(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部にスクリュー軸（１４）を配設してある回転濃縮機（１１）の排出部に配設した濃縮汚泥管（２６）を濃縮汚泥供給ポンプ（２７）に接続し、濃縮汚泥供給ポンプ（２７）の吐出側にスクリュープレス（３１）を連設して、濃縮機（１０）の濃縮汚泥をスクリュープレス（３１）に圧入し、脱水処理する汚泥脱水システムにおいて、スクリュープレス（３１）に圧入する濃縮汚泥の基準圧力（Ｐ０）と、濃縮汚泥供給ポンプ（２７）の基準回転数（Ｎ０２）と、回転濃縮機（１１）のスクリュー軸（１４）の基準回転数（Ｎ３）と、スクリュープレス（３１）のスクリュー軸（３４）の基準回転数（Ｎ４）を設定し、
段階的に、濃縮汚泥供給ポンプ（２７）の基準回転数（Ｎ０２）から回転数（ｎ２）だけ、回転濃縮機（１１）のスクリュー軸（１４）の基準回転数（Ｎ３）から回転数（ｎ３）だけ、スクリュープレス（３１）のスクリュー軸（３４）の基準回転数（Ｎ４）から回転数（ｎ４）だけ増減させる値を設定し、濃縮汚泥の圧入圧力（Ｐ１）を測定して、この測定した濃縮汚泥の圧入圧力（Ｐ１）が予め設定した基準圧力（Ｐ０）の範囲外となった時、濃縮汚泥供給ポンプ（２７）の基準回転数（Ｎ０２）と、回転濃縮機（１１）のスクリュー軸（１４）の基準回転数（Ｎ３）を段階的に増減させると共に、濃縮汚泥供給ポンプ（２７）の回転数（Ｎ２）が予め設定した基準回転数（Ｎ０２）の範囲外となった時、スクリュープレス（３１）のスクリュー軸（３４）の基準回転数（Ｎ４）を段階的に増減させて、濃縮汚泥の圧入圧力（Ｐ１）を基準圧力（Ｐ０）の範囲内に制御することを特徴とする回転濃縮機に連設するスクリュープレスの運転制御方法。
【請求項２】
上記スクリュープレス（３１）に圧入する濃縮汚泥の圧入圧力（Ｐ１）を一定時間ごとに測定し、測定した濃縮汚泥の圧入圧力（Ｐ１）が予め設定した基準圧力（Ｐ０）より低い時、濃縮汚泥供給ポンプ（２７）の基準回転数（Ｎ０２）と、回転濃縮機（１１）のスクリュー軸（１４）の基準回転数（Ｎ３）をそれぞれ回転数（ｎ２、ｎ３）だけ増加させ、濃縮汚泥の圧入圧力（Ｐ１）が基準圧力（Ｐ０）の範囲内に上昇するまでこの操作を繰返し、濃縮汚泥供給ポンプ（２７）の回転数（Ｎ２）が予め設定した最大基準回転数（Ｎ０２ｍａｘ）より大きくなると、スクリュープレス（３１）のスクリュー軸（３４）の基準回転数（Ｎ４）を回転数（ｎ４）だけ減少させて、濃縮汚泥の圧入圧力（Ｐ１）が基準圧力（Ｐ０）の範囲内に上昇するまでこの操作を繰返すと共に、測定した濃縮汚泥の圧入圧力（Ｐ１）が予め設定した基準圧力（Ｐ０）より高い時、濃縮汚泥供給ポンプ（２７）の基準回転数（Ｎ０２）と、回転濃縮機（１１）のスクリュー軸（１４）の基準回転数（Ｎ３）をそれぞれ回転数（ｎ２、ｎ３）だけ減少させ、濃縮汚泥の圧入圧力（Ｐ１）が基準圧力（Ｐ０）の範囲内に降下するまでこの操作を繰返し、濃縮汚泥供給ポンプ（２７）の回転数（Ｎ２）が予め設定した最小基準回転数（Ｎ０２ｍｉｎ）より小さくなると、スクリュープレス（３１）のスクリュー軸（３４）の基準回転数（Ｎ４）を回転数（ｎ４）だけ増加させて、濃縮汚泥の圧入圧力（Ｐ１）が基準圧力（Ｐ０）の範囲内に降下するまでこの操作を繰返すことを特徴とする請求項１に記載の回転濃縮機に連設するスクリュープレスの運転制御方法。
【請求項３】
上記濃縮汚泥の圧入圧力（Ｐ１）を基準圧力（Ｐ０）の範囲内に制御するシステムにおいて、回転濃縮機（１１）へ原液汚泥を供給する原液供給ポンプ（１）の原液供給管（２）へ、高分子凝集剤を供給する高分子供給ポンプ（４）の基準回転数（Ｎ５）、及び高分子供給ポンプ（４）の基準回転数（Ｎ５）を段階的に、回転数（ｎ５）だけ増減させる値を設定し、回転濃縮機（１１）のスクリュー軸（１４）の基準回転数（Ｎ３）を段階的に増加させる時、同時に高分子供給ポンプ（４）の基準回転数（Ｎ５）を回転数（ｎ５）だけ段階的に減少させると共に、回転濃縮機（１１）のスクリュー軸（１４）の基準回転数（Ｎ３）を段階的に減少させる時、同時に高分子供給ポンプ（４）の基準回転数（Ｎ５）を回転数（ｎ５）だけ段階的に増加させることを特徴とする請求項１または２に記載の回転濃縮機に連設するスクリュープレスの運転制御方法。
【請求項４】
上記濃縮汚泥供給ポンプ（２７）の回転数が最大回転数（Ｎ２ｍａｘ）、または回転濃縮機（１１）のスクリュー軸（１４）の回転数が最大回転数（Ｎ３ｍａｘ）、または高分子供給ポンプ（４）の回転数が最小回転数（Ｎ５ｍｉｎ）、あるいはスクリュープレス（３１）のスクリュー軸（３４）の回転数が最小回転数（Ｎ４ｍｉｎ）の何れかに達しても、スクリュープレス（３１）に圧入する濃縮汚泥の圧入圧力（Ｐ１）が基準圧力（Ｐ０）の範囲内に復帰しない時には、警報を発するか、運転を停止すると共に、濃縮汚泥供給ポンプ（２７）の回転数が最小回転数（Ｎ２ｍｉｎ）、または回転濃縮機（１１）のスクリュー軸（１４）の回転数が最小回転数（Ｎ３ｍｉｎ）、または高分子供給ポンプ（４）の回転数が最大回転数（Ｎ５ｍａｘ）、あるいはスクリュープレス（３１）のスクリュー軸（３４）の回転数が最大回転数（Ｎ４ｍａｘ）の何れかに達しても、スクリュープレス（３１）に圧入する濃縮汚泥の圧入圧力（Ｐ１）が基準圧力（Ｐ０）の範囲内に復帰しない時には、警報を発するか、運転を停止することを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の回転濃縮機に連設するスクリュープレスの運転制御方法。
