JP6072320B2 - Vertical filter concentrator, concentrating equipment and method using the vertical filter concentrator - Google Patents
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Description
本発明は、下水処理工程で発生する初沈汚泥を凝集剤と混合させた凝集初沈汚泥などの固形物の沈降性が比較的高い被処理液を濾過濃縮する縦型濾過濃縮機、該縦型濾過濃縮機を用いた濃縮設備および濃縮方法に関するものである。 The present invention relates to a vertical filtration concentrator for filtering and concentrating a liquid to be treated with a relatively high sedimentation property of solids such as agglomerated primary sludge obtained by mixing a primary sludge generated in a sewage treatment process with a flocculant. The present invention relates to a concentration facility and a concentration method using a type filtration concentrator.
このような縦型濾過濃縮機として、特許文献1には、汚泥凝集槽から導入される凝集汚泥(被処理液)を濃縮して濃縮凝集汚泥と分離液(濾液)とを得る汚泥濃縮装置であって、汚泥凝集槽の水面の位置よりも下側に配置されて水位差により凝集汚泥を下端部から内部に導入する円筒体と、この円筒体の周面に形成された濾過スクリーン部と、円筒体の内部に位置して濾過スクリーン部を清掃するとともに凝集汚泥を円筒体の上端部に移送して排出するスクリューと、濾過スクリーン部から分離される分離液を収容するとともに分離液に濾過スクリーン部を水没せしめる外容器と、外容器に設けられた分離液排出口とを備え、円筒体が軸心を略垂直にして配置されたものが提案されている。 As such a vertical filtration concentrator, Patent Document 1 discloses a sludge concentrating device that concentrates agglomerated sludge (treated liquid) introduced from a sludge agglomeration tank to obtain a concentrated agglomerated sludge and a separated liquid (filtrate). A cylindrical body that is disposed below the position of the water surface of the sludge agglomeration tank and introduces the agglomerated sludge into the interior from the lower end due to a difference in water level, and a filtration screen portion formed on the peripheral surface of the cylindrical body, It is located inside the cylindrical body, cleans the filtration screen part, and transports and discharges the coagulated sludge to the upper end part of the cylindrical body, and stores the separation liquid separated from the filtration screen part, and also separates the filtration screen into the separation liquid. There has been proposed an outer container in which a portion is submerged and a separation liquid discharge port provided in the outer container, in which a cylindrical body is arranged with its axis substantially vertical.
この特許文献1に記載された縦型濾過濃縮機においては、分離液排出口は外容器の底部側面に設けられるとともに、この分離液排出口には、上部に分離液排出部が設けられて上方に延びる分離液排出管が連結され、この分離液排出部の位置(高さ)を調整して上述のような水位差を設定するようにしている。また、特許文献1には、このように分離液排出部の位置を調整して水位差を設定するのに代えて、分離液排出口にバルブを連結し、このバルブによって分離液排出量を設定することも記載されている。 In the vertical filtration concentrator described in Patent Document 1, the separation liquid discharge port is provided on the side surface of the bottom of the outer container, and the separation liquid discharge port is provided with a separation liquid discharge unit at the top so as to be A separation liquid discharge pipe extending to the bottom is connected, and the position (height) of the separation liquid discharge part is adjusted to set the above water level difference. Further, in Patent Document 1, instead of adjusting the position of the separation liquid discharge part and setting the water level difference in this way, a valve is connected to the separation liquid discharge port, and the separation liquid discharge amount is set by this valve. It is also described to do.
このような縦型濾過濃縮機では、濾過スクリーン部が形成された円筒体が略垂直に配置されているため、同じ特許文献1に記載された円筒体や外容器が略水平に配置される横型濾過濃縮機に比べて、スクリューによる清掃によって濾過スクリーン部から剥離した固形物が濾過スクリーン部に再付着し難く、高い濾過効率を得ることができる。また、この横型濾過濃縮機のように円筒体の底部で被処理液の固形物が濾過スクリーン部に接触しながらスクリューによって移送されるようなこともなく、濾過スクリーン部における固形物の通過量が多くなるのも抑えることができる。 In such a vertical filtration concentrator, since the cylindrical body on which the filtration screen portion is formed is disposed substantially vertically, the horizontal body in which the cylindrical body and the outer container described in Patent Document 1 are disposed substantially horizontally. Compared with the filtration concentrator, the solid matter peeled off from the filtration screen portion by cleaning with a screw is less likely to reattach to the filtration screen portion, and high filtration efficiency can be obtained. In addition, unlike the horizontal filtration concentrator, the solid matter of the liquid to be treated is not transferred by the screw while contacting the filtration screen portion at the bottom of the cylindrical body, and the amount of the solid matter passing through the filtration screen portion is reduced. It can also suppress the increase.
しかしながら、このような縦型濾過濃縮機においても、ある程度の固形物が濾液とともに濾過スクリーンを通過して外容器(濾過容器)との間の濾液空間に流入することは避けられない。そして、このように濾液空間に流入した固形物は、被処理液が上述した下水汚泥のように固形物の沈降性の高いものである場合には速やかに濾液空間の底部に沈降してしまい、分離液排出口の周辺に沈降したものは分離液とともに排出されてしまうため、分離液中における固形物濃度を上昇させて効率的な濾過濃縮を阻む結果となる。 However, even in such a vertical filtration concentrator, it is inevitable that a certain amount of solids passes through the filtration screen together with the filtrate and flows into the filtrate space between the outer container (filter container). And, the solid matter that has flowed into the filtrate space in this way quickly settles at the bottom of the filtrate space when the liquid to be treated is a highly settled solid matter like the sewage sludge described above, Since the thing settled around the separation liquid discharge port is discharged together with the separation liquid, the solid concentration in the separation liquid is increased, which results in preventing efficient filtration and concentration.
