WO2012020577A1 - 汚泥濃縮方法及び汚泥濃縮システム - Google Patents

汚泥濃縮方法及び汚泥濃縮システム Download PDF

Info

Publication number
WO2012020577A1
WO2012020577A1 PCT/JP2011/052582 JP2011052582W WO2012020577A1 WO 2012020577 A1 WO2012020577 A1 WO 2012020577A1 JP 2011052582 W JP2011052582 W JP 2011052582W WO 2012020577 A1 WO2012020577 A1 WO 2012020577A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
sludge
concentration
solid
liquid separation
gas
Prior art date
Application number
PCT/JP2011/052582
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
澤井　正和
Original Assignee
株式会社テクノプラン
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社テクノプラン filed Critical 株式会社テクノプラン
Priority to CN201180009378.2A priority Critical patent/CN102762505B/zh
Publication of WO2012020577A1 publication Critical patent/WO2012020577A1/ja

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
    • C02F11/12—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03D—FLOTATION; DIFFERENTIAL SEDIMENTATION
    • B03D1/00—Flotation
    • B03D1/02—Froth-flotation processes
    • B03D1/04—Froth-flotation processes by varying ambient atmospheric pressure
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/24—Treatment of water, waste water, or sewage by flotation

Definitions

  • the present invention relates to a sludge concentration method and a sludge concentration system.
  • sludge treatment methods for concentrating and dewatering sludge such as sewage sludge.
  • sludge treatment technologies for concentrating and dewatering sludge such as sewage sludge.
  • the sludge is put into a vacuum decompression vessel, the dissolved gas in the sludge is foamed under reduced pressure, and the solid content of the sludge is entrained in the foamed gas and floated.
  • a technique is known in which liquid separation is performed to concentrate sludge.
  • Atmospheric pressure acting on the liquid level that seals the lower end of the sludge discharge pipe that discharges sludge from the discharge port of this decompression container to the sludge storage tank and the sludge pressure in the decompression container After placing the vacuum container in a position higher than the height that balances with the sludge, the sludge in the vacuum container is discharged from the discharge port by natural fall, creating a vacuum in the container, and this vacuum container Examples include sludge concentration equipment and sludge treatment method that supply sludge to almost the middle of the inside, decompress the foamed gas in the sludge, and entrain the solid content of the sludge in the foamed gas and float it up. (Patent No. 378 755 JP, etc.).
  • the above-described sludge concentrator and the sludge treatment method are difficult to dispose a mechanism for sucking sludge under reduced pressure, and the high-concentration and high-viscosity sludge floated and separated in the reduced-pressure vessel is stored in the reduced-pressure vessel. Since it is necessary to discharge the sludge only with the hydraulic pressure, it is not possible to concentrate the sludge to a high concentration and high viscosity, and as a result, sufficient sludge concentration effect and easy discharge of the concentrated sludge have been achieved. Not in.
  • the decompression container since it is necessary to perform the decompression operation in the decompression vessel by the drainage operation utilizing the so-called siphon principle, the mud supply operation cannot be performed continuously, and the continuous speedup of the sludge concentration operation can be achieved. Have difficulty. Furthermore, since the decompression operation in the decompression container is performed using the principle of siphon, the decompression container needs to be disposed at a position of about 10 m from the atmospheric pressure liquid level, thereby simplifying the configuration and reducing the size. Is difficult.
  • the sludge concentration method and sludge concentration system that achieves a sufficient sludge concentration effect and easy discharge of the concentrated sludge while realizing a continuous high-speed sludge concentration operation and a simplified configuration and a compact sludge concentration system, Not yet provided.
  • the present invention has been made in view of these inconveniences, and exhibits a sufficient sludge concentration effect and easy discharge of the concentrated sludge, and simplifies the configuration while realizing a continuous high-speed sludge concentration operation.
  • the purpose of the present invention is to provide a sludge concentration method and sludge concentration system for reducing the size and size.
  • a solid-liquid separation step in which the raw sludge is perfused in a horizontal or substantially horizontal direction under normal pressure or reduced pressure, and the solid-liquid separation is performed to separate the separated sludge and the desorbed liquid;
  • the sludge concentration method there is a flotation and concentration step in which the separated sludge is accompanied with a foaming gas under reduced pressure and floated in a vertical or substantially vertical direction to concentrate in the downstream of the solid-liquid separation step to obtain a flotation sludge. is there.
  • the sludge concentration method includes the solid-liquid separation step, so that the dissolved gas in the raw sludge foams as the raw sludge perfuses in the horizontal or substantially horizontal direction under normal pressure or reduced pressure, and the raw sludge generates the foamed gas.
  • the solid-liquid separation of the sludge can be realized effectively and reliably, and the solid-liquid separation can be performed continuously and at high speed without stopping by such a perfusion operation. be able to.
  • the sludge concentration method has the floating concentration step downstream of the solid-liquid separation step, so that the dissolved gas of the separated sludge separated in the solid-liquid separation step is foamed under reduced pressure, and the separated sludge is Entrained with the foaming gas and floated in the vertical or substantially vertical direction.
  • the floated separated sludge layer is formed thick, and the concentration effect by compacting the separated sludge can be further improved.
  • such a high-concentration and high-viscosity levitated sludge can be easily discharged from the position of the final point of vertical movement in the vertical or substantially vertical direction, that is, from above. Simplification can be achieved.
  • the said sludge concentration method can achieve separation of raw sludge and concentration of separated sludge in a series of processes of perfusion of raw sludge and levitation of separated sludge described above, the sludge supply operation can be performed continuously, A continuous high-speed sludge concentration operation can be realized.
  • the sludge concentration method has a combination of the above-described solid-liquid separation step and the flotation concentration step, thereby simplifying sufficient sludge concentration effect, facilitating discharge of concentrated sludge, and continuous speeding up of sludge concentration operation. This can be achieved with a compact configuration.
  • the uppermost negative pressure in the levitation concentration step is preferably 5 kPa or more and 25 kPa or less.
  • the uppermost negative pressure in the levitation concentration step is set in the above range, so that the separated sludge containing foaming gas.
  • the “topmost level” means the position of the final point where the floating sludge containing foaming gas floats and moves in the vertical or substantially vertical direction.
  • the uppermost negative pressure in the levitation concentration step is preferably 65 kPa or more and 95 kPa or less.
  • the sludge concentration method may further include a solid-gas separation step in which the floating sludge obtained from the above floating concentration step is retained and degassed to obtain degassed sludge.
  • the sludge concentration method has the above-mentioned solid-gas separation step after the above-described levitation concentration step, thereby degassing the high-concentration and high-viscosity levitation sludge obtained in the levitation concentration step, into degassed sludge and gas.
  • the solid-gas separation can be performed effectively and reliably, the sludge density can be improved, and the transportability and the ease of handling can be improved.
  • Such degassed sludge is effectively used as a pretreatment step for such dehydration process or methane fermentation treatment process, for example, because it improves the dewaterability in the sludge dehydration process and the fermentation effect in the methane fermentation treatment process. can do.
  • the sludge concentration method may further include a vacuum forming step for performing the pressure reduction and deaeration.
  • the sludge concentration method has a vacuum forming step, so that the reduced pressure state in the solid-liquid separation step and / or the levitation concentration step can be easily formed, and the solid-liquid separation and levitation concentration of the raw sludge described above can be performed. It can be realized reliably.
  • the sludge concentration method includes a vacuum forming step, thereby forming a reduced pressure state in the above-described solid-liquid separation step and / or levitation concentration step, and easily sucking and discharging the levitation sludge in the levitation concentration step from the top.
  • the sludge concentration method can prevent or reduce the intrusion of solids such as floating sludge into the vacuum forming step.
  • a vacuum state is continuously and effectively formed, and a sufficient sludge concentration effect can be stably maintained.
  • a solid-liquid separation unit that perfuses the raw sludge horizontally or substantially horizontally under normal pressure or reduced pressure to separate the solid sludge from the desorbed liquid, and the above separation under reduced pressure downstream of the solid-liquid separation unit.
  • a separation and flotation concentration device including a flotation concentration unit that obtains flotation sludge by concentrating sludge with foaming gas and flotating in a vertical or substantially vertical direction;
  • a solid-gas separation device that retains the floating sludge to deaerate and obtain deaerated sludge;
  • a sludge concentration system comprising: a vacuum apparatus that performs the above decompression and deaeration.
  • the separation and flotation concentration device includes a solid-liquid separation unit, so that the dissolved gas in the raw sludge is foamed as the raw sludge is perfused horizontally or substantially horizontally under normal pressure or reduced pressure.
  • the raw sludge is separated into the separated sludge containing foaming gas and the desorbed liquid.
  • the solid-liquid separation of the sludge can be realized effectively and reliably, and such solid-liquid separation can be continuously performed without stopping. Can be carried out efficiently and at high speed.
  • the dissolved gas of the separated sludge separated in the solid-liquid separation unit is foamed under reduced pressure, and the separated sludge is accompanied with the foamed gas vertically or As a result, the separated sludge layer that has floated up in the substantially vertical direction is formed thick, and the concentration effect of the separated sludge can be further improved.
  • the high-concentration and high-viscosity floating sludge can be easily discharged from the position of the final point in the vertical or substantially vertical direction, that is, from above, it is possible to facilitate the discharge of the concentrated sludge.
  • this levitation separator can achieve the separation and concentration of sludge in the series of processes of the above-described perfusion of raw sludge and levitation of separated sludge, so that the mud supply operation can be performed continuously, and the sludge concentration operation Continuous acceleration can be realized.
  • the high-concentration and high-viscosity floating sludge obtained in the floating concentration unit can be degassed, and the solid-gas separation can be effectively and reliably separated into the degassed sludge and gas.
  • the sludge density can be improved, and the transportability and the ease of handling can be improved.
  • the sludge concentration system can easily achieve a sufficient sludge concentration effect, easy discharge of concentrated sludge, and continuous high-speed sludge concentration operation with a simple configuration.
  • the said sludge concentration system can obtain a high concentration deaeration sludge reliably, and can utilize this deaeration sludge effectively, for example as a pre-processing apparatus of a sludge dehydration processing apparatus or a methane fermentation processing apparatus. it can.
  • the vacuum device is an ejector, and the desorbed liquid may be used as the working fluid of the ejector.
  • the sludge concentration system uses an ejector as a vacuum device, so that, for example, a solid-liquid separation unit and The reduced pressure state of the floating concentration unit can be easily formed, and the sludge concentration system can be simplified and made compact.
  • the vacuum capacity can be increased by reducing the load of the suction gas amount in the ejector, and the solid-liquid separation unit Since the ejector is operated by reusing the desorbed liquid separated from the above, resource saving and recycling can be realized.
  • the sludge concentration method and the sludge concentration system of the present invention are intended to perform solid-liquid separation between the separated sludge and the desorbed liquid by perfusing the raw sludge horizontally or substantially horizontally under normal pressure or reduced pressure.
  • the above-mentioned separated sludge is brought together with the foaming gas under reduced pressure and floated in the vertical or substantially vertical direction to achieve concentration.
  • the sludge concentration operation can be continuously speeded up, the configuration can be simplified and the size can be reduced.
  • the sludge concentration method includes a solid-liquid separation step STP1 for separating the raw sludge P into the separated sludge Q and the desorbed liquid R, and the levitating sludge S for floating and concentrating the separated sludge Q to obtain the floating sludge S.
