(57)【要約】【課題】脱水ケーキの低含水率化を図りつつケーキの共廻りを防止できるスクリュープレス型脱水装置、及びその制御方法を提供すること。【解決手段】汚泥供給部１と脱水ケーキ排出口６を有し、該脱水ケーキ排出口６に向かってある傾斜角で軸径を大きくした軸５ａにスクリュー羽根４を装備したスクリュー軸５の外周をろ過体３で覆い、汚泥供給部１より投入した汚泥を搬送しながらろ過体３を介してろ過脱水すると共に、スクリュー軸５が軸方向に摺動可能なスクリュープレスを備えたスクリュープレス型脱水装置において、脱水ケーキ排出口６側の少なくとも２ヶ所のポイントでスクリュープレス内の圧力を測定する圧力センサー８を設け、該圧力センサー８で測定されたポイントでのスクリュープレス内の圧力パターンによりスクリュー軸５を摺動させ、脱水ケーキ排出口６のクリアランスを調整するテーパーコーン７の開閉、及びろ過体洗浄を制御する制御手段を設けた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚泥供給部と脱水ケーキ排出口を有し、該脱水ケーキ排出口に向かってある傾斜角で軸径を大きくした軸にスクリュー羽根を装備したスクリュー軸の外周をろ過体で覆い、前記汚泥供給部より投入した汚泥を搬送しながら前記ろ過体を介してろ過脱水すると共に、前記スクリュー軸が軸方向に摺動可能なスクリュープレスを備えたスクリュープレス型脱水装置において、
前記脱水ケーキ排出口側の少なくとも２ヶ所のポイントでスクリュープレス内の圧力を測定する圧力測定手段を設け、
前記圧力測定手段で測定された前記ポイントでのスクリュープレス内の圧力パターンにより前記スクリュー軸を摺動させ、前記脱水ケーキ排出口のクリアランスを調整するテーパーコーンの開閉、及びろ過体洗浄を制御する制御手段を設けたことを特徴とするスクリュープレス型脱水装置。
【請求項２】
請求項１に記載のスクリュープレス型脱水装置において、
前記スクリュープレス内の圧力測定可能個所は３ヶ所以上であることを特徴とするスクリュープレス型脱水装置。
【請求項３】
汚泥供給部と脱水ケーキ排出口を有し、該脱水ケーキ排出口に向かってある傾斜角で軸径を大きくした軸にスクリュー羽根を装備したスクリュー軸の外周をろ過体で覆い、前記汚泥供給部より投入した汚泥を搬送しながら前記ろ過体を介してろ過脱水すると共に、前記スクリュー軸が軸方向に摺動可能なスクリュープレスを備えたスクリュープレス型脱水装置の制御方法において、
前記脱水ケーキ排出口側の少なくとも２ヶ所のポイントでスクリュープレス内の圧力を測定し、
前記ポイントで測定されたスクリュープレス内の圧力パターンにより前記スクリュー軸を摺動させ、前記脱水ケーキ排出口のクリアランスを調整するテーパーコーンの開閉、及びろ過体洗浄を制御することにより脱水ケーキの含水率を調整すると共に脱水ケーキの共廻りを防止することを特徴とするスクリュープレス型脱水装置の制御方法。
【請求項４】
請求項３記載のスクリュープレス型脱水装置の制御方法において、
前記スクリュープレス内の圧力測定可能個所は３ヶ所以上であることを特徴とするスクリュープレス型脱水装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は下水、し尿、工場排水、その他の排水処理によって生じる汚泥を脱水するスクリュープレス型脱水装置、及びその制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
スクリュープレス型脱水装置で汚泥を脱水する場合のケーキ含水率調節はスクリュープレスの軸回転数、脱水ケーキ排出口のクリアランスを調整するテーパーコーンの開度の調整によって行う。また、脱水ケーキ排出口部にスクリュー羽根の無い部分（以後「プラグゾーン」という）を設ける場合にはその長さにより含水率を調整することができる。一般的には、スクリュープレスの軸回転数、テーパーコーン開度を小さくし、プラグゾーンを長くした方がケーキ含水率は低下する。
【０００３】
一方、ケーキ含水率が低下するとケーキの排出抵抗が増し、スクリュープレスの外側のろ過体とケーキがスリップし易くなり、ケーキ自体もスクリュー軸に付着し、ケーキがスクリュー軸と共に回転するという共廻り現象が発生する。このような共廻り現象が発生するとケーキ排出ができなくなり脱水処理が不能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−３２０１９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のスクリュープレス型脱水装置では、スクリュープレスのスクリュー軸とケーキの共廻り現象を防止する適当な方法はなく、含水率の低下を抑制したり、ケーキの排出量が減少した時点でテーパーコーンを開けてケーキの排出を促したりして共廻り現象の発生を防止するしかなく、手遅れの場合は、スクリュープレス型脱水装置の運転を停止し、スクリュープレスのろ過体を解体して、スクリュー軸に付着したケーキを除去するのが現状であった。
