JP7239631B2 - 汚泥循環装置、消化槽、および汚泥循環方法 - Google Patents

Description

本発明は、汚泥循環装置、消化槽、および汚泥循環方法に関する。

特許文献１には、消化槽内の汚泥を撹拌するための次のような技術が記載されている。消化槽内の液面付近から消化槽の外部へ汚泥が引き抜かれ、引き抜かれた汚泥は消化槽内の下部などへ返送される。汚泥の引き抜き、および汚泥の返送は、消化槽の外部に配置されたスクリューポンプによってなされる。スクリューポンプは逆送可能なポンプとされる。スクリューポンプを正逆運転することによって消化槽内の垂直流を逆転させることができ、これにより、スカムを容易に破砕することができると特許文献１に記載されている。

特開２００７－２２９６００号公報

消化槽の内部において汚泥が発泡することがある。発泡の原因となる成分が含まれた汚泥が消化槽に投入されたり、当該成分が消化槽内に存在している状態で何らかの環境の変化が起こったりすることで、短時間の間に汚泥が発泡し、発泡した汚泥が成長することがある。発泡した汚泥は、発泡汚泥と呼ばれたり、スカムと呼ばれたりする。発泡が激しいと、発泡汚泥の界面（＝気相部との界面）が上昇して消化ガスの引抜管などに発泡汚泥が混入してしまうことがある。

特許文献１に記載の技術では、発泡汚泥に含まれる気体でポンプ（スクリューポンプ）にエア噛みが生じ、これが原因で消化槽内への汚泥の返送を十分に行えなくなる可能性がある。消化槽内への汚泥の返送を十分に行えなくなると、スクリューポンプの正逆運転による発泡汚泥の破砕が難しくなる。

本発明の目的は、消化槽本体内の発泡汚泥の界面（＝気相部との界面）の上昇を抑制することができる技術を提供することである。

本願で開示する汚泥循環装置は、消化槽本体内の液面レベル近傍に吸込レベルが合わせられた汚泥引抜管と、前記汚泥引抜管に接続され、前記消化槽本体内から前記汚泥引抜管を経由して流入した発泡汚泥に含まれる気体を当該発泡汚泥から分離するためのクッションタンクと、前記クッションタンク内の汚泥を前記消化槽本体内へ戻すための返送ポンプと、前記返送ポンプに接続され、前記クッションタンク内の汚泥を前記消化槽本体内へ戻すための汚泥返送管と、前記クッションタンクの上端部に接続され、前記発泡汚泥から分離した前記気体を前記消化槽本体内の気相部に送るためのガス抜き管と、を備える。

この構成によれば、クッションタンク内で発泡汚泥から気体が分離する。その結果、発泡汚泥に含まれる気体に起因する返送ポンプのエア噛みを防止でき、消化槽本体への汚泥返送量の減少を抑制することができる。また、返送ポンプを通過する過程で発泡汚泥（汚泥）は解砕される。消化槽本体内から流出し、その後、気体が分離されるとともに解砕された発泡汚泥（汚泥）が消化槽本体内へ戻ることで、消化槽本体内の発泡汚泥が減少し、消化槽本体内の発泡汚泥の界面の上昇が抑えられる。

汚泥循環装置は、前記汚泥引抜管に接続され、前記汚泥引抜管内を流れる発泡汚泥から分離した気体を前記消化槽本体内の気相部に送るための第２ガス抜き管をさらに備えていてもよい。

この構成によれば、汚泥引抜管部分において、発泡汚泥中の気体を発泡汚泥から取り除くことが可能となり、返送ポンプのエア噛みをより防止することができる。

また、前記汚泥返送管の吐出口が、前記消化槽本体内であって、前記消化槽本体内の液面レベルよりも下方に位置させられてもよい。

この構成によると、返送ポンプによって解砕されて消化槽本体内に戻された汚泥（発泡汚泥）に、消化槽本体内の汚泥（液体）の液圧がかかる。液圧によって発泡汚泥から気体が分離されることで、発泡汚泥から気体が取り除かれる。

