(57)【要約】【課題】本考案は、装置の大型化を避け、容易に固体分の含水率を低下させることができるスクリーンコンベアー型の固液分離装置を提供することを目的とするものである。【解決手段】本考案のスクリーンコンベアー型固液分離装置は、１５°以下の上向き傾斜に配置して無端ベルト状に配設された第１のスクリーンと、前記スクリーンコンベアの往路下流側で第１のスクリーンの上面に接触しつつ同速度で回転駆動される無端ベルト状の第２のスクリーンと、前記第１のスクリーンと第２のスクリーンを圧接する圧搾ローラとから構成され、多量の水分を含んだ固形分を前記第１のスクリーンと第２のスクリーン間で前記圧搾ローラによって圧接されることによって残留液分が搾られるようにした。【選択図】図３
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
固液混合スラリー供給部と、回転駆動されるスクリーンコンベアからなる固液分離部と、分離水受け部と、固形分収集部とからなるものであって、前記固液分離部は１５°以下の上向き傾斜に配置して無端ベルト状に配設された第１のスクリーンと、前記スクリーンコンベアの往路下流側で第１のスクリーンの上面に接触しつつ同速度で回転駆動される無端ベルト状の第２のスクリーンと、前記第１のスクリーンと第２のスクリーンを圧接する圧搾ローラとから構成されるようにして、前記スクリーンコンベアの往路上流側に、固液混合スラリーを供給し、往路下流側に向かって上昇搬送する間に、液分が第１のスクリーンの網目から落下し、残った多量の水分を含んだ固形分は前記第１のスクリーンと第２のスクリーン間で前記圧搾ローラによって圧接されることによって残留液分が搾られ、残った固形分は前記スクリーンコンベアの往路下流側端部から前記固形分収集部に落下することによって固液分離を行うようにしたことを特徴とする固液分離装置。
【請求項２】
前記圧搾ローラは前記第１のスクリーンと第２のスクリーンを上下に蛇行させるように複数個配置されたことを特徴とする請求項１に記載の固液分離装置。
【請求項３】
前記圧搾ローラの内下方位置に配置されたものの表面には幅方向にわたる溝が複数本備えられている請求項２に記載の固液分離装置。
【請求項４】
前記溝は幅方向の中心位置を頂点として両側へ傾斜させて設けることにより、前記圧搾ローラの回転に伴い搾られた液分が両側から流下し易くしたことを特徴とする請求項３に記載の固液分離装置。
【請求項５】
前記圧搾ローラの内上方位置に配置されたものには前記第１のスクリーンと第２のスクリーンを挟持するように押圧ローラが対峙して配置されることを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の固液分離装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、固液分離装置に関し、特に畜舎汚水中に含まれる家畜の糞等の固形分を液分から分離したり、畜産処理水中の固形分を凝集させた後の固液分離に適した固液分離装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、畜舎から排出される糞尿等の畜舎汚水（以下、原水という。）は、原水槽に貯留して、そこからポンプにより糞尿固液分離装置に供給して糞等の固形分と液分に分離して処理している。従来の畜舎用の糞尿固液分離装置として、振動篩方式、遠心分離方式、傾斜スクリーン方式等の固液分離器が知られている。これらの従来の振動篩方式及び傾斜スクリーン方式は、ホッパー状の汚水受けの傾斜開口部に傾斜状の網目スクリーンを配置してなり、傾斜スクリーンの上部に糞尿をポンプにより供給して、網目スクリーンに沿って落下させることにより、液分はスクリーンの網目より落下しホッパー状の汚水受けから濾液槽に一旦ためてから、曝気槽等の次処理工程に送られる。一方、固形分はスクリーンに沿って流れてスクリーンの下端部から固形分収納ピッチに落下して堆積される。
【０００３】
従来の傾斜スクリーン方式や振動篩方式等の糞尿固液分離装置は、前記のように傾斜面の上面から家畜汚水を流して落下させる方式であるため、その長さに制限を受け装置の大型化が困難であり、処理能力が低い。そのため、大量に畜舎汚水を排出する大型畜舎等においては、そのような糞尿固液分離装置を複数台設置しなければならず、設備コストが増大すると共に処理効率が低いという問題点があった。また、網目スクリーンで固液分離を行う場合、網目に糞尿が付着して直ぐに目詰りを起し、固液分離能力が低下するために、メンテナンスに多大な動力と時間を要するなどの問題があった。また、従来の固液分離では原水をそのまま固液分離処理するため、原水中に混ざっている微細固形分の回収が困難であった。
【０００４】