また、濾液空間底部の分離液排出口から離れた位置に沈降した固形物は、そのまま堆積してしまい、濾過スクリーンの濾過面積を徐々に減少させることになる。このため、濾過が進行するのに従って濾過効率が低下してゆくので、定期的に濾過作業を中断して堆積した固形物を除去しなければならず、これによっても効率的な被処理液の濾過濃縮が妨げられることになる。 In addition, the solid matter that has settled at a position away from the separation liquid outlet at the bottom of the filtrate space accumulates as it is, and gradually reduces the filtration area of the filtration screen. For this reason, the filtration efficiency decreases as the filtration progresses. Therefore, the filtration operation must be periodically interrupted to remove the accumulated solid matter, which also allows efficient filtration of the liquid to be treated. Concentration will be hindered.
本発明は、このような背景の下になされたもので、初沈凝集汚泥のような固形物の沈降性が比較的高い被処理液を濾過する場合に、より一層の濾過効率の向上を図ることが可能な縦型濾過濃縮機、該縦型濾過濃縮機を用いた濃縮設備および濃縮方法を提供することを目的としている。 The present invention has been made under such a background, and when filtering a liquid to be treated having a relatively high sedimentation property of solids such as initial sedimentation sludge, the filtration efficiency is further improved. It is an object of the present invention to provide a vertical filtration concentrator, a concentration facility using the vertical filtration concentrator, and a concentration method.
上記課題を解決して、このような目的を達成するため、本発明の縦型濾過濃縮機は、縦方向に延びる中心軸線を有して内部に被処理液が供給される円筒状の濾過スクリーンと、この濾過スクリーンの内部に収容されて上記中心軸線回りに回転させられるスクリューと、上記濾過スクリーンの少なくとも外周部および底部を覆うように設けられて該濾過スクリーンとの間に上記被処理液から濾過された濾液を保持する濾液空間を形成する濾過容器とを備え、上記濾過容器の上部には、上記濾液空間に保持された上記濾液を排出する濾液排出部が設けられるとともに、上記濾過容器の下部には、上記濾液空間に沈降した固形物を引き抜いて間欠的に排出する引き抜き手段が設けられており、上記濾過容器の底部は、上記濾液空間の底に位置する部分が上記中心軸線に垂直な平面上に延びる円環状とされる一方、上記濾過スクリーン内の底部を覆う中央部は下方に突出して上記中心軸線を中心とする凹円錐状の漏斗形に形成されて内周側に向かうに従い下方に向かうように傾斜が付けられていることを特徴とする。 In order to solve the above problems and achieve such an object, the vertical filtration concentrator of the present invention has a cylindrical filtration screen having a central axis extending in the vertical direction and into which the liquid to be treated is supplied. A screw accommodated in the inside of the filtration screen and rotated about the central axis, and provided to cover at least the outer peripheral portion and the bottom portion of the filtration screen and from the liquid to be treated between the filtration screen A filtration container for forming a filtrate space for holding the filtered filtrate, and a filtrate discharge part for discharging the filtrate held in the filtrate space is provided at the top of the filtration container, The lower portion is provided with a drawing means for pulling out the solid matter settled in the filtrate space and discharging it intermittently, and the bottom of the filtration container is a portion located at the bottom of the filtrate space. Is formed in an annular shape extending on a plane perpendicular to the central axis, while the central portion covering the bottom of the filtration screen protrudes downward and is formed in a concave conical funnel shape centering on the central axis. It is characterized by being inclined so as to go downward as it goes to the inner peripheral side.
このように構成された縦型濾過濃縮機において、まず濾過スクリーンを通過して濾過容器との間の濾液空間に保持された濾液は、この濾過容器の上部に設けられた濾液排出部から排出されるため、濾液空間に固形物が流入しても、被処理液として下水汚泥の初沈汚泥を供給して濾過濃縮する場合のように、被処理液中の固形物の沈降性が比較的高いときには、ある程度は固形物が沈降した比較的清澄な濾液を排出することができる。また、こうして濾液を濾過容器の上部から排出する場合には、濾過容器内に濾液の上向流が発生するが、この上向流の速度は濾過容器の上部ほど大きく、下部ほど小さくなるので、沈降した固形物が巻き上げられるのを抑えることができ、効率よく濾液から固形物を分離することが可能となる。 In the vertical filtration concentrator thus configured, first, the filtrate that passes through the filtration screen and is held in the filtrate space between the filtration container and the filtrate is discharged from the filtrate discharge portion provided at the upper part of the filtration container. Therefore, even when solids flow into the filtrate space, the sedimentation property of the solids in the liquid to be treated is relatively high as in the case of supplying the first settling sludge of sewage sludge as the liquid to be treated and filtering and concentrating. Sometimes a relatively clear filtrate with solids settled to some extent can be discharged. Further, when the filtrate is discharged from the upper part of the filtration container in this way, an upward flow of the filtrate is generated in the filtration container, but the speed of this upward flow is larger at the upper part of the filtration container and smaller at the lower part. The sedimented solid matter can be prevented from being rolled up, and the solid matter can be efficiently separated from the filtrate.
そして、このような濾過容器の下部には、濾液空間に沈降した固形物を引き抜いて間欠的に排出する引き抜き手段が設けられており、沈降した固形物が濾過容器の底部に堆積しても、この引き抜き手段によって排出することにより、同時に排出される濾液の排出量は抑えつつ、除去することができる。このため、堆積した固形物によって濾過スクリーンの濾過面積が減少するのを防いで濾過効率の低下を抑制することができるとともに、堆積した固形物の除去のために濾過作業を中断する必要もなくなって、効率的な濾過作業を行うことが可能となる。 And in the lower part of such a filtration container, a pulling means for pulling out the solid matter settled in the filtrate space and intermittently discharging it is provided, and even if the settled solid matter is deposited on the bottom of the filtration container, By discharging with this drawing means, it is possible to remove the filtrate while simultaneously suppressing the discharged amount of the filtrate. For this reason, it is possible to prevent the filtration area of the filtration screen from being reduced by the accumulated solids, thereby suppressing the reduction of the filtration efficiency, and it is not necessary to interrupt the filtration operation to remove the accumulated solids. It is possible to perform an efficient filtration operation.