また、前記返送ポンプが容積式ポンプであってもよい。

容積式ポンプは、非容積式ポンプに比べて吐出能力が高い。返送ポンプを容積式ポンプとすることで、汚泥返送量の減少をより抑制することができる。

また、前記クッションタンクは、前記汚泥引抜管が接続される流入口、および内部の汚泥が流出する流出口を有し、前記クッションタンク内の、前記流入口と前記流出口との間に仕切板が配置されていてもよい。

この構成によると、クッションタンク内における発泡汚泥（汚泥）の滞留時間を長くすることができる。その結果、発泡汚泥からより多くの気体を分離させて取り除くことができる。

また、本願では、前記汚泥循環装置を備える消化槽を開示する。当該消化槽によると、消化槽本体内の発泡汚泥の界面の上昇を抑制することができる。

本願で開示する汚泥循環方法は、消化槽本体内の液面レベル近傍に吸込レベルが合わせられた汚泥引抜管を経由させて、上端部にガス抜き管が接続されたクッションタンク内へ当該消化槽本体内の発泡汚泥を流下させる汚泥引抜工程と、前記クッションタンク内の汚泥を返送ポンプ、および当該返送ポンプに接続された汚泥返送管にて前記消化槽本体内へ戻す汚泥返送工程と、を備える。

この構成によれば、クッションタンク内で発泡汚泥から気体が分離する。その結果、発泡汚泥に含まれる気体に起因する返送ポンプのエア噛みを防止でき、消化槽本体への汚泥返送量の減少を抑制することができる。また、返送ポンプを通過する過程で発泡汚泥（汚泥）は解砕される。消化槽本体内から流出し、その後、気体が分離されるとともに解砕された発泡汚泥（汚泥）が消化槽本体内へ戻ることで、消化槽本体内の発泡汚泥が減少し、消化槽本体内の発泡汚泥の界面の上昇が抑えられる。

本発明によれば、消化槽本体内の発泡汚泥の界面（＝気相部との界面）の上昇を抑制することができる。

本発明の第１実施形態に係る汚泥循環装置を備える消化槽の側断面図である。 本発明の第２実施形態に係る汚泥循環装置を備える消化槽の側断面図である。 図１に示す消化槽での発泡汚泥（スカム）の発生状況の推移を示すグラフである。 図３に示すグラフのデータを分析した結果を示す表である。 ２０１８年４月から２０２０年１０月までの図１に示す消化槽での各月のスカム除去回数などを示す表である。

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。消化槽は、下水汚泥や食品廃棄物などの有機性廃棄物を嫌気性発酵処理するためのタンクである。以下の説明では、鋼板製の消化槽（消化槽本体）に汚泥循環装置を適用した実施形態を示している。なお、本願で開示する汚泥循環装置は、鋼板製の消化槽に限らず、コンクリート製の消化槽（消化槽本体）にも適用することができるものである。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る汚泥循環装置１０を備える消化槽１の側断面図である。消化槽１は、鋼板製の消化槽本体２、撹拌機３、加温装置（不図示）、汚泥循環装置１０、および消化ガス引抜管４などから構成される。

消化槽本体２は、汚泥（有機性廃棄物）が投入されるタンクであり、例えば円筒形状とされる。消化槽本体２は、卵形とされてもよいし、直方体形状とされてもよい。

攪拌機３は、消化槽本体２に投入された汚泥を攪拌するためのものである。本実施形態では、水平方向に回転する３段の羽根３ａで汚泥を攪拌する攪拌機とされている。なお、攪拌機は、ドラフトチューブ式の攪拌機であってもよいし、ガス攪拌式の攪拌機であってもよい。また、羽根３ａの段数は３段に限られるものではない。

図示を省略する加温装置は、消化槽本体２に投入された汚泥を加温するためのものであり、加温器（熱交換器）、およびボイラーなどから構成される。加温器には、ボイラーなどの温水源から温水が供給される。

