(57)【要約】      （修正有）【課題】被圧搾物であるスラリーの性状が大きく変動する場合であっても、処理量の変動を抑制しながら所期の含水率を得ることができるスクリュープレス型脱水機の運転方法の提供。【解決手段】所定の圧力制御標準値Ｐｉ０が設定されたスラリーの供給圧力Ｐｉ、所定の回転数制御標準値Ｎ０が設定されたスクリュー回転数Ｎ、所定の薬液量制御標準値Ｋ０が設定された凝集剤の薬注量Ｋのうち少なくとも二つが制御対象に選択され、スクリューの駆動トルクＳが第１閾値ＳＨと第１閾値ＳＨよりも小さな第２閾値ＳＬの範囲に入るように各制御対象の制御値を設定する駆動トルク制御ステップを備え、駆動トルク制御ステップは、駆動トルクＳが第１閾値ＳＨを超え、または、第１閾値ＳＨよりも小さな第２閾値ＳＬ未満になると、各制御対象の制御値と各制御標準値とを比較し、比較結果が予め設定された条件を満たすと、各制御値を各制御標準値に設定する運転方法。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スラリーを脱水するためのスクリュープレス型脱水機の運転方法であって、
所定の圧力制御標準値Ｐｉ０が設定されたスラリーの供給圧力Ｐｉ、所定の回転数制御標準値Ｎ０が設定されたスラリーを圧搾搬送するスクリュー回転数Ｎ、所定の薬液量制御標準値Ｋ０が設定されたスラリーに事前注入する凝集剤の薬注量Ｋのうち少なくとも二つが制御対象に選択され、スクリューの駆動トルクＳが第１閾値ＳＨと第１閾値ＳＨよりも小さな第２閾値ＳＬの範囲に入るように各制御対象の制御値を設定する駆動トルク制御ステップ、
を備えて構成され、
前記駆動トルク制御ステップは、
前記駆動トルクＳが第１閾値ＳＨを超え、または、第１閾値ＳＨよりも小さな第２閾値ＳＬ未満になると、各制御対象の制御値と各制御標準値とを比較する比較ステップと、
前記比較ステップによる比較結果が予め設定された条件を満たすと、各制御対象の制御値を各制御標準値に設定する初期化ステップと、
を含むことを特徴とするスクリュープレス型脱水機の運転方法。
【請求項２】
スラリーを脱水するためのスクリュープレス型脱水機の運転方法であって、
所定の圧力制御標準値Ｐｉ０が設定されたスラリーの供給圧力Ｐｉ、所定の回転数制御標準値Ｎ０が設定されたスラリーを圧搾搬送するスクリュー回転数Ｎ、所定の薬液量制御標準値Ｋ０が設定されたスラリーに事前注入する凝集剤の薬注量Ｋのうち少なくとも二つが制御対象に選択され、スクリューの駆動トルクＳが第１閾値ＳＨと第１閾値ＳＨよりも小さな第２閾値ＳＬの範囲に入るように各制御対象の制御値を設定する駆動トルク制御ステップ、
を備えて構成され、
前記駆動トルク制御ステップは、
前記駆動トルクＳが第１閾値ＳＨを超えると、各制御対象の制御値と各制御標準値とを比較する比較ステップと、
前記比較ステップによる比較の結果、選択された全ての制御対象が、供給圧力Ｐｉの制御値が圧力制御標準値Ｐｉ０を超えた状態、スクリュー回転数Ｎの制御値が回転数制御標準値Ｎ０未満の状態、薬注量Ｋの制御値が薬液量制御標準値Ｋ０を超えた状態に該当すると、各制御対象の制御値を各制御標準値に設定する初期化ステップと、
を含むことを特徴とするスクリュープレス型脱水機の運転方法。
【請求項３】
スラリーを脱水するためのスクリュープレス型脱水機の運転方法であって、
所定の圧力制御標準値Ｐｉ０が設定されたスラリーの供給圧力Ｐｉ、所定の回転数制御標準値Ｎ０が設定されたスラリーを圧搾搬送するスクリュー回転数Ｎ、所定の薬液量制御標準値Ｋ０が設定されたスラリーに事前注入する凝集剤の薬注量Ｋのうち少なくとも二つが制御対象に選択され、スクリューの駆動トルクＳが第１閾値ＳＨと第１閾値ＳＨよりも小さな第２閾値ＳＬの範囲に入るように各制御対象の制御値を設定する駆動トルク制御ステップ、
を備えて構成され、
前記駆動トルク制御ステップは、
前記駆動トルクＳが第２閾値ＳＬ未満になると、各制御対象の制御値と各制御標準値とを比較する比較ステップと、
前記比較ステップによる比較の結果、選択された全ての制御対象が、供給圧力Ｐｉの制御値が圧力制御標準値Ｐｉ０未満の状態、スクリュー回転数Ｎの制御値が回転数制御標準値Ｎ０を超えた状態、薬注量Ｋの制御値が薬液量制御標準値Ｋ０未満の状態に該当すると、各制御対象の制御値を各制御標準値に設定する初期化ステップと、
を含むことを特徴とするスクリュープレス型脱水機の運転方法。
【請求項４】
前記比較ステップによる比較の結果、選択された何れかの制御対象が、供給圧力Ｐｉの制御値が圧力制御標準値Ｐｉ０を超えた状態、スクリュー回転数Ｎの制御値が回転数制御標準値Ｎ０未満の状態、薬注量Ｋが薬注量制御標準値Ｋ０を超えた状態に該当しない場合に、各制御対象の制御値に対して、供給圧力Ｐｉの低下設定、スクリュー回転数Ｎの上昇設定、薬注量Ｋの低下設定の何れかの設定処理を実行する制御値更新ステップを、
さらに含むことを特徴とする請求項１または２記載のスクリュープレス型脱水機の運転方法。
【請求項５】
前記比較ステップによる比較の結果、選択された何れかの制御対象が、供給圧力Ｐｉの制御値が圧力制御標準値Ｐｉ０未満の状態、スクリュー回転数Ｎの設定値が回転数制御標準値Ｎ０を超えた状態、薬注量Ｋの設定値が薬注量制御標準値Ｋ０未満の状態に該当しない場合に、各制御対象の制御値に対して、供給圧力Ｐｉの上昇設定、スクリュー回転数Ｎの低下設定、薬注量Ｋの上昇設定の何れかの設定処理を実行する制御値更新ステップを、
さらに含むことを特徴とする請求項１または３記載のスクリュープレス型脱水機の運転方法。
【請求項６】
スラリーを脱水するためのスクリュープレス型脱水機の運転方法であって、
所定の圧力制御標準値Ｐｉ０が設定されたスラリーの供給圧力Ｐｉ、所定の回転数制御標準値Ｎ０が設定されたスラリーを圧搾搬送するスクリュー回転数Ｎ、所定の薬液量制御標準値Ｋ０が設定されたスラリーに事前注入する凝集剤の薬注量Ｋのうち少なくとも二つが制御対象に選択され、スクリューの駆動トルクＳが第１閾値ＳＨと第１閾値ＳＨよりも小さな第２閾値ＳＬの範囲に入るように各制御対象の制御値を設定する駆動トルク制御ステップ、
を備えて構成され、
前記駆動トルク制御ステップは、
前記駆動トルクＳが第１閾値ＳＨを超え、または、前記駆動トルクＳが第２閾値ＳＬ未満になると、各制御対象の制御値と各制御標準値とを比較する比較ステップと、
前記駆動トルクＳが第１閾値ＳＨを超えた場合に、前記比較ステップによる比較の結果、選択された全ての制御対象が、供給圧力Ｐｉの制御値が圧力制御標準値Ｐｉ０を超えた状態、スクリュー回転数Ｎの制御値が回転数制御標準値Ｎ０未満の状態、薬注量Ｋの制御値が薬液量制御標準値Ｋ０を超えた状態に該当すると、各制御対象の制御値を各制御標準値に設定するとともに、
前記駆動トルクＳが第２閾値ＳＬ未満となった場合に、前記比較ステップによる比較の結果、選択された全ての制御対象が、供給圧力Ｐｉの制御値が圧力制御標準値Ｐｉ０未満の状態、スクリュー回転数Ｎの制御値が回転数制御標準値Ｎ０を超えた状態、薬注量Ｋの制御値が薬液量制御標準値Ｋ０未満の状態に該当すると、各制御対象の制御値を各制御標準値に設定する初期化ステップと、
