(57)【要約】    【課題】  スクリュープレス処理に於いて、原液、ケーキの供回りを防止し、脱水率、処理効率を向上させる。    【解決手段】  スクリュープレス１０で処理される処理物３８に気体を供給する。    【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクリュープレスで処理される処理物に気体を供給することを特徴とするスクリュープレス処理方法。
【請求項２】
気体は前記スクリュープレスに供給される処理物に気泡状で混入される請求項１のスクリュープレス処理方法。
【請求項３】
気体は前記スクリュープレス内の処理物中に圧縮気体を混入する請求項１のスクリュープレス処理方法。
【請求項４】
スクリュープレスと該スクリュープレスに処理物を供給する処理物供給装置とを具備し、該処理物供給装置は圧縮気体供給ラインを具備し、該圧縮気体供給ラインにより前記処理物中に圧縮気体を供給する様構成したことを特徴とするスクリュープレス処理装置。
【請求項５】
前記処理物供給装置は混合タンクを有し、前記圧縮気体供給ラインは前記混合タンクに連通された請求項４のスクリュープレス処理装置。
【請求項６】
前記圧縮気体供給ラインは、前記スクリュープレスの筒状スクリーン内部の上流部に連通された請求項４のスクリュープレス処理装置。
【請求項７】
前記スクリュープレスの回転軸が中空で、圧縮気体噴出孔を有しており、前記圧縮気体供給ラインは前記回転軸に連通された請求項４のスクリュープレス処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクリューの回転により汚泥その他の懸濁物を含む処理原液を圧縮し、水分と脱水ケーキとに分離するスクリュープレス処理方法及びその装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より多孔筒体（筒状スクリーン）の内部にスクリューを収納し、前記筒体の一方から汚泥、パルプ等の固形分を含む懸濁水の原液を供給し、前記スクリューを回転することにより懸濁水を圧縮しつつスクリューの軸心方向に移動させ、液分をスクリーンより濾過し、懸濁水中の固形分を分離するスクリュープレス処理装置が知られている。
【０００３】
図７により、従来のスクリュープレス処理装置について説明する。
【０００４】
図７はスクリュープレス処理装置のスクリュープレス１０を示しており、筒状スクリーン１が下流側に向って高くなる様傾斜して支持され、該筒状スクリーン１の内部にスクリュー２が同心に回転可能に設けられている。前記筒状スクリーン１は、上流から下流に向って細くなるコーン形状をしている。又、前記スクリュー２の形状は、該スクリュー２が前記筒状スクリーン１に内嵌する様に、上流から下流に向って細くなるコーン形状をしていると共にスクリュー羽根３のピッチが下流側に向って漸次小さくなっている。
【０００５】
前記筒状スクリーン１の上流端には上流端板４が液密に設けられ、前記筒状スクリーン１の下流端には下流端板５が液密に設けられている。
【０００６】
前記上流端板４には原液供給管６が接続され、前記筒状スクリーン１の下方には濾液受け７が設けられ、該濾液受け７の下端には濾液排出管８が接続されている。
【０００７】
前記下流端板５には出口フランジ９が設けられ、該出口フランジ９に対して背圧装置１１が設けられている。該背圧装置１１は前記出口フランジ９の開口端に円錐リング形のプレッサ１２をシリンダ１３により所要の圧力で押圧し、ケーキが排出される場合の抵抗を付与している。又、前記出口フランジ９の下方にはケーキ出口１４が設けられている。
【０００８】
原液が前記原液供給管６より供給され、前記スクリュー２が回転されると、前記スクリュー羽根３により原液が下流側に向って送られる。該スクリュー羽根３のピッチ間の空間１５は下流側に向って体積が漸次減少しており、原液が前記スクリュー２に沿って下流側に移動するにつれて圧縮され、脱水され、前記筒状スクリーン１で濾過され、前記濾液受け７に落下し、前記濾液排出管８を経て排出される。
【０００９】
原液中の固形分は脱水され、ケーキとして前記出口フランジ９により押出されるが、前記シリンダ１３の押圧力で押出される際の抵抗が付加され、所要の含水率となる様に調整される。前記出口フランジ９から押出されたケーキは前記ケーキ出口１４から落下し、回収される。
【００１０】
上記した従来のスクリュープレス処理装置に於いて、原液が圧縮脱水されるには、原液が前記スクリュー羽根３の表面を滑ることが前提となるが、脱水が進行し、原液が高粘度、高濃度となり、更に高密度のケーキと変化していくうちに前記表面での滑り抵抗が大きくなり、供回りを起す虞れがある。この場合、汚泥処理能力が低下し、更に汚泥処理そのものができなくなる虞れがある。
