JPH02277516A - 液中浮遊物の分離装置及びその運転方法 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は液中浮遊物の分離装置及びその運転方法に関
し、詳しくはドラムタイプスクリーンを用いた液中浮遊
物の分離装置及びその運転方法に関する。

〔従来の技術〕

従来、汚水処理方式において、汚水中に浮遊する汚泥物
質を除去する手段として、沈澱分離方式が基本的手段と
して周知である。

この沈澱分離方式は、操作が簡単であり、固液分離が比
較的確実であるという利点があって、固液分離の最も基
本的な操作であるが、その液中に含まれている浮遊物の
粒径が小さく、比重も小さい場合は、大容量で広い沈澱
槽を必要とし、分離された汚泥の水分も多い問題があり
、下水のように、細かい有機性の浮遊物の多いものを沈
澱分離しようとすると、大容量の沈澱槽を用いても、浮
遊物質の除去率は３０〜４０％に過ぎず、沈澱槽内で沈
澱汚泥が腐敗しやすく、その汚泥の水分もせいぜい９８
％程度にしかならないと言った問題がある。

このような問題を解消し得る固液分離方式として、ネッ
ト状の篩を用いたスクリーニング方式が知られている。

〔従来技術の問題点〕

しかしながら、このスクリーニング手段は、篩状体の目
詰まりと言う宿命的な欠点があり、目詰まり防止の洗滌
手段が不可避で、メンテナンスに非常に手間が係る問題
がある他、浮遊物の物性がきわめて柔軟で破壊されやす
い場合、ネット状の篩状体と接触して浮遊物が目を通る
大きさに破砕されてしまい、汚泥除去率が極めて低くな
る問題が有った。

また、篩状体として、断面三角形状をなす環状のウェッ
ジワイヤーを、内面が平坦となるよう軸方向に微小間隔
隔てて配列して内面平滑な筒状に形成した公知のドラム
タイプスクリーンを用いて浮遊汚泥を除去することも試
みられている。

即ち、公知のウェッジワイヤー・ドラムタイプスクリー
ンをほぼ水平に保ち、一端に浮遊物を含んだ液を連続し
て送入し、ドラムを低速で回転させると、ウェッジワイ
ヤー間のスリットから液が流れだして、円筒内面に浮遊
物が残る。この浮遊物はウェッジワイヤーを構成してい
る金属またはプラスチックとの親和力よりも、浮遊物相
互の親和力の方が大きいので、円筒内面に残った浮遊物
は、塊状の汚泥になり、ドラムの他端から転がり落ちる
ようになる。

しかし、そのような作用はウェッジワイヤーの間隙や外
面の浮遊物の除去にまでいたらず結局上記間隙は次第に
閉塞してくる。

従って、このタイプのドラムタイプスクリーンを下水の
浮遊物除去などに実用化しようとしても、１〜２力月、
長くても半年に１回程度の目詰まり防止のメンテナンス
が必要となり、実用化には未だ不充分である問題がある
。

〔発明が解決しようとする課題〕

この発明は上記問題点に鑑み、除去汚泥の含水率が低く
抑えられ、また、年間を通じ高々１回程度のメンテナン
ス作業のみで済む、効率の良い液中浮遊物の分離装置及
びその運転方法を提供することを目的としてなされたも
のである。

〔課題を解決するに至った技術〕

即ち、この発明の液中浮遊物の分離装置は断面三角形を
なすウェッジワイヤより成る環状体を軸方向に微小間隔
をおいて配列し、内面平滑な筒状体としたドラムタイプ
スクリーンが水平軸周囲に回転可能に軸支され、該ドラ
ムタイプスクリーン内面には軸方向に一様な接触面を有
するワイパーが基枠に固定されていると共に、前記ドラ
ムタイプスクリーン外周には少なくとも毛先の径が前記
微小間隔よりも小とされた剛性の有る繊維状体より成る
回転ブラシが外接状態で正逆転可能に軸支されて成るこ
とを特徴とするものであり、第２の発明は、液中浮遊物
の分離装置の運転方法に関し、断面三角形をなすウェッ
ジワイヤより成る環状体を軸方向に微小間隔をおいて配
列し、内面平滑な筒状体としたドラムタイプスクリーン
を周速度３０Ｑｃｔｓ　７分以下で水平軸周囲に回転さ
せ、該ドラムタイプスクリーン内に浮遊物を含む被処理
汚水を流入させると共に、ドラムタイプスクリーン内面
に付着する汚泥をワイパーによりかき落とし、方、前記
ドラムタイプスクリーン外面に外接する回転ブラシを周
速度３００ｃｍ　７分以下で一定時間間隔をおいて間歇
的に正逆転させることを特徴とするものである。