本出願人は、上記実情に鑑み先に特許文献１を提示した。この考案は、糞尿の固液分離処理能力が従来の糞尿固液分離装置と比べて著しく高く、且つスクリーンコンベヤが目詰まりすることを防止でき、大量の糞尿を連続して固液分離処理することができ、大型畜舎であっても単台で処理可能であり、設備コストの低減と処理能力の向上を図ることができる糞尿固液分離装置を提供することを目的としたもので、その構成は図５に示すように、傾斜配置されて連続駆動されるスクリーンコンベアの上流側の低い位置に、原水攪拌凝集タンクから糞尿凝集スラリ−を供給し、スクリーンコンベアの往路上面に搾りローラを複数段設け、下流側に向かって上昇搬送する間に、その自重と搾りローラによる圧力で糞尿凝集スラリーの液分が分離してスクリーンコンベアの網目から落下し、固形分はその下流側端部から落下することによって固液分離を行うというものである。スクリーンコンベアの往路側には、清掃ブラシ、洗浄水噴射装置、清掃エアブロー装置が配置されている。この構成を採用したことにより、糞尿の固液分離処理能力が従来の糞尿固液分離装置と比べて著しく高く、且つスクリーンコンベヤが目詰まりすることを防止でき、大量の糞尿を連続して固液分離処理することができ、大型畜舎であっても単台で処理可能であり、設備コストの低減と処理能力の向上を図ることができるという効果を奏することができた。
【０００５】
その後、本出願人はこの固液分離装置の分離率を高めるために特許文献２を提示した。そこに提示した本発明の浄化槽処理水の脱色処理機能を備えた固液分離システムは、図６に示すように固液分離する手段として、スクリーンコンベアの往路上面に搾りローラを複数段設け、下流側に向かって上昇搬送する間に、その自重と搾りローラによる圧力でスラリーの液分が分離してスクリーンコンベアの網目から落下し、固形分はその下流側端部から落下することによって固液分離を行うというものである。搾りローラによる搾り機構は２つの案内ロールに対して搾りロールを圧接することによって水分を搾り取るものである。このシステムによって、分離された固形分は７５〜８５％の含水量にまで除水されることが可能であるが、含水率７５％まで搾るには搾りローラの段数を多くしたり、圧接力を相当に高くするなどの必要があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実用新案登録第３０９１００８号  「糞尿固液分離装置」  公報発行日：平成１５年１月１７日
【特許文献２】特許第３９６８３６９号公報  「浄化槽処理水の脱色処理機能を備えた固液分離システム」  公報発行日：平成１９年８月２９日
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のスクリーンコンベアー装置では、搾りローラの数を増やして多段で搾ったり、搾りローラの圧接力を高くすることにより、図４に示す装置に比べより効果的に固液が分離できることで固体分の含水率を低下させることができるのであるが、搾りローラの数を増やすことによりコンベアーの搬送パスを長くする必要があり、装置が大型化し、設置場所のスペースなどの問題を生じる。
上記の問題に鑑み、本考案は、コンベアーの搬送パスを長くするなどの装置の大型化を避け、容易に固体分の含水率を低下させることができるスクリーンコンベアー型の固液分離装置を提供することを目的・課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本考案のスクリーンコンベアー型固液分離装置は、固液混合スラリー供給部と、回転駆動されるスクリーンコンベアからなる固液分離部と、分離水受け部と、固形分収集部とからなるものであって、前記固液分離部は１５°以下の上向き傾斜に配置して無端ベルト状に配設された第１のスクリーンと、前記スクリーンコンベアの往路下流側で第１のスクリーンの上面に接触しつつ同速度で回転駆動される無端ベルト状の第２のスクリーンと、前記第１のスクリーンと第２のスクリーンを圧接する圧搾ローラとから構成されるようにして、前記スクリーンコンベアの往路上流側に、固液混合スラリーを供給し、往路下流側に向かって上昇搬送する間に、液分が第１のスクリーンの網目から落下し、残った多量の水分を含んだ固形分は前記第１のスクリーンと第２のスクリーン間で前記圧搾ローラによって圧接されることによって残留液分が搾られ、残った固形分は前記スクリーンコンベアの往路下流側端部から前記固形分収集部に落下することによって固液分離を行うようにした。
【０００９】
また、本考案のスクリーンコンベアー型固液分離装置は、前記圧搾ローラを前記第１のスクリーンと第２のスクリーンを上下に蛇行させるように複数個配置されるようにした。
また、複数個配置された前記圧搾ローラの内下方位置に配置されたものの表面には幅方向にわたる溝が複数本備えられるようにした。
また、実施の一形態として前記溝は幅方向の中心位置を頂点として両側へ傾斜させて設けることにより、前記圧搾ローラの回転に伴い搾られた液分が両側から流下し易くした。
また、更なる構成として、前記圧搾ローラの内上方位置に配置されたものには前記第１のスクリーンと第２のスクリーンを挟持するように押圧ローラが対峙して配置されるようにした。
【考案の効果】
【００１０】