前記駆動トルクＳが第１閾値ＳＨ未満で、かつ、第２閾値超ＳＬを超える場合に、各制御対象の設定値を保持する待機ステップと、
を含むことを特徴とするスクリュープレス型脱水機の運転方法。
【請求項７】
各制御対象として供給圧力Ｐｉと、スクリュー回転数Ｎと、薬注量Ｋが選択されている、ことを特徴とする請求項１から６の何れかに記載のスクリュープレス型脱水機の運転方法。
【請求項８】
前記駆動トルクＳが第１閾値ＳＨを超える場合と、第２閾値ＳＬ未満となる場合とで各制御標準値が異なる値に設定されている、ことを特徴とする請求項６または７記載のスクリュープレス型脱水機の運転方法。
【請求項９】
スラリーを脱水するためのスクリュープレス型脱水機の制御装置であって、
所定の圧力制御標準値Ｐｉ０が設定されたスラリーの供給圧力Ｐｉ、所定の回転数制御標準値Ｎ０が設定されたスラリーを圧搾搬送するスクリュー回転数Ｎ、所定の薬液量制御標準値Ｋ０が設定されたスラリーに事前注入する凝集剤の薬注量Ｋのうち少なくとも二つが制御対象に選択され、スクリューの駆動トルクＳが第１閾値ＳＨと第１閾値ＳＨよりも小さな第２閾値ＳＬの範囲に入るように各制御対象の制御値を設定する駆動トルク制御ステップを実行する駆動トルク制御部、
を備えて構成され、
前記駆動トルク制御部は、
前記駆動トルクＳが第１閾値ＳＨを超えると、各制御対象の制御値と各制御標準値とを比較する比較ステップを実行する比較処理部と、
前記比較ステップによる比較の結果、選択された全ての制御対象が、供給圧力Ｐｉの制御値が圧力制御標準値Ｐｉ０を超えた状態、スクリュー回転数Ｎの制御値が回転数制御標準値Ｎ０未満の状態、薬注量Ｋの制御値が薬液量制御標準値Ｋ０を超えた状態に該当すると、各制御対象の制御値を各制御標準値に設定する初期化ステップを実行する初期化処理部と、
を含むことを特徴とするスクリュープレス型脱水機の制御装置。
【請求項１０】
スラリーを脱水するためのスクリュープレス型脱水機の制御装置であって、
所定の圧力制御標準値Ｐｉ０が設定されたスラリーの供給圧力Ｐｉ、所定の回転数制御標準値Ｎ０が設定されたスラリーを圧搾搬送するスクリュー回転数Ｎ、所定の薬液量制御標準値Ｋ０が設定されたスラリーに事前注入する凝集剤の薬注量Ｋのうち少なくとも二つが制御対象に選択され、スクリューの駆動トルクＳが第１閾値ＳＨと第１閾値ＳＨよりも小さな第２閾値ＳＬの範囲に入るように各制御対象の制御値を設定する駆動トルク制御ステップを実行する駆動トルク制御部、
を備えて構成され、
前記駆動トルク制御部は、
前記駆動トルクＳが第２閾値ＳＬ未満になると、各制御対象の制御値と各制御標準値とを比較する比較ステップを実行する比較処理部と、
前記比較ステップによる比較の結果、選択された全ての制御対象が、供給圧力Ｐｉの制御値が圧力制御標準値Ｐｉ０未満の状態、スクリュー回転数Ｎの制御値が回転数制御標準値Ｎ０を超えた状態、薬注量Ｋの制御値が薬液量制御標準値Ｋ０未満の状態に該当すると、各制御対象の制御値を各制御標準値に設定する初期化ステップを実行する初期化処理部と、
を含むことを特徴とするスクリュープレス型脱水機の制御装置。
【請求項１１】
前記比較ステップによる比較の結果、選択された何れかの制御対象が、供給圧力Ｐｉの制御値が圧力制御標準値Ｐｉ０を超えた状態、スクリュー回転数Ｎの制御値が回転数制御標準値Ｎ０未満の状態、薬注量Ｋが薬注量制御標準値Ｋ０を超えた状態に該当しない場合に、各制御対象の制御値に対して、供給圧力Ｐｉの低下設定、スクリュー回転数Ｎの上昇設定、薬注量Ｋの低下設定の何れかの設定処理を実行する制御値更新部を、さらに含むことを特徴とする請求項９記載のスクリュープレス型脱水機の制御装置。
【請求項１２】
前記比較ステップによる比較の結果、選択された何れかの制御対象が、供給圧力Ｐｉの制御値が圧力制御標準値Ｐｉ０未満の状態、スクリュー回転数Ｎの設定値が回転数制御標準値Ｎ０を超えた状態、薬注量Ｋの設定値が薬注量制御標準値Ｋ０未満の状態に該当しない場合に、各制御対象の制御値に対して、供給圧力Ｐｉの上昇設定、スクリュー回転数Ｎの低下設定、薬注量Ｋの上昇設定の何れかの設定処理を実行する制御値更新部を、さらに含むことを特徴とする請求項１０記載のスクリュープレス型脱水機の制御装置。
【請求項１３】
スラリーを脱水するためのスクリュープレス型脱水機の制御装置であって、
所定の圧力制御標準値Ｐｉ０が設定されたスラリーの供給圧力Ｐｉ、所定の回転数制御標準値Ｎ０が設定されたスラリーを圧搾搬送するスクリュー回転数Ｎ、所定の薬液量制御標準値Ｋ０が設定されたスラリーに事前注入する凝集剤の薬注量Ｋのうち少なくとも二つが制御対象に選択され、スクリューの駆動トルクＳが第１閾値ＳＨと第１閾値ＳＨよりも小さな第２閾値ＳＬの範囲に入るように各制御対象の制御値を設定する駆動トルク制御ステップを実行する駆動トルク制御部、
を備えて構成され、
前記駆動トルク制御部は、
前記駆動トルクＳが第１閾値ＳＨを超え、または、前記駆動トルクＳが第２閾値ＳＬ未満になると、各制御対象の制御値と各制御標準値とを比較する比較ステップを実行する比較処理部と、
前記駆動トルクＳが第１閾値ＳＨを超えた場合に、前記比較ステップによる比較の結果、選択された全ての制御対象が、供給圧力Ｐｉの制御値が圧力制御標準値Ｐｉ０を超えた状態、スクリュー回転数Ｎの制御値が回転数制御標準値Ｎ０未満の状態、薬注量Ｋの制御値が薬液量制御標準値Ｋ０を超えた状態に該当すると、各制御対象の制御値を各制御標準値に設定するとともに、
前記駆動トルクＳが第２閾値ＳＬ未満となった場合に、前記比較ステップによる比較の結果、選択された全ての制御対象が、供給圧力Ｐｉの制御値が圧力制御標準値Ｐｉ０未満の状態、スクリュー回転数Ｎの制御値が回転数制御標準値Ｎ０を超えた状態、薬注量Ｋの制御値が薬液量制御標準値Ｋ０未満の状態に該当すると、各制御対象の制御値を各制御標準値に設定する初期化ステップを実行する初期化処理部と、
前記駆動トルクＳが第１閾値ＳＨ未満で、かつ、第２閾値超ＳＬを超える場合に、各制御対象の設定値を保持する待機ステップを実行する待機処理部と、
を含むことを特徴とするスクリュープレス型脱水機の制御装置。
【請求項１４】
各制御対象として供給圧力Ｐｉと、スクリュー回転数Ｎと、薬注量Ｋが選択されている、ことを特徴とする請求項９から１３の何れかに記載のスクリュープレス型脱水機の制御装置。
【請求項１５】
