JP4805625B2

JP4805625B2 - スラッジの脱水濃縮方法

Info

Publication number: JP4805625B2
Application number: JP2005217275A
Authority: JP
Inventors: 勝宮本
Original assignee: 株式会社エムケイ
Priority date: 2005-07-27
Filing date: 2005-07-27
Publication date: 2011-11-02
Anticipated expiration: 2025-07-27
Also published as: JP2007029861A

Description

２層に分かれたスラッジの上澄水をスラッジが混じることなく濾布（フィルター）を通して空洞となった中を通過させ、上澄水のすべてを排出し、さらにスラッジ層の水分を濾布を通して空洞となった中を通過させ排出することと濾布に付着したスラッジを剥離することを繰り返して、スラッジ層の脱水濃縮をする、スラッジの脱水濃縮方法に関する。

汚水処理装置は、処理水に凝集剤添加して凝集フロックを形成させ、フロックを沈降または浮上させたスラッジを処理槽から取り出してスラッジ排出槽に貯留する。取り出されたスラッジは、黒く変色したり異臭がするなど酸素が欠乏している。そのために、空気ミキシングポンプでスラッジ全体を流動撹拌混合させ、溶存金属類などは酸化状態に変化させて沈殿スラッジとし、流動混合した後、静置をする。スラッジ層と上澄層に分離するので、上澄水を水中ポンプで排出するとスラッジ濃度は高くすることができ、この作業を繰り返してスラッジを濃縮する。しかし、ポンプによる上澄水の排出には、限界があり完全に排出することができない。

汚泥の濃縮装置に関して、密閉槽を汚泥濃縮部と集液部に区画し、筒状濾布エレメントを汚泥濃縮部に垂下して、汚泥流入管から汚泥を供給し、筒状濾布エレメント内に透過した濾液を集液部から槽外に流出させ、逆円錐状とした濃縮汚泥排出部の排出管から濃縮汚泥を取出す装置は、特許文献１に記載してあるように公知である。しかし、該濃縮装置は、濃縮槽内の液面までがろ過水頭となっており、ろ過圧が低くスラッジが圧密されず、排水スラッジの水分が高く減量効果が少なかった。そして、濾材として濾布エレメントを使用しているため、濾材の再生が困難でろ過性能が悪くろ過時間が長くかかっていた。

特開平７−６８１０７号公報

従来の濃縮装置は、人工的に強い力を必要としていること、動力源として電気消費量が多いこと、濾布に強い力がかかるため寿命が短いこと、濾布目が閉塞するため洗浄をしなければならない等の問題点があった。
そこで、本発明は、上記の問題点を解決するために、スラッジケーキを作る最終脱水の前の段階でのスラッジ濃度を動力をかけずに自然の作用によって、空洞になった中に水が排出されてくるという、濾布の継続使用を可能にし効率良くスラッジを濃縮する重力濃縮脱水装置およびそれを用いた方法の開発を目的とする。詳細には、本発明は、２層に分かれたスラッジの上澄水をスラッジが混じることなく濾布（フィルター）を通して空洞となった中を通過させ、上澄水のすべてを排出し、さらにスラッジ層の水分を濾布を通して空洞となった中を通過させ排出することと濾布に付着したスラッジを剥離することを繰り返して、スラッジ層の脱水濃縮をする、スラッジの脱水濃縮方法の提供を目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、スラッジケーキを作る最終脱水の前の段階でのスラッジ濃度を濃縮する方法において、水分を含んだスラッジを静置してスラッジ層と上澄水に分離し、この分離した上澄水に、枠体とそれに取り付けた濾布により空洞を形成し、該空洞の上部には空気抜き口、下部には濾液を取り出すための流出口を設けた脱水装置を、該装置下部分の濾布が浸漬するように吊り下げ、上澄水を濾布を通して濾液として空洞となった中を通過させて排出し、通過量が少なくなるたびに、新しい濾布面が浸漬するように、装置を段々下げてやり上澄水をすべて濾液として排出し、ついで装置全体をスラッジ層中に浸漬してスラッジ中の水分を濾布を通して空洞となった中を濾液として通過させ排出して、スラッジ層の濾過濃縮をすること、一定時間が経過後に、スラッジの水面よりも高くなるように装置を吊り上げ、濾布表面にこびり付いたスラッジを自重で剥離させて濾布表面を再生させる、ことを特徴とするスラッジの脱水濃縮方法を要旨とする。

濾布を通過する上澄水の量が少なくなるたびに、新しい濾布面が浸漬するように装置を段々下げてやるので、常に清浄な濾布面が上澄水部分に接触し、効率よく上澄水を排出することができ、その操作を繰り返すと、最後には装置全体をスラッジ層にそのまま浸漬させ、スラッジ層の水分が自然にフィルターを通過して排出でき、動力源として電気消費量が少ない。
また、一定時間が経過後に、フィルター表面を水分が少なくなったスラッジがこびりつくようになると、スラッジの水面よりも高くなるように装置を吊り上げ、濾布表面にこびり付いたスラッジを自重で剥離させて濾布表面を再生させるので、濾布を洗浄することなく長期にわたって使用することができる。

