(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクリュープレス（２１）に凝集スラリーを供給する原液供給ポンプ（ＳＰ）の圧力制御器（１３）と、スクリュー軸（２１ａ）の回転数を調整して凝集スラリーの流量を制御する流量一定制御器（１４）を配設したスクリュープレスにおいて、
｛ａ｝スクリュープレス（２１）に供給する初期流量（Ｑ０）の下水汚泥に初期浄水汚泥注入率（Ｓ０）の浄水汚泥を注入し、その下水浄水混合汚泥に初期古紙添加率（Ｐ０）の古紙と、初期薬注率（Ａ０）の高分子凝集剤を薬注して運転を開始し、
｛ｂ｝運転開始後は、連続的に下水汚泥の汚泥濃度（Ｄ）と汚泥流量（Ｑ）を測定し、下水汚泥濃度と下水汚泥流量に応じた基準浄水汚泥注入率（Ｓ）の浄水汚泥を注入した後、
｛ｃ｝下水汚泥濃度と下水汚泥流量に適合した基準古紙添加率（Ｐ）の古紙と基準薬注率（Ａ）の高分子凝集剤を下水浄水混合汚泥に添加しながら運転を継続し、
｛ｄ｝所定時間後に、スクリュープレス（２１）で濃縮脱水したケーキ水分（Ｗ）を測定し、ケーキ水分（Ｗ）が目標ケーキ水分（Ｗ０）より高ければ薬注率（Ａ１）を増加させ、薬注率（Ａ１）を変更してもケーキ水分（Ｗ）が目標ケーキ水分（Ｗ０）より高い場合は古紙添加率（Ｐ１）を増加させ、
｛ｅ｝逆に、測定するケーキ水分（Ｗ）が目標ケーキ水分（Ｗ０）より低ければ薬注率（Ａ１）を減少させ、薬注率（Ａ１）を変更してもケーキ水分（Ｗ）が目標ケーキ水分（Ｗ０）より低い場合は古紙添加率（Ｐ１）を減少させて、
｛ｆ｝古紙添加率（Ｐ１）が古紙添加上限値（Ｐｕ）或いは古紙添加下限値（Ｐｄ）に達した時には、運転を継続しながら警報を発する
ことを特徴とするスクリュープレスにおける含水率一定制御方法。
【請求項２】
スクリュープレス（２１）に凝集スラリーを供給する原液供給ポンプ（ＳＰ）の圧力制御器（１３）と、スクリュー軸（２１ａ）の回転数を調整して凝集スラリーの流量を制御する流量一定制御器（１４）を配設したスクリュープレスにおいて、
｛ａ｝スクリュープレス（２１）に供給する下水汚泥に浄水汚泥を注入する下水浄水混合槽（３）と、下水浄水混合汚泥に古紙を添加する汚泥調整槽（６）と、調整汚泥に高分子凝集剤を薬注する凝集混和槽（１０）を設置し、
｛ｂ｝下水汚泥の汚泥濃度（Ｄ）と汚泥流量（Ｑ）の変動に対応して基準浄水汚泥注入率（Ｓ）を増減させる浄水汚泥注入制御器（４）と、
｛ｃ｝測定した下水汚泥の汚泥濃度（Ｄ）と汚泥流量（Ｑ）の変動に対応する古紙の基準古紙添加率（Ｐ）と高分子凝集剤の基準薬注率（Ａ）を算出し、ケーキ水分（Ｗ）が目標ケーキ水分（Ｗ０）より高ければ薬注率（Ａ１）を増加させ、薬注率（Ａ１）を変更してもケーキ水分（Ｗ）が目標ケーキ水分（Ｗ０）より高い場合は、古紙添加率（Ｐ１）を増加させ、逆に、ケーキ水分（Ｗ）が目標ケーキ水分（Ｗ０）より低ければ薬注率（Ａ１）を減少させ、薬注率（Ａ１）を変更してもケーキ水分（Ｗ）が目標ケーキ水分（Ｗ０）より低い場合は古紙添加率（Ｐ１）を減少させる
古紙・薬品注入制御器（１９）を備えた
ことを特徴とするスクリュープレスにおける含水率一定制御装置。
【請求項３】
｛ａ｝上記スクリュープレス（２１）に供給する下水汚泥の初期流量（Ｑ０）と目標ケーキ水分（Ｗ０）を設定して、予め初期流量（Ｑ０）を圧力制御器（１３）及び流量一定制御器（１４）に入力し、目標ケーキ水分（Ｗ０）を含水率制御器（１８）に入力して、
｛ｂ｝変動する下水汚泥の汚泥濃度（Ｄ）と汚泥流量（Ｑ）に適合する浄水汚泥の初期浄水汚泥注入率（Ｓ０）、基準浄水汚泥注入率（Ｓ）を決定して、予め浄水汚泥注入制御器（４）に入力し、
｛ｃ｝下水浄水混合汚泥に添加する古紙の初期古紙添加率（Ｐ０）、基準古紙添加率（Ｐ）、古紙添加率（Ｐ１）、古紙添加上限値（Ｐｕ）及び古紙添加下限値（Ｐｄ）と、古紙を添加した調整汚泥に高分子凝集剤を薬注する初期薬注率（Ａ０）、基準薬注率（Ａ）、薬注率（Ａ１）、薬注上限値（Ａｕ）及び薬注下限値（Ａｄ）を決定し、予め古紙・薬品注入制御器（１９）に入力し、
｛ｄ｝スクリュープレス（２１）に供給する下水汚泥の初期流量（Ｑ０）に初期浄水汚泥注入率（Ｓ０）の浄水汚泥を注入し、連続的に下水汚泥の汚泥濃度（Ｄ）と汚泥流量（Ｑ）を測定して浄水汚泥注入制御器（４）に送信し、流入する下水汚泥の変動に応じて基準浄水汚泥注入率（Ｓ）を浄水汚泥注入制御器（４）で算出して、浄水汚泥供給ポンプ（ＪＳＰ）の回転数を制御して浄水汚泥を注入し、
｛ｅ｝流入する下水汚泥に適合する基準古紙添加率（Ｐ）の古紙と基準薬注率（Ａ）の高分子凝集剤を下水浄水混合汚泥に添加して、