本考案の固液分離装置は、上記の構成を採用したことにより、前記スクリーンコンベアの上流側の低い位置に、固液混合スラリーを供給し、下流側に向かって上昇搬送する間に、液分がスクリーンコンベアの網目から落下し、残った多量の水分を含んだ固形分は前記第１のスクリーンと第２のスクリーン間で前記圧搾ローラによって圧接されることによって残留液分が搾られるため、残った固形分には残留水分が極めて低く、下流側端部から固形分収集部に落下する固形分の含水率は７３％乃至７８％まで落とすことができる。
【００１１】
また、本考案のスクリーンコンベアー型固液分離装置は、前記圧搾ローラを前記第１のスクリーンと第２のスクリーンを上下に蛇行させるように複数個配置されるようにしたものであるから、複数回にわたって、液分の搾りが繰り返され、効果的に固液分離が行われる。
また、複数個配置された前記圧搾ローラの内下方位置に配置されたものの表面には幅方向にわたる溝が複数本備えられるようにした構成を採用したことにより、第２のスクリーンによって濾過された液分がスクリーンの内側に溜まることなく流出される。更に、前記溝は幅方向の中心位置を頂点として両側へ傾斜させて設ける構成を採用した場合、圧搾ローラの回転に伴い搾られた液分が両側からスムーズに流下される。
また、更なる構成として、圧搾ローラの内上方位置に配置された第１のスクリーンと第２のスクリーンを挟持するように押圧ローラが対峙して配置されるようにした本考案のスクリーンコンベアー型固液分離装置は、押圧ローラの押圧力によって強く搾られることにより、更に液分分離効果を高めることが出来た。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本考案のスクリーンコンベアー型固液分離装置平面図（部分割愛）である。
【図２】スラリーを供給する上流側設備を示す図である。
【図３】本考案のスクリーンコンベアー型固液分離装置の要部立面図である。
【図４】本考案に用いる圧搾ローラの切り溝形態例を示す図である。
【図５】従来装置を説明する図である。
【図６】改良された従来装置を説明する図である。
【考案を実施するための形態】
【００１３】
以下、本考案の実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は本考案のスクリーンコンベアー型固液分離装置の全体構成を平面図で示したもので、１は被処理流体の流量調整タンク、２は第１の反応槽、３は第２の反応槽、４が固液分離を行うスクリーンコンベアー、そして９が固形分収集部である。畜舎等から排出された原尿槽からの原水等の被処理流体は、小タンクからなる流量調整タンク１から第１の反応槽２に第１の移送路１０を介して導入されるが、該第１の移送路１０にはカチオン凝集剤が添加される添加口（図示せず）が配設されている。凝集剤が混入された被処理液は、まず、第１の反応槽２内で攪拌されつつ凝集反応が促進される。図２に示されるように攪拌は攪拌モータ12aによって攪拌翼13aを回転させて行う。ここで、第１段の凝集反応をおえた被処理液は第２の移送路１１を介して第２の反応槽３に移送されるが、この第２の移送路１１にもカチオン凝集剤が添加される添加口（図示せず）が配設されていて、第２の反応槽３においても第１の反応槽２のときと同様な攪拌しながらの第２段の凝集反応が行われる。攪拌は攪拌モータ12bによって攪拌翼13bを回転させて行う。このように同じ凝集剤を用いた反応を２段階に分けて実施するのは、少ない凝集剤でより効果的な凝集反応を起こさせるためである。更に前記第２の反応槽３にかその上部から凝集した固形分が浮いている凝集スラリーをスクリーンコンベアー４の上流端部に供給する凝集スラリー供給部５が配置されている。以上が固液分離を行うスクリーンコンベアー４へ被処理流体を供給する前段処理に当たる凝集工程である。
【００１４】
次に、本考案の要部である固液分離機能を果たすスクリーンコンベアー４について説明する。凝集スラリー供給部５からスクリーンコンベアー４に供給された固液混合の凝集スラリーは図２，図３に示されるように１５°以下の上向き傾斜に配置して無端ベルト状に配設された第１のスクリーン６の上面に注がれる。この第１のスクリーン６は主動輪15と従動輪16間に複数の案内ローラ22と圧搾ローラ17を介在して張り渡されており、主動輪15が駆動輪となって上側が登り傾斜の往路となり、下側が下り傾斜の復路となってコンベアー機構を担っている。往路上流側に供給された固液混合の凝集スラリーの液体成分は第１のスクリーン６のネットを濾過して下方に流下し、固形成分はスクリーンコンベアの往路下流側に送られる。スクリーンコンベアー４の往路下流側には第１のスクリーン６の上面に接触しつつ同速度で回転駆動される無端ベルト状の第２のスクリーン７が配置されている。この第２のスクリーン７は複数の案内ローラ23と複数の圧搾ローラ17を経由して無端ベルト状に張り渡され、下側の往路上流では第１のスクリーン６の上面に接触した状態となって進み、下流側では第１のスクリーン６と離反して上側の復路を構成する。この第２のスクリーンは第１のスクリーン６によってスクリーンコンベアの往路下流方向に送られてきた固形成分は、第２のスクリーン７の下面との間に挟まれた状態となる。複数の圧搾ローラ17は上下方向交互に配置されているため、前記第１のスクリーン６と第２のスクリーン７は重なった状態で蛇行して下流側に移送される。第１のスクリーン６と第２のスクリーン７に挟まれた状態の固形分にはいまだ多量の水分が含まれているが、複数の圧搾ローラ17間を蛇行しながら移送される過程でこの圧搾ローラ17によって圧接されることによって残留液分が搾られる。
