特許 7591412 汚泥濃縮装置および汚泥濃縮方法

(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】

(24)【登録日】2024-11-20

(45)【発行日】2024-11-28

(54)【発明の名称】汚泥濃縮装置および汚泥濃縮方法

(51)【国際特許分類】

   B01D 29/17 20060101AFI20241121BHJP

   B01D 29/25 20060101ALI20241121BHJP

   B01D 29/37 20060101ALI20241121BHJP

   C02F 11/125 20190101ALI20241121BHJP

【ＦＩ】

B01D29/30 501

C02F11/125 ZAB

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2021005165

(22)【出願日】2021-01-15

(65)【公開番号】P2022109705

(43)【公開日】2022-07-28

【審査請求日】2023-03-20

(73)【特許権者】

【識別番号】523183714

【氏名又は名称】月島ＪＦＥアクアソリューション株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100161207

【弁理士】

【氏名又は名称】西澤 和純

(74)【代理人】

【識別番号】100106909

【弁理士】

【氏名又は名称】棚井 澄雄

(74)【代理人】

【識別番号】100206081

【弁理士】

【氏名又は名称】片岡 央

(74)【代理人】

【識別番号】100206391

【弁理士】

【氏名又は名称】柏野 由布子

(74)【代理人】

【識別番号】100188891

【弁理士】

【氏名又は名称】丹野 拓人

(72)【発明者】

【氏名】後藤 秀徳

(72)【発明者】

【氏名】倭 常郎

【審査官】目代 博茂

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－１４０８６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５４－１４２６６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－２９９７１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－２９９７１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－２８８３１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－１９６１８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第１０－２０１２－００６６２８０（ＫＲ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０１Ｄ２９／００－３７／０４

Ｃ０２Ｆ１１／００－１１／２０

Ｂ３０Ｂ９／００－９／３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

濾過容器と、
前記濾過容器内に収容されるとともに、その内部に汚泥が供給される円筒状の濾過スクリーンと、
前記濾過スクリーンの内部に収容されて、回転軸回りに回転することで、前記濾過容器の一端側から他端側に向けて前記汚泥を濃縮しながら搬送するスクリュー羽根と、
前記濾過容器の前記他端側の第一部分から、濃縮された前記汚泥と前記汚泥に含まれる水分との少なくとも一方を引き抜く引き抜き口と、
前記引き抜き口から引き抜かれる、濃縮された前記汚泥と前記汚泥に含まれる水分との少なくとも一方の一部を前記濾過容器の前記他端側の前記第一部分とは異なる第二部分の前記濾過容器外から前記濾過容器内に向けて前記第二部分の前記濾過容器を貫通して噴射する第１の噴射口と、
を備えることを特徴とする汚泥濃縮装置。

【請求項2】

前記濾過容器の前記他端側の前記第二部分は、前記濾過容器を、前記スクリュー羽根の前記回転軸に沿う断面で見た場合に、前記回転軸により二分された前記断面の一方側に前記引き抜き口が位置する時に前記断面の他方側に前記第１の噴射口が位置する方向から見た正面視で前記回転軸が前記濾過容器の前記他端側を二分した領域のうちの前記第１の噴射口が含まれる一方に属し、前記濾過容器の前記他端側の前記第一部分は前記領域のうちの他方に属することを特徴とする請求項１に記載の汚泥濃縮装置。

【請求項3】

前記第１の噴射口を複数備えることを特徴とする請求項１または２に記載の汚泥濃縮装置。

【請求項4】

前記濾過容器の前記他端側の前記第一部分及び前記第二部分とは異なる第三部分には、前記濾過容器内に圧縮空気を噴射する第２の噴射口を備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の汚泥濃縮装置。

【請求項5】

濾過容器と、
前記濾過容器内に収容されるとともに、その内部に汚泥が供給される円筒状の濾過スクリーンと、
前記濾過スクリーンの内部に収容されて、回転軸回りに回転することで、前記濾過容器の一端側から他端側に向けて前記汚泥を濃縮しながら搬送するスクリュー羽根と、を備える汚泥濃縮装置において、
前記濾過容器の前記他端側の第一部分から、濃縮された前記汚泥と前記汚泥に含まれる水分との少なくとも一方を引き抜く引き抜きステップと、
前記引き抜きステップで引き抜かれる、濃縮された前記汚泥と前記汚泥に含まれる前記水分との少なくとも一方の一部を前記濾過容器の前記他端側の前記第一部分とは異なる第二部分の前記濾過容器外から前記濾過容器内に向けて前記第二部分の前記濾過容器を貫通して噴射する噴射ステップと、
を備えることを特徴とする汚泥濃縮方法。

【請求項6】

前記噴射ステップにおいて、前記汚泥と前記汚泥に含まれる前記水分との少なくとも一方の前記一部を前記濾過容器の前記他端側の前記第二部分の複数個所から噴射することを特徴とする請求項５に記載の汚泥濃縮方法。

【請求項7】

前記濾過容器の前記他端側の前記第一部分及び前記第二部分とは異なる第三部分から前記濾過容器内に圧縮空気を噴射する圧縮空気噴射ステップをさらに備えることを特徴とする請求項５又は６に記載の汚泥濃縮方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば下水処理場から発生する下水汚泥等の汚泥（有機性汚泥）を濃縮する汚泥濃縮装置、汚泥を汚泥濃縮装置によって濃縮する汚泥濃縮方法に関する。