前記駆動トルクＳが第１閾値ＳＨを超える場合と、第２閾値ＳＬ未満となる場合とで各制御標準値が異なる値に設定されている、ことを特徴とする請求項９または１０記載のスクリュープレス型脱水機の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スラリーを脱水するためのスクリュープレス型脱水機の運転方法及びスクリュープレス型脱水機の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下水処理場や食品工場などで生じる有機性汚泥を固液分離するためにスクリュープレス型脱水機が使用されている。スクリュープレス型脱水機は、円筒状のスクリーンの内部にスクリューが配置され、スクリューとスクリューの先端の脱水ケーキの排出口に設けられた背圧プレッサ（「押圧板」ともいう。）によって、スクリーンの内部に導入された凝集汚泥を加圧しながら脱水する装置である。予め有機性汚泥に凝集剤が添加された凝集汚泥がスクリュープレス型脱水機に導入される被圧搾物となる。
【０００３】
特許文献１には、スクリューの回転数と脱水ケーキの含水率に相関関係があることに着眼して、スクリューの駆動トルクに上限値及び下限値を設定し、駆動トルクが一定時間上限値を超えると回転数を増大させることで含水率を高くし、駆動トルクが一定時間下限値を下回ると回転数を減少させることで含水率を低くし、それぞれ一定時間経過後に同じ制御を繰り返す制御方法が提案されている。
【０００４】
特許文献２には、スクリュープレス脱水機の脱水汚泥排出口から排出される脱水汚泥の含水率を測定する水分計と、所定時間毎に前記水分計の測定値を入力し該測定値に基づいて前記脱水汚泥排出口から排出される脱水汚泥の含水率が一定値以下となるように、前記スクリュープレス脱水機における前記脱水汚泥排出口に設けられている背圧板の押付け圧及びスクリューの回転数を制御対象として制御可能な制御装置と、を備えた汚泥処理システムが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開Ｓ５８−５４９９９号公報
【特許文献２】特開２０１５−１２０１６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に記載されたような駆動トルクの変動に基づいてスクリューの回転数を制御する方法では、所期の含水率の脱水ケーキを得るまでに時間がかかるばかりでなく、スクリューの回転数を調整する結果、単位時間当たりの処理量が変動するという問題があった。
【０００７】
そして、スクリューの回転数が低下した状態で脱水ケーキの含水率が所期の値となっている場合に、含水率を維持したままで処理量を目標処理量に回復させることが困難であるという問題もあった。
【０００８】
また、特許文献２に記載されたように、脱水ケーキの含水率の測定値に基づいて背圧板の押付け圧及びスクリューの回転数を制御する方法では、必ずしもケーキ含水率を所期の値に調整できない場合があり、背圧板の押付け圧が上限値になっても含水率を所期の値に調整できず、オペレータに警告を発せざるを得ないという不都合な事態を引き起こす場合があった。
【０００９】
例えば被圧搾物が下水処理汚泥のような場合、最初沈澱池で得られ、無機物などが多く含まれる圧搾容易な汚泥と、最終沈澱池で得られ、有機物が多く含まれる圧搾困難な汚泥との混合汚泥がスクリュープレス型脱水機に圧入されるのであるが、処理の都合上、汚泥の混合比率が頻繁に大きく変動するため、上述の不都合な事態が頻繁に発生していた。
【００１０】
本発明の目的は、上述した問題点に鑑み、被圧搾物であるスラリーの性状が大きく変動する場合であっても、処理量の変動を抑制しながら所期の含水率を得ることができるスクリュープレス型脱水機の運転方法及びスクリュープレス型脱水機の制御装置を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述の目的を達成するため、本発明によるスクリュープレス型脱水機の運転方法の第一の特徴構成は、特許請求の範囲の書類の請求項１に記載した通り、スラリーを脱水するためのスクリュープレス型脱水機の運転方法であって、所定の圧力制御標準値Ｐｉ０が設定されたスラリーの供給圧力Ｐｉ、所定の回転数制御標準値Ｎ０が設定されたスラリーを圧搾搬送するスクリュー回転数Ｎ、所定の薬液量制御標準値Ｋ０が設定されたスラリーに事前注入する凝集剤の薬注量Ｋのうち少なくとも二つが制御対象に選択され、スクリューの駆動トルクＳが第１閾値ＳＨと第１閾値ＳＨよりも小さな第２閾値ＳＬの範囲に入るように各制御対象の制御値を設定する駆動トルク制御ステップ、を備えて構成され、前記駆動トルク制御ステップは、前記駆動トルクＳが第１閾値ＳＨを超え、または、第１閾値ＳＨよりも小さな第２閾値ＳＬ未満になると、各制御対象の制御値と各制御標準値とを比較する比較ステップと、前記比較ステップによる比較結果が予め設定された条件を満たすと、各制御対象の制御値を各制御標準値に設定する初期化ステップと、を含む点にある。
【００１２】
スクリュープレス型脱水機が立ち上げられた後に駆動トルク制御ステップが実行されて、スクリューの駆動トルクＳが第１閾値ＳＨと第１閾値ＳＨよりも小さな第２閾値ＳＬの範囲に入るように制御対象が制御される。ここで、スラリーの供給圧力Ｐｉ、スクリュー回転数Ｎ、薬注量Ｋのうち少なくとも二つが制御対象として選択される。そして、駆動トルクＳが第１閾値ＳＨを超え、または、第１閾値ＳＨよりも小さな第２閾値ＳＬ未満になると、各制御対象の制御値と各制御標準値とが比較されて、比較結果が予め設定された条件を満たすと、それまでの継続的な制御では回復できないと判断して、各制御対象の制御値が各制御標準値に更新される結果、制御状態が一気に変化して所望の含水率が得られる駆動トルクに迅速に調整されるようになる。
【００１３】
同第二の特徴構成は、同請求項２に記載した通り、スラリーを脱水するためのスクリュープレス型脱水機の運転方法であって、所定の圧力制御標準値Ｐｉ０が設定されたスラリーの供給圧力Ｐｉ、所定の回転数制御標準値Ｎ０が設定されたスラリーを圧搾搬送するスクリュー回転数Ｎ、所定の薬液量制御標準値Ｋ０が設定されたスラリーに事前注入する凝集剤の薬注量Ｋのうち少なくとも二つが制御対象に選択され、スクリューの駆動トルクＳが第１閾値ＳＨと第１閾値ＳＨよりも小さな第２閾値ＳＬの範囲に入るように各制御対象の制御値を設定する駆動トルク制御ステップ、を備えて構成され、前記駆動トルク制御ステップは、前記駆動トルクＳが第１閾値ＳＨを超えると、各制御対象の制御値と各制御標準値とを比較する比較ステップと、前記比較ステップによる比較の結果、選択された全ての制御対象が、供給圧力Ｐｉの制御値が圧力制御標準値Ｐｉ０を超えた状態、スクリュー回転数Ｎの制御値が回転数制御標準値Ｎ０未満の状態、薬注量Ｋの制御値が薬液量制御標準値Ｋ０を超えた状態に該当すると、各制御対象の制御値を各制御標準値に設定する初期化ステップと、
を含む点にある。
【００１４】
第一の特徴構成と異なる点は、駆動トルクＳが第１閾値ＳＨを超えると比較ステップが実行される点であり、選択された全ての制御対象が、供給圧力Ｐｉの制御値が圧力制御標準値Ｐｉ０を超えた状態、スクリュー回転数Ｎの制御値が回転数制御標準値Ｎ０未満の状態、薬注量Ｋの制御値が薬液量制御標準値Ｋ０を超えた状態に該当すると、それまでの継続的な制御では回復できないと判断して、各制御対象の制御値が各制御標準値に設定され、制御状態が一気に変化して所望の含水率が得られる駆動トルクに迅速に調整されるようになる。