ここで、引き抜き手段は、上記濾過容器の下部に接続された少なくとも1つの自動弁であるのが望ましい。自動弁により、堆積した固形物を自動で間欠的に濾液とともに引き抜くことができる。 Here, the drawing means is preferably at least one automatic valve connected to the lower part of the filtration container. With the automatic valve, the accumulated solid matter can be automatically and intermittently extracted together with the filtrate.
また、上記引き抜き手段は、上記濾過容器の下部に接続された第1の弁と、この第1の弁の下方に配設される第2の弁と、これら第1、第2の弁の間に配設されて間欠的に引き抜かれた上記固形物を一時的に貯留する貯留タンクとを備えたものであってもよい。このような引き抜き手段においては、第1の弁を開くとともに第2の弁は閉じておいて濾過容器から引き抜いた固形物を貯留タンクに貯留し、次いで第1の弁を閉じた後に第2の弁を開くことにより、固形物を貯留タンクから間欠的に排出することができる。また、排出後に第2の弁を閉じた後に第1の弁を開くことにより、排出の際に貯留タンクに流入した空気を気泡として濾液空間に供給することができ、この気泡が上昇するときの衝撃によって堆積した固形物を崩して排出し易くするとともに、気泡が濾過スクリーンを洗浄する効果を得ることができる。 The pulling means includes a first valve connected to a lower portion of the filtration container, a second valve disposed below the first valve, and a space between the first and second valves. And a storage tank that temporarily stores the solid matter that is intermittently pulled out. In such a drawing means, the first valve is opened and the second valve is closed, the solid matter drawn from the filtration container is stored in the storage tank, and then the second valve is closed after the first valve is closed. By opening the valve, the solid matter can be intermittently discharged from the storage tank. In addition, by closing the second valve after discharging and opening the first valve, the air that has flowed into the storage tank at the time of discharging can be supplied as bubbles to the filtrate space. The solid matter deposited by the impact can be easily broken down and discharged, and the effect that the bubbles clean the filter screen can be obtained.
さらに、濾過容器の下部には、複数のこれらのような引き抜き手段が設けられているのが望ましい。特に、環状をなすことになる濾液空間の底部に周方向に間隔をあけて複数の引き抜き手段を設ければ、この底部の全周に亙って堆積する固形分を除去することができる。ただし、この場合には、これら複数の引き抜き手段によって同時に固形物を濾液とともに排出すると、濾液空間の液位が大きく低下して濾過スクリーン内の被処理液との圧力差が一時的に拡大し、通常では濾過スクリーンに詰まらない固形物が強く押し込まれて目詰まりを生じるおそれがあるので、複数の引き抜き手段により一つずつ順次間欠的に上記固形物を排出するのが望ましい。 Furthermore, it is desirable to provide a plurality of such pulling means at the lower part of the filtration container. In particular, if a plurality of drawing means are provided at intervals in the circumferential direction at the bottom of the filtrate space that will form an annular shape, the solid content deposited over the entire circumference of the bottom can be removed. However, in this case, if the solids are discharged together with the filtrate by the plurality of drawing means at the same time, the liquid level in the filtrate space is greatly reduced, and the pressure difference with the liquid to be treated in the filtration screen temporarily increases, Normally, solid matter that does not clog the filter screen may be strongly pushed in and cause clogging. Therefore, it is desirable to discharge the solid matter one by one intermittently by a plurality of drawing means.
また、上記濾過容器には、少なくとも上記濾過スクリーン内の底部を覆う部分に下方に向かう傾斜を付けることにより、濾過スクリーン内で濾液から分離して底部に沈降する固形物を、この傾斜に沿って1箇所に集めて効率的に排出することができる。 Further, the filtration container is provided with an inclination toward the lower side at least in a portion covering the bottom portion in the filtration screen, so that the solid matter that separates from the filtrate in the filtration screen and settles to the bottom portion is along the inclination. It can be collected in one place and discharged efficiently.
一方、本発明の濃縮設備は、このような縦型濾過濃縮機を用いた濃縮設備であって、第1には、上記引き抜き手段によって引き抜かれた固形物を上記被処理液と混合する混合手段を備えていることを特徴とする。固形物は、上述のように引き抜き手段によって濾液とともに引き抜かれるので、これを再び縦型濾過濃縮機によって濾過濃縮される被処理液に混合して還元することにより、固形物の回収率が向上する。このような混合手段としては例えば被処理液の貯留タンクや、縦型濾過濃縮機に被処理液を供給する供給配管に配置したラインミキサーなどが挙げられる。 On the other hand, the concentrating facility of the present invention is a concentrating facility using such a vertical filtration concentrator, and firstly, mixing means for mixing the solid matter extracted by the extracting means with the liquid to be treated. It is characterized by having. As described above, the solid matter is pulled out together with the filtrate by the pulling means. Therefore, the solid is recovered again by mixing it with the liquid to be treated which is filtered and concentrated by the vertical filtration concentrator. . Examples of such mixing means include a storage tank for the liquid to be processed and a line mixer disposed in a supply pipe for supplying the liquid to be processed to the vertical filtration concentrator.
