JP2008080290A - 汚泥濃縮装置およびそれを備えた汚泥濃縮車 - Google Patents

Abstract

【課題】 汚泥槽内への効率的な汚泥収集が容易に行える汚泥濃縮装置を提供すること。
【解決手段】 汚泥槽８と反応槽７とを隔壁で隔離したタンク５と、このタンク５内を減圧または加圧するポンプ２２と、このポンプ２２と前記タンク５内とを連通または遮断する吸引・加圧切替弁２５と、前記汚泥槽８内に原汚泥水を吸引する汚泥吸引管５１とこの汚泥槽８または前記反応槽７とを連通、もしくは汚泥槽８と反応槽７とを連通する槽切替弁４５とを備え、前記汚泥槽８内に汚泥分を分離するドラムスクリーン１１を設け、このドラムスクリーン１１で分離した汚水が流れる経路に、前記汚泥槽８内の汚泥貯留量が所定量に達したらこの経路を閉鎖するストップ弁８０を設ける。
【選択図】 図６

Description

本発明は、浄化槽汚泥、産業廃棄物汚泥等を濃縮して収集する汚泥濃縮装置とそれを備えた汚泥濃縮車に関するものである。

従来より、浄化槽汚泥、産業廃棄物汚泥等（以下、これらを単に「汚泥」という。）は、汚泥収集車によって定期的（毎年一回）または必要に応じて収集され、所定の処分場へと搬送されている。前記浄化槽汚泥の場合、都市部では全国的に下水道が普及して減少傾向にあるが、都市部から離れた山村部等まで下水設備を普及させるのは難しく、そのような地域では浄化槽汚泥が増加する傾向にある。このことは、従来のし尿のみの単独浄化槽から生活雑排水も処理する合併浄化槽の普及にもよる。しかし、前記浄化槽汚泥の場合、汚泥とともに多くの水を収集することとなるため、限られたタンク容量の汚泥収集車では１回の収集作業で汚泥収集できる浄化槽が少なく非常に運用効率が悪くなる。

そこで、収集汚泥中の固形分のみを収集して運用効率の向上を図ろうとする汚泥濃縮車が提案されている。この汚泥濃縮車の場合、スクリーンを備えた汚泥分離器をタンクとは離して設けている（例えば、特許文献１参照）。

また、他の従来技術として、原液タンクと汚泥タンクとが一体化されたタンクを設け、汚泥タンクの上方に回転軸が傾斜した扁平楕円状のトリック型小型ドラムスクリーンを設けたものがある（例えば、特許文献２参照）。
特開２００４−１００２２１号公報（第７頁、図２，３） 実公昭６１−４５９２０号公報（第３−４頁、図４）

しかしながら、前記特許文献１は、スクリーンを備えた汚泥分離器をタンクと離して設置するような構成であるため、非常に多くの配管で各構成が接続されるとともに、それらの配管を開閉する多くの弁が必要となる。そのため、この特許文献１では、製造時に配管の接続等に多くの時間と労力を要し、運用時にはそれらの配管の煩雑な開閉操作が必要となるので熟練作業者でないと迅速な操作は困難であるが、熟練作業者が大幅に減少して効率的な操作が難しく、効率的な汚泥濃縮車の運用は難しい。

また、前記特許文献２の場合も、タンク上方に設けられたドラムスクリーンと接続する複数の配管がタンク上部に延びるとともに、それらの配管を開閉する多くの弁をタンク周囲に設ける必要がある。そのため、この特許文献２も、製造時には配管の接続等に多くの時間と労力を要し、運用時にはそれらの配管の煩雑な開閉操作が必要となるので熟練作業者でないと迅速な操作は困難であるが、熟練作業者が大幅に減少して効率的な操作が難しく、効率的な汚泥濃縮車の運用は難しい。

このことは、汚泥濃縮車以外の汚泥濃縮装置の場合でも同様であり、熟練作業者が大幅に減少して効率的な操作が難しく、効率的な汚泥濃縮車の運用は難しい。

一方、前記したように浄化槽が残る地域は都市部を離れた山村部が多いため、汚泥を濃縮することによって１回の収集作業で汚泥収集できる浄化槽を多くして運用効率を上げるとともに、浄化槽が設置されていない場所では汚泥のみを迅速に収集して、より効率良く収集作業を行いたいという要望もある。

そこで、本発明は、汚泥槽内への効率的な汚泥収集が容易に行える汚泥濃縮装置と、それを備えた汚泥濃縮車を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明の汚泥濃縮装置は、汚泥槽と反応槽とを隔壁で隔離したタンクと、該タンク内を減圧または加圧するポンプと、該ポンプと前記タンク内とを連通または遮断する吸引・加圧切替弁と、前記汚泥槽内に原汚泥水を吸引する汚泥吸引管と該汚泥槽または前記反応槽とを連通、もしくは該汚泥槽と該反応槽とを連通する槽切替弁とを備え、前記汚泥槽内に汚泥分を分離する汚泥分離手段を設け、該汚泥分離手段で分離した汚水が流れる経路に、前記汚泥槽内の汚泥貯留量が所定量に達したら該経路を閉鎖するストップ弁を設けている。この明細書及び特許請求の範囲の書類中における「原汚泥水」は、「汚泥」を含む「汚泥水」であり、吸引対象の「汚泥」をいう。これにより、吸引・加圧切替弁でポンプと反応槽とを連通させ、槽切替弁で汚泥吸引管と汚泥槽とを連通させるとともに、汚泥槽と反応槽とを連通させることにより、ポンプで反応槽内の空気を吸引して減圧すれば、汚泥吸引管から汚泥槽へ原汚泥水を吸引するバキューム機能を発揮するとともに、汚泥分離手段で汚泥分を分離した汚水を反応槽へ吸引して濃縮する濃縮機能とを発揮することができる。しかも、汚泥槽内の汚泥貯留量が所定量に達したら汚水の流れを止めて、汚泥槽への汚泥貯留を停止させることができる。