  • Concentration step STP2 solid-gas separation step STP3 for degassing the floating sludge S to separate it into gas T and degassed sludge U, and subsequent to the solid-gas separation step STP3, the decompression and desorption in the above STP1 to STP3 It mainly includes a vacuum forming step STP4 for performing the care.
  • the solid-liquid separation step STP1 is a step in which the raw sludge P is perfused in the horizontal or substantially horizontal direction under normal pressure or reduced pressure to achieve solid-liquid separation between the separated sludge Q and the desorbed liquid R.
  • the dissolved gas in the raw sludge P foams, and the raw sludge P is a component containing such foamed gas. And gradually separate into liquid components.
  • the raw sludge P is solid-liquid separated into a separated sludge Q containing foaming gas and a desorbed liquid R. That is, the solid-liquid separation step STP1 can effectively and reliably realize the solid-liquid separation of the raw sludge P by a simple means of perfusing the raw sludge P horizontally or substantially horizontally under normal pressure or reduced pressure. it can. Further, the solid-liquid separation step STP1 can be performed continuously and at high speed without stopping the solid-liquid separation of the raw sludge P by continuously performing the above-described perfusion operation of the raw sludge P.
  • the negative pressure in the reduced pressure state is not particularly limited. For example, if it is 85 kPa, the solid-liquid separation of the raw sludge P described above is performed sufficiently effectively. Can do. Further, the perfusing speed of the raw sludge P in this case is not particularly limited. For example, if it is 0.01 m / sec, solid-liquid separation can be reliably performed without the perfusion of the raw sludge P being delayed.
  • the perfusion of the raw sludge P is specifically performed under atmospheric pressure in an open atmosphere state. In this way, by performing the perfusion of the raw sludge P under normal pressure, the negative pressure under reduced pressure in the levitation concentration step STP2 described later can be adjusted low while achieving the solid-liquid separation of the raw sludge P described above. .
  • the perfusing speed of the raw sludge P in such a case is not particularly limited. For example, if it is 0.01 m / sec, solid-liquid separation can be reliably performed without the perfusion of the raw sludge P being delayed.
  • the means for perfusing the raw sludge P in the horizontal or substantially horizontal direction is not particularly limited.
  • a means for decompressing and sucking the raw sludge P using a vacuum state in a vacuum forming step STP4 described later examples include means for extruding and perfusing the sludge P under pressure.
  • it does not specifically limit as a pressure reduction means in solid-liquid separation process STP1 For example, the means using the vacuum state of vacuum formation process STP4 mentioned later is mentioned.
  • the type of raw sludge P is not particularly limited, and examples thereof include primary sludge, excess sludge, digested sludge, septic tank sludge, coagulated sediment sludge, pressurized flotation sludge, and organic sludge.
  • the separation sludge Q is accompanied with the foaming gas under reduced pressure and floated in the vertical or substantially vertical direction for concentration. It is this process.
  • the separated sludge Q obtained downstream of the solid-liquid separation step STP1 is a component containing foaming gas, and the foaming of the dissolved gas in the separated sludge Q is promoted under reduced pressure. Float in the vertical or substantially vertical direction with the foaming gas.
  • the floatation and concentration step STP2 allows the separated sludge Q that has been levitated by a simple means to float the separated sludge Q obtained in the solid-liquid separation step STP1 in a vertical or substantially vertical direction under reduced pressure. It is formed thick, and a high concentration floating sludge S can be obtained by the concentration effect by the consolidation of the separated sludge Q, and as a result, the sludge concentration effect can be further improved. Further, since this leached sludge S is accumulated at the position of the final point of the levitating movement in the vertical or substantially vertical direction, that is, at the uppermost position, discharge and recovery of the leachable sludge S having a high concentration and high viscosity from above.
  • the sludge concentration method can perform the solid-liquid separation of the raw sludge P in a series of processes of perfusing the raw sludge P and floating the separated sludge Q. And since the floating concentration of the separated sludge Q can be achieved, the feed operation of the raw sludge P can be continuously performed, and as a result, the continuous speeding up of the sludge concentration operation can be realized.
  • the sludge concentration method has a combination of the solid-liquid separation step STP1 and the flotation concentration step STP2, thereby providing a sufficient sludge concentration effect, facilitating discharge of the concentrated sludge, and continuous speeding up of the sludge concentration operation. This can be achieved with a simple and compact configuration.
  • the pressure reducing means in the levitation step STP2 is not particularly limited, and examples thereof include a means that uses a vacuum state in a vacuum forming step STP4 described later.
  • the uppermost negative pressure in the levitation concentration step STP2 is preferably 5 kPa or more and 25 kPa or less, and more preferably 10 kPa or more and 20 kPa or less.
  • the floating speed of the separated sludge Q containing foaming gas is improved, and as a result, the concentration effect due to the consolidation of the separated sludge Q described above is improved. The improvement can be ensured and the ease of discharging and collecting the concentrated floating sludge Q can be improved.
  • the negative pressure exceeds the above upper limit, the foaming of the gas in the sludge is excessively promoted, the efficiency of separation sludge Q and the entrainment of the foamed gas is lowered, and the above-described sludge concentration effect may be reduced. Moreover, when this negative pressure is less than the said lower limit, foaming of the dissolved gas in sludge becomes inadequate, the floating effect of the separation sludge Q reduces, and the sludge concentration effect mentioned above may reduce.
  • the uppermost negative pressure in the levitation concentration step STP2 is preferably 65 kPa or more and 95 kPa or less, and 75 kPa or more and 85 kPa or less. More preferred.
  • the floating speed of the separated sludge Q containing foaming gas is improved, and as a result, the concentration effect due to the consolidation of the separated sludge Q described above is improved. The improvement can be ensured and the ease of discharging and collecting the concentrated floating sludge Q can be improved.
  • the negative pressure exceeds the above upper limit, the foaming of the gas in the sludge is excessively promoted, the efficiency of separation sludge Q and the entrainment of the foamed gas is lowered, and the above-described sludge concentration effect may be reduced. Moreover, when this negative pressure is less than the said lower limit, foaming of the dissolved gas in sludge becomes inadequate, the floating effect of the separation sludge Q reduces, and the concentration effect mentioned above may reduce.
  • the solid-gas separation step STP3 is a step for obtaining the deaerated sludge U by retaining the floating sludge S obtained from the floating concentration step STP2 for deaeration. Specifically, in this solid-gas separation step STP3, the high-concentration and high-viscosity floating sludge S obtained in the flotation concentration step STP2 is retained and degassed, and effective and reliable for the gas T and the degassed sludge U. In addition to the solid-gas separation, the sludge density can be improved, and the transportability and ease of handling can be improved.
  • the solid-gas separation process STP3 takes this, for example. It can be effectively used as a pretreatment step for a dehydration treatment step or a methane fermentation treatment step.
  • the degassing means of the floating sludge S in the solid-gas separation step STP3 is not particularly limited, and examples thereof include a means that utilizes the vacuum state of the vacuum forming step STP4 described later.
  • the solid-gas separation and the densification of the floating sludge S can be performed continuously and at high speed by continuously using such a means utilizing the vacuum state and continuously discharging the gas T.
  • the vacuum forming step STP4 is a step for performing depressurization in the solid-liquid separation step STP1 and / or levitation concentration step STP2 and deaeration in the solid-gas separation step STP3. Specifically, the vacuum forming step STP4 easily forms the reduced pressure state in the solid-liquid separation step STP1 and / or the floating concentration step STP2, and performs the above-described solid-liquid separation of the raw sludge P and the floating concentration of the separated sludge Q. It can be realized reliably.
  • the vacuum forming step STP4 forms a reduced pressure state in the solid-liquid separation step STP1 and / or the levitation concentration step STP2, and can easily suck and discharge the levitation sludge S in the levitation concentration step STP2 from the uppermost position.
  • the high-viscosity floating sludge S can be smoothly conveyed to the solid-gas separation step STP3.
  • the vacuum forming step STP4 is disposed at the last stage of the sludge concentration method, that is, the latter stage of the solid-gas separation step STP3, so that the solid matter such as the floating sludge S enters in the vacuum forming step STP4.
  • the vacuum forming step STP4 only the gas T discharged in the solid-gas separation step STP3 can be efficiently sucked and degassed. That is, by providing the vacuum forming step STP4 at the last stage of the sludge concentration method, a good vacuum state can be formed continuously and effectively, and a sufficient sludge concentration effect can be stably maintained. .
  • the vacuum forming means in the vacuum forming step STP4 is not particularly limited, and examples thereof include a vacuum pump and an ejector described later.
  • the sludge concentration system 1 mainly includes a separation levitation concentration device 2, a solid-gas separation device 3, and a vacuum device 4.
  • the separation and flotation concentration apparatus 2 mainly includes a solid-liquid separation unit 5, a flotation concentration unit 6, a raw sludge supply pipe 7, a desorbed liquid discharge pipe 8, and a flotation sludge discharge pipe 9.
  • a solid-liquid separation unit 5 mainly includes a flotation concentration unit 6, a raw sludge supply pipe 7, a desorbed liquid discharge pipe 8, and a flotation sludge discharge pipe 9.
  • it does not specifically limit as a kind of this raw sludge P, It is the same as that in the case in the above-mentioned sludge concentration method.
  • the solid-liquid separation unit 5 is a member for perfusing the raw sludge P in a horizontal or substantially horizontal direction under reduced pressure to separate the separated sludge Q and the desorbed liquid R from each other.
  • the solid-liquid separation unit 5 includes a raw sludge supply pipe 7 to be described later, and has a structure that communicates with a floating concentration unit 6 to be described later downstream of the flow of the supplied and perfused raw sludge P. Yes.
  • the means for supplying the raw sludge P to the solid-liquid separator 5 and perfusing it horizontally or substantially horizontally is not particularly limited, and for example, floats and concentrates using a vacuum state formed by the vacuum device 4 described later.
  • Examples include means for decompressing and sucking the raw sludge P from the floating sludge discharge pipe 9 side of the unit 6, means for supplying and perfusing the raw sludge P from the raw sludge supply pipe 7 side using a vacuum pump or the like.
  • the means for reducing the pressure inside the solid-liquid separation unit 5 is not particularly limited, and for example, the pressure is reduced from the floating sludge discharge pipe 9 side of the floating concentration unit 6 using a vacuum state formed by the vacuum device 4 described later.
  • the shape of the solid-liquid separation unit 5 is not particularly limited as long as it can form a horizontal or substantially horizontal flow of the raw sludge P, and examples thereof include a cylindrical shape and a rectangular parallelepiped.
  • a raw material of the solid-liquid separation part 5 if a pressure reduction state inside can be maintained, it will not specifically limit, A well-known raw material can be used.
  • the levitation concentration unit 6 is a member for obtaining the levitation sludge S by concentrating the separated sludge Q in the vertical or substantially vertical direction along with the foaming gas under reduced pressure downstream of the solid-liquid separation unit 5. is there.
  • the levitation concentration unit 6 includes a desorption liquid discharge pipe 8 and a levitation sludge discharge pipe 9 which will be described later, and has a structure communicating with the downstream portion of the solid-liquid separation unit 5.
  • the levitation concentration unit using a vacuum state formed by the vacuum device 4 described later 6 means for sucking under reduced pressure from the floating sludge discharge pipe 9 side.
  • the shape of the levitation concentrating unit 6 is not particularly limited as long as it can realize the levitation movement of the separated sludge Q and the levitation sludge S in the vertical direction or the substantially vertical direction, and examples thereof include a cylindrical shape and a rectangular parallelepiped. It is done.
  • a well-known raw material can be used as a raw material of the levitation concentration part 6, if it can maintain an internal pressure reduction state.
  • the raw sludge supply pipe 7 communicates with the solid-liquid separation unit 5 and is a member for supplying the raw sludge P to the solid-liquid separation unit 5.
