この実施の形態２の回転分離装置は、前記実施の形態１における駆動機４の回転軸４ａを回転体２の下方まで長く延ばし、その回転軸４ａの下端部にアーム状の連結部材１７で渦巻状回転板３を連結吊持する構造としたものであり、この点が前記実施の形態１と大きく異なり、その他の構造は前記実施の形態１と同じである。したがって、この実施の形態２の場合も、一基の駆動機４で回転体２と渦巻状回転板３を一体的に同時回転駆動することができることにより、前記実施の形態１と同様の作用効果を奏する。

実施の形態３．
図９はこの発明の実施の形態３による回転分離装置を示す概略断面図であり、図１〜図４および図８と同一部分には同一符号を付して説明する。
この実施の形態３の回転分離装置は、前記実施の形態１，２における駆動機４とは別の駆動機１８で渦巻状回転板３を回転駆動する構造とした点が前記実施の形態１，２と大きく異なる。この実施の形態３の回転分離装置では、分離槽１の底壁部１Ｄの中心部に軸受１９を介して渦巻状回転板３と一体の軸２０を貫通支承させ、該軸２０の下端部に嵌着されたプーリ（又はスプロケット）２０ａと、前記駆動機１８の回転軸１８ａに嵌着されたプーリ（又はスプロケット）１８ｂとにベルト（又はチェーン）２１を巻回して前記駆動機１８で渦巻状回転板３を単独駆動する構造としたものである。その他の構造については、前記実施の形態１，２における連結部材１３，１７を除いて前記実施の形態１，２と同じである。したがって、この実施の形態３の場合も、回転体２と渦巻状回転板３とによる前記実施の形態１，２と同様の作用効果を奏する。

実施の形態４．
図１０（ａ）はこの発明の実施の形態４による回転分離装置を示す概略断面図、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った部分断面図であり、図９と同一部分には同一符号を付して説明する。
この実施の形態４の回転分離装置は、前記実施の形態３の場合と同様に、回転体２の駆動機４とは別に渦巻状回転板３専用の駆動機２２を分離槽１の上方に配設し、その駆動機２２の回転軸２２ａを渦巻状回転板３の領域まで延ばして該渦巻状回転板３と前記回転軸２２ａとをギア連動させた点が、実施の形態３と大きく異なる、

この実施の形態４の回転分離装置では、前記実施の形態３の場合と同様に、渦巻状回転板３と一体の軸２０を分離槽１の底壁部１Ｄの中心部に軸受１９を介して回転可能に支承させている。そして、前記回転軸２２ａの下端にピニオンギア２３を嵌着するとともに、前記渦巻状回転板３には、該渦巻状回転板３の外側を取り囲むリング状のラックギア２４を一体的に取り付け、このラックギア２４に前記ピニオンギア２３を噛合させた構造としている。したがって、この実施の形態４の場合も、前記実施の形態３の場合と同様に回転体２と渦巻状回転板３をそれぞれの系統の駆動機４，２２で個々に回転駆動すること以外は、前記実施の形態１と同様の作用効果を奏する。

実施の形態５．
図１１はこの発明の実施の形態５による回転分離装置を示す概略断面図であり、図１〜図４と同一部分には同一符号を付して説明する。
この実施の形態５の回転分離装置は、前記実施の形態１における連結部材１３を不要化して回転体２の下端に渦巻状回転板３を一体結合させた点が、前記実施の形態１と大きく異なり、その他の構造は前記実施の形態１と同じである。
この実施の形態５の回転分離装置によれば、前記実施の形態１と同様の作用効果を奏することに加え、前述のように実施の形態１における連結部材１３を不要化できるのみならず、前記実施の形態１と同一容積の分離槽１であっても該分離槽１内での回転体２の高さを高くすることができ、その分、固液分離効率が向上するという効果がある。

