JPH0525523B2 - - Google Patents

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
を過濃縮するための装置に関するもので、特に
汚泥を天日乾燥床や、加圧脱水機で脱水する場合
の前処理として使用する過濃縮装置に関するも
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、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
過機、加圧過機、遠心脱水機、ベルトプレス
型脱水機等の脱水機で脱水処理されていた。近
年、特に上水処理、産業用水処理等の分野で、汚
泥液の再利用、または脱水ケーキを再利用する
ため、脱水に際して上記脱水助剤の混入を嫌う傾
向があり、このため汚泥を無薬注で天日乾燥床
や、加圧脱水機で脱水処理するケースが増えてき
ている。汚泥を無薬注で脱水処理する場合、天日
乾燥床や、加圧脱水機へ投入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ツクナーなどの沈
降法（沈澱法）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
くい成分が増加し、沈降法では十分に濃縮できな
いことが多くなつてきていた。

そのために、第１４図に示すように、汚泥流入
口１、液流出口２、濃縮汚泥排出口３を有する
密閉容器４内に、液側に支持体を設けたフイル
ターエレメント５を挿入したバツグフイルター型
の過濃縮装置を使用し、濃縮すべき汚泥を汚泥
流入口１から密閉容器４内に流入させ、液側を
水柱等によつて減圧するか、または密閉容器４内
に汚泥を圧入して液を液流出口２から流出さ
せつつ汚泥を過濃縮し、濃縮された汚泥を濃縮
汚泥排出口３から取り出すようにした過濃縮装
置が用いられていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記バツグフイルター型の過濃縮装置におい
ては、過濃縮された濃縮汚泥はフイルターエレ
メント５の表面にケーキ状に付着するので、これ
をフイルターエレメント５表面より剥離し、汚泥
濃度を低下させることなく系外に排出してやる必
要がある。従来のこれら過濃縮装置では、濃縮
汚泥をフイルター表面より剥離するために、密閉
容器４内に残留している未処理汚泥を容器外へ抜
き出した後、液の一部や空気などをフイルター
エレメント５の液側から逆流させてフイルター
エレメント５を逆洗する（バツクウオシングと呼
ぶ）方法が用いられてきた。このバツクウオシン
グ方法は、フイルターエレメント５の一部のみで
剥離が起きた場合、その部分が液や空気の抜け
道になり全体の剥離がうまく行かなくなることが
あり、また液が汚泥側に混入して汚泥濃度が低
下する等の問題点があつた。また濃縮汚泥の剥離
性をよくするため、予め珪藻土などでフイルター
エレメント５にプレコートしておく方法もあるが
汚泥中に珪藻土の混入が望ましくない場合には用
いることができないし、操作が煩雑になり、濃縮
コストも高くなる問題点があつた。

さらにこれらの従来方式では、濃縮汚泥をフイ
ルターエレメント５の表面より剥離するに先立つ
て、容器内に残留している未処理汚泥を容器外へ
排出し、これを原汚泥の貯槽等へ戻し入れるた
め、過濃縮以外の雑時間が長くなり、処理能力
が低下するなどの問題点もあつた。

本発明は、特殊なフイルターエレメントと独特
な構成によつて従来の課題を解決し、フイルター
エレメントからの濃縮汚泥の剥離を極めて容易に
し、１サイクルの時間の短縮及びエネルギーの低
減を可能にし、処理能力を増大することができる
過濃縮装置を提供することを目的とするもので
ある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、密閉槽内に汚泥濃縮部と集液部を形
成し、前記汚泥濃縮部内に液側に伸縮自在な支
持体を設けた筒状のフイルターエレメントを配設
してその液側端部を前記集液部に連通せしめる
と共に、前記汚泥濃縮部内のフイルターエレメン
ト他端部に可動体を取り付け、該フイルターエレ
メントの下方に散気装置を配備して散気によつて
前記可動体を揺動させるようにし、さらに密閉槽
内下方部に濃縮汚泥排出部を形成したことを特徴
とする過濃縮装置である。