  • the shape and material of the raw sludge supply pipe 7 are not particularly limited as long as the raw sludge P can be continuously supplied, and known shapes and materials can be used.
  • the raw sludge supply pipe 7 further includes an adjustment valve (not shown) for adjusting the supply amount of the raw sludge P and the reduced pressure state of the solid-liquid separation unit 5 and / or the floating concentration unit 6. Can do.
  • the desorbed liquid discharge pipe 8 is a member that communicates and hangs below the levitation concentration unit 6 and discharges the desorbed liquid R to the outside.
  • the shape and material of the desorbed liquid discharge pipe 8 are not particularly limited as long as the desorbed liquid R can be continuously discharged, and known shapes and materials can be used.
  • the desorbed liquid discharge pipe 8 is provided with an adjusting valve (not shown) for adjusting the discharge amount of the desorbed liquid R and the reduced pressure state of the solid-liquid separation unit 5 and / or the levitation concentrating unit 6.
  • a pump (not shown) or the like can be further provided.
  • the levitation sludge discharge pipe 9 is a member that communicates above the levitation concentration unit 6 and discharges the levitation sludge S to the outside.
  • the shape and material of the floating sludge discharge pipe 9 are not particularly limited as long as the floating sludge S can be discharged continuously, and known shapes and materials can be used.
  • the floating sludge discharge pipe 9 further includes a regulating valve (not shown) for adjusting the discharge amount of the floating sludge S and the reduced pressure state of the solid-liquid separation unit 5 and / or the floating concentration unit 6. Can do.
  • the solid-gas separation device 3 is a device for obtaining the degassed sludge U by retaining the floating sludge S and degassing it. Specifically, the solid-gas separation device 3 retains the high-concentration and high-viscosity floating sludge S discharged from the floating sludge discharge pipe 9 of the separation flotation concentration device 2 to deaerate the gas T and the degassed sludge. It is a device that separates into U.
  • the solid-gas separation device 3 mainly includes a gas discharge unit 10 for discharging the gas T to the outside and a degassed sludge discharge unit 11 for discharging the degassed sludge U to the outside.
  • the shape of the solid-gas separation device 3 is not particularly limited.
  • the gas discharge unit 10 is disposed at the upper portion
  • the degassed sludge discharge unit 11 is disposed at the lower portion
  • the lower portion is narrowed into a cone shape. It is good to be.
  • the degassed sludge U can be easily discharged by natural flow.
  • the solid-gas separation device 3 communicates with the gas discharge unit 10 and discharges the degassed sludge U through a gas discharge pipe (not shown) for discharging the gas T to the outside and the degassed sludge discharge unit 11.
  • the degassing sludge discharge pipe (not shown), the sludge pump (not shown), and the gas discharge pipe and the degassing sludge discharge pipe are arranged to adjust the decompression state inside the solid-gas separator 3.
  • An adjustment valve (not shown) or the like can be further provided.
  • the vacuum device 4 is a device for performing a series of sludge depressurization and deaeration in the sludge concentration system 1. Specifically, the vacuum device 4 is disposed at the last stage of the sludge concentration system 1, that is, the subsequent stage of the solid-gas separation device 3, and the vacuum and the suction of the floating sludge S in the separation and flotation concentration device 2 and the solid-gas separation device. 3 is an apparatus for integrally realizing the deaeration of the floating sludge S in FIG.
  • the type of the vacuum device 4 is not particularly limited, and examples thereof include an ejector and a vacuum pump. Among them, it is preferable to use an ejector.
  • This ejector is a device that generates a vacuum from compressed air without mechanical movement such as rotating a pump with a motor or the like, and mainly includes a nozzle and a diffuser (not shown). The nozzle and the diffuser face each other at an appropriate distance, and a working fluid such as water passes through the nozzle and the diffuser integrally and at high speed to generate a vacuum between the nozzle and the diffuser. Can be made.
  • decompression and suction of the floating sludge S in the separation and flotation concentration device 2 and deaeration of the floating sludge S in the solid-gas separation device 3 are integrally realized with a simple configuration.
  • the sludge concentration system 1 can be simplified and made compact.
  • the size, shape, arrangement, etc. of the nozzle and diffuser can be freely adjusted according to the required ultimate vacuum pressure, suction flow rate, and the like.
  • the desorbing liquid R may be used as the working fluid of the ejector. Since the desorbed liquid R has a relatively low gas solubility, by using the desorbed liquid R as the working fluid of the ejector, the vacuum capacity can be increased by reducing the load of the suction gas amount in the ejector. Since the ejector is operated by reusing such desorbed liquid R, resource saving and recycling can be realized.
  • the configuration for introducing the desorbed liquid R from the separation levitation concentration apparatus 2 to the ejector is not particularly limited.
  • the desorption liquid R is supplied to the ejector through the desorption liquid discharge pipe 8 of the separation levitation concentration apparatus 2. A configuration is mentioned.
  • the control valve of the raw sludge supply pipe 7 and the desorbed liquid discharge pipe 8 in the separation flotation concentration apparatus 2 is closed and the adjustment valve of the flotation sludge discharge pipe 9 is released, so that the above-mentioned deaeration sludge discharge in the solid-gas separation apparatus 3 is released.
  • the vacuum apparatus 4 is operated to form a vacuum state, whereby the inside of the separation levitation concentration apparatus 2 and the inside of the solid-gas separation apparatus 3 are depressurized. It becomes a state.
  • the regulating valve of the raw sludge supply pipe 7 is released, and the raw sludge P is supplied into the separation levitation concentrating device 2, so that the raw sludge P is formed inside the solid-liquid separation unit 5. Perfuse horizontally or nearly horizontally.
  • the separation levitation concentration apparatus 2 can effectively and reliably realize solid-liquid separation of the raw sludge P by a simple means of perfusing the raw sludge P horizontally or substantially horizontally. Moreover, the separation levitation concentration apparatus 2 can perform continuously and at high speed without stopping the solid-liquid separation of the raw sludge P by continuously performing the perfusion operation of the raw sludge P described above.
  • the desorbed liquid R that has been solid-liquid separated downstream of the solid-liquid separating unit 5 is discharged to the outside through the desorbed liquid discharge pipe 8 of the floating concentration unit 6. Further, the separated sludge Q that has been solid-liquid separated downstream of the solid-liquid separation unit 5 moves to the levitation concentration unit 6, and the foaming of the dissolved gas in the separation sludge Q is promoted under the reduced pressure of the levitation concentration unit 6. As a result, it floats in the vertical or substantially vertical direction along with this foaming gas. As a result, the layer of separated sludge Q that has floated in the floating concentration unit 6 is formed thick, and a high concentration of floating sludge S can be obtained by the concentration effect of the separated sludge Q by compaction.
  • the sludge concentration effect is further increased. Can be improved.
  • the levitation sludge S is accumulated at the highest position in the levitation concentration unit 6, the discharge and recovery of the high concentration and high viscosity levitation sludge S can be easily achieved from above, and the discharge of the concentration sludge. Can be realized easily.
  • the separation levitation concentration apparatus 2 can achieve solid-liquid separation of the raw sludge P and levitation concentration of the separation sludge Q in a series of processes of perfusion of the raw sludge P and levitation of the separation sludge Q, the supply sludge of the raw sludge P can be achieved.
  • the operation can be performed continuously, and as a result, continuous speeding up of the sludge concentration operation can be realized. That is, the separation levitation concentration apparatus 2 is provided with a combination of the solid-liquid separation unit 5 and the levitation concentration unit 6, thereby providing a sufficient sludge concentration effect in the sludge concentration system 1, facilitating discharge of the concentrated sludge, and sludge concentration operation. Continuous high speed can be achieved with a simple and compact configuration.
  • the levitation sludge S floated and concentrated in the levitation concentration unit 6 of the separation levitation concentration apparatus 2 is sucked under reduced pressure by the vacuum action of the vacuum apparatus 4 and is carried into the solid-gas separation apparatus 3 through the levitation sludge discharge pipe 9 and stays inside. .
  • the staying floating sludge S is degassed under reduced pressure by the vacuum action of the vacuum device 4, and is separated into gas T and degassed sludge U.
  • the gas T is discharged to the outside through the gas discharge unit 10 by the vacuum suction action of the vacuum device 4, and the degassed sludge U is discharged to the outside through the degassed sludge discharge unit 11.
  • the solid-gas separation device 3 can reliably solidify the floating sludge S containing the foaming gas into the degassed sludge U and the gas T, improve the sludge density, and improve the transportability and ease of handling. be able to.
  • the vacuum device 4 is disposed at the last stage of the sludge concentration system 1, that is, the latter stage of the solid-gas separation device 3, thereby preventing solid matter such as floating sludge S from entering the vacuum device 4.
  • the vacuum device 4 can efficiently suck and degas only the gas T discharged from the solid-gas separation device 3. That is, by providing the vacuum device 4 at the last stage of the sludge concentration system 1, a good vacuum state is continuously and effectively formed, and a sufficient sludge concentration effect can be stably maintained.
  • the vacuum device 4 is an ejector, and it is preferable to use the desorbed liquid R discharged from the levitation concentration unit 6 as the working fluid of the ejector.
  • the sludge concentration system 1 performs this dehydration. It can be effectively used as a pretreatment device for a treatment device or a methane fermentation treatment device.
  • the separation flotation concentration apparatus in the sludge concentration system of the present invention includes the raw sludge supply pipes 7 at both ends in the longitudinal direction of the solid-liquid separation unit 5 as shown in FIG.
  • a structure in which the levitation and concentration unit 6 communicates with a confluence of the raw sludge P perfused from two directions, that is, in the longitudinal center of the solid-liquid separation unit 5 can be provided.
  • the separation flotation concentration apparatus in the sludge concentration system of the present invention can concentrate a larger amount of raw sludge without interfering with the above-described solid-liquid separation effect and flotation concentration effect of sludge. it can.
  • the separation levitation concentration apparatus of FIG. 5 includes four raw sludge supply pipes 7 on the side surface of the solid-liquid separation unit 5, and the raw sludge perfused from four directions through the four raw sludge supply pipes 7.
  • a structure in which the floating concentration unit 6 communicates with the P confluence point, that is, the center of the solid-liquid separation unit 5 can be provided.
  • the separation flotation concentration apparatus in the sludge concentration system of the present invention can concentrate a larger amount of raw sludge without interfering with the above-described solid-liquid separation effect and flotation concentration effect of sludge. it can.
  • the separation levitation concentration apparatus of FIG. 6 includes six raw sludge supply pipes 7 at equal intervals on the side surface of the solid-liquid separation unit 5 and is perfused from six directions through the six raw sludge supply pipes 7. It is possible to provide a structure in which the levitating and concentrating unit 6 communicates with the confluence of the raw sludge P, that is, the center of the solid-liquid separation unit 5. By providing such a structure, the separation flotation concentration apparatus in the sludge concentration system of the present invention can concentrate a larger amount of raw sludge without interfering with the above-described solid-liquid separation effect and flotation concentration effect of sludge. it can.
  • the separation levitation concentration apparatus of FIG. 7 can include an opening 12 above the solid-liquid separation unit 5.
  • this separation levitation concentration apparatus has a structure in which the upper part of the solid-liquid separation unit 5 in the separation levitation concentration apparatus of FIG. 3 is opened.
  • the separation flotation concentration apparatus in the sludge concentration system of the present invention aims to perform solid-liquid separation between the separated sludge and the desorbed liquid by perfusing the original sludge horizontally or substantially horizontally under normal pressure.
  • the perfume of the raw sludge is performed under atmospheric pressure in an open air state, and the negative pressure under reduced pressure in the levitation concentration unit is adjusted low while achieving solid-liquid separation of the raw sludge. be able to.
  • the sludge concentration method and sludge concentration system of the present invention can be used for concentration treatment of primary sedimentation sludge, excess sludge, digested sludge, septic tank sludge, coagulated sediment sludge, organic sludge, and the like.