【００１１】
尚、供回りを防止する手段を講じたスクリュープレス処理装置として特許文献１に示すものがある。特許文献１に示されるスクリュープレス処理装置では、スクリュー軸を中空とし、スクリュー軸に設けた気孔、特に下流側部分に設けた気孔から圧縮空気を吐出して、スクリュー軸周囲に付着した高濃度汚泥、スラッジ若しくはケーキを剥がして供回りを防止するというものである。
【００１２】
然し乍ら、原液が高濃度汚泥、若しくはスラッジ、更にケーキとなるとトンネル効果が発生すること、気孔の一部が目詰りを起し均一に圧縮空気を吐出できなくなる虞れがあり、スクリュー軸全周、全長に亘り付着した高濃度汚泥、スラッジ若しくはケーキを剥がすことができない虞れがある。
【００１３】
【特許文献１】特開２００１−２０５４８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は斯かる実情に鑑み、原液、ケーキの供回りを防止し、脱水率、汚泥処理効率を向上させたスクリュープレス処理方法及びスクリュープレス処理装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、スクリュープレスで処理される処理物に気体を供給するスクリュープレス処理方法に係り、又気体は前記スクリュープレスに供給される処理物に気泡状で混入されるスクリュープレス処理方法に係り、又気体は前記スクリュープレス内の処理物中に圧縮気体を混入するスクリュープレス処理方法に係るものである。
【００１６】
又本発明は、スクリュープレスと該スクリュープレスに処理物を供給する処理物供給装置とを具備し、該処理物供給装置は圧縮気体供給ラインを具備し、該圧縮気体供給ラインにより前記処理物中に圧縮気体を供給する様構成したスクリュープレス装置に係るものである。
【００１７】
又本発明は、前記処理物供給装置は混合タンクを有し、前記圧縮気体供給ラインは前記混合タンクに連通されたスクリュープレス処理装置に係り、又前記圧縮気体供給ラインは、前記スクリュープレスの筒状スクリーン内部の上流部に連通されたスクリュープレス処理装置に係り、更に又前記スクリュープレスの回転軸が中空で、圧縮気体噴出孔を有しており、前記圧縮気体供給ラインは前記回転軸に連通されたスクリュープレス処理装置に係るものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、スクリュープレスで処理される処理物に気体を供給するので、処理物中の気体により処理物に圧縮性が生じ、急激な圧力の変動が吸収され、円滑な処理が行われ、又処理物中に圧縮気体が存在することで、処理物内の圧力間均等化が図れ、液分濾過性能が向上し、又圧縮気体により流動性が向上し、又圧縮気体の膨張性から処理物の攪拌、液分の排出作用が増大する等の優れた効果を発揮する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照しつつ本発明を実施する為の最良の形態を説明する。
【００２０】
図１を参照して本発明の実施の形態を説明する。尚、図１中、図７中で示したものと同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。
【００２１】
本発明は主に、スクリュープレス１０及び処理物供給装置２０を具備しており、前記スクリュープレス１０のスクリュー２の回転軸１６は両端が軸受１７を介して回転自在に支持され、一端部には従動スプロケット１８が固着され、該従動スプロケット１８はチェーン１９によりモータ２１の駆動スプロケット２２に連結されている。
【００２２】
前記回転軸１６は気密な中空構造であり、中空部２３には後述する様に分岐ライン３６が連通されている。又、前記回転軸１６の外周面には円周方向、軸方向にそれぞれ所要間隔で圧縮空気噴出孔２４が穿設されている。
【００２３】
原液供給管６は混合タンク２５に接続され、該混合タンク２５には処理液供給ライン２６が接続され、該処理液供給ライン２６の所要位置に凝集液供給ライン２７が接続され、前記処理液供給ライン２６、前記凝集液供給ライン２７にはそれぞれ処理液供給ポンプ２８、凝集液供給ポンプ２９が設けられている。前記混合タンク２５に貯留された原液と凝集液（以下処理物３８と称す）は攪拌機３０によって攪拌される。
【００２４】
前記混合タンク２５の上面には圧力付加筒３１が立設され、該圧力付加筒３１の上端に圧縮空気供給ライン３２が接続され、該圧縮空気供給ライン３２には供給圧調整弁３３、可変絞り弁３４が設けられている。前記圧力付加筒３１の所定高さ位置に液面センサ３５が設けられている。
【００２５】
