(57)【要約】　　　（修正有）【課題】分割した外筒を回転自在に配設し、目詰まりを防止しながら含水率を低下させ、脱水ケーキの含水率を均一化したスクリュープレスを提供する。【解決手段】スクリュー軸６の逆方向に回転させてろ過運転を行なう前半部の濃縮ゾーンＡの外筒４ａと、濃縮ゾーンＡの外筒４ａをスクリュー軸６と同方向に逆回転させた時に、供回りさせる後半部のろ過・脱水ゾーンＢの外筒４ｂと、調整ゾーンＣとした密閉状の調整室とから構成したもので、濃縮ゾーンＡの外筒４ａのスクリュー羽根５と逆方向の差速回転により、濃縮圧密度が高くなり汚泥の処理量が増加する。ろ過・脱水ゾーンＢの外筒４ｂを濃縮ゾーンＡの外筒４ａと供回りさせれば、外筒４ａのスクリーン面に固着せんとするケーキを剥離させ、充満固化したケーキを緩めて軟化させる。調整ゾーンＣでケーキに背圧が加えられ、ケーキの含水率が均一となる。【選択図】　　　図１
2004066306.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクリュー羽根（５）を巻き掛けたスクリュー軸（６）を外筒（４）に配設し、外筒（４）とスクリュー軸（６）の間のろ過室（７）を供給側から脱水側に向って相対的に減少させ、ろ過室（７）の始端部に供給した汚泥を、スクリュー軸（６）を回転させながら外筒（４）のスクリーンからろ液を排出して、ろ過室（７）の終端部からケーキを取出すスクリュープレスにおいて、上記外筒（４）に中間軸受（２８）を配設して、スクリュー軸（６）に対して外筒（４ａ）を差速回転させる前半部の濃縮ゾーン（Ａ）と、スクリュー軸（６）の回転トルクが増加した時に、外筒（４ｂ）を回転させる後半部のろ過・脱水ゾーン（Ｂ）に分割すると共に、ろ過・脱水ゾーン（Ｂ）の後端に外筒ケーシング（４１、４８）と内筒ケーシング（４２、４９）を接続して調整室（４３、５０）を形成し、密閉状の調整ゾーン（Ｃ、Ｃ’）としたことを特徴とする濃縮機能を有するスクリュープレス。
【請求項２】
上記濃縮ゾーン（Ａ）の外筒（４ａ）に正逆転可能な外筒駆動機（１２）と、スクリュー軸（６）にスクリュー駆動機（２５）を連動連結したことを特徴とする請求項１に記載の濃縮機能を有するスクリュープレス。
【請求項３】
上記濃縮ゾーン（Ａ）の外筒（４ａ）を、スクリュー軸（６）の逆方向に回転させて、ろ過運転を行なうことを特徴とする請求項１または２に記載の濃縮機能を有するスクリュープレス。
【請求項４】
上記外筒（４ａ、４ｂ）の中間軸受（２８）に係脱装置（２９）を配設し、外筒駆動機（１２）を逆転させて濃縮ゾーン（Ａ）の外筒（４ａ）をスクリュー軸（６）と同方向に回転する時に、濃縮ゾーン（Ａ）の外筒（４ａ）とろ過・脱水ゾーン（Ｂ）の外筒（４ｂ）を供回りさせることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の濃縮機能を有するスクリュープレス。
【請求項５】
上記中間軸受（２８）を濃縮ゾーン（Ａ）側の軸継手（２８ａ）とろ過・脱水ゾーン側Ｂの軸継手（２８ｂ）で構成し、この軸継手（２８ａ、２８ｂ）のどちらか一方に係止部（３１ａ）と摺接部（３１ｂ）を有する伸縮自在なピストン爪（３１）と、他方の軸継手（２８ａ、２８ｂ）にストッパー（３０）をピストン爪（３１）の回動軌跡に対設したことを特徴とする請求項４に記載の濃縮機能を有するスクリュープレス。
【請求項６】
上記ろ過・脱水ゾーン（Ｂ）の外筒（４ｂ）の後端外周部に連結した回転板（１８）を、フレーム（３）に設けた回転板軸受（１９）で支架すると共に、回転板（１８）に外筒回転ロック用のストッパー（３６）と外筒位置検知用のストライカー（３７）を配設し、このストッパー（３６）とストライカー（３７）の回動軌跡に対設して、伸縮自在なエアーシリンダー（３８）の作動杆（３９）とエアーシリンダー（３８）に連動連結した位置検知用のリミットスイッチ（４０）をフレーム（３）に配設したことを特徴とする請求項４または５に記載の濃縮機能を有するスクリュープレス。
【請求項７】
上記ろ過・脱水ゾーン（Ｂ）の外筒（４ｂ）とスクリュー軸（６）の後端部に、外筒ケーシング（４１）と内筒ケーシング（４２）をそれぞれ連結して、密閉状の調整室（４３）を形成して、この調整室（４３）を調整ゾーン（Ｃ）とすると共に、外筒ケーシング（４１）の後端の排出口（４４）に背圧調整用のプレッサー（４５）を配設したことを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の濃縮機能を有するスクリュープレス。
【請求項８】