消化ガス引抜管４は、嫌気性発酵により発生したバイオガス（消化ガス）を消化槽本体２から引き抜くためのガス管である。消化ガス引抜管４は、例えば消化槽本体２の上面にその吸込口が取り付けられる。消化槽本体２に投入された汚泥は、上記加温装置により加温されるとともに、撹拌機３により撹拌される。汚泥の嫌気性発酵により発生した消化ガスは、消化ガス引抜管４から排出される。消化ガスは、メタンが約６０容量％、二酸化炭素が約４０容量％のガスである。

消化槽１は、低温発酵処理においては温度約２０℃で滞留時間３０～６０日程度、中温発酵処理においては温度約３７℃で滞留時間２０～３０日程度、高温発酵処理においては温度約５５℃で滞留時間７～２０日程度で運転される。槽内の汚泥（発酵液）の温度は、撹拌機３による汚泥（発酵液）の撹拌によって均一に保たれる。槽底に堆積した堆積物（不図示）は、引抜ポンプ（不図示）によって適時槽外へ引き抜かれる。堆積物は、砂分を多く含む汚泥であったり、粘度の高い汚泥であったりする。

ここで、消化槽本体２の内部において、発酵処理中に汚泥が発泡することがある。発泡の原因となる成分が含まれた汚泥が消化槽本体２に投入されたり、当該成分が消化槽本体２内に存在している状態で何らかの環境の変化が起こったりすることで、突発的かつ短時間の間に汚泥が発泡し、発泡した汚泥が成長することがある。発泡した汚泥は、発泡汚泥と呼ばれたり、スカムと呼ばれたりする。発泡が激しいと、発泡汚泥Ｂの界面ＢＬ（＝気相部との界面）が上昇して消化ガス引抜管４に発泡汚泥Ｂが混入し、その後破泡して液体となった発酵液が消化ガス引抜管４から流出してしまうことがある。

消化ガス引抜管４に発泡汚泥Ｂが混入したとしても、その後破泡して液体となった発酵液が消化ガス引抜管４から流出するのを防ぐため、消化ガス引抜管４には立ち上がり部４ａが設けられている。しかしながら、発泡がより激しいと、発泡汚泥Ｂが立ち上がり部４ａを超えて下流側へ流出してしまうことが懸念される。

そこで、本実施形態では、発泡汚泥Ｂ（スカム）の界面ＢＬの上昇を抑制するために、言い換えれば、消化槽本体２内の発泡汚泥Ｂ（スカム）の成長を抑制するために、消化槽本体２の側方に汚泥循環装置１０が配置されている。

汚泥循環装置１０は、槽外へ取り出した発泡汚泥Ｂを気液分離するとともに解砕して消化槽本体２内へ戻す装置である。汚泥循環装置１０は、汚泥引抜管５と、汚泥引抜管５に接続されるクッションタンク６と、返送ポンプ７と、返送ポンプ７に接続される汚泥返送管８と、クッションタンク６の上端部に接続されるガス抜き管９と、を備えている。

汚泥引抜管５は、消化槽本体２内の発泡汚泥Ｂを消化槽本体２内から流出させるための配管である。汚泥引抜管５は、消化槽本体２の側面から突出するノズル５ａと、バルブ１３を介してノズル５ａとクッションタンク６とを接続する引抜管５ｂとで構成される。バルブ１３は、クッションタンク６などをメンテナンスする際に閉にされ、通常は開とされる。

ノズル５ａは、水平に設置され、その吸込レベル、具体的には、ノズル５ａの内底面のレベルは、消化槽本体２内の液面ＷＬレベル近傍に合わせられる。なお、ノズル５ａは、水平方向に対して傾いていてもよい。この場合、例えばノズル５ａの消化槽本体２側の端部が高くされていると、ノズル５ａの吸込レベルは、ノズル５ａの上記端部の内底面のレベルとなる。

