JPH0760300A - 下水汚泥の濃縮脱水処理方法とその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 凝集剤が無駄なく有効に使用され、経済的
で、添加すべき凝集剤の管理も容易で、前濃縮用の機械
を設けずに、初沈汚泥と余剰汚泥とをそれぞれ効率よく
濃縮脱水処理する装置を提供する。 【構成】 水平軸を中心に回転する回転円筒体２と、こ
の回転円筒体２内で回転するスクリューコンベヤ３とを
備え、スクリューコンベヤ３の後端面の回転中心部に沿
って初沈汚泥Ａを供給するための汚泥供給管６を、後方
よりスクリューコンベヤ３内の前部にわたって貫設し、
初沈汚泥Ａの吐出口１０を、スクリューコンベヤ３の中
空胴部３ａの前部壁面に開口し、汚泥供給管６の周囲に
余剰汚泥用供給管１２をその後端付近より二重管構造に
して設け、余剰汚泥Ｂの吐出口１６を、スクリューコン
ベヤ３の中空胴部３ａの中間部壁面に開口している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、主として下水処理場
で発生する下水汚泥を濃縮又は脱水して処理する方法
と、その方法に使用する濃縮脱水装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】下水処理場においては、下水を最初沈澱
池に流入して汚泥を沈澱させたのち、その上澄み液を曝
気槽へ流入して各種菌により生物的に分解処理させ、こ
れを最終沈澱池に流入して余剰汚泥を沈澱させ、その上
澄み液を川や海へ放流することによって処理している。
このような下水処理過程において生じる汚泥は、最初沈
澱池で沈澱する初沈汚泥と、最終沈澱池で生じる余剰汚
泥とに、大きく分けられる。そして初沈汚泥は比較的濃
度（固形物比）が高く、脱水性に優れているが、一方、
余剰汚泥は活性汚泥とも称され、濃度が薄く、しかも脱
水性が悪い。

【０００３】そこで、従来は、余剰汚泥を遠心濃縮機に
かけて前濃縮したのち、初沈汚泥と混合して脱水処理す
る方法が一般に採用されている。そのほか、特開平３−
１１４６００号公報に記載されているように、初沈汚泥
を余剰汚泥と混合し、これに凝集剤を添加したうえで回
転式濃縮機を用いて前濃縮したのち、遠心脱水処理する
方法も提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の各方法では、次のような不都合がある。

【０００５】 汚泥の脱水性を上げるために凝集剤を
過剰に添加する傾向にあり、利用されないかなりの量の
凝集剤が脱水後の瀘液とともに排出されることになって
不経済である。つまり、脱水性の向上を優先すると、固
形物比で２％前後の凝集剤を添加するのが望ましいが、
一方、瀘液の回収から見ると、固形物比で０．２〜０．
４％程度の少量の凝集剤を添加する方が望ましい。しか
し、従来の方法では、脱水性の向上が重視されることに
なり、凝集剤の無駄が生じている。

【０００６】 初沈汚泥と余剰汚泥の混合割合が経時
的に変化することにより、混合された汚泥の性状も変化
することになるので、凝集剤の添加率などの管理が非常
に困難である。

【０００７】 設備面から見た場合、遠心脱水機とは
別に、遠心濃縮機や回転濃縮機を前濃縮のために設置す
る必要があるため、設備費用が高くなり、また、機械設
置のために広い敷地を要する。

【０００８】この発明は上記した従来の課題を解決する
もので、凝集剤が無駄なく有効に使用され、経済的で、
添加すべき凝集剤の管理も容易で、前濃縮用の機械を設
けずに、初沈汚泥と余剰汚泥とをそれぞれ効率よく濃縮
脱水処理することができる方法と、そのための濃縮脱水
装置を提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために本発明の濃縮脱水処理方法は、1)最初沈澱池で沈
澱した初沈汚泥に、固形物比で１〜３％程度の凝集剤を
混合したのち、2)この初沈汚泥を遠心脱水作用により固
水分離して固形物を回収するとともに、瀘液は前記最終
沈澱池で発生した余剰汚泥と混合し、瀘液中に含まれて
いる残留凝集剤による凝集作用ならびに遠心沈降作用に
より前記余剰汚泥を濃縮し、3)この濃縮余剰汚泥を遠心
脱水作用により固水分離して固形物を回収するものであ
る。なお瀘液は、下水とともに前記最初沈澱池又は曝気
槽に流入して再処理する。