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)
  • Physical Water Treatments (AREA)

Abstract

　十分な汚泥濃縮効果及び濃縮汚泥の排出の容易性を発揮すると共に、汚泥濃縮操作の連続高速化を実現しつつ、構成の簡素化やコンパクト化を図る汚泥濃縮方法及び汚泥濃縮システムの提供を目的とする。　本発明は、原汚泥を常圧下又は減圧下で水平又は略水平方向に灌流させ、分離汚泥と脱離液との固液分離を図る固液分離工程と、上記固液分離工程の下流において、減圧下で上記分離汚泥を発泡ガスと同伴させ、垂直又は略垂直方向に浮上させて濃縮化を図り浮上汚泥を得る浮上濃縮工程とを有する汚泥濃縮方法及び汚泥濃縮システムである。

Description

汚泥濃縮方法及び汚泥濃縮システム
　本発明は、汚泥濃縮方法及び汚泥濃縮システムに関する。
　下水汚泥などの汚泥を濃縮、脱水等して処理する汚泥処理技術として、様々な汚泥処理方法や汚泥処理システム等が提供されている。このような汚泥を濃縮する技術としては、例えば、真空の減圧容器内に汚泥を投入し、汚泥中の溶存ガスを減圧発泡させ、発泡したガスに汚泥の固体分を同伴させ浮上させることで固液分離を行い、汚泥の濃縮化を図るという技術が知られている。
　このように、汚泥の固体分と減圧発泡させた溶存ガスとを同伴させて浮上させ、固液分離することで汚泥を濃縮する技術としては、例えば、汚泥を供給する供給口を上部に有し下部に排出口を有する密閉可能な減圧容器を、この減圧容器の排出口から汚泥貯留槽へ汚泥を排出する汚泥排出管の下端をシールする液面に作用する大気圧と減圧容器内の汚泥圧力とがつり合う高さよりも高い位置に配置し、減圧容器内を汚泥で満たした後、減圧容器内の汚泥を排出口から自然落下によって排出することで容器内に真空を形成し、この真空の容器内のほぼ中間位置まで汚泥を供給して汚泥中の溶存ガスを減圧発泡させ、発泡したガスに汚泥の固体分を同伴させ浮上させて固液分離を図る汚泥濃縮装置及び汚泥処理方法が挙げられる（特許第３７８１７５５号公報等）。
　しかしながら、上述の汚泥濃縮装置及び汚泥処理方法は、減圧下で汚泥をかき寄せる機構を配設することが困難であり、減圧容器内で浮上分離した高濃度かつ高粘度の汚泥を減圧容器内の液圧のみで排泥する必要があることから、高濃度かつ高粘度まで汚泥を濃縮することができず、その結果、十分な汚泥濃縮効果及び濃縮汚泥の排出の容易性を満足するには至っていない。また、減圧容器内の減圧操作を所謂サイフォンの原理を利用した排液操作により行う必要があるため、給泥操作を連続して行うことができず、汚泥濃縮操作の連続高速化を図ることが困難である。さらに、減圧容器内の減圧操作をサイフォンの原理を利用して行うことから、減圧容器を大気圧液面から約１０ｍ程度の位置に配設する必要があり、構成の簡素化やコンパクト化を図ることが困難である。
　つまり、十分な汚泥濃縮効果及び濃縮汚泥の排出の容易性を発揮すると共に、汚泥濃縮操作の連続高速化を実現しつつ、構成の簡素化やコンパクト化を図る汚泥濃縮方法及び汚泥濃縮システムは、未だ提供されていない。
特許第３７８１７５５号公報
　本発明は、これらの不都合に鑑みてなされたものであり、十分な汚泥濃縮効果及び濃縮汚泥の排出の容易性を発揮すると共に、汚泥濃縮操作の連続高速化を実現しつつ、構成の簡素化やコンパクト化を図る汚泥濃縮方法及び汚泥濃縮システムの提供を目的とするものである。
　上記課題を解決するためになされた発明は、
　原汚泥を常圧下又は減圧下で水平又は略水平方向に灌流させ、分離汚泥と脱離液との固液分離を図る固液分離工程と、
　上記固液分離工程の下流において、減圧下で上記分離汚泥を発泡ガスと同伴させ、垂直又は略垂直方向に浮上させて濃縮化を図り、浮上汚泥を得る浮上濃縮工程と
　を有する汚泥濃縮方法である。
　当該汚泥濃縮方法は、上記固液分離工程を有することで、常圧下又は減圧下において原汚泥が水平又は略水平方向に灌流するにつれて原汚泥中の溶存ガスが発泡し、原汚泥が発泡ガスを含む分離汚泥と脱離液とに分離され、その結果、汚泥の固液分離を効果的かつ確実に実現できると共に、このような灌流操作により固液分離を停止させることなく連続的かつ高速に行うことができる。また、当該汚泥濃縮方法は、上述の固液分離工程の下流において上記浮上濃縮工程を有することで、固液分離工程で分離された分離汚泥の溶存ガスが減圧下で発泡し、かかる分離汚泥を発泡ガスに同伴させて垂直又は略垂直方向に浮上させ、その結果、浮上した分離汚泥の層が厚く形成され、分離汚泥の圧密による濃縮効果を一層向上させることができる。加えて、このような高濃度かつ高粘度の浮上汚泥を、垂直又は略垂直方向の浮上移動の最終地点の位置、即ち上方から容易に排出できることから、当該汚泥濃縮方法は、濃縮汚泥の排出の容易化を図ることができる。さらに、当該汚泥濃縮方法は、上述した原汚泥の灌流及び分離汚泥の浮上という一連の過程において原汚泥の分離及び分離汚泥の濃縮を達成できることから、給泥操作を連続して行うことができ、汚泥濃縮操作の連続高速化を実現ことができる。つまり、当該汚泥濃縮方法は、上述の固液分離工程と浮上濃縮工程とを組み合わせて有することで、十分な汚泥濃縮効果、濃縮汚泥の排出の容易化、汚泥濃縮操作の連続高速化を、簡素でコンパクトな構成により達成することができる。
　上記固液分離工程において常圧下で原汚泥を水平又は略水平方向に灌流させる場合、上記浮上濃縮工程における最上位の負圧としては、５ｋＰａ以上２５ｋＰａ以下が好ましい。このように、上記固液分離工程において常圧下で原汚泥を水平又は略水平方向に灌流させる場合、浮上濃縮工程における最上位の負圧を上記範囲とすることで、発泡ガスを含む分離汚泥の浮上速度を向上させ、その結果、上述した分離汚泥の圧密による濃縮効果の向上を確実なものとすることができると共に、濃縮された浮上汚泥の排出の容易性を向上させることができる。ここで、「最上位」とは、発泡ガスを含む浮上汚泥が垂直又は略垂直方向に浮上移動する最終地点の位置を意味する。
　また、上記固液分離工程において減圧下で原汚泥を水平又は略水平方向に灌流させる場合、上記浮上濃縮工程における最上位の負圧としては、６５ｋＰａ以上９５ｋＰａ以下が好ましい。このように、上記固液分離工程において減圧下で原汚泥を水平又は略水平方向に灌流させる場合、浮上濃縮工程における最上位の負圧を上記範囲とすることで、発泡ガスを含む分離汚泥の浮上速度を向上させ、その結果、上述した分離汚泥の圧密による濃縮効果の向上を確実なものとすることができると共に、濃縮された浮上汚泥の排出の容易性を向上させることができる。
　当該汚泥濃縮方法は、上記浮上濃縮工程から得られる浮上汚泥を滞留させて脱気し、脱気汚泥を得る固気分離工程をさらに有するとよい。当該汚泥濃縮方法は、上述した浮上濃縮工程の後段に上記固気分離工程を有することにより、浮上濃縮工程で得られる高濃度かつ高粘度の浮上汚泥を脱気させ、脱気汚泥とガスとに効果的かつ確実に固気分離できると共に、汚泥密度を向上させ、搬送性や取り扱いの容易性を向上させることができる。なお、このような脱気汚泥は、例えば汚泥の脱水処理工程における脱水性やメタン発酵処理工程における発酵効果を向上させることから、かかる脱水処理工程やメタン発酵処理工程の前処理工程として有効に利用することができる。
　当該汚泥濃縮方法は、上記減圧及び脱気を行う真空形成工程をさらに有するとよい。このように、当該汚泥濃縮方法は、真空形成工程を有することで、上記固液分離工程及び／又は浮上濃縮工程における減圧状態を容易に形成し、上述した原汚泥の固液分離及び浮上濃縮を確実に実現することができる。また、当該汚泥濃縮方法は、真空形成工程を有することで、上述の固液分離工程及び／又は浮上濃縮工程における減圧状態を形成し、浮上濃縮工程における浮上汚泥を最上位から容易に吸引及び排出でき、かかる浮上汚泥の固気分離工程への搬送をスムーズに行うことができる。特に、この真空形成工程を上記固気分離工程の後段に有することで、当該汚泥濃縮方法は、真空形成工程に浮上汚泥等の固形物が侵入することを防止又は低減でき、その結果、良好な真空状態が連続的かつ効果的に形成され、十分な汚泥濃縮効果を安定的に維持することができる。
　また、上記課題を解決するための別の発明は、
　原汚泥を常圧下又は減圧下で水平又は略水平方向に灌流させて分離汚泥と脱離液との固液分離を図る固液分離部と、この固液分離部の下流において減圧下で上記分離汚泥を発泡ガスと同伴させ垂直又は略垂直方向に浮上させて濃縮化を図り浮上汚泥を得る浮上濃縮部とを備える分離浮上濃縮装置と、
　上記浮上汚泥を滞留させて脱気し、脱気汚泥を得る固気分離装置と、
　上記減圧及び脱気を行う真空装置と
　を備える汚泥濃縮システムである。
