JPH03135406A

JPH03135406A - 汚泥の濾過濃縮方法

Info

Publication number: JPH03135406A
Application number: JP1271546A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Motohashi; 本橋　寛; Yasuhiro Mitsui; 三井　康弘; Shinichiro Egawa; 江川　真一郎; Masanori Eto; 衛藤　正徳
Original assignee: Ebara Infilco Co Ltd
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 1989-10-20
Filing date: 1989-10-20
Publication date: 1991-06-10
Anticipated expiration: 2012-02-12
Also published as: JP2581600B2

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濾過濃縮するため
の方法に関するもので、特に汚泥を天日乾燥床や、加圧
脱水機、遠心脱水機、凍結融解機等で脱水する場合の前
処理として使用する濾過濃縮方法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
に鉄塩等の無機凝集剤９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、真空濾過板、加圧
がｉｆ５機、遠心脱水機ヘルドブレス型脱水機等の脱水
機で脱水処理していた。近年、特に上水処理、産業用水
処理等の分野で、薬注なしの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。このような脱水
処理をする場合、天日乾燥床や、加圧脱水機へ供給する
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、汚泥の前濃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、最近では汚泥中に有機物
や水酸化アルミニウム等の濃縮しにくい成分の割合が増
加し、沈降法では十分に濃縮できないことが多くなって
きた。

そのため、例えば第５図に示すような１ｐ過濃縮装置が
用いられていた。即ち、密閉槽１内に水平の仕切板２に
よってｌη泥濃縮部３とその上部にか液を集める集液部
４が区画形成され、汚泥濃縮部３には汚泥流入弁５を備
えた汚泥流入管６が連設され、集液部４には炉液弁７を
備えた濾液流出管８と空気抜弁９を備えた空気抜管１０
が連設されている。さらに、汚泥濃縮部３内には、支持
体の外周にか布を巻き付け、一端を開放し他端を閉鎖し
た筒状フィルターエレメント（以下単にエレメントとい
う）１１が配設され、各開放端部付近が仕切板２に固定
され、エレメント１１内に透過した濾液がその開放端を
経て集液部４内に流れるようになっている。また、密閉
槽ｌ内下方部は濃縮汚泥排出部１２が形成され、濃縮汚
泥排出弁１３を備えた濃縮汚泥排出管１４が連設されて
いる。

このような濾過濃縮装置は、第６図に示すように、汚泥
流入管６を、吸込側が原汚泥貯槽１５に連なる汚泥ポン
プ１６の吐出側に連結し、原汚泥貯槽１５に貯留された
原汚泥を、ｌη泥水ポンプ１６て汚泥流入管６を経て密
閉槽１内の汚泥濃縮部３に供給するが、原ｌη泥を汚泥
ポンプ１６によって圧入するか、あるいは集液部４側を
減圧することによって、エレメント１１内外に生じた差
圧によりエレメント１１の外側に汚泥が付着し濃縮され
る一方、濾液はエレメント１１の内部に透過して集液部
４に集められ、濾液流出管８から流出す上記操作により
、ニレメン）１１の外側に付着し所定濃度に汚泥が濃縮
された時には、原汚泥の供給を停止し、戻し弁１７を開
いて戻し管１Ｂから汚泥濃縮部３内の未濃縮汚泥を原汚
泥貯槽１５に戻したのち戻し弁１７を閉じ、汚泥濃縮部
３内を大気に開放したのち、ニレメン）１１内に圧力空
気などをブローして外側に付着している濃縮汚泥を剥離
し、濃縮汚泥は濃縮汚泥排出部１２に落下し、濃縮汚泥
排出弁１３を開いて濃縮汚泥排出管１４から排出される
。このようなｔＨＦ６汚泥の剥離、排出工程終了後は、
濃縮汚泥排出弁１３を閉じ、汚泥濃縮部３内の大気開放
を遮断し、再び汚泥ポンプ１６にて原汚泥貯槽Ｉ５内の
汚泥を汚泥濃縮部３に充満したのち、前述のような７濾
過濃縮が行われる。

〔発明が解決しようとする課題〕

このような汚泥充満工程、濾過濃縮工程、未濃縮？′ｆ
３泥排出工程、濃縮汚泥剥離、排出工程を１サイクルと
した従来の汚泥の濾過濃縮方法には、次のような多くの
問題点を有していた。