上記ろ過・脱水ゾーン（Ｂ）の後端部に、フレーム（３）に連結した外筒ケーシング（４８）と、ろ過・脱水ゾーン（Ｂ）のスクリュー軸（６）に連結した内筒ケーシング（４９）とで密閉状の調整室（５０）を形成して、この調整室（５０）を調整ゾーン（Ｃ’）とすると共に、外筒ケーシング（４８）の後部下端に開口した排出口（５１）にフラップ弁（５２）を配設し、排出口（５１）の上方の内筒ケーシング（４９）にパドル羽根（５５）を止着したことを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の濃縮機能を有するスクリュープレス。
【請求項９】
上記濃縮ゾーン（Ａ）とろ過・脱水ゾーン（Ｂ）の外筒（４ａ、４ｂ）のスクリーン面に沿って洗浄管（３４）を配設し、濃縮ゾーン（Ａ）とろ過・脱水ゾーン（Ｂ）の洗浄管（３４）の間に開閉弁（３５）を介装したことを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の濃縮機能を有するスクリュープレス。
【請求項１０】
スクリュー軸（６）に汚泥の供給路（１７）を設け、供給路（１７）の供給孔（１７ａ）を濃縮ゾーン（Ａ）のろ過室（７）の始端部に開口したことを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項に記載の濃縮機能を有するスクリュープレス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、濃縮ゾーンとろ過・脱水ゾーンに分割して、外筒とスクリュー軸を回転自在に配設したスクリュープレスに関し、詳しくは、固形物負荷よりも水負荷の大きい濃度の低い汚泥でも、目詰まりを防止しながら濃縮脱水を可能として、脱水ケーキの含水率を均一化させるスクリュープレスの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、下水、し尿、あるいは食品生産加工廃水等の有機性汚泥は高分子凝集剤を添加してフロックを生成させている。濃度の低い有機性汚泥は遠心濃縮機や浮上濃縮機により濃縮してろ過脱水する方法がとられている。これらの濃縮装置は、例えば１％の濃度の汚泥を４〜５％に濃縮し、この濃縮汚泥をスクリュープレスでろ過・脱水している。これらの装置は、いずれも設置面積が大きくなり、駆動電力費や高分子凝集剤の費用などが高くつき、維持管理においても面倒であった。濃度の低い有機性汚泥を直接スクリュープレスで濃縮、脱水させると、スクリュープレスの汚泥注入側では汚泥濃度が低いため、濃縮ゾーンの外筒スクリーンでは固形物負荷よりも水負荷が大きく、外筒スクリーンから多量の水を排出する必要がある。特に、高分子凝集剤によって高分子薄膜が発生し、濃縮ゾーンにおいては外筒のスクリーンに残渣が付着して目詰まりが発生しやすい。
【０００３】
従来の外筒回転型のスクリュープレスとしては、ろ過円筒を汚泥注入側と排出側に中間部で分割し、汚泥注入側のスクリュー羽根のピッチ間隔を狭くして、汚泥注入側のろ過円筒を移送スクリューの回転速度よりも遅い速度で回転させ、ホッパーから供給した汚泥をろ過・脱水しながら、円筒の外部から高圧流体を噴射して、この円筒の微細孔に付着したケーキ層を洗浄し、ろ過脱水効果を継続的に維持させるスクリュープレスは、例えば、特公平３−７８１２３号公報に記載してあるように公知である。また、出口側に向ってピッチ間隔を狭くしたスクリュー羽根を巻き付けた回転スクリューをスクリーンドラムと逆方向に回転させながら、回転スクリューの軸部から汚泥などをスクリーンドラムに供給して、大量の水分を分離する装置も、例えば、特開２０００−３３４９５号公報に記載してあるように公知である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記汚泥注入側のろ過円筒を強制回転させるスクリュープレスにあっては、スクリュー羽根がろ過円筒の摺接回数を増加させ、スクリーン面を再生できるものであり、外筒を回転させながら連続して洗浄水を噴射することでスクリーンの目詰まり防止効果が得られるものであるが、排出側のろ過円筒の目詰まりは洗浄水だけではスクリーン面の再生が困難であった。また、連続洗浄のため多くの洗浄水が必要となっていた。そして、ホッパーより供給する凝集汚泥はフロックが壊れやすく、壊れた微細粒子がスクリーンから分離液とともに排出され、充分な性能が発揮できなかった。
【０００５】
また、上記スクリュー羽根のケーキ排出側のピッチ間隔を狭くして凝集汚泥をポンプで軸心から供給するスクリュープレスにあっては、初期ゾーンの圧密度を高めることができるものであり、スクリーンドラムを回転スクリューと逆方向に回転させることにより、濃縮ゾーンの外筒スクリーンの再生が可能となるものであるが、ピッチ間隔が狭くなる排出側の外筒のスクリーンから軟弱なケーキが抜け出す恐れがあり、目詰まりが早期に発生する欠点があった。
