JP4115598B2 - 懸濁液の造粒脱水装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の技術分野】
本発明は、円筒槽の底部から懸濁液に凝集剤を混入させて導入し、円筒槽内で水平回転する攪拌羽根により攪拌して懸濁液を凝集・造粒し、圧密に生成された球状のフロックを槽外に導出して無動力で自然重力脱水させるための装置に関する。
【０００２】
【従来技術とその問題点】
従来の造粒装置は図５および図６に示すよう、懸濁液送給管２００の導入開口縁２００ｅが円筒槽１００の槽底面１００ａと等高のツライチ状に形成されており、該導入開口縁２００ｅの直上に垂直状攪拌羽根８００が存在する。
【０００３】
このように懸濁液送給管２００の導入開口縁２００ｅの直上に垂直状攪拌羽根８００が存在するため、懸濁液送給管から送給される懸濁液と凝集剤は高速度で円筒槽１００内へ吸引されると共に強力な遠心作用によって円筒槽１００の槽壁内周面に沿って旋回しつつ高速度で上昇し、円筒槽１００の中心部には空洞化現象が生じる。
【０００４】
この空洞化現象を抑止するために、流れを槽内中心部へ向かわせる案内羽根１１０を円筒槽１００の槽壁内周面に配設することは公知である。これによって空洞化現象を抑止しても、攪拌羽根８００が垂直状のものであり且つ導入開口縁２００ｅの直上にあるため、円筒槽１００内への吸引と上昇流形成が高速度に行われることに変わりはなく、滞留時間が短くなって生成されるフロックの凝集力が弱く、このような低強度のフロックには多量の水分が残存していて沈降速度が遅いため大容積の円筒槽が必要となる。
【０００５】
そして造粒装置により生成されたフロックは、次工程を施すため脱水装置へと移送されるのであるが、上述した従来の造粒装置で生成されるフロックは凝集力が弱く、低強度高含水であるため、せっかく造粒させたものが脱水装置へ移すまでに泥状化することになる。従って、例えば特開平６−３２０１９９号公報や特開平６−３２０２００号公報等に見られるよう、フィルタプレス、ベルトプレス或いは遠心分離機などの複雑で高価な大型の機械的脱水装置を使用しなければならず、大きな設置スペースが必要であると共に動力費等のランニングコストも高くつくのである。
【０００６】
【発明の目的】
本発明の目的は、一つの円筒槽内で懸濁液を造粒反応させるについて、緩やかな上昇流攪拌により凝集力が強くて低含水のフロックが生成せられると共に、その生成せられたフロックについて、重力を利用した無動力の自然脱水により大きな設置スペースを要することなく廉価でランニングコストも低い脱水処理の行われる、懸濁液の造粒脱水装置を提供することにある。
【０００７】
【発明の構成】
本発明に係る懸濁液の造粒脱水装置においては、円筒槽の槽底中心部より導入された懸濁液送給管の導入上端部を上記円筒槽の槽底面よりも高く突出させ、原動機により駆動される回転軸を上記円筒槽の中心部に縦設し、上記円筒槽内の液中で水平回転する垂直状攪拌羽根を上記回転軸の外周に張設させ、上記回転軸の下端には上記懸濁液送給管の上端縁と対向してその外周よりも大径に下面開口させた伏椀状体を定着させ、該伏椀状体の外周には上記円筒槽内の液中で水平回転してその回転方向に対向するよう上り勾配に捻成された傾斜状攪拌羽根を張設させ、上記垂直状攪拌羽根と傾斜状攪拌羽根との間に位置して配設される案内羽根は、円筒槽の槽壁内周面と最小限の隙間となるように近接させ槽壁内周に沿って近接するよう導下された回動操作軸に枢着せられ、円筒槽の槽壁内周面からの離反角度が増減調節される可動構造のものとし、上記円筒槽の上方部に清澄液導出口を開設し、上記円筒槽内中層付近の濃縮ゾーン部より開口導出せられ開閉弁の付設されたフロック導出口を槽外のメッシュ状脱水袋上へ開口させる。