消化槽本体２内の液面ＷＬレベルは、液面レベル設定手段としての例えば公知のテレスコープ弁（不図示）で設定される。テレスコープ弁は消化槽本体２の側部に配置される。ノズル５ａの吸込レベルは、テレスコープ弁で設定される消化槽本体２内の液面ＷＬレベル近傍に合わせられる。

クッションタンク６は、消化槽本体２内から汚泥引抜管５を経由して流入した発泡汚泥Ｂに含まれる気体を発泡汚泥Ｂから分離するためのタンクである。クッションタンク６の形状は、特に限定されず、直方体形状とされたり、円筒形状とされたりする。消化槽本体２の上部の側方にクッションタンク６を配置するため、クッションタンク６は、架台１３の上に設置される。なお、クッションタンク６は、消化槽本体２の中段部の側方、または地面レベル（＝消化槽本体２の下部の側方）に設置されてもよい。但し、この場合、汚泥引抜管５が長い配管となったり、揚程の大きい返送ポンプ７を用いたりすることとなる。

本実施形態では、クッションタンク６の側面にレベル計１７が取り付けられている。レベル計１７は、クッションタンク６内の発泡汚泥Ｂ（汚泥）を検知するためのものである。レベル計１７からの信号で、返送ポンプ７の運転および停止が制御される。なお、クッションタンク６にレベル計１７が取り付けられていなくてもよい。この場合、返送ポンプ７は、例えば、消化槽本体２内の発泡汚泥Ｂの界面ＢＬレベルによって運転および停止が制御される。界面ＢＬは、消化槽本体２に取り付けられる図示を省略するレベル計で計測される。

クッションタンク６内で発泡汚泥Ｂは気液分離される。しかし、全ての発泡汚泥Ｂがクッションタンク６内で気液分離するとは限らない。クッションタンク６の容量を大きくするなどして、クッションタンク６内での発泡汚泥Ｂの滞留時間を長くするほど、発泡汚泥Ｂの気液分離は促進される。

返送ポンプ７は、クッションタンク６内の汚泥を消化槽本体２内へ戻すためのポンプである。汚泥（発泡汚泥）は、返送ポンプ７内を通過する過程で解砕される。返送ポンプ７として、一軸ねじ式ポンプなどの容積式ポンプが用いられる。容積式ポンプは、非容積式ポンプに比べて吐出能力が高い。なお、一軸ねじ式ポンプ以外の容積式ポンプが用いられてもよい。また、返送ポンプ７として、非容積式ポンプが用いられてもよい。一軸ねじ式ポンプは、一軸スクリューポンプとも呼ばれる。

汚泥返送管８は、クッションタンク６内の汚泥を消化槽本体２内へ戻すための配管である。汚泥返送管８は、クッションタンク６と返送ポンプ７とを接続する吸込管８ａと、返送ポンプ７と消化槽本体２の上に設置されたバルブ１４とを接続する第１吐出管８ｂと、バルブ１４から下方へ延びる第２吐出管８ｃとで構成される。バルブ１４は、通常時開とされる。

槽外に配置される上記第１吐出管８ｂは、消化槽本体２の最頂部よりも上方レベルまで配管される。槽内に配置される上記第２吐出管８ｃは、消化槽本体２内の液面ＷＬレベルよりも下方まで配管される。第２吐出管８ｃの吐出口１２は液面ＷＬレベルよりも下方に位置させられる。

第１吐出管８ｂが、消化槽本体２の最頂部よりも上方レベルまで配管されていることで、万が一、界面ＢＬが異常上昇したときでも、消化槽本体２内から汚泥返送管８内へ発泡汚泥Ｂが流れ込むことを防止することができる。

ガス抜き管９は、クッションタンク６内で発泡汚泥Ｂから分離した気体を消化槽本体２内の気相部に送るための配管である。ガス抜き管９は、消化槽本体２の上に設置されたバルブ１５を介してクッションタンク６と消化槽本体２の気相部とを接続する。バルブ１５は、通常時開とされる。