【００１０】また上記した目的を達成するために本発明
の濃縮脱水装置は、a)回転筒体と、この回転筒体内で同
一軸を中心として回転するスクリューコンベヤとを備え
たスクリューデカンタ型の下水汚泥の濃縮脱水装置にお
いて、b)前記スクリューコンベヤの後端面の回転中心部
に沿って、初沈汚泥を連続供給するための汚泥供給管
を、前記スクリューコンベヤの後方より前記スクリュー
コンベヤ内の前部にわたり貫設するとともに、c)初沈汚
泥の吐出口を、前記スクリューコンベヤの中空胴部の前
部壁面に汚泥供給管の先端の供給口に連通させて開口
し、d)前記汚泥供給管の周囲に、余剰汚泥用供給管をそ
の後端付近より前記先端供給口のやや後方にわたり二重
管構造にして設けるとともに、e)余剰汚泥の吐出口を、
前記スクリューコンベヤの中空胴部の中間部壁面に前記
余剰汚泥用供給管の先端の供給口に連通させて開口して
いる。

【００１１】請求項３記載のように、前記初沈汚泥の吐
出口を前記回転筒体内の脱水部に、また前記余剰汚泥の
吐出口を前記回転体内の沈降分離部にそれぞれ配置する
のがよい。

【００１２】

【作用】上記の構成を有する本発明の濃縮脱水処理方法
によれば、初沈汚泥に対し脱水性の向上に十分な量の凝
集剤が添加された状態で遠心脱水されることによって、
初沈汚泥は効果的に脱水処理される。この結果、汚泥ケ
ーキと瀘液とに効率よく分離され、固形物（汚泥ケー
キ）が回収される一方、瀘液は余剰汚泥と混合される。
これにより、初沈汚泥の脱水に使用されたあとの残留凝
集剤は固形物比で０．２〜０．４％程度で、余剰汚泥と
混合されて凝集作用を発揮する。このようにして余剰汚
泥も、効果的に脱水処理され、固形物（余剰汚泥ケー
キ）が前記汚泥ケーキとともに回収される。そして脱水
処理後の瀘液は、下水とともに再び前記最初沈澱池に流
入され再処理されるが、この状態での瀘液中に含まれる
凝集剤の量は非常に低くなっており、ほとんど無駄がな
い。

【００１３】また、上記の構成を有する発明の濃縮脱水
装置によれば、回転筒体とスクリューコンベヤとをそれ
ぞれ所定の速度で回転させた状態で、汚泥供給管を介し
初沈汚泥を凝集剤を添加してスクリューコンベヤ内の前
部へ連続的に供給することにより、初沈汚泥は遠心力の
作用で、極めて高い重力（たとえば３０００Ｇ）の下に
汚泥ケーキと瀘液とに遠心分離される。そして、汚泥ケ
ーキは回転筒体内でスクリューコンベヤにより前方へ搬
送されたのち、回転筒体から排出されて回収されるとと
もに、瀘液は回転筒体内を後方へ送られる。これと同時
に汚泥供給管の外側の余剰汚泥用供給管を介し余剰汚泥
を連続的に供給することにより、余剰汚泥は遠心力の作
用を受けながら、回転筒体内で、初沈汚泥から遠心分離
された前記瀘液と混合撹拌される。余剰汚泥は瀘液中の
残留凝集剤と混合されて凝集作用を受け且つ遠心力の作
用も受け、余剰汚泥ケーキと瀘液とに分離されながら、
余剰汚泥ケーキはスクリューコンベヤにより回転筒体内
を前方へ送られ、前記初沈汚泥と混合される。そこで遠
心力の作用による極めて高い重力の下に、汚泥ケーキと
瀘液とに遠心分離される。汚泥ケーキはスクリューコン
ベヤでさらに回転筒体内を前方へ送られ、回転筒体から
排出されて回収される。一方、瀘液は回転筒体の後端か
ら排出されて、下水とともに再び最初沈澱池又は曝気槽
に流入され再処理される。

【００１４】したがって、本発明の装置によると、一台
の機械で初沈汚泥と余剰汚泥の両方を同時に遠心分離で
き、前濃縮用の機械がとくに必要なく、しかも凝集剤を
初沈汚泥と余剰汚泥とに有効に使用することができる。