■　未濃縮汚泥排出工程における密閉槽１から原ｌη泥
貯槽Ｉ５への未濃縮汚泥の返送は、動力費等の低減のた
めにも自然流下方式が好ましく、゛そのために原汚泥貯
槽１５の高水位（ＨＷＬ）は密閉槽ｌより低いことが必
要で、平地においては原汚泥貯槽】５を埋設、あるいは
密閉槽１を高架にせねばならず、建設費が多（なる。

■　未濃縮汚泥が原汚泥貯槽１５に返送されると、原汚
泥貯槽１５の容量は最大返送量分を見込まなければなら
ず、非常に大きくなる。

■　濾過濃縮工程が終了した時点での密閉槽ｌ内の未濃
縮汚泥量は、密閉槽１内の集液部４とエレメント１１内
炉液部を除いた６０〜８０％程度と、非常に大きな量で
ある。このため、未濃縮汚泥排出工程及び次回の濾過Ｃ
Ｍ縮工程前の汚泥充満工程に要する時間、いわゆる随時
間が増え、１サイクル当たりの所要時間も多くなる。

さらに、汚泥充満工程における汚泥ポンプ１６の稼動に
より、動力費も多くなる。

■　未濃縮汚泥排出工程により、密閉槽１内のエレメン
ト１１が空気と接触することになる。さらに、空気ブロ
ー等にて濃縮汚泥の剥離を行うと、エレメントＩＩ内に
残留又は付着している濾液等が酸化状態になる。そのた
め、原汚泥貯槽１５において、あるいはそれ以前に行わ
れた濃縮操作等において、還元状態でイオン化されてい
た鉄、マンガン等が酸化されてエレメント１１に付着し
、その通気度の低下、濾過速度の低下ともなり、寿命も
著しく短くなる。

本発明は、このような従来の問題点を解決し、従来の汚
泥充満工程、未濃縮汚泥排出工程を行うことなく、濾過
濃縮装置内の汚泥濃縮部を汚泥で満杯にした状態のまま
で４縮汚泥の剥離、排出を行い、雑時間、ランニングコ
ストの低減、設備の簡素化、エレメントの目詰まり防止
等を図ることができる汚泥の濾過濃縮方法を提供するこ
とを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、密閉槽１内に汚泥濃縮部３と集液部４とを区
画形成し、汚泥濃縮部３内に一端を開放して他端を閉鎖
した筒状フィルターニレメン目ｌを配設し、その開放端
部を集液部４に連通した汚泥の濾過濃縮装置を使用し、
汚泥濃縮部３内に汚泥を供給し、筒状フィルターエレメ
ント１１内に透過した濾液を集液部４を経て槽外に流出
させて汚泥の１濾過濃縮を行う方法において、筒状フィ
ルターエレメント１１外側に付着した濃縮汚泥を剥離、
排出するに当たり、汚泥の供給を停止し汚泥濃縮部３内
の未濃縮汚泥を排出することなく汚泥濃縮部３円上部を
大気に開放すると共に、該大気開放に伴う圧力差により
濾液を集液部４から汚泥濃縮部３へ流出させて前記筒状
フィルターエレメント１１に付着した濃縮汚泥を剥離し
、剥離された濃縮汚泥を槽外に排出することを特徴とす
る汚泥の濾過／ｊＳ縮方法であり、また、密閉槽１内に
汚泥７；締部３と集液部４とを区画形成し、汚泥濃縮部
３内に一端を開放して他端を閉鎖した筒状フィルターエ
レメント１１を配設し、その開放端部を集液部４に連通
した汚泥の濾過濃縮装置を使用し、汚泥濃縮部３内ムこ
汚泥を供給し、筒状フィルターエレメント１１内に透過
した濾液を集液部４を経て槽外に流出させてｌη泥の濾
過濃縮を行う方法において、濃縮汚泥の排出時には、汚
泥の供給を停止することなく、濾過濃縮中に所定時間汚
泥濃縮部３内に沈降した濃縮ｌη泥を汚泥の供給圧力に
より槽外に排出し、筒状フィルターエレメント１１外側
に付着した濃縮汚泥の＃ｊ隔離時は、汚泥の供給を停止
し汚泥濃縮部３内の未濃縮汚泥を排出することなく汚泥
濃縮部３円上部を大気に開放すると共に、該大気開放に
伴う圧力差により炉液を集液部４から汚泥濃縮部３へ流
出させて前記筒状フィルターエレメント１１に付着した
濃縮汚泥を剥離することを特徴とする汚泥のか過濃縮方
法であり、さらに、前記筒状エレメント１１外側に付着
した濃縮汚泥を剥離するに当たり、前記大気開放後に集
液部４に圧力ガス又は圧力水を導入することをも特徴と
するものである。

