JP2005186148A

JP2005186148A - スクリュープレス処理方法及びその装置

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Publication number: JP2005186148A
Application number: JP2003433683A
Authority: JP
Inventors: Izumi Kuwabara; 泉桑原
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2003-12-26
Filing date: 2003-12-26
Publication date: 2005-07-14

Abstract

【課題】
スクリュープレスの処理量を増大させると共に原液供給系の制御を簡単にする。
【解決手段】
スクリュープレス１０と、該スクリュープレスに原液３８を供給する原液供給装置２０を具備し、該原液供給装置が原液を貯留する原液貯留器３０と該原液貯留器に原液を供給するポンプ２８とを具備し、前記原液貯留器が上方に延びる圧力付加筒３１を有し、前記原液の液位が前記圧力付加筒内に位置する様構成した。
【選択図】図１

Description

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。

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汚泥処理装置が知られている。

図３により、従来のスクリュープレス汚泥処理装置について説明する。

図３はスクリュープレス汚泥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。

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。

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。

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。

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。

前記原液供給管６には原液供給ポンプ２３が設けられ、前記原液供給管６の前記上流端板４近傍には圧力検出器２４が設けられている。前記筒状スクリーン１の最上流部の空間１５、即ち、前記上流端板４と前記スクリュー羽根３の最上流部とが成す空間１５は、前記圧力検出器２４によって圧力が検出され、該圧力検出器２４の検出結果は制御部２５に電気信号として出力され、該制御部２５は最上流部の空間１５の圧力が一定となる様に、前記原液供給ポンプ２３の吐出量を制御する様になっている。

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。

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。

前記スクリュープレス１０が作動する過程で、前記原液供給管６が連通している近傍の最上流部の空間１５は前記スクリュー羽根３が回転することで大きく変化する。例えば、前記スクリュー羽根３の上流端が前記原液供給管６の開口位置を通過する際には殆ど０となる。

上記した様に、該最上流部の空間１５の圧力は前記圧力検出器２４によって検出され、検出された圧力を基に前記原液供給ポンプ２３の吐出量が制御されていることから、該原液供給ポンプ２３の吐出量（供給量Ｖ）と前記最上流部の空間１５の圧力（検出圧Ｐ）との関係は図４に示される様になる。

図示される様に、検出圧Ｐが一定になる様に前記原液供給ポンプ２３が制御されると、検出圧Ｐが増大する方向では吐出量を減少させ、検出圧Ｐが減少する方向では吐出量を増大させる。従って、吐出量Ｖは前記スクリュー羽根３の上流端が前記原液供給管６の開口位置を通過する時が最小となる等、大きく変動する。

この為、平均吐出量が少なくなり、前記スクリュープレス１０での処理量が低下する。又、検出圧Ｐを基に前記制御部２５が前記原液供給ポンプ２３の吐出量の制御を行うので、原液供給系の制御が複雑になるという問題があった。

尚、前記スクリュープレス１０への原液の供給圧力を制御するものとして特許文献１に示されるものがある。

特許第３１５９３５３号公報

本発明は斯かる実情に鑑み、スクリュープレスの処理量を増大させると共に原液供給系の制御を簡単にするものである。

本発明は、スクリュープレスへの原液供給部の圧力が増大すると原液供給圧を増大させるスクリュープレス処理方法に係るものである。

又本発明は、スクリュープレスと、該スクリュープレスに原液を供給する原液供給装置を具備し、該原液供給装置が原液を貯留する原液貯留器と該原液貯留器に原液を供給するポンプと、前記原液貯留器内の液位を検出する液位センサとを具備し、該液位センサからの液位検出信号により前記ポンプを制御する様構成したスクリュープレス処理装置に係るものである。

又本発明は、スクリュープレスと、該スクリュープレスに原液を供給する原液供給装置を具備し、該原液供給装置が原液を貯留する原液貯留器と該原液貯留器に原液を供給するポンプとを具備し、前記原液貯留器が上方に延びる圧力付加筒を有し、前記原液の液位が前記圧力付加筒内に位置する様構成したスクリュープレス処理装置に係るものである。

更に又本発明は、前記圧力付加筒に液位を検出する液位センサを設け、該液位センサからの液位検出信号により前記ポンプを制御する様構成したスクリュープレス処理装置に係るものである。

本発明によれば、スクリュープレスへの原液供給部の圧力が増大すると原液供給圧を増大させるので、スクリュープレスへの原液の総合的な供給量が増大し、スクリュープレスの処理量が増大する。

又本発明によれば、スクリュープレスと、該スクリュープレスに原液を供給する原液供給装置を具備し、該原液供給装置が原液を貯留する原液貯留器と該原液貯留器に原液を供給するポンプと、前記原液貯留器内の液位を検出する液位センサとを具備し、該液位センサからの液位検出信号により前記ポンプを制御する様構成したので、ポンプの制御系が簡単になる。