【請求項５】
上記回転濃縮機（１１）の排出部に濃縮汚泥管（２６）を立設し、圧入圧力比較制御を行いながら、濃縮汚泥管（２６）に貯留する濃縮汚泥の基準液位（Ｌ０）と、原汚泥を供給する原液供給ポンプ（１）の基準回転数（Ｎ１）、及び原液供給ポンプ（１）の基準回転数（Ｎ１）を段階的に、回転数（ｎ１）だけ増減させる値を設定し、濃縮汚泥管（２６）の液位（Ｌ１）を測定して液位（Ｌ１）が予め設定した基準液位（Ｌ０）の範囲外となった時、原液供給ポンプ（１）の基準回転数（Ｎ１）を回転数（ｎ１）だけ段階的に増減させて、濃縮汚泥管（２６）の液位（Ｌ１）を基準液位（Ｌ０）の範囲内に制御することを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の回転濃縮機に連設するスクリュープレスの運転制御方法。
【請求項６】
上記濃縮汚泥管（２６）に貯留する濃縮汚泥の液位（Ｌ１）を一定時間ごとに測定し、測定した濃縮汚泥管（２６）の液位（Ｌ１）が予め設定した基準液位（Ｌ０）より低い時、原液供給ポンプ（１）の基準回転数（Ｎ１）を回転数（ｎ１）だけ増加させて、濃縮汚泥の液位（Ｌ１）が基準液位（Ｌ０）の範囲内に上昇するまでこの操作を繰返すと共に、測定した濃縮汚泥管（２６）の液位（Ｌ１）が予め設定した基準液位（Ｌ０）より高い時、原液供給ポンプ（１）の基準回転数（Ｎ１）を回転数（ｎ１）だけ減少させて、濃縮汚泥の液位（Ｌ１）が基準液位（Ｌ０）の範囲内に降下するまでこの操作を繰返すことを特徴とする請求項５に記載の回転濃縮機に連設するスクリュープレスの運転制御方法。
【請求項７】
上記原液供給ポンプ（１）の回転数が最大回転数（Ｎ１ｍａｘ）、または最小回転数（Ｎ１ｍｉｎ）に達しても、濃縮汚泥管（２６）に貯留する濃縮汚泥の液位（Ｌ１）が基準液位（Ｌ０）の範囲内に復帰しない時には、警報を発するか、運転を停止することを特徴とする請求項５または６に記載の回転濃縮機に連設するスクリュープレスの運転制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクリュープレスの運転制御方法に関し、スクリュープレスに供給される濃縮汚泥の圧入圧力を一定に制御するために、前段の濃縮装置を連動・制御するスクリュープレスの運転制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、下水、し尿、あるいは食品生産加工排水等の有機性汚泥は高分子凝集剤を添加して、凝集槽内で攪拌・混合し、凝集フロックを生成させている。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が排出される。したがって、スクリュープレスによる水負荷を軽減させるために、この凝集フロックを更に濃縮装置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。
上記濃縮装置として、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する回転濃縮機は、特許文献１に記載してあるように、本願発明の出願人が提案している。
また、脱水装置として、円筒スクリーンとその内側で回転自在なスクリュー軸とを備え、このスクリュー軸の駆動回転で凝集汚泥を搬送しながら固液分離するスクリュープレスにおいて、このスクリュープレスに汚泥等の原液を供給する濃縮汚泥供給ポンプと、スクリュープレスに供給される濃縮汚泥の圧入圧力を検出する圧力検出器を設け、前記圧力検出器で検出される圧入圧力が略一定になるように前記濃縮汚泥供給ポンプの供給流量を制御する方法も、例えば特許文献２に記載してあるように、本願発明の出願人が提案している。
また、外筒スクリーンとスクリュー軸を差速回転させながら汚泥を濃縮する差速回転濃縮機の濃縮汚泥濃度を制御する方法として、濃縮汚泥の汚泥受槽に電力検出器を配設し、電力検出器が検出した濃縮汚泥濃度の電気信号を判別して、薬注率、スクリュー軸回転数、外筒スクリーン回転数を制御する技術も、例えば特許文献３に記載してあるように、本願発明の出願人が提案している。
また、濃縮機能付凝集混和槽と標準的な凝集混和槽を直列に配設し、一定流量の原汚泥を濃縮機能付凝集混和槽に供給し、スクリュープレスに圧入する凝集汚泥の圧入圧を一定に保ちながら、濃縮機能付凝集混和槽のタンク内圧の変動に伴い、濃縮機能付凝集混和槽に添加する高分子凝集剤の薬注率を変化させて濃縮汚泥の汚泥濃度を調整し、脱水機に供給する前に凝集混和槽の一定の圧入圧で固形物処理量を調整する技術も、例えば特許文献４に記載してあるように、本願発明の出願人が提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１８１２１６号公報
【特許文献２】特開２００８−５５４５０号公報
【特許文献３】特開２００６−２８９３０８号公報
【特許文献４】特開２００７−１３６３４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
