特許 6097514 付着物回収管及びそれを有する汚泥処理施設

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6097514

(24)【登録日】2017年2月24日

(45)【発行日】2017年3月15日

(54)【発明の名称】付着物回収管及びそれを有する汚泥処理施設

(51)【国際特許分類】

   C02F 11/00 20060101AFI20170306BHJP

   F17D 3/16 20060101ALN20170306BHJP

【ＦＩ】

   C02F11/00 AZAB

   !F17D3/16

【請求項の数】2

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2012-216848(P2012-216848)

(22)【出願日】2012年9月28日

(65)【公開番号】特開2014-69132(P2014-69132A)

(43)【公開日】2014年4月21日

【審査請求日】2015年7月13日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002174

【氏名又は名称】積水化学工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100146835

【弁理士】

【氏名又は名称】佐伯 義文

(74)【代理人】

【識別番号】100134544

【弁理士】

【氏名又は名称】森 隆一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100147267

【弁理士】

【氏名又は名称】大槻 真紀子

(74)【代理人】

【識別番号】100119091

【弁理士】

【氏名又は名称】豊山 おぎ

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼見 安孝

(72)【発明者】

【氏名】木全 隆

【審査官】 井上 典之

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０００−２７１５９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５７−０９２５１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−０６２４９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１９５４５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２４４９９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−１５１４９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−１２８３９７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０２Ｆ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

汚泥を消化処理する消化槽を有するとともに、該消化槽の周りに敷設される付着物回収管を有する汚泥処理施設であって、
前記付着物回収管は、汚泥の移送管の一部を担うとともに、該移送管に対して着脱自在に設けられ、かつ、前記付着物回収管の内壁面が粗面に形成され、
前記消化槽は、第１消化槽及び第２消化槽からなり、
前記付着物回収管は、前記第１消化槽から前記第２消化槽へ消化汚泥を移送する前記移送管中、及び前記第２消化槽から脱水機に消化汚泥を移送する移送管中のうち少なくとも１つの移送管中に設けられることを特徴とする汚泥処理施設。

【請求項2】

汚泥を消化処理する消化槽を有するとともに、該消化槽の周りに敷設される付着物回収管を有する汚泥処理施設であって、
前記付着物回収管は、汚泥の移送管の一部を担うとともに、該移送管に対して着脱自在に設けられ、かつ、前記付着物回収管の内壁面が粗面に形成され、
前記付着物回収管が設けられている箇所にバイパス用の流路が設けられていることを特徴とする汚泥処理施設。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、付着物回収管及びその付着物回収管を有する汚泥処理施設に係り、特に、消化槽を備えた汚泥処理施設内の汚泥中から有用物を回収できるようにしたものに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、「水再生センター」や「浄化センター」と称される下水処理施設においては、最初に沈殿池や最終沈殿池等から大量の汚泥が発生するので、その施設内には、発生した汚泥を処理する汚泥処理施設が付設されている。この汚泥処理施設として、嫌気性処理と好気性処理がある。このうち嫌気性処理による汚泥処理施設では、発生した汚泥を濃縮するための浮上分離装置等の汚泥濃縮装置、その汚泥濃縮装置で濃縮された汚泥を嫌気性細菌により消化処理する消化槽（消化タンク）、その消化槽から発生する消化ガスを貯蔵するガスタンク、その消化槽から排出される消化汚泥を脱水するフィルタプレス等からなる脱水機及びその脱水機から排出される脱水ケーキを焼却する焼却炉等を含んで構成されている。

【0003】

上記消化槽としては、例えば、特許文献１に示されるような２段消化が知られている。この２段消化は、汚泥濃縮装置で濃縮された汚泥が投入される第１消化槽と、その第１消化槽で処理された消化汚泥を受け入れて再度消化処理する第２消化槽とで構成されていて、汚泥中の有機物を嫌気性細菌によって分解し、溶解性の有機物を含む脱離液、消化ガス及び消化汚泥に生成することができるように構成されている。