又本発明によれば、スクリュープレスと、該スクリュープレスに原液を供給する原液供給装置を具備し、該原液供給装置が原液を貯留する原液貯留器と該原液貯留器に原液を供給するポンプとを具備し、前記原液貯留器が上方に延びる圧力付加筒を有し、前記原液の液位が前記圧力付加筒内に位置する様構成したので、原液貯留器からの供給量が減少した場合、圧力付加筒内の液位が上昇し、原液供給圧が増大して、原液供給量の減少を抑制し、スクリュープレスの処理量が増大する。

又本発明によれば、前記圧力付加筒に液位を検出する液位センサを設け、該液位センサからの液位検出信号により前記ポンプを制御する様構成したので、原液貯留器からの供給量の増減を鋭敏に検出することができ、ポンプの制御に反映させることができる等の優れた効果を発揮する。

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。

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３中で示したものと同等のものには同符号を付している。

本発明は主に、スクリュープレス１０及び原液供給装置２０を具備しており、前記スクリュープレス１０の構造は図３で示したスクリュープレス１０と略同等であるので説明の詳細は省略する。

前記原液供給装置２０について説明する。

前記スクリュープレス１０に連通された原液供給管６は原液貯留器（混合タンク）３０に接続され、又該原液貯留器３０には原液供給ライン２６が接続されている。該原液供給ライン２６の所要位置に凝集液供給ライン２７が接続され、前記原液供給ライン２６、前記凝集液供給ライン２７にはそれぞれ原液供給ポンプ２８、凝集液供給ポンプ２９が設けられている。前記原液貯留器３０に貯留された原液３８は攪拌機４０によって攪拌される。

前記原液貯留器３０の上面には所要の直径、即ち所要断面積を有する圧力付加筒３１が立設される。該圧力付加筒３１の高さは、例えば１ｍ〜２ｍ程度が選択される。

該圧力付加筒３１の上端に空圧負荷ライン３２が接続され、該空圧負荷ライン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の所定位置に下位液面センサ３５、該下位液面センサ３５の上方に上位液面センサ３６が設けられている。尚、液位検出センサとしては、接点接触式、光電式、静電容量式等種々のセンサが使用可能である。

前記下位液面センサ３５、前記上位液面センサ３６の液位検出信号は制御部３７に入力され、該制御部３７は前記下位液面センサ３５、前記上位液面センサ３６からの信号に基づき前記原液供給ポンプ２８、凝集液供給ポンプ２９のＯＮ／ＯＦＦ制御を行う様になっている。

以下、作動について説明する。

前記原液供給ライン２６の原液供給ポンプ２８、前記凝集液供給ライン２７の凝集液供給ポンプ２９が駆動され、処理液に凝集剤を混合した状態（原液）で前記原液貯留器３０に供給する。前記原液供給ポンプ２８、前記凝集液供給ポンプ２９の駆動は定回転制御であり、吐出側の圧力変動にもよるが略一定流量が吐出される。前記原液貯留器３０内の原液３８の液位は前記下位液面センサ３５と前記上位液面センサ３６との間に位置する。

前記空圧負荷ライン３２により前記原液貯留器３０内が加圧される。該原液貯留器３０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が作動して前記空圧負荷ライン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。而して、前記原液貯留器３０内は加圧された所定圧に維持される。

前記攪拌機４０によって前記原液３８が攪拌され、前記凝集剤により原液中の固形分の凝縮が促進される。

前記原液貯留器３０内の加圧により、前記原液供給管６を経て前記筒状スクリーン１内に前記原液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、前記原液３８が下流側に、即ち図中右方に移動される。該原液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。

出口フランジ９に対してプレッサ１２が押圧されており、前記原液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原液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。

前記スクリュー２の回転により、最上流部の空間１５の体積は増減し、該空間１５の圧力は大きく変動し、圧力変動に伴って該空間１５への流入流量も変動する。上記した様に、前記原液供給ポンプ２８、前記凝集液供給ポンプ２９は定回転制御であるので、前記空間１５への流入量の変動は前記原液３８の液位の変化として現れる。

即ち、前記空間１５の圧力が増大すると、液位が上昇し、液頭圧が上昇し、液頭圧の上昇分だけ前記原液３８の送出圧力が増大する。前記圧力付加筒３１に於ける液位の変化で、略０．１〜０．２ｋｇ／ｃｍ²の変化がある。前記スクリュープレス１０への原液供給圧は略０．５ｋｇ／ｃｍ²であるので充分な変化量が得られる。従って、前記最上流部の空間１５の圧力が増大すると、該空間１５への原液３８の供給圧も増大する。供給圧が増大することで、前記空間１５の圧力の増大で供給しにくくなった原液３８の供給が促進される。

