(57)【要約】【課題】蒸気以外の方法を用いることにより低い製造コストで脱水効率を向上することができる脱水装置及び該脱水装置を有する脱水システムを提供する。【解決手段】脱水システムＰ１は、脱水装置Ａと、オイル循環システムＢと、汚泥供給システムＣとを有し、該オイル循環システムＢにより、脱水装置Ａにおけるスクリューシャフト４０のスクリューシャフト本体部４２内にオイルを循環して供給できるようになっている。すなわち、スクリューシャフト本体部４２の軸部に設けられた穴部を介してスクリューシャフト本体部４２内にオイルを供給できるようになっている。スクリューシャフト本体部４２内に加熱したオイルを供給することにより、汚泥が加熱されて脱水効率を向上させることが可能となる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚泥を脱水するためのスクリュープレス型の脱水装置であって、
内部にオイルを流動させるためのオイル流路を有するスクリューシャフトを有することを特徴とする脱水装置。
【請求項２】
汚泥を脱水するためのスクリュープレス型の脱水装置であって、
内部にオイルを流動させるためのオイル流路を有する胴部と、該胴部の表面に設けられた螺旋状のスクリュー羽根とを有するスクリューシャフトを有することを特徴とする脱水装置。
【請求項３】
汚泥を脱水するためのスクリュープレス型の脱水装置であって、
内部にオイルを流動させるためのオイル流路を有するとともに、該オイル流路にオイルを流入させるための流入口と、該オイル流路からオイルを流出させるための流出口とを有する胴部と、該胴部の表面に設けられた螺旋状のスクリュー羽根とを有するスクリューシャフトを有することを特徴とする脱水装置。
【請求項４】
上記胴部が、
筒状部を有し内部に上記オイル流路としての空間部を有する本体部と、
該本体部の軸芯に沿って設けられた軸部で、穴部であって、該軸部の端面に一方の開口部である第１開口部が設けられるとともに他方の開口部である第２開口部が該空間部内に臨んでいる穴部が設けられた軸部と、
を有し、
該軸部の端面に設けられた第１開口部が該胴部の両端部側にそれぞれ設けられていて、一方の第１開口部が上記流入口となり、他方の第１開口部が上記流出口となることを特徴とする請求項３に記載の脱水装置。
【請求項５】
上記胴部が、
筒状部を有し内部に上記オイル流路としての空間部を有する本体部と、
該本体部の軸芯に沿って設けられた軸部で、少なくとも該軸部の端面が該本体部の両端部から露出し、該軸部の両端部に、穴部であって、該軸部の端面に一方の開口部である第１開口部が設けられるとともに他方の開口部である第２開口部が該空間部内に臨んでいる穴部がそれぞれ設けられた軸部と、
を有し、
一対の第１開口部のうち、一方の第１開口部が上記流入口となり、他方の第１開口部が上記流出口となることを特徴とする請求項３に記載の脱水装置。
【請求項６】
上記脱水装置は、さらに、
上記スクリューシャフトの端部に固定された第２軸部であって、該第２軸部の軸線に沿って設けられた挿通穴で、上記軸部に設けられた穴部と連通する挿通穴を有する第２軸部と、
該第２軸部に固定された伝達部材であって、脱水装置を駆動するためのモータの回転力を該第２軸部に伝達するための伝達部材と、
を有することを特徴とする請求項４又は５に記載の脱水装置。
【請求項７】
上記脱水装置が、上記軸部と直接又は間接に接続するロータリージョイントを有することを特徴とする請求項４又は５又は６に記載の脱水装置。
【請求項８】
上記第２軸部の端部にロータリージョイントが接続され、また、上記胴部における端部で、該第２軸部が接続された側とは反対側の端部における軸部の端部にロータリージョイントが接続されていることを特徴とする請求項６に記載の脱水装置。
【請求項９】
上記脱水装置が、さらに、上記スクリューシャフトの外側に設けられた筒状の濾過部で、脱水により生じた濾液を排出する穴部が設けられた濾過部を有することを特徴とする請求項１又は２又は３又は４又は５又は６又は７又は８に記載の脱水装置。
【請求項１０】
汚泥を脱水するためのスクリュープレス型の脱水装置におけるスクリューシャフト内に加熱されたオイルを供給するためのオイル循環システムであって、
オイルを貯留するオイルタンクと、
該オイルタンク内のオイルを加熱する加熱装置と、
オイルを圧送するためのポンプと、
を有することを特徴とするオイル循環システム。
【請求項１１】
汚泥を脱水するための脱水システムであって、
請求項１又は２又は３又は４又は５又は６又は７又は８又は９に記載の脱水装置と、
該脱水装置に加熱されたオイルを循環しながら供給するオイル循環システムであって、該脱水装置のスクリューシャフトの胴部に設けられたオイル流路にオイルを流すオイル循環システムと、
を有することを特徴とする脱水システム。
【請求項１２】
汚泥を脱水するための脱水システムであって、
内部にオイルを流動させるためのオイル流路を有するとともに、該オイル流路にオイルを流入させるための流入口と、該オイル流路からオイルを流出させるための流出口とを有する胴部と、該胴部の表面に設けられた螺旋状のスクリュー羽根とを有するスクリューシャフトを有することを特徴とする脱水装置と、
該脱水装置の該流入口に加熱されたオイルを流入させるとともに、該流出口から該オイルを流出させて該オイルを循環させるオイル循環システムと、
を有することを特徴とする脱水システム。
【請求項１３】
上記脱水装置が、さらに、上記スクリューシャフトの外側に設けられた筒状の濾過部で、脱水により生じた濾液を排出する穴部が設けられた濾過部を有することを特徴とする請求項１１又は１２に記載の脱水システム。
【請求項１４】
上記オイル循環システムが、
オイルを貯留するオイルタンクと、
該オイルタンク内のオイルを加熱する加熱装置と、
オイルを圧送するためのポンプと、
を有することを特徴とする請求項１１又は１２又は１３に記載の脱水システム。
【請求項１５】
上記オイル循環システムが、さらに、
上記オイルタンク内のオイルの温度及び／又は脱水装置とオイル循環システム間に設けられたオイル流路内のオイルの温度を検知する温度検知装置と、
該温度検知装置により検知された温度に従い、加熱装置を制御する制御装置と、
を有することを特徴とする請求項１４に記載の脱水システム。
【請求項１６】
上記制御装置が、上記温度検知装置により検知される温度が水の沸点以上でオイルの沸点未満の温度範囲の中に設定された所定範囲の温度となるように加熱装置の制御を行うことを特徴とする請求項１５に記載の脱水システム。
【請求項１７】
上記オイル循環システムが、さらに、
上記脱水装置に接続された管部で、オイルを流入させるための管部である第１管部と、
上記脱水装置に接続された管部で、オイルを流出させるための管部である第２管部と、
を有することを特徴とする請求項１１又は１２又は１３又は１４又は１５又は１６に記載の脱水システム。
【請求項１８】
上記脱水システムが、さらに、
上記脱水装置に汚泥を供給するための汚泥供給システムであって、
汚泥と凝集剤とを混和する凝集混和槽と、
該凝集混和槽内の被撹拌物を撹拌する撹拌装置と、
該凝集混和槽内の汚泥を該脱水装置に送る送り装置と、
を有する汚泥供給システムを有することを特徴とする請求項１１又は１２又は１３又は１４又は１５又は１６又は１７に記載の脱水システム。
【請求項１９】
上記脱水システムが、さらに、
上記脱水装置により脱水された汚泥を乾燥する乾燥装置であって、上記オイル循環システムにより循環されるオイルを流動させるためのオイル流路を有し、該オイル循環システムにより、加熱されたオイルを該オイル流路に流動させることにより汚泥を乾燥させる乾燥装置を有することを特徴とする請求項１１又は１２又は１３又は１４又は１５又は１６又は１７又は１８に記載の脱水システム。
【請求項２０】
スクリューシャフトを備えたスクリュープレス型の脱水装置により汚泥の脱水を行う汚泥の脱水方法であって、
請求項１又は２又は３又は４又は５又は６又は７又は８又は９に記載の脱水装置のスクリューシャフトにおけるオイル流路に加熱されたオイルを供給することにより、汚泥を加熱しながら脱水することを特徴とする汚泥の脱水方法。
【請求項２１】
スクリューシャフトを備えた脱水装置により汚泥の脱水を行う汚泥の脱水方法であって、
スクリューシャフト内に加熱されたオイルを供給することにより、汚泥を加熱しながら脱水することを特徴とする汚泥の脱水方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、汚泥を脱水する脱水装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、汚泥をスクリューシャフトの推力で送りながら多くの孔部が設けられているカバーとの間で脱水してケーキとして排出する脱水装置が知られている。
【０００３】
