JP6309912B2 - 繊維状物回収装置 - Google Patents

Description

この発明は、繊維状物を含有する被処理物、例えば、下水処理場における最初沈殿地の初沈汚泥から繊維状物を回収する繊維状物回収装置に関するものである。

下水処理場に流入する下水（被処理水、汚水）は、日間変動、季節変動、天候等により、流入量や被処理水中の成分が変動する。

最初沈殿池ではその影響を受けて初沈汚泥の発生量や成分が変動するが、最終沈殿池では、処理水が反応槽を経て流入してくるため、余剰汚泥の発生量や余剰汚泥の成分変動が少ない。

初沈汚泥は、主に固形の有機物や土砂等の無機成分からなっており、一般的に脱水性がよい。

一方、余剰汚泥は、微生物が分泌した多糖類、タンパク質、核酸からなっており、著しく脱水性が悪いことが知られている。

最初沈殿池で発生する初沈汚泥や最終沈殿池で発生する余剰汚泥は、脱水工程での効率改善を図るため、それぞれ備え付けた濃縮設備で一定の濃度に濃縮している。

それぞれの濃縮汚泥を所定の比率で混合した混合汚泥を脱水機に供給し、脱水機で生成した脱水ケーキは焼却あるいは埋立に利用される。

脱水ケーキを搬送、処分するためのランニングコストを低減するために、安定的に低含水率の脱水ケーキを生成することが望まれている。

混合汚泥に繊維状物や、おがくず、籾殻などの植物素材を脱水助材として混合して脱水することが古くから知られ、多くの下水処理場で実施されている。

このように、混合汚泥に繊維状物（脱水助材）を混合して脱水すると、低含水率の脱水ケーキが得られ、かつ、加圧脱水の場合には脱水ケーキの剥離性が改善される。

しかしながら、大量の脱水助材を用意しなければならないため、ランニングコストが増大し、また、脱水助材の備蓄・供給設備を設置しなければならないため、イニシャルコストが増大するという問題があった。

また、濃縮設備では初沈汚泥を１日〜３日滞留させるが、この滞留期間中に初沈汚泥内の有機分が腐敗して脱水性の悪い汚泥へと性状変化することがあった。

初沈汚泥に含有される繊維状物も同様に腐敗し、脱水助材として機能し難い性状に変化することがあった。

さらに、濃縮設備の維持管理のためのランニングコストやプラント工事のためのイニシャルコストが増大するという問題があった。

そこで、汚水処理プロセスの最初沈殿池で発生する生汚泥である初沈汚泥に希釈水を加えて汚泥溶液とし、その汚泥溶液の流量、比重および固形分濃度を測定することで、その流量、比重および固形分濃度に基づいて直接的に汚泥の含水率を算出することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、処理槽に流入する汚水からセルロース系の繊維分を回収するとともに、この繊維分を添加して汚泥を脱水することも提案されている（例えば、特許文献２参照）。

このように、固形分濃度に基づいて汚泥の含水率を算出したり、初沈汚泥から分離、回収した繊維分を脱水助材とすることにより、ランニングコストを低減することができる。

特許第４６４７７９５号公報 特開２００３−０８０２９９号公報

しかしながら、汚泥には繊維状物の他に無機系の砂礫、有機系の食物残渣等の固形物が含まれているが、特許文献１に記載されている測定装置、測定方法では、固形分中の繊維分濃度のみを測定することができないという問題がある。

また、特許文献２に記載されている処理方法では、汚水から繊維分を回収しているが、回収量（率）や回収繊維の純度が把握できず、繊維分の性状にバラつきがあるので、繊維分を添加して脱水する際に、脱水機での脱水性能が安定しないという問題がある。

この発明は、上記した問題を解消するためになされたもので、濃度が一定の範囲内の繊維状物を、被処理物から常時回収することのできる繊維状物回収装置を提供するものである。

この発明の繊維状物回収装置は、汚泥内で絡み合っている繊維状物をすり潰して微細化する調整部と、前記調整部で微細化した繊維状物を分離する分離部と、前記分離部で分離した繊維状物を回収する回収部と、前記回収部で回収した繊維状物の濃度を計測する計測部と、前記計測部での計測結果に応じて、前記分離部で分離する繊維状物の濃度が一定の範囲内になるように前記分離部を制御する制御部と、を有し、前記分離部は、汚泥が内部に入る回転円筒状のスクリーンドラムを備えて構成されており、前記制御部は、繊維状物の濃度が低下すると、前記スクリーンドラムの回転速度を速くし、繊維状物の濃度が上昇すると、前記スクリーンドラムの回転速度を遅くするように前記分離部を制御することを特徴とする。
また、この発明の繊維状物回収装置は、汚泥内で絡み合っている繊維状物をすり潰して微細化する調整部と、前記調整部で微細化した繊維状物を分離する分離部と、前記分離部で分離した繊維状物を回収する回収部と、前記回収部で回収した繊維状物の濃度を計測する計測部と、前記計測部での計測結果に応じて、前記分離部で分離する繊維状物の濃度が一定の範囲内になるように前記分離部を制御する制御部と、を有し、前記分離部は、汚泥が内部に入る回転円筒状のスクリーンドラムと、前記スクリーンドラム内の汚泥に洗浄水を噴射する洗浄機構とを備えて構成されており、前記制御部は、繊維状物の濃度が低下すると、前記洗浄機構における洗浄水の噴射量を少なくし、または、洗浄水の噴射圧を低くし、繊維状物の濃度が上昇すると、前記洗浄機構における洗浄水の噴射量を多くし、または、洗浄水の噴射圧を高くするように前記分離部を制御することを特徴とする。

