JP5705616B2 - 汚泥濃縮装置および汚泥濃縮方法 - Google Patents
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Description
特許文献2には、汚泥の腐敗を防止するために、汚泥腐敗の主な原因となる嫌気性微生物や硫酸塩還元菌を、汚泥腐敗抑止を持続させたい時間に応じたオゾン注入率を設定して汚泥をオゾン処理する方法が開示されている(段落〔0026〕)。
(1) 汚泥の嫌気化により汚泥フロックで発生するガスが気泡となって汚泥に混入し、又は汚泥フロックの表面などに留まることにより、汚泥濃縮槽内の汚泥フロックが水よりも比重の大きい場合でも当該汚泥フロックが気泡の浮力の影響により沈降せずに浮上してしまう。その結果、濃縮汚泥と濃縮分離液の固液分離が不十分となり、汚泥濃縮槽での濃縮分離性能が低下し、汚泥濃縮槽の重力濃縮機能に支障をきたす。
(2) 濃縮分離性能の低下により、濃縮分離液の水質が悪化し、後段の水処理設備への汚濁負荷が増大してしまう。
(3) 濃縮分離性能の低下により、汚泥濃縮槽内に汚泥が滞留する時間(水理学的滞留時間:以下「HRT」という)が長くなり、汚泥が腐敗し、腐敗臭が発生する。
(4) 濃縮分離性能の低下により、濃縮汚泥中に残る水分が多くなるため濃縮汚泥量が増大してしまい、汚泥の減容化が図れない。
(5) 濃縮汚泥量の増大により、汚泥処理設備への負荷も増大し、汚泥脱水処理などの運転時間の延長、運転コストの上昇、エネルギー消費量や温室効果ガスの排出量の増加を招いてしまう。
(1) 汚泥移送管内の汚泥の流れを汚泥内部から乱し、汚泥フロックから気泡を物理的に分離・排除し、汚泥濃縮槽での汚泥の沈降性を改善できる。つまり、汚泥移送管(開放管でもよい)を流れる汚泥に対して、『噴射器』で水を噴射して汚泥の流れを内部から乱すことにより、汚泥中の汚泥フロックに絡む気泡を物理的に分離・排除でき、汚泥濃縮槽での汚泥フロックの浮上などを防止し、良好な固液分離性能を維持できる。
(2) 汚泥移送管内の汚泥表面への衝撃により、汚泥フロックから気泡を物理的に分離・排除し、汚泥濃縮槽での汚泥の沈降性を改善できる。つまり、汚泥移送管(開放管でもよい)を流れる汚泥に対して、『散水器』で散水して汚泥表面に衝撃を与えることにより、汚泥フロックに絡む気泡を物理的に分離・排除でき、汚泥濃縮槽での汚泥フロックの浮上などを防止し、良好な固液分離性能を維持できる。
(3) 主に『噴射器』や『散水器』で汚泥に給水することにより、汚泥が希釈されて汚泥濃縮槽での汚泥フロックの沈降性を改善できる。つまり、汚泥が希釈されると、汚泥フロック密度が低下することから、汚泥フロック相互の干渉が低減され、沈降性・圧密度合が改善するため、良好な固液分離性能を維持できる。
(4) 汚泥濃縮槽での汚泥沈降性の改善により、濃縮汚泥の含水率を低下させて濃縮倍率を高め(高濃度化し)、濃縮汚泥量を減少させることができる。
(5) 濃縮汚泥量の減少により、汚泥処理設備への負荷も軽減されるため、汚泥脱水処理などの運転時間の短縮、運転コストの低減、エネルギー消費や温室効果ガス排出量の抑制を図ることができる。
(1) 汚泥濃縮槽の槽水面への給水により、比較的大きな気泡を消滅させ、スカムの形成・堆積を抑制できる。つまり、『給水器』で給水することにより、i)汚泥濃縮槽内で発生し、槽水面上で成長した気泡を消滅させ、ii)汚泥濃縮槽の水面に浮上する汚泥フロックに絡む気泡を物理的に分離・排除して、汚泥フロックを沈降させ、iii)汚泥濃縮槽の槽水面にスカムが生成・堆積するのを防止し、iv)汚泥濃縮槽の槽水面に生成・堆積したスカムを破壊して、沈降させることができる。
(2) 給水により、汚泥の沈降性を改善できるため、汚泥濃縮槽での汚泥のHRTの短縮、汚泥の腐敗の抑制、腐敗臭の低減を図ることができ、汚泥のpHを5.0〜7.8の範囲で維持できる。