【００１５】
同第三の特徴構成は、同請求項３に記載した通り、スラリーを脱水するためのスクリュープレス型脱水機の運転方法であって、所定の圧力制御標準値Ｐｉ０が設定されたスラリーの供給圧力Ｐｉ、所定の回転数制御標準値Ｎ０が設定されたスラリーを圧搾搬送するスクリュー回転数Ｎ、所定の薬液量制御標準値Ｋ０が設定されたスラリーに事前注入する凝集剤の薬注量Ｋのうち少なくとも二つが制御対象に選択され、スクリューの駆動トルクＳが第１閾値ＳＨと第１閾値ＳＨよりも小さな第２閾値ＳＬの範囲に入るように各制御対象の制御値を設定する駆動トルク制御ステップ、を備えて構成され、前記駆動トルク制御ステップは、前記駆動トルクＳが第２閾値ＳＬ未満になると、各制御対象の制御値と各制御標準値とを比較する比較ステップと、前記比較ステップによる比較の結果、選択された全ての制御対象が、供給圧力Ｐｉの制御値が圧力制御標準値Ｐｉ０未満の状態、スクリュー回転数Ｎの制御値が回転数制御標準値Ｎ０を超えた状態、薬注量Ｋの制御値が薬液量制御標準値Ｋ０未満の状態に該当すると、各制御対象の制御値を各制御標準値に設定する初期化ステップと、を含む点にある。
【００１６】
第一の特徴構成と異なる点は、駆動トルクＳが第２閾値ＳＬ未満になると比較ステップが実行される点であり、選択された全ての制御対象が、供給圧力Ｐｉの制御値が圧力制御標準値Ｐｉ０未満の状態、スクリュー回転数Ｎの制御値が回転数制御標準値Ｎ０を超えた状態、薬注量Ｋの制御値が薬液量制御標準値Ｋ０未満の状態に該当すると、それまでの継続的な制御では回復できないと判断して、各制御対象の制御値が各制御標準値に設定され、制御状態が一気に変化して所望の含水率が得られる駆動トルクに迅速に調整されるようになる。
【００１７】
同第四の特徴構成は、同請求項４に記載した通り、上述の第一または第二の特徴構成に加えて、前記比較ステップによる比較の結果、選択された何れかの制御対象が、供給圧力Ｐｉの制御値が圧力制御標準値Ｐｉ０を超えた状態、スクリュー回転数Ｎの制御値が回転数制御標準値Ｎ０未満の状態、薬注量Ｋが薬注量制御標準値Ｋ０を超えた状態に該当しない場合に、各制御対象の制御値に対して、供給圧力Ｐｉの低下設定、スクリュー回転数Ｎの上昇設定、薬注量Ｋの低下設定の何れかの設定処理を実行する制御値更新ステップを、さらに含む点にある。
【００１８】
比較ステップによる比較の結果、選択された何れかの制御対象が、供給圧力Ｐｉの制御値が圧力制御標準値Ｐｉ０を超えた状態、スクリュー回転数Ｎの制御値が回転数制御標準値Ｎ０未満の状態、薬注量Ｋが薬注量制御標準値Ｋ０を超えた状態に該当しない場合には、それまでの継続的な制御により緩やかに駆動トルクＳが第１閾値ＳＨ以下になるように制御される。
【００１９】
同第五の特徴構成は、同請求項５に記載した通り、上述の第一または第三の特徴構成に加えて、前記比較ステップによる比較の結果、選択された何れかの制御対象が、供給圧力Ｐｉの制御値が圧力制御標準値Ｐｉ０未満の状態、スクリュー回転数Ｎの設定値が回転数制御標準値Ｎ０を超えた状態、薬注量Ｋの設定値が薬注量制御標準値Ｋ０未満の状態に該当しない場合に、各制御対象の制御値に対して、供給圧力Ｐｉの上昇設定、スクリュー回転数Ｎの低下設定、薬注量Ｋの上昇設定の何れかの設定処理を実行する制御値更新ステップを、
さらに含む点にある。
【００２０】
比較ステップによる比較の結果、選択された何れかの制御対象が、供給圧力Ｐｉの制御値が圧力制御標準値Ｐｉ０未満の状態、スクリュー回転数Ｎの設定値が回転数制御標準値Ｎ０を超えた状態、薬注量Ｋの設定値が薬注量制御標準値Ｋ０未満の状態に該当しない場合には、それまでの継続的な制御により緩やかに駆動トルクＳが第２閾値ＳＬ以上になるように制御される。
【００２１】
同第六の特徴構成は、同請求項６に記載した通り、スラリーを脱水するためのスクリュープレス型脱水機の運転方法であって、所定の圧力制御標準値Ｐｉ０が設定されたスラリーの供給圧力Ｐｉ、所定の回転数制御標準値Ｎ０が設定されたスラリーを圧搾搬送するスクリュー回転数Ｎ、所定の薬液量制御標準値Ｋ０が設定されたスラリーに事前注入する凝集剤の薬注量Ｋのうち少なくとも二つが制御対象に選択され、スクリューの駆動トルクＳが第１閾値ＳＨと第１閾値ＳＨよりも小さな第２閾値ＳＬの範囲に入るように各制御対象の制御値を設定する駆動トルク制御ステップ、を備えて構成され、前記駆動トルク制御ステップは、前記駆動トルクＳが第１閾値ＳＨを超え、または、前記駆動トルクＳが第２閾値ＳＬ未満になると、各制御対象の制御値と各制御標準値とを比較する比較ステップと、
前記駆動トルクＳが第１閾値ＳＨを超えた場合に、前記比較ステップによる比較の結果、選択された全ての制御対象が、供給圧力Ｐｉの制御値が圧力制御標準値Ｐｉ０を超えた状態、スクリュー回転数Ｎの制御値が回転数制御標準値Ｎ０未満の状態、薬注量Ｋの制御値が薬液量制御標準値Ｋ０を超えた状態に該当すると、各制御対象の制御値を各制御標準値に設定するとともに、前記駆動トルクＳが第２閾値ＳＬ未満となった場合に、前記比較ステップによる比較の結果、選択された全ての制御対象が、供給圧力Ｐｉの制御値が圧力制御標準値Ｐｉ０未満の状態、スクリュー回転数Ｎの制御値が回転数制御標準値Ｎ０を超えた状態、薬注量Ｋの制御値が薬液量制御標準値Ｋ０未満の状態に該当すると、各制御対象の制御値を各制御標準値に設定する初期化ステップと、前記駆動トルクＳが第１閾値ＳＨ未満で、かつ、第２閾値超ＳＬを超える場合に、各制御対象の設定値を保持する待機ステップと、を含む点にある。
【００２２】
駆動トルクＳが第１閾値ＳＨを超え、または、第２閾値ＳＬ未満になると比較ステップが実行され、前者の場合には選択された全ての制御対象が、供給圧力Ｐｉの制御値が圧力制御標準値Ｐｉ０を超えた状態、スクリュー回転数Ｎの制御値が回転数制御標準値Ｎ０未満の状態、薬注量Ｋの制御値が薬液量制御標準値Ｋ０を超えた状態に該当すると、各制御対象の制御値が各制御標準値に設定され、後者の場合には選択された全ての制御対象が、供給圧力Ｐｉの制御値が圧力制御標準値Ｐｉ０未満の状態、スクリュー回転数Ｎの制御値が回転数制御標準値Ｎ０を超えた状態、薬注量Ｋの制御値が薬液量制御標準値Ｋ０未満の状態に該当すると、各制御対象の制御値が各制御標準値に設定されて、制御状態が一気に変化して所望の含水率が得られる駆動トルクに迅速に調整されるようになる。そして、駆動トルクＳが第１閾値ＳＨ未満で、かつ、第２閾値超ＳＬを超える場合には、駆動トルクが安定するように各制御対象の設定値が保持される。
【００２３】
同第七の特徴構成は、同請求項７に記載した通り、上述の第一から第六の何れかの特徴構成に加えて、各制御対象として供給圧力Ｐｉと、スクリュー回転数Ｎと、薬注量Ｋが選択されている点にある。
【００２４】
