JP2802866B2

JP2802866B2 - 固液分離装置

Info

Publication number: JP2802866B2
Application number: JP4324583A
Authority: JP
Inventors: 達郎山本
Original assignee: 株式会社イナックス
Priority date: 1992-10-20
Filing date: 1992-10-20
Publication date: 1998-09-24
Anticipated expiration: 2013-09-24
Also published as: JPH06134220A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、凝集沈殿処理，活性汚
泥処理等の沈殿槽，濃縮槽，貯留槽や濃縮汚泥を脱水処
理する際の前処理装置等に利用される固液分離装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来の固液分離は、排水処理施設におけ
る凝集沈殿槽、汚泥濃縮装置等が用いられている。そし
て、汚泥濃縮には、重力濃縮法、加圧浮上濃縮法、遠心
濃縮法等の原理を用いた装置が用いられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、重力濃縮法を
用いた従来の固液分離装置では、汚泥滞留時間が１２時
間以上必要でしかも装置自体のスケールも大きくなり、
濃縮汚泥の固形物濃度が低く２％程度であった。また、
加圧浮上濃縮法及び遠心濃縮法を用いた従来の装置で
は、前記重力濃縮法の装置に比べると汚泥濃縮の固形物
濃度は高く４％程度であるが、これらの方法では、汚泥
回収率は重力濃縮法に比べて低い（重力濃縮法が９５％
に対して、これらの方法では９０％である。）上に、薬
注量が多く、また設備自体が高価であり、しかも設備稼
働に必要な消費電力は大きいものであった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明に係る請求項１記
載の固液分離装置は、濾過膜を無端搬送ベルト状に構成
し、該濾過膜上に凹部を設けて原液貯槽として濾過せし
めるようにし、多孔質材料からなる多孔質帯状体を無端
搬送ベルト状に構成し、該多孔質帯状体を前記濾過膜の
下方に密着して配置されるようにした装置である。

【０００５】本発明に係る請求項２記載の固液分離装置
は、請求項１記載の装置において、前記多孔質帯状体及
び濾過膜を同一の速度で移動させた装置である。

【０００６】本発明に係る請求項３記載の固液分離装置
は、請求項１記載の装置において、前記濾過膜を透過し
た透過液を、濾過膜に付着する残滓を洗い流すための洗
浄水として用いた装置である。

【０００７】本発明に係る請求項４記載の固液分離装置
は、請求項３記載の装置において、濾過膜を洗浄するた
めの洗浄水がミストスプレーにより噴射される装置であ
る。

【０００８】本発明に係る請求項５記載の固液分離装置
は、請求項３記載の装置において、濾過膜の洗浄後の洗
浄汚水が汚泥凝集槽へ戻される装置である。

【０００９】

【作用】濾過膜を無端搬送状ベルトに構成し、この濾過
膜上に凹部を形成して原液貯槽としているので、原液供
給から濾過までの工程を連続して行うことができる。こ
のため、原液の処理量を増やすことができ、さらに装置
全体をコンパクトにすることができる。そして、多孔質
材料からなる多孔質帯状体を無端搬送ベルト状に構成
し、該多孔質帯状体を前記濾過膜の下方に密着配置する
と、濾過膜の磨耗、損耗を抑止し、また固液の分離速度
を向上させることができる。さらに、濾過液を濾過膜の
洗浄に用いることで、余分な洗浄水が節減できる。また
かかる濾過液による洗浄にミストスプレーを用いること
で洗浄水量を抑えることができる。さらに、洗浄した後
の廃液を調整槽に戻さずに、汚泥凝集槽に戻すことで汚
泥回収率の向上が図れる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明に係る固液分離装置の実施例に
ついて、図面を参照して説明する。図１は本発明に係る
固液分離装置を含む排水処理システムを示す概略図であ
る。図１において、排水処理すべき原液１は汚泥凝集槽
２の上部から供給して、ここで高分子助剤３が投与さ
れ、この汚泥凝集槽２の下部からポンプ４の作用により
固液分離装置５に供給される。固液分離装置５は、濾過
膜６とその下面に短冊体からなる多孔質材料７を複数個
連結してなる多孔質帯状体８を密着して配置し、さらに
この濾過膜６によって原液貯槽９を構成した濾過部と、
濾過膜６と多孔質帯状体８とを同一の速度にて無端循環
して移動するようにした移動機構部と、前記濾過部の下
方に配置される濾過液貯槽１０と、濾過部によって濾過
されず残った残滓を濾過液貯槽１０に貯められた濾過液
１１を用いて洗い流すための洗浄部とからなっている。
前記原液貯槽９は、具体的には濾過膜６の両側に亘って
設けた断面三角形状の板体１２によって凹部が作られた
もので、この板体１２は濾過膜６を移動させるにあたっ
て、その蛇行を防止するものでもある（図２参照）。

