WO2009081486A1

WO2009081486A1 - 汚泥濃縮装置およびそれを備えた汚泥濃縮車

Info

Publication number: WO2009081486A1
Application number: PCT/JP2007/074863
Authority: WO
Inventors: Hideto Yokose; Kiyotaka Hamaoka; Nobuyuki Aoki
Original assignee: Shinmaywa Industries, Ltd.
Priority date: 2007-12-25
Filing date: 2007-12-25
Publication date: 2009-07-02

Abstract

　汚泥槽（８）と反応槽（７）とを隔壁（６）で隔離したタンク（５）と、タンク（５）内を減圧または加圧する空気ポンプ（２２）と、この空気ポンプ（２２）と前記タンク（５）内とを連通または遮断する吸排操作弁（２５）と、原汚泥水を吸引する汚泥吸引管（５１）と前記汚泥槽（８）または前記反応槽（７）とを連通させる槽切替弁（４５）と、前記汚泥槽（８）と前記反応槽（７）とを連通させる汚泥処理弁（５４）とを備え、前記反応槽（７）から前記汚泥槽（８）へ吸引した汚水から汚泥分を分離するドラムスクリーン（１１）をこの汚泥槽（８）内に設けて、配管の構成が簡単な汚泥濃縮装置（２０）を構成する。

Description

汚泥濃縮装置およびそれを備えた汚泥濃縮車

　本発明は、浄化槽汚泥、産業廃棄物汚泥等を吸引し、濃縮して収集する汚泥濃縮装置と、それを備えた汚泥濃縮車に関するものである。

　従来より、浄化槽汚泥、産業廃棄物汚泥等（以下、これらを単に「汚泥」という。）は、汚泥吸引車によって定期的（毎年一回）または必要に応じて収集され、所定の処分場へと搬送されている。前記浄化槽汚泥の場合、都市部では下水道が普及して減少傾向にあるが、都市部から離れた山村部等まで下水設備を普及させるのは難しく、そのような地域では浄化槽汚泥が増加する傾向にある。このことは、従来のし尿のみの単独浄化槽から生活雑排水も処理する合併浄化槽の普及にもよる。

　また、前記浄化槽汚泥の場合、汚泥とともに多くの水を収集することとなるため、限られたタンク容量の汚泥吸引車ではタンク満量までの１回の収集作業で汚泥収集できる浄化槽の数が少なく、運用効率が悪くなる場合がある。特に、前記合併浄化槽の場合には、一般的に３槽構造となった第１槽と第２槽の適量を同時に収集するため、収集する量が多く、運用効率が悪くなる場合が多い。

　そこで、収集汚泥中の固形分のみを収集して運用効率の向上を図ろうとする汚泥濃縮車が提案されている。例えば、特許文献１の場合、スクリーンを備えた汚泥分離器をタンクとは離して設けている。

　また、他の従来技術として、特許文献２のように、原液タンクと汚泥タンクとが一体化されたタンクを設け、汚泥タンクの上方に回転軸が傾斜した筒状の小型ドラムスクリーンを設けたものがある。
日本国　特開２００４－１００２２１号公報日本国　実公昭６１－４５９２０号公報

　しかしながら、前記特許文献１は、スクリーンを備えた汚泥分離器をタンクと離して設置するような構成であるため、非常に多くの配管で各構成が接続されるとともに、それらの配管を開閉する多くの弁が必要となる。そのため、この特許文献１では、製造時に配管の接続等に多くの時間と労力を要するとともに、運用時にはそれらの配管の煩雑な開閉操作が必要となるので熟練作業者でないと迅速な操作は困難であるが、熟練作業者が大幅に減少して効率的に操作をするのが難しくなり、効率的な汚泥濃縮車の運用が難しい。しかも、汚泥分離器を車両後部に設置するため、タンク容量を大きくするのが難しい。

　また、前記特許文献２の場合も、タンク上方に設けられたドラムスクリーンと接続する複数の配管がタンク上部に延びるとともに、それらの配管を開閉する多くの弁をタンク周囲に設ける必要がある。そのため、この特許文献２も、製造時には配管の接続等に多くの時間と労力を要するとともに、運用時にはそれらの配管の煩雑な開閉操作が必要となるので熟練作業者でないと迅速な操作は困難であり、効率的な汚泥濃縮車の運用が難しい。

　さらに、汚泥濃縮車以外の汚泥濃縮装置の場合も同様に煩雑な開閉操作が必要となっており、効率良く操作を行って効率的な汚泥吸引作業を行うのは難しい。

　一方、前記したように浄化槽が残る地域は山村部等が多く、タンク満量までの１回の収集作業で運用効率を上げるために汚泥を濃縮し、濃縮汚泥のみを迅速に収集して、より効率良く収集作業を行いたいという要望もある。