通常、濃縮汚泥を脱水する場合は、濃縮装置で濃縮した汚泥を一旦貯留槽に入れ、それを原液として再度凝集させて脱水する方式をとる。この場合、処理手順や時間的な制約の関係で、濃縮汚泥貯留槽に長時間滞留することになり、その結果、濃縮汚泥の腐敗が進行し脱水性が低下する。そのため、濃縮汚泥に対する脱水効率が上がらないばかりか、逆に脱水性が低下するなどの現象が発生することがある。したがって、濃縮汚泥を脱水する場合は、濃縮後、直ちに脱水することが望まれる。また、濃縮後に脱水するためには、上記濃縮装置、脱水装置だけでなく、濃縮汚泥貯留槽が必要となり、大きな設置面積が必要であった。
従来のスクリュープレスは、ろ過性の良い汚泥に対しては、スクリュー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圧搾脱水すると、早期に外筒スクリーンのろ過面が目詰まりする。あるいは、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、ろ液が懸濁する恐れがある。従来のスクリュープレスの運転制御方法では、スクリュープレスに供給される原液の圧入圧力を一定に制御するために、スクリュープレスに供給される原液の供給流量を制御すべく原液供給ポンプの供給流量を制御するものである。しかし、実際には原液の濃度や脱水性の変動により処理量が変動する。例えば、原液濃度が小さいときは供給流量が多くなり、原液濃度が大きいときは供給流量が少なくなる。そのために、供給流量が変動することになるという問題点があった。
また、差速回転濃縮機において、薬注率、スクリュー軸回転数、外筒スクリーン回転数を制御し、濃縮汚泥濃度を一定に保つ技術は、濃縮後の汚泥濃度が安定し、濃縮後の処理工程の管理が容易になるものである。しかし、汚泥性状の変動により濃縮汚泥量にバラつきが生じ、後段の連続式脱水機との間で処理量連続性の確保が困難となる。濃縮汚泥を一時貯蔵する場合は、濃縮汚泥貯留槽が必要となり、大きな設置面積が必要であった。
また、標準的な凝集混和槽の前段に濃縮機能付凝集混和槽を設置した脱水機の制御方法は、原汚泥濃度や原汚泥の固形物処理量の変動に対しては、濃縮機能付凝集混和槽と凝集混和槽のタンク内圧を検知して、凝集混和槽のタンク内圧を一定に維持しながら、一段目の濃縮機能付凝集混和槽の高分子凝集剤の添加量を調節して濃縮率を改善し、脱水性を改善することにより、後段の脱水機での負荷を均等化するものである。しかし、濃縮機能付凝集混和槽では、せいぜい１．５〜２倍の濃縮が通常運転可能範囲であるため、急激に変動する汚泥濃度や汚泥性状に対しては対応できる能力に限界がある。
【０００５】
この発明は、スクリュープレスに供給される濃縮汚泥の圧入圧力を一定に制御すると共に、前段の回転濃縮機へ供給する原液流量を一定とするため、回転濃縮機のスクリュー軸と濃縮汚泥供給ポンプ及びスクリュープレスのスクリュー軸の回転数を制御する運転制御方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
内部にスクリュー軸を配設してある回転濃縮機の排出部に配設した濃縮汚泥管を濃縮汚泥供給ポンプに接続し、濃縮汚泥供給ポンプの吐出側にスクリュープレスを連設して、回転濃縮機の濃縮汚泥をスクリュープレスに圧入し、脱水処理する汚泥脱水システムにおいて、スクリュープレスに圧入する濃縮汚泥の基準圧力と、濃縮汚泥供給ポンプの基準回転数と、回転濃縮機のスクリュー軸の基準回転数と、スクリュープレスのスクリュー軸の基準回転数を設定し、段階的に増減させる濃縮汚泥供給ポンプの回転数と、回転濃縮機のスクリュー軸の回転数と、スクリュープレスのスクリュー軸の回転数の増減量を設定し、濃縮汚泥の圧入圧力を測定して、この測定した濃縮汚泥の圧入圧力が予め設定した基準圧力の範囲外となった時、濃縮汚泥供給ポンプの基準回転数と、回転濃縮機のスクリュー軸の基準回転数を段階的に増減させると共に、濃縮汚泥供給ポンプの回転数が予め設定した基準回転数の範囲外となった時、スクリュープレスのスクリュー軸の基準回転数を段階的に増減させて、濃縮汚泥の圧入圧力を基準圧力の範囲内に制御するもので、スクリュープレスの性能を向上させると共に、安定運転が可能となるものである。また、回転濃縮機とスクリュープレスを直接圧入ポンプで連結することにより、濃縮から脱水までの期間が短縮でき、腐敗などの懸念がなく、脱水効率に寄与できるものである。
【０００７】
詳しくは、スクリュープレスに圧入する濃縮汚泥の圧入圧力を一定時間ごとに測定し、測定した濃縮汚泥の圧入圧力が予め設定した基準圧力より低い時、濃縮汚泥供給ポンプの回転数と、回転濃縮機のスクリュー軸の回転数をそれぞれ設定した回転数幅だけ増加させ、濃縮汚泥の圧入圧力が基準圧力の範囲内に上昇するまでこの操作を繰返し、濃縮汚泥供給ポンプの回転数が予め設定した最大基準回転数より大きくなると、スクリュープレスのスクリュー軸の回転数を設定した回転数幅だけ減少させて、濃縮汚泥の圧入圧力が基準圧力の範囲内に上昇するまでこの操作を繰返すと共に、測定した濃縮汚泥の圧入圧力が予め設定した基準圧力より高い時、濃縮汚泥供給ポンプの回転数と、回転濃縮機のスクリュー軸の回転数をそれぞれ設定した回転数幅だけ減少させ、濃縮汚泥の圧入圧力が基準圧力の範囲内に降下するまでこの操作を繰返し、濃縮汚泥供給ポンプの回転数が予め設定した最小基準回転数より小さくなると、スクリュープレスのスクリュー軸の回転数を設定した回転数幅だけ増加させて、濃縮汚泥の圧入圧力が基準圧力の範囲内に降下するまでこの操作を繰返すものである。