【背景技術】

【0002】

汚泥処理設備で使用されている、汚泥を濃縮する汚泥濃縮装置として、特許文献１や特許文献２に記載される汚泥濃縮装置が知られている。

【0003】

上記のような汚泥濃縮装置においては、濾過容器の上部から供給される汚泥が、スクリュー羽根により下部に搬送される過程で、濾過容器に設けられたスクリーンにより濾過され、汚泥から水分の一部が分離され、濃縮される。

【0004】

このような過程で濃縮された汚泥（濃縮汚泥）が濾過容器の下部（排出端側）で滞留し、これをポンプで適宜引き抜くことで、濃縮汚泥は汚泥濃縮装置の後段に設けられる脱水機や貯留槽等に搬送される。

【0005】

ここで、汚泥濃縮装置の濾過容器の下部または底部（排出端側）にはスクリュー羽根がないため、濃縮汚泥中の固形分の残留によるブリッジ現象や濃縮汚泥の不均一化により引き抜き濃度のバラツキが発生する。すなわち、濃縮汚泥のうち濃度の比較的希薄な部分から液分（水分）が通過して、濃縮汚泥とともに引き抜かれる場合がある。この際、液分の通過する濃縮汚泥の隙間は、一般的には水みちと呼ばれている。この水みちに濾過容器の下部（排出端側）の空間の上方から水分（液分）が流入して水分が優先的に引き抜かれることがある。そのため、濃縮汚泥を安定して引き抜くことが困難となり、比較的濃度が低い汚泥や水分ばかりが引き抜かれる場合には、排出される汚泥の濃度にバラツキが生じ、後段の脱水機による脱水等に支障をきたすことがある。また、比較的濃度が低い汚泥や水分ばかりが引き抜かれる状態が続くと、濾過容器における濃縮汚泥の排出部において汚泥濃度が高くなり過ぎ、濾過が正常に行われなくなる場合や、汚泥の排出ができなくなり、汚泥濃縮装置の運転が停止する可能性がある。なお、特許文献３は水みちを開示している。

【0006】

このような事情に対し、特許文献４や特許文献５には、濾過容器から引き抜いた汚泥の一部を濾過容器に戻したり、空気を濾過容器に供給したりすることで、濾過容器内の濃縮汚泥を撹拌させ、引き抜かれる濃縮汚泥濃度の均一化を図る試みがなされている。

【0007】

しかしながら、特許文献４や特許文献５に記載の方法は、重力を利用して、汚泥濃度を３ｗｔ％程度まで濃縮する場合には利用できるが、スクリュー羽根を用いて機械的に汚泥を濃縮することで汚泥濃度を４ｗｔ％以上かつ１０ｗｔ％以下程度まで濃縮する場合には適用することができなかった。ここで、汚泥濃度は、汚泥に含まれる水以外の物質の割合をさす。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【文献】特開２０１７－９０８号公報

【文献】特許第６７５１１７４号公報

【文献】特許第４７７４４９１号公報

【文献】特開平９－２９９７１４号公報

【文献】特開平９－２９９７１５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

本発明は、このような背景の下になされ、機械的に汚泥濃度を４％以上かつ１０％以下程度まで濃縮する汚泥濃縮装置において、濾過容器の下部（排出端側）における濃縮汚泥を撹拌することで、濾過容器から引き抜かれる濃縮汚泥の濃度を均一化することが可能な汚泥濃縮装置、および汚泥濃縮方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は以下の手段を提案している。
本発明の第１の態様は、濾過容器と、前記濾過容器内に収容されるとともに、その内部に汚泥が供給される円筒状の濾過スクリーンと、前記濾過スクリーンの内部に収容されて、回転軸回りに回転することで、前記濾過容器の一端側から他端側に向けて前記汚泥を濃縮しながら搬送するスクリュー羽根と、前記濾過容器の前記他端側の第一部分から、濃縮された前記汚泥と前記汚泥に含まれる水分との少なくとも一方を引き抜く引き抜き口と、前記引き抜き口から引き抜かれる、濃縮された前記汚泥と前記汚泥に含まれる前記水分との少なくとも一方の一部を前記濾過容器の前記他端側の前記第一部分とは異なる第二部分から前記濾過容器内に噴射する第１の噴射口と、を備えることを特徴とする汚泥濃縮装置である。

【0011】

本発明の第１の態様によれば、濾過容器の他端側の第一部分から引き抜かれた、濃縮された汚泥と汚泥に含まれる水分との少なくとも一方の一部を、濾過容器の他端側の第二部分から、濾過容器内に噴射するため、濾過容器の他端側において濾過容器の内面に固着する濃縮汚泥を濾過容器内面から引き剥がすとともに濃縮汚泥を撹拌することができ、水みちの発生を抑制することができる。また、水みちにより水分ばかりが引き抜かれた場合でも、その水分を濾過容器に戻すことができる。そのため、濾過容器の他端側における濃縮汚泥濃度を均一化することができるので、濾過容器の他端側から引き抜かれる濃縮汚泥の濃度を均一化することができる。よって、汚泥濃縮装置の安定した運転を実現することができる。

【0012】

本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記濾過容器の前記他端側の前記第二部分は、正面視で前記スクリュー羽根の回転軸が前記濾過容器の前記他端側を二分した領域のうちの一方に属し、前記濾過容器の前記他端側の前記第一部分は前記領域のうちの他方に属することを特徴とする。

【0013】

本発明の第２の態様によれば、前記濾過容器の前記他端側の前記第二部分が、正面視で前記スクリュー羽根の回転軸が前記濾過容器の前記他端側を二分した領域のうちの一方に属し、前記濾過容器の前記他端側の前記第一部分は前記領域のうちの他方に属するため、噴射による衝撃により前記濾過容器の内面から剥がれ落ちる濃縮汚泥の塊が、撹拌される前に引き抜き口から引き抜かれることを防止することができる。そのため、濾過容器の他端側から引き抜かれる濃縮汚泥の濃度を均一化することができる。よって、汚泥濃縮装置の安定した運転を実現することができる。