　本発明は、汚泥槽内に汚泥分離手段を設けることにより、配管の構成が簡単で濃縮操作が容易に行える汚泥濃縮装置と、それを備えた汚泥濃縮車を提供することを目的とする。

　そのために、本発明の汚泥濃縮装置は、汚泥槽と反応槽とを隔壁で隔離したタンクと、該タンク内を減圧または加圧する空気ポンプと、該空気ポンプと前記タンク内とを連通または遮断する吸排操作手段と、原汚泥水を吸引する汚泥吸引管と前記汚泥槽または前記反応槽とを連通させる槽切替手段と、前記汚泥槽と前記反応槽とを連通させる汚泥処理手段とを備え、前記反応槽から前記汚泥槽へ吸引した汚水から汚泥分を分離する汚泥分離手段を該汚泥槽内に設けたことを特徴とする。この明細書及び特許請求の範囲の書類中における「原汚泥水」は、浄化槽においては、浄化槽の下部に沈殿した下層部の「沈殿汚泥（スラッジ（sludge））」と、水表面にできるスポンジ質の厚い膜状の浮きかす「スカム（scum）」と、これらの間の「中間水」とを含む「汚泥」をいい、収集対象の全「汚泥」をいう。このような構成により、吸排操作手段で空気ポンプとタンクとを連通させ、槽切替手段で汚泥吸引管と汚泥槽または反応槽とを連通させて空気ポンプで吸引することにより、汚泥吸引管から汚泥槽または反応槽へ汚泥水を吸引するバキューム機能を発揮することができる。また、汚泥水を汚泥槽内の汚泥分離手段へ移送すれば汚泥分を分離して濃縮する濃縮機能を発揮することができる。しかも、汚泥分離手段を密閉された汚泥槽の内部に設けることにより、この汚泥分離手段に汚水を移送する構成を簡略化することができる。その上、汚泥分離手段を汚泥槽内に設けるので、タンク容量を大きくすることができる。

　また、前記汚泥槽に前記汚泥分離手段の取付ベースを設け、該取付ベースにタンク外部から汚泥分離手段を着脱可能に取付けてもよい。このようにすれば、汚水中の汚泥分を分離する汚泥分離手段をタンクから取外して容易に保守・点検することができる。

　さらに、前記汚泥分離手段をドラムスクリーンで構成し、該ドラムスクリーンに、水平方向に配置した回転軸を有するスクリーン本体を設け、該スクリーン本体が回転時に通過する水容器をドラムスクリーンの下部に設けてもよい。このようにすれば、水平方向に配置した回転軸周りで回転するスクリーン本体が水容器内を通過しながら回転するので、スクリーン本体の表面の乾燥を防止して長時間安定したスクリーン機能を維持することができる。

　また、前記ドラムスクリーンに臨む前記タンクの内部に、該ドラムスクリーンの軸と平行方向に汚水を拡散して前記スクリーン本体に供給する汚水拡散部と、該汚水拡散部内に向けて下側から上向きに汚水を供給する供給管とを設けてもよい。このようにすれば、汚水を拡散させてからドラムスクリーンに供給するので、ドラムスクリーンで効率良く汚泥分を濾すことができる。

　さらに、前記水容器内に、該水容器内の水量を検知して該水容器内の水を前記汚泥吸引管に排出する水ポンプを設けてもよい。このようにすれば、ドラムスクリーンで汚泥分を分離して水容器内に溜った水を安定して汚泥吸引管から排出することができる。

　その上、前記汚泥槽内の減圧時に該汚泥槽と前記空気ポンプとを連通させる汚泥槽吸気手段を設け、該汚泥槽吸気手段の切替えと、前記槽切替手段の切替えと、前記汚泥処理手段の切替えと、前記吸排操作手段の切替えと、前記空気ポンプによるタンク内の減圧とを組合わせることにより、前記汚泥吸引管から前記汚泥槽へ原汚泥水を吸引する経路と、前記汚泥吸引管から前記反応槽へ原汚泥水を吸引する経路と、該反応槽から汚泥槽内の汚泥分離手段へ汚水を移送する経路と、該汚泥分離手段から前記汚泥吸引管へ汚水を排出する経路とを設けてもよい。このようにすれば、原汚泥水中の「沈殿汚泥」「スカム」を汚泥槽に吸引する操作や、「中間水」を反応槽に吸引する操作、反応槽で反応させた汚水中の汚泥分を汚泥分離手段で分離する操作、汚泥分離手段で汚泥分を分離した汚水を汚泥吸引管から排出する操作等を安定して行うことができる。

　また、前記空気ポンプの大気を吸引する経路に、該経路内を通過する空気量を制御する吸気制御部を設けてもよい。このようにすれば、空気ポンプによって反応槽内を加圧する空気量を制御することができ、これにより反応槽から移送される汚水量を安定させることが容易にできる。

　一方、本発明の汚泥濃縮車は、これらいずれかの汚泥濃縮装置を備えている。このような汚泥濃縮装置を汚泥濃縮車に備えることにより、例えば、山村部における浄化槽汚泥であっても効率良く収集することができ、運用効率の良い汚泥濃縮車を構成することができる。

　本発明は、以上説明したような手段により、汚泥分離手段に関する配管構成が簡単で、操作が容易な汚泥濃縮装置を提供することができ、運用効率の良い汚泥収集作業を行うことが可能となる。