【０００８】
【作用】
円筒槽内へ導入される懸濁液送給管内で凝集剤を添加された懸濁液は、伏椀状体により上昇流を抑止せられ流速が極度に低減されると共に均一に混合したのちに傾斜状攪拌羽根により緩やかな上昇旋回流攪拌となり、案内羽根の離反角度調節により上記旋回流に適正な乱流を生じさせ適正流速に減速され、更に垂直状攪拌羽根の回転により懸濁液に潜む未反応微小粒子が吸着捕捉され該垂直状攪拌羽根の付設位置付近に濃縮ゾーンが生成され、該垂直状攪拌羽根を回転させることにより上記濃縮ゾーン中に顕在するフロックに転がし作用が生じ球状の圧密にされたフロックが生成せられる。そして上記球状の圧密に生成されたフロックは比重が重いため槽底に沈降しようするが、上記傾斜状攪拌羽根による緩やかな上昇旋回流に押し上げられて上記濃縮ゾーン付近で該フロックの沈降と上昇が均衡し、該濃縮ゾーン付近位置で旋回しながら該フロックに繰返し転がし作用が継続され、次第に該フロックは未反応微小粒子を吸着捕捉しながら球状圧密の低含水の強固なフロックに生成されるため、該濃縮ゾーンより上層の集液樋の導通用透孔付近には懸濁微粒子の少ない清澄液のゾーンが生成されるので集液樋の導通用透孔が目詰まりすることなく分離された清澄液は円筒槽上方部に開設された清澄液導出口から導出せられ、フロックは汚泥界面センサーの造粒汚泥界面検出作用またはタイマー制御により上記円筒槽内中層付近の濃縮ゾーン部より開口導出し介設された開閉弁が開作動するのに伴いフロック導出口を通ってメッシュ状脱水袋内へ収容せられ、該脱水袋内において自然重力脱水が行われるのである。
【０００９】
【実施例】
以下実施例の図面により説明をする。
【００１０】
１は懸濁液を処理するための円筒槽、２は円筒槽１の槽底中心部より導入される懸濁液送給管であり、その導入上端部２ｅは円筒槽１の槽底面１ａよりも高く突出されている。３は懸濁液送給管２の途中に開設された凝集剤注入口、４は円筒槽１の中心部に縦設された回転軸であり、モータ等の原動機５により駆動される。６は円筒槽１内の液中で水平回転するよう回転軸４の外周に張設された垂直状攪拌羽根であり、上下に間隔を距てて直交状に対向する多段構成とすることが望ましい。７は懸濁液送給管２の上端縁と対向してその外周よりも大径に下面開口された伏椀状体であり、その上面中心部が回転軸４の下端部に定着されている。８は円筒槽１内の液中で水平回転するよう伏椀状体７の外周に張設された傾斜状攪拌羽根であり、その回転方向に対向するよう上り勾配に捻成されている。９は円筒槽１の槽壁内周に沿って近接するよう導下された操作軸、１０は円筒槽の槽壁内周面と最小限の隙間となるように近接し操作軸９に枢支され垂直状攪拌羽根６と傾斜状攪拌羽根８との間に両攪拌羽根６，８の外径よりも内側に入り込むように介装された案内羽根であり、操作軸９の回動操作によって円筒槽１の槽壁内周面からの離反角度を増減調節し得るような可動構造とすることが望ましい。１４は円筒槽１内に装備された汚泥界面センサー、１１は円筒槽１内中層付近の濃縮ゾーン部より開口導出されたフロック導出口であり、上下方向に可変するよう可撓性配管１１ｆを通じて槽外のメッシュ状脱水袋１３上へ開口される。１１ｖは上記フロック導出口１１を開閉させるための開閉弁であり、平時は閉状態となっているが、所定サイクル時間でのタイマー制御により、または上記汚泥界面センサー１４が造粒汚泥界面を検知したのち、所定の設定時間だけ開状態となる。