【0004】

上記汚泥処理施設は、被処理対象が流動性に富んだ汚泥であるので、汚泥を移動させるための手段として多くの移送管が敷設されている。例えば、消化槽が上述した２段消化の場合の移送管としては、汚泥濃縮装置で濃縮された汚泥を第１消化槽へ移送する移送管、第１消化槽から第２消化槽へ消化汚泥を移送する移送管、及び第２消化槽から脱水機に消化汚泥を移送する移送管が挙げられる。これら移送管は、ポリエチレン管（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｐｉｐｅ：以下、「ＰＥ管」という。）や、内面にエポキシ樹脂粉体塗装を施したダクタイル鋳鉄管（Ｄｕｃｔｉｌｅ Ｃａｓｔ Ｐｉｐｅ：以下、「ＤＣＩＰ管」という。）等の耐腐食性・耐圧性に優れた管材が使用されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平１０−１２８３９７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上記汚泥処理施設において、脱水機で脱水された消化汚泥は、焼却処理されるとともに、その焼却処理によって発生した焼却灰はセメントの原料として用いられ、あるいは埋め立て処分されているが、汚泥中には、肥料等として有用なリン酸化合物等の有用物が豊富に含まれているので、汚泥中から有用物を効率的に回収することが望まれていた。なお、汚泥に含まれる有用物は有価物と称されることもあるが、本発明では有用物としている。

【0007】

また、既設の汚泥処理施設の消化槽の周りに敷設される移送管内には、肥料等として有用なリン酸化合物であるリン酸マグネシウム アンモニウム（Ｍａｇｎｅｓｉｕｍ Ａｍｍｏｎｉｕｍ Ｐｈｏｓｐｈａｔｅ：以下、「ＭＡＰ」という。）を主成分とする結晶状のスケールが付着・生長するという現象あり、このスケールの付着により移送管が閉塞してしまうという問題点があった。

【0008】

本発明者は、汚泥の移送管における結晶状のスケールの付着・生長を鋭意研究した結果、移送管の特定の箇所、すなわち、移送管に切削加工を施した箇所や移送管の融着箇所に集中している知見を得ている。そこで、この知見に基づいて汚泥に含まれるＭＡＰを積極的に析出させて回収する手段を得ることに成功した。

【0009】

そこで、本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、汚泥中から有用物を回収する手段を簡単な構造とし、しかも、容易に回収することができる付着物回収管及びその付着物回収管を有する汚泥処理施設を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0014】

本発明に係る付着物回収管を有する汚泥処理施設は、上記目的を達成するために、汚泥を消化処理する消化槽を有するとともに、該消化槽の周りに敷設される付着物回収管を有する汚泥処理施設であって、前記付着物回収管は、汚泥の移送管の一部を担うとともに、該移送管に対して着脱自在に設けられ、かつ、前記付着物回収管の内壁面が粗面に形成され、前記消化槽は、第１消化槽及び第２消化槽からなり、前記付着物回収管は、前記第１消化槽から前記第２消化槽へ消化汚泥を移送する前記移送管中、及び前記第２消化槽から脱水機に消化汚泥を移送する移送管中のうち少なくとも１つの移送管中に設けられることを特徴としている。

【0015】

上記構成からなる付着物回収管を有する汚泥処理施設は、内壁面が粗面加工されている付着物回収管を備えているため、汚泥中に含まれるＭＡＰ等がその付着物回収管の内壁面全体に積極的に付着・生長される。したがって、この付着物回収管を有する汚泥処理施設では、付着物回収管を利用して汚泥中に含まれるＭＡＰ等を効率的に回収することができる。また、付着物回収管を移送管から取り外してその付着物回収管内に付着・生長しているＭＡＰ等を容易に除去することができる。
また、上記構成からなる付着物回収管を有する汚泥処理施設は、消化汚泥を移送する複数の移送管の一箇所又は数箇所に設けることができるから、汚泥中に含まれるＭＡＰ等を効率的に回収することができる。

【0018】

本発明に係る付着物回収管を有する汚泥処理施設は、汚泥を消化処理する消化槽を有するとともに、該消化槽の周りに敷設される付着物回収管を有する汚泥処理施設であって、 前記付着物回収管は、汚泥の移送管の一部を担うとともに、該移送管に対して着脱自在に設けられ、かつ、前記付着物回収管の内壁面が粗面に形成され、前記付着物回収管が設けられている箇所にバイパス用の流路が設けられていることを特徴としている。

【0019】

上記構成からなる付着物回収管を有する汚泥処理施設は、消化汚泥を移送する複数の移送管の一箇所又は数箇所に設けることができるから、汚泥中に含まれるＭＡＰ等を効率的に回収することができる。

【発明の効果】

【0020】

本発明の付着物回収管によれば、付着物回収管の内壁面が粗面加工されているので、汚泥中に含まれるＭＡＰ等がその内壁面全体に積極的に付着・生長され、汚泥中に含まれる有用性のＭＡＰ等を効率的に、かつ簡単な構造により回収することができる。
また、本発明の付着物回収管を有する汚泥処理施設によれば、付着物回収管の内壁面が粗面加工されている付着物回収管を備えているため、その付着物回収管で汚泥中に含まれるＭＡＰ等を積極的に付着・生長させることができ、有用物を効率的に、かつ簡単な構造により回収することができる汚泥処理施設とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の一実施の形態に係る付着物回収管を適用した下水処理施設に付設される汚泥処理施設の消化槽部分の配管の敷設状態を示す概略構成図である。

