図面 (/)

技術 スクリュープレス式汚泥脱水装置およびその運転制御方法

出願人 オルガノ株式会社株式会社マリン
発明者 山根昭博立松文之
出願日 2012年11月30日 (8年5ヶ月経過) 出願番号 2012-262987
公開日 2014年6月12日 (6年11ヶ月経過) 公開番号 2014-108373
状態 特許登録済
技術分野 特殊プレス 汚泥処理 濾過体静止型の加圧または吸引濾過機
主要キーワード 直円筒形状 最大許容負荷 延長操作 各駆動要素 テーパーコーン 圧力受 最大許容電流値 負荷判別
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2014年6月12日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (5)

課題

性状の異なる各種の汚泥を一台の装置で運転を停めることなく、各々の汚泥性状に合わせて、可能な限り低い含水率脱水ケーキに処理する。

解決手段

本発明のスクリュープレス汚泥脱水装置運転制御方法では、スクリュープレス脱水機の入口に一定の圧入圧力で汚泥を供給し、この供給された汚泥を既定回転数スクリューシャフト6で該出口へ送るとともに、該スクリューシャフトを回転させるための負荷モータ10の電流値)を監視する。この状態で該出口を閉じたときに、該負荷が上昇して規定値に達したら、該出口を開いて該脱水ケーキを排出する。一方、該出口を閉じたときに該負荷が実質的に変化していない場合には、該出口を閉じている時間を延長することを既定の回数繰り返し、これにより該負荷が上昇しないならば該出口を開いて該脱水ケーキを排出する。

概要

背景

下水処理浄水処理工場排水処理などにおいて発生する汚泥焼却廃棄または二次利用するために、汚泥の脱水処理が一般に行われている。また、脱水された汚泥(以下、ケーキと呼ぶ。)は焼却処分、あるいは産業廃棄物として運搬されるため、出来る限り低い含水率の汚泥に脱水処理することが望まれる。その脱水処理に際し、スクリュープレス脱水機を使用する例が知られている。

スクリュープレス脱水機は、特許文献1,2,3等に示されているように、前後方向に長く直円筒形状パンチングプレートでなる筒体を備え、その筒体の前部に汚泥の供給口を、後部にケーキの排出口を、さらに内部には、該前部から後部にかけて次第に大径とした軸の外周に螺旋状のスクリュー羽根を備えてなるスクリューシャフトを設け、さらに、該排出口を開閉可能なスクレーパを設けて構成されている。

この脱水機の供給口から筒体内部へ、凝集剤により調質された汚泥を供給すると、スクリューシャフトの回転により汚泥が筒体後部へと送られ、その過程で汚泥はスクリューシャフト外周と筒体内周との間隙圧搾されていく。これにより、汚泥内の水分がパンチングプレートの孔から筒体外へ排出されつつ、排出口から脱水ケーキが押し出される。

この種のスクリュープレス脱水機で汚泥の脱水処理をするにあたって、汚泥処理量とともに、凝集剤の注入率、脱水ケーキの含水率が主要管理項目となるが、ケーキ含水率は、汚泥の性状の変動や、凝集剤による汚泥の調質により大きく影響を受ける。

このため、脱水ケーキにおける含水率を制御するために、スクレーパによって排出口の開閉を制御したり、スクリューシャフトの回転数を調整したりしている。

特許文献3ではケーキ含水率一定制御装置が開示されている。具体的には、スクリュープレス脱水機のケーキ排出部で脱水ケーキの含水率を測定し、この測定された含水率が予め設定した基準含水率の範囲から外れた場合、スクリューシャフトの回転数あるいは凝集剤の注入量を増減することで脱水ケーキの含水率を基準含水率の範囲に収まるように制御する装置が提案されている。

概要

性状の異なる各種の汚泥を一台の装置で運転を停めることなく、各々の汚泥性状に合わせて、可能な限り低い含水率の脱水ケーキに処理する。本発明のスクリュープレス汚泥脱水装置運転制御方法では、スクリュープレス脱水機の入口に一定の圧入圧力で汚泥を供給し、この供給された汚泥を既定回転数のスクリューシャフト6で該出口へ送るとともに、該スクリューシャフトを回転させるための負荷モータ10の電流値)を監視する。この状態で該出口を閉じたときに、該負荷が上昇して規定値に達したら、該出口を開いて該脱水ケーキを排出する。一方、該出口を閉じたときに該負荷が実質的に変化していない場合には、該出口を閉じている時間を延長することを既定の回数繰り返し、これにより該負荷が上昇しないならば該出口を開いて該脱水ケーキを排出する。

目的

本発明は、上記のような従来技術の課題に鑑み、性状の異なる各種の汚泥を一台の装置で運転を停めることなく、各々の汚泥性状に合わせて、可能な限り低い含水率の脱水ケーキに処理することを目的とする

