JPH06320200A

JPH06320200A - 汚泥濃縮脱水装置および汚泥濃縮脱水方法

Info

Publication number: JPH06320200A
Application number: JP5135166A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Yasuda; 勉安田; Kosaburo Akamatsu; 幸三郎赤松; Katsunori Nishida; 克範西田; Yasuhiko Watanabe; 康彦渡辺; Saihei Yano; 宰平矢野
Original assignee: TOKYO MET GOV GESUIDOU SERVICE KK; Kurita Water Industries Ltd; Tomoe Engineering Co Ltd; Tokyo Metropolitan Government; Tsukishima Kikai Co Ltd
Current assignee: TOKYO MET GOV GESUIDOU SERVICE KK; Kurita Water Industries Ltd; Tomoe Engineering Co Ltd; Tokyo Metropolitan Government; Tsukishima Kikai Co Ltd
Priority date: 1993-05-14
Filing date: 1993-05-14
Publication date: 1994-11-22
Anticipated expiration: 2018-05-12
Also published as: JP3405762B2

Abstract

(57)【要約】【構成】下水処理施設からの下水汚泥を処理するための
装置および方法であって、調質槽、造粒濃縮槽、フィル
ター式濃縮機および遠心脱水機を順次、連設してなる装
置であり、この装置に下水汚泥を連続供給し、連続運転
し、造粒濃縮槽で凝集、造粒させ濃縮されて得られた造
粒汚泥を、その造粒状態を実質的に破壊することなく濃
縮脱水する方法である。【効果】下水処理施設からの下水汚泥を効率よく、しか
も、安い費用で安定して濃縮脱水し、含水率の低い脱水
ケーキを得ることが可能となり、産業上および環境保全
上の価値は大きい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、下水処理施設において
発生した汚泥を濃縮脱水する装置および方法に関し、さ
らに詳細には、下水処理施設において発生した汚泥を、
所謂、造粒濃縮法を利用して濃縮脱水する装置および方
法に係わる。

【０００２】

【従来の技術、発明が解決しよううとする課題】下水処
理施設において発生した汚泥（以下下水汚泥または原
汚泥と記す）は、従来は一般に濃縮、（消化）、脱水
および焼却の一連した工程を経由して処理されている
。下水汚泥には、余剰汚泥と初沈汚泥とがあるが、濃
縮工程で両者を混合して濃縮する方法と、両者を別途に
濃縮した後、後の焼却などの工程に送られる分離濃縮方
法の２つの方法がある。これらの何れの方法において
も、その濃縮工程は複数の機器で構成されているのが一
般であり、建設費用、これらの機器の維持、整備および
運転維持管理などに多額の費用を要するとの欠点があ
る。

【０００３】このような欠点を解決するために、固形物
を凝集させ、この凝集物をさらに造粒させて汚泥を濃縮
し、その脱水性を向上させる、所謂、造粒濃縮法が採用
されている。この造粒濃縮法は、他の濃縮法とは異なっ
て、濃縮と、脱水を容易にするために汚泥の性状を変換
させる作用とを併せ持っているため、従来の重力濃縮方
式に比して建設費および脱水ケーキの処理費などの運転
経費を削減し得、かつ、リンの除去が可能であるなどの
利点がある（平成３年、日本下水道事業団技術開発部お
よび下水事業団業務普及協会発行「効率的な汚泥濃縮法
の評価に関する第１次報告書−造粒濃縮法について−」
−以下単に「第１次報告書」と記す）。しかしながら、
この脱水ケーキの処理費をさらに削減するためには、こ
の脱水ケーキの含水率をさらに低下させることが好まし
いことは言うまでもない。

