JP5183417B2

JP5183417B2 - 凝集混和槽およびベルト型濃縮機

Info

Publication number: JP5183417B2
Application number: JP2008269267A
Authority: JP
Inventors: 幸彦香川; 崇田村; 泰宏兼品
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2008-10-20
Filing date: 2008-10-20
Publication date: 2013-04-17
Anticipated expiration: 2028-10-20
Also published as: JP2010094638A

Description

本発明は、凝集混和槽およびベルト型濃縮機に関し、凝集混和槽を低動力で稼動させる技術に係るものである。

従来、ベルト型濃縮機としては、例えば特許文献１に記載するものがある。これは汚泥と凝集剤とを混合する汚泥凝集装置と、汚泥凝集装置から供給する凝集汚泥を濃縮するベルト型濃縮機とからなる汚泥濃縮設備である。汚泥凝集装置は、汚泥と凝集剤を混合して凝集汚泥を生成するラインミキサーと、ラインミキサーから排出する凝集汚泥を攪拌して成長させる凝集混和槽とを備えている。ラインミキサーから凝集混和槽に受け入れた凝集汚泥は、槽内を上向流で上昇した後にオーバーフローし、概ね水平方向に流動してベルト上に流れ出す。

また、特許文献２には汚泥水濃縮装置が記載されている。これはろ布ベルト上に汚泥水を供給するフロック形成槽が第１攪拌室と第２攪拌室を有し、第１攪拌室に第１羽根車を配置し、第２攪拌室に第２羽根車を配置している。汚泥水は第１攪拌室および第２攪拌室で羽根車による攪拌作用を受けた後に、第２攪拌室からオーバーフローして出口通路を水平方向に通ってろ布ベルト上に流れ出す。
特開２００７−２２９５４５号公報特開昭６０−４０６９８号公報

ところで、一般的に凝集混和槽では槽内の下部位置に攪拌手段を配置しており、槽下部領域で攪拌手段により凝集剤と汚泥とを混合し、槽内を上向流で流れる間に凝集汚泥の成長を図っている。

しかしながら、攪拌手段による凝集剤と汚泥との混合、および凝集汚泥（フロック）の成長が不十分であると、凝集混和槽の凝集汚泥にむらが生じることになり、その結果ベルト上で濃縮斑が生じてＳＳ回収率が悪化する。

また、凝集混和槽へ汚泥が流入する汚泥投入口付近では、後続の流入汚泥の勢いに押されて攪拌手段による攪拌作用を十分に受けることなく汚泥が攪拌手段の領域をショートカットして短時間に上向流で流れて凝集作用が不十分な凝集汚泥が生じる。

さらに、凝集混和槽では攪拌手段による攪拌作用によって汚泥に生じる上向流の流れは均一なものではないので、ベルト型濃縮機のようにベルト幅方向に均等に凝集汚泥を供給しようとする場合にあっては、汚泥の流れの均一化を図るために整流装置を設ける場合がある。しかしながら、この整流装置はベルト型濃縮機および凝集混和槽の小型化を阻害する要因となる。

本発明は上記した課題を解決するものであり、汚泥に十分な凝集作用を与えるとともに、ベルト上に流れ出る汚泥がベルト幅方向において均一に流れることを実現し、かつ装置の小型化を図ることができる凝集混和槽およびベルト型濃縮機を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の凝集混和槽は、汚泥投入口に連通して攪拌部を形成する槽下部領域と、大気開放した汚泥排出口に連通して整流部を形成する槽上部領域を備え、槽上部領域の整流部は上向流路をなして流路断面積が攪拌部の水平方向の流路断面積に比べて狭い形状をなし、槽下部領域に動的攪拌手段を有し、槽下部領域と槽上部領域が静的攪拌手段を介して連通することを特徴とする。

また、本発明の凝集混和槽において、静的攪拌手段は槽下部領域の攪拌部と槽上部領域の整流部との間に狭路を形成する固定部材からなることを特徴とする。
また、本発明の凝集混和槽において、静的攪拌手段は槽下部領域の攪拌部から槽上部領域の整流部へ流れる汚泥の流れを遮る固定部材からなり、固定部材は汚泥投入方向から見て汚泥投入口に対応する上方位置に配置したことを特徴とする。