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

この技術が所属する分野

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

汚泥スクリュープレス脱水機の入口に一定の圧入圧力で供給し、該スクリュープレス脱水機内のスクリューシャフトを回転させるとともに該スクリュープレス脱水機の出口開閉することで圧搾されてなる脱水ケーキを該出口から排出するスクリュープレス汚泥脱水装置運転制御方法において、前記入口に一定の圧入圧力で供給された前記汚泥を既定回転数の前記スクリューシャフトで前記出口へ送るとともに、該スクリューシャフトを回転させるための負荷監視し、この状態で前記出口を閉じたときに、前記負荷が上昇して規定値に達したら、前記出口を開いて前記脱水ケーキを排出し、一方、前記出口を閉じたときに前記負荷が実質的に変化していない場合には、該出口を閉じている時間を延長することを既定の回数繰り返し、これにより前記負荷が上昇しないならば前記出口を開いて前記脱水ケーキを排出することを特徴とするスクリュープレス式汚泥脱水装置の運転制御方法。

請求項2

汚泥をスクリュープレス脱水機の入口に一定の圧入圧力で供給し、該スクリュープレス脱水機内のスクリューシャフトを回転させるとともに該スクリュープレス脱水機の出口を開閉することで圧搾されてなる脱水ケーキを該出口から排出するスクリュープレス式汚泥脱水装置の運転制御方法において、該スクリュープレス脱水機の出口を開閉するスクレーパと、該スクリューシャフトを既定回転数で回転させるモータと、該スクリューシャフトの回転の為に該モータに与えるモータ電流値を該スクリューシャフトの負荷として受信する負荷受信部と、を用意する段階と、前記入口に一定の圧入圧力で供給された前記汚泥を前記出口へ送っているときの前記モータ電流値を前記負荷受信部から得て高ロード運転か低ロード運転かを判別する段階と、前記負荷受信部から得たモータ電流値が前記高ロード運転と判断される規定電流範囲にある場合、前記スクレーパで前記出口を所定時間閉じ、これにより、該モータ電流値が上昇し、該高ロード運転の規定電流範囲の上限に達したら、前記脱水ケーキの含水率低下の限界点と判断して、前記出口を開くように前記スクレーパを作動する第1の処理を行う段階と、前記負荷受信部から得たモータ電流値が前記低ロード運転と判断される規定電流範囲にある場合、前記スクレーパで前記出口を所定時間閉じ、これにより、該モータ電流値が上昇し、該低ロード運転の規定電流範囲の上限および前記高ロード運転の規定電流範囲の下限を超えたら、前記高ロード運転に切り替える第2の処理を行う段階と、前記負荷受信部から得たモータ電流値が前記高ロード運転と判断される規定電流範囲にあっても、前記低ロード運転と判断される規定電流範囲にあっても、前記スクレーパで前記出口を所定時間閉じた状態で該モータ電流値が実質的に上昇していないと判断した場合には、該スクレーパの閉時間を既定時間延長することを既定の回数繰り返し、これにより、該モータ電流値が上昇しないときは前記脱水ケーキの含水率低下が限界点に達していると判断して、前記出口を開くように前記スクレーパを作動するが、該モータ電流値が再び上昇すれば前記第1又は第2の処理に移行する段階と、を有することを特徴とするスクリュープレス式汚泥脱水装置の運転制御方法。

請求項3

前記高ロード運転の規定電流範囲の上限は、前記汚泥脱水装置で想定される最も脱水性の良い汚泥を脱水処理して含水率低下の限界点に達するときのモータ電流値であ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式汚泥脱水装置の運転制御方法。

請求項4

汚泥をスクリュープレス脱水機の入口に一定の圧入圧力で供給し、該スクリュープレス脱水機内のスクリューシャフトを回転させるとともに該スクリュープレス脱水機の出口を開閉することで圧搾されてなる脱水ケーキを該出口から排出するスクリュープレス式汚泥脱水装置において、該スクリュープレス脱水機の出口を開閉するスクレーパと、該スクリューシャフトを既定回転数で回転させるモータと、該スクリューシャフトの回転の為に該モータに与えるモータ電流値を該スクリューシャフトの負荷として受信する負荷受信部と、前記入口に一定の圧入圧力で供給された前記汚泥を前記出口へ送っているときの前記モータ電流値を前記負荷受信部から得て高ロード運転か低ロード運転かを判別する負荷判別部と、を備えており、前記負荷判別部は、前記負荷受信部から得たモータ電流値が前記高ロード運転と判断される規定電流範囲にある場合、前記スクレーパで前記出口を所定時間閉じ、これにより、該モータ電流値が上昇し、該高ロード運転の規定電流範囲の上限に達したら、前記脱水ケーキの含水率低下の限界点と判断して、前記出口を開くように前記スクレーパを作動する第1の処理を行い、前記負荷受信部から得たモータ電流値が前記低ロード運転と判断される規定電流範囲にある場合、前記スクレーパで前記出口を所定時間閉じ、これにより、該モータ電流値が上昇し、該低ロード運転の規定電流範囲の上限および前記高ロード運転の規定電流範囲の下限を超えたら、前記高ロード運転に切り替える第2の処理を行い、前記負荷受信部から得たモータ電流値が前記高ロード運転と判断される規定電流範囲にあっても、前記低ロード運転と判断される規定電流範囲にあっても、前記スクレーパで前記出口を所定時間閉じた状態で該モータ電流値が実質的に上昇していないと判断した場合には、該スクレーパの閉時間を既定時間延長することを既定の回数繰り返し、これにより、該モータ電流値が上昇しないときは前記脱水ケーキの含水率低下が限界点に達していると判断して、前記出口を開くように前記スクレーパを作動するが、該モータ電流値が再び上昇すれば前記第1又は第2の処理に移行することを特徴とするスクリュープレス式汚泥脱水装置。