図１は、本発明の一実施の形態に係る汚泥濃縮車を示す側面図である。図２は、図１に示す汚泥濃縮車の平面図である。図３（Ａ）は、図１の汚泥濃縮車に設けられたドラムスクリーンを取外した状態を後方から見た背面図である。図３（Ｂ）は、図３（Ａ）に示すIII部拡大図である。図４は、図１の汚泥濃縮車に設けられたドラムスクリーンを取外した状態を示す図面であり、図３（Ａ）に示すIV－IV断面図である。図５は、図３（Ａ）に示すドラムスクリーンの平面図である。図６は、図１，２に示すドラムスクリーンの他の配置例を模式的に示すタンクの斜視図である。図７は、図１，２に示す汚泥濃縮車に搭載した汚泥濃縮装置の配管系統図である。図８は、図７に示す配管系統図の構成における作業内容図である。図９は、図８に示す作業内容図における原汚泥水（スカム）を汚泥槽へ吸引する時の配管系統図である。図１０は、図８に示す作業内容図における原汚泥水（中間水）を反応槽へ吸引する時の配管系統図である。図１１は、図８に示す作業内容図における原汚泥水（原汚泥）を汚泥槽へ吸引する時の配管系統図である。図１２は、図８に示す作業内容図における反応槽での凝集反応時の配管系統図である。図１３は、図８に示す作業内容図における汚泥濃縮時の配管系統図である。図１４は、図８に示す作業内容図におけるフロック移送時の配管系統図である。

符号の説明

　１　汚泥濃縮車
　５　タンク
　６　隔壁
　７　反応槽
　８　汚泥槽
　１１　ドラムスクリーン（汚泥分離手段）
　２０　汚泥濃縮装置
　２２　空気ポンプ
　２５　吸排操作弁（吸排操作手段）
　３５　汚泥槽吸気弁（汚泥槽吸気手段）
　３８　水容器
　４５　槽切替弁（槽切替手段）
　５０　浄化槽
　５１　汚泥吸引管
　５２　遮断弁
　５４　汚泥処理弁（汚泥処理手段）
　６１　取付口
　６９　スクリーン本体
　７２　支持フレーム
　８２　水ポンプ
　８３　水位スイッチ
　９０　汚泥水拡散部
　１００　吸気制御部
　１０１　絞り

　以下、本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施の形態に係る汚泥濃縮車を示す側面図であり、図２は、図１に示す汚泥濃縮車の平面図である。これらの図に基づいて汚泥濃縮装置２０を搭載した汚泥濃縮車１の全体構成を説明する。なお、以下の説明における前側、後側、左側、右側とは、車両の前側、後側、左舷側、右舷側をいう。また、この明細書及び特許請求の範囲の書類中における「一次汚水」は、前記「中間水」を凝集反応させて汚泥分を「フロック」状にして分離した「汚水」をいい、「二次汚水」は、この「一次泥水」から「ドラムスクリーン」で「汚泥分」を分離した「汚水」をいう。

　図１，２に示すように、汚泥濃縮車１の運転席２の下部には走行用エンジンＥが設けられ、このエンジンＥには動力を取り出すためのＰＴＯ２１（Power Take Off）が設けられている。運転席２から後方に向けて車体フレーム３が設けられ、この車体フレーム３の上部にサブフレーム４が設けられており、これらのフレーム３，４上に汚泥濃縮装置２０が搭載されている。サブフレーム４上には、車両の前後方向に延びるタンク５が搭載されており、このタンク５には、隔壁６によって前後に隔てられた反応槽７と汚泥槽８との２槽が形成されている。このタンク５は、車両の前側に反応槽７が設けられ、後側に汚泥槽８が設けられている。タンク５の上部には、タンク５に原汚泥水を吸引するためのホースリール９が設けられている。このホースリール９には、例えば、数十メートルの汚泥吸引管５１（樹脂ホース等）が格納されている。また、反応槽７の上部にはフロート弁１０が設けられている。

　そして、汚泥槽８の上部位置の内部には汚泥分離手段たるドラムスクリーン１１が設けられている。この汚泥分離手段たるドラムスクリーン１１を汚泥槽８内に設けることで、後述するように、このドラムスクリーン１１を密閉するための構成や配管を削減して、配管数の削減と切替弁の削減とを図っている。しかも、汚泥槽８内にドラムスクリーン１１を設けることにより、限られた大きさの汚泥濃縮車１に、前後方向に大きなタンク５を搭載することを可能としている。

　さらに、車両の左側には、凝集液タンク１２とオイルセパレータ１３、オーバフローセフティ弁１４、エアセパレータ１５が設けられている。凝集液タンク１２内には、凝集剤が溶かされた凝集液が貯留されている。この凝集剤は、「粉体」「液体」のいずれでもよい。車両左側の後部には、後述する各弁を操作する操作レバー８５～８８が設けられている。また、タンク５の左側前部には、反応槽７内の汚水量を確認する確認窓１８が設けられ、タンク５の後部には、汚泥槽８内の汚泥量を確認する確認窓１９と、短尺ホース１０６（図７に二点鎖線で示す）を掛けるためのホース支持部材１０５が設けられている。図２に示すように、車両の右側には水タンク１６が併設された凝集液タンク１２が設けられている。

　図３（Ａ）は、図１の汚泥濃縮車に設けられたドラムスクリーンを取外した状態を後方から見た背面図であり、図３（Ｂ）はIII部拡大図であり、図４は、図１の汚泥濃縮車に設けられたドラムスクリーンを取外した状態を示す図面であり、図３（Ａ）に示すIV－IV断面図である。図５は、図３（Ａ）に示すドラムスクリーンの平面図である。