また、前記槽切替弁の切替えと、前記吸引・加圧切替弁の切替えと、前記ポンプによる前記反応槽内の減圧とにより、前記汚泥吸引管から前記汚泥槽内へ原汚泥水を吸引して前記汚泥分離手段で汚泥分を分離する経路と、該汚泥分離手段で汚泥分を分離した一次汚水を該汚泥槽内から前記反応槽内へ吸引する経路とを設け、該一次汚水を汚泥槽内から反応槽内へ吸引する経路に前記ストップ弁を設けてもよい。この明細書及び特許請求の範囲の書類中における「一次汚水」は、前記「原汚泥水」から「汚泥分」を分離した「汚水」をいう。これにより、原汚泥水から汚泥分離手段で分離した汚泥分で汚泥槽内の汚泥貯留量が所定量に達したら、一次汚水の流れを止めて汚泥槽への汚泥貯留を停止させることができる。

さらに、前記槽切替弁の切替えと、前記吸引・加圧切替弁の切替えと、前記ポンプによる前記反応槽内の加圧とにより、前記反応槽から前記汚泥槽へ一次汚水を圧送する経路と、該汚泥槽内の汚泥分離手段で前記一次汚水から汚泥分を分離した後の二次汚水を該汚泥槽内から前記汚泥吸引管を介して外部に排出する経路とを設け、該二次汚水を汚泥槽内から汚泥吸引管へ排出する経路に前記ストップ弁を設けてもよい。この明細書及び特許請求の範囲の書類中における「二次汚水」は、前記「一次泥水」から凝集反応させてフロック状にした「汚泥分」を分離した「汚水」をいう。これにより、一次泥水から汚泥分離手段で分離したフロック状の汚泥分で汚泥槽内の汚泥貯留量が所定量に達したら、二次汚水の流れを止めて汚泥槽への汚泥貯留を停止させることができる。

また、前記汚泥分離手段をドラムスクリーンで構成し、該ドラムスクリーンで汚泥分を分離した汚水が流れる前記汚泥槽内の経路に前記ストップ弁を設けてもよい。これにより、ドラムスクリーンで原汚泥水から汚泥分を効率良く分離し、ストップ弁に流れる汚水中の汚泥分を少なくしてストップ弁の安定した動作を長時間維持させることができる。

さらに、前記ストップ弁を、前記汚水が流れる流路を有する管体と、前記汚泥槽内の汚泥貯留量が所定量に達したら上昇するフロートと、該フロートの上昇によって前記流路を閉鎖する閉鎖手段とを備えたフロート式で構成すれば、汚泥槽内の汚泥貯留量が所定量に達するとフロートが上昇して汚水の流れる流路を閉鎖して、汚泥の貯留を自動的に停止することができる。

その上、前記閉鎖手段を、前記管体の流路内で遊動するボールと、該ボールの下流側への移動を阻止するとともに該ボールで閉鎖可能な開口を備えた仕切り壁と、前記フロートの下降時には前記開口に位置して前記ボールによる開口の閉鎖を阻止し、該フロートの上昇時には該開口から離れて前記ボールによる開口の閉鎖を可能とするストッパとで構成すれば、汚水を流通または停止させる閉鎖手段を、フロートの昇降によって位置が変化するストッパによってボールで開口を開放または閉鎖させる簡単な構成とすることができる。

また、前記管体の流路内に、前記ボールの上流側への移動を阻止するとともに該ボールで閉鎖可能な開口を備えた仕切り壁を設ければ、流路内の汚水が上流側に向けて逆流するのを防止することができる。

一方。本発明の汚泥濃縮車は、これらいずれかの汚泥濃縮装置を備えている。このような汚泥濃縮装置を汚泥濃縮車に備えることにより、例えば、山村部における浄化槽汚泥であっても効率良くタンク最大容積まで収集することができ、運用効率の良い汚泥濃縮車を構成することができる。

本発明は、以上説明したような手段により、汚泥槽の内容積を効率的に使った汚泥収集作業を容易に行うことが可能な汚泥濃縮装置を提供することが可能となる。

以下、本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施の形態に係る汚泥濃縮車を示す側面図であり、図２は、図１に示す汚泥濃縮車の平面図である。これらの図に基づいて汚泥濃縮装置２０を搭載した汚泥濃縮車１の全体構成を説明する。なお、以下の説明における前側、後側、左側、右側とは、車両の前側、後側、左舷側、右舷側をいう。

図１に示すように、汚泥濃縮車１の運転席２の下部には走行用エンジンＥが設けられ、このエンジンＥには動力を取り出すためのＰＴＯ２１（Power Take Off）が設けられている。運転席２から後方に向けて車体フレーム３が設けられ、この車体フレーム３の上部にサブフレーム４が設けられており、これらのフレーム３，４上に汚泥濃縮装置２０が搭載されている。サブフレーム４上には、車両の前後方向に延びるタンク５が搭載されており、このタンク５には、隔壁６によって前後に隔離された反応槽７と汚泥槽８との２槽が形成されており、車両の前側に反応槽７が設けられ、後側に汚泥槽８が設けられている。このタンク５の上部には、タンク５に原汚泥水を吸引するためのホースリール９が設けられている。このホースリール９には、例えば、数十メートルの汚泥吸引管（樹脂ホース等）が格納されている。