制御対象として供給圧力Ｐｉと、スクリュー回転数Ｎと、薬注量Ｋが選択されていることが制御の自由度が高まる点で好ましい。
【００２５】
同第八の特徴構成は、同請求項８に記載した通り、上述の第六または第七の特徴構成に加えて、前記駆動トルクＳが第１閾値ＳＨを超える場合と、第２閾値ＳＬ未満となる場合とで各制御標準値が異なる値に設定されている点にある。
【００２６】
駆動トルクＳが高い側にある場合と低い側にある場合で初期化するための各制御標準値を異ならせることで、さらに適切な制御が可能になる。
【００２７】
本発明によるスクリュープレス型脱水機の制御装置の第一の特徴構成は、同請求項９に記載した通り、スラリーを脱水するためのスクリュープレス型脱水機の制御装置であって、所定の圧力制御標準値Ｐｉ０が設定されたスラリーの供給圧力Ｐｉ、所定の回転数制御標準値Ｎ０が設定されたスラリーを圧搾搬送するスクリュー回転数Ｎ、所定の薬液量制御標準値Ｋ０が設定されたスラリーに事前注入する凝集剤の薬注量Ｋのうち少なくとも二つが制御対象に選択され、スクリューの駆動トルクＳが第１閾値ＳＨと第１閾値ＳＨよりも小さな第２閾値ＳＬの範囲に入るように各制御対象の制御値を設定する駆動トルク制御ステップを実行する駆動トルク制御部、を備えて構成され、前記駆動トルク制御部は、前記駆動トルクＳが第１閾値ＳＨを超えると、各制御対象の制御値と各制御標準値とを比較する比較ステップを実行する比較処理部と、前記比較ステップによる比較の結果、選択された全ての制御対象が、供給圧力Ｐｉの制御値が圧力制御標準値Ｐｉ０を超えた状態、スクリュー回転数Ｎの制御値が回転数制御標準値Ｎ０未満の状態、薬注量Ｋの制御値が薬液量制御標準値Ｋ０を超えた状態に該当すると、各制御対象の制御値を各制御標準値に設定する初期化ステップを実行する初期化処理部と、を含む点にある。
【００２８】
同第二の特徴構成は、同請求項１０に記載した通り、スラリーを脱水するためのスクリュープレス型脱水機の制御装置であって、所定の圧力制御標準値Ｐｉ０が設定されたスラリーの供給圧力Ｐｉ、所定の回転数制御標準値Ｎ０が設定されたスラリーを圧搾搬送するスクリュー回転数Ｎ、所定の薬液量制御標準値Ｋ０が設定されたスラリーに事前注入する凝集剤の薬注量Ｋのうち少なくとも二つが制御対象に選択され、スクリューの駆動トルクＳが第１閾値ＳＨと第１閾値ＳＨよりも小さな第２閾値ＳＬの範囲に入るように各制御対象の制御値を設定する駆動トルク制御ステップを実行する駆動トルク制御部、を備えて構成され、前記駆動トルク制御部は、前記駆動トルクＳが第２閾値ＳＬ未満になると、各制御対象の制御値と各制御標準値とを比較する比較ステップを実行する比較処理部と、前記比較ステップによる比較の結果、選択された全ての制御対象が、供給圧力Ｐｉの制御値が圧力制御標準値Ｐｉ０未満の状態、スクリュー回転数Ｎの制御値が回転数制御標準値Ｎ０を超えた状態、薬注量Ｋの制御値が薬液量制御標準値Ｋ０未満の状態に該当すると、各制御対象の制御値を各制御標準値に設定する初期化ステップを実行する初期化処理部と、を含む点にある。
【００２９】
同第三の特徴構成は、同請求項１１に記載した通り、上述した第一の特徴構成に加えて、前記比較ステップによる比較の結果、選択された何れかの制御対象が、供給圧力Ｐｉの制御値が圧力制御標準値Ｐｉ０を超えた状態、スクリュー回転数Ｎの制御値が回転数制御標準値Ｎ０未満の状態、薬注量Ｋが薬注量制御標準値Ｋ０を超えた状態に該当しない場合に、各制御対象の制御値に対して、供給圧力Ｐｉの低下設定、スクリュー回転数Ｎの上昇設定、薬注量Ｋの低下設定の何れかの設定処理を実行する制御値更新部を、さらに含む点にある。
【００３０】
同第四の特徴構成は、同請求項１２に記載した通り、上述の第二の特徴構成に加えて、前記比較ステップによる比較の結果、選択された何れかの制御対象が、供給圧力Ｐｉの制御値が圧力制御標準値Ｐｉ０未満の状態、スクリュー回転数Ｎの設定値が回転数制御標準値Ｎ０を超えた状態、薬注量Ｋの設定値が薬注量制御標準値Ｋ０未満の状態に該当しない場合に、各制御対象の制御値に対して、供給圧力Ｐｉの上昇設定、スクリュー回転数Ｎの低下設定、薬注量Ｋの上昇設定の何れかの設定処理を実行する制御値更新部を、さらに含む点にある。
【００３１】
同第五の特徴構成は、同請求項１３に記載した通り、スラリーを脱水するためのスクリュープレス型脱水機の制御装置であって、所定の圧力制御標準値Ｐｉ０が設定されたスラリーの供給圧力Ｐｉ、所定の回転数制御標準値Ｎ０が設定されたスラリーを圧搾搬送するスクリュー回転数Ｎ、所定の薬液量制御標準値Ｋ０が設定されたスラリーに事前注入する凝集剤の薬注量Ｋのうち少なくとも二つが制御対象に選択され、スクリューの駆動トルクＳが第１閾値ＳＨと第１閾値ＳＨよりも小さな第２閾値ＳＬの範囲に入るように各制御対象の制御値を設定する駆動トルク制御ステップを実行する駆動トルク制御部、を備えて構成され、前記駆動トルク制御部は、前記駆動トルクＳが第１閾値ＳＨを超え、または、前記駆動トルクＳが第２閾値ＳＬ未満になると、各制御対象の制御値と各制御標準値とを比較する比較ステップを実行する比較処理部と、前記駆動トルクＳが第１閾値ＳＨを超えた場合に、前記比較ステップによる比較の結果、選択された全ての制御対象が、供給圧力Ｐｉの制御値が圧力制御標準値Ｐｉ０を超えた状態、スクリュー回転数Ｎの制御値が回転数制御標準値Ｎ０未満の状態、薬注量Ｋの制御値が薬液量制御標準値Ｋ０を超えた状態に該当すると、各制御対象の制御値を各制御標準値に設定するとともに、前記駆動トルクＳが第２閾値ＳＬ未満となった場合に、前記比較ステップによる比較の結果、選択された全ての制御対象が、供給圧力Ｐｉの制御値が圧力制御標準値Ｐｉ０未満の状態、スクリュー回転数Ｎの制御値が回転数制御標準値Ｎ０を超えた状態、薬注量Ｋの制御値が薬液量制御標準値Ｋ０未満の状態に該当すると、各制御対象の制御値を各制御標準値に設定する初期化ステップを実行する初期化処理部と、前記駆動トルクＳが第１閾値ＳＨ未満で、かつ、第２閾値超ＳＬを超える場合に、各制御対象の設定値を保持する待機ステップを実行する待機処理部と、を含む点にある。
【００３２】
同第六の特徴構成は、同請求項１４に記載した通り、上述の第一から第五の何れかの特徴構成に加えて、各制御対象として供給圧力Ｐｉと、スクリュー回転数Ｎと、薬注量Ｋが選択されている点にある。
【００３３】
同第七の特徴構成は、同請求項１５に記載した通り、上述の第一または第二の特徴構成に加えて、前記駆動トルクＳが第１閾値ＳＨを超える場合と、第２閾値ＳＬ未満となる場合とで各制御標準値が異なる値に設定されている点にある。
【発明の効果】
【００３４】
以上説明した通り、本発明によれば、被圧搾物であるスラリーの性状が大きく変動する場合であっても、処理量の変動を抑制しながら所期の含水率を得ることができるスクリュープレス型脱水機の運転方法及びスクリュープレス型脱水機の制御装置を提供することができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明によるスクリュープレス型脱水機の構造の説明図