上記従来の外筒回転型のスクリュープレスにあっては、スクリュー羽根の表面と裏面のケーキの水分差により、排出される脱水ケーキの含水率にバラツキがあり、脱水ケーキのコンポスト化や焼却の後処理に支障を来していた。この発明は、スクリュープレスの汚泥注入側のろ過円筒を回転させながらろ過・脱水を行なう従来技術を応用し、ろ過円筒の汚泥注入側を濃縮ゾーンとして、高分子凝集剤で凝集させた濃度の低い有機汚泥でも、外筒スクリーンの目詰まりを防止して、濃縮とろ過・脱水を可能とし、最終の脱水ケーキを調整ゾーンで均質化させるスクリュープレスを提供する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明の要旨は、スクリュー羽根を巻き掛けたスクリュー軸を外筒に配設し、外筒とスクリュー軸の間のろ過室を供給側から脱水側に向って相対的に減少させ、ろ過室の始端部に供給した汚泥を、スクリュー軸を回転させながら外筒のスクリーンからろ液を排出して、ろ過室の終端部からケーキを取出すスクリュープレスにおいて、上記外筒に中間軸受を配設して、スクリュー軸に対して外筒を差速回転させる前半部の濃縮ゾーンと、スクリュー軸の回転トルクが増加した時に、外筒を回転させる後半部のろ過・脱水ゾーンに分割すると共に、ろ過・脱水ゾーンの後端に外筒ケーシングと内筒ケーシングを接続して調整室を形成し、密閉状の調整ゾーンとしたもので、濃縮ゾーンの外筒の差速回転によりスクリーンの目詰りが未然に防止され、濃度が低く水負荷が大きい汚泥でも、目詰まりすることなく多量のろ液が排出できる。そして、ろ過・脱水ゾーンの外筒を濃縮ゾーンの外筒と供回りさせて、固着せんとするケーキを剥離させる方向にせん断力を作用させて、過剰に滞留したケーキを軽減できる。更に、ろ過・脱水ゾーンから送り出されたケーキは、スクリュー羽根の表裏面の水分のバラツキを密閉状の調整ゾーンで含水率を均一にすることができる。
【０００７】
スクリュープレスの駆動手段が、濃縮ゾーンの外筒に正逆転可能な外筒駆動機と、スクリュー軸にスクリュー駆動機を連動連結して、差速回転させるものである。そして、スクリュープレスの濃縮・脱水運転は、濃縮ゾーンの外筒を、スクリュー軸の逆方向に回転させて、ろ過運転を行なうもので、スクリュー軸の回転速度に対する濃縮ゾーンの外筒の相対回転速度が速くなり、ろ過・脱水ゾーンへの押込み圧を高めることができる。濃縮ゾーンの外筒スクリーン面にスクリュー羽根の摺接回数が増加して、固形物負荷よりも水負荷が大きい汚泥でも、目詰りを未然に防止した外筒からろ液が分離される。濃度の高い濃縮汚泥がろ過・脱水ゾーンへ移送され、汚泥の処理量が増加する。
【０００８】
外筒の差速回転の手段が、外筒の中間軸受に係脱装置を配設し、外筒駆動機を逆転させて濃縮ゾーンの外筒をスクリュー軸と同方向に回転させる時に、濃縮ゾーンの外筒とろ過・脱水ゾーンの外筒を供回りさせるもので、異物の噛込みやケーキが充満して脱水が不能状態となったろ過・脱水部の外筒を逆回転させ、ケーキを逆送させて接触面の回転抵抗を軽減させることができる。そして、中間軸受を濃縮ゾーン側の軸継手とろ過・脱水ゾーン側の軸継手で構成し、この軸継手のどちらか一方に係止部と摺接部を有する伸縮自在なピストン爪と、他方の軸継手にストッパーをピストン爪の回動軌跡に対設したもので、濃縮ゾーンの外筒の正転時には、ピストン爪の摺接部をストッパーに摺接させてピストン爪を収縮させ、濃縮ゾーンの外筒の逆転時には、ピストン爪の係止部をストッパーに係止させて供回りさせるものである。
【０００９】
ろ過・脱水ゾーンの外筒の後端外周部に連結した回転板を、フレームに設けた回転板軸受で支架すると共に、回転板に外筒回転ロック用のストッパーと外筒位置検知用のストライカーを配設し、このストッパーとストライカーの回動軌跡に対設して、伸縮自在なエアーシリンダーの作動杆とエアーシリンダーに連動連結した位置検知用のリミットスイッチをフレームに配設して、スクリュー軸の回転トルクが増加した時に、作動杆をエアーシリンダーで後退させれば、ろ過・脱水ゾーンの外筒の固定が解除され、濃縮ゾーンの外筒とろ過・脱水ゾーンの外筒を供回りさせることができる。スクリュープレスの運転時には、位置検知用のリミットスイッチにて検知して、作動杆を前進させてストッパーに係止させ、圧密されたケーキでろ過・脱水ゾーンの外筒がスクリュー軸に連れ回りするのを防止できる。
【００１０】