【０００４】他方、遠心脱水機は維持管理が容易で、一
台当りの処理能力が大きく、強いて洗浄水を使用する必
要がない利点があることから、広く採用されつつある。
前記の造粒濃縮法で得られた造粒汚泥の含水率をさらに
低下させるために、この造粒汚泥の濃縮脱水に際して、
このような遠心脱水機を使用することは、設備の単純
化、各種費用の節減および処理の安定性の見地から好ま
しいことである。しかしながら、造粒濃縮法で得られた
造粒汚泥の濃縮脱水のために遠心脱水機を使用した場合
には、造粒濃縮法で一旦造粒され、脱水性を向上せしめ
られ、かつ、濃縮された造粒汚泥は、次の遠心脱水機へ
供給する過程および遠心脱水機での脱水操作の間に破壊
されて微細化され、折角向上せしめられた脱水性を元の
ように低下させ（たとえば、前記の「第１次報告
書」）、この傾向は造粒された脱水ケーキの固形物濃度
が高い程著しく、また、脱水機が遠心脱水機の場合に
は、この傾向が特に顕著である。また、造粒濃縮工程
で、原汚泥中の固形物の回収率を良好に保つためには造
粒濃縮工程での濃縮濃度に制限があるとの欠点があっ
た。すなわち、遠心脱水機は固形物濃度が高い程、その
固形物処理量が大きくなるが、造粒濃縮工程での運転は
造粒汚泥の濃度を約２％程度に低くならざるを得ず、そ
の結果、遠心脱水機の能力を十分に発揮できないなどの
障害がある。この場合において、さらに、性状および固
形物濃度のそれぞれの変動が激しい原汚泥の濃縮脱水を
安定して行うためには、造粒濃縮工程で、原汚泥供給量
（１次凝集汚泥）を実質的に一定にしておいて、造粒濃
縮工程から排出される造粒汚泥中の固形物濃度を実質的
に一定にするか、または、濃縮倍率を実質的に一定にし
て運転するのが通例とされているが、何れの場合も遠心
脱水機に供給される汚泥の量および／または固形物濃度
を実質的に一定にすることができず、すなわち、固形物
濃度の変動に応じて量または濃度が変動し、遠心脱水機
の安定した運転が実質的に不可能であり、汚泥の量変動
の最大量に合致するような、処理能力が過大な遠心脱水
機を選定使用しなければならず、これは動力費の浪費が
伴うなどの欠点がある。このように、造粒濃縮槽と遠
心脱水機とを組合わせた場合に、造粒濃縮槽で折角、濃
縮、造粒されて脱水性が向上せしめられたにもかかわ
ず、その優れた性能を充分に活用できず、また、安定し
た運転制御が困難なことから、造粒汚泥の遠心脱水は実
際には成り立たないとされていた。

【０００５】本発明者らは、所謂、造粒濃縮法と遠心脱
水機とを組合わせて下水汚泥の濃縮脱水処理をするに際
して、造粒濃縮法と遠心脱水機とを組合わせることによ
る前記のような欠点を克服し、造粒濃縮法と遠心脱水機
との長所を十分に発揮せしめ、以て、下水汚泥を効率よ
く、しかも安い費用で、安定して濃縮脱水し、含水率の
低い脱水ケーキを得ることを目的として、鋭意、研鑚を
重ねた結果、造粒濃縮槽と遠心脱水機の間に、フィルタ
ー式濃縮機を介在せしめることにより、かつ、下水汚泥
を連続して処理することにより、前記の目的を達成し得
ることを発見し、この発見に基づいて、本発明の汚泥濃
縮脱水装置および汚泥濃縮脱水方法に到達した。

【０００６】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の１つ
は、下水処理施設からの原汚泥と無機凝集剤とを混合し
て原汚泥中のイオン成分および固形物を１次的に凝集さ
せた１次凝集物を含有する１次凝集汚泥とする調質槽、
該調質槽から導かれた１次凝集汚泥と両性高分子凝集剤
とを攪拌しつつ混合して前記１次凝集汚泥中の１次凝集
物および未凝集の固形物を凝集、造粒せしめて造粒汚泥
にするとともに、該造粒汚泥と遊離水とに分離して濃縮
する造粒濃縮槽、該造粒汚泥を濃縮するフィルター式濃
縮機および該フィルター式濃縮機で濃縮された造粒汚泥
をさらに脱水する遠心脱水機を順次連設させて成ること
を特徴とする汚泥濃縮脱水装置である。

【０００７】また、もう１つの発明は、下水処理施設か
ら発生した原汚泥と無機凝集剤とを混合して原汚泥中の
イオン成分および固形物を１次的に凝縮させて１次凝集
物を含有する１次凝集汚泥を得る調質工程、該１次凝集
汚泥と両性高分子凝集剤とを攪拌しつつ混合して前記１
次凝集汚泥中の１次凝集物および未凝集の固形物を凝
集、造粒させて造粒汚泥とし、該造粒汚泥と遊離水とに
分離せしめる造粒濃縮工程、該造粒濃縮工程で得られた
造粒汚泥をフィルター式濃縮機で濃縮して濃縮汚泥とす
る濃縮工程および該濃縮汚泥を遠心脱水機で脱水して脱
水ケーキとする脱水工程を順次経由させて、該造粒汚泥
の破壊を極力抑制して濃縮脱水することを特徴とする汚
泥濃縮脱水方法である。

【０００８】本発明における造粒濃縮槽は、槽本体、攪
拌機およびスクリーンを有し、該槽本体の底部には汚泥
供給孔および両性高分子凝集剤供給孔が設けられてお
り、該スクリーンは該槽本体の上部に設けられ、該攪拌
機は水平方向の旋回流を発生させる上部攪拌翼および鉛
直方向の循環流を発生させる下部攪拌翼とを少なくとも
有し、槽本体の内周面で汚泥を造粒させるものである。
この造粒濃縮槽の代表例として、前記の「第１次報告
書」に記載されており、図２に示されたような造粒濃縮
槽を挙げることができる。

