JP2014144428A - 汚泥脱水システム - Google Patents

Abstract

【課題】ろ液をその性状に応じて適切に回収し、処理効率を向上することができる汚泥脱水システムを提供する。
【解決手段】汚泥脱水システム１０は、ろ布ベルト１６の上面１６ａで汚泥を搬送しながら濃縮するろ過部１８と、ろ過部１８を通過した汚泥をろ布ベルト１６上で１次脱水ローラ２６を用いて加圧脱水する加圧部２８と、ろ過部１８及び加圧部２８から排出されるろ液をそれぞれろ液受皿３２ａ，３２ｂによって個別に回収可能なろ液回収器２３とを備え、ろ液受皿３２ｂで回収される加圧部２８からのろ液をろ過部１８の上流側位置へと返送する返送ライン６０を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、ろ布の上面で汚泥を搬送しながら濃縮する濃縮部と、この濃縮部を通過した汚泥を加圧脱水する脱水部とを備える汚泥脱水システムに関する。

従来より、下水や工場排水等の汚泥を周回移動する無端ベルト状のろ布（ろ布ベルト）の上面で搬送しながらろ過した後、加圧脱水し、脱水ケーキとして排出する汚泥脱水システムが用いられている。

例えば、特許文献１には、無端ベルト状のろ布の上面で汚泥を搬送しながら該ろ布の裏側から吸引ろ過する濃縮部と、該濃縮部の下流側で汚泥を金属ローラによって加圧脱水する脱水部とを備えた装置が開示されている。この装置では、濃縮部から排出されるろ液と、脱水部から排出されるろ液及びろ布の洗浄水とが混合した排水とを１つの水槽に混合して貯留し、この貯留した排水をろ布の洗浄水として利用可能に構成している。

特開２０００−２７９７１５号公報

上記特許文献１記載の構成のように、従来の脱水汚泥システムでは、濃縮部や脱水部等の各部から排出されるろ液を特に区別することなく回収し、又は区別して回収したとしてもこれらを混合した後、それを廃棄し、又はろ布の洗浄水等に利用することが行なわれている。ところが、各部毎にろ液の性状は異なるため、その性状に応じた後処理をろ液に施すことができれば、ろ液の処理効率が向上する。特に、ＳＳ濃度濃度（浮遊物質量、浮遊物質濃度）の高いろ液を有効に回収して処理できれば、システム全体でのＳＳ（浮遊物質、懸濁物質）回収率を向上させることができ、最終的に脱水ケーキとして排出される以外の余剰な固形分を可及的に低減することができるという利点がある。

本発明は、上記従来の問題を考慮してなされたものであり、ろ液をその性状に応じて適切に回収し、処理効率を向上することができる汚泥脱水システムを提供することを目的とする。

本発明に係る汚泥脱水システムは、ろ布の上面で汚泥を搬送しながら濃縮する濃縮部と、前記濃縮部を通過した汚泥を加圧脱水する１次脱水部とを備える汚泥脱水システムであって、前記濃縮部及び前記１次脱水部から排出されるろ液をそれぞれ個別に回収可能なろ液回収器を備え、前記ろ液回収器で個別に回収された一方のろ液を前記濃縮部の上流側位置へと返送する第１返送ライン、又は、前記ろ液回収器で別回収された一方のろ液の少なくとも一部を固液分離装置に供給して固液分離した後の固形分を前記濃縮部の上流側位置へと返送する第２返送ラインを備えることを特徴とする。

このような構成によれば、濃縮部及び１次脱水部から排出されるろ液を、その性状等に応じて適切に別回収することができ、ろ液の処理効率が向上する。さらに、ろ液回収器は、第１返送ライン又は第２返送ラインによって、所定のろ液を繰り返し濃縮部及び１次脱水部に導入することができるため、ろ液中のＳＳ回収率を向上させ、最終的に脱水ケーキとして排出される以外の余剰な固形分を可及的に低減することができる。この場合、第２返送ラインは、別回収したろ液を固液分離装置によって固液分離した後の固形分を上流側位置に返送するため、ろ液中のＳＳ回収率を一層向上させることができる。

前記ろ液回収器は、前記濃縮部及び前記１次脱水部から排出されて個別に回収されたろ液のうち、ＳＳ濃度が高い方のろ液を、前記第１返送ライン又は前記固液分離装置へと流通させることが好ましい。そうすると、ろ液中のＳＳ回収率を一層大幅に向上させることができる。

前記１次脱水部から排出されるろ液を、前記第１返送ライン又は前記固液分離装置へと流通させる構成としてもよい。

前記固液分離装置で分離された液体分を前記ろ布の洗浄水として流通させる洗浄水供給ラインを備えると、通常は廃棄されるろ液を洗浄水として有効に再利用することができる。

さらに、前記１次脱水部を通過した汚泥を加圧脱水する２次脱水部を備え、前記ろ液回収器は、前記濃縮部、前記１次脱水部、及び前記２次脱水部から排出されるろ液のうち、少なくとも１つのろ液を他のろ液と個別に回収して前記第１返送ライン又は前記固液分離装置へと流通させる構成としてもよい。

前記固液分離装置は、前記ろ液を貯留可能な水槽と、前記ろ液の投入口を含む少なくとも一部が前記水槽の内部で水没するように設置されると共に、複数の孔部が開口形成された円筒形状のろ過体の内部へと前記投入口から投入されるろ液を、該ろ過体の内部に回転可能に設けられたスクリューの回転によって搬送すると同時に固液分離するスクリュープレス型分離機とを備える構成とすると、高い分離効率でろ液を効率よく処理することができる。

前記ろ過体は、前記スクリューの軸方向と平行する回転軸によって軸支された状態で周方向に沿って配列された複数のプレートによって形成されると共に、隣接する各プレートの一部が周方向に順に積層するように設置され、前記孔部を、前記積層した各プレート間の隙間によって形成したものとしてもよい。そうすると、ろ過体の孔部の目詰まりを抑制しながら固液分離を行うことができる。また、プレート間の隙間が可変となるため、孔部が目詰まりした場合であってもその除去は極めて容易なものとなる。

前記濃縮部、前記１次脱水部、又は前記２次脱水部に設けられた駆動源からの駆動力を前記スクリューに伝達して該スクリューを回転駆動する駆動力伝達機構を備えると、固液分離装置自体に個別の駆動装置を設ける必要がなく、ろ布の走行用の駆動力等を有効に活用してスクリューを回転させることができるため、システム構成を小型化し、コストを低減することができる。

本発明によれば、濃縮部及び１次脱水部から排出されるろ液を、その性状等に応じて適切に別回収することができ、ろ液の処理効率を向上させることができる。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る汚泥脱水システムの全体構成を示す側面図である。 図２は、図１に示す汚泥脱水システムを構成する濃縮装置の平面図である。 図３は、図２に示す濃縮装置の移動機構周辺部を拡大した説明図である。 図４は、本発明の第２の実施形態に係る汚泥脱水システムの構成を示す側面図である。 図５は、別回収したろ液を固液分離する固液分離装置の全体構成図である。 図６は、ろ過体の一部省略斜視図である。 図７は、ろ過体を正面側から見た構成図である。 図８は、ろ過体を構成する各プレートの動作説明図であり、図８（Ａ）は、スクリュープレス型分離機が停止状態にある場合の各プレートの状態の一例を示す説明図であり、図８（Ｂ）は、スクリュープレス型分離機が運転状態にある場合の各プレートの状態の一例を示す説明図である。

以下、本発明に係る汚泥脱水システムについて好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

１．汚泥脱水システムの全体構成の説明
図１は、本発明の第１の実施形態に係る汚泥脱水システム１０の全体構成を示す側面図であり、図２は、図１に示す汚泥脱水システム１０を構成する濃縮装置１２の平面図である。本実施形態に係る汚泥脱水システム１０は、上段の濃縮装置１２で汚泥（例えば、下水汚泥）をろ過濃縮して脱水した後、下段の脱水装置１４でさらに加圧脱水することにより脱水ケーキとして排出する汚泥処理設備である。

汚泥脱水システム１０は、無端軌道で走行するろ布ベルト（ろ布）１６の上面１６ａで汚泥を重力ろ過（重力濃縮）するろ過部１８を備えた濃縮装置１２と、濃縮装置１２で濃縮された汚泥を一対のろ布ベルト（ろ布）２０，２２間で挟持しながら搬送し、加圧脱水する脱水装置１４とを備える。濃縮装置１２には、汚泥から排出されるろ液を回収し、当該濃縮装置１２の上流側位置に返送するろ液回収器２３が並設されている。また、濃縮装置１２の直前には、当該汚泥脱水システム１０の前段設備から搬送され、高分子凝集剤（第１の薬剤）Ｆ１を汚泥中に混合するための凝集混和槽２４が設けられている。高分子凝集剤Ｆ１としては、一般に公知のものを用いればよく、例えば、アニオン性高分子凝集剤やカチオン性高分子凝集剤が挙げられる。

