JP3627809B2

JP3627809B2 - Sludge concentration apparatus and sludge concentration method

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Publication number: JP3627809B2
Application number: JP2002108424A
Authority: JP
Inventors: 忠雄竹内
Original assignee: Kurita Water Industries Ltd
Current assignee: Kurita Water Industries Ltd
Priority date: 2001-09-18
Filing date: 2002-04-10
Publication date: 2005-03-09
Anticipated expiration: 2022-04-10
Also published as: JP2003164899A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、汚泥凝集槽で汚泥に含まれる懸濁物質や固形成分（以下「固形成分等」）を凝集した後、この凝集汚泥から清澄水成分（以下「水分」）を分離して凝集汚泥を濃縮する汚泥濃縮装置および汚泥濃縮方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
各種汚泥を廃棄または焼却するため、汚泥に含まれる固形成分等は、汚泥に含まれる水分と分離されることによって脱水される。しかし、脱水機の能力のみで汚泥脱水を効率良く行うことはできず、汚泥脱水を効率良く行うためには、脱水処理に適した凝集汚泥濃度まで凝集汚泥を濃縮する必要がある。そこで、汚泥脱水処理に先立って、汚泥を凝集剤で凝集させ、この凝集汚泥に含まれる固形成分等の濃度（以下「凝集汚泥の濃度」）を高める汚泥濃縮処理が行われる。
【０００３】
従来この汚泥濃縮処理には、たとえば図７に示すロータリースクリーン型汚泥濃縮装置や、図８に示すスクリュープレス型汚泥濃縮装置が使用される。
図７のロータリースクリーン型汚泥濃縮装置では、汚泥は、導入ポンプ１で汚泥凝集槽２に導入されたのち、凝集剤を添加され撹拌機３で撹拌されて凝集汚泥となる。この凝集汚泥は略水平に配置された円筒体４の内部に導入される。円筒体４の周面にはパンチングプレートやウェッジワイヤで形成された濾過スクリーン部５が設けられている。円筒体４の内部には、濾過スクリーン部５の内周面に接する形で螺旋状スクリュー７が溶接等で固定され、そして円筒体４はモータ８によって駆動されて回転する。そうすると、円筒体４の内部に導入された凝集汚泥は、螺旋状スクリュー７によって移送されると共に、その水分の一部は、濾過スクリーン部５を通過して円筒体４の外部へと分離され、一方、螺旋状スクリュー７によって移送された凝集汚泥は水分の一部が分離されて濃縮凝集汚泥となって排出される。こうして分離された分離液（水分）は、円筒体４を収容する外容器９の底部に設けられた分離液排出口９ａから排出される。
【０００４】
上記のロータリースクリーン型汚泥濃縮装置では、凝集汚泥中に含まれる固形成分等の沈殿によって、濾過スクリーン部５が汚れて目詰まりするので、シャワー１０は濾過スクリーン部５に水を散布して汚れを洗浄する。
図８のスクリュープレス型汚泥濃縮装置では、ロータリースクリーン型汚泥濃縮装置と同様に汚泥凝集槽で凝集した汚泥が円筒体４に導入されるが、略水平に配置された円筒体４は回転せず、一方、円筒体４の内部の内筒６と螺旋状スクリュー７がモータ８で駆動されて回転する点が大きく相違する。そうすると、円筒体４の内部に導入された凝集汚泥は、螺旋状スクリュー７によって移送されると共に、その水分の一部は、円筒体４に設けられた濾過スクリーン部５を通過して円筒体４の外部へと分離され、一方、螺旋状スクリュー７によって移送された凝集汚泥は水分の一部が分離されて濃縮凝集汚泥となって排出される。こうして分離された分離液は、円筒体４を収容する外容器９の底部に設けられた分離液排出口９ａから排出される。
【０００５】
スクリュープレス型汚泥濃縮装置でも、濾過スクリーン部５が凝集汚泥中に含まれる固形成分等で汚れて目詰まりする。この汚れはシャワー１０から濾過スクリーンに散布される水で洗浄される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図７および図８にそれぞれ示す各汚泥濃縮装置では、円筒体４の内部に導入された凝集汚泥の水面の高さは、水平に配置された円筒体４の下部から円筒体４の略中心部近辺までの間にあり、濾過スクリーン部５の下部およびその近傍のみが凝集汚泥から水分を分離するにすぎない。そのため、より多くの量の凝集汚泥を濃縮しようとするには、濾過スクリーン部５をより大型化する必要が生じて、汚泥濃縮装置が大型化する。また、濾過スクリーン部５における濾過に必要な圧力は、濾過スクリーン部５内部の凝集汚泥水面の高さと共に高くなる。そして上記圧力が必要以上に高くなると濾過スクリーン部５内部に堆積した固形成分等が濾過スクリーン部５から外部にリークすると共に、このリークした固形成分等による濾過スクリーン部５の目詰まりが生じる。
【０００７】
こうしたリークや目詰まりを軽減するには、より多くの凝集剤を汚泥凝集槽で汚泥に添加しなければならない。また、目詰まりが生じるとシャワー１０で濾過スクリーン部５を洗浄する必要があり、且つ濾過スクリーン部５からリークして外容器９の底面に堆積した固形成分等もシャワー１０で洗浄する必要がある。さらに、汚泥濃縮装置における濃縮濃度は、濾過スクリーン部５における凝集汚泥の濾過性（凝集汚泥から水分がどの程度分離するかという性質）に依存する。また、濾過速度は、濾過スクリーン部５内部の凝集汚泥の水面高さや濾過スクリーン部５の目詰まりによっても変化するので、凝集汚泥濃度を所定の濃度に調整することが困難である。
【０００８】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、濾過スクリーンの全面を凝集汚泥から水分を分離するために使用することができ、したがって小さな円筒体で構成されて小型化が図れ、濾過スクリーン部における濾過に係わる圧力が必要以上に高くなることがなく、固形成分等のリークや、濾過スクリーンの目詰まりが生じ難く、さらに好ましくは、濾過スクリーン部内部の凝集汚泥濃度を所定の濃度に調整することができる汚泥濃縮装置および汚泥濃縮方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明によれば、請求項１では、汚泥凝集槽から導入される凝集汚泥を濃縮して、この凝集汚泥から濃縮凝集汚泥と分離液とを得る汚泥濃縮装置であって、上記汚泥凝集槽の水面の位置よりも下側に配置されて、水位差によって前記凝集汚泥をその一の端部から内部に導入する円筒体と、この導入された前記凝集汚泥の水分を、上記水位差によって上記円筒体の内面から外面に向かって分離して通過させる前記円筒体の周面に形成された濾過スクリーン部と、上記円筒体内部に位置して、上記濾過スクリーン部内面を清掃すると共に、前記凝集汚泥を前記円筒体の一の端部から他の端部へ移送し濃縮凝集汚泥として排出するスクリューと、上記濾過スクリーン部から円筒体外部に分離される分離液を収容し、且つこの分離液に前記円筒体の濾過スクリーン部を水没せしめる外容器と、この外容器に設けられた分離液排出口とを備えた汚泥濃縮装置が提供される。
【００１０】
このように構成された汚泥濃縮装置では、周面に濾過スクリーン部を形成した円筒体は、汚泥凝集槽の水面の位置よりも低い位置に配置されて、濾過スクリーン部から分離された分離液を収容する外容器に水没している。したがって、濾過スクリーン部の周面全面で凝集汚泥から水分を分離することができるので円筒体を小型化でき、汚泥濃縮装置が小型化される。
【００１１】
また、濾過スクリーン部における濾過圧力は、汚泥凝集槽の水面の位置と分離液排出口の位置とで決まる水位差に依存するので、汚泥凝集槽の水面の位置を設定すれば、容易に上記濾過圧力を調整でき、必要以上に濾過圧力が高くなることがない。したがって、濾過スクリーン部における固形成分等のリークを低減することができ、リークを防止するためより多くの凝集剤を汚泥凝集槽で汚泥に添加する必要もない。また必要な濾過圧力が得られないといった問題も生じない。
【００１２】
さらに、濾過スクリーン内部を清掃すると共に凝集汚泥を移送するスクリューによって、濾過スクリーン内部に固形成分等が堆積することが防止され、濾過スクリーン部の目詰まりが生じない。そうすると、濾過圧力は、上記汚泥凝集槽の水面の位置と分離液排出口の位置とで決まる一定の圧力に維持される。つまり、目詰まりが生じることなく濾過圧力が一定に維持されることにより、安定した濃縮率の濃縮凝集汚泥が排出される。また、目詰まりが生じないので濾過スクリーン部を洗浄するシャワーや洗浄水が不必要になる。
【００１３】
しかしながら、濾過スクリーン部においてごく僅にリークする固形成分等が、外容器の底部に沈殿していくが、外容器に設けられた分離液排出口から分離液の液流と共に汚泥濃縮装置外へと排出される。そうすると、外容器を洗浄するシャワーや洗浄水が不必要になる。
請求項６では、汚泥凝集槽に汚泥を供給し凝集剤を添加すると共に撹拌して凝集汚泥を得る工程と、上記汚泥凝集槽の水面よりも低い位置に配置されて、水位差によって前記凝集汚泥を円筒状の濾過スクリーン部を有する円筒体の一の端部からその内部に導入する工程と、上記円筒体内部に設けられたスクリューで、上記濾過スクリーン部内面を清掃すると共に、上記導入された凝集汚泥を円筒体の他の端部に移送し、且つ前記水位差によって前記濾過スクリーン部で前記凝集汚泥の水分の一部を分離する工程と、この分離された分離液を収容する外容器に、前記濾過スクリーン部を水没させた状態で、上記外容器から分離液を排出する分離液排出工程と、前記凝集汚泥の水分一部が前記濾過スクリーン部で分離されて凝集汚泥濃度が高くなった濃縮凝集汚泥を排出する濃縮汚泥排出工程とを有する汚泥濃縮方法が提供される。
【００１４】
この汚泥濃縮方法によれば、小型化した汚泥濃縮装置によって汚泥濃縮が可能となり、濾過スクリーン部における濾過圧力は汚泥凝集槽の水面の位置と分離液排出口の位置とで決まる適切な圧力に維持され、必要以上に高くなることがなく、水分を分離する工程における固形成分等のリークを低減することができ、濾過スクリーン部を洗浄するシャワーや洗浄水が不必要になる。また、濃縮汚泥排出工程では、上記濾過圧力が適切な値に維持されるので、安定した濃縮率の濃縮凝集汚泥が排出される。さらに、僅かな固形成分等のリークによって外容器の底部に堆積する固形成分等が、分離液排出工程において汚泥濃縮装置外に排出される。