【０００９】本発明でのフィルター式濃縮機は、通常の
汚泥の濃縮に使用されているものを使用することができ
るが、フィルターとしてワイヤスクリーン、スリットが
穿設された濾材または粗目の濾布を有し、かつ、目の大
きさが通常の汚泥の濃縮に使用されているものよりも粗
目であるものが好ましい。また、フィルターが造粒濃縮
工程で分離、排出された遊離水、もしくは、フィルター
式濃縮機および遠心脱水機のそれぞれから排出された分
離水で、または、スクレーパーで洗浄できる構造とされ
ているものが好ましい。また、フィルター式濃縮機は造
粒汚泥の造粒状態を破壊しないように、連続供給、連続
排出型として、排出にポンプを使用しない形式のもが好
ましい。最も単純なフィルター式濃縮機として、たとえ
ば、ワイヤスクリーンを内蔵せしめた濾過筒を挙げるこ
とができ、しかも好ましい。また、フィルター式濃縮機
は、排出される濃縮汚泥の固形物濃度を調節する機構を
有していることが好ましい。

【００１０】本発明の遠心脱水機としては、造粒汚泥の
破壊を極力防止するために、通常の汚泥の濃縮に使用さ
れているものよりも、回転筒内の液面の深さが深いこと
が必要である。たとえば、円錐部を有する横型回転筒の
中心に、スクリューが配設されたデカンター型遠心沈降
機が好適である。

【００１１】また、デカンター型遠心分離機の代表例と
して、図３で示されるような遠心脱水機があり、本発明
に使用するに好適である。この遠心分離機は、ケーシン
グ中に、円筒部とその一端に連設された円錐状の筒部か
ら成るボウルが設けられ、該ボウルの内側に円筒部とそ
の一端に連設されたインナーコーンとから成る内筒が収
納され、該円筒部および該インナーコーンの外周面にそ
れぞれスクリューが設けられ、該円筒部の外周面のスク
リューは該インナーコーンに向ってそのピッチが漸減せ
しめられており、該ボウルおよび該スクリューは互いに
同心的に独立して回転せしめられる。また、この遠心分
離機は、ボウル内の液面半径が小さい−すなわち、濃縮
汚泥供給直後のボウル内周速が小さくなるような深い液
面を有する−ものが好ましい。これは、造粒濃縮された
汚泥が遠心脱水機に供給された直後、この造粒汚泥の造
粒状態の破壊を抑制するために有効である。さらにボウ
ルおよびスクリューのそれぞれの回転数を、供給される
濃縮汚泥中の固形物濃度に対応して異ならせることがで
きるものが好ましい（以下でこれらの回転数の差を差
速と記すこともある）。さらにまた、この差速および
これらの回転時のトルクがそれぞれ検出可能とされてい
ることが好ましい。

【００１２】これらの調質槽、造粒濃縮槽、フィルター
式濃縮機および遠心脱水機は、直接に、または、所望に
よりポンプを介して互いに順次、連設される。また、調
質槽はその上流の下水処理施設と直接に、または、所望
により、原汚泥貯槽を介して、接続される。また、この
接続に際して、接続経路に、所望によりポンプを介在さ
せることもできる。造粒濃縮槽とフィルター式濃縮機と
の間に介在せしめられるポンプは、造粒濃縮槽から排出
された造粒汚泥の造粒状態を極力破壊しないような形
式、機種が選択されなければならないが、通常は、たと
えば、一軸ネジ式ポンプが好適に使用される。また、こ
のポンプに代えて、または、このポンプとともに、たと
えば、ダイヤフラム式流量調整バルブのような流量調整
バルブを使用することもできる。その他の箇所に使用さ
れるポンプは、汚泥の輸送に通常使用されるポンプを使
用することができる。

【００１３】本発明が適用される原汚泥は、たとえば、
一般の公共下水道施設などの下水処理施設から発生した
汚泥であって、たとえば、標準活性汚泥法の生汚泥、余
剰汚泥、前記の生汚泥と余剰汚泥との混合汚泥、嫌気好
気活性汚泥法およびオキシデーションディッチ法の余剰
汚泥であり、少なくとも固形物およびイオンが含有され
ておればよい。その固形物濃度およびイオン当量には、
特に制限はないが、本発明において効率よく濃縮脱水を
行うためには、実用上、それぞれ、通常は、約０.４〜
２重量％および全固形物１g当り約０.２〜０.５mg当量
であり、好ましくは、０.５〜１.５重量％および全固形
物１g当り約０.３〜０.４mg当量とされる。通常、下水
処理施設からの汚泥はその固形物濃度およびイオン当量
が前記の範囲内であるのでそのまま処理することができ
る。