｛ｆ｝その凝集スラリーをスクリュープレス（２１）で濃縮脱水して所定時間後に含水率測定器（１７）でケーキ水分（Ｗ）を測定し、含水率制御器（１８）でケーキ水分（Ｗ）と目標ケーキ水分（Ｗ０）の差異を算出し、
｛ｇ｝算出したデータを古紙・薬品注入制御器（１９）に送信し、古紙・薬品注入制御器（１９）で凝集剤供給ポンプ（ＰＰ）の回転数を制御して、
｛ｈ｝ケーキ水分（Ｗ）が目標ケーキ水分（Ｗ０）より高ければ薬注率（Ａ１）を増加させ、
薬注率（Ａ１）を変更してもケーキ水分（Ｗ）が目標ケーキ水分（Ｗ０）より高い場合は、古紙・薬品注入制御器（１９）で古紙供給ポンプ（ＫＰ）の回転数を制御して、古紙添加率（Ｐ１）を増加させ、
｛ｉ｝逆に、ケーキ水分（Ｗ）が目標ケーキ水分（Ｗ０）より低ければ薬注率（Ａ１）を減少させ、薬注率（Ａ１）を変更してもケーキ水分（Ｗ）が目標ケーキ水分（Ｗ０）より低い場合は、古紙添加率（Ｐ１）を減少させ、
｛ｊ｝古紙添加率（Ｐ１）が古紙添加上限値（Ｐｕ）或いは古紙添加下限値（Ｐｄ）に達した時には、古紙・薬品注入制御器（１９）は運転を継続しながら警報を発する
ことを特徴とする請求項２に記載のスクリュープレスにおける含水率一定制御装置。
【請求項４】
上記下水汚泥に注入する浄水汚泥の代わりに、炭化汚泥を使用することを特徴とする請求項２又は３に記載のスクリュープレスにおける含水率一定制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、有機性汚泥に凝集剤を添加した凝集スラリーの供給圧力と流量を制御しながら濃縮脱水するスクリュープレスの改良に関し、特に、有機性汚泥に浄水汚泥、高分子凝集剤、及び古紙を添加して濃縮脱水を行なうスクリュープレスの含水率一定制御方法並びに含水率一定制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、難ろ過性の有機物を含有する下水等の汚泥は、凝集剤を添加して懸濁物質のフロックを形成させて固液分離を行ない、脱水ケーキの含水率の低減を図っている。この難ろ過性の汚泥を濃縮・脱水させる装置としては、外筒スクリーンに内設したスクリュー軸を回転させ、目詰まりしやすいろ過面を再生しながら、濃縮・脱水するスクリュープレスが良く知られている。そして、脱水性を改善するために、新聞紙等の古紙のスラリー液と高分子凝集剤を濃縮汚泥に混入して汚泥を凝集させて脱水するスクリュープレスも、特許文献１に記載してあるように公知である。また、下水汚泥に浄水汚泥を混入し、下水中に含まれる溶解性リンを浄水汚泥中の消石灰やＰＡＣで非溶解性のリン化合物に固定化し、脱水処理する汚泥の処理方法も特許文献２に記載してあるように公知である。
【特許文献１】特開昭６１−２９３６００号公報（特許請求の範囲、第１図）
【特許文献２】特開平６−２６９７９９号公報（要約の目的及び構成の欄、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来のスクリュープレスは、粘性の少ないろ過性の良い汚泥に対しては、スクリュー軸の回転数を制御することにより、過負荷防止と均一な含水率のケーキが得られるものであるが、難ろ過性の汚泥に対しては、ろ過室の容積を減少させて濃縮脱水すると、早期に外筒スクリーンのろ過面が目詰まりする。また、急激に圧搾すると汚泥がろ液とともに外筒スクリーンから排出され、ろ液を懸濁させる恐れがある。ろ過性を改善する手段として、古紙をろ過助剤として使用すれば、高分子凝集剤の使用量を少なくして含水率を低下させる効果がある。そして、従来の下水汚泥に浄水汚泥を注入して脱水処理する汚泥の処理方法は、浄水汚泥中の消石灰やＰＡＣが下水中の溶解性のリンを非溶解性のリン化合物に固定化して脱水ケーキとして排出できるので、金属塩類を添加するランニングコストや設備費を低減し、汚泥処理設備の効率化が図れる利点がある。この発明は、凝集スラリーの供給圧力と流量を制御しながら従来技術を組合せて利用し、流入する下水汚泥の汚泥濃度とケーキ水分の変動に応じて、下水汚泥に浄水汚泥、高分子凝集剤、及び古紙の添加手段を工夫して、生成した凝集スラリーを濃縮脱水し、均一な低含水率の脱水ケーキを実現するスクリュープレスにおける含水率一定制御方法並びに含水率一定制御装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この発明に係わるスクリュープレスにおける含水率一定制御方法は、スクリュープレスに凝集スラリーを供給する原液供給ポンプの圧力制御器と、スクリュー軸の回転数を調整して凝集スラリーの流量を制御する流量一定制御器を配設したスクリュープレスにおいて、
