JP4953099B2 - 凝集装置を有するスクリュープレス - Google Patents

Description

この発明は、下水、集落排水、し尿処理、工場廃水等の排水処理設備から発生する汚泥に、ポリマーを添加して圧搾脱水するスクリュープレスに関し、特に、スクリュープレスの前段に大きい凝集混和槽を設置することなく、ラインミキサーをスクリュープレスに直接連設したスクリュープレスを提供する。

従来、下水汚泥等を脱水するスクリュープレスはポリマーで凝集処理したものを脱水する必要があり、図６に示すように、凝集混和槽で汚泥と凝集剤を攪拌混合した凝集汚泥をスクリュープレスに供給している。混和槽を設置して、脱水に適した凝集フロックを造粒させて供給するスクリュープレスは、例えば、特許文献１に開示してある。また、スクリュー羽根を巻き掛けた回転軸を横型円筒状の本体内部に配設し、本体内部に溢流壁を立設して、汚泥供給管側を汚泥の調室部とし、調室部の回転軸に攪拌羽根を設けた汚泥処理装置も、例えば、特許文献２に開示してある。
特許第３６７９３６９号公報（段落番号００１３、図１） 特公平０６−１５１１６号公報（請求項１、図１）

従来の下水汚泥等をポリマーで凝集処理する混和槽は比較的大きくなり、スクリュープレスの原液供給口側に大きな凝集混和槽の設置と監視のためのスペースが必要となる。脱水機が大きくなると、凝集混和槽も所定の滞留時間を維持するために大きな槽になり、中心部と周辺部では攪拌機の周速度が異なるため、凝集フロックの生成状態にバラツキが生じていた。また、横型円筒状の本体内部に汚泥の調室部を設けた汚泥処理装置は、凝集混和槽の設置スペース、及び監視スペースが不要となるものであるが、調室部だけでの凝集フロックの造粒は、攪拌羽根の回転速度が遅いため、生成状態にバラツキを生じる。調室部をスクリュープレスに設置して圧搾脱水すると、凝集フロックがスクリーンから目抜けする恐れがある。

この発明は、ラインミキサーの技術を応用してスクリュープレスに直接連設し、良好な凝集フロックを生成させる凝集装置を有するスクリュープレスを提供する。

この発明に係る凝集装置を有するスクリュープレスは、外筒スクリーンとスクリュー軸でろ過室を形成し、スクリュー軸に内設した原液供給路からろ過室に調質汚泥を供給し、スクリュー軸に巻き掛けたスクリュー羽根で調質汚泥を移送しながら濃縮脱水し、排出口から脱水ケーキを取り出すスクリュープレスにおいて、ろ過室に連通するラインミキサーをスクリュー軸に連設して、ラインミキサーの一端をスクリュー軸の始端部と摺接させ、他端の始端壁部に攪拌羽根を配置し、ラインミキサーの汚泥流出口側の内周面に複数のバッフル板を止着し、ラインミキサーの攪拌羽根近傍の周壁に原液汚泥の給泥管と凝集剤の薬注管を連結したもので、スクリュー軸の軸芯とラインミキサーの軸芯が共通となり、直径の小さい管内で攪拌するので凝集フロックのバラツキがなく、均一なフロックの形成が可能となる。フロック形成後、直ちにスクリュープレスに供給して脱水を行なうので、フロックの破壊がなく水切り性が高くなり脱水性が向上する。また、攪拌混合された旋回流をバッフル板に衝突させて乱流化し、フロック化を促進させると共に、低速化による造粒作用により適切なフロックに生成して、直線流に整流化させた調質汚泥をろ過しつに供給できる。