【0014】

本発明の第３の態様は、第１または第２の態様において、前記第１の噴射口を複数備えることを特徴とする。

【0015】

本発明の第３の態様によれば、第１の噴射口が複数設けられているため、濾過容器の他端側において濾過容器の内面に固着する濃縮汚泥に対して複数箇所から衝撃を与えることができる。そのため、濾過容器の他端側において濾過容器の内面に固着する濃縮汚泥を、濾過容器の内面から複数箇所において引き剥がすことができ、これによって効果的に濃縮汚泥を撹拌することができ、水みちの発生を抑制することができる。

【0016】

本発明の第４の態様は、第１から第３の何れか一つの態様において、前記濾過装置の前記他端側の前記第一部分及び前記第二部分とは異なる第三部分には、前記濾過容器内に圧縮空気を噴射する第２の噴射口を備えることを特徴とする。

【0017】

本発明の第４の態様によれば、濾過容器の他端側の第一部分から引き抜かれた、濃縮された汚泥と汚泥に含まれる水分との少なくとも一方を、濾過容器の他端側の第二部分から、濾過容器内に噴射することに加え、濾過容器の他端側の第一部分及び第二部分とは異なる第三部分から圧縮空気を濾過容器内に噴射する。そのため、濾過容器の他端側において濾過容器の内面に固着する濃縮汚泥に対して、圧縮空気による衝撃も与えることができるので、濾過容器の他端側において濾過容器の内面に固着する濃縮汚泥を、効果的に濾過容器内面から引き剥がすことができ、これによって濃縮汚泥を撹拌することができ、水みちの発生を抑制することができる。

【0018】

本発明の第５の態様は、濾過容器と、前記濾過容器内に収容されるとともに、その内部に汚泥が供給される円筒状の濾過スクリーンと、前記濾過スクリーンの内部に収容されて、回転軸回りに回転することで、前記濾過容器の一端側から他端側に向けて前記汚泥を濃縮しながら搬送するスクリュー羽根と、を備える汚泥濃縮装置において、前記濾過容器の前記他端側の第一部分から、濃縮された前記汚泥と前記汚泥に含まれる水分との少なくとも一方を引き抜く引き抜きステップと、前記引き抜きステップで引き抜かれる、濃縮された前記汚泥と前記汚泥に含まれる水分との少なくとも一方の一部を前記濾過容器の前記他端側の前記第一部分とは異なる第二部分から前記濾過容器内に噴射する噴射ステップと、を備えることを特徴とする汚泥濃縮方法である。

【0019】

本発明の第５の態様によれば、濾過容器の他端側の第一部分から引き抜かれた、濃縮された汚泥と汚泥に含まれる水分との少なくとも一方の一部を、濾過容器の他端側の前記第一部分とは異なる第二部分から、濾過容器内に噴射するため、濾過容器の他端側において濾過容器の内面に固着する濃縮汚泥を濾過容器内面から引き剥がすとともに濃縮汚泥を撹拌することができ、水みちの発生を抑制することができる。また、水みちにより水分ばかりが引き抜かれた場合でも、その水分を濾過容器に戻すことができる。そのため、濾過容器の他端側における濃縮汚泥濃度を均一化することができるので、濾過容器の他端側から引き抜かれる濃縮汚泥の濃度を均一化することができる。よって、汚泥濃縮装置の安定した運転を実現することができる。

【0020】

本発明の第６の態様は、第５の態様において、前記噴射ステップにおいて、前記汚泥と前記汚泥に含まれる前記水分との少なくとも一方の前記一部を前記濾過容器の前記他端側の前記第二部分の複数個所から噴射することを特徴とする。

【0021】

本発明の第６の態様によれば、前記噴射ステップにおいて、前記汚泥と前記汚泥に含まれる前記水分との少なくとも一方の前記一部を前記濾過容器の前記他端側の前記第二部分の複数個所から噴射するため、濾過容器の他端側において濾過容器の内面に固着する濃縮汚泥に対して複数箇所から衝撃を与えることができる。そのため、濾過容器の他端側において濾過容器の内面に固着する濃縮汚泥を効果的に濾過容器内面から引き剥がすことができ、これによって濃縮汚泥を撹拌することができ、水みちの発生を抑制することができる。

【0022】

本発明の第７の態様は、第５又は第６の態様において、前記濾過容器の前記他端側の前記第一部分及び前記第二部分とは異なる第三部分から前記濾過容器内に圧縮空気を噴射する圧縮空気噴射ステップをさらに備えることを特徴とする。

【0023】

本発明の第７の態様によれば、濾過容器の他端側の第一部分から引き抜かれた、前記汚泥と前記汚泥に含まれる前記水分との少なくとも一方の一部を、濾過容器の他端側の第二部分から、濾過容器内に噴射することに加え、濾過容器の他端側の第一部分及び第二部分とは異なる第三部分から濾過容器内に圧縮空気を噴射する圧縮空気噴射ステップをさらに備える。そのため、濾過容器の他端側において濾過容器の内面に固着する濃縮汚泥に対して、圧縮空気による衝撃も与えることができるので、濾過容器の他端側において濾過容器の内面に固着する濃縮汚泥を効果的に濾過容器内面から引き剥がすことができ、これによって濃縮汚泥を撹拌することができ、水みちの発生を抑制することができる。

