JP6326388B2 - ベルト式濃縮機 - Google Patents

Description

本発明は、下水汚泥などの汚泥を濃縮するベルト式濃縮機に関する。

この種の機械には、下記の特許文献１に記載されたものがある。その従来技術は、次のように構成されている。ベルト式濃縮機は、一対のローラに跨って掛装された透水機能を有する無端ベルトを備える。凝集剤が添加されて混合された汚泥は、無端ベルトの上を搬送される過程で水分が抜けていくことで濃縮される。

ここで、本件出願人は、下記の特許文献２に記載の技術を有している。特許文献２に記載の技術では、走行する無端ベルトの上の汚泥に無機凝集剤を添加している。これによれば、無端ベルトは平坦であるため無端ベルトの上で汚泥が横に広がるので、この無端ベルト部分での無機凝集剤の添加により、フロックの疎水化および緻密化が促進される（特許文献２の段落００４０）。

特許第４０１６０６４号公報 特願２０１４−０４９９６３号明細書

しかしながら、無端ベルトの上の汚泥に無機凝集剤を添加すると次のような解決すべき課題があることがわかった。上記したように無端ベルトの上で汚泥は横に広がるのであるが、ベルトの幅方向両端部で汚泥の流速が低下してこの両端部に汚泥ダマができ、十分に汚泥が広がらないケースがある。無端ベルトの上で汚泥が十分に広がらない場合、無端ベルト上の汚泥が載っていないところに無機凝集剤を添加してしまうことになる。そうすると添加した無機凝集剤が無駄になってしまう。これは、汚泥への無機凝集剤の実際の添加率が設計値よりも過小になってしまうということであり、ベルト式濃縮機における濃縮性能およびその後の脱水工程における脱水性能の低下に繋がることが懸念される。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、無端ベルトの上での汚泥の広がり性能を向上させたベルト式濃縮機を提供することである。

本発明は、汚泥受入槽と、前記汚泥受入槽内に汚泥を供給する汚泥分配管と、前記汚泥受入槽の下流側に配置され、前記汚泥受入槽からの汚泥が一端側のベルト上に供給され他端側から濃縮後の汚泥が排出される、一対のローラ間に掛け渡された透水性を有する無端ベルトと、を備えるベルト式濃縮機である。そして、前記汚泥分配管は、ヘッダー管と、前記ヘッダー管に接続された水平方向に延びる２本の枝管と、を有し、汚泥搬送方向の上流側から当該ベルト式濃縮機をみたときに、前記２本の枝管の各先端の開口位置が、前記汚泥受入槽内において前記無端ベルトから離れた上流側の幅方向両端部に設けられていることを特徴とする。

本発明によると、無端ベルトの上での汚泥の広がり性能を向上させることができる。

ベルト式濃縮機の側面図である。 図１に示すベルト式濃縮機の汚泥受入槽周辺の詳細図である。 無機凝集剤の添加方法の一例を示す斜視図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。なお、本発明のベルト式濃縮機において濃縮対象とする汚泥は、下水、し尿、有機性産業廃水などの処理過程で発生する様々な有機性汚泥である。

（ベルト式濃縮機の構成）
図１に示すように、ベルト式濃縮機１００は、汚泥受入槽１と、汚泥受入槽１の下流側に配置され一対のローラ３ａ，３ｂ間に掛け渡された透水性を有する無端ベルト２とを備えている。

<汚泥受入槽>
汚泥受入槽１は、凝集剤が添加されて混和した汚泥を受け入れるための槽であり、本実施形態では、ベルト式濃縮機１００のケーシング４の一部分で区画されて形成されている。汚泥に添加される凝集剤は、例えば高分子凝集剤であり、高分子凝集剤としては、カチオン性高分子凝集剤、両性高分子凝集剤などが挙げられる。汚泥受入槽１内への汚泥の供給は、汚泥供給管９、および汚泥供給管９に接続された汚泥分配管５によってなされる。凝集剤が添加されて混和した汚泥が、汚泥供給管９、汚泥分配管５を経て汚泥受入槽１内に供給される。なお、汚泥に対する高分子凝集剤の添加率は、例えば０．５〜１．８ｗｔ％である。

<汚泥分配管>
図２を参照しつつ、汚泥受入槽１内を経た汚泥分配管５から無端ベルト２への汚泥供給について説明する。図２（ａ）は、図１に示すベルト式濃縮機１００の汚泥受入槽１周辺の拡大図である。図２（ｂ）および図２（ｃ）は、それぞれ、図２（ａ）の平面図、図２（ａ）のＡ−Ａ矢視図である。