ガス抜き管９は、第１吐出管８ｂと同様、消化槽本体２の最頂部よりも上方レベルまで配管される。これにより、界面ＢＬが異常上昇したときでも、消化槽本体２内からガス抜き管９内へ発泡汚泥Ｂが流れ込むことを防止することができる。

本実施形態では、汚泥引抜管５（引抜管５ｂ）にバルブ１６を介して一方の端部が接続され、他方の端部がガス抜き管９の中途部に接続された第２ガス抜き管１１が設けられている。第２ガス抜き管１１は、汚泥引抜管５内を流れる発泡汚泥Ｂから分離した気体を消化槽本体２内の気相部に送るための配管である。図１に示すように、汚泥引抜管５内で発泡汚泥Ｂから分離した気体が汚泥引抜管５から抜け易くなるように、第２ガス抜き管１１は、汚泥引抜管５（引抜管５ｂ）の最も高い部分に接続されるとよい。バルブ１６は、通常時開とされる。

汚泥循環装置１０は、次のように機能する。

消化槽本体２内に発泡汚泥Ｂが発生し、その界面ＢＬが上昇すると、発泡汚泥Ｂは消化槽本体２内からクッションタンク６へ汚泥引抜管５内を自然流下で流下していく（汚泥引抜工程）。汚泥引抜管５内を発泡汚泥Ｂが流れる過程で発泡汚泥Ｂの一部は気液分離する。汚泥引抜管５内で発泡汚泥Ｂから分離した気体は、第２ガス抜き管１１およびガス抜き管９を経由して消化槽本体２内の気相部へ排出される。発泡汚泥Ｂから気体が分離することで、返送ポンプ７のエア噛みが防止され、返送ポンプ７の吐出量の減少が抑制される。なお、返送ポンプ７に混入するガス（気体）は消化ガスが主であり、空気ではない。ポンプの稼働中に空気などのガス（気体）がポンプに混入することで、期待できる吐出圧・流量が得られなくなる現象を一般に「エア噛み」という。

クッションタンク６に流入した発泡汚泥Ｂは、クッションタンク６内に溜まっていく。クッションタンク６内に溜まった発泡汚泥Ｂは気液分離し、発泡汚泥Ｂから分離した気体は、ガス抜き管９を経由して消化槽本体２内の気相部へ排出される。

クッションタンク６内に所定量の発泡汚泥Ｂ（汚泥）が溜まると、レベル計１７が発泡汚泥Ｂ（汚泥）を検知する。レベル計１７が発泡汚泥Ｂ（汚泥）を検知すると、その検知信号によって返送ポンプ７が起動する。返送ポンプ７が起動すると、クッションタンク６内の汚泥は汚泥返送管８を経由して消化槽本体２内へ戻る（汚泥返送工程）。汚泥引抜管５の吸込レベルよりも界面ＢＬが高い間は、発泡汚泥Ｂはクッションタンク６へ流下し続ける。発泡汚泥Ｂ（汚泥）は、返送ポンプ７を通過する過程で返送ポンプ７の回転羽根（一軸ねじ式ポンプの場合はスクリュー）によって解砕される。消化槽本体２内から流出し、その後、気体が分離されるとともに解砕された発泡汚泥Ｂ（汚泥）が消化槽本体２内へ戻ることで、消化槽本体２内の発泡汚泥Ｂが減少し、消化槽本体内の発泡汚泥Ｂの界面ＢＬの上昇が抑えられる。なお、発泡汚泥Ｂの減少は、発泡汚泥Ｂが解砕されるとともに発泡汚泥Ｂからほぼ完全に気体が抜けて発泡汚泥Ｂが発泡性のない液体状の汚泥に戻ることによる減少と、発泡汚泥Ｂの一部の解砕や発泡汚泥Ｂの一部から気体が抜けることによる発泡汚泥Ｂの体積の減少による減少とがある。