前記圧縮空気供給ライン３２は前記可変絞り弁３４の下流側で前記分岐ライン３６で分岐しており、該分岐ライン３６はストップ弁３７を有し、該ストップ弁３７の下流で前記混合タンク２５の底面及び前記中空部２３に連通している。
【００２６】
以下、作動について説明する。
【００２７】
前記処理液供給ライン２６、前記凝集液供給ライン２７により、処理液に凝集液を混合した状態で前記混合タンク２５に供給する。又、前記圧縮空気供給ライン３２により前記混合タンク２５内が加圧され、又前記分岐ライン３６により圧縮空気が前記処理物３８の底部から供給される。前記混合タンク２５内の圧力が所定圧以上となった場合は、前記供給圧調整弁３３が作動して前記圧縮空気供給ライン３２が閉鎖され、圧縮空気の供給が停止され、所定圧以下となった場合は、前記供給圧調整弁３３が開いて圧縮空気が供給される。
【００２８】
前記攪拌機３０によって前記処理物３８が攪拌され、前記凝集液により原液中の固形分の凝集が促進されると共に圧縮空気は攪拌により気泡が分割され、微小化して分散混合される。
【００２９】
前記原液供給管６を経て筒状スクリーン１内に処理物３８が供給され、前記モータ２１により、前記駆動スプロケット２２、チェーン１９、従動スプロケット１８を介して前記スクリュー２が回転され、スクリュー羽根３の回転により、前記処理物３８が下流側に、即ち図中右方に移動される。又、移動中前記圧縮空気噴出孔２４から圧縮空気が前記処理物３８中に破裂する様に噴出し、該処理物３８中に気泡として混入していく。
【００３０】
該処理物３８は前記筒状スクリーン１内を下流に移動するに従い、水分が濾過され、状態が変化し、固形のケーキとなる。
【００３１】
出口フランジ９に対してプレッサ１２が押圧されており、前記処理物３８の移動に抵抗が与えられ、又前記スクリュー羽根３間の空間１５の体積が下流に向って減少して前記処理物３８が圧縮される。液分が分離濾過され、濾液受け７に落下し、固形分はケーキとして前記出口フランジ９より吐出され、ケーキ出口１４から落下する。
【００３２】
前記原液が圧縮される過程で、前記混合タンク２５で前記処理物３８に混入された圧縮空気（気泡）、前記筒状スクリーン１内で前記処理物３８に混入された圧縮空気（気泡）は、以下に説明する理由により、前記筒状スクリーン１内での液分の移動を容易とし、又原液中の液分が気泡を含むことで前記スクリュー２と原液との滑りが円滑になり、処理量が１５０％に増大し、ケーキの水分含有率が２％低下した。
【００３３】
以下、本発明に於いて圧縮空気を供給したことによる作用、効果について更に説明する。
【００３４】
図２は、前記空間１５の状態を模式的に示しており、図２（Ａ）中、４１は気泡を示している。又、図２（Ｂ）中で、Ｐ1 は処理物３８に気泡４１が混入していない場合の圧力分布、Ｐ2 は気泡４１が混入している場合の圧力分布を示している。
【００３５】
前記空間１５内の処理物３８には上流側のスクリュー羽根３から軸方向の圧力が作用するが、液分が濾過され液分が減少していくと、処理物３８の流動性が低下し、上流側のスクリュー羽根３近傍で圧力が高く、下流側に向って圧力が低下する。特に固形分が多くなってくると、ブリッジが形成され、軸方向の力が分散され、前記スクリュー羽根３からの押圧力が処理物３８の下流側には有効に伝達され難くなる。従って、処理物３８内の圧力分布（Ｐ1 ）の勾配が大きくなる。
【００３６】
一方、処理物３８中に気泡（圧縮空気）が混入されていると、圧縮された気泡の膨張力によって、下流側に圧力が伝達され、処理物３８内の圧力分布（Ｐ2 ）の勾配が小さくなり、結果として前記空間１５内の圧力が上昇し、液分の濾過作用が増大する。
【００３７】
又、処理物３８内に気泡４１が存在することで、前記スクリュー２の製作上から前記空間１５が連続的に体積減少をしない場合、引っ掛かり等により前記処理物３８に急激な圧力の上昇、低下の原因が生じた場合、先ず前記気泡４１が圧縮、膨張され、該気泡４１が緩衝作用をし、急激な圧力の上昇、低下を抑制する。従って、前記空間１５の体積変化に処理物３８の体積変化が追従し、ロック等の現象、前記モータ２１の負荷の急激な増大が防止される。
【００３８】
又、気泡４１が混入することで流体物質が増大するので、処理物３８の見かけ上の粘性が低下し、処理物３８の円滑な移動が実現される。
【００３９】
上記した様に、固形分が多くなってくると、ブリッジが形成される。図３はブリッジが形成された場合の模式図を示しており、図中、４２は固形分（ケーキ）、４３は液分を示している。
【００４０】