【０００８】
上記濃縮汚泥の圧入圧力を基準圧力の範囲内に制御するシステムにおいて、回転濃縮機へ原液汚泥を供給する原液供給ポンプの原液供給管へ、高分子凝集剤を供給する高分子供給ポンプの基準回転数、及び高分子供給ポンプの回転数を段階的に増減させる回転数幅を設定し、回転濃縮機のスクリュー軸の回転数を段階的に増加させる時、同時に高分子供給ポンプの回転数を設定した回転数幅だけ段階的に減少させると共に、回転濃縮機のスクリュー軸の回転数を段階的に減少させる時、同時に高分子供給ポンプの回転数を設定した回転数幅だけ段階的に増加させるもので、回転濃縮機の排出汚泥の濃度調整を行うことができる。
【０００９】
また、濃縮汚泥供給ポンプの回転数が最大回転数、または回転濃縮機のスクリュー軸の回転数が最大回転数、または高分子供給ポンプの回転数が最小回転数、あるいはスクリュープレスのスクリュー軸の回転数が最小回転数の何れかに達しても、スクリュープレスに圧入する濃縮汚泥の圧入圧力が基準圧力の範囲内に復帰しない時には、警報を発するか、運転を停止すると共に、濃縮汚泥供給ポンプの回転数が最小回転数、または回転濃縮機のスクリュー軸の回転数が最小回転数、または高分子供給ポンプの回転数が最大回転数、あるいはスクリュープレスのスクリュー軸の回転数が最大回転数の何れかに達しても、スクリュープレスに圧入する濃縮汚泥の圧入圧力が基準圧力の範囲内に復帰しない時には、警報を発するか、運転を停止するもので、安全に配慮した処理システムとなるものである。
【００１０】
回転濃縮機の排出部に濃縮汚泥管を立設し、圧入圧力比較制御を行いながら、濃縮汚泥管に貯留する濃縮汚泥の基準液位と、原汚泥を供給する原液供給ポンプの基準回転数、及び原液供給ポンプの回転数を段階的に増減させる回転数を設定し、濃縮汚泥管の液位を測定して液位が予め設定した基準液位の範囲外となった時、原液供給ポンプの回転数を設定した回転数だけ段階的に増減させて、濃縮汚泥管の液位を基準液位の範囲内に制御するもので、回転濃縮機とスクリュープレスとの汚泥処理の連続性を確保できるものである。
【００１１】
詳しくは、濃縮汚泥管に貯留する濃縮汚泥の液位を一定時間ごとに測定し、測定した濃縮汚泥管の液位が予め設定した基準液位より低い時、原液供給ポンプの回転数を設定した回転数幅だけ増加させて、濃縮汚泥の液位が基準液位の範囲内に上昇するまでこの操作を繰返すと共に、測定した濃縮汚泥管の液位が予め設定した基準液位より高い時、原液供給ポンプの回転数を設定した回転数幅だけ減少させて、濃縮汚泥の液位が基準液位の範囲内に降下するまでこの操作を繰返すものである。
【００１２】
また、原液供給ポンプの回転数が最大回転数、または最小回転数に達しても、濃縮汚泥管に貯留する濃縮汚泥の液位が基準液位の範囲内に復帰しない時には、警報を発するか、運転を停止するもので、安全に配慮した処理システムとなるものである。
【発明の効果】
【００１３】
スクリュープレスに供給される濃縮汚泥の圧入圧力を一定に制御すると共に、前段の回転濃縮機へ供給する原液流量を一定とするため、濃縮汚泥供給ポンプ、回転濃縮機のスクリュー軸回転数、スクリュープレスのスクリュー軸回転数の３つのパラメータを段階的に変動させるので、スクリュープレスの性能を向上させると共に、安定運転が可能となるものである。また、回転濃縮機とスクリュープレスを直接圧入ポンプで連結することにより、濃縮から脱水までの期間が短縮でき、腐敗などの懸念がなく、脱水効率に寄与できるものである。さらに、装置全体がコンパクトになり、省スペースとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明に係わる濃縮機と脱水機の運転制御システムである。
【図２】同じく、回転濃縮機の一部縦断面図である。
【図３】同じく、スクリュープレスの一部縦断面図である。
【図４】同じく、スクリュープレスの供給側の拡大図である。
【図５】同じく、スクリュープレスの排出側の拡大図である。
【図６】同じく、運転制御方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１はこの実施の形態に係る濃縮機と脱水機の運転制御システムであって、汚泥貯留槽（図示せず）に貯留されている汚泥等の処理原液は、原液供給ポンプ１により原液流量（「供給流量」ともいう）で原液供給管２を経て凝集装置３に供給される。
原液供給管２には高分子凝集剤を供給する高分子供給ポンプ４の凝集剤供給管５が接続されている。なお、凝集剤供給管５は凝集装置３に接続してもよい。高分子凝集剤は原液流量に対して一定の割合で供給されており、高分子供給ポンプ４の回転数は制御装置６０により原液供給ポンプ１の回転数と比例制御で行われている。
上記凝集装置３は、原液供給ポンプ１と高分子供給ポンプ４から凝集装置３に供給された汚泥と高分子凝集剤を、撹拌機で撹拌混合して凝集フロックを生成させるものであり、撹拌槽６内に流入した原液と高分子凝集剤が攪拌駆動機７で回転駆動される撹拌羽根８で撹拌される構成である。この凝集装置３で撹拌・凝集された凝集汚泥は凝集汚泥供給管９を経て濃縮機１０に供給される。
【００１６】