【００１５】
請求項２では、さらに、前記分離液排出口に連結して設けられた分離液排出路と、この分離液排出路に連結して、前記汚泥凝集槽の水面よりも低く且つ前記濾過スクリーン部より高い位置に分離液排出水面を有する分離液排出部とを備えた汚泥濃縮装置が提供される。ここで濾過スクリーン部における濾過圧力は、汚泥凝集槽の水面と分離液排出部の分離液排出水面との水位差に依存する。したがって、両水面あるいは何れか一方の水面の位置を設定することにより、分離液排出工程における濾過圧力と分離液の流量とを容易に調整することができる（請求項２および７）。
【００１６】
請求項３では、さらに、前記円筒体の濃縮凝集汚泥排出口に連結して、前記汚泥凝集槽の水面よりも低く、前記分離液排出水面より高い位置に濃縮凝集汚泥排出水面を有する濃縮汚泥排出路を備えた汚泥濃縮装置が提供される。ここで濾過スクリーン部における濾過圧力は、濃縮凝集汚泥排出水面と分離液排出部の分離液排出水面との水位差に依存する。したがって、両水面あるいは何れか一方の水面の位置を設定することにより、分離液排出工程における濾過圧力と分離液の流量とを容易に調整することができる（請求項３および８）。
【００１７】
請求項４では、さらに、前記分離液排出口に連結して設けられた前記分離液の流量を調整するバルブを備えた汚泥濃縮装置が提供される。ここで濾過スクリーン部における濾過圧力は、汚泥凝集槽の水面の高さと上記バルブによって調整される分離液の排出流量とで決まる。したがって、汚泥凝集槽の水面の高さと前記バルブの流量（分離液の排出流量）を設定することによって、分離液排出工程における濾過圧力と分離液の流量とを容易に調整することができる（請求項４および９）。
【００１８】
請求項５では、さらに、前記汚泥凝集槽には汚泥が第１のポンプで導入され、前記分離液排出口には濃縮凝集汚泥を排出する第２のポンプが接続され、上記第１のポンプの流量と上記第２のポンプの流量を設定することによって、前記濃縮凝集汚泥の濃度を調整する汚泥濃縮装置が提供される。ここで汚泥の濃縮倍率は、第１のポンプの流量と第２のポンプの流量を調整することにより、容易に設定されるので、分離液排出工程における濾過圧力と分離液の流量とを調整し、濾過スクリーン内部の凝集汚泥濃度を所定の濃度に設定することができる（請求項５および１０）。
【００１９】
したがって、濾過スクリーン内部の濾過圧力の設定に加えて、凝集汚泥濃度を所定濃度に容易に設定することが可能となるので、固形成分等のリーク低減を図りつつ、すなわち濾過スクリーン部で水分のみを外部に分離しつつ、汚泥凝集槽から導入された汚泥を所定の濃度の凝集汚泥に濃縮することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の第１の実施形態に係る汚泥濃縮装置および汚泥濃縮方法を説明する。
図１は、本発明に係る汚泥濃縮装置の第１の実施形態を示す概略要部構成図である。なお、図１において、図７および８に示した従来の汚泥濃縮装置等と同様の機能を有する構成要素には、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００２１】
本発明に係る汚泥濃縮装置は、凝集汚泥をその一の端部から内部に導入する略水平に配置された円筒体１１と、この円筒体１１の内部に同芯に位置して、凝集汚泥を円筒体１１の一の端部１１ａから他の端部１１ｂへ移送する螺旋状スクリュー１２を備えた軸体１３と、円筒体１１の周面に形成された濾過スクリーン部１４と、凝集汚泥から濾過スクリーン部１４によって分離された分離液で濾過スクリーン部１４を水没した状態で収容する略密閉構造の外容器１５とを備えている。
【００２２】
この外容器１５は、たとえば、円筒体１１と同芯な円筒体を主として形成される。図２に示すように、上記濾過スクリーン部１４は、円筒体１１の一の端部１１ａと他の端部１１ｂとの間に亘った周面に、たとえばパンチングプレートまたはウェッジワイヤ等で形成されており、凝集汚泥に含まれる固形成分等が通過することができない内径の孔または網目を備えている。
【００２３】
なお、図１に示すように、外容器１５の天井部分（円筒体の周面部の天井部分）には、抜気管１５ａが設けられており、円筒体１１や外容器１５の内部で発生する気体を汚泥濃縮装置の外部に抜気する。抜気管１５ａは、例えば凝集槽２の汚泥の水面よりも高い位置にその開口部を有して、外容器１５に収容された分離液が漏れ出さず、上記気体のみが抜気されるようになっている。
【００２４】
また、軸体１３は、円筒体１１の一の端部１１ａおよび他の端部１１ｂにおいて軸受けで支持され、他の端部１１ｂを貫通しその外方に配置されたモータ１６に連結している。軸体１３が備える螺旋状スクリュー１２は、モータ１６に駆動された軸体１３と共に回転し、円筒体１１の一の端部１１ａに導入された凝集汚泥を他の端部１１ｂに移送する。上記螺旋状スクリュー１２は、螺旋部分の外形が濾過スクリーン部１４の内径より僅かに小さく、螺旋状スクリュー１２の外縁部とスクリーン部１４の内面との間は僅かな間隙を形成している。
【００２５】
したがって、螺旋状スクリュー１２は、凝集汚泥に含まれる固形成分等が濾過スクリーン部１４の内面に付着することを防止するとともに、固形成分等が付着したときには、これを濾過スクリーン部１４の内面から剥がして濾過スクリーン部１４の内面を清掃する。
ここで、凝集処理される汚泥は導入ポンプ１によって汚泥凝集槽２に導入される。汚泥は、この汚泥凝集槽２で凝集剤が添加されると共に撹拌機３で撹拌される工程を経て、汚泥に含まれる固形成分等が凝集した凝集汚泥となる。この汚泥凝集槽２の汚泥の水面（以下「凝集槽水面」）位置は汚泥濃縮装置の円筒体１１の位置よりも高い位置にあり、この水位差によって、凝集汚泥が汚泥凝集槽から円筒体１１の一の端部１１ａに設けられた導入口１１ｃへ導入される。
【００２６】
このような導入工程を経て、汚泥濃縮装置に導入され凝集汚泥から分離された水分は（分離については後述する。）濾過スクリーン部１４を水没させた状態に維持するよう、外容器１５に収容される。この外容器１５の端部側底部の底面には分離液排出口１５ｂが設けられている。この分離液排出口１５ｂに連結された分離液排出管（分離液排出路）１７は、分離液排出口１５ｂの上方に向かって立ち上がっており、その上部に分離液排出部１７ａを備えている。そして、分離液排出部１７ａにおける分離液排出水面の位置（ｈ２）は、前記凝集槽水面の位置（ｈ１）に対して低い位置にある。ここで、濾過スクリーン部１４は、凝集槽水面の位置（ｈ１）に対して低い位置に配置されており、濾過スクリーン部１４は、外容器１５に収容される分離液に水没した状態になっている。
【００２７】
かくして、濾過スクリーン部１４は、その周面の全面にわたって凝集汚泥から水分を分離することができ、円筒体１１の小型化を図ることができ、汚泥濃縮装置を小型化できる。
さて、円筒体１１の内部に導入された凝集汚泥は、螺旋状スクリュー１２で円筒体１１の他の端部１１ｂに移送され、濾過スクリーン部１４の内部を通過する。濾過スクリーン部１４は水没しており、その内部には、濾過圧力が生じている。そして、濾過スクリーン部１４は、前述のように凝集汚泥に含まれる固形成分等が通過することができないパンチングプレートやウェッジワイヤ等で形成されている。したがって、凝集汚泥の水分のみが、上記濾過圧力によって濾過スクリーン部１４の内部から外容器１５へと通過することができ、こうした分離工程を経て凝集汚泥から水分が分離処理される。
【００２８】
しかし、濾過圧力が高すぎると、固形成分等が濾過スクリーン部１４を通過してしまうリークが生じたり、固形成分等が濾過スクリーン部１４の内面に付着して濾過スクリーン部１４の目詰まりを生じてしまう。反面濾過圧力が低すぎると水分を分離処理する能力が低下し、凝集汚泥の濃縮が充分に行われない。
ところが、上記濾過圧力は、前記のように凝集槽水面の位置（ｈ１）と分離液排出水面の位置（ｈ２）との水位差（ｄｈ＝ｈ１−ｈ２）によって決まるので、この水位差を設定することで、固形成分等がリークし難く、濾過スクリーン部１４に付着等し難く、且つ水分のみを分離する工程に適した濾過圧力を設定することができる。なお、分離液排出水面の位置（ｈ２）は分離液排出部１７ａの高さによって設定可能であり、凝集槽水面の位置（ｈ１）は分離液排出水面の位置（ｈ２）に上記水位差（ｄｈ）を加えたところになる。
【００２９】
仮に、濾過スクリーン部１４の内面に、固形成分等が付着しても、この付着物は螺旋状スクリュー１２によって剥がされて、濾過スクリーン部１４の内面は清掃される。したがって、濾過スクリーン部１４の目詰まりは極めて生じ難い。
こうして、凝集汚泥は、それに含まれる固形成分等が外容器１５にリークすることも濾過スクリーン部１４に付着することもなく、濾過スクリーン部１４の内部を移送されることによって、水分の一部が分離される濃縮工程を経て濃縮凝集汚泥となり、円筒体１１の他の端部１１ｂの設けられた排出口（濃縮凝集汚泥排出口）１１ｄから排出されることになる。
【００３０】
上記の排出口１１ｄには濃縮汚泥排出管１８が連結されており、この濃縮汚泥排出管１８には排出ポンプ１９が連結されている。ここで導入ポンプ１の流量（Ｑ１）と排出ポンプ１９の流量（Ｑ２）とを設定すれば、汚泥濃縮装置の濃縮倍率を調整することができる。なお、濃縮倍率とは、汚泥濃縮装置で濃縮する以前の凝集汚泥の固形成分等の濃度に対する、汚泥濃縮装置で濃縮した後の凝集汚泥の固形成分等の濃度の比率である。ここで、濃縮倍率は、
濃縮倍率＝（Ｑ１／Ｑ２）
で求められる。なお流量は（立方メータ／時、立方メータ／秒等）である。
【００３１】
一方、分離液は外容器１５に収容される。濾過スクリーン部１４は、上記のように固形成分等のリークを極めて低減しているが、仮にリークが生じても、リークによる固形成分等は外容器１５の底部に沈殿しようとする。そうすると、上記底部に設けた分離液排出口１５ｂから分離液を排出する排出工程で、リークした固形成分等は、分離液の液流と共に排出されるので、外容器１５の底部に堆積しない。なお、分離液と共に排出された上記固形成分等は、分離液排出管１７内部の分離液の流れによって、分離液排出部１７ａから排出される。
【００３２】
表１は図１に示す汚泥濃縮装置と図７および８に示す従来の汚泥濃縮装置との凝集汚泥の処理結果を示す。
【００３３】
【表１】

