JPH01266815A - 濾過濃縮装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、上水処理、産業用水処理、下水処理。

し尿処理、産業排水処理などで発生する汚泥をか過、濃
縮するための装置に関するもので、特に汚泥を天日乾燥
床や、加圧脱水機で脱水する場合の前処理装置の改良に
関するものである。

（従来の技術〕 従来、上水処理、産業用水処理、下水処理、し尿処理、
産業排水処理などで発生する汚泥を脱水する場合、汚泥
に鉄塩１石灰、または高分子凝集剤等の脱水助剤を添加
し、水中造粒脱水機、真空濾過機、加圧濾過機、遠心脱
水機、ベルトプレス型脱水機等の脱水機で脱水処理され
ていた。近年、特に上水処理、産業用水処理等の分野で
、汚泥濾過液の再利用、または脱水ケーキを再利用する
ため、脱水に際して上記脱水助剤の混入を嫌う傾向があ
り、このため汚泥を無薬注で天日乾燥床や、加圧脱水機
で脱水処理するケースが増えてきている。汚泥を無薬注
で脱水処理する場合、天日乾燥床や、加圧脱水機へ投入
する際の汚泥の濃度が非常に重要であり、汚泥濃度が薄
いと天日乾燥床や、加圧脱水機での処理効率が著しく低
下する。従来汚泥の前′ａ縮にはシックナーなどの沈降
法（沈殿法）が用いられてきたが、最近は汚泥中に有機
物や水酸化アルミニウム等の濃縮しにくい成分が増加し
、沈降法では十分に濃縮できないことが多（なってきて
いた。

従来より、汚泥を無薬注で天日乾燥床や加圧脱水機で脱
水処理する場合、濾過濃縮装置が汚泥の前濃縮装置とし
て用いられていた。例えば第３図に示すように、密閉容
器１内に透過液側に支持体を設けたフィルターエレメン
ト２を挿入して透過液出口３に連通したバッグフィルタ
ー型の濾過膜水装置において、濃縮すべき汚泥を被濃縮
汚泥人口４から密閉容器１内に充填し、透過液側を水柱
等によって減圧するか、または密閉容器１内に濃縮すべ
き汚泥を圧太し、透過液を透過液出口３から流出させつ
つ汚泥を濾過濃縮し、濃縮された汚泥を濃縮汚泥取出し
口５から取り出すようにした装置等があった。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記従来のバッグフィルター型の濾過濃縮装置において
は、濾過／ｆｆｉ縮された濃縮汚泥はフィルターエレメ
ント２の表面にケーキ状に付着するので、これをフィル
ターエレメント２の表面より剥離し、汚泥７層度を低下
さゼることなく系外に排出してやる必要がある。従来の
これら濾過？Ｒｍｉ装置では、？Ｈ縮汚泥をフィルター
エレメント２の表面より５ｉ離するために、装置内に残
留している未処理汚泥を装置外へ抜き出した後、透過液
の一部や空気などをフィルターエレメント２の透過液側
から逆流させてフィルターを逆洗する（バ、クウォシン
グと呼ぶ）方法が用いられてきた。このバックウオシン
グ方法は、フィルターエレメント２の一部のみで剥離が
起きた場合、その部分が透過液や空気の抜は道になり全
体の剥離がうまく行かなくなることがあり、また透過液
が汚泥側に混入して汚泥７農度が低下する等の問題点が
あった。また、（二環汚泥の剥離を促進するため、フィ
ルターエレメント２の透過液側に設けた支持体をスプリ
ング状として、その伸縮作用により剥離を促進する改良
も行われたが、汚泥の性状によっては剥離できないこと
もあった。また、濃縮汚泥の剥離性をよくするため、予
め珪藻土などでフィルターエレメント２にプレコートし
ておく方法もあるが、汚泥中に珪藻土の混入が望ましく
ない場合には用いることができないし、操作が煩雑にな
り、濃縮コストも高くなる問題点があった。さらに、濃
縮汚泥の剥離に先立って、装置内に残留している未処理
汚泥を装置外へ排出してこれを原汚泥貯槽等に戻し入れ
るため、濾過？ａ縮以外の雑時間が長くなり、処理能力
が低下するなどの問題点があった。