【図2】図１のＡ部の詳細図であって、一部を断面で示した説明図である。

【図3】（ａ）は、図２のＢ部の拡大断面図、（ｂ）は、同図のＤ部の拡大断面図である。

【図4】図２のＸ−Ｘ線拡大断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本発明による付着物回収管及びそれを有する汚泥処理施設の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、本発明は、この実施の形態により限定されるものではなく、また、下記の実施の形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものも含まれる。

【0023】

図１は、本発明の一実施形態による付着物回収管を適用した下水処理施設に付設される汚泥処理施設の消化槽部分の配管の敷設状態を示している。汚泥処理施設は、汚泥の消化は２段消化で行われているので、第１消化槽１と第２消化槽２とを有しているとともに、消化汚泥を脱水処理するフィルタプレスからなる脱水機３を有して構成されている。なお、脱水機３は、スクリュープレス等の他の形式の脱水機とすることもできる。また、実際の汚泥処理施設には、第１消化槽１及び第２消化槽２から発生する消化ガス、すなわちメタンガスを貯留するガスタンクや汚泥ポンプ、槽内の汚泥を撹拌する撹拌機等の多くの機器類が設けられているが、これらについては、本発明の説明に直接関係しないので省略されている。

【0024】

本実施の形態による付着物回収管の説明の前に、図１を用いて汚泥の処理フローについて説明する。

【0025】

先ず、第１消化槽１には、投入管Ｐ０を介して汚泥が移送されて投入されるように構成されている。すなわち、下水処理施設では、最初沈殿池及び最終沈殿池等から大量の汚泥が発生するので、下水処理施設で発生した汚泥は汚泥濃縮装置で濃縮された後、投入管Ｐ０を介して第１消化槽１に移送されて投入されるように構成されている。

【0026】

第１消化槽１に投入された汚泥は、嫌気性菌により消化処理される。そして、その第１消化槽１で生成された消化汚泥は、本発明に係る付着物回収管Ｐを途中に介在している第１移送管Ｐ１を介して第２消化槽２に移送されるように構成されている。

【0027】

第２消化槽２に投入された消化汚泥は、嫌気性菌により再度消化処理される。そして、その第２消化槽２で生成された消化汚泥は、第２移送管Ｐ２を介して脱水機３に移送されるように構成されている。

【0028】

第２移送管Ｐ２を介して脱水機３に受け入れられた消化汚泥は、その脱水機３で脱水処理されて脱水ケーキに生成された後、図示しない焼却炉に搬送され、その焼却炉で焼却処理される。そして、その焼却処理により発生した焼却灰は、セメントの原料として用いられ、あるいは埋め立て処分される。

【0029】

第１消化槽１及び第２消化槽２から発生する消化ガス、すなわちメタンガスは、ガス管Ｐ３を介して図示しない脱硫装置で脱硫された後、ガスタンクに貯留されるように構成されている。そして、そのガスタンクに貯留されたガスは、第１消化槽１及び第２消化槽２の加温用に利用されたり、下水処理施設内の熱源等に使用されたりする。

【0030】

実際の処理フロー中には、第１消化槽１及び第２消化槽２から排出される脱離液及び脱水機３の脱水液を下水処理施設側に返送する配管も敷設されるが、本発明の説明に直接関係ないので図１では省略されている。

【0031】

次に、図１のＡ部の詳細図で、その一部を断面で示した図２を用いて本発明に係る付着物回収管Ｐについて説明する。

【0032】

本実施の形態の付着物回収管Ｐは、上述したように、第１移送管Ｐ１の途中に設けられていて、この第１移送管Ｐ１と協同して第１消化槽１で生成された消化汚泥を第２消化槽２に移送させるように構成されている。つまり、第１移送管Ｐ１は、その長手方向の一部分を付着物回収管Ｐとしている。したがって、付着物回収管Ｐの外形形状は第１移送管Ｐ１と同じである。

【0033】

第１移送管Ｐ１及び付着物回収管Ｐは、周知の汚泥処理用の移送管と同様の口径を有するＰＥ管から構成されている。なお、ＰＥ管の代わりに内面をエポキシ粉体塗装したＤＣＩＰ管やＳＵＳ管等の耐腐食性・耐圧性に優れた管材を使用することもできる。