本実施例の濃縮機１０は、回転濃縮機１１を用いており、図２は回転濃縮機の縦断側面図である。回転濃縮機１１は周部にろ過面を有する外筒スクリーン１２の内部に、スクリュー羽根１３を巻き掛けたスクリュー軸１４が配設してある。外筒スクリーン１２の端部に入口フランジ１５と出口フランジ１６が嵌着してある。入口フランジ１５をスクリュー軸１４に軸支して、出口フランジ１６に連結した外筒駆動軸１７をろ液受槽１８に支架した軸受１９に軸支してある。スクリュー軸１４に連結したスクリュー駆動軸２０が外筒駆動軸１７に挿通してある。スクリュー軸１４の前端部に汚泥の供給路２１が設けてあり、外筒スクリーン１２の始端部に複数個の供給口２１ａを開口し、出口フランジ１６に複数の排出口１６ａが設けてある。外筒スクリーン１２とスクリュー軸１４の間にろ過室２２を形成してある。
【００１７】
図２に示すように、外筒スクリーン１２の外筒駆動軸１７とスクリュー軸１４のスクリュー駆動軸２０に外筒駆動機２３とスクリュー駆動機２４が個別に連動連結してあり、外筒スクリーン１２とスクリュー軸１４を逆方向に差速回転させる。スクリュー軸１４の供給路２１からろ過室２２に供給した汚泥を、外筒スクリーン１２とスクリュー軸１４を逆回転させながら、外筒スクリーン１２からろ液を分離して、濃縮した汚泥を出口フランジ１６の排出口１６ａから排出する。外筒スクリーン１２とスクリュー軸１４を差速回転させることにより、相対的にスクリュー羽根１３の回転数を高め、外筒スクリーン１２のろ過面の摺接回数を増加させる。目詰りせんとする外筒スクリーン１２のろ過面を再生してろ液の排出を促進させ、濃度の低い汚泥の大量処理を可能とする。なお、符号２５は外筒スクリーン１２に沿って配設した洗浄水管であって、目詰まりした外筒スクリーン１２のスクリーン面に高圧水を噴射してろ過面の目詰まりを解消させる。また、ろ液受槽１８に分離排出されるろ液の一部を濃縮汚泥管２６内へ供給することにより、濃縮汚泥管２６内の濃縮汚泥のブリッジを防止し、濃縮汚泥供給ポンプ２７へスムーズに供給することが可能となる。
【００１８】
回転濃縮機１１でろ液を分離した濃縮汚泥は、濃縮汚泥管２６を経て濃縮汚泥供給ポンプ２７に供給される。濃縮汚泥管２６は回転濃縮機１１から排出された濃縮汚泥をある程度貯留できる容積を有しており、貯留量を計測する液位計２８を配設してある。濃縮汚泥は、濃縮汚泥供給ポンプ２７により濃縮汚泥供給管２９を経て脱水機３０に圧入供給される。濃縮汚泥供給管２９には脱水機３０に圧入供給される濃縮汚泥の圧入圧力を計測するための圧力計ＰＳが配設されている。
【００１９】
本実施例の脱水機３０は連続的に濃縮汚泥を脱水処理できるスクリュープレス３１を用いており、スクリュープレス３１に回転濃縮機１１を載置し、吐出側をスクリュープレス３１に接続した濃縮汚泥供給ポンプ２７を、回転濃縮機１１の排出部に立設した濃縮汚泥管２６に配設してある。脱水機に濃縮機を載置してあるので、濃縮汚泥を貯留槽に長時間滞留させる必要がなく、腐敗による脱水効率が低下することがない。また、濃縮装置、濃縮汚泥貯留槽、及び脱水設備の大きな設置面積も必要としない。従って、下水、し尿、集落排水、工場等の排水処理施設に設置すれば、省スペースの濃縮脱水設備となる。
【００２０】
図３は圧入圧力一定制御装置に使用する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３１は、周部にろ過面を有する外筒スクリーン３２にスクリュー羽根３３を巻き掛けたスクリュー軸３４が内設してある。スクリュー軸３４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、外筒スクリーン３２とスクリュー軸３４との間のろ過室３５を供給側から排出側に向って縮小させてある。
図４はスクリュープレスの供給側の拡大図であって、外筒スクリーン３２の供給側に嵌着した入口フランジ３６にスプロケット３７を外嵌し、フレーム３８に載置した正逆転可能な外筒駆動機３９に連動連結してある。スクリュー軸３４に凝集スラリーの供給路４１が設けてあり、ろ過室３５の始端部に供給孔４１ａを開口して、スクリュー軸３４の延設部と濃縮汚泥供給管２９が連結してある。供給孔４１ａからろ過室３５内に圧入される濃縮汚泥がスクリュー軸３４に巻き掛けたスクリュー羽根３３の間から供給するように構成されており、凝集された軟弱な汚泥等の濃縮汚泥がスクリュー羽根３３の影響を受けないようにされている。
図５はスクリュープレスの排出側の拡大図であって、外筒スクリーン３２の排出側に連結した回転板４２をフレーム４３に支架してあり、外筒スクリーン３２に内設したスクリュー軸３４にスクリュー駆動軸４４が連結してある。ろ過室３５の排出口３５ａに対設した背圧調整用のプレッサー４５がフレーム４３に配設した移動軸４６に摺動自在に支架してある。
【００２１】
図３に示すように、スクリュー軸３４に連結したスクリュー駆動軸４４はフレーム４３の架台４８に設けた軸受４９に軸支してある。このスクリュー駆動軸４４にスプロケット５０が嵌着してあり、フレーム４３に載置したスクリュー駆動機５１に連動連結してある。