【００１５】
複数の圧搾ローラ17は上方位置と下方位置に配置されており、図３に示される例では上方位置の圧搾ローラは17bと17d、下方位置の圧搾ローラは17aと17cと17eが設置されており、上方位置の圧搾ローラ17bと17dには第１のスクリーン６と第２のスクリーン７をその表面に押しつけるようにスプリングなどの付勢機構がついた押圧ローラ19を対峙して配置する。この押圧ローラ19によってきつく搾られた液体成分は第２のスクリーン７の内側表面を伝って下方位置の圧搾ローラ17a、17cに流下する。その下方位置の圧搾ローラ17aと17cの表面には幅方向にわたる溝18が複数本備えられるようになっている。この溝は搾られ第２スクリーンを濾過した上記の液体成分が流れ込む流路となる。平行に設けられてもよいが、好ましくは図４に示すように圧搾ローラ17の幅方向の中心位置を頂点として両側へ傾斜させて設けるとよい。そのように構成すれば、圧搾ローラ17の回転に伴い搾られた液体が圧搾ローラ17の両側から自然流下し易くなるからである。この第１のスクリーン６と第２のスクリーン７を密着させて一緒に蛇行させる複数の圧搾ローラ17の機構によって第２のスクリーン７は第１のスクリーンの駆動力を授与されて従動する。
【００１６】
第１のスクリーン６を濾過して流下した液体は分離水受け部を構成する樋８に受けられ、浄化槽へと導出される。前述した圧搾ローラ17aと17cの幅方向にわたる溝18から流下する液体も、後述する第２のスクリーン７を洗浄した処理水もこの樋８に受けられ、浄化槽へと導出される。
【００１７】
第２のスクリーン７は圧搾ローラ17の下流側では第１のスクリーン６と離反して上側の復路に導かれる機構となっているが、液体成分を搾り取られた固形成分は第１のスクリーン６上に残り、スクリーンコンベア４の往路下流側端部から固形分収集部９に落下することによって固液分離が行われるようにした。
第２のスクリーン７は第１のスクリーン６と離反して復路に入るが、その際表面に付着している固形分を除去するために、図３に示す実施形態では掻き落し機構20ｂがこの部分に設置されている。これによって付着した固形分を第１のスクリーン６に掻き落とすようにしている。第１のスクリーン６に付着した固形分については主動輪15の部分に掻き落し機構20aが設けられ、付着した固形分は固形分収集部９に掻き落とすようにしている。
【００１８】
図３に示した実施形態では第１のスクリーン６の裏面を洗浄するシャワー21が復路に２箇所配置されている。又第１のスクリーン６の表面を洗浄する回転ブラシ22が配置され、この回転は主動輪15の駆動源と同じ駆動モータ14から得るようにしている。また、この洗浄機構にはコンベヤの内側から加圧エアを吹きつけるエアノズル群（図示せず）が配置されている。上記の洗浄機構によって排出される洗浄処理液はスクリーンコベア４の下方に設置された洗浄水用樋24によって受けられ、浄化槽へ導出される。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
本考案のスクリーンコンベアー型固液分離装置は、畜産処理水を想定して開発されたものであるが、これに限られず一般の固液分離に適用可能な装置である。
【符号の説明】
【００２０】
１  流量調整タンク                  ２  第１反応槽
３  第２反応槽                      ４  スクリーンコンベアー
５  固液混合スラリー供給部          ６  第１のスクリーン
７  第２のスクリーン                ８  分離水受け部（樋）
９  固形分収集部                    10  第１の移送路
11  第２の移送路                    12a,12b  攪拌モータ
13a,13b  攪拌翼                     14  駆動モータ
15  主動輪（駆動用）                16  従動輪
17(a,b,c,d,e)  圧搾ローラ           18  切り溝
19  押圧ローラ                      20a,20b  掻き落とし機構
21  シャワー                        22  洗浄ブラシ
23  案内ローラ                      24  洗浄水用樋
【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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