〔作用〕 既述のように、ドラムタイプスクリーンを用いた固液分
離方式としては目詰まり防止対策が非常に重要な課題と
なる。

その目詰まりの対策として当然考えられる方法は、ドラ
ムの外周部上半部に、その長辺方向に平行に回転ブラシ
を設置して、ドラムの回転と同方向に、またはその回転
と反対方向に回転させ、つエフシワイヤーの間隙の閉塞
物をブラッシングして除去する事である。

ウェッジワイヤーの間隙の大きい場合はこの方法による
目詰まり防止は比較的容易であるが、本発明者らの実験
によれば、０．１ｍＩ＋＋に近い非常に狭い間隙の場合
は次のような条件を満たしていなければならないことが
明らかになった。

■　回転ブラシの毛の尖端がウェアシワイヤーの間隙よ
り細く、その回転で絶えずドラムの内面にまで到達して
いること。

■　回転ブラシの毛足が■の条件を満たすだけの長さで
なければならないが、柔らかい毛で毛足が長すぎると、
長時間使用中に毛足が寝てしまいブラッシングの効果が
減殺されるので、細くて強靭な毛にするか、ブラッシン
グに支障のない程度に毛足を短くするか、毛の尖端はど
細（なっているような毛にするような配慮をしなければ
ならないこと。

■　回転ブラシの毛の材質をナイロンのような親水性の
ものにすると、長期間使用中に毛同士が（つつきあって
、それぞれの毛は細くてもウェッジワイヤーの間隙に通
りにくいものになってしまったり、ブラッシングで除去
された１゛２カ物がその毛にくっついて離れにくくなる
ので、ポリエステルのような疏水性で、強靭なものにし
なければならないこと。

しかしながら、そのような条件を満たした回転ブラシを
用いた径２０ｃｍ、長さ３０ｃｒａのウヱフジワイヤー
スクリーン（回転ブラシドラムに軽く押し付けるように
設置し、ドラムの回転だけで回転ブラシを逆回転させて
ブラッシングする方法を保用）を使い、下水の固液分離
の実験を行ったが、当初の数週間は正常にスクリーニン
グできても、次第に目詰まりを起こし、２ケ月程度で完
全に詰まってしまった。そのような閉塞の原因を詳細に
調べてみると、次のような現象によっていることが明ら
かになった。

＋１１　　ウェッジワイヤーの環を一定の間隙をあけて
固定するために、外周部に細い線状または板状のサポー
トロフトを環と直角に配設して溶接しているが、回転ブ
ラシを一定方向に回転していると、その方向の後側に当
たるサポートロフトとウェッジワイヤーの側面部分に浮
遊物が付着して、そのようなブラッシングでは除去しに
くくなり、それが長時間の間に間隙の一部を閉塞させて
、分離に有効な濾過面積を減少させる。

（２）　　回転ブラシの毛をかなり強靭なものにしても
、それが長時間一定方向でウェッジワイヤーのドラム、
特に（１）に記したサポートロフトと接触して、一定方
向の力を受けていると、その毛足が一定方向に寝るよう
になり、初期のように毛足がウェッジワイヤーの間隙か
らドラム内面まで達しにくくなる。

そのような原因の解明の結果に基づいて、その回転ブラ
シの回転方向を一定時間間隔（１５分毎、３０分毎、６
０分毎）で正逆反転させてブラッシングするようにして
、前記と同様の固液分離実験を行なった。回転ブラシの
回転方法として、ドラムとは別のモーターでブラシを回
転するようにしても、ドラムの回転をブラシに伝えて回
転するようにしても、そのブラッシング効果には大差が
なかった。

正逆反転させる時間間隔を変えてもその効果は変らなか
った。そのような実験の結果、前記（１）、（２）の現
象は著るしく緩和され、数箇月にわたって目詰まりなし
に固液分離できるようになった。そのようにウェッジワ
イヤー・ドラムタイプスクリーンの外周部に設置した回
転ブラシを一定時間間隔で正逆反転させてブラッシング
することが、本発明のひとつの要素である。

ところが、数箇月たつとそのドラムタイプスクリーンの
間隙の一部がやはり閉塞ぎみになり、それ以上メンテナ
゛ンスフリーでの固液分離が続行しにくいことが明らか
になった。その原因と現象についても、詳細に検討を重
ねた結果、回転ブラシでウェッジワイヤーの間隙の目詰
まりを防いでも、その内面の平滑部に次第に浮遊物が付
着蓄積し、その一部が間隙部にはまり込んで、回転ブラ
シでは容易に除去できなくなることが判明した。さらに
、その現象は処理する液中に油分が多いほど起こりやす
いことも判明した。

