JP7104608B2 - 薬剤添加装置 - Google Patents

Description

本発明は、薬剤を脱水ケーキに添加する薬剤添加装置に関するものである。

脱水ケーキを搬送する搬送ベルトの上方に配置された越流堰が知られている（例えば、特許文献１参照）。このような越流堰は、無機凝集剤を越流させるためのノッチを有している。ノッチを越流した無機凝集剤は、搬送ベルトによって搬送される脱水ケーキに添加される。

特開２０１６－１９５９７３号公報 特開２０１６－２０３１４５号公報 特開２０１３－７１２号公報

しかしながら、このような構造では、越流堰に流れ込む無機凝集剤の流量によっては、一定の量の無機凝集剤を搬送される脱水ケーキの目標位置に確実に添加することができないおそれがある。このような無機凝集剤の添加のばらつきは、脱水処理物の含水率を効率よく低減することができず、結果として、廃棄物量を削減することができない。

そこで、本発明は、脱水処理物の含水率をより一層低減し、廃棄物量を削減することができる薬剤添加装置を提供することを目的とする。

一態様は、高分子凝集剤を添加した凝集汚泥を濃縮装置で重力ろ過または圧搾して脱水した脱水ケーキに薬剤を添加する装置において、前記薬剤を滞留させる貯留部と、前記薬剤を均―に分配するための複数の堰を有する越流板と、前記越流板の流出側表面に配置され、かつ前記堰の越流部を垂直に二分して下方に延びる薬剤添加棒とを備える。

一態様は、前記薬剤添加棒は、その下端が前記脱水ケーキに挿入される位置まで延びている。
一態様は、前記薬剤添加棒は、下端が前記脱水ケーキに挿入される位置まで延びる第１の薬剤添加棒と、下端が前記脱水ケーキの上方の位置まで延びる第２の薬剤添加棒とを備えており、前記第１の薬剤添加棒および前記第２の薬剤添加棒は、交互に配置されている。
一態様は、前記薬剤添加棒の下端は、前記脱水ケーキの進行方向に向かって低くなる斜め形状を有している。

一態様は、前記薬剤添加棒は、上下方向で任意の位置に配置される。
一態様は、前記薬剤添加棒は、前記堰の下方で分岐している。
一態様は、前記薬剤添加棒の水平断面は、前記濃縮装置の出口側に向かって厚くなっている。

薬剤添加棒は、堰の越流部を垂直に二分して下方に延びている。したがって、薬剤添加装置は、薬剤の流量にかかわらず、一定の量の薬剤を脱水ケーキの目標位置に確実に添加することができる。結果として、薬剤添加装置は、最終的に得られる脱水処理物の含水率を効率よく低減することができ、廃棄物量を削減することができる。

汚泥処理装置を示す模式図である。 汚泥処理装置に適用される汚泥処理方法を示すフローチャートである。 薬剤添加装置を示す斜視図である。 薬剤添加装置を示す正面図である。 無機凝集剤が薬剤添加棒を伝わって流れる様子を示す図である。 薬剤添加棒の他の実施形態を示す図である。 薬剤添加棒のさらに他の実施形態を示す図である。 薬剤添加棒のさらに他の実施形態を示す図である。 薬剤添加棒のさらに他の実施形態を示す図である。 薬剤添加棒のさらに他の実施形態を示す図である。 薬剤添加棒のさらに他の実施形態を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下で説明する図面において、同一又は相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。以下で説明する複数の実施形態において、特に説明しない一実施形態の構成は、他の実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。

図１は、汚泥処理装置１００を示す模式図である。図１に示すように、汚泥処理装置１００は、高分子凝集剤を調製するための高分子凝集剤溶解槽１と、無機凝集剤を貯留する無機凝集剤貯留槽２と、有機性汚泥と高分子凝集剤とが混合される凝集槽３と、凝集槽３において形成された凝集汚泥を脱水することによって脱水ケーキを形成する濃縮装置４と、脱水ケーキに無機凝集剤を添加する薬剤添加装置５と、無機凝集剤が添加された脱水ケーキを機械的に脱水する脱水機６とを備えている。

