JP4625291B2 - 汚泥処理装置 - Google Patents
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また、特に紫外線照射による汚泥の可溶化率を高めるために、紫外線照射による汚泥の可溶化処理に加えて超音波照射処理を併用する処理装置が提案されている(特許文献3参照)。
また、本発明は、低消費電力でコンパクトな装置を実現することを目的とする。
請求項2記載の本発明は、請求項1に記載の汚泥処理装置において、前記旋回流分離槽を前記超音波処理槽よりも下方に配置し、前記超音波処理槽のドレン配管の排出口を前記旋回流分離槽の上部中心に配置したことを特徴とする。
請求項3記載の本発明は、請求項2に記載の汚泥処理装置において、前記排液導出管の導入口を、当該旋回流分離槽内の上部中心に上向きに配置したことを特徴とする。
請求項4記載の本発明は、請求項1に記載の汚泥処理装置において、前記旋回流分離槽の排液導出管に、電動バルブ、流量計、及び切換手段とを設け、前記切換手段を前記電動バルブ及び前記流量計よりも下流側に配置し、前記切換手段に洗浄水導入管を設けたことを特徴とする。
請求項5記載の本発明は、請求項1に記載の汚泥処理装置において、前記超音波処理槽を、堰によって第1の処理槽と第2の処理槽に区分し、前記第1の処理槽に前記排液の流入口と超音波振動子を備え、前記第2の処理槽に前記排液の流出口を備え、前記第2の処理槽を前記第1の処理槽の外周部に設け、前記堰の上端面を水平に保持することを特徴とする。
請求項6記載の本発明は、請求項1に記載の汚泥処理装置において、前記超音波処理槽を、堰によって第1の処理槽と第2の処理槽に区分し、前記第1の処理槽に前記排液の流入口と超音波振動子を備え、前記第2の処理槽に前記排液の流出口を備え、前記第2の処理槽を前記第1の処理槽の両側部にそれぞれ設け、一方の前記第2の処理槽における前記堰の上端面と、他方の前記第2の処理槽における前記堰の上端面との高さを異ならせたことを特徴とする。
請求項7記載の本発明は、請求項1に記載の汚泥処理装置において、前記超音波処理槽を、堰によって第1の処理槽と第2の処理槽に区分し、前記第1の処理槽に前記排液の流入口と超音波振動子を備え、前記第2の処理槽に前記排液の流出口を備え、前記第2の処理槽を前記第1の処理槽の両側部にそれぞれ設け、一方の前記第2の処理槽における前記堰の上端面の位置と、他方の前記第2の処理槽における前記堰の上端面の位置とを変更する傾き調整手段を設けたことを特徴とする。
請求項8記載の本発明は、請求項8に記載の汚泥処理装置において、前記超音波処理槽と、前記乱流沈殿槽と、前記旋回流分離槽とを、本体ケース内に配設し、前記傾き調整手段を前記本体ケースに設けたことを特徴とする。
請求項9記載の本発明は、請求項1に記載の汚泥処理装置において、前記超音波処理槽の上部に蓋体を設け、前記蓋体下部より洗浄水を噴出することを特徴とする。
請求項10記載の本発明は、請求項9に記載の汚泥処理装置において、前記蓋体に、複数の箱体を形成し、前記箱体には複数の洗浄水噴出孔を設けたことを特徴とする。
請求項11記載の本発明は、請求項10に記載の汚泥処理装置において、前記洗浄水噴出孔を、前記箱体の側壁に設けたことを特徴とする。
本発明の第2の実施の形態は、第1の実施の形態による汚泥処理装置において、旋回流分離槽を超音波処理槽よりも下方に配置し、超音波処理槽のドレン配管の排出口を旋回流分離槽の上部中心に配置したものである。本実施の形態によれば、旋回流分離槽を超音波処理槽よりも下方に配置しているので、処理汚泥の返送を容易にすることができ、また、超音波処理槽の洗浄に用いた水を旋回流分離槽に利用することができ、洗浄水を旋回流分離槽の上部中心から噴出させることで、旋回流分離槽内の洗浄を効率よく行うことができる。
本発明の第3の実施の形態は、第2の実施の形態による汚泥処理装置において、排液導出管の導入口を、当該旋回流分離槽内の上部中心に上向きに配置したものである。本実施の形態によれば、旋回流分離槽で分離した異物が排液導出管から流出することを防止することができる。また、旋回流分離槽の上部中心から噴出させる洗浄水は、排液導出管の導入口に当たって周囲に拡散されるため、旋回流分離槽の内壁面を効率よく洗浄することができる。
本発明の第4の実施の形態は、第1の実施の形態による汚泥処理装置において、旋回流分離槽の排液導出管に、電動バルブ、流量計、及び切換手段とを設け、切換手段を電動バルブ及び流量計よりも下流側に配置し、切換手段に洗浄水導入管を設けたものである。本実施の形態によれば、切換手段を切り換えて洗浄水を導入することで、電動バルブや流量計の洗浄を行うことができる。