１．１ 濃縮装置の説明
先ず、濃縮装置１２について説明する。

図１及び図２に示すように、濃縮装置１２は、凝集混和槽２４からろ布ベルト１６の上面１６ａに投入された汚泥を重力ろ過するろ過部（濃縮部）１８と、ろ過部１８で重力ろ過された汚泥を１次脱水ローラ（加圧ローラ）２６によって加圧脱水して下段の脱水装置１４へと排出する加圧部（１次脱水部）２８とを備える。ろ過部１８の途中には、ろ布ベルト１６による搬送方向と交差（図２では直交）する方向に汚泥を移動させる移動機構３０が設けられている。

ろ過部１８は、複数のローラ１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ，１９ｅに巻き掛けられ、一方向に周回駆動される無端状のろ布ベルト１６の上面（外周面）１６ａで構成され、ローラ１９ａ，１９ｅ間に張られたろ布ベルト１６の上面１６ａに汚泥が載置されることで、該汚泥に含まれる水分を重力によってろ過分離する手段である。

ろ布ベルト１６は、例えば、通水性を持った長尺帯状の織物や、微細な孔部が網目状に複数形成された長尺帯状の金属スクリーン等のろ布によって構成される。ろ布ベルト１６は、十分な張力で各ローラ１９ａ〜１９ｅに巻き掛けられており、図示しないモータ等の駆動源により、図１中に示す矢印の方向（図１では反時計方向）に走行可能である。図１及び図２において、右側（上流側）から左側（下流側）に向かう方向が濃縮装置１２での汚泥の搬送方向となる。

従って、ろ過部１８の上流位置に凝集混和槽２４の出口ポート２４ａから投入・載置された汚泥は、ろ布ベルト１６によって下流側へと搬送されつつ、汚泥に含まれる水分が重力によってろ布ベルト１６を透過してろ過脱水される。ろ過されたろ液（分離液）は、ろ液回収器２３を構成するろ液受皿３２ａによって回収される。

ろ過部１８を構成するろ布ベルト１６の上面１６ａには、複数本（図２では、移動機構３０の前後に合計１２本の構成を例示）の棒体３４が立設されている。棒体３４は、ろ布ベルト１６上を搬送される汚泥に当接して分散させ、その水切りを促進するための障害物であり、その設置位置や本数、形状等は、適宜変更可能である。なお、スクリュー４０ａ，４０ｂの上流側に設置されている棒体３４については、その一部を１次脱水ローラ２６と同様なローラ（図示せず）に置き換えてもよい。その場合、該ローラとろ布ベルト１６の間には若干の隙間を設けるとよく、該ローラは脱水用としてではなく簡易的な水切り用として用いられる。該ローラは複数あっても構わない。

ろ過部１８における移動機構３０の上流側には、搬送される汚泥に対して鉄系の無機凝集剤（第２の薬剤）Ｆ２を添加する第２薬注装置（薬注装置、薬剤添加装置）３６が設けられている。第２薬注装置３６は、無機凝集剤Ｆ２を貯留する薬品タンク３６ａと、薬品タンク３６ａの出口から２方弁３６ｂで分岐した第１ライン３６ｃ及び第２ライン３６ｄとを備える。無機凝集剤Ｆ２としては、一般に公知のものを用いればよく、例えば、鉄系やアルミ系のものが挙げられる。

図２に示すように、本実施形態では、第１ライン３６ａをさらに並列に２本に分岐させ、これら２本の第１ライン３６ｃ，３６ｃを移動機構３０の上流位置でろ布ベルト１６の幅方向に渡って延在させ、ろ布ベルト１６の両側部近傍にそれぞれ添加ノズル３６ｅを設けている。勿論、第１ライン３６ａを分岐させずに１本のままで用いてもよい。図１中に破線で示すように、第２ライン３６ｄは、凝集混和槽２４へと投入される汚泥に無機凝集剤Ｆ２を添加可能に配設されており、図示はしないが第１ライン３６ｃの添加ノズル３６ｅと同様な構成でよい。本実施形態の通常の運転状態では、図示しない制御装置の制御下に、２方弁３６ｂは第１ライン３６ｃ側に切換制御されている。２方弁３６ｂの切換は、処理対象となる汚泥の性状等に応じて適宜行なえばよく、後述する２方弁３８ｂについても同様である。

一方、上記した高分子凝集剤Ｆ１は、本実施形態の通常の運転状態では、第１薬注装置（薬剤添加装置）３８によって凝集混和槽２４に投入される直前の汚泥に添加される。第１薬注装置３８は、高分子凝集剤Ｆ１を貯留する薬品タンク３８ａと、薬品タンク３８ａの出口から２方弁３８ｂで分岐した第１ライン３８ｃ及び第２ライン３８ｄとを備える。

図１に示すように、第１ライン３８ｃは、凝集混和槽２４へと投入される汚泥に対し、第２薬注装置３６の第２ライン３６ｄの下流位置で高分子凝集剤Ｆ１を添加可能に配設されている。図２中に破線で示すように、第２ライン３８ｄは、第２薬注装置３６の第１ライン３６ｄの上流位置でろ布ベルト１６の幅方向に渡って延在し、ろ布ベルト１６の両側部近傍にそれぞれ添加ノズル３８ｅが設けられている。本実施形態の通常の運転状態では、図示しない制御装置の制御下に、２方弁３８ｂは第１ライン３８ｃ側に切換制御されている。

通常の運転時、第１薬注装置３８からの高分子凝集剤Ｆ１が添加された汚泥が導入される凝集混和槽２４は、汚泥が貯留されるタンク２４ｂと、タンク２４ｂ内の汚泥をモータ２４ｃを駆動源として攪拌する攪拌羽根２４ｄとを備える。攪拌羽根２４ｄによってタンク２４ｂ内で高分子凝集剤Ｆ１が十分に混合された汚泥は、出口ポート２４ａからろ布ベルト１６の上面１６ａに投入される。

次に、このようなろ過部１８の途中に設けられる移動機構３０は、ろ布ベルト１６上を搬送される汚泥を交差方向に移動させつつ、その幅方向寸法を縮小すると同時に汚泥高さを高くすることで圧密し、第２薬注装置３６によって添加された無機凝集剤Ｆ２を十分に混練する。これにより、濃縮装置１２及び脱水装置１４での汚泥のろ過効率を向上させ、汚泥濃度を高めることを可能とする。

移動機構（スクリューコンベア）３０は、ろ布ベルト１６の上面１６ａの上流側全面に向かって開口して汚泥を受け入れ可能となっており、ろ布ベルト１６による搬送方向と直交する方向に汚泥を移動させる一対のスクリュー４０ａ，４０ｂと、スクリュー４０ａ，４０ｂの下流側に近接配置され、ろ布ベルト１６の幅方向両端側にそれぞれ起立配置された一対の案内板４２ａ，４２ｂとを備える。移動機構３０では、案内板４２ａ，４２ｂ間の隙間（各スクリュー４０ａ，４０ｂ間の隙間と略同一）が、当該移動機構３０から下流側へと汚泥を排出するための通路（汚泥通路４３）となっている。

スクリュー４０ａ，４０ｂは、ろ布ベルト１６による汚泥の搬送方向と直交する方向に延びて該ろ布ベルト１６を幅方向に渡るスクリュー軸４４と、スクリュー軸４４の中央付近を除く両側方の外周面にそれぞれらせん状に設けられたスクリュー羽根４１ａ，４１ｂとを有する。

スクリュー軸４４は、図示しない軸受によって両端部がろ布ベルト１６の幅方向外側位置で軸支され、例えば、ろ布ベルト１６を巻き掛けたローラ１９ａに対し、チェーンやベルト等の可撓性動力伝達部材３９（図１中の２点鎖線参照）によって連係されることで、ろ布ベルト１６の走行に伴って回転可能である。ろ布ベルト１６の走行動作とスクリュー軸４４の回転動作とを同期させる構成とすると、可撓性動力伝達部材３９を巻き掛ける各軸の径を適宜設計し又は図示しない減速装置等を搭載することにより、ろ布ベルト１６による汚泥の搬送速度と、スクリュー軸４４の回転速度（つまり、スクリュー４０ａ，４０ｂによる汚泥の移動速度）との関係を容易に設定・制御することができる。勿論、スクリュー軸４４を独自に回転駆動するモータ等の駆動源を設けてもよい。

各スクリュー４０ａ，４０ｂを構成するスクリュー羽根４１ａ，４１ｂは、ろ布ベルト１６の幅方向両側方に寄った位置でスクリュー軸４４の外周面にそれぞれ設けられ、互いの先端同士が案内板４２ａ，４２ｂ間の隙間と同程度の隙間を介して対向している。各スクリュー羽根４１ａ，４１ｂのらせんの方向は、ろ布ベルト１６の中心線で対照形状（逆向き）となっており、各スクリュー４０ａ，４０ｂによる汚泥の移動方向は、それぞれ反対方向に設定されている。このため、各スクリュー４０ａ，４０ｂは、互いにろ布ベルト１６の幅方向で外側から内側（中央）に向かって汚泥を移動させ、その先端同士が前記隙間を介して離間した中央部では、両外側から移動された汚泥同士が互いに押し合って圧密され、無機凝集剤Ｆ２が汚泥中で十分に混練される。各スクリュー４０ａ，４０ｂは、共通のスクリュー軸４４を用いた構成ではなく、それぞれ個別のスクリュー軸を用いた構成としてもよい。