本実施形態では、無機凝集剤は、脱水ケーキの脱水のために使用される液状の薬剤の一例である。したがって、無機凝集剤貯留槽２は、薬剤貯留槽２と呼ばれてもよい。

図２は、汚泥処理装置１００に適用される汚泥処理方法を示すフローチャートである。図２に示すように、汚泥処理方法は、有機性汚泥に高分子凝集剤を添加して凝集汚泥を形成する凝集工程Ｓ１０１と、凝集工程で形成された凝集汚泥を脱水する凝集汚泥脱水工程Ｓ１０２と、凝集汚泥脱水工程Ｓ１０２で形成された脱水ケーキに無機凝集剤を添加する無機凝集剤添加工程（薬剤添加工程）Ｓ１０３と、無機凝集剤が添加された脱水ケーキを機械的に脱水する機械脱水工程Ｓ１０４とを備えている。

図１に示すように、高分子凝集剤は、高分子凝集剤溶解槽１において調製され、調製された高分子凝集剤は高分子凝集剤溶解槽１から凝集槽３に供給される。有機性汚泥は、凝集槽３に投入される。有機性汚泥および高分子凝集剤は、凝集槽３において混合され、凝集汚泥が形成される。凝集汚泥は配管を通じて濃縮装置４に供給される。

濃縮装置４では、凝集汚泥は、重力ろ過または圧搾などの方法によって脱水され、脱水ケーキが形成される。脱水ケーキの形状は、特に限定されないが、無機凝集剤の分散性を考慮すると、脱水ケーキは平板形状を有していることが好ましい。濃縮装置４で使用されるろ過材の一例として、ろ布またはスクリーンを挙げることができる。脱水ケーキは、搬送コンベヤ（図示しない）によって薬剤添加装置５に供給される。薬剤添加装置５は、無機凝集剤貯留槽２から供給された無機凝集剤を脱水ケーキに連続的に添加する。

無機凝集剤が添加された脱水ケーキは、脱水機６に搬送され、機械的に脱水される。結果として、脱水処理物が得られる。本実施形態では、汚泥処理装置１００は、薬剤添加装置５を備えているため、脱水処理物の含水率はより一層低減され、結果として、廃棄物量は削減される。以下、薬剤添加装置５の構造の詳細について図面を参照して説明する。

図３は、薬剤添加装置５を示す斜視図である。図４は、薬剤添加装置５を示す正面図である。図３および図４に示すように、薬剤添加装置５は、液状の薬剤（本実施形態では、無機凝集剤）を滞留させる貯留部２１と、薬剤を均一に分配するための複数の堰２２を有し、かつ水平方向に延びる越流板２３と、越流板２３の流出側表面２３ａに配置され、かつ堰２２の越流部２５を垂直に二分して下方に延びる薬剤添加棒３１とを備えている。

貯留部２１および越流板２３は、無機凝集剤を越流させる越流部材２０を構成している。越流部材２０は、薬品耐性を有する材質から構成されている。越流部材２０の材質の一例として、樹脂またはステンレスなどの金属を挙げることができる。

貯留部２１は、無機凝集剤を貯留する箱形構造を有している。貯留部２１は、鉛直方向に延びる板部材２６を備えている。板部材２６は、その下端に凹み（図示しない）を有している。無機凝集剤貯留槽２（図１参照）から貯留部２１に供給された無機凝集剤は、板部材２６の凹みを通って、越流板２３に到達する。無機凝集剤の貯留部２１への供給が継続されると、無機凝集剤の水位は上昇し、やがて、無機凝集剤は、堰２２を越流する。本実施形態では、４つの堰２２が設けられているが、堰２２の数は本実施形態には限定されない。