｛ａ｝スクリュープレスに供給する初期流量の下水汚泥に初期浄水汚泥注入率の浄水汚泥を注入し、その下水浄水混合汚泥に初期古紙添加率の古紙と、初期薬注率の高分子凝集剤を薬注して運転を開始し、
｛ｂ｝運転開始後は、連続的に下水汚泥の汚泥濃度と汚泥流量を測定し、下水汚泥濃度と下水汚泥流量に応じた基準浄水汚泥注入率の浄水汚泥を注入した後、
｛ｃ｝下水汚泥濃度と下水汚泥流量に適合した基準古紙添加率の古紙と基準薬注率の高分子凝集剤を下水浄水混合汚泥に添加しながら運転を継続し、
｛ｄ｝所定時間後に、スクリュープレスで濃縮脱水したケーキ水分を測定し、ケーキ水分が目標ケーキ水分より高ければ薬注率を増加させ、薬注率を変更してもケーキ水分が目標ケーキ水分より高い場合は古紙添加率を増加させ、
｛ｅ｝逆に、測定するケーキ水分が目標ケーキ水分より低ければ薬注率を減少させ、薬注率を変更してもケーキ水分が目標ケーキ水分より低い場合は古紙添加率を減少させて、
｛ｆ｝古紙添加率が古紙添加上限値或いは古紙添加下限値に達した時には、運転を継続しながら警報を発する含水率一定制御方法であり、
下水汚泥の汚泥濃度の変動に対応して浄水汚泥を注入し、凝集剤の薬注率と古紙の添加率を調整して安定した低含水率の脱水ケーキを確保して、下水汚泥の処理量の変化も抑制でき、含水率一定制御が可能となる。
【０００５】
含水率一定制御方法を実施するための装置が、スクリュープレスに凝集スラリーを供給する原液供給ポンプの圧力制御器と、スクリュー軸の回転数を調整して凝集スラリーの流量を制御する流量一定制御器を配設したスクリュープレスにおいて、
｛ａ｝スクリュープレスに供給する下水汚泥に浄水汚泥を注入する下水浄水混合槽と、下水浄水混合汚泥に古紙を添加する汚泥調整槽と、調整汚泥に高分子凝集剤を薬注する凝集混和槽を設置し、
｛ｂ｝下水汚泥の汚泥濃度と汚泥流量の変動に対応して浄水汚泥注入量を増減させる浄水汚泥注入制御器と、
｛ｃ｝測定した下水汚泥の汚泥濃度と汚泥流量の変動に対応する古紙の基準古紙添加率と高分子凝集剤の基準薬注率を算出し、ケーキ水分が目標ケーキ水分より高ければ薬注率を増加させ、薬注率を変更してもケーキ水分が目標ケーキ水分より高い場合は、古紙添加率を増加させ、逆に、ケーキ水分が目標ケーキ水分より低ければ薬注率を減少させ、薬注率を変更してもケーキ水分が目標ケーキ水分より低い場合は古紙添加率を減少させる古紙・薬品注入制御器を備えたもので、浄水汚泥を注入して相対ケーキ水分を減少させ、古紙の添加により脱水性を改善し、高価な高分子凝集剤の使用量を少なくしてランニングコストを低減させることができる。
【０００６】
含水率一定制御装置の具体的な手段は、
｛ａ｝上記スクリュープレスに供給する下水汚泥の初期流量と目標ケーキ水分を設定して、予め初期流量を圧力制御器及び流量一定制御器に入力し、目標ケーキ水分を含水率制御器に入力して、
｛ｂ｝変動する下水汚泥の汚泥濃度と汚泥流量に適合する浄水汚泥の基準浄水汚泥注入率を決定して、予め浄水汚泥注入制御器に入力し、
｛ｃ｝下水浄水混合汚泥に添加する古紙の初期古紙添加率、基準古紙添加率、古紙添加率、古紙添加上限値及び古紙添加下限値と、古紙を添加した調整汚泥に高分子凝集剤を薬注する初期薬注率、基準薬注率、薬注率、薬注上限値及び薬注下限値を決定し、予め古紙・薬品注入制御器に入力し、
｛ｄ｝スクリュープレスに供給する下水汚泥の初期流量に初期浄水汚泥注入率の浄水汚泥を注入し、連続的に下水汚泥の汚泥濃度と汚泥流量を測定して浄水汚泥注入制御器に送信し、流入する下水汚泥の濃度変動に応じて基準浄水汚泥注入率を浄水汚泥注入制御器で算出して、浄水汚泥供給ポンプの回転数を制御して浄水汚泥を注入し、
｛ｅ｝流入する下水汚泥に適合する基準古紙添加率の古紙と基準薬注率の高分子凝集剤を下水浄水混合汚泥に添加して、
｛ｆ｝その凝集スラリーをスクリュープレスで濃縮脱水して所定時間後に含水率測定器でケーキ水分を測定し、含水率制御器でケーキ水分と目標ケーキ水分の差異を算出し、
｛ｇ｝算出したデータを古紙・薬品注入制御器に送信し、古紙・薬品注入制御器で凝集剤供給ポンプの回転数を制御して、
｛ｈ｝ケーキ水分が目標ケーキ水分より高ければ薬注率を増加させ、薬注率を変更してもケーキ水分が目標ケーキ水分より高い場合は、古紙・薬品注入制御器で古紙供給ポンプの回転数を制御して、古紙添加率を増加させ、