本実施形態の場合、スクリュー軸４４の中央部、つまり各スクリュー４０ａ，４０ｂ間で露出したスクリュー軸４４の外周面に、ろ布ベルト１６の幅方向中央側を搬送されてきた汚泥と、一対のスクリュー４０ａ，４０ｂによって中央に圧密された汚泥とを下流側へと円滑に排出するためのパドル４５が複数枚設けられている。パドル４５は、例えば、スクリュー軸４４の外周面に周方向に沿って数枚一組で設けられた羽根車である。

案内板４２ａ，４２ｂは、スクリュー４０ａ，４０ｂの下流側であって該スクリュー４０ａ，４０ｂと近接する位置で起立した壁部４６と、壁部４６の下端をろ布ベルト１６による汚泥の搬送方向で上流側へと湾曲させて突出させることでスクリュー４０ａ，４０ｂの下方略半分を覆う底部４７とを有する。各案内板４２ａ，４２ｂの中央側の端部には、ろ布ベルト１６による汚泥の搬送方向に沿って下流側へと延びた一対の通路板４８ａ，４８ｂがそれぞれ設けられている。各案内板４２ａ，４２ｂ間の隙間は、各スクリュー４０ａ，４０ｂによる汚泥の移動方向で前方側に位置しており、この隙間が下流側へと汚泥を排出するための汚泥通路４３を形成している。

壁部４６は、スクリュー４０ａ，４０ｂの高さと同程度の高さに設定される板状部材であり、その高さは適宜変更可能である。底部４７は、図１に示すように、壁部４６の下端から搬送方向で上流側に向かって、スクリュー４０ａ，４０ｂの略中心となる位置まで突出形成される板状部材であり、その長さは適宜変更可能である。案内板４２ａ，４２ｂを構成する壁部４６や底部４７には、微細な孔部を多数形成したスクリーン等を用いてもよい。

各通路板４８ａ，４８ｂは、スクリュー羽根４１ａ，４１ｂ間や案内板４２ａ，４２ｂ間に形成される隙間と同幅の隙間を挟んで互いに対面するように起立設置されている。通路板４８ａ，４８ｂは、スクリュー４０ａ，４０ｂによってろ布ベルト１６の中央付近に圧密された汚泥を、下流側への円滑に排出するための通路を形成する壁部材であり、壁部４６と同程度の高さに設定される。なお、実際上、スクリュー４０ａ，４０ｂによって中央に圧密された汚泥は、ろ布ベルト１６の走行により、一対の案内板４２ａ，４２ｂ（壁部４６）間に形成された汚泥通路４３から下流側へと搬送されるため、通路板４８ａ，４８ｂは省略することもできるが、通路板４８ａ，４８ｂを設けると、中央に圧密され、高さを増した汚泥を下流側へとより円滑に搬送することができる。

加圧部２８は、濃縮装置１２の下方に配置された脱水装置１４の前段脱水部（１次脱水部）を構成するものであり、ろ布ベルト１６に対してその外周面が圧接配置される１次脱水ローラ２６を備える。

ろ過部１８でろ過濃縮されると共に、移動機構３０で無機凝集剤Ｆ２が十分に混練され、圧密によって高さを増した汚泥は、加圧部２８で１次脱水ローラ２６とろ布ベルト１６との間で加圧脱水された後、加圧部２８の出口（濃縮装置１２の出口）から排出・落下され、次工程の脱水装置１４に投入される。加圧部２８は、移動機構３０で圧密されて中央に集合させられた汚泥を潰し、ろ布ベルト１６の幅方向に再び拡大させた状態で脱水装置１４に送り出すことで、該脱水装置１４に投入される汚泥の脱水面積を拡大させ、ここでの脱水効率を向上させる機能も有する。加圧部２８で脱水され、ろ布ベルト１６を透過したろ液は、ろ液回収器２３を構成するろ液受皿３２ｂにより回収される。ろ液受皿３２ｂは、加圧部２８から排出されるろ液をトラップできる範囲に設けられればよく、ろ過部１８からのろ液がある程度混入しても特に問題とはならない。

図１に示すように、加圧部２８と、その下方の脱水装置１４との間には、傾斜板４９が配設されている。傾斜板４９は、濃縮装置１２から排出・落下した汚泥を、脱水装置１４の投入位置となるろ布ベルト２２上へと円滑に導くためのガイドである。

１．２ 脱水装置の説明
次に、脱水装置１４について説明する。

図１に示すように、脱水装置（２次脱水部）１４は、濃縮装置１２の出口から傾斜板４９を介して投入された汚泥を一対のろ布ベルト２０，２２間で搬送しながら加圧脱水する脱水部５０と、脱水部５０で脱水された汚泥をさらに加圧し圧搾する圧搾部５２とを備え、一般的なベルトプレス型脱水機と略同様な構成である。

下側のろ布ベルト２０は、例えば、通水性を持った長尺帯状の織物や、微細な孔部が網目状に複数形成された長尺帯状の金属スクリーン等のろ布によって構成される。ろ布ベルト２０は、十分な張力で複数のローラ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ，２１ｆ，２１ｇ，２１ｈ，２１ｉ，２１ｊ，２１ｋ，２１ｌ，２１ｍ，２１ｎ間に巻き掛けられており、図示しないモータ等の駆動源により、図１中に示す矢印の方向（図１では時計方向）に走行可能である。

略同様に、上側のろ布ベルト２２についても、例えば、通水性を持った長尺帯状の織物や、微細な孔部が網目状に複数形成された長尺帯状の金属スクリーン等のろ布によって構成される。ろ布ベルト２２は、十分な張力で複数のローラ２１ｏ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ，２１ｆ，２１ｇ，２１ｈ，２１ｉ，２１ｊ，２１ｐ，２１ｑ間に巻き掛けられており、図示しないモータ等の駆動源により、図１中に示す矢印の方向（図１では反時計方向）に走行可能である。

ローラ２１ｂ〜２１ｉ間での下のろ布ベルト２０と上のろ布ベルト２２との外周面（表面）同士を上下に蛇行させながら当接（又は近接）配置した部分が、脱水部５０を構成しており、この間で汚泥は十分に加圧脱水される。また、ローラ２１ｊ，２１ｐ間での下のろ布ベルト２０と上のろ布ベルト２２との外周面（表面）同士を当接（又は近接）配置した部分が、圧搾部５２を構成しており、圧搾ローラとなるローラ２１ｊ，２１ｐ間で汚泥はさらに加圧されて圧搾され、所望の水分率の脱水ケーキとなって外部に排出される。

脱水装置１４の入口付近には、濃縮装置１２の出口からろ布ベルト２０上へと落下・投入された汚泥の高さをある程度均一化させ、ろ布ベルト２０，２２間に形成された脱水部５０の入口５０ａへと円滑に導入するための均し板５１が設けられている。均し板５１は、濃縮装置１２からろ布ベルト２０上への汚泥の落下位置のやや下流側上方に配置され、入口５０ａに向かって次第に下方に傾斜したプレート部材であり、汚泥を下方に押さえつける方向に付勢された板ばね部材で形成してもよい。

脱水装置１４の出口には、ローラ２１ｊの外周面を走行するろ布ベルト２０に近接するように、後端下がりの傾斜姿勢で排出トレイ５４が設置されている。脱水ケーキは排出トレイ５４上を滑りながら排出される。排出トレイ５４の上方には、ローラ２１ｐの外周面を走行するろ布ベルト２２に近接するように、後端上がりの傾斜姿勢でスクレバ（掻き取り板）５６が設置されている。ローラ２１ｊ，２１ｐ間から排出トレイ５４へと排出されず、上のろ布ベルト２２に付着したままの汚泥は、スクレバ５６によって掻き取られて排出トレイ５４へと排出される。なお、下のろ布ベルト２０に付着したままの汚泥は、排出トレイ５４によって掻き取られ、そのまま排出トレイ５４上を滑り落ちる。

このような脱水装置１４では、濃縮装置１２からろ布ベルト２０上に投入された汚泥は、入口５０ａから脱水部５０を構成するろ布ベルト２０，２２間に引き込まれて挟持・加圧された状態で下流側へと搬送される。この間、汚泥に含まれる水分が両ろ布ベルト２０，２２による加圧力によってろ布ベルト２０を透過してろ過脱水され、さらに圧搾部５２で圧搾された後、脱水ケーキとして排出トレイ５４上に排出される。これら脱水部５０及び圧搾部５２でろ過されたろ液（分離液）は、ろ液回収器２３を構成するろ液受皿５８によって回収される。