請求項5

前記高ロード運転の規定電流範囲の上限は、前記汚泥脱水装置で想定される最も脱水性の良い汚泥を脱水処理して含水率低下の限界点に達するときのモータ電流値であることを特徴とする請求項4に記載のスクリュープレス式汚泥脱水装置。

技術分野

0001

本発明は、スクリュープレス汚泥脱水装置およびその運転制御方法に関し、特に、有機質無機質などといった性状汚泥をスクリュープレスでの圧搾により脱水するスクリュープレス式汚泥脱水装置およびその運転制御方法に関する。

背景技術

0002

下水処理浄水処理工場排水処理などにおいて発生する汚泥を焼却廃棄または二次利用するために、汚泥の脱水処理が一般に行われている。また、脱水された汚泥(以下、ケーキと呼ぶ。)は焼却処分、あるいは産業廃棄物として運搬されるため、出来る限り低い含水率の汚泥に脱水処理することが望まれる。その脱水処理に際し、スクリュープレス脱水機を使用する例が知られている。

0003

スクリュープレス脱水機は、特許文献1,2,3等に示されているように、前後方向に長く直円筒形状パンチングプレートでなる筒体を備え、その筒体の前部に汚泥の供給口を、後部にケーキの排出口を、さらに内部には、該前部から後部にかけて次第に大径とした軸の外周に螺旋状のスクリュー羽根を備えてなるスクリューシャフトを設け、さらに、該排出口を開閉可能なスクレーパを設けて構成されている。

0004

この脱水機の供給口から筒体内部へ、凝集剤により調質された汚泥を供給すると、スクリューシャフトの回転により汚泥が筒体後部へと送られ、その過程で汚泥はスクリューシャフト外周と筒体内周との間隙で圧搾されていく。これにより、汚泥内の水分がパンチングプレートの孔から筒体外へ排出されつつ、排出口から脱水ケーキが押し出される。

0005

この種のスクリュープレス脱水機で汚泥の脱水処理をするにあたって、汚泥処理量とともに、凝集剤の注入率、脱水ケーキの含水率が主要管理項目となるが、ケーキ含水率は、汚泥の性状の変動や、凝集剤による汚泥の調質により大きく影響を受ける。

0006

このため、脱水ケーキにおける含水率を制御するために、スクレーパによって排出口の開閉を制御したり、スクリューシャフトの回転数を調整したりしている。

0007

特許文献3ではケーキ含水率一定制御装置が開示されている。具体的には、スクリュープレス脱水機のケーキ排出部で脱水ケーキの含水率を測定し、この測定された含水率が予め設定した基準含水率の範囲から外れた場合、スクリューシャフトの回転数あるいは凝集剤の注入量を増減することで脱水ケーキの含水率を基準含水率の範囲に収まるように制御する装置が提案されている。

先行技術

0008

特公平6−30836号公報
特開2000−176499号公報
特開2008−221060号公報

発明が解決しようとする課題

0009

脱水処理される汚泥は、下水汚泥製紙スラッジ活性汚泥などのように有機物比率(80%以上)が比較的高い汚泥(以下、有機性汚泥と呼ぶ)と、建設汚泥浄水場沈殿汚泥砕石スラッジ研磨汚泥などのように有機物の比率(60%以下)が比較的低い汚泥(以下、無機性汚泥と呼ぶ)とに分かれる。また、汚泥の性状(特に、固形物中の有機物含有率:VSS/SS)により、含水率を低下させられる限界点は異なる。一般に有機性汚泥は無機性汚泥に比べて難脱水性である(脱水しにくい)ことが知られている。スクリュープレス脱水機での脱水処理において、有機性汚泥の場合はスクリュープレスの圧搾によって脱水ケーキの体積が減少するが、含水率低下の限界点に達してもケーキ自体は流動性が保たれている。一方、無機性汚泥の場合はスクリュープレスの圧搾によって脱水ケーキの体積が減少し、含水率低下の限界点に達すると、脱水ケーキは完全に非圧縮性となり、ケーキの流動性は無くなる。つまり、含水率低下の限界点は有機性汚泥の方が無機性汚泥よりも非常に高い。

0010

しかしながら、特許文献3に記載されるように脱水ケーキ排出部での含水率を測定し、その値が基準含水率の範囲に収まるようにする方法は、汚泥を一定の含水率のケーキに処理することを目指している。

0011

このため、特許文献3に記載された方法では、性状の異なる複数種の汚泥が不規則にスクリュープレス脱水機に供給されたとき、機内に順次供給される各々の性状の汚泥を、その性状に合わせて、可能な限り低い含水率のケーキに処理することができない。言い換えれば、いかなる性状の汚泥も一定の含水率のケーキに処理されてしまう。