〔作　用〕

以下に、実施態様の一例を示す第１図及び第２図に基づ
いて本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明で使用する濾過濃縮装置の一例で、前述
した従来例を示す第５図と同一符号は同一部分を示し、
１９は汚泥濃縮部３向上部に連通する空気抜管２０に設
けられた空気抜弁で、また、集液部４には、空気流入弁
２１を備え空気源に連なる空気管２２と、真空弁２３を
備え真空源に連なる真空管２４とが連通されている。

なお、エレメント１１としては、公知の多孔管等の支持
体の外周にが布を巻き付けたもの、中空糸、多孔質セラ
ミックス濾過筒、多孔質の樹脂系濾過筒等を使用するこ
とができるが、コイルスプリング等の弾性支持体で筒状
が布を支持した伸縮自在の構造のエレメント１１を使用
するのが好ましい。

しかして、ます濾過濃縮工程では、空気抜弁１９゜空気
流入弁２１．真空弁２３．濃縮汚泥排出弁１３を閉とし
て、汚泥流入弁５．濾液弁７．空気抜弁９を開とし、汚
泥ポンプ１６を稼動して汚泥濃縮部３内に汚泥を打込む
と、汚泥濃縮部３内に貯留されている汚泥に圧力がかか
り、エレメント１１によってが遇されてエレメント１１
の外側には汚泥が付着して濃縮され、炉液はエレメント
１１内を経て集液部４に貯留され、炉液弁７から流出す
る。この時、集液部４内の炉液はＨＷＬに保たれ、伸縮
自在のエレメント１１は決過濃縮中には縮んだ状態とな
っている。

このようなｔ濾過濃縮工程終了後はエレメント１１の外
側に付着している濃縮汚泥の剥離、排出工程に移るが、
本発明では濃縮汚泥剥離、排出工程の前に従来行われて
いた未濃縮汚泥排出工程は行わない。即ち、請求項１の
発明においては、濾過濃縮工程終了後、汚泥濃縮部３内
の汚泥を排出することなく、そのままとし、汚泥ポンプ
１６を停止し、汚泥流入弁５．濾液弁７．空気抜弁９を
閉にし、真空弁２３．空気抜弁１９を開にし、集液部４
を真空状態とし、炉液のレベルをＨＷＬに保つ。

次に、真空弁２３を閉、空気抜弁９を開にすると、集液
室４内の真空状態が破壊され、炉液がエレメント１１内
へ逆流し、エレメント１１の外側に付着している濃縮汚
泥が剥離されると同時にエレメント１１は洗浄される。

この時、エレメント１１が伸縮自在であれば、エレメン
ト１１は伸びるから、Ｙｌ：、縮汚泥の剥離はより効果
的となる。

なお、濃縮汚泥をエレメント１１から剥離する際に、前
述のように集液室４を真空状態にしてから！１）離を行
うと均等に剥離できるので好ましいが、真空状態にせず
にいきなり空気抜弁１９を開放するだけでも剥離できる
。この際には、真空弁２３空気抜弁９の操作は必要では
なく閉にしておく。

また、前述の集液室４の真空破壊後に空気抜弁９を閉に
し、空気流入弁２１を開にして集液部４内に圧力空気又
は他から圧力水を導いて逆流する濾液を加圧すれば、濃
縮汚泥の剥離が一層効果的に行われる。また、真空弁２
３が閉、空気抜弁９が閉の状態で、空気管２２の空気流
入弁２１を開にすると、減圧状態から一気に加圧状態に
なり、濾液がエレメント１１内に急激に逆流するため、
最も効率の良い濃縮汚泥の剥離とニレメン）１１の洗浄
が行われる。

剥離された濃縮汚泥は濃縮汚泥排出部１２に沈降するが
、−旦濃縮された汚泥はその形状が壊れることなく未濃
縮汚泥中を沈降し、またエレメント１１内に逆流し、流
出する濾液は微々たる量であるから、未濃縮汚泥をわず
かに希釈する程度であり、濃縮汚泥はほとんど希釈され
ることなく濃縮汚泥排出部１２の底部に堆積し、堆積し
た濃縮汚泥は、濃縮汚泥排出弁１３を開にし、場合によ
ってはポンプを使用することによって濃縮汚泥排出管１
４から排出される。なお、濃縮汚泥排出用のポンプとし
てはスネークポンプあるいはその他の容積形ポンプを使
用すると良い。