【００１５】請求項３記載の濃縮脱水装置では、沈降分
離性に優れ、固形物比の比較的高い初沈汚泥が回転筒体
内の脱水部に直接に吐出されるため、遠心力の作用によ
り効果的に脱水処理され、汚泥ケーキとして排出され
る。一方、汚泥濃度が薄く、脱水性の悪い余剰汚泥は、
回転筒体内の沈降分離部（濃縮ゾーンともいう）に吐出
されるから、そこで、初沈汚泥から分離された瀘液と混
合され、瀘液中の残留凝集剤による凝集作用にて、効率
的に遠心濃縮される。こうして濃縮された余剰汚泥は、
スクリューコンベヤによって前方の脱水部に送られ、そ
こで脱水処理される。このため、余剰汚泥は沈降分離部
において受けた遠心力の作用が、脱水部でも有効に利用
されることになるから、運動エネルギー面から見ても有
利である。

【００１６】

【実施例】以下、本発明にかかる下水汚泥の濃縮脱水装
置の実施例を図面に基づいて説明し、併せてその濃縮脱
水装置を用いた濃縮脱水処理方法についても説明する。

【００１７】図１に示すように、濃縮脱水装置１はスク
リューデカンタ型の遠心分離機で、本例では円筒状ドラ
ム部２ａの前端に円錐状ドラム部２ｂを一体に組み合わ
せた回転円筒体２と、この回転円筒体２内に回動自在に
配装されるスクリューコンベヤ３とからなり、このスク
リューコンベヤ３も回転筒体２の形状に対応した円筒円
錐状に形成されている。またスクリューコンベヤ３は中
空の胴部３ａを有し、この胴部３ａの周囲に螺旋状の羽
根３ｂを一体に設けている。

【００１８】回転円筒体２およびスクリューコンベヤ３
は、その中心軸線に沿った水平軸の回りに回動自在に支
持され、駆動装置（図示せず）により減速機４を介して
所定速度で回転する。なお、図中の符号５ａはスクリュ
ーコンベヤ側の駆動プーリ、符号５ｂは回転円筒体側の
駆動プーリである。

【００１９】スクリューコンベヤ３の胴部３ａ内の中心
軸線に沿って、その後方より前部にかけて前後を開口し
た汚泥供給管６が挿入されており、その先端部は隔壁７
を貫通して設けられている。そして、胴部３ａ内の隔壁
７の前方に間隔をあけて円錐状の隔壁８が固設され、隔
壁７と隔壁８の間が初沈汚泥Ａの供給室９に形成されて
いる。この供給室９が位置する胴部３ａの部位には、初
沈汚泥Ａの吐出口１０が円周方向に一定の間隔をあけて
多数穿設されている。また、それらの吐出口１０の位置
は、脱水部（脱水ゾーン）の開始位置のすぐ前方に当た
る。さらに、汚泥供給管６の後端部に上方に向けた凝集
剤Ｅの供給口１１を備え、汚泥供給管６の後端開口６ａ
には初沈汚泥Ａの送給用配管２５が接続されている。な
お、初沈汚泥Ａは下水処理場において下水を最初に流入
する最初沈澱池２１で沈降する汚泥であり、したがって
送給用配管２５の一端は通常、最初沈澱池２１の底部に
接続され、ポンプ（図示せず）で初沈汚泥Ａが送給され
る。

【００２０】汚泥供給管６の基端（後端）付近から前部
にかけて、その周囲に余剰汚泥用供給管１２が二重管構
造にして設けられており、また余剰汚泥用供給管１２の
先端部は、隔壁１３を貫通している。そして、胴部３ａ
内の隔壁１３の前方に間隔をあけて平板状の隔壁１４が
固設され、隔壁１３と隔壁１４の間が余剰汚泥Ｂの供給
室１５に形成されている。この供給室１５が位置する胴
部３ａの部位には、余剰汚泥Ｂの吐出口１６が円周方向
に一定の間隔をあけて多数穿設されている。また、それ
らの吐出口１６の位置は、脱水部（脱水ゾーン）の開始
位置の後方で、沈降分離部（濃縮ゾーン）に当たる。余
剰汚泥用供給管１２の後端部には、余剰汚泥Ｂの供給口
１２ａが上方に向けて設けられている。この供給口１２
ａには、余剰汚泥Ｂの送給用配管２６が接続される。な
お、余剰汚泥Ｂは、最初沈澱池２１で分離された上澄み
液が曝気槽２２へ流入され、各種菌により生物的に分解
処理させたのち、これを最終沈澱池２３に流入したとき
に沈降する汚泥であり、したがって送給用配管２６の一
端は最終沈澱池２３に接続され、ポンプ（図示せず）で
余剰汚泥Ｂが送給される。また、余剰汚泥Ｂには汚泥分
解能力をもつ多量の菌（バクテリヤ）が含まれているの
で、余剰汚泥Ｂの送給用配管２６から分岐管２７にて余
剰汚泥Ｂの一部が、曝気槽２２へ戻される。