｛ｉ｝逆に、ケーキ水分が目標ケーキ水分より低ければ薬注率を減少させ、薬注率を変更してもケーキ水分が目標ケーキ水分より低い場合は、古紙添加率を減少させ、
｛ｊ｝古紙添加率が古紙添加上限値或いは古紙添加下限値に達した時には、古紙・薬品注入制御器は運転を継続しながら警報を発するもので、
汚泥濃度が変動しても、原液処理量を一定範囲内の小さな変動で運転を継続でき、均一な低含水率のケーキが得られる。
下水汚泥に注入する浄水汚泥は、炭化汚泥を使用しても良いもので、無機質添加により相対濃度を増加させ相対ケーキ水分を低下させることができる。
【発明の効果】
【０００７】
この発明は上記のように構成してあり、下水汚泥に注入する浄水汚泥が相対ケーキ水分を減少させ、薬注する高分子凝集剤と添加する古紙の繊維が協働して汚泥粒子を吸着し、フロックを形成して含水率を低下させることができる。そして、下水汚泥の濃度変動に対応し、浄水汚泥、凝集剤、及び古紙を調整して目標とする低含水率の脱水ケーキが得られ、ケーキ水分一定制御が可能となる。浄水汚泥・古紙は高分子凝集剤に比べて安価であり、古紙を添加することにより高分子凝集剤の使用量を少なくして、ランニングコストの低減が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
この発明の実施の形態を図面に基づき詳述すると、先ず、図１は下水汚泥に浄水汚泥、高分子凝集剤、及び古紙を添加して脱水するスクリュープレスの脱水ケーキの水分一定制御のフローチャートであって、濃度計Ｄ１と流量計Ｆ１を配設した下水汚泥流入管１と、浄水汚泥供給ポンプＪＳＰを配設した浄水汚泥供給管２を下水浄水混合槽３に連結してある。下水浄水混合槽３に流入する下水汚泥に浄水汚泥を撹拌混合して、浄水汚泥中に含まれる消石灰やＰＡＣで下水汚泥中の溶解性の燐を固定化し、相対ケーキ水分を減少させる。下水汚泥流入管１に設けた濃度計Ｄ１と流量計Ｆ１が浄水汚泥注入制御器４に接続してあり、下水汚泥の汚泥濃度Ｄと汚泥流量Ｑを連続的に測定し、変動する下水汚泥の検出信号を浄水汚泥注入制御器４に送信する。浄水汚泥注入制御器４には、予め、流入する下水汚泥の初期流量Ｑ０を設定し、初期流量Ｑ０の汚泥に注入する浄水汚泥の初期浄水汚泥注入率Ｓ０及び流入する下水汚泥の汚泥濃度Ｄの変動に対する基準浄水汚泥注入率Ｓより、下水汚泥に適合する浄水汚泥注入率Ｓ１を設定してある。先ず、スクリュープレス２１に供給する初期流量Ｑ０の下水汚泥に初期浄水汚泥注入率Ｓ０の浄水汚泥を注入する。所定時間後に連続的に下水汚泥の汚泥濃度Ｄと汚泥流量Ｑを測定し、浄水汚泥の有無を確認して浄水汚泥が有れば、浄水汚泥供給ポンプＪＳＰの回転数を制御して、汚泥濃度Ｄと汚泥流量Ｑに適合した基準浄水汚泥注入率Ｓの浄水汚泥を注入する。浄水汚泥が無ければ、浄水汚泥供給ポンプＪＳＰを停止させる。なお、下水汚泥に注入する浄水汚泥は、炭化汚泥を使用しても良いもので、相対汚泥濃度と汚泥容量が増加して、相対ケーキ水分を低下させることができる。炭化汚泥は乾燥粒子であり、容易に原液に添加することができる。
【０００９】
下水浄水混合槽３に連結した下水浄水混合管５と、古紙溶解槽７に連結した古紙供給ポンプＫＰを設けた古紙供給管８が汚泥調整槽６に接続してあり、下水浄水混合汚泥に溶解させた古紙を注入して下水汚泥の脱水性を改善させる。汚泥調整槽６から調整汚泥を供給する調整汚泥供給管９が凝集混和槽１０に連結してあり、調整汚泥供給管９に原液供給ポンプＳＰと流量計Ｆ３を配設してある。調整汚泥供給管９に設けた原液供給ポンプＳＰで調整汚泥を凝集混和槽１０に圧入し、流量計Ｆ３で調整汚泥の流量を測定する。高分子溶解槽１１に接続した凝集剤供給管１２が流量計Ｆ３の後方の調整汚泥供給管９に連結してあり、下水汚泥に浄水汚泥と古紙を混合して調整した調整汚泥に高分子凝集剤を薬注して凝集混和槽１０に供給する。凝集剤供給管１２に凝集剤供給ポンプＰＰと流量計Ｆ２が配設してあり、凝集剤供給ポンプＰＰで薬注する高分子凝集剤の薬注量を流量計Ｆ２で測定する。凝集混和槽１０に連結した凝集スラリー供給管２０がスクリュープレス２１に接続してあり、凝集混和槽１０で撹拌混合した凝集スラリーをスクリュープレス２１にタンク圧入する。凝集スラリー供給管２０に圧力計ＰＳが設けてあり、スクリュープレス２１に圧入する凝集スラリーの供給圧を測定する。
【００１０】