図１に示すように、本実施形態に係る汚泥脱水システム１０では、従来より一般的に用いられているシステムと異なり、濃縮装置１２のろ布ベルト１６と脱水装置１４のろ布ベルト２０，２２とを兼用とせず、それぞれを独立した無端軌道で走行させる構成としている。このため、前段の濃縮装置１２のろ布ベルト１６の走行速度と、後段の脱水装置１４のろ布ベルト２０，２２の走行速度とを異なる速度に容易に制御することができる。この場合、濃縮装置１２のろ布ベルト１６の走行速度よりも、脱水装置１４のろ布ベルト２０，２２の走行速度を遅く設定制御することが好ましい。すなわち、当該汚泥脱水システム１０では、濃縮装置１２に移動機構３０を搭載しているため、従来の濃縮装置に比べて脱水率が大幅に高まっており、その結果、脱水装置１４に投入される汚泥の量（ケーキ量）を大幅に減少させることができ、脱水装置１４でのろ布ベルト２０，２２の走行速度を遅くしても、投入される汚泥全量を十分に脱水処理することが可能となっている。そして、脱水装置１４でのろ布ベルト２０，２２の走行速度を遅くすることにより、その脱水時にろ布ベルト２０，２２間を通る時間を長くすることができ、脱水装置１４をコンパクトな構成としつつも、高い脱水性能を得ることができる。

１．３ ろ液回収器の説明
次に、ろ液回収器２３について説明する。

図１に示すように、ろ液回収器２３は、濃縮装置１２に並設されており、ろ過部１８及び加圧部２８から排出されるろ液をそれぞれ個別に回収するろ液受皿３２ａ，３２ｂと、一方のろ液受皿３２ｂで回収されたろ液をろ過部１８の上流側位置へと返送する返送ライン（第１返送ライン）６０とを備える。本実施形態の場合、ろ液回収器２３は、さらに脱水装置１４の脱水部５０及び圧搾部５２から排出される汚泥を回収するろ液受皿５８を備える。

返送ライン６０は、その入口側がろ液受皿３２ｂの排出口に接続され、その出口側がろ過部１８の上流側位置、本実施形態では凝集混和槽２４のタンク２４ｂに接続されており、その途中にポンプ（水ポンプ）６２が接続されている。従って、ろ液受皿３２ｂで回収された加圧部２８からのろ液は、ポンプ６２の動力下に返送ライン６０を流れて凝集混和槽２４へと投入され、再びろ過部１８及び加圧部２８へと搬送されて濃縮・脱水処理を受ける。

このように、ろ液回収器２３は、ろ過部１８、加圧部２８、脱水装置１４から排出されるろ液をそれぞれ個別に回収するろ液受皿３２ａ，３２ｂ，５８を備え、個別に回収したろ液のうち、ろ液受皿３２ｂで回収される加圧部２８からのろ液を返送ライン６０から濃縮装置１２の前段へと返送する構成となっている。

ところで、本発明者らの実験によれば、上記したろ過部１８、加圧部２８及び脱水装置１４から排出されるろ液を個別に回収して調査したところ、各部（各工程）毎にろ液のＳＳ濃度と量が異なっていた。特に、加圧部２８からのろ液は、ろ過部１８よりも濃度が大幅に高く且つ量が大幅に少なく、また、脱水装置１４からのろ液と比較しても、濃度は大幅に高く且つ量は同程度という結果が得られている。そこで、ろ液回収器２３では、汚泥脱水システム１０の各部から排出されるろ液のうち、濃度の最も高く量も少ない加圧部２８（ろ液受皿３２ｂ）からのろ液を選択的に別回収し、返送ライン６０によって原液側に返送するものとした。これにより、濃度の高く量も少ないろ液を効率的に回収し、繰り返して処理することができ、システム全体でのＳＳ回収率を大幅に向上させることが可能となっている。加圧部２８以外からのろ液、つまりろ過部１８及び脱水装置１４からのろ液は、共通のろ液受皿によってまとめて回収する構成としてもよい。

勿論、汚泥の性状や添加される薬剤の種類等によっては各部から排出されるろ液の濃度分布が異なる可能性もある。そこで、図１中に２点鎖線で示すように、ろ液受皿３２ａによって回収されたろ液を、濃縮装置１２の上流側位置（凝集混和槽２４）へと返送する別返送ライン６４を設けてもよく、略同様に、ろ液受皿５８によって回収されたろ液を濃縮装置１２の上流側位置（凝集混和槽２４）へと返送する別返送ライン６６を設けてもよい。図１では、別返送ライン６４，６６をポンプ６２を介して返送ライン６０の途中に接続した構成を例示しているが、別返送ライン６４，６６を図示しない別のポンプ等を介して凝集混和槽２４に直接的に接続した構成等としてもよい。

２． 汚泥脱水システムの動作及び作用効果の説明
次に、以上のように構成される汚泥脱水システム１０の動作及び作用効果について説明する。

先ず、当該汚泥脱水システム１０で濃縮・脱水する処理対象物である汚泥は、第１薬注装置３８の第１ライン３８ｃによって所定の高分子凝集剤Ｆ１が添加された状態で凝集混和槽２４に導入される。凝集混和槽２４のタンク２４ｂ内に導入された汚泥は、攪拌羽根２４ｄによって十分に攪拌・混合されてフロック化し、出口ポート２４ａからろ布ベルト１６の上面１６ａの上流側、つまり濃縮装置１２の入口へと投入される。

濃縮装置１２に投入された汚泥は、走行するろ布ベルト１６によってろ過部１８を搬送され、途中で棒体３４による水切り促進作用を受けながら重力ろ過（重力脱水）される。この間、図２及び図３に示すように、ろ布ベルト１６の幅方向で両側方を搬送される汚泥に対し、第２薬注装置３６の添加ノズル３６ｅから所定の無機凝集剤Ｆ２が滴下されつつ、該汚泥は移動機構３０に到達する。

図３に示すように、移動機構３０では、ろ布ベルト１６の幅方向で両側方を搬送され、無機凝集剤Ｆ２が搬送方向に連続する帯状に添加された汚泥は、各スクリュー４０ａ，４０ｂの回転に巻き込まれると、案内板４２ａ，４２ｂによって案内されつつ、中央部に向かって押し込まれながら移動する。この際、回転するスクリュー羽根４１ａ，４１ｂによって一定間隔で切断されつつ移動される小さな汚泥の各塊には、それぞれ無機凝集剤Ｆ２が付着している。

無機凝集剤Ｆ２を伴いながらスクリュー４０ａ，４０ｂで移動された汚泥は、ろ布ベルト１６の中央部（中心部）を搬送されてきた汚泥と混合される。同時に、各スクリュー４０ａ，４０ｂによる押出力によってろ布ベルト１６の中央部で汚泥同士が押し潰され合って圧密される。これにより、汚泥は、その幅方向寸法が縮小して高さ（嵩）が増加した状態で、パドル４５の回転力も付与されながら汚泥通路４３を通って通路板４８ａ，４８ｂ間から下流側へと排出され、この間にも、ろ布ベルト１６による重力ろ過が継続されて所望の濃縮濃度まで濃縮される。なお、スクリュー４０ａ，４０ｂの前後位置においてもろ布ベルト１６が走行しているため、パドル４５を省略した構成としても、スクリュー４０ａ，４０ｂによって圧密された汚泥を、案内板４２ａ，４２ｂ間の開口部である汚泥通路４３から下流側へと円滑に排出することは勿論可能である。

このような濃縮装置１２による濃縮過程において、例えば、図１及び図２に示すように、ろ過部１８の入口側にろ布ベルト１６の幅方向で幅Ｗ１に広がって高さｈ１で投入された汚泥は、移動機構３０から排出される際には、幅Ｗ１より狭い幅Ｗ２に縮小されるため、その平面視での表面積の低下分だけ高さ方向寸法が増して高さｈ２となり、十分に圧密された状態となっている。このため、汚泥の濃縮濃度は、一般的な濃縮装置で通常の重力ろ過のみを受けた場合に比べて大幅に高まる。また、移動機構３０より下流側では汚泥高さが増しているため、その自重によって重力ろ過の効率が一層向上し、しかも無機凝集剤Ｆ２がスクリュー４０ａ，４０ｂによって十分に混練されている。従って、移動機構３０までの時点で十分に脱水され濃縮された汚泥であっても、さらに重力ろ過による濃縮を促進することができる。さらに、スクリュー４０ａ，４０ｂで汚泥を中央部へと移動させる際に、案内板４２ａ，４２ｂとスクリュー羽根４１ａ，４１ｂの回転力とによって汚泥が移動しながら圧搾されるため、汚泥の濃縮がさらに高まることになる。この際、スクリュー４０ａ，４０ｂによって圧搾された汚泥の水分は、壁部４６から底部４７を伝って流れ、ろ布ベルト１６によってろ過される。