【発明の効果】

【0024】

本発明によれば、汚泥を機械的に汚泥濃度４ｗｔ％以上かつ１０ｗｔ％以下程度まで濃縮する汚泥濃縮装置において、濾過容器の下部（排出端側）における濃縮汚泥を撹拌することで水みちの発生を抑制し、濾過容器から引き抜かれる濃縮汚泥の濃度を均一化することができるので、汚泥濃縮装置の安定した運転を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】本発明に係る第１実施形態の汚泥濃縮装置を含む処理設備の概略図である。

【図2】本発明に係る第１実施形態の汚泥濃縮装置を示す正面図である。

【図3】本発明に係る第２実施形態の汚泥濃縮装置を示す正面図である。

【図4】本発明に係る第２実施形態の汚泥濃縮装置を示す底面図である。

【図5】本発明に係る第３実施形態の汚泥濃縮装置を示す正面図である。

【図6】本発明に係る第４実施形態の汚泥濃縮装置を示す正面図である。

【図7】本発明に係る第２実施形態の変形例の汚泥濃縮装置を示す底面図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

以下、第１実施形態に係る汚泥濃縮装置２を、図１及び図２を参照しながら説明する。
汚泥濃縮装置２は、縦型濾過濃縮機であって、前段の凝集手段１から供給された凝集汚泥Ｃが保持される、凝集槽１Ａと同様の縦方向に延びる中心軸Ｏ１を有する有底円筒状の濾過容器（濃縮槽または濾過槽）２Ａを備えており、凝集汚泥Ｃは濾過容器２Ａの上部から濾過容器２Ａ内に供給される。ただし、この濾過容器２Ａの胴部はウェッジワイヤーやパンチングメタル等によって形成された円筒状の濾過スクリーン（濃縮濾過スクリーン）２ａとされるとともに、この濾過スクリーン２ａの外周は濾液室２ｂとされている。

【0027】

また、この濾過容器２Ａには、濾過容器２Ａの中心軸Ｏ１に沿った回転軸２ｃにスクリュー羽根２ｄが取り付けられて、濾過容器２Ａの上部に設けられたモーター等の回転駆動手段２ｅによって回転軸２ｃおよびスクリュー羽根２ｄが回転することにより凝集汚泥Ｃを濾過容器２Ａの一端側である上部から他端側である下部または底部へと搬送する搬送手段２Ｂが設けられている。濾過容器２Ａの上部から供給された凝集汚泥Ｃは、この搬送手段２Ｂによって下方に搬送されつつ、濾過スクリーン２ａによって水分が分離されて濃縮され、汚泥濃度４ｗｔ％から１０ｗｔ％程度の範囲に濃縮された濃縮汚泥Ｄとなる。そして、濃縮汚泥Ｄは、濾過容器２Ａの底部に設けられた引き抜き口ｔからポンプＰ１の吸引力により引き抜かれて濃縮汚泥供給路４に供給される。ここで、濃縮汚泥Ｄを単に汚泥Ｄと記載することもある。

【0028】

なお、本実施形態では、この濾過容器２Ａと凝集槽１Ａの底部は、下方に向かうに従い縮径する円錐台状に形成されているが、円筒状でも、円筒の中心軸Ｏ１に垂直な断面が楕円や多角形でも良く、これらをまとめて筒状と表現する。また、濾過スクリーン２ａによって凝集汚泥Ｃから分離された水分は濾液室２ｂに収容され、排水Ｅとして処理される。

【0029】

このような汚泥濃縮装置２において、図２に示されるように、濾過容器２Ａの底部に設けられる引き抜き口ｔおよび濃縮汚泥供給管４に連通する吸引口ｓが濃縮汚泥供給管４に設けられている。ポンプＰ１の吸引力により引き抜き口ｔを介して濾過容器２Ａから引き抜かれて濃縮汚泥供給路４に供給された濃縮汚泥Ｄのうちの一部が、ポンプＰ１とは独立して設けられたポンプＰ２の吸引力により吸引口ｓを介して引き抜かれる。ここで、ポンプＰ２により引き抜かれる一部の濃縮汚泥Ｄの量は、引き抜き口ｔからポンプＰ１の吸引力により引き抜かれる濃縮汚泥Ｄの量の体積比で約１０～５０％である。

【0030】

ポンプＰ２の吸引力により引き抜かれた一部の濃縮汚泥Ｄは、濃縮汚泥供給管４とポンプＰ２とを接続する連通管５を介してポンプＰ２に吸引され、さらにポンプＰ２から吐出されてポンプＰ２と濾過容器２Ａの底部とを接続する連通管６を介して濾過容器２Ａの底部に設けられた第１の噴射口ｂ１から濾過容器２Ａの内部に噴射される。すなわち、ポンプＰ１の吸引力により引き抜き口ｔにより引き抜かれた濃縮汚泥Ｄの一部が、第１の噴射口ｂ１から濾過容器２Ａの内部に噴射される。ここで、引き抜き口ｔおよび噴射口ｂ１は、濾過容器２Ａの底部に設けられているが、濾過容器２Ａの他端側の端面に設けられているともいえる。

【0031】

このような構成によれば、濾過容器２Ａの底部に設けられた第１の噴射口ｂ１から濾過容器２Ａの内部に噴射された一部の濃縮汚泥Ｄが、濾過容器２Ａの底部の内面に固着している濃縮汚泥Ｄに衝突する。そのため、濾過容器２Ａの底部の内面に固着している濃縮汚泥Ｄを濾過容器内面から引き剥がすことができ、これによって濃縮汚泥Ｄを撹拌することができ、水みちの発生を抑制することができる。その結果、濾過容器２Ａの底部（他端側）における濃縮汚泥濃度を均一化することができるので、濾過容器２Ａの底部から引き抜かれる濃縮汚泥Ｄの濃度を均一化することができる。よって、汚泥濃縮装置２の安定した運転を実現することができる。