本実施形態では、堰２２は、Ｖ字形状を有している。堰２２の形状は、本実施形態には限定されない。一実施形態では、堰２２は、Ｕ字形状を有してもよい。Ｖ字形状またはＵ字形状を有する堰２２は、三角堰と呼ばれてもよい。越流部２５は、堰２２の少なくとも一部（堰２２の最下部を含む）を構成している。無機凝集剤は、堰２２の越流部２５を通じて流出する。

薬剤添加棒３１は、鉛直方向に延びる棒部材であり、薬剤添加棒３１の水平断面は四角形状を有している。一実施形態では、薬剤添加棒３１の水平断面は丸形状でもよい。薬剤添加棒３１は、無機凝集剤が越流する越流部２５の越流断面を均等に垂直に分割する位置に配置されている。

薬剤添加棒３１の数は、堰２２の数に対応している。本実施形態では、４つの堰２２が設けられているため、薬剤添加棒３１の数も４つである。薬剤添加棒３１の配置間隔は、堰２２の配置間隔に依存するが、１ｃｍから１０ｃｍ以下が好ましい。

薬剤添加棒３１は、水平方向に延びる棒ホルダ３２に固定されている。薬剤添加棒３１および棒ホルダ３２は、無機凝集剤を流下させる流下部材３０を構成している。流下部材３０も、越流部材２０と同様に、薬品耐性を有する材質から構成されている。

図３に示すように、薬剤添加棒３１は、脱水ケーキの搬送方向Ｄ１と直角方向に並べて配置されている。棒ホルダ３２および越流板２３は、脱水ケーキの搬送方向Ｄ１と垂直な方向Ｄ２と平行に配置されている。以下、脱水ケーキの搬送方向Ｄ１は単に方向Ｄ１と呼ばれることがあり、脱水ケーキの搬送方向Ｄ１と垂直な方向Ｄ２は単に方向Ｄ２と呼ばれることがある。

越流板２３は、堰２２が形成された堰形成部２７と、堰形成部２７の両端から方向Ｄ２と平行に延びる腕部２８とを備えている。越流板２３の流出側表面２３ａは、堰形成部２７に形成されている。本実施形態では、堰形成部２７および腕部２８は一体的に構成されている。

棒ホルダ３２は、薬剤添加棒３１が固定された固定部３３と、固定部３３の両端部の下端から下方に延びる垂下部３４とを備えている。本実施形態では、固定部３３および垂下部３４は一体的に構成されている。

腕部２８は、方向Ｄ１に貫通する締結孔２９を有している。垂下部３４は、方向Ｄ１に貫通する挿入孔３５を有している。締結孔２９および挿入孔３５は、互いに連通可能である。図４に示すように、締結孔２９および挿入孔３５を互いに連通させた状態で、棒ホルダ３２および越流板２３は、締結具（図示しない）によって互いに締め付けられる。この締め付けによって、薬剤添加棒３１は越流板２３の流出側表面２３ａに隣接して配置される。

越流板２３と棒ホルダ３２とが組み合わされたとき、固定部３３は、越流部２５よりも高い位置に配置される。したがって、固定部３３は、無機凝集剤の越流部２５からの越流を阻害しない。

薬剤添加装置５は、越流部材２０と流下部材３０との一体的な組み合わせから構成されている。越流部材２０および流下部材３０が組み合わされた状態で、薬剤添加棒３１を方向Ｄ１から見たとき、薬剤添加棒３１は、堰２２の中央部分に配置され、堰２２の越流部２５を垂直に二分する。言い換えれば、薬剤添加棒３１を方向Ｄ１から見たとき、薬剤添加棒３１は、堰２２を二分割するように配置される。薬剤添加棒３１は越流部２５の上方まで延びており、薬剤添加棒３１の上端３１ａは、越流部２５よりも高い位置に配置される。

図５は、無機凝集剤が薬剤添加棒３１を伝わって流れる様子を示す図である。本実施形態によれば、薬剤添加棒３１は、堰２２の越流部２５を垂直に二分するように、堰２２に隣接している。したがって、図５に示すように、堰２２（より具体的には、越流部２５）を越流する無機凝集剤は、薬剤添加棒３１に積極的に接触し、薬剤添加棒３１の左右両面を伝わって均等に流下する。