また、この発明の繊維状物回収装置は、汚泥内で絡み合っている繊維状物をすり潰して微細化する調整部と、前記調整部で微細化した繊維状物を分離する分離部と、前記分離部で分離した繊維状物を回収する回収部と、前記回収部で回収した繊維状物の濃度を計測する計測部と、前記計測部での計測結果に応じて、前記分離部で分離する繊維状物の濃度が一定の範囲内になるように前記分離部を制御する制御部と、を有し、前記分離部は、汚泥が載置される無端スクリーンベルトを備えて構成されており、前記制御部は、繊維状物の濃度が低下すると、前記無端スクリーンベルトの走行速度を速くし、繊維状物の濃度が上昇すると、前記無端スクリーンベルトの走行速度を遅くするように前記分離部を制御することを特徴とする。
また、この発明の繊維状物回収装置は、汚泥内で絡み合っている繊維状物をすり潰して微細化する調整部と、前記調整部で微細化した繊維状物を分離する分離部と、前記分離部で分離した繊維状物を回収する回収部と、前記回収部で回収した繊維状物の濃度を計測する計測部と、前記計測部での計測結果に応じて、前記分離部で分離する繊維状物の濃度が一定の範囲内になるように前記分離部を制御する制御部と、を有し、前記分離部は、汚泥が載置される無端スクリーンベルトと、前記無端スクリーンベルトの汚泥に洗浄水を噴射する洗浄機構とを備えて構成されており、前記制御部は、繊維状物の濃度が低下すると、前記洗浄機構における洗浄水の噴射量を少なくし、または、洗浄水の噴射圧を低くし、繊維状物の濃度が上昇する、と前記洗浄機構における洗浄水の噴射量を多くし、または、噴射圧を高くするように前記分離部を制御することを特徴とする。

この発明の繊維状物回収装置によれば、濃度が一定の範囲内の繊維状物を、被処理物（汚泥）から常時回収することができる。

したがって、脱水性が日間変動等で刻々と変化する初沈汚泥を脱水機の前段で濃縮せずに直接脱水機に供給することが可能となり、下水処理場で迅速な汚泥処理を行うことができるとともに、濃縮設備を削減することができる。

また、下水処理場の外部から脱水助材を持ち込んで添加する必要がなくなることにより、イニシャルコストおよびランニングコストを低減することができる。

この発明の繊維状物回収装置の構成を示すブロック図である。 トイレットペーパーと初沈汚泥から回収した繊維状物とを比較するグラフである。 初沈汚泥が含有する繊維状物を示す参考顕微鏡写真である。 繊維分含有率と脱水ケーキ含水率との関係を示すグラフである。 トイレットペーパーを添加した脱水ケーキの含水率と回収した繊維状物を添加した脱水ケーキの含水率とを比較したグラフである。 この発明の第１実施例の構成を示す説明図である。 この発明の第２実施例の構成を示す説明図である。 この発明の第３実施例の構成を示す説明図である。 この発明の第４実施例の構成を示す説明図である。 この発明の第５実施例の構成を示す説明図である。 この発明の繊維状物回収装置を適用した汚泥脱水処理システムの構成を示すブロック図である。

以下、この発明の実施例を、図面を参照して説明する。

図１は、この発明の繊維状物回収装置の構成を示すブロック図である。

図１において、繊維状物回収装置Ａは、移送手段、例えば、ポンプ１によって送られてくる被処理物〔例えば、汚水（被処理水）、最初沈殿地で発生した汚泥（生汚泥、初沈汚泥）〕から夾雑物を除去する夾雑物除去部（夾雑物除去工程）３と、この夾雑物除去部３からの汚泥内で絡み合っている繊維状物をすり潰して微細化する調整部（調整工程）５と、この調整部５で微細化した繊維状物を分離する分離部（分離工程）７と、この分離部７で分離した繊維状物を回収する回収部（回収工程）９と、この回収部９で回収した繊維状物の濃度などを計測する計測部（計測工程）１１と、回収部９内の繊維状物を移送する移送手段、例えば、ポンプ１３と、このポンプ１３によって移送される繊維状物の流量測定部（流量計）１５と、計測部１１の計測結果に応じて、分離部７で分離する繊維状物の濃度が一定の範囲内になるように分離部７を制御したり、流量計１５の出力に応じてポンプ１３を制御する制御部１７と、を有する。

下水処理場に流入する被処理水（汚水）には、多量の繊維状物が含有されている。

この被処理水中に含有されている繊維状物の大部分は、繊維長さが０．１ｍｍ〜５ｍｍで、繊維径が１μｍ〜５０μｍのトイレットペーパーに由来する繊維状物であることが判明している。

図２は、トイレットペーパーと初沈汚泥から回収した繊維状物とを比較するグラフであり、横軸を繊維長（ｍｍ）、縦軸をその繊維長が占める割合（％）とした時の、トイレットペーパーを水中に溶解して得られた繊維分と、下水処理場の初沈汚泥から回収した繊維分とを比較している。

図２の比較結果より、下水汚泥中の繊維分布（繊維長、割合）がトイレットペーパーと酷似していることが判明した。

また、回収する繊維の性状として、繊維長０．１ｍｍ〜５ｍｍとしておくことが好ましいことが分かる。

図３は、初沈汚泥が含有する繊維状物を示す参考顕微鏡写真である。

図３から分かるように、最初沈殿池における生汚泥（初沈汚泥）が含有する繊維状物は、トイレットペーパーと同様で繊維径にばらつきはなく、１μｍ〜５０μｍの範囲に収まっていることが判明した。