本発明のベルト型濃縮機は、凝集混和槽と、ベルト搬送方向の始端位置と終端位置に配置したローラに掛け渡して無端状をなす透水性を有した搬送ベルトを備え、凝集混和槽は、ベルト搬送方向の始端位置のローラの下方に配置する槽下部領域が汚泥投入口に連通して攪拌部を形成し、ベルト搬送方向の始端位置のローラのローラ周面に臨む側方位置に配置する槽上部領域が大気開放した汚泥排出口に連通して整流部を形成し、槽下部領域に動的攪拌手段を有し、槽下部領域と槽上部領域が静的攪拌手段を介して連通し、整流部は上向流路をなして流路断面積が攪拌部の水平方向の流路断面積に比べて狭くなることを特徴とする。

本発明によれば、汚泥投入口に連通する槽下部領域の攪拌部において動的攪拌手段により汚泥と凝集剤を混合して凝集作用により凝集汚泥を生成する。汚泥は槽下部領域から静的攪拌手段を介して連通する槽上部領域の整流部へ流入し、整流部を通して大気開放した汚泥排出口から搬送ベルト上に供給する。槽下部領域から槽上部領域へ流入する汚泥の流れは静的攪拌手段による攪拌作用を受けて静的攪拌手段の前後において乱流化し、槽上部領域の全体に広がって整流部へ流入し、大気開放した汚泥排出口へ向けて整流部を上向流で流れる間に整流部の全体に均一な流れとなり、搬送ベルトのベルト幅方向で均一な流れとなって汚泥排出口から流れ出す。

静的攪拌手段は槽下部領域の攪拌部と槽上部領域の整流部との間に狭路を形成する固定部材によって実現でき、狭路の形成位置、狭路の流路断面積を適宜に設定することで、狭路を含む狭路前後での汚泥の流れの乱流化を調整できる。また、静的攪拌手段の固定部材が、汚泥投入方向から見て汚泥投入口に対応する上方位置において、槽下部領域の攪拌部から槽上部領域の整流部へ流れる汚泥の流れを遮ることで汚泥投入口から槽下部領域へ流入する汚泥が槽下部領域をショートパスして槽上部領域へ流れることを抑制し、槽下部領域の攪拌部において汚泥に十分な攪拌作用を及ぼすことができる。また、槽上部領域の整流部が上向流路をなし、その流路断面積が攪拌部の水平方向の流路断面積に比べて狭くなることで、整流化を促進できるとともに、凝集汚泥を沈降させずに確実に移送できる。

本発明のベルト型濃縮機は、凝集混和槽の攪拌部をなす槽下部領域がベルト搬送方向の始端位置のローラの下方に位置し、汚泥排出口に連通して整流部をなす槽上部領域がベルト搬送方向の始端位置のローラのローラ周面に臨む側方位置にあり、かつ整流部が上向流路をなしてその流路断面積が攪拌部の水平方向の流路断面積に比べて狭くなることで、ベルト搬送方向において装置をコンパクト化できる。しかも、上述した凝集混和槽の作用によって、十分な凝集作用と搬送ベルト上への均一な汚泥の供給とを実現できる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１から図３において、重力脱水式のベルト型濃縮機は、始端位置と終端位置のローラ５１の間に搬送ベルト５２を掛け渡しており、搬送ベルト５２は透水性を具えた無端ベルトからなり、ベルト搬送面上に供給した処理対象の汚泥５３を搬送方向上流側から搬送方向下流側へ搬送する。

搬送ベルト５２の往路軌道の下方には脱離水受け部５０１が設けてあり、搬送ベルト５２の復路軌道の下方には総合排水受け部５０２が設けてあり、総合排水受け部５０２には総合排水管路５０３が連通している。搬送ベルト５２の往路軌道の終端側には汚泥排出部５０４が設けてあり、搬送ベルトの往路軌道の始端側には凝集混和槽５４が設けてある。搬送ベルト５２の復路軌道には洗浄水ノズル５０５が配置してあり、総合排水受け部５０２の下方に配置した洗浄水タンク５０６が給水管路５０７および給水ポンプ５０８を通して洗浄水ノズル５０５に連通している。凝集混和槽５４には汚泥供給管路５０９および高分子凝集剤供給管路５１０が連通している。