【0032】

ここで、引き抜き口ｔが設けられる位置を、濾過容器２Ａの他端側の第一部分といい、第１の噴射口ｂ１が設けられる位置を、濾過容器２Ａの他端側の第二部分という。この場合、図２に示されるように、濾過容器２Ａの他端側の第二部分は、正面視でスクリュー羽根２ｄの回転軸２ｃが濾過容器２Ａの他端側を二分した領域のうちの一方に属し、濾過容器２Ａの他端側の第一部分は上記領域のうちの他方に属する。そのため、噴射される一部の濃縮汚泥Ｄによる衝撃により濾過容器２Ａの内面から引き剥がされる濃縮汚泥Ｄの塊が、撹拌される前に引き抜き口ｔから引き抜かれることを防止することができる。よって、濾過容器２Ａの他端側の第一部分から引き抜かれる濃縮汚泥Ｄの濃度を均一化することができる。こうして、汚泥濃縮装置２の安定した運転を実現することができる。なお、濾過容器２Ａの他端側の第二部分は、正面視でスクリュー羽根２ｄの回転軸２ｃを対称の軸として、濾過容器２Ａの他端側の第一部分と線対称の位置に設けられていても良い。この場合も、同様の効果が得られる。
ここで、正面視でスクリュー羽根２ｄの回転軸２ｃが濾過容器２Ａの他端側を二分した領域のうちの一方または他方に、濾過容器２Ａの他端側の第一部分と濾過容器２Ａの他端側の第二部分との両方が属しても良い。その場合、濾過容器２Ａの他端側の第一部分と濾過容器２Ａの他端側の第二部分との間の距離ができるだけ離れていることが好ましい。

【0033】

濾過容器２Ａの底部に設けられた引き抜き口ｔからポンプＰ１の吸引力により引き抜かれて濃縮汚泥供給路４に供給され、さらに、ポンプＰ２の吸引力により吸引口ｓを介してその一部が引き抜かれ、ポンプ２Ｐから吐出されて第１の噴射口ｂ１から濾過容器２Ａの内部に噴射される対象は、濃縮汚泥Ｄのみに限らず、濃縮汚泥Ｄから分離された水分であっても、濃縮汚泥Ｄと水分との組合せであっても良い。これは第１実施形態に限らず、その他の実施形態と変形例についても同様である。

【0034】

次に、第２実施形態に係る汚泥濃縮装置２１を、図３を参照しながら説明する。
第１実施形態と同一の構成の部材には同一の参照番号を付し、その説明を省略する。

【0035】

第２実施形態に係る汚泥濃縮装置２１が第１実施形態に係る汚泥濃縮装置２と異なる点は、第１の噴射口ｂ１が複数設けられていることである。すなわち、ポンプＰ２と濾過容器２Ａの底部とを接続する連通管６が複数に分岐されることで、第１の噴射口ｂ１が複数設けられている。

【0036】

このような第２実施形態に係る汚泥濃縮装置２１では、ポンプＰ２の吸引力により引き抜かれた一部の濃縮汚泥Ｄは、濾過容器２Ａの底部に設けられた複数の第１の噴射口ｂ１から濾過容器２Ａの内部に噴射される。

【0037】

このような構成によれば、濾過容器２Ａの底部に設けられた複数の第１の噴射口ｂ１から濾過容器２Ａの内部に噴射された一部の濃縮汚泥Ｄが、濾過容器２Ａの底部の内面に固着している濃縮汚泥Ｄに複数個所で衝突する。そのため、濾過容器２Ａの底部の内面に固着している濃縮汚泥Ｄを複数個所において濾過容器内面から引き剥がすことができ、これによって濃縮汚泥Ｄを撹拌することができ、水みちの発生を抑制することができる。その結果、濾過容器２Ａの底部（他端側）における濃縮汚泥濃度を均一化することができるので、濾過容器２Ａの底部から引き抜かれる濃縮汚泥Ｄの濃度を均一化することができる。よって、汚泥濃縮装置２１の安定した運転を実現することができる。なお、図３の例では、第１の噴射口ｂ１が３個設けられているが、３個に限らず、２個以上であれば特に限定されない。

【0038】

図４は、第２実施形態に係る汚泥濃縮装置２１の底面図である。図４に示すように、複数の第１の噴射口ｂ１は、スクリュー羽根２ｄの回転軸２ｃから回転軸２ｃの径方向外側に向けて一列に並んでいる。図４の場合、複数の第１の噴射口ｂ１の互いの間隔は同じであるが、必ずしも同じである必要はない。また、図４では、複数の第１の噴射口ｂ１が、回転軸２ｃと濾過容器２Ａの外周面との間に略均等に配置されているが、複数の第１の噴射口ｂ１が回転軸２ｃ寄りに偏って設けられていても、濾過容器２Ａの外周面側に偏って設けられていても良い。図４に示すように複数の第１の噴射口ｂ１を配置することで、濾過容器２Ａの底部に設けられた複数の第１の噴射口ｂ１から濾過容器２Ａの内部に噴射された一部の濃縮汚泥Ｄを、濾過容器２Ａの底部の内面に固着している濃縮汚泥Ｄに、回転軸２ｃの径方向に亘って幅広く複数個所で衝突させることができる。そのため、濾過容器２Ａの他端側において濾過容器２Ａの内面に固着する濃縮汚泥Ｄを、濾過容器２Ａの内面から複数箇所において引き剥がすことができ、これによって効果的に濃縮汚泥Ｄを撹拌することができ、水みちの発生を抑制することができる。

