JP2003265908A - 固液分離装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 筒状体内の汚泥をスクリューコンベアで移動
させながら、その汚泥から水分を分離し、含水率の低下
した汚泥を筒状体外に排出させ、そのとき筒状体の出口
開口側に設けた規制部材によって汚泥の排出量を規制
し、筒状体内の圧力を高め、汚泥の脱水効率を高めるこ
とのできる固液分離装置において、筒状体から排出され
た汚泥を乾燥しやすい形態にする。 【解決手段】 筒状体２１の出口開口３５を向いた側の
規制部材４０の面に、その規制部材４０の中心部側か
ら、その外周部側へ向けて延びる多数の溝４１を形成
し、筒状体２１の出口開口３５から排出された汚泥を、
溝４１を通してその溝外に排出させ、排出された汚泥を
細紐状にする。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、多量の水分を含ん
だ汚泥から水分を分離する固液分離装置に関するもので
ある。 【０００２】 【従来の技術】一般家庭、食品加工工場、その他の工
場、養豚場又はホテルなどから排出される下水、食品加
工排水、洗米排水、小麦排水、メッキ廃水、フレキソイ
ンキ廃水、各種研摩排水、畜産系排水又はその他の各種
排水を浄化したときに発生する汚泥を、上述した固液分
離装置によって脱水処理することは従来より周知であ
る。 【０００３】従来の固液分離装置は、筒状体と、その内
部空間に配置されたスクリューコンベアを有し、そのス
クリューコンベアを回転駆動することによって、筒状体
の軸線方向一端側の入口開口から筒状体の内部に流入し
た汚泥を筒状体の軸線方向他端側の出口開口へ向けて移
動させるように構成されている（例えば、特公平７−１
０４４０号公報参照）。このとき、筒状体の出口開口側
に設けられた規制部材によって筒状体の内部から排出さ
れる量を規制し、筒状体内の汚泥に加えられる圧力を高
めることによって、筒状体内を移動する汚泥から効率よ
く水分を分離することができる。分離された水分は、筒
状体に形成されたろ液排出スリットを通して筒状体外へ
排出され、含水率の低下した汚泥は、筒状体の出口開口
から筒状体外へ排出される。 【０００４】脱水処理前の汚泥の含水率は、例えば９９
重量％程度であり、脱水処理後の汚泥の含水率は例えば
８０重量％前後であるが、脱水処理後の汚泥にも、かな
り多量の水分が含まれている。このように水分の多い汚
泥は、その体積が大きいため、これをそのまま廃棄処分
したとすると、その運搬費などが嵩み、廃棄処分に多大
な費用が必要となる。 【０００５】また脱水処理後の汚泥を堆肥化し、これを
肥料として利用することも行われているが、脱水処理後
の汚泥には、未だ多量の水分が含まれているので、これ
をそのまま堆肥化処理することは困難である。 【０００６】そこで、従来より、脱水処理後の汚泥を乾
燥装置により乾燥して、その含水率をさらに下げること
が行われている。重量の減少した乾燥後の汚泥を廃棄処
分することにより、その処分に要するコストを下げ、或
いは乾燥後の汚泥を堆肥化処理することにより、汚泥を
効率よく堆肥化できるようにしているのである。 【０００７】ところで、従来の固液分離装置において用
いられる規制部材は、筒状体の出口開口に近接して配置
された板状体から成り、かかる規制部材と筒状体との間
の微小ギャップを通して、汚泥を外部に押し出すように
構成されている。このため、筒状体外に排出された汚泥
は、せんべい状の平たいかたまりとなっている。このよ
うな汚泥は、その単位体積に対する表面積が小さいの
で、この汚泥を乾燥させると、その内部まで含水率を低
下させるのに長い時間を必要とする。 【０００８】そこで、筒状体の出口開口をその外側から
塞いだ状態で規制部材を配置すると共に、その規制部材
に、筒状体の軸線方向に貫通する排出孔を形成し、その
排出孔を通して汚泥を外部に排出させる固液分離装置が
提案されている（特開平９−２２０６００号公報）。こ