【００１１】前記濾過膜６は、合成樹脂または金属等か
らなる平膜状の無端ベルトであり、目孔は１００ミクロ
ン以下程度になされている。前記多孔質材料７は、陶磁
器質、合成樹脂等からなる短冊状のものであり、また単
に砂、小石等を充填した層により形成したものであって
も良く、その厚みは１〜３ｃｍ程度になされている。

【００１２】なお、前記濾過部における濾過作用は、発
明者による以下の知見に基づくものである。すなわち、
単に濾過膜６だけによって原液１を濾過するようにした
場合では、濾過膜６の目孔を原液１が通過する際に表面
張力の作用により表面球状化して原液１の落下が抑制さ
れるのに対して、本発明の構成の如く濾過膜６の下面に
密着状に多孔質材料７を配設した場合には、原液中の水
分子は多孔質材料７を通過する水分子と連通し、濾過膜
６の各目孔毎に流路を形成して原液１を吸引し、水の凝
結作用で低い位置に一気に流れ落ちようとする力が働
き、濾過を促進するように働くからである。かかる作用
により、濾過速度は濾過膜６が単体で濾過した場合に比
べて、およそ１０〜１００倍になることが本件発明者に
よって確認されている。

【００１３】前記移動機構部は、無端搬送ベルト状にな
された濾過膜６を一対のスプロケット１３，１４及びこ
れらスプロケット１３，１４とで略逆三角形状に懸架す
るべく配置される撓み防止用のロータ１５からなる濾過
膜６を移動させる機構と、スプロケット１３，１４間に
内挿して配置された一対のスプロケット１６，１７間を
懸架した多孔質帯状体８を移動させる機構の２つの移動
機構からなり、これらの移動機構の駆動は、スプロケッ
ト１３と１６に同軸に配された小スプロケット１８，１
９間を亘して懸架された駆動チェーン２０を回転駆動さ
せる減速機モータ２１によってなされている。

【００１４】なお、図１において、前記ロータ１５と同
じく多孔質帯状体８の撓みを防止するためのガイドロー
タも図示は省略するが設けられている。ここで、多孔質
帯状体８を構成する多孔質材料７の連結間隔、濾過膜６
上に貯水される原液の量（貯水高さ）は、透過速度、固
液分離の所要時間に影響するために、これらは実験結果
により適当な値に選ばれるものである。

【００１５】前記洗浄部は、ミストスプレー２３により
濾過膜６及び多孔質帯状体８の濾過作用により残存した
残滓を洗浄するためにミスト状の洗浄液を噴射させるた
めのものであり、このミストスプレー２３はエアー管２
４を介して外部のコンプレッサー２５に接続されてい
る。ミストスプレー２３は、そのノズル２６に透過液１
１を導入するとともにコンプレッサー２５でエアーを供
給してノズル２６内に負圧を生じせしめ、この負圧によ
って前記透過液１１を吸引してノズル２６から微細なミ
スト状にして高圧噴射する。これにより、濾過膜６上に
残った残滓は良好に洗浄廃液槽２７へ回収されることに
なる。この洗浄廃液槽２７内の液はポンプ２８の作用に
より前記汚泥凝集槽２へ戻されている。

【００１６】上記構成からなる装置において、原液１は
汚泥凝集層２に供給され、ここで高分子助剤３により凝
集され、凝集された原液１はこの汚泥凝集層２の下部か
ら固液分離装置５の濾過膜６上に形成される原液貯槽９
へ連続して供給される。そして、濾過膜６と多孔質帯状
体８が同一の速度で回転されているので、これらによっ
て構成される濾過部で原液１は濾過される。濾過された
透過液１１は、濾過液貯槽１０に落下する一方で、その
残滓である汚泥が濾過膜５の上面に付着したまま移動す
る。この汚泥残滓は、スプロケット１４に接して回転す
る回転ブラシ（図示省略）によって荒落とされた後に、
前記洗浄部において、透過液１１を洗浄水としてミスト
スプレー２３による高圧噴射によって下方へ落とされ、
その廃液は洗浄廃液槽２７に貯槽される。さらにこの洗
浄廃液槽２７内の液は前記汚泥凝集槽２へ戻される。し
かして、以上の工程を循環して連続して繰り返すことに
なる。

【００１７】図３及び図４は本発明に係る固液分離装置
の適用例を説明するための図面であって、従来一般的に
用いられている固液分離装置を例示しており、図３は凝
集沈殿処理の一例を示し、図４は活性汚泥処理を示して
いる。そして、これら図面の中で破線で囲ったブロック
３０，３１が上記した本発明に係る固液分離装置５に置
き換えることができる部分である。具体的には、図３に
示す凝集沈殿処理において、凝集沈殿槽３２，濃縮槽３
３，貯留槽３４が上記ブロック３０を構成し、図４に示
す活性汚泥処理においては、沈殿槽３５，濃縮槽３６，
貯留槽３７がブロック３１を構成している。なお、本発
明の固液分離装置では、洗浄後の廃液を図３に示すよう
に調整槽に戻すのではなくて、図１に示すにように、凝
集槽に直接戻すような構成であるので、これにより汚泥
回収率の向上が果たされており、また洗浄廃液の凝集槽
へのフィードバックは、本発明が速い固液分離速度を有
することで可能となった。