また本発明は、前記過濃縮装置において前記
散気装置を設けることなく、前記汚泥濃縮部に循
環配管を付設して汚泥濃縮部内の汚泥を循環さ
せ、汚泥濃縮部内に循環流入する汚泥の流速によ
り前記可動体を揺動させるようにしたものであ
る。

また本発明は、前記散気装置や循環配管を排
し、密閉槽内に前記可動体と衝突する衝突部材を
回動可能に配備して該衝突部材により前記可能体
を揺動させるようにしたものである。

さらに本発明は、前記散気装置、循環配管、衝
突部材を排し、前記集液部を回転可能な集液管と
して前記可動体を揺動させるようにしたものであ
る。

さらにまた本発明は、密閉槽内に、上部から集
液部と汚泥濃縮部と濃縮汚泥排出部とを順次形成
し、前記汚泥濃縮部内に液側に伸縮自在な支持
体を設けた筒状のフイルターエレメントを配設し
てその液側端部を前記集液部に連通せしめると
共に、前記汚泥濃縮部内のフイルターエレメント
他端部に可動体を取り付け、前記汚泥濃縮部と濃
縮汚泥排出部の間に仕切板を水平回転軸にて回転
可能に配備し、該仕切板に前記可動体と衝突する
衝突部材を固定したことを特徴とする過濃縮装
置である。

〔作用〕

まず本発明では、汚泥濃縮部に流入した汚泥
は、筒状のフイルターエレメントの外圧と内圧と
の差圧によつて内部のコイルスプリング等の伸縮
自在な支持体が圧縮された状態となつて濃縮され
てフイルターエレメントの外側に汚泥が付着し、
液はフイルターエレメントの液側から集液部
に集液される。このようにして汚泥が所定濃度に
まで濃縮された時は、汚泥濃縮部への汚泥の流入
を停止すると、フイルターエレメント内外の差圧
はなくなり、圧縮されていたコイルスプリングは
徐々に伸長復元し、濃縮汚泥は剥離されやすくな
りしかも割れ目も生じる。

従つて、散気装置を設けてあれば、その散気に
よつて噴出した気泡がフイルターエレメントの可
動体に当り、その力によつてフイルターエレメン
トは揺動し、濃縮汚泥は剥離されて濃縮泥排出部
に至つて外部へ排出される。

また前記散気装置に代えて循環配管を付設した
時は、汚泥濃縮部内の汚泥を循環させることによ
つて、可動体及びフイルターエレメントを揺動さ
せて濃縮汚泥が剥離される。

また前記散気装置、循環配管に代え、フイルタ
ーエレメントの可動体と衝突する衝突部材を回動
可能に配備した時は、衝突部材を回動させて可動
体に衝突させ、フイルターエレメントを揺動させ
て濃縮汚泥が剥離される。

さらに前記散気装置、循環配管、衝突部材に代
え、集液部を回転可能な集液管とすれば、この集
液管の回転と共にフイルターエレメントも回転
し、可動体によつてフイルターエレメントの揺動
が促進され、濃縮汚泥が剥離される。

さらにまた、密閉槽内に上部から集液部と汚泥
濃縮部と濃縮汚泥排出部を順次形成し、汚泥濃縮
部と濃縮汚泥排出部の間に仕切板を水平回転軸に
て回転可能に配備し、この仕切板にフイルターエ
レメントの可動体と衝突する衝突部材を固定すれ
ば、仕切板を回転することによつて衝突部材が可
動体を動かせてフイルターエレメントが揺動し、
濃縮汚泥が剥離され、濃縮汚泥排出部に落下して
排出される。

なお、濃縮汚泥排出部の形状を下部に行くに従
つて断面積が小さくなるようにし、かつ該、部内
に旋回式の集泥用の掻寄翼を設ければ、該部材で
の濃縮汚泥のブリツジングを防止するとともに汚
泥の濃縮をさらに促進し、高濃度の濃縮汚泥を得
ることできる。