また、ラインミキサーに連結する薬注管は、給泥管に接続しても良いもので、補機の設置スペースの少ないスクリュープレスに適するものである。

スクリュープレスに連設する凝集装置の他の発明は、ラインミキサーの給泥管を取除き、汚泥流入口を拡開して第二ラインミキサーを構成し、汚泥流入口に第一ラインミキサーを接続したもので、二段凝集が可能となり、一段では凝集が難しい汚泥についても適用可能となる。また、二段凝集で攪拌力が強化され、大容量処理が可能となり、適用対象汚泥の拡大化とスクリュープレスの大型化が行える。

第一ラインミキサーの構成は、一端を第二ラインミキサーと接続させ、他端の始端壁部に攪拌羽根と、汚泥流出口側の内周壁に複数のバッフル板を配設すると共に、第一ラインミキサーの攪拌羽根近傍の周壁に薬注管を接続した給泥管を連結したもので、第一ラインミキサーの薬注管と第二ラインミキサーの薬注管に二種類の高分子凝集剤、或は、無機凝集剤と高分子凝集剤等の別々の凝集剤を使用することが可能となり、均一な強固なフロックの形成と、より高範囲の汚泥に適用可能となる。スクリュープレスの汚泥の供給量を増やしても、凝集フロックのバラツキがなく、調整時間が必要な難脱水汚泥等にも適用できる。また、第一ラインミキサーの給泥管に接続する薬注管は、第一ラインミキサーの周壁に直接連結しても良いものである。

この発明は上記のように構成してあり、ラインミキサーをスクリュープレスの入口部に連設することによりスクリュー軸の軸芯とラインミキサーの軸芯が共通となり、凝集装置の直径が小さくなる。スクリュープレスの原液供給側に大きい凝集混和槽を設置する必要がなく、凝集装置の設置スペースと、監視スペースが不要となる。そして、ラインミキサーに第二ラインミキサーを連設すれば、凝集が難しい汚泥についても適用可能となる。凝集汚泥の大容量処理が可能となり、スクリュープレスの大型化が行える。

この発明の実施例を図面に基づき詳述すると、先ず、図１は凝集装置を有するスクリュープレスの縦断面図であって、前後のフロントフレーム１及びリヤーフレーム２に支架されたスクリュープレス３は、周部にスクリーンを張設した外筒スクリーン４と、その内部にスクリュー羽根５を巻き掛けたスクリュー軸６を配設してある。スクリュー軸６は汚泥の供給側からケーキの排出側に向って拡大させてあり、外筒スクリーン４とスクリュー軸６の間に形成するろ過室７は、凝集汚泥が濃縮・脱水されるに従って容積を減少させてある。スクリュー軸６に原液供給路８が内設してあり、供給孔８ａからろ過室７に調質汚泥を供給するようにしてある。

この発明の実施例では、円筒状の外筒スクリーン４が前半部の濃縮ゾーンＡの外筒スクリーン４ａと後半部のろ過・脱水ゾーンＢの外筒スクリーン４ｂに分割してあり、濃縮ゾーンＡの外筒スクリーン４ａとろ過・脱水ゾーンＢの外筒スクリーン４ｂの間に中間軸受９を介装し、ろ過・脱水ゾーンＢの外筒スクリーン４ｂの下部を外筒支持ローラー１０で支架してある。

図２はスクリュープレスの原液供給側の要部拡大図であって、濃縮ゾーンＡの外筒スクリーン４ａの供給側に連結したフランジ１１がフロントフレーム１に設けた回転板軸受１２に回転自在に軸支してある。外筒スクリーン４ａに連結したフランジ１１にスプロケット１３が嵌着してあり、フロントフレーム１の架台１ａに載置した正逆転可能な濃縮外筒駆動機１４に連動連結してある。外筒スクリーン４ａのフランジ１１でスクリュー軸６の始端壁部に嵌着した軸受１５を軸挿してある。