図３に示すように、スクリュー軸３４のスクリュー駆動機５１を作動させ、スクリュー軸３４の供給路４１からろ過室３５に濃縮汚泥を供給し、濃縮汚泥をスクリュー羽根３３で移送しながら外筒スクリーン３２からろ液を分離する。プレッサー４５でろ過室３５の排出口３５ａの開口量を調節し、ろ過室３５に背圧を加えながら固液分離を促進させて脱水ケーキを排出する。外筒スクリーン３２に沿って洗浄管５２が配設してあり、洗浄時は洗浄管５２から洗浄水を外筒スクリーン３２に噴射すると共に、外筒スクリーン３２を外筒駆動機３９により回転させることによって外筒スクリーン３２の全面を洗浄する。なお、外筒スクリーン３２の下方にろ液トラフ５３が配設してあり、符号５４は、スクリュープレス３１の終端部に配設した脱水ケーキのケーキ受槽である。
【００２２】
本願発明に係る運転制御方法は、原液を回転濃縮機１１へ定量供給するシステムにおいて、スクリュープレス３１を安定して運転するために、スクリュープレス３１に供給される汚泥等の圧入圧力を一定に制御することを基本としている。
そこで、前記圧入圧力を一定に制御するために、前記スクリュープレス３１に供給される濃縮汚泥の供給流量を制御すべく濃縮汚泥供給ポンプ２７を回転制御するものである。
【００２３】
より詳しく説明すると、スクリュープレス３１の運転が開始されると、スクリュープレス３１に供給される濃縮汚泥の圧入圧力Ｐ１は、圧力計ＰＳで検知されて制御装置６０に送られる。
スクリュープレス３１の運転中は、汚泥性状の変動で汚泥のろ過性が悪くなったりしてスクリュープレス３１への負荷が増えると、濃縮汚泥の圧入圧力Ｐ１が上昇する。一方、汚泥のろ過性が回復したりして、スクリュープレス３１への負荷が減少すると、濃縮汚泥の圧入圧力Ｐ１が減少する。
そこで、制御装置６０では、圧力計ＰＳの圧入圧力Ｐ１が予め設定した基準圧力Ｐ０と比較判断して、基準圧力Ｐ０より高い場合には、濃縮汚泥供給ポンプ２７の回転数を減らすべく濃縮汚泥供給ポンプ２７に指令を与えて供給流量を減少させる。一方、圧入圧力Ｐ１が基準圧力Ｐ０より低い場合には、濃縮汚泥供給ポンプ２７の回転数を増やすべく濃縮汚泥供給ポンプ２７に指令を与えて供給流量を増加させる。
したがって、濃縮汚泥供給ポンプ２７の回転数を制御して供給流量を調整することにより、スクリュープレス３１に供給される濃縮汚泥の圧入圧力Ｐ１がほぼ基準圧力Ｐ０に維持されることになる。
基準圧力Ｐ０は、ある程度の幅を持たせて設定することができ、圧入圧力Ｐ１がその設定幅内にある時は、現状を維持した状態で通常運転を継続する。
【００２４】
ところが、脱水性の変動により処理量が変動し、例えば、スクリュープレス３１に供給する圧入圧力が小さくなると、濃縮汚泥供給ポンプ２７の回転数を大きくして供給量を増加させるのであるが、濃縮汚泥供給ポンプ２７に供給する濃縮汚泥が不足し、回転濃縮機１１とスクリュープレス３１との連続性が途切れる可能性がある。また、原液の濃度変動により回転濃縮機１１での処理量が変動し、例えば、原液濃度が低くなると回転濃縮機１１の濃縮汚泥量が減少し、濃縮汚泥供給ポンプ２７に供給する濃縮汚泥が不足することになる。
したがって、濃縮汚泥供給ポンプ２７の回転制御に伴い、前段の回転濃縮機１１の処理量を調整すべく、回転濃縮機１１のスクリュー軸１４の回転数を同時に制御するものである。
【００２５】
より詳しく説明すると、圧入圧力Ｐ１が基準圧力Ｐ０より高い場合には、制御装置６０で濃縮汚泥供給ポンプ２７の回転数を減らす指令を与えると共に、回転濃縮機１１からの濃縮汚泥量を減らすべく回転濃縮機１１のスクリュー駆動機２４に指令を与えスクリュー軸１４の回転数を減少させる。一方、圧入圧力Ｐ１が基準圧力Ｐ０より低い場合には、制御装置６０で濃縮汚泥供給ポンプ２７の回転数を増やす指令を与えると共に、回転濃縮機１１から排出させる濃縮汚泥量を増やすべく回転濃縮機１１のスクリュー駆動機２４に指令を与えスクリュー軸１４の回転数を増加させる。
さらに、上記回転濃縮機１１のスクリュー軸１４の回転数を減少させると共に、高分子供給ポンプ４の回転数を増加させる、あるいは回転濃縮機１１のスクリュー軸１４の回転数を増加させると共に、高分子供給ポンプ４の回転数を減少させて、回転濃縮機１１の排出濃度を調整する操作を行っても良い。
【００２６】
次に、上記増減させた濃縮汚泥供給ポンプ２７の回転数Ｎ２と予め設定してある濃縮汚泥供給ポンプ２７の基準回転数Ｎ０２を制御装置６０により比較判断して、濃縮汚泥供給ポンプ２７の回転数Ｎ２が基準回転数Ｎ０２より高い場合には、スクリュープレス３１のろ過室内圧を上昇させるべくスクリュープレス３１のスクリュー駆動機５１に指令を与えてスクリュー軸３４の回転数を減少させる。一方、回転数Ｎ２が基準回転数Ｎ０２より低い場合には、スクリュープレス３１のろ過室内圧を下降させるべくスクリュープレス３１のスクリュー駆動機５１に指令を与えてスクリュー軸３４の回転数を増加させる。
基準回転数Ｎ０２は、ある程度の幅を持たせて設定することができ、濃縮汚泥供給ポンプ２７の回転数Ｎ２がその設定幅内にある時は、現状を維持した状態で通常運転を継続する。
【００２７】
一旦、濃縮汚泥供給ポンプ２７の回転数、回転濃縮機１１のスクリュー軸１４の回転数、スクリュープレス３１のスクリュー軸３４の回転数を変更させると、一定時間経過後に再度圧入圧力Ｐ１を計測し、圧入圧力Ｐ１が基準圧力Ｐ０内に復帰するまで上記動作を繰り返す。
【００２８】