そのような現象を防ぐ手段としてウェッジワイヤー・ド
ラムタイプスクリーンの内周部上端に接触するように垂
直に固定したワイパーまたはブラシを設け、内面平滑部
に少しでも浮遊物が付着すると、掻き落とせるようにす
るのである。つまりドラムの内面に固定ワイパーまたは
ブラシを設置することが、本発明のもうひとつの要素で
ある。

固定ワイパーまたはブラシの設置と、前記の回転ブラシ
の正逆反転の併用によって、通常の下水の固液分離はウ
ェッジワイヤーの間隙０．１１１１１の非常に狭い場合
でも、１年以上の長期間にわたって、完全にメンテナン
スフリーで行なえることを、実験的に実証することがで
きた。

以上のような条件の外に、ドラムの外周部に設置する回
転ブラシを前記のような１本だけでなく、２本、３本に
することも試みたが、目詰まり防止にはより良くても、
ドラムやブラシの回転の抵抗を増大させることになった
。また、外周部の回転ブラシの回転速度はそのブラシを
ドラムの回転を伝えて運動させる場合は、そのドラムの
周速度とほぼ同じになり、固液分離に適するドラムの周
速度は毎分３００　ｃｍ以下であって、ブラシもそれに
連動する程度で充分であった。回転ブラシを別のモータ
ーで駆動させた場合は、その回転方向がドラムと同方向
であると、ドラムの回転を抑制し、逆方向であると、ド
ラムの回転を促進することになりやすいので、その場合
もできるだけブラシの回転周速度をドラムの周速度と同
じか、近似したものにするとことが望ましい。ドラムの
設置角度はほとんど水平か、汚泥塊の移動方向に１〜３
″′の下り勾配にすればよい。

〔実施例〕

実施例１ 前記の本発明について、その適用方法と効果を更に明ら
かにするために、次の実施例を示す。

第１図に示すように、対象人員５０人、排水１１１０Ｉ
ｌｆｆ　７日（Ｂ００約２０（ｌａｇ　／　ｌ、浮遊物
質約２００ｍｇ　／ｌ）の生活排水処理装置において、
その流入排水を約７Ｃのクツションタンク１に受け、そ
こから８１／分の揚水ポンプ２で本発明に係るウェッジ
ワイヤー・ドラムタイプスクリーンＡにその排水を送入
して、固液分離し、分離した汚泥ＳはそのドラムＡ末端
部に設置した籠Ｎに受は入れ、分離した排水はその装置
の下部に設置した活性汚泥ばっ気槽Ｂに流入して、２次
処理し、塩素消毒して公共用水域に放流するようにした
。

上記におけるドラムタイプスクリーンＡは第２図に示す
ように三角形状断面とされ、平滑面を内面とした径約３
０ｃｍのステンレス製つエツジワイヤ−Ａ、の環Ａ！を
Ｏ，ｌ■間隔で並べて、奥行き約７０ｃｍとし、５０ｃ
ｍの位置に高さ？＋１１１の環状の堰Ａ、を設け、その
外周部数箇所で径４麟脅の丸棒状のサポートロットＡ４
に溶接してドラム状にしたものである。そのドラムＡを
水平に配設したローラＲの上に置き、ドラムＡの流入端
部の外周にギヤ（図示省略）を設け、減速モーターにチ
ェ７によってつなぎ、ドラムＡを１．５ｒｐｍ（周速度
約１３５ｃｌＩＩＺ分）で３０分毎に正逆反転して回転
するようにした。そのドラムＡの内周部上端に接触する
ようにポリエステルの毛を直線状に毛足約Ｉｏｎ’ｓに
なるように植毛したスクレーバＣを垂直に固定した。

さらに、ドラムの外周部の斜め上にドラムＡと平行にウ
ェッジワイヤの環Ａ２を軽く押し付けるようにして、尖
端の太さＯ，Ｏ１ｌ＋ａｍ、基部の太さ０．２５ｍｍで
、長さ３０ｍｍのポリエステル類の毛を径５０＋ｍｍの
回転軸に植毛した回転ブラシＤを設置した。その回転ブ
ラシＤの回転はドラムの回転が伝わって運動することに
よって起き、別の駆動設備は設けなかった。