また、スクリューシャフト内部に加熱蒸気を送り込み、スクリューシャフトを内部から加熱することにより、水のろ過抵抗値を下げる等して脱水効率を向上させようとするものがある。また、従来の汚泥乾燥機においては、スチームジャケットを設けるとともに、スクリュー羽根に加熱蒸気を供給するものが存在する（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献】
特許第３１９６１７２号公報（図１等）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、加熱蒸気を用いる場合には、温度制御が困難であり、全体として製造コストが掛かるという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、蒸気以外の方法を用いることにより低い製造コストで脱水効率を向上することができる脱水装置を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記問題点を解決するために創作されたものであって、第１には、汚泥を脱水するためのスクリュープレス型の脱水装置であって、内部にオイルを流動させるためのオイル流路を有するスクリューシャフトを有することを特徴とする。
【０００８】
この第１の構成の脱水装置においては、スクリューシャフトの胴部の内部に、オイルを流動させるためのオイル流路が設けられているので、このオイル流路に加熱されたオイルを循環しながら供給する。すると、脱水される汚泥が加熱されることにより、汚泥の濾過抵抗が下がり、汚泥内の水が抜けやすくなって、脱水効率が向上する。さらに、汚泥を加熱することにより、凝集フロック状の汚泥の表面に凝集フロック自体の粘性によって付着していた水が抜けやすくなるとともに、凝集フロックと凝集フロックの間に在る間隙水も抜けやすくなり、これによっても脱水効率が向上する。また、加熱されたオイルにより汚泥を加熱するので、オイルの温度制御は蒸気と比べて容易であり、温度制御のための装置も蒸気の場合に比べて安価となり、オイルを循環させるシステムを含めたシステム全体の製造コストを低減させることができる。
【０００９】
また、第２には、汚泥を脱水するためのスクリュープレス型の脱水装置であって、内部にオイルを流動させるためのオイル流路を有する胴部と、該胴部の表面に設けられた螺旋状のスクリュー羽根とを有するスクリューシャフトを有することを特徴とする。
【００１０】
この第２の構成の脱水装置においては、スクリューシャフトの胴部の内部に、オイルを流動させるためのオイル流路が設けられているので、このオイル流路に加熱されたオイルを循環しながら供給する。すると、脱水される汚泥が加熱されることにより、汚泥の濾過抵抗が下がり、汚泥内の水が抜けやすくなって、脱水効率が向上する。さらに、汚泥を加熱することにより、凝集フロック状の汚泥の表面に凝集フロック自体の粘性によって付着していた水が抜けやすくなるとともに、凝集フロックと凝集フロックの間に在る間隙水も抜けやすくなり、これによっても脱水効率が向上する。また、加熱されたオイルにより汚泥を加熱するので、オイルの温度制御は蒸気と比べて容易であり、温度制御のための装置も蒸気の場合に比べて安価となり、オイルを循環させるシステムを含めたシステム全体の製造コストを低減させることができる。
【００１１】
また、第３には、汚泥を脱水するためのスクリュープレス型の脱水装置であって、内部にオイルを流動させるためのオイル流路を有するとともに、該オイル流路にオイルを流入させるための流入口と、該オイル流路からオイルを流出させるための流出口とを有する胴部と、該胴部の表面に設けられた螺旋状のスクリュー羽根とを有するスクリューシャフトを有することを特徴とする。
【００１２】
この第３の構成の脱水装置においては、スクリューシャフトの胴部の内部に、オイルを流動させるためのオイル流路が設けられ、流入口と流出口とが設けられているので、流入口から加熱されたオイルを流入させ、流出口から加熱されたオイルを流出させてオイル流路に加熱されたオイルを循環しながら供給する。すると、脱水される汚泥が加熱されることにより、汚泥の濾過抵抗が下がり、汚泥内の水が抜けやすくなって、脱水効率が向上する。さらに、汚泥を加熱することにより、凝集フロック状の汚泥の表面に凝集フロック自体の粘性によって付着していた水が抜けやすくなるとともに、凝集フロックと凝集フロックの間に在る間隙水も抜けやすくなり、これによっても脱水効率が向上する。また、加熱されたオイルにより汚泥を加熱するので、オイルの温度制御は蒸気と比べて容易であり、温度制御のための装置も蒸気の場合に比べて安価となり、オイルを循環させるシステムを含めたシステム全体の製造コストを低減させることができる。
【００１３】
また、第４には、上記第３の構成において、上記胴部が、筒状部を有し内部に上記オイル流路としての空間部を有する本体部と、該本体部の軸芯に沿って設けられた軸部で、穴部であって、該軸部の端面に一方の開口部である第１開口部が設けられるとともに他方の開口部である第２開口部が該空間部内に臨んでいる穴部が設けられた軸部と、を有し、該軸部の端面に設けられた第１開口部が該胴部の両端部側にそれぞれ設けられていて、一方の第１開口部が上記流入口となり、他方の第１開口部が上記流出口となることを特徴とする。
【００１４】
この第４の構成の脱水装置においては、一方の第１開口部からオイルを流入させると、該第１開口部に連通した第２開口部からオイルが流出して本体部の空間内に至る。そして、該空間部内を流動したオイルは、他方の第１開口部から流出する。このようにして、胴部内をオイルを流動させることができる。
【００１５】
また、第５には、上記第３の構成において、上記胴部が、筒状部を有し内部に上記オイル流路としての空間部を有する本体部と、該本体部の軸芯に沿って設けられた軸部で、少なくとも該軸部の端面が該本体部の両端部から露出し、該軸部の両端部に、穴部であって、該軸部の端面に一方の開口部である第１開口部が設けられるとともに他方の開口部である第２開口部が該空間部内に臨んでいる穴部がそれぞれ設けられた軸部と、を有し、一対の第１開口部のうち、一方の第１開口部が上記流入口となり、他方の第１開口部が上記流出口となることを特徴とする。
【００１６】
この第５の構成の脱水装置においては、一方の第１開口部からオイルを流入させると、該第１開口部に連通した第２開口部からオイルが流出して本体部の空間内に至る。そして、該空間部内を流動したオイルは、他方の第２開口部を経て他方の第１開口部から流出する。このようにして、胴部内をオイルを流動させることができる。
【００１７】
また、第６には、上記第４又は第５の構成において、上記脱水装置は、さらに、上記スクリューシャフトの端部に固定された第２軸部であって、該第２軸部の軸線に沿って設けられた挿通穴で、上記軸部に設けられた穴部と連通する挿通穴を有する第２軸部と、該第２軸部に固定された伝達部材であって、脱水装置を駆動するためのモータの回転力を該第２軸部に伝達するための伝達部材と、を有することを特徴とする。
【００１８】
これにより、モータが回転すると、該伝達部材が回転し、この伝達部材の回転に伴い、第２軸部が回転して、これにより、スクリューシャフトが回転する。なお、該第２軸部に設けられた挿通穴はオイルの流路として利用でき、挿通穴の端部から流入したオイルは軸部に流出した後に胴部の本体部内に流入することができる。
【００１９】
また、第７には、上記第４から第６までのいずれかの構成において、上記脱水装置が、上記軸部と直接又は間接に接続するロータリージョイントを有することを特徴とする。これにより、スクリューシャフトにオイルを循環して供給しながら、スクリューシャフトを回転させることが可能となる。
【００２０】
また、第８には、上記第６の構成において、上記第２軸部の端部にロータリージョイントが接続され、また、上記胴部における端部で、該第２軸部が接続された側とは反対側の端部における軸部の端部にロータリージョイントが接続されていることを特徴とする。これにより、スクリューシャフトにオイルを循環して供給しながら、スクリューシャフトを回転させることが可能となる。
【００２１】
なお、上記第７の構成又は第８の構成に従属する構成として、以下の構成としてもよい。すなわち、「上記ロータリージョイントが、上記軸部と直接又は間接に接続し、上記スクリューシャフトの回転に伴い回転する回転部と、該回転部に接続された固定部で上記スクリューシャフトの回転によっても回転しない固定部と、を有することを特徴とする。」とする。
【００２２】
また、第９には、上記第１から第８までのいずれかの構成において、上記脱水装置が、さらに、上記スクリューシャフトの外側に設けられた筒状の濾過部で、脱水により生じた濾液を排出する穴部が設けられた濾過部を有することを特徴とする。
【００２３】