ただし、このような被処理液の貯留タンクを備えることのない濃縮設備であって、その代わりに、例えば下水処理設備における余剰汚泥の機械濃縮機のような上記縦型濾過濃縮機とは異なる他の濃縮機を備えた濃縮設備の場合には、引き抜いた固形物を余剰汚泥の貯留槽に投入するなどして、この他の濃縮機に供給するのが望ましい。また、被処理液が下水汚泥の初沈汚泥であって、上記縦型濾過濃縮機と、このような他の濾過濃縮機とを用いた濃縮方法では、上記被処理液として下水汚泥の初沈汚泥を上記縦型濾過濃縮機に供給して濾過濃縮する第1の濾過濃縮工程と、最終沈殿池から排出された下水汚泥の余剰汚泥を上記他の濃縮機に供給して濾過濃縮する第2の濾過濃縮工程と、上記第1の濾過濃縮工程において濾過濃縮された濃縮液と上記第2の濾過濃縮工程において濾過濃縮された濃縮液をメタン発酵槽に供給して発酵させる工程とを含むことが望ましい。 However, it is a concentration facility that does not have such a storage tank for the liquid to be treated, and instead, for example, it is different from the above vertical filtration concentrator such as a mechanical concentrator for excess sludge in a sewage treatment facility. In the case of a concentrating facility equipped with this type of concentrator, it is desirable to supply the extracted solid matter to another concentrator, for example, by putting it into a storage tank for excess sludge. Further, the liquid to be treated is an initial settling sludge of sewage sludge, and in the concentration method using the vertical filtration concentrator and such other filtration concentrator, the initial settling of sewage sludge as the liquid to be treated is performed. A first filtration and concentration step of supplying sludge to the vertical filtration concentrator and filtering and concentrating, and a second step of supplying excess sludge of sewage sludge discharged from the final sedimentation basin to the other concentrator and filtering and concentration. And a step of supplying the concentrate concentrated by filtration in the first filtration concentration step and the concentrate concentrated by filtration in the second filtration concentration step to a methane fermentation tank and fermenting the same. Is desirable.
以上説明したように、本発明によれば、濾液を濾過容器の上部の濾液排出部から排出することにより、濾液から固形物を効率よく分離することができる一方、濾液空間に沈降した固形物は濾過容器の下部に設けられた引き抜き手段によって間欠的に引き抜くことにより、濾過効率の低下を抑制するとともに濾過作業自体の効率化を図ることができる。 As explained above, according to the present invention, the solid matter settled in the filtrate space can be efficiently separated from the filtrate by discharging the filtrate from the filtrate discharge portion at the top of the filtration container. By intermittently pulling out by the pulling means provided in the lower part of the filtration container, it is possible to suppress the reduction of the filtration efficiency and increase the efficiency of the filtration work itself.
図1は、本発明の縦型濾過濃縮機1の一実施形態を示す概略図であり、図2は、この実施形態の縦型濾過濃縮機1を用いた本発明の濃縮設備の一実施形態を示すものである。本実施形態の縦型濾過濃縮機1は、下水処理設備の最初沈殿池において沈殿した初沈汚泥のような固形物の沈降性の高い被処理液Aを濾過濃縮するものであり、本実施形態の濃縮設備は上述した下水処理設備である。 FIG. 1 is a schematic view showing an embodiment of the vertical filtration concentrator 1 of the present invention, and FIG. 2 is an embodiment of the concentration equipment of the present invention using the vertical filtration concentrator 1 of this embodiment. Is shown. The vertical filtration concentrator 1 of the present embodiment is for filtering and concentrating the liquid A to be treated having a high sedimentation property such as initial sedimentation sludge that has settled in the first sedimentation basin of a sewage treatment facility. The concentration facility is the sewage treatment facility described above.
本実施形態の縦型濾過濃縮機1は、縦方向に延びる中心軸線Oを有して内部に被処理液Aが供給される円筒状の濾過スクリーン2と、この濾過スクリーン2の内部に収容されて上記中心軸線O回りに回転させられるスクリュー3と、濾過スクリーン2の少なくとも外周部および底部を覆うように設けられて濾過スクリーン2との間に被処理液Aから濾過された濾液Bを保持する濾液空間Sを形成する濾過容器4とを備えている。
A vertical filtration concentrator 1 according to this embodiment includes a
濾過スクリーン2は、パンチングメタルやウェッジワイヤ等の濾過材により形成されていて、被処理液A中の液分である濾液Bは通過可能とされるとともに、同被処理液A中のある程度の大きさの固形物は通過不可能とされている。濾過スクリーン2の目開きの形状は円形でも角形でもよいが、角形とすることが濾過スクリーン2の強度確保の理由から好ましい。また、目開きの寸法は、円形であれば直径0.1mm〜5.0mm程度が望ましく、特に直径0.2mm〜3.0mmが好ましい。また、角形であれば少なくとも一辺が0.1mm〜5.0mmであることが望ましく、特に0.2mm〜3.0mmとするのが好ましい。さらに、濾過スクリーン2の上端部は濾過容器4の上端部よりも上方に突出したケーシング2Aによって液密にカバーされている。また、スクリュー3は、上記中心軸線Oに沿って延びる該中心軸線O回りに回転可能な回転軸の外周に螺旋状のスクリュー羽根が取り付けられたものであり、スクリュー羽根の外径は濾過スクリーン2の内周面に摺接可能な大きさとされて、この濾過スクリーン2の内周面に付着した固形物を掻き取って除去する。