0012

例えば、特許文献3に記載の装置で有機性汚泥を基準含水率のケーキに処理し、それに続いて、無機性汚泥を装置内に供給すると、無機性汚泥の場合はケーキ含水率をもっと低下させられるのに上記基準含水率の範囲に調整されるだけである。その無機性汚泥をその性状に合わせて最低限の含水率のケーキに処理するには、運転を停めて基準含水率を再設定するための作業が生じる。一台の脱水機で有機性汚泥と無機性汚泥それぞれの含水率を自動的に限界まで下げられない。

0013

また、次のような他の課題もある。

0014

従来のスクリュープレス脱水機は、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、早期にパンチングプレート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パンチングプレートの孔から排出され、ろ液が懸濁する恐れがある。そこで、安全運転のために脱水機への原汚泥圧入圧力を一定にする必要があり、従来のスクリュープレス脱水機では、給泥ポンプを制御して、脱水機に供給される原汚泥の供給流量を一定にすることが行われている。

0015

しかし、原汚泥の濃度やろ過性の変動が生じると、固形物の処理量が変動する。例えば、高濃度の汚泥ほど処理量は多くなり、低濃度になるに従い処理量は少なくなる。このように汚泥供給流量の一定制御では汚泥濃度に応じて固形物処理量が変動するため、原汚泥の圧入圧力を一定に制御できない。

0016

本発明は、上記のような従来技術の課題に鑑み、性状の異なる各種の汚泥を一台の装置で運転を停めることなく、各々の汚泥性状に合わせて、可能な限り低い含水率の脱水ケーキに処理することを目的とする。

課題を解決するための手段

0017

本発明の第1の態様は、汚泥をスクリュープレス脱水機の入口に一定の圧入圧力で供給し、該スクリュープレス脱水機内のスクリューシャフトを回転させるとともに該スクリュープレス脱水機の出口を開閉することで圧搾されてなる脱水ケーキを該出口から排出するスクリュープレス式汚泥脱水装置の運転制御方法に係るものである。

0018

この方法では、該脱水機の入口に一定の圧入圧力で供給された汚泥を既定回転数のスクリューシャフトで該脱水機の出口へ送るとともに、該スクリューシャフトを回転させるための負荷監視する。この状態で該脱水機の出口を閉じたときに、該負荷が上昇して規定値に達したら、該出口を開いて脱水ケーキを排出する。一方、該出口を閉じたときに該負荷が実質的に変化していない場合には、該出口を閉じている時間を延長することを既定の回数繰り返し、これにより該負荷が上昇しないならば該出口を開いて脱水ケーキを排出する。

0019

さらに、第2の態様は、上記スクリュープレス式汚泥脱水装置の運転制御方法であって、以下の段階a〜eを有することを特徴とする。

0020

a)スクリュープレス脱水機の出口を開閉するスクレーパと、該スクリューシャフトを回転させるモータと、該スクリューシャフトの回転の為に該モータに与えるモータ電流値を該スクリューシャフトの負荷として受信する負荷受信部と、を用意する段階。

0021

b)該脱水機の入口に一定の圧入圧力で供給された汚泥を該脱水機の出口へ送っているときのモータ電流値を負荷受信部から得て高ロード運転か低ロード運転かを判別する段階。

0022

c)負荷受信部から得たモータ電流値が高ロード運転と判断される規定電流範囲にある場合、スクレーパで前記出口を所定時間閉じ、これにより、該モータ電流値が上昇し、該高ロード運転の規定電流範囲の上限に達したら、脱水ケーキの含水率低下の限界点と判断して、該脱水機の出口を開くようにスクレーパを作動する第1の処理を行う段階。

0023

d)負荷受信部から得たモータ電流値が低ロード運転と判断される規定電流範囲にある場合、スクレーパで該脱水機の出口を所定時間閉じ、これにより、該モータ電流値が上昇し、該低ロード運転の規定電流範囲の上限および該高ロード運転の規定電流範囲の下限を超えたら、高ロード運転に切り替える第2の処理を行う段階。

0024

e)負荷受信部から得たモータ電流値が高ロード運転と判断される規定電流範囲にあっても、低ロード運転と判断される規定電流範囲にあっても、スクレーパで該脱水機の出口を所定時間閉じた状態で該モータ電流値が実質的に上昇していないと判断した場合には、該スクレーパの閉時間を既定時間延長することを既定の回数繰り返し、これにより、該モータ電流値が上昇しないときは脱水ケーキの含水率低下が限界点に達していると判断して、該脱水機の出口を開くようにスクレーパを作動するが、該モータ電流値が再び上昇すれば第1又は第2の処理に移行する段階。

0025

また、第3の態様は、上記スクリュープレス式汚泥脱水装置において、該脱水機の出口を開閉するスクレーパと、該スクリューシャフトを回転させるモータと、該スクリューシャフトの回転の為に該モータに与えるモータ電流値を該スクリューシャフトの負荷として受信する負荷受信部と、該脱水機の入口に一定の圧入圧力で供給された汚泥を該脱水機の出口へ送っているときのモータ電流値を負荷受信部から得て高ロード運転か低ロード運転かを判別する負荷判別部と、を備えている。