なお、この第９の構成に従属する構成として、上記スクリューシャフトにおける胴部の径は、汚泥の供給側から排出側に向けて徐々に大径となるよう形成され、また、上記濾過部の内径は、汚泥の供給側から排出側に向けて均一に形成されているものとしてもよい。また、上記第９の構成に従属する構成として、上記スクリューシャフトにおける胴部の径は、汚泥の供給側から排出側に向けて均一に形成され、また、上記濾過部の内径は、汚泥の供給側から排出側に向けて徐々に小径となるよう形成されているものとしてもよい。また、上記第９の構成に従属する構成として、上記スクリューシャフトにおける胴部の径と上記濾過部の内径は、汚泥の供給側から排出側に向けて均一に形成され、スクリューシャフトに設けられたスクリュー羽根のピッチが汚泥の供給側から排出側に向けて小さくなるよう形成されているものとしてもよい。
【００２４】
また、上記第１から第９までのいずれかの構成において、上記スクリューシャフトにおける胴部が、汚泥の供給側から排出側に向けて徐々に大径となるテーパ状に形成されているものとしてもよい。
【００２５】
また、第１０には、汚泥を脱水するためのスクリュープレス型の脱水装置におけるスクリューシャフト内に加熱されたオイルを供給するためのオイル循環システムであって、オイルを貯留するオイルタンクと、該オイルタンク内のオイルを加熱する加熱装置と、オイルを圧送するためのポンプと、を有することを特徴とする。
【００２６】
この第１０の構成のオイル循環システムにおいては、オイルタンク内のオイルが加熱装置により加熱されて、ポンプにより圧送される。よって、このオイル循環装置を脱水装置に接続して、脱水装置のスクリューシャフト内に供給することにより、脱水される汚泥が加熱され、これにより、汚泥の濾過抵抗が下がり、汚泥内の水が抜けやすくなって、脱水効率が向上する。さらに、汚泥を加熱することにより、凝集フロック状の汚泥の表面に凝集フロック自体の粘性によって付着していた水が抜けやすくなるとともに、凝集フロックと凝集フロックの間に在る間隙水も抜けやすくなり、これによっても脱水効率が向上する。また、加熱されたオイルにより汚泥を加熱するので、オイルの温度制御は蒸気と比べて容易であり、温度制御のための装置も蒸気の場合に比べて安価となり、全体としてオイル循環システムの製造コストを低減させることができる。
【００２７】
また、第１１には、汚泥を脱水するための脱水システムであって、上記第１から第９までのいずれかの構成の脱水装置と、該脱水装置に加熱されたオイルを循環しながら供給するオイル循環システムであって、該脱水装置のスクリューシャフトの胴部に設けられたオイル流路にオイルを流すオイル循環システムと、を有することを特徴とする。
【００２８】
この第１１の構成の脱水システムにおいては、オイル循環システムが設けられているので、このオイル循環システムにより、脱水装置に加熱されたオイルが供給される。つまり、オイル循環システムは、スクリューシャフトの胴部の内部に設けられたオイル流路に加熱されたオイルを循環しながら供給する。すると、脱水される汚泥が加熱されることにより、汚泥の濾過抵抗が下がり、汚泥内の水が抜けやすくなって、脱水効率が向上する。さらに、汚泥を加熱することにより、凝集フロック状の汚泥の表面に凝集フロック自体の粘性によって付着していた水が抜けやすくなるとともに、凝集フロックと凝集フロックの間に在る間隙水も抜けやすくなり、これによっても脱水効率が向上する。また、加熱されたオイルにより汚泥を加熱するので、オイルの温度制御は蒸気と比べて容易であり、温度制御のための装置も蒸気の場合に比べて安価となり、全体として脱水システムの製造コストを低減させることができる。
【００２９】
また、第１２には、汚泥を脱水するための脱水システムであって、内部にオイルを流動させるためのオイル流路を有するとともに、該オイル流路にオイルを流入させるための流入口と、該オイル流路からオイルを流出させるための流出口とを有する胴部と、該胴部の表面に設けられた螺旋状のスクリュー羽根とを有するスクリューシャフトを有することを特徴とする脱水装置と、該脱水装置の該流入口に加熱されたオイルを流入させるとともに、該流出口から該オイルを流出させて該オイルを循環させるオイル循環システムと、を有することを特徴とする。
【００３０】
この第１２の構成の脱水システムにおいては、オイル循環システムが設けられているので、このオイル循環システムにより、脱水装置に加熱されたオイルが供給される。つまり、オイル循環システムは、該脱水装置の該流入口に加熱されたオイルを流入させるとともに、該流出口から該オイルを流出させて該オイルを循環させる。すると、脱水される汚泥が加熱されることにより、汚泥の濾過抵抗が下がり、汚泥内の水が抜けやすくなって、脱水効率が向上する。さらに、汚泥を加熱することにより、凝集フロック状の汚泥の表面に凝集フロック自体の粘性によって付着していた水が抜けやすくなるとともに、凝集フロックと凝集フロックの間に在る間隙水も抜けやすくなり、これによっても脱水効率が向上する。また、加熱されたオイルにより汚泥を加熱するので、オイルの温度制御は蒸気と比べて容易であり、温度制御のための装置も蒸気の場合に比べて安価となり、全体として脱水システムの製造コストを低減させることができる。
【００３１】
また、第１３には、上記第１１又は第１２において、上記脱水装置が、さらに、上記スクリューシャフトの外側に設けられた筒状の濾過部で、脱水により生じた濾液を排出する穴部が設けられた濾過部を有することを特徴とする。
【００３２】
また、第１４には、上記第１１から第１３までのいずれかの構成において、上記オイル循環システムが、オイルを貯留するオイルタンクと、該オイルタンク内のオイルを加熱する加熱装置と、オイルを圧送するためのポンプと、を有することを特徴とする。これにより、加熱装置によりオイルタンク内のオイルが加熱され、加熱されたオイルはポンプにより圧送されて、脱水装置に供給される。
【００３３】
また、第１５には、上記第１４の構成において、上記オイル循環システムが、さらに、上記オイルタンク内のオイルの温度及び／又は脱水装置とオイル循環システム間に設けられたオイル流路内のオイルの温度を検知する温度検知装置と、該温度検知装置により検知された温度に従い、加熱装置を制御する制御装置と、を有することを特徴とする。
【００３４】
これにより、循環されるオイルの温度を制御することが可能となり、循環されるオイルを所定温度以上又は所定温度範囲に保つことが可能となる。なお、制御装置は、例えば、温度検知装置により検知された温度が所定温度未満の場合に、該所定温度となるまで加熱装置により加熱する。また、オイルタンク内のオイルの温度と、オイル流路内の温度の両方を検知する場合に、オイルタンク内のオイルの温度と、オイル流路内の温度のいずれかが所定温度未満になった場合に、その両方が所定の温度以上となるまで制御装置が加熱装置を制御するようにしてもよい。
【００３５】
また、第１６には、上記第１５の構成において、上記制御装置が、上記温度検知装置により検知される温度が水の沸点以上でオイルの沸点未満の温度範囲の中に設定された所定範囲の温度となるように加熱装置の制御を行うことを特徴とする。これにより適切に温度制御を行うことが可能となる。
【００３６】
また、第１７には、上記第１１から第１６までのいずれかの構成において、上記オイル循環システムが、さらに、上記脱水装置に接続された管部で、オイルを流入させるための管部である第１管部と、上記脱水装置に接続された管部で、オイルを流出させるための管部である第２管部と、を有することを特徴とする。
【００３７】
また、第１８には、上記第１１から第１７までのいずれかの構成において、上記脱水システムが、さらに、上記脱水装置に汚泥を供給するための汚泥供給システムであって、汚泥と凝集剤とを混和する凝集混和槽と、該凝集混和槽内の被撹拌物を撹拌する撹拌装置と、該凝集混和槽内の汚泥を該脱水装置に送る送り装置と、を有する汚泥供給システムを有することを特徴とする。
【００３８】
この第１８の構成の脱水システムにおいては、凝集混和槽において汚泥と凝集剤とを混和した後、攪拌装置により被攪拌物、すなわち、汚泥と凝集剤とが混和されたものを攪拌する。すると、汚泥は凝集フロック状となる。そして、送り装置により、凝集フロック状の汚泥を脱水装置に送る。このようにして、汚泥を脱水装置に供給することができる。
【００３９】
また、第１９には、上記第１１から第１８までのいずれかの構成において、上記脱水システムが、さらに、上記脱水装置により脱水された汚泥を乾燥する乾燥装置であって、上記オイル循環システムにより循環されるオイルを流動させるためのオイル流路を有し、該オイル循環システムにより、加熱されたオイルを該オイル流路に流動させることにより汚泥を乾燥させる乾燥装置を有することを特徴とする。
【００４０】
この乾燥装置により、脱水装置により脱水された汚泥を乾燥することができる。また、脱水装置におけるスクリューシャフトの胴部を加熱するためのシステムを、乾燥装置における汚泥の乾燥に流用できるので、乾燥装置において汚泥を乾燥するための熱源を別途設ける必要がない。
