JP2826990B2 - 固液分離装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多量の水分を含ん
だ汚泥から水分を分離する固液分離装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】一般家庭、食品加工工場、養豚場又はホ
テルなどからは大量の廃水が排出される。このような廃
水は、水処理により多量の水分を分離されて汚泥とされ
る。かかる汚泥は、上述した固液分離装置によってさら
に脱水され、水分の少なくなった汚泥に処理される。

【０００３】従来の固液分離装置は、筒状体と、その内
部空間に配置されたスクリューコンベアを有し、当該コ
ンベアをその中心軸線のまわりに回転駆動することによ
り、筒状体の軸線方向一端側の入口開口からその筒状体
の内部空間に流入した多量の水分を含む汚泥を筒状体の
軸線方向他端側の出口開口に向けて移動させるように構
成されている。そして、この移動時に汚泥から分離され
た水分を、筒状体に形成されたろ液排出スリットを通し
て筒状体外へ排出させ、含水量の減少した汚泥を、筒状
体の出口開口から外部に排出する。

【０００４】上述のようにして、汚泥から水分が分離さ
れるが、純粋な水分を分離することはできず、分離され
た水分、すなわちろ液中には汚泥の固形分が残されてい
る。従って、このろ液をそのまま川などに放流すること
はできず、そのろ液を再度処理しなければならない。

【０００５】通常は、ろ液を、水処理前の廃水を貯留す
る廃水槽に戻し、当該ろ液を水処理前の廃水に混ぜ、こ
れを再度水処理し、これによって得られた汚泥を再び固
液分離装置によって固液分離処理している。その際、固
液分離装置によって汚泥から脱水されたろ液中には、か
なりの量の固形分が残されており、しかもそのろ液の全
量もかなり多量なものとなるので、かかるろ液を廃水に
混ぜ、これを再度水処理すると、その処理に多大な時間
とコストが必要となり、水処理装置と固液分離装置を含
めた全体の廃水処理装置の処理効率が低下せざるを得な
い。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上述
した従来の欠点を除去できる固液分離装置を提供するこ
とにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、筒状体の内部空間に配置されたスクリュー
コンベアを、その中心軸線のまわりに回転駆動すること
により、前記筒状体の軸線方向一端側の入口開口から当
該筒状体の内部空間へ流入した多量の水分を含む汚泥
を、筒状体の軸線方向他端側の出口開口へ向けて移動さ
せ、筒状体内を移動する汚泥から分離された水分を、筒
状体に形成されたろ液排出スリットを通して筒状体外へ
排出させ、含水量の減少した汚泥を筒状体の出口開口か
ら排出させる固液分離装置において、筒状体内の汚泥に
加えられる圧力を、筒状体の入口開口側から出口開口側
へ向けて漸次高める圧力調整手段を設けると共に、筒状
体の内部空間を、汚泥の移動方向に関して、上流側の第
１ゾーンと、これよりも下流側の第２ゾーンとに分け、
第１ゾーンに存する汚泥から分離された水分を受ける第
１受皿と、第２ゾーンに存する汚泥から分離された水分
を受ける第２受皿とを設けたことを特徴とする固液分離
装置を提案する。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態例を図面
に従って説明し、併せて前述した従来の問題点を図面に
即してより具体的に明らかにする。

【０００９】図１は、水処理装置と固液分離装置を含め
た全体の廃水処理装置を示す概略説明図である。一般家
庭、食品加工工場、養豚場、或いはホテルなどから排出
された廃水は、矢印Ｄで示すように、一旦、廃水槽５０
に貯留され、かかる廃水は、水処理装置５１によって処
理される。この水処理装置５１は、廃水中の有機物を微
生物によって分解するための曝気槽５２と、その処理後
の廃水を沈殿させて汚泥を得る沈殿槽５３を有し、沈殿
槽５３にて廃水から分離された多量のうわ澄水は川など
に放流される。

【００１０】水処理によって得られた汚泥は、一旦、汚
泥槽５４に貯留され、次いでフロック化装置５５の混和
槽５６に移され、ここで凝集剤と混合され、フロック化
される。水分中に多数のフロックが浮遊した状態の汚泥
が得られるのである。このようにフロック化された汚泥
の含水率は、例えば９９重量％程度であり、かかる汚泥
が矢印Ａで示すように固液分離装置５７に送られ、ここ
で固液分離処理される。固液分離装置５７は、フロック
化された汚泥を脱水し、含水量の少なくなった汚泥と水
分とに分離するものである。