【0034】

付着物回収管Ｐは、第１移送管Ｐ１のうちの第１消化槽１寄り、つまり第１移送管Ｐ１の上流側に設けられているとともに、第１移送管Ｐ１に対してボルト締結手段などにより着脱自在に設けられている。すなわち、この付着物回収管Ｐは、両端部側にそれぞれ設けられているフランジ１０，１０が第１移送管Ｐ１に設けられているフランジ２０，２０に水密的に接合できるように構成されている。この付着物回収管Ｐの第１移送管Ｐ１に対する長さは、有用物であるＭＡＰの生成状況や付着物回収管Ｐ内からの有用物の除去のし易さ等から決められる。

【0035】

付着物回収管Ｐの内壁面は、図３（ａ）に示されるように、切削加工により凹凸状の粗面Ｃに加工が施されている。また、第１移送管Ｐ１の内壁面は、図３（ｂ）に示されるように、周知のＰＥ管と同様に平滑に形成されている。なお、付着物回収管Ｐの内壁面の粗面Ｃの加工は、切削加工ではなく、研磨加工や成型加工等の他の加工法により生成することもできる。

【0036】

以下、付着物回収管Ｐの内壁面が粗面Ｃに加工が施されていることによる有用物の生成について説明する。消化汚泥中は肥料等として有用なＭＡＰが含まれているが、このＭＡＰは、消化汚泥の流路中（移送管中）に流れの乱れる所があると、その箇所に結晶状のスケールとなって付着・生長する性質を有するものとされている。したがって、付着物回収管Ｐの内壁面が粗面Ｃに加工されているので、付着物回収管Ｐの内壁面全体で流れの乱れが生じ、その付着物回収管Ｐの内壁面全体にＭＡＰのスケールが効果的に付着・生長させることができる。図４は、付着物回収管Ｐの内壁面にＭＡＰのスケールＳが付着した状態を模式的に示している。また、消化汚泥中のＭＡＰが付着物回収管Ｐ内で付着・生長した場合は、付着物回収管Ｐの下流側に位置する第１移送管Ｐ１内でのＭＡＰの付着・生長を粗止することが期待される。

【0037】

付着物回収管Ｐの内壁に付着・生長したＭＡＰ（スケールＳ）は、第１移送管Ｐ１から外された後に除去されて回収され、有効利用が図られる。そして、ＭＡＰの除去された付着物回収管Ｐは、再び第１移送管Ｐ１に取り付けられる。なお、付着物回収管Ｐが第１移送管Ｐ１から外されたときの消化槽の稼働停止を防止するために、第１移送管Ｐ１の付着物回収管Ｐが設けられている箇所にバイパス用の流路が設けられている。

【0038】

上記構成からなる汚泥処理用配管は、付着物回収管Ｐの内壁面が粗面Ｃに加工されているので、汚泥中に含まれるＭＡＰをその付着物回収管Ｐの内壁面全体に積極的に付着・生長させることができるから、消化汚泥中に含まれる有用性のＭＡＰを効率的に、かつ簡単な構造により回収することができる。

【0039】

また、上記構成からなる付着物回収管Ｐを有する汚泥処理施設は、付着物回収管Ｐで汚泥中に含まれるＭＡＰを積極的に付着・生長させることができるので、有用物を効率的に、かつ簡単な構造により回収することができる汚泥処理施設とすることができる。

【0040】

以上、本発明による付着物回収管及びそれを有する汚泥処理施設の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

【0041】

なお、上述の例では、汚泥の消化法は２段消化を示したが１段消化であってもよい。また、上述の例では、その汚泥の消化が適用される施設は下水処理施設としたが、し尿処理施設でも、あるいは工場排水等の汚水を処理する他の施設であってもよい。さらに、上述の例では、付着物回収管Ｐは第１消化槽１から第２消化槽２へ消化汚泥を移送する第１移送管Ｐ１中に設けたが、この付着物回収管Ｐを第２消化槽２から脱水機３に消化汚泥を移送する第２移送管Ｐ２中に、又は、これら２つの移送管Ｐ１，Ｐ２中にそれぞれ設けるようにしてもよい。

【0042】

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。

【符号の説明】

【0043】

１ 第１消化槽
２ 第２消化槽
３ 脱水機
Ｐ０ 投入管
Ｐ 付着物回収管
Ｃ 粗面
Ｓ スケール
Ｐ１ 第１移送管
Ｐ２ 第２移送管
Ｐ３ ガス管
１０ フランジ
２０ フランジ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】