ろ過・脱水ゾーンの外筒とスクリュー軸の後端部に、外筒ケーシングと内筒ケーシングをそれぞれ連結して、密閉状の調整室を形成して、この調整室を調整ゾーンとすると共に、外筒ケーシングの後端の排出口に背圧調整用のプレッサーを配設したもので、調整ゾーンからろ過・脱水ゾーンに背圧を加えて、固液分離を促進させ、円筒ケーシング内部のケーキに背圧を加えて水分を均一化させることができる。また、ろ過・脱水ゾーンの後端部に、フレームに連結した外筒ケーシングと、ろ過・脱水ゾーンのスクリュー軸に連結した内筒ケーシングとで密閉状の調整室を形成して、この調整室を調整ゾーンとすると共に、外筒ケーシングの後部下端に開口した排出口にフラップ弁を配設し、排出口の上方の内筒ケーシングにパドル羽根を止着してもよく、フラップ弁で背圧を加えながら、ケーキの水分を均一化させ、圧密されたケーキをパドル羽根で掻き取ってフラップ弁から排出させてもよいものである。
【００１１】
濃縮ゾーンとろ過・脱水ゾーンの外筒のスクリーン面に沿って洗浄管を配設し、濃縮ゾーンとろ過・脱水ゾーンの洗浄管の間に開閉弁を介装したもので、
ろ過・脱水ゾーンに過剰にケーキが滞留して内圧が異常に高くなった時には、ろ過・脱水ゾーンの外筒を濃縮ゾーンの外筒に供回りさせながら洗浄水を噴射すれば、洗浄水によりケーキとスクリーンの接触面を潤滑化させて、外筒のスクリーン面の再生と付き回りが解消できる。スクリュープレスへの汚泥の供給は、スクリュー軸に汚泥の供給路を設け、供給路の供給孔を濃縮ゾーンのろ過室の始端部に開口したもので、汚泥の供給孔がスクリュー軸に形成されているため、汚泥はスクリュー羽根の回転の影響を受けることなく供給され、凝集剤によって凝集した軟弱なフロックが破壊されることがなく、脱水性が損なわれることがない。
【００１２】
【発明の実施の形態】
この発明は上記のように構成してあり、濃縮ゾーンの外筒とスクリュー軸を互いに逆方向に回転させながら、下水等の有機性汚泥に高分子凝集剤を添加して、凝集させた汚泥をスクリュープレスに圧入する。始端側のスクリュー軸の供給路から、濃縮ゾーンのスクリュー羽根の間に供給された汚泥中の軟弱なフロックは、スクリュー羽根の回転の影響を受けて破壊されることなく、外筒内に流入する。スクリュープレスの濃縮、脱水操作は、ケーキの圧入初期には、調整ゾーンの排出口を閉止して、ろ過室の汚泥が充満常態となってから、排出口の開度を調節し、運転に移行する。濃縮ゾーンに供給された汚泥は外筒のスクリーンからろ液を排出し、逆方向の差速回転により濃縮圧密度を高めながら移送される。
【００１３】
逆回転による外筒のスクリーン面へのスクリュー羽根の摺接回数が増加して、スクリーンの目詰りをスクリュー羽根で未然に防止しながらスクリュー羽根がスクリーン面に堆積してくるケーキ層を掻取って移送させるので、濃度が低く水負荷の大きい汚泥でも濃縮できる。そして、回転しているろ過濃縮ゾーンの外筒に向って洗浄水を連続的に、あるいは、適宜間歇的に洗浄水を噴射して、スクリーン面の目詰まりを継続して防止させるので、濃縮ゾーンからろ過・脱水ゾーンに供給される濃縮汚泥の濃縮率が向上し、ろ過・脱水ゾーンへの濃縮汚泥の供給量が増加する。更に、ろ過・脱水ゾーンへの供給を濃縮ゾーンの逆転差速の押込み圧により向上する。
【００１４】
次に、濃縮された汚泥はろ過・脱水ゾーンの外筒に移送され、スクリュー羽根の羽根面で加圧されながら、さらにろ液を外筒のスクリーン面から排出し、圧密状となったスラリーはスクリュー羽根の圧搾力とテーパー状のスクリュー軸から発生する圧縮力、さらには、調整ゾーンの排出口での自由排出を抑制されたケーキによってろ過・脱水が促進される。ろ過・脱水ゾーンのケーキが充満してスクリュー軸の回転トルクが増加したときには、ろ過・脱水ゾーンの外筒を濃縮ゾーンの外筒に係止して、濃縮ゾーンの外筒をスクリュー軸の回転方向に逆回転させれば、外筒のスクリーンに固着せんとするケーキを剥離させ、充満固化したケーキを緩めて軟化することができる。ろ過・脱水ゾーンの外筒を回転させながら、スクリーンとケーキの摺接面に洗浄水を噴射すれば、摺接面を潤滑すると同時にケーキを湿潤させて逆送を容易とし、スクリーンの目詰まりを解消する。一定時間経過後に外筒の供回りを解除すれば、スクリュー軸を所定方向に回転させて濃縮・脱水運転を再開することができる。
【００１５】
この時、濃縮ゾーンに汚泥を供給していても、汚泥の供給部では濃度が低く、ろ液は外筒のスクリーンから取出され、短時間では固形分の容積が増加することがない。したがって、ろ過性が悪くなっているろ過・脱水ゾーンのろ過室の内圧を高めることがないもので、連続運転を行ないながら、スクリーンを再生することもできる。調整ゾーンからろ過・脱水ゾーンに背圧を加えて、固液分離を促進させ、ろ過・脱水ゾーンからスクリュー羽根で押出されたケーキは調整室に押出される。開口量を調節する調整室の排出口からケーキに背圧を加えられ、含水率のバラツキが均一化される。排出口から均質化されたケーキが排出される。