本発明は、上述したような従来の濾過濃縮装置における
欠点を解消し、ａ縮汚泥のフィルターエレメント表面か
らの剥離を容易ならしめ、脱水を行う場合の前濃縮装置
として、濃度の高い濃縮汚泥を効率よく得ることができ
る濾過濃縮装置を提供しようとするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、密閉容器内に、透過液側に支持体を設けたフ
ィルターエレメントを挿入し、該密閉容器内に濃縮すべ
き汚泥を圧入するか、または前記透過液側を減圧するこ
とによって汚泥を濾過濃縮する装置において、前記フィ
ルターエレメントの下方に散気装置を設け、さらに密閉
容器内に、見掛は密度が密閉容器内に充填されている汚
泥の真密度よりは小さく、散気中の汚泥の見掛は密度よ
りは大きい浮遊体を収容したことを特徴とする濾過濃縮
装置である。

〔作　用〕

本発明では、前記従来のようなフィルターエレメントを
挿入した密閉容器の内部に、見掛は密度が密閉容器内に
充填されている汚泥の真密度よりは小さく、かつ散気中
の汚泥の見掛は密度よりは大きい浮遊体が収容されてお
り、該浮遊体は汚泥か濾過濃縮されている間は汚泥との
密変差によって該容器内で上部に浮上している。適当な
時間１濾過濃縮を継続し、フィルターエレメント表面に
濃縮汚泥を付着させた後、フィルターエレメントの下方
に設けられた散気装置により該容器内に気泡を発生せし
めると、容器内の汚泥の見掛は密度は気泡がないときに
比べて小さくなり、浮遊体は沈降を始めると同時に気泡
との衝突や汚泥流により容器内を激しく運動し、かつフ
ィルターエレメントに衝突して濃縮汚泥をフィルターエ
レメント表面より剥離させる。

さらに前記浮遊体の形状が、最大長さがフィルターエレ
メント間の間隙よりも小さくかつ表面に凹凸を有する球
体または立方体であれば、ケーキの剥離効果は一層向上
する。しかし、浮遊体はかならずしも球体または立方体
である必要はなく、汚泥流等によって回転運動が可能な
形状であればよい。このように、所定時間容器内で散気
した後散気を止めれば、浮遊体は上部に速やかに浮上し
、一方剥離された濃縮汚泥の塊は容器の下部に速やかに
沈降するから、容器の下部より濃縮汚泥を取り出す。

このようにして得られた濃縮汚泥は、一般にかなり粘性
が高く半固形状であるため、容器内に未処理の汚泥が残
っていても、これと混和することはなく、半固形状のま
ま容器底部に沈降してくるので、濃縮汚泥を取り出すこ
とができるが、該容器の下部でブリッジングを起こし易
＜、濃縮汚泥の排出が妨げられることがある。従って、
容器の下部に底部に行くに従って断面積が小さくなるよ
うな汚泥濃縮部を形成し、かつ該汚泥濃縮部に旋回式の
汚泥かき寄せ機を設ければ、このようなブリッジングを
防止するとともに汚泥の濃縮を促進させるので高濃度の
濃縮汚泥を得ることが可能になる。

このように本発明によれば、濾過濃縮終了後汚泥のすべ
てを容器外に抜き去ることなく、直ちに濃縮汚泥の剥離
が行われ、かつフィルターエレメント表面からの濃縮汚
泥の剥離が短時間の中に完全に行われるため、処理に要
する時間が従来の装置と比べて大幅に短縮でき、きわめ
て能率のよい濾過濃縮が行われる。