濃縮汚泥供給ポンプ２７の回転数、回転濃縮機１１のスクリュー軸１４の回転数、スクリュープレス３１のスクリュー軸３４の回転数は、圧入圧力Ｐ１が基準圧力Ｐ０内に復帰するまで段階的に増減させる。各回転数の変更幅は予め設定しておく。それぞれの回転数の上限、下限を設定し、上限あるいは下限に達すると警報を発するか、あるいは運転を自動停止して調査ができるようにしてもよい。
【００２９】
上記原液流量一定制御とは別途に、濃縮汚泥管２６内の濃縮汚泥量を一定に制御するために、回転濃縮機１１の原液供給量を制御すべく回転濃縮機１１へ原液を供給する原液供給ポンプ１の回転制御を行っている。
【００３０】
より詳しく説明すると、制御装置６０では、濃縮汚泥管２６に配設した液位計２８の液位Ｌ１が予め設定した基準液位Ｌ０と比較判断して、液位Ｌ１が基準液位Ｌ０より高い場合には、濃縮汚泥管２６内の濃縮汚泥量を減らすべく回転濃縮機１１へ原液を供給する原液供給ポンプ１に指令を与えて回転数を減少させる。一方、液位Ｌ１が基準液位Ｌ０より低い場合には、濃縮汚泥管２６内の濃縮汚泥量を増やすべく回転濃縮機１１へ原液を供給する原液供給ポンプ１に指令を与えて回転数を増加させる。
【００３１】
一旦、回転濃縮機１１へ原液を供給する原液供給ポンプ１の回転数を変更させると、一定時間経過後に再度液位Ｌ１を計測し、液位Ｌ１が基準液位Ｌ０内に復帰するまで上記動作を繰り返す。
【００３２】
基準液位Ｌ０は、ある程度の幅を持たせて設定することができ、液位Ｌ１がその設定幅内にある時は、現状を維持した状態で通常運転を継続する。
回転濃縮機１１へ原液を供給する原液供給ポンプ１の回転数は、液位Ｌ１が基準液位Ｌ０内に復帰するまで段階的に増減させる。回転数の変更幅は予め設定しておく。回転数の上限、下限を設定し、上限あるいは下限に達すると警報を発するか、あるいは運転を自動停止して調査ができるようにしてもよい。
【実施例】
【００３３】
図６はこの実施の形態に係る回転濃縮機とスクリュープレスの運転制御方法のフローチャートである。
Ａ．初期設定
濃縮汚泥をスクリュープレス３１に圧入する際の基準圧力Ｐ０を設定する。本実施例では最大基準圧力Ｐ０ｍａｘと最小基準圧力Ｐ０ｍｉｎの間を基準圧力Ｐ０としている。
原液供給ポンプ１の基準回転数Ｎ１、最大回転数Ｎ１ｍａｘ、最小回転数Ｎ１ｍｉｎを設定し、段階的に増減させる回転数ｎ１を設定する。
濃縮汚泥供給ポンプ２７の基準回転数Ｎ０２、最大回転数Ｎ２ｍａｘ、最小回転数Ｎ２ｍｉｎを設定し、段階的に増減させる回転数ｎ２を設定する。本実施例では最大基準回転数Ｎ０２ｍａｘと最小基準回転数Ｎ０２ｍｉｎの間を基準回転数Ｎ０２としている。
回転濃縮機１１のスクリュー軸１４の基準回転数Ｎ３、最大回転数Ｎ３ｍａｘ、最小回転数Ｎ３ｍｉｎを設定し、段階的に増減させる回転数ｎ３を設定する。
スクリュープレス３１のスクリュー軸３４の基準回転数Ｎ４、最大回転数Ｎ４ｍａｘ、最小回転数Ｎ４ｍｉｎを設定し、段階的に増減させる回転数ｎ４を設定する。
高分子供給ポンプ４の基準回転数Ｎ５、最大回転数Ｎ５ｍａｘ、最小回転数Ｎ５ｍｉｎを設定し、段階的に増減させる回転数ｎ５を設定する。
濃縮汚泥を濃縮汚泥管２６に貯留する際の基準液位Ｌ０を設定する。本実施例では最大基準液位Ｌ０ｍａｘと最小基準液位Ｌ０ｍｉｎの間を基準液位Ｌ０としている。
【００３４】
Ｂ．運転開始
上記基準回転数及び定格回転数で各機器を運転する。尚、高分子供給ポンプ４は原液供給ポンプ１の回転数に従って比例制御で運転する。また、回転濃縮機１１の外筒スクリーン１２を駆動させる外筒駆動機２３は、スクリュー軸１４を駆動させるスクリュー駆動機２４の回転数に従って比例制御で差速回転する。
【００３５】
Ｃ．圧入圧力比較
濃縮汚泥をスクリュープレス３１に圧入する際の圧入圧力Ｐ１を測定し、基準圧力Ｐ０と比較する。
圧入圧力Ｐ１が基準圧力Ｐ０内にある場合は、各機器の運転を現状の状態で継続する。
圧入圧力Ｐ１が基準圧力Ｐ０より小さい（Ｐ１＜Ｐ０ｍｉｎ）場合は、フローチャートのＤへ移行して濃縮汚泥供給ポンプ２７の回転数を段階的に増加させる制御を行う。
圧入圧力Ｐ１が基準圧力Ｐ０より大きい（Ｐ０ｍａｘ＜Ｐ１）場合は、フローチャートのＧへ移行して濃縮汚泥供給ポンプ２７の回転数を段階的に減少させる制御を行う。
【００３６】
Ｄ．濃縮汚泥供給ポンプ回転数増
上記フローチャートＣにおいて、圧入圧力Ｐ１が基準圧力Ｐ０より小さい（Ｐ１＜Ｐ０ｍｉｎ）場合は、濃縮汚泥供給ポンプ２７の回転数を予め設定した回転数だけ増加させる（Ｎ２＋ｎ２）制御を行う。
【００３７】
Ｅ．濃縮機のスクリュー軸回転数増
上記フローチャートＤにおいて、濃縮汚泥供給ポンプ２７の回転数を増加した後、回転濃縮機１１のスクリュー軸１４の回転数を予め設定した回転数だけ増加させる（Ｎ３＋ｎ３）制御を行う。
【００３８】
Ｆ．高分子供給ポンプ回転数減
上記フローチャートＥにおいて、回転濃縮機１１のスクリュー軸１４の回転数を増加した後、高分子供給ポンプ４の回転数を予め設定した回転数だけ減少させる（Ｎ５−ｎ５）制御を行う。
【００３９】
Ｇ．濃縮汚泥供給ポンプ回転数減
上記フローチャートＣにおいて、圧入圧力Ｐ１が基準圧力Ｐ０より大きい（Ｐ０ｍａｘ＜Ｐ１）場合は、濃縮汚泥供給ポンプ２７の回転数を予め設定した回転数だけ減少させる（Ｎ２−ｎ２）制御を行う。
【００４０】
Ｈ．濃縮機のスクリュー軸回転数減