移動機構３０によって圧密された汚泥は、その下流側の棒体３４による水切り促進作用を受けつつ、さらに下流側へと搬送されて加圧部２８に導入される。加圧部２８に導入された汚泥は、１次脱水ローラ２６とろ布ベルト１６との間で挟持加圧されることで幅Ｗ２から幅Ｗ３へと広がり、高さｈ２より低い高さｈ３となりながら加圧脱水されて排出・落下し、傾斜板４９上を滑って脱水装置１４に投入される。移動機構３０で一旦圧密された汚泥を再び加圧部２８で扁平に広げることにより、後工程である脱水装置１４での汚泥の脱水面積を拡大し、その脱水効率を向上させることができる。

この加圧部２８での脱水時、加圧脱水された汚泥から排出されるろ液は、ろ液受皿３２ｂによってろ過部１８からのろ液とは別回収され、ポンプ６２の動力下に返送ライン６０を流通し、濃縮装置１２の前段にある凝集混和槽２４に返送される。これにより、ＳＳ濃度の高い加圧部２８からのろ液を繰り返し濃縮装置１２に導入して濃縮・脱水処理することができ、ろ液中のＳＳ回収率を大幅に向上させることができる。

脱水装置１４の入口側に落下・投入された汚泥は、走行するろ布ベルト２２で搬送されつつ均し板５１で均された後、先ず、入口５０ａから脱水部５０へと導入される。脱水部５０において、汚泥は、蛇行する上下一対のろ布ベルト２０，２２間で挟持・加圧されて効率よく脱水されながら搬送され、次に圧搾部５２に導入される。圧搾部５２において、汚泥は、一対のろ布ベルト２０，２２間に挟持されつつ、圧搾ローラとなるローラ２１ｊ，２１ｐ間で強く加圧されて圧搾されて所望の水分率の脱水ケーキとなり、排出トレイ５４からシステム外部へと排出される。

以上のように、本実施形態に係る汚泥脱水システム１０では、ろ布ベルト１６の上面１６ａで汚泥を搬送しながら濃縮する濃縮部であるろ過部１８と、ろ過部１８を通過した汚泥をろ布ベルト１８上で加圧脱水する１次脱水部である加圧部２８と、ろ過部１８及び加圧部２８から排出されるろ液をそれぞれ個別に回収可能なろ液回収器２３を備え、ろ液受皿３２ａ，３２ｂによって個別に回収されたろ液のうち、一方のろ液をろ過部１８の上流側位置へと返送する返送ライン６０を備える。これにより、濃縮装置１２の各部から排出されるろ液を、その性状等に応じて適切に別回収することができ、ろ液の処理効率が向上する。さらに、ろ液回収器２３は、返送ライン６０によって、ＳＳ濃度が高いろ液（例えば、加圧部２８からのろ液）を選択的に抽出して別回収し、繰り返し濃縮装置１２に導入することができる。これにより、ろ液中のＳＳ回収率を大幅に向上させ、最終的に脱水ケーキとして排出される以外の余剰な固形分を可及的に低減することができる。なお、上記実施形態では、返送ライン６０をろ過部１８の上流側位置として凝集混和槽２４に接続する構成を例示したが、返送ライン６０からのろ液はろ過部１８への汚泥投入部（入口ポート２４ａからろ布ベルト１６への汚泥投入部）付近等に返送してもよく、別返送ライン６４，６６についても同様である。

汚泥脱水システム１０は、さらに、加圧部２８を通過した汚泥を加圧脱水する２次脱水部となる脱水装置１４を備え、ろ液回収器２３は、ろ過部１８、加圧部２８及び脱水装置１４から排出されるろ液のうち、少なくとも１つのろ液を他のろ液と個別に回収して返送ライン６０へと流通させる構成としている。これにより、汚泥の濃縮濃度を一層高めることができ、しかも各部から排出されるろ液の処理効率を一層向上させることが可能となっている。

汚泥脱水システム１０では、濃縮装置１２において、第１の薬剤が添加され、ろ過部１８で重力ろ過されることである程度濃縮された汚泥に第２の薬剤を添加した後、移動機構３０でろ布ベルト１６の搬送方向と交差する方向に汚泥を移動させることにより、この移動時に汚泥を第２の薬剤と十分に混練し、さらに圧密することができる。これにより、濃縮装置１２での汚泥の濃縮・脱水率を向上させ、濃縮濃度を高めることができる。

汚泥脱水システム１０では、移動機構３０として、ろ布ベルト１６による汚泥の搬送方向と交差する方向に延び、その回転によって汚泥を移動させるスクリュー４０ａ，４０ｂを有し、ろ布ベルト１６による汚泥の搬送方向でスクリュー４０ａ，４０ｂの下流側であって該スクリュー４０ａ，４０ｂと近接する位置に、スクリュー４０ａ，４０ｂによる汚泥の移動を案内する案内板４２ａ，４２ｂを起立させている。このため、案内板４２ａ，４２ｂでせき止めながら汚泥をスクリュー４０ａ，４０ｂによって移動させることができ、汚泥を圧搾し、その濃縮濃度を一層高めることができる。

３． 第２の実施形態に係る汚泥脱水システムの説明
図４は、本発明の第２の実施形態に係る汚泥脱水システム１０ａの構成を示す側面図である。

図４に示すように、汚泥脱水システム１０ａは、図１に示す汚泥脱水システム１０と比べて、ろ液回収器２３と異なる構成のろ液回収器２３ａ及び該ろ液回収器２３ａに付設された固液分離装置７０を備える以外は、略同様な構成である。なお、図４では、脱水装置１４について、一部の要素以外は省略し、その構成を簡略化して図示している。

ろ液回収器２３ａは、濃縮装置１２に並設されており、ろ液受皿３２ｂで回収された加圧部２８からのろ液をろ過部１８の上流側位置へと返送する返送ライン（第２返送ライン）６８を備える。固液分離装置７０は、返送ライン６８の途中に接続されている。ろ液受皿３２ｂで回収されたろ液は、その全量を固液分離装置７０に投入するものとしてよいが、例えば、処理対象となるろ液の総量が多い場合等の諸条件によっては、一部のみを固液分離装置７０に導入し、残りをバイパスライン６８ａによって固液分離装置７０をバイパスさせ、その出口側の返送ライン６８へと流出させる構成としてもよい。

固液分離装置７０で固液分離されたろ液の固形分は、ポンプ６２の動力下に返送ライン６８を流れて凝集混和槽２４へと投入され、再びろ過部１８及び加圧部２８へと搬送されて濃縮・脱水処理を受ける。一方、固液分離装置７０で固液分離されたろ液の液体分は、液体分排出管７１を通って洗浄水貯留槽７２に貯留された後、洗浄水ポンプ７４の動力下に洗浄水供給ライン７６を流れて洗浄ノズル７８へと供給される。洗浄ノズル７８は、加圧部２８で汚泥を排出した後、再び凝集混和槽２４から汚泥が投入されるまでの間の位置でろ布ベルト１６に洗浄水を噴射して洗浄するためのものである。

ろ液回収器２３ａについても、上記のろ液回収器２３の場合と同様、各部から排出されるろ液の濃度分布に対応するために、図４中に２点鎖線で示すように、ろ液受皿３２ａ，５８によって回収されたろ液を、固液分離装置７０の入口側へと供給する別返送ライン８０，８２を設けてもよい。また、固液分離装置７０で固液分離され、洗浄水貯留槽７２に貯留されたろ液の液体分を、洗浄水ポンプ７４の動力下に脱水装置１４のろ布ベルト２０，２２を洗浄するための洗浄ノズル８４へと供給する洗浄水供給ライン８６を設けてもよい。

次に、固液分離装置７０について説明する。

図５は、別回収したろ液を固液分離する固液分離装置７０の全体構成図であり、一部を断面で示した側面図である。固液分離装置７０は、ろ液を貯留可能な水槽８８と、水槽８８内に水没設置されるスクリュープレス型分離機９０（以下、単に「分離機９０」ともいう）とを備える。

分離機９０は、円筒形状のろ過体９２と、ろ過体９２の内部に回転可能に設けられたスクリュー９４とを備え、ろ過体９２の一端側の投入口９２ａから当該ろ過体９２の内部へと投入されたろ液（処理液）を、スクリュー９４の回転力によって他端側へと搬送しつつ固形分（濃縮汚泥）と液体分（分離液）とに固液分離する。分離機９０で分離された濃縮汚泥は排出口９２ｂから排出され、分離液は水槽８８内に流出される。分離機９０は、その投入口９２ａ側の一部のみが水槽８８内で水没するように傾斜姿勢で設置されてもよい。

スクリュー９４は、ろ過体９２の軸心と同軸上に延在し、一端側（投入口９２ａ側）から他端側（排出口９２ｂ側）に向かって漸次拡径するスクリュー軸９６と、スクリュー軸９６の外周面にらせん状に設けられたスクリュー羽根９８とを有する。

スクリュー軸９６は、例えば、軸受１００，１０１によってその両端部が軸支され、一端側に連結された駆動力伝達機構１０２によって回転駆動される。図５では、スクリュー軸９６及びこれを軸支する軸受１００，１０１を水槽８８内で水没させた構成を例示しているが、スクリュー軸９６の一方又は両方の端部を水槽８８の外部に突出させ、この突出部分を軸受１００等で軸支する構成等としてもよい。