【００１４】調質工程では、供給された原汚泥と無機凝
集剤とを混合して、原汚泥中のイオン成分の電荷を中和
して凝結させ、このときに固形物をも捲き込ませて１次
的に凝集させて、次の造粒濃縮工程での凝集、造粒が好
適に行われるように調質された１次凝集汚泥を得る。こ
こで使用される無機凝集剤の代表例としては、硫酸第２
鉄および塩化第２鉄などの鉄塩、ならびに硫酸アルミニ
ウムおよびポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）などであ
り、実用上、就中、ポリ塩化アルミニウムおよび／また
は塩化第２鉄が好ましい。無機凝集剤の使用量は、実用
上、原汚泥中の固形物の重量に対して、実用上、通常
は、約３〜１５％、好ましくは、約５〜１０％とされ
る。また、無機凝集剤が添加される汚泥のpHは、無機凝
集剤を効率よく作用させるために微酸性とされるが、無
機凝集剤が鉄塩の場合には４〜５程度、アルミニウム塩
の場合には４.５〜５.５程度とすることが実用上、好ま
しい。

【００１５】造粒濃縮工程では、前段の調質槽から送ら
れた１次凝集汚泥と両性高分子凝集剤とを混合して１次
凝集汚泥中の１次凝集物および未凝集の固形物をさらに
凝集、造粒させ濃縮して、造粒汚泥を得る。本発明にお
いて、両性高分子凝集剤とは、カチオン基の量に対する
アニオン基の量（電気当量として）の比が１以上である
高分子を含有する凝集剤として定義される。具体的に
は、カチオン樹脂、アニオン樹脂およびノニオン樹脂の
混合物ならびにカチオン成分、アニオン成分およびノニ
オン成分の共重合体などがある。このような共重合体の
代表例として、カチオン成分をジメチルアミノメタクリ
レートおよびジメチルアミノアクリレートとし、アニオ
ン成分をアクリル酸とし、ノニオン成分をアクリルアミ
ドとし、常法によって共重合させた４元共重合ポリマー
を挙げることができる。

【００１６】両性高分子凝集剤の使用量は、実用上、通
常は、原汚泥中の固形物の重量に対して０.５〜１％程
度とされる。また、高分子凝集剤を溶液にして使用する
場合には、アニオン基の解離を抑制するために溶液は酸
性でなければならない。さらにまた、高分子凝集剤が添
加されるときの１次凝集汚泥のpHは、通常は、たとえ
ば、４〜５程度の微酸性であるが、この高分子凝集剤を
効率よく作用させるために、１次凝集汚泥のpHに対応し
て高分子凝集剤が適宜、選択される。このようにして形
成せしめられた造粒汚泥は、造粒濃縮槽の上部のスクリ
ーンによって遊離水と分離されて次の濃縮工程へ送られ
る。遊離水が分離された造粒汚泥は、造粒濃縮工程に供
給された１次凝集汚泥に対して、２〜４倍に濃縮されて
おり、その固形物濃度は、通常は、約２％程度とされて
いる。

【００１７】濃縮工程では、フィルター式濃縮機を使用
して、造粒汚泥を、その造粒状態が極力破壊されないよ
うに十分に注意して、濃縮して、濃縮汚泥が得られる。
この濃縮汚泥はその固形物濃度が約３〜５％程度に向上
せしめられている。

【００１８】このようにして得られた濃縮汚泥を、たと
えば、デカンタ型遠心分離機のような遠心脱水機に送っ
て、ここで、濃縮汚泥の造粒状態が極力破壊されないよ
うに十分に注意しつつ脱水して、最終的に脱水ケーキが
得られる。この脱水ケーキは、所望により、たとえば、
焼却などの後処理に付される。また、造粒濃縮工程から
の遊離水は、所望により、濃縮工程で使用されるフィル
ター式濃縮機のフィルターの洗浄に使用され、および／
または、下水処理施設に送られて処理される。同様に濃
縮工程および脱水工程のそれぞれからの分離水も、所望
により、フィルター式濃縮機のフィルターの洗浄に使用
され、および／または、下水処理施設に送られて処理さ
れる。