　図３（Ａ）、図４に示すように、前記汚泥槽８の上部には、この汚泥槽８の外面から所定量突出する中空矩形状の取付ベース６２が固定され、この取付ベース６２の上端に取付フランジ６３が設けられている。この取付フランジ６３と取付ベース６２の中央部に、取付口６１が設けられている。この取付口６１から汚泥槽８の内部に設けられる前記ドラムスクリーン１１は、タンク５に固定するための上板６４と、この上板６４の下部に支持された回転ドラム６７と、この回転ドラム６７に設けられたスクリーン本体６９と、スクリーン本体６９の汚泥出側（図３（Ａ）の右側）でスクリーン本体６９の表面に付着した汚泥を掻き取るスクレーパ８１とを備えている。前記上板６４は、前記取付フランジ６３と同一の外形で形成されている。ドラムスクリーン１１を一体的に前記取付口６１から汚泥槽８の内部に挿入し、この上板６４を前記取付フランジ６３にボルト６５で固定することにより、ドラムスクリーン１１が汚泥槽８内の上部に取付けられる。

　図４に示すように、前記回転ドラム６７は、前記上板６４の下面から下向きに突出するように設けられた２枚のドラム取付板６６の間に設けられている。前記スクリーン本体６９は、ドラム取付板６６にベアリング（図示省略）を介して回転自在に設けられている。このスクリーン本体６９は、回転軸が水平方向に配置されたドラム形状に形成されており、両端にはフランジ７１が設けられている。

　このスクリーン本体６９は、軸方向端部に設けられた油圧モータ４０で駆動されている。油圧モータ４０は前記ドラム取付板６６に固定されており、この油圧モータ４０で駆動される。この油圧モータ４０に油を供給する油圧管７３が、油圧モータ４０と前記上板６４との間に設けられている。前記上板６４の上部には、油圧管７３に油圧ホース７４を接続するための接続口７５が設けられている。

　また、図３（Ａ）に示すように、前記ドラム取付板６６の間には支持フレーム７６が設けられている。この支持フレーム７６には、図３（Ｂ）に示すようなバネ材付蝶番７７を介してスクレーパフレーム８０が設けられている。スクレーパフレーム８０の下端側は、バネ材付蝶番７７によってスクリーン本体６９側に押圧されている。このスクレーパフレーム８０の下端には、スクリーン本体６９の汚泥出側でスクリーン本体６９に付着した汚泥を掻き取るスクレーパ８１が設けられている。このスクレーパ８１は、スクリーン本体６９のフランジ７１間に連続して設けられており、前記バネ材付蝶番７７によりスクリーン本体６９に向けて押圧されている。

　このように構成されたドラムスクリーン１１によれば、上板６４を取付フランジ６３に固定しているボルト６５を外し、上板６４を吊り上げれば、この上板６４に固定されたドラム取付板６６とともに、スクリーン本体６９、スクレーパフレーム８０等の構成を汚泥槽８から一体的に取外すことができるので、この取外したドラムスクリーン１１を工場等で容易に保守点検することができる。しかも、ドラムスクリーン１１を汚泥槽８の内部に設けることにより、このドラムスクリーン１１を密閉するための構成や、ドラムスクリーン１１に汚泥水を供給／排出するための配管数を削減して構成を簡単にすることができる。また、配管構成が簡単になることによって切替弁も削減できる。その上、ドラムスクリーン１１を設けるスペース分でタンク５の容量を大きくすることができる。

　一方、ドラムスクリーン１１が設けられる汚泥槽８の上部には、前記取付ベース６２から下向きに２本の支持フレーム７２が設けられ、これらの支持フレーム７２間に水容器３８が支持されている。この水容器３８は、前記スクリーン本体６９によって汚泥分が分離された二次汚水を溜めるものであり、前記スクリーン本体６９の下部で所定量の水を溜めることができるような大きさで形成されている。この水容器３８は、前記スクリーン本体６９が回転したときに、スクリーン本体６９の表面がこの水容器３８内に溜められた水内を通過して乾燥しないようになっている。この例の水容器３８は、支持フレーム７２間に延びる樋状に形成されている。

　また、図３（Ａ）に示すように、水容器３８内には、水が所定量に達したら排水する水ポンプ８２が設けられている。この水ポンプ８２は、水容器３８内の所定位置に設けられた水位スイッチ８３の作動により駆動され、水容器３８の下部に設けられた後述する第６汚泥管４９から排水するようになっている。

　さらに、図３（Ａ）と図５に示すように、前記ドラムスクリーン１１が設けられるタンク５の左側内部には、汚泥槽８の周壁に固定された側壁９１と底壁９２とによって形成された汚泥水拡散部９０が設けられている。この汚泥水拡散部９０には、後述する第５汚泥管４８が接続されている。この第５汚泥管４８は、汚泥水拡散部９０に下方から接続されて底壁９２の内部で開口している。しかも、この第５汚泥管４８の上端開口部は、汚泥水拡散部９０の内部で反スクリーン側に開口している。第５汚泥管４８の上端開口部を反スクリーン側に開口させることにより、この汚泥水拡散部９０内で汚水が効果的に横方向に広がり、前記スクリーン本体６９の全幅に汚水が拡散するようにしている。これら水容器３８、汚泥水拡散部９０に関する構成は、タンク５側に設けられている。

　しかも、汚泥槽８の上部にドラムスクリーン１１を配置することにより、ドラムスクリーン１１の前後方向長さを延ばすことによってスクリーン本体６９の処理面積を広げて容易に処理能力を増やすことができる。