【００１１】図２は、この固液分離装置５７の縦断面図
であり、ここに示した固液分離装置は、入口部材１、出
口部材２、その両者の間に配置された中間支持部材３を
有している。

【００１２】入口部材１は一方に端壁４を有し、他方が
開放された筒状の本体７と、その本体７の上部に一体に
接続された入口管１１とを有し、この入口管１１によっ
て、多量の水分を含んだ汚泥用の流入口１２が構成され
ている。本体７の開放部側に一体に設けられたフランジ
１３はその一部が下方に延び、その下端部が、固液分離
装置の図示していない前後一対の本体側板に固着された
ステー１４に固定され、これによって入口部材１が本体
側板に不動に支持されている。

【００１３】出口部材２は、その水平断面がほぼロの字
形に形成され、上部と下部が開口し、その下部の開口
が、脱水された汚泥が排出される排出口１５を構成して
いる。出口部材２の一方の側壁１６は下方に延び、その
下端部が前述の本体側板に固着されたステー１７に固定
され、これによって出口部材２が本体側板に不動に支持
されている。

【００１４】入口部材１と出口部材２の中間に配置され
た中間支持部材３は、ほぼ円筒状に形成され、その軸線
方向各端部にフランジ１８，１９が一体に形成され、一
方のフランジ１９は下方に延び、その下端部が、本体側
板に固着されたステー２０に固定され、これによって中
間支持部材３が本体側板に対して不動に支持されてい
る。

【００１５】入口部材１と中間支持部材３との間、及び
中間支持部材３と出口部材２との間には固液分離部５が
設けられ、前述の流入口１２から入口部材１の内部に流
入した水分を多量に含んだ汚泥は、両固液分離部５の内
部を順次移動し、ここで脱水処理を受けて水分を分離さ
れ、含水量の減少した汚泥が排出口１５から排出され
る。

【００１６】固液分離部５は、図３に示す如き固定リン
グ６を複数個有しており、これらの固定リング６は、図
２、図４及び図５に示すように、同心状に配列され、各
固定リング６の間にはスペーサ９が挟み込まれ、各固定
リング６の耳６ａに形成された孔８とスペーサ９にはボ
ルト１０が挿通されている。この例では４本のボルト１
０が用いられ、これらが同一円周上に配列されている。
各ボルト１０は、入口部材１のフランジ１３と、中間支
持部材３の両フランジ１８，１９と、出口部材２の一方
の側壁１６にそれぞれ形成された孔を貫通し、これら
に、ボルト１０に螺合したナット３２によって固定され
ている。

【００１７】このように、複数の固定リング６は、スペ
ーサ９により互いに所定の間隙をあけて、その軸線方向
に配列され、かつボルト１０とナット３２とによって互
いに一体的に固定され、入口部材１、中間支持部材３及
び出口部材２に対して不動に固定されている。各固定リ
ング６にスペーサ９と同様な突部を一体に付設し、これ
によって各固定リングの間に間隙を形成してもよい。

【００１８】各固定リング６の間の間隙には、図２乃至
図５に示すように遊動リング３０がそれぞれ配置されて
いる。図５に示すように、各遊動リング３０の厚さＴ
は、各固定リング間の間隙幅Ｇより小さく設定され（Ｔ
＜Ｇ）、各固定リング６の端面と、これに対向する遊動
リング３０の端面の間には微小なギャップより成るろ液
排出スリットｇが形成される。例えば、間隙幅Ｇが６m
m、遊動リング３０の厚さＴが５mmに設定されていると
き、これらの間の各ろ液排出スリットｇは０．５mmとな
る。かかるろ液排出スリットｇは、後述するように汚泥
から分離された水分、すなわちろ液を通過させるもので
ある。また各遊動リング３０の外径Ｄ₁は、そのまわり
に位置する４本のスペーサ９の内側面により形成される
円Ｃ（図３）の径Ｄ₂よりも小さく、しかも各固定リン
グ６の内径Ｄ₃よりも大きく設定されている。この構成
により、各遊動リング３０は、各固定リング６の間から
離脱することなく、その半径方向に可動であり、しかも
中心軸線まわりを回転可能となる。このように、遊動リ
ング３０は各固定リング間の間隙に遊動可能に配置され
ているのである。

【００１９】上述のようにして、複数の固定リング６
と、複数の遊動リング３０とによって筒状体２１が形成
され、図２に示した例では中間支持部材３を間に挟んだ
２個の筒状体部分２１ａ，２１ｂによって筒状体２１の
全体が構成されている。かかる筒状体２１の内部には、
図４及び図５に示すように空間Ｓが区画され、その内部
空間Ｓには、筒状体２１の軸線方向に延びるスクリュー
コンベア３１が配置されている。このような筒状体２１
にろ液排出スリットｇが形成されているのである。