また、反応槽７の上部にはフロート弁１０が設けられており、汚泥槽８の内部には汚泥分離手段たるドラムスクリーン１１が設けられている。さらに、車両の左側には、凝集剤タンク１２とオイルセパレータ１３、エアセパレータ１５、タンク圧力計、エンジン回転計、ポンプ排気温度計等の計器類が設けられた操作盤１７が設けられている。また、タンク５の左側には、反応槽７内の一次汚水量を確認する確認窓１８と、汚泥槽８内の汚泥貯留量を確認する確認窓１９が設けられている。図２に示すように、車両の右側には、オーバフローセフティ弁１４と水タンク１６とが設けられている。

図３(a) は、図１の汚泥濃縮車に設けられたドラムスクリーンを取外した状態を車両後方から見て一部断面した背面図であり、(b) はIII部拡大図である。図４は、図１の汚泥濃縮車に設けられたドラムスクリーンを取外した状態を示す図面であり、図３に示すIV−IV矢視図である。

図３(a),(b) と図４とに示すように、前記汚泥槽８の上部には、この汚泥槽８の外面から上向きに所定量突出する中空矩形状の取付ベース６２が固定され、この取付ベース６２の上端に取付フランジ６３が設けられている。取付ベース６２の中央部に設けられた取付口６１から汚泥槽８の内部に設けられる前記ドラムスクリーン１１は、タンク５に固定する上板６４の下部に支持されて水平方向に回転軸が配置された回転ドラム６７と、この回転ドラム６７に設けられたスクリーン本体６９と、スクリーン本体６９の汚泥出側（図３(a) の右側）でスクリーン本体６９の表面に付着した汚泥を掻き取るスクレーパ７９とを備えている。このドラムスクリーン１１が、一体的に前記取付口６１から汚泥槽８の内部に挿入されて前記取付フランジ６３にボルト６５で固定される。

前記回転ドラム６７は、前記上板６４の下面から下向きに突出するように設けられた２枚のドラム取付板６６の間に回転自在に設けられている。この回転ドラム６７は、油圧モータ４０によって駆動されている。また、図３(a) に示すように、前記ドラム取付板６６の間には支持フレーム７６が設けられ、この支持フレーム７６には、図３(b) に示すようなバネ材付蝶番７７を介してスクレーパフレーム７８が設けられている。このスクレーパフレーム７８の下端に、前記バネ材付蝶番７７でスクリーン本体６９側に向けて押圧されたスクレーパ７９が設けられている。

このように構成されたドラムスクリーン１１によれば、上板６４を取付フランジ６３に固定しているボルト６５を外せば、回転ドラム６７、スクリーン本体６９、スクレーパ７９等の構成を汚泥槽８から一体的に取外すことができる。しかも、汚泥分離手段たるドラムスクリーン１１を汚泥槽８の内部に設けることにより、このドラムスクリーン１１を密閉するための構成や、ドラムスクリーン１１に汚泥水を供給／排出するための配管、切替弁の数を削減して構成を簡単にすることができる。また、配管構成が簡単になることによって切替弁も削減できる。

一方、ドラムスクリーン１１が設けられる汚泥槽８内の上部には、前記取付ベース６２から下向きに設けられた２本の支持フレーム７２間に水容器３８が設けられている。この水容器３８は、前記スクリーン本体６９によって汚泥が分離された後の汚水を溜めるものであり、前記スクリーン本体６９の下部で所定量の水を溜めることができるような大きさで形成されている。この水容器３８は、前記スクリーン本体６９が回転したときに、スクリーン表面がこの水容器３８内に溜められた水内を通過するように設けられている。この例の水容器３８は、支持フレーム７２間に延びる樋状に形成されている。

また、図３(a) に示すように、前記ドラムスクリーン１１が設けられるタンク５の左側部分には、汚泥槽８の周壁に固定された側壁９１と底壁９２とによって形成された汚泥水拡散部９０が設けられている。この汚泥水拡散部９０には、汚泥槽８の外部に突出した部分に管フランジ９４が設けられ、汚泥槽８の外部からこの汚泥水拡散部９０に汚泥水を供給する供給管９３が接続されている。供給管９３は、前記汚泥水拡散部９０の下方で上向きに屈曲して汚泥水拡散部９０の内部に開口している。管フランジ９４には、後述する第２汚泥管４４（図６）が接続される。

さらに、前記水容器３８の下部左側には、水平方向に延びる排水管９５が設けられている。この排水管９５は、水容器３８から水平方向に延びて、汚泥槽８の外部に突出した部分に管フランジ９６が設けられている。この管フランジ９６には、後述する第３汚泥管４６が接続される。これら水容器３８、汚泥水拡散部９０、供給管９３、排水管９５に関する構成は、タンク５側に設けられている。そして、前記排水管９５の汚泥槽８内の部分に、ストップ弁８０が設けられている。

図５は、図３に示すドラムスクリーンの下流側に設けられたストップ弁の図面であり、(a) は平面視の断面図、(b) は側面図、(c) は作動時の側面図である。図示するように、ストップ弁８０には、前記排水管９５の途中に設けることができるように、両端にフランジが設けられた所定長さの管体８１が設けられている。この管体８１の内部には、所定径で形成された円形の開口８２が設けられた仕切り壁８３が上流側と下流側とに設けられている。この仕切り壁８３の間には所定径のボール８４が遊動可能なように入れられており、このボール８４は、前記仕切り壁８３に設けられた開口８２の径よりも大径で形成されている。そして、このボール８４が仕切り壁８３に形成された円形の開口８２に当接した状態では、ボール８４が開口８２の周囲に接して全面を閉鎖するようになっている。したがって、このボール８４が下流側の仕切り壁８３の開口８２を閉鎖すれば汚水の流れを止めることができ、ボール８４が上流側の仕切り壁８３の開口８２を閉鎖すれば汚水の逆流を止めることができる。