The
さらに、濾過容器4は、濾過スクリーン2よりも外径の大きな有底の中心軸線Oを中心とした円筒状をなして濾過スクリーン2の外周部と底部を覆い、さらに本実施形態では濾過スクリーン2の上端部に設けられた上記ケーシング2Aの周りも覆うように形成され、この濾過容器4の内周面と濾過スクリーン2の外周面との間に円筒状の上記濾液空間Sが形成される。そして、濾過容器4の底部は、濾液空間Sの底に位置する部分が中心軸線Oに垂直な平面上に延びる円環状とされる一方、濾過スクリーン2内の底部を覆う中央部4Aは下方に突出して中心軸線Oを中心とする凹円錐状の漏斗形に形成されており、内周側に向かうに従い下方に向かうように傾斜が付けられている。
Further, the filtration container 4 has a cylindrical shape centering on a bottomed central axis O having a larger outer diameter than the
このような本実施形態の縦型濾過濃縮機1において、被処理液Aは濾過スクリーン2上端部の上記ケーシング2Aに接続された被処理液供給管5から該濾過スクリーン2内に供給され、重力落下およびスクリュー3の回転によって下方に移送されつつ、濾過スクリーン2によって濾液Bが固形物から分離されて濾液空間Sに排出させられる。また、濾過容器4底部の漏斗形の上記中央部4Aにはその下端近傍に濃縮液排出管6が接続されており、濾液Bが分離された固形物濃度の高い濃縮液Cはこの濃縮液排出管6から排出される。
In such a vertical filtration concentrator 1 according to this embodiment, the liquid A to be processed is supplied into the
さらに、濾過容器4の上部には、本実施形態における濾液排出部として上記濾液空間Sに連通するように濾液排出管7が接続されていて、濾過スクリーン2により固形物が分離された固形物濃度の低い濾液Bはこの濾液排出管7から排出させられる。ここで、上記被処理液供給管5から濾過スクリーン2内に供給される被処理液Aの液位は、濾過容器4の上端(濾液空間Sの上端)および濾液排出管7の上端部における濾液Bの液位よりも高くなるように設定されるとともに、この濾液排出管7の上端部は濾過容器4の上端よりも高くされていて、濾液Bは、濾過スクリーン2内の被処理液Aとの液位差による圧力により、濾過スクリーン2を通過して濾液空間Sに流れ込むとともに濾液排出管7の上端部に達して排出される。
Furthermore, the
一方、濾液空間Sには、濾液Bとともに被処理液A中の小さな固形物Dも濾過スクリーン2を通過して流れ込む。こうして濾液空間Sに流れ込んだ固形物Dは、上述のように沈降性が高いので濾液空間Sの底部に沈降して堆積し、濾過スクリーン2の濾過面積を減少させる。これに対して、本実施形態の縦型濾過濃縮機1では、濾過容器4の下部に、このように濾液空間Sに沈降した固形物Dを引き抜いて間欠的に排出する引き抜き手段8が設けられている。
On the other hand, a small solid D in the liquid to be treated A flows into the filtrate space S along with the filtrate B through the
本実施形態における引き抜き手段8は、濾過容器4の下部に引き抜き管8Aが接続されるとともに、この引き抜き管8Aに、濾過容器4の下部に接続された第1の弁8Bと、この第1の弁8Bの下方に配設される第2の弁8Cと、これら第1、第2の弁8B、8Cの間に配設されて間欠的に引き抜かれた上記固形物Dを一時的に貯留する貯留タンク8Dとが備えられて構成されている。第1、第2の弁8B、8Cは、図示されないタイマーや、濾過容器4の底部または貯留タンク8Dに設けられた固形物Dの堆積量を感知するセンサーにより、自動的に間欠作動する自動弁である。
The extraction means 8 in the present embodiment is connected to the
このような引き抜き手段8により、濾液空間Sの底部に堆積した固形物Dを引き抜いて間欠的に排出するには、まず排出時以外は第1の弁8Bを常時開いておくとともに第2の弁8Cは閉じておいて、濾液空間S底部に堆積した固形物Dを濾液Bの一部とともに重力により貯留タンク8Dに導入して貯留する。そして、上記タイマーにより一定時間が経過したり、上記センサーによって固形物Dの堆積量が一定量に達したことを感知したりした際には、第1の弁8Bを閉じるとともに第2の弁8Cを開くことにより、貯留タンク8Dから固形物Dおよび濾液Bを間欠的に排出する。こうして固形物Dが排出されたなら、再び第2の弁8Cを閉じるとともに第1の弁8Bを開いて固形物Dを貯留タンク8Dに導入する。なお、第1、第2の弁8B、8Cの開閉操作は同時でなくてもよく、例えば固形物Dおよび濾液Bの貯留タンク8Dからの排出時には第1の弁8Bを閉じた後に第2の弁8Cを開いたり、また固形物Dおよび濾液Bが貯留タンク8Dから排出された後は第2の弁8Cを閉じた後に第1の弁8Bを開いたりするように制御することも可能である。
In order to pull out the solid matter D deposited on the bottom of the filtrate space S by such a drawing means 8 and discharge it intermittently, the
また、第1、第2の弁8B、8Cの開閉操作は、例えば、濾液空間Sの液位が濾液排出管7からの濾液Bの継続的な排出が維持される高さの範囲内で行われることが望ましい。引き抜き管8Aからの濾液Bの排出量が多くなり、濾液排出管7からの濾液Bの排出が停止するほど濾液空間Sの液位が大きく低下すると、濾過スクリーン2内の被処理液Aとの圧力差が一時的に拡大し、通常では濾過スクリーン2に詰まらない大きな固形物Dが押し込まれて目詰まりを生じるおそれがある。具体的には、第2の弁8Cが開いている時間を濾液空間Sの液位が濾液排出管7の下端より低下しないように制御すればよい。
The opening / closing operation of the first and
このように、上記構成の縦型濾過濃縮機1においては、上述のような引き抜き手段8により、濾液空間Sに沈降した固形物Dを引き抜いて間欠的に排出することができるので、濾過スクリーン2の濾過面積が減少して濾過効率が低下するのを防ぐことができるとともに、堆積した固形物Dを除去するために濾過作業を中断する必要もなくなって濾過作業自体の効率化を図ることもできる。しかも、固形物Dの排出は間欠的であるので、同時に排出される濾液Bの排出量を抑えることができ、被処理液Aの効率的な濾過濃縮を図ることもできる。 As described above, in the vertical filtration concentrator 1 having the above-described configuration, the solid matter D settled in the filtrate space S can be drawn out and intermittently discharged by the drawing means 8 as described above. It is possible to prevent the filtration area from being reduced and the filtration efficiency from being lowered, and it is not necessary to interrupt the filtration operation in order to remove the deposited solid matter D, and the filtration operation itself can be made more efficient. . Moreover, since the discharge of the solid substance D is intermittent, the discharge amount of the filtrate B discharged at the same time can be suppressed, and efficient filtration and concentration of the liquid A to be treated can be achieved.