凝集混和槽５４は、汚泥投入口５５に連通して攪拌部を形成する槽下部領域５６と、大気開放した汚泥排出口５７に連通して整流部を形成する槽上部領域５８を備えており、汚泥投入口５５は搬送ベルト５２のベルト幅の中央に対応する位置に配置している。槽下部領域５６はベルト搬送方向の始端位置のローラ５１の下方に配置してあり、槽上部領域５８はベルト搬送方向の始端位置のローラ５１のローラ周面に臨む側方位置に配置してある。汚泥排出口５７は搬送ベルト５２のベルト幅方向の全幅に沿って開口し、汚泥排出口５７と搬送ベルト５２の間にシューター５９を設けている。

槽下部領域５６には動的攪拌手段をなす攪拌装置６０が設けてあり、攪拌装置６０は搬送ベルト５２のベルト幅方向に沿って配置する回転主軸６１と、回転主軸６１に装着した複数のパドル６２を備えており、複数のパドル６２は回転主軸６１の軸心廻りに放射状に配置している。回転主軸６１は一端側が駆動系（図示省略）に接続している。

槽上部領域５８の整流部は上向流路をなし、その流路断面積が槽下部領域５６の攪拌部における水平方向の流路断面積に比べて狭くなっている。槽下部領域５６と槽上部領域５８の間には静的攪拌手段をなす固定部材の邪魔板６４が介在しており、邪魔板６４によって槽下部領域５６と槽上部領域５８の間に狭路６５を形成し、狭路６５を通して槽下部領域５６と槽上部領域５８とを連通させている。

本実施の形態において邪魔板６４は、汚泥投入方向から見て汚泥投入口５５に対応する上方位置で、槽下部領域５６の攪拌部から槽上部領域５８の整流部へ流れる汚泥の流れを遮る位置に配置しており、汚泥投入方向から見て中央部が上方に突出して屈曲する形状をなし、狭路６５はベルト幅方向で邪魔板６４の両側に設けている。

しかしながら、静的攪拌手段の一例である邪魔板６４の数やその形状、狭路６５の形成位置やその流路断面積は適宜に設定することが可能であり、これらの要素を適宜に設定することで後述する汚泥５３の流れの乱流化を調整できる。例えば、図３（ａ）に示すように、平坦な邪魔板６４の両側に狭路６５を形成することも可能であり、図３（ｂ）に示すように、邪魔板６４の一側に狭路６５を形成することも可能であり、図３（ｃ）に示すように、複数の邪魔板６４を組み合わせて配置し、複数の狭路６５を汚泥の流れ方向に繰り返し形成することも可能である。また、邪魔板６４に替えて、図３（ｄ）に示すように、静的攪拌手段として管路６６により狭路を形成し、槽下部領域５６と槽上部領域５８とを連通することも可能であり、図３（ｅ）に示すように、ベルト幅方向に配列した複数の管路６６で槽下部領域５６と槽上部領域５８とを連通することも可能である。また、静的攪拌手段は凝集混和槽に対して一体的であっても、別体であっても良い。

上記した構成における作用を説明する。汚泥投入口５５から槽下部領域５６の攪拌部に流入する処理対象の汚泥５３は攪拌装置６０による凝集剤との混合により凝集作用によって凝集汚泥を生成する。この際に、攪拌装置６０は回転主軸６１の回転駆動によりパドル６２が回転主軸６１の軸心廻りに回転して汚泥５３および凝集剤を攪拌する。

凝集汚泥となった処理対象の汚泥５３は槽下部領域５６の攪拌部から狭路６５を通して槽上部領域５８の整流部へ流入する。この際に、汚泥投入方向から見て汚泥投入口５５に対応する上方位置において邪魔板６４が汚泥５３の流れを遮ることで、汚泥投入口５５から槽下部領域５６へ流入する汚泥５３が槽下部領域５６をショートパスして槽上部領域５８へ流れることを抑制し、槽下部領域５６の攪拌部において汚泥５３に十分な攪拌作用を及ぼすことができる。