これらのことから、初沈汚泥が含有する繊維状物（繊維分）の性状分布は、トイレットペーパーの繊維性状と非常に酷似しており、トイレットペーパーの繊維分と同等の性状を有すると判断できるもので、脱水助材として好ましいことが分かる。

なお、被処理水中に含有されている繊維状物には、トイレットペーパー由来の繊維状物以外にも植物由来の繊維状物、あるいは、食物残渣由来の繊維状物もあり、繊維状に細分化している状態であれば脱水助材として機能する。

初沈汚泥には、固形分比で４０％〜６０％の繊維状物が含有されている。

図４は、繊維分含有率と脱水ケーキ含水率との関係を示すグラフである。

初沈汚泥および余剰汚泥を濃縮せずに混合した混合汚泥中の繊維分の含有率を変化させて脱水したもので、１０％の繊維分含有率で３％、２０％の繊維分含有率で６％程度ケーキ含水率が減少している。

例えば、初沈汚泥の繊維状物が４０％で、繊維状物以外の固形物が６０％で、余剰汚泥の繊維状物が０％で、繊維状物以外の固形物が１００％のとき、初沈汚泥と余剰汚泥とを１：０．８の割合で混合すると、混合汚泥の繊維状物の割合は、（４０／１８０）×１００＝２２（％）となり、脱水機で含水率を十分に低減させることができる。

一般的に、下水処理場で発生する脱水ケーキは、含水率が８０％以下であると、搬送し易く、焼却、埋立等の後処理にかかるランニングコストも低減できる。

そして、被処理水の性状変化も考慮して、混合汚泥中の繊維状物含有率が２０％以上であると、脱水ケーキ含水率を８０％以下に抑えることが可能となる。

図５は、トイレットペーパーを添加した脱水ケーキの含水率と、回収した繊維状物を添加した脱水ケーキの含水率とを比較したグラフであり、横軸を添加率（％／ＴＳ）、縦軸を含水率低減効果（％）としている。

図５に示すように、双方とも添加率の上昇に伴って脱水ケーキの含水率が低下しており、その傾向は酷似している。

したがって、回収した繊維状物は、トイレットペーパーの繊維分と同等の性状を有するもので、脱水助材として好ましいことが分かる。

次に、図１における各部分について説明する。

〔夾雑物除去部：夾雑物除去工程〕
下水処理場に流入する汚水（汚泥）中に回収範囲上限以上の大きな夾雑物（固形物）が混入している場合、大きな夾雑物は脱水助材として不適切であり、次の調整部５における繊維分の調整の妨げとなるため、回収範囲上限以上の大きな夾雑物と、回収対象の繊維分を含むＳＳおよび小さな夾雑物とを分離し、大きな夾雑物を除去する。

したがって、夾雑物除去部３としては、回収範囲上限以上の夾雑物を除去できるものであればどのようなものでもよく、バースクリーン、ふるいまたはスクリーンドラムといったものを使用（利用）できる。

なお、汚水（汚泥）中に回収範囲上限以上の大きな夾雑物（固形物）が混入していない場合には、夾雑物除去部３を省略してもよい。

〔調整部：調整工程〕
下水処理場に流入した汚水中の固形物には、脱水助材として回収するトイレットペーパーの主成分である難分解性有機物の植物性繊維分（繊維状物）以外にも、食品残渣由来の易分解性有機物を主成分とした夾雑物、ＳＳが混在しており、それらが繊維分と絡み合っている場合がある。

したがって、調整部５において、繊維分の絡まりをほどくとともに、回収範囲以上の繊維分の長さを整え、夾雑物またはＳＳを細かく破砕するなどして、汚泥を調整する必要がある。

なお、調整時に希釈水を注水して、汚泥濃度を低くした状態で細分化してもよく、また、回収対象の繊維分を含む夾雑物およびＳＳをすり潰し機で細分化してもよい。

繊維分の多くは、繊維分同士または夾雑物と絡み合っているため、そのままでは分離部７で回収範囲下限未満の小さな夾雑物を除去することが困難であるため、繊維分をすり潰し機で細分化し、繊維分と夾雑物とを容易に分離できるようにする。

そして、主な夾雑物が食品残渣である場合、すり潰すことによって食品残渣内部の繊維分を抽出できるとともに、その他の有機物を細分化できる。

すり潰し機としては、円板形、ローラー型、擂り粉木等、繊維分を連続的にすり潰して細分化できるものであればどのようなものでも構わないが、難分解性有機物および易分解性有機物をともに粉状に粉砕すると、脱水助材として有効な繊維分の分離が困難となるため、易分解性有機物である固形分のみをすり潰せるような装置が望ましい。

〔分離部：分離工程〕
分離部７では、分離機を用いて調整部５で調整した繊維分をふるいに掛け、所定の繊維分と、回収範囲下限未満の小さな夾雑物等とを分離する。

繊維分は調整部５で調整され、繊維分と絡み合っていた夾雑物等はほどけているので、回収範囲内の繊維分が残るようにふるいに掛ければ、所定の性状の繊維分のみが回収できる。

細分化した繊維分をふるいに掛けると、細分化する前には繊維分と絡み合っていた夾雑物等が取り除かれ、同時に回収範囲未満の小さな繊維分も取り除かれる。

分離を行う際に、洗浄水を噴射して水圧により夾雑物を分離する分離補助や、浸漬させることによって繊維分と夾雑物とをほどく分離補助、あるいは、複数の転動体によって分離時の繊維と夾雑物の絡まりを防止する分離補助等を用いてもよい。