この濃縮汚泥剥離、排出工程は濃縮汚泥排出管１４から
排出される汚泥の濃度を測定して、所定濃度以下になっ
た時あるいは所定時間経過後に終了し、再び濾過濃縮行
程に切換えるが、排出汚泥濃度を自動的に測定し自動停
止及び切換を可能にすれば便利である。

かくて、再び濾過濃縮工程が行われるが、汚泥濃縮部３
内は、濃縮汚泥の剥離に使われた僅かな炉液と未濃縮汚
泥とでほとんど満杯状態となっており、従来のような汚
泥充満工程はほとんど必要ない。

また、請求項２の発明においては、エレメント１１の濃
縮汚泥の剥離、洗浄時は前記請求項１の発明と同様であ
るが、剥離されて濃縮汚泥排出部１２の底部に沈降、堆
積した７；縮汚泥の排出方法が異なる。即ち、エレメン
ト１１の濃縮汚泥の剥離、洗浄を行ったのち、剥離され
た濃縮汚泥を排出することなく、そのまま各弁を開閉を
行い、汚泥ポンプ１６を稼動して濾過濃縮工程を再開す
る。

この時、汚泥濃縮部３内に圧力がかかり、濾過濃縮が行
われると同時に、濃縮ｌｒｉ泥排出弁１３を開にするこ
とによって、汚泥濃縮部３内の圧力あるいは必要により
ポンプを使用して、沈降、堆積している濃縮汚泥が所定
時間連続的に排出される。

従って、１サイクル当たりの所要時間がさらに短縮され
る。

この場合の濃縮汚泥の排出も、排出汚泥濃度が所定？４
度以下になった時に自動停止できるようにすることが好
ましい。

なお、前述したようなエレメント１１への酸化物付着に
よる機能低下を防ぐためには、濃縮汚泥剥離排出工程に
おいてエレメント１１を空気と接触させないようにする
ことが必要であり、そのためには、該工程中炉液が常に
集液部４内に残っているように集液部４の容量を設定す
ることが好ましい。多くの実験結果によれば、濃縮汚泥
の剥離に必要な濾液量は２〜１５ｅ／ｒｒｒ−エレメン
ト程度であり、また空気圧併用の場合の空気圧は０．５
〜２　ｋｇ　ｆ　／−程度が最適であった。

さらに、エレメント１１を空気と接触させないための手
段としては、第３図に示すように、集液部４に水位計２
５を設け、１戸液水位が集液部４内ＬＷＬで空気流入弁
２１を閉にし、大気開放とすることができるようにする
と良い。また、第４図に示すように、集液部４上部に弾
性あるダイヤフラム２６を張設して空気室２７を形成し
、この空気室２７に空気源から所定圧力の空気を導くよ
うにすることもでき、その時の空気抜管１０は炉液流出
管８から分岐させる。

上述したように、本発明では、濃縮汚泥の剥離排出に当
たって装置内の未濃縮汚泥を原汚泥貯槽１５に返送する
ことなく、そのまま濃縮汚泥を剥離するものであるから
、原汚泥貯槽１５の容量は従来より大幅に小さくなり、
また濾過濃縮に当たって原汚泥を装置内に満杯にする汚
泥充満工程も必要なく、濃縮汚泥の排出を決遇濃縮工程
中に行うことによりほぼ連続的処理が可能となり、濾過
速度も大幅に向上する。

さらに、従来法における未ｆ：ｉｌｉ！汚泥返送時には
、真空によってエレメント１１上の濃縮汚泥の剥離や亀
裂が発生しないように、濃縮汚泥を厚くしておかねばな
らず、濾過速度が極端に悪くなるが、本発明では未濃縮
汚泥を返送しないので、濃ｍｉ汚泥の厚さが薄くても操
作可能であり、濾過速度をさらに早めることができる。