【００２０】本例のスクリューコンベア３１は、図２に
示すように、それぞれ別々に駆動される第１コンベア２
２と第２コンベア２３とに分割され、第１コンベア２２
の軸部２４の一方の端部は、入口部材１の端壁４を貫通
し、その端壁４に固定支持された第１モータ２６に駆動
連結されている。またこの軸部２４の他方の端部は、中
間支持部材３に固定された軸受部材２８に回転自在に支
持されている。第２コンベア２２の軸部２５の一方の端
部は、上記軸受部材２８に回転自在に支持され、他方の
端部は、出口部材２の一方の側壁１６に形成された開口
２９を通り、出口部材２の他方の側壁３３を貫通し、そ
の側壁３３に固定支持された第２モータ２７に駆動連結
されている。このように、本例では、同一軸線上に配置
された第１及び第２コンベア２２，２３より成るスクリ
ューコンベア３１が用いられているが、複数に分割され
ていない１つのスクリューコンベア３１を用いることも
できる。

【００２１】次に固液分離装置の作用の詳細を説明しな
がら、他の構成について明らかにする。

【００２２】図２に矢印Ａで示すように、図示していな
い導管を通してフロック化装置（図１）５５から送られ
る汚泥（図示せず）は、流入口１２から入口部材１の本
体７内に流入する。この汚泥は、前述のように、フロッ
ク化装置５５において混入された凝集剤によってフロッ
クが形成されたものとなっていて、水分中に多数のフロ
ックが浮遊した状態となっている。

【００２３】このとき、スクリューコンベア３１は、そ
の中心軸線のまわりに回転駆動されており、これにより
入口部材１の本体７内に流入した汚泥は、その本体７の
開放端側から流出し、複数の固定リング６と遊動リング
３０によって構成された筒状体２１の軸線方向一端側の
入口開口３４から、その筒状体２１の内部空間Ｓに流入
する。図示した例では、スクリューコンベア３１が第１
及び第２コンベア２２，２３から成るので、これらのコ
ンベア２２，２３が第１及び第２モータ２６，２７によ
ってそれぞれ回転駆動される。

【００２４】入口開口３４から筒状体２１の内部空間に
流入した多量の水分を含む汚泥は、スクリューコンベア
３１がその中心軸線のまわりに回転駆動されることによ
り、中間支持部材３の内部空間を通り、筒状体２１の軸
線方向他端側の出口開口３５へ向けて移動する。先にも
説明したように、第１及び第２コンベア２２，２３の軸
部２４，２５の互いに対向した側の各端部は、図１に示
した軸受部材２８に回転自在に支持されているが、この
軸受部材２８は、そのフランジ部２８ａが、図７に示す
ように、中間支持部材３の円周面からその中心側に突出
した突部４３にねじ止めされて固定され、各突部４３の
間、及び軸受部材２８と中間支持部材３の内周面との間
には、汚泥が通過できるのに充分な大きさの隙間が確保
されている。このようにして、汚泥は支障なく中間支持
部材３内を通過することができる。

【００２５】上述のように、汚泥が筒状体２１の内部を
移動するとき、汚泥中から分離された水分が各固定リン
グ６と遊動リング３０との間の微小ギャップより成るろ
液排出スリットｇを通して筒状体外に排出される。図２
に矢印Ｃ₁，Ｃ₂で示すように筒状体２１から流下した水
分は、前述の本体側板に固定された第１及び第２受皿３
６，３７のそれぞれに受け止められ、その各排出口３
８，３９を通して排出される。このようにして、筒状体
２１内を移動する汚泥から分離された水分は、筒状体２
１に形成されたろ液排出スリットｇを通して筒状体外へ
排出され、第１及び第２受皿３６，３７上に流下する
が、これらの受皿３６，３７によって奏せられる作用効
果については後に詳しく説明する。

【００２６】上述のようにして筒状体２１内の汚泥の含
水率が下げられ、含水量の減少した汚泥は筒状体２１の
出口開口３５から排出され、出口部材２の側壁１６に形
成された開口２９と、次に説明する規制部材４０の排出
孔４１を通して、図１に矢印Ｂで示すように出口部材２
内に排出され、次いで本体側板に固定されたシュータ４
２に案内されながら下方に落下して回収される。このよ
うにして連続的に流入口１２に水分を多量に含んだ汚泥
を供給し、スクリューコンベア３１を回転させることに
よって、安定状態で、脱水した汚泥を得ることができ
る。水処理された後の汚泥の含水率は、例えば８０乃至
８５重量％前後である。