【００１６】
【実施例】
この発明の実施例を図面に基づき詳述すると、先ず、図１はスクリュープレスの一部縦断側面図であって、スクリュープレス１が前後のフレーム２、３に支架されており、スクリーンを周部に張設した円筒状の外筒４の内部に、スクリュー羽根５を巻き掛けたスクリュー軸６が配設してある。スクリュー軸６は汚泥の供給側からケーキの排出側に向って拡大させてあり、外筒４とスクリュー軸６との間のろ過室７を供給側から脱水側に向って減少させてある。なお、スクリュー軸６に巻き掛けたスクリュー羽根５の先端部に濃縮ゾーンの始端部からろ過・脱水ゾーンの終端部に渡って、ゴム等の弾力性を有する一連のスクレーパーを配設してもよい。
【００１７】
図２はスクリュープレスの供給側の拡大図であって、外筒４の供給側にフランジ８が連結してあり、フランジ８がフレーム２に設けた回転板軸受９に軸支してある。このフランジ８にスプロケット１０が嵌着してあり、フレーム２の架台１１に載置した正逆転可能な外筒駆動機１２のスプロケット１３にチエーン１４掛けしてある。外筒４に内設したスクリュー軸６の始端部に汚泥の供給管１５が連結してあり、この供給管１５に嵌着した軸受１６を外筒４に連結したフランジ８で回動自在に軸支してある。スクリュー軸６に供給管１５に接続する汚泥の供給路１７が設けてあり、濃縮ゾーンＡの始端側のろ過室７に供給孔１７ａが開口してある。汚泥の供給孔１７ａがスクリュー軸６に形成されているため、汚泥がスクリュー羽根５の回転の影響を受けることなく供給され、凝集剤によって凝集した軟弱なフロックが破壊されることがなく、脱水性が損なわれることがない。
【００１８】
図３はスクリュープレスの排出側の拡大図であって、外筒４に連結した回転板１８がフレーム３に配設した回転板軸受１９に軸支してある。外筒４に内設したスクリュー軸６の後端部にスクリー駆動軸２０が連結してある。図１に示すように、スクリー駆動軸２０はフレーム３の架台２１に設けた軸受２２に軸支してある。このスクリー駆動軸２０にスプロケット２３が嵌着してあり、フレーム３の架台２４に載置したスクリュー駆動機２５のスプロケット２６にチエーン２７掛けしてある。外筒４に内設したスクリュー軸６をスクリュー駆動機２５で回転させて、スクリュー羽根５でろ過室７内の汚泥を供給側からケーキの排出側に向って移送させながら、外筒４のスクリーンからろ液を排出する。
【００１９】
図１に示すように、円筒状の外筒４が前半部の濃縮ゾーンＡの外筒４ａと後半部のろ過・脱水ゾーンＢの外筒４ｂに分割されており、濃縮ゾーンＡの外筒４ａとろ過・脱水ゾーンＢの外筒４ｂの間に中間軸受２８が介装してある。図４は外筒の中間軸受であって、中間軸受２８は濃縮ゾーンＡ側の外筒４ａに連結した軸継手２８ａと、ろ過・脱水ゾーンＢ側の外筒４ｂに連結した軸継手２８ｂで構成してあり、外筒駆動機１２に連動連結した濃縮ゾーンＡ側の外筒４ａが、ろ過・脱水ゾーンＢ側の外筒４ｂと切離して回転できるようにしてある。スクリュープレス１の運転は、スクリュー軸６をスクリュー駆動機２５で回転させながら、濃縮ゾーンＡの外筒４ａを外筒駆動機１２でスクリュー軸６の反対方向に逆回転させて汚泥の濃縮、脱水を行なうようにしてある。逆方向に差速回転させることにより、スクリュー軸６の回転速度に対する濃縮ゾーンＡの外筒４ａの相対回転速度が速くなり、ろ過・脱水ゾーンＢへの押込み圧を高めることができる。固形物負荷よりも水負荷が大きい汚泥でも、濃縮ゾーンＡの外筒４ａのスクリーン面にスクリュー羽根５の摺接回数が増加して、目詰りを未然に防止した外筒４ａからろ液が分離され、濃度の高い濃縮汚泥がろ過・脱水ゾーンＢへ移送され、汚泥の処理量が増加する。
【００２０】
図４に示すように、中間軸受２８に濃縮ゾーンＡの外筒４ａとろ過・脱水ゾーンＢの外筒４ｂを供回りさせる係脱装置２９が配設してある。この係脱装置２９は、濃縮ゾーンＡ側の軸継手２８ａにストッパー３０が止着してあり、ストッパー３０の先端は垂設面の係止部３０ａと湾曲面の摺接部３０ｂが設けてある。ろ過・脱水ゾーンＢ側の軸継手２８ｂに伸縮自在なピストン爪３１を配設したハウジング３２が止着してあり、図５に示すように、ピストン爪３１の先端は垂設面の係止部３１ａと傾斜面の摺接部３１ｂが設けてある。常態においては、内蔵したスプリング３３でピストン爪３１を伸長させてあり、伸長させたピストン爪３１の回動軌跡に対設して、濃縮ゾーンＡ側の軸継手２８ａのストッパー３０が設けてある。スクリュープレス１のろ過・脱水時には、ピストン爪３１の回動軌跡に対設してあるストッパー３０がピストン爪３１の傾斜面の摺接部３１ｂに摺接してスプリング３３を圧縮して、ピストン爪３１をハウジング３０の内部に後退させる。濃縮ゾーンＡの外筒４ａとろ過・脱水ゾーンＢの外筒４ｂの供回りを解除して、濃縮ゾーンＡの外筒４ａだけをスクリュー軸６の逆方向に回転させる。濃縮ゾーンＡの外筒４ａの相対回転速度をスクリュー軸６の回転速度よりも早くして、濃縮ゾーンＡでのスクリュー軸６の外筒４ａのスクリーン面への摺接回数を多くして、外筒４ａの目詰まりを防止する。