本実施形態では、汚泥返送管８の吐出口１２が、消化槽本体２内の液面ＷＬレベルよりも下方に位置させられている。そのため、返送ポンプ７によって解砕されて消化槽本体２内に戻された汚泥（発泡汚泥Ｂ）に、消化槽本体２内の汚泥（液体）の液圧がかかる。この液圧によっても発泡汚泥Ｂから気体が分離する。分離した気体は上昇し、気相部に入る。

（第２実施形態）
図２は、本発明の第２実施形態に係る汚泥循環装置２０を備える消化槽１の側断面図である。第１実施形態に係る汚泥循環装置１０と第２実施形態に係る汚泥循環装置２０との違いは、クッションタンク６の内部構造である。第２実施形態に係る汚泥循環装置２０に関し、第１実施形態に係る汚泥循環装置１０の構成と同じ構成については同一の参照符号を付している。消化槽本体２、撹拌機３などについても第１実施形態と第２実施形態とで同一の参照符号を付している。

クッションタンク６は、汚泥引抜管５が接続される流入口６ａ、および内部の汚泥が流出する流出口６ｂを有する。流出口６ｂには、汚泥返送管８の吸込管８ａが接続される。第２実施形態に係る汚泥循環装置２０では、クッションタンク６内の、上記流入口６ａと流出口６ｂとの間に仕切板１８が配置されている。

クッションタンク６が直方体形状とされた場合、仕切板１８は、例えば長方形の板とされる。この場合、仕切板１８の幅は、例えばクッションタンク６の内幅と同じとされる。仕切板１８の高さは、仕切板１８を汚泥が超えて流れるように、クッションタンク６の内高さよりも低くされる。

なお、仕切板１８の形状および寸法は特に限定されるものでない。流入口６ａから流出口６ｂを見たときに、流出口６ｂが直接見えない形状および寸法に仕切板１８が形成されればよい。

クッションタンク６内に仕切板１８が配置されることで、クッションタンク６内における発泡汚泥Ｂ（汚泥）の滞留時間を長くすることができる。その結果、発泡汚泥Ｂからより多くの気体を分離させて取り除くことができる。その結果、返送ポンプ７のエア噛みをより防止することができ、返送ポンプ７の吐出量の減少をより抑制することができる。

（実施例）
本願の出願人は、図１に示す汚泥循環装置１０を備える消化槽１について、発泡汚泥Ｂの界面ＢＬの上昇をどの程度抑制できるかについて検証を行った。なお、検証を行った消化槽１（消化槽本体２）は、汚泥循環装置１０が設置されていないとき、発泡汚泥Ｂの界面ＢＬの上昇という問題を抱えている消化槽であった。

検証で用いた汚泥循環装置１０の各構成の主要な具体的仕様は、次のとおりである。
クッションタンク６の容量：１５０Ｌ（リットル）
返送ポンプ７：一軸ねじ式ポンプ（吸込口径：８０Ａ、吐出口径：１００Ａ、吐出量：１５ｍ³／ｈ、全揚程：１０ｍ、電動機出力：３．７ｋＷ×４００Ｖ）
汚泥引抜管５の口径：φ１５０
吸込管８ａの口径：φ８０
第１吐出管８ｂの口径：φ１００
第２吐出管８ｃの口径：２００Ａ
ガス抜き管９の口径：φ５０（一部φ１００）
第２ガス抜き管１１の口径：２５Ａ
なお、消化槽本体２の容量は６０００ｍ³である。

図３は、図１に示す汚泥循環装置１０を備える消化槽１での発泡汚泥Ｂ（スカム）の発生状況の推移を示すグラフである。図３の横軸は、日付であり、図３の縦軸は、発泡汚泥Ｂ（スカム）の高さ（ｍ）である。なお、発泡汚泥Ｂ（スカム）の高さは、発泡汚泥Ｂの界面ＢＬと、汚泥の液面Ｗ（テレスコープ弁の設定）との間の鉛直方向の距離である。