【０００６】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、脱水ケーキの低含水率化を図りつつケーキの共廻りを防止できるスクリュープレス型脱水装置、及びその制御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】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明は、汚泥供給部と脱水ケーキ排出口を有し、該脱水ケーキ排出口に向かってある傾斜角で軸径を大きくした軸にスクリュー羽根を装備したスクリュー軸の外周をろ過体で覆い、汚泥供給部より投入した汚泥を搬送しながらろ過体を介してろ過脱水すると共に、スクリュー軸が軸方向に摺動可能なスクリュープレスを備えたスクリュープレス型脱水装置において、脱水ケーキ排出口側の少なくとも２ヶ所のポイントでスクリュープレス内の圧力を測定する圧力測定手段を設け、圧力測定手段で測定されたポイントでのスクリュープレス内の圧力パターンによりスクリュー軸を摺動させ、脱水ケーキ排出口のクリアランスを調整するテーパーコーンの開閉、及びろ過体洗浄を制御する制御手段を設けたことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明は、上記スクリュープレス型脱水装置において、スクリュープレス内の圧力測定可能個所は３ヶ所以上であることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明は、汚泥供給部と脱水ケーキ排出口を有し、該脱水ケーキ排出口に向かってある傾斜角で軸径を大きくした軸にスクリュー羽根を装備したスクリュー軸の外周をろ過体で覆い、汚泥供給部より投入した汚泥を搬送しながらろ過体を介してろ過脱水すると共に、スクリュー軸が軸方向に摺動可能なスクリュープレスを備えたスクリュープレス型脱水装置の制御方法において、脱水ケーキ排出口側の少なくとも２ヶ所のポイントでスクリュープレス内の圧力を測定し、ポイントで測定されたスクリュープレス内の圧力パターンによりスクリュー軸を摺動させ、脱水ケーキ排出口のクリアランスを調整するテーパーコーンの開閉、及びろ過体洗浄を制御することにより脱水ケーキの含水率を調整すると共に脱水ケーキの共廻りを防止することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、上記スクリュープレス型脱水装置の制御方法において、スクリュープレス内の圧力測定可能個所は３ヶ所以上であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、下水、し尿、工場排水その他の排水処理によって生じる汚泥を脱水ケーキの所定の含水率を維持しながら装置の閉塞を招くことなく、汚泥の脱水処理ができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係るスクリュープレス型脱水装置の概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。図１は本発明に係るスクリュープレス型脱水装置の概略構成を示す図である。図中３は円筒状のろ過体であり、該ろ過体３の一端部にホッパ２を備えた汚泥供給部１が設けられ、ろ過体３の他端部に脱水ケーキ排出口６が設けられている。ろ過体３の内部には外周にスクリュー羽根４を有するスクリュー軸５が設けられている。該スクリュー軸５の軸５ａは脱水ケーキ排出口６に向かってある傾斜角で軸径を大きくした軸である。該スクリュー軸５の軸５ａの脱水ケーキ排出口６側に該軸５ａの同心円状のテーパーコーン７が設けられている。なお、図中の網目のハッチを付した部分がスクリュー羽根４の無いプラグゾーン１２である。
【００１４】
９はスクリュー軸５を回転する駆動装置であり、該駆動装置９の回転駆動力は図示しないスプロケット及びチェーンを介してスクリュー軸５の軸５ａに伝達される。１０はスクリュー軸５を軸方向に摺動させるための油圧駆動装置であり、１１はテーパーコーン７を開閉するためのテーパーコーン駆動装置である。油圧駆動装置１０及びテーパーコーン駆動装置１１は後述する信号が発せられたときに駆動し、それぞれスクリュー軸５を矢印Ｄ及びＥに示すように軸方向に摺動させ、テーパーコーン７を矢印Ｆに示すように移動させて開閉させるようになっている。