実施の形態６．
図１２はこの発明の実施の形態６による回転分離装置を示す概略断面図、図１３は図１２中の渦巻状回転板３の斜視図であり、図１〜図４と同一または相当部分には同一符号を付して説明する。
前記実施の形態１の回転分離装置では、分離槽１の底部側周壁を底部中心に向ってテーパー面状に形成したが、この実施の形態６の回転分離装置では、分離槽１の底壁部１Ｄを通常の有底筒状タンクの底壁部と同様の平坦面に形成した点、その底壁部１Ｄ側の周壁の一部に外方へ突出するダクト状の汚泥排出部１Ｅを設け、この汚泥排出部１Ｅに汚泥排出管７を接続した点、渦巻状回転板３の全体（外周渦巻部位３ａ，中間渦巻部位３ｂ，中心渦巻部位３ｃ）の高さを同じくした点、渦巻状回転板３の下端全面を分離槽１の平坦な前記底壁部１Ｄに近接させた点が前記実施の形態１と大きく異なる。その他の構造は前記実施の形態１の同じである。

この実施の形態６の回転分離装置では、回転体２と一体的に同時回転する渦巻状回転板３が図２とは逆方向（図１３で時計回り方向）に低速回転駆動される。これにより、分離槽１の底壁部１Ｄ上に沈降堆積した汚泥は、渦巻状回転板３全体に側面に接して盛り上がった状態で該渦巻状回転板３の中心側から渦巻径方向の外側に向って搬送される。ここで、分離槽１の底部側の内周面とこれに面する渦巻状回転板３の外周面との間には汚泥流路２５が形成されており、この汚泥流路２５は、渦巻状回転板３の外周渦巻部位３ａの先端側に向って漸次幅狭くなっている。したがって、その幅狭方向に搬送される汚泥は、分離槽１の内周面と渦巻状回転板３との間で漸次圧縮されて前記汚泥排出部１Ｅに押し出される。この状態で、前記実施の形態１の場合と同様に、分離槽１と汚泥排出量調整機９との水位差および分離槽１内の水圧によって、前記汚泥排出部１Ｅに押し出された汚泥は、汚泥排出管７から汚泥排出量調整機９を経由して汚泥排出口１２から系外に排出される。この実施の形態６の回転分離装置によれば、前記実施の形態１の場合と同様の効果が得られることに加え、分離槽１の底部に沈降堆積した汚泥の濃縮効率が更に向上するという効果がある。

実施の形態７．
図１４はこの発明の実施の形態７による回転分離装置を示す概略断面図であり、図１〜図４と同一部分には同一符号を付して説明する。
この実施の形態７では、分離槽１として周壁全体がストレートの円筒タンクを用いた点が前記実施の形態１と大きく異なり、その他の構造および作用効果は前記実施の形態１と同様である。

実施の形態８．
図１５はこの発明の実施の形態８による回転分離装置の概略平面図、図１６は図１５の概略断面図であり、図１〜図４および図８〜図１２，１４と同一または相当部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
この実施の形態８の回転分離装置では、回転体２と渦巻状回転板３の回転駆動手段として、駆動モータ（駆動機４）を使用せずに、流入原水による水力を利用した水力駆動器４０を適用しており、この点が前記実施の形態１〜７と大きく異なる。

この実施の形態８において、前記水力駆動器４０は、フィードコーン１６内の上部（流入部１６ａ）に配設されて該フィードコーン１６と回転体２および渦巻状回転板３と一体回転する回転羽根４１からなり、該回転羽根４１を原水投入管１５からの流入原水で回転させる構造となっている。なお、前記回転羽根４１は、これと一体の回転軸４２を分離槽１の上部中心部に軸受４３を介して支持されている。

このように構成された水力駆動器４０は、原水投入管１５からの流入原水を接線方向の放射状に分散する機能を有しており、この流れにより回転羽根４１が回転する。すなわち、原水投入管１５は、回転羽根４１の上方から該回転羽根４１に原水を投入するようになっており、その原水による水力で回転羽根４１が水平回転することにより、フィードコーン１６と回転体２および渦巻状回転板３が前記回転羽根４１と一体に回転駆動される。