　図６は、図１，２に示すドラムスクリーンの他の配置例を模式的に示すタンクの斜視図である。図１，２では汚泥槽８内の上部にドラムスクリーン１１が設けられているが、このドラムスクリーン１１は、図示する点線のように汚泥槽８内の側部に設けても、図示する二点鎖線のように汚泥槽８内の後部に設けてもよい。これらの位置にドラムスクリーン１１を設ける場合も、汚泥槽８の内部にスクリーン本体６９が位置する状態で着脱可能に設けられる。

　図７は、図１，２に示す汚泥濃縮車に搭載した汚泥濃縮装置の配管系統図である。この図７は、３槽式の浄化槽における第１槽中の原汚泥水を吸引するときの状態を図示している。図７に基いて前記汚泥濃縮装置２０の配管系統を以下に説明する。前記ＰＴＯ２１によって取り出された動力で駆動される空気ポンプ２２が設けられ、この空気ポンプ２２にはチェック弁２３を介して空気が吸引されるようになっている。このチェック弁２３の上流側には、保守点検時等に使用する、常時閉鎖された開閉弁３０が設けられている。空気ポンプ２２の吐出側にはオイルセパレータ１３が設けられており、吐出する空気中のオイルが除去されている。オイルセパレータ１３の下流側には、空気ポンプ２２から吐出管２４を介してタンク５の反応槽７内と汚泥槽８内とを減圧（負圧）、または反応槽７内と汚泥槽８内とを加圧する時に切替える吸排操作弁２５（吸排操作手段）が設けられている。

　この吸排操作弁２５に接続された大気開放管２６には、大気２７を吸引するときの吸気量を制限する吸気制御部１００が設けられている。この吸気制御部１００には、絞り１０１とチェック弁１０２とが並設されており、吸気時には絞り１０１によって制御された吸気量が吸引され、排気時にはチェック弁１０２を通って自由に排気できるようになっている。また、大気開放管２６には、この吸気制御部１００をバイパスするバイパス管１０３が設けられている。このバイパス管１０３は、開閉弁１０４によって開閉可能となっている。

　さらに、前記吸排操作弁２５には、前記チェック弁２３に通じる第１エア管３１と、前記タンク５側と連通する第２エア管３２とが接続されている。この第２エア管３２には、大気２７に開放する分岐管２８が設けられ、この分岐管２８には所定の設定圧で開放するリリーフ弁２９が設けられている。

　したがって、吸排操作弁２５の切替えで、第１エア管３１、第２エア管３２、吐出管２４、大気開放管２６が切替えられるようになっており、このような配管構成により、前記反応槽７内と汚泥槽８内との空気を吸引する減圧と、反応槽７内と汚泥槽８内とに空気を吐出する加圧とが行えるようになっている。

　さらに、第２エア管３２は、エアセパレータ１５を介して、タンク５の反応槽７と連通する第３エア管３３、および汚泥槽８と連通する第４エア管３４と接続されている。第３エア管３３の反応槽７側には、反応槽７の満量時に空気ポンプ２２側への流れを止めるフロート弁１０が設けられ、第４エア管３４との接続側には、フロート弁１０から汚泥や水がオーバフローしても空気ポンプ２２側に流れないようにするオーバフローセフティ弁１４が設けられている。また、第４エア管３４には、汚泥槽８内を第２エア管３２または大気２７と連通させるように切替える汚泥槽吸気弁３５（汚泥槽吸気手段）が設けられている。この汚泥槽吸気弁３５は、前記バイパス管１０３と第５エア管３６で接続されている。

　また、前記ＰＴＯ２１の動力で油圧ポンプ３９も駆動されており、この油圧ポンプ３９から供給される油によって前記汚泥槽８の内部に設けられたドラムスクリーン１１の油圧モータ４０が回転駆動されている。この油圧回路には、所定圧に設定されたリリーフ弁４１と油タンク４２とが示されている。

　一方、反応槽７と汚泥槽８との間には、反応槽７に設けられた第１汚泥管４３と、汚泥槽８に設けられた第２汚泥管４４とを連通または遮断、もしくは槽切替弁４５（槽切替手段）に接続された第３汚泥管４６と汚泥槽８または反応槽７とを連通または遮断する槽切替弁４５が設けられている。第１汚泥管４３は反応槽７の下部に接続され、第２汚泥管４４は汚泥槽８の上部に接続されている。

　この槽切替弁４５に接続された第３汚泥管４６と、前記ホースリール９に接続された第４汚泥管４７との間には、これら第３汚泥管４６と第４汚泥管４７とを連通、または遮断して第３汚泥管４６と第４汚泥管４７とを汚泥槽８内のドラムスクリーン１１と連通させる汚泥処理弁５４（汚泥処理手段）が設けられている。この汚泥処理弁５４には、槽切替弁４５から第３汚泥管４６を介してドラムスクリーン１１に泥水を供給する第５汚泥管４８と、ドラムスクリーン１１の水容器３８から第４汚泥管４７に汚水を排出する第６汚泥管４９とが接続されている。