【００１５】
８−１、８−２、８−３はそれぞれスクリュープレス内の各部圧力を検出する圧力センサーであり、圧力センサー８−１はプラグゾーン１２のＡ部に、圧力センサー８−２はスクリュー軸５のスクリュー羽根４の最終羽根付近のＢ部に、圧力センサー８−３はスクリュー羽根４の最終羽根と次の羽根間のＣ部にそれぞれ配置され、各部の圧力を検出している。
【００１６】
駆動装置９を運転してスクリュー軸５を所定の回転数で運転する。次いで、汚泥調質装置（図示せず）で調質された所定量の汚泥を汚泥供給部１のホッパ２に投入する。投入された汚泥はろ過体３でろ過され、ろ液は系外に排出される。ろ過された固形物（脱水汚泥）はスクリュー羽根４により脱水ケーキ排出口６側へ移送される。また、スクリュー軸５の軸５ａは上記のように脱水ケーキ排出口６に向かってある傾斜角で軸径が大きくなっているため、スクリュー羽根４によって形成される部屋は容積が徐々に小さくなる。そのためろ過された固形物は狭い部屋に向けて強制的に圧入されるため脱水と減容化が進むことになる。さらに、スクリュー羽根４の無いプラグゾーン１２と所定開度のテーパーコーン７により更なる圧密を受け、より一層、脱水が進み、脱水ケーキ排出口６から脱水ケーキとして排出される。
【００１７】
上記スクリュープレス型脱水装置において、連続運転を継続するために、脱水ケーキの含水率が目的とする含水率となるようにスクリュー軸５の軸回転数、プラグゾーン１２の長さ、テーパーコーン７の開度を所定の値に調整する。このとき上記３個の圧力センサー８−１、８−２、８−３により検出したＡ部、Ｂ部、Ｃ部の圧力検出値ＰA、ＰB、ＰCによって、油圧駆動装置１０、及びテーパーコーン駆動装置１１への運転指令を発することになる。つまり、定常時の各圧力センサー８−１、８−２、８−３の圧力検出値ＰA、ＰB、ＰCのパターンはＰB＞ＰA＞ＰCであり、この場合は、油圧駆動装置１０、テーパーコーン駆動装置１１への運転指令を出す必要はないが、共廻り発生時の圧力検出値ＰA、ＰB、ＰCのパターンがＰC＞ＰB≧ＰAとなった場合には、テーパーコーン駆動装置１１にテーパーコーン７を開かせる開指令を出力し、油圧駆動装置１０にスクリュー軸５を脱水ケーキ排出口６側に摺動させる指令を出力し、テーパーコーン７を開き、スクリュー軸５を摺動させて閉塞気味の脱水ケーキをスクリュープレスの外に強制的に排出させる。
【００１８】
更に、ろ過体３の目詰まりが発生する場合には脱水ケーキ排出口６部分のろ過体３を洗浄する。一定のインターバルの後、圧力検出値ＰA、ＰB、ＰCをサンプリングして圧力パターンの判定を行い、定常時の圧力パターンに復帰したら、運転指令を解除する。
【００１９】
また、上記例では「共廻り現象」をスクリュープレス内の圧力を３個の圧力センサー８−１、８−２、８−３で検出しているが、より簡易的に検出して制御する方法としては、スクリュープレス内の圧力を２個の圧力センサーで検出して制御することも可能である。スクリュープレス内の３点以上に圧力センサーを配置し３点以上の圧力を、２点のみに配置した圧力センサーでカバーすることで「共廻りでない状態」のノイズをとりこんでしまう確率が高まりスクリュー軸５の軸摺動の頻度は高まるものの、スクリュープレス型脱水装置全体としては特に大きな問題とならず、制御がシンプルで運転操作としてより容易なものとなる。具体的には先に示した圧力検出値ＰA、ＰB、ＰCの３点の圧力検出値の内ＰB、ＰCの２点のみで制御する。ＰB＞ＰA＞ＰCの状態はＰB＞ＰCの状態で代用し、ＰC＞ＰB＞ＰAの状態はＰC＞ＰBで代用することで、３点の圧力検出時と略同じ制御を行うことが可能になる。
以下に実施例をもって詳述する。
【実施例１】
【００２０】
ここでは、スクリュープレス型脱水装置のスクリュー羽根４の直径が２５０ｍｍのスクリュープレスを使用している。従来例として上記の本発明に係るスクリュープレス型脱水装置から各圧力センサー８−１、８−２、８−３を外した装置を使用した。処理対象汚泥は生し尿と浄化槽汚泥の混合汚泥で、汚染濃度が１０．６ｇ／Ｌの汚泥であった。供給汚泥量は２ｍ3／ｈとし、ポリ硫酸第２鉄と両性ポリマーで調質した。また、目標とするケーキ含水率は７０％以下とした。そのためスクリュー軸５の回転数０．５ｒｐｍ、プラグゾーン１２の長さ２００ｍｍ、テーパーコーン７の開度３０ｍｍとした。スクリュー軸５の軸摺動は定期的に１回／３０ｍｉｎとなるように設定し、その摺動幅は１５０ｍｍとした。