〔実施例〕

本発明の一実施例を、第１図を参照しながら説明すれば
、密閉容器１内に、透過液側にスプリング等の支持体を
設けたフィルターエレメント２（第２図参照）を挿入し
、密閉容器１に開口した被濃縮汚泥人口４より濃縮すべ
き汚泥を圧入するか、または透過液出口３を介して透過
液側を減圧するとによって汚泥を濾過濃縮し、フィルタ
ーエレメント２表面に濃縮汚泥を付着せしめる。さて本
発明では、密閉容器１の内部に、見掛は密度が密閉容器
１内に充填されている汚泥の真密度よりは小さく、かつ
散気中の汚泥の見掛は密度よりは大きい浮遊体６が収容
されており、浮遊体６は汚泥か濾過濃縮されている間は
汚泥との密度差によって上部に浮上している。適当な時
間濾過濃縮を１［ＩＭした後は、フィルターエレメント
２の下方に設けられた散気装置７により汚泥内に気泡を
発生せしめる。密閉容器ｌ上部の開口部８は散気中の気
体の出口で、浮遊体６の流出を防止するためのスクリー
ン９等が設けられている。散気によって密閉容器１内の
汚泥の見掛は密度は気泡がないときに比べて小さくなり
、浮遊体６は沈降を始めると同時に気泡との衝突や汚泥
流により容器内を激しく運動し、かつフィルターエレメ
ント２に衝突して濃縮汚泥をフィルターエレメント２の
表面よりクリ離する。所定時間容器内に散気した後散気
を止めれば、浮遊体６は上部に速やかに浮上し、−方剥
離された濃縮汚泥の塊は下部に速やかに沈降し、密閉容
器１内に未処理汚泥が残っていたとしても、これと混和
することなく、半固形状のまま密閉容器１の下部に開口
した濃縮汚泥取出し口５より濃縮汚泥を取り出せる。従
って、濾過濃縮終了後汚泥のすべてを容器外に抜き去る
ことなく、直ちに濃縮汚泥の剥離が行われる。また、散
気気体の出口の開口部８に、適当な気液分離機構と容器
内の濾過圧力を維持するための圧力調整弁を設ければ、
汚泥の濾過濃縮を継続しながら同時に濃縮汚泥の剥離を
行うことも可能である。

このようにして得られた濃縮汚泥は、−ＦＧにかなり粘
性が高く半固形状であるため密閉容器１内の下部でブリ
ッジングを起こし易く、濃縮汚泥の外部への排出が妨げ
られることがある。従って、密閉容器１内の下部に底部
に行くに従って断面積が小さくなるような汚泥濃縮部を
形成し、かつこの汚泥濃縮部に駆動装置１０で旋回する
かき寄せ機１１等の攪拌機能や排出機能を有する装置を
設ければ、このようなブリッジングを防止するとともに
汚泥の濃縮を促進させるので、高濃度の濃縮ｌη泥を円
滑に排出することが可能となる。

第２図は本発明による浮遊体６及びフィルターエレメン
ト２の一実施例を示す詳細図で、浮遊体６は直径がフィ
ルターエレメント２間の間隙よりよりも小さくかつ表面
に凹凸を有する球体である。

ただし、浮遊体６は必ずしも球体である必要はなく、汚
泥流等によって回転運動が可能な形状であればよい。浮
遊体６はゴム、プラスチック、金属などでつくられ、見
掛は密度を調整するために内部に空洞を設けてもよい９
敗気中の汚泥の見掛は密度は、散気をしない場合の汚泥
の真密度と比べて５〜１０％程度小さくなるから、これ
を勘案して浮遊体６の見掛は密度を調整する。フィルタ
ーエレメント２は、が布１２と透過液の流路を確保する
ために支持体１３が、容器内の汚泥と透過液を遮断する
プレート１４に多数取り付けられたもので構成されてい
る。１５はが布１２に付着した濃縮汚泥を示す。

