JPH0139840B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、デンカンタ型遠心濃縮機を使用し
た汚泥濃縮設備の改良に関するもので、さらに詳
しくは、前記遠心濃縮機に対して供給される供給
汚泥の濃度が変化しても、前記遠心濃縮機から排
出される濃縮汚泥の濃度を自動的に一定に保持す
るようにした汚泥濃縮設備に関する。

一般に、下水、し尿、産業排水等の処理施設か
ら発生する余剰汚泥は、通常重力濃縮槽で濃縮
し、その濃縮汚泥を消化処理あるいは脱水処理し
ている。

汚泥の濃縮手法には上記濃縮槽の他、加圧浮上
装置や遠心濃縮装置が用いられるが、その遠心濃
縮装置で用いられているデカンタ型遠心濃縮機
は、例えば固形物濃度が0.3〜1.0％程度の供給汚
泥に1000〜2000G（Ｇは重力加速度）の遠心力を
適用して、その遠心分離作用により、固形物濃度
を３〜10％好ましくは４〜５％程度まで濃縮し得
るものであつて、その濃縮性能が他の装置より優
れている。

デカンタ型遠心濃縮機から排出される濃縮汚泥
の固形物濃度調節は、濃縮汚泥排出送り速度に相
当するスクリユーコンベヤとボウルシエル間の毎
分回転数の差（以下単に「回転差」という）や回
転筒内部の液層深さをダムやスキマで変化させる
ことにより行つている。しかしながら、濃縮汚泥
の濃度調節機構である回転差や液層深さ等の機械
的条件を一定の保つた場合、例えば供給汚泥の固
形物濃度が0.5％から0.8％に変化するといつた供
給汚泥の性状変化に伴う濃縮汚泥の固形物濃度の
変化はさけられない。供給汚泥の固形物濃度や有
機物量、沈降速度、SV値等が濃縮汚泥の固形物
濃度に影響を及ぼすが、実際の運転で供給汚泥の
これら変化に合わせて回転差や液層深さを調節す
ることは管理上不可能に近い。

実際供給汚泥中の固形物濃度で0.2％、あるい
は有機物量で10％の変化が濃縮汚泥の固形物濃度
を２〜３％変化させる場合があり、例えば固形濃
度0.5％の供給汚泥を固形物濃度５％の濃縮汚泥
として定常運転していたものが供給汚泥の固形物
濃度が0.8％に変化すると、濃縮汚泥の固形物濃
度が７％以上にもなつて、このため濃縮汚泥移送
ポンプの故障および後処理工程に使用される消化
槽や脱水機の機能を低下させる原因になつてい
る。

この発明はかかる問題を解決するためになされ
たものであつて、本発明による汚泥濃縮装置は、
比較的低濃度でしかも経時的に濃度が変化するス
ラリー状汚泥を濃縮処理の対象物とし、該汚泥を
供給量一定および定常運転条件下で遠心濃縮機に
供給して該遠心濃縮機の濃縮汚泥流出口から濃縮
汚泥受槽へスラリー状濃縮汚泥を排出するように
した汚泥濃縮設備であつて、該汚泥濃縮設備は、
一端部に清澄液流出口を他端部に濃縮汚泥流出口
を設けたボウルシエルと、該ボウルシエルの回転
駆動手段と、該ボウルシエル内に配置され且つ該
ボウルシエルと差動連動手段を介して連動し該ボ
ウルシエルと所定の回転差をもつて回転するスク
リユーコンベヤと、該スクリユーコンベヤと上記
ボウルシエル間の回転差を制御する回転差制御装
置とからなるデカンタ型遠心濃縮機と、上記濃縮
汚泥受槽内に設置されて、上記スラリー状濃縮汚
泥の固形物濃度を回転翼の回転トルクから検出し
てその検出濃度値を出力する粘度検出器と、該粘
度検出器の出力値に基づき排出濃縮汚泥濃度が予
め設定された一定値に保持されるように自動的に
上記回転差制御装置を制御する自動制御手段とを
備え、供給汚泥濃度が経時的に変化しても排出ス
ラリー状濃縮汚泥濃度を一定に保持するようにし
たことを特徴とするものである。なお、本発明の
汚泥濃縮設備は、前述の余剰汚泥の外、金属水酸
化物、石油蛋白、酵母などの微生物の処理にも適
用できる。