洗浄水を噴射することにより、繊維分に付着したわずかな夾雑物または回収範囲未満の小さな繊維分をさらに取り除くことができ、また、分離時に細分化された汚泥を浸漬させることにより、繊維間内部に付着したわずかな夾雑物または回収範囲未満の小さな繊維分を引き離し、確実に分離することができ、また、複数の転動体を細分化された汚泥に混入することにより、分離部７での繊維同士の絡み付きを防止するとともに、調整汚泥をほぐす作用を奏するので、分離効率が向上する。

なお、分離部７から排出される夾雑物を含む排水を清澄ろ過等で固液分離し、清澄水を洗浄水として再利用できる。

分離部７としては、円筒型、ベルト型、振動ふるい型等、所定の性状の繊維分と細分化された夾雑物とを分離できるものであればどのようなものでも構わない。

〔回収部：回収工程〕
回収部９では、分離部７によって分離した所定の性状の繊維分を連続的に回収する。

回収部９は分離部７の型式に適合したものを適宜選定し、例えば、分離部７（分離機）が円筒型である場合、回収部９は分離機に内挿したスクリューコンベア方式を採用することができ、また、分離部７（分離機）がベルト型である場合、回収部９はろ過面に押圧したスクレーパを採用することができる（分離部７から連続的に排出できるものであれば、どのようなものでも構わない。）。

回収した所定範囲内の繊維分は脱水助材として、後述する混合槽に送られ、凝集の核として難脱水汚泥と混合する。

なお、分離部７で分離された夾雑物等の固形物の大部分は易分解性有機物で構成されており、後述する反応槽に送れば、長時間の生物処理を必要とせずに汚泥減容化に貢献できる。

〔計測部：計測工程〕
計測部１１は、回収部９で回収した繊維状物の濃度を濃度計で測定し、また、回収部９に回収した繊維状物を含む液体の量を液位計で測定して制御部１７に出力する。

〔制御部〕
制御部１７は、各入力および設定値に基づいて、各部を制御する。

次に、繊維状物回収装置Ａの動作の一例について説明する。

なお、制御部１７に、回収する繊維状物の濃度が３％〜５％に設定されているものとする。

ポンプ１によって送られてくる被処理物（汚泥）は、回収範囲上限以上の大きな夾雑物（固形物）を挟雑物除去部３で除去された後、調整部５によって繊維分の長さが整えられるとともに、夾雑物等が細かく破砕される。

調整部５で調整された汚泥は、分離部７によって分離され、回収部９で回収される。

分離部７で分離された挟雑物は、反応槽に送られる。

回収部９で回収された繊維状物は、計測部１１によって濃度と、液位（量）とが計測され、計測部１１によって計測された値は制御部１７に送られる。

制御部１７は、計測部１１から送られてくる濃度によって繊維状物の濃度が分かり、計測部１１から送られてくる濃度と液位とによって繊維状物の量が分かるので、繊維状物の濃度が３％〜５％となるように分離部７を制御するとともに、繊維状物の要求量に基づいて、要求量の繊維状物を送るように、流量計１５からの計測値に基づいてポンプ１３を制御する。

上述した調整部５、分離部７、回収部９および計測部１１などをユニット化して一つの装置とすることができ、その装置の中に、夾雑物除去部３を含ませてもよい。

図６は繊維状物回収装置の第１実施例の構成を示す説明図である。

繊維状物回収装置Ａは、主に、調整部５（すり潰し機２１）と、分離部７（分離機５１）と、回収部９と、計測部１１とで構成されている。

調整部５は、生汚泥を細分化するすり潰し機２１で構成され、すり潰し機２１は、対向した固定ディスク２３と、回転ディスク２５とで構成され、回転円筒状のスクリーンドラム５３で構成した分離部７の端部内に設けられている。

すり潰し機２１から排出された調整汚泥は、スクリーンドラム５３の内面に立設したスクリュー羽根９３によってスクリーンドラム５３の一端（左端）側から他端（右端）へ搬送されつつ、細分化された夾雑物等がスクリーンドラム５３のろ過面５７から分離、排出され、所定の性状の繊維分はスクリュー羽根９３によってスクリーンドラム５３の他端まで搬送されて回収される。

最初沈殿池から送られてきた生汚泥は繊維分と夾雑物とが絡み合っているため、調整部５で絡み合った繊維分を繊維長さ０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ、繊維径１μｍ〜５０μｍの繊維分に調整する。

生汚泥を希釈水で希釈し、微細化は回転ディスク２５と固定ディスク２３とを対向させたすり潰し機２１で行われ、対向させた各ディスク２３，２５の内部に供給された生汚泥は、ディスク表面の粗く微小な凹凸によって微細化されながら外部に排出され、細分化された生汚泥は分離部７に送られる。

調整部５の具体的な構成について詳述すると、すり潰し機２１は外周部から中心に向かって内部に円錐状の凹部２７を形成する円盤状の各ディスク２３，２５が回転可能に対向している。

固定ディスク２３は放射状のリブ３１で分離機５１に固定され、回転ディスク２５は、中心部の供給口２９に連結した供給管３３から内部へ生汚泥が供給される。

駆動機３５からの動力はベルト等の動力伝達手段３７を介して供給管３３に伝達され、供給管３３および回転ディスク２５を回転させる。

なお、必要に応じて供給管３３および回転ディスク２５の適所を、軸受等で支持する。

対向する固定ディスク２３と回転ディスク２５との中心部の容積は広く、外周に向かうほど容積が狭くなっており、固定ディスク２３と回転ディスク２５との外周端の隙間は１ｍｍ以下に設定されていることにより、中心部に供給された生汚泥は供給手段（図示せず）による圧入圧力と回転ディスク２５の遠心作用とによって外周側に移送されながら各ディスク２３，２５の内面で、長さ０．１ｍｍ〜３０ｍｍであった繊維が、長さ０．１ｍｍ〜５ｍｍに調整される。