　また、第４汚泥管４７には、ホースリール９との連通を遮断する遮断弁５２と、この遮断弁５２の汚泥処理弁５４側から原汚泥水を吸引するための補助吸引管９７が設けられている。この補助吸引管９７には、補助吸引弁９８が設けられており、この補助吸引弁９８に短尺ホース１０６を接続することにより、汚泥吸引管５１を使用せずにタンク近傍から原汚泥水を吸引することができる。さらに、ホースリール９には、浄化槽５０まで延ばす汚泥吸引管５１が巻かれている。また、汚泥槽８の下部には、この汚泥槽８内の汚泥を排出するための排出弁５３が設けられている。

　さらに、前記反応槽７には、凝集液タンク１２と接続された凝集液供給管５５が設けられている。この凝集液供給管５５には凝集液弁５６が設けられている。この凝集液弁５６の反応槽側には、凝集液供給管５５に大気２７を吸引する吸気管５７が設けられている。この吸気管５７は、吸気弁５８によって開閉される。

　なお、前記空気ポンプ２２は、図１，２に示す運転席２の後部におけるタンク５の下部に設けられている。図７に示す各構成で図１，２に現れているものは、図１，２にその符号を付して示す。また、この実施の形態の汚泥濃縮装置２０は、図１，２に示すように、前記吸排操作弁２５の操作レバー８５、汚泥処理弁５４の操作レバー８６、槽切替弁４５の操作レバー８７、遮断弁５２の操作レバー８８、汚泥槽吸気弁３５の操作レバー（図示略）をタンク５の左側後部に設けることにより、作業者が汚泥濃縮装置２０による一連の各操作を左側後部（歩道側）で容易に行えるようにしている。

　図８は、図７に示す配管系統図の構成における作業内容図である。この作業内容図では、浄化槽内の原汚泥水が、前記したように浄化槽下部に沈殿した下層部の「沈殿汚泥１１０」と、水表面にできる浮きかす「スカム１１２」と、これらの間の「中間水１１１」とが層状になっているため、これら「沈殿汚泥１１０」「中間水１１１」「スカム１１２」を別々に効率良く吸引する例を示している。この図８に示す前記汚泥濃縮装置２０による浄化槽汚泥の吸引と濃縮を行う主な作業としては、原汚泥水吸引、凝集反応、汚泥濃縮、フロック移送、の４つである。図８では、これらの各作業と、その各作業時における各弁の操作状態と、汚泥槽８および反応槽７の内部圧力を一覧形式でまとめている。前記した３槽式の浄化槽における第１槽中の原汚泥水を吸引するときの各欄の作業を、図９～図１４に基いて以下に説明する。

　図９は、図８に示す作業内容図における原汚泥水（スカム）を汚泥槽へ吸引する時の配管系統図、図１０は、図８に示す作業内容図における原汚泥水（中間水）を反応槽へ吸引する時の配管系統図、図１１は、図８に示す作業内容図における原汚泥水（沈殿汚泥）を汚泥槽へ吸引する時の配管系統図、図１２は、図８に示す作業内容図における反応槽での凝集反応時の配管系統図、図１３は、図８に示す作業内容図における汚泥濃縮時の配管系統図、図１４は、図８に示す作業内容図におけるフロック移送時の配管系統図である。なお、以下の説明では、補助吸引弁９８が閉じられて、汚泥吸引管５１によって原汚泥水を吸引している。

　図９に示すように、浄化槽５０内の原汚泥水の吸引時には、まず水表面のスカム１１２を汚泥槽８に吸引する。このスカム１１２の吸引時には、汚泥吸引管５１の先端がスカム１１２中に挿入され、遮断弁５２を開放した状態で、汚泥処理弁５４が汚泥吸引位置（ｇ）に切替えられ、槽切替弁４５が汚泥槽位置（ｄ）に切替えられ、吸排操作弁２５が吸引位置（ａ）に切替えられ、汚泥槽吸気弁３５が２槽吸気位置（ｉ）に切替えられる。また、バイパス管１０３の開閉弁１０４と吸気管５７の吸気弁５８とは閉じられている。

　そして、空気ポンプ２２を駆動することにより、汚泥槽８内及び反応槽７内の空気が第４エア管３４、第３エア管３３から第２エア管３２、第１エア管３１を介して吸引されて汚泥槽８内及び反応槽７内が減圧される。これにより、減圧された汚泥槽８内に、汚泥吸引管５１から第４汚泥管４７、第３汚泥管４６、第２汚泥管４４を介してスカム１１２（原汚泥水）が吸引される。この吸引により、スカム１１２は汚泥槽８の上部から汚泥槽８内に貯められる。この操作による吸引はバキューム機能であり、スカム１１２を汚泥槽８へ効率良く吸引することができる。

　図１０に示すように、スカム１１２を吸引した後は、中間水１１１を反応槽７内に吸引する。この中間水１１１の吸引時には、汚泥吸引管５１の先端が中間水１１１中に挿入され、前記した各弁の切替え位置から、槽切替弁４５が反応槽位置（ｅ）に切替えられる。

　これにより、減圧された反応槽７内に、汚泥吸引管５１から第４汚泥管４７、第３汚泥管４６、第１汚泥管４３を介して中間水１１１（原汚泥水）が吸引される。この吸引により、中間水１１１は反応槽７の下部から反応槽７内に貯められる。この操作による吸引もバキューム機能であり、中間水１１１を反応槽７へ効率良く吸引することができる。