以下この発明の詳細を図面に基づいて詳しく説
明する。

第１図は、この発明に使用されるデカンタ型遠
心濃縮機の一例を示したものである。第１図中フ
レーム１１に軸受けで固定された回転部、ギヤボ
ツクス２、スクリユーコンベヤ５、ボウルシエル
６は駆動電動機の回転をＶベルトで駆動プーリ９
に伝達する回転駆動手段により例えば1000〜
3000r.p.mといつた高速で回転し、分離、濃縮、
排出に必要な1000〜2000Gの遠心力を発生する。
フイードチユーブ１０でフイードゾーン７に供給
された固形物濃度が0.3〜1.0％程度の汚泥は遠心
力により清澄液と固形物濃度４〜５％の濃縮汚泥
とに分離される。

清澄液は、清澄液流出口３より溢流しケーシン
グ４で集められた清澄液排出口１３より排出され
る。

濃縮汚泥は、ギヤボツクス２、差動プーリ１等
を含む差動連動手段を介してボウルシエル６と連
動し、該ボウルシエル６より毎分回転数差にして
５〜25程度遅い回転数で回転するスクリユウーコ
ンベヤ５により濃縮されながら濃縮汚泥流出口８
側に移動する。また、上記差動プーリ１は例えば
渦電流継手等を用いた回転差制御装置により所定
の回転差が得られるように制御される。

必要な濃度、例えば固形物濃度５％迄に濃縮さ
れた濃縮汚泥は、濃縮汚泥流出口８から押し出さ
れ、ケーシング４で集められた濃縮汚泥出口１２
より排出される。

今、濃縮処理されるべき汚泥の供給量、供給汚
泥の固形物濃度および遠心力分離機の運転条件等
がすべて一定であるとすれば、濃縮汚泥の固形物
濃度も一定に保持されるが、供給汚泥の固形物濃
度が変化すると、その変化に伴い濃縮汚泥の固形
物濃度も変化し、もはや濃縮汚泥の固形物濃度を
一定に保持するという目的は達成されなくなる。
そこで、このような供給汚泥の固形物濃度が変化
する場合、濃縮処理されるべき汚泥供給量および
遠心分離機の運転条件のうちボウルシエルの毎分
回転数を変えることなく、濃縮汚泥の固形物濃度
を所定の一定値に保持することが望まれるのであ
るが、これは遠心濃縮機におけるスクリユーコン
ベヤとボウルシエルの毎分回転数差を調節するこ
とにより達成される。

しかしながら、遠心濃縮機における上記したス
クリユーコンベヤとボウルシエルの回転数差の調
節は、該遠心濃縮機を用いる汚泥濃縮設備を含め
た汚泥処理システム全体で連続的に大量の汚泥を
処理するにあたつて人為的に行なうことは困難で
あつて、前記したとおり事実上不可能に近い。

この発明は、上記のようにデカンタ型遠心濃縮
機で濃縮汚泥の固形物濃度の調節に重要な役割を
果たしているスクリユーコンベヤとボウルシエル
間の回転数差を自動的に制御する自動制御装置を
上記遠心濃縮機に付設し、該遠心濃縮機に対する
供給汚泥の固形物濃度が経時的に種々変化する場
合においても、上記自動制御装置の作用により排
出濃縮汚泥の固形物濃度を予め設定した一定値に
保持することができるもので、第５図にその系統
図の一例が示されている。

第２図は、デンカンタ型遠心濃縮機におけるス
クリユーコンベヤとボウルシエル間の毎分回転数
差（以下単に回転差という）と濃縮汚泥の固形物
濃度の関連を示すものであり、供給汚泥は下水余
剰活性汚泥である。なお、この第２図は、濃縮処
理されるべき汚泥の供給量、供給汚泥の固形物濃
度及び遠心濃縮機のボウルシエルの毎分回転数な
どが一定であることを前提としたグラフ図であ
り、供給汚泥の固形物濃度が変化すれば、その変
化に応じて第２図に示す曲線の上下にほぼ類似の
いくつもの曲線が得られ、これらの曲線はこずれ
もスクリユーコンベヤとボウルシエル間の回転差
と濃縮汚泥の固形物濃度とが概ね比例関係にある
ことを示している。