本発明の第5の実施の形態は、第1の実施の形態による汚泥処理装置において、超音波処理槽を、堰によって第1の処理槽と第2の処理槽に区分し、第1の処理槽に排液の流入口と超音波振動子を備え、第2の処理槽に排液の流出口を備え、第2の処理槽を第1の処理槽の外周部に設け、堰の上端面を水平に保持するものである。本実施の形態によれば、第1の処理槽から流出する排液を薄くのばすことができるので、紫外線照射による効果を高めることができる。
本発明の第6の実施の形態は、第1の実施の形態による汚泥処理装置において、超音波処理槽を、堰によって第1の処理槽と第2の処理槽に区分し、第1の処理槽に排液の流入口と超音波振動子を備え、第2の処理槽に排液の流出口を備え、第2の処理槽を第1の処理槽の両側部にそれぞれ設け、一方の第2の処理槽における堰の上端面と、他方の第2の処理槽における堰の上端面との高さを異ならせたものである。本実施の形態によれば、第2の処理槽の一方が汚泥などによって詰まった場合であっても、他方の第2の処理槽に排水することができるので、排液の連続処理を確実に行うことができるとともに、オーバーフローを回避することができる。
本発明の第7の実施の形態は、第1の実施の形態による汚泥処理装置において、超音波処理槽を、堰によって第1の処理槽と第2の処理槽に区分し、第1の処理槽に排液の流入口と超音波振動子を備え、第2の処理槽に排液の流出口を備え、第2の処理槽を第1の処理槽の両側部にそれぞれ設け、一方の第2の処理槽における堰の上端面の位置と、他方の第2の処理槽における堰の上端面の位置とを変更する傾き調整手段を設けたものである。本実施の形態によれば、複数の第2の処理槽を同時に利用することも択一的に利用することも可能となり、第1の処理槽から流出する排液を薄くのばすことで、紫外線照射による効果を高めることができるとともに、オーバーフローを回避することもできる。
本発明の第8の実施の形態は、第7の実施の形態による汚泥処理装置において、超音波処理槽と、乱流沈殿槽と、旋回流分離槽とを、本体ケース内に配設し、傾き調整手段を本体ケースに設けたものである。本実施の形態によれば、乱流沈殿槽と旋回流分離槽とを設けることでコンパクトな処理装置を提供できるために、本体ケース内にそれぞれの処理槽を配設することができ、傾き調整手段を本体ケースに設けることで、特に排水を調整することができる。
本発明の第9の実施の形態は、第1の実施の形態による汚泥処理装置において、超音波処理槽の上部に蓋体を設け、蓋体下部より洗浄水を噴出するものである。本実施の形態によれば、超音波処理槽の洗浄を容易に行うことができる。
本発明の第10の実施の形態は、第9の実施の形態による汚泥処理装置において、蓋体に、複数の箱体を形成し、箱体には複数の洗浄水噴出孔を設けたものである。本実施の形態によれば、複数の箱体内に洗浄水を導き、この箱体内の洗浄水を噴出させることで、水流の均一化を図れ、超音波処理槽内全体を確実に洗浄することができる。
本発明の第11の実施の形態は、第10の実施の形態による汚泥処理装置において、洗浄水噴出孔を、箱体の側壁に設けたものである。本実施の形態によれば、特に超音波処理槽の内壁面の洗浄を効果的に行うことができる。
工場や下水処理場などから排出される排液や汚泥は、図示しない排液貯留槽に貯留されている。この排液や汚泥に対して何らかの処理を施して再利用や減容を行う場合には、排液に含まれる異物を除去することが重要である。
本実施例による汚泥処理装置は、本体ケース1内に、乱流沈殿槽20と旋回流分離槽30と超音波処理槽50とを備えている。ここで乱流沈殿槽20と旋回流分離槽30とによって異物分離装置が構成される。
乱流沈殿槽20は、円筒状のケーシング21を持ち、複数の仕切板22で複数の空間に分けられている。仕切板22には丸い開口が設けてあり、開口の直径は上段より下段の方が大きくなっている。このため、上段から下段へ落下する異物は下段の開口を通過することができ、異物は配管Cから乱流沈殿槽20外に排出される。また、仕切板22には丸い開口に向けて下方へ向かう傾斜面を設けていることが好ましい。この傾斜面によって、各仕切板22に沈殿した異物は、開口部へ向けて滑り落ち、乱流沈殿槽20より排出される。一方、仕切板22で区切られたそれぞれの空間は、上段より下段の方が小さくなっており処理液を排出する配管Bは、最上部空間の上面付近に設けている。排液は、配管Aより最下段の空間へ流入し、被処理排液と処理に不要な排液に分離され、処理に不要な排液は、配管Cより排液貯留槽へ還流される。次に被処理排液は最下段の空間の上方に位置する第2の空間へ流入し、発生した乱流によって異物の一部が除去される。第2の空間を通過した被処理液は更に上方に位置する第3の空間(最上部空間)へと流入する。第3の空間は、他の二つの空間より大きな容積とすることで、乱流が穏やかとなっており、乱流と重力沈殿の両方の効果で異物が除去される。第3の空間を通過した被処理液は配管Bより排出される。
