(57)【要約】【課題】濾過筒の一端部から一定の範囲に相当する濾過ゾーンにおいて、濾過筒の脱水濾液排出孔から漏出する汚泥の漏出量を減少させることが可能なスクリュープレスを提供する。【解決手段】脱水濾液を排出する複数の脱水濾液排出孔１４，１５が形成された濾過筒２内に、回転自在なスクリュー軸３が設けられ、スクリュー軸３の外周に、供給口７から濾過筒２の一端部内に供給された汚泥を濾過筒２の他端部の排出口８へ送るスクリュー羽根９が設けられ、濾過筒２の一端部から一定の範囲が濾過ゾーンＡとして設定され、残りの範囲が脱水ゾーンＢとして設定されている。濾過ゾーンＡ内の脱水濾液排出孔１４は脱水ゾーンＢ内の脱水濾液排出孔１５よりも大きく形成され、濾過ゾーンＡ内において、スクリュー羽根９の表裏両面に貫通する複数の開口部１６が形成されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
脱水濾液を排出する複数の脱水濾液排出孔が形成された濾過筒内に、回転自在なスクリュー軸が設けられ、上記スクリュー軸の外周に、供給口から濾過筒の一端部内に供給された被圧搾物を濾過筒の他端部の排出口へ送るスクリュー羽根が設けられ、上記濾過筒の一端部から一定の範囲内において、スクリュー羽根の表裏に貫通する開口部が形成されていることを特徴と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】
本発明は、下水汚泥や工業排水汚泥等の被圧搾物を圧搾して脱水するスクリュープレスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のスクリュープレスとしては、円筒型濾材の外筒（濾過筒）の一端部に汚泥供給口が設けられるとともに他端部に圧搾物排出口が設けられ、上記外筒内に回転自在なスクリュー軸が設けられ、このスクリュー軸の外周に、汚泥供給口から外筒内に供給された汚泥を圧搾物排出口へ送るスクリュー羽根が設けられたものがある（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
尚、図４に示すように、上記外筒３１には、汚泥から脱水分離された脱水濾液を排出する複数の脱水濾液排出孔３２，３３が形成されている。また、上記外筒３１の一端部から一定の範囲が濾過ゾーンＡとして設定され、残りの範囲（すなわち濾過ゾーンＡと圧搾物排出口３７との間の範囲）が脱水ゾーンＢとして設定されている。上記濾過ゾーンＡ内に含まれている脱水濾液排出孔３２の直径は脱水ゾーンＢ内に含まれている脱水濾液排出孔３３の直径よりも大きく形成されている。
【０００４】
これによると、通常脱水時、スクリュー軸３４を所定の回転速度で回転した状態で、汚泥を汚泥供給口３５から外筒３１の一端部内に供給する。上記汚泥は、スクリュー軸３４と一体に回転するスクリュー羽根３６によって圧搾物排出口３７へ向けて移送され、この際、外筒３１の内周面とスクリュー軸３４の外周面との間の空間が次第に狭くなることとスクリュー羽根３６による押圧力とによって圧搾されて脱水され、その後、圧搾物排出口３７から排出される。
【０００５】
上記のような通常脱水時、濾過ゾーンＡにおいては、脱水濾液排出孔３２が大口径であるため、圧搾の圧力は低いが有効濾過面積は大きくなり、汚泥は主に重力濾過によって脱水され、脱水濾液は脱水濾液排出孔３２から排出される。また、脱水ゾーンＢにおいては、脱水濾液排出孔３３が小口径であるため、有効濾過面積は小さいが圧搾の圧力は高くなり、汚泥は主に圧搾によって脱水され、脱水濾液は脱水濾液排出孔３３から排出される。
【０００６】
尚、この際、図５の実線（イ）で示すように、汚泥の含水率は、緩やかな曲線を描いて、汚泥供給口３５側から圧搾物排出口３７にかけて次第に低下していく。