一方、仕切り壁８３の下流側には、管体８１の軸方向と直交する方向に貫通する揺動軸８５が設けられ、この揺動軸８５の両端部には管体８１の側方で揺動軸８５と一体的に揺動するフロート８６が設けられている。この実施の形態では、揺動軸８５の両端部にそれぞれフロート８６を設けることにより、管体８１の両側方における汚泥貯留量に応じてフロート８６が上下動するようにしている。管体８１の下部には、フロート８６が自重で下がった時に所定位置で揺動を阻止する支持ピン８８が設けられている。

また、前記揺動軸８５の中央部には、この揺動軸８５と一体的に揺動するストッパ８７が突設されている。このストッパ８７は、フロート８６が前記支持ピン８８に支持された状態では、前記仕切り壁８３に設けられた開口８２のほぼ中央部に位置するように設けられている。このストッパ８７は、フロート８６が上昇して揺動軸８５が回動すると、開口８２のほぼ中央部に位置した状態から下流側に向けて揺動して仕切り壁８３から下流側に離れる（図５(c) ）。

したがって、フロート８６が下降した状態では、ストッパ８７が開口８２のほぼ中央部に位置した状態となり、前記ボール８４が汚水に押されて下流側に流れたとしてもストッパ８７に当接して開口８２を塞ぐことがないので汚水は流れる。一方、フロート８６が上昇した状態では、ストッパ８７が開口８２の中央部から下流側に移動して開口８２から離れるので、汚水に押されたボール８４が開口８２の全面を閉鎖して汚水の流れを止める。なお、ストップ弁８０で汚水の流れを止めた時に圧力が上昇する上流側の管体８１と排水管９５との接続部には、シール材８９が設けられている。また、このストップ弁８０は、配管の途中に組込むことが可能で、コンパクトで且つ簡素な構成となっている。

このように、ストップ弁８０は、汚泥槽８内に収集した汚泥の貯留量が所定量を越えてフロート８６を押し上げると、開口８２をボール８４が自動的に閉鎖して汚水の流れを止めて汚泥槽８内の圧力変化をなくし、汚泥水が汚泥槽８へ流れ込まないようなフロート式のストップ弁８０で構成されている。これにより、汚泥槽８内の汚泥が満量（例えば、約８０〜９０％程度の所定量）に達したら、それ以上の汚泥を収集しないように自動的に停止させることができる。

図６は、図１，２に示す汚泥濃縮車に搭載した汚泥濃縮装置の配管系統図である。この図６は、浄化槽の原汚泥水を吸引するときの状態を図示している。図６に基いて前記汚泥濃縮装置２０の配管系統を以下に説明する。前記ＰＴＯ２１によって取り出された動力で駆動されるポンプ２２が設けられ、このポンプ２２にはチェック弁２３を介して空気が吸引されるようになっている。ポンプ２２の吐出側にはオイルセパレータ１３が設けられており、吐出する空気中のオイルが除去されている。オイルセパレータ１３の下流側には、ポンプ２２から吐出管２４に空気を吐出することによってタンク５の反応槽７内と汚泥槽８内とを減圧（負圧）、または反応槽７内と汚泥槽８内とを加圧する時に切替える四方弁である吸引・加圧切替弁２５が設けられている。この吸引・加圧切替弁２５に接続された大気開放管２６は、消音器３７を介して大気２７に開放している。また、吐出管２４には分岐管２８が設けられ、この分岐管２８には所定の設定圧で開放するリリーフ弁２９が設けられている。リリーフ弁２９は、吸引・加圧切替弁２５側の圧力が上昇したときにポンプ２２から吐出された空気を大気２７に逃すような設定圧力に設定されている。なお、前記チェック弁２３の上流側には、保守点検時等に使用する常時閉鎖された開閉弁３０が設けられている。

また、前記吸引・加圧切替弁２５には、前記チェック弁２３に通じる第１エア管３１と、前記タンク５側と連通する第２エア管３２とが接続されている。この吸引・加圧切替弁２５を切換えることにより、第１エア管３１と第２エア管３２と前記吐出管２４と大気開放管２６とが切替えられるようになっている。このような配管構成により、前記ポンプ２２は、反応槽７内と汚泥槽８内との空気を吸引する減圧と、反応槽７内と汚泥槽８内とに空気を吐出する加圧とが行えるようになっている。

さらに、第２エア管３２は、エアセパレータ１５を介して、タンク５の反応槽７と連通する第３エア管３３、および汚泥槽８と連通する第４エア管３４と接続されている。第３エア管３３には、反応槽７の満量時にポンプ２２側への流体の流れを止めるフロート弁１０が設けられ、第４エア管３４との接続側には、フロート弁１０から汚泥や水がオーバフローしてもポンプ２２側に流れないようにするオーバフローセフティ弁１４が設けられている。また、第４エア管３４には、空気の逆方向流れを防止するチェック弁３５が設けられている。

これらの構成によれば、以下のように機能する。前記吸引・加圧切替弁２５を図示する左側の吸引位置ａに切替えると、ポンプ２２の吐出管２４と大気開放管２６とが連通し、第１エア管３１と第２エア管３２とが連通する。この状態でポンプ２２を駆動すれば、反応槽７内の空気は第３エア管３３を介してエアセパレータ１５から第２エア管３２、第１エア管３１へと吸引され、吐出管２４から大気開放管２６を介して大気２７に放出される。また、吸引・加圧切替弁２５を中央の中正位置ｂに切替えると、大気開放管２６と第２エア管３２とが連通し、ポンプ２２の吐出管２４と第１エア管３１とが連通する。この状態では、反応槽７と汚泥槽８とが、第２エア管３２と大気開放管２６とを介して大気開放状態となる。さらに、吸引・加圧切替弁２５を図示する右側の加圧位置ｃに切替えると、ポンプ２２の吐出管２４と第２エア管３２とが連通し、大気開放管２６と第１エア管３１とが連通する。この状態でポンプ２２を駆動すれば、大気が大気開放管２６から第１エア管３１を介してポンプ２２に吸引され、ポンプ２２から吐出された加圧空気が吐出管２４、吸引・加圧切替弁２５，第２エア管３２を介して、第３エア管３３から反応槽７に、第４エア管３４から汚泥槽８に供給される。