【００２１】
ろ過・脱水ゾーンＢに過剰にケーキが滞留して内圧が異常に高くなった時には、外筒駆動機１２を逆回転させて、スクリュー軸６の回転と同方向に濃縮ゾーンＡの外筒４ａを回転させると、ストッパー３０がピストン爪３１の垂設面の係止部３１ａに係合される。ろ過・脱水ゾーンＢの外筒４ｂが濃縮ゾーンＡの外筒４ａに係止されて供回りして、ろ過・脱水ゾーンＢの外筒４ｂをスクリュー軸６と同方向に回転させる。異物の噛込みやろ過・脱水部にケーキが充満して脱水が不能状態となったろ過・脱水ゾーンＢの外筒４ｂを逆回転させ、固着せんとするケーキを剥離させる方向にケーキを逆送させてせん断力を作用させる。
【００２２】
外筒４の周面に沿って洗浄管３４が配設してあり、回転しているろ過濃縮ゾーンＡの外筒４ａに向って洗浄水を連続的に、あるいは、適宜間歇的に洗浄水を噴射して、外筒４ａのスクリーン面の目詰まりを継続して防止させる。目詰りを未然に防止した外筒４ａからろ液が分離され、濃度の高い濃縮汚泥がろ過・脱水ゾーンＢへ移送できる。濃縮ゾーンＡとろ過・脱水ゾーンＢの間の洗浄管３４に開閉弁３５が介装してあり、ろ過・脱水ゾーンＢの外筒４ｂを濃縮ゾーンＡの外筒４ａと供回りさせて、ろ過・脱水ゾーンＢの過剰なケーキの滞留を解消する時に、洗浄管３４の開閉弁３５を解放すれば、洗浄水によりケーキとろ過・脱水ゾーンＢの外筒４ｂの接触面を潤滑化させる。外筒４ｂのスクリーン面の再生と、ろ過・脱水ゾーンＢの外筒４ｂとケーキとの接触面の回転抵抗を軽減させる。濃縮ゾーンＡとろ過・脱水ゾーンＢの間に開閉弁３５を設けることにより、不必要な洗浄水の消費が軽減できる。
【００２３】
図６はろ過・脱水ゾーンの外筒のスクリュー軸との供回り防止装置であって、ろ過・脱水ゾーンＢの外筒４ｂの後端に連結した回転板１８の外周面に、外筒回転ロック用のストッパー３６と外筒位置検知用のストライカー３７が配設してある。このストッパー３６とストライカー３７の回動軌跡に、フレーム３に配設した伸縮自在なエアーシリンダー３８の作動杆３９とエアーシリンダー３８に連動連結した位置検知用のリミットスイッチ４０が対設してある。
濃縮ゾーンＡの外筒４ａを逆回転させて、ろ過・脱水ゾーンＢの外筒４ｂを供回りさせる時には、公知の手段により、エアーシリンダー３８の作動杆３９を後退させてストッパー３６の係合を解除する。ろ過・脱水ゾーンＢの外筒４ｂをスクリュー軸６の回転方向に回転させて、外筒４ｂのスクリーン面に固着せんとするケーキを剥離させ、充満固化したケーキを緩めて軟化させる。過剰に滞留するケーキを排除と外筒４ｂのスクリーン面の再生が終った時には、回転してきたストライカー３７を位置検知用のリミットスイッチ４０に当接させて、その検知信号によりエアーシリンダー３８の作動杆３９を伸長させる。作動杆３９をストッパー３６に係合させて、充満するケーキの摩擦抵抗によるろ過・脱水ゾーンＢの外筒４ｂとスクリュー軸６との供回りを防止する。
【００２４】
図３に示すように、ろ過・脱水ゾーンＢの外筒４ｂとスクリュー軸６の後端に、外筒ケーシング４１と内筒ケーシング４２がそれぞれ連結してあり、外筒ケーシング４１は円筒板で構成して、内筒ケーシング４２はスクリュー駆動軸２０に支架してある。外筒ケーシング４１と内筒ケーシング４２とで密閉状の調整室４３を形成して、この調整室４３を調整ゾーンＣとしてある。ろ過・脱水ゾーンＢからスクリュー羽根５で調整室４３に押出されたケーキは調整室４３の内部で圧密されて含水率のバラツキを均一化させる。調整ゾーンＣの外筒ケーシング４１の排出口４４に背圧調整用のプレッサー４５が配設してあり、プレッサー４５はフレーム３に配設したプレッサー移動軸４６に移動自在に支架してある。プレッサー４５はフレーム３に配設したシリンダー４７で移動させ、排出口４４の開口量を調節しながら調整室４３のケーキに背圧を加えて水分を均一化させ、更に、調整ゾーンＣからろ過・脱水ゾーンＢの外筒４ｂ内に背圧を加えて、固液分離を促進させて水分を調整する。
【００２５】