【００３４】
なお、表１における処理条件は以下の通りである。
汚泥濃度１．５（質量％）の下水混合生汚泥を１０立方メータ／時の供給量で汚泥凝集槽に供給して凝集処理し、汚泥濃縮装置に上記供給量で供給した。使用した凝集剤は、高分子凝集剤クリフィックスＣＰ６０４（栗田工業株式会社製、ジメチルアミノエチルメタクリレート系カチオンポリマ）である。
【００３５】
表１の高分子凝集剤の濃度は、上記下水混合生汚泥の汚泥濃度および供給量から決まる汚泥の固形成分等のトータル・ソリッド（総質量）に対して、添加した高分子凝集剤のトータル・ソリッド（総質量）を示す質量％であり、（質量％／ＴＳ）と表示した。
表１の濃縮汚泥濃度は、各汚泥濃縮装置で濃縮された後の汚泥濃度（質量％）である。同じく固形物回収率は、上記下水混合生汚泥の濃度と供給量で汚泥凝集槽に供給された固形成分等に対し、各汚泥濃縮装置で濃縮された濃縮汚泥（濃縮凝集汚泥）に含まれる固形成分等を質量％で示したものである。洗浄水の水量は、円筒体の濾過スクリーン部と外容器とを洗浄するために使用した１時間あたりの水の量である。
【００３６】
表１から明らかなように、本発明に係る汚泥濃縮装置および汚泥濃縮方法によれば、従来の汚泥濃縮装置および汚泥濃縮方法に比べて、少ない凝集剤の添加でより多くの固形成分等を回収することができ、すなわち汚泥濃縮工程における固形成分等のリークが少ないと共に、濾過スクリーンを備えた円筒体の小型化が可能となり汚泥濃縮装置の小型化が図れ、濃縮後の汚泥（濃縮凝集汚泥）の濃度も安定して維持でき、さらに、濾過スクリーン部等の洗浄水を必要としない。
【００３７】
なお、排出ポンプに代わってバルブを使用し濃縮凝集汚泥の流量（Ｑ２）を設定することによっても、濃縮倍率を設定できる。
また、外容器から排出される分離液の流量をバルブ等で調整し、円筒体の排出口から排出される濃縮凝集汚泥を自然流として排出することによっても、濃縮倍率を設定できる。外容器から排出される分離液の流量をＱ３とするならば、導入ポンプ１の流量（Ｑ１）から分離液の流量（Ｑ３）を減じた流量が、排出される濃縮凝集汚泥の流量（Ｑ２）であり、導入ポンプ１の流量（Ｑ１）が設定されれば、分離液の流量（Ｑ３）を設定することで、排出される濃縮凝集汚泥の流量（Ｑ２）が決まるからである。
【００３８】
図３は、第１の実施形態に係る汚泥濃縮装置の変形例の概略要部構成図である。なお、図１に示した汚泥濃縮装置等と同様の機能を有する構成要素には、同一の符号を付してその説明を省略する。
図３に示す変形例では、例えば外容器１５ｔは略直方体形状をなし、その上面部分が開口している。そして、円筒体１１の一の端部１１ａと他の端部１１ｂが外容器１５ｔの２つの側面を貫通して取り付けられている。分離液排出口１５ｔｂは外容器１５ｔの底面の略中央部に設けられている。そして、分離液排出口１５ｔｂには分離液の排出量を調整するバルブ２０が連結されている。
【００３９】
すると、バルブ２０により、排出される分離液の流量（Ｑ３）を設定することができ、外容器１５ｔに収容される分離液の水深を調整して、濾過スクリーン部１４を分離液に水没させることができる。また、導入ポンプ１の流量（Ｑ１）と分離液の流量（Ｑ３）とから排出される濃縮凝集汚泥の流量（Ｑ２）を決めることができ、凝集汚泥から水分を分離する工程において、
濃縮倍率＝（Ｑ１／Ｑ２）
を設定できるとともに、濾過スクリーンにおける固形成分等のリーク低減や目詰まりが生じない最適濾過圧力を得ることができる。
【００４０】
なお、排出口１１ｄに連結された濃縮汚泥排出管１８は上方に立ち上がり、凝集槽水面の位置（ｈ１）よりも低い位置（ｈ３）へ濃縮凝集汚泥を移送・排出するようになっている。また、外容器１５ｔに収容される分離液の水面の位置は（ｈ２）であり、バルブ２０から分離液が排出されるため（ｈ１＞ｈ２）なる関係を有している。
【００４１】
上記説明した変形例によれば、外容器の上面が開口しているので、円筒体の濾過スクリーン部の外面を容易に清掃することができ、また、一つの外容器に複数の円筒体を設けることができるといった特徴を有している。
次に、本発明の第２の実施形態に係る汚泥濃縮装置および汚泥濃縮方法を説明する。図４は、本発明に係る汚泥濃縮装置の第２の実施形態を示す概略要部構成図である。なお、図１に示した汚泥濃縮装置等と同様の機能を有する構成要素には、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４２】
第２の実施形態に係る汚泥濃縮装置では、円筒体１１は軸心を略垂直にして配置される。そして、円筒体１１は凝集汚泥をその下端部（一の端部）１１ａからその内部に導入する。該汚泥濃縮装置が備える外容器１５は、円筒体１１の周面に形成された濾過スクリーン部１４を、分離液で水没させた状態で収容するものである。なお、外容器１５の天井部分（円筒体の上側端部の天井部分）には、抜気管１５ａが設けられている。
【００４３】
この汚泥濃縮装置においても、凝集処理される汚泥は汚泥凝集槽２で凝集剤が添加されると共に撹拌機３で撹拌される工程を経て凝集汚泥となる。凝集槽水面の位置（図４中のｈ１）は汚泥濃縮装置の円筒体１１が有する濾過スクリーン部１４の位置よりも高い位置にあり、この水位差によって、凝集汚泥が汚泥凝集槽から円筒体１１の一の端部１１ａに設けられた導入口１１ｃへ導入される。
【００４４】
この導入工程を経て、円筒体１１の内部に導入され濾過スクリーン部１４で凝集汚泥から分離された水分が外容器１５に収容される。この外容器１５の底部の側面には分離液排出口１５ｂが設けられ、この分離液排出口１５ｂに連結されて上方に延びる分離液排出管１７の上部には分離液排出部１７ａが設けられ、この分離液排出部１７ａの位置により分離液排出水面の位置（ｈ２）が、濾過スクリーン部１４よりも高い位置に規定されている。
【００４５】
一方、円筒体１１の他の端部１１ｂに設けられた排出口（濃縮凝集汚泥排出口）１１ｄには、濃縮汚泥排出管１８（濃縮汚泥排出路）が連結されて、濃縮凝集汚泥排出水面の位置（ｈ３）が規定されている。この濃縮凝集汚泥排出水面の位置（ｈ３）は凝集槽水面の位置（ｈ１）に対して低い位置にあり、凝集槽水面の位置（ｈ１）と濃縮凝集汚泥排出水面の位置（ｈ３）との水位差（ｈ１−ｈ３）および螺旋状スクリュー１２による凝集汚泥の移送によって、排出口１１ｄから濃縮凝集汚泥が排出される。
【００４６】
また、濃縮凝集汚泥排出水面の位置（ｈ３）は分離液排出水面の位置（ｈ２）より高い位置に設定されている。すると、導入ポンプ１の流量（Ｑ１）を決めたうえで、水位差（ΔＨ＝ｈ３−ｈ２）を設定すれば、濾過圧力と分離液排出部１７ａから排出される分離液の流量（Ｑ３）を決めることができ、排出される濃縮凝集汚泥の流量（Ｑ２）も設定できる。例えば、分離液排出部１７ａの位置により分離液排出水面の位置（ｈ２）を調整して水位差（ΔＨ）を設定することで、第１の実施形態と同様に、固形成分等がリークし難く、濾過スクリーン部１４に付着等し難く、且つ水分を分離する工程に適した最適濾過圧力を容易に設定できる。
【００４７】
こうして、凝集汚泥は、濾過スクリーン部１４の内部を移送され、水分の一部が分離される濃縮工程を経て濃縮凝集汚泥となり、円筒体１１の他の端部１１ｂの設けられた排出口１１ｄから排出されることになる。
ここで、図５は分離液流量（Ｑ３）の特性を水位差（ΔＨ）との関係で示したものであり、最適濾過圧力となる分離液流量Ｑｏｐが水位差（ΔＨ）＝Ｈｏｐで得られることを示している。そして水位差（ΔＨ）をさらにＨｍまで大きくすると、濾過スクリーンにおけるリーク、目詰まりが生じ始めることを示している。したがって、上記の分離液流量（Ｑ３）の特性を測定しておけば、水位差（ΔＨ）の調整により最適な最適濾過圧力を容易に設定することができる。
【００４８】
以上説明した第２の実施形態に係る汚泥濃縮装置および汚泥濃縮方法では、円筒体１１が略垂直に配置されるので、第１の実施形態の汚泥濃縮装置に比して、狭い面積で汚泥濃縮装置を設置することができる。
次に、図６を用いて、第２の実施形態に係る汚泥濃縮装置の変形例を説明する。なお、図３および４に示した汚泥濃縮装置等と同様の機能を有する構成要素には、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４９】
この変形例では、外容器１５の底部の側面に設けられた分離液排出口１５ｂには、分離液の排出流量（Ｑ３）を設定するバルブ２０が連結されている。すると、前述の図４における濃縮凝集汚泥排出水面の位置（ｈ３）と分離液排出水面の位置（ｈ２）との水位差（ΔＨ＝ｈ３−ｈ２）を設定することに替えて、バルブ２０によって、分離液流量（Ｑ３）を設定することができ、凝集汚泥から水分を分離する工程における最適濾過圧力の設定を容易に行うことができる。
【００５０】
なお、以上説明した本発明に係る汚泥濃縮装置および汚泥濃縮方法では、高分子凝集剤に代わって、無機凝集剤と両性高分子凝集剤を併用してもよい。また、本発明に係る汚泥濃縮装置および汚泥濃縮方法は以上説明した各実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で変形して実施することができる。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の汚泥濃縮装置および汚泥濃縮方法によれば、濾過スクリーンの全面を凝集汚泥から水分を分離するために使用することができ、したがって小さな円筒体で構成されて汚泥凝集装置の小型化が図れ、濾過スクリーン部における濾過に係わる圧力が必要以上に高くなることがなく、固形成分等のリークや、濾過スクリーンの目詰まりが生じ難く、また、濾過スクリーンを清掃し濾過スクリーンの目詰まりを防ぎ、したがって、少ない凝集剤の添加のよって汚泥凝集槽で汚泥を凝集することができ、濾過スクリーン部に付着または外容器の底面に堆積した固形成分等をシャワーで洗浄する必要がないといった汚泥濃縮装置および汚泥濃縮方法に極めて好ましい効果が得られる。
【００５２】
さらに、好ましくは、濾過スクリーン部内部の凝集汚泥濃度を所定の濃度に調整することができ、脱水処理に適した凝集汚泥濃度まで凝集汚泥の濃度を安定して濃縮し、その濃度を維持するといった、汚泥処理上極めて好ましい効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかる汚泥濃縮装置の要部概略構成図である。
【図２】図１の汚泥濃縮装置の円筒体とその周面に設けられた濾過スクリーン部の外観図である。
【図３】本発明の第１の実施形態にかかる汚泥濃縮装置の変形例の要部概略構成図である。
【図４】本発明の第２の実施形態にかかる汚泥濃縮装置の要部概略構成図である。
【図５】図４の汚泥濃縮装置の分離液流量特性を示すグラフである。
【図６】本発明の第２の実施形態にかかる汚泥濃縮装置の変形例の要部概略構成図である。
【図７】従来のロータリースクリーン型汚泥濃縮装置を示す模式図である。
【図８】従来のスクリュープレス型汚泥濃縮装置を示す模式図である。
【符号の説明】
１導入ポンプ
２汚泥凝集槽
１１円筒体
１１ａ円筒体の一の端部
１１ｂ円筒体の他の端部
１１ｄ排出口
１２螺旋状スクリュー
１４濾過スクリーン部
１５外容器
１５ｂ分離液排出口
１７分離液排出管
１７ａ分離液排出部
１８濃縮汚泥排出管
１９排出ポンプ
２０バルブ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
In the present invention, suspended solids and solid components (hereinafter “solid components”) contained in sludge are aggregated in a sludge coagulation tank, and then a clarified water component (hereinafter “water”) is separated from the aggregated sludge. The present invention relates to a sludge concentrating device and a sludge concentrating method.
[0002]
[Prior art]
In order to discard or incinerate various sludges, the solid components contained in the sludge are dehydrated by being separated from the water contained in the sludge. However, sludge dewatering cannot be efficiently performed only by the capacity of the dewatering machine, and in order to efficiently perform sludge dewatering, it is necessary to concentrate the agglomerated sludge to a condensed sludge concentration suitable for dewatering treatment. Therefore, prior to the sludge dewatering treatment, sludge concentration processing is performed in which sludge is aggregated with a flocculant and the concentration of solid components and the like contained in the aggregated sludge (hereinafter referred to as “aggregated sludge concentration”) is increased.
[0003]
Conventionally, for example, a rotary screen type sludge concentrating device shown in FIG. 7 or a screw press type sludge concentrating device shown in FIG.
In the rotary screen type sludge concentrator of FIG. 7, the sludge is introduced into the sludge agglomeration tank 2 by the introduction pump 1, and then added with a flocculant and stirred by the agitator 3 to become agglomerated sludge. This agglomerated sludge is introduced into the cylindrical body 4 arranged substantially horizontally. On the peripheral surface of the cylindrical body 4, a filtration screen portion 5 formed of a punching plate or a wedge wire is provided. Inside the cylindrical body 4, a spiral screw 7 is fixed by welding or the like in contact with the inner peripheral surface of the filtration screen portion 5, and the cylindrical body 4 is driven by a motor 8 to rotate. Then, the coagulated sludge introduced into the inside of the cylindrical body 4 is transferred by the spiral screw 7 and part of the moisture passes through the filtration screen portion 5 and is separated to the outside of the cylindrical body 4. On the other hand, the agglomerated sludge transferred by the spiral screw 7 is partly separated from water to be discharged as a concentrated agglomerated sludge. The separated liquid (water) thus separated is discharged from a separated liquid discharge port 9 a provided at the bottom of the outer container 9 that houses the cylindrical body 4.
[0004]
In the above rotary screen type sludge concentrating device, the filter 10 is soiled and clogged due to the precipitation of solid components contained in the coagulated sludge, so the shower 10 sprays water on the filter screen 5 to remove the dirt. Wash.