一方、前記した汚泥槽８の内部に設けられているドラムスクリーン１１の回転ドラム６７を回転駆動する油圧モータ４０は、前記ＰＴＯ２１で駆動される油圧ポンプ３９から供給される油によって駆動されている。図示する４１は所定圧に設定されたリリーフ弁であり、４２は油タンクである。

さらに、反応槽７と汚泥槽８との間には、反応槽７に設けられた第１汚泥管４３と、汚泥槽８内のドラムスクリーン１１に原汚泥水または一次汚水を供給する第２汚泥管４４とを連通または遮断する四方弁の槽切替弁４５が設けられている。また、この槽切替弁４５には、ドラムスクリーン１１の水容器３８から一次汚水または二次汚水を排出する第３汚泥管４６と、前記ホースリール９と接続された第４汚泥管４７とが接続されている。この図では、第３汚泥管４６に前記ストップ弁８０が設けられた図となっている。前記第４汚泥管４７には、タンク５内の加圧時に閉鎖する加圧弁４９が設けられており、この加圧弁４９と前記槽切替弁４５との間には、吸気管９７とこの吸気管９７を開閉する吸気弁９８が設けられている。さらに、前記汚泥槽８の上部には、この汚泥槽８へ空気を吸入するための空気吸入弁４８が設けられ、前記ホースリール９には、浄化槽５０まで延ばす汚泥吸引管５１が設けられている。

また、前記第１汚泥管４３には凝集剤供給管５５が接続されており、この凝集剤供給管５５は凝集剤弁５６を介して凝集剤タンク１２と接続されている。凝集剤の供給時には、凝集剤弁５６を手動または自動で開閉することにより、減圧された反応槽７内に凝集剤タンク１２から必要量の凝集剤を吸引させることができる。これが、反応槽７内に吸引した一次汚水に凝集剤を供給する経路である。この実施の形態では、凝集剤供給管５５から第１汚泥管４３を介して反応槽７に凝集剤が吸引されるようにしているが、凝集剤供給管５５を反応槽７へ接続し、減圧した反応槽７に凝集剤供給管５５から凝集剤を供給するようにしてもよい。

これらの構成によれば、以下のように機能する。槽切替弁４５を図示する右側の汚泥槽位置ｄに切替えると、第４汚泥管４７と第２汚泥管４４とが連通し、第３汚泥管４６と第１汚泥管４３とが連通する。この状態で反応槽７内を減圧すれば、第１汚泥管４３、第３汚泥管４６を介して汚泥槽８内が減圧され、第２汚泥管４４、第４汚泥管４７、汚泥吸引管５１を介して浄化槽５０から汚泥槽８内のドラムスクリーン１１に原汚泥水が吸引される。そして、ドラムスクリーン１１で汚泥分が分離された一次汚水が水容器３８から第３汚泥管４６、第１汚泥管４３を介して反応槽７に吸引される。また、槽切替弁４５を図示する左側の反応槽位置ｆに切替えれば、第１汚泥管４３と第４汚泥管４７とが連通し、第２汚泥管４４と第３汚泥管４６とが連通する。この状態では、反応槽７が、第１汚泥管４３と第４汚泥管４７とを介して大気開放状態となる。さらに、槽切替弁４５を図示する中間の２槽接続位置ｅに切替えると、第１汚泥管４３と第２汚泥管４４とが連通し、第３汚泥管４６と第４汚泥管４７とが連通する。この状態で反応槽７と汚泥槽８との内部を加圧すれば、汚泥槽８内は第３汚泥管４６と第４汚泥管４７とを介して大気開放させられるので、反応槽７内の一次汚水が第１汚泥管４３と第２汚泥管４４とを介して汚泥槽８内のドラムスクリーン１１に圧送される。これが、反応槽７から汚泥槽８へ一次汚水を圧送する経路である。

また、汚泥槽８の下部には、この汚泥槽８内の汚泥を排出するための汚泥排出管５２が設けられている。この汚泥排出管５２には排出弁５３が設けられており、この排出弁５３を開放して汚泥槽８内を加圧することによって、汚泥槽８内に溜められた汚泥が処分場５４に排出される。

さらに、この実施の形態の汚泥濃縮装置２０には、前記水タンク１６内の水をポンプ５７で噴射ノズル５８から噴射する洗浄装置５９が備えられている。この洗浄装置５９により、浄化槽５０内を洗浄したり作業者の手を洗うことができる。

前記ポンプ２２、油圧モータ４０等は、図１，２に示す運転席２の後部におけるタンク５の下部に設けられている。図６に示す各構成で図１，２に現れているものは、図１，２にその符号を付して示す。また、この実施の形態の汚泥濃縮装置２０は、前記吸引・加圧切替弁２５、槽切替弁４５、加圧弁４９と操作盤１７とをタンク５の左側に設けることにより、作業者が汚泥濃縮装置２０の左側で一連の操作を容易に行えるようにしている。

図７は、図６に示す配管系統図の構成における作業内容図である。この図７に示すように、前記汚泥濃縮装置２０による浄化槽汚泥の吸引と濃縮を行う主な作業としては、原汚泥水吸引、凝集反応、大気開放、汚泥濃縮、排出弁排出、の５つがある。図７では、これらの各作業と、その各作業時における各弁の操作状態と、汚泥槽８および反応槽７の内部圧力、汚泥水の有無を一覧形式でまとめている。各欄の作業の詳細を、図８〜図１２に基いて以下に説明する。