【０００７】
また、汚泥の処理量を低減して、圧搾物排出口３７から排出されるケーキの含水率を上記通常脱水時よりも低下させたい場合には、汚泥の脱水時間をより長く確保するため、上記スクリュー軸３４を所定の回転速度よりも低速で回転する。
【０００８】
【特許文献１】
特開平６−２３５９０号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記の従来形式では、スクリュー軸３４を所定の回転速度よりも低速で回転する場合、外筒３１内での汚泥の移送速度が低下し、スクリュー軸３４の外周面と外筒３１の内周面との間隙内に汚泥を溜め込む運転となり、このため、図５の一点鎖線（ロ）で示すように、汚泥の含水率は汚泥供給口３５付近で急激に低下してしまい、含水率が一定レベルＣ（すなわち濾過に適した下限レベル）よりも過剰に低下した汚泥が濾過ゾーンＡに充満した。
【００１０】
上記のように濾過ゾーンＡの汚泥の含水率が過剰に低下した場合、濾過ゾーンＡの脱水濾液排出孔３２は脱水ゾーンＢの脱水濾液排出孔３３よりも大口径であるため、濾過ゾーンＡの脱水濾液排出孔３２から漏出する汚泥の漏出量が増加し、ＳＳ回収率が大幅に低下してしまうといった問題が発生する。
【００１１】
本発明は、濾過筒の一端部から一定の範囲に相当する濾過ゾーンにおいて、脱水濾液排出孔から漏出する被圧搾物の漏出量を減少させることが可能なスクリュープレスを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明におけるスクリュープレスは、脱水濾液を排出する複数の脱水濾液排出孔が形成された濾過筒内に、回転自在なスクリュー軸が設けられ、上記スクリュー軸の外周に、供給口から濾過筒の一端部内に供給された被圧搾物を濾過筒の他端部の排出口へ送るスクリュー羽根が設けられ、上記濾過筒の一端部から一定の範囲内において、スクリュー羽根の表裏に貫通する開口部が形成されているものである。
【００１３】
これによると、通常脱水時、スクリュー軸を所定の回転速度で回転した状態で、被圧搾物を供給口から濾過筒の一端部内に供給する。上記被圧搾物は、スクリュー軸と一体に回転するスクリュー羽根によって排出口へ向けて搬送されながら次第に濾過筒内で圧搾されて脱水され、その後、排出口から排出される。
【００１４】
また、上記排出口から排出される被圧搾物の含水率を上記通常脱水時よりも低下させる場合、上記スクリュー軸を所定の回転速度よりも低速で回転する。この際、供給口から供給された被圧搾物に含まれている水は、その流動性により、一部が抵抗の少ないスクリュー羽根の開口部を通り、排出口側に向かってスクリュー軸の軸線方向へショートパスして流れる。さらに、一定の範囲内において、スクリュー羽根の有効面積は上記開口部を形成した分だけ減少するため、一定の範囲内における被圧搾物に過大な圧密力（押圧力）が作用することはない。
【００１５】
これにより、濾過筒の上記一定の範囲内における被圧搾物の含水率は、一定レベル（すなわち濾過に適した下限レベル）よりも過剰に低下してしまうことなく、スクリュー軸の軸線方向に沿って緩やかに低下する。したがって、上記一定の範囲内において、濾過筒の脱水濾液排出孔から外部へ漏出するＳＳ量が減少し、ＳＳ回収率が向上する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明における実施の形態を図１〜図３に基づいて説明する。
１は、被圧搾物の一例である汚泥を圧搾して脱水するスクリュープレスであり、次のように構成されている。
【００１７】
水平方向に配置された円筒状の濾過筒２の内部には、回転自在なスクリュー軸３が同心状に挿入されている。上記スクリュー軸３は、供給側が小口径でかつ排出側が大口径となるテーパー状に形成され、モータ１２等の駆動装置によって回転駆動される。