また、上記構成の縦型濾過濃縮機1では、固形物Dが分離された濾液Bの排出は、濾過容器4の上部に設けられた濾液排出部である濾液排出管7を通して行われる。このため、固形物Dの沈降性が高い被処理液Aの場合には、濾液空間Sに小さな固形物Dが流れ込んでも、上澄みである固形物濃度の低い比較的清澄な濾液Bを排出することができるので、濾過効率の向上を図ることができる。さらに、こうして濾液Bを濾過容器4の上部から排出する場合には、濾過容器4内に濾液Bの上向流が発生するが、この上向流の速度は濾過容器4の上部ほど大きく、下部ほど小さくなるので、沈降した固形物Dが巻き上げられるのを抑えることができ、効率よく濾液Bから固形物Dを分離することが可能となる。
Further, in the vertical filtration concentrator 1 having the above-described configuration, the filtrate B from which the solid matter D has been separated is discharged through the
一方、本実施形態では、上記引き抜き手段8が自動弁である第1、第2の弁8B、8Cを用いたものであるので、引き抜き操作に人手を要することがない。また、これら第1、第2の弁8B、8Cの間に引き抜いた固形物Dを一時的に貯留する貯留タンク8Dを備えて、第1、第2の弁8B、8Cの開閉操作により間欠的に固形物Dを排出するので、排出の際に貯留タンク8D内に空気を導入し、排出後に第2の弁8Cを閉じるとともに第1の弁8Bを開いた際にこの空気を気泡として濾液空間Sに供給することができる。そして、この気泡が濾液空間S内を上昇するときの衝撃により、堆積した固形物Dを崩して排出し易くするとともに、濾過スクリーン2の内周面に付着した固形物Dを剥離して洗浄を行うこともできる。
On the other hand, in the present embodiment, the pulling
なお、本実施形態における引き抜き手段8は、このように第1、第2の弁8B、8Cと貯留タンク8Dとを備えたものであるが、例えば単に濾過容器4の下部に自動弁等を接続したり、あるいは第1の弁8Bを省略したりして、この自動弁や第2の弁8Cだけを間欠的に開閉することにより、堆積した固形物Dを引き抜いて排出してもよい。
The pulling means 8 in the present embodiment includes the first and
また、図1では引き抜き手段8が1つしか示されていないが、複数の引き抜き手段8を濾過容器4の下部に設けてもよく、例えば上述のように円環状をなす濾過容器4の底部に周方向に等間隔に複数の引き抜き手段8を配設すれば、この底部の全周に亙って堆積した固形物Dを排出して満遍なく除去することができる。
Although only one extraction means 8 is shown in FIG. 1, a plurality of extraction means 8 may be provided in the lower part of the filtration container 4, for example, at the bottom of the annular filtration container 4 as described above. If a plurality of extracting
ただし、このように複数の引き抜き手段8を設けた場合には、これら複数の引き抜き手段8を一つずつ順次間欠的に動作させて固形物Dを排出するのが望ましい。複数の引き抜き手段8を同時に動作させて固形物Dを排出すると、同時に多くの濾液Bも排出されてしまうので、上述したのと同様に濾液空間Sの液位が大きく低下して濾過スクリーン2内の被処理液Aとの圧力差が一時的に拡大し、通常では濾過スクリーン2に詰まらない大きな固形物Dが押し込まれて目詰まりを生じるおそれがある。
However, when a plurality of extraction means 8 are provided in this way, it is desirable that the plurality of extraction means 8 are operated intermittently one by one in order to discharge the solid matter D. When the solids D are discharged by operating the plurality of drawing means 8 at the same time, a large amount of the filtrate B is also discharged at the same time, so that the liquid level in the filtrate space S is greatly reduced in the same manner as described above. The pressure difference from the liquid A to be treated temporarily temporarily increases, and a large solid material D that is not normally clogged in the
また、本実施形態の縦型濾過濃縮機1では、濾過容器4の少なくとも濾過スクリーン2内の底部を覆う中央部4Aが凹円錐状の漏斗形に形成されて内周側に向かうに従い下方に向かうように傾斜が付けられており、従って濾過スクリーン2内において濾液Bから分離して沈降する固形物Dをこの傾斜に沿って1箇所に集めて濃縮液Cとして効率的に濃縮液排出管6から排出することができる。
Further, in the vertical filtration concentrator 1 of this embodiment, the
次に、このような縦型濾過濃縮機1を用いた濃縮設備(下水処理設備)および濾過方法の一実施形態について、図2に基づき説明する。図2において、符号11で示すのは該下水処理設備において凝集剤等が添加された下水Eが導入される最初沈殿池であり、本実施形態の濃縮設備では上述のようにこの最初沈殿池11において沈殿した初沈汚泥が除塵された後、被処理液Aとして上記実施形態の縦型濾過濃縮機1に被処理液供給管5を通して供給される。
Next, an embodiment of a concentration facility (sewage treatment facility) and a filtration method using such a vertical filtration concentrator 1 will be described with reference to FIG. In FIG. 2,
また、最初沈殿池11において初沈汚泥が沈殿した後の下水Eは、生物反応槽12に送られて処理され、次いで最終沈殿池13において汚泥が沈殿した後に清澄な放流水Fとして放流される。この最終沈殿池13において沈殿した汚泥は、その一部が返送汚泥Gとして生物反応槽12に送られる下水Eと混合させられて該生物反応槽12における処理に利用される一方、残りは余剰汚泥Hとして、本実施形態の濃縮設備における他の濃縮機としての機械濃縮機14に供給されて濃縮される。具体的に、このような機械濃縮機14としては、例えばベルト濃縮機や遠心濃縮機が好適である。
In addition, the sewage E after the first settling sludge has settled in the
なお、この機械濃縮機14によって余剰汚泥Hから濃縮された濃縮液(濃縮汚泥)Iと上記縦型濾過濃縮機1の濃縮液排出管6から排出される濃縮液Cとは、例えばメタン発酵槽15に送られてバイオガスJの発生に利用される。なお、これら濃縮液(濃縮汚泥)Iと濃縮液Cとは、図示されない混合装置によって予め混合した上でメタン発酵槽15に供給されるのが好ましい。また、機械濃縮機14で濾過された濾液Kと縦型濾過濃縮機1の濾液排出管7から排出される濾液Bとは、最初沈殿池11に導入される下水Eに返流される。そして、本実施形態の濃縮設備では、縦型濾過濃縮機1の引き抜き手段8によって引き抜かれて排出された固形分Dと濾液Bとは、他の濃縮機である機械濃縮機14に供給される。
The concentrated liquid (concentrated sludge) I concentrated from the excess sludge H by the
このような下水処理設備では、最初沈殿池11において沈殿した初沈汚泥の濃縮は従来重力濃縮槽により行われていたが、このような重力濃縮槽の問題点として、本来は汚泥処理側のメタン発酵槽15に送られるべき固形物が、最初沈殿池11に返流される濾液に多く混入してしまい、下水処理への負荷が増大してしまうことが挙げられる。これは、重力濃縮槽内で沈降、回収される汚泥が槽内で発酵し、発酵に伴い発生したガスと汚泥粒子が結びついて浮上してしまうことによるためであり、特に気温が高くて発酵が起こりやすい夏期に顕著となる。