図７はスクリュープレスに設けた調整ゾーンの他の実施例であって、ろ過・脱水ゾーンＢの後端部に、フレーム３に連結した外筒ケーシング４８と、ろ過・脱水ゾーンＢのスクリュー軸６に連結した内筒ケーシング４９とで密閉状の調整室５０を形成して、この調整室５０を調整ゾーンＣ’としてある。調整室５０の後端が閉塞されて外筒ケーシング４８の下端に排出口５１が開口してある。この排出口５１にフラップ弁５２が開閉自在としてあり、図８及び図９に示すように、フラップ弁５２に連結したリンク５３がエアーシリンダー５４に枢着してあり、開口度を調節して調整ゾーンＣ’のケーキに背圧を加え、水分を均一化させる。更に、ろ過・脱水ゾーンＢのケーキに背圧を加え、固液分離を促進させ含水率を低下させる。排出口の上部の内筒ケーシング４９にパドル羽根５５が止着してあり、ろ過・脱水ゾーンＢのスクリュー羽根５で移送される圧密状のケーキを削り取り、排出口のフラップ弁の開口度を調整しながら排出させる。なお、符号５６はろ液トラフである。
【００２６】
【表１】
2004066306.tif 000003
【００２７】
【表２】
2004066306.tif 000004
【００２８】
外筒を前後に分割して後段に調整ゾーンを配設した、スクリーン口径がφ２００ｍｍの本願発明のスクリュープレスと、洗浄時に外筒を回転させる、スクリーン口径がφ２００ｍｍの従来のスクリュープレスを対比して実験を行なった。表１及び表２は、混合生汚泥と消化汚泥を対象としたスクリュープレスの処理性能の実験データーであって、縦軸に処理量ＫｇＤＳ／ｈ、横軸にケーキ水分％ＷＢを表している。本願発明のスクリュープレスは従来のスクリュープレスと比較して、ケーキ水分は、混合生汚泥で３％、消化汚泥では２％ケーキの含水率が低下した。そして、処理量は、混合生汚泥で５０％増加し、消化汚泥では３０％増加した。
含水率の低下の理由は、
▲１▼濃縮ゾーンの外筒の逆差速回転により、スクリュー軸の相対回転速度が速くなり、スクリーンの目詰りが未然に防止された。
▲２▼逆方向の差速回転により濃縮圧密度を高めながら、ろ過・脱水ゾーンへの押込み圧を高めることができた。
▲３▼調整ゾーンの排出口での自由排出を抑制されたケーキによってろ過・脱水ゾーンに背圧が加えられ、固液分離を促進させ、円筒ケーシング内部のケーキに背圧を加えて水分を均一化させた。
ことに起因するものと予測される。
また、処理量の増加の理由は、
▲１▼逆方向の差速回転により濃縮圧密度を高めながら、ろ過・脱水ゾーンへの押込み圧を高めた。
▲２▼ろ過・脱水部の外筒を逆回転させ、ケーキを逆送させて接触面の回転抵抗を軽減させた。
▲３▼ろ過・脱水部の外筒を逆回転させ、充満したケーキを逆送させて接触面の回転抵抗を軽減させた。
ことに起因するものと予測される。
【００２９】
【発明の効果】
この発明は上記のように構成してあり、濃縮ゾーンのスクリュー羽根の回転数が相対的に高められ、スクリーンのろ過面を再生して分離するろ液量を増加させ、ろ過・脱水ゾーンへの移送汚泥の濃度が高められる。濃縮ゾーンの逆転差速の押込み圧によりろ過・脱水ゾーンへの供給が向上して、調整ゾーンで脱水ケーキを均質化させるスクリュープレスとなるものである。
即ち、従来の外筒回転型のスクリュープレスは、凝集フロックの破損や多量の洗浄水を必要として、脱水ケーキの含水率にバラツキがあったものであるが、この発明にあっては、スクリュー軸に対して外筒を差速回転させる前半部の濃縮ゾーンと、スクリュー軸の回転トルクが増加した時に、外筒を回転させる後半部のろ過・脱水ゾーンに分割すると共に、ろ過・脱水ゾーンの後端に調整室を形成し、密閉状の調整ゾーンとしたもので、濃縮ゾーンの外筒の差速回転によりスクリーンの目詰りが未然に防止され、水負荷が大きい汚泥でもろ液が大量に排出できる。濃度の高い濃縮汚泥がろ過・脱水ゾーンへ移送され、汚泥の処理量が増加する。そして、ろ過・脱水ゾーンの外筒を濃縮ゾーンの外筒と供回りさせれば、外筒のスクリーンに固着せんとするケーキを剥離させ、充満固化したケーキを緩めて軟化することができる。更に、調整ゾーンで背圧を掛けて、圧密状にケーキの含水率を均一にすることができる。
【００３０】
スクリュープレスの駆動手段が、濃縮ゾーンの外筒に正逆転可能な外筒駆動機と、スクリュー軸にスクリュー駆動機を連動連結して、濃縮ゾーンの外筒を、スクリュー軸の逆方向に回転させるもので、濃縮ゾーンのスクリュー軸の相対回転速度が速くなり、濃縮ゾーンの外筒のスクリーン面にスクリュー羽根の摺接回数が増加する。逆方向の差速回転により濃縮圧密度を高めながら、ろ過・脱水ゾーンへの押込み圧を高めることができる。
【００３１】