【００２１】回転円筒体２の先端部（前端部）には、固
形物（汚泥ケーキ）Ｃの排出口１７が円周方向に間隔を
あけて多数穿設され、回転円筒体２の外周面でそれらの
排出口１７の前後に、環状のフランジ１８・１８が突設
されている。また、排出口１７の周囲は、フランジ１８
・１８を含めて全体が下端を開口したカバー体１９で覆
われており、このカバー体１９の下方に汚泥ケーキＣが
排出される。

【００２２】一方、回転円筒体２の後端部は、回転中心
に向け直角に屈折されて最終瀘液Ｄの環状堰２ｃに形成
されている。そして、回転円筒体２の後端部の周囲が、
下端を開口したカバー体２０で覆われ、環状堰２ｃを溢
れる瀘液Ｄがカバー体２０の下方へ排出される。

【００２３】続いて、上記のようにして構成される本実
施例の濃縮脱水装置１による脱水処理態様について説明
する。

【００２４】(1) 図１において、初沈汚泥Ａが汚泥供給
管６を通じてスクリューコンベヤ３内の前部の供給室９
へ供給されるが、その間に汚泥供給管６の後端の供給口
１１から注入される凝集剤Ｅが初沈汚泥Ａに混合され
る。凝集剤Ｅの添加量は、汚泥の脱水性の向上を重視
し、初沈汚泥Ａの固形物比で普通は１〜３％程度に設定
される。いいかえれば、初沈汚泥Ａと余剰汚泥Ｂの両方
を濃縮脱水装置１に供給して遠心脱水処理を行わせる
が、凝集剤Ｅの添加率は初沈汚泥Ａを基準に設定（決
定）すればよいので、管理が非常に楽である。そして、
初沈汚泥Ａは凝集剤Ｅによる凝集作用を受けて凝集され
るとともに、回転円筒体２とスクリューコンベヤ３の回
転による遠心力の作用によって効率よく脱水分離され、
汚泥ケーキＣは吐出口１０から回転円筒体２内の脱水部
に吐出されたのち、スクリューコンベヤ３によって前方
へ送られ、排出口１７を通りカバー体１９の下方へ排出
される。

【００２５】(2) 余剰汚泥用供給管１２を通じて吐出口
１６から回転円筒体２内の沈降分離部へ吐出された余剰
汚泥Ｂは、前方から流れてくる初沈汚泥Ａから分離され
た瀘液Ｄ’と混合撹拌され、瀘液Ｄ’中に残留している
凝集剤の凝集作用と回転円筒体２による遠心沈降作用と
によって、濃縮される。こうして濃縮された余剰汚泥Ｂ
はスクリューコンベヤ３によって回転円筒体２内を前方
の脱水部へ送られ、脱水処理されて初沈汚泥Ａの脱水ケ
ーキＣとともに、排出口１７を通ってカバー体１９の下
方へ排出される。そしてこの状態において、沈降分離さ
れた余剰汚泥Ｂの遠心力が、脱水部における負荷を軽減
する効果がある。一方、余剰汚泥Ｂから分離された瀘液
Ｄは初沈汚泥Ａから分離された瀘液Ｄ’と混合された状
態で、回転円筒体２内の後部側に貯留され、環状堰２ｃ
よりオーバーフローした瀘液Ｄがカバー体２０の下方へ
排出される。なお、排出された瀘液Ｄは、最初沈澱池２
１の流入口側（又は曝気槽２２）へ戻され、下水ととも
に処理される。瀘液Ｄ中には、供給口１１から初沈汚泥
Ａに添加された凝集剤Ｅの一部が含まれているが、上記
した脱水濃縮過程で余剰汚泥固形物比で０．２〜０．４
％程度で、最終的にその残留濃度は０にまで低減される
ために、凝集剤Ｅが無駄になることもない。