In the screw press type sludge concentrator of FIG. 8, the sludge aggregated in the sludge agglomeration tank is introduced into the cylindrical body 4 as in the rotary screen type sludge concentrator, but the cylindrical body 4 arranged substantially horizontally does not rotate. On the other hand, the point that the inner cylinder 6 inside the cylindrical body 4 and the helical screw 7 are driven by the motor 8 to rotate is greatly different. Then, the coagulated sludge introduced into the inside of the cylindrical body 4 is transferred by the helical screw 7, and part of the water passes through the filtration screen portion 5 provided in the cylindrical body 4 and the cylindrical body 4. On the other hand, the agglomerated sludge transferred to the outside by the helical screw 7 is partly separated and discharged as a concentrated agglomerated sludge. The separated liquid thus separated is discharged from a separated liquid discharge port 9 a provided at the bottom of the outer container 9 that houses the cylindrical body 4.
[0005]
Even in the screw press type sludge concentrating device, the filtration screen unit 5 is soiled and clogged with solid components contained in the coagulated sludge. This dirt is washed with water sprayed from the shower 10 onto the filter screen.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in each of the sludge concentrating apparatuses shown in FIGS. 7 and 8, the water surface height of the coagulated sludge introduced into the cylindrical body 4 is substantially the same as that of the cylindrical body 4 from the lower part of the horizontally disposed cylindrical body 4. It is between the vicinity of the center part, and only the lower part of the filtration screen part 5 and its vicinity only separate water from the coagulated sludge. Therefore, in order to concentrate a larger amount of the coagulated sludge, it is necessary to enlarge the filtration screen unit 5 and the sludge concentrating device is enlarged. Moreover, the pressure required for the filtration in the filtration screen part 5 becomes high with the height of the coagulation sludge water surface inside the filtration screen part 5. When the pressure becomes higher than necessary, solid components and the like accumulated in the filtration screen portion 5 leak from the filtration screen portion 5 to the outside, and the filtration screen portion 5 is clogged with the leaked solid components and the like.
[0007]
In order to reduce such leaks and clogging, more flocculant must be added to the sludge in the sludge flocculation tank. Further, when clogging occurs, it is necessary to wash the filtration screen portion 5 with the shower 10, and it is also necessary to wash with the shower 10 solid components that leak from the filtration screen portion 5 and accumulate on the bottom surface of the outer container 9. . Further, the concentration concentration in the sludge concentrating device depends on the filterability of the aggregated sludge in the filtration screen unit 5 (the property of how much water is separated from the aggregated sludge). Moreover, since the filtration speed also changes depending on the water surface height of the coagulated sludge inside the filter screen unit 5 and clogging of the filter screen unit 5, it is difficult to adjust the coagulated sludge concentration to a predetermined concentration.
[0008]
The present invention has been made to solve the above problems, and can be used to separate moisture from agglomerated sludge on the entire surface of the filtration screen, and thus can be made compact with a small cylindrical body, The pressure related to filtration in the filtration screen portion does not become higher than necessary, and leakage of solid components and clogging of the filtration screen are less likely to occur. More preferably, the concentration of the coagulated sludge inside the filtration screen portion is set to a predetermined concentration. An object of the present invention is to provide a sludge concentrating device and a sludge concentrating method that can be adjusted.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the present invention, in claim 1, there is provided a sludge concentrating device for concentrating agglomerated sludge introduced from a sludge agglomeration tank and obtaining a concentrated agglomerated sludge and a separated liquid from the agglomerated sludge. A cylindrical body that is disposed below the water surface position of the sludge agglomeration tank and introduces the agglomerated sludge into the interior from one end thereof due to a difference in water level, and the moisture of the introduced agglomerated sludge. A filtration screen portion formed on a circumferential surface of the cylindrical body that is separated and passed from the inner surface of the cylindrical body to the outer surface due to the water level difference, and the inner surface of the filtration screen portion is located inside the cylindrical body. While cleaning, it contains a screw that transfers the coagulated sludge from one end of the cylinder to the other end and discharges it as concentrated coagulated sludge, and a separation liquid that is separated from the filter screen to the outside of the cylinder. Katsuko An outer container allowed to submerge the filter screen portion of the cylindrical body in the separated liquid, sludge concentrating apparatus is provided with a separation liquid discharge port provided in the outer container.
[0010]
In the sludge concentrating apparatus configured as described above, the cylindrical body having the filtration screen portion formed on the peripheral surface is disposed at a position lower than the water surface position of the sludge agglomeration tank, and the separated liquid separated from the filtration screen portion is supplied. It is submerged in the outer container. Therefore, since water can be separated from the aggregated sludge over the entire peripheral surface of the filtration screen portion, the cylindrical body can be downsized and the sludge concentrating device can be downsized.
[0011]
In addition, the filtration pressure in the filtration screen depends on the water level difference determined by the position of the water surface of the sludge agglomeration tank and the position of the separation liquid discharge port, so if the position of the water surface of the sludge agglomeration tank is set, the filtration can be easily performed. The pressure can be adjusted, and the filtration pressure does not become higher than necessary. Therefore, it is possible to reduce the leakage of solid components and the like in the filtration screen portion, and it is not necessary to add more flocculant to the sludge in the sludge aggregation tank in order to prevent the leakage. Moreover, the problem that a required filtration pressure cannot be obtained does not occur.
[0012]
Further, the screw that cleans the inside of the filter screen and transfers the coagulated sludge is prevented from depositing solid components or the like inside the filter screen, and the filter screen portion is not clogged. Then, the filtration pressure is maintained at a constant pressure determined by the position of the water surface of the sludge aggregation tank and the position of the separation liquid discharge port. That is, the concentrated coagulated sludge having a stable concentration rate is discharged by maintaining the filtration pressure constant without causing clogging. Further, since clogging does not occur, a shower and washing water for washing the filtration screen portion are unnecessary.
[0013]
However, solid components, etc., which leak very slightly in the filtration screen portion, precipitate at the bottom of the outer container, but from the separation liquid outlet provided in the outer container to the outside of the sludge concentrator along with the liquid flow of the separation liquid. Discharged. Then, the shower and washing water which wash | cleans an outer container become unnecessary.