【図２】本発明によるスクリュープレス型脱水機の要部の機能説明図
【図３】制御装置により実行される制御手順を示すフローチャート
【図４】別実施形態を示し、制御装置により実行される制御手順を示すフローチャート
【図５】別実施形態を示し、制御装置により実行される制御手順を示すフローチャート
【図６】別実施形態を示し、制御装置により実行される制御手順を示すフローチャート
【図７】駆動トルクＳと含水率の関係説明図
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下に、本発明によるスクリュープレス型脱水機の運転方法及びスクリュープレス型脱水機の制御装置の実施形態を説明する。
図１には、外胴スクリーン２の一部が除去されたスクリュープレス型脱水機１０の構造が示されている。スクリュープレス型脱水機１０は、基台１に設けられた外胴スクリーン２、上下二本のスクリュー軸３，４、背圧プレッサ５、エアシリンダー６、駆動装置７、洗浄装置８（図２参照）、凝集混和装置１１などを備えて構成されている。
【００３７】
外胴スクリーン２は、汚泥投入側端部１ａから汚泥排出側端部１ｂの間で軸心が水平姿勢となるように配された円筒状の金属ろ材で構成され、軸心方向に複数のセグメントに区分されている。ろ過ゾーンとなる汚泥投入側端部１ａに近接したセグメントには高圧ろ過による目詰まりに対応すべく間隔０．２ｍｍ程度のウェッジワイヤで構成された金属ろ材２ａが配され、それより下流側の脱水ゾーンとなるセグメントには開口径が０．６〜１．０ｍｍ程度のパンチングメタルで構成された金属ろ材２ｂが配されている。
【００３８】
スクリュー軸３，４には、汚泥投入側端部１ａから汚泥排出側端部１ｂに向けてピッチが次第に短く、つまり羽根の１ピッチ当たりのろ室容積が減少するように設定されたスクリュー羽根３ａ，４ａが設けられている。スクリュー軸３，４とスクリュー羽根３ａ，４ａによりスクリューが構成される。なお、スクリュー軸３，４の軸径を汚泥排出側ほど太くすることでスクリュー羽根の１ピッチ当たりのろ室容積が減少するように構成してもよい。基台１に設けられた電動モータなどで構成される駆動装置７により駆動連結機構であるギヤ７ａ，７ｂを介して当該スクリュー軸３，４は互いに反対方向に回転駆動される。
【００３９】
スラリー即ち被圧搾物となる有機性汚泥は、ポンプＰによって凝集混和装置１１に圧送され、凝集混和装置１１に投入されたポロマーでなる凝集剤とともに撹拌羽根で撹拌混合されてフロックを形成した後に、汚泥投入側端部１ａから外胴スクリーン２で仕切られるろ室に圧入される。
【００４０】
ろ室に圧入された被圧搾物は、スクリュー軸３，４の回転に伴ってスクリュー羽根３ａ，４ａにより汚泥排出側端部１ｂに向けて搬送される過程で、外胴スクリーン２でろ過され、２本のスクリュー軸３，４の回転によって中央部に巻き込まれて強い圧密・剪断脱水効果を受けつつ、ピッチが次第に短く設定されたスクリュー羽根３ａ，４ａにより下流側への搬送に伴って次第に圧密化される。
【００４１】
汚泥排出側端部１ｂにはスクリーン２の開口に対向するように背圧プレッサ５が配されている。背圧プレッサ５はスクリュー軸３，４の先端側がブッシュタイプのすべり軸受を介して貫通するように配置され、エアシリンダー６及び押圧シャフト６ａにより所定圧で汚泥投入側端部１ａに向けて押圧駆動される。
【００４２】
圧搾汚泥から受ける反力とプレッサ圧とのバランスにより形成されるスクリーン２の端部と背圧プレッサ５の外周部に形成される間隙から脱水ケーキが排出される。
【００４３】
背圧プレッサ５を加圧するアクチュエータとしてエアシリンダー７以外に油圧シリンダー、電動シリンダーなどを用いることも可能である。
【００４４】
上述したスクリュープレス型脱水機には制御装置２０が設けられ、当該制御装置２０によって運転制御される。制御装置２０はＣＰＵ、メモリ、入出力回路などを備えたコンピュータで構成され、メモリに格納された制御プログラムがＣＰＵで実行されることにより所期の運転制御が具現化される。
【００４５】
駆動装置７に組み込まれた電動モータのトルクを検出するトルクセンサ１３、スラリーの供給圧力を検出する圧力センサ１４、スクリーン２の端部と背圧プレッサ５の外周部に形成される間隙を計測する超音波センサ１２、の各検出値が制御装置２０に入力される。なお、超音波センサ１２は基台１に立設された後フレームに取付けられ、後フレームと背圧プレッサ５の背面との間の距離が求められ、当該距離を基準に制御装置２０によってスクリーン２の端部と背圧プレッサ５の外周部に形成される間隙が算出されるように構成されている。
【００４６】
一般的に、被圧搾物である汚泥の性状は、蒸発残留物ＴＳ（Total Solids）、蒸発減量物ＶＴＳ（Volatile Total Solids）、繊維状物量により把握することができる。
【００４７】
蒸発残留物ＴＳ（Total Solids）とは、汚泥中の固形物量を示す指標で、試料を１０５〜１１０℃で乾燥した後に残留する物質量（ｍｇ／Ｌまたはｍｇ／ｋｇ）で表される。蒸発残留物ＴＳは強熱減量と強熱残留物の和、或いは、ＳＳと溶解性物質の和となる。
【００４８】
強熱減量物ＶＴＳ（Volatile Total Solids）とは、汚水や汚泥中の有機物量を示す指標である。蒸発残留物ＴＳを６００℃で１時間強熱灰化して揮発する物質量がｍｇ／Ｌまたはｍｇ／ｋｇで表される。ＶＴＳの値が小さいほど脱水性は良くなる。
【００４９】
また、汚泥に含まれる繊維状物量が多ければフロックの核となりやすく、凝集剤を添加したときの凝集性が上昇する。
【００５０】
蒸発残留物ＴＳが高く、強熱減量物ＶＴＳが低く、繊維状物量が多い汚泥は脱水しやすく、脱水ケーキの含水率が低くなるため、絞り過ぎないようにスクリュー軸３，４の回転数及び背圧プレッサ５に付与されるプレッサ圧を調整する必要がある。また、蒸発残留物ＴＳが低く、強熱減量物ＶＴＳが高く、繊維状物量が少ない汚泥は脱水が容易でなく、脱水ケーキの含水率が高くなるため、脱水ケーキの練り込み、排出不良を回避すべくスクリュー軸３，４の回転数及び背圧プレッサ５に付与されるプレッサ圧を調整する必要がある。
【００５１】
図７に示すように、スクリュープレス型脱水機が起動されて立上った状態では、スクリューの駆動トルクＳと脱水ケーキの含水率との間には一定の相関が見られ、駆動トルクＳが上昇するに伴って含水率が低下するようになる。
【００５２】
本発明による制御装置２０は、スクリュープレス型脱水機が立上った状態で例えば脱水ケーキの含水率が７５±α％（この値は脱水対象スラリーに応じて適宜設定される値である。）に収まるように、駆動トルクＳを最小値ＳＬと最大値ＳＭの間に維持するように、スラリーの供給圧力Ｐｉ、スラリーを圧搾搬送するスクリュー回転数Ｎ、スラリーに事前注入する凝集剤の薬注量Ｋの少なくとも二つを制御対象に選択し、選択した制御対象の制御値を設定するように構成されている。