汚泥循環装置１０の運転、すなわち返送ポンプ７の運転は、２０２０年６月１５日から開始され８月２８日に停止された。汚泥循環装置１０（返送ポンプ７）の運転は、２０２０年９月１５日まで停止され９月１６日に再開された。また、発泡汚泥Ｂ（スカム）の高さの測定は、毎日１０時頃に行われた。

図３中に示すターン（１）の矢印の起点（スカム高さ：０）は、６月２４日の時点である。前日の６月２３日に、発泡汚泥Ｂを消化槽本体２内から排出する作業（＝ブロー作業）が行われ、この作業によって界面ＢＬが強制的に急激に低下させられている。ターン（２）、ターン（３）、およびターン（４）の矢印の起点も同様であり、起点の日の前日または前々日にブロー作業が行われ、この作業によって界面ＢＬが急激に低下させられている。

図４は、図３に示すグラフのデータを分析した結果を示す表である。

図４に示すように、汚泥循環装置１０を運転していたターン（１）、およびターン（２）の期間の発泡汚泥Ｂ（スカム）の上昇速度は、それぞれ、３８．９ｍｍ／日、および５２．１ｍｍ／日であった。これらに対して、汚泥循環装置１０を停止していたターン（３）、およびターン（４）の期間の発泡汚泥Ｂ（スカム）の上昇速度は、それぞれ、８８．２ｍｍ／日、および２５８．４ｍｍ／日であった。

汚泥循環装置１０を停止していたターン（３）を比較の基準とすると、汚泥循環装置１０を運転していたターン（１）では、（８８．２－３８．９）／８８．２＝０．５６というように、発泡汚泥Ｂ（スカム）の上昇速度、すなわち界面ＢＬの上昇速度を５６％抑制することができた。ターン（２）では、（８８．２－５２．１）／８８．２＝０．４１というように、界面ＢＬの上昇速度を４１％抑制することができた。このように、ターン（３）を比較の基準とすると、界面ＢＬの上昇速度を４１～５６％抑制することができた。

なお、汚泥循環装置１０を停止していたターン（４）を比較の基準とすると、汚泥循環装置１０を運転していたターン（１）では、（２５８．４－３８．９）／２５８．４＝０．８５というように、発泡汚泥Ｂ（スカム）の上昇速度、すなわち界面ＢＬの上昇速度を８５％抑制することができた。ターン（２）では、（２５８．４－５２．１）／２５８．４＝０．８０というように、界面ＢＬの上昇速度を８０％抑制することができた。このように、ターン（４）を比較の基準とすると、界面ＢＬの上昇速度を８０～８５％抑制することができた。

上記結果より、汚泥循環装置１０によって、消化槽本体２内の発泡汚泥Ｂの界面ＢＬの上昇を抑制できることが検証された。

図５は、２０１８年４月から２０２０年１０月までの図１に示す消化槽１での各月のスカム除去回数などを示す表である。なお、２０２０年１１月から２０２１年３月までのデータは無いので空欄とされている。スカム除去回数とは、発泡汚泥Ｂを消化槽本体２内から排出する前記ブロー作業を行った回数のことである。

２０２０年６月以降、検証で用いた汚泥循環装置１０の運転がなされている。２０２０年５月以前は、上記汚泥循環装置１０は使用されていない。また、２０２０年６月、９月の汚泥循環装置１０の運転期間は、それぞれ、各月で半月程度であった。２０１８年７月から２０１８年９月までの期間の各月のスカム除去回数には、消化槽本体２内に消泡剤を散布した回数をスカム除去回数に加算している。なお、少なくとも２０２０年６月から１０月の期間は、消化槽本体２内に消泡剤を散布していない。

図５からわかるように、汚泥循環装置１０の運転が実施された２０２０年６月から１０月までの各月のスカム除去回数は、汚泥循環装置１０が無い２０１８年６月から１０月、および２０１９年６月から１０月までの対応する各月のスカム除去回数に比べて、同じ回数の月もあるが、多くの月で少なくなっている。この結果からも、汚泥循環装置１０によって、消化槽本体２内の発泡汚泥Ｂの界面ＢＬの上昇を抑制できることがわかる。