【0039】

次に、第３実施形態に係る汚泥濃縮装置２２を、図５を参照しながら説明する。
上記実施形態と同一の構成の部材には同一の参照番号を付し、その説明を省略する。

【0040】

第３実施形態に係る汚泥濃縮装置２２が第１実施形態に係る汚泥濃縮装置２と異なる点は、ポンプＰ２の吸引力により引き抜かれた一部の濃縮汚泥Ｄを濾過容器２Ａの底部に設けられた第１の噴射口ｂ１から濾過容器２Ａの内部に噴射する第１の噴射口ｂ１に加え、圧縮空気ａを濾過容器２Ａの内部に噴射する第２の噴射口ｈ１を濾過容器２Ａの底部に備えていることである。ここで、圧縮空気ａは、コンプレッサＣ１で生成され、コンプレッサＣ１と濾過容器２Ａの底部とを接続する連通管７を介して、第２の噴射口ｈ１から濾過容器２Ａの内部に噴射される。ここで、第２の噴射口ｈ１が設けられる位置を濾過容器２Ａの他端側の第三部分という。この濾過容器２Ａの他端側の第三部分は、濾過容器２Ａの他端側の第一部分や第二部分とは重ならない。また、正面視でスクリュー羽根２ｄの回転軸２ｃが濾過容器２Ａの他端側を二分した領域のうちの一方に第二部分が属し、他方に第一部分が属した場合、濾過容器２Ａの他端側の第三部分は上記一方の領域に属することが好ましい。ここで、濾過容器２Ａの他端側の第三部分は上記他方の領域に属しても良いが、その場合、第一部分と第三部分との間の距離ができるだけ離れていることが好ましい。

【0041】

このような構成によれば、濾過容器２Ａの底部に設けられた第１の噴射口ｂ１から濾過容器２Ａの内部に噴射された一部の濃縮汚泥Ｄが、濾過容器２Ａの底部の内面に固着している濃縮汚泥Ｄに衝突する。さらに、濾過容器２Ａの底部に設けられた第２の噴射口ｈ１から濾過容器２Ａの内部に噴射された圧縮空気ａが、濾過容器２Ａの底部の内面に固着している濃縮汚泥Ｄに衝突する。そのため、濾過容器２Ａの底部の内面に固着している濃縮汚泥Ｄを、噴射される一部の濃縮汚泥Ｄのみならず圧縮空気ａによっても濾過容器内面から引き剥がすことができ、これによって濃縮汚泥を撹拌することができ、水みちの発生を抑制することができる。その結果、濾過容器２Ａの底部（他端側）における濃縮汚泥濃度を均一化することができるので、濾過容器２Ａの底部から引き抜かれる濃縮汚泥Ｄの濃度を均一化することができる。よって、汚泥濃縮装置２２の安定した運転を実現することができる。なお、図４の例では、第２の噴射口ｈ１が１個設けられているが、１個に限らず、２個以上設けられていても良い。ここで、圧縮空気ａの噴射は約１～１０分の間隔で間欠的に行う。具体的には、１回の圧縮空気ａの噴射に当たり、第２の噴射口ｈ１に設けられた不図示の電磁弁が０．１～０．５秒程度、開となる間に、５０～４００ＮＬ（ノルマルリットル）の圧縮空気ａが噴射される。

【0042】

次に、第４実施形態に係る汚泥濃縮装置２３を、図６を参照しながら説明する。上記実施形態と同一の構成の部材には同一の参照番号を付し、その説明を省略する。

【0043】

第４実施形態に係る汚泥濃縮装置２３が第１実施形態に係る汚泥濃縮装置２と異なる点は、汚泥濃縮装置２３が横型濾過濃縮機であることである。

【0044】

第４実施形態の汚泥濃縮装置２３は横型のスクリュー型濃縮機である。このような汚泥濃縮装置２３は、胴部が円筒状の濾過スクリーン１１ａとされて内部に凝集汚泥Ｃが供給されるとともに、この濾過スクリーン１１ａの外周は濾液室１１ｂとされた横方向に延びる中心軸Ｏ２を有する円筒状のケーシング（濾過容器）１１と、このケーシング１１の中心軸Ｏ２に沿った回転軸１２ａにスクリュー羽根１２ｂが取り付けられて、図示されない回転駆動手段によって回転軸１２ａおよびスクリュー羽根１２ｂが回転することにより凝集汚泥Ｃをケーシング１１における凝集汚泥Ｃの流入側（一端側）から濃縮汚泥Ｄの排出側（他端側）へと搬送する搬送手段１２とを備えている。ここで、ケーシング１１は円筒状に限らず、円筒の中心軸Ｏ２に垂直な断面形状が楕円や多角形でも良く、これらをまとめて筒状と表現する。

【0045】

このような第４実施形態における汚泥濃縮装置２３では、凝集汚泥Ｃは、搬送手段１２のスクリュー羽根１２ｂの回転によって搬送されるうちに濾過スクリーン１１ａによって濾過されて、例えば汚泥濃度６ｗｔ％程度にまで濃縮させられた濃縮汚泥Ｄとなる。

【0046】

このような構成の汚泥濃縮装置２３においても、濃縮汚泥Ｄはケーシング１１の他端側に設けられた引き抜き口ｔ１からポンプＰ１の吸引力により引き抜かれて濃縮汚泥供給路４に供給される。