【００５３】
なお、凝集混和装置１１にスラリーを圧送するポンプＰの回転数を調整することによって供給圧力Ｐｉが制御され、駆動装置７に備えた電動モータの回転数を調整することによってスクリュー回転数Ｎが制御され、凝集混和装置１１に注入されるポリマーの量を調整することによって薬注量Ｋが制御される。
【００５４】
スラリーの供給圧力Ｐｉを調整するとろ過ゾーンで適切なろ過速度に制御することができ、脱水ゾーンに安定したケーキを送ることができる。薬注量Ｋを所定範囲で調整すると、ろ過に適したフロックの大きさに制御できる。しかし、薬注量Ｋの好ましい調整範囲は限られ、当該調整範囲から何れの側へ逸脱しても含水率は悪化する。スクリュー回転数Ｎを上げると処理量が増大するが、含水率は悪化する傾向になる。従って、薬注量Ｋ及びスクリュー回転数Ｎの調整は補助的な位置づけとなり、供給圧力Ｐｉや薬注量Ｋを調整した結果、処理量が変化したような場合にスクリュー回転数Ｎを調整する意義がある。
【００５５】
尚、上述の制御中に、脱水ケーキの含水率を目標値に近づけるために背圧プレッサ５の圧力を調整してもよい。
【００５６】
以下、制御装置２０により実行される運転手順について詳述する。
制御装置２０は、起動時に薬注量Ｋ、スクリュー軸３，４の回転数Ｎ、スラリーの供給圧力Ｐｉ及び背圧プレッサ５に付与されるプレッサ圧Ｐｏを立上げ時の設定値にして、上述した二軸スクリュープレス型脱水機のろ室にスラリーを圧入し、ろ過ゾーンでのろ過処理及び脱水ゾーンでの脱水処理を行なって駆動トルクＳが所定範囲に入るように立ち上げる立上げ制御ステップが実行される。立上げ制御ステップにはおよそ３０分から６０分を要する。
【００５７】
一軸スクリュープレス型脱水機の場合、スクリュー軸を停止した状態でろ室にスラリーを圧入し、ろ室にスラリーが充填された後に、スクリュー軸の回転数Ｎ、スラリーの供給圧力Ｐｉ及び背圧プレッサ５に付与されるプレッサ圧Ｐｏを立上げ時の設定値にして立ち上げられる。立上げ時の駆動トルクＳの所定範囲は、駆動トルク制御ステップで指標とされる第１閾値ＳＨと第１閾値ＳＨよりも小さな第２閾値ＳＬと同値であってもよいし、それよりも広い範囲であってもよいし、狭い範囲であってもよい。なお、立上げ制御ステップの制御手順は上述した手順に限るものではなく、駆動トルクＳが所定範囲に入るように立ち上げることができれば、特にその手順が限定されるものではない。
【００５８】
以下に説明する図３から図６のフローチャートは立上げ制御ステップの後に実行される駆動トルク制御ステップである。
図３に示すように、当該駆動トルク制御ステップは、所定インタバルＴ３（ＳＡ１）で繰返し実行され、所定の圧力制御標準値Ｐｉ０が設定されたスラリーの供給圧力Ｐｉ、所定の回転数制御標準値Ｎ０が設定されたスラリーを圧搾搬送するスクリュー回転数Ｎ、所定の薬液量制御標準値Ｋ０が設定されたスラリーに事前注入する凝集剤の薬注量Ｋの全てが制御対象に選択され、スクリューの駆動トルクＳが第１閾値ＳＨと第１閾値ＳＨよりも小さな第２閾値ＳＬの範囲に入るように各制御対象の制御値が設定される（ＳＡ２〜ＳＡ２１）。
【００５９】
以下、図３に基づいて駆動トルク制御ステップを詳述する。
駆動トルク制御ステップは、駆動トルクＳが第２閾値ＳＬ未満になり（ＳＡ２，Ｙ）、または、駆動トルクＳが第１閾値ＳＨを超えるものの（ＳＡ２，Ｙ）、異常な高トルクでない場合には（ＳＡ４，Ｎ）、各制御対象の制御値と各制御標準値とを比較する比較ステップを実行する（ＳＡ５，ＳＡ１２）。
【００６０】
駆動トルクＳが第２閾値超ＳＬを超え（ＳＡ２、Ｎ）、かつ、第１閾値ＳＨ未満の場合に（ＳＡ３，Ｎ）、各制御対象の設定値を保持する待機ステップ（ＳＡ２，ＳＡ３，ＳＡ１）を実行する。待機ステップでは、駆動トルクＳが適正範囲に制御され、脱水ケーキの含水率が適正範囲に調整されている。
【００６１】
駆動トルクＳが第１閾値ＳＨを超えた場合に実行される比較ステップＳＡ５では、選択された全ての制御対象が、供給圧力Ｐｉの制御値が圧力制御標準値Ｐｉ０を超えた状態、スクリュー回転数Ｎの制御値が回転数制御標準値Ｎ０未満の状態、薬注量Ｋの制御値が薬液量制御標準値Ｋ０を超えた状態に該当するか否かが比較され、該当すると各制御対象の制御値を各制御標準値に設定する（ＳＡ９）。これらの状態で制御値を調整しても駆動トルクＳが第１閾値ＳＨ以下に収束することが困難と判断して標準値に戻すのである。
【００６２】
駆動トルクＳが第２閾値ＳＬ未満になった場合に実行される比較ステップＳＡ１２では、選択された全ての制御対象が、供給圧力Ｐｉの制御値が圧力制御標準値Ｐｉ０未満の状態、スクリュー回転数Ｎの制御値が回転数制御標準値Ｎ０を超えた状態、薬注量Ｋの制御値が薬液量制御標準値Ｋ０未満の状態に該当するか否かが比較され、該当すると各制御対象の制御値を各制御標準値に設定する（ＳＡ１６）。これらの状態で制御値を調整しても駆動トルクＳが第２閾値ＳＬ以上に収束することが困難と判断して標準値に戻すのである。上述のステップＳＡ５，ＳＡ９，ＳＡ１２，ＳＡ１６が初期化ステップとなる。初期化ステップにより制御状態が一気に変化して所望の含水率が得られる駆動トルクに迅速に調整されるようになる。
【００６３】
比較ステップＳＡ５で条件を満たさない何れかの制御対象が存在すると（ＳＡ５，Ｎ）、供給圧力Ｐｉ、薬注量Ｋ、スクリュー回転数Ｎの制御値がそれぞれ更新される。先ず、供給圧力Ｐｉが最小圧力ＰｉＬになっていなければ（ＳＡ６，Ｎ）、予め設定された補正量ΔＰｉだけ減少補正される（ＳＡ１０）。次に薬注量（薬注率）Ｋが最小薬注率ＫＬになっていなければ（ＳＡ７，Ｎ）、予め設定された補正量ΔＫだけ減少補正される（ＳＡ１１）。さらに、スクリュー回転数Ｎが予め設定された最大値ＮＨになっていなければ、予め設定された補正量ΔＮだけ増加補正される（ＳＡ８）。各制御値が予め設定された限界値ＰｉＬ，ＫＬ，ＮＨに達した場合には、その値を維持する。
【００６４】
比較ステップＳＡ１２で条件を満たさない何れかの制御対象が存在すると（ＳＡ１２，Ｎ）、供給圧力Ｐｉ、薬注量Ｋ、スクリュー回転数Ｎの制御値がそれぞれ更新される。先ず、供給圧力Ｐｉが最大圧力ＰｉＨになっていなければ（ＳＡ１３，Ｎ）、予め設定された補正量ΔＰｉだけ増加補正される（ＳＡ１７）。次に薬注量（薬注率）Ｋが最大薬注率ＫＨになっていなければ（ＳＡ１４，Ｎ）、予め設定された補正量ΔＫだけ増加補正される（ＳＡ１８）。さらに、スクリュー回転数Ｎが予め設定された最小値ＮＬになっていなければ、予め設定された補正量ΔＮだけ減少補正される（ＳＡ１５）。各制御値が予め設定された限界値ＰｉＨ，ＫＨ，ＮＬに達した場合には、その値を維持する。
【００６５】
各制御対象の制御可能範囲の限界値ＰｉＬ，ＰｉＨ，ＫＬ，ＫＨ，ＮＬ，ＮＨ、及び、補正値ΔＰｉ，ΔＫ，ΔＮは、装置特性及びスラリーの性状に基づいて予め適宜設定される値である。また、圧力制御標準値Ｐｉ０はＰｉＬ＜Ｐｉ０＜ＰｉＨの範囲に設定され、回転数制御標準値Ｎ０はＮＬ＜Ｎ０＜ＮＨの範囲に設定され、薬液量制御標準値Ｋ０はＫＬ＜Ｋ０＜ＫＨの範囲に設定される。