枠体とそれに取り付けた濾布により空洞を形成し、該空洞の上部には空気抜き口、下部には水を取り出すための流出口を設けた装置という簡単な構造の装置とすることができ、分離した上澄水もスラッジ層の水分も濾過して装置外に排出することができる。
１個または数個を一定の間隔ごとに並べて固定した装置を濃縮槽上に吊り上げたり、下げたりできるように設置するので、既存の濃縮槽にも、排水パイプ取付口を付設するだけで適用することができる。また、濾布を透過した空洞内の濾液を流出口より装置外に流出させて濃縮槽の外に排出あるいは濃縮槽内の集水タンクに流入させるようになっており、この流入水はポンプで簡単に排出できる。濾布表面にこびり付いたスラッジを自重で剥離させて濾布表面を再生させるので、濾布を洗浄することなく長期にわたって使用することができる。また装置の上下の動き、濾布面から自重で剥離するスラッジの落下により、濃縮槽のスラッジは適度に撹拌混合され、酸素が供給されることができ、動力源を要するミキシング操作等を軽減することができる。

加圧脱水機、遠心脱水機、凍結融解機などで脱水してスラッジケーキを作る最終脱水の前の段階での前処理として位置づけられるスラッジ濃度を濾過濃縮する方法において、水分を含んだスラッジを静置してスラッジ層と上澄水に分離し、この分離した上澄水に脱水装置を装置下部分の濾布が浸漬するように吊り下げ、上澄水を濾布を通して濾液として空洞となった中を通過させて排出し、通過量が少なくなるたびに、新しい濾布面が浸漬するように、装置を段々下げてやり上澄水をすべて濾液として排出し、さらに装置を下げてスラッジ層の水分を濾布を通して空洞となった中を濾液として通過させ排出して、スラッジ層の濾過濃縮をする。

濾布を備えた脱水濃縮装置（枠体とそれに取り付けた濾布により空洞を形成し、該空洞の上部には空気抜き口、下部には水を取り出すための流出口を設けた装置）をスラッジ排出槽または濃縮槽の満水面よりも上部に吊り下げた状態で設置し、この吊り下げた装置の濾布面の下端が上澄水に浸漬させると上澄水は濾布を透過し、空洞内の濾液を流出口より装置外に流出させて濃縮槽の外に排出あるいは濃縮槽内の集水タンクに流入させる。濾布がスラッジで目詰まりをおこすので、装置を段々下げてやり、新しい濾布面が浸漬するように操作して効率よく上澄水を集水タンクに流入させ、この流入水はポンプで排出する。このようにして２層に分かれたスラッジの上澄水をスラッジが混じることなく濾布（フィルター）を通して空洞となった中を通過させ、上澄水のすべてを排出することができる。
さらに装置を下げてスラッジ層の水分を濾布を通して空洞となった中を濾液として通過させ排出して、スラッジ層の濾過濃縮をする。

１サイクルは、分離した上澄水とスラッジ層の水分の両方を濾布を通して濾液として空洞となった中を通過させて排出し、上澄水がある間はこれら両方を行い、上澄水がなくなった時はスラッジ層の水分のみを行う。すなわち、この操作を繰り返すと、最後には装置全体がスラッジ層のみに浸漬することになる。この状態でも、濾布は濾過操作を行っておりスラッジ中の水分は濃縮槽の外に排出あるいは濃縮槽内の集水タンクに流入するので、そのまま装置を浸漬しておき、集水タンク水はポンプで排出する。

一定時間が経過後には、脱水濃縮装置を、スラッジ槽の水面よりも高くなるように吊り上げる。そうすると濾布表面にこびり付いたスラッジの固まりが剥がれ落ちる。剥がれ落ちてスラッジが剥離して真新しい物と同様になった脱水濃縮装置を再度濾布面の下端が上澄水に浸漬するように吊り下げて、上澄水および／またはスラッジ層の水分の排出操作を行う。この操作を繰り返して行い、上澄水を完全に排出し、スラッジ層の水分も一部排出され濃縮する。

次の段階は、この装置全体をスラッジ層中に浸漬してスラッジ中の水分が濾布から浸透させて集水タンクに流入させる脱水操作を行う。この操作も一定時間が経過後には、フィルター表面を水分が少なくなったスラッジがこびりつくようになるので、脱水濃縮装置の下端を、スラッジ面より高くなるように吊り上げると、濾布表面に脱水濃縮して、こびり付いたスラッジの固まりが自然に剥がれて落下する。
この操作を繰り返して行うことにより、スラッジ中の水分を脱水して、スラッジの濃度を高めゾル状に濃縮することができる。