外筒の中間軸受を濃縮ゾーン側の軸継手とろ過・脱水ゾーン側の軸継手で構成し、この軸継手のどちらか一方に伸縮自在なピストン爪と、他方の軸継手にストッパーを回動軌跡に対設し、濃縮ゾーンの外筒を逆転させる時に、濃縮ゾーンの外筒とろ過・脱水ゾーンの外筒を供回りさせるもので、異物の噛込みやケーキが充満して脱水が不能状態となったろ過・脱水部の外筒を逆回転させ、ケーキを逆送させて接触面の回転抵抗を軽減させることができる。
【００３２】
ろ過・脱水ゾーンの外筒の後端外周部に連結した回転板に外筒回転ロック用のストッパーと外筒位置検知用のストライカーを配設し、このストッパーとストライカーの回動軌跡に対設して、伸縮自在なエアーシリンダーの作動杆とエアーシリンダーに連動連結した位置検知用のリミットスイッチをフレームに配設したもので、スクリュー軸の回転トルクが増加した時に、ろ過・脱水ゾーンの外筒の固定を解除して、スクリュープレスの運転時に、ろ過・脱水ゾーンの外筒を固定して、ろ過・脱水ゾーンの外筒がスクリュー軸に連れ回りするのを防止させるものである。
【００３３】
ろ過・脱水ゾーンの外筒とスクリュー軸の後端部に調整ゾーンとした密閉状の調整室を形成して、外筒ケーシングの後端の排出口に背圧調整用のプレッサーを配設したもので、さらには、調整ゾーンの排出口での自由排出を抑制されたケーキによってろ過・脱水ゾーンに背圧が加えられ、固液分離を促進させ、円筒ケーシング内部のケーキに背圧を加えて水分を均一化させることができる。また、調整ゾーンにパドル羽根を配設して排出口にフラップ弁を設けてもよく、フラップ弁で背圧を加えながら、ケーキの水分を均一化させ、圧密されたケーキをパドル羽根で掻き取って排出させてもよいものである。
【００３４】
外筒に沿って洗浄管を配設し、濃縮ゾーンとろ過・脱水ゾーンの洗浄管の間に開閉弁を介装したもので、回転しているろ過濃縮ゾーンの外筒のスクリーン面の目詰まりを継続して防止させるので、濃縮ゾーンからろ過・脱水ゾーンに供給される濃縮汚泥の濃縮率が向上し、ろ過・脱水ゾーンへの濃縮汚泥の供給量が増加する。そして、ろ過・脱水ゾーンにケーキが滞留して内圧が異常に高くなった時には、ろ過・脱水ゾーンの外筒を濃縮ゾーンの外筒に供回りさせながら洗浄水を噴射すれば、洗浄水によりケーキとスクリーンの接触面を潤滑化させて、外筒のスクリーン面の再生と付き回りが解消できる。開閉弁を介装することにより、不必要な洗浄水の消費が軽減できる。スクリュー軸に設けた汚泥の供給路を濃縮ゾーンのろ過室の始端部に開口したもので、汚泥中の軟弱な凝集フロックがスクリュー羽根の影響を受けることなく供給されて、脱水性が損なわれることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係るフイルタープレスの縦断側面図である。
【図２】同じく、スクリュープレスの供給側の拡大図である。
【図３】同じく、スクリュープレスの調整ゾーンの拡大図である。
【図４】同じく、濃縮ゾーンとろ過・脱水装置の間に設けた外筒の中間軸受の平面図である。
【図５】同じく、外筒の中間軸受に設けた係脱装置の概念図である。
【図６】同じく、ろ過・脱水ゾーンの外筒のスクリュー軸との供回り防止装置の正面図である。
【図７】同じく、スクリュープレスの調整ゾーンの、他の実施例の拡大図である。
【図８】同じく、スクリュープレスの調整ゾーン排出口の縦断正面図である。
【図９】同じく、スクリュープレスの調整ゾーン排出口の側面図である。
【符号の説明】
３　フレーム
４、４ａ、４ｂ　外筒
５　スクリュー羽根
６　スクリュー軸
７　ろ過室
１２　外筒駆動機
１７　供給路
１７ａ　供給孔
１８　回転板
１９　回転板軸受
２５　スクリュー駆動機
２８　中間軸受
２８ａ，２８ｂ　軸継手
２９　係脱装置
３０、３６　ストッパー
３１　ピストン爪
３１ａ　係止部
３１ｂ　摺接部
３４　洗浄管
３５　開閉弁
３７　ストライカー
３８　エアーシリンダー
３９　作動杆
４０　リミットスイッチ
４１、４８　外筒ケーシング
４２、４９　内筒ケーシング
４３、５０　調整室
４４、５１　排出口
４５　プレッサー
５２　フラップ弁
５５　パドル羽根
Ａ　濃縮ゾーン
Ｂ　ろ過・脱水ゾーン
Ｃ、Ｃ’　調整ゾーン
【図１】
2004066306.tif 000005
【図２】
2004066306.tif 000006
【図３】
2004066306.tif 000007
【図４】
2004066306.tif 000008
【図５】
2004066306.tif 000009
【図６】
2004066306.tif 000010
【図７】
2004066306.tif 000011
【図８】
2004066306.tif 000012
【図９】
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