配管Dには、電動バルブ41、流量計42、及び三方弁(切換手段)43が順に設けられている。三方弁43は、電動バルブ41及び流量計42よりも下流側に配置し、三方弁43には洗浄水導入管44を設けている。三方弁43は、使用状態では旋回流分離槽30と超音波処理槽50とを連通しているが、洗浄時には流路を切り換えて洗浄水を導入することで、電動バルブ41や流量計42の洗浄を行うことができる。
ここで、一方の第2の処理槽52Aにおける堰53Aの上端面と、他方の第2の処理槽52Bにおける堰53Bの上端面との高さを異ならせている。このように、一方の第2の処理槽52Aにおける堰53Aの上端面と、他方の第2の処理槽52Bにおける堰53Bの上端面との高さを異ならせることで、第2の処理槽52Aが汚泥などによって詰まった場合であっても他方の第2の処理槽52Bに排水することができるので、排液の連続処理を確実に行うことができるとともに、オーバーフローを回避することができる。なお、一方の第2の処理槽52Aにおける堰53Aの上端面と、他方の第2の処理槽52Bにおける堰53Bの上端面との高さを同じ高さとしてもよい。このように同じ高さとすることで第1の処理槽から流出する排液を薄くのばすことができる。
ここで、流入口54は、超音波振動子14の高さ方向に、下部から1/3以下の位置に設けるか、または、第1の処理槽51の底面から堰53Aまでの高さの1/3以下の位置に設ける。そしてこの流入口54は、第1の処理槽51内に波長λ以下の長さの突出部を形成して取り付けることが好ましい。なお、超音波の発振周波数をf[Hz]、水中の音速をa[m/s]とした時の超音波の波長λ[m]は、λ=a/f[m]である。
堰53Aよりも上方位置の第2の処理槽52A、52Bには、紫外線照射手段であるUV灯58を取り付けている。
このUV灯58は直管型又はU字管型であり、その中心軸が堰53A、53Bと平行になるように取り付けられている。
UV灯58を第2の処理槽52A、52Bに設けることで、排液は超音波照射が行われた後にUV灯58によって照射される。また排液へのUV照射は、堰53A、53Bを流下する際と、流出口55へ滞留した際に行われる。
本実施例における超音波処理槽50は、旋回流分離槽30の上方に配置し、超音波処理槽50のドレン配管Eの排出口36を旋回流分離槽30の上部中心に配置している。なお、ドレン口56と排出口36とが鉛直方向に一致するように超音波処理槽50と旋回流分離槽30とを配置する。ドレン配管Eにはバルブ57が設けられている。
乱流沈殿槽20へ流入した排液の一部は、乱流沈殿槽20によって異物を除去された後、配管Bを経由して旋回流分離槽30へ流入する。そして旋回流分離槽30にて、さらに異物を除去された排液は、配管Dを経由して旋回流分離槽30より流出する。乱流沈殿槽20と旋回流分離槽30によって除去された異物と処理に不要な排液は配管Cを経由して排液貯留槽へと還流する。ここで、乱流沈殿槽20では、旋回流分離槽30へ流入する流量を、排液貯留槽へ還流する流量に対して少なくすることで、旋回流分離槽30を小さくすることができる。また、乱流沈殿槽20と旋回流分離槽30を組み合わせることで、より良好な処理液を超音波処理槽50に供給することが可能となる。
旋回流分離槽30より流出した排液は、配管Dを経由して流入口54から第1の処理槽51に導かれる。
本実施例によれば、超音波処理槽50に供給された排液に対して、まず超音波照射が行われ、超音波によって排液に混入している汚泥のフロックが分散・破砕し、汚泥粒子に光のあたる表面積が増加する。また排液は、堰53A、53Bによって薄く伸ばされ、堰53A、53Bを越えた後も堰53A、53Bの表面を伝って薄く伸ばされながら流下する。更に流下した排液は薄く伸ばされた状態で流出口55へ向けて流れる。UV灯58は、薄く伸ばされた排液に対して紫外線があたるように取り付けられているため、濁度が大きい排液であっても全量に対して均一に紫外線を照射することができる。このように排液は均一にUVを吸収するため、汚泥細胞が十分に破壊する。