【００４１】
また、第２０には、スクリューシャフトを備えたスクリュープレス型の脱水装置により汚泥の脱水を行う汚泥の脱水方法であって、上記第１又は２又は３又は４又は５又は６又は７又は８又は９の構成の脱水装置のスクリューシャフトにおけるオイル流路に加熱されたオイルを供給することにより、汚泥を加熱しながら脱水することを特徴とする。また、第２１には、スクリューシャフトを備えた脱水装置により汚泥の脱水を行う汚泥の脱水方法であって、スクリューシャフト内に加熱されたオイルを供給することにより、汚泥を加熱しながら脱水することを特徴とする。上記第２０又は第２１の構成によれば、脱水される汚泥が加熱されることにより、汚泥の濾過抵抗が下がり、汚泥内の水が抜けやすくなって、脱水効率が向上する。さらに、汚泥を加熱することにより、凝集フロック状の汚泥の表面に凝集フロック自体の粘性によって付着していた水が抜けやすくなるとともに、凝集フロックと凝集フロックの間に在る間隙水も抜けやすくなり、これによっても脱水効率が向上する。また、加熱されたオイルにより汚泥を加熱するので、オイルの温度制御は蒸気と比べて容易であり、温度制御のための装置も蒸気の場合に比べて安価となり、全体として製造コストを低減させることができる。
【００４２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態としての実施例を図面を利用して説明する。本発明に基づく脱水システムＰ１は、脱水装置Ａと、オイル循環システムＢと、汚泥供給システムＣとを有している。
【００４３】
ここで、脱水装置Ａは、基台部Ａ１と、供給側機構部Ａ２と、脱水部Ａ３と、排出側機構部Ａ４とを有している。
【００４４】
この基台部Ａ１は、供給側機構部Ａ２や、脱水部Ａ３や、排出側機構部Ａ４を設置するための台部である。
【００４５】
また、供給側機構部Ａ２は、供給側スタンド１０と、ベアリング１２と、軸受台１４と、グランドボックス１６と、パッキン１８と、ロータリージョイント２０等を有している。ここで、供給側スタンド１０は、基台部Ａ１の上側に設けられたケース状の部材であり、板状の部材によりケース状に形成されている。すなわち、供給側スタンド１０は、汚泥の供給側（Ｘ１側）に設けられた側面部１０ａと、排出側（Ｘ２側）に設けられた側面部１０ｂとが略平行に配設され、さらに、側面部１０ａと側面部１０ｂ間の図２における手前側をカバーする正面部と、奥側をカバーする背面部と、上側をカバーする上面部とを有している。
【００４６】
また、この供給側スタンド１０における側面部１０ａと側面部１０ｂ間には軸受台１４が設けられていて、この軸受台１４の内側には、グランドボックス１６やパッキン１８が設けられている。さらに、この軸受台１４には、ベアリング１２が設けられていて、このベアリング１２は、スクリューシャフト４０における軸部４４を回転可能に軸支している。
【００４７】
また、供給側スタンド１０には、汚泥を供給するための供給管１９が設けられ、その端部は、側面部１０ｂの排出側でパンチングプレート３２で囲まれた空間に開口しており、供給管１９の開口部１９ａは、スクリューシャフト４０の軸線の方向を向いている。この供給管１９には、後述する管部Ｋ１３が接続される。
【００４８】
また、ロータリージョイント２０は、軸部４４の端部に取り付けられていて、固定部２２と、回転部２４とを有している。この固定部２２は、筒状を呈していて、内部にスプリングやパッキンを有し、回転部２４を回転可能に支持している。また、回転部２４は、固定部２２に対して回転可能であり、その端部の外周にはネジ溝（雄ねじ）が形成されている。この回転部２４は、軸部４４のネジ穴４４ａに対して螺着されている。
【００４９】
また、脱水部Ａ３は、濾過部３０と、スクリューシャフト４０とを有している。この濾過部３０は、孔部が多数設けられた円筒状のパンチングプレート３２と、該パンチングプレート３２の外側に設けられた枠状のドラム３４とを有している。このドラム３４は、リング状の板状を呈するリング状部３４ａが所定間隔に複数設けられ、各リング状部３４ａは、帯状に形成された帯状部３４ｂに固定されている。この濾過部３０の内径、つまり、パンチングプレート３２の内径は、汚泥の供給側から排出側に向けて均一に形成されている。
【００５０】
また、スクリューシャフト４０は、スクリューシャフト本体部（胴部）４２と、スクリューシャフト本体部４２の外周に設けられているスクリュー羽根６２とを有している。このスクリューシャフト本体部４２は、軸部４４と、プレート部５０〜５５と、筒状部６０とを有している。
【００５１】
この軸部４４は、円形断面を有するシャフトであり、その端部には、穴部４６と、穴部４８とを有している。
【００５２】
穴部４６は、軸部４４の軸線に沿って設けられた穴部４６ａと、穴部４６ａから軸部４４の側方に向けて開口して形成された穴部４６ｂ、４６ｃとを有している。この穴部４６ａは、軸部４４の供給側の端部に露出していて、軸部４４の供給側の端部から所定長さ形成されている。また、穴部４６ａ、４６ｂは、ともに軸部４４の軸線方向に直角方向に設けられ、穴部４６ｂと穴部４６ｃとは、穴部４６ａに対して対称の方向に設けられている。穴部４６ｂと穴部４６ｃとは、軸線方向に対してずれた位置に設けられている。また、穴部４６ｂ、４６ｃは、筒状部６０とプレート部５０とプレート部５１とに囲まれた空間内に露出している。
【００５３】
また、穴部４８は、軸部４４の軸線に沿って設けられた穴部４８ａと、穴部４８ａから軸部４４の側方に向けて開口して形成された穴部４８ｂとを有している。この穴部４８ａは、軸部４４の排出側の端部に露出していて、軸部４４の排出側の端部から所定長さ形成されている。また、穴部４８ｂは、軸部４４の軸線方向に直角方向に設けられている。また、穴部４８ｂは、筒状部６０とプレート部５４とプレート部５５とに囲まれた空間内に露出している。この穴部４８における軸部４４の端面側の開口部が上記第１開口部に当たり、穴部４８における軸部４４の側面側の開口部（つまり、穴部４８ｂの開口部）が上記第２開口部に当たる。
【００５４】
また、軸部４４の供給側の端部は、図４に示すように、ベアリング１２から供給側に突出していて、軸部の供給側の端部には、ロータリージョイント２０の回転部２４を螺着するためのネジ穴４４ａが形成されている。
【００５５】
また、プレート部５０は、スクリューシャフト本体部４２の供給側の端部に設けられ、円形状を呈し、筒状部６０の内側に取り付けられている。このプレート部５０は、軸部４４を挿通するための穴部を有している。なお、このプレート部５０は、筒状部６０に対して隙間なく形成されている。また、プレート部５５は、スクリューシャフト本体部４２の排出側の端部に設けられ、円形状を呈し、筒状部６０の内側に取り付けられている。このプレート部５５は、軸部４４を挿通するための穴部を有している。なお、このプレート部５５と筒状部６０間は隙間なく形成され、また、プレート部５５と筒状部６０とは隙間なく形成され、また、プレート部５０に設けられた穴部と軸部４４間も隙間なく形成され、さらに、プレート部５５に設けられた穴部と軸部４４間も隙間なく形成されていて、筒状部６０とプレート部５０とプレート部５５により形成された空間は密閉されている。
【００５６】
また、プレート部５１〜５４は、プレート部５０とプレート部５５の間の位置に所定の間隔で配設されている。プレート部５１〜５４には、軸部４４を挿通するための穴部が設けられていて、プレート部５１〜５４の外周端は、筒状部６０の内周に密着している。また、プレート部５１〜５４には、オイルを挿通するための開口部Ｊが形成されている。
【００５７】
また、筒状部６０は、基本的に、供給側から排出側に向けて大径となるテーパ状に形成されている。つまり、筒状部６０の大部分は、テーパ状に形成され、排出側の一部は円筒状に形成されている。つまり、供給側の端部から排出側に向けて徐々に大径となり、排出側の端部近くでは同径となる形状を呈している。この筒状部６０を軸線に垂直な面で切断した断面は、円環状を呈している。なお、筒状部６０全体がテーパ状の形状としてもよい。
【００５８】
つまり、スクリューシャフト本体部４２は、穴部４８から流入したオイルが空間部Ｓ１から順次空間部Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５と至り、穴部４６から流出するように形成されている。
【００５９】
なお、上記筒状部６０とプレート部５０とプレート部５５とで、上記「テーパ状の筒状部を有し内部に上記オイル流路としての空間部を有する本体部」が構成される。そして、上記筒状部６０とプレート部５０とプレート部５５とで囲まれた空間が、上記「オイル流路としての空間部」に当たる。
【００６０】
また、スクリュー羽根６２は、スクリューシャフト本体部４２の外周に螺旋状に形成された羽根部である。