駆動力伝達機構１０２は、例えば、濃縮装置１２のろ布ベルト１６を巻き掛けたローラ１９ａの回転軸１０３に対し、チェーンやベルト等の可撓性動力伝達部材によって図示しない減速機構等を伴って連係される（図４及び図５参照）。これにより、駆動力伝達機構１０２は、ろ過部１８及び加圧部２８を構成するろ布ベルト１６の走行用の駆動源（図示せず）からの駆動力をスクリュー９４（スクリュー軸９６）に伝達することができる。駆動力伝達機構１０２は、他のローラ１９ｂ〜１９ｅの回転軸に連係されてもよく、ろ布ベルト１６の走行用の前記駆動源に直接的に連係されてもよい。また、加圧部２８の１次脱水ローラ２６が個別の駆動源（図示せず）を有する構成の場合には、該駆動源に連結されてもよく、さらには、脱水装置１４の各ローラ２１ａ〜２１ｏの回転軸やろ布ベルト２０，２２の駆動源（図示せず）に連係させてもよい。勿論、スクリュー軸９６を個別に回転駆動する駆動源（図示せず）を設けてもよい。駆動力伝達機構１０２は、可撓性動力伝達部材と共にギア機構を設けた構成や、ギア機構のみの構成であってもよい。

スクリュー軸９６は、上記のように、一端側から他端側に向かって漸次拡径するテーパ形状を有するため、該スクリュー軸９６の外周面とろ過体９２の内周面との間に形成される空間は、一端側（上流側）から他端側（下流側）に向かって次第に狭くなり、これによりろ液中の固形分を圧搾し、固液分離する。

スクリュー軸９６の他端側には、ろ過体９２の内部で固液分離された濃縮汚泥を圧密するテーパコーン１０４が設けられている。テーパコーン１０４は、スクリュー軸９６の外周面に該スクリュー軸９６と同軸に設けられ、スクリュー軸９６よりも大きな傾斜角度で拡径する傾斜面１０４ａを有する。テーパコーン１０４は、例えば、スクリュー軸９６の外周面に軸方向に移動可能に外挿され、図示しない油圧シリンダやエアシリンダ等の加圧装置によってろ過体９２側に向かって付勢されている。

図６は、ろ過体９２の一部省略斜視図であり、図面の見易さを確保するため、周方向に複数配列されて当該ろ過体９２の外周面を形成するプレート１０６のうちの一部のみを図示したものである。図７は、ろ過体９２を正面側から見た構成図である。

図５〜図７に示すように、ろ過体９２は、スクリュー９４の一端側（小径側）が挿通された支持板１０８と、スクリュー９４の他端側（大径側）が挿通された支持板１０９とを備え、これら支持板１０８，１０９間に、その周方向に沿って複数（図７では１４枚の構成を例示）のプレート１０６が配列され、各プレート１０６によって当該ろ過体９２の外周面が形成されている。ろ過体９２は、例えば水槽８８の底面に固定された図示しない基台等によって支持板１０８，１０９が支持されることで、水槽８８内の所定位置に固定・設置される。

プレート１０６は、その長手方向がスクリュー軸９６の軸方向と平行して配置されると共に、支持板１０８，１０９の両内面にそれぞれ突設された回転軸１１０，１１１により、長手方向両端面が軸支されている。すなわち、各プレート１０６は、回転軸１１０，１１１を軸中心として回転自由な状態で支持板１０８，１０９間に設置されている。一対の回転軸１１０，１１１は、互いの軸方向が同軸上となる位置に設けられ、その軸方向はスクリュー軸９６の軸方向と平行している。

このような各プレート１０６は、図６及び図７に示すように、隣接するプレート１０６の一部同士、つまり短辺方向で一端側となる側方部位同士が、周方向に順に積層するように配置される。この積層により、各プレート１０６の回転軸１１０，１１１を中心とする回転範囲が規制されると共に、隣接するプレート１０６間に形成される隙間（クリアランス）１１２が、当該ろ過体９２の内外面間を連通し、処理液からの分離液（ろ液）を外部（水槽８８内）に排出するろ過孔（孔部）１１２として機能する。つまり、ろ過体９２は、その外周面がルーバー構造とされたルーバー型ろ過体となっている。各プレート１０６が回転可能であるため、ろ過孔１１２の開度は可変に構成されており、その開度（プレート１０６の積層方向での隙間１１２の高さ）は、例えば、０．５ｍｍ〜５ｍｍ程度の範囲に設定される。

プレート１０６は、例えば、ステンレス鋼等からなる金属製で長方形の薄板（例えば、板厚２ｍｍ程度）で形成され、図７に示すように、各プレート１０６は、運転時のスクリュー９４の回転方向Ａ１で前方方向に向かって順に積層されつつ、支持板１０８，１０９の周方向に沿って１周するように配置されている。

図６及び図７に示すように、各プレート１０６の一端側の略中央には、ろ過体９２の周方向を向いて開口するリング部材１１４が設置されている。各プレート１０６の各リング部材１１４に対し、ろ過体９２の周方向に沿ってワイヤ１１６が順に挿通されており、ワイヤ１１６の両端部はまとめられて巻上ロール１１８に巻き掛けられている。巻上ロール１１８の回転方向を制御することにより、ワイヤ１１６を巻き上げ及び送り出しすることができる。ワイヤ１１６によって形成される円の直径を変化させることにより、各プレート１０６を回転軸１１０，１１１を中心として回転させ、その回転位相、つまりろ過孔１１２の開度を制御することができる。図６では、ワイヤ１１６を１本のみ用いた構成を例示しているが、リング部材１１４をプレート１０６の長手方向に複数設置し、ワイヤ１１６を複数本用いた構成としてもよい。また、ワイヤ１１６は、チェーン等によって代替してもよい。

各プレート１０６間の互いに重なり合う部位の端部には、コの字形のスペーサ１２０が着脱可能に取り付けられている。スペーサ１２０は、隣接するプレート１０６の表面に当接することで隙間１１２（ろ過孔１１２）の高さを規定するものである。つまり、スペーサ１２０は、分離機９０の運転時におけるろ液からの押圧力やワイヤ１１６の巻き上げにより、積層された各プレート１０６の対抗面（表面）同士が当接・密着し、ろ過孔１１２が閉塞されることを防止するものである。スペーサ１２０は、プレート１０６に対して着脱可能に構成されているため、該スペーサ１２０を所望の高さを持つものに交換するだけで、ろ過孔１１２の開度を容易に規定・制御することができ、ろ液の性状や処理量等に応じた最適な開度のろ過孔１１２を容易に形成することができる。スペーサ１２０は、コの字形のもの以外であってもよく、例えばプレート１０６の内面又は外面に着脱可能なボルト等によって突起等を設けてもよく、さらには、プレート１０６の表面自体に凹凸を設けてもよい。また、スペーサ１２０の表面のプレート接触部分に弾性材質を使用してもよい。

各プレート１０６は回転軸１１０，１１１によって回転自由に軸支されており、処理液からの押圧力によって揺動動作し、さらにワイヤ１１６によって互いに連係されているため、スペーサ１２０を設置しなくてもろ過孔１１２は十分に確保可能であるが、スペーサ１２０を設けることにより、ろ過孔１１２をより確実に確保することができ、しかも所望の開度（開口寸法、最小開度）に容易に規制することが可能となる。

回転軸１１０は、支持板１０８内面の外縁近傍に突設され、複数（プレート１０６の設置枚数と同数）が周方向に沿って配列されたピン形状の固定軸である。同様に、回転軸１１１は、支持板１０９内面の外縁近傍に突設され、複数（プレート１０６の枚数と同数）が周方向に沿って配列されたピン形状の固定軸である。

回転軸１１０の先端が、プレート１０６の長手方向の一端面に形成された軸穴４４に回転可能な状態で挿入され、回転軸１１１の先端が、プレート１０６の長手方向の他端面に形成された軸穴４６に回転可能な状態で挿入されることで、プレート１０６は、各回転軸１１０，１１１によって支持板１０８，１０９の対向面間で回転自由に軸支されている。本実施形態では、回転軸１１０，１１１が挿入される軸穴１２２，１２３をプレート１０６の端面の中心に形成した構成を例示したが（図３等参照）、回転軸１１０，１１１は、プレート１０６の端面において、該端面の長手方向で中心よりも両端側に寄った位置に設けられてもよい。

回転軸１１０，１１１は、プレート１０６の各端面にそれぞれ固定された状態で、各支持板１０８，１０９に形成された図示しない軸穴に回転可能な状態で挿入される構成であってもよく、また、プレート１０６の各端面及び各支持板１０８，１０９の内面にそれぞれ図示しない軸穴を設け、回転軸１１０，１１１の両端がそれぞれの軸穴に回転可能な状態で挿入される構成等であってもよい。