【００１８】
上記スクリュー軸３の一端には、汚泥を濾過筒２内へ供給する供給管６が継ぎ手（図示せず）を介して接続されている。また、スクリュー軸３の一端部には、スクリュー軸３の外周面に開口しかつ上記供給管６内に連通する供給口７が形成されている。さらに、濾過筒２の他端には、脱水された汚泥を濾過筒２内から排出する排出口８が形成されている。上記スクリュー軸３の外周には、供給口７から濾過筒２の一端部内に供給された汚泥を濾過筒２の他端部の排出口８へ送るスクリュー羽根９が螺旋状に設けられている。
【００１９】
上記排出口８には、この排出口８に対向したテーパー面を有する背圧板１０が配置されており、この背圧板１０は複数のシリンダー装置１１によって排出口８に向けて出退自在に構成され、排出口８に対向して作用させる圧力を調整することにより圧搾力（脱水力）を制御する。
【００２０】
上記濾過筒２には、汚泥から脱水分離された脱水濾液を排出する複数の脱水濾液排出孔１４，１５が形成されている。また、上記濾過筒２の一端部（汚泥供給側端部）から他端部（汚泥排出側端部）へ向いた一定の範囲が濾過ゾーンＡとして設定され、残りの範囲（すなわち濾過ゾーンＡと排出口８との間の範囲）が脱水ゾーンＢとして設定されている。尚、上記濾過ゾーンＡ内に含まれている脱水濾液排出孔１４の直径は脱水ゾーンＢ内に含まれている脱水濾液排出孔１５の直径よりも大きく形成されている。例えば、上記脱水濾液排出孔１４の直径を１．５ｍｍ，脱水濾液排出孔１５の直径を０．５ｍｍとしている。これにより、上記濾過ゾーンＡでは、圧搾の圧力は低いが有効濾過面積は大きくなり、脱水ゾーンＢでは、圧搾の圧力は高いが有効濾過面積は小さくなる。
【００２１】
また、上記濾過ゾーンＡ内において、上記スクリュー羽根９には、スクリュー羽根９の表裏両面に貫通する複数の開口部１６が形成されている。上記各開口部１６は、図３に示すように、スクリュー軸３側へ向かって中心部に集まるように配置されている。また、開口部１６の高さｈはスクリュー羽根９の高さＨの約２０〜５０％程度に設定されている。さらに、開口部１６の数はスクリュー羽根９の一巻き当り２〜６箇所に設定されている。
【００２２】
以下、上記構成における作用を説明する。
通常脱水時、モータ１２によりスクリュー軸３を所定の回転速度で回転した状態で、汚泥を供給口７から濾過筒２の一端部内に供給する。上記汚泥は、スクリュー軸３と一体に回転するスクリュー羽根９によって排出口８へ向けて搬送され、この際、濾過筒２の内周面とスクリュー軸３の外周面との間の空間が次第に狭くなることとスクリュー羽根９による押圧力とによって圧搾されて脱水され、その後、排出口８から排出される。
【００２３】
上記のような通常脱水時、濾過ゾーンＡにおいては、脱水濾液排出孔１４が大口径であるため、圧搾の圧力は低いが有効濾過面積は大きくなり、汚泥は主に重力濾過によって脱水され、脱水濾液は脱水濾液排出孔１４から排出される。また、脱水ゾーンＢにおいては、脱水濾液排出孔１５が小口径であるため、有効濾過面積は小さいが圧搾の圧力は高くなり、汚泥は主に圧搾によって脱水され、脱水濾液は脱水濾液排出孔１５から排出される。これにより、図５の実線（イ）で示すように、汚泥の含水率は、緩やかな曲線を描いて、供給口７の側から排出口８の側にかけて次第に低下していく。
【００２４】
また、上記排出口８から排出される汚泥の含水率を上記通常脱水時よりも低下させる場合、上記スクリュー軸３を所定の回転速度よりも低速で回転する。これにより、濾過筒２内での汚泥の移送速度が低下し、この際、図２に示すように、供給口７から供給された汚泥に含まれている水Ｗは、その流動性により、一部が抵抗の少ないスクリュー羽根９の開口部１６を通り、排出口８側に向かってスクリュー軸３の軸線３ａの方向へショートパスして流れる。さらに、濾過ゾーンＡ内において、スクリュー羽根９の有効面積は上記開口部１６を形成した分だけ減少するため、濾過ゾーンＡ内における汚泥に過大な圧密力（押圧力）が作用することはない。