《濾布》
本発明では、上記操作を何回繰り返して行っても、この装置に取り付けた濾布は閉塞を起こさない濾布を使用している。凝集剤が添加されて生成したスラッジは粒径が濾布目より大きく、濾布目を閉塞させることがない。万が一、金属類の酸化が不十分で濾布目が閉塞した場合には、薬品溶解液を使用して機械洗いが可能な濾布であり、濾布目を再生することができる特殊な濾布（ポリビニルフォルマール樹脂不織布など）である。
上記操作を何回繰り返して行っても、この濾布表面にこびり付いたスラッジの固まりが自分の重力によって自然に剥離する濾布を使用することが好ましい。

《装置全体》
濃縮槽１０は、円筒状の本体部と中央部に取出口１１を形成した漏斗状の底板とで構成されており、濃縮槽１０の底板上のスラッジが固化するのを防ぐために、底板に近接して低速回転する撹拌翼１２を備えている。
上記濃縮槽１０の上方には、濾布ユニット３０を備えた濃縮装置２０が、電動巻上装置のような昇降装置３７によって、濃縮装置１０の上方から濃縮槽１０内の処理水中の間を昇降可能に配置されている。図２は脱水濃縮装置２０が２個連結されているが、その個数には限定されない。装置との間隔が固定できるように下部にも連結固定金具が必要であるが図示は省略している。また、昇降装置３７を複数個設置することも可能である。
図１および図２には、集水タンク３８も排水パイプ取付部１３も説明のために図示されているが、濃縮装置が地下式の場合は濃縮槽内に集水タンク３８を設けて脱水された水をタンクに貯留してから水中ポンプで地上に排出する方法が採用される。濃縮装置が地上の場合には濃縮槽に穴を開けるだけで自然流下で排水可能である方法が採用され、その場合、必要に応じて本体部の下部には排水パイプ取付部１３を設ける。

《濾布ユニット》
上記濾布ユニット３０は、方形の濾布枠３１に着脱自在に取り付けた濾布３２と、濾布枠３１と濾布３２とで形成される空洞内に残留している空気を排出させるために、濾布枠３１の上面に設けられた空気抜きパイプ３４と、濾布枠３１の下面に設けられた排水口（図示せず）に接続され空洞内に流入した上澄水を装置外に排出するための排水パイプ３５とで構成されている。この排水パイプ３５は、排水パイプ接合部３３により排水チューブ３６に接続され、上澄水を濃縮槽外または濃縮槽内の集水タンク内に排水することができる。
なお、排水チューブ３６の一部をコイル状に形成し、脱水濃縮装置２０の上下動に伴って伸縮し、排水チューブ３６の無理な力が掛からないようにしてある。

濃縮槽１０を地上に設置した場合には、排水チューブ３６を排水パイプ取付部１３に接続（図１において実線で示す状態）し、濾過した上澄水は自然流下して排出パイプ取付部１３を介して直接排出するように構成し、濃縮槽１０を地下に設置した場合には、排水チューブ３６を、脱水濃縮装置２０によって回収された上澄水を一時貯留するために濃縮槽１０内に配置した集水タンク３８に接続（図１において点線で示す状態）し、上澄水を集水タンク３８内に一旦貯留しポンプＰで排出するように構成する。

濃縮脱水装置を用いた汚水処理装置の全体図である。脱水濃縮装置の詳細図である。

符号の説明

１０濃縮槽
１１取出口
１２撹拌翼
１３排水パイプ取付部
２０脱水濃縮装置
３０濾布ユニット
３１濾布枠
３２濾布
３３排水パイプ接合部
３４空気抜きパイプ
３５排水パイプ
３６排水チューブ
３７昇降装置
３８集水タンク

Claims

スラッジケーキを作る最終脱水の前の段階でのスラッジ濃度を濃縮する方法において、水分を含んだスラッジを静置してスラッジ層と上澄水に分離し、この分離した上澄水に、枠体とそれに取り付けた濾布により空洞を形成し、該空洞の上部には空気抜き口、下部には濾液を取り出すための流出口を設けた脱水装置を、該装置下部分の濾布が浸漬するように吊り下げ、上澄水を濾布を通して濾液として空洞となった中を通過させて排出し、通過量が少なくなるたびに、新しい濾布面が浸漬するように、装置を段々下げてやり上澄水をすべて濾液として排出し、ついで装置全体をスラッジ層中に浸漬してスラッジ中の水分を濾布を通して空洞となった中を濾液として通過させ排出して、スラッジ層の濾過濃縮をすること、一定時間が経過後に、スラッジの水面よりも高くなるように装置を吊り上げ、濾布表面にこびり付いたスラッジを自重で剥離させて濾布表面を再生させる、ことを特徴とするスラッジの脱水濃縮方法。