ブリッジが形成されると固形分４２の間に存在する液分４３に圧力が作用しない（図３（Ａ）参照）。一方、固形分４２の間に液分４３と共に気泡４１が存在すると、該気泡４１の膨張力で前記液分４３に排出方向の圧力が作用する。従って、濾過作用が生じ、更に気泡４１がスクリュー２から噴出する際に前記液分４３が排出する道を形成するので、液分４３が前記スクリュー２から濾過され易くなる（図３（Ｂ）参照）。
【００４１】
又、前記液分４３が前記筒状スクリーン１から排出する場合は、ゆっくりであり、前記気泡４１が筒状スクリーン１から吐出する場合、瞬間的である。この為、前記気泡４１が吐出する場合、急激な状態変化が引起され、前記固形分４２のブリッジが壊れ易くなり、前記液分４３の排出が容易となる（図４参照）。
【００４２】
更に、気泡４１、液分４３が前記筒状スクリーン１から吐出されることで、図５に見られる様に、液分４３と気泡４１とのパルスブローとなり、前記筒状スクリーン１の目に付着したスラッジ４４を吹飛ばし、前記筒状スクリーン１の目詰りを解消する作用が生じる。
【００４３】
次に、圧縮空気が前記スクリュー２の圧縮空気噴出孔２４から供給された場合を図６により説明する。
【００４４】
前記スクリュー２の圧縮空気噴出孔２４から圧縮空気が供給されることで、処理物３８が外周側に押出され、液分４３については前記圧縮空気が前記筒状スクリーン１に向って移動する際に外周側に押出され、更に前記圧縮空気が前記圧縮空気噴出孔２４から噴出することでバブリング効果が生じ、前記処理物３８の攪拌作用が生じる。該処理物３８の前記筒状スクリーン１に接触している部分、或は近傍では液分４３の濾過が進み濃度が高くなっているが、前記攪拌効果で前記スクリュー２近傍の濃度の低い部分が前記筒状スクリーン１側に移動し、全体的に液分４３の排出が促進される。
【００４５】
尚、上記実施の形態に於いて、圧縮空気を供給する位置は前記混合タンク２５、前記上流端板４、前記回転軸１６の全てに供給してもよく、或はいずれか少なくとも一箇所に供給してもよい。更に供給する位置は、液状の処理物３８中又は前記処理物３８内の流動性が高い部分、例えば前記混合タンク２５内、前記原液供給管６の途中、前記筒状スクリーン１の内部の前記上流端板４付近、又は前記筒状スクリーン１の上流側が好ましい。
【００４６】
又、前記回転軸１６の中空部２３に圧縮空気供給用の配管を設け、該配管から前記圧縮空気噴出孔２４を介して圧縮空気を噴出する様にしてもよい。
【００４７】
又、処理物３８に供給するものは空気以外のガス、例えば窒素ガス等圧縮性を有するものであればよい。更に、処理物３８が汚泥以外のもの、例えばパルプ等であれば処理物３８は直接スクリュープレス１０に投入されるので、混合タンク２５は省略できる。
【００４８】
又、上記実施の形態ではスクリューの回転軸を傾斜させたが水平であっても実施可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施の形態を示す概略構成図である。
【図２】（Ａ）はスクリューの空間の状態を示す模式図、（Ｂ）は空間の圧力状態を示す説明図である。
【図３】（Ａ）、（Ｂ）はスクリューの空間内の処理物の状態を示す説明図である。
【図４】スクリューの空間内の処理物の状態を示す説明図である。
【図５】スクリューの空間内の処理物の状態を示す説明図である。
【図６】スクリューの空間内の処理物の状態を示す説明図である。
【図７】従来例の一部を断面した側面図である。
【符号の説明】
【００５０】
２              スクリュー
３              スクリュー羽根
４              上流端板
５              下流端板
１６            回転軸
２１            モータ
２３            中空部
２４            圧縮空気噴出孔
２５            混合タンク
２６            処理液供給ライン
２７            凝集液供給ライン
３０            攪拌機
３２            圧縮空気供給ライン
３３            供給圧調整弁
３５            液面センサ
３６            分岐ライン
３８            処理物
４１            気泡
４２            固形分
４３            液分
【図１】
2005186147.tif 000003
【図２】
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【図３】
2005186147.tif 000005
【図４】
2005186147.tif 000006
【図５】
2005186147.tif 000007
【図６】
2005186147.tif 000008
【図７】
2005186147.tif 000009