【００２５】
これにより、図５の点線（ハ）に示すように、濾過ゾーンＡ内における汚泥の含水率は、一定レベルＣ（すなわち濾過に適した下限レベル）よりも過剰に低下してしまうことなく、上記軸線３ａの方向に沿って緩やかに低下する。したがって、上記濾過ゾーンＡ内において、濾過筒２の脱水濾液排出孔１４から外部へ漏出するＳＳ量が減少し、ＳＳ回収率が向上する。
【００２６】
尚、図５の点線（ハ）によると、脱水ゾーンＢでは含水率が急に低下して上記一定レベルＣ（濾過に適した下限レベル）よりも低くなるが、脱水ゾーンＢにおいて汚泥は主に重力濾過ではなく圧搾によって脱水されており、脱水ゾーンＢ内の脱水濾液排出孔１５は上記濾過ゾーンＡ内の脱水濾液排出孔１４よりも小口径であるため、上記脱水濾液排出孔１５から外部へ漏出するＳＳ量は少なく、脱水ゾーンＢにおけるＳＳ回収率は従来のものに比べて概ね同等であり、脱水ゾーンＢにおけるＳＳ回収率の低下が問題になることはない。
【００２７】
上記実施の形態では、図１に示すように、供給口７をスクリュー軸３の一端部に形成しているが、濾過筒２の一端部に形成してもよい。
上記実施の形態では、濾過筒２に２種類の大きさの脱水濾液排出孔１４，１５を形成しているが、３種類以上の大きさの脱水濾液排出孔を形成してもよい。この場合においても、供給口７側にある脱水濾液排出孔の直径を最も大きくし、排出口８側ほど脱水濾液排出孔の直径を小さくする。
【００２８】
上記実施の形態では、被圧搾物の一例として汚泥を挙げたが、汚泥に限定されるものではない。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように本発明によると、排出口から排出される被圧搾物の含水率を通常脱水時よりも低下させる場合、スクリュー軸を所定の回転速度よりも低速で回転する。この際、供給口から供給された被圧搾物に含まれている水は、その流動性により、一部が抵抗の少ないスクリュー羽根の開口部を通り、排出口側に向かってスクリュー軸の軸線方向へショートパスして流れる。さらに、一定の範囲内において、スクリュー羽根の有効面積は上記開口部を形成した分だけ減少するため、一定の範囲内における被圧搾物に過大な圧密力（押圧力）が作用することはない。
【００３０】
これにより、濾過筒の上記一定の範囲内における被圧搾物の含水率は、一定レベル（すなわち濾過に適した下限レベル）よりも過剰に低下してしまうことなく、スクリュー軸の軸線方向に沿って緩やかに低下する。したがって、上記一定の範囲内において、濾過筒の脱水濾液排出孔から外部へ漏出するＳＳ量が減少し、ＳＳ回収率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態におけるスクリュープレスの図である。
【図２】同、スクリュープレスの濾過ゾーンの拡大図である。
【図３】図２におけるＸ−Ｘ矢視図である。
【図４】従来のスクリュープレスの図である。
【図５】スクリュープレスで汚泥を脱水する場合の含水率の減少の様子を示すグラフである。
【符号の説明】
１    スクリュープレス
２    濾過筒
３    スクリュー軸
７    供給口
８    排出口
９    スクリュー羽根
１４，１５    脱水濾液排出孔
１６    開口部
Ａ    濾過ゾーン（一定の範囲）
【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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