図８は、図７に示す作業内容図における原汚泥水吸引時の配管系統図、図９は、図７に示す作業内容図における反応槽での凝集反応時の配管系統図、図１０は、図７に示す作業内容図における大気開放時の配管系統図、図１１は、図７に示す作業内容図における汚泥濃縮時の配管系統図、図１２は、図７に示す作業内容図における排出弁から排出時の配管系統図である。

図８に示すように、原汚泥水の吸引時には、汚泥吸引管５１の先端が浄化槽５０内に挿入され、加圧弁４９を開放した状態で槽切替弁４５が汚泥槽位置ｄに切替えられ、吸引・加圧切替弁２５が吸引位置ａに切替えられる。そして、ポンプ２２を駆動することにより反応槽７内の空気が吸引されて反応槽７内が減圧される。これにより、第１汚泥管４３、第３汚泥管４６を介して汚泥槽８内が減圧され、汚泥吸引管５１から第４汚泥管４７と第２汚泥管４４とを介して汚泥槽８内に設けられたドラムスクリーン１１に原汚泥水が吸引される。この吸引された原汚泥水は、ドラムスクリーン１１のスクリーン本体６９によって汚泥分が分離され、汚泥分が分離された一次汚水は水容器３８から第３汚泥管４６と第１汚泥管４３とを介して反応槽７へと吸引される。これが、汚泥吸引管５１から汚泥槽８内へ原汚泥水を吸引して前記ドラムスクリーン１１で汚泥分を分離する経路と、このドラムスクリーン１１で汚泥分を分離した一次汚水を汚泥槽８内から反応槽７内へ吸引する経路とである。この操作で汚泥槽８内に汚泥が溜められ、反応槽７内に一次汚水が溜められる。

この操作によって、タンク５に吸引される原汚泥水の一次濾過が行われ、浄化槽５０内のスカムや沈殿汚泥等がドラムスクリーン１１から汚泥槽８内に貯留され、ドラムスクリーン１１で濾過された一次汚水のみが反応槽７へと吸引される。この操作による原汚泥水の吸引がバキューム機能であり、スカムや沈殿汚泥を汚泥槽８へ効率良く吸引することができる。しかも、一つの吸引操作によって、汚泥分が多い原汚泥水も汚泥分が少ない原汚泥水もドラムスクリーン１１を通して汚泥分のみを効率良く汚泥槽８に貯留でき、反応槽７へは一次濾過した一次汚水のみを吸引するようにできるので、効率の良い原汚泥水の吸引と汚泥分の分離とが連続的に行える。

そして、この作業により原汚泥水から分離して汚泥槽８内に貯留された汚泥分が所定量に達すると、図５(c) に示すように、ストップ弁８０のフロート８６が押し上げられ、揺動軸８５が回動して仕切り壁８３の開口８２の位置にあったストッパ８７が下流側へ移動して開口８２から離れる。これにより、管体８１の内部に設けられたボール８４が汚水によって下流側へ押されて開口８２の全面を塞ぎ、第３汚泥管４６内における一次汚水の流れを止める。このように第３汚泥管４６内における一次汚水の流れが止められると、汚泥槽８内の圧力が浄化槽５０側の圧力と同一の常圧となるので、汚泥吸引管５１から汚泥槽８内への原汚泥水の吸引が止まり、汚泥槽８内への汚泥吸引が止まる。このストップ弁８０が作動したら、汚泥槽８内に最大量の汚泥が貯留された状態であるので、汚泥槽８の容量を最大限有効に利用した効率的な汚泥収集が容易に行える。

なお、この操作時に、吸引・加圧切替弁２５の操作を誤って反応槽７内を加圧してしまったとしても、第１汚泥管４３から第３汚泥管４６に圧送された汚泥によってストップ弁８０のボール８４が上流側の仕切り壁８３の開口８２を閉鎖して汚水の逆流を防止することができる。

図９に示すように、反応槽７に吸引した一次汚水の凝集反応時には、第４汚泥管４７の加圧弁４９が閉じられるとともに、吸気管９７の吸気弁９８が開放され、槽切替弁４５が反応槽位置ｆに切替えられる。吸引・加圧切替弁２５は吸引位置ａであり、ポンプ２２を駆動することによって反応槽７内の空気が吸引される。これにより、吸気管９７から空気が反応槽７内に吸引され、反応槽７内の一次汚水がエア攪拌される。これが、空気を吸引して反応槽７内の一次汚水を攪拌する経路である。また同時に、凝集剤弁５６が開放され、凝集剤タンク１２から所定量の凝集剤が反応槽７内に供給される。この凝集剤の量は、反応槽７内に吸引された一次汚水の量等によって決定される。このようにして、反応槽７内の一次汚水に凝集剤の供給とエア攪拌とが行われ、一次汚水の凝集反応の促進が図られて一次汚水中の汚泥分がフロック状となる。この操作時には、汚泥槽８内には汚泥があり、反応槽７内には一次汚水が有る状態である。

図１０に示すように、大気開放時には、槽切替弁４５は反応槽位置ｆに切替えられ、吸引・加圧切替弁２５が中正位置ｂに切替えられる。また、吸気管９７の吸気弁９８は開放された状態で、汚泥槽８の空気吸入弁４８も開放させられる。これにより、反応槽７の第３エア管３３は、第２エア管３２を介して大気開放管２６と連通して大気開放させられる。また、反応槽７の第１汚泥管４３は、吸気管９７の吸気弁９８を介して大気開放となる。さらに、汚泥槽８は空気吸入弁４８を介して大気開放となる。これらが、反応槽７内と汚泥槽８内とを大気開放する経路である。この操作時には、汚泥槽８内には汚泥があり、反応槽７内には一次汚水がある状態である。

