(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状フイルター（１）の内部に回転自在なスクリュー（５）を支架した濃縮ゾーンと、円筒状フイルター（１）の後端部に傾斜円筒フイルター（１１）を連結した脱水ゾーンとを有する脱水機において、上記傾斜円筒フイルター（１１）の上部後端に排出筒（１３）を接続し、この排出筒（１３）の終端側面と周面を密閉し、その周面部に排出口（１４）を開口させるとともに、排出筒（１３）の内周面に沿って回転する汚泥排出用の掻取羽根（１７）を配設し、前記スクリュー（５）の駆動モーター（７）にトルク検出器（１９）を設け、このトルク検出器（１９）の検知信号を、前記掻取羽根（１７）の駆動用可変速モーター（１５）に連動させることを特徴とする連続加圧脱水機。
【請求項２】
上記スクリュー（５）の駆動モーター（７）に、そのトルクを検知するトルク検出器（１９）と、検出した負荷電流を、予め設定してある上限設定トルク及び下限設定トルクの設定値と比較する比較器（２０）と、この比較器（２０）からの信号に基づき制御信号を発する制御器（２１）を設け、その制御信号により、スクリュー（５）の駆動モーター（７）に過大電流が流れた時に、掻取羽根（１７）の駆動用可変速モーター（１５）の回転を増速させ、駆動モーター（７）に過小電流が流れた時には、可変速モーター（１５）の回転を減速させることを特徴とする請求項１に記載の連続加圧脱水機。
【請求項３】
上記円筒状フイルター（１）と傾斜円筒フイルター（１１）の周部近傍に洗浄管（２２）、（２３）を設け、原液の供給管（９）に圧力検出器（２６）と、検出した負荷電流を予め設定してある圧力の上限設定値と比較する比較器（２７）と、この比較器（２７）からの信号に基づき制御信号を発する制御器（２８）とを設け、その制御信号により、洗浄管（２２）、（２３）の電磁弁（２４）、（２５）を開放させることを特徴とする請求項１又は２に記載の連続加圧脱水機。
【請求項４】
上記密閉した排出筒（１３）の周面部を、スクリーン（１８）にかえて構成し、その周面のスクリーン（１８）に排出口（１４）を開口させたことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の連続加圧脱水機。
【請求項５】
上記排出筒（１３）に設けた掻取羽根（１７）は、その先端部を回転方向の後方に湾曲させたことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の連続加圧脱水機。
【請求項６】
上記円筒状フイルター（１）と傾斜円筒フイルター（１１）の間に可撓性の連結管（１０）を接続し、原液のろ過性の難易度に基づき、傾斜円筒フイルター（１１）の傾斜角を換えることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の連続加圧脱水機。
【請求項７】
上記円筒状フイルター（１）と傾斜円筒フイルター（１１）の外周ろ過面が、原水の送り方向にスリットを有するスクリーン（２）、（１２）であることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の連続加圧脱水機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、浄水処理場等から発生する無機系汚泥の濃縮、脱水装置に関し、特に、連続的に汚泥濃縮と、濃縮汚泥の圧密脱水を可能とした連続加圧脱水機の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、無機系の汚泥の固液分離装置としては、高速回転させる外筒と、外筒の内部に若干の差速で回転させるスクリュー胴を設け、遠心力によって連続的に固液分離を行う遠心分離機は、例えば、特開平７−８５８号公報に記載してあるように公知である。そして、並列したろ板間に原液を圧入して間歇的に固液分離を行うフイルタープレスも、例えば、特開平７−８０２１４号公報に記載してあるようによく知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