このように、薬剤添加棒３１は、越流部２５を越流する無機凝集剤が薬剤添加棒３１を流下するように、無機凝集剤を導く。したがって、薬剤添加装置５は、無機凝集剤の流量にかかわらず、一定の量の無機凝集剤を脱水ケーキの目標位置（より具体的には、薬剤添加棒３１の下方の位置）に確実に添加することができる。結果として、最終的に得られる脱水処理物の含水率を効率よく低減することができ、廃棄物量を削減することができる。

特許文献１は、無機凝集剤を複数のＶノッチから越流させる構成を開示している。しかしながら、特許文献１には、本実施形態のように、越流部材２０および流下部材３０を備えた薬剤添加装置５は開示されていない。特許文献２は、越流堰に形成された切り欠き部から垂下するように形成された水路を開示しているが、特許文献２には、本実施形態のように、堰２２の中央部分に配置され、かつ堰２２の越流部２５を垂直に二分する薬剤添加棒３１は開示されていない。本実施形態では、薬剤添加装置５は、堰２２を越流する無機凝集剤を薬剤添加棒３１に積極的に接触させることができ、一定の量の無機凝集剤を搬送される脱水ケーキの目標位置に確実に添加することができる。特許文献２には、このような構成は開示されていない。

本実施形態では、無機凝集剤が薬剤添加棒３１の左右両面を流下しても、薬剤添加棒３１には、汚れが溜まりにくい。したがって、無機凝集剤のスムーズな流れは、汚れによって阻害されない。さらに、本実施形態では、流下部材３０は、越流部材２０から容易に取り付けられ、または取り外されることができるため、薬剤添加棒３１のメンテナンスを容易に行うことができる。

一実施形態では、薬剤添加棒３１は、無機凝集剤が流下する面に形成された溝（図示しない）を有してもよい。この溝は、薬剤添加棒３１の左右両面に形成されており、鉛直方向に延びている。このような溝を形成することにより、無機凝集剤は、溝を通って流下する。溝は、無機凝集剤の流れの広がりを制限することができるため、無機凝集剤は脱水ケーキの目標位置により精度よく添加される。

上述した実施形態では、薬剤添加棒３１の下端３１ｂは、搬送される脱水ケーキの上方に位置しているが、薬剤添加棒３１の下端３１ｂは、搬送される脱水ケーキの内部に位置してもよい。

図６は、薬剤添加棒３１の他の実施形態を示す図である。特に説明しない本実施形態の構成は、上述した実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。図６に示すように、薬剤添加棒３１は、その下端３１ｂが脱水ケーキに挿入される位置まで延びている。このような構成により、薬剤添加棒３１は、搬送される脱水ケーキにスリットを形成する。

薬剤添加棒３１を伝わって流下した無機凝集剤は、脱水ケーキに形成されたスリットに導入され、脱水ケーキの内部まで浸透する。無機凝集剤は、途切れることなく薬剤添加棒３１を筋状に流下するため、無機凝集剤は、搬送される脱水ケーキの内部まで、途切れることなく連続的に供給される。したがって、無機凝集剤の脱水ケーキに対する添加量には、ばらつきは生じない。

本実施形態では、薬剤添加装置５は、無機凝集剤を脱水ケーキに添加する構成と、脱水ケーキにスリットを形成する構成とを一体的に備えている。脱水ケーキの含水率が高い場合、スリットが脱水ケーキに形成されても、スリットはすぐに崩れてしまうことがある。したがって、脱水ケーキにスリットを形成する工程と、脱水ケーキに形成されたスリットに無機凝集剤を添加する工程とを別個に実行する場合、スリットを形成する工程の終了後、スリットが崩れてしまい、無機凝集剤を添加する工程では、無機凝集剤をスリット内部に確実に浸透させることができないおそれがある。仮にスリットが崩れない場合であっても、無機凝集剤を添加する工程において、無機凝集剤の添加位置とスリットの位置とを合わせることは難しい。