【００１９】本発明の汚泥濃縮脱水方法において、次の
ような操作法があり得る。すなわち、 (a)１次凝集汚泥中の１次凝集物と未凝集の固形物との
合計量が実質的に一定に制御された１次凝集汚泥を造粒
濃縮工程へ供給し、かつ、固形物濃度が実質的に一定に
保たれた造粒汚泥を造粒濃縮工程から濃縮工程へ供給す
る方法。 (b)１次凝集汚泥中の１次凝集物と未凝集の固形物との
合計量が所定範囲内に制御された１次凝集汚泥を造粒濃
縮工程へ供給し、固形物濃度が実質的に一定に保たれた
造粒汚泥を造粒濃縮工程から濃縮工程へ供給し、該濃縮
工程において前記の造粒汚泥を濃縮してその固形物濃度
または濃縮流量が実質的に一定とされた濃縮汚泥を、脱
水工程へ供給する方法。 (c) １次凝集汚泥中の１次凝集物と未凝集の固形物との
合計量が所定範囲内に制御された１次凝集汚泥を造粒濃
縮工程へ供給し、固形物濃度が実質的に一定に保たれた
造粒汚泥を造粒濃縮工程から濃縮工程へ供給し、該濃縮
工程において前記の造粒汚泥を濃縮してその固形物濃度
または、濃縮流量が実質的に一定とされた濃縮汚泥を脱
水工程へ供給し、該脱水工程で該濃縮汚泥を濃縮脱水し
てケーキ含水率が実質的に一定な脱水ケーキとする方法
および (d) １次凝集汚泥中の１次凝集物と未凝集の固形物との
合計量が所定範囲内に制御された１次凝集汚泥を造粒濃
縮工程へ供給し、固形物濃度が実質的に一定に保たれた
造粒汚泥を造粒濃縮工程から濃縮工程へ供給し、該濃縮
工程において前記の造粒汚泥を濃縮してその固形物濃度
または濃縮流量が実質的に一定とされた濃縮汚泥を脱水
工程へ供給し、該脱水工程で該濃縮汚泥を脱水してケー
キ含水率が実質的に一定な脱水ケーキとし、該脱水工程
における遠心脱水機の差速またはトルクの変動に対応し
て前記の造粒濃縮工程における両性高分子凝集剤の使用
量を調節する方法などがある。

【００２０】

【実施例】本発明の汚泥濃縮脱水装置を、図面によって
さらに具体的に説明し、また、本発明の汚泥濃縮脱水方
法を実施例によってさらに具体的に説明するが、本発明
は、これらの図面で示された装置およびこれらの実施例
に記載された方法に限定されるものではない。本発明の
汚泥濃縮脱水装置の原理を示すためのフローシートを図
１に示す。本発明で使用される代表的な造粒濃縮槽の一
部切欠斜視図を図２に示す。本発明で使用される代表的
な遠心脱水機の縦断面を図３に示す。すなわち、本発明
の汚泥濃縮脱水装置は、無機凝集剤とを混合して原汚泥
中のイオン成分および固形物を１次的に凝集させた１次
凝集物を含有する１次凝集汚泥とする調質槽 1、該調質
槽 1から導かれた１次凝集汚泥と両性高分子凝集剤とを
攪拌しつつ混合して前記１次凝集汚泥中の１次凝集物お
よび未凝集の固形物を凝集、造粒せしめて造粒汚泥にす
るとともに、該造粒汚泥と遊離水とに分離して濃縮する
造粒濃縮槽 2、該造粒汚泥を濃縮するフィルター式濃縮
機 3および該フィルター式濃縮機 3で濃縮された濃縮汚
泥をさらに脱水する遠心脱水機 4を順次連設させて成っ
ている。また、調質槽 1はその上流側の下水処理施設と
原汚泥貯槽 5を介して接続されており、その一方で、原
汚泥貯槽 5を介することなく、下水処理施設と直接、接
続されてもいる。原汚泥貯槽 5と調質槽 1との間、調質
槽 1と造粒濃縮槽 2との間、および、造粒濃縮槽 2とフ
ィルター式濃縮機 3との間には、それぞれ、ポンプが介
在せしめられている。なお、造粒濃縮槽 2とフィルター
式濃縮機 3との間に介在せしめられているポンプは１軸
ネジ式ポンプである。

【００２１】調質槽 1は、円筒状の槽11内に攪拌機12が
内蔵せしめられている。また、底部には原汚泥供給孔13
および無機凝集剤供給孔14がそれぞれ開口せしめられて
おり、上部には１次凝集汚泥排出孔15が開口せしめられ
ている。

【００２２】造粒濃縮槽 2は、１次凝集汚泥と高分子凝
集剤とを攪拌しつつ混合して、槽本体の内周面で１次凝
集汚泥中の１次凝集物および未凝集の固形物をさらに凝
集、造粒させ濃縮するものである。槽本体21、攪拌機22
およびスクリーン25を有している。該スクリーン25は該
槽本体内の上部に設けられている。該攪拌機22は水平方
向の旋回流を発生させる上部攪拌翼23および鉛直方向の
循環流を発生させる下部攪拌翼24とを有している。該ス
クリーン25によって、造粒汚泥と遊離水とに分離され
る。該槽本体21の底部には汚泥供給孔26および両性高分
子凝集剤供給孔27がそれぞれ穿設されており、また、槽
本体21の上部およびスクリーン25の下方には、それぞ
れ、遊離水排出孔28および造粒汚泥排出孔29が穿設され
ている。