　当該汚泥濃縮システムは、（１）上記分離浮上濃縮装置が固液分離部を備えることで、常圧下又は減圧下において原汚泥が水平又は略水平方向に灌流するにつれて原汚泥中の溶存ガスが発泡し、原汚泥が発泡ガスを含む分離汚泥と脱離液とに分離され、その結果、汚泥の固液分離を効果的かつ確実に実現できると共に、このような固液分離を停止させることなく連続的かつ高速に行うことができる。また、上記固液分離部の下流において浮上濃縮部を備えることで、固液分離部で分離された分離汚泥の溶存ガスが減圧下で発泡し、かかる分離汚泥を発泡ガスに同伴させて垂直又は略垂直方向に浮上させ、その結果、浮上した分離汚泥の層が厚く形成され、分離汚泥の圧密による濃縮効果を一層向上させることができる。加えて、かかる高濃度かつ高粘度の浮上汚泥を、垂直又は略垂直方向の最終地点の位置、即ち上方から容易に排出できることから、濃縮汚泥の排出の容易化を図ることができる。そして、この浮上分離装置は、上述した原汚泥の灌流及び分離汚泥の浮上という一連の過程において汚泥の分離及び濃縮を達成できることから、給泥操作を連続して行うことができ、汚泥濃縮操作の連続高速化を実現することができる。また、（２）固気分離装置を備えることで、浮上濃縮部で得られる高濃度かつ高粘度の浮上汚泥を脱気させ、脱気汚泥とガスとに効果的かつ確実に固気分離できると共に、汚泥密度を向上させ、搬送性や取り扱いの容易性を向上させることができる。また、（３）真空装置を有することにより、上記固液分離部及び／又は浮上濃縮部における減圧状態を容易に形成し、上述した原汚泥の固液分離及び浮上濃縮を確実に実現すると共に、浮上濃縮部における浮上汚泥を最上位から容易に吸引及び排出でき、浮上汚泥の固気分離装置への搬送をスムーズに行うことができる。つまり、当該汚泥濃縮システムは、十分な汚泥濃縮効果、濃縮汚泥の排出の容易化、汚泥濃縮操作の連続高速化を、簡素な構成により容易に達成することができる。なお、当該汚泥濃縮システムは、高濃度の脱気汚泥を確実に得ることができ、この脱気汚泥を、例えば汚泥の脱水処理装置やメタン発酵処理装置の前処理装置として有効に利用することができる。
　上記真空装置がエジェクターであり、このエジェクターの動作流体として上記脱離液を用いるとよい。このように、当該汚泥濃縮システムは、真空装置としてエジェクターを用いることで、例えば真空ポンプ等のようにモーターでポンプを回転させるような機械的構成によらず、簡素な構成により固液分離部及び／又は浮上濃縮部の減圧状態を容易に形成することができ、汚泥濃縮システムの簡素化やコンパクト化を実現することができる。また、このエジェクターの動作流体としてガス溶存度が比較的低い上記脱離液を用いることで、エジェクターにおける吸引ガス量の負荷を低減して真空能力を高めることができることに加え、上記固液分離部から分離された脱離液を再利用してエジェクターを稼働させることから、省資源化及びリサイクル化を実現することができる。
　以上説明したように、本発明の汚泥濃縮方法及び汚泥濃縮システムは、原汚泥を常圧下又は減圧下で水平又は略水平方向に灌流させて分離汚泥と脱離液との固液分離を図り、この固液分離の下流において減圧下で上記分離汚泥を発泡ガスと同伴させて垂直又は略垂直方向に浮上させ濃縮化を図ることから、従来の課題である十分な汚泥濃縮効果の発揮、濃縮汚泥の排出の容易化、汚泥濃縮操作の連続高速化、構成の簡素化やコンパクト化を解決することができる。
本発明の一実施形態に係る汚泥濃縮方法を示すフロー図である。 本発明の一実施形態に係る汚泥濃縮システムを示す概略構成図である。 本発明の一実施形態に係る汚泥濃縮システムの分離浮上濃縮装置を示す模式的斜視図である。 本発明の別の実施形態に係る汚泥濃縮システムの分離浮上濃縮装置を示す模式的斜視図である。 本発明の別の実施形態に係る汚泥濃縮システムの分離浮上濃縮装置を示す模式的斜視図である。 本発明の別の実施形態に係る汚泥濃縮システムの分離浮上濃縮装置を示す模式的斜視図である。 本発明の別の実施形態に係る汚泥濃縮システムの分離浮上濃縮装置を示す模式的斜視図である。
　以下、適宜図面を参照しつつ本発明の実施の形態を詳説する。
　まず、図１を参照しつつ、当該汚泥濃縮方法に係るＳＴＰ１～ＳＴＰ４の各工程について説明する。具体的には、当該汚泥濃縮方法は、原汚泥Ｐを分離汚泥Ｑと脱離液Ｒとに分離するための固液分離工程ＳＴＰ１、分離汚泥Ｑを浮上濃縮し浮上汚泥Ｓを得るための浮上濃縮工程ＳＴＰ２、浮上汚泥Ｓを脱気してガスＴと脱気汚泥Ｕとに分離するための固気分離工程ＳＴＰ３、この固気分離工程ＳＴＰ３の後段にあって上記ＳＴＰ１～ＳＴＰ３における減圧や脱気を行うための真空形成工程ＳＴＰ４を主として有する。
（固液分離工程）
　固液分離工程ＳＴＰ１は、原汚泥Ｐを常圧下又は減圧下で水平又は略水平方向に灌流させ、分離汚泥Ｑと脱離液Ｒとの固液分離を図る工程である。この固液分離工程ＳＴＰ１において、常圧下又は減圧下で原汚泥Ｐを水平又は略水平方向に灌流させるにつれ、原汚泥Ｐ中の溶存ガスが発泡し、原汚泥Ｐは、かかる発泡ガスを含む成分と液体成分とに徐々に分離する。そして、かかる原汚泥Ｐの流れの下流において、原汚泥Ｐは、発泡ガスを含む分離汚泥Ｑと、脱離液Ｒとに固液分離する。つまり、固液分離工程ＳＴＰ１は、原汚泥Ｐを常圧下又は減圧下で水平又は略水平方向に灌流させるという簡易な手段により、原汚泥Ｐの固液分離を効果的かつ確実に実現することができる。また、かかる固液分離工程ＳＴＰ１は、上述した原汚泥Ｐの灌流操作を連続して行うことで、原汚泥Ｐの固液分離を停止させることなく連続的かつ高速に行うことができる。
　上記原汚泥Ｐの灌流が減圧下で行われる場合において、かかる減圧状態における負圧としては、特に限定されず、例えば８５ｋＰａであれば上述した原汚泥Ｐの固液分離を十分効果的に行うことができる。また、この場合における原汚泥Ｐの灌流速度についても特に限定されず、例えば０．０１ｍ／ｓｅｃであれば原汚泥Ｐの灌流が滞ることなく、固液分離を確実に行うことができる。
　上記原汚泥Ｐの灌流が常圧下で行われる場合において、かかる原汚泥Ｐの灌流は、具体的には大気解放状態における大気圧下で行われることとなる。このように、原汚泥Ｐの灌流を常圧下で行うことで、上述した原汚泥Ｐの固液分離を達成しつつ、後述する浮上濃縮工程ＳＴＰ２における減圧下の負圧を低く調整することができる。なお、かかる場合における原汚泥Ｐの灌流速度についても特に限定されず、例えば０．０１ｍ／ｓｅｃであれば原汚泥Ｐの灌流が滞ることなく、固液分離を確実に行うことができる。
　上記原汚泥Ｐを水平又は略水平方向に灌流させるための手段としては、特に限定されず、例えば、後述する真空形成工程ＳＴＰ４の真空状態を利用して原汚泥Ｐを減圧吸引する手段や、原汚泥Ｐを加圧により押し出して灌流させる手段等が挙げられる。また、固液分離工程ＳＴＰ１における減圧手段としては、特に限定されず、例えば、後述する真空形成工程ＳＴＰ４の真空状態を利用する手段が挙げられる。
　原汚泥Ｐの種類としては、特に限定されず、例えば、初沈汚泥、余剰汚泥、消化汚泥、浄化槽汚泥、凝集沈殿汚泥、加圧浮上汚泥、有機性汚泥等が挙げられる。
（浮上工程）
　浮上濃縮工程ＳＴＰ２は、上記固液分離工程ＳＴＰ１の下流において、減圧下で上記分離汚泥Ｑを発泡ガスと同伴させ、垂直又は略垂直方向に浮上させて濃縮化を図り、浮上汚泥Ｓを得るための工程である。この浮上濃縮工程ＳＴＰ２において、固液分離工程ＳＴＰ１の下流で得られる分離汚泥Ｑは、発泡ガスを含む成分であり、減圧下において分離汚泥Ｑ中の溶存ガスの発泡が促進されることから、かかる発泡ガスと同伴して垂直又は略垂直方向に浮上する。つまり、浮上濃縮工程ＳＴＰ２は、固液分離工程ＳＴＰ１で得られる分離汚泥Ｑを減圧下において垂直又は略垂直方向にガスを同伴させて浮上させるという簡易な手段により、浮上した分離汚泥Ｑの層が厚く形成され、この分離汚泥Ｑの圧密による濃縮効果により高濃度の浮上汚泥Ｓを得ることができ、その結果、汚泥濃縮効果を一層向上させることができる。また、この浮上汚泥Ｓは、垂直又は略垂直方向への浮上移動の最終地点の位置、即ち、最上位に蓄積されることから、高濃度かつ高粘度の浮上汚泥Ｓの排出や回収を上方から容易に達成することができ、濃縮汚泥の排出の容易化を実現することができる。さらに、上述した固液分離工程ＳＴＰ1の後段に浮上濃縮工程ＳＴＰ２を有することで、当該汚泥濃縮方法は、原汚泥Ｐの灌流及び分離汚泥Ｑの浮上という一連の過程において原汚泥Ｐの固液分離及び分離汚泥Ｑの浮上濃縮を達成できることから、原汚泥Ｐの給泥操作を連続して行うことができ、その結果、汚泥濃縮操作の連続高速化を実現することができる。つまり、当該汚泥濃縮方法は、上記固液分離工程ＳＴＰ１と浮上濃縮工程ＳＴＰ２とを組み合わせて有することで、十分な汚泥濃縮効果、濃縮汚泥の排出の容易化、汚泥濃縮操作の連続高速化を、簡素でコンパクトな構成により達成することができる。
　浮上工程ＳＴＰ２における減圧手段としては、特に限定されず、例えば、後述する真空形成工程ＳＴＰ４の真空状態を利用する手段が挙げられる。
　固液分離工程ＳＴＰ１において常圧下で原汚泥Ｐを水平又は略水平方向に灌流させる場合、浮上濃縮工程ＳＴＰ２における最上位の負圧としては、５ｋＰａ以上２５ｋＰａ以下が好ましく、１０ｋＰａ以上２０ｋＰａ以下がより好ましい。このように、浮上濃縮工程ＳＴＰ２における最上位の負圧を上記範囲とすることで、発泡ガスを含む分離汚泥Ｑの浮上速度を向上させ、その結果、上述した分離汚泥Ｑの圧密による濃縮効果の向上を確実なものとすることができると共に、濃縮された浮上汚泥Ｑの排出や回収の容易性を向上させることができる。かかる負圧が上記上限を超えると、汚泥中のガスの発泡が過度に促進され、分離汚泥Ｑ及び発泡ガスの同伴浮上の効率性が低下し、上述した汚泥濃縮効果が低減する可能性がある。また、かかる負圧が上記下限未満であると、汚泥中の溶存ガスの発泡が不十分となり、分離汚泥Ｑの浮上効果が低減し、上述した汚泥濃縮効果が低減する可能性がある。