In such a sewage treatment facility, the concentration of the first settling sludge that has settled in the
また、汚泥処理側から見ると、濃縮工程において回収される固形物が濾液に多く混入して最初沈殿池11に返流されてしまうと、本実施形態の濃縮設備のように固形物をメタン発酵槽15に供給する場合に固形物供給量が減ってしまい、このメタン発酵槽15で発生する燃料として利用可能なバイオガスJの発生量も減ってしまうことになる。
Further, when viewed from the sludge treatment side, if a large amount of the solid collected in the concentration step is mixed into the filtrate and returned to the
これに対して、縦型濾過濃縮機1を初沈汚泥の濾過濃縮に用いた本実施形態の濃縮設備および濾過方法によれば、この従来の重力濃縮槽と比較して縦型濾過濃縮機1による濾過では、上述のように被処理液Aから濾液Bと濃縮液C中の固形物Dとを効率よく濃縮するとともに分離することができるので、固形物Dが最初沈殿池11に返流される濾液Bに多く混入するのを防ぐことができ、下水処理の負荷が増大するのを抑えることができるとともに、メタン発酵槽15において発生するバイオガスJの増加を図ることができる。
On the other hand, according to the concentration equipment and the filtration method of the present embodiment in which the vertical filtration concentrator 1 is used for the filtration and concentration of the first settling sludge, the vertical filtration concentrator 1 is compared with the conventional gravity concentration tank. As described above, since the filtrate B and the solid matter D in the concentrate C can be efficiently concentrated and separated from the liquid A to be treated as described above, the solid matter D is first returned to the settling
しかも、本実施形態の濃縮設備では、上記縦型濾過濃縮機1の引き抜き手段8によって濾液空間Sから引き抜かれた固形物Dも、同時に引き抜かれる濾液Bとともに機械濃縮機14を介してメタン発酵槽15に供給されるので、この引き抜かれた固形物Dを最初沈殿池11に返流することなく、効率的にバイオガスJの発生に利用することができる。
Moreover, in the concentration facility of the present embodiment, the solid matter D drawn from the filtrate space S by the drawing means 8 of the vertical filtration concentrator 1 is also passed through the
すなわち、本実施形態の濃縮設備のような下水処理設備では、最初沈殿池11において発生した初沈汚泥は貯留槽を経ることなく濃縮機(縦型濾過濃縮機1)に被処理液Aとして供給される。また、縦型濾過濃縮機1から排出された濾液Bも沈殿池等を経て最初沈殿池11に返流されるが、この最初沈殿池11における固形物Dの回収率は縦型濾過濃縮機1よりも大幅に低いので、引き抜き手段8から排出した固形物Dを最初沈殿池11に返流すると、この固形物Dが結果的に再び縦型濾過濃縮機1において濾過されることになって効率的ではない。特に初沈汚泥は沈降性が比較的高く、濃縮が比較的容易なため、縦型濾過濃縮機1では被処理液Aを濃縮液Cとして比較的高い濃度に濃縮できるものの、濾過スクリーン2の濾過面に接する汚泥が局所的に高濃度化することがあり、固形物Dと濾過面の接触確度が比較的高いことから、固形物Dが濾過面を通過する確率が他の機械濃縮機と比較して高くなる傾向があることを本発明の発明者らは知見した。
That is, in the sewage treatment facility such as the concentration facility of the present embodiment, the initial sedimentation sludge generated in the
そこで、本実施形態の濃縮設備では、この引き抜き手段8によって引き抜かれた固形物Dを、余剰汚泥Hを濾過濃縮する縦型濾過濃縮機1とは異なる他の濃縮機である機械濃縮機14に供給することにより、機械濃縮機14から排出される濃縮液Iの一部として回収する。その結果、固形物Dが濃縮設備内で循環してしまうような事態を防いで設備全体としての固形物Dの回収率の向上を図り、メタン発酵槽15に供給される固形物Dを増加させて効率的なバイオガスJの発生を促進することができるのである。さらに、機械濃縮機14の濾液K、および縦型濾過濃縮機1の濾液Bを介して最初沈殿池11へ返送される固形物Dの量が減少することになるため、下水処理の負荷を低減させること、すなわち生物反応槽12の曝気に必要な動力の削減が可能となる。
Therefore, in the concentration facility of the present embodiment, the solid substance D extracted by the extraction means 8 is transferred to the
ただし、このような他の濃縮機を備えることがなく、その一方で被処理液供給管5の前段に被処理液Aの貯留タンク等が備えられた濃縮設備においては、この貯留タンクを混合手段として引き抜き手段8から排出した濾液Bと固形物Dを該混合手段に供給することにより、被処理液Aと混合するようにしてもよい。この場合には、固形物Dは循環することになるが、例えば排出された固形物Dを廃棄する場合などに比べれば、固形物Dの回収率が向上する。
However, in such a concentration facility that does not include such other concentrators, and on the other hand is provided with a storage tank or the like of the liquid to be processed A before the
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、この実施形態はあくまでも本発明の要旨の範囲内の一つの例に過ぎず、本発明の要旨から逸脱しない範囲内での構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。すなわち、本発明は、上述した説明によって限定されることはなく、添付の特許請求の範囲によってのみ限定され、その範囲内で適宜変更可能であることは勿論である。 The preferred embodiment of the present invention has been described above, but this embodiment is merely an example within the scope of the gist of the present invention, and addition, omission of a configuration within a scope not departing from the gist of the present invention, Substitutions and other changes are possible. That is, the present invention is not limited by the above description, is limited only by the scope of the appended claims, and can of course be appropriately changed within the scope.