そして例えばチェーン式掛吊機構１１ａ等の調節手段によってフロック導出口１１の保持高さを調節することで、円筒槽１内からメッシュ状脱水袋３内へ導かれる造粒汚泥量を任意に増減制御させるのである。上記メッシュ状脱水袋１３は粗目の布袋あるいは金網等で作られていて、収容されたフロックを重力の作用で自然脱水させるものである。１５は円筒槽１の上方外周部に繞設された集液樋であり、導通用透孔１５ｃにより円筒槽１と導通される導通部１５ａと、円筒槽１から遮断された非導通部１５ｂとが、清澄液流出液位規制用の越流堰１５ｄを介して隣接し、非導通部１５ｂの下底部からは清澄液導出口１２が導出されている。上記越流堰１５ｄは複数枚の堰体の組み合わせからなり、集液樋１５の導通部１５ａと非導通部１５ｂとの隣接部において例えば差し込み構造等により多段状に積層して縦設せられ、この積層枚数を増減して堰高ｔを調節させることで円筒槽１内における液位上昇限つまり清澄液流出液位ｌの設定値が変更し得られるのである。
【００１１】
凝集剤注入口３から凝集剤を添加させながら懸濁液送給管２内で初期混合し懸濁液送給管２の導入上端部２ｅにより送給された懸濁液は、槽底中心部より伏椀状体７内に流入してその上壁に流出衝突し該伏椀状体７内周壁と槽底面１ａより突出の上記導入上端部２ｅ外周間の環状隙間を流下し、槽底面１ａに再び衝突させることにより上記初期混合された懸濁液をより一層均一に混合されると共にその流入流速を減速させながら上昇流を抑止させ、流速が極度に低減した状態となったのちに傾斜状攪拌羽根８により緩やかな上昇旋回流攪拌となり、処理条件に対応させて角度調節された案内羽根１０によって上記旋回流に乱流を生じさせる。そして、前述の如く該案内羽根１０の上方に設けられた垂直状攪拌羽根６の回転により懸濁液に潜む未反応微小粒子を吸着捕捉し該垂直状攪拌羽根６の付設位置付近に濃縮ゾーンが生成され、該垂直状攪拌羽根６を回転させることにより上記濃縮ゾーン中のフロックに転がし作用が生じ球状の圧密にされたフロックが生成され、更に垂直状攪拌羽根６が多段構成である場合には上記同様先ず下段の垂直状攪拌羽根６ａにより生成されたフロックが該垂直状攪拌羽根６ａの部分まで充満して懸濁液送給管２から流入してくる懸濁液に潜む未反応微小粒子を吸着捕捉する濃縮ゾーンが生成せられ、次いで上段の垂直状攪拌羽根６ｂによって濃縮ゾーンの表層にあるフロックに対しても有効に転がし作用が生じるので、より一層造粒作用が促進されてやがて該生成のフロック層が汚泥界面検出センサー１４の検知位置に到達し該汚泥界面検出センサー１４による検出信号により開閉弁１１ｖが所定の設定時間だけ開状態となって中層付近の濃縮ゾーン部より開口導出されたフロック導出口１１から所定量のフロックが導出される。また、開閉弁１１ｖを開作動させるための他の手段として、所定サイクル時間でのタイマー制御も有効である。即ち、懸濁液送給管２から円筒槽１内への懸濁液流入量および円筒槽１内における造粒処理能力から勘案して、汚泥界面が所定レベルに達するまでの所要時間を算定したタイマー設定により、経時的に開閉弁１１ｖが所要時間だけ開状態となってフロック導出口１１から所定量のフロックを導出させるのである。
【００１２】