その装置に１年以上生活排水を送って運転を続けたが、
その間全くトラブルは起こらず、絶えず正常に作動して
いた。スクレーパＣの固定ブラシも回転ブラシＤも１年
使用後、多少汚れてはいるものの、取り換゛えを必要と
するまで痛んではいなかった。その浮遊物質の除去率は
３３〜４５％、平均約３７％であり、ＢＯＤの除去率は
２７〜３８％、平均３１％であった。その固液分離水は
活性汚泥処理を受けて、浮遊物質５ｒｓｇ／ｊ！以下、
ＢＯＤ　１５ｍｇ／　ｊ！以下になって放流されていた
。ドラムの末端から排出された汚泥の塊は排出直後水分
約８９％であったが、籠に徐々に堆積中に乾燥と好気性
醗酵を伴って、１月後には平均水分約６５％に低下して
いた（臭気は少なかった）。

〔効果〕

この発明は、公知のウェッジワイヤー・ドラムタイプス
クリーンに僅かな付加的装置と運転操作を加えただけの
ものと見られやすいが、詳細な説明より明らかなように
浮遊物を含む固液分離という汎用的技術分野で、次のよ
うな著るしい効果を発揮することのできる新技術を提供
したことになる。

（１）　　ウェッジワイヤーの間隙を０．１１論にした
本発明のドラムタイプスクリーンに一般の家庭下水を送
入して固液分離すると、浮遊物質は約３５％除去され（
０、２５ｓ＋ｍのものでは約２５％除去）、通常の下水
の最初沈澱池での浮遊物質の除去率に匹敵するものであ
る。

（２１（１１のような細かい間隙のスクリーンでも、１
年以上にわたって目詰まりがな（、完全なメンテナスフ
リーで運転して、固液分離することができる（１年以上
たって回転ブラシ、固定ブラシが摩耗すれば、それらを
取り替えるだけでよい）。

（３）分離した浮遊物は下水のように有機物の多い場合
でも、水分９０％以下の汚泥として浮遊物を分離するこ
とができ、従来の沈澱分離ではせいぜい部分９８％であ
ったことと較べて、著るしく脱水されていることになる
。それは取り扱う汚泥量を少なくし、その後の汚泥処理
を容易にするために役立つ。

（４）　　沈澱分離では送入液量に対して一定の沈澱池
面積（水面積負荷）と一定の滞留時間とが必要であるが
、本発明の装置ではその所要面積が沈澱池の１／３〜１
／２また、容積的には沈澱池の１／２５〜１／１５です
み、極めてコンパクトである。

その上、大きい荷重がかからないので、固液分離後の液
部の処理施設の上に建てた建屋などに収めて設置するこ
とも容易であるので、施設全体が著るしく狭い場所に設
置できるようになる。

（５）　　その固液分離のための所要動力は、ドラムや
ブラシを低速で回転させるだけであるので、極めて僅か
である。

（６）　　この下水を目詰まりなしに固液分離すること
に主眼を置いて実施したが、この技術の応用分野は橿め
て広い０例えば、工業分野において、原材料を水、酸、
アルカリ、溶剤などで溶解し、溶解した部分と未熔解の
部分とを分離しようとするような場合にも利用できる。

また、小豆を蒸煮、摩砕、ふるい分けして漉あんを作る
ように、粒度の粗いものと細かいものとを分離するよう
な用途にも利用できるなど汎用性も広い。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施態様を示す側面図、第２図はウ
ェッジワイヤーの断面図、第３図は液中浮遊物の分離装
置の斜視図である。 ｌｎ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）断面三角形をなすウェッジワイヤより成る環状体
   を軸方向に微小間隔をおいて配列し、内面平滑な筒状体
   としたドラムタイプスクリーンが水平軸周囲に回転可能
   に軸支され、該ドラムタイプスクリーン内面には軸方向
   に一様な接触面を有するワイパーが基枠に固定されてい
   ると共に、前記ドラムタイプスクリーン外周には少なく
   とも毛先の径が前記微小間隔よりも小とされた剛性の有
   る繊維状体より成る回転ブラシが外接状態で正逆転可能
   に軸支されて成ることを特徴とする液中浮遊物の分離装
   置。
2. （２）断面三角形をなすウェッジワイヤより成る環状体
   を軸方向に微小間隔をおいて配列し、内面平滑な筒状体
   としたドラムタイプスクリーンを周速度３００ｃｍ／分
   以下で水平軸周囲に回転させ、該ドラムタイプスクリー
   ン内に浮遊物を含む被処理汚水を流入させると共に、ド
   ラムタイプスクリーン内面に付着する汚泥をワイパーに
   よりかき落とし、一方、前記ドラムタイプスクリーン外
   面に外接する回転ブラシを周速度３００ｃｍ／分以下で
   一定時間間隔をおいて間歇的に正逆転させることを特徴
   とする液中浮遊物の分離装置の運転方法。