図１１に示すように、汚泥濃縮時には、槽切替弁４５が２槽接続位置ｅに切替えられ、吸引・加圧切替弁２５が加圧位置ｃに切替えられる。吸気管９７の吸気弁９８と、汚泥槽８の空気吸入弁４８は閉じられ、第４汚泥管４７の加圧弁４９が開放させられる。これにより、汚泥槽８のドラムスクリーン１１に設けられた水容器３８は、第３汚泥管４６と槽切替弁４５、第４汚泥管４７を介して、先端が浄化槽５０に挿入された汚泥吸引管５１と連通させられる。そして、ポンプ２２を駆動することにより、大気開放管２６から吸引・加圧切替弁２５を介してポンプ２２に大気が吸入され、このポンプ２２から吸引・加圧切替弁２５を介して反応槽７内と汚泥槽８内とに加圧空気が供給される。この時、汚泥槽８内は前記したように大気圧下の浄化槽５０と連通しているので、加圧された反応槽７内の一次汚水が第１汚泥管４３と槽切替弁４５、第２汚泥管４４を介して圧力の低い汚泥槽８内のドラムスクリーン１１に圧送される。このドラムスクリーン１１に圧送された一次汚水は、ドラムスクリーン１１のスクリーン本体６９によって汚泥分が分離される。この操作で反応槽７内の一次汚水が汚泥槽８内に圧送されて、反応槽７内に一次汚水が無い状態となる。

この操作によって、一次汚水の二次濾過が行われ、反応槽７で凝集反応させたフロック状の汚泥分がドラムスクリーン１１から汚泥槽８内に貯留される。これが、汚泥分離手段たるドラムスクリーン１１によって反応槽７内の一次汚水中から汚泥分を濃縮する濃縮機能である。また、ドラムスクリーン１１で濾過された二次汚水は、一次汚水から更に汚泥分が除去された水であるので、水容器３８から第３汚泥管４６と槽切替弁４５と第４汚泥管４７とを介して汚泥吸引管５１から浄化槽５０の張水として排出される。これが、二次汚水を汚泥吸引管５１から外部に排出する経路である。

そして、この作業により一次汚水から分離して汚泥槽８内に貯留されたフロック状の汚泥分が所定量に達すると、図５(c) に示すように、ストップ弁８０のフロート８６が押し上げられ、揺動軸８５が回動して仕切り壁８３の開口８２の位置にあったストッパ８７が下流側へ移動して開口８２から離れる。これにより、管体８１の内部に設けられたボール８４が汚水によって下流側へ押されて開口８２の全面を塞ぎ、第３汚泥管４６内における二次汚水の流れを止める。このように第３汚泥管４６内における二次汚水の流れが止められると、汚泥槽８内の圧力が反応槽７内の圧力と同一となるので、汚泥槽８内への汚泥圧送が止まる。また、二次汚水の圧送が止まるとポンプ２２も停止する。このポンプ２２の停止は、反応槽７内の圧力や、ストップ弁８０のフロート角度等が設定値に達したら止めるようにすればよい。このストップ弁８０が作動したら、汚泥槽８内に最大量の汚泥が貯留された状態であるので、汚泥槽８の容量を最大限有効に利用した効率的な汚泥収集が容易に行える。

なお、この操作時に、吸引・加圧切替弁２５の操作を誤って反応槽７内を減圧してしまったとしても、第１汚泥管４３と第２汚泥管４４とを介して汚泥槽８内が減圧されてストップ弁８０のボール８４が上流側の仕切り壁８３の開口８２を閉鎖して汚水の逆流を防止することができる。

図１２に示すように、排出弁５３からの排出時には、処分場５４にて、槽切替弁４５が反応槽位置ｆに切替えられ、吸引・加圧切替弁２５が加圧位置ｃに切替えられ、第４汚泥管４７の加圧弁４９と吸気管９７の吸気弁９８とが閉じられて、排出弁５３が開放させられる。そして、ポンプ２２を駆動することにより、大気開放管２６から吸引・加圧切替弁２５を介してポンプ２２に大気が吸引され、このポンプ２２から吸引・加圧切替弁２５と第２エア管３２を介して、第３エア管３３から反応槽７内に、第４エア管３４から汚泥槽８内に加圧空気が供給される。この時、加圧弁４９と吸気弁９８とが閉じられているので反応槽７内は閉ざされ、加圧空気は汚泥槽８内にのみ供給されて、この加圧空気によって汚泥槽８内に貯留された汚泥が排出弁５３から汚泥排出管５２を介して処分場５４に排出される。この操作によって汚泥槽８内の汚泥の確実な排出が図られ、汚泥槽８内には汚泥が無い状態となる。

以上が図７に示す作業内容の詳細であり、前記図８に示す原汚泥水の吸引操作時、または図１１に示す汚泥濃縮操作時に汚泥槽８内が満杯になるとストップ弁８０によって自動的に汚泥収集作業を停止させることができるので、効率的な汚泥収集を容易に行うことが可能となる。

なお、前記実施の形態では、フロート８６の上昇によってボール８４が流路を塞ぐ構成のストップ弁８０を例に説明したが、流路を塞ぐ閉鎖手段は蓋材のような他の構成であってもよく、前記実施の形態に限定されるものではない。

また、前記実施の形態では、浄化槽５０の汚泥水を吸引して濃縮する例を説明したが、例えば、固形分が少ない原汚泥水であれば、槽切替弁４５を反応槽位置ｆに切替えて、反応槽７へ直接吸引してもよく、汚泥の吸引等の各操作は、前記説明した各作業に限定されるものではない。