【００６１】
また、排出側機構部Ａ４は、排出側スタンド７０と、軸部（第２軸部）８０と、軸受部９０と、スプロケット１００と、軸受部１１０と、ロータリージョイント１２０等を有している。
【００６２】
この排出側スタンド７０は、基台部Ａ１の上側に設けられたケース状の部材であり、板状の部材によりケース状に形成されている。すなわち、排出側スタンド７０は、供給側（Ｘ１側）に設けられた側面部７０ａと、排出側（Ｘ２側）に設けられた側面部７０ｂとが略平行に配設され、さらに、側面部７０ａと側面部７０ｂ間の図２における手前側をカバーする正面部と、奥側をカバーする背面部と、上側をカバーする上面部とを有している。
【００６３】
また、軸部８０は、Ｘ１−Ｘ２方向に設けられ、接続プレート８４を介して、スクリューシャフト４０の排出側の端部に取り付けられている。すなわち、軸部８０の供給側の端部には、接続プレート８４が固定されていて、この接続プレート８４は、ボルトによりプレート部５５に固定されている。また、この軸部８０の排出側の端部には、ロータリージョイント１２０の回転部１２４を螺着するためのネジ穴８０ａが形成されている。また、このネジ穴８０ａの奥部から軸部８０の供給側の端部まで挿通穴８２が設けられている。この挿通穴８２は、軸部８０の軸線に沿って平行に設けられていて、挿通穴８２の供給側の端部は、軸部８０の供給側の端部に露出している。また、接続プレート８４をスクリューシャフト４０に取り付けた状態では、挿通穴８２と、軸部４４の穴部４８とは、連通した状態となっている。
【００６４】
また、軸受部９０は、図２、図５に示すように、排出側スタンド７０の側面部７０ｂに取り付けられており、ベアリングボックス９２と、該ベアリングボックス９２内に設けられたベアリング９４と、該ベアリングボックス９２に取り付けられたベアリングボックスカバー９６とを有している。このベアリング９４は、軸部８０（後述）を回転可能に軸支している。また、ベアリングボックス９２には、排出側スタンド７０の側面部７０ｂに固定されたリブ９３が接続されている。このリブ９３は、帯状の板状を呈し、ベアリングボックス９２を中心として四方に設けられている。
【００６５】
また、スプロケット１００は、軸部８０に固定されている。すなわち、スプロケット１００は、軸受部９０の排出側に固定して取り付けられている。このスプロケット１００には、図示しないローラーチェーンが巻回され、このローラーチェーンには、モータ１３０（図１参照）が巻回されていて、モータ１３０が回転することにより、スプロケット１００が回転するようになっている。このスプロケット１００が、上記「第２軸部に固定された伝達部材であって、脱水装置を駆動するためのモータの回転力を該第２軸部に伝達するための伝達部材」に当たる。
【００６６】
また、軸受部１１０は、基台部Ａ１の上側に設けられた軸受部台１１６の上に設けられていて、ベアリングボックス１１２と、ベアリング１１４とを有している。このベアリング１１４は、軸部８０を回転可能に軸支していて、ベアリング１１４は、ベアリングボックス１１２内に設けられている。
【００６７】
また、ロータリージョイント１２０は、軸部８０の排出側の端部に取り付けられていて、固定部１２２と、回転部１２４とを有している。この固定部１２２は、筒状を呈していて、内部にスプリングやパッキンを有し、回転部１２４を回転可能に支持している。また、回転部１２４は、固定部１２２に対して回転可能であり、その端部の外周にはネジ溝（雄ねじ）が形成されている。この回転部１２４は、軸部８０のネジ穴８０ａに対して螺着されている。
【００６８】
次に、オイル循環システムＢは、オイルタンク２００と、電熱ヒータ（加熱装置）２０２と、油位センサ２０４と、油温計２０６と、オイルポンプ（ポンプ）２０８と、油温計２１０と、制御装置２２０と、管部Ｋ１〜Ｋ３とを有している。
【００６９】
ここで、オイルタンク２００は、オイルを貯めておくタンクであり、電熱ヒータ２０２は、オイルタンク２００内のオイルを加熱するためのものである。また、油位センサ２０４は、オイルタンク２００内のオイルの油面位置を検知するものであり、また、油温計２０６は、オイルタンク２００内のオイルの温度を検知するものである。また、オイルポンプ２０８は、オイルタンク２００内のオイルを管部Ｋ２側に圧送するためのポンプであり、また、油温計２１０は、管部Ｋ２を流れるオイルの温度を検知するものである。また、制御装置２２０は、油温計２０６、２１０、油位センサ２０４、電熱ヒータ２０２、オイルポンプ２０８に接続されていて、電熱ヒータ２０２、オイルポンプ２０８等の動作を制御する。特に、制御装置２２０は、油温計２０６、２１０、油位センサ２０４の検知結果に基づいて電熱ヒータ２０２、オイルポンプ２０８等の動作を制御する。なお、油温計２０６、２１０は、上記温度検知装置として機能する。
【００７０】
また、管部Ｋ１〜Ｋ３は、オイルを移動させるための管部材であり、管部Ｋ１は、オイルタンク２００とオイルポンプ２０８間に設けられ、管部（第１管部）Ｋ２は、オイルポンプ２０８と脱水装置Ａ間に設けられ、管部（第２管部）Ｋ３は、脱水装置Ａとオイルタンク２００間に設けられている。つまり、管部Ｋ２は、ロータリージョイント１２０の固定部１２２に接続されていて、管部Ｋ３は、ロータリージョイント２０の固定部２２に接続されている。
【００７１】
次に、汚泥供給システムＣは、脱水装置Ａに汚泥等を供給するための装置であり、汚泥貯槽３００と、給泥ポンプ（送り装置）３０２と、凝集混和槽３１０と、攪拌機（攪拌装置）３１２等を有している。
【００７２】
ここで、汚泥貯槽３００は、汚泥を貯留するための容器状部材であり、給泥ポンプ３０２は、汚泥貯槽３００内の汚泥を凝集混和槽３１０に送るためのポンプである。また、凝集混和槽３１０は、汚泥と凝集剤とを混和させるための容器状の部材であり、凝集混和槽３１０の内部は外部に対して密閉された状態となっている。また、攪拌機３１２は、凝集混和槽３１０内の被攪拌物を攪拌するためのものである。
【００７３】
なお、汚泥貯槽３００と給泥ポンプ３０２間には、管部Ｋ１１が設けられ、また、給泥ポンプ３０２と凝集混和槽３１０間には、管部Ｋ１２が設けられ、さらに、凝集混和槽３１０と脱水装置Ａとの間には、管部Ｋ１３が設けられている。また、管部Ｋ１２の途中には、第１凝集剤注入ポンプに接続された管部Ｋ１４が接続され、また、凝集混和槽３１０には、第２凝集剤注入ポンプに接続された管部Ｋ１５が接続されている。なお、管部Ｋ１３は、脱水装置Ａの供給側スタンド１０に設けられた供給管１９に接続されている。なお、管部Ｋ１３内の圧力を検知する圧力計（図示せず）と、該圧力計の検知結果に従い、該給泥ポンプ３０２の圧力を制御するための制御装置（図示せず）が設けられている。
【００７４】
なお、図１に示すように、管部Ｋ１〜Ｋ３、管部Ｋ１１〜Ｋ１５の各所には、バルブＶａが設けられている。
【００７５】
上記構成の脱水システムＰ１の動作について説明する。汚泥は、汚泥供給システムＣから凝集フロックの形で脱水装置Ａに送られ、汚泥は、脱水装置Ａにおいて脱水された後に排出される。その際、オイル循環システムＢにより、スクリューシャフト４０内に加熱されたオイルが供給されるので、このオイルによる加熱により汚泥の濾過抵抗が下がり、汚泥内の水が抜けやすくなって、脱水効率が向上する。さらに、汚泥を加熱することにより、凝集フロック状の汚泥の表面に凝集フロック自体の粘性によって付着していた水が抜けやすくなるとともに、凝集フロックと凝集フロックの間に在る間隙水も抜けやすくなり、これによっても脱水効率が向上する。
【００７６】
脱水システムＰ１のさらに詳しい動作を説明する。なお、以下の説明における操作は、図示しない操作盤により行う。
【００７７】
まず、脱水装置Ａに汚泥を供給する前にオイル循環システムＢによりオイルを循環させておく。このオイルとしては、例えば、潤滑油を用いる。また、管部Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３におけるバルブは予め開状態としておく。
【００７８】
すなわち、操作盤を操作することにより、電熱ヒータ２０２を作動させて、オイルタンク２００内のオイルを電熱ヒータ２０２により予め加熱して、オイルポンプ２０８によりオイルタンク２００内のオイルを管部Ｋ１、Ｋ２を介して脱水装置Ａに圧送する。加熱されたオイルは、ロータリージョイント１２０から軸部８０の挿通穴８２に至り、その後、スクリューシャフト４０に至る。つまり、挿通穴８２から流出したオイルは、軸部４４の穴部４８ａ、穴部４８ｂを経てスクリューシャフト本体部４２内に至る。そして、プレート部５４〜プレート部５１に設けられた開口部Ｊを通ってスクリューシャフト本体部４２内を汚泥の供給側（図２では、Ｘ１側）に移動し、軸部４４の穴部４６ｂ、４６ｃから穴部４６ａを通って軸部４４の端部に至る。軸部４４から流出したオイルは、さらに、ロータリージョイント２０を通って管部Ｋ３に至り、管部Ｋ３を通ってオイルタンク２００に戻る。