なお、この実施例では、すり潰し機２１へ供給する生汚泥に希釈水を供給し、調整部５での作用効果を増大させている。

具体的には、生汚泥中の絡み合っていた繊維分と夾雑物とは、希釈水中でのすり潰し作用によってほどけ、容易に分離できるようになるため、大きな夾雑物は、細分化によって除去しやすい大きさに砕かれる。

すり潰し機２１を分離機５１に内設して一体化しているので、各ディスク２３，２５の外部に排出された調整汚泥は、スクリーンドラム５３で構成した分離機５１で連続的に分離が可能となる。

なお、処理量が多い場合は、各ディスク２３，２５の径を大きくする、あるいは、各ディスク２３，２５を多段に併設する等、周知の技術で適宜対応できる。

また、図７のように、すり潰し機２１を分離機５１の機外に設置する場合は、各ディスク２３，２５をケーシング３９で囲繞し、移送管４１を介して調整汚泥を分離機５１に送れば、連続的に調整・分離工程が可能となる。

この実施例の分離機５１は、回転円筒状のスクリーンドラム５３で構成している。

スクリーンドラム５３の左端部の供給部５５に供給された調整汚泥は、スクリーンドラム５３の内面に中心方向に向かって立設したスクリュー羽根９３によってスクリーンドラム５３の右端に搬送されつつ、細分化された夾雑物等がスクリーンドラム５３のろ過面５７（多数の細孔）から分離、排出される。

回転円筒状のスクリーンドラム５３のろ過面５７の下方には分離槽６１を配設しており、スクリーンドラム５３のろ過面５７を通過した夾雑物等の易分解性有機物を集積している。

スクリーンドラム５３の両端には軸６３が延設されており、この軸６３によってスクリーンドラム５３を回転可能に軸支している。

スクリーンドラム５３の内部にすり潰し機２１を設ける場合には、軸６３と、すり潰し機２１の供給管３３とでスクリーンドラム５３を回転可能に軸支し、駆動機６５からの動力はベルト等の動力伝達手段６７を介してスクリーンドラム５３に伝達され、スクリーンドラム５３を回転させる。

スクリーンドラム５３の外部にすり潰し機２１を設ける場合（図７に示す場合）には、軸６３と、移送管４１とでスクリーンドラム５３を回転可能に軸支し、駆動機６５からの動力はベルト等の動力伝達手段６７を介してスクリーンドラム５３に伝達され、スクリーンドラム５３を回転させる。

この実施例では、分離槽６１の壁板をスクリーンドラム５３に重複する程度まで高くして、内部に浸漬水を貯水することでスクリーンドラム５３の一部を浸漬させ、スクリーンドラム５３の抽出部５９ａ近傍を円錐状に漸減させていることで、繊維間内部に付着しているわずかな夾雑物または回収範囲未満の小さな繊維分を、浸漬水中でほぐしながら分散させ、水とともに分離槽６１へ重力分離する作用を高めることができる。

なお、分離中の調整汚泥に洗浄水を噴射する洗浄機構６９を設けても同等の効果が見込める。

分離槽６１には返送管７１が連結されており、分離槽６１に分離、排出された易分解性有機物を主とする夾雑物は重力濃縮槽に返送される。

反応槽の前段で難分解性有機物である植物繊維を主とした繊維分を抽出しており、反応槽では食品残渣由来の易分解性有機物の割合が高くなることにより、生物処理に要する反応時間が短時間で済み、下水処理場全体の処理効率が向上する。

スクリーンドラム５３のろ過面５７から分離されずにスクリーンドラム５３の内部に残留する所定の性状の繊維分は、スクリュー羽根９３によってスクリーンドラム５３の右端まで搬送される。

この実施例の回収部９は、回転円筒型のスクリーンドラム５３に適合するように、スクリーンドラム５３の内部の繊維分を搬送するスクリュー羽根９３としている。

スクリーンドラム５３の内面にスクリュー羽根９３を螺旋状に掛け回して立設し、スクリーンドラム５３の回転に伴って残留繊維分を抽出部５９ａまで搬送して回収槽９７に貯留する。

なお、回転円筒状のスクリーンドラム５３の場合、軸６３にスクリュー羽根を掛け回したスクリュー軸を内挿して回収部９として使用してもよい。

この実施例の計測部１１は、回収槽９７に設置した濃度計９９Ａと、液位計９９Ｂとによって構成されている。

濃度計９９Ａは繊維状物の濃度を測定するものであり、計測信号は、制御部１７に送られる。

液位計９９Ｂは回収槽９７内の繊維状物を含む液体の量（液位）を測定するものであり、計測信号は、制御部１７に送られる。

回収された繊維分は、短時間で腐敗する食品残渣由来の易分解性有機物がないので、特別な処理および装置を必要とせず、長時間の保管が可能となる。

この実施例においては、スクリーンドラム５３の回転数を速くすることで、すなわち、調整された汚泥がスクリーンドラム５３内に滞在する時間を短くすることにより（ろ過面５７を通過する繊維分を少なくすることにより）、回収する繊維分（繊維状物、脱水助材）の回収率を上げることができ、また、スクリーンドラム５３の回転数を遅くすることで、すなわち、調整された汚泥がスクリーンドラム５３内に滞在する時間を長くすることにより（ろ過面５７を通過する繊維分を多くすることにより）、回収する繊維分の回収率を下げることができる。