　一方、固液分離工程ＳＴＰ１において減圧下で原汚泥Ｐを水平又は略水平方向に灌流させる場合、浮上濃縮工程ＳＴＰ２における最上位の負圧としては、６５ｋＰａ以上９５ｋＰａ以下が好ましく、７５ｋＰａ以上８５ｋＰａ以下がより好ましい。このように、浮上濃縮工程ＳＴＰ２における最上位の負圧を上記範囲とすることで、発泡ガスを含む分離汚泥Ｑの浮上速度を向上させ、その結果、上述した分離汚泥Ｑの圧密による濃縮効果の向上を確実なものとすることができると共に、濃縮された浮上汚泥Ｑの排出や回収の容易性を向上させることができる。かかる負圧が上記上限を超えると、汚泥中のガスの発泡が過度に促進され、分離汚泥Ｑ及び発泡ガスの同伴浮上の効率性が低下し、上述した汚泥濃縮効果が低減する可能性がある。また、かかる負圧が上記下限未満であると、汚泥中の溶存ガスの発泡が不十分となり、分離汚泥Ｑの浮上効果が低減し、上述した濃縮効果が低減する可能性がある。
（固気分離工程）
　固気分離工程ＳＴＰ３は、上記浮上濃縮工程ＳＴＰ２から得られる浮上汚泥Ｓを滞留させて脱気し、脱気汚泥Ｕを得るための工程である。具体的には、この固気分離工程ＳＴＰ３は、浮上濃縮工程ＳＴＰ２で得られる高濃度かつ高粘度の浮上汚泥Ｓを滞留させて脱気し、ガスＴと脱気汚泥Ｕとに効果的かつ確実に固気分離できると共に、汚泥密度を向上させ、搬送性や取り扱いの容易性を向上させることができる。また、このような高濃度の脱気汚泥Ｓは、例えば、別工程である汚泥の脱水処理工程における脱水性やメタン発酵処理工程における発酵効果を向上させることから、固気分離工程ＳＴＰ３は、かかる脱水処理工程やメタン発酵処理工程の前処理工程として有効に利用することができる。
　固気分離工程ＳＴＰ３における浮上汚泥Ｓの脱気手段としては、特に限定されず、例えば、後述する真空形成工程ＳＴＰ４の真空状態を利用する手段が挙げられる。なお、かかる真空状態を利用する手段等を継続して用い、ガスＴを連続的に排出させることで、浮上汚泥Ｓの固気分離及び高密度化を連続的かつ高速に行うことができる。
（真空形成工程）
　真空形成工程ＳＴＰ４は、上記固液分離工程ＳＴＰ１及び／又は浮上濃縮工程ＳＴＰ２における減圧と、上記固気分離工程ＳＴＰ３における脱気を行うための工程である。具体的には、真空形成工程ＳＴＰ４は、上記固液分離工程ＳＴＰ１及び／又は浮上濃縮工程ＳＴＰ２における減圧状態を容易に形成し、上述した原汚泥Ｐの固液分離及び分離汚泥Ｑの浮上濃縮を確実に実現することができる。また、真空形成工程ＳＴＰ４は、上述の固液分離工程ＳＴＰ１及び／又は浮上濃縮工程ＳＴＰ２における減圧状態を形成し、浮上濃縮工程ＳＴＰ２における浮上汚泥Ｓを最上位から容易に吸引及び排出でき、高濃度かつ高粘度の浮上汚泥Ｓの固気分離工程ＳＴＰ３への搬送をスムーズに行うことができる。特に、この真空形成工程ＳＴＰ４は、当該汚泥濃縮方法の最後段、即ち固気分離工程ＳＴＰ３の後段に配設されることで、真空形成工程ＳＴＰ４において浮上汚泥Ｓ等の固形物が侵入することを防止又は低減でき、その結果、真空形成工程ＳＴＰ４では固気分離工程ＳＴＰ３で排出されるガスＴのみを効率的に吸引脱気することができる。つまり、真空形成工程ＳＴＰ４が当該汚泥濃縮方法の最後段に配設されることで、良好な真空状態が連続的かつ効果的に形成され、十分な汚泥濃縮効果を安定的に維持することができる。
　真空形成工程ＳＴＰ４における真空形成手段としては、特に限定されず、例えば、真空ポンプや後述するエジェクター等が挙げられる。
　次に、図２及び図３を参照しつつ、汚泥濃縮システム１について説明する。汚泥濃縮システム１は、分離浮上濃縮装置２、固気分離装置３、真空装置４を主として備える。
（分離浮上濃縮装置）
　図２及び図３の分離浮上濃縮装置２は、汚泥濃縮システム１の一部を構成する装置であり、原汚泥Ｐを分離汚泥Ｑと脱離液Ｒとに固液分離し、この分離汚泥Ｑを浮上濃縮し浮上汚泥Ｓを得るための装置である。具体的には、分離浮上濃縮装置２は、固液分離部５、浮上濃縮部６、原汚泥供給管７、脱離液排出管８、浮上汚泥排出管９を主として備える。なお、この原汚泥Ｐの種類としては、特に限定されず、上述の汚泥濃縮方法における場合と同様である。
　固液分離部５は、原汚泥Ｐを減圧下で水平又は略水平方向に灌流させ、分離汚泥Ｑと脱離液Ｒとの固液分離を図るための部材である。具体的には、固液分離部５は、後述する原汚泥供給管７を備えると共に、供給及び灌流された原汚泥Ｐの流れの下流において後述の浮上濃縮部６と連通する構造を有している。
　固液分離部５に原汚泥Ｐを供給し、水平又は略水平方向に灌流させるための手段としては、特に限定されず、例えば、後述する真空装置４が形成する真空状態を利用して浮上濃縮部６の浮上汚泥排出管９側から原汚泥Ｐを減圧吸引する手段や、真空ポンプなどを用いて原汚泥供給管７側から原汚泥Ｐを加圧して供給及び灌流させる手段等が挙げられる。また、固液分離部５の内部を減圧する手段としては、特に限定されず、例えば、後述する真空装置４が形成する真空状態を利用して浮上濃縮部６の浮上汚泥排出管９側から減圧吸引する手段や、真空ポンプなどを用いて脱離液排出管８から減圧吸引する手段等が挙げられる。また、固液分離部５の形状としては、原汚泥Ｐの水平方向又は略水平方向の流れを形成することができるものであれば特に限定されず、例えば、円筒形や直方体等が挙げられる。また、固液分離部５の素材としては、内部の減圧状態を維持できるものであれば特に限定されず、公知の素材を用いることができる。
　浮上濃縮部６は、固液分離部５の下流において減圧下で上記分離汚泥Ｑを発泡ガスと同伴させ垂直又は略垂直方向に浮上させて濃縮化を図り、浮上汚泥Ｓを得るための部材である。具体的には、浮上濃縮部６は、後述する脱離液排出管８及び浮上汚泥排出管９を備えると共に、固液分離部５の下流部分と連通する構造を有している。
　浮上濃縮部６において減圧下で分離汚泥Ｑを発泡ガスと同伴させ垂直又は略垂直方向に浮上させるための手段としては、例えば、後述の真空装置４が形成する真空状態を利用して浮上濃縮部６の浮上汚泥排出管９側から減圧吸引する手段等が挙げられる。また、浮上濃縮部６の形状としては、分離汚泥Ｑや浮上汚泥Ｓの垂直方向又は略垂直方向への浮上移動を実現できるものであれば特に限定されず、例えば、円筒形や直方体等が挙げられる。また、浮上濃縮部６の素材としては、内部の減圧状態を維持できるものであれば特に限定されず、公知の素材を用いることができる。
　原汚泥供給管７は、固液分離部５に連通し、原汚泥Ｐを固液分離部５に供給するための部材である。この原汚泥供給管７の形状や素材については、原汚泥Ｐを連続的に供給できるものであれば特に限定されず、公知の形状や素材を用いることができる。また、この原汚泥供給管７は、原汚泥Ｐの供給量や、固液分離部５及び／又は浮上濃縮部６の減圧状態を調整するための調整弁（図示せず）等をさらに備えることができる。
　脱離液排出管８は、浮上濃縮部６の下方に連通及び垂下し、脱離液Ｒを外部に排出するための部材である。この脱離液排出管８の形状や素材については、脱離液Ｒを連続的に排出できるものであれば特に限定されず、公知の形状や素材を用いることができる。また、この脱離液排出管８は、脱離液Ｒの排出量や、固液分離部５及び／又は浮上濃縮部６の減圧状態を調整するための調整弁（図示せず）や排液ポンプ（図示せず）等をさらに備えることができる。
　浮上汚泥排出管９は、浮上濃縮部６の上方に連通し、浮上汚泥Ｓを外部に排出するための部材である。この浮上汚泥排出管９の形状や素材については、浮上汚泥Ｓを連続的に排出できるものであれば特に限定されず、公知の形状や素材を用いることができる。また、この浮上汚泥排出管９は、浮上汚泥Ｓの排出量や、固液分離部５及び／又は浮上濃縮部６の減圧状態を調整するための調整弁（図示せず）等をさらに備えることができる。
（固気分離装置）
　固気分離装置３は、上記浮上汚泥Ｓを滞留させて脱気し、脱気汚泥Ｕを得るための装置である。具体的には、固気分離装置３は、分離浮上濃縮装置２の浮上汚泥排出管９から排出される高濃度かつ高粘度の浮上汚泥Ｓを滞留させて脱気し、ガスＴと脱気汚泥Ｕとに分離する装置である。この固気分離装置３は、ガスＴを外部に排出するためのガス排出部１０、脱気汚泥Ｕを外部に排出するための脱気汚泥排出部１１を主として備える。
　固気分離装置３において浮上汚泥Ｓを脱気するための手段としては、例えば、後述の真空装置４が形成する真空状態を利用してガス排出部１０側からガスＴを減圧吸引する手段が挙げられる。また、固気分離装置３の形状としては、特に限定されず、例えば、ガス排出部１０を上部に、脱気汚泥排出部１１を下部に配設し、この下部がコーン状に狭まる略円錐形状であるとよい。このように、固気分離装置３の下部が略円錐形状であることにより、脱気汚泥Ｕを自然流下により排出しやすくすることができる。なお、固気分離装置３は、ガス排出部１０に連通しガスＴを外部に排出するためのガス排出管（図示せず）、脱気汚泥排出部１１に連通し脱気汚泥Ｕを排出するための脱気汚泥排出管（図示せず）や排泥ポンプ（図示せず）、固気分離装置３内部の減圧状態を調整するためにガス排出管及び脱気汚泥排出管に配設される調整弁（図示せず）等をさらに備えることができる。
　真空装置４は、汚泥濃縮システム１における一連の汚泥の減圧及び脱気を行うための装置である。具体的には、真空装置４は、汚泥濃縮システム１の最後段、即ち固気分離装置３の後段に配設され、分離浮上濃縮装置２における減圧及び浮上汚泥Ｓの吸引と、固気分離装置３における浮上汚泥Ｓの脱気とを一体的に実現するための装置である。
