JP3464366B2 - 濃縮型凝集反応装置 - 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、汚泥や廃水中から
懸濁物質等を濃縮・分離するために用いる凝集反応装置
に係わり、特に凝集反応と凝集生成物の濃縮・分離を同
時に行うことが可能な濃縮型凝集反応装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】汚泥や廃水中から懸濁物質等を分離する
ために、先ず凝集法により廃水中から懸濁物質等を凝集
し、凝集したペレットを固液分離して分離する場合、凝
集装置と固液分離装置を離して設けると、凝集装置から
凝集ペレットを固液分離装置へ移送する間にペレットが
壊れるおそれがあるので、固液分離装置を内蔵した形式
の濃縮型凝集反応装置を使用するのが良い。通常、前記
濃縮型凝集反応装置には濃縮分離のためにスリット型の
固液分離装置が設けられている。従来、濃縮型凝集反応
装置を用いて汚泥や廃水中の懸濁物質等を凝集し、凝集
したペレットを濃縮・分離する場合、前記装置の反応槽
内で凝集した凝集ペレットは粒径が２〜１０ｍｍ程度に
成長する。このような凝集ペレットになったものを含ん
だ被処理液は、反応槽内の濃縮分離用スリットを通過さ
せることにより分離水の一部は系外に排出され、凝集ペ
レットを含む懸濁液（被処理液）は濃縮される。

【０００３】典型的な濃縮型凝集反応装置を概念的に示
した縦断面図を図８に示す。図８を用いて濃縮型凝集反
応装置による被処理液の処理を以下に説明する。図８に
おいて、濃縮型凝集反応装置７の形状は縦型円筒状で、
反応装置７の下部側面に汚泥供給管８と、ポリマー供給
管９が、また上面側面に濃縮汚泥流出管１０、中段側面
に分離水流出管１１がそれぞれ接続されている。反応装
置７上部には駆動装置１３があり、この駆動装置１３は
反応装置７の槽１２内を攪拌するためのシャフト１６に
つけた攪拌羽根１４とスクレーバ１８を回転させる。分
離水を分離するスクリーン１９は、図４として示すよう
にリング型のウエッジワイヤー２を水平にしてそれを垂
直方向に例えば１ｍｍ間隔で重ね、これらを垂直方向に
渡したサポートバー４により固定した構造のものであ
る。この構造については後で詳しく述べる。槽１２内の
中央部にはスクリーン１９表面の上向流速を高めるため
のドラフトチューブ１７がある。被処理液である汚泥は
攪拌羽根１４で攪拌され、ドラフトチューブ１７でスク
リーン１９位置まで持ち上げられる間に、液中の懸濁物
質等は凝集し、凝集したペレットはスクリーン１９で固
液分離され、スクリーン１９を通った分離水は外に出る
ので、槽１２内の懸濁物濃度は上昇し、濃縮された汚泥
（凝集ペレットを含む）は濃縮汚泥流出管１０から系外
に排出され、前記分離水は分離水流出管１１から系外に
排出される。分離水は自然流下し、その流量制御はテレ
スコープ弁１５で行うようになっている。

【０００４】以上説明したように、凝集ペレットを含む
凝集生成物（以下「凝集ペレット」という）は、通常は
装置内に配置された攪拌機等による水流で攪拌されなが
ら槽内を数分間滞留した後に、前記した濃縮汚泥のよう
に凝集濃縮液として次工程に移送される。しかし、凝集
反応槽内の凝集ペレットが反応槽内を滞留している際に
スクリーンの分離用スリットに付着、堆積して、分離液
の流出が妨げられると、スリットの有効分離面積が減少
し、濃縮効率が低下する。そのため、通常はスリット面
上のクロスフロー流速を大きくしたり、スリット面付近
にスクレーパーやブラシを用いたりして凝集ペレットの
付着、堆積を防いでいる。これらのスリット目詰まり防
止機構は、装置構造の簡略のために新たな駆動装置を設
けずに効果を得るのが望ましいので、槽内の攪拌機の駆
動力を利用した簡単な構造である場合が多い。