上記フローチャートＧにおいて、濃縮汚泥供給ポンプ２７の回転数を減少した後、回転濃縮機１１のスクリュー軸１４の回転数を予め設定した回転数だけ減少させる（Ｎ３−ｎ３）制御を行う。
【００４１】
Ｉ．高分子供給ポンプ回転数増
上記フローチャートＨにおいて、回転濃縮機１１のスクリュー軸１４の回転数を減少した後、高分子供給ポンプ４の回転数を予め設定した回転数だけ増加させる（Ｎ５＋ｎ５）制御を行う。
【００４２】
Ｊ．濃縮汚泥供給ポンプ回転数比較
濃縮汚泥供給ポンプ２７の回転数Ｎ２を測定し、基準回転数Ｎ０２と比較する。
回転数Ｎ２が基準回転数Ｎ０２内にある場合は、フローチャートＣに戻って、圧入圧力Ｐ１を測定し、基準圧力Ｐ０と比較する。
回転数Ｎ２が基準回転数Ｎ０２より大きい（Ｎ０２ｍａｘ＜Ｎ２）場合は、フローチャートのＫへ移行してスクリュープレス３１のスクリュー軸３４の回転数を段階的に減少させる制御を行う。
回転数Ｎ２が基準回転数Ｎ０２より小さい（Ｎ２＜Ｎ０２ｍｉｎ）場合は、フローチャートのＬへ移行してスクリュープレス３１のスクリュー軸３４の回転数を段階的に増加させる制御を行う。
【００４３】
Ｋ．脱水機のスクリュー軸回転数減
上記フローチャートＪにおいて、濃縮汚泥供給ポンプ２７の回転数Ｎ２が基準回転数Ｎ０２より大きい（Ｎ０２ｍａｘ＜Ｎ２）場合は、スクリュープレス３１のスクリュー軸３４の回転数を予め設定した回転数だけ減少させる（Ｎ４−ｎ４）制御を行う。
【００４４】
Ｌ．脱水機のスクリュー軸回転数増
上記フローチャートＪにおいて、濃縮汚泥供給ポンプ２７の回転数Ｎ２が基準回転数Ｎ０２より小さい（Ｎ２＜Ｎ０２ｍｉｎ）場合は、スクリュープレス３１のスクリュー軸３４の回転数を予め設定した回転数だけ増加させる（Ｎ４＋ｎ４）制御を行う。
【００４５】
一定時間経過後に再度圧入圧力Ｐ１を計測し、圧入圧力Ｐ１が基準圧力Ｐ０内に復帰するまで上記動作を繰り返す。濃縮汚泥供給ポンプ２７の回転数が最大回転数Ｎ２ｍａｘ、あるいは最小回転数Ｎ２ｍｉｎ、また、回転濃縮機１１のスクリュー軸１４の回転数が最大回転数Ｎ３ｍａｘ、あるいは最小回転数Ｎ３ｍｉｎ、また、高分子供給ポンプ４の回転数が最大回転数Ｎ５ｍａｘ、あるいは最小回転数Ｎ５ｍｉｎ、また、スクリュープレス３１のスクリュー軸３４の回転数が最大回転数Ｎ４ｍａｘ、あるいは最小回転数Ｎ４ｍｉｎに達しても圧入圧力Ｐ１が基準圧力Ｐ０内に復帰しない場合は、警報を発するか、あるいは運転を自動停止する。
【００４６】
Ｍ．液位比較
濃縮汚泥を濃縮汚泥管２６に貯留する際の液位Ｌ１を測定し、基準液位Ｌ０と比較する。
液位Ｌ１が基準液位Ｌ０内にある場合は、各機器の運転を現状の状態で継続する。
液位Ｌ１が基準液位Ｌ０より小さい（Ｌ１＜Ｌ０ｍｉｎ）場合は、フローチャートのＮへ移行して原液供給ポンプ１の回転数を段階的に増加させる制御を行う。
液位Ｌ１が基準液位Ｌ０より大きい（Ｌ０ｍａｘ＜Ｌ１）場合は、フローチャートのＯへ移行して原液供給ポンプ１の回転数を段階的に減少させる制御を行う。
【００４７】
Ｎ．原液供給ポンプ回転数増
上記フローチャートＭにおいて、液位Ｌ１が基準液位Ｌ０より小さい（Ｌ１＜Ｌ０ｍｉｎ）場合は、原液供給ポンプ１の回転数を予め設定した回転数だけ増加させる（Ｎ１＋ｎ１）制御を行う。
【００４８】
Ｏ．原液供給ポンプ回転数減
上記フローチャートＭにおいて、液位Ｌ１が基準液位Ｌ０より大きい（Ｌ０ｍａｘ＜Ｌ１）場合は、原液供給ポンプ１の回転数を予め設定した回転数だけ減少させる（Ｎ１−ｎ１）制御を行う。
【００４９】
一定時間経過後に再度液位Ｌ１を計測し、液位Ｌ１が基準液位Ｌ０内に復帰するまで上記動作を繰り返す。原液供給ポンプ１の回転数が最大回転数Ｎ１ｍａｘまたは最小回転数Ｎ１ｍｉｎに達しても液位Ｌ１が基準液位Ｌ０内に復帰しない場合は、警報を発するか、あるいは運転を自動停止する。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
濃縮機として回転濃縮機はベルト型濃縮機や多重円板型濃縮機等の従来の濃縮機と比較して、サイズが小さくコンパクトであり、電動機容量も小さく省電力である。また、回転濃縮機はスクリュー軸の回転数制御による濃縮濃度の調整が容易である。
脱水機としてスクリュープレス式脱水機はベルト型脱水機や遠心脱水機等の従来の連続式脱水機と比較して、サイズが小さくコンパクトであり、電動機容量も小さく省電力である。また、スクリュープレスは圧入圧力一定制御による安定運転が容易である。
この回転濃縮機とスクリュープレスとを組み合わせることで、濃縮から脱水までの制御を一括して行うことができ、省スペース、省エネルギーで産業に寄与することができるものである。
【符号の説明】
【００５１】
１    原液供給ポンプ
４    高分子供給ポンプ
１０  濃縮機
１１  回転濃縮機
１４  スクリュー軸
２６  濃縮汚泥管
２７  濃縮汚泥供給ポンプ
３０  脱水機
３１  スクリュープレス
３４  スクリュー軸
【図１】
0005041299.tif 000002
【図２】
0005041299.tif 000003
【図３】
0005041299.tif 000004
【図４】
0005041299.tif 000005
【図５】
0005041299.tif 000006
【図６】
0005041299.tif 000007