汚泥分配管５は、ヘッダー管１２と、ヘッダー管１２に接続された水平方向に延びる２本の一対の枝管１３、１４とを有する。ヘッダー管１２は、汚泥受入槽１の底板４ｂ（ケーシング４の一部）を貫通して上方に立ち上がる第１管部１２ａと、第１管部１２ａの上端から汚泥受入槽１内の上流側へ向かった後に岐管１３、１４に接続する第２管部１２ｂとを有する。第２管部１２ｂの一部はＴ字となっている。

ここで、図２（ｃ）は、汚泥搬送方向Ｆ（無端ベルト２の走行方向）の上流側からベルト式濃縮機１００をみたときの図である。図２（ｃ）に示すように、枝管１３、１４の先端の開口位置１３ａ、１４ａは、汚泥搬送方向Ｆの上流側からベルト式濃縮機１００をみたときに、水平方向（無端ベルト２の幅方向）においては、無端ベルト２の幅方向の両端部とされている。なお、鉛直方向においては、当該開口位置１３ａ、１４ａは無端ベルト２の少し下（汚泥の液面レベルの少し下、汚泥受入槽１内の上部）とされている。この開口位置１３ａ、１４ａは、汚泥受入槽１内を介した無端ベルト２への汚泥供給位置である。また、枝管１３、１４の開口位置１３ａ、１４ａを含む先端部は、汚泥の吐出方向が汚泥受入槽１の側板４ａ（ケーシング４の一部）に向かう４５度斜め下向きとされている。さらには、図２（ａ）に示したように、ベルト式濃縮機１００（汚泥受入槽１）の側面視においては、上記開口位置１３ａ、１４ａは、汚泥受入槽１内の上流側（無端ベルト２と離れた側）とされている。なお、枝管１３、１４からの汚泥の吐出方向は、前記した４５度斜め下向きに限らず、４５〜９０度（水平方向に対する角度）のいずれかの角度にされる。

<無端ベルト>
無端ベルトとは、ベルトの端部同士を繋ぎ合わせた（無端処理という）ベルトのことをいう。ベルト（無端ベルト）は、金属製のメッシュ状形態のろ布、ポリエステルなどの合成樹脂製のろ布などからなる。図１中に示したように、無端ベルト２の汚泥搬送側のベルトは、下流側が上流側よりも少し高くなるように、水平面に対して少し傾斜させられている。汚泥受入槽１からの汚泥が、当該無端ベルト２の一端側（ローラ３ａ側）のベルト上に供給され、他端側（ローラ３ｂ側）から濃縮後の汚泥が排出される。無端ベルトを収容するケーシング４には、濃縮汚泥の排出口１０、透過水・洗浄排水の排水口１１が設けられている。

<無機凝集剤注入手段>
図４に示したように、ケーシング４内であって、且つ無端ベルト２の上方には、複数のＶノッチ８ａ（三角ノッチ）を有するトラフ８（越流堰）が、無端ベルト２を横断するように配置されている。

ここで、ベルト式濃縮機１００は無機凝集剤注入手段７を有する。無機凝集剤注入手段７は、無端ベルト２の上を搬送される汚泥（凝集汚泥）に無機凝集剤を添加するための装置であり、例えば、無機凝集剤を収容しておくタンクと、無機凝集剤を送るポンプとを有する。無機凝集剤注入手段７からの無機凝集剤は、配管６を通ってトラフ８内に落下し、その後、Ｖノッチ８ａ部分から越流する（図３参照）。これにより、無端ベルト２の上の汚泥に無機凝集剤が添加される。

なお、無端ベルト２の上方にトラフ８（越流堰）を配置するのではなく、無端ベルト２を横断するように配管６を延長し、その延長した配管部分に複数の孔をあけて、当該孔から無端ベルト２の上の汚泥に無機凝集剤を添加するようにしてもよい。

無機凝集剤の添加位置は、図１に示したように、例えば無端ベルト２の下流端部である。なお、無端ベルト２の汚泥搬送側を走行しているベルト部の中央部（汚泥搬送方向における中央部）から下流端部までの間のどの位置に無機凝集剤を添加してもよいし、さらには上流端部から下流端部までの間のどの位置に無機凝集剤を添加してもよい。

無機凝集剤としては、ポリ硫酸第二鉄、塩化第二鉄、硫酸アルミニウム、塩化アルミニウムなどが挙げられる。汚泥に対する無機凝集剤の添加率は、例えば１０〜２０ｗｔ％である。