【００２７】上述のように固液分離装置５７によって分
離された水分、すなわちろ液には汚泥の固形分が残され
ており、従ってこのろ液を再度処理しなければならな
い。そこで、従来は先にも説明したように、固液分離装
置から排出されたろ液を、全て図１に示した廃水槽５０
に戻し、これを未処理の廃水に混ぜ、次いでこれを再び
水処理装置５１によって水処理し、これによって得られ
た汚泥を汚泥槽５４に送り、さらにこの汚泥をフロック
化装置５５によってフロック化した後、その汚泥を固液
分離装置によって固液分離処理していた。ところが、固
液分離装置から排出されるろ液中にはかなりの量の固形
分が含まれ、またそのろ液の量も多量であるため、かか
るろ液をそのまま廃水に混ぜ、これを水処理装置５１に
よって再処理すると、その処理のために多大な時間がか
かり、処理のためのコストも嵩み、廃水処理装置全体の
廃水処理効率が低下せざるを得なかった。

【００２８】このような従来の欠点を除去すべく、本例
の固液分離装置においては、先ず、筒状体内の汚泥に加
えられる圧力を、筒状体２１の入口開口３４の側から、
出口開口３５の側へ向けて漸次高める圧力調整手段が設
けられている。図示した例では、図２に示すように、ス
クリューコンベア３１のスクリュー羽根のピッチを、筒
状体２１の入口開口３４の側から出口開口３５の側へ向
けて漸次小さく設定する構成と、出口開口３５の側に設
けた規制部材４０とによって、圧力調整手段が構成され
ている。

【００２９】筒状体２１の出口開口３５に設けられた規
制部材４０は、図６にも示すように、中央部にスクリュ
ーコンベア３１の軸部２５が貫通するボス部４２を備え
た円板状に形成されている。その円板４５の外径は、出
口部材２の側壁１６に形成された開口２９よりも大き
く、かかる円板４５が、開口２９の全体を筒状体２１の
外側から塞いだ状態で、出口部材２の側壁６に対して極
く近接し、ないしは密接した状態で位置している。規制
部材４０の円板４５には、その中心のまわりに、先に説
明した複数の排出孔４１が穿設され、ボス部４２がスク
リューコンベア３１、本例ではその第２コンベア２３の
軸部２５にねじ４４によって固定されている。かかる構
成により、スクリューコンベア３１が回転すると、規制
部材４０も側壁１６に摺接しながら、或いはその側壁１
６に対して極く近接した状態を維持しながら回転する。
規制部材４０の円板４５を、筒状体２１の内部側から外
部側へ向けて貫通する各排出孔４１は、側壁１６の開口
２９に対向して位置する。

【００３０】前述のように入口開口３４から筒状体２１
の内部に流入した汚泥は、スクリューコンベア３１の回
転によって、その出口開口３５の側へ運ばれ、その間に
脱水作用を受け、規制部材４０の排出孔４１を通して矢
印Ｂで示すように外部に排出される。その際、汚泥は規
制部材４０の排出孔４１を通るので、筒状体２１から外
部に排出される汚泥の量が制限されて規制され、これに
よって筒状体２１内の汚泥に加えられる圧力が、その出
口開口３５に近づくに従って高められる。またスクリュ
ーコンベア３１のスクリュー羽根のピッチが、筒状体２
１の入口開口３４の側から出口開口３５の側に向けて漸
次小さくなっていて、筒状体２１の内部空間の有効容積
が出口開口３５に近づくに従って小さくなっているの
で、これによっても、筒状体２１内の汚泥に加えられる
圧力が出口開口３５に近づくに従って順次大きくなり、
汚泥に対する水分の絞り効果が高められる。

【００３１】上記構成によれば、汚泥が筒状体２１内に
流入した初期段階においては、その汚泥に加えられる圧
力はさほど大きなものではないが、このときの汚泥中に
は多量の水分が含まれているので、その汚泥から効率よ
く多量の水分が分離し、その水分は自重によって、固定
リング６と遊動リング３０の間のろ液排出スリットｇを
通して下方に流れ出る。これは、含水率の高い汚泥をざ
るの中に落し込んだとき、これに含まれた多量の水分が
ざるの目を通して下方に流れ出る現象と類似している。
かかる脱水工程を汚泥に対する濃縮工程と称することに
すると、かかる濃縮工程は、例えば、筒状体２１の全体
の半分程、すなわち中間支持部材３よりも、汚泥移動方
向上流側に位置する固液分離部で行われる。このような
濃縮工程の行われる筒状体２１の内部領域を第１ゾーン
と称し、そのゾーンに対して図１に符号Ｓ₁を付して示
す。