0026

そして、負荷判別部は、負荷受信部から得たモータ電流値が高ロード運転と判断される規定電流範囲にある場合、スクレーパで脱水機の出口を所定時間閉じ、これにより、該モータ電流値が上昇し、該高ロード運転の規定電流範囲の上限に達したら、脱水ケーキの含水率低下の限界点と判断して、脱水機の出口を開くようにスクレーパを作動する第1の処理を行う。

0027

負荷判別部はまた、負荷受信部から得たモータ電流値が低ロード運転と判断される規定電流範囲にある場合、スクレーパで脱水機の出口を所定時間閉じ、これにより、該モータ電流値が上昇し、該低ロード運転の規定電流範囲の上限および該高ロード運転の規定電流範囲の下限を超えたら、高ロード運転に切り替える第2の処理を行う。

0028

負荷判別部はまた、負荷受信部から得たモータ電流値が高ロード運転と判断される規定電流範囲にあっても、低ロード運転と判断される規定電流範囲にあっても、スクレーパで脱水機の出口を所定時間閉じた状態で該モータ電流値が実質的に上昇していないと判断した場合には、該スクレーパの閉時間を既定時間延長することを既定の回数繰り返し、これにより、該モータ電流値が上昇しないときは脱水ケーキの含水率低下が限界点に達していると判断して、脱水機の出口を開くようにスクレーパを作動するが、該モータ電流値が再び上昇すれば第1又は第2の処理に移行する。

0029

なお、上記第2および第3の態様において、高ロード運転の規定電流範囲の上限は、前記汚泥脱水装置で想定される最も脱水性の良い汚泥を脱水処理して含水率低下の限界点に達するときのモータ電流値であることが好ましい。

発明の効果

0030

本発明によれば、有機性汚泥や無機性汚泥のような性状の異なる汚泥を、一台の機械で運転を停めることなく、各々の汚泥性状に合わせて、可能な限り低い含水率の脱水ケーキにすることができる。

図面の簡単な説明

0031

本発明の一実施形態による汚泥脱水装置のスクリュープレス脱水機を一部切り欠いて示した側面図。
図1のスクリュープレス脱水機とこれに関連する付帯設備とを制御する制御ブロック図。
図1のスクリュープレス脱水機の入口側の操作(圧入圧力一定制御)の一例を示すグラフ
図1のスクリュープレス脱水機の出口側の操作(ケーキ含水率制御)の一例を示すグラフ。

実施例

0032

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

0033

図1は本発明の一実施形態による汚泥脱水装置のスクリュープレス脱水機を一部切り欠いて示した側面図であり、図2図1のスクリュープレス脱水機とこれに関連する付帯設備とを制御する制御ブロック図である。

0034

本実施形態の汚泥脱水装置に用いられるスクリュープレス脱水機は、図1に示されているように、前後方向に長い円筒形状のパンチングプレートでなる筒体1を備える。図1の右側にある筒体1の前部1aは壁で塞がれ、その壁に汚泥の供給口(入口)が形成されている。該供給口には、汚泥を筒体1内へ圧入する圧入用配管2が接続されている。圧入用配管2は、図2に示される凝集混和槽3の出口と接続され、凝集混和槽3の入口側には汚泥貯槽4と複数の凝集剤槽5A,5B,5Cが接続されている。

0035

パンチングプレートでなる筒体1内にはスクリューシャフト6が内蔵されている。スクリューシャフト6は、筒体1の前部から後部にかけて次第に大径とした軸の外周に螺旋状のスクリュー羽根6aを備えてなる。筒体1の後部1bは脱水ケーキの排出口(出口)として開口しており、スクリューシャフト6の図1の左側端部は該ケーキ排出口を通って筒体1の外側に延びている。該左側端部にスプロケット7が設けられている。さらに、該ケーキ排出口を図1の左右方向に開閉するテーパーコーン状のスクレーパ8が設置されている。スクレーパ8は複動式油圧シリンダー9(図2参照)で開閉駆動される。また該ケーキ排出口を閉じている圧力は一定に制御される。

0036

スプロケット7にスクリュー駆動モータ10(図2参照)の駆動力チェーン又はベルト等を介して伝達され、スクリューシャフト6が回転する。この回転に伴い、筒体1内へ圧入された汚泥がスクリューシャフト6のスクリュー羽根6aにより、図1の左方向に圧送される。

0037

圧入直後の汚泥は、主にその自重で前記パンチングプレートの多数の孔を通して脱水が進行する。重力濾過で或る程度脱水された汚泥は、フロック同士の擦り合わせ効果により前記パンチングプレートの多数の孔を通して更に脱水される。次いで、脱水汚泥は、スクリュー羽根6aの押圧力とスクリューシャフト6の左端側のスクレーパ8との圧搾力により前記パンチングプレートの多数の孔を通して更に脱水され、脱水ケーキとなる。