さらに、前記ストップ弁８０は、同様の条件で使用される場合、吸引車、洗浄車、タンク車、および各種設置タンクにおいても利用することが可能である。

また、前述した実施の形態は一例を示しており、本発明の要旨を損なわない範囲での種々の変更は可能であり、本発明は前述した実施の形態に限定されるものではない。

本発明に係る汚泥濃縮装置は、浄化槽汚泥、産業廃棄物汚泥等をバキューム機能で吸引したり、簡易的に濃縮脱水して積載効率を向上させて搬送したい汚泥収集に利用できる。

本発明の一実施の形態に係る汚泥濃縮車を示す側面図である。 図１に示す汚泥濃縮車の平面図である。 (a) は図１の汚泥濃縮車に設けられたドラムスクリーンを取外した状態を車両後方から見て一部断面した背面図であり、(b) はｂ部拡大図である。 図１の汚泥濃縮車に設けられたドラムスクリーンを取外した状態を示す図面であり、図３に示すIV−IV矢視図である。 図３に示す図３に示すドラムスクリーンの下流側に設けられたストップ弁の図面であり、(a) は平面視の断面図、(b) は側面図、(c) は作動時の側面図である。 図１，２に示す汚泥濃縮車に搭載した汚泥濃縮装置の配管系統図である。 図６に示す配管系統図の構成における作業内容図である。 図７に示す作業内容図における汚泥水吸引時の配管系統図である。 図７に示す作業内容図における反応槽での凝集反応時の配管系統図である。 図７に示す作業内容図における大気開放時の配管系統図である。 図７に示す作業内容図における汚泥濃縮時の配管系統図である。 図７に示す作業内容図における排出弁から排出時の配管系統図である。

符号の説明

１…汚泥濃縮車
５…タンク
６…隔壁
７…反応槽
８…汚泥槽
９…ホースリール
１１…ドラムスクリーン（汚泥分離手段）
２０…汚泥濃縮装置
２２…ポンプ
２５…吸引・加圧切替弁
３８…水容器
４５…槽切替弁
５０…浄化槽
５１…汚泥吸引管
５２…汚泥排出管
６７…回転ドラム
６９…スクリーン本体
７９…スクレーパ
８０…ストップ弁
８１…管体
８２…開口
８３…仕切り壁
８４…ボール
８５…揺動軸
８６…フロート
８７…ストッパ
９５…排水管

Claims (8)

1. 汚泥槽と反応槽とを隔壁で隔離したタンクと、
   該タンク内を減圧または加圧するポンプと、
   該ポンプと前記タンク内とを連通または遮断する吸引・加圧切替弁と、
   前記汚泥槽内に原汚泥水を吸引する汚泥吸引管と該汚泥槽または前記反応槽とを連通、もしくは該汚泥槽と該反応槽とを連通する槽切替弁とを備え、
   前記汚泥槽内に汚泥分を分離する汚泥分離手段を設け、
   該汚泥分離手段で分離した汚水が流れる経路に、前記汚泥槽内の汚泥貯留量が所定量に達したら該経路を閉鎖するストップ弁を設けたことを特徴とする汚泥濃縮装置。
2. 前記槽切替弁の切替えと、前記吸引・加圧切替弁の切替えと、前記ポンプによる前記反応槽内の減圧とにより、前記汚泥吸引管から前記汚泥槽内へ原汚泥水を吸引して前記汚泥分離手段で汚泥分を分離する経路と、
   該汚泥分離手段で汚泥分を分離した一次汚水を該汚泥槽内から前記反応槽内へ吸引する経路とを設け、
   該一次汚水を汚泥槽内から反応槽内へ吸引する経路に前記ストップ弁を設けた請求項１に記載の汚泥濃縮装置。
3. 前記槽切替弁の切替えと、前記吸引・加圧切替弁の切替えと、前記ポンプによる前記反応槽内の加圧とにより、前記反応槽から前記汚泥槽へ一次汚水を圧送する経路と、
   該汚泥槽内の汚泥分離手段で前記一次汚水から汚泥分を分離した後の二次汚水を該汚泥槽内から前記汚泥吸引管を介して外部に排出する経路とを設け、
   該二次汚水を汚泥槽内から汚泥吸引管へ排出する経路に前記ストップ弁を設けた請求項１又は請求項２に記載の汚泥濃縮装置。
4. 前記汚泥分離手段をドラムスクリーンで構成し、該ドラムスクリーンで汚泥分を分離した汚水が流れる前記汚泥槽内の経路に前記ストップ弁を設けた請求項１〜３のいずれか１項に記載の汚泥濃縮装置。
5. 前記ストップ弁を、前記汚水が流れる流路を有する管体と、前記汚泥槽内の汚泥貯留量が所定量に達したら上昇するフロートと、該フロートの上昇によって前記流路を閉鎖する閉鎖手段とを備えたフロート式で構成した請求項４に記載の汚泥濃縮装置。
6. 前記閉鎖手段を、前記管体の流路内で遊動するボールと、該ボールの下流側への移動を阻止するとともに該ボールで閉鎖可能な開口を備えた仕切り壁と、前記フロートの下降時には前記開口に位置して前記ボールによる開口の閉鎖を阻止し、該フロートの上昇時には該開口から離れて前記ボールによる開口の閉鎖を可能とするストッパとで構成した請求項５に記載の汚泥濃縮装置。
7. 前記管体の流路内に、前記ボールの上流側への移動を阻止するとともに該ボールで閉鎖可能な開口を備えた仕切り壁を設けた請求項６に記載の汚泥濃縮装置。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の汚泥濃縮装置を備えた汚泥濃縮車。

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