【0047】

このような汚泥濃縮装置２３において、図６に示されるように、ケーシング１１の他端側の端面Ａ１に設けられた引き抜き口ｔ１および濃縮汚泥供給管４に連通する吸引口ｓが濃縮汚泥供給管４に設けられている。ケーシング１１から引き抜かれた濃縮汚泥Ｄのうちの一部は、ポンプＰ１とは独立して設けられたポンプＰ２の吸引力により吸引口ｓを介して引き抜かれる。

【0048】

ポンプＰ２の吸引力により引き抜かれた一部の濃縮汚泥Ｄは、濃縮汚泥供給管４とポンプＰ２とを接続する連通管５を介してポンプＰ２に吸引され、さらにＰ２から吐出されてポンプＰ２とケーシング１１の他端側とを接続する連通管６を介してケーシング１１の他端側の縮径面Ａ２に設けられた第１の噴射口ｄ１からケーシング１１の内部に噴射される。ここで、本実施形態の場合も、引き抜き口ｔ１が設けられる位置を、ケーシング１１の他端側の第一部分といい、第１の噴射口ｄ１が設けられる位置を、ケーシング１１の他端側の第二部分という。

【0049】

このような構成によれば、ケーシング１１の他端側の第二部分に設けられた第１の噴射口ｄ１からケーシング１１の内部に噴射された一部の濃縮汚泥Ｄが、ケーシング１１の他端側の内面に固着している濃縮汚泥Ｄに衝突する。そのため、ケーシング１１の他端側の内面に固着している濃縮汚泥Ｄを濾過容器内面から引き剥がすことができ、これによって濃縮汚泥Ｄを撹拌することができ、水みちの発生を抑制することができる。その結果、ケーシング１１の他端側における濃縮汚泥Ｄの濃度を均一化することができるので、ケーシング１１の他端側から引き抜かれる濃縮汚泥Ｄの濃度を均一化することができる。よって、汚泥濃縮装置２３の安定した運転を実現することができる。
ここで、本実施形態においても、ケーシング１１の他端側の第二部分は、正面視でスクリュー羽根１２ｂの回転軸１２ａがケーシング１１の他端側を二分した領域のうちの一方に属し、ケーシング１１の他端側の第一部分は上記領域のうちの他方に属する。このような構成によれば、ケーシング１１の他端側の第二部分に設けられた第１の噴射口ｄ１からケーシング１１の内部に噴射された一部の濃縮汚泥Ｄがケーシング１１の他端側の内面に固着している濃縮汚泥Ｄに衝突した衝撃によりケーシング１１の内面から引き剥がされる濃縮汚泥Ｄの塊が、撹拌される前に引き抜き口ｔ１から引き抜かれることを防止することができる。よって、ケーシング１１の他端側の第一部分から引き抜かれる濃縮汚泥Ｄの濃度を均一化することができる。こうして、汚泥濃縮装置２３の安定した運転を実現することができる。なお、ケーシング１１の他端側の第二部分は、正面視でスクリュー羽根１２ｂの回転軸１２ａを対称の軸として、ケーシング１１の他端側の第一部分と線対称の位置に設けられていても良い。この場合も、同様の効果が得られる。
ここで、正面視でスクリュー羽根１２ｂの回転軸１２ａがケーシング１１の他端側を二分した領域のうちの一方または他方に、ケーシング１１の他端側の第一部分とケーシング１１の他端側の第二部分との両方が属しても良い。その場合、ケーシング１１の他端側の第一部分とケーシング１１の他端側の第二部分との間の距離が離れていることが好ましい。
なお、図６の例では、第１の噴射口ｄ１がケーシング１１の縮径面Ａ２に設けられ、引き抜き口ｔ１がケーシング１１の他端側の端面Ａ１に設けられているが、これに限定されない。例えば、第１の噴射口ｄ１がケーシング１１の他端側の端面Ａ１に設けられていても良いし、引き抜き口ｔ１がケーシング１１の他端側の縮径面Ａ２に設けられていても良い。

【0050】

次に、第２実施形態の変形例に係る汚濃縮機２１ａを、図７を参照しながら説明する。
上記実施形態と同一の構成の部材には同一の参照番号を付し、その説明を省略する。

【0051】

第２実施形態の変形例に係る汚泥濃縮装置２１ａが第２実施形態の汚泥濃縮装置２１と異なる点は、複数の第１の噴射口ｂ１が、回転軸２ｃと同一の同心円上に設けられていることである。

【0052】

このように第１の噴射口ｂ１を配置すると、濾過容器２Ａの底部に設けられた複数の第１の噴射口ｂ１から濾過容器２Ａの内部に噴射された一部の濃縮汚泥Ｄが、濾過容器２Ａの底部の内面に固着している濃縮汚泥Ｄに、円周方向に亘って幅広く複数個所で衝突する。そのため、第２実施形態と同様に、濾過容器２Ａの底部の内面に固着している濃縮汚泥Ｄを複数個所において濾過容器内面から引き剥がすことができ、これによって濃縮汚泥Ｄを撹拌することができ、水みちの発生を抑制することができる。その結果、濾過容器２Ａの底部（他端側）における濃縮汚泥濃度を均一化することができるので、濾過容器２Ａの底部から引き抜かれる濃縮汚泥Ｄの濃度を均一化することができる。よって、汚泥濃縮装置２１ａの安定した運転を実現することができる。なお、図７の例では、第１の噴射口ｂ１が３個設けられているが、３個に限らず、２個以上であれば特に限定されない。