図５に示すように、ろ過体９２の内部へと処理液を投入する投入口９２ａは、支持板１０８に開口形成されており、水槽８８の側壁を貫通するろ液投入路１２４が連結されることで水槽８８の外部へと連通している。ろ液投入路１２４には、ろ液受皿３２ｂ（３２ａ，５８）からの返送ライン６８（別返送ライン８０，８２）が接続される。投入口９２ａは、ろ過体９２内の上流側にろ液を投入可能なものであれば、その設置位置や構造は特に限定されず、例えば、ろ過体９２の一端側の上方から水槽８８の水面上にロート状に開口する構成としてもよい。

一方、排出口９２ｂは、スクリュー軸９６の下流側の拡径した外周面から連続するテーパコーン１０４の傾斜面１０４ａと、支持板１０９の開口部１０９ａとの間に形成された環状の隙間を管状のカバー部材１２６で塞ぐことで形成されており、カバー部材１２６の下部に、水槽８８の側壁を貫通する固形分排出路１２８が連結されることで水槽８８の外部へと連通している。固形分排出路１２８には、凝集混和槽２４へと連通する返送ライン６８がポンプ６２を介して接続される。排出口９２ｂについても、ろ過体９２内の下流側からろ液中から分離された固形分を排出可能なものであれば、その設置位置や構造は特に限定されない。

図５に示すように、水槽８８は、例えば直方体に形成されたプール状の容器であり、分離機９０を水没可能な形状を有する。図５中の参照符号Ｘは、水面を示す。水槽８８の一側壁の上部には、内部の液体、つまり固液分離されたろ液の液体分を水槽８８の外部へと排出するための液体排出口として、液体分排出管７１が接続されている。液体分排出管７１には、水槽８８内の液体の上澄み部分をオーバーフローによって供給してもよい。

次に、固液分離装置７０によるろ液の固液分離動作について具体的に説明する。

図８は、ろ過体９２を構成する各プレート１０６の動作説明図であり、図８（Ａ）は、スクリュープレス型分離機９０が停止状態にある場合の各プレート１０６の状態の一例を示す説明図であり、図８（Ｂ）は、スクリュープレス型分離機９０が運転状態にある場合の各プレート１０６の状態の一例を示す説明図である。

先ず、水槽８８内にろ液受皿３２ｂ（３２ａ，５８）から排出されたろ液又は水を注入する。そして、分離機９０の全体が水没する程度まで水槽８８内にろ液等が貯留されると、分離機９０の運転を開始する。

分離機９０の運転が開始されると、駆動力伝達機構１０２によってスクリュー９４が回転駆動されると共に、ろ液受皿３２ｂで回収された加圧部２８からのろ液が、ろ液投入路１２４及び投入口９２ａを介してろ過体９２の内部に投入される。ろ過体９２内に投入されたろ液は、回転するスクリュー９４のスクリュー羽根９８によって回転力を受けつつ、ろ過体９２の内周面、つまり周方向に並んだ各プレート１０６の内面に押圧されることで、排出口９２ｂに向かって搬送され、同時にろ過体９２によってろ過されて固液分離される。

ここで、固液分離装置７０では、分離機９０（ろ過体９２）を水槽８８内で水没させているため、ろ過体９２の内外が処理液や水で満たされている。従って、図７に示すように、ろ過体９２内に投入されたろ液Ｘ１は、ろ過体９２の内外を満たすように予め貯留されたろ液（水）Ｘ２中で浮遊するようにろ過体９２内に滞留することになり、この状態でスクリュー９４が駆動されるため、ろ過体９２内のろ液を円滑に搬送しながら固液分離することができる。

なお、従来より一般的に用いられているスクリュープレス型分離機のように、固液分離を気中で行う構成の場合には、処理液となるろ液は水と同様な緩い状態にあることから、ろ過体９２内に投入するそばからろ過孔を通して漏れ出してしまい、スクリューで搬送及び固液分離することは困難であった。これに対して、当該固液分離装置７０では、液体中に分離機９０を水没させて用いるため、ろ過体９２内に投入されたろ液が投入するそばからろ過孔１１２から漏れ出すことを防止でき、スクリュー９４によって円滑に搬送し固液分離することが可能となっている。

このような固液分離運転の運転開始前、分離機９０では、巻上ロール１１８を駆動してワイヤ１１６を送り出しておくことにより、各プレート１０６間の隙間１１２（ろ過孔１１２）は、例えば、図８（Ａ）に示すように、ある程度大きな開度を持った状態等となっている。

一方、運転時には、巻上ロール１１８を逆方向に駆動してワイヤ１１６を巻き上げておくことにより、各プレート１０６間の隙間１１２（ろ過孔１１２）を、例えば、図８（Ｂ）に示すように、回転軸１１０，１１１よりもろ液の移動方向Ａ２で上流側の上流側部位１０６ｂに設けられたスペーサ１２０が、重なり合って隣接するプレート１０６の下流側部位１０６ａの外面と当接する開度となるように規制する。

このように開度が規制されたろ過孔１１２は、図８（Ｂ）に示すように、ろ過体９２の内側から外側に向かう方向で、スクリュー９４の回転方向Ａ１（ろ液の移動方向Ａ２）と反対方向を向いて開口している。このため、ろ過孔１１２にろ液中に含まれる固形分が詰まることや、該ろ過孔１１２から固形分が外部に排出されることを抑制しつつ、ろ液がプレート１０６の内面に押圧力Ｐで押し付けられる。

従って、ろ過体９２の内容積の減少によって圧搾されたろ液中の液体分（分離液）は、ろ過孔１１２から水槽８８内へと円滑に流出されて貯留され（図８（Ｂ）中の矢印Ｌ参照）、固形分（濃縮汚泥）は、排出口９２ｂから返送ライン６８へと排出された後、凝集混和槽２４のタンク２４ｂに返送される。この際、ろ過体９２のろ過孔１１２から該ろ過体９２外へと流出され、水槽８８内に貯留された液体分は、液体分排出管７１から洗浄水貯水槽７２へと連続的に排水・貯留され、洗浄ノズル７８（８４）からろ布ベルト１６（２０，２２）の洗浄水として適宜利用される。

所定量の処理液の固液分離運転が完了し、スクリュー９４の回転を停止すると、再び巻上ロール１１８を駆動してワイヤ１１６を送り出し、ろ過孔１１２の開度を拡大させる（図８（Ａ）参照）。これにより、運転時に、仮にろ過孔１１２に固形物等が詰まった場合であっても、ろ過孔１１２の開度の拡大によって該固形物は容易に該ろ過孔１１２から脱落するため、従来のスクリーンのような目詰まりを除去するメンテナンス作業をなくすことができ、又は大幅に軽減することができる。このメンテナンス時、スクリュー９４を逆回転させると、各プレート１０６が逆方向に回転され、ろ過孔１１２の開度が変動するため、詰まった固形物を一層確実に落とすことができる。

固液分離装置７０では、運転時に、ろ過孔１１２への固形分等の目詰まりが生じた場合には、該運転を一時停止し、内部に処理液が滞留している状態のままで、スクリュー９４の回転停止又は逆回転を行うことで、詰まった固形分を容易に除去し、すぐに脱水運転を再開することも可能である。換言すれば、例えば１日に１回等、所定のタイミングでスクリュー９４を回転停止又は逆回転させると、ろ過孔１１２での目詰まりを定期的に除去することができるため、実質的にメンテナンスフリーな状態で当該固液分離装置７０を稼動させることができる。

なお、固液分離装置７０では、ワイヤ１１６やこれを挿通させるリング部材１１４等を省略することも可能である。この場合、運転開始前では、各プレート１０６に外力が作用していないことから、各プレート１０６の回転軸１１０，１１１を中心とする回転位相は自由位置にある。このため、各プレート１０６間の隙間１１２（ろ過孔１１２）は、例えば、図８（Ａ）に示すように、ある程度大きな開度を持った状態等となっている。一方、運転が開始されると、図８（Ｂ）に示すように、スクリュー羽根９８が回転方向Ａ１に回転されるのに伴い、らせん状のスクリュー羽根９８からの回転力を受けて、処理液も回転方向Ａ１と同一の移動方向Ａ２に向かってスクリュー９４の回転速度よりも多少遅い速度で移動しつつ、ろ過体９２の直径方向外方へと向かう方向の押圧力Ｐでプレート１０６内面に押し付けられる。この際、ろ液は、移動方向Ａ２の移動力と押圧力Ｐとを受けて、プレート１０６の内面のうち、回転軸１１０，１１１よりも移動方向Ａ２で下流側に位置した下流側部位１０６ａの内面を強く加圧し、該プレート１０６を図８（Ｂ）で反時計方向に回転させる。

つまり、運転中には、全てのプレート１０６がろ液によって同一方向の回転力を受けるため、各プレート１０６は、回転軸１１０，１１１よりもろ液の移動方向Ａ２で上流側の上流側部位１０６ｂに設けられたスペーサ１２０が、重なり合って隣接するプレート１０６の下流側部位１０６ａの外面と当接し、該スペーサ１２０の高さ分の開度に一律に規定されたろ過孔１１２（隙間１１２）が複数形成されることになる。