（作用・効果）
図２（ａ）、（ｂ）に符号を付して示すように、汚泥受入槽１から無端ベルト２へオーバーフローして汚泥が流れる部分は、下流側が少し高い傾斜板４ｃ部（ケーシング４の一部）となっている。ここで、本実施形態のベルト式濃縮機１００では、図２（ｃ）に示すように、汚泥搬送方向の上流側からベルト式濃縮機１００をみたときに、無端ベルト２への汚泥供給位置である枝管１３、１４の開口位置１３ａ、１４ａが、無端ベルト２の幅方向において当該幅方向の両端部とされている。

この構成によれば、汚泥受入槽１から無端ベルト２への汚泥の流れが、汚泥受入槽１内においてその幅方向両端部で従来よりも強くなり（従来は、中央１箇所）、傾斜板４ｃ部等の幅方向両端部Ｅにおける汚泥の滞留を防止することができる。その結果、傾斜板４ｃ部を超えて無端ベルト２の上に汚泥が流れ込む際、無端ベルト２の幅方向全体に渡って無端ベルト２上に汚泥が流れ込みやすくなる。これにより、無端ベルト２の上での汚泥の広がり性能が向上する。なお、無端ベルト２の上での汚泥の広がり性能が向上することで、ポリ硫酸第二鉄などの無機凝集剤を無端ベルト２の上で汚泥に均等に添加することができる。

また、本実施形態では、ヘッダー管１２と、先端の開口位置１３ａ、１４ａが前記汚泥供給位置であるヘッダー管１２に接続された２本の枝管１３、１４とで構成される汚泥分配管５にて無端ベルト２の上での汚泥の広がり性能を向上させている。この構成によると、既設のベルト式濃縮機１００の簡単な改造で無端ベルト２の上での汚泥の広がり性能を向上させることができる。

さらに、本実施形態では、枝管１３、１４の開口位置１３ａ、１４ａを汚泥受入槽１内の上流側に配置している。この構成によると、当該上流側での汚泥の堆積を防ぐことができる。

さらに、本実施形態では、汚泥分配管５のヘッダー管１２を、汚泥受入槽１の底板４ｂを貫通して上方に立ち上がる第１管部１２ａと、第１管部１２ａの上端から汚泥受入槽１内の上流側へ向かった後に枝管１３、１４に接続する第２管部１２ｂとを有する管としている。この構成によると、平面視において（例えば図２（ｂ）参照）、２本の枝管１３、１４の間であって、且つ２本の枝管１３、１４の下流側にヘッダー管１２の一部が位置することになる。これによれば、汚泥受入槽１内の中央部分への汚泥の流れが上記ヘッダー管１２の一部で弱められるので、汚泥受入槽１から無端ベルト２への汚泥の流れが幅方向両端部で強められる効果が増強する。

さらに、本実施形態では、汚泥分配管５の枝管１３、１４からの汚泥の吐出方向が、汚泥受入槽１の側板４ａに向かう斜め下方の向きとされている。この構成によると、汚泥受入槽１の底部に汚泥が堆積することを防止する汚泥の攪拌効果が得られる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々に変更して実施することが可能なものである。

１：汚泥受入槽
２：無端ベルト
３ａ、３ｂ：ローラ
４：ケーシング
５：汚泥分配管
１２：ヘッダー管
１３、１４：枝管
１３ａ、１３ｂ：開口位置
１００：ベルト式濃縮機
Ｆ：汚泥搬送方向

Claims (3)

1. 汚泥受入槽と、
   前記汚泥受入槽内に汚泥を供給する汚泥分配管と、
   前記汚泥受入槽の下流側に配置され、前記汚泥受入槽からの汚泥が一端側のベルト上に供給され他端側から濃縮後の汚泥が排出される、一対のローラ間に掛け渡された透水性を有する無端ベルトと、
   を備えるベルト式濃縮機において、
   前記汚泥分配管は、
   ヘッダー管と、
   前記ヘッダー管に接続された水平方向に延びる２本の枝管と、
   を有し、
   汚泥搬送方向の上流側から当該ベルト式濃縮機をみたときに、前記２本の枝管の各先端の開口位置が、前記汚泥受入槽内において前記無端ベルトから離れた上流側の幅方向両端部に設けられていることを特徴とする、ベルト式濃縮機。
2. 請求項１に記載のベルト式濃縮機において、
   前記ヘッダー管は、
   前記汚泥受入槽の底板を貫通して上方に立ち上がる第１管部と、
   前記第１管部の上端から前記汚泥受入槽内の上流側へ向かった後に前記枝管に接続する第２管部と、
   を有することを特徴とする、ベルト式濃縮機。
3. 請求項１または２に記載のベルト式濃縮機において、
   前記枝管からの汚泥の吐出方向が、前記汚泥受入槽の側板に向かう斜め下方の向きとされていることを特徴とする、ベルト式濃縮機。

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