第３図はデカンタ型遠心濃縮機の供給汚泥の固
形物濃度の変化と、それに伴う濃縮汚泥の固形物
濃度の変化を示すものであり、供給汚泥は下水余
剰活性汚泥である。なおこの第３図は、濃縮処理
されるべき汚泥の供給量および遠心濃縮機のボウ
ルシエルの毎分回転数が一定であることを前提と
したグラフ図であり、この図は、供給汚泥の固形
物濃度と濃縮汚泥の固形物濃度とが概ね比例関係
にあることを示している。

第４図は、濃縮汚泥の固形物濃度と該濃縮汚泥
の配管中の自然流下速度（濃縮汚泥粘度に相当す
る）との関連を示すものであり、供給汚泥は下水
余剰活性汚泥である。つまり、この第４図は、濃
縮汚泥の固形物濃度と該濃縮汚泥の粘度とが概ね
比例関係にあることを示している。

遠心濃縮機より排出される濃縮汚泥の固形物濃
度は３〜10％の間であり、実用上は４〜５％の間
で制御することが望ましいが、第３図に示すとお
り、供給汚泥の固形物濃度の変化に伴い、濃縮汚
泥の固形物濃度も変化するため、第４図に示すよ
うな濃縮汚泥の配管中の自然流下速度（濃縮汚泥
粘度に相当する）という一つの動性変動を指標と
して、第３図に示すスクリユーコンベヤとボウル
シエル間の回転差を自動制御装置の作用でもつて
自動的に調節することにより、濃縮汚泥の固形物
濃度を予め設定した一定値に保持するように制御
することができる。

すなわち、濃縮処理されるべき汚泥の固形物濃
度、該汚泥の供給量、遠心濃縮機におけるボウル
シエルの毎分回転数およびスクリユーコンベヤと
ボウルシエルの回転差が一定である条件のもとで
デカンタ型遠心濃縮機を運転して、該遠心濃縮機
から排出される濃縮汚泥の固形物濃度が予め設定
された一定値に保持されていたとして、供給汚泥
の固形物濃度が変化すると、第４図のグラフ図か
らわかるように濃縮汚泥の固形物濃度も当然に変
化する。そこで変化した濃縮汚泥の固形物濃度を
計測により知ることができれば、第３図のグラフ
図から供給汚泥の固形物濃度がどのように変化し
たかを知ることができる。一方濃縮汚泥の固形物
濃度と該濃縮汚泥の自然流下速度つまり濃縮汚泥
の粘度とは第４図に示すような相関関係があるか
ら、濃縮汚泥の粘度を計測によつて知ることがで
きれば、該粘度に対応する濃縮汚泥の固形物濃度
を知ることができる。かくして濃縮汚泥の粘度の
変化を常時計測することにより供給汚泥の固形物
濃度が変化を知ることができる。供給汚泥の固形
物濃度が或る一定の値である場合において遠心濃
縮機におけるスクリユーコンベヤとボウルシエル
間の回転差とを濃縮汚泥の固形物濃度との相関関
係は第２図に示すとおり既知であるから、これに
基づいて供給汚泥の固形物濃度の変化を知ること
ができれば、該変化に対応したスクリユーコンベ
ヤとボウルシエル間の回転差を調節することによ
つて、濃縮汚泥の固形物濃度を予め設定した一定
値に保持することができる。

本発明は、上記した原理に基づき、遠心濃縮機
から排出される濃縮機汚泥の固形物濃度を濃度検
出器により常時検出し、該濃度検出器の発する検
出信号の変化を利用して、供給汚泥の固形物濃度
の変化にかかわらず濃縮汚泥の固形物濃度を予め
設定した一定値に保持するように遠心濃縮機にお
けるスクリユーコンベヤとボウルシエル間の回転
差を自動的に制御するようにしたもので、その自
動制御装置の実施例について以下に説明する。

第５図は、濃縮汚泥の固形物濃度を自動的に制
御する装置の一例であり、第１図で示したデカン
タ型遠心濃縮機は符号Ａで示されており、汚泥供
給ポンプ１４から管１５を介して供給された汚泥
は、遠心濃縮機Ａで分離液１８と濃縮汚泥１９に
分離されるが、濃縮汚泥は濃縮汚泥受槽１６に取
り付けられた粘度検出器２５で固形物濃度が回転
トルクの変化として検出されるようにしてある。
つまりこの粘度検出器２５は遠心濃縮機Ａから排
出される濃縮汚泥の固形物濃度を常時検出してそ
の検出信号を発する検出器として機能する。