【００２３】フィルター式濃縮機 3は、槽体31の内部に
ワイヤスクリーン32が内蔵せしめられており、また、こ
の槽体31に濃縮汚泥排出孔33および分離水排出孔34がそ
れぞれ設置されている。この、槽体31には、その濾過面
を、前記の遊離水で連続的にまたは間欠的に洗浄するた
めの洗浄ノズルが配設されている（図面には示されてい
ない）。

【００２４】遠心脱水機 4は、円筒状のケーシング41中
に、円筒部とその一端に連設された円錐状の筒部から成
るボウル42が設けられ、該ボウル42の内側に、円筒部43
1とその一端に連設されたインナーコーン432とから成る
内筒43が収納されており、該内筒43の周壁には孔433が
穿設されている。該円筒部431および該インナーコーン4
32の外周面にそれぞれスクリュー44が設けられ、該円筒
部431の外周面のスクリュー44は該インナーコーン432に
向って（図面の向って右方に行くに従って）そのピッチ
が漸減せしめられており、該ボウル42および該スクリュ
ー44は互いに同心的に独立して回転せしめられる。ボウ
ル42およびスクリュー44はここに供給される濃縮汚泥の
性状などに対応して差速が生ぜしめられる。この差速お
よびこれらのトルクを検出するための検出器が設けられ
ている（この検出器は図示されていない）。濃縮汚泥
は、該内筒43の内部に供給され、次いで孔433からボウ
ル42の内周面と内筒43の外周面との間の間隙へ送られ
て、濃縮汚泥はここでさらにスクリュー44によって脱水
されて、分離水は分離水排出孔45から排出せしめられ、
他方、脱水ケーキは脱水ケーキ排出孔46から排出せしめ
られる。造粒濃縮槽 2からの遊離水の一部ならびにフィ
ルター式濃縮機 3および遠心脱水機 4のそれぞれからの
分離水は、下水処理施設へ送られて処理される。

【００２５】比較例従来は造粒濃縮槽への汚泥供給は固形物濃度の変動に関
係なく、供給量を一定にして行われ、供給汚泥の固形物
濃度の変動があった場合に、造粒汚泥の固形物濃度を一
定にすると、造粒汚泥生成量の変動が大きく、しかもフ
ィルター式濃縮機が使用されていないために、この変動
に伴って遠心脱水機への造粒汚泥の供給量も大きく変動
し、遠心脱水機での運転が不安定となり、安定した運転
管理が実質的に不可能であった。すなわち、固形物濃度
が0.6〜1.5重量％の範囲に変動する原汚泥を100m³/hrで
一定に供給すると、前記の従来の操作では造粒汚泥量は
30〜75m³/hrの範囲で大きく変動し、遠心脱水機の安定
した運転ができなかった。

【００２６】実施例１造粒濃縮槽への１次凝集汚泥を、その固形物濃度が一定
となるように供給し、造粒濃縮槽からの造粒汚泥の固形
物濃度を、供給される１次凝集汚泥の固形物濃度に追随
して一定範囲内に納るように制御した。すなわち、比較
例と同様にして、100m³/hrの原汚泥を供給した。ただ
し、この原汚泥の固形物濃度は 1重量％であり、従っ
て、供給された固形物量は、1000kg/hrとなる。造粒濃
縮槽に供給される１次凝集汚泥の固形物濃度が0.6〜1.5
重量％（原汚泥供給量は67〜167m³/hrに相当する）の範
囲に変動した場合に、排出される造粒汚泥の固形物濃度
を 2〜 3重量％に制御した。排出された造粒汚泥の量は
33〜50m³/hrであり、固形物量は1000kg/hrとほぼ一定で
あった。フィルター式濃縮機でさらに濃縮制御すること
により、濃縮汚泥の固形物濃度を 3重量％に制御して、
固形物濃度 3重量％の濃縮汚泥が33m³/hrでほぼ一定に
得られた。このようにして、固形物濃度が一定にされた
濃縮汚泥がほぼ一定の速度で遠心脱水機に供給されるの
で、遠心脱水機の制御は、既存の、トルク一定制御およ
び分離水SS（汚泥固形物）監視による遠心脱水機の差速
制御のような水分一定制御によって、遠心脱水機の安定
な運転が可能となる。また、これらの一連の制御により
本発明の汚泥濃縮脱水装置は、常に最適な運転状態が常
に安定して維持される。