〔実施例〕

本発明の実施例を図面を参照しながら以下に説
明する。

第１図において、１１は密閉槽であつて、内部
には水平の仕切板１２によつて汚泥濃縮部１３と
その上部に液を集める集液部１４とが区画形成
されている。汚泥濃縮部１３には、汚泥流入弁１
５を有する汚泥流入管１６が連結開口され、集液
部１４には液弁１７を有する液流出管１８と
空気抜弁１９を有する空気抜管２０が連結開口さ
れている。

さらに、仕切板１２には複数の筒状のフイルタ
ーエレメント２１の一端が取り付けられ、各フイ
ルターエレメント２１内に入つた液が集液部１
４内に集液されるようになつている。フイルター
エレメント２１は、第２図に示すように、伸縮自
在な支持体、例えばコイルスプリング２２を支持
材としてその周囲に布２３を巻き付け、一端を
開放し他端に球もしくは多面体の形状をもつ可動
体２４を取り付けて形成されており、その開放端
を仕切板１２に取り付けて布を通過した液が
集液部１４に集められる。

また、密閉槽１１内のフイルターエレメント２
１の下方には散気管２５が配備され、空気弁２６
を有する空気導入管２７が連結開口され、さらに
密閉槽１１内下方部は濃縮汚泥排出部２８が形成
されて濃縮汚泥排出弁２９を有する濃縮汚泥排出
管３０が連結開口されている。

このような密閉槽１１は、第３図に示すよう
に、汚泥流入管１６を吸込側が原汚泥貯槽３１に
連なるポンプ３２の吐出側に連結して使用され
る。すなわち、原汚泥貯槽３１に貯留された原汚
泥は、ポンプ３２にて汚泥流入管１６を経て密閉
槽１１内の汚泥濃縮部１３に供給される。汚泥濃
縮部１３内の汚泥は、ポンプ３２によつて圧入す
るか、又は集液側を減圧することにつて、フイル
ターエレメント２１の外圧P₁と内圧P₂との差圧
ΔP（＝P₁−P₂）によつて、フイルターエレメン
ト２１の外側の布２３の面に汚泥が付着し、コ
イルスプリング２２が圧縮された状態になつて濃
縮される（第２図参照）。つまり、コイルスプリ
ング２２によつて布２３は外圧に耐え、汚泥は
コイルスプリング２２の螺旋の方向に沿つて付着
し濃縮される。一方、液は布２３を通過し、
フイルターエレメント２１の内側から集液部１４
に集液され、液流出管１８から流出する。

フイルターエレメント２１の外側に付着し、所
定濃度に汚泥が濃縮された時は、汚泥濃縮部１３
内への原汚泥供給を停止すると、フイルターエレ
メント２１の外圧P₁と内圧P₂との差圧ΔPは零に
なり、圧縮されていたコイルスプリング２２は
徐々に伸長し、布２３は張られた状態に復元す
る。この伸長によつて、濃縮された汚泥と布２
３の間に隙間ができると同時に、コイルスプリン
グ２２の螺旋方向に沿つて付着した濃縮汚泥もそ
の内径が大になるから円周方向に割れ目が生じ
る。

次に、この状態で空気弁２６を開とし、空気導
入管２７から空気をフイルターエレメント２１の
下方に噴出させると、噴出した気泡が可動体２４
当り、その力によつて可動体２４はフイルターエ
レメント２１のコイルスプリング２２の作用と相
俊つて上下、左右に揺動し、さらに各フイルター
エレメント２１の可動体２４は相互に衝突し合
い、全体に伝播してゆき、フイルターエレメント
２１の汚泥剥離が効果的に行われ、剥離した濃縮
汚泥は濃縮汚泥排出部２８に至り、適時濃縮汚泥
排出管３０から排出される。

このようにして得られた濃縮汚泥は、一般にか
なり粘性が高く半固形状であるため、容器内に未
処理の汚泥が残つていても、これの混和すること
はなく、半固形状のまま容器底部に沈降してくる
ので、濃縮汚泥を取り出すことができる。

なお、集液部１４としては、第１図示のように
仕切板１２によつて区画形成することなく、液
流出管１８が連結された集液管を配設して集液部
とし、この集液管にフイルターエレメント２１を
取り付けるようにすることもできる。