図３はスクリュープレスの脱水ケーキ排出側の要部拡大図であって、ろ過・脱水ゾーンＢの外筒スクリーン４ｂの排出側に連結した回転板１６がリヤーフレーム２に配設した回転板軸受１７に軸支してあり、回転板１６に嵌着したスプロケット１８がリヤーフレーム２に載置した脱水機外筒駆動機１９に連動連結してある。濃縮ゾーンＡの外筒スクリーン４ａとろ過・脱水ゾーンＢの外筒スクリーン４ｂを差速回転可能としてある。外筒スクリーン４ｂに内設したスクリュー軸６の後端部にスクリュー駆動軸２０が連結してあり、スクリュー駆動軸２０はリヤーフレーム２の架台２ａに設けた軸受２１に軸支してある。このスクリュー駆動軸２０にスプロケット２２が嵌着してあり、スクリュー駆動機（図示せず）に連動連結してある。ろ過室７の後端側にプレッサー移動軸２３に支架された背圧調整用のプレッサー２４が配設してあり、プレッサー２４はリヤーフレーム２に支架した移動用シリンダー２５に連結してあり、ろ過室７のケーキの排出口２６を調節可能としてある。

濃縮ゾーンＡの外筒スクリーン４ａとろ過・脱水ゾーンＢの外筒スクリーン４ｂを差速回転させながらスクリュー軸６を回転させて、ろ過室７に供給された調質汚泥を、スクリュー羽根５で供給側からケーキの排出側に向って移送させ、外筒スクリーン４ａ、４ｂからろ液を分離してろ過室７の下方に配設したろ液トラフ２７に排出する。調質汚泥は濃縮脱水されながらケーキ状となり、プレッサー２４で背圧を受けながらケーキの排出口２６からケーキ出口２８に排出する。

図４はスクリュープレスに連設する凝集装置の拡大図であって、フロントフレーム１に支架したラインミキサー２９がスクリュープレス３の原液供給側に連設してあり、ラインミキサー２９をスクリュー軸６の原液供給路８からろ過室７に連通させてある。ラインミキサー２９の縮小させた後端部でスクリュー軸６の軸受１５を支承し、ラインミキサー２９に回転するスクリュー軸６を摺設させてある。スクリュー軸６の軸芯とラインミキサー２９の軸芯が共通となり、凝集装置の直径が小さくなる。図４に示すように、ラインミキサー２９の始端壁部に攪拌羽根３０が配設してあり、端壁に設けた軸受３１に軸支され、端壁外周部の架台３２に支架した攪拌駆動機３３に直結してある。ラインミキサー２９の周壁に原液汚泥の給泥管３４と凝集剤の薬注管３５が連結してあり、給泥管３４と薬注管３５は、攪拌羽根３０の先端部近傍に開口してある。

攪拌羽根３０の回転数は、原液濃度と凝集剤の種類により適宜変更するもので、１分間に２００〜６００ｒｐｍとしてあり、原液と凝集剤を攪拌羽根３０の先端近傍に圧入し、原液と凝集剤を急速攪拌して攪拌混合させる。ラインミキサー２９の汚泥流出口側の内周壁に複数のバッフル板３６・・・を放射状に止着してある。急速攪拌された原液と凝集剤の混合旋回流をバッフル板３６に衝突させて乱流化し、フロック化を促進させながら、回転するスクリュー軸６の原液供給路８からろ過室７に供給する。直径の小さい管内で攪拌羽根３０の急速攪拌とバッフル板との組み合わせにより攪拌するので、攪拌ムラと凝集フロックのバラツキがなく、均一なフロックの形成が可能となる。フロック形成後、直ちに脱水が行われ、フロックの破壊がなく水切れ性が高くなり、脱水性が向上する。そして、スクリュープレス３の原液供給側に大きい凝集混和槽を設置する必要がなく、従来の凝集装置の設置スペースと、監視スペースが不要となる。凝集混和槽を配設したスクリュープレスと同等の調質汚泥の供給量の増加が可能となり、スクリュープレスの大型化による大容量処理が実施できる。なお、ラインミキサー２９の内周壁に止着した複数のバッフル板３６・・・は、ラインミキサー２９の軸芯近傍まで延設しても良いもので、水流の乱流化の促進が図れる。また、薬注管３５はラインミキサー２９の周壁に連結せずに、薬注管３５を給泥管３４に接続し、給泥管３４から原液と凝集剤の混合液を攪拌羽根３０の先端近傍に圧入しても良いものである。