凝集スラリー供給管２０の圧力計ＰＳが圧力制御器１３に接続してあり、凝集スラリーの供給圧を測定して圧力制御器１３に送信する。圧力制御器１３は調整汚泥供給管９に配設した原液供給ポンプＳＰに接続してあり、圧力制御器１３には、予め凝集スラリーの供給圧の圧力変動に対して、供給圧を一定に保つように、原液供給ポンプＳＰの回転数を設定してある。凝集スラリーの供給圧を凝集スラリー供給管２０の圧力計ＰＳで検出して圧力制御器１３に送信し、圧力制御器１３は圧力変動に応じた回転数を算出して、指令信号を原液供給ポンプＳＰに送信し、原液供給ポンプＳＰの回転数を増減させて凝集混和槽１０への調整汚泥の供給量を調節し、スクリュープレス２１に圧入する凝集スラリーの供給圧を制御する。
【００１１】
調整汚泥供給管９に配設した原液供給ポンプＳＰの後方の流量計Ｆ３が流量一定制御器１４に接続してあり、原液供給ポンプＳＰで圧送する調整汚泥流量Ｑ１を検出して、流量一定制御器１４に送信する。流量一定制御器１４には、予め調整汚泥流量Ｑ１の変動に対してスクリュー軸２１ａの駆動機１５の回転数を設定してあり、調整汚泥供給管９から供給する調整汚泥流量Ｑ１を一定に保つように、スクリュー軸２１ａの回転数を制御する。流量一定制御器１４に接続した回転指示器１６がスクリュープレス２１に内設するスクリュー軸２１ａの駆動機１５に配設してあり、流量計Ｆ３で検出した調整汚泥流量Ｑ１の検出信号を流量一定制御器１４で算出し、回転指示器１６に指令信号を送信する。回転指示器１６はスクリュープレス２１の駆動機１５の回転数を制御して、供給する調整汚泥流量Ｑ１を一定流量に調整する。
【００１２】
スクリュープレス２１の排出口２１ｂに配設した含水率測定器１７が含水率制御器１８に接続してあり、含水率測定器１７でケーキ水分Ｗを測定した検知信号を含水率制御器１８に送信する。含水率制御器１８には、予め目標ケーキ水分Ｗ０を設定してあり、検出したケーキ水分Ｗと目標ケーキ水分Ｗ０の差異を算出し、含水率制御器１８に接続した古紙・薬品注入制御器１９にケーキ水分Ｗと目標ケーキ水分Ｗ０の差異を送信する。下水汚泥流入管１に配設した濃度計Ｄ１と流量計Ｆ１が古紙・薬品注入制御器１９にも接続してあり、古紙・薬品注入制御器１９は古紙供給管８に配設した古紙供給ポンプＫＰに接続してある。古紙・薬品注入制御器１９には、下水汚泥に浄水汚泥を注入した下水浄水混合汚泥に、古紙を添加する初期古紙添加率Ｐ０、基準古紙添加率Ｐ及び古紙添加率Ｐ１、古紙添加上限値Ｐｕ、古紙添加下限値Ｐｄを決定して入力してある。本願発明では、下水汚泥の初期流量Ｑ０を設定し、初期流量Ｑ０に対して初期古紙添加率Ｐ０及び下水汚泥の汚泥濃度Ｄと汚泥流量Ｑの変動に応じて下水浄水混合汚泥に添加する基準古紙添加率Ｐを設定し、スクリュープレス２１で濃縮脱水したケーキ水分Ｗに基づき増減させる古紙添加率Ｐ１、古紙添加上限値Ｐｕ、古紙添加下限値Ｐｄを設定してある。
【００１３】
凝集剤供給管１２に配設した凝集剤供給ポンプＰＰと流量計Ｆ２も、古紙・薬品注入制御器１９に接続してあり、下水浄水混合汚泥に古紙を添加した調整汚泥に、高分子凝集剤を薬注する初期薬注率Ａ０、基準薬注率Ａ、薬注率Ａ１、薬注上限値Ａｕ及び薬注下限値Ａｄを設定し、古紙・薬品注入制御器１９に入力してある。本願発明では、初期流量Ｑ０の下水汚泥に初期浄水汚泥注入率Ｓ０の浄水汚泥を注入し、初期古紙添加率Ｐ０の古紙を添加した調整汚泥に初期薬注率Ａ０の高分子凝集剤を薬注するようにしてある。下水汚泥の汚泥濃度Ｄと汚泥流量Ｑの変動に応じて古紙を添加した調整汚泥に薬注する高分子凝集剤の基準薬注率Ａを設定し、スクリュープレス２１で濃縮脱水したケーキ水分Ｗに基づき増減させる薬注率Ａ１、薬注する高分子凝集剤の薬注上限値Ａｕ、薬注下限値Ａｄを設定して、古紙・薬品注入制御器１９に予め入力してある。
【００１４】
図２はスクリュープレスにおける含水率一定制御方法のブロック図であって、含水率一定制御方法を制御ブロックに基づき説明すると、
｛ａ｝「初期設定値：初期浄水汚泥注入率Ｓ０、下水汚泥の初期流量Ｑ０、初期薬注率Ａ０、薬注上限値Ａｕ、薬注下限値Ａｄ、初期古紙添加率Ｐ０、古紙添加上限値Ｐｕ、目標ケーキ水分Ｗ０」
運転開始の準備として、スクリュープレス２１に供給する下水汚泥の初期流量Ｑ０、目標ケーキ水分Ｗ０を設定し、予め、下水汚泥の初期流量Ｑ０を圧力制御器１３と流量一定制御器１４に入力して、目標ケーキ水分Ｗ０を含水率制御器１８に入力する。下水汚泥の初期流量Ｑ０の汚泥に注入する浄水汚泥の初期浄水汚泥注入率Ｓ０を決定し、予め浄水汚泥注入制御器４に入力する。運転開始時の下水浄水混合汚泥に添加する古紙の初期古紙添加率Ｐ０、古紙添加上限値Ｐｕを決定する。また、古紙を添加した調整汚泥に高分子凝集剤を薬注する初期薬注率Ａ０、薬注上限値Ａｕ及び薬注下限値Ａｄを決定し、古紙と高分子凝集剤の添加率データを予め古紙・薬品注入制御器１９に入力する。