粘度検出器２５から発する検出信号は、変換器
２４に入力されて所要の信号に変換され、線形加
減速器２３への入力となり、ここで渦電流継手２
０の回転速度を制御するに必要な指令を発生す
る。

前記したスクリユーコンベヤとボウルシエル間
の回転差制御装置である渦電流継手２０に取り付
けられた回転速度発信器２１からの入力は速度制
御器２２で線形加減速器２３からの指令を比較さ
れ渦電流継手２０の励磁電流を変化させ指令通り
の回転数に制御される。すなわち渦電流継手２０
は、スクリユーコンベヤとボウルシエル間の回転
差を制御する回転差制御装置を構成するものであ
り、また変換器２４、線形加減速器２３、速度制
御器２２および回転速度発信器２１は、粘度検出
器２５が出力する信号に基づき回転差制御装置と
しての渦電流継手２０を制御する自動制御手段を
構成するものである。なお、渦電流継手２０にか
えて渦電流継手付電動機やサイリスタモータのよ
うな可変速モータを用いても良い。

粘度検出器２５は濃縮汚泥受槽１６の構造を変
えることにより連続、間欠いずれの測定でも可能
である。

以上に述べたように、本発明の汚泥濃縮設備に
よればデカンタ型遠心濃縮機を用いて濃縮を行な
うにあたり、濃縮液の粘度等の測定値を利用する
ことにより、遠心濃縮機の定常運転（供給汚泥量
一定・ボウルシエル回転数一定）のもとにあつ
て、供給汚泥の固形物濃度変化に左右されずに濃
縮汚泥の固形物濃度を自動的一定に保持すること
ができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に使用されるデカンタ型遠心
濃縮機の一部破断側面図、第２図は第１図に示す
デカンタ型遠心濃縮機におけるスクリユーコンベ
ヤとボウルシエル間の回転差と濃縮汚泥の固形物
濃度の関係を示すグラフ図、第３図は上記遠心濃
縮機に対する供給汚泥の固形物濃度の変化と、そ
れに伴う濃縮汚泥の固形物濃度の関係を示すグラ
フ図、第４図は濃縮汚泥の固形物濃度と濃縮汚泥
の自然流下速度（粘度に相当する）の関係を示す
グラフ図、第５図は濃縮汚泥の固形物濃度を自動
的に一定に維持する本発明の汚泥濃縮設備を示す
系統図である。 １……差動プーリ、２……ギヤボツクス、３…
…清澄液流出口、５……スクリユーコンベヤ、６
……ボウルシエル、８……濃縮液流出口、１４…
…汚泥供給ポンプ、１６……濃縮汚泥受槽、１７
……濃縮汚泥排出ポンプ、１８……分離液、１９
……濃縮汚泥（濃縮液）、２０……渦電流継手、
２１……回転速度発信器、２２……速度制御器、
２３……線形加減速器、２４……変換器、２５…
…粘度検出器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 比較的低濃度でしかも経時的に濃度が変化す
   るスラリー状汚泥を濃縮処理の対象物とし、該汚
   泥を供給量一定および定常運転条件下で遠心濃縮
   機に供給して該遠心濃縮機の濃縮汚泥流出口から
   濃縮汚泥受槽へスラリー状濃縮汚泥を排出するよ
   うにした汚泥濃縮設備であつて、該汚泥濃縮設備
   は、一端部に清澄液流出口を他端部に濃縮汚泥流
   出口を設けたボウルシエルと、該ボウルシエルの
   回転駆動手段と、該ボウルシエル内に配置され且
   つ該ボウルシエルと差動連動手段を介して連動し
   該ボウルシエルと所定の回転差をもつて回転する
   スクリユーコンベヤと、該スクリユーコンベヤと
   上記ボウルシエル間の回転差を制御する回転差制
   御装置とからなるデカンタ型遠心濃縮機と、上記
   濃縮汚泥受槽内に設置されて、上記スラリー状濃
   縮汚泥の固形物濃度を回転翼の回転トルクから検
   出してその検出濃度値を出力する粘度検出器と、
   該粘度検出器の出力値に基づき排出濃縮汚泥濃度
   が予め設定された一定値に保持されるように自動
   的に上記回転差制御装置を制御する自動制御手段
   とを備え、供給汚泥濃度が経時的に変化しても排
   出スラリー状濃縮汚泥濃度を一定に保持するよう
   にしたことを特徴とする汚泥濃縮設備。