　図１１に示すように、中間水１１１を吸引した後は、沈殿汚泥１１０を汚泥槽８に吸引する。この沈殿汚泥１１０の吸引時には、汚泥吸引管５１の先端が沈殿汚泥１１０中に挿入され、前記した各弁の切替え位置から、槽切替弁４５が汚泥槽位置（ｄ）に切替えられる。

　これにより、減圧された汚泥槽８内に、汚泥吸引管５１から第４汚泥管４７、第３汚泥管４６、第２汚泥管４４を介して沈殿汚泥１１０（原汚泥水）が吸引される。この吸引により、沈殿汚泥１１０は汚泥槽８の上部から汚泥槽８内に貯められる。この操作による吸引もバキューム機能であり、沈殿汚泥１１０を汚泥槽８へ効率良く吸引することができる。

　図１２に示すように、反応槽７に吸引した中間水１１１の凝集反応時には、第４汚泥管４７の遮断弁５２が閉じられ、吸排操作弁２５は吸引位置（ａ）、汚泥処理弁５４は汚泥吸引位置（ｇ）のままで、汚泥槽吸気弁３５が反応槽単独位置（ｋ）に切替えられ、凝集液弁５６が開放される。

　そして、空気ポンプ２２を駆動することにより、反応槽７内の空気が第３エア管３３から第２エア管３２、第１エア管３１を介して吸引されて反応槽７内が減圧される。これにより、所定量の凝集液が凝集液タンク１２から凝集液供給管５５を介して反応槽７内に供給される。この凝集液の量は、反応槽７に吸引された中間水１１１の量等によって決定される。また、この時、吸気管５７の吸気弁５８が開放され、反応槽７内の中間水１１１中に吸気管５７から空気が吸引され、エア攪拌される。このようにして、反応槽７内に吸引した中間水１１１に凝集液が供給されてエア攪拌されると、中間水１１１中の汚泥分が凝集反応を起してフロック状になり、反応槽７内には、上部にフロック１１３が溜り、下部に一次汚水１１４が溜る。

　図１３に示すように、中間水１１１を凝集反応させた後の一次汚水１１４は、汚泥槽８内のドラムスクリーン１１に供給されて汚泥分が分離されて濃縮される。この汚泥濃縮時には、汚泥吸引管５１の先端が浄化槽５０中に挿入され、遮断弁５２が開放され、汚泥処理弁５４が分離水排出位置（ｈ）に切替えられ、槽切替弁４５が反応槽位置（ｅ）に切替えられ、吸排操作弁２５が加圧位置（ｃ）に切替えられる。

　そして、空気ポンプ２２を駆動することにより、大気開放管２６に設けられた吸気制御部１００の絞り１０１を介して所定量の大気が空気ポンプ２２に吸入され、この空気ポンプ２２から吐出管２４、第２エア管３２、第３エア管３３を介して反応槽７内に所定量の加圧空気が供給される。この時、汚泥槽８内は汚泥槽吸気弁３５が第５エア管３６を介して大気開放の状態となっているので、加圧された反応槽７内の一次汚水１１４が、反応槽７の下部から第１汚泥管４３、第３汚泥管４６、第５汚泥管４８を介して汚泥槽８内のドラムスクリーン１１に圧送される。また、このように反応槽７内に供給する加圧空気量を吸気制御部１００の絞り１０１で一定にすることにより、反応槽７内の一次汚水１１４の水位差（水頭差）による圧送量変化を抑えて一定量の一次汚水１１４がドラムスクリーン１１へ圧送される。そして、ドラムスクリーン１１に圧送された一次汚水１１４は、ドラムスクリーン１１のスクリーン本体６９によってフロック状にした汚泥分が分離され、分離された汚泥は汚泥槽８内に貯められる。

　このような機能が、汚泥分離手段たるドラムスクリーン１１によって反応槽７内の一次汚水１１４中から汚泥分を分離して濃縮する濃縮機能である。

　そして、ドラムスクリーン１１で濾過された二次汚水は水容器３８に貯められ、水位スイッチ８３が水容器３８内の水量が所定の水量となったことを検知すると、水ポンプ８２が駆動されて、水容器３８から第６汚泥管４９、第４汚泥管４７を介して汚泥吸引管５１から浄化槽５０に排出され、浄化槽５０の張水として再利用される。また、この二次汚水の排出は、水ポンプ８２により安定して排出される。

　図１４に示すように、反応槽７から一次汚水１１４が排出された後に残った余剰の汚泥分のフロック１１３は、反応槽７から汚泥槽８へと移送される。このフロック１１３の移送時には、前記した各弁の切替え位置から、槽切替弁４５が２槽連結位置（ｆ）に切替えられ、バイパス管１０３に設けられた開閉弁１０４が開放される。

　そして、空気ポンプ２２を駆動することにより、バイパス管１０３から大気開放管２６、第１エア管３１を介して空気ポンプ２２に大気が吸引され、この空気ポンプ２２から吐出管２４、第２エア管３２、第３エア管３３を介して反応槽７内に加圧空気が供給される。このように、吸気制御部１００で吸気量が制限されることなくバイパス管１０３を介して反応槽７内に加圧空気が供給され、反応槽７内のフロック１１３が反応槽７の下部から第１汚泥管４３から第２汚泥管４４を介して汚泥槽８内へと移送される。この操作によって、反応槽７内は空になり、浄化槽５０から汚泥濃縮装置２０に吸引した原汚泥水中の固形分が汚泥槽８内に貯められ、一連の収集操作が完了する。