0038

スクレーパ8は、油圧シリンダー9で前記ケーキ排出口を閉じる際に圧搾と共に脱水ケーキの切断を行う。スクレーパ8で切断された脱水ケーキは系外に排出される。また、前記パンチングプレートの孔を通して筒体1外へ出た濾液も系外に排出される(図2参照)。

0039

なお、スクリューシャフト6の軸部(中空軸)内にスチームを流す配管が施され、筒体1内の汚泥を加温できるようにされていることが望ましい。

0040

また、図2に示すように、汚泥貯槽4には脱水処理する汚泥が貯められている。汚泥貯槽4から凝集混和槽3へ汚泥を供給するラインには給泥ポンプ11が設けられている。さらに、各凝集剤槽5A,5B,5Cから凝集混和槽3へ凝集剤を供給するラインにも薬剤注入ポンプ12A,12B,12Cがそれぞれ設けられている。凝集混和槽3は、この槽内に供給された汚泥と凝集剤を撹拌して凝集フロックの生成を促進させる攪拌機を有する。この攪拌機の羽根を回転させる手段として駆動モータ13が使用されている。

0041

なお、本実施形態の凝集剤槽5Aは高分子凝集剤を収容し、凝集剤槽5Bは凝集剤槽5A内とは異なる高分子凝集剤を収容し、凝集剤槽5Cはポリ硫酸第二鉄などの無機系凝集剤を収容している。高分子凝集剤や無機系凝集剤については本出願人が出願し公開されている特開2000-176499号公報などに記載のものが知られている。

0042

(制御)
上述したような汚泥脱水装置はポンプやモータ等の各駆動要素を制御する制御盤14をさらに備える。制御盤14は、圧力受信部16、圧力判別部17、回転指示器18、負荷受信部19、負荷判別部20、回転指示器21、および、加熱ON/OFF指示部22を有する。

0043

圧入圧力一定制御
圧入用配管2には、凝集混和槽3から脱水機内に圧入供給される凝集フロックの圧入圧力を計測する圧力センサー15が配設されており、圧力センサー15は計測した圧力に対応する信号を圧力受信部16に送信する。圧力受信部16は受信した圧力値を圧力判別部17に送る。

0044

圧力判別部17は、既定の圧力範囲記憶保持でき、圧力受信部16からの圧力値を該規定の圧力範囲に照らして判別する。この判別結果に基づき、回転指示器18は、給泥ポンプ11、薬剤注入ポンプ12A,12B,12Cのそれぞれのモータ回転数(供給流量)、凝集混和槽3の攪拌機の駆動モータ13の回転数、ならびに、スクリューシャフト6を駆動するモータ10の回転数、を制御する。これらを制御するモータは特にインバータモータであることが望ましい。なお、回転指示器18からの指示により、加熱ON/OFF指示部22はスクリューシャフト6の軸部(中空軸)内にスチームを流し、筒体1内の汚泥を加温してもよい。

0045

この圧入圧力一定制御についてより詳しく説明すると、スクリューシャフト6が所定の回転数で運転されている前提で、圧力センサー15で測定された圧入圧力P1が規定の圧力範囲P0より大きい場合には、回転指示器18から給泥ポンプ11に指示を与えて給泥ポンプ11のモータ回転数(汚泥供給流量)を減少させることにより、圧入圧力P1が規定の圧力範囲P0に維持される。この場合、薬剤注入ポンプ12A,12B,12Cのモータ回転数(供給流量)を減らす、スクリューシャフト6の駆動モータ10の回転数を増やす、あるいは、凝集混和槽3の攪拌機の駆動モータ13の回転数を減らす、といった操作を追加してもよく、又は適宜組み合わせてもよい。

0046

一方、スクリューシャフト6が所定の回転数で運転されている前提で、圧力センサー15で測定された圧入圧力P1が規定の圧力範囲P0より小さい場合には、給泥ポンプ11のモータ回転数(汚泥供給流量)を増加させることにより、圧入圧力P1が規定の圧力範囲P0に維持される。この場合、薬剤注入ポンプ12A,12B,12Cのモータ回転数(供給流量)を増やす、スクリューシャフト6の駆動モータ10の回転数を減らす、あるいは、凝集混和槽3の攪拌機の駆動モータ13の回転数を増やす、といった操作を追加してもよく、又は適宜組み合わせてもよい。

0047

つまり、圧入圧力P1を上げるには、脱水処理させる固形物量を多くすればよいので、汚泥濃度を高くするための操作が設定される。一方、圧入圧力P1を下げるには、脱水処理させる固形物量を少なくすればよいので、汚泥濃度を低くするための操作が設定される。

0048

このような入口側の操作の一例を図3にグラフで示す。図中の折れ線Aは汚泥供給流量[m3/H]を、折れ線Bは脱水機回転数[Hz]を、折れ線Cは高分子凝集剤(ポリマー)の注入量[L/H]、折れ線Dはポリ硫酸第二鉄(ポリ鉄)の注入量[L/H]を表している。この図に示すように、グラフ横軸の汚泥濃度が高いほど(すなわち固形物処理量が多いほど)、汚泥供給流量や薬品供給量を段階的に規定量に減らすとともに脱水機回転数を段階的に規定回転数に増やすように操作される。その反対に汚泥濃度が低いほど(固形物処理量が少ないほど)、汚泥供給流量や薬品供給量を段階的に規定量に増やすとともに脱水機回転数を段階的に規定回転数に減らすように操作される。