【００１５】
｛ｂ｝「運転」
スクリュープレス２１を駆動して、運転を開始する。浄水汚泥の有無を確認し、流入する初期流量Ｑ０の下水汚泥に初期浄水汚泥注入率Ｓ０の浄水汚泥を注入し、下水浄水混合汚泥に初期古紙添加率Ｐ０の古紙を添加した後、初期薬注率Ａ０の高分子凝集剤を薬注してスクリュープレス２１に供給する。
｛ｃ｝「原液濃度検知」
開始から所定時間経過後に、流入する下水汚泥の汚泥濃度Ｄと汚泥流量Ｑを連続的に検出し、変動する下水汚泥の検知信号を浄水汚泥注入制御器４に送信する。
｛ｄ｝「演算：基準浄水汚泥注入率Ｓ」
浄水汚泥注入制御器４で下水汚泥の汚泥濃度Ｄと汚泥流量Ｑに基づき、基準浄水汚泥注入率Ｓより下水汚泥濃度に適合する浄水汚泥注入率Ｓ１を算出する。
｛ｅ｝「浄水汚泥注入率Ｓ１を決定」
浄水汚泥注入制御器４で浄水汚泥供給ポンプＪＳＰの回転数を制御して、変動する汚泥濃度Ｄの下水汚泥に適合した浄水汚泥注入率Ｓ１を決定する。
【００１６】
｛ｆ｝「基準値決定：基準古紙添加率Ｐ、基準薬注率Ａ」
流入する下水汚泥の汚泥濃度Ｄと汚泥流量Ｑの変動に応じて、古紙・薬品注入制御器１９は下水浄水混合汚泥に添加する古紙の基準古紙添加率Ｐ及び高分子凝集剤の基準薬注率Ａを設定する。下水汚泥の変動に応じて決定した基準古紙添加率Ｐの古紙と基準薬注率Ａの高分子凝集剤を下水浄水混合汚泥に供給する。
｛ｇ｝「測定待ちタイマー」
古紙添加率と薬注率を変化させた後、運転状態が安定するまでケーキ水分比較の測定待ちとする。
｛ｈ｝「ケーキ水分Ｗの検知」
所定時間後に、スクリュープレス２１で濃縮脱水したケーキ水分Ｗを含水率測定器１７で測定し、含水率制御器１８でケーキ水分Ｗと目標ケーキ水分Ｗ０の差異を算出し、古紙・薬品注入制御器１９に送信する。
【００１７】
｛ｉ｝「現状のケーキ水分Ｗと目標ケーキ水分Ｗ０の比較」
目標ケーキ水分Ｗ０に対するケーキ水分Ｗの差異の検知信号を受信した古紙・薬品注入制御器１９は、含水率測定器１７の測定結果と目標ケーキ水分Ｗ０の関係から、下水汚泥の汚泥濃度Ｄと汚泥流量Ｑに適合する薬注率Ａ１の増減を算出する。目標ケーキ水分Ｗ０が現状のケーキ水分Ｗより高く、差異が許容値δを超える時（Ｗ０−Ｗ＞δ）には、薬注率Ａ１を減少させる。また、現状のケーキ水分Ｗが目標ケーキ水分Ｗ０より高く、差異が許容値δを超える（Ｗ−Ｗ０＞δ）時は、高分子凝集剤の薬注率Ａ１を増加させる。なお、現状のケーキ水分Ｗと目標ケーキ水分Ｗ０の差が許容値δ内（−δ≦Ｗ−Ｗ０≦δ）であれば、現状を維持して再度のケーキ水分の測定待ちとする。
｛ｊ｝「薬注率下限値Ａｄ以上」
目標ケーキ水分Ｗ０が現状のケーキ水分Ｗより高く、差異が許容値δを超える（Ｗ０−Ｗ＞δ）時は、高分子凝集剤の薬注率Ａ１の減少に移行する。古紙・薬品注入制御器１９は、高分子凝集剤の薬注率Ａ１が薬注下限値Ａｄ以上であるか否かを確認し、薬注率Ａ１が薬注下限値Ａｄ以上であれば、高分子凝集剤の薬注率Ａ１の減少に移行する。また、凝集剤の薬注率Ａ１が薬注下限値Ａｄ以下であれば、古紙添加率Ｐ１の減少に移行する。なお、汚泥濃度Ｄが設定値以上に変動すれば、閉回路で運転中であっても設定値がキャンセルされて、制御ブロック｛ｃ｝の「原液濃度検知」に戻り、下水汚泥の汚泥流量Ｑと汚泥濃度Ｄを検知して、流入する下水汚泥に適合する基準浄水汚泥注入率Ｓを算出するフイードバック回路を取る。
｛ｋ｝「基準薬注率Ａ減」
古紙・薬品注入制御器１９は、高分子凝集剤の基準薬注率Ａが薬注下限値Ａｄ以上であれば、凝集剤供給ポンプＰＰの回転数を制御して、薬注率Ａ１を減少させる。高分子凝集剤の比例注入が薬注下限値Ａｄに到達した時には、制御ブロック｛ｇ｝の「測定待ちタイマー」のフイードバック回路に戻る。
【００１８】
｛ｌ｝「古紙添加下限値Ｐｄ以上」
制御ブロック｛ｊ｝「薬注率下限値Ａｄ以上」の判定において、凝集剤の基準薬注率Ａが薬注率下限値Ａｄ以下であれば、古紙・薬品注入制御器１９は、基準古紙添加率Ｐが古紙添加下限値Ｐｄ以上であるか否かを確認する。
｛ｍ｝「古紙添加率Ｐ１減」
古紙添加率Ｐ１が古紙添加下限値Ｐｄ以上であれば、古紙添加率Ｐ１を段階的に減少させる。一定時間経過後に制御ブロック｛ｇ｝「測定待ちタイマー」のケーキ水分検知のフイードバック回路に戻る。
｛ｎ｝「警報」
ブロック｛ｌ｝の「古紙添加下限値Ｐｄ以上」の判定において、古紙添加率Ｐ１が古紙添加下限値Ｐｄに達しても、目標ケーキ水分Ｗ０が現状のケーキ水分Ｗより高く、差異が許容値δを超える時（Ｗ０−Ｗ＞δ）には、運転を継続しながら警報を発する。
【００１９】