槽下部領域５６から槽上部領域５８へ流入する汚泥５３の流れは、邪魔板６４による遮蔽および狭路６５を通過する際の流路断面積の拡縮を要因とする攪拌作用を受けて邪魔板６４の前後において乱流化し、槽上部領域５８の全体に広がって整流部へ流入する。槽上部領域５８では整流部が上向流路をなし、その流路断面積が攪拌部の水平方向の流路断面積に比べて狭くなることで、整流化を促進できるとともに、凝集汚泥を沈降させずに確実に移送できる。そして、汚泥５３は大気開放した汚泥排出口５７へ向けて整流部を上向流で流れる間に整流部の全体に均一な流れとなり、搬送ベルト５２のベルト幅方向で均一な流れとなって汚泥排出口５７からシューター５９を通して搬送ベルト５２の上に流れ出す。ベルト搬送面上の汚泥５３は、搬送ベルト５２による搬送によって搬送方向上流側から搬送方向下流側へ向けて移動しつつ、その脱水が進む。

このように、上述した凝集混和槽を備えたベルト型濃縮機では、凝集混和槽の作用によって、十分な凝集作用と搬送ベルト５２への均一な汚泥の供給とを実現できる。しかも、この凝集混和槽を備えたベルト型濃縮機は、凝集混和槽の攪拌部をなす槽下部領域５６がベルト搬送方向の始端位置のローラ５１の下方に位置し、槽上部領域５８がベルト搬送方向の始端位置のローラのローラ周面に臨む側方位置にあり、かつ整流部が上向流路をなしてその流路断面積が攪拌部の水平方向の流路断面積に比べて狭くなることで、ベルト搬送方向において装置をコンパクト化できる。

本発明の実施の形態におけるベルト濃縮機の構成を示すベルト搬送方向に沿った断面図実施の形態におけるベルト濃縮機のベルト幅方向に沿った断面図本発明の他の実施の形態におけるベルト濃縮機の構成を示す模式図

符号の説明

５１ローラ
５２搬送ベルト
５３処理対象の汚泥
５４凝集混和槽
５５汚泥投入口
５６槽下部領域
５７汚泥排出口
５８槽上部領域
５９シューター
６０攪拌装置
６１回転主軸
６２パドル
６４邪魔板
６５狭路
６６管路

Claims

汚泥投入口に連通して攪拌部を形成する槽下部領域と、大気開放した汚泥排出口に連通して整流部を形成する槽上部領域を備え、槽上部領域の整流部は上向流路をなして流路断面積が攪拌部の水平方向の流路断面積に比べて狭い形状をなし、槽下部領域に動的攪拌手段を有し、槽下部領域と槽上部領域が静的攪拌手段を介して連通することを特徴とする凝集混和槽。
静的攪拌手段は槽下部領域の攪拌部と槽上部領域の整流部との間に狭路を形成する固定部材からなることを特徴とする請求項１に記載の凝集混和槽。
静的攪拌手段は槽下部領域の攪拌部から槽上部領域の整流部へ流れる汚泥の流れを遮る固定部材からなり、固定部材は汚泥投入方向から見て汚泥投入口に対応する上方位置に配置したことを特徴とする請求項１または２に記載の凝集混和槽。
凝集混和槽と、ベルト搬送方向の始端位置と終端位置に配置したローラに掛け渡して無端状をなす透水性を有した搬送ベルトを備え、凝集混和槽は、ベルト搬送方向の始端位置のローラの下方に配置する槽下部領域が汚泥投入口に連通して攪拌部を形成し、ベルト搬送方向の始端位置のローラのローラ周面に臨む側方位置に配置する槽上部領域が大気開放した汚泥排出口に連通して整流部を形成し、槽下部領域に動的攪拌手段を有し、槽下部領域と槽上部領域が静的攪拌手段を介して連通し、整流部は上向流路をなして流路断面積が攪拌部の水平方向の流路断面積に比べて狭くなることを特徴とするベルト型濃縮機。