1 縦型濾過濃縮機
2 濾過スクリーン
3 スクリュー
4 濾過容器
4A 濾過容器4の底部中央部
5 被処理液供給管
6 濃縮液排出管
7 濾液排出管(濾液排出部)
8 引き抜き手段
8A 引き抜き管
8B 第1の弁
8C 第2の弁
8D 貯留タンク
11 最初沈殿池
12 生物反応槽
13 最終沈殿池
14 機械濃縮機(他の濃縮機)
15 メタン発酵槽
A 被処理液
B、K 濾液
C、I 濃縮液
D 固形物
E 下水
F 放流水
G 返送汚泥
H 余剰汚泥
J バイオガス
O 濾過スクリーン2の中心軸線
S 濾液空間
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
8 Extraction means
15 Methane fermentation tank A Processed liquid B, K Filtrate C, I Concentrate D Solid matter E Sewage F Discharged water G Return sludge H Surplus sludge J Biogas O Center axis of filtration screen 2 S Filtrate space
Claims (10)
上記濾過容器の上部には、上記濾液空間に保持された上記濾液を排出する濾液排出部が設けられるとともに、上記濾過容器の下部には、上記濾液空間に沈降した固形物を引き抜いて間欠的に排出する引き抜き手段が設けられており、
上記濾過容器の底部は、上記濾液空間の底に位置する部分が上記中心軸線に垂直な平面上に延びる円環状とされる一方、上記濾過スクリーン内の底部を覆う中央部は下方に突出して上記中心軸線を中心とする凹円錐状の漏斗形に形成されて内周側に向かうに従い下方に向かうように傾斜が付けられていることを特徴とする縦型濾過濃縮機。 A cylindrical filtration screen having a central axis extending in the longitudinal direction and into which the liquid to be treated is supplied; a screw housed inside the filtration screen and rotated about the central axis; and the filtration screen A filtration container provided so as to cover at least the outer peripheral part and the bottom part and forming a filtrate space for holding the filtrate filtered from the liquid to be treated between the filtration screen,
A filtrate discharge part for discharging the filtrate held in the filtrate space is provided at the upper part of the filtration container, and the solid matter settled in the filtrate space is withdrawn at the lower part of the filtration container intermittently. There is a pulling means for discharging,
The bottom portion of the filtration container has an annular shape in which a portion located at the bottom of the filtrate space extends on a plane perpendicular to the central axis, while a central portion covering the bottom portion in the filtration screen protrudes downward to A vertical filtration concentrator characterized in that it is formed in a concave conical funnel shape centering on a central axis and is inclined downward toward the inner peripheral side.
上記引き抜き手段によって引き抜かれた上記固形物を上記被処理液と混合する混合手段を備えていることを特徴とする濃縮設備。 Concentration equipment using the vertical filtration concentrator according to any one of claims 1 to 4,
A concentrating facility comprising a mixing means for mixing the solid matter drawn by the drawing means with the liquid to be treated.
上記縦型濾過濃縮機とは異なる他の濃縮機を備え、
上記引き抜き手段によって引き抜かれた上記固形物を、上記他の濃縮機に供給することを特徴とする濃縮設備。 Concentration equipment using the vertical filtration concentrator according to any one of claims 1 to 4,
Equipped with another concentrator different from the above vertical filtration concentrator,
A concentration facility for supplying the solid matter drawn by the drawing means to the other concentrator.
上記第1の弁を開くとともに上記第2の弁は閉じておいて引き抜かれた上記固形物を上記貯留タンクに貯留し、次いで上記第1の弁を閉じた後に上記第2の弁を開いて上記固形物を上記貯留タンクから排出し、さらに上記第2の弁を閉じた後に上記第1の弁を開くことを特徴とする濃縮方法。 A concentration method using the vertical filtration concentrator according to claim 3,
The first valve is opened and the second valve is closed to store the extracted solid matter in the storage tank, and then the first valve is closed and then the second valve is opened. A concentration method comprising: discharging the solid matter from the storage tank; and opening the first valve after closing the second valve.
上記複数の引き抜き手段により、一つずつ順次間欠的に上記固形物を排出することを特徴とする濃縮方法。 A concentration method using the vertical filtration concentrator according to claim 4,
A concentration method, wherein the solid matter is discharged intermittently and sequentially one by one by the plurality of drawing means.
上記被処理液として下水汚泥の初沈汚泥を供給して濾過濃縮することを特徴とする濃縮方法。 A concentration method using the vertical filtration concentrator according to any one of claims 1 to 4,
A concentration method, characterized in that the first settling sludge of sewage sludge is supplied and concentrated by filtration as the liquid to be treated.
上記被処理液として下水汚泥の初沈汚泥を上記縦型濾過濃縮機に供給して濾過濃縮する第1の濾過濃縮工程と、
最終沈殿池から排出された下水汚泥の余剰汚泥を上記他の濃縮機に供給して濾過濃縮する第2の濾過濃縮工程と、
上記第1の濾過濃縮工程において濾過濃縮された濃縮液と上記第2の濾過濃縮工程において濾過濃縮された濃縮液をメタン発酵槽に供給して発酵させる工程とを含むことを特徴とする濃縮方法。 A concentration method using the vertical filter concentrator according to any one of claims 1 to 4 and another concentrator different from the vertical filter concentrator,
A first filtration concentration step of supplying the first settling sludge of sewage sludge to the vertical filtration concentrator as the liquid to be treated, and performing filtration concentration;
A second filtration and concentration step of supplying excess sludge of sewage sludge discharged from the final sedimentation basin to the other concentrator and filtering and concentrating;
A concentration method comprising: a concentrated solution filtered and concentrated in the first filtration concentration step; and a step of supplying the concentrated solution filtered and concentrated in the second filtration concentration step to a methane fermentation tank and fermenting the concentrated solution. .
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