【００１８】しかして、本発明の固液分離装置を汚泥濃
縮に用いると、その濃縮汚泥の固形物濃度、汚泥回収率
はそれぞれ６％、９９．５％以上となって、従来の重力
濃縮法、加圧浮上濃縮法、遠心濃縮法による場合に比べ
ると極めて良好となった。また、以下に本発明を、凝集
濾過及び汚泥濃縮に用いた場合の実験条件及び結果につ
いて例示する。Ａ．凝集濾過の場合原水：窯業工場排水、ＳＳ＝約２００ｍｇ／ｌ薬注量：凝集剤５００ｍｇ／ｌ（硫酸ばん土）中和剤７０ｍｇ／ｌ（苛性ソーダ）高分子助剤５ｍｇ／ｌ（アニオン系）処理水ＳＳ：ＳＳ＜１０ｍｇ／ｌ濃縮汚泥：固形物濃度＝３．３７％濾過液透過速度：透過量＝８．７ｍ^３／ｍ^２・ｈｒＢ．汚泥濃縮の場合原水：長時間ばっ気法活性汚泥処理の返送汚泥〔ばっ
気室液のＳＳ（ＭＬＳＳ）〕＝約７８００ｍｇ／ｌ薬注量：高分子助剤３ｍｇ／ｌ（カオチン系）処理水ＳＳ：ＳＳ＜１０ｍｇ／ｌ濃縮汚泥：固形物濃度＝６．７％濾過液透過速度：透過量＝３４．７ｍ^３／ｍ^２・ｈｒこれらＡ．Ｂ．の結果の中で、特に項目の透過量につ
いて、例えば従来の精密濾過装置の透過量が０．１〜
０．５ｍ^３／ｍ^２・ｈｒであることと対比すると、本発
明による効果が歴然と明らかになる。

【００１９】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、固
液分離装置における濾過部が循環して順次濾過し、濾過
膜の下面に密着状に多孔質材料を配設したから、原液中
の水分子は多孔質材料を通過する水分子と連通し、透過
膜の各目孔毎に流路を形成して原液を吸引し、水の凝結
作用で低い位置に一気に流れ落ちようとする力が働き、
濾過が促進される。つまり、濾過速度を従来のおよそ１
０〜１００倍と飛躍的に増加させることが可能である。
また濾過部の循環の際に濾過膜の洗浄も行えるので、処
理量を増加させることができる。更には、分離速度も速
い上に、装置が従来に比べてコンパクトになり、設備を
安価にすることもできる。さらに消費動力が少なく、薬
注量も少ない等極めて能率的な装置である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る固液分離装置を含む排水処理シス
テムを示す概略図である。

【図２】図１におけるＡ−Ａ線で切断した状態を示す端
面図である。

【図３】本発明に係る固液分離装置の第一の適用例を示
す概略図である。

【図４】本発明に係る固液分離装置の第二の適用例を示
す概略図である。

【符号の説明】

１…原液２…汚泥凝集槽５…固液分離装置６…濾過膜７…多孔質材料８…多孔質帯状体９…原液貯槽１０…濾過液貯槽１１…濾過液１２…板体１３，１４，１６，１７…スプロケット２３…ミストスプレー２６…ノズル２７…洗浄廃液槽

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＣ０２Ｆ 11/12 ＺＡＢＣ０２Ｆ 11/12 ＺＡＢＥ (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B01D 33/04 - 33/048 B01D 36/04 B01D 61/18 B01D 63/16 C02F 11/12

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】濾過膜を無端搬送ベルト状に構成し、該
濾過膜上に凹部を設けて原液貯槽として濾過せしめるよ
うにし、多孔質材料からなる多孔質帯状体を無端搬送ベ
ルト状に構成し、該多孔質帯状体を前記濾過膜の下方に
密着して配置したことを特徴とする固液分離装置。
【請求項２】前記多孔質帯状体及び濾過膜を同一の速
度で移動させることを特徴とする請求項１記載の固液分
離装置。
【請求項３】前記濾過膜を透過した透過液を、濾過膜
に付着する残滓を洗い流すための洗浄水として用いるこ
とを特徴とする請求項１記載の固液分離装置。
【請求項４】洗浄水はミストスプレーにより噴射され
ることを特徴とする請求項３記載の固液分離装置。
【請求項５】洗浄水として用いた後の洗浄汚水は汚泥
凝集槽へ戻されることを特徴とする請求項３記載の固液
分離装置。