以上、本発明を実施するための形態について説明した。本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上記実施形態の要素を適宜組み合わせたり、上記実施形態に種々の変更を加えたりすることが可能である。

例えば、上記実施形態は、次のように変更可能である。

第２ガス抜き管１１は省略されてもよい。

汚泥返送管８の吐出口１２は、消化槽本体２内の液面ＷＬレベルよりも下方に位置させられていなくてもよい。すなわち、汚泥返送管８の吐出口１２は、消化槽本体２内の液面ＷＬレベルよりも上方に位置させられてもよい。

汚泥返送管８は、消化槽本体２の最頂部よりも上方レベルまで配管されていなくてもよい。ガス抜き管９についても同様である。ガス抜き管９は、消化槽本体２の最頂部よりも上方レベルまで配管されていなくてもよい。

１：消化槽
２：消化槽本体
５：汚泥引抜管
６：クッションタンク
６ａ：流入口
６ｂ：流出口
７：返送ポンプ
８：汚泥返送管
９：ガス抜き管
１０、２０：汚泥循環装置
１１：第２ガス抜き管
１２：吐出口
１８：仕切板
Ｂ：発泡汚泥
ＷＬ：液面

Claims (7)

1. 消化槽本体の側面から突出する前記消化槽本体内の発泡汚泥を流出させるための汚泥引抜管と、
   前記汚泥引抜管に接続され、前記消化槽本体内から前記汚泥引抜管を経由して流入した発泡汚泥に含まれる気体を当該発泡汚泥から分離するためのクッションタンクと、
   前記クッションタンク内の汚泥を前記消化槽本体内へ戻すための返送ポンプと、
   前記返送ポンプに接続され、前記クッションタンク内の汚泥を前記消化槽本体内へ戻すための汚泥返送管と、
   前記クッションタンクの上端部に接続され、前記発泡汚泥から分離した前記気体を前記消化槽本体内の気相部に送るためのガス抜き管であって、前記クッションタンクと前記消化槽本体の気相部とを接続するガス抜き管と、
   を備える、汚泥循環装置。
2. 請求項１に記載の汚泥循環装置において、
   前記汚泥引抜管に接続され、前記汚泥引抜管内を流れる発泡汚泥から分離した気体を前記消化槽本体内の気相部に送るための第２ガス抜き管をさらに備える、
   汚泥循環装置。
3. 請求項１または２に記載の汚泥循環装置において、
   前記汚泥返送管の吐出口が、前記消化槽本体内であって、前記消化槽本体内の液面レベルよりも下方に位置している、
   汚泥循環装置。
4. 請求項１～３のいずれかに記載の汚泥循環装置において、
   前記返送ポンプが容積式ポンプである、
   汚泥循環装置。
5. 請求項１～４のいずれかに記載の汚泥循環装置において、
   前記クッションタンクは、前記汚泥引抜管が接続される流入口、および内部の汚泥が流出する流出口を有し、
   前記クッションタンク内の、前記流入口と前記流出口との間に仕切板が配置されている、
   汚泥循環装置。
6. 請求項１～５のいずれかに記載の汚泥循環装置を備える消化槽。
7. 消化槽本体の側面から突出する前記消化槽本体内の発泡汚泥を流出させるための汚泥引抜管を経由させて、上端部にガス抜き管が接続されたクッションタンク内へ当該消化槽本体内の発泡汚泥を流下させる汚泥引抜工程と、
   前記クッションタンク内の汚泥を返送ポンプ、および当該返送ポンプに接続された汚泥返送管にて前記消化槽本体内へ戻す汚泥返送工程と、
   を備え、
   前記ガス抜き管は、前記クッションタンクと前記消化槽本体の気相部とを接続する管である、汚泥循環方法。

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