【００６６】
駆動トルクＳが第１閾値ＳＨを超える場合と、第２閾値ＳＬ未満となる場合とで各制御標準値Ｐｉ０，Ｎ０，Ｋ０が異なる値に設定されていてもよい。駆動トルクＳが高い側にある場合と低い側にある場合で初期化するための各制御標準値を異ならせることで、さらに迅速且つ適切な制御が可能になる。
【００６７】
維持管理費低減のため、Ｋ０はなるべく小さい値に設定するのがよく、Ｐｉ０，Ｎ０は所望の汚泥処理量が得られる平均的な値に設定するのがよい。
【００６８】
ステップＳＡ４で駆動トルクＳが異常な高トルクであれば、ケーキ含水率が低下し過ぎていると判断し、警報を発して、供給圧力Ｐｉを下限値ＰｉＬよりも十分に小さな値ＰｉＬＬ（ＰｉＬＬ＜＜ＰｉＬ）に設定して（ＳＡ１９）、トルク低減を図るとともに所定時間Ｔ４（本実施形態では約５分）だけ待機した後に（ＳＡ２０）、下限値ＰｉＬに戻す。供給圧力Ｐｉが大きく低下することで、スラリーが十分にろ過されずにスクリューで搬送される結果、機内のスラリーの平均含水率が高くなり、緊急退避的にトルクを下げることができる。
【００６９】
本発明は、スラリーの供給圧力Ｐｉ、スラリーを圧搾搬送するスクリュー回転数Ｎ、スラリーに事前注入する凝集剤の薬注量Ｋのうち少なくとも二つが制御対象に選択され、スクリューの駆動トルクＳが第１閾値ＳＨと第１閾値ＳＨよりも小さな第２閾値ＳＬの範囲に入るように、以下の手順で各制御対象の制御値が設定されるように構成されていればよい。
【００７０】
供給圧力Ｐｉ及び薬注量Ｋを選択した手順が図４に示され、供給圧力Ｐｉ及びスクリュー回転数Ｎを選択した手順が図５に示され、薬注量Ｋ及びスクリュー回転数Ｎを選択した手順が図６に示されている。
【００７１】
何れの例でも、駆動トルクＳが第１閾値ＳＨを超えた場合に、比較ステップによる比較の結果、選択された全ての制御対象が、供給圧力Ｐｉの制御値が圧力制御標準値Ｐｉ０を超えた状態、スクリュー回転数Ｎの制御値が回転数制御標準値Ｎ０未満の状態、薬注量Ｋの制御値が薬液量制御標準値Ｋ０を超えた状態に該当すると、各制御対象の制御値を各制御標準値に設定するとともに、駆動トルクＳが第２閾値ＳＬ未満となった場合に、比較ステップによる比較の結果、選択された全ての制御対象が、供給圧力Ｐｉの制御値が圧力制御標準値Ｐｉ０未満の状態、スクリュー回転数Ｎの制御値が回転数制御標準値Ｎ０を超えた状態、薬注量Ｋの制御値が薬液量制御標準値Ｋ０未満の状態に該当すると、各制御対象の制御値を各制御標準値に設定する初期化ステップが実行されるように構成されている。
【００７２】
また、比較ステップＳＡ５による比較の結果、選択された何れかの制御対象が、供給圧力Ｐｉの制御値が圧力制御標準値Ｐｉ０を超えた状態、スクリュー回転数Ｎの制御値が回転数制御標準値Ｎ０未満の状態、薬注量Ｋが薬注量制御標準値Ｋ０を超えた状態に該当しない場合に、各制御対象の制御値に対して、供給圧力Ｐｉの低下設定、スクリュー回転数Ｎの上昇設定、薬注量Ｋの低下設定の何れかの設定処理を実行する制御値更新ステップが含まれる。それまでの継続的な制御により緩やかに駆動トルクＳが第１閾値ＳＨ以下になるように制御される。
【００７３】
比較ステップＳＡ１２による比較の結果、選択された何れかの制御対象が、供給圧力Ｐｉの制御値が圧力制御標準値Ｐｉ０未満の状態、スクリュー回転数Ｎの設定値が回転数制御標準値Ｎ０を超えた状態、薬注量Ｋの設定値が薬注量制御標準値Ｋ０未満の状態に該当しない場合に、各制御対象の制御値に対して、供給圧力Ｐｉの上昇設定、スクリュー回転数Ｎの低下設定、薬注量Ｋの上昇設定の何れかの設定処理を実行する制御値更新ステップが含まれる。それまでの継続的な制御により緩やかに駆動トルクＳが第２閾値ＳＬ以上になるように制御される。
【００７４】
以上説明したように、本発明によるスクリュープレス型脱水機の制御装置は、内部に供給されたスラリーを圧搾してスクリューの駆動トルクＳが所定範囲に入るように立ち上げる立上げ制御ステップを実行する立上げ制御部と、立上げ制御ステップの後に繰返し実行され、所定の圧力制御標準値Ｐｉ０が設定されたスラリーの供給圧力Ｐｉ、所定の回転数制御標準値Ｎ０が設定されたスラリーを圧搾搬送するスクリュー回転数Ｎ、所定の薬液量制御標準値Ｋ０が設定されたスラリーに事前注入する凝集剤の薬注量Ｋのうち少なくとも二つが制御対象に選択され、スクリューの駆動トルクＳが第１閾値ＳＨと第１閾値ＳＨよりも小さな第２閾値ＳＬの範囲に入るように各制御対象の制御値を設定する駆動トルク制御ステップを実行する駆動トルク制御部と、を備えて構成されている。
【００７５】
そして、駆動トルク制御部は、駆動トルクＳが第１閾値ＳＨを超え、または、駆動トルクＳが第２閾値ＳＬ未満になると、各制御対象の制御値と各制御標準値とを比較する比較ステップを実行する比較処理部と、駆動トルクＳが第１閾値ＳＨを超えた場合に、比較ステップによる比較の結果、選択された全ての制御対象が、供給圧力Ｐｉの制御値が圧力制御標準値Ｐｉ０を超えた状態、スクリュー回転数Ｎの制御値が回転数制御標準値Ｎ０未満の状態、薬注量Ｋの制御値が薬液量制御標準値Ｋ０を超えた状態に該当すると、各制御対象の制御値を各制御標準値に設定するとともに、駆動トルクＳが第２閾値ＳＬ未満となった場合に、比較ステップによる比較の結果、選択された全ての制御対象が、供給圧力Ｐｉの制御値が圧力制御標準値Ｐｉ０未満の状態、スクリュー回転数Ｎの制御値が回転数制御標準値Ｎ０を超えた状態、薬注量Ｋの制御値が薬液量制御標準値Ｋ０未満の状態に該当すると、各制御対象の制御値を各制御標準値に設定する初期化ステップを実行する初期化処理部と、前記駆動トルクＳが第１閾値ＳＨ未満で、かつ、第２閾値超ＳＬを超える場合に、各制御対象の設定値を保持する待機ステップを実行する待機処理部と、を備えて構成されている。
【００７６】
上述したスクリュープレス型脱水機の各部の具体的構成は実施形態の記載に限定されるものではなく、本発明による作用効果を奏する範囲において適宜変更設計可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００７７】
１：基台
２：外胴スクリーン
３，４：スクリュー軸
３ａ，４ａ：スクリュー羽根
５：背圧プレッサ
６：エアシリンダー
７：駆動装置
１０：スクリュープレス型脱水機
１３：トルクセンサ
１４：圧力センサ
２０：制御装置
【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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【図６】
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【図７】
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