【００７９】
なお、管部Ｋ１〜Ｋ３や、スクリューシャフト４０内にオイルがない状態で、オイルを循環させる場合には、オイルタンク２００内のオイルを加熱した上で循環させ、油温計２０６や油温計２１０の温度が所定の温度になるまで加熱と循環を行う。つまり、当初オイルタンク２００内のオイルを所定温度として圧送しても、管部Ｋ１〜Ｋ３やスクリューシャフト４０を通るうちに温度は低下するので、油温計２０６や油温計２１０の温度が所定の温度になるまで加熱と循環を行う。一方、管部Ｋ１〜Ｋ３や、スクリューシャフト４０内にオイルがある場合には、電熱ヒータ２０２でオイルタンク２００内のオイルを加熱しながらオイルポンプ２０８でオイルを循環させて、油温計２０６や油温計２１０の温度が所定の温度になるまで加熱と循環を行うようにする。なお、上記の「所定の温度」としては、水の沸点以上でオイルの沸点未満（「以下」としてもよい）の温度範囲内のいずれかの温度とする。なお、該温度範囲における所定の温度範囲になるように温度制御してもよい。また、オイルの量としては、オイルを循環させる必用があるので、スクリューシャフト４０内において、オイルの液面が軸部４４の上端位置よりも高い位置となるようにする。
【００８０】
そして、油温計２０６や油温計２１０の温度が所定の温度になったら、スクリューシャフト４０のスクリューシャフト本体部４２の表面も所定の温度になったものとして、汚泥供給システムＣにより、脱水装置Ａに汚泥を供給する。この場合に、制御装置２２０が所定の温度になったことを検知したら、制御装置２２０が脱水装置Ａに汚泥を供給するための給泥ポンプ３０２を自動的に始動させるようにしてもよいし、操作者が所定の温度になったことを確認の後に該給泥ポンプ３０２を始動させるようにしてもよい。
【００８１】
つまり、汚泥貯槽３００内に汚泥が入った状態で給泥ポンプ３０２を作動させることにより汚泥を凝集混和槽３１０に圧送する。その際、管部Ｋ１４に接続された第１凝集剤注入ポンプから第１凝集剤を圧送し、第２凝集剤注入ポンプから第２凝集剤を圧送する。ここで、例えば、第１凝集剤としては、無機凝集剤を用い、第２凝集剤としては、高分子凝集剤を用いる。すると、凝集混和槽３１０は、汚泥と第１凝集剤と第２凝集剤とが混合された状態となっているので、これを攪拌機３１２により攪拌する。すると、汚泥は凝集フロックの状態となる。そして、凝集混和槽３１０内は密閉された状態となっているので、給泥ポンプ３０２からの圧力により、凝集フロックの状態の汚泥は脱水装置Ａに供給される。すると、脱水装置Ａに設けられた供給管１９を経て開口部１９ａから濾過部３０内に送られる。
【００８２】
ここで、当初は、濾過部３０内に汚泥がない状態となっているので、濾過部３０における供給側の所定領域（例えば、領域Ｆ）内に汚泥が充満するまではスクリューシャフト４０を回転させず、該所定領域内に汚泥が充満した段階で、スクリューシャフト４０を回転させる。これは、汚泥を濾過部３０内に供給する当初からスクリューシャフト４０を回転させると、汚泥はスクリューシャフト４０の回転に伴い排出側に移送させてしまい、脱水効率を高めることができない。これに対して、所定領域内に汚泥が充満するまでスクリューシャフト４０を回転しないことによって、該所定領域内に汚泥が充満するため、その部分の汚泥がケーキ状に固まるため、それ以降の汚泥も該ケーキ状に固まった汚泥が壁になって移送方向には容易に移動せず、脱水効率を上げることが可能となる。なお、凝集混和槽３１０と脱水装置Ａ間に設けられた圧力計により検知された圧力に従い、圧力が所定値よりも上昇した場合には、制御装置が給泥ポンプ３０２による圧送を停止するか又は圧送速度を低下させるようにして、脱水状態を良好な状態に保つことができる。
【００８３】
なお、スクリューシャフト４０の回転は以下のようにして行われる。つまり、モータ１３０を回転させることによりスプロケット１００が回転し、このスプロケット１００の回転に伴い軸部８０が回転し、これにより、スクリューシャフト４０が回転する。また、モータ１３０を回転させることにより、ロータリージョイント２０における回転部２４と、スクリューシャフト４０と、軸部８０と、接続プレート８４と、スプロケット１００と、ロータリージョイント１２０における回転部１２４とが回転することになる。なお、脱水装置Ａにおいて回転する部材と固定した部材との境界部分は、ロータリージョイントにより構成されているので、オイルが漏れることはない。
【００８４】
スクリューシャフト４０の回転に伴い、濾過部３０内の汚泥は、スクリューシャフト４０のスクリュー羽根６２に導かれて、スクリューシャフト４０の大径側に移送され、濾過部３０の内面とスクリューシャフト４０の外面とで囲まれる空間は、排出側に行くに従い徐々に狭くなるので、これにより、汚泥の脱水が行われて、排出側スタンド７０の下部に設けられた排出口（図示せず）から排出口６５に至る頃には、汚泥は完全なケーキ状となっている。そして、ケーキ状となった汚泥は、排出口６５から排出される。なお、スクリューシャフト４０のスクリューシャフト本体部４２の排出側の端部近傍に設けられたスクレーパ（図示せず）により、スクリューシャフト本体部４２に付着した汚泥を掻き落とすことができる。排出された汚泥は、排出側スタンド７０の下方に設けられた堆積部４００に堆積させることができる。一方、汚泥を脱水することにより出る濾液は、濾過部３０の下方に設けられた集水トレイ６７により集められ、その後、濾液槽５００に貯められる。堆積部４００に堆積されたケーキ状の汚泥や、濾液槽５００に貯められた濾液に対しては、所定の処理が行われる。
【００８５】
なお、汚泥が濾過部３０内を移動する際に、スクリューシャフト本体部４２内にある加熱されたオイルにより、スクリューシャフト本体部４２の表面も加熱されているため、これにより凝集フロック状の汚泥が加熱され、汚泥の濾過抵抗が下がり、汚泥内の水が抜けやすくなって、脱水効率が向上する。さらに、汚泥を加熱することにより、凝集フロック状の汚泥の表面に凝集フロック自体の粘性によって付着していた水が抜けやすくなるとともに、凝集フロックと凝集フロックの間に在る間隙水も抜けやすくなり、これによっても脱水効率が向上する。
【００８６】
なお、少なくとも、脱水装置Ａによる脱水処理中においては、制御装置２２０は、油温計２０６、２１０を監視し、所定の温度未満の温度となったら、該所定の温度になるまで電熱ヒータ２０２によりオイルを加熱し、該所定の温度になったら加熱を停止するようにする。具体的には、油温計２０６、２１０のうち少なくともいずれかの温度が所定の温度未満の温度となったら、油温計２０６、２１０の両方が所定の温度以上となるまで、電熱ヒータ２０２により加熱を行う。これにより、スクリューシャフト本体部４２内のオイルの温度を一定範囲の温度に保つことができる。
【００８７】
脱水作業を終了する場合には、給泥ポンプ３０２を停止させることにより、凝集混和槽３１０から脱水装置Ａへの給泥を停止するとともに、オイルポンプ２０８を停止させることにより、オイルの循環を停止させるとともに、電熱ヒータ２０２による加熱を停止させる。なお、給泥ポンプ３０２の停止、オイルポンプの停止や、電熱ヒータ２０２による加熱の停止は、手動により行ってもよいし、汚泥貯槽３００内の汚泥の量を検知できるようにしておき、所定量以下の量となったら自動的に停止させるようにしてもよい。
【００８８】
以上のように、本実施例の脱水システムＰ１によれば、加熱されたオイルにより汚泥を加熱して脱水効率を向上させるので、オイルの温度制御は蒸気と比べて容易であり、温度制御のための装置も蒸気の場合に比べて安価となり、全体として脱水システムＰ１の製造コストを低減させることができる。
【００８９】
また、特に、事業所等に蒸気発生源設備がない場合や該設備を有していても余剰熱源がない場合には、有効なシステムであり、トータルコストダウンが可能となる。つまり、蒸気発生熱源があり、かつ、余剰熱源がある事業所等においては、蒸気による汚泥の加熱を選択することも考えられるが、蒸気発生源設備がない場合や該設備があっても余剰熱源がない場合には、本実施例の脱水システムを用いる方がコストダウンとなる。
【００９０】
次に、第２実施例について説明する。第２実施例の脱水システムＰ２は、上記第１実施例の脱水システムＰ１と略同様の構成であるが、第１実施例の脱水システムＰ１に対して乾燥システムＤがさらに設けられている点が主として異なる。
【００９１】
すなわち、脱水システムＰ２において、脱水装置Ａと、汚泥供給システムＣの構成は、上記第１実施例の場合と同様であるので、詳しい説明を省略する。
【００９２】
また、オイル循環システムＢの構成も上記第１実施例の場合と略同様であるが、管部Ｋ２０、Ｋ２１がさらに設けられている点が異なる。つまり、第２実施例におけるオイル循環システムＢは、オイルタンク２００と、電熱ヒータ２０２と、油位センサ２０４と、油温計２０６と、オイルポンプ２０８と、油温計２１０と、制御装置２２０と、管部Ｋ１〜Ｋ３、Ｋ２０、Ｋ２１とを有している。