【００２１】
従来例では、圧力センサーが無いので、固形物処理量を指標に全てマニュアルで対処した。定常になったと判断された時の固形物処理量は２０ｋｇ／ｈで、脱水ケーキ含水率が７１.３％であった。脱水ケーキ含水率の目標値が７０％以下であるためテーパーコーン７の開度を３０ｍｍから２５ｍｍにしたところ３０分後、脱水ケーキの含水率が６９.５％となり、固形物処理量が１９.５ｋｇ／ｈとなった。この状態で３０分経過後、一気に固形物処理量が１４．７ｋｇ／ｈまで低下したので、テーパーコーン７の開度を４０ｍｍとし軸摺動をかけたが、脱水ケーキ排出量が減少しついには閉塞した。
【００２２】
一方、本発明に係るスクリュープレス型脱水装置では、圧力センサー８−１、８−２、８−３の圧力検出値ＰA、ＰB、ＰCがＰB＞ＰA＞ＰCの場合、油圧駆動装置１０、テーパーコーン駆動装置１１への運転指令は発せず、ＰC≧ＰB≧ＰAの時、テーパーコーン７を５ｍｍ開き、軸摺動が１回かかるようにし、５ｍｉｎ後に、再度圧力パターンを判定し、ＰB＞ＰA≧ＰCに復帰しない場合に、同様の動作を繰り返すようにシーケンスを組んだ。
【００２３】
定常になったと判断された時の圧力検出値の圧力パターンはＰB＝０．０９ＭＰａ、ＰA＝０．０４ＭＰａ、ＰC＝０．０１ＭＰａであった。テーパーコーン７の開度を３０ｍｍから２５ｍｍにした３０分後に圧力検出値の圧力パターンがＰC＝０．０９ＭＰａ、ＰB＝０．０７ＭＰａ、ＰA＝０．０５ＭＰａとなったためテーパーコーン７が５ｍｍ開き、軸摺動が１回かかった。その５分後の圧力検出値の圧力パターンは、ＰB＝０．０８ＭＰａ、ＰA＝０．０５ＭＰａ、ＰC＝０．０５ＭＰａとなったためこの状態で運転を継続した。３０分後の圧力検出値の圧力パターンはＰB＝０．０９ＭＰａ、ＰA＝０．０５ＭＰａ、ＰC＝０．０２ＭＰａで、脱水ケーキ含水率が６９.７％、固形物処理量が２０．１ｋｇ／ｈとなった。都合、７時間の運転で油圧駆動装置１０、テーパーコーン駆動装置１１への運転指令が４回発せられたが閉塞することなく運転できた。また、平均の含水率及び固形物処理量は各々、６９．６％、１９．８ｋｇ／ｈであった。
【００２４】
また、同様に圧力検出ポイントを上記Ｂ部分、Ｃ部分の２点のみとした制御で脱水試験を行ったところ７時間運転において、油圧駆動装置１０、テーパーコーン駆動装置１１への運転指令が５回発生したが閉塞することなく運転でき、脱水ケーキの平均含水率は６９．９％、処理速度は２０．５ｋｇ／ｈであった。
【００２５】
本実施例では、ろ過体３の洗浄操作を行っていないが、脱水助剤或いはその他の物質によるろ過体の閉塞が認められる場合に、ろ過体の洗浄操作を付加することができる。また、汚泥を供給する汚泥供給ポンプ（図示せず）の稼働時間を指標に加えてろ過体３の洗浄操作をシーケンスに組むことも可能である。即ち、汚泥供給ポンプの稼働時間が所定時間経過するごとにろ過体３の洗浄操作を行うようにしてもよい。
【００２６】
以上、本発明の実施形態例を説明したが、本発明は上記実施形態例に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。なお、直接明細書及び図面に記載がない何れの形状や構造であっても、本願発明の作用効果を奏する以上、本願発明の技術範囲である。例えば、スクリュー軸５が軸方向に摺動可能なスクリュープレス型脱水装置を例に説明したが、スクリュー軸が軸方向に摺動しないスクリュープレス型脱水装置でもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明は、スクリュープレス型脱水装置の脱水ケーキ排出口側の少なくとも２ヶ所のポイントでスクリュープレス内の圧力を測定し、ポイントでのスクリュープレス内の圧力パターンによりスクリュー軸を摺動させ、脱水ケーキ排出口のクリアランスを調整するテーパーコーンの開閉及びろ過体洗浄を制御することにより脱水ケーキの共廻りを防止するので、下水、し尿、工場排水その他の排水処理によって生じる汚泥の脱水処理において、処理中に装置の閉塞を招くことなく、脱水ケーキの所定の含水率を維持しながら汚泥を処理できる。
【符号の説明】
【００２８】
１  汚泥供給部
２  ホッパ
３  ろ過体
４  スクリュー羽根
５  スクリュー軸
６  脱水ケーキ排出口
７  テーパーコーン
８−１〜３  圧力センサー
９  駆動装置
１０  油圧駆動装置
１１  テーパーコーン駆動装置
１２  プラグゾーン  
【図１】
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