【００２６】以上、本発明の一実施例を示したが、下記
のように実施することもできる。

【００２７】(a) 本発明の濃縮脱水装置１を初沈汚泥Ａ
および余剰汚泥Ｂの前濃縮にも利用することができる
が、この場合には初沈汚泥Ａに凝集剤Ｅを添加しない。

【００２８】(b) たとえば送給用配管２５を通して送給
する途中で初沈汚泥Ａに凝集剤Ｅを添加するようにすれ
ば、凝集剤Ｅ用供給口１１は省くことができる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明の下水汚泥の濃縮脱水処理方法および濃縮脱水装
置には、次のような優れた効果がある。

【００３０】(1) 本発明の方法によると、凝集剤が無駄
なく有効に使用され、経済的で、添加すべき凝集剤の管
理なども容易である。

【００３１】(2) 本発明の装置によると、一台の機械で
初沈汚泥と余剰汚泥の両方を同時に遠心分離でき、前濃
縮用の機械を省くことができ、設備費用および設置スペ
ースが削減される。しかも、凝集剤を初沈汚泥と余剰汚
泥に有効に使用できるなど、上記した請求項１の方法に
よる効果も有する。

【００３２】(3) 請求項３記載の濃縮脱水装置では、上
記した本発明の請求項２の装置による効果に加えて、余
剰汚泥は沈降分離部において受けた遠心力の作用が、脱
水部でも有効に利用されることになるから、運動エネル
ギー面から見ても有利であるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】下水処理場における処理工程のブロックフロー
と、本発明にかかる下水汚泥の濃縮脱水装置の実施例を
示す中央縦断面図である。

【符号の説明】

１ 濃縮脱水装置 ２ 回転円筒体 ３ スクリューコンベヤ ３ａ 中空胴部３ａ ６ 汚泥供給管 １０・１６ 吐出口 １２ 余剰汚泥用供給管 Ａ 初沈汚泥 Ｂ 余剰汚泥 Ｃ 脱水ケーキ Ｄ 瀘液 Ｅ 凝集剤

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下水を最初沈澱池に流入し、その上澄み
   液を曝気槽および最終沈澱池を経て処理して放流する下
   水処理場において生じる下水汚泥の濃縮脱水処理方法で
   あって、 前記最初沈澱池で沈澱する初沈汚泥に、固形物比で１〜
   ３％程度の凝集剤を混合したのち、 この初沈汚泥を遠心脱水作用により固水分離して固形物
   を回収するとともに、瀘液は前記最終沈澱池で発生した
   余剰汚泥と混合し、瀘液中に含まれている残留凝集剤に
   よる凝集作用ならびに遠心沈降作用により前記余剰汚泥
   を濃縮し、 この濃縮余剰汚泥を遠心脱水作用により固水分離して固
   形物を回収することを特徴とする下水汚泥の濃縮脱水処
   理方法。
2. 【請求項２】 回転筒体と、この回転筒体内で同一軸を
   中心として回転するスクリューコンベヤとを備えたスク
   リューデカンタ型の下水汚泥の濃縮脱水装置において、 前記スクリューコンベヤの後端面の回転中心部に沿っ
   て、初沈汚泥を連続供給するための汚泥供給管を、前記
   スクリューコンベヤの後方より前記スクリューコンベヤ
   内の前部にわたり貫設するとともに、 初沈汚泥の吐出口を、前記スクリューコンベヤの中空胴
   部の前部壁面に汚泥供給管の先端の供給口に連通させて
   開口し、 前記汚泥供給管の周囲に、余剰汚泥用供給管をその後端
   付近より前記先端供給口のやや後方にわたり二重管構造
   にして設けるとともに、 余剰汚泥の吐出口を、前記スクリューコンベヤの中空胴
   部の中間部壁面に前記余剰汚泥用供給管の先端の供給口
   に連通させて開口したことを特徴とする下水汚泥の濃縮
   脱水装置。
3. 【請求項３】 前記初沈汚泥の吐出口を前記回転筒体内
   の脱水部に、また前記余剰汚泥の吐出口を前記回転体内
   の沈降分離部にそれぞれ配置した請求項２記載の下水汚
   泥の濃縮脱水装置。