然しながら、特開平７−８５８号公報に記載の遠心分離機は、連続的に固液分離が行えるものであるが、固液分離をおこなった濃縮汚泥は、含水率が高く、処理汚泥の容量が大きくて、後処理の費用が高くなる欠点があった。また、特開平７−８０２１４号公報に記載のフイルタープレスにあっては、高圧搾が可能であり、脱水汚泥は含水率が低く後処理が容易であるが、間歇運転のために雑時間が長くなりコストも高くつく欠点があった。この発明は、本願の出願人が提案した、下水処理場等の難ろ過性の原水から有機物を洗浄分離して、残ったし渣をスクリューで移送しながら脱水する装置（実開平５−９３６７９号）の技術を応用して、無機系の汚泥の固液分離装置に適応し、上記の従来装置の欠点を解消する装置を提供する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上述のような従来の課題を解決したものであって、その要旨とするところは、円筒状フイルターの内部に回転自在なスクリューを支架した濃縮ゾーンと、円筒状フイルターの後端部に傾斜円筒フイルターを連結した脱水ゾーンとを有する脱水機において、上記傾斜円筒フイルターの上部後端に排出筒を接続し、この排出筒の終端側面と周面を密閉して、その周面部に排出口を開口させるとともに、排出筒の内周面に沿って汚泥排出用の回転自在な掻取羽根を配設し、前記スクリューの駆動モーターにトルク検出器を設け、このトルク検出器の検知信号を、前記掻取羽根の駆動用可変速モーターに連動させて、脱水汚泥を細かく切断して排出させるものである。なお、排出筒の周面部をスクリーンで構成し、その周面のスクリーンに排出口を開口させれば、掻取羽根は汚泥をさらに押圧し、ろ液をスクリーンから排出させて脱水し、スクリーン面に発生する薄いケーキ層を削り取り、ろ過面を再生することができる。上記排出筒に設けた掻取羽根は、その先端部を回転方向の後方に湾曲させれば、汚泥は押圧力を受けて排出できる。
【０００５】
また、上記スクリューの駆動モーターに、そのトルクを検知するトルク検出器と、検出した負荷電流を、予め設定してある上限設定トルク及び下限設定トルクの設定値と比較する比較器と、この比較器からの信号に基づき制御信号を発する制御器を設け、その制御信号により、スクリューの駆動モーターに過大電流が流れた時に、掻取羽根の駆動用可変速モーターの回転を増速させ、駆動モーターに過小電流が流れた時には、可変速モーターの回転を減速させ、均一な脱水汚泥を得るようにしたものである。
【０００６】
そして、上記円筒状フイルターと傾斜円筒フイルターの周部近傍に洗浄管を設け、原液の供給路に圧力検出器と、検出した負荷電流を予め設定してある圧力の上限設定値と比較する比較器と、この比較器からの信号に基づき制御信号を発する制御器とを設け、スクリーンが目詰まりしたときには、その制御信号により、洗浄管の電磁弁を開放させるものである。また、上記円筒状フイルターと傾斜円筒フイルターの間に可撓性の連結管を接続し、原液のろ過性の難易度に基づき、傾斜円筒フイルターの傾斜角を換え、原液のろ過性の難易度に応じて背圧を加えるものである。また、上記円筒状フイルターと傾斜円筒フイルターの外周ろ過面が、原水の送り方向にスリットを有するスクリーンで構成し、濃縮汚泥と脱水汚泥がスクリューの回転によりスクリーンのスリットに沿って移送され、汚泥がスリットに押込まれないようにしたものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