【００２７】実施例２実施例１において、１次凝集汚泥の供給量などが過大に
変動して造粒濃縮槽の制御が困難となった場合に、１次
凝集汚泥の供給量などの変動幅を縮小させる必要が生ず
る。このような場合には、１次凝集汚泥の固形物の一定
制御範囲を800〜1000kg/hrに設定して、供給される１次
凝集汚泥の固形物濃度が低くなったときに固形物量を少
なくするように制御することにより、１次凝集汚泥の供
給量の範囲は67〜133m³/hr、造粒汚泥の生成量は33〜40
m³/hrとなり、また、フィルター式濃縮機で濃縮汚泥の
生成量を30m³/hrに制御するとその固形物濃度は2.7〜3.
3重量％の範囲となって、遠心脱水機の安定した運転制
御に支障を与えない程度の小さい変動幅に抑えることが
でき、これにより実施例１と同様に、遠心脱水機の安定
した良好な運転制御が可能となった。実施例１および実
施例２のそれぞれにおいて、原汚泥の供給量および／ま
たは固形物濃度に変動が大きくても、このような汚泥を
安定して濃縮脱水を可能ならしめたのは、造粒濃縮槽と
遠心脱水機との間にフィルター式濃縮機を設けたことに
よるものである

【００２８】実施例３実施例１および実施例２のそれぞれにおける操作方法を
さらに発展させた操作方法がある。すなわち、実施例１
および実施例２のそれぞれにおいて、遠心脱水機へ供給
される濃縮汚泥の供給量およびその固形物量をほぼ一定
とすることができるので、遠心脱水機の処理能力の変化
は、原汚泥の性状からだけ影響を受けることになる。原
汚泥の固形物濃度だけが変動してその質的変化が実質的
にない場合には、遠心脱水機の差速およびスクリューや
ボウルのトルクなどの運転条件は実質的に同一となる。
従って、制御運転においてこの差速および／またはトル
クの大きな変動は、原汚泥に質的な変化があることの兆
候となる。すなわち、この差速が異常に大きい値で安定
する場合や、トルクが異常に小さい値で安定する場合に
は、原汚泥が質的に変化し凝集不良となったことの兆候
であるので、造粒濃縮槽での両性高分子凝集剤の使用量
を増加する必要が有る。また前記の運転条件が逆になっ
た場合には両性高分子凝集剤の使用量を減らしても、遠
心脱水機の運転は依然として順調であるので、両性高分
子凝集剤の使用量を節減することが可能となる。ただ
し、この場合には、造粒濃縮槽の安定運転に必要な最低
限の両性高分子凝集剤の使用量を予め定めておく必要が
ある。

【００２９】前記の各実施例によって、いずれの操作方
法も、造粒濃縮槽と遠心脱水機との間にフィルター式濃
縮機を配設して、これらを順次、連設したとの特徴を生
かした操作方法で汚泥の処理時間が短く、制御応答も良
好であり、装置の機能は向上せしめられ、かつ、最適運
転を安定して維持することが可能であることが示されて
いる。

【００３０】

【発明の効果】本発明によって、各機器を、ポンプを使
用し、もしくは、ポンプを使用しないで直列に互いに接
続し、この装置に下水汚泥を連続して供給してこの装置
を連続的に運転することにより、殊更、他の機器を使用
しないでも、下水汚泥を効率よく、しかも、安い費用で
安定して濃縮脱水し、含水率の低い脱水ケーキを得るこ
とが可能となり、産業上および、環境保全上の価値は極
めて高い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の汚泥濃縮脱水装置の原理を示すための
フローシートである。

【図２】本発明で使用される代表的な造粒濃縮槽の一部
切欠斜視図である。

【図３】本発明で使用される代表的な遠心脱水機の縦断
面である。

【符号の説明】

1 調質槽 11 槽本体 12 攪拌機 13 原汚泥供給孔 14 無機凝集剤供給孔 2 造粒濃縮槽 21 槽本体 22 攪拌機 23 上部攪拌翼 24 下部攪拌翼 25 スクリーン 26 汚泥供給孔 27 高分子凝集剤供給孔 28 遊離水排出孔 29 造粒汚泥排出孔 3 フィルター式濃縮機 31 槽体 32 ワイヤスクリーン 33 濃縮汚泥排出孔 34 分離水排出孔 4 遠心脱水機 41 ケーシング 42 ボウル 43 内筒 431 円筒部 432 インナーコーン 433 孔 44 スクリュー 45 分離水排出孔 46 脱水ケーキ排出孔 5 原汚泥貯槽