(3) 給水により、汚泥が希釈され、且つ汚泥濃縮槽でのHRTが短縮されるため、濃縮分離液の水質を向上させ、後段の水処理設備への汚濁負荷を軽減できる。
(4) 給水により、汚泥が希釈され、且つ汚泥濃縮槽でのHRTが短縮されるため、濃縮汚泥の性状を改善し、汚泥処理性能(脱水性)を向上させることができる。また、腐敗臭を低減できる。
(5) 給水により、例えば、夏季などの高温期において汚泥濃縮槽の槽水温度を低下させることができるため、汚泥の腐敗の進行を抑制でき、汚泥濃縮槽での汚泥フロックの沈降性を改善できる。
図1は本発明の実施の形態1による汚泥濃縮装置の概略構成図である。
この汚泥濃縮装置は、汚水処理設備内に設けられるものであり、汚泥を重力濃縮により濃縮汚泥と濃縮分離液に固液分離する汚泥濃縮槽1と、この汚泥濃縮槽1に汚泥を移送する汚泥移送管2と、この汚泥移送管2の内部に設けられ、水を噴射する噴射器3と、汚泥移送管2の外部に設けられ、移送される汚泥表面へ散水する散水器4と、汚泥濃縮槽1上方に設けられ、槽水面に給水する給水器5とから構成されている。
なお、汚水処理施設以外からの水を利用する場合には、汚水処理施設全体の処理量が増加し、この処理量の増加に比例して処理時間が長くなるなど、水処理や汚泥処理に影響を及ぼすおそれがあるが、同一の汚水処理施設で処理された放流水を給水に利用する場合には、汚水処理施設全体の処理量を増加させずに済み、水処理や汚泥処理への影響が少ない。
まず、汚泥は、汚泥スクリーン8(図3の説明において後述)により、し渣を除去された後、汚泥移送管2に送られる。汚泥移送管2内では、汚泥表面下に沈められた噴射ノズル3aから水を噴射することにより、汚泥の流れが内部から乱され、汚泥中の汚泥フロックに留まる気泡が物理的に分離・除去されて汚泥表面に浮上する。気泡が分離・除去されて気泡の浮力を失った汚泥フロックのうち、水よりも比重の大きい汚泥フロックは沈降しやすくなる。
(1) 汚泥移送管2を流れる汚泥に対して、噴射器4で水を噴射して汚泥の流れを内部から乱すことにより、汚泥フロックに絡む気泡を物理的に分離・排除でき、汚泥濃縮槽1での汚泥フロックの浮上などを防止し、汚泥濃縮槽1の良好な固液分離性能を維持できる。
(2) 汚泥移送管2を流れる汚泥に対して、散水器4で散水して汚泥表面に衝撃を与えることにより、汚泥フロックに絡む気泡を物理的に分離・排除でき、汚泥濃縮槽1での汚泥フロックの浮上などを防止し、良好な固液分離性能を維持できる。
(3) 主に、噴射器3や散水器4で汚泥に給水することにより、汚泥が希釈され、この希釈で、汚泥フロック密度が低下することから、汚泥フロック相互の干渉が低減され、沈降性・圧密度合が改善するため、汚泥濃縮槽1の良好な固液分離性能を維持できる。
(4) 汚泥濃縮槽1での汚泥沈降性の改善により、濃縮汚泥の含水率を低下させて濃縮倍率を高め(高濃度化し)、濃縮汚泥量を減少させることができる。
(5) 濃縮汚泥量の減少により、汚泥処理設備への負荷も軽減されるため、汚泥脱水処理などの運転時間の短縮、運転コストの低減、エネルギー消費や温室効果ガス排出量の抑制を図ることができる。
(1) 給水器5で給水することにより、i)汚泥濃縮槽1内で発生し、槽水面上で大きく成長した気泡を消滅させ、ii)汚泥濃縮槽1の槽水面に浮上する汚泥フロックに絡む気泡を物理的に分離・排除して、汚泥フロックを沈降させ、iii)汚泥濃縮槽1の槽水面にスカムが生成・堆積するのを防止し、iv)汚泥濃縮槽1の槽水面に生成・堆積したスカムを破壊して、沈降させることができる。
(2) 給水により、汚泥の沈降性を改善できるため、汚泥濃縮槽1での汚泥のHRTの短縮、汚泥の腐敗の抑制、腐敗臭の低減を図ることができ、汚泥のpHを5.0〜7.8の範囲で維持できる。
(3) 給水により、汚泥が希釈され、且つ汚泥濃縮槽1でのHRTが短縮されるため、濃縮分離液の水質を向上させ、後段の水処理設備への汚濁負荷を軽減できる。