0049

以上のような入口側の操作は脱水機の筒体1内へ汚泥を一定の汚泥濃度(すなわち固定物量)で送り込むことを意図している。このため、異なる性状および濃度の汚泥が脱水機に順次供給されても、脱水機の筒体1内への汚泥の圧入圧力を一定に制御することができる。また圧入圧力を一定に制御することは、異なる性状および濃度の汚泥が供給されても安定した運転を可能にする。

0050

ケーキ含水率制御
また、スクリューシャフト6の駆動モータ10は、モータ負荷に対応する信号(モータ電流値)を負荷受信部19に送信する。負荷受信部19は受信したモータ電流値を負荷判別部20に送る。

0051

負荷判別部20は、既定の電流範囲を記憶保持でき、負荷受信部19からのモータ電流値を該規定の電流範囲に照らして判別する。この判別結果に基づき、回転指示器21は、スクレーパ8を駆動する油圧シリンダー9の動作時間、ならびに、スクリューシャフト6を駆動するモータ10の回転数、を制御する。さらに回転指示器21は、薬剤注入ポンプ12A,12B,12Cのモータ回転数(供給流量)を制御して原汚泥に対する薬品添加率を調整したり、加熱ON/OFF指示部22を制御してスクリューシャフト6の軸部(中空軸)内に加熱用スチームを流したりしてもよい。

0052

より詳しく説明すると、スクレーパ8は油圧シリンダー9によって筒体1の後部のケーキ排出口を開閉し、ケーキ排出を阻害するように作用する。スクレーパ8でケーキ排出口を閉じた時(以下、「スクレーパ全閉」と称する)では、ケーキの排出をさせないことでケーキが高圧搾される。該ケーキ排出口を開けた時(以下、「スクレーパ全開」と称する)は、十分圧搾したケーキが排出される。

0053

スクリューシャフト6を一定回転数で回転させてケーキを送っているとき、スクレーパ全開の時間に対しスクレーパ全閉の時間の方が長くなればなるほどケーキ含水率は低下する。しかし、汚泥を機械的に脱水することで低下させられる含水率は汚泥の性状により異なっており、ケーキの含水率が含水率低下の限界点に達した場合は、いくら圧搾を行っても含水率は下がらない、もしくは、流動性が無くなってスクリューシャフト駆動部の過負荷になる。この時点より未だスクレーパ全閉を維持するのは無駄時間の発生、もしくは機械の故障原因となる。

0054

この事実を踏まえて、負荷判別器20は、ケーキの脱水状況をスクリューシャフト6の駆動モータ10の電流値により判断して、スクレーパ全開とスクレーパ全閉のそれぞれの設定時間を変更し、時にはスクリューシャフト6の駆動モータ10の回転数も変更するようにされている。

0055

このような出口側制御の一例を表したのが図4のグラフであるが、図中の曲線Eは含水率[%]を、折れ線Fは脱水機回転数(スクリューシャフト6の駆動モータ10の回転数)[Hz]を、折れ線G1は低ロード運転の汚泥圧搾率を、折れ線G2は高ロード運転の汚泥圧搾率を、折れ線Hは高分子凝集剤(ポリマー)の注入量[L/H]を、折れ線Iはポリ硫酸第二鉄(ポリ鉄)の注入量[L/H]を、折れ線Jはスチーム供給を表している。なお、このグラフの縦軸に記した汚泥圧搾率は、スクレーパ全閉時間に対するスクレーパ全開時間の比で表しており、縦軸の上側にいくほどスクレーパ全開時間が長く、下側にいくほどスクレーパ全閉時間が長いことを意図する。

0056

図4中の汚泥圧搾率を示した折れ線G1、G2から分かるように、脱水機駆動モータの負荷(すなわちスクリューシャフト6の駆動モータ10へ与える電流値)が相対的に低い範囲と高い範囲とに分けて脱水機出口の制御がされる。前者を低ロード運転と称し、後者を高ロード運転と称する。なお、前述した圧入圧力一定制御において、給泥ポンプの汚泥供給流量を最低に下げても脱水機入口の圧入圧力が一定にならないときは脱水機回転数を一段階上げているが(図3)、この運転も高ロード運転である。そして、この脱水機回転数よりも相対的に低い回転数の運転も低ロード運転である。(図3中の折れ線Bおよび図4中の折れ線Fを参照)
どちらの運転も、脱水機の駆動モータ10の電流値(負荷)が小さいほど、ケーキをもっと搾れると考えて、スクレーパ全閉の時間を段階的に延長するように操作される。