　上記真空装置４の種類としては、特に限定されず、例えば、エジェクターや真空ポンプ等が挙げられるが、中でもエジェクターを用いることが好ましい。このエジェクターは、モーター等でポンプを回転させるような機械的運動によらずに圧縮空気から真空を発生させる装置であり、主としてノズル及びディフューザー（図示せず）から構成される。このノズル及びディフューザーは、適当な距離を置いて対向しており、このノズル及びディフューザーに、例えば水などの動作流体が一体的かつ高速に通過することで、ノズルとディフューザーとの間に真空を発生させることができる。つまり、真空装置４としてエジェクターを用いることで、簡素な構成により、分離浮上濃縮装置２における減圧及び浮上汚泥Ｓの吸引と、固気分離装置３における浮上汚泥Ｓの脱気とを一体的に実現でき、汚泥濃縮システム１の簡素化やコンパクト化を達成することができる。なお、かかるノズルやディフューザーの寸法、形状、配置等については、要求される到達真空圧や吸い込み流量等に応じて自在に調整することができる。
　上記エジェクターの動作流体として、上記脱離液Ｒを用いるとよい。かかる脱離液Ｒはガス溶存度が比較的低いことから、エジェクターの動作流体として脱離液Ｒを用いることで、エジェクターにおける吸引ガス量の負荷を低減して真空能力を高めることができることに加え、かかる脱離液Ｒを再利用してエジェクターを稼働させることから、省資源化及びリサイクル化を実現することができる。なお、上記脱離液Ｒを分離浮上濃縮装置２からエジェクターに導入する構成としては、特に限定されず、例えば分離浮上濃縮装置２の脱離液排出管８を通じて脱離液Ｒをエジェクターに供給する構成が挙げられる。
（汚泥濃縮システムの操作手順）
　汚泥濃縮システム１の操作手順について、作用効果を踏まえて詳説する。
　例えば、分離浮上濃縮装置２における原汚泥供給管７及び脱離液排出管８の調整弁を閉じると共に浮上汚泥排出管９の調整弁を解放し、固気分離装置３における上述の脱気汚泥排出管の調整弁を閉じると共にガス排出管の調整弁を解放した後、真空装置４を作動させて真空状態を形成させることで、分離浮上濃縮装置２の内部及び固気分離装置３の内部は減圧状態となる。次いで、かかる真空状態を維持継続させつつ原汚泥供給管７の調整弁を解放し、原汚泥Ｐを分離浮上濃縮装置２内部に供給することで、固液分離部５の内部において原汚泥Ｐが水平方向又は略水平方向に灌流する。
　この固液分離部５において、減圧下で原汚泥Ｐを水平又は略水平方向に灌流させるにつれ、原汚泥Ｐ中の溶存ガスが発泡し、原汚泥Ｐは、かかる発泡ガスを含む分離汚泥Ｑと脱離液Ｒとに徐々に分離し、この流れの下流において、分離汚泥Ｑと脱離液Ｒとに固液分離する。つまり、原汚泥Ｐを水平又は略水平方向に灌流させるという簡易な手段により、分離浮上濃縮装置２は、原汚泥Ｐの固液分離を効果的かつ確実に実現することができる。また、分離浮上濃縮装置２は、上述した原汚泥Ｐの灌流操作を連続して行うことで、原汚泥Ｐの固液分離を停止させることなく連続的かつ高速に行うことができる。
　固液分離部５の下流で固液分離された脱離液Ｒは、浮上濃縮部６の脱離液排出管８を通じて外部に排出される。また、固液分離部５の下流で固液分離された分離汚泥Ｑは、浮上濃縮部６に移動し、浮上濃縮部６の減圧下において分離汚泥Ｑ中の溶存ガスの発泡が促進されることにより、この発泡ガスと同伴して垂直又は略垂直方向に浮上する。その結果、浮上濃縮部６において浮上した分離汚泥Ｑの層が厚く形成され、この分離汚泥Ｑの圧密による濃縮効果により高濃度の浮上汚泥Ｓを得ることができ、その結果、汚泥濃縮効果を一層向上させることができる。また、かかる浮上汚泥Ｓは、浮上濃縮部６における最上位に蓄積されることから、高濃度かつ高粘度の浮上汚泥Ｓの排出や回収を上方から容易に達成することができ、濃縮汚泥の排出の容易化を実現することができる。さらに、分離浮上濃縮装置２は、原汚泥Ｐの灌流及び分離汚泥Ｑの浮上という一連の過程において原汚泥Ｐの固液分離及び分離汚泥Ｑの浮上濃縮を達成できることから、原汚泥Ｐの給泥操作を連続して行うことができ、その結果、汚泥濃縮操作の連続高速化を実現ことができる。つまり、分離浮上濃縮装置２は、固液分離部５と浮上濃縮部６とを組み合わせて備えることで、汚泥濃縮システム１における十分な汚泥濃縮効果、濃縮汚泥の排出の容易化、汚泥濃縮操作の連続高速化を、簡素でコンパクトな構成により達成することができる。
　分離浮上濃縮装置２の浮上濃縮部６で浮上濃縮された浮上汚泥Ｓは、真空装置４の真空作用により減圧吸引され、浮上汚泥排出管９を通じて固気分離装置３に搬入され、内部に滞留する。かかる固気分離装置３において、滞留した浮上汚泥Ｓは、真空装置４の真空作用により減圧脱気され、ガスＴと脱気汚泥Ｕとに固気分離される。このガスＴは真空装置４の減圧吸引作用によりガス排出部１０を通じて外部に排出され、脱気汚泥Ｕは脱気汚泥排出部１１を通じて外部に排出される。つまり、固気分離装置３は、発泡ガスを含む浮上汚泥Ｓを脱気汚泥ＵとガスＴとに確実に固気分離できると共に、汚泥密度を向上させ、搬送性や取り扱いの容易性を向上させることができる。また、真空装置４による真空状態を継続する限り、原汚泥Ｐの灌流、分離汚泥Ｑの浮上、浮上汚泥Ｓの回収及び脱気という一連の過程において、原汚泥Ｐの固液分離、分離汚泥Ｑの浮上濃縮、浮上汚泥Ｓの脱気による搬送性及び取り扱い容易性の向上を達成できることから、原汚泥Ｐの給泥操作、浮上汚泥Ｓの回収、浮上汚泥Ｓの濃縮化を連続して行うことができ、その結果、汚泥濃縮操作の連続高速化を簡素でコンパクトな構成により実現することができる。
　特に、この真空装置４が汚泥濃縮システム１の最後段、即ち固気分離装置３の後段に配設されることで、真空装置４の内部に浮上汚泥Ｓ等の固形物が侵入することを防止又は低減でき、その結果、真空装置４では固気分離装置３で排出されるガスＴのみを効率的に吸引脱気することができる。つまり、真空装置４が汚泥濃縮システム１の最後段に配設されることで、良好な真空状態が連続的かつ効果的に形成され、十分な汚泥濃縮効果を安定的に維持することができる。なお、上述した通り、この真空装置４がエジェクターであり、このエジェクターの動作流体として浮上濃縮部６から排出される脱離液Ｒを用いることが好ましい。
　なお、このような高濃度の脱気汚泥Ｓは、例えば、別工程である汚泥の脱水処理装置における脱水性やメタン発酵処理装置における発酵効果を向上させることから、汚泥濃縮システム１は、かかる脱水処理装置やメタン発酵処理装置の前処理装置として有効に利用することができる。
　なお、本発明の汚泥濃縮方法及び汚泥濃縮システムは、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、本発明の汚泥濃縮システムにおける分離浮上濃縮装置は、図４に示す通り、固液分離部５の長手方向の両端に原汚泥供給管７を備え、この２本の原汚泥供給管７を通じて２方向から灌流される原汚泥Ｐの合流地点、即ち固液分離部５の長手方向中央に浮上濃縮部６が連通する構造を備えることができる。このような構造を備えることで、本発明の汚泥濃縮システムにおける分離浮上濃縮装置は、上述した汚泥の固液分離効果及び浮上濃縮効果を妨げることなく、より大量の原汚泥を濃縮処理することができる。
　また、例えば、図５の分離浮上濃縮装置は、固液分離部５の側面に４本の原汚泥供給管７を備え、かかる４本の原汚泥供給管７を通じて４方向から灌流される原汚泥Ｐの合流地点、即ち固液分離部５の中央に浮上濃縮部６が連通する構造を備えることができる。このような構造を備えることで、本発明の汚泥濃縮システムにおける分離浮上濃縮装置は、上述した汚泥の固液分離効果及び浮上濃縮効果を妨げることなく、より大量の原汚泥を濃縮処理することができる。
　また、例えば、図６の分離浮上濃縮装置は、固液分離部５の側面に等間隔に６本の原汚泥供給管７を備え、かかる６本の原汚泥供給管７を通じて６方向から灌流される原汚泥Ｐの合流地点、即ち固液分離部５の中央に浮上濃縮部６が連通する構造を備えることができる。このような構造を備えることで、本発明の汚泥濃縮システムにおける分離浮上濃縮装置は、上述した汚泥の固液分離効果及び浮上濃縮効果を妨げることなく、より大量の原汚泥を濃縮処理することができる。
　また、例えば、図７の分離浮上濃縮装置は、固液分離部５の上方に開口部１２を備えることができる。具体的には、この分離浮上濃縮装置は、図３の分離浮上濃縮装置における固液分離部５の上方が開口する構造を備えている。かかる開口部１２を備えることで、本発明の汚泥濃縮システムにおける分離浮上濃縮装置は、原汚泥を常圧下で水平又は略水平方向に灌流させて分離汚泥と脱離液との固液分離を図ることができ、その結果、かかる原汚泥の灌流が大気解放状態における大気圧下で行われることとなり、原汚泥の固液分離を達成しつつ、浮上濃縮部における減圧下の負圧を低く調整することができる。
　以上のように、本発明の汚泥濃縮方法及び汚泥濃縮システムは、初沈汚泥、余剰汚泥、消化汚泥、浄化槽汚泥、凝集沈殿汚泥、有機性汚泥等の濃縮処理に使用され得る。
　１　　汚泥濃縮システム
　２　　分離浮上濃縮装置
　３　　固気分離装置
　４　　真空装置
　５　　固液分離部
　６　　浮上濃縮部
　７　　原汚泥供給管
　８　　脱離液排出管
　９　　浮上汚泥排出管
　１０　ガス排出部
　１１　脱気汚泥排出部
　１２　開口部
　Ｐ　　原汚泥
　Ｑ　　分離汚泥
　Ｒ　　脱離液
　Ｓ　　浮上汚泥
　Ｔ　　ガス
　Ｕ　　脱気汚泥
 