｛ｏ｝「薬注率上限値Ａｕ以下」
現状のケーキ水分Ｗが目標ケーキ水分Ｗ０より高く、差異が許容値δを超える（Ｗ−Ｗ０＞δ）時は、高分子凝集剤の薬注率Ａ１の増加に移行する。古紙・薬品注入制御器１９は、高分子凝集剤の薬注率Ａ１が薬注上限値Ａｕ以下であるか否かを確認し、薬注率Ａ１が薬注上限値Ａｕ以下であれば、高分子凝集剤の薬注率Ａ１の増加に移行する。また、凝集剤の薬注率Ａ１が薬注上限値Ａｕ以上であれば、古紙添加率Ｐ１の増加に移行する。なお、汚泥濃度Ｄが設定値以上に変動すれば、閉回路で運転中であっても設定値がキャンセルされて制御ブロック｛ｃ｝の「原液濃度検知」に戻り、下水汚泥の汚泥濃度Ｄと汚泥流量Ｑを検知して、流入する下水汚泥に適合する基準浄水汚泥注入率Ｓを算出するフイードバック回路を取る。
｛ｐ｝「基準薬注率Ａ増」
基準薬注率Ａが薬注上限値Ａｕ以下であれば、高分子凝集剤の薬注率Ａ１を増加させる。古紙・薬品注入制御器１９は、高分子凝集剤の基準薬注率Ａが薬注上限値Ａｕ以下であれば、凝集剤供給ポンプＰＰの回転数を制御して、薬注率Ａ１を増加させる。高分子凝集剤の比例注入が薬注上限値Ａｕに到達した時には、制御ブロック｛ｇ｝の「測定待ちタイマー」のフイードバック回路に戻る。
【００２０】
｛ｑ｝「古紙添加上限値Ｐｕ以下」
制御ブロック｛ｏ｝の「薬注率上限値Ａｕ以下」の判定において、凝集剤の基準薬注率Ａが薬注上限値Ａｕ以上であれば、古紙・薬品注入制御器１９は、基準古紙添加率Ｐが古紙添加上限値Ｐｕ以下であるか否かを確認する。
｛ｒ｝「古紙添加率Ｐ１増」
古紙添加率Ｐ１が古紙添加上限値Ｐｕ以下であれば、古紙添加率Ｐ１を段階的に増加させる。一定時間経過後に制御ブロック｛ｇ｝「測定待ちタイマー」のケーキ水分検知のフイードバック回路に戻る。
｛ｓ｝警報
ブロック｛ｑ｝の「古紙添加上限値Ｐｕ以下」の判定において、古紙添加率Ｐ１が古紙添加上限値Ｐｕに達しても、現状のケーキ水分Ｗが目標ケーキ水分Ｗ０より高く、差異が許容値δを超える時（Ｗ−Ｗ０＞δ）には、運転を継続しながら警報を発する。
【実施例】
【００２１】
外筒直径がΦ３００ｍｍのスクリュープレスを使用して、薬注率が０．８％と０．９％の高分子凝集剤をそれぞれ混合生汚泥に添加し、その凝集汚泥をスクリュープレスに圧入して濃縮脱水した。スクリュー軸の回転数とケーキ水分と乾ケーキ処理量を測定した。その実験結果を表１、表２に表す。
【００２２】
【表１】
0005176625.tif 000002
【００２３】
【表２】
0005176625.tif 000003
【００２４】
表１はスクリュー軸の回転数とケーキ水分の対比表であって、横軸にスクリュー軸の回転数（ｒｐｍ）と縦軸にケーキ水分（％）を表記した。高分子凝集剤を０．８％薬注した混合生汚泥は、スクリュー軸の回転数が０．２ｒｐｍの時ケーキ水分７８％、回転数が０．５ｒｐｍの時ケーキ水分８１．８％であった。高分子凝集剤を０．９％薬注した混合生汚泥は、スクリュー軸の回転数が０．３ｒｐｍの時ケーキ水分７８％、回転数が０．５ｒｐｍの時ケーキ水分８０．２％であった。この実験結果から、スクリュー軸の回転数が遅く、薬注率が高い程、脱水ケーキの水分は低下することが分かる。
【００２５】
表２は回転数と乾ケーキ処理量の対比表であって、横軸に回転数（ｒｐｍ）、と縦軸に乾ケーキ処理量（ｋｇ／ｈｒ）を表す。高分子凝集剤を０．８％薬注した混合生汚泥は、スクリュー軸の回転数が０．２ｒｐｍの時の乾ケーキ処理量は２２ｋｇ／ｈｒ、スクリュー軸の回転数が０．５ｒｐｍの時の乾ケーキ処理量は４９ｋｇ／ｈｒであった。高分子凝集剤を０．９％薬注した混合生汚泥は、スクリュー軸の回転数が０．３ｒｐｍの時の乾ケーキ処理量は３８ｋｇ／ｈｒ、スクリュー軸の回転数が０．５ｒｐｍの時の乾ケーキ処理量は５３ｋｇ／ｈｒであった。この実験結果から、スクリュー軸の回転数が早く、薬注率が高い程、乾ケーキ処理量が増加することが分かる。
【００２６】
【表３】
0005176625.tif 000004
【００２７】
表３は乾ケーキ処理量とケーキ水分の対比表であって、横軸にケーキ水分（％）、縦軸に乾ケーキ処理量（ｋｇ／ｈｒ）を表す。高分子凝集剤を０．８％薬注した混合生汚泥は、ケーキ水分７８．４％の時の乾ケーキ処理量は２２ｋｇ／ｈｒ、ケーキ水分８１．８％の時の乾ケーキ処理量は４９ｋｇ／ｈｒであった。高分子凝集剤を０．９％薬注した混合生汚泥は、ケーキ水分７８％の時の乾ケーキ処理量は３７ｋｇ／ｈｒ、ケーキ水分８０．２％の時の乾ケーキ処理量は５４ｋｇ／ｈｒであった。この実験結果から、ケーキ水分が多い程、乾ケーキ処理量は多くなることが分かる。