【００３２】第１ゾーンＳ₁を通過した汚泥は、引き続
き、中間支持部材３よりも、汚泥移動方向下流側の固液
分離部に移動するが、このときは、その汚泥が出口開口
３５に近づくに従って、これに含まれる水分の量が減少
するので、本来、かかる汚泥から水分を分離し難くな
る。ところが、このとき、この汚泥には大きな圧力が作
用するので、汚泥に大きな絞り作用が加えられ、その脱
水効率が高められる。このように汚泥に対して大きな圧
力を加え、その絞り作用を高める工程を絞り工程と称す
ることにすると、かかる絞り工程は、例えば、中間支持
部材３よりも、汚泥移動方向下流側に位置する固液分離
部で行われる。このような絞り工程の行われる筒状体２
１の内部領域を第２ゾーンと称し、このゾーンを、図１
に符号Ｓ₂を付して示す。

【００３３】上述のように、図示した固液分離装置３７
は、筒状体２１内の汚泥に加えられる圧力が、筒状体の
入口開口３４の側から出口開口３５の側へ向けて漸次高
められる圧力調整手段が設けられ、しかもその筒状体２
１の内部空間が、汚泥の移動方向に関して、上流側の第
１ゾーンＳ₁と、これよりも下流側の第２ゾーンＳ₂とに
分けられている。そして、第１ゾーンＳ₁においては、
多量の水分を含む汚泥から多量に水分を分離し、第２ゾ
ーンＳ₂においては、ここに存する汚泥に大きな圧力を
及ぼしてこれから水分を絞り出し、その全体の脱水効率
を高めることができるのである。

【００３４】その際、前述のように、第１ゾーンＳ₁に
送り込まれた汚泥は、元々、その含水率が非常に高く、
しかも第１ゾーンＳ₁に存する汚泥には、第２ゾーンＳ₂
における程大きな圧力が加えられないので、ここで汚泥
から分離された水分、すなわちそのろ液の量は第２ゾー
ンＳ₂にて分離されるろ液の量よりも非常に多く、しか
もこれに含まれる固形分の比率は非常に少ない。ろ液排
出スリットｇを通してリークする固形分の量が非常に少
なく、固形分濃度の低いろ液が得られるのである。

【００３５】一方、第２ゾーンＳ₂に送り込まれた汚泥
は、既に含水量が少なくなっているので、ここで分離さ
れた水分、すなわちそのろ液の量は、第１ゾーンＳ₁に
おいて分離されたろ液に比べ非常に少ない。但し、第２
ゾーンＳ₂の汚泥には大きな圧力が加えられるので、こ
こから排出されるろ液には、第１ゾーンＳ₁にて分離さ
れたろ液よりも多量の固形分が含まれている。第２ゾー
ンＳ₂からは固形分濃度の高いろ液が排出されるのであ
る。

【００３６】第１及び第２ゾーンＳ₁，Ｓ₂の両ゾーンに
おいて分離される水分の総量をＶとしたとき、第１ゾー
ンＳ₁においては、例えば、その総量Ｖの９０％の水分
を汚泥から分離でき、その残りの１０％の水分を第２ゾ
ーンＳ₂において分離することができる。その際、前者
の第１ゾーンＳ₁にて分離されたろ液の固形分比率は、
例えばその総量（０．９Ｖ）の５％程度となり、第２ゾ
ーンＳ₂から排出されたろ液の固形分比率は、例えばそ
の総量（０．１Ｖ）の２０％程度となる。

【００３７】上述のように、圧力調整手段を設け、筒状
体２１の内部を第１及び第２ゾーンＳ₁，Ｓ₂に分けるこ
とによって、各ゾーンＳ₁，Ｓ₂から排出されるろ液の量
と、その固形分の濃度に大きな差をもたせることができ
る。かかる事実に着目し、本例の固液分離装置５７は、
前述のように２つの受皿３６，３７を設け、その各皿に
よって、各ゾーンＳ₁，Ｓ₂から排出されるろ液を別々に
受けるように構成されている。すなわち、筒状体２１内
の第１ゾーンＳ₁に存する汚泥から分離された水分を受
ける第１受皿３６と、第２ゾーンＳ₂に存する汚泥から
分離された水分を受ける第２受皿３７を設け、各ゾーン
Ｓ₁，Ｓ₂から排出されるろ液を別々に処理できるように
構成したのである。