したがって、この実施の形態８の回転分離装置によれば、前記実施の形態１〜７と同様の作用効果が得られることに加え、前記実施の形態１〜７における駆動機４を必要としないので、設備費および電力費をいっそう削減できるという効果がある。

実施の形態９．
図１７はこの発明の回転分離装置に適用可能な渦巻状回転板３の様々な形状例を示す説明図である。
図１７（ａ）に示す渦巻状回転板３は、該渦巻状回転板３を渦巻方向へ細かく分割した構造としたもので、このような構成によれば、分離槽１の底部においても、分割された羽根３０の分割間から分離液の排出が可能となるため、固液分離が促進されて汚泥濃縮濃度が高くなるという効果がある。

図１７（ｂ）に示す渦巻状回転板３は、分割された個々の平板３１を、間隙を持って相互に重なり合い、渦巻状を呈するように配置した構造となっているものである。このような構造であれば、渦巻き方向に隣り合う平板３１の相互間から分離液の排出が可能となり、また、濃縮汚泥を押す面が平滑ではなく変化するため、濃縮汚泥を混ぜながら搬送することが可能となり、更に水抜け効果を高めることができるという効果がある。

図１７（ｃ）は、さらに形状が異なる渦巻状回転板３を示す平面図、図１７（ｄ）は図１７（ｃ）の概略断面図であり、これらの図に示す渦巻状回転板３は、前記各実施の形態の回転分離装置に適用した渦巻状回転板３の一部に外側を向く水平方向の汚泥切り羽根３２を突設したものである。このように構成した渦巻状回転板３では、該渦巻状回転板３の回転時に汚泥切り羽根３２が濃縮汚泥を切ることにより、濃縮汚泥内部の水分を更に分離することができ、このため、汚泥濃縮濃度が更に高くなるという効果がある。

図１７（ｅ）に示す渦巻状回転板３は、分割された個々の湾曲板（曲線板）３３を、間隙をもって相互に重なり合い、渦巻状を呈するように配置した構造となっているものである。このような構成によれば、曲線板３３間から分離液の排出が可能となり、また、濃縮汚泥を押す面が平滑ではなく渦巻状回転板３の回転時に変化するため、濃縮汚泥を混ぜながら搬送することが可能となり、更に水抜け効果を高めることができる。

実施の形態１０．
図１８はこの発明の回転分離装置に適用可能な渦巻状回転板３の別の形状例を示す説明図である。
図１８に示す渦巻状回転板３は、二枚の羽根部材３４，３５を一組とした二重巻き構造としたものである。このような構成の渦巻状回転板３によれば、トータル汚泥の単位時間当りの搬送速度が速くなる効果が得られる。また、分離槽１内の容積や高さを有効に利用することができる効果もある。なお、前記渦巻状回転板３は、三重渦巻き以上であって、巻き方がずれていてもよい。

実施の形態１１．
図１９はこの発明の回転分離装置に適用可能な更に別の渦巻状回転板３を示す概略平面図である。
前記実施の形態１，６および前記実施の形態９，１０では、渦巻状回転板３を中心部に向かって右に巻いたものを示したが、この実施の形態１１では、渦巻状回転板３を中心部に向かって左に巻いたものである。
このように左巻き構造とした渦巻状回転板３は、図８の紙面上で時計回り方向（図２の矢印と逆方向）に低速回転駆動される。その低速回転駆動により、分離槽１の底部に沈降堆積した汚泥は、前記実施の形態１の場合と同様に、渦巻状回転板３の側面に沿って分離槽１の底壁中心部に掻き寄せられ、汚泥排出管７から図１中の汚泥排出弁８→汚泥排出量調整機９を経由して汚泥排出口１２から系外に排出される。
したがって、この実施の形態１１の渦巻状回転板３を備えた回転分離装置の場合も前記実施の形態１と同様の作用効果を奏する。