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 000001063 栗田工業株式会社東京都新宿区西新宿３丁目４番７号 (71)出願人 591162022 巴工業株式会社東京都中央区日本橋３丁目９番２号 (72)発明者安田勉茨城県北相馬郡守谷町みずき野６−29−７ (72)発明者赤松幸三郎東京都千代田区大手町２丁目６番２号東京都下水道サービス株式会社内 (72)発明者西田克範東京都中央区佃２丁目17番15号月島機械株式会社内 (72)発明者渡辺康彦東京都新宿区西新宿３丁目４番７号栗田工業株式会社内 (72)発明者矢野宰平東京都中央区日本橋３丁目９番２号（第二丸善ビルヂング）巴工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下水処理施設からの原汚泥と無機凝集剤
とを混合して原汚泥中のイオン成分および固形物を１次
的に凝集させた１次凝集物を含有する１次凝集汚泥とす
る調質槽、該調質槽から導かれた１次凝集汚泥と両性高
分子凝集剤とを攪拌しつつ混合して前記１次凝集汚泥中
の１次凝集物および未凝集の固形物を凝集、造粒せしめ
て造粒汚泥にするとともに、該造粒汚泥と遊離水とに分
離して濃縮する造粒濃縮槽、該造粒汚泥を濃縮するフィ
ルター式濃縮機および該フィルター式濃縮機で濃縮され
た濃縮汚泥をさらに脱水する遠心脱水機を順次連設させ
て成ることを特徴とする汚泥濃縮脱水装置。
【請求項２】下水処理施設から発生した原汚泥と無機
凝集剤とを混合して原汚泥中のイオン成分および固形物
を１次的に凝縮させて１次凝集物を含有する１次凝集汚
泥を得る調質工程、該１次凝集汚泥と両性高分子凝集剤
とを攪拌しつつ混合して前記１次凝集汚泥中の１次凝集
物および未凝集の固形物を凝集、造粒させて造粒汚泥と
し、該造粒汚泥と遊離水とに分離せしめる造粒濃縮工
程、該造粒濃縮工程で得られた造粒汚泥をフィルター式
濃縮機で濃縮して濃縮汚泥とする濃縮工程および該濃縮
汚泥を遠心脱水機で脱水して脱水ケーキとする脱水工程
を順次経由させて、該造粒汚泥の破壊を極力抑制して濃
縮脱水することを特徴とする汚泥濃縮脱水方法。
【請求項３】１次凝集汚泥中の１次凝集物と未凝集の
固形物との合計量が実質的に一定に制御された１次凝集
汚泥を造粒濃縮工程へ供給し、かつ、固形物濃度が実質
的に一定に保たれた造粒汚泥を造粒濃縮工程から濃縮工
程へ供給する請求項２記載の汚泥濃縮脱水方法。
【請求項４】１次凝集汚泥中の１次凝集物と未凝集の
固形物との合計量が所定範囲内に制御された１次凝集汚
泥を造粒濃縮工程へ供給し、固形物濃度が実質的に一定
に保たれた造粒汚泥を造粒濃縮工程から濃縮工程へ供給
し、該濃縮工程において前記の造粒汚泥を濃縮してその
固形物濃度または濃縮流量が実質的に一定とされた濃縮
汚泥を、脱水工程へ供給する請求項２記載の汚泥濃縮脱
水方法。
【請求項５】１次凝集汚泥中の１次凝集物と未凝集の
固形物との合計量が所定範囲内に制御された１次凝集汚
泥を造粒濃縮工程へ供給し、固形物濃度が実質的に一定
に保たれた造粒汚泥を造粒濃縮工程から濃縮工程へ供給
し、該濃縮工程において前記の造粒汚泥を濃縮してその
固形物濃度または濃縮流量が実質的に一定とされた濃縮
汚泥を脱水工程へ供給し、該脱水工程で該濃縮汚泥を脱
水してケーキ含水率が実質的に一定な脱水ケーキとする
請求項２記載の汚泥濃縮脱水方法。
【請求項６】１次凝集汚泥中の１次凝集物と未凝集の
固形物との合計量が所定範囲内に制御された１次凝集汚
泥を造粒濃縮工程へ供給し、固形物濃度が実質的に一定
に保たれた造粒汚泥を造粒濃縮工程から濃縮工程へ供給
し、該濃縮工程において前記の造粒汚泥を濃縮してその
固形物濃度または濃縮流量が実質的に一定とされた濃縮
汚泥を脱水工程へ供給し、該脱水工程で該濃縮汚泥を脱
水してケーキ含水率が実質的に一定な脱水ケーキとし、
該脱水工程における遠心脱水機の差速またはトルクの変
動に対応して前記の造粒濃縮工程における両性高分子凝
集剤の使用量を調節する請求項２記載の汚泥濃縮脱水方
法。