なお、支持体１３は、コイルスプリングのような伸縮自
在のものでも、多孔板、焼結体等の固定のものでもよく
、また濾過４ＷＪは連続的でも回分的でもかまわない。

次に本発明による試験例を述べる。某上水場の汚泥（汚
泥濃度６　ｇ／／）を濾過圧力０．９ｋｇ／ｃｆｆｌで
１５分濾過した後、散気装置から３分空気を供給して容
器内に散気し、３分静置した後、容器の下部から濃縮汚
泥を取り出した。このようにして得られた濃縮汚泥の濃
度は８０ｇ／ｌで、投入汚泥濃度に比べて１３倍に濃縮
された。濾過速度は０．５ｋｇ／ｃ４−ｈであった。前
記汚泥についてさらに試験を実施したところ、濾過圧力
０．４〜２．０ｋｇ／ｃｎｌ。

が適時間１５〜１２０分１散気時間１〜２０分、静置時
間１〜２０分の運転条件で、？ａｍ！汚泥濃度は６８〜
１２９ｇ／　！！　、濾過速度は０．２〜０．５ｋｇ／
ｃＡ・ｈであった。また散気の際の空気量を変動させた
り、断続的に散気を行うことも剥離を促進する上で有効
であった。

次に、従来の技術による試験例を述べれば、前記某上水
場の汚泥（汚泥濃度６　ｇ／　ｊ！　）を濾過圧力０．
９ｋｇ／−で１５分濾過した後、容器内の未処理汚泥を
抜き取ったが、濃縮汚泥はフィルターエレメントに付着
したままであった。次に、透過液側から空気を吹き込み
、容器内に残った透過液と吹き込み空気による逆２＜バ
ンクウォッシュ）を試みたが、濃縮汚泥の一部が剥離し
ただけで剥離は不完全であった。結局かなり大量の逆洗
水を流すか、またはフィルターエレメントを容器より取
り出して強制的に剥離させないと、濃縮汚泥の完全な剥
離は困難であった。

〔発明の効果〕

上述のように本発明によれば、汚泥等を無薬注で脱水処
理する場合、脱水設備の前処理装置として掻めて濃厚な
汚泥が得られるので後段の脱水設備の能力が著しく向上
し、さらに脱水設備を小さくできる等の経済効果をもた
らす。また本発明では、従来の技術と比べ、濃縮汚泥を
フィルタエレメントから剥離させる際に、未処理汚泥を
容器外へ排出する必要がなく、空気や透過液による逆洗
も必要がないので汚泥濃度が高くなる、雑時間が少ない
ので濾過速度が大きくなるなどの効果をもたらす。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構造説明図、第２図は
本発明のフィルターエレメント部の詳細図、第３図は従
来例の構造説明図である。 １・・・密閉容器、２・・・フィルターエレメント、３
・・・透過液出口、４・・・被濃縮汚泥入口、５・叩農
縮ｌη泥取出し口、６・・・浮遊体、７・・・散気装置
、８・・・開口部、９・・・スクリーン、１０・・・駆
動装置、１１・・・かき寄せ機、１２・・・７戸布、１
３・・・支持体、１４・・・フ″レート、１５・・・濃
１宿ンη泥。 特許出願人　　　　荏原インフィルコ株式会社特許出願
人　　　　株式会社荏原総合研究所代理人　弁理士　　
　薬　　師　　　　　稔代理人　弁理士　　　依　１）
　孝　次　部代理人　弁理士　　　高　　木　　正　　
行第１図 ０発　明　者　　本　　橋　　　　　寛　　東京都港区
港南社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）密閉容器内に、透過液側に支持体を設けたフィル
   ターエレメントを挿入し、該密閉容器内に濃縮すべき汚
   泥を圧入するか、または前記透過液側を減圧することに
   よって汚泥を濾過濃縮する装置において、前記フィルタ
   ーエレメントの下方に散気装置を設け、さらに密閉容器
   内に、見掛け密度が密閉容器内に充填されている汚泥の
   真密度よりは小さく、散気中の汚泥の見掛け密度よりは
   大きい浮遊体を収容したことを特徴とする濾過濃縮装置
   。