Claims (7)

  1. 　原汚泥を常圧下又は減圧下で水平又は略水平方向に灌流させ、分離汚泥と脱離液との固液分離を図る固液分離工程と、
    　上記固液分離工程の下流において、減圧下で上記分離汚泥を発泡ガスと同伴させ、垂直又は略垂直方向に浮上させて濃縮化を図り、浮上汚泥を得る浮上濃縮工程と
    　を有する汚泥濃縮方法。
  2. 　上記固液分離工程において常圧下で原汚泥を水平又は略水平方向に灌流させる場合、上記浮上濃縮工程における最上位の負圧が５ｋＰａ以上２５ｋＰａ以下である請求項１記載の汚泥濃縮方法。
  3. 　上記固液分離工程において減圧下で原汚泥を水平又は略水平方向に灌流させる場合、上記浮上濃縮工程における最上位の負圧が６５ｋＰａ以上９５ｋＰａ以下である請求項１記載の汚泥濃縮方法。
  4. 　上記浮上濃縮工程から得られる浮上汚泥を滞留させて脱気し、脱気汚泥を得る固気分離工程をさらに有する請求項１～３のいずれか１項に記載の汚泥濃縮方法。
  5. 　上記減圧及び脱気を行う真空形成工程をさらに有する請求項１～４のいずれか１項に記載の汚泥濃縮方法。
  6. 　原汚泥を常圧下又は減圧下で水平又は略水平方向に灌流させて分離汚泥と脱離液との固液分離を図る固液分離部と、この固液分離部の下流において減圧下で上記分離汚泥を発泡ガスと同伴させ垂直又は略垂直方向に浮上させて濃縮化を図り浮上汚泥を得る浮上濃縮部とを備える分離浮上濃縮装置と、
    　上記浮上汚泥を滞留させて脱気し、脱気汚泥を得る固気分離装置と、
    　上記減圧及び脱気を行う真空装置と
    　を備える汚泥濃縮システム。
  7. 　上記真空装置がエジェクターであり、
    　このエジェクターの動作流体として上記脱離液を用いる請求項６記載の汚泥濃縮システム。
     

     
PCT/JP2011/052582 2010-08-12 2011-02-08 汚泥濃縮方法及び汚泥濃縮システム WO2012020577A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201180009378.2A CN102762505B (zh) 2010-08-12 2011-02-08 污泥浓缩方法和污泥浓缩系统

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010180802A JP5347132B2 (ja) 2010-08-12 2010-08-12 汚泥濃縮方法及び汚泥濃縮システム
JP2010-180802 2010-08-12

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012020577A1 true WO2012020577A1 (ja) 2012-02-16

Family

ID=45567550

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2011/052582 WO2012020577A1 (ja) 2010-08-12 2011-02-08 汚泥濃縮方法及び汚泥濃縮システム

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP5347132B2 (ja)
CN (1) CN102762505B (ja)
WO (1) WO2012020577A1 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016019966A (ja) * 2014-06-17 2016-02-04 日本臓器製薬株式会社 汚泥処理方法及び汚泥処理システム
CN112723710A (zh) * 2020-12-31 2021-04-30 江苏大学 一种污泥高效脱水系统及脱水方法
CN115215524A (zh) * 2021-04-19 2022-10-21 江苏大学 一种污泥浓缩系统及污泥浓缩方法
KR102559283B1 (ko) * 2023-03-03 2023-07-26 대양엔바이오 주식회사 마이크로버블 상승속도를 향상시키는 수처리용 스마트 수면감압분위기생성장치 및 방법

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003340498A (ja) * 2002-05-28 2003-12-02 Ebara Corp 加圧浮上濃縮フロスの脱気方法とそれを用いる嫌気性消化方法及びそれらの装置
JP2005279471A (ja) * 2004-03-30 2005-10-13 Kawasaki Heavy Ind Ltd 減圧脱気処理による連続固液分離方法とその装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56115648A (en) * 1980-02-19 1981-09-10 Hitachi Kiden Kogyo Ltd Floating separation method for sludge
JPS60110389A (ja) * 1983-11-19 1985-06-15 Yaskawa Electric Mfg Co Ltd 汚泥濃縮方法
JPH0137740Y2 (ja) * 1985-10-04 1989-11-14
JPH07108399B2 (ja) * 1991-10-22 1995-11-22 川崎重工業株式会社 嫌気性汚泥の濃縮方法及び装置
DE19537698A1 (de) * 1995-10-11 1997-04-17 Hoechst Ag Biologische Abwasserreinigung bei hohen Schlammkonzentrationen
WO2002074703A1 (fr) * 2001-03-12 2002-09-26 Ebara Corporation Procede et dispositif de traitement de fluides
DE60216594T2 (de) * 2001-05-14 2007-09-27 Kiyoshi Suzuki Verfahren und vorrichtung zum aufkonzentrieren von schlamm
JP2003170198A (ja) * 2001-12-10 2003-06-17 Kimura Seisakusho:Kk 傾斜可能型の汚泥減圧浮上濃縮装置
CN2646148Y (zh) * 2003-07-29 2004-10-06 北京清绿技术开发有限公司 污泥固液分离装置
JP3781755B2 (ja) * 2004-03-30 2006-05-31 川崎重工業株式会社 汚泥濃縮装置と汚泥濃縮方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003340498A (ja) * 2002-05-28 2003-12-02 Ebara Corp 加圧浮上濃縮フロスの脱気方法とそれを用いる嫌気性消化方法及びそれらの装置
JP2005279471A (ja) * 2004-03-30 2005-10-13 Kawasaki Heavy Ind Ltd 減圧脱気処理による連続固液分離方法とその装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2012040452A (ja) 2012-03-01
CN102762505A (zh) 2012-10-31
JP5347132B2 (ja) 2013-11-20
CN102762505B (zh) 2014-03-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101606062B1 (ko) 기포 리프트 시스템 및 기포 리프트 방법
JP5347132B2 (ja) 汚泥濃縮方法及び汚泥濃縮システム
CN1297492C (zh) 气浮水处理分离装置
CN105668827A (zh) 一种海上平台生产污水的两级处理工艺
JPS62195498A (ja) 液体汲み上げ方法及び装置
WO2015194573A1 (ja) 汚泥処理方法及び汚泥処理システム
CN116354438A (zh) 一种基于立式浅层气浮的含气油田采出水处理装置及方法
CA2951361C (en) Enhanced method and arrangement for gas regulation in mineral flotation
CN108371846B (zh) 气液分离装置
CN103125433B (zh) 节能型淡水蛋白质分离器
KR20150024026A (ko) 부유물 제거장치
CN104692481B (zh) 一种减压气浮净水装置和减压气浮净水的方法
JP3781756B2 (ja) 減圧脱気処理による連続固液分離方法とその装置
KR20100057236A (ko) 조류 제거용 부상조
JP2005279469A (ja) 汚泥濃縮装置と汚泥濃縮方法
CN110526323A (zh) 一种蓝藻的收集方法
CN221071134U (zh) 一种油水稳定分离槽
CN209367957U (zh) 一种中水回用系统
JP6194650B2 (ja) 水処理方法および水処理装置
CN103007582A (zh) 一种虹吸式油水分离装置
SU1697885A1 (ru) Способ переработки золошлаковых смесей тепловых электростанций
CN209635932U (zh) 一种去除废水污染物的气浮装置
CN115215524A (zh) 一种污泥浓缩系统及污泥浓缩方法
JPH0631290A (ja) 活性汚泥による廃水の処理装置
WO2015189473A1 (en) Enhanced method and arrangement for gas regulation in mineral flotation

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 201180009378.2

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 11816243

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 11816243

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1