また、スクリーンドラム５３の回転数を一定とし、洗浄機構６９から汚泥に向けて噴射する洗浄水の噴射量を多くしたり、洗浄機構６９から汚泥に向けて噴射する洗浄水の噴射圧を高くすることで、すなわち、ろ過面５７を通過する繊維分を多くすることにより、回収する繊維分の回収率を下げることができ、また、スクリーンドラム５３の回転数を一定とし、洗浄機構６９から汚泥に向けて噴射する洗浄水の噴射量を少なくしたり、洗浄機構６９から汚泥に向けて噴射する洗浄水の噴射圧を低くすることで、すなわち、ろ過面５７を通過する繊維分を少なくすることにより、回収する繊維分の回収率を上げることができる。

また、スクリーンドラム５３の回転数、洗浄機構６９から汚泥に向けて噴射する洗浄水の噴射量、洗浄機構６９から汚泥に向けて噴射する洗浄水の噴射圧の少なくともいずれかを変えることにより、回収する繊維分の回収率を変化させることができる。

図８は繊維状物回収装置の第３実施例の構成を示す説明図である。

図８に示す実施例はスクリーンドラム５３の抽出部５９ｂを上方に傾斜させた状態に配設しているので、すり潰し機２１から排出された調整汚泥は、浸漬水でほぐされて分散し、分離機５１のスクリーンドラム５３で小さな夾雑物を分離、排出しつつ、所定の性状の繊維分をスクリュー羽根９３で抽出部５９ｂへ搬送し、回収槽９７に集積する。

分離機５１が傾斜しているため、スクリーンドラム５３の抽出部５９ｂ近傍が浸漬されておらず、浸漬による洗浄・分散効果と、抽出部５９ｂ近傍での重力分離作用により、図６の実施例と同様の効果が得られる。

その他の構成は、図６に示す実施例と同様である。

図９は繊維状物回収装置の第４実施例の構成を示す説明図である。

回転円筒状のスクリーンドラム５３の内部に混入させた複数の転動体７３は、スクリーンドラム５３の内部ですり潰し機２１から排出された調整汚泥と混合し、分離部７での繊維同士の絡み付きを防止するとともに、調整汚泥をほぐす作用を奏するので、分離効率が向上する。

転動体７３は金属、合成ゴム、樹脂等の重量物であれば、材質を限定しないが、スクリーンドラム５３の内部で搬送されながら転がるため、振動や騒音の観点から衝撃・振動吸収性に優れた低反発ゴムが望ましい。

分離機５１は、所定の性状の繊維分を回収する抽出部５９ｃをスクリーンドラム５３の円筒面に設け、抽出部５９ｃの開孔を繊維分より大きく、かつ、転動体７３の径よりも小さくすることで繊維分のみを抽出できる。

転動体７３は抽出部５９ｃからさらに搬送され、スクリーンドラム５３の右端部から転動体槽７５に排出される。

転動体槽７５に貯留された転動体７３は、公知の返送手段７７によって循環管７９を介してスクリーンドラム５３内のすり潰し機２１側に供給される。

必要に応じて、転動体７３を洗浄してもよく、その他の構成は、図６に示す実施例と同様である。

図１０は繊維状物回収装置の第５実施例の構成を示す説明図である。

回転円筒状のスクリーンドラム４３と、このスクリーンドラム４３の内壁に摺接しながら回転するローラー（摺接部材）４５とで構成したすり潰し機２１で汚泥を細分化し、調整汚泥をベルト型の分離機５１に供給し、調整汚泥を抽出部５９ｄまで搬送する間に夾雑物を分離し、抽出部５９ｄでスクレーパ９５によって所定の繊維分を抽出する。

すり潰し機２１は、一方が閉塞された筒状のケーシング４７に、径方向に所定の間隔を設けてスクリーンドラム４３を内挿し、スクリーンドラム４３の内壁にローラー４５を押圧しながら摺接回転させている。

スクリーンドラム４３の開口部中央には、供給管３３が連結され、汚泥が供給される。

駆動機３５からの動力はベルト等の動力伝達手段３７を介してローラー４５に伝達され、ローラー４５を回転させる。

供給管３３からスクリーンドラム４３内に供給された汚泥は、ローラー４５の押圧作用と遠心作用とによってすり潰されながら細分化され、スクリーンドラム４３の細孔を通過する。

スクリーンドラム４３とケーシング４７との間に移送された調整汚泥は、ケーシング４７に設けた移送管４９を経て分離機５１へ供給される。

なお、ローラー４５をスクリーンドラム４３の内壁に摺設させているが、同様の効果を得るものであれば、摺接部材は限定されない。

分離機５１の構成は、複数のロール８１にろ過面８５を有した無端スクリーンベルト８３を掛け回し、無端スクリーンベルト８３の上部（ろ過面８５）に調整汚泥を供給し、ロール８１を駆動して小さな夾雑物を分離しながら無端スクリーンベルト８３を走行させる。

ろ過面８５の下方には分離槽６１を配設し、濾過された小さな夾雑物が貯留される。

分離槽６１には返送管７１を連結し、分離槽６１に分離、排出された易分解性有機物を主とする夾雑物を反応槽に返送する。

必要に応じてろ過面８５を再生する洗浄装置８７を適所に配設する。

洗浄水は、分離槽６１から清澄ろ過等で夾雑物を分離したろ液を用いてもよい。

調整汚泥の供給部９１には越流防止用のカバー８９を設け、調整汚泥を浸漬させるようにしてもよい。

回収部９として、無端スクリーンベルト８３の抽出部５９ｄにスクレーパ９５を押圧し、無端スクリーンベルト８３の上面に残留した所定の繊維分をスクレーパ９５で掻き取る。

掻き取られた繊維分は、回収槽９７に貯留される。

調整部（すり潰し機）、分離部（分離機）、回収部は様々な組み合わせで使用することが可能で、仕様や処理場に応じて適宜選択できる。

この実施例においては、無端スクリーンベルト８３の走行速度を速くすることで、すなわち、調整された汚泥が無端スクリーンベルト８３上に滞在する時間を短くすることにより（ろ過面８５を通過する繊維分を少なくすることにより）、回収する繊維分（繊維状物、脱水助材）の回収率を上げることができ、また、無端スクリーンベルト８３の走行速度を遅くすることで、すなわち、調整された汚泥が無端スクリーンベルト８３上に滞在する時間を長くすることにより（ろ過面８５を通過する繊維分を多くすることにより）、回収する繊維分の回収率を下げることができる。