さらに第４図に示すように、集液部１４として
集液管１４−１を汚泥濃縮部１３の下部に配設
し、フイルターエレメント２１の可動体２４を内
部が空洞として浮力をもつた浮遊体２４−１と
し、汚泥濃縮部１３内に流入した汚泥中に浮遊す
るようにするのも良く、その場合の操作も前記第
１図示例と変るところがない。

また、得られた濃縮汚泥は、一般にかなり粘性
が高く半固形状であるため密閉槽１１内の下部で
ブリツジングを起こし易く、濃縮汚泥の外部への
排出が妨げられることがある。従つて、濃縮汚泥
排出部２８の形状を下部に行くに従つて断面積が
小さくなるようにし、かつ該部内に旋回式の集泥
用の掻寄翼を設ければ、該部内での濃縮汚泥のブ
リツジングを防止するとともに汚泥の濃縮をさら
に促進し、高濃度の濃縮汚泥を円滑に排出するこ
とが可能となる。

本発明の他の実施例としては、前記第１図示例
における散気管２５を排し、第５図に示すよう
に、汚泥濃縮部１３に汚泥流出口３３を開口し、
この汚泥流出口３３と汚泥流入管１６とを循環弁
３４を有する循環配管３５で連結し、この循環配
管３５で汚泥濃縮部１３内の汚泥を槽外を経て循
環するようにしたものである。

従つて、汚泥の過濃縮は、前記第１図示例と
同様に行われるが、フイルターエレメント２１に
付着した濃縮汚泥を剥離する時には、循環弁３４
を開いて循環配管３５によつて汚泥濃縮部１３内
の汚泥を循環させる。この時、汚泥流入管１６か
ら循環流入する汚泥の流れにより可動体２４が揺
動し、第１図のような空気噴出がなくとも濃縮汚
泥の剥離が行われる。

この場合の汚泥流入管１６の槽内開口部は、流
入する汚泥がフイルターエレメント２１の可動体
２４に対して流入汚泥の流速が及ぶ範囲とする。
また、循環配管３５中にエジエクター３６を設け
てその負圧部を原汚泥貯槽３１に連結し、汚泥濃
縮部１３で過濃縮されて減量された分の汚泥を
補給するようにするのも好ましい例である。

第６図は、第５図示例の汚泥流入管１６とは別
に可動体２４の配列部付近に対して循環配管３５
を噴出弁３７を介して連結開口したもので、濃縮
汚泥の剥離時には汚泥流入弁１５を閉じ、循環弁
３４及び噴出弁３７を開いて汚泥を循環させ可動
体２４を揺動させて濃縮汚泥の剥離を行う。

第７図は、第４図示例において、散気管２５を
排して第６図のような循環配管３５を設けたもの
であり、この場合操作も第６図示例とほとんど同
様に行われる。

本発明の他の実施例としては、前記第１図にお
ける散気管２５を排し、第８図に示すように、密
閉槽１１内に槽外の駆動装置３８により回動して
フイルターエレメント２１の可動体２４に衝突す
る衝突部材３９を配備したものであり、第８図中
４０は衝突部材３９の回動軸を保護する保護管を
示し、また４１は濃縮汚泥排出部２８内に必要に
応じて配備され、槽外の駆動装置３８−１により
回転し濃縮汚泥を排出しやすくするための掻寄翼
である。

また第９図では、第８図の駆動装置３８，３８
−１をいずれも密閉槽１１の上部にまとめた例で
ある。

したがつて、フイルターエレメント２１から濃
縮汚泥を剥離する時には、汚泥流入管１６からの
汚泥流入を停止することなく、駆動装置３８によ
り衝突部材３９を回動させることによつて、衝突
部材３９が可動体２４に衝突し、可動体２４が揺
動して濃縮汚泥は剥離して濃縮汚泥排出部２８に
至り、掻寄翼４１の回転によつて集泥され、濃縮
汚泥排出管３０から排出される。