以上のように、本実施形態に係る汚泥脱水システム１０ａでは、ろ布ベルト１６の上面１６ａで汚泥を搬送しながら濃縮する濃縮部であるろ過部１８と、ろ過部１８を通過した汚泥をろ布ベルト１８上で加圧脱水する１次脱水部である加圧部２８と、ろ過部１８及び加圧部２８から排出されるろ液をそれぞれ個別に回収可能なろ液回収器２３ａを備え、ろ液受皿３２ａ，３２ｂによって個別に回収されたろ液のうち、一方のろ液の少なくとも一部を固液分離装置７０に供給して固液分離した後の固形分（固形分を多く含むろ液）をろ過部１８の上流側位置へと返送する返送ライン６８を備える。これにより、濃縮装置１２の各部から排出されるろ液を、その性状等に応じて適切に別回収することができ、ろ液の処理効率が向上する。また、別回収したろ液を固液分離装置７０によって固液分離した後、固形分を返送ライン６８によって上流側位置に返送するため、ろ液中のＳＳ回収率を一層向上させることができる。さらに、ろ液回収器２３ａは、返送ライン６８によってＳＳ濃度が高いろ液（例えば、加圧部２８からのろ液）を繰り返し濃縮装置１２に導入することができるため、ろ液中のＳＳ回収率をより一層向上させ、最終的に脱水ケーキとして排出される以外の余剰な固形分を可及的に低減することができる。

汚泥脱水システム１０ａには、固液分離装置７０で分離された液体分をろ布ベルト１６（２０，２２）の洗浄水として流通させる洗浄水供給ライン７６（８６）が備えられる。固液分離装置７０で分離された液体分は、固形分が分離されているため、ある程度清浄である。そこで、この液体分をろ布ベルト１６（２０，２２）に利用することにより、通常は廃棄されるろ液を有効に再利用することができると共に、ろ布ベルト１６（２０，２２）の目詰まりを防止できるため、システム全体での汚泥の濃縮効率が向上する。

固液分離装置７０は、ろ液を貯留可能な水槽８８と、ろ液の投入口９２ａを含む少なくとも一部が水槽８８の内部で水没するように設置されると共に、複数のろ過孔１１２が開口形成された円筒形状のろ過体９２の内部へと投入口９２ａから投入されるろ液を、該ろ過体９２の内部に回転可能に設けられたスクリュー９４の回転によって搬送すると同時に固液分離するスクリュープレス型分離機９０とを備える。このため、固液分離装置７０では、ろ液をろ過体９２内の液中で浮遊させながら固液分離することができる。従って、水のように緩い状態のろ液であっても、該ろ液がろ過体９２内への投入後すぐにろ過孔１１２から漏れ出してしまうことを防止して、円滑に固液分離することができ、高い分離効率を得ることができる。

ろ過体９２は、スクリュー９４の軸方向と平行する回転軸１１０，１１１によって軸支された状態で周方向に沿って配列された複数のプレート１０６によって形成されると共に、隣接する各プレート１０６の一部が周方向に順に積層するように設置され、ろ過孔１１２を、積層した各プレート１０６間の隙間１１２によって形成している。これにより、プレート１０６を回転軸１１０，１１１によって回転させることで、ろ過孔１１２の開度を可変とすることができるため、運転時にはろ過孔１１２の開度を狭くすることで、ろ液中の固形分を通さず、液体分のみを円滑に流出させることができる一方、運転停止時やメンテナンス時にはろ過孔１１２の開度を広くすることで、該ろ過孔１１２に詰まった固形分等を容易に除去することができ、メンテナンス性が向上し、オーバーホール費用等も低減することができる。特に、濃縮装置１２からのろ液には、高分子凝集剤Ｆ１や無機凝集剤Ｆ２が混入しており、フロックが形成されていることがあるため、一般的な膜ろ過方式等の固液分離装置ではフィルタがすぐに目詰まりし、円滑な分離処理が困難となる可能性がある。これに対して、分離機９０では、ろ過孔１１２の目詰まりが回避されるため、このようなろ液の分離処理に特に有効であり、その処理量も高くなる。

汚泥脱水システム１０ａでは、濃縮装置１２又は脱水装置１４に設けられた駆動源からの駆動力をスクリュー９４に伝達して該スクリュー９４を回転駆動する駆動力伝達機構１０２を備える。これにより、固液分離装置７０自体に個別の駆動装置を持つ必要がなく、走行ベルト１６等の駆動力を活用してスクリュー９４を回転させることができるため、システム構成を小型化し、コストを低減することができる。

なお、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で自由に変更できることは勿論である。

例えば、上記では、第２の実施形態に係る汚泥脱水システム１０ａを構成する固液分離装置７０として、スクリュープレス型分離機９０を備えた構成を例示したが、固液分離装置はろ布ベルトやろ過構造や膜ろ過構造のもの等を用いてもよい。

１０，１０ａ 汚泥脱水システム
１２ 濃縮装置
１４ 脱水装置
１６，２０，２２ ろ布ベルト
１８ ろ過部
２３，２３ａ ろ液回収器
２４ 凝集混和槽
２６ １次脱水ローラ
２８ 加圧部
３０ 移動機構
３２ａ，３２ｂ，５８ ろ液受皿
４０ａ，４０ｂ，９４ スクリュー
４１ａ，４１ｂ，９８ スクリュー羽根
４２ａ，４２ｂ 案内板
４３ 汚泥通路
４４，９６ スクリュー軸
５０ 脱水部
５２ 圧搾部
６０，６８ 返送ライン
６４，６６，８０，８２ 別返送ライン
７０ 固液分離装置
７２ 洗浄水貯留槽
７６，８６ 洗浄水供給ライン
７８，８４ 洗浄ノズル
９０ スクリュープレス型分離機
９２ ろ過体
１０２ 駆動力伝達機構
１０６ プレート
１１２ 隙間，ろ過孔

Claims (8)

1. ろ布の上面で汚泥を搬送しながら濃縮する濃縮部と、
   前記濃縮部を通過した汚泥を加圧脱水する１次脱水部と、
   を備える汚泥脱水システムであって、
   前記濃縮部及び前記１次脱水部から排出されるろ液をそれぞれ個別に回収可能なろ液回収器を備え、
   前記ろ液回収器で個別に回収された一方のろ液を前記濃縮部の上流側位置へと返送する第１返送ライン、又は、前記ろ液回収器で別回収された一方のろ液の少なくとも一部を固液分離装置に供給して固液分離した後の固形分を前記濃縮部の上流側位置へと返送する第２返送ラインを備えることを特徴とする汚泥脱水システム。
2. 請求項１記載の汚泥脱水システムにおいて、
   前記ろ液回収器は、前記濃縮部及び前記１次脱水部から排出されて個別に回収されたろ液のうち、ＳＳ濃度が高い方のろ液を、前記第１返送ライン又は前記固液分離装置へと流通させることを特徴とする汚泥脱水システム。
3. 請求項２記載の汚泥脱水システムにおいて、
   前記１次脱水部から排出されるろ液を、前記第１返送ライン又は前記固液分離装置へと流通させることを特徴とする汚泥脱水システム。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の汚泥脱水システムにおいて、
   前記固液分離装置で分離された液体分を前記ろ布の洗浄水として流通させる洗浄水供給ラインを備えることを特徴とする汚泥脱水システム。
5. 請求項１又は２記載の汚泥脱水システムにおいて、
   さらに、前記１次脱水部を通過した汚泥を加圧脱水する２次脱水部を備え、
   前記ろ液回収器は、前記濃縮部、前記１次脱水部、及び前記２次脱水部から排出されるろ液のうち、少なくとも１つのろ液を他のろ液と個別に回収して前記第１返送ライン又は前記固液分離装置へと流通させることを特徴とする汚泥脱水システム。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の汚泥脱水システムにおいて、
   前記固液分離装置は、前記ろ液を貯留可能な水槽と、
   前記ろ液の投入口を含む少なくとも一部が前記水槽の内部で水没するように設置されると共に、複数の孔部が開口形成された円筒形状のろ過体の内部へと前記投入口から投入されるろ液を、該ろ過体の内部に回転可能に設けられたスクリューの回転によって搬送すると同時に固液分離するスクリュープレス型分離機と、
   を備えることを特徴とする汚泥脱水システム。
7. 請求項６記載の汚泥脱水システムにおいて、
   前記ろ過体は、前記スクリューの軸方向と平行する回転軸によって軸支された状態で周方向に沿って配列された複数のプレートによって形成されると共に、隣接する各プレートの一部が周方向に順に積層するように設置され、
   前記孔部を、前記積層した各プレート間の隙間によって形成したことを特徴とする汚泥脱水システム。
8. 請求項６又は７記載の汚泥脱水システムにおいて、
   前記濃縮部、前記１次脱水部、又は前記２次脱水部に設けられた駆動源からの駆動力を前記スクリューに伝達して該スクリューを回転駆動する駆動力伝達機構を備えることを特徴とする汚泥脱水システム。

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