0057

前述した圧入圧力一定制御の下では、ある性状の汚泥を一定回転数のスクリューシャフト6により脱水機後部へ送っているとき、スクレーパ8での圧搾が行われていれば駆動モータ10の電流値(負荷)は上昇するが、汚泥が全く搾られない状態では駆動モータ10の電流値(負荷)は上昇しない。特に、有機性汚泥のように汚泥性状が難脱水性である場合は、圧搾により含水率低下の限界点を超えると、モータ電流値は上昇しない。しかし、無機性汚泥のように汚泥性状がより良好な脱水性のものである場合は、圧搾により含水率低下の限界点を超えるとモータ電流値は急上昇すると考えられる。

0058

そこで、負荷判別部20は、負荷受信部19からのモータ電流値を監視して、該モータ電流値が高ロード運転の規定電流範囲にある場合は、高ロード運転であると判断する。そして所定時間のスクレーパ全閉中に、該モータ電流値が該高ロード運転の規定電流範囲で上昇し、該高ロード運転の規定電流範囲の上限に達したら、ケーキ含水率低下の限界点に達したと考えて、スクレーパ8が開き、ケーキが排出される(第1の処理)。

0059

このため、想定される最も脱水性の良い汚泥を本装置で脱水処理して含水率低下の限界点に達するときのモータ電流値を予め取得して、このモータ電流値を上限とする該高ロード運転の規定電流範囲を決定している。さらに、高ロード運転の規定電流範囲の下限ならびに低ロード運転の規定電流範囲の上限と下限も、既知の性状(VSS/SS)の汚泥を本装置に使った実験により決定している。また、機械の安全性を考えて、該高ロード運転の規定電流範囲の上限は、駆動モータ10へ付与できる最大許容電流値(モータの最大許容負荷)より十分小さい値とする。したがって該モータ電流値が最大許容電流値に近づいた場合は、スクレーパ8を全開とする(OPEN工程)。それでも該モータ電流値が最大許容電流値を超えそう場合は、脱水機を緊急停止する。

0060

さらに負荷判別部20は、負荷受信部19からのモータ電流値が該高ロード運転の規定電流範囲よりも小さい場合は、有機性汚泥のように汚泥性状が難脱水性のものが送られていると判断し、低ロード運転に切り替える。その低ロード運転において、所定時間のスクレーパ全閉中に該モータ電流値が上昇し、該低ロード運転の規定電流範囲の上限および高ロード運転の規定電流範囲の下限を超えたら、無機性汚泥のように脱水性の良好な汚泥が送られてきたと判断し、高ロード運転に切り替える(第2の処理)。

0061

一方、高ロード運転においても低ロード運転においても、負荷判別部20は、負荷受信部19からのモータ電流値が上昇していない、もしくは殆ど変化していないと判断したら、汚泥の圧搾が行われていないと考えて、その判断時からスクレーパ8に対してスクレーパ全閉の時間を延長する。これにより該モータ電流値が上昇すれば、圧搾が開始されたと考えて、上述した第1および第2の処理を再びすればよい。しかし、それでも該モータ電流値が上昇しなければ、スクレーパ全閉の時間をさらに延長する。このようなスクレーパ閉時間の延長操作を数回繰り返しても該モータ電流値が上昇しない場合、完全にケーキ含水率が限界点に達した(特に難脱水性の有機性汚泥においては可能な限り搾れた)と考えて、スクレーパ8が開き、ケーキが排出される。

0062

上記スクレーパ閉時間の段階的な延長操作は、異なるスクレーパ閉時間を設定した複数個タイマーを適宜組み合わせることで実現可能である。なお、上記スクレーパ閉時間の設定長さは低ロード運転よりも相対的に短くしている。これは、低ロード運転よりも高ロード運転の方が、モータ負荷の大きい(モータ電流値が上昇しやすい)制御であるからである。

0063

以上に説明した制御方法によれば、性状の異なる複数種の汚泥が不規則に一台のスクリュープレス脱水機に供給されたとき、機内に順次供給される各々の性状の汚泥を、その性状に合わせて、可能な限り低い含水率のケーキに処理することが出来る。また、スクリュープレス脱水機の運転動作は安定し、安全運転を保つことが出来る。

0064

なお、上述した実施形態におけるケーキ含水率の制御では、脱水機出口を閉じてスクリューシャフトを回転させているときにその回転駆動モータに与えるモータ電流値が上昇していれば、圧搾が行われており、該モータ電流値が殆ど変化してなければ、圧搾されていないと考えて、該モータ電流値を監視してケーキ排出口の開閉のタイミングおよび時間を制御した。しかし本発明では、スクリューシャフトを回転させているときの負荷の変動が分かればよいので、監視するのはモータ電流値に限定されない。

0065

1スクリュープレス脱水機の筒体
1a 筒体の前部
1b 筒体の後部
2圧入用配管
3凝集混和槽
4汚泥貯槽
5A,5B,5C凝集剤槽
6スクリューシャフト
6aスクリュー羽根
7スプロケット
8スクレーパ
9油圧シリンダー
10スクリュー駆動モータ
11 給泥ポンプ
12A,12B,12C薬剤注入ポンプ
13 駆動モータ
14汚泥脱水装置の制御盤
16圧力受信部
17 圧力判別部
18回転指示器
19負荷受信部
20負荷判別部
21 回転指示器
22 加熱ON/OFF指示部

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