なお、フイルターエレメント２１の可動体２４
を浮力をもつた浮遊体２４−１とした第４図示例
の散気管２５を排し、この浮遊体２４−１の上部
に衝突部材３９を配備するようにしても同様の操
作によつて濃縮汚泥の剥離、排出が行われる。

さらに本発明の他の実施例として、第１０図及
び第１１図に示すように、集液管１４−１を可変
速モータ等の駆動装置３８−２により回転する回
転式集液管１４−２とし、これに前述したような
浮遊体２４−１を取り付けたフイルターエレメン
ト２１の開放端部を連通固定したものであり、濃
縮汚泥排出部２８に掻寄翼４１を配備する時は図
示例のように、回転式集液管１４−２と共に回転
するように配備すると良い。

この場合の濃縮汚泥をフイルターエレメント２
１から剥離する時は、駆動装置３８−２によつて
回転式集液管１４−２を一方向に回転もしくは正
逆回転させると、浮遊体２４−１は揺動し、濃縮
汚泥は剥離して濃縮汚泥排出部２８に至る。次い
で、駆動装置３８−２による回転を低下させ、低
速で回転する掻寄翼４１によつて集泥し、濃縮汚
泥排出管３０から排出する。

さらにまた第１２図の実施例では、第１図示例
のように、密閉槽１１内に上部から集液部１４、
フイルターエレメント２１を設けた汚泥濃縮部１
３、濃縮汚泥排出部２８を順次形成し、汚泥濃縮
部１３と濃縮汚泥排出部２８の間に仕切板１２−
１を水平回転軸４２に連結し、この仕切板１２−
１にフイルターエレメント２１の可動体２４と衝
突する適当数の衝突部材３９を固定してある。そ
して、汚泥の過濃縮時には仕切板１２−１を水
平回転軸４２によつて、第１３図のように縦方向
にしておき、濃縮汚泥剥離時には水平回転軸４２
によつて仕切板１２−１の開閉を繰り返せば、衝
突部材３９が可動体２４に衝突し、可動体２４の
揺動によつて濃縮汚泥はフイルターエレメント２
１から剥離され、濃縮汚泥排出部２８から排出さ
れる。

なお、図面に示すように、仕切板１２−１の周
縁部に閉鎖時に濃縮汚泥排出部２８内側壁部に対
向する汚泥噴出管４３を配備すれば、濃縮汚泥排
出部２８から濃縮汚泥を排出する時に、第１２図
のように仕切板１２−１を閉状態にすれば、汚泥
濃縮部１３に圧入された原汚泥の圧力によつて、
原汚泥は汚泥噴出管４３から側壁に噴射され、濃
縮汚泥の排出が促進される。