【０００５】しかし、これらの簡単な目詰まり防止機構
は、凝集生成物の性状によって大きくその効果が異な
る。具体的には凝集ペレットと分離水の粘性、凝集ペレ
ットの粒径及びせん断強度等が異なると、凝集生成物の
スリット面への付着、及びスリット目の目詰まりの度合
いが異なり、その防止機構が機能する場合とそうでない
場合が生じる。例えば、下水処理場や活性汚泥処理施設
等で発生する汚泥等のように凝集ペレットの粒径、剪断
力がともに比較的大きい場合は従来のスリット目詰まり
防止機構で十分対応できるが、特殊な物質を扱う工場の
廃液等では非常に粒径が小さく、その凝集ペレットの剪
断力が極端に小さい場合があり、凝集ペレットの一部が
壊れてスリットを目詰まりさせる場合がある。そのため
クロスフロー水流やスクレーバーによる目詰まり防止機
構では効果が不十分となる場合がある。ブラシによる目
詰まり防止機構はブラシ面をスリット面に接触させるこ
とができるために上記の２方法よりも効果的である場合
が多い。

【０００６】従来の濃縮型凝集反応装置の凝集反応槽内
で使用されているスクリーン型固液分離装置のスクリー
ンの１例を図４に示す。図４に示すスクリーン１９は、
リング型のウエッジワイヤー２を水平にしてそれを垂直
方向に例えば１ｍｍ間隔で重ね、これらを垂直方向に渡
したサポートバー４により固定した構造のものである。
このようなスクリーン１９で凝集ペレットを含む凝集生
成物を固液分離している際にスクリーン１９の分離用ス
リットに凝集ペレットが付着、堆積し、分離液の流出が
妨げられるようになる。このようなスクリーン１９の目
詰まりを凝集反応装置の攪拌機の駆動力を利用して簡
単、かつ効果的に防止するために、スクリーン１９の内
側に配置したブラシ５をブラシの柄２０を介して駆動装
置１３に連結させて設置するのが良い。ブラシ５の配置
の詳細は図５あるいは図６に示すとおりである。

【０００７】図５および図６において、ブラシの毛６を
植えつけたブラシ５は、図８の濃縮型凝集反応装置７の
説明図において、スクレーバ１８の代わりに凝集反応装
置の槽１２内を攪拌するため駆動装置１３のシャフト１
６につけられ、駆動装置１３によって攪拌羽根１４とと
もに回転される。また、凝集反応槽１２に投入される汚
泥の性状によっては、スクレーパ１８の回転速度が大き
すぎて汚泥を飛散させる場合があり、その場合は攪拌羽
根１４の回転速度よりもスクレーパ１８の回転速度を小
さくする必要があることからシャフト１６とブラシの柄
２０の連結部分に減速機２１を挿入する場合もある。図
５に示す場合のように、ブラシの毛６の尖端とスクリー
ン１９のサポートバー４との間に間隙（クリアランス）
を数ミリ設けた場合には目詰まりを完全に防止できない
場合が多い。しかしまた、図６に示す場合のようにブラ
シの毛６の尖端がスリット目を貫通するようにした場合
は、ブラシが回転する間にスリットをサポートしている
サポートバー４と接触することになり、長時間の運転に
よりブラシの毛６が図７に示すように曲がったまま戻ら
なくなったり、摩耗したり、ブラシの毛が抜けたりす
る。その場合はスリット１９を構成するウェッジワイヤ
２の厚み部分に目詰まりした凝集生成物をブラシの毛６
で掻き出すことができなくなる。従って、従来は凝集生
成物の性状によっては、分離スリットの目詰まりを完全
に防止する簡単な構造の濃縮型凝集反応装置は非常に少
なかったといえる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来技術の
前記問題点を解決し、凝集反応用の攪拌機以外の駆動装
置を用いず、簡単な構造で、分離用スリットの目詰まり
を完全に防止する機構を組み入れ、連続して安定した濃
縮効率を維持することを可能にした濃縮型凝集反応装置
を提供することを課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、以下の手段に
よって、前記の課題を解決した。 （１）被処理液の凝集と分離・濃縮を単一の装置で行う
ことを可能にした、濃縮用スクリーンを配置した濃縮型
凝集反応装置において、前記濃縮用スクリーンの形状を
波状円筒型とし、前記濃縮用スクリーンのスリット目の
方向を水平方向とし、ブラシの毛の直径を前記スリット
目の目開きより小さいのを用い、ブラシの毛先がスリッ
ト目を貫通し、且つスクリーンのサポートワイヤーに僅
かに接触する長さにしたものを使用したブラシを前記ス
リット面に接触させながら前記濃縮用スクリーンに対し
て相対的に回転して凝集生成物を除去する機構とするこ
とを特徴とする濃縮型凝集反応装置。 （２）前記の波状円筒型の形状としたスクリーンにおけ
るウエッジワイヤーの形状が波状であって、その波状の
形状としたウエッジワイヤーの谷部で、前記ブラシから
遠い側の谷部の箇所にサポートワイヤーが接続されてい
ることを特徴とする前記（１）記載の濃縮型凝集反応装
置。