また、無端スクリーンベルト８３の走行速度を一定とし、洗浄機構６９から汚泥に向けて噴射する洗浄水の噴射量を多くしたり、洗浄機構６９から汚泥に向けて噴射する洗浄水の噴射圧を高くすることで、すなわち、ろ過面８５を通過する繊維分を多くすることにより、回収する繊維分の回収率を下げることができ、また、無端スクリーンベルト８３の走行速度を一定とし、洗浄機構６９から汚泥に向けて噴射する洗浄水の噴射量を少なくしたり、洗浄機構６９から汚泥に向けて噴射する洗浄水の噴射圧を低くすることで、すなわち、ろ過面８５を通過する繊維分を少なくすることにより、回収する繊維分の回収率を上げることができる。

また、無端スクリーンベルト８３の走行速度、洗浄機構６９から汚泥に向けて噴射する洗浄水の噴射量、洗浄機構６９から汚泥に向けて噴射する洗浄水の噴射圧の少なくともいずれかを変えることにより、回収する繊維分の回収率を変化させることができる。

この発明の繊維状物回収装置によれば、濃度が一定の範囲内の繊維状物を、被処理物（汚泥）から常時回収することができる。

したがって、脱水性が日間変動等で刻々と変化する初沈汚泥を脱水機の前段で濃縮せずに直接脱水機に供給することが可能となり、下水処理場で迅速な汚泥処理を行うことができるとともに、濃縮設備を削減することができ、また、安定的に低含水率の脱水ケーキを生成することができる。

また、下水処理場の外部から脱水助材を持ち込んで添加する必要がなくなることにより、イニシャルコストおよびランニングコストを低減することができる。

また、汚泥を細分化する調整を行っているので、同一性状の繊維を回収することができる。

また、回収する繊維状物の回収量（濃度）を制御部１７に設定できるので、回収する繊維状物の回収量を容易に調節することができる。

図１１はこの発明の繊維状物回収装置を適用した汚泥脱水処理システムの構成を示すブロック図である

図１１において、汚泥脱水処理システムＢは、繊維状物を含有する被処理水を重力沈殿させる最初沈殿池１０１と、この最初沈殿池１０１から供給される一次処理水を生物処理する反応槽１０３と、この反応槽１０３から供給される処理水を重力沈殿させ、上澄み水を河川などへ放流する最終沈殿池１０５と、最初沈殿池１０１に沈殿した初沈汚泥をさらに濃縮させる重力濃縮槽１０７と、最初沈殿池１０１の初沈汚泥の一部から繊維状物（脱水助材）を回収する繊維状物回収装置Ａと、重力濃縮槽１０７の初沈汚泥を混合槽１０９へ供給するポンプ１１１と、重力濃縮槽１０７から混合槽１０９へ供給した初沈汚泥の供給量を検出する流量センサ１１３と、最終沈殿池１０５に沈殿した余剰汚泥をさらに濃縮させる機械濃縮槽１１５と、この機械濃縮槽１１５の余剰汚泥を混合槽１０９へ供給するポンプ１１７と、機械濃縮槽１１５から混合槽１０９へ供給した余剰汚泥の供給量を検出する流量センサ１１９と、重力濃縮槽１０７から初沈汚泥が供給され、機械濃縮槽１１５から余剰汚泥が供給されるとともに、繊維状物回収装置Ａから繊維状物（脱水助材）が供給される混合槽１０９と、この混合槽１０９から混合汚泥が供給される凝集混和槽１２１と、この凝集混和槽１２１へ凝集剤を供給する凝集剤供給装置１２３と、凝集混和槽１２１の凝集汚泥を脱水機１２７へ供給するポンプ１２５と、凝集混和槽１２１からの凝集汚泥を脱水し、脱水ケーキを生成する脱水機１２７とを備えている。

各センサ１１３，１１９の検出信号は繊維状物回収装置Ａの制御部１７に送られ、各部は繊維状物回収装置Ａの制御部１７によって制御される。

汚泥脱水処理システムＢにおいては、繊維状物回収装置Ａによって繊維状物が回収される。

そして、初沈汚泥と余剰汚泥とを混合して脱水ケーキを生成するときは、混合槽１０９にそれぞれの汚泥を計量しながら送り、脱水ケーキを生成するために必要な、混合汚泥に対する繊維状物となるように、例えば、混合汚泥に対する繊維状物の割合が２０％以上となるように繊維状物を混合槽１０９に供給する。

このようにして脱水ケーキを生成すると、低含水率の脱水ケーキを生成することができる。

なお、繊維状物回収装置Ａで分離された夾雑物は重力濃縮槽１０７へ返送され、繊維状物回収装置Ａで分離された液分は、反応槽１０３へ返送される。

この発明に係る繊維状物回収装置および繊維状物回収方法は、下水処理場等に流入した被処理水を重力沈殿させた初沈汚泥等に含まれる繊維状物を脱水助材として有効活用するもので、処理場内の不要物から脱水助材を調達して汚泥処理を行う自己回収型処理場となり、安定した低含水率の脱水ケーキを生成できるとともに、脱水ケーキの処理が安価で容易となる環境配慮型の汚水脱水処理システムとすることができる。