In Claim 6, it is arrange | positioned in the position lower than the water surface of the said sludge agglomeration tank, the process which supplies sludge to a sludge agglomeration tank, adds a coagulant | flocculant, and stirs and obtains agglomerated sludge, The said agglomerated sludge by the water level difference The inside of the cylindrical body having a cylindrical filtration screen portion is introduced into the inside thereof, and the inner surface of the filtration screen portion is cleaned with a screw provided inside the cylindrical body, and the introduction is performed. A step of transferring the agglomerated sludge to the other end of the cylindrical body, and separating a part of the water content of the agglomerated sludge by the filtration screen part according to the water level difference; and an outer container for storing the separated liquid. A separation liquid discharging step of discharging the separation liquid from the outer container in a state where the filtration screen part is submerged, and a part of the water content of the coagulated sludge is separated by the filter screen part to increase the coagulated sludge concentration. Sludge concentration method and a concentrated sludge discharge step of discharging the concentrated coagulation sludge is provided.
[0014]
According to this sludge concentration method, sludge concentration is enabled by a downsized sludge concentrator, and the filtration pressure in the filtration screen is maintained at an appropriate pressure determined by the position of the water surface of the sludge agglomeration tank and the position of the separation liquid outlet. In addition, the leakage of solid components and the like in the process of separating moisture can be reduced without becoming higher than necessary, and a shower and washing water for washing the filtration screen portion are unnecessary. Further, in the concentrated sludge discharging step, the filtration pressure is maintained at an appropriate value, so that concentrated condensed sludge having a stable concentration rate is discharged. Furthermore, solid components and the like that accumulate on the bottom of the outer container due to a slight leak of solid components and the like are discharged out of the sludge concentrator in the separation liquid discharge step.
[0015]
In the second aspect of the present invention, the separation liquid discharge path connected to the separation liquid discharge port and the separation liquid discharge path are further connected to the separation liquid discharge path so as to be lower than the water surface of the sludge aggregation tank and from the filtration screen portion. There is provided a sludge concentrating device including a separation liquid discharge section having a separation liquid discharge water surface at a high position. Here, the filtration pressure in the filtration screen part depends on the water level difference between the water surface of the sludge agglomeration tank and the separation liquid discharge water surface of the separation liquid discharge part. Therefore, by setting the positions of both water surfaces or one of the water surfaces, the filtration pressure and the flow rate of the separation liquid in the separation liquid discharge step can be easily adjusted (claims 2 and 7).
[0016]
In claim 3, the concentrated sludge discharge having a concentrated agglomerated sludge discharge water surface at a position lower than the water surface of the sludge agglomeration tank and higher than the separated liquid discharge water surface is connected to the concentrated flocculent sludge discharge port of the cylindrical body. A sludge concentrating device with a channel is provided. Here, the filtration pressure in the filtration screen part depends on the water level difference between the concentrated coagulated sludge discharge water surface and the separation liquid discharge water surface of the separation liquid discharge part. Therefore, by setting the positions of both water surfaces or one of the water surfaces, the filtration pressure and the flow rate of the separation liquid in the separation liquid discharge step can be easily adjusted (claims 3 and 8).
[0017]
According to a fourth aspect of the present invention, there is further provided a sludge concentrator provided with a valve for adjusting a flow rate of the separation liquid provided connected to the separation liquid discharge port. Here, the filtration pressure in the filtration screen is determined by the height of the water surface of the sludge agglomeration tank and the discharge flow rate of the separation liquid adjusted by the valve. Therefore, the filtration pressure and the flow rate of the separation liquid in the separation liquid discharge step can be easily adjusted by setting the height of the water surface of the sludge agglomeration tank and the flow rate of the valve (discharge flow rate of the separation liquid). Item 4 and 9).
[0018]
In claim 5, sludge is further introduced into the sludge agglomeration tank by a first pump, and a second pump for discharging concentrated agglomerated sludge is connected to the separation liquid discharge port. By setting the flow rate and the flow rate of the second pump, there is provided a sludge concentrating device that adjusts the concentration of the concentrated agglomerated sludge. Here, the concentration rate of sludge is easily set by adjusting the flow rate of the first pump and the flow rate of the second pump. Therefore, the filtration pressure and the flow rate of the separation liquid in the separation liquid discharge step are adjusted. The concentration of the coagulated sludge inside the filtration screen can be set to a predetermined concentration (claims 5 and 10).
[0019]
Therefore, in addition to setting the filtration pressure inside the filtration screen, it is possible to easily set the coagulated sludge concentration to a predetermined concentration, so that leakage of solid components and the like is reduced, that is, only moisture is filtered at the filtration screen portion. The sludge introduced from the sludge agglomeration tank can be concentrated to the agglomerated sludge having a predetermined concentration while being separated to the outside.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a sludge concentration apparatus and a sludge concentration method according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a main part showing a first embodiment of a sludge concentration apparatus according to the present invention. In FIG. 1, components having the same functions as those of the conventional sludge concentrator shown in FIGS. 7 and 8 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
[0021]
The sludge concentrating apparatus according to the present invention has a cylindrical body 11 arranged substantially horizontally to introduce the aggregated sludge into the inside from one end thereof, and is located concentrically inside the cylindrical body 11, A shaft body 13 having a spiral screw 12 that is transferred from one end portion 11a of the cylindrical body 11 to the other end portion 11b, a filtration screen portion 14 formed on the peripheral surface of the cylindrical body 11, and filtration from the coagulated sludge. And an outer container 15 having a substantially hermetically sealed structure that accommodates the filtration screen part 14 in a state of being submerged with the separated liquid separated by the screen part 14.
[0022]
The outer container 15 is mainly formed of, for example, a cylindrical body that is concentric with the cylindrical body 11. As shown in FIG. 2, the filtration screen portion 14 is formed on the peripheral surface between one end portion 11a and the other end portion 11b of the cylindrical body 11 by, for example, a punching plate or a wedge wire. In addition, it has holes or meshes with an inner diameter through which solid components contained in the coagulated sludge cannot pass.
[0023]
In addition, as shown in FIG. 1, the ventilation part 15a is provided in the ceiling part (ceiling part of the surrounding surface part of a cylindrical body) of the outer container 15, and the gas which generate | occur | produces inside the cylindrical body 11 or the outer container 15 is provided. To the outside of the sludge concentrator. The vent pipe 15a has an opening at a position higher than the sludge water surface of the coagulation tank 2, for example, so that the separated liquid stored in the outer container 15 does not leak and only the gas is vented. It has become.