このフロック導出量の増減制御はフロック導出口１１の保持高さを調節すること、つまり円筒槽１内の液位上昇限ｌとフロック導出口１１との液位差△ｈを調整することで行われる。そしてフロック導出口１１から導出されたフロックはメッシュ状脱水袋１３内において自然重力脱水せられ、脱水後のフロックは脱水袋１３ごと回収して廃棄してもよく、或いは別の容器に移し変えて処理してもよい。また、分離された清澄液は導通用透孔１５ｃを通って集液樋１５の導通部１５ａ内へ流入し、越流堰１５ｄの上縁を超えて非導通部１５ｂ内へ達し、清澄液導出口１２から導出されるのであるが、この清澄液流出液位ｌは越流堰１５ｄの堰高ｔによって定まり、清澄液流出液位ｌと円筒槽１内の液位上昇限と一致するため、堰高ｔを調節することによっても前記液位上昇限ｌとフロック導出口１１との液位差△ｈを調整してフロック導出量を制御することができるのである。従って、フロック導出口１１の保持高さ調節と堰高ｔの調節とを併用させてもよい。
【００１３】
【発明の効果】
本発明に係る懸濁液の造粒脱水装置によれば、一つの円筒槽内で懸濁液を造粒反応させるについて、緩やかな上昇流攪拌が行われて滞留時間が増大されるため、凝集力が強くて低含水のフロックが生成せられ、フロック比重が増して沈降速度も速くなるため、従来よりも小容積の円筒槽で足りると共に、生成せられたフロックについて、重力を利用した無動力の自然脱水により大きな設置スペースを要することなく、廉価でランニングコストも低い脱水処理が行われるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例における懸濁液の造粒脱水装置の要部縦断側面図であって、円筒槽内の液位上昇限とフロック導出口との液位差を増大させた状態を示す。
【図２】 本発明の一実施例における懸濁液の造粒脱水装置の要部縦断側面図であって、円筒槽内の液位上昇限とフロック導出口との液位差を縮小させた状態を示す。
【図３】 図１および図２のＡ−Ａ線における横断平面図である。
【図４】 図１および図２に示された懸濁液の造粒脱水装置における円筒槽の平面図である。
【図５】 本従来における懸濁液の造粒装置の要部縦断側面図である。
【図６】 図５のＢ−Ｂ線における横断平面図である。
【符号の説明】
１ 円筒槽
１ａ 槽底面
２ 懸濁液送給管
２ｅ 導入上端部
４ 回転軸
５ 原動機
６ 垂直状攪拌羽根
６ａ 下段の垂直状攪拌羽根
６ｂ 上段の垂直状攪拌羽根
７ 伏椀状体
８ 傾斜状攪拌羽根
９ 操作軸
１０ 案内羽根
１１ フロック導出口
１１ｖ 開閉弁
１２ 清澄液導出口
１３ メッシュ状脱水袋

Claims (1)

1. 円筒槽の槽底中心部より導入された懸濁液送給管の導入上端部を上記円筒槽の槽底面よりも高く突出させ、原動機により駆動される回転軸を上記円筒槽の中心部に縦設し、上記円筒槽内の液中で水平回転する垂直状攪拌羽根を上記回転軸の外周に張設させ、上記回転軸の下端には上記懸濁液送給管の上端縁と対向してその外周よりも大径に下面開口させた伏椀状体を定着させ、該伏椀状体の外周には上記円筒槽内の液中で水平回転してその回転方向に対向するよう上り勾配に捻成された傾斜状攪拌羽根を張設させ、上記垂直状攪拌羽根と傾斜状攪拌羽根との間に位置して配設される案内羽根は、円筒槽の槽壁内周面と最小限の隙間となるように近接させ槽壁内周に沿って近接するよう導下された回動操作軸に枢着せられ、円筒槽の槽壁内周面からの離反角度が増減調節される可動構造のものとし、上記円筒槽の上方部に清澄液導出口を開設し、上記円筒槽内中層付近の濃縮ゾーン部より開口導出せられ開閉弁の付設されたフロック導出口を槽外のメッシュ状脱水袋上へ開口させたことを特徴とする、懸濁液の造粒脱水装置。

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