【００１０】すなわち、より具体的に説明すると、上記
課題を解決するために、本発明では、濃縮型凝集反応装
置においてウェッジワイヤを波状のリング形にして数ミ
リ間隔で重ねたものを濃縮分離用スクリーンのスリット
として使用し、スリット目詰まり防止機構としては、槽
内攪拌機と連結して回転し、スリット表面上をスリット
と接触しながら動く回転ブラシを用いる方法を採用し、
回転ブラシはブラシの毛の直径がスリット目幅（ウェッ
ジワイヤの間隔）より小さなものを用い、ブラシの毛先
がスリット目を貫通し、かつサポートバーに僅かに接触
する長さにしたものを使用することを特徴とする濃縮型
凝集反応装置を採用するものである。ブラシの位置はス
リット面の一次側（濃縮汚泥側）、または二次側（分離
水側）のいずれにも対応できる。（図３参照）

【００１１】本発明で使用する、ウェッジワイヤを波状
のリング形にし、数ミリ間隔で重ねて製作したスリット
で、そのスリット面の一次側（濃縮汚泥側）に回転ブラ
シを設置したものの１例を図１に示す。図１において、
１は、波状のリング形にしたウェッジワイヤ３を水平に
してそれを垂直方向に数ミリ間隔で重ね、これらを垂直
方向に渡したサポートバー４により固定した構造のスク
リーンである。図２にはスリット面の一次側（濃縮汚泥
側）に回転ブラシを設置したもの、図３にはスリット面
の二次側（分離水側）に回転ブラシを設置したものを図
示した。図２及び図３に例示したスリット目詰まり防止
機構では、ブラシの毛先はスリット目を貫通しているこ
とからスリットの両面に付着した凝集生成物をほぼ完全
に取り除くことが可能である上、構造的にウェッジワイ
ヤやサポートバーと衝突することがないことから、毛先
の磨耗や曲がりは大幅に改善されることになる。波状の
ウェッジワイヤの谷部で、ブラシから遠い側の谷部にサ
ポートバーを接続することにより、ブラシの毛先はスリ
ットの目を通るが、サポートバーに接触しないように運
動することができる。

【００１２】先に図８を用いて説明した濃縮型凝集反応
装置において、従来のリング型のスクリーン１９の代わ
りに、本発明のウェッジワイヤを波状のリング形にし、
数ミリ間隔で重ねて製作したスリットからなる波状のリ
ング型のスクリーン１を使用し、前記本発明のスリット
と前記本発明の回転ブラシ（スリット面の一次側あるい
は二次側に取り付けたものいずれかの）による目詰まり
防止機構を採用することで凝集生成物は連続的にスリッ
ト面から取り除かれスリット前後のろ過抵抗の増大を抑
制することが可能になるため濃縮型凝集反応装置の運転
が連続的かつ安定的に行える。

【００１３】

【実施例】以下に、本発明の理解を深めるために具体的
実施例を示すが、本発明は以下に示す具体的実施例によ
って限定されないことはいうまでもない。 実施例１ 前記図８に示す形式のものに本発明のスクリーンを適用
して構成した本発明の濃縮型凝集反応装置を使用して試
験を行った。この装置は、分離水を分離するスクリーン
が，波状リング型のウエッジワイヤーを水平にしてそれ
を垂直方向に１ｍｍ間隔で重ねてある。各ウエッジワイ
ヤーは垂直方向のサポートバーにより固定されている。
ブラシの毛は、耐摩耗性が強く、形状記憶性の特殊ネオ
ナイロン性素材で、直径０．４ｍｍのものを使用してい
る。ブラシの毛先はサポートバーにわずかに接触する長
さにカットしてある。槽内中央部にはスクリーン表面の
上向流速を高めるためのドラフトチューブ１７がある。
分離水は自然流下し、その流量制御はテレスコープ弁１
５で行うようになっている。