【００３８】このように、固形分濃度が低く、かつ量の
多いろ液と、固形分濃度の高い少量のろ液とを別々に処
理できるので、廃水処理装置全体における廃水効率を従
来よりも高めることができる。

【００３９】図１に示した例では、第１ゾーンＳ₁から
排出されて第１受皿３６に集められたろ液は、従来と同
じく、その受皿３６から、導管を介して、水処理前の廃
水を貯留する廃水槽５０に戻される。ろ液は処理前の廃
水に混ぜられ、これが再度水処理装置５１において処理
され、ここで多量のうわ澄水が放流されると共に、ここ
で得られた汚泥がフロック化装置５５でフロック化さ
れ、これが固液分離装置５７によって固液分離処理され
るのである。

【００４０】その際、第１受皿３６から廃水槽５０に戻
されるろ液の固形分濃度は、前述のように非常に低いの
で、かかるろ液の混ざった廃水は、従来よりも短時間
で、しかも低コストで水処理することができる。

【００４１】一方、第２ゾーンＳ₂から排出されて第２
受皿３７に受け止められたろ液は、水処理装置５１を通
ることなく、直に導管を通して汚泥槽５４に送り込まれ
る。そして、ここで、水処理により得られた汚泥と混ぜ
合され、再びフロック化装置５５へ送られ、ここでフロ
ック化され、これが再度固液分離装置５７によって固液
分離される。その際、第２受皿３７から汚泥槽５４に送
られるろ液の固形分濃度は高く、その量は非常に少ない
ので、汚泥槽５４から送られた汚泥をフロック化装置５
５においてフロック化処理し、かつこれを固液分離装置
５７によって固液分離処理するときの処理効率を高める
ことができる。

【００４２】上述のように、固液分離装置５７の第１受
皿３６は、第１ゾーンＳ₁に存する汚泥から分離された
ろ液を水処理前の廃水を貯留した廃水槽５０に戻すべ
く、第１ゾーンからのろ液を受け、第２受皿３７は、第
２ゾーンＳ₂に存する汚泥から分離されたろ液を、水処
理後であって、フロック化前の汚泥を貯留する汚泥槽５
４に戻すべく、第２ゾーンからのろ液を受けるものであ
る。かかる構成により廃水処理装置全体の廃水処理効率
を大きく向上させることができる。廃水槽５０からの廃
水を水処理する水処理装置５１と、これにより得られた
汚泥を貯留する汚泥槽５４と、その汚泥をフロック化す
るフロック化装置５５と、フロック化された汚泥を脱水
する固液分離装置５７とを有する廃水処理装置におい
て、その固液分離装置５７の第１受皿３６に排出された
ろ液を、廃水槽５０に戻してこれを再度水処理装置５１
にて水処理し、これを汚泥槽５４を介してフロック化装
置５５に送り、ここでフロック化された汚泥を固液分離
装置５７で固液分離処理すると共に、第２受皿３７に排
出されたろ液を、汚泥槽５４に戻し、これをフロック化
装置５５に送ってここでフロック化し、次いでその汚泥
を固液分離装置５７によって固液分離処理するのであ
る。

【００４３】従来は、廃水処理装置全体の処理効率を高
めるには、固液分離装置から排出されるろ液の固形分濃
度を下げ、これによって、そのろ液を再処理する水処理
装置５１の負担を軽減すべきであるとする思想が支配的
であった。ところが、固液分離装置から排出されるろ液
の固形分濃度を下げることには限界があるため、廃水処
理装置全体の廃水処理効率を向上させることにも自ずと
限界があった。これに対し、図示した例では、固液分離
装置５７の第１ゾーンＳ₁から排出されるろ液の固形分
濃度については、これを効率よく下げるものの、第２ゾ
ーンＳ₂から排出されるろ液の固形分濃度については、
その濃度を大きく下げることについて特に考慮を払わ
ず、その代り、その第２ゾーンＳ₂からのろ液を直接汚
泥槽５４に戻し、水処理装置５１の負担を軽減して廃水
処理装置全体の廃水処理効率を高めているのである。