【００９３】
ここで、管部Ｋ２０は、管部Ｋ２の途中から分岐して設けられ、乾燥炉本体６０２（後述）のオイル通過路の一方の端部に接続されている。また、管部Ｋ２１も管部Ｋ２の途中から分岐して設けられ、乾燥炉本体６０２のオイル通過路の他方の端部に接続されている。つまり、管部Ｋ２は、オイルポンプ２０８と管部Ｋ２０との分岐位置間に設けられた管部Ｋ２−１と、該分岐位置と管部Ｋ２１との分岐位置間に設けられた管部Ｋ２−２と、管部Ｋ２１との分岐位置と脱水装置Ａ間に設けられた管部Ｋ２−３とから構成されている。
【００９４】
また、第２実施例のオイル循環システムＢにおけるオイルタンク２００と、電熱ヒータ２０２と、油位センサ２０４と、油温計２０６と、オイルポンプ２０８と、油温計２１０と、制御装置２２０と、管部Ｋ１〜Ｋ３の構成は、上記第１実施例における構成と同様であるのでその詳しい説明を省略する。
【００９５】
次に、乾燥システムＤは、ケーキ乾燥炉６００と、ロータリーバルブ６１０と、乾燥ケーキホッパー６２０と、真空ポンプ６３０と、管部Ｋ２０、Ｋ２１とを有している。
【００９６】
ケーキ乾燥炉６００は、横向き円筒状の容器状を呈する乾燥炉本体６０２を有し、この乾燥炉本体６０２には、脱水装置Ａから送られた汚泥を投入するための投入口６０２ａと、発生したガスを排出するための排出口６０２ｂが設けられている。また、この乾燥炉本体６０２の内部には攪拌装置６０４が設けられている。この攪拌装置６０４は、モータ６０５に接続され、モータ６０５が駆動することにより攪拌装置６０４が作動するようになっている。また、この乾燥炉本体６０２の底部や側部は、オイルを通すためのオイル通過路が設けられていて、加熱したオイルを通過させることにより、乾燥炉本体６０２内が加熱されるようになっている。
【００９７】
また、乾燥ケーキホッパー６２０は、乾燥後のケーキ状の汚泥を集積しておくためのものである。さらに、真空ポンプ６３０は、排出口６０２ｂに接続されていて、排出口６０２ｂから排出されたガスをガス処理設備に送る機能を有している。
【００９８】
上記脱水システムＰ２の動作について説明する。汚泥は、上記第１実施例の場合と同様に、汚泥供給システムＣから凝集フロックの形で脱水装置Ａに送られ、汚泥は、脱水装置Ａにおいて脱水された後に排出される。その際、オイル循環システムＢにより、スクリューシャフト４０内に加熱されたオイルが供給されるので、このオイルによる加熱により汚泥の濾過抵抗が下がり、汚泥内の水が抜けやすくなって、脱水効率が向上する。さらに、汚泥を加熱することにより、凝集フロック状の汚泥の表面に凝集フロック自体の粘性によって付着していた水が抜けやすくなるとともに、凝集フロックと凝集フロックの間に在る間隙水も抜けやすくなり、これによっても脱水効率が向上する。さらに、脱水されてケーキ状となった汚泥は、ケーキ乾燥炉６００に送られ、このケーキ乾燥炉６００において乾燥された後に乾燥ケーキホッパー６２０に集積させる。
【００９９】
脱水システムＰ２のさらに詳しい動作を説明する。なお、以下の説明における操作は、図示しない操作盤により行う。
【０１００】
まず、脱水装置Ａに汚泥を供給する前にオイル循環システムＢによりオイルを循環させておく。このオイルとしては、例えば、潤滑油を用いる。また、管部Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ２０、Ｋ２１におけるバルブは一部を除き予め開状態としておく。つまり、管部Ｋ２０、Ｋ２１に設けられたバルブＶａ−１、Ｖａ−２も開状態として、管部Ｋ２０、Ｋ２１にもオイルが流れるようにする。なお、バルブＶａ−３については閉状態として、１つのループ状の循環路が形成されるようにする。
【０１０１】
すなわち、操作盤を操作することにより、電熱ヒータ２０２を作動させて、オイルタンク２００内のオイルを電熱ヒータ２０２により予め加熱し、その後、オイルポンプ２０８によりオイルタンク２００内のオイルを脱水装置Ａや乾燥炉本体６０２に圧送する。つまり、オイルは、管部Ｋ２から管部Ｋ２０を経て乾燥炉本体６０２に至り、乾燥炉本体６０２内のオイル通過路を通って乾燥炉本体６０２から流出し、管部Ｋ２１から管部Ｋ２−３を経て脱水装置Ａに至る。すなわち、オイルは、ロータリージョイント１２０から軸部８０の挿通穴８２に至り、その後、スクリューシャフト４０に至る。つまり、挿通穴８２から流出したオイルは、軸部４４の穴部４８ａ、穴部４８ｂを経てスクリューシャフト本体部４２内に至る。そして、プレート部５４〜プレート部５１に設けられた開口部Ｊを通ってスクリューシャフト本体部４２内を汚泥の供給側（図２では、Ｘ１側）に移動し、軸部４４の穴部４６ｂ、４６ｃから穴部４６ａを通って軸部４４の端部に至る。軸部４４から流出したオイルは、さらに、ロータリージョイント２０を通って管部Ｋ３に至り、管部Ｋ３を通ってオイルタンク２００に戻る。
【０１０２】
なお、管部Ｋ１〜Ｋ３や、スクリューシャフト４０や、管部Ｋ２０、Ｋ２１や、ケーキ乾燥炉６００内にオイルがない状態で、オイルを循環させる場合には、オイルタンク２００内のオイルを加熱した上で循環させ、油温計２０６や油温計２１０の温度が所定の温度になるまで加熱と循環を行う。つまり、当初オイルタンク２００内のオイルを所定温度として圧送しても、管部Ｋ１〜Ｋ３やスクリューシャフト４０を通るうちに温度は低下するので、油温計２０６や油温計２１０の温度が所定の温度になるまで加熱と循環を行う。一方、管部Ｋ１〜Ｋ３や、スクリューシャフト４０や、管部Ｋ２０、Ｋ２１や、ケーキ乾燥炉６００内にオイルがある場合には、電熱ヒータ２０２でオイルタンク２００内のオイルを加熱しながらオイルポンプ２０８でオイルを循環させて、油温計２０６や油温計２１０の温度が所定の温度になるまで加熱と循環を行うようにする。なお、上記の「所定の温度」としては、水の沸点以上でオイルの沸点以下のいずれかの温度とする。また、オイルの量としては、オイルを循環させる必用があるので、スクリューシャフト４０内において、オイルの液面が軸部４４の上端位置よりも高い位置となるようにする。
【０１０３】
そして、油温計２０６や油温計２１０の温度が所定の温度になったら、スクリューシャフト４０のスクリューシャフト本体部４２の表面も所定の温度になったものとして、汚泥供給システムＣにより、脱水装置Ａに汚泥を供給する。この場合に、制御装置２２０が所定の温度になったことを検知したら、制御装置２２０が脱水装置Ａに汚泥を供給するための給泥ポンプ３０２を自動的に始動させるようにしてもよいし、操作者が所定の温度になったことを確認の後に該給泥ポンプ３０２を始動させるようにしてもよい。
【０１０４】
つまり、汚泥貯槽３００内に汚泥が入った状態で給泥ポンプ３０２を作動させることにより汚泥を凝集混和槽３１０に圧送する。その際、管部Ｋ１４に接続された第１凝集剤注入ポンプから第１凝集剤を圧送し、第２凝集剤注入ポンプから第２凝集剤を圧送する。ここで、例えば、第１凝集剤としては、無機凝集剤を用い、第２凝集剤としては、高分子凝集剤を用いる。すると、凝集混和槽３１０は、汚泥と第１凝集剤と第２凝集剤とが混合された状態となっているので、これを攪拌機３１２により攪拌する。すると、汚泥は凝集フロックの状態となる。そして、凝集混和槽３１０内は密閉された状態となっているので、給泥ポンプ３０２からの圧力により、凝集フロックの状態の汚泥は脱水装置Ａに供給される。すると、脱水装置Ａに設けられた供給管１９を経て開口部１９ａから濾過部３０内に送られる。
【０１０５】
ここで、当初は、濾過部３０内に汚泥がない状態となっているので、濾過部３０における供給側の所定領域（例えば、領域Ｆ）内に汚泥が充満するまではスクリューシャフト４０を回転させず、該所定領域内に汚泥が充満した段階で、スクリューシャフト４０を回転させる。これは、汚泥を濾過部３０内に供給する当初からスクリューシャフト４０を回転させると、汚泥はスクリューシャフト４０の回転に伴い排出側に移送させてしまい、脱水効率を高めることができない。これに対して、所定領域内に汚泥が充満するまでスクリューシャフト４０を回転しないことによって、該所定領域内に汚泥が充満するため、その部分の汚泥がケーキ状に固まるため、それ以降の汚泥も該ケーキ状に固まった汚泥が壁になって移送方向には容易に移動せず、脱水効率を上げることが可能となる。なお、凝集混和槽３１０と脱水装置Ａ間に設けられた圧力計により検知された圧力に従い、圧力が所定値よりも上昇した場合には、制御装置が給泥ポンプ３０２による圧送を停止するか又は圧送速度を低下させるようにして、脱水状態を良好な状態に保つことができる。
【０１０６】