【００２８】
表１及び表２に示すように、スクリュー軸の回転数が多い程ケーキ水分は増加し、乾ケーキ処理量も多くなる測定結果となっている。外筒直径がΦ３００ｍｍのスクリュープレスを使用して、古紙を変化させて添加した混合生汚泥をスクリュープレスに供給し、スクリュー軸の回転数を０．２０ｒｐｍ、０．３０ｒｐｍ、０．５０ｒｐｍ、０．７５ｒｐｍの４段階で回転させて脱水し、古紙添加率に対するケーキ水分と乾ケーキ処理量を測定した。
【００２９】
【表４】
0005176625.tif 000005
【００３０】
表４は古紙添加率とケーキ水分の関係を示すもので、混合生汚泥に古紙を５％、１０％、２０％添加し、４段階の回転速度で脱水した時のケーキ水分を表記してある。横軸に古紙添加率（％対ＴＳ）、縦軸にケーキ水分（％）を表す。古紙添加率５％の時のケーキ水分は概略７４〜７９％、古紙添加率１０％の時のケーキ水分は概略７２．５〜７７％、古紙添加率２０％の時のケーキ水分は概略７０．５〜７５．５％、であった。この測定結果から、古紙の添加率が多いほどケーキ水分が低下することが分かる。
【００３１】
【表５】
0005176625.tif 000006
【００３２】
表５は古紙添加率と乾ケーキ処理量の関係を示すもので、原液濃度５％の混合生汚泥に、高分子凝集剤を０．９％薬注し、古紙の添加率を０％、５％、１０％、２０％、３０％に分類して、４段階の回転速度で脱水した時のケーキ水分を表記してある。横軸に古紙添加率（％対ＴＳ）、縦軸に乾ケーキ処理量（ｋｇ／ｈ）を表す。古紙添加率５％の時の乾ケーキ処理量は概略２９〜６０ｋｇ／ｈ、古紙添加率１０％の時の乾ケーキ処理量は概略３０〜７２ｋｇ／ｈ、古紙添加率２０％の時の乾ケーキ処理量は概略３０〜７５ｋｇ／ｈであった。
古紙添加率３０％の時のスクリュー軸の回転数が０．７５ｒｐｍでは、目詰まりが起こり脱水不能となり、他のスクリュー軸の回転数を０．２０ｒｐｍ、０．３０ｒｐｍ、０．５０ｒｐｍとした時の乾ケーキ処理量も２５〜６０ｋｇ／ｈとなり、目詰まりにより処理量が低下するものと思われる。試験結果から、古紙添加率は２０％が最適であることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
この発明に係わるスクリュープレスにおける含水率一定制御方法並びに含水率一定制御装置は、凝集スラリーの供給圧力と流量を制御しながら濃縮脱水するスクリュープレスに、浄水汚泥、高分子凝集剤、及び古紙を調整しながら濃縮脱水を行なうもので、下水汚泥に注入する浄水汚泥が相対ケーキ水分を減少させ、薬注する高分子凝集剤と添加する古紙の繊維が協働して汚泥粒子を吸着し、フロックを形成して含水率を低下させ、脱水性が改善できる。下水汚泥の濃度変動に対応して、浄水汚泥、凝集剤、及び古紙を調整し、相対ケーキ水分を減少させ、目標とする低含水率の脱水ケーキを得ることができる。浄水汚泥・古紙は高分子凝集剤に比べ安価であり、ランニングコストを低減して、均一な低含水率のケーキが得られ、ケーキ水分一定制御が容易となる。従って、浄水処理場に近接する下水処理場、又はし尿処理場に使用すれば、ランニングコストを低減し、ケーキ水分一定制御が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】この発明に係るスクリュープレスの脱水ケーキの水分一定制御のフローチャートである。
【図２】同じく、スクリュープレスにおける含水率一定制御のブロック図である。
【符号の説明】
【００３５】
３    下水浄水混合槽
４    浄水汚泥注入制御器
６    汚泥調整槽
１０  凝集混和槽
１３  圧力制御器
１４  流量一定制御器
１７  含水率測定器
１８  含水率制御器
１９  古紙・薬品注入制御器
２１  スクリュープレス
２１ａ  スクリュー軸
Ａ    基準薬注率
Ａ０  初期薬注率
Ａ１  薬注率
Ａｄ  薬注下限値
Ａｕ  薬注上限値
Ｄ    汚泥濃度
ＪＳＰ  浄水汚泥供給ポンプ
ＫＰ  古紙供給ポンプ
Ｐ    基準古紙添加率
Ｐ０  初期古紙添加率
Ｐ１  古紙添加率
Ｐｄ  古紙添加下限値
Ｐｕ  古紙添加上限値
ＰＰ  凝集剤供給ポンプ
Ｑ    汚泥流量
Ｑ０  初期流量
Ｓ    基準浄水汚泥注入率
Ｓ０  初期浄水汚泥注入率
Ｓ１  浄水汚泥注入率
ＳＰ  原液供給ポンプ
Ｗ    ケーキ水分
Ｗ０  目標ケーキ水分
【図１】
0005176625.tif 000007
【図２】
0005176625.tif 000008