【００４４】以上、筒状体２１を固定リング６とその間
に配置された遊動リング３０によって構成し、その固定
リング６と遊動リング３０との間にできる微小ギャップ
によって、汚泥から分離された水分を筒状体２１外に排
出させるろ液排出スリットｇを形成した固液分離装置を
示したが、本発明はこのような形式以外の固液分離装置
にも広く適用できるものである。例えば、全体が一体の
剛体板より成る筒状体にろ液排出スリットを形成し、そ
の内部のスクリューコンベアによって汚泥を移動させ、
このとき分離された水分をろ液排出スリットから排出さ
せる固液分離装置や、特公平６−４２９２８号公報に開
示されているように、多数の固定リングを筒状に配列し
て筒状体を構成し、その内部に配置されたスクリューコ
ンベアにより汚泥を搬送し、このとき分離された水分
を、各固定リング間に形成されたろ液排出スリットを通
して外部に排出させる固液分離装置などにも広く適用で
きる。また、先にも述べたように、スクリューコンベア
を複数に分割せず、１本のスクリューコンベアを用いた
固液分離装置にも適用可能であり、この場合には、図２
に示した中間支持部材３を省略し、筒状体２１の全体を
連続したものに構成することもできる。このような固液
分離装置は、前述の特公平６−４２９２８号公報のほか
に、特公平７−１０４４０号公報にも開示されている。

【００４５】ただ、本例のように複数の固定リング６と
遊動リング３０を用いて筒状体を構成すると、次のよう
な目詰まり防止効果も得られ、特に有利である。

【００４６】すなわち、汚泥の水分と固形分を分離する
際、各固定リング６と遊動リング３０との間のろ液排出
スリットｇに固形分の一部がわずかに入り込むことは避
けられず、これを放置すると、そのスリットｇが目詰ま
りを起こし、スリットｇを通しての水分の流下が不能と
なる。ところが、各固定リング６の間に配置された遊動
リング３０は、その軸線のまわりと、その半径方向に遊
動可能であるため、各遊動リング３０の端面が、これに
対向する固定リング６の端面に対して運動し、この掻動
作用によってろ液排出スリットｇに入り込んだ固形分
を、該スリットｇから効率よく排出させることができ
る。スリットｇを、装置の作動自体によって清掃でき、
その目詰まりを防止し、該スリットｇを通して確実に水
分を排出させることができるのである。

【００４７】その際、図５に示す如くスクリューコンベ
ア３１の外径Ｄ₄は、その回転が阻害されないように、
固定リング６の内径Ｄ₃よりもわずかに小なる大きさに
設定されるが、遊動リング３０の内径Ｄ₅は、スクリュ
ーコンベア３１の外径Ｄ₄よりも小さく設定されてい
る。図５における符号Ｐは、遊動リング３０の内周面
と、スクリューコンベア３１のスクリュー羽根エッジと
の接触点を示している。このような構成により、スクリ
ューコンベア３１の回転によって、各遊動リング３０
は、スクリューコンベア３１から外力を受け、固定リン
グ６に対して、これとほぼ平行な方向に積極的に相対運
動し、スリットｇに対するクリーニング効率を高めるこ
とができる。すなわち、スクリューコンベア３１の外径
Ｄ₄と遊動リング３０の内径Ｄ₅とに差（Ｄ₄−Ｄ₅）があ
るため、スクリューコンベアが回転すると、各遊動リン
グ３０は、その中心軸線がスクリューコンベア３１の中
心軸線に対して積極的に相対運動するのである。このよ
うな運動を各遊動リング３０がそれぞれ行うので、各遊
動リング３０と各固定リング６との間の微小幅のスリッ
トｇに入り込んだ固形分を極めて効率よくスリット外に
排出させ、目詰まりを効果的に阻止することができる。

【００４８】さらに、スクリューコンベア３１を２つの
第１及び第２コンベア２２，２３によって構成すると、
次のような利点も得られる。

【００４９】図２に示すように、筒状体２１内の汚泥の
移動方向に関して上流側、すなわち第１ゾーンＳ₁に位
置する第１コンベア２２を、それよりも下流側、すなわ
ち第２ゾーンＳ₂に位置する第２コンベア２３よりも高
速で回転駆動するのである。第１コンベア２２によって
運ばれる汚泥中には未だ大量の水分が含まれているの
で、このときは第１コンベア２３を高速で回転させ、こ
れによって作動する遊動リング３０の動きを速め、遊動
リング３０と固定リング６の間のろ液排出スリットｇに
入り込んだ固形分を迅速に排出させ、このスリットｇを
通して短時間に多量の水分を排出させる。これにより、
第１コンベア２２の領域に多量の汚泥を送り込んで効率
よくその水切り処理を行い、かつ含水量の少なくなった
汚泥を多量に第２コンベア２３の側へ送り込むことがで
きる。このとき、第２コンベア２３を低速で回転させて
遊動リング３０の作動速度を下げ、このコンベア２３の
位置する筒状体内、すなわち第２ゾーンＳ₂に多量の汚
泥を詰め込み、その汚泥がここに滞留する時間を長く
し、かかる汚泥に対して、ゆっくりと時間をかけて、そ
の汚泥に大きな絞り力を加える。このようにして、その
汚泥から効果的に水分を絞り出すことができ、前述のよ
うに脱水済みの汚泥の含水率を、容易に、８０乃至８５
重量％前後の低いものにすることができる。