【００１４】その装置の容量は、３００リットルのもの
である。対象汚泥は、Ｐ薬品工場の特殊排水ＳＳ濃度；
４．０〜１１．０ｇ／リットルのものを使用した。前記
汚泥は凝集反応槽内で無機凝集剤及び高分子凝集ポリマ
ーにより凝集させて凝集ペレットを形成させた。このＰ
薬品工場の排水は通常の排水処理プラントから発生する
活性汚泥等と比較して凝集ペレットの粒子が非常に細か
く、粒径は２〜３ｍｍ程度であった。ポリマーの汚泥中
対ＴＳ当たりの添加率は１．２％（ｗｔ）とした。流入
汚泥量は８ｍ³ ／時間とし、分離水はその半分の４ｍ³
／時間とした。以上の条件で２４時間連続運転をを約２
ヶ月にわたり行った。処理結果を第１表に示す。

【００１５】

【表１】

【００１６】実施例の処理成績の平均値は、処理速度；
８．０ｍ³ ／時間、分離水ＳＳ濃度；８７ｍｇ／リット
ル、濃縮汚泥濃度；２４．９ｇ／リットルで、６０日以
上の連続運転が可能であった。処理水ＳＳ濃度の平均値
が１００ｍｇ／リットル以下である点から濃縮分離が非
常に良好に行われているといえる。

【００１７】

【発明の効果】本発明の濃縮型凝集反応装置において
は、濃縮・分離用のスクリーンが簡単な構造のもので、
凝集ペレットの目詰まりが起きにくく、濃縮・分離の効
率が良いとともに、ブラシがいたみが少なく、長時間使
用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスクリーンの１態様を説明する概略図
である。

【図２】内掻きブラシを有する本発明のスクリーンの１
態様の部分説明図である。

【図３】外掻きブラシを有する本発明のスクリーンの１
態様の部分説明図である。

【図４】従来の典型的なスクリーンの概略図である。

【図５】内掻きブラシを有する従来のスクリーンにおい
てスクリーンに対してブラシが遠い場合のの接触状況を
示す説明図である。

【図６】内掻きブラシを有する従来のスクリーンにおい
てスクリーンに対してブラシの毛先がスリット内に入る
場合のの接触状況を示す説明図である。

【図７】図６の場合におけるブラシの毛先の変形状況を
示す説明図である。

【図８】濃縮型凝集反応装置の概念図である。

【符号の説明】

１ スクリーン ２ ウェッジワイヤー ３ 波状ウェッジワイヤー ４ サポートバー ５ ブラシ ６ ブラシの毛 ７ 濃縮型凝集反応装置 ８ 汚泥供給管 ９ ポリマー供給管 １０ 濃縮汚泥流出管 １１ 分離水流出管 １２ 凝集反応槽 １３ 駆動装置 １４ 攪拌羽根 １５ テレスコープ弁 １６ シャフト １７ ドラフトチューブ １８ スクレーバ １９ スクリーン ２０ ブラシの柄 ２１ 減速機

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｂ０１Ｄ 29/64 35/22 (56)参考文献 特開 平９−117610（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−224407（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−24216（ＪＰ，Ａ) 実開 平６−64704（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B01D 21/00 - 21/34 B01D 29/00 - 35/30

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被処理液の凝集と分離・濃縮を単一の装
   置で行うことを可能にした、濃縮用スクリーンを配置し
   た濃縮型凝集反応装置において、前記濃縮用スクリーン
   の形状を波状円筒型とし、前記濃縮用スクリーンのスリ
   ット目の方向を水平方向とし、ブラシの毛の直径を前記
   スリット目の目開きより小さいのを用い、ブラシの毛先
   がスリット目を貫通し、且つスクリーンのサポートワイ
   ヤーに僅かに接触する長さにしたものを使用したブラシ
   を前記スリット面に接触させながら前記濃縮用スクリー
   ンに対して相対的に回転して凝集生成物を除去する機構
   とすることを特徴とする濃縮型凝集反応装置。
2. 【請求項２】 前記の波状円筒型の形状としたスクリー
   ンにおけるウエッジワイヤーの形状が波状であって、そ
   の波状の形状としたウエッジワイヤーの谷部で、前記ブ
   ラシから遠い側の谷部の箇所にサポートワイヤーが接続
   されていることを特徴とする請求項１記載の濃縮型凝集
   反応装置。