　なお、汚泥槽８内に貯められた汚泥は、前記図１４に示す各弁の切替え位置から、排出弁５３が開放され、汚泥槽吸気弁３５が２槽吸気位置（ｉ）に切替えられ、空気ポンプ２２で汚泥槽８内に加圧空気を供給することにより排出弁５３から排出される。

　以上のように、前記汚泥濃縮装置２０によれば、浄化槽汚泥の場合には、固形分である「沈殿汚泥１１０」と「スカム１１２」とは汚泥槽８内へ直接吸引し、「中間水１１１」のみを反応槽７内で凝集反応させるので、汚泥分を効率良く収集することができる。しかも、汚泥分離手段たるドラムスクリーン１１を汚泥槽８の内部に設けることにより、タンク５を前後方向に延して大容量化できるので、多くの汚泥をタンク満量までの１回の収集作業によって収集することができる。

　また、反応槽７内で凝集反応させた中間水１１１中の汚泥分であるフロック１１３を除く一次汚水１１４のみをドラムスクリーン１１に供給するようにしているので、ドラムスクリーン１１で汚泥分を分離する汚水量を少なくして、スクリーン本体６９のメンテナンス期間を長くすることができる。

　さらに、中間水１１１中の汚泥分をドラムスクリーン１１で分離した二次汚水を浄化槽５０の張水として戻して再利用（例えば、収集した原汚泥水量の約８０％をリサイクル）するので、浄化槽５０への新たな注水量を収集した汚泥分のみとして、水の効率的な利用もできる。

　なお、図９～図１４では図８に示す各作業を個別に説明したが、各レバーの操作を連続的に行って一連の作業を連続的に行うこともでき、そのようにすれば更に効率的な汚泥収集作業を行うことができる。

　また、前記実施の形態では、浄化槽５０の原汚泥水を吸引して濃縮する例を説明したが、例えば、固形分が少ない原汚泥水であれば反応槽７へ全量を直接吸引してもよく、汚泥の吸引等の各操作は、前記説明した各作業に限定されるものではない。

　さらに、前述した実施の形態は一例を示しており、本発明の要旨を損なわない範囲での種々の変更は可能であり、本発明は前述した実施の形態に限定されるものではない。

　本発明に係る汚泥濃縮装置は、浄化槽汚泥、産業廃棄物汚泥等をバキューム機能で吸引したり、簡易的に濃縮脱水して積載効率を向上させて搬送したい汚泥収集作業に利用できる。

Claims

　汚泥槽と反応槽とを隔壁で隔離したタンクと、
　該タンク内を減圧または加圧する空気ポンプと、
　該空気ポンプと前記タンク内とを連通または遮断する吸排操作手段と、
　原汚泥水を吸引する汚泥吸引管と前記汚泥槽または前記反応槽とを連通させる槽切替手段と、
　前記汚泥槽と前記反応槽とを連通させる汚泥処理手段とを備え、
　前記反応槽から前記汚泥槽へ吸引した汚水から汚泥分を分離する汚泥分離手段を該汚泥槽内に設けたことを特徴とする汚泥濃縮装置。
　前記汚泥槽に前記汚泥分離手段の取付ベースを設け、該取付ベースにタンク外部から汚泥分離手段を着脱可能に取付けた請求項１に記載の汚泥濃縮装置。
　前記汚泥分離手段をドラムスクリーンで構成し、該ドラムスクリーンに、水平方向に配置した回転軸を有するスクリーン本体を設け、該スクリーン本体が回転時に通過する水容器をドラムスクリーンの下部に設けた請求項１に記載の汚泥濃縮装置。
　前記ドラムスクリーンに臨む前記タンクの内部に、該ドラムスクリーンの軸と平行方向に汚水を拡散して前記スクリーン本体に供給する汚水拡散部と、該汚水拡散部内に向けて下側から上向きに汚水を供給する供給管とを設けた請求項３に記載の汚泥濃縮装置。
　前記水容器内に、該水容器内の水量を検知して該水容器内の水を前記汚泥吸引管に排出する水ポンプを設けた請求項３に記載の汚泥濃縮装置。
　前記汚泥槽内の減圧時に該汚泥槽と前記空気ポンプとを連通させる汚泥槽吸気手段を設け、
　該汚泥槽吸気手段の切替えと、前記槽切替手段の切替えと、前記汚泥処理手段の切替えと、前記吸排操作手段の切替えと、前記空気ポンプによるタンク内の減圧とを組合わせることにより、
　前記汚泥吸引管から前記汚泥槽へ原汚泥水を吸引する経路と、前記汚泥吸引管から前記反応槽へ原汚泥水を吸引する経路と、該反応槽から汚泥槽内の汚泥分離手段へ汚水を移送する経路と、該汚泥分離手段から前記汚泥吸引管へ汚水を排出する経路とを設けた請求項１に記載の汚泥濃縮装置。
　前記空気ポンプの大気を吸引する経路に、該経路内を通過する空気量を制御する吸気制御部を設けた請求項６に記載の汚泥濃縮装置。
　請求項１～７のいずれか１項に記載の汚泥濃縮装置を備えた汚泥濃縮車。