Ａ 繊維状物回収装置
１ ポンプ（移送手段）
３ 夾雑物除去部（夾雑物除去工程）
５ 調整部（調整工程）
７ 分離部（分離工程）
９ 回収部（回収工程）
１１ 計測部（計測工程）
１３ ポンプ（移送手段）
１５ 流量測定部（流量計）
１７ 制御部
２１ すり潰し機
２３ 固定ディスク
２５ 回転ディスク
２７ 凹部
２９ 供給口
３１ リブ
３３ 供給管
３５ 駆動機
３７ 動力伝達手段
３９ ケーシング
４１ 移送管
４３ スクリーンドラム
４５ ローラー（摺接部材）
４７ ケーシング
４９ 移送管
５１ 分離機
５３ スクリーンドラム
５５ 供給部
５７ ろ過面
５９ａ 抽出部
５９ｂ 抽出部
５９ｃ 抽出部
５９ｄ 抽出部
６１ 分離槽
６３ 軸
６５ 駆動機
６７ 動力伝達手段
６９ 洗浄機構
７１ 返送管
７３ 転動体
７５ 転動体槽
７７ 返送手段
７９ 循環管
８１ ロール
８３ 無端スクリーンベルト
８５ ろ過面
８７ 洗浄装置
８９ カバー
９１ 供給部
９３ スクリュー羽根
９５ スクレーパ
９７ 回収槽
９９Ａ 濃度計
９９Ｂ 液位計

Claims (6)

1. 汚泥内で絡み合っている繊維状物をすり潰して微細化する調整部と、
   前記調整部で微細化した繊維状物を分離する分離部と、
   前記分離部で分離した繊維状物を回収する回収部と、
   前記回収部で回収した繊維状物の濃度を計測する計測部と、
   前記計測部での計測結果に応じて、前記分離部で分離する繊維状物の濃度が一定の範囲内になるように前記分離部を制御する制御部と、を有し、
   前記分離部は、汚泥が内部に入る回転円筒状のスクリーンドラムを備えて構成されており、
   前記制御部は、繊維状物の濃度が低下すると、前記スクリーンドラムの回転速度を速くし、繊維状物の濃度が上昇すると、前記スクリーンドラムの回転速度を遅くするように前記分離部を制御する、
   ことを特徴とする繊維状物回収装置。
2. 汚泥内で絡み合っている繊維状物をすり潰して微細化する調整部と、
   前記調整部で微細化した繊維状物を分離する分離部と、
   前記分離部で分離した繊維状物を回収する回収部と、
   前記回収部で回収した繊維状物の濃度を計測する計測部と、
   前記計測部での計測結果に応じて、前記分離部で分離する繊維状物の濃度が一定の範囲内になるように前記分離部を制御する制御部と、を有し、
   前記分離部は、汚泥が内部に入る回転円筒状のスクリーンドラムと、前記スクリーンドラム内の汚泥に洗浄水を噴射する洗浄機構とを備えて構成されており、
   前記制御部は、繊維状物の濃度が低下すると、前記洗浄機構における洗浄水の噴射量を少なくし、または、洗浄水の噴射圧を低くし、繊維状物の濃度が上昇すると、前記洗浄機構における洗浄水の噴射量を多くし、または、洗浄水の噴射圧を高くするように前記分離部を制御する、
   ことを特徴とする繊維状物回収装置。
3. 汚泥内で絡み合っている繊維状物をすり潰して微細化する調整部と、
   前記調整部で微細化した繊維状物を分離する分離部と、
   前記分離部で分離した繊維状物を回収する回収部と、
   前記回収部で回収した繊維状物の濃度を計測する計測部と、
   前記計測部での計測結果に応じて、前記分離部で分離する繊維状物の濃度が一定の範囲内になるように前記分離部を制御する制御部と、を有し、
   前記分離部は、汚泥が載置される無端スクリーンベルトを備えて構成されており、
   前記制御部は、繊維状物の濃度が低下すると、前記無端スクリーンベルトの走行速度を速くし、繊維状物の濃度が上昇すると、前記無端スクリーンベルトの走行速度を遅くするように前記分離部を制御する、
   ことを特徴とする繊維状物回収装置。
4. 汚泥内で絡み合っている繊維状物をすり潰して微細化する調整部と、
   前記調整部で微細化した繊維状物を分離する分離部と、
   前記分離部で分離した繊維状物を回収する回収部と、
   前記回収部で回収した繊維状物の濃度を計測する計測部と、
   前記計測部での計測結果に応じて、前記分離部で分離する繊維状物の濃度が一定の範囲内になるように前記分離部を制御する制御部と、を有し、
   前記分離部は、汚泥が載置される無端スクリーンベルトと、前記無端スクリーンベルトの汚泥に洗浄水を噴射する洗浄機構とを備えて構成されており、
   前記制御部は、繊維状物の濃度が低下すると、前記洗浄機構における洗浄水の噴射量を少なくし、または、洗浄水の噴射圧を低くし、繊維状物の濃度が上昇すると、前記洗浄機構における洗浄水の噴射量を多くし、または、噴射圧を高くするように前記分離部を制御する、
   ことを特徴とする繊維状物回収装置。
5. 請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の繊維状物回収装置において、
   前記繊維状物は、繊維長が０．１ｍｍ〜５ｍｍで、繊維径が１μｍ〜５０μｍである、
   ことを特徴とする繊維状物回収装置。
6. 請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の繊維状物回収装置において、
   前記繊維状物は、トイレットペーパーに由来する繊維状物である、
   ことを特徴とする繊維状物回収装置。