(4) 給水により、汚泥が希釈され、且つ汚泥濃縮槽1でのHRTが短縮されるため、濃縮汚泥の性状を改善し、汚泥処理性能(脱水性)を向上させることができる。また、腐敗臭を低減できる。
(5) 給水により、例えば、夏季などの高温期において汚泥濃縮槽1の槽水温度を低下させることができるため、汚泥の腐敗の進行を抑制でき、汚泥濃縮槽1での汚泥フロックの沈降性を改善できる。
図2は本発明の実施の形態2による汚泥濃縮装置の概略構成図であり、図1と同一構成要素には同一符号を付して重複説明を省略する。
この実施の形態2による汚泥濃縮装置は、散水器4の本体4bを汚泥移送管2の上壁2aに取り付けた点、汚泥移送管2の流出口2c付近に散水器7を設けた点、散水器7に給水する共通給水管6の分岐管6dを設けた点で、前述の実施の形態1と異なる。
(1) 汚泥移送管2の流出口2cから流出する汚泥に対する散水器7からの散水により、汚泥フロックに絡む気泡を効率よく分離・除去するとともに、分離・除去された気泡を効率よく消滅させることができる。
(2) 散水器7からの散水により、散水器4からの散水を受けてもなお、汚泥フロックから分離・除去できなかった気泡又は消滅しなかった気泡を当該汚泥フロックから効率よく分離・除去し、又は消滅させることができる。
(3) 散水器7からの散水により、汚泥フロックに絡む気泡を効率よく分離・除去し、又は消滅させることができるので、汚泥濃縮槽1内での汚泥フロックの沈降性を改善し、汚泥濃縮槽1での濃縮分離性能の低下および濃縮汚泥量の増大を防止することができる。
図3は噴射器3および散水器4を備えた本発明に係る汚泥濃縮装置を用いた実施例1の汚泥処理フローを示す概略構成図であり、図4は図3に示した汚泥濃縮装置を上方から見た平面図であり、図5は図3に示した汚泥濃縮装置の噴射器3を示す概略斜視図であり、図6は図3に示した汚泥濃縮装置の散水器4を示す概略断面図であり、図1と同一構成要素には同一符号を付して重複説明を省略する。
図3から図6に示す汚泥濃縮装置は、主に、図1に示した噴射器3の噴射ノズル3aと異なり、噴射ノズル3aを上方に向けた噴射器3を設けた点、図2に示した散水器7の散水ノズル7aと同様に斜め下方向に散水する散水器10を設けた点で、前述の実施の形態1と異なる。
また、実施例1では、余剰汚泥のpHは約5.5〜6.0の範囲で安定し、沈降圧密化した濃縮汚泥の腐敗に起因する再浮上が無くなった。
1a 水槽
1b センターウェル
1c 濃縮汚泥排出口
1d 分離液排出口
1e スカム流出口
1f 汚泥掻き寄せ器
2 汚泥移送管
2a 上壁
2b 開口部
2c 流出口
2d 越流堰
3 噴射器
3a 噴射ノズル
3b 本体
3c 供給パイプ
3d 接続パイプ
4,7,10 散水器
4a,7a,10a 散水ノズル
4b,7b,10b 本体
5 給水器
5a 給水ノズル
5b 本体
6 共通給水管
6a,6b,6c,6d 分岐管
8 汚泥スクリーン
9 分配槽
P1 噴射器設置場所
P2 散水器設置場所
Claims (3)
- 汚泥を導入して濃縮汚泥と濃縮分離液に固液分離する汚泥濃縮槽、
および、
該汚泥濃縮槽に汚泥を移送する汚泥移送管、を備えた汚泥濃縮装置において、
前記汚泥移送管内の汚泥表面下に設けられ、移送される汚泥内に水を噴射する噴射器、
および/または、
前記汚泥移送管外若しくは前記汚泥移送管上部に設けられ、移送される汚泥表面へ散水する散水器
が設けられていることを特徴とする汚泥濃縮装置。 - 前記汚泥濃縮槽には、
槽水面に給水する給水器が設けられている
ことを特徴とする請求項1に記載の汚泥濃縮装置。 - 汚泥濃縮槽へ汚泥移送管で汚泥を供給し、
濃縮汚泥と濃縮分離液に固液分離する汚泥濃縮方法において、
前記汚泥移送管内に設けられた噴射器で、移送される汚泥内に水を噴射し、
前記汚泥移送管で移送される汚泥表面へ散水器で散水する
ことを特徴とする汚泥濃縮方法。
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