スクリューシャフト４０の回転に伴い、濾過部３０内の汚泥は、スクリューシャフト４０のスクリュー羽根６２に導かれて、スクリューシャフト４０の大径側に移送され、濾過部３０の内面とスクリューシャフト４０の外面とで囲まれる空間は、排出側に行くに従い徐々に狭くなるので、これにより、汚泥の脱水が行われて、排出側スタンド７０の下部に設けられた排出口（図示せず）から排出口６５に至る頃には、汚泥は完全なケーキ状となっている。そして、ケーキ状となった汚泥は、排出口６５から排出される。なお、スクリューシャフト４０のスクリューシャフト本体部４２の排出側の端部近傍に設けられたスクレーパ（図示せず）により、スクリューシャフト本体部４２に付着した汚泥を掻き落とすことができる。排出された汚泥は、排出側スタンド７０の下方に設けられた堆積部４００に堆積させることができる。一方、汚泥を脱水することにより出る濾液は、濾過部３０の下方に設けられた集水トレイ６７により集められ、その後、濾液槽５００に貯められる。堆積部４００に堆積されたケーキ状の汚泥や、濾液槽５００に貯められた濾液に対しては、所定の処理が行われる。
【０１０７】
なお、汚泥が濾過部３０内を移動する際に、スクリューシャフト本体部４２内にある加熱されたオイルにより、スクリューシャフト本体部４２の表面も加熱されているため、これにより凝集フロック状の汚泥が加熱され、汚泥の濾過抵抗が下がり、汚泥内の水が抜けやすくなって、脱水効率が向上する。さらに、汚泥を加熱することにより、凝集フロック状の汚泥の表面に凝集フロック自体の粘性によって付着していた水が抜けやすくなるとともに、凝集フロックと凝集フロックの間に在る間隙水も抜けやすくなり、これによっても脱水効率が向上する。
【０１０８】
なお、少なくとも、脱水装置Ａによる脱水処理中においては、制御装置２２０は、油温計２０６、２１０を監視し、所定の温度以下の温度となったら、該所定の温度になるまで電熱ヒータ２０２によりオイルを加熱し、該所定の温度になったら加熱を停止するようにする。これにより、スクリューシャフト本体部４２内のオイルの温度を一定範囲の温度に保つことができる。
【０１０９】
また、堆積部４００に堆積されたケーキ状の汚泥は、ケーキ乾燥炉６００の投入口６０２ａに投入する。この投入に当たっては、堆積部４００に堆積された汚泥を手作業で投入してもよいし、堆積部４００に堆積された汚泥を投入口６０２ａに搬送する搬送装置を設けてこの搬送装置により投入するようにしてもよい。
【０１１０】
すると、投入された汚泥は、ケーキ乾燥炉６００内で乾燥処理されることにより、乾燥ケーキの状態となる。なお、少なくとも汚泥をケーキ乾燥炉６００に投入する段階では、モータ６０５を回転させて攪拌装置６０４を作動させておく。これにより、汚泥は、攪拌装置６０４により攪拌されながら、加熱されたオイルからの熱により乾燥されることになる。乾燥ケーキの状態となった汚泥は、ロータリーバルブ６１０を経て、乾燥ケーキホッパー６２０に集積される。一方、ケーキ乾燥炉６００内で発生したガスは、真空ポンプ６３０により吸引されて、ガス処理設備に送られる。
【０１１１】
脱水作業を終了する場合には、給泥ポンプ３０２を停止させることにより、凝集混和槽３１０から脱水装置Ａへの給泥を停止するともに、オイルポンプ２０８を停止させることにより、オイルの循環を停止させるとともに、電熱ヒータ２０２による加熱を停止させ、さらには、ケーキ乾燥炉６００における攪拌装置６０４の作動も停止させる。なお、給泥ポンプ３０２の停止、オイルポンプの停止や、電熱ヒータ２０２による加熱の停止や、攪拌装置６０４の作動の停止は、手動により行ってもよいし、汚泥貯槽３００内の汚泥の量を検知できるようにしておき、所定量以下の量となったら自動的に停止させるようにしてもよい。
【０１１２】
以上のように、本実施例の脱水システムＰ２によれば、加熱されたオイルにより汚泥を加熱して脱水効率を向上させるので、オイルの温度制御は蒸気と比べて容易であり、温度制御のための装置も蒸気の場合に比べて安価となり、全体として脱水システムＰ２の製造コストを低減させることができる。
【０１１３】
また、特に、事業所等に蒸気発生源設備がない場合や該設備を有していても余剰熱源がない場合には、有効なシステムであり、トータルコストダウンが可能となる。つまり、蒸気発生熱源があり、かつ、余剰熱源がある事業所等においては、蒸気による汚泥の加熱を選択することも考えられるが、蒸気発生源設備がない場合や該設備があっても余剰熱源がない場合には、本実施例の脱水システムを用いる方がコストダウンとなる。
【０１１４】
また、乾燥システムＤが設けられているので、脱水装置Ａにより脱水された汚泥を乾燥することができる。また、脱水装置Ａにおけるスクリューシャフト４０にオイルを供給するためのシステムを、乾燥システムＤにおける汚泥の乾燥に流用できるので、乾燥システムＤにおいて汚泥を乾燥するための熱源を別途設ける必要がない。
【０１１５】
なお、上記の説明においては、スクリューシャフト４０のスクリューシャフト本体部４２において、１本の軸部４４を設けるものとして説明したが、スクリューシャフト本体部４２の両端に、スクリューシャフト本体部４２の軸芯に沿って設けられた軸部をそれぞれ設け、一方の軸部には、穴部４６を設け、他方の軸部には、穴部４８を設けるようにしてもよい。この場合には、当然、プレート部５１〜５４には、軸部４４を挿通するための穴部は必要ない。
【０１１６】
なお、上記の説明では、脱水装置Ａにおいて、上記スクリューシャフト４０におけるスクリューシャフト本体部（胴部）４２の径は、汚泥の供給側から排出側に向けて徐々に大径となるよう形成され、また、上記濾過部３０の内径は、汚泥の供給側から排出側に向けて均一に形成されているものとして説明したが、これには限られず、他のタイプの脱水装置に適用してもよい。つまり、上記スクリューシャフトにおける胴部の径は、汚泥の供給側から排出側に向けて均一に形成され、また、上記濾過部の内径は、汚泥の供給側から排出側に向けて徐々に小径となるよう形成されているタイプの脱水装置に適用してもよいし、また、上記スクリューシャフトにおける胴部の径と上記濾過部の内径は、汚泥の供給側から排出側に向けて均一に形成され、スクリューシャフトに設けられたスクリュー羽根のピッチが汚泥の供給側から排出側に向けて小さくなるよう形成されているタイプの脱水装置に適用してもよい。
【０１１７】
【発明の効果】
本発明に基づく脱水装置、オイル循環システム、脱水システム及び汚泥の脱水方法によれば、加熱されたオイルを脱水装置のスクリューシャフトに供給することにより、脱水される汚泥が加熱され、これにより汚泥の濾過抵抗が下がり、汚泥内の水が抜けやすくなって、脱水効率が向上する。さらに、汚泥を加熱することにより、凝集フロック状の汚泥の表面に凝集フロック自体の粘性によって付着していた水が抜けやすくなるとともに、凝集フロックと凝集フロックの間に在る間隙水も抜けやすくなり、これによっても脱水効率が向上する。
【０１１８】
また、加熱されたオイルにより汚泥を加熱するので、オイルの温度制御は蒸気と比べて容易であり、温度制御のための装置も蒸気の場合に比べて安価となり、全体として脱水システムの製造コストを低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に基づく脱水システムの構成を示す説明図である。
【図２】本発明の実施例に基づく脱水装置の構成を示す要部断面図である。
【図３】スクリューシャフトにおけるスクリューシャフト本体部の構成を示す断面図である。
【図４】供給側機構部の構成を示す要部断面図である。
【図５】排出側機構部の構成を示す断面図である。
【図６】本発明の第２実施例に基づく脱水システムの構成を示す説明図である。
【符号の説明】
Ｐ１、Ｐ２  脱水システム
Ａ  脱水装置
Ａ１  基台部
Ａ２  供給側機構部
Ａ３  脱水部
Ａ４  排出側機構部
Ｂ  オイル循環システム
Ｃ  汚泥供給システム
１０  供給側スタンド
１９  供給管
２０、１２０  ロータリージョイント
３０  濾過部
４０  スクリューシャフト
４２  スクリューシャフト本体部
４４  軸部
４６、４８  穴部
５０、５１、５２、５３、５４、５５  プレート部
６０  筒状部
７０  排出側スタンド
８０  軸部
９０、１１０  軸受部
２００  オイルタンク
２０２  電熱ヒータ
２０４  油位センサ
２０６、２１０  油温計
２０８  オイルポンプ
２２０  制御装置
３００  汚泥貯槽
３０２  給泥ポンプ
３１０  凝集混和槽
３１２  攪拌機
６００  ケーキ乾燥炉
６１０  ロータリーバルブ
６２０  乾燥ケーキホッパー
Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ１１、Ｋ１２、Ｋ１３、Ｋ１４、Ｋ１５、Ｋ２０、Ｋ２１  管部
【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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