図５は凝集装置を有するスクリュープレスの他の実施例であって、図４に示す攪拌羽根３０とバッフル板３６・・・を配設したラインミキサー２９の周壁の給泥管３４を取除き、この発明の実施例では、周壁の下面に汚泥流入口を拡開した構造の第二ラインミキサー３７を構成し、汚泥流入口３７ａに第一ラインミキサー３８を接続してある。第一ラインミキサー３８には、始端壁部に攪拌羽根３９を配設して端壁に設けた軸受４０に軸支し、端壁外周部の架台４１に支架した攪拌駆動機４２に直結してある。第二ラインミキサー３７の汚泥流入口３７ａ近傍の、第一ラインミキサー３８の内周壁に複数のバッフル板４３・・・を放射状に止着してある。第一ラインミキサー３８の周壁に凝集剤の薬注管４４を接続した給泥管４５が連結してあり、凝集剤を混合した原液汚泥を攪拌羽根３９の先端部近傍に圧入する。

図５に示す、第一ラインミキサー３８の攪拌羽根３９の回転数は、原液濃度と凝集剤の種類により適宜変更するもので、１分間に２００〜６００ｒｐｍとしてあり、第一ラインミキサー３８に圧入した凝集剤を混合した原液汚泥を、攪拌羽根３９で急速攪拌して旋回流をバッフル板４３・・・に衝突させて乱流化を促進させ、フロックを形成させながら第二ラインミキサー３７の攪拌羽根３０の先端近傍に圧入する。フロック形成中の凝集汚泥を攪拌羽根３０で急速攪拌して分断し、攪拌混合された凝集汚泥の旋回流をバッフル板３６・・・に衝突させて強固なフロックを造粒させる。フロックが形成された調質汚泥をスクリュー軸６の原液供給路８からろ過室７に供給する。第二ラインミキサー３７の攪拌羽根３０の回転数も、１分間に２００〜６００ｒｐｍとしてあるが、汚泥流量や使用する凝集剤に応じて速度を調整することで適正なフロックが形成される。第一ラインミキサー３８と第二ラインミキサー３７を連設して二段凝集が行われ、凝集フロックを細分化して均一な強固なフロックの形成が可能となる。汚泥の供給量を増やしても、凝集フロックのバラツキがなく、調整時間が必要な難脱水汚泥等にも適用できる。凝集汚泥の大容量処理が可能となりスクリュープレス３の大型化が行える。また、第一ラインミキサーの薬注管と第二ラインミキサーの薬注管に二種類の高分子凝集剤、或は、無機凝集剤と高分子凝集剤等の別々の凝集剤を使用することで、均一な強固なフロックの形成が可能となり、より高範囲の汚泥に適用可能となる。なお、第一ラインミキサー３８と第二ラインミキサー３７の内周壁に止着した複数のバッフル板４３、３６・・・は、軸芯近傍まで延設しても良いもので、フロック化の促進が図れる。また、第一ラインミキサー３８の給泥管４５に接続する薬注管４４は、第一ラインミキサー３８の周壁に直接薬注管４４を連結しても良いものである。