【0053】

なお、上記実施形態に記載される汚泥濃縮装置を使用することで汚泥を濃縮することを、汚泥濃縮方法として見なすことができる。
例えば、第１実施形態の汚泥濃縮装置２は、濾過容器２Ａと、濾過容器２Ａ内に収容されるとともに、その内部に汚泥が供給される円筒状の濾過スクリーン２Ａと、濾過スクリーン２Ａの内部に収容されて、回転軸２ｃ回りに回転することで、濾過容器２Ａの一端側（上部）から他端側（底部）に向けて汚泥を濃縮しながら搬送するスクリュー羽根２ｄと、を備える汚泥濃縮装置２において、濾過容器２Ａの他端側の第一部分から、濃縮された汚泥Ｄと汚泥Ｄに含まれる水分との少なくとも一方を引き抜く引き抜きステップと、引き抜きステップで引き抜かれる、濃縮された汚泥Ｄと汚泥Ｄに含まれる水分との少なくとも一方の一部を濾過容器２Ａの他端側の第一部分とは異なる第二部分から濾過容器２Ａ内に噴射する噴射ステップと、を備える汚泥濃縮方法であると見なすことができる。このような汚泥濃縮方法によれば、第１実施形態の汚泥濃縮装置２と同様の効果を得ることができる。

【0054】

また、第２実施形態の汚泥濃縮装置２１は、上記の汚泥濃縮方法における噴射ステップにおいて、汚泥Ｄと汚泥Ｄに含まれる水分との少なくとも一方の一部を濾過容器２Ａの他端側の第二部分の複数個所から噴射する汚泥濃縮方法であると見なすことができる。このような汚泥濃縮方法によれば、第２実施形態の汚泥濃縮装置２１と同様の効果を得ることができる。

【0055】

さらに、第３実施形態の汚泥濃縮装置２２は、上記の汚泥濃縮方法において、濾過容器２Ａの他端側の第一部分及び第二部分とは異なる第三部分に圧縮空気ａを噴射する圧縮空気噴射ステップをさらに備える汚泥濃縮方法であると見なすことができる。このような汚泥濃縮方法によれば、第３実施形態の汚泥濃縮装置２２と同様の効果を得ることができる。

【0056】

以上、この発明の実施形態とその変形例について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態とその変形例に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

【0057】

上記実施形態では、濾過容器２Ａの底部に設けられた第１の噴射口ｂ１に連通する連通管６は、図２に示す正面図において濾過容器２Ａの底部の表面（他端側の端面）に対して略垂直に設けられているが、必ずしも略垂直である必要はない。連通管６は、濾過容器２Ａの底部の表面に対して図２に示す正面図において鋭角をなすように設けられても、鈍角をなすように設けられても良い。濾過容器２Ａの底部に設けられた第２の噴射口ｈ１に連通する連通管７の、図２に示す正面図において濾過容器２Ａの底部の表面に対してなす角についても同様である。

【0058】

さらに、連通管６を、例えば図４に示す底面図において濾過容器２Ａの底部の表面（他端側の端面）に対して、濾過容器２Ａの底部の円周方向に傾斜させるように設けても良い。連通管６を、このように濾過容器２Ａの底部に設けることで、連通管６から噴射される一部の濃縮汚泥Ｄに、スクリュー羽根２ｄの回転方向もしくはスクリュー羽根２ｄの反転方向の初速度が付加される。この場合、濾過容器２Ａの底部に設けられた第１の噴射口ｂ１から濾過容器２Ａの内部に噴射された一部の濃縮汚泥Ｄが、濾過容器２Ａの底部の内面に固着している濃縮汚泥Ｄに衝突すると、濾過容器内面から引き剥がされる濃縮汚泥Ｄにもスクリュー羽根２ｄの回転方向もしくはスクリュー羽根２ｄの反転方向の初速度が付加される。これによって濃縮汚泥Ｄをさらに撹拌することができ、水みちの発生を抑制することができる。その結果、濾過容器２Ａの底部（他端側）における濃縮汚泥濃度を均一化することができるので、濾過容器２Ａの底部から引き抜かれる濃縮汚泥Ｄの濃度を均一化することができる。よって、汚泥濃縮装置２１の安定した運転を実現することができる。濾過容器２Ａの底部に設けられた第２の噴射口ｈ１に連通する連通管７の、図４に示す底面図において濾過容器２Ａの底部の表面（他端側の端面）に対してなす角についても同様である。

【0059】

濃縮汚泥Ｄの第１の噴射口ｂ１からの噴射は連続的に行うが、間欠的に行っても良い。また、第４実施形態においても、圧縮空気ａを噴射する第２の噴射口がケーシング１１の他端側の第一部分及び第二部分とは異なる第三部分に設けられていても良い。この場合も、正面視でスクリュー羽根１２ｂの回転軸１２ａがケーシング１１の他端側を二分した領域のうちの一方に第二部分が属し、他方に第一部分が属した場合、ケーシング１１の他端側の第三部分は上記一方の領域に属することが好ましい。ここで、ケーシング１１の他端側の第三部分は上記他方の領域に属しても良いが、その場合、第一部分と第三部分との間の距離ができるだけ離れていることが好ましい。

【符号の説明】

【0060】

２、２１、２２、２３、２１ａ 汚泥濃縮装置
２Ａ、１１ 濾過容器（濃縮槽、ケーシング）
２ａ、１１ａ 濾過スクリーン
２ｂ、１１ｂ 濾液室
２ｃ、１２ａ 回転軸
２ｄ、１２ｂ スクリュー羽根
Ｃ 凝集汚泥
Ｃ１ コンプレッサ
Ｄ 濃縮汚泥（汚泥）
ｂ１、ｄ１ 第１の噴射口
ｈ１ 第２の噴射口
Ｏ１ 中心軸
Ｐ１、Ｐ２ ポンプ
ｓ 吸引口
ｔ、ｔ１ 引き抜き口

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】