[0024]
The shaft body 13 is supported by a bearing at one end portion 11a and the other end portion 11b of the cylindrical body 11, and is connected to a motor 16 that passes through the other end portion 11b and is disposed outside thereof. . The spiral screw 12 included in the shaft body 13 rotates together with the shaft body 13 driven by the motor 16, and transfers the coagulated sludge introduced into one end portion 11a of the cylindrical body 11 to the other end portion 11b. The spiral screw 12 has an outer shape of the spiral portion slightly smaller than the inner diameter of the filtration screen portion 14, and a slight gap is formed between the outer edge portion of the spiral screw 12 and the inner surface of the screen portion 14.
[0025]
Therefore, the spiral screw 12 prevents solid components and the like contained in the coagulated sludge from adhering to the inner surface of the filtration screen portion 14, and peels them off from the inner surface of the filtration screen portion 14 when they adhere. Then, the inner surface of the filtration screen unit 14 is cleaned.
Here, the sludge to be agglomerated is introduced into the sludge agglomeration tank 2 by the introduction pump 1. The sludge is agglomerated sludge in which the flocculant is added in the sludge agglomeration tank 2 and agitated by the agitator 3 to agglomerate solid components contained in the sludge. The sludge water surface (hereinafter “coagulation tank water surface”) in the sludge agglomeration tank 2 is positioned higher than the position of the cylinder 11 of the sludge concentrator. Due to this water level difference, the agglomerated sludge is removed from the sludge agglomeration tank to the cylinder 11. Is introduced into an introduction port 11c provided at one end 11a.
[0026]
Through such an introduction process, the water introduced into the sludge concentrator and separated from the coagulated sludge (separation will be described later) is accommodated in the outer container 15 so as to maintain the filtration screen portion 14 in a submerged state. The A separation liquid discharge port 15 b is provided on the bottom surface of the bottom of the outer container 15 on the end side. A separation liquid discharge pipe (separation liquid discharge path) 17 connected to the separation liquid discharge port 15b rises upward from the separation liquid discharge port 15b, and includes a separation liquid discharge portion 17a at an upper portion thereof. The position (h2) of the separation liquid discharge water surface in the separation liquid discharge part 17a is lower than the position (h1) of the coagulation tank water surface. Here, the filtration screen part 14 is disposed at a position lower than the position (h1) of the water surface of the coagulation tank, and the filtration screen part 14 is in a state of being submerged in the separation liquid stored in the outer container 15. Yes.
[0027]
Thus, the filtration screen unit 14 can separate moisture from the aggregated sludge over the entire peripheral surface, can reduce the size of the cylindrical body 11, and can reduce the size of the sludge concentrating device.
Now, the coagulated sludge introduced into the inside of the cylindrical body 11 is transferred to the other end 11b of the cylindrical body 11 by the helical screw 12 and passes through the inside of the filtration screen portion 14. The filtration screen portion 14 is submerged, and a filtration pressure is generated in the inside thereof. And the filtration screen part 14 is formed with the punching plate, wedge wire, etc. which the solid component etc. which are contained in the aggregation sludge cannot pass as mentioned above. Therefore, only the moisture of the coagulated sludge can pass from the inside of the filtration screen unit 14 to the outer container 15 by the filtration pressure, and the moisture is separated from the coagulated sludge through such a separation step.
[0028]
However, if the filtration pressure is too high, a leak that causes a solid component or the like to pass through the filtration screen portion 14 occurs, or the solid component or the like adheres to the inner surface of the filtration screen portion 14 and clogs the filtration screen portion 14. End up. On the other hand, if the filtration pressure is too low, the ability to separate the water is reduced, and the condensed sludge is not sufficiently concentrated.
However, since the filtration pressure is determined by the water level difference (dh = h1-h2) between the position (h1) of the coagulation tank water surface and the position (h2) of the separation liquid discharge water surface as described above, this water level difference is set. Thus, it is possible to set a filtration pressure suitable for a process in which solid components and the like are difficult to leak, hardly adhere to the filtration screen unit 14, and only water is separated. The position (h2) of the separation liquid discharge water surface can be set by the height of the separation liquid discharge part 17a, and the position (h1) of the coagulation tank water surface is different from the water level difference (dh) by the position (h2) of the separation liquid discharge water surface. ) Is added.
[0029]
Even if a solid component or the like adheres to the inner surface of the filtration screen portion 14, the attached matter is peeled off by the spiral screw 12 and the inner surface of the filtration screen portion 14 is cleaned. Therefore, clogging of the filtration screen portion 14 is extremely difficult to occur.
Thus, the coagulated sludge is transported through the inside of the filtration screen unit 14 without leaking the solid components contained therein to the outer container 15 or adhering to the filtration screen unit 14, so that a part of the moisture is obtained. Through the concentration step to be separated, it becomes concentrated agglomerated sludge and is discharged from a discharge port (concentrated agglomerated sludge discharge port) 11d provided with the other end 11b of the cylindrical body 11.
[0030]
A concentrated sludge discharge pipe 18 is connected to the discharge port 11d, and a discharge pump 19 is connected to the concentrated sludge discharge pipe 18. Here, if the flow rate (Q1) of the introduction pump 1 and the flow rate (Q2) of the discharge pump 19 are set, the concentration rate of the sludge concentrator can be adjusted. The concentration ratio is the ratio of the concentration of solid components and the like of the coagulated sludge after concentration by the sludge concentration device to the concentration of solid components and the like of the coagulated sludge before concentration by the sludge concentration device. Here, the concentration factor is
Concentration magnification = (Q1 / Q2)
Is required. The flow rate is (cubic meter / hour, cubic meter / second, etc.).
[0031]
On the other hand, the separation liquid is accommodated in the outer container 15. Although the filtration screen unit 14 significantly reduces the leakage of solid components and the like as described above, even if a leakage occurs, the solid component and the like due to the leakage tends to precipitate at the bottom of the outer container 15. Then, in the discharge step of discharging the separation liquid from the separation liquid discharge port 15b provided at the bottom portion, the leaked solid components and the like are discharged together with the liquid flow of the separation liquid, and thus do not accumulate on the bottom portion of the outer container 15. The solid components and the like discharged together with the separation liquid are discharged from the separation liquid discharge portion 17a by the flow of the separation liquid inside the separation liquid discharge pipe 17.
[0032]
Table 1 shows the processing results of the coagulated sludge between the sludge concentrator shown in FIG. 1 and the conventional sludge concentrator shown in FIGS.
[0033]
[Table 1]