この発明に係る装置は、上述のように構成してあり、濃縮ゾーンの円筒状フイルターに圧入された原液は、その圧入圧によって円周面のスクリーンでろ過され、濃縮されながらスクリューによってスクリーンの終端に向かって移送される。このとき、水分が分離された濃縮汚泥は、スクリーンのスリットに沿って送られるので、スリットへの押込みが防止される。次に、濃縮汚泥は、圧密脱水ゾーンの傾斜円筒スクリーンの始端部に送り込まれ、搬送圧力と傾斜によるヘッド圧により脱水されながら上昇する。圧密状に脱水されて上昇してきた汚泥は、排出筒に設けた掻取羽根の回転力により削り取られ排出される。そして、脱水汚泥が圧密されて、スクリュー軸の負荷が増大し、スクリュー軸の駆動機に上限設定値よりも過大トルクが検知された時には、掻取羽根の駆動用可変速モーターの回転を増速させ、駆動モーターに過小電流が流れた時には、可変速モーターの回転を減速させるものである。
【０００８】
やがて、円筒状フイルターの目詰まりにより、原液の供給路の内圧が、上限設定圧よりも大きい圧力となった時、圧力検出器の検知信号により、洗浄管の電磁弁が開放され、洗浄管から洗浄水が噴射され、円筒状フイルターと傾斜円筒フイルターは初期のろ過性を回復することができる。そして、傾斜円筒フイルターの設置角度は、ろ過性のよい原液は、後端部を立ち上がらせた急勾配として背圧を大きくし、難ろ過性の原液に対しては、勾配を緩くして、背圧を少なくし、ゆっくりと加圧するように傾斜角度を設定すればよいものである。
【０００９】
【実施例】
この発明に係る実施例を図面に基づき詳述すると、先ず図１において、符号１は円筒状フイルターであって、その周面には中心軸線方向に多数のスリットを有するスクリーン２が張設してある。円筒状フイルター１の内部には、回転軸３にスクリュー羽根４を螺旋状に巻き付けたスクリュー５が配設してあり、円筒状フイルター１の側板から突出させた回転軸３に嵌着したスプロケット６に駆動モーター７がチェーン掛けしてあり、駆動モーター７でスクリュー５を回転駆動するようにしてある。なお、符号８はスプロケット６の前後に設けた回転軸３の軸受である。符号９は原液の供給管であって、円筒状フイルター１の側板を貫通して内部へ原液を供給するようにしてある。円筒状フイルター１の一端に供給された原液は、スクリュー５で他端に移送されながらスクリーン２からろ液を分離し濃縮するようにしてあり、汚泥の濃縮ゾーンを形成している。なお、この原液の供給管９は、スクリーン２周面の始端部から供給するようにしてもよいものである。
【００１０】
符号１０は可撓性のあるアール状の連結管であって、円筒状フイルター１の終端部に連結してある。この連結管１０は、傾動できるものであればよく、フレキシブルパイプでも、伸縮性のあるカップリングでもよいものである。連結管１０の後端には、その後方部を上方に立ち上がらせて傾斜させた傾斜円筒フイルター１１が連結してあり、その周面には、円筒状フイルター１と同様、中心軸線方向に多数のスリットを設けたスクリーン１２が張設してある。そして、傾斜円筒フイルター１１は、圧密脱水ゾーンを形成してあり、円筒状フイルター１でろ液を分離された濃縮汚泥は、スクリュー５により連結管１０を経て、傾斜円筒フイルター１１に送り込まれる。濃縮汚泥を傾斜面に沿ってスクリュー圧を掛けながら上昇させ、スクリーン１２からさらにろ液を分離して汚泥を脱水する。
【００１１】
傾斜円筒フイルター１１の上部後端に終端側面と周面を密閉した排出筒１３が接続してあり、排出筒１３の周面部に脱水汚泥の排出口１４が開口してある。符号１５は排出筒１３の終端側面の上部に載置した可変速モーターであって、その駆動軸１６が排出筒１３の内部に延設され、掻取羽根１７が駆動軸１６に連結されて排出筒１３の内周面に沿って回転自在に配設してあり、掻取羽根１７を回転させて脱水汚泥を排出させるものである。なお、排出筒１３の密閉した周面部をスクリーン１８に替えて構成し、その周面のスクリーン１８に排出口１４を開口させれば、掻取羽根１７は汚泥をさらに押圧して脱水できるものである。また、上記排出筒１３に設けた掻取羽根１７は、図２に示すように、その先端部を回転方向の後方に湾曲させれば、汚泥は押圧力を受けて排出でき、排出筒１３の周面をスクリーン１８で構成すれば、スクリーン１８面に発生する薄いケーキ層を削り取り、ろ過面を再生することができる。