この発明の凝集装置を有するスクリュープレスは、ラインミキサーの技術を応用し、直径の小さい管内で急速攪拌とバッフル板の組み合わせにより攪拌混合するものである。 即ち、ろ過室に連通するラインミキサーをスクリュープレスに連設してスクリュー軸に摺設させると共に、ラインミキサーの始端壁部に攪拌羽根を配設して、攪拌羽根近傍に原液汚泥の給泥管と凝集剤の薬注管を連結し、汚泥流出口側の内周壁に複数のバッフル板を止着したもので、スクリュー軸の軸芯とラインミキサーの軸芯が共通となり、直径の小さい管内で攪拌するので凝集フロックのバラツキがなく、均一なフロックの形成が可能となる。フロック形成後、直ちに脱水が行われ、フロックの破壊がなく水切れ性が高くなり、脱水性が向上する。凝集混和槽を配設したスクリュープレスと同等の調質汚泥の供給量の増加が可能となり、調整時間が必要な難脱水汚泥等に適用でき、スクリュープレスの大型化による大容量処理が実施できる。下水、集落排水、し尿処理、工場廃水等の排水処理設備から発生する汚泥に、ポリマーを添加して圧搾脱水する最適なスクリュープレスとなる。

この発明に係る凝集装置を有するスクリュープレスの縦断面図である。 同じく、スクリュープレスの原液供給側の要部拡大図である。 同じく、スクリュープレスの脱水ケーキ排出側の要部拡大図である。 同じく、スクリュープレスの原液供給側に接続する凝集装置の拡大図である。 同じく、凝集装置を有するスクリュープレスの他の実施例の縦断面図である。 従来タイプの凝集混和槽を使用したスクリュープレスの概念図である。

符号の説明

３ スクリュープレス
４ 外筒スクリーン
５ スクリュー羽根
６ スクリュー軸
７ ろ過室
８ 原液供給路
２６ 排出口
２９ ラインミキサー
３０、３９ 攪拌羽根
３４、４５ 給泥管
３５、４４ 薬注管
３６、４３ バッフル板
３７ 第二ラインミキサー
３７ａ 汚泥流入口
３８ 第一ラインミキサー

Claims (5)

1. 外筒スクリーン（４）とスクリュー軸（６）でろ過室（７）を形成し、スクリュー軸（６）に内接した原液供給路（８）からろ過室（７）に調質汚泥を供給し、スクリュー軸（６）に巻き掛けたスクリュー羽根（５）で調質汚泥を移送しながら濃縮脱水し、排出口（２６）から脱水ケーキを取出すスクリュープレスにおいて、ろ過室（７）に連通するラインミキサー（２９）をスクリュー軸（６）に連設して、ラインミキサー（２９）の一端をスクリュー軸（６）の始端部と摺接させ、他端の始端壁部に攪拌羽根（３０）を配置し、ラインミキサー（２９）の汚泥流出口側の内周面に複数のバッフル板（３６・・・）を止着し、ラインミキサーの攪拌羽根（３０）近傍の周壁に原液汚泥の給泥管（３４）と凝集剤の薬注管（３５）を連結したことを特徴とする凝集装置を有するスクリュープレス。
2. 上記ラインミキサー（２９）に連結する薬注管（３５）を、給泥管（３４）に接続したことを特徴とする請求項１に記載の凝集装置を有するスクリュープレス。
3. 上記ラインミキサー（２９）の給泥管（３４）を取除き、汚泥流入口（３７ａ）を拡開して第二ラインミキサー（３７）を構成し、汚泥流入口（３７ａ）に第一ラインミキサー（３８）を接続したことを特徴とする請求項１に記載の凝集装置を有するスクリュープレス。
4. 上記第一ラインミキサー（３８）の一端を第二ラインミキサー（３７）と接続させ、他端の始端壁部に攪拌羽根（３９）と、汚泥流出口側の内周壁に複数のバッフル板（４３・・・）を配設すると共に、第一ラインミキサー（３８）の攪拌羽根（３９）近傍の周壁に薬注管（４４）を接続した給泥管（４５）を連結したことを特徴とする請求項３に記載の凝集装置を有するスクリュープレス。
5. 上記給泥管（４５）に接続する薬注管（４４）を、第一ラインミキサー（３８）の周壁に連結したことを特徴とする請求項４に記載の凝集装置を有するスクリュープレス。