なお、フイルターエレメントの支持体として
は、コイルスプリングに限定するものではなく、
液を導くように構成されかつ伸縮自在のもので
あれば何でもよく、例えば液を通過させるスリ
ツト等を有するジヤバラ管、ゴム体でもさしつか
えない。また、流入される汚泥は、無薬注又は薬
注したものでもかまわない。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、特殊なフイ
ルターエレメントを使用した独特の構成により、
過濃縮装置内の原汚泥を抜き出すことなく、空
気や液による逆洗の必要なくフイルターエレメ
ントからの濃縮汚泥の剥離、排出を容易にし、
過濃縮以外の雑時間を排して１サイクルの時間を
短縮し、しかもエネルギーの低減を可能にし、ま
た濃縮汚泥剥離中にも原汚泥の流入を停止しない
ようにすることもでき、処理能力を増大すること
ができる等、極めて有益な効果を奏するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す縦断正面図、
第２図は本発明のフイルターエレメントの使用中
の説明図、第３図は第１図の使用例の系統説明
図、第４図〜第１０図はそれぞれ本発明の他の実
施例を示す縦断正面図、第１１図は第１０図の内
部の要部の説明図、第１２図は本発明のさらに他
の例を示す要部の説明図、第１３図は第１２図の
作動状態説明図で、第１４図は従来例を示す説明
図である。 １……汚泥流入口、２……液流出口、３……
濃縮汚泥排出口、４……密閉容器、５……フイル
ターエレメント、１１……密閉槽、１２，１２−
１……仕切板、１３……汚泥濃縮部、１４……集
液部、１４−１……集液管、１４−２……回転式
集液管、１５……汚泥流入弁、１６……汚泥流入
管、１７……液弁、１８……液流出管、１９
……空気抜弁、２０……空気抜管、２１……フイ
ルターエレメント、２２……コイルスプリング、
２３……布、２４……可動体、２４−１……浮
遊体、２５……散気管、２６……空気弁、２７…
…空気導入管、２８……濃縮汚泥排出部、２９…
…濃縮汚泥排出弁、３０……濃縮汚泥排出管、３
１……原汚泥貯槽、３２……ポンプ、３３……汚
泥流出口、３４……循環弁、３５……循環配管、
３６……エジエクター、３７……噴出弁、３８，
３８−１，３８−２……駆動装置、３９……衝突
部材、４０……保護管、４１……掻寄翼、４２…
…水平回転軸、４３……汚泥噴出管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 密閉槽内に汚泥濃縮部と集液部を形成し、前
   記汚泥濃縮部内に液側に伸縮自在な支持体を設
   けた筒状のフイルターエレメントを配設してその
   液側端部を前記集液部に連通せしめると共に、
   前記汚泥濃縮部内のフイルターエレメント他端部
   に可動体を取り付け、該フイルターエレメントの
   下方に散気装置を配備し、さらに密閉槽内下方部
   に濃縮汚泥排出部を形成したことを特徴とする
   過濃縮装置。 ２ 密閉槽内に汚泥濃縮部と集液部を形成し、前
   記汚泥濃縮部内に液側に伸縮自在な支持体を設
   けた筒状のフイルターエレメントを配設してその
   液側端部に前記集液部に連通せしめると共に、
   前記汚泥濃縮部内のフイルターエレメント他端部
   に可動体を取り付け、前記汚泥濃縮部に汚泥流出
   口と汚泥流入口を開口し、該汚泥流入口の開口位
   置を流入汚泥の流速が前記フイルターエレメント
   の可動体に及ぶ範囲たらしめ、これらの汚泥流出
   口を循環配管で連結し、さらに密閉槽内下方部に
   濃縮汚泥排出部を形成したことを特徴とする過
   濃縮装置。 ３ 密閉槽内に汚泥濃縮部と集液部を形成し、前
   記汚泥濃縮部内に液側に伸縮自在な支持体を設
   けた筒状のフイルターエレメントを配設してその
   液側端部を前記集液部に連通せしめると共に、
   前記汚泥濃縮部内のフイルターエレメント他端部
   に可動体を取り付け、密閉槽内に前記フイルター
   エレメントの可動体と衝突する衝突部材を回動可
   能に配備し、さらに密閉槽内下方部に濃縮汚泥排
   出部を形成したことを特徴とする過濃縮装置。 ４ 密閉槽内に汚泥濃縮部を形成して回転可能な
   集液管を配備し、前記汚泥濃縮部内に液側に伸
   縮自在な支持体を設けた筒状のフイルターエレメ
   ントを配設してその液側端部に前記集液管に連
   通せしめると共に、前記汚泥濃縮部内のフイルタ
   ーエレメント他端部に可動体を取り付け、さらに
   密閉槽内下方部に濃縮汚泥排出部を形成したこと
   を特徴とする過濃縮装置。 ５ 密閉槽内に、上部から集液部と汚泥濃縮部と
   濃縮汚泥排出部とを順次形成し、前記汚泥濃縮部
   内に液側に伸縮自在な支持体を設けた筒状のフ
   イルターエレメントを配設してその液側端部を
   前記集液部に連通せしめると共に、前記汚泥濃縮
   部内のフイルターエレメント他端部に可動体を取
   り付け、前記汚泥濃縮部と濃縮汚泥排出部の間に
   仕切板を水平回転軸にて回転可能に配備し、該仕
   切板に前記可動体と衝突する衝突部材を固定した
   ことを特徴とする過濃縮装置。