本実施形態では、薬剤添加装置５は、脱水ケーキにスリットを形成しつつ、脱水ケーキに形成されたスリットに無機凝集剤を添加することができる。したがって、薬剤添加装置５は、凝集剤の添加位置と脱水ケーキのスリットの位置とを容易に、かつ確実に合わせることができ、厚みのある脱水ケーキの内部まで無機凝集剤を確実に浸透（接触）させることができる。

図３および図４に示すように、締結孔２９は鉛直方向に延びる長孔である。したがって、締結孔２９の長さに応じて、薬剤添加棒３１の越流板２３に対する鉛直方向における相対位置を調整することができる。このような構成により、薬剤添加棒３１は、その下端３１ｂが脱水ケーキの上方に位置するように配置される。または、薬剤添加棒３１は、その下端３１ｂが脱水ケーキの内部に位置するように配置される。

薬剤添加棒３１は、脱水ケーキに深いスリットを形成することが望ましい。しかしながら、脱水ケーキを完全に分断してしまうと、分断された脱水ケーキの隙間から無機凝集剤が流出してしまい、結果として、無機凝集剤が無駄になってしまう。本実施形態によれば、薬剤添加棒３１は、上下方向（すなわち、鉛直方向）で任意の位置に配置されるため、脱水ケーキを完全に分断することなく、脱水ケーキに深いスリットを形成することができる。

図示しないが、締結孔２９は、鉛直方向に配列された複数の開口（丸孔）であってもよい。このような構成であっても、薬剤添加棒３１の脱水ケーキに対する鉛直方向における相対位置は調整される。

図７は、薬剤添加棒３１のさらに他の実施形態を示す図である。特に説明しない本実施形態の構成は、上述した実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。

図７に示すように、薬剤添加棒３１は、下端が脱水ケーキに挿入される位置まで延びる第１の薬剤添加棒３１Ａと、下端が脱水ケーキの上方の位置まで延びる第２の薬剤添加棒３１Ｂとを備えてもよい。第１の薬剤添加棒３１Ａおよび第２の薬剤添加棒３１Ｂは、交互に配置されている。第１の薬剤添加棒３１Ａの長さは第２の薬剤添加棒３１Ｂの長さよりも長い。

図７に示す実施形態では、第１の薬剤添加棒３１Ａは、脱水ケーキの内部に無機凝集剤を添加することができ、第２の薬剤添加棒３１Ｂは、脱水ケーキの表面に無機凝集剤を添加することができる。

図８は、薬剤添加棒３１のさらに他の実施形態を示す図である。特に説明しない本実施形態の構成は、上述した実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。

図８に示すように、薬剤添加棒３１の下端３１ｂは、脱水ケーキの進行方向に向かって徐々に低くなる斜め形状を有している。つまり、濃縮装置４の出口側における下端３１ｂの高さは、脱水機６の入口側における下端３１ｂの高さよりも高い。このように、薬剤添加棒３１の下端３１ｂは傾斜形状を有しているため、脱水ケーキに含まれる紐状のし渣（以下、これを紐状物質と呼ぶ）は薬剤添加棒３１に巻き付きづらくなる。仮に紐状物質が薬剤添加棒３１に絡みついても、紐状物質は後続の脱水ケーキによって薬剤添加棒３１から除去されやすい。

図９は、薬剤添加棒３１のさらに他の実施形態を示す図である。特に説明しない本実施形態の構成は、上述した実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。

図９に示すように、薬剤添加棒３１は、堰２２の下方で分岐していてもよい。言い換えれば、薬剤添加棒３１は、第１分岐部４０および第２分岐部４１を備えている。図９に示す実施形態では、第１分岐部４０および第２分岐部４１は、越流板２３の下方に配置されており、互いに平行に配置されている。