【００１２】
上記スクリュー５の駆動モーター７には、図３に示すように、駆動モーター７のトルクを検知するトルク検出器１９と、検出した負荷電流を、予め設定してある上限設定トルク値及び下限設定トルク値とを比較する比較器２０と、この比較器２０からの信号に基づき制御信号を発する制御器２１を設け、その制御信号により掻取羽根１７の可変速モーター１５に伝達し、スクリュー５の駆動モーター７に過大電流が流れた時に、掻取羽根１７の回転を増速させ、駆動モーター７に過小電流が流れた時には、可変速モーター１５の回転を減速させるようにしてある。
【００１３】
円筒状フイルター１と傾斜円筒フイルター１１には、図４及び図５に示すように、複数の洗浄管２２、２３がその円周部の近傍に、軸芯線に沿って配設してあり、洗浄管２２、２３の一端に電磁弁２４、２５が連結してある。そして、原液の供給管９には圧力検出器２６と、検出した負荷電流を予め設定してある圧力の上限設定値と比較する比較器２７と、この比較器２７からの信号に基づき制御信号を発する制御器２８とを配設し、原液の圧入圧が圧力の上限設定値を超えたとき、制御器２８の制御信号により、洗浄管２２、２３の電磁弁２４、２５を開放させて、円筒状フイルター１と傾斜円筒フイルター１１のスクリーン２、１２のスリットを洗浄し、ろ過性を回復するようにしてある。なお、符号２９は複数の洗浄管２２、２３を連結したヘッダー管である。符号３０は原液の圧送ポンプ、符号３１は排出筒１３の下方に設けたケーキシュート、符号３２はろ液トラフである。
【００１４】
【発明の効果】
この発明の加圧脱水機は、脱水汚泥の排出端部に掻取羽根を設けたので、脱水汚泥を細かく切断して排出できるものである。また、掻取羽根は、その先端部を回転方向の後方に湾曲させれば、汚泥は押圧力を受けて排出でき、排出筒の周面をスクリーンで構成すれば、スクリーン面に発生する薄いケーキ層を削り取り、ろ過面を再生することができる。そして、円筒状フイルターに内設したスクリューの駆動モーターのトルクを検知して、その検出信号に基づき、掻取羽根の回転を増減速させるので、均一な脱水汚泥が得られるものである。また、原液の供給管の圧力を検知して、洗浄管の電磁弁を開放してスクリーンを洗浄するので、連続的に濃縮、脱水を行いながらスクリーンの洗浄を可能としたものである。さらに、傾斜円筒フイルターを傾動自在に配設したので、原液のろ過性の難易度に応じて傾斜角度を調整し、汚泥に加わる背圧を換えることができる。なお、スクリーンのスリットを汚泥の送り方向に設けておけば、汚泥がスリットに押込まれないものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明に係る連続加圧脱水機の一部切断側面図である。
【図２】  この発明に係る掻取羽根の概略側面図である。
【図３】  この発明に係る連続加圧脱水機の制御装置の作動要領説明図である。
【図４】  同じく、スクリーンの洗浄装置の作動要領説明図である。
【図５】  同じく、洗浄装置を取出して示す縦断側面図である。
【符号の説明】
１  円筒状フイルター
２、１２  スクリーン
５  スクリュー
７  駆動モーター
９  原液の供給管
１０  連結管
１１  傾斜円筒フイルター
１３  排出筒
１４  排出口
１５  可変速モーター
１８ スクリーン
１７  掻取羽根
１９  トルク検出器
２０  比較器
２１  制御器
２２、２３  洗浄管
２４、２５  電磁弁
２６  圧力検出器
２７  比較器
２８  制御器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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