[0034]
The processing conditions in Table 1 are as follows.
Sewage mixed raw sludge with a sludge concentration of 1.5 (mass%) was supplied to a sludge agglomeration tank at a supply rate of 10 cubic meters / hour and coagulated, and supplied to the sludge concentrator at the above supply rate. The flocculant used was a polymer flocculant CLIFIX CP604 (manufactured by Kurita Kogyo Co., Ltd., dimethylaminoethyl methacrylate-based cationic polymer).
[0035]
The concentration of the polymer flocculant in Table 1 is based on the total solid (total mass) of the sludge solid sludge determined from the sludge concentration and supply amount of the sewage mixed raw sludge. It is the mass% which shows a solid (total mass), and was displayed as (mass% / TS).
The concentrated sludge concentration in Table 1 is the sludge concentration (mass%) after being concentrated in each sludge concentrator. Similarly, the solids recovery rate is the solid content contained in the concentrated sludge (concentrated coagulated sludge) concentrated in each sludge concentrator for the solid components etc. supplied to the sludge coagulation tank with the concentration and supply amount of the above sewage mixed raw sludge. Ingredients and the like are shown by mass%. The amount of washing water is the amount of water per hour used for washing the filtration screen portion of the cylindrical body and the outer container.
[0036]
As is apparent from Table 1, according to the sludge concentration apparatus and the sludge concentration method according to the present invention, more solid components and the like are recovered with the addition of a smaller amount of a flocculant than the conventional sludge concentration apparatus and the sludge concentration method. In other words, there is little leakage of solid components, etc. in the sludge concentration process, and it is possible to reduce the size of the cylindrical body equipped with a filtration screen, and to reduce the size of the sludge concentrator. The concentration of water can be maintained stably, and no washing water for the filtration screen or the like is required.
[0037]
The concentration rate can also be set by using a valve instead of the discharge pump and setting the flow rate (Q2) of the concentrated coagulated sludge.
The concentration rate can also be set by adjusting the flow rate of the separation liquid discharged from the outer container with a valve or the like, and discharging the concentrated agglomerated sludge discharged from the discharge port of the cylindrical body as a natural flow. If the flow rate of the separation liquid discharged from the outer container is Q3, the flow rate obtained by subtracting the flow rate (Q3) of the separation liquid from the flow rate (Q1) of the introduction pump 1 is the flow rate of the concentrated coagulated sludge (Q2). This is because if the flow rate (Q1) of the introduction pump 1 is set, the flow rate (Q2) of the concentrated coagulated sludge to be discharged is determined by setting the flow rate (Q3) of the separation liquid.
[0038]
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a main part of a modified example of the sludge concentration apparatus according to the first embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component which has a function similar to the sludge concentration apparatus etc. which were shown in FIG. 1, and the description is abbreviate | omitted.
In the modification shown in FIG. 3, for example, the outer container 15t has a substantially rectangular parallelepiped shape, and an upper surface portion thereof is open. One end 11a and the other end 11b of the cylindrical body 11 are attached so as to penetrate the two side surfaces of the outer container 15t. The separation liquid discharge port 15tb is provided at a substantially central portion of the bottom surface of the outer container 15t. A valve 20 for adjusting the discharge amount of the separation liquid is connected to the separation liquid discharge port 15tb.
[0039]
Then, the flow rate (Q3) of the separated liquid to be discharged can be set by the valve 20, and the depth of the separated liquid stored in the outer container 15t is adjusted to submerge the filter screen unit 14 in the separated liquid. Can do. Further, the flow rate (Q2) of the concentrated flocculated sludge discharged from the flow rate (Q1) of the introduction pump 1 and the flow rate (Q3) of the separation liquid can be determined, and in the step of separating moisture from the flocculated sludge,
Concentration magnification = (Q1 / Q2)
In addition, it is possible to obtain an optimum filtration pressure at which leakage of solid components and the like in the filtration screen does not occur and clogging does not occur.
[0040]
The concentrated sludge discharge pipe 18 connected to the discharge port 11d rises upward and transfers and discharges the concentrated sludge to a position (h3) lower than the position (h1) of the water surface of the coagulation tank. The position of the water surface of the separation liquid stored in the outer container 15t is (h2), and the separation liquid is discharged from the valve 20 (h1> h2).
[0041]
According to the modification described above, since the upper surface of the outer container is opened, the outer surface of the filtration screen portion of the cylindrical body can be easily cleaned, and a plurality of cylindrical bodies are provided in one outer container. It has the feature that it can.
Next, a sludge concentration apparatus and a sludge concentration method according to the second embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing a main part of a second embodiment of the sludge concentration apparatus according to the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component which has a function similar to the sludge concentration apparatus etc. which were shown in FIG. 1, and the description is abbreviate | omitted.
[0042]
In the sludge concentrating device according to the second embodiment, the cylindrical body 11 is arranged with its axis substantially vertical. Then, the cylindrical body 11 introduces the coagulated sludge into the inside thereof from the lower end (one end) 11a. The outer container 15 provided in the sludge concentrating device accommodates the filtration screen portion 14 formed on the peripheral surface of the cylindrical body 11 in a state where it is submerged with the separation liquid. Note that an air extraction pipe 15 a is provided in the ceiling portion of the outer container 15 (the ceiling portion of the upper end portion of the cylindrical body).
[0043]
Also in this sludge concentrating device, the sludge to be agglomerated is converted into agglomerated sludge through a process in which a flocculant is added in the sludge agglomeration tank 2 and agitated by the agitator 3. The position of the water surface of the coagulation tank (h1 in FIG. 4) is higher than the position of the filtration screen portion 14 of the cylindrical body 11 of the sludge concentrating device. Due to this water level difference, the coagulated sludge is removed from the sludge aggregation tank to the cylindrical body 11. Is introduced into an introduction port 11c provided at one end 11a.
[0044]
Through this introduction step, the water introduced into the cylindrical body 11 and separated from the aggregated sludge by the filtration screen unit 14 is accommodated in the outer container 15. A separation liquid discharge port 15b is provided on a side surface of the bottom portion of the outer container 15, and a separation liquid discharge portion 17a is provided on an upper portion of the separation liquid discharge pipe 17 connected to the separation liquid discharge port 15b and extending upward. The position (h2) of the separation liquid discharge water surface is defined as a position higher than the filtration screen part 14 by the position of the separation liquid discharge part 17a.
[0045]
On the other hand, a concentrated sludge discharge pipe 18 (concentrated sludge discharge passage) is connected to a discharge port (concentrated sludge discharge port) 11d provided at the other end portion 11b of the cylindrical body 11, so A position (h3) is defined. The position (h3) of the concentrated coagulation sludge discharge water surface is lower than the position (h1) of the coagulation tank water surface, and the water level between the position (h1) of the coagulation tank water surface and the position (h3) of the concentrate coagulation sludge discharge water surface. Due to the difference (h1-h3) and the transfer of the coagulated sludge by the helical screw 12, the concentrated coagulated sludge is discharged from the discharge port 11d.
[0046]
Further, the position (h3) of the concentrated coagulated sludge discharge water surface is set to a position higher than the position (h2) of the separation liquid discharge water surface. Then, after determining the flow rate (Q1) of the introduction pump 1 and setting the water level difference (ΔH = h3−h2), the filtration pressure and the flow rate (Q3) of the separation liquid discharged from the separation liquid discharge part 17a are set. The flow rate (Q2) of the discharged concentrated agglomerated sludge can be determined. For example, by adjusting the position (h2) of the separation liquid discharge water surface according to the position of the separation liquid discharge part 17a and setting the water level difference (ΔH), the solid component or the like is unlikely to leak as in the first embodiment. In addition, it is possible to easily set an optimum filtration pressure that is difficult to adhere to the filtration screen portion 14 and that is suitable for a process of separating moisture.
[0047]
Thus, the agglomerated sludge is transferred to the inside of the filtration screen portion 14 and becomes a concentrated agglomerated sludge through a concentration step in which a part of the water is separated, and is discharged from the discharge port 11d provided on the other end 11b of the cylindrical body 11. Will be discharged.
Here, FIG. 5 shows the characteristics of the separation liquid flow rate (Q3) in relation to the water level difference (ΔH), and the separation liquid flow rate Qop at which the optimum filtration pressure is obtained is obtained by the water level difference (ΔH) = Hop. It is shown that. It is shown that when the water level difference (ΔH) is further increased to Hm, leakage and clogging in the filtration screen start to occur. Therefore, if the characteristics of the separation liquid flow rate (Q3) are measured, the optimum optimum filtration pressure can be easily set by adjusting the water level difference (ΔH).
[0048]
In the sludge concentrating device and the sludge concentrating method according to the second embodiment described above, the cylindrical body 11 is arranged substantially vertically, so that the sludge is concentrated in a narrow area compared to the sludge concentrating device of the first embodiment. A device can be installed.
Next, the modification of the sludge concentration apparatus which concerns on 2nd Embodiment is demonstrated using FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component which has a function similar to the sludge concentration apparatus etc. which were shown to FIG. 3 and 4, and the description is abbreviate | omitted.
[0049]
In this modification, a valve 20 for setting a separation liquid discharge flow rate (Q3) is connected to the separation liquid discharge port 15b provided on the side surface of the bottom of the outer container 15. Then, instead of setting the water level difference (ΔH = h3−h2) between the position (h3) of the concentrated coagulated sludge discharge water surface and the position (h2) of the separation liquid discharge water surface in FIG. The separation liquid flow rate (Q3) can be set, and the optimum filtration pressure can be easily set in the step of separating water from the coagulated sludge.
[0050]
In the sludge concentrating device and the sludge concentrating method according to the present invention described above, an inorganic flocculant and an amphoteric polymer flocculant may be used in combination instead of the polymer flocculant. Further, the sludge concentrating device and the sludge concentrating method according to the present invention are not limited to the embodiments described above, and can be carried out by being modified without departing from the gist thereof.
[0051]
【The invention's effect】
As described above, according to the sludge concentrating apparatus and the sludge concentrating method of the present invention, the entire screen can be used for separating water from the agglomerated sludge, and thus the sludge agglomeration is composed of a small cylindrical body. The size of the device can be reduced, the pressure related to the filtration in the filtration screen does not become higher than necessary, the leakage of solid components and the clogging of the filtration screen hardly occur, and the filtration screen is cleaned. Therefore, sludge can be agglomerated in the sludge agglomeration tank with the addition of a small amount of aggregating agent, and it is necessary to wash solid components adhering to the filtration screen or deposited on the bottom of the outer container with a shower. A very favorable effect is obtained in the sludge concentration apparatus and the sludge concentration method.
[0052]
Furthermore, preferably, the concentration of the coagulated sludge inside the filtration screen portion can be adjusted to a predetermined concentration, and the concentration of the coagulated sludge is stably concentrated to the coagulated sludge concentration suitable for dehydration treatment, and the concentration is maintained. In addition, a very favorable effect on sludge treatment can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a main part of a sludge concentration apparatus according to a first embodiment of the present invention.
2 is an external view of a cylindrical body of the sludge concentrator of FIG. 1 and a filtration screen portion provided on the peripheral surface thereof.
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a main part of a modification of the sludge concentration apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a main part of a sludge concentrating device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a graph showing the separated liquid flow rate characteristics of the sludge concentrating device of FIG. 4;
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a main part of a modification of the sludge concentration apparatus according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a schematic view showing a conventional rotary screen type sludge concentrator.
FIG. 8 is a schematic view showing a conventional screw press type sludge concentrating device.
[Explanation of symbols]
1 Introduction pump
2 Sludge aggregation tank
11 Cylindrical body
11a One end of the cylinder
11b The other end of the cylinder
11d outlet
12 Spiral screw
14 Filtration screen
15 Outer container
15b Separation liquid outlet
17 Separation liquid discharge pipe
17a Separation liquid discharge part
18 Concentrated sludge discharge pipe
19 Discharge pump
20 valves