そして、汚泥細胞が十分に破壊された排液は、流出口55から配管Fを経由して処理排液として装置外へ導出される。
洗浄時においては、洗浄水導入管44から配管Gを経由して蓋体60に洗浄水が供給される。また、三方弁43の切り換えによって配管Dにも洗浄水が供給される。一方、配管Aからの排液の流入を停止するとともにバルブ35、57が開放される。
蓋体60に供給された洗浄水は、箱体61内に満たされ、箱体61に設けた洗浄水噴出孔62から超音波処理槽50の内壁面に向かって噴出する。超音波処理槽50の内壁面を伝って落下した洗浄水は、ドレン口56から流出し、旋回流分離槽30の上部に位置する排出口36から落下する。このとき、排出口36の下方には導入口34が配置されているため、排出口36から落下した洗浄水は、導入口34に衝突して周囲に飛び散る。従って、旋回流分離槽30の内周面を洗浄することができ、旋回流分離槽30の内周面を洗浄した洗浄水は、底面から流出し配管Cを経由して排出される。
20 乱流沈殿槽
21 ケーシング
22 仕切板
30 旋回流分離槽
50 超音波処理槽
Claims (11)
- 超音波処理槽に超音波振動子を備えた汚泥処理装置であって、
ケーシング内を複数の仕切板で複数の空間に分け、前記仕切板には開口が設けてあり、前記ケーシング内の下部から排液を導入し、導入した前記排液の一部を前記ケーシング内の上部から導出するとともに他の前記排液を前記ケーシング内の前記下部から導出する乱流沈殿槽と、
円筒状の胴部分に前記乱流沈殿槽の上部からの前記排液を導入する配管を有し、前記胴部分の接線方向に前記排液を流出させることで導入した前記排液を旋回させ、上部に設けている排液導出管から前記排液を導出する旋回流分離槽と
を備え、
前記旋回流分離槽から導出する前記排液を前記超音波処理槽に導入することを特徴とする汚泥処理装置。 - 前記旋回流分離槽を前記超音波処理槽よりも下方に配置し、前記超音波処理槽のドレン配管の排出口を前記旋回流分離槽の上部中心に配置したことを特徴とする請求項1に記載の汚泥処理装置。
- 前記排液導出管の導入口を、当該旋回流分離槽内の上部中心に上向きに配置したことを特徴とする請求項2に記載の汚泥処理装置。
- 前記旋回流分離槽の排液導出管に、電動バルブ、流量計、及び切換手段とを設け、前記切換手段を前記電動バルブ及び前記流量計よりも下流側に配置し、前記切換手段に洗浄水導入管を設けたことを特徴とする請求項1に記載の汚泥処理装置。
- 前記超音波処理槽を、堰によって第1の処理槽と第2の処理槽に区分し、前記第1の処理槽に前記排液の流入口と超音波振動子を備え、前記第2の処理槽に前記排液の流出口を備え、前記第2の処理槽を前記第1の処理槽の外周部に設け、前記堰の上端面を水平に保持することを特徴とする請求項1に記載の汚泥処理装置。
- 前記超音波処理槽を、堰によって第1の処理槽と第2の処理槽に区分し、前記第1の処理槽に前記排液の流入口と超音波振動子を備え、前記第2の処理槽に前記排液の流出口を備え、前記第2の処理槽を前記第1の処理槽の両側部にそれぞれ設け、一方の前記第2の処理槽における前記堰の上端面と、他方の前記第2の処理槽における前記堰の上端面との高さを異ならせたことを特徴とする請求項1に記載の汚泥処理装置。
- 前記超音波処理槽を、堰によって第1の処理槽と第2の処理槽に区分し、前記第1の処理槽に前記排液の流入口と超音波振動子を備え、前記第2の処理槽に前記排液の流出口を備え、前記第2の処理槽を前記第1の処理槽の両側部にそれぞれ設け、一方の前記第2の処理槽における前記堰の上端面の位置と、他方の前記第2の処理槽における前記堰の上端面の位置とを変更する傾き調整手段を設けたことを特徴とする請求項1に記載の汚泥処理装置。
- 前記超音波処理槽と、前記乱流沈殿槽と、前記旋回流分離槽とを、本体ケース内に配設し、前記傾き調整手段を前記本体ケースに設けたことを特徴とする請求項7に記載の汚泥処理装置。
- 前記超音波処理槽の上部に蓋体を設け、前記蓋体下部より洗浄水を噴出することを特徴とする請求項1に記載の汚泥処理装置。
- 前記蓋体に、複数の箱体を形成し、前記箱体には複数の洗浄水噴出孔を設けたことを特徴とする請求項9に記載の汚泥処理装置。
- 前記洗浄水噴出孔を、前記箱体の側壁に設けたことを特徴とする請求項10に記載の汚泥処理装置。
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