【００５０】汚泥が筒状体２１内に流入した初期の段階
では、これに多量の水分が含まれているので、このとき
第１コンベア２２の回転数を上げ、遊動リング３０を激
しく作動させてその汚泥から迅速に多量の水分を分離す
る一方、第２コンベア２３の領域に運ばれた汚泥の含水
量は少なくなっているので、このときは第２コンベアを
低速で回転させ、ゆっくりと時間をかけながらその汚泥
から水分を分離するのである。このようにして、筒状体
２１の全体に亘る脱水効率を高めることができる。

【００５１】また図示した例では、筒状体２１内の汚泥
に加えられた圧力を、筒状体の入口開口３４から出口開
口３５へ向けて漸次高める圧力調整手段として、スクリ
ューコンベア３１のスクリュー羽根ピッチを変化させる
構成と、規制部材４０とによって構成したが、他の適宜
な構成によって圧力調整手段を構成することもできる。
例えば、スクリューコンベア３１のスクリュー羽根ピッ
チを出口開口３５に向けて順次小さくする構成に代え、
又はこの構成と共に、スクリューコンベアの軸部の径を
出口開口３５に向けて漸次大きく設定し、筒状体２１の
内部空間の有効容積を、その出口開口３５に向けて順次
狭くするようにしても、汚泥に対して前述の如く所望す
る状態の圧力を及ぼすことができる。また排出孔の形成
されていない規制部材を用い、これを筒状体２１の出口
開口３５からわずかに離間させて配置し、筒状体２１と
規制部材との間に形成された微小隙間を通して汚泥を筒
状体２１から排出させるように構成することもできる。

【００５２】

【発明の効果】請求項１に記載の固液分離装置によれ
ば、汚泥から、固形分濃度の薄い多量の水分を第１ゾー
ンにおいて分離し、かつ固形分濃度の高い少量の水分を
第２ゾーンにおいて分離し、そのそれぞれの水分を第１
及び第２受皿によってそれぞれ受け止めるので、廃水処
理装置全体の廃水処理効率を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】固液分離装置と水処理装置を含む廃水処理装置
の全体構成図である。

【図２】固液分離装置の縦断面図である。

【図３】１つの固定リングと、１つの遊動リングと、ス
ペーサとを示す斜視図である。

【図４】固液分離部の分解斜視図である。

【図５】固液分離部の断面図である。

【図６】図２のVI−VI線方向に見た断面図である。

【図７】図２のVII−VII線方向に見た断面図である。

【符号の説明】

２１ 筒状体 ３１ スクリューコンベア ３４ 入口開口 ３５ 出口開口 ３６ 第１受皿 ３７ 第２受皿 ５７ 固液分離装置 ｇ ろ液排出スリット Ｓ 内部空間 Ｓ₁ 第１ゾーン Ｓ₂ 第２ゾーン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C02F 11/00 - 11/20 B30B 9/14 B01D 29/25

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒状体の内部空間に配置されたスクリュ
   ーコンベアを、その中心軸線のまわりに回転駆動するこ
   とにより、前記筒状体の軸線方向一端側の入口開口から
   当該筒状体の内部空間へ流入した多量の水分を含む汚泥
   を、筒状体の軸線方向他端側の出口開口へ向けて移動さ
   せ、筒状体内を移動する汚泥から分離された水分を、筒
   状体に形成されたろ液排出スリットを通して筒状体外へ
   排出させ、含水量の減少した汚泥を筒状体の出口開口か
   ら排出させる固液分離装置において、 筒状体内の汚泥に加えられる圧力を、筒状体の入口開口
   側から出口開口側へ向けて漸次高める圧力調整手段を設
   けると共に、筒状体の内部空間を、汚泥の移動方向に関
   して、上流側の第１ゾーンと、これよりも下流側の第２
   ゾーンとに分け、第１ゾーンに存する汚泥から分離され
   た水分を受ける第１受皿と、第２ゾーンに存する汚泥か
   ら分離された水分を受ける第２受皿とを設けたことを特
   徴とする固液分離装置。