本実施形態によれば、薬剤添加棒３１を流下する無機凝集剤は、互いに離間する第１分岐部４０および第２分岐部４１を伝わって脱水ケーキに添加されるため、無機凝集剤をより分散させることができる。第１分岐部４０と第２分岐部４１との間の距離ＤＡは、好ましくは、５ｍｍから５ｃｍである。

薬剤添加棒３１は、第１分岐部４０および第２分岐部４１が脱水ケーキの上方に位置するように配置されてもよく、または、第１分岐部４０および第２分岐部４１が脱水ケーキの内部に位置するように配置されてもよい。または、図１０に示すように、第１分岐部４０および第２分岐部４１のうちの一方は、脱水ケーキの上方に配置されてもよく、他方は脱水ケーキの内部に配置されてもよい。この場合、第１分岐部４０および第２分岐部４１は、異なる長さを有している。

図１１は、薬剤添加棒３１のさらに他の実施形態を示す図である。特に説明しない本実施形態の構成は、上述した実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。

図１１に示すように、薬剤添加棒３１の水平断面は、濃縮装置４の出口側に向かって厚くなっていてもよい。つまり、濃縮装置４の出口側における下端３１ｂの幅（水平方向の長さ）は、脱水機６の入口側における下端３１ｂの幅（水平方向の長さ）よりも大きい。このような構成により、薬剤添加棒３１は、脱水ケーキに幅広いスリットを形成することができ、スリットの内部への無機凝集剤の添加をより容易にすることができる。

上述した図５乃至図１１に示す実施形態は、可能な限り組み合わせてもよい。

これまで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形態に限定されず、その技術思想の範囲内において、種々の異なる形態で実施されてよいことは勿論である。

１ 高分子凝集剤溶解槽
２ 無機凝集剤貯留槽
３ 凝集槽
４ 濃縮装置
５ 薬剤添加装置
６ 脱水機
２０ 越流部材
２１ 貯留部
２２ 堰
２３ 越流板
２３ａ 流出側表面
２５ 越流部
２６ 板部材
２７ 堰形成部
２８ 腕部
２９ 締結孔
３０ 流下部材
３１ 薬剤添加棒
３１ａ 上端
３１ｂ 下端
３１Ａ 第１の薬剤添加棒
３１Ｂ 第２の薬剤添加棒
３２ 棒ホルダ
３３ 固定部
３４ 垂下部
３５ 挿入部
４０ 第１分岐部
４１ 第２分岐部

Claims (6)

1. 高分子凝集剤を添加した凝集汚泥を濃縮装置で重力ろ過または圧搾して脱水した脱水ケーキに無機凝集剤を添加する装置において、
   前記無機凝集剤を滞留させる貯留部と、前記無機凝集剤を均―に分配するための複数の堰を有する越流板と、
   前記越流板の流出側表面に配置され、かつ前記堰の越流部を垂直に二分して、下端が前記脱水ケーキの上方の位置と、前記脱水ケーキに挿入される位置と、の少なくとも１つまで下方に延びる薬剤添加棒とを備える、薬剤添加装置。
2. 前記薬剤添加棒は、
   下端が前記脱水ケーキに挿入される位置まで延びる第１の薬剤添加棒と、
   下端が前記脱水ケーキの上方の位置まで延びる第２の薬剤添加棒とを備えており、
   前記第１の薬剤添加棒および前記第２の薬剤添加棒は、交互に配置されている、請求項１に記載の薬剤添加装置。
3. 前記薬剤添加棒の下端は、前記脱水ケーキの進行方向に向かって低くなる斜め形状を有している、請求項１または２に記載の薬剤添加装置。
4. 前記薬剤添加棒は、上下方向で任意の位置に配置される、請求項１から３の何れかに記載の薬剤添加装置。
5. 前記薬剤添加棒は、前記堰の下方で分岐している、請求項１から４の何れかに記載の薬剤添加装置。
6. 前記薬剤添加棒の水平断面は、前記濃縮装置の出口側に向かって厚くなっている、請求項１から５の何れかに記載の薬剤添加装置。

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