Claims

A sludge concentrating device that concentrates agglomerated sludge introduced from a sludge agglomeration tank and obtains a concentrated agglomerated sludge and a separated liquid from the agglomerated sludge,
A cylindrical body that is disposed below the position of the water surface of the sludge agglomeration tank, and introduces the agglomerated sludge into the inside from one end thereof by a water level difference;
A filtration screen portion formed on the peripheral surface of the cylindrical body that allows the moisture of the introduced sludge to be separated and passed from the inner surface to the outer surface of the cylindrical body due to the water level difference;
A screw that is located inside the cylindrical body, cleans the inner surface of the filtration screen part, transfers the aggregated sludge from one end of the cylindrical body to the other end, and discharges it as concentrated aggregated sludge,
An outer container for containing a separation liquid separated from the filtration screen part to the outside of the cylindrical body, and submerging the filtration screen part of the cylindrical body in the separation liquid;
A sludge concentrating device comprising a separation liquid outlet provided in the outer container.

It is a sludge concentration apparatus of Claim 1, Comprising:
Further, a separation liquid discharge path connected to the separation liquid discharge port,
A sludge concentrating device, comprising a separation liquid discharge portion having a separation liquid discharge water surface at a position lower than the water surface of the sludge coagulation tank and higher than the filtration screen portion, connected to the separation liquid discharge passage. .

It is a sludge concentration apparatus of Claim 2, Comprising:
Furthermore, it is connected to a concentrated flocculent sludge discharge port provided at the other end of the cylindrical body, and has a concentrated flocculent sludge discharge water surface at a position lower than the water surface of the sludge flocculant tank and higher than the separation liquid discharge water surface. A sludge concentrator equipped with a concentrated sludge discharge channel.

It is the sludge concentration apparatus in any one of Claims 1-3,
The sludge concentrator further comprises a valve that is connected to the separation liquid discharge port and adjusts a discharge flow rate of the separation liquid.

It is a sludge concentration apparatus in any one of Claims 1-4,
Sludge is introduced into the sludge aggregation tank by a first pump,
A second pump for discharging the concentrated coagulated sludge is connected to the concentrated coagulated sludge discharge port,
The sludge concentrating device, wherein the concentration of the concentrated coagulated sludge is adjusted by setting the flow rate of the first pump and the flow rate of the second pump.

Supplying sludge to the sludge agglomeration tank, adding a flocculant and stirring to obtain agglomerated sludge;
A step of being arranged at a position lower than the water surface of the sludge agglomeration tank, and introducing the agglomerated sludge into the inside from one end of a cylindrical body having a cylindrical filtration screen portion by a water level difference;
The screw provided inside the cylindrical body cleans the inner surface of the filtration screen part, and transfers the introduced coagulated sludge to the other end of the cylindrical body. A step of separating the moisture of the coagulated sludge;
A separation liquid discharging step of discharging the separation liquid from the outer container in a state where the filtration screen portion is submerged in the outer container containing the separated separation liquid;
And a concentrated sludge discharging step of discharging concentrated condensed sludge having a high concentration of the aggregated sludge separated by the filtration screen portion.

It is a sludge concentration method of Claim 6, Comprising:
The flow rate of water separated from the coagulated sludge in the step of separating the water of the coagulated sludge at the filtration screen unit is lower than the water surface of the sludge coagulation tank, and higher than the filter screen unit. The method for concentrating sludge, characterized in that the method is set according to a difference in water level with the set separation liquid discharge water surface.

It is the sludge concentration method of Claim 7, Comprising:
The concentrated aggregated sludge discharge water surface in which the flow rate of water separated from the aggregated sludge in the step of separating the moisture of the aggregated sludge in the filtration screen unit is set lower than the water surface of the sludge aggregation tank, and the water surface The sludge concentration method is characterized by being set according to a difference in water level with the separation liquid discharge water surface set at a lower position.

It is a sludge concentration method in any one of Claims 6-8,
The flow rate of water separated from the agglomerated sludge in the step of separating the moisture of the agglomerated sludge by the filtration screen unit is set by a valve provided connected to the separation liquid discharge port. Sludge concentration method.

It is the sludge concentration method in any one of Claims 6-9,
The concentration of the concentrated coagulated sludge obtained in the step of separating the moisture of the coagulated sludge by the filtration screen unit is determined from the flow rate of the first pump that introduces the sludge into the sludge coagulation tank, and the concentrated coagulated sludge discharge port. A method for concentrating sludge, characterized by being set by the flow rate of a second pump that discharges the concentrated agglomerated sludge.