〔実施例〕

原汚泥としてＮ浄水場の沈殿池から排泥された表−１の
如き性状の汚泥を、表−２に示す濾過濃１ｉｉ装置を使
用して１濾過濃縮を行った。

表−１表また、１サイクル当たりの各工程時間は、表３の通りと
した。

表−３次に、１；縮汚泥の排出を濾過濃縮工程中に行った場合
、１サイクル当たりの各工程時間を表−５の通りとし、
その実験結果は表６の通りであった。

表−５表−４表但し、〔発明の効果〕以上述べたように、本発明によれば、従来の未濃縮汚泥
の排出を行うことなく、そのまま濾液による濃縮汚泥の
剥離を行い、従来必要とされていた随時間を大幅に短縮
し、濾過速度は向上し、消費電力その他のランニングコ
ストが低減され、付属する原汚泥貯槽の容量が小さくな
り、さらに筒状フィルターエレメントからの？１ｉｆｔ
汚泥の剥離時に圧力ガス又は圧力水を併用することによ
り一層効果的な工１１離を可能にすることができるとい
う、多くの顕著なる効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明で使用する濾過ｆ：縮装置の１例を示す
縦断面図、第２図は第１図の濾過濃縮装置の一使用態様
を示す説明図、第３図及び第４図はそれぞれ本発明で使
用する濾過濃縮装置の上部の構造例を示す縦断面図、第
５図は従来の濾過濃縮装置の１例を示す縦断面図、第６
図は第５図のが１８７；締装置の使用態様を示す説明図
である。１・・・密閉槽、２・・・仕切板、３・・・汚泥淵締部
、４・・・集液部、５・・・ｌη泥流人弁、６・・・汚
泥流入管、７・・・濾液弁、８・・・濾液流出管、９・
・・空気抜弁、１０・・・空気抜管、１１・・・筒状フ
ィルターエレメント、１２・・・濃縮汚泥排出部、１３
・・・濃縮汚泥排出弁、１４・・・濃縮汚泥排出管、Ｉ
５・・・原汚泥貯槽、１６・・・汚泥ポンプ、１７・・
・戻し弁、１８・・・戻し管、１９・・・空気抜弁、２
０・・・空気抜管、２１・・・空気流入弁、２２・・・
空気管、２３・・・真空弁、２４・・・真空管、２５・
・・水位計、２６・・・ダイヤフラム、２７・・・空気
室。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）密閉槽（１）内に汚泥濃縮部（３）と集液部（４
）とを区画形成し、汚泥濃縮部（３）内に一端を開放し
て他端を閉鎖した筒状フィルターエレメント（１１）を
配設し、その開放端部を集液部（４）に連通した汚泥の
濾過濃縮装置を使用し、汚泥濃縮部（３）内に汚泥を供
給し、筒状フィルターエレメント（１１）内に透過した
濾液を集液部（４）を経て槽外に流出させて汚泥の濾過
濃縮を行う方法において、筒状フィルターエレメント（
１１）外側に付着した濃縮汚泥を剥離、排出するに当た
り、汚泥の供給を停止し汚泥濃縮部（３）内の未濃縮汚
泥を排出することなく汚泥濃縮部（３）内上部を大気に
開放すると共に、該大気開放に伴う圧力差により濾液を
集液部（４）から汚泥濃縮部（３）へ流出させて前記筒
状フィルターエレメント（１１）に付着した濃縮汚泥を
剥離し、剥離された濃縮汚泥を槽外に排出することを特
徴とする汚泥の濾過濃縮方法。
（２）密閉槽（１）内に汚泥濃縮部（３）と集液部（４
）とを区画形成し、汚泥濃縮部（３）内に一端を開放し
て他端を閉鎖した筒状フィルターエレメント（１１）を
配設し、その開放端部を集液部（４）に連通した汚泥の
濾過濃縮装置を使用し、汚泥濃縮部（３）内に汚泥を供
給し、筒状フィルターエレメント（１１）内に透過した
濾液を集液部（４）を経て槽外に流出させて汚泥の濾過
濃縮を行う方法において、濃縮汚泥の排出時には、汚泥
の供給を停止することなく、濾過濃縮中に所定時間汚泥
濃縮部（３）内に沈降した濃縮汚泥を汚泥の供給圧力に
より槽外に排出し、筒状フィルターエレメント（１１）
外側に付着した濃縮汚泥の剥離時には、汚泥の供給を停
止し汚泥濃縮部（３）内の未濃縮汚泥を排出することな
く汚泥濃縮部（３）内上部を大気に開放すると共に、該
大気開放に伴う圧力差により濾液を集液部（４）から汚
泥濃縮部（３）へ流出させて前記筒状フィルターエレメ
ント（１１）に付着した濃縮汚泥を剥離することを特徴
とする汚泥の濾過濃縮方法。
（３）前記筒状フィルターエレメント（１１）外側に付
着した濃縮汚泥を剥離するに当たり、前記大気開放後に
集液部（４）に圧力ガス又は圧力水を導入する請求項１
又は２記載の汚泥の濾過濃縮方法。