以上、前記実施の形態１１で説明したように、この発明の回転分離装置に適用する渦巻状回転板３は、渦巻き方向が左右いずれの方向であってもよく、巻き数も問われるものではない。また、前記各実施の形態による回転分離装置は、無薬注での汚泥濃縮以外に、凝集剤を使用した汚泥凝集濃縮や通常の沈殿池等、あらゆる固液分離に適用可能である。

この発明の実施の形態１による回転分離装置の基本的構造を示す概略断面図である。 図１のＡ−Ａ線に沿った拡大断面矢視図である。である。 図１の固液分離装置の具体的構造を説明するための平面図である。 図３の断面図である。 渦巻状回転板による汚泥掻き寄せ時の作用説明図である。 図２の渦巻状回転板の特性原理説明図である。 渦巻状回転板と通常の掻き寄せ板の濃縮性能を比較する説明図である。 この発明の実施の形態２による回転分離装置を示す概略断面図である。 この発明の実施の形態３による回転分離装置を示す概略断面図である。 図１０（ａ）はこの発明の実施の形態４による回転分離装置を示す概略断面図、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った部分断面図である。 この発明の実施の形態５による回転分離装置を示す概略断面図である。 この発明の実施の形態６による回転分離装置を示す概略断面図である。 図１２中の渦巻状回転板の斜視図である。 この発明の実施の形態７による回転分離装置を示す概略断面図である。 この発明の実施の形態８による回転分離装置の概略平面図である。 図１５の概略断面図である。 この発明の回転分離装置に適用可能な渦巻状回転板の様々な形状例を示す説明図である。 この発明の回転分離装置に適用可能な渦巻状回転板３の別の形状例を示す説明図である。 この発明の回転分離装置に適用可能な更に別の渦巻状回転板３を示す概略平面図である。

符号の説明

１ 分離槽
１Ａ 大径筒部
１Ｂ 中間段差壁部
１Ｃ 小径筒部
１Ｄ 底壁部
１Ｅ 汚泥排出部
２ 回転体
２ａ 分離羽根
２ｂ スリット
３ 渦巻状回転板
３ａ 外周渦巻部位
３ｂ 中間渦巻部位
３ｃ 中心渦巻部位
４ 駆動機
４ａ 回転軸
５ 分離液排出水路
６ 分離液排出口
７ 汚泥排出管
８ 汚泥排出弁
９ 汚泥排出量調整機
１０ タンク
１１ 水位調整板
１２ 汚泥排出口
１３ 連結部材
１４ サポート
１５ 原水投入管
１６ フィードコーン
１６ａ 流入部
１６ｂ パイプ部
１６ｃ 孔部
１７ 連結部材
１８ 駆動機
１８ａ 回転軸
１８ｂ プーリ（又はスプロケット）
１９ 軸受
２０ 軸
２０ａ プーリ（又はスプロケット）
２１ ベルト（又はチェーン）
２２ 駆動機
２３ ピニオンギア
２４ ラックギア
２５ 汚泥流路
３０ 羽根
３１ 平板
３２ 汚泥切り羽根
３３ 曲線板
３４，３５ 羽根
４０ 水力駆動器
４１ 回転羽根
４２ 回転軸
４３ 軸受
Ｓ 隙間

Claims (3)

1. 原水を受け入れる分離槽と、
   前記分離槽内に配設され、間隔を空けた複数枚の分離羽根を備える回転体と、
   前記分離槽の底部に配設され、沈降汚泥を掻き寄せる渦巻状回転板と
   からなることを特徴とする回転分離装置。
2. 前記分離槽の内壁と前記回転体との間に間隙を有している
   ことを特徴とする請求項１に記載の回転分離装置。
3. 前記回転体の回転数は1０回転／分以下である
   ことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の回転分離装置。

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