又、前記原液供給管６から前記スクリュープレス１０への供給量より前記原液供給ライン２６、凝集液供給ライン２７からの供給量が多い状態が続くと、原液３８の液位が前記上位液面センサ３６に達する。該上位液面センサ３６が液位を検出すると、上限液位信号として前記制御部３７に出力され、該制御部３７は前記原液供給ポンプ２８、前記凝集液供給ポンプ２９を停止させる。

前記原液供給ポンプ２８、前記凝集液供給ポンプ２９の停止後、原液３８が前記スクリュープレス１０に継続して供給されると、原液３８の液位が低下する。液位が前記下位液面センサ３５に達し、該下位液面センサ３５が液位を検出し、下限液位信号として前記制御部３７に出力され、該制御部３７は前記原液供給ポンプ２８、前記凝集液供給ポンプ２９を駆動する。

而して、本発明では前記空間１５の圧力が増大すると原液３８の供給圧が増大され、原液の供給量が減少することが抑制される。

前記空間１５の圧力と原液３８の供給量との関係を模式的に示すと図２の如くになる。図示される様に、前記空間１５の圧力が変動しても、該空間１５への原液３８の供給量の変動は少ない。従って、総合的な供給量は増大となる。又、原液供給装置２０の原液供給ポンプ２８、凝集液供給ポンプ２９等の供給ポンプの制御は、ＯＮ／ＯＦＦ制御となるので制御系が著しく簡略化される。

尚、前記下位液面センサ３５、上位液面センサ３６の間隔、前記圧力付加筒３１の断面積の大小によって、ＯＮ／ＯＦＦ制御の態様が変更可能である。

前記下位液面センサ３５、上位液面センサ３６の間隔を狭めることで、ＯＮ／ＯＦＦ制御の際の液位の変動が小さくなり、供給圧の圧力変動が小さくなる。

又、前記圧力付加筒３１の断面積を小さくすることで、前記原液貯留器３０内の原液３８の体積変化に対する圧力付加筒３１内の液位の変動が増幅されて現れ、前記空間１５への供給圧の増減が大きくなる。

尚、前記原液貯留器３０の容量の余裕が有る場合は、前記下位液面センサ３５、前記上位液面センサ３６を直接原液貯留器３０に設けてもよい。又、前記圧力付加筒３１を空気を密閉したアキュムレータに接続し、前記空圧負荷ライン３２を省略してもよい。更に、前記空間１５に定流量で原液３８を供給した場合の原液貯留器３０での液位の変動が予め分っていれば、前記圧力付加筒３１の高さを変動量以上とし、前記下位液面センサ３５、上位液面センサ３６を省略し、前記原液供給ポンプ２８、凝集液供給ポンプ２９の制御を省略してもよい。

尚、前記下位液面センサ３５、上位液面センサ３６で液位の上限、下限を検出したが、単一の液位センサで液位変化の幅を検出する様にすれば１つの液位センサでよい。又予め凝集液と原液が混合されたものが供給される場合は、前記原液貯留器３０へ原液を供給するポンプは１つでよい。更に、ポンプの制御はＯＮ／ＯＦＦ制御ではなく、流量の増減制御でも勿論可能である。

又、上記実施の形態ではスクリュープレス１０は傾斜して設けられているが、水平に設置された場合でも同様に実施できることは言う迄もない。

本発明の実施の形態を示す概略構成図である。スクリューの最上流部の空間の圧力と、スクリュープレスへの原液供給量を示す模式図である。従来例の概略構成図である。スクリューの最上流部の空間の圧力と、原液供給ポンプの吐出圧との関係を示す模式図である。

符号の説明

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
２６原液供給ライン
２７凝集液供給ライン
２８原液供給ポンプ
２９凝集液供給ポンプ
３０原液貯留器
３１圧力付加筒
３２空圧負荷ライン
３３供給圧調整弁
３４可変絞り弁
３５下位液面センサ
３６上位液面センサ
３７制御部
３８原液

Claims

スクリュープレスへの原液供給部の圧力が増大すると原液供給圧を増大させることを特徴とするスクリュープレス処理方法。
スクリュープレスと、該スクリュープレスに原液を供給する原液供給装置を具備し、該原液供給装置が原液を貯留する原液貯留器と該原液貯留器に原液を供給するポンプと、前記原液貯留器内の液位を検出する液位センサとを具備し、該液位センサからの液位検出信号により前記ポンプを制御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。
スクリュープレスと、該スクリュープレスに原液を供給する原液供給装置を具備し、該原液供給装置が原液を貯留する原液貯留器と該原液貯留器に原液を供給するポンプとを具備し、前記原液貯留器が上方に延びる圧力付加筒を有し、前記原液の液位が前記圧力付加筒内に位置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。
前記圧力付加筒に液位を検出する液位センサを設け、該液位センサからの液位検出信号により前記ポンプを制御する様構成した請求項３のスクリュープレス処理装置。