の固液分離装置によれば、規制部材の排出孔から排出さ
れる汚泥を細紐状にすることができ、その細紐状の汚泥
を短く分断した状態で乾燥装置に供給することができ
る。かかる汚泥は、せんべい状の汚泥に比べ、単位体積
当りの表面積が大きくなるので、これを短時間で乾燥さ
せることができ、乾燥処理の効率化とそのコストの低減
を達成できる。 【０００９】ところが、筒状体の軸線方向に貫通する排
出孔が形成された規制部材を有する固液分離装置によっ
て汚泥を脱水すると、その筒状体内を移動する汚泥に加
えられる圧力が著しく低下し、脱水効率が大幅に低下す
ることが判明した。 【００１０】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した認
識に基づきなされたものであり、その目的とするところ
は、脱水処理後の汚泥の形態を、乾燥させやすい形にす
ることができ、しかも筒状体内の汚泥に加えられる圧力
の低下を防止し、脱水効率が大きく低下する不具合を阻
止することのできる固液分離装置を提供することにあ
る。 【００１１】 【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、筒状体の内部空間に配置されたスクリュー
コンベアを回転駆動することにより、前記筒状体の軸線
方向一端側の入口開口から筒状体の内部空間に流入した
汚泥を筒状体の軸線方向他端側の出口開口へ向けて移動
させると共に、該出口開口側に設けた規制部材によって
筒状体の内部から排出される汚泥の量を規制することに
より、筒状体内の汚泥に加えられる圧力を高め、該筒状
体内を移動する汚泥から分離された水分を、筒状体に形
成されたろ液排出スリットを通して筒状体外に排出さ
せ、含水率の低下した汚泥を筒状体の出口開口から筒状
体外へ排出させる固液分離装置において、前記規制部材
が、前記筒状体の出口開口をその外側から塞いだ状態で
配置されていると共に、該筒状体の出口開口を向いた側
の規制部材の面に、該規制部材の中心部側から、その外
周部側へ向けて延びる複数の溝が形成され、前記筒状体
の出口開口から排出された汚泥が、前記溝を通して該溝
外に排出されることを特徴とする固液分離装置を提案す
る。 【００１２】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態例を図面
に従って詳細に説明する。 【００１３】図１は、一般家庭、食品加工工場、その他
の工場、養豚場又はホテルなどから大量に排出された排
水を水処理した後の汚泥を脱水し、これを含水率の低下
した汚泥と水分とに分離する固液分離装置の一例を示す
部分断面図である。ここに示した固液分離装置は、入口
部材１、出口部材２、及びその両者の間に配置された固
液分離部５，５を有している。 【００１４】入口部材１は一端側に端壁４を有し、他端
側が開放された筒状に形成され、その上部に汚泥用の流
入口１２が形成されている。入口部材１の下部フランジ
１３はステー１４に固定されている。また、出口部材２
は、その水平断面がほぼロの字形に形成され、上部と下
部が開口し、その下部の開口が、脱水された汚泥が排出
される排出口１５を構成している。出口部材２の一方の
側壁１６は下方に延び、その下端部がステー１７に固定
されている。 【００１５】本例の固液分離装置は２つの固液分離部
５，５を有し、その間に筒状の中間部材３が配置され、
その下方に延びるフランジ部１９がステー２０に固定さ
れている。各固液分離部５，５には、図２に示す如き固
定リング６が複数個設けられており、これらの固定リン
グ６は、図１、図３及び図４に示すように同心状に配列
され、各固定リング６の間にはスペーサ９が挟み込ま
れ、各固定リング６の耳６ａに形成された孔８とスペー
サ９にはボルト１０が挿通されている。この例では４本
のボルト１０が用いられ、これらが同一円周上に配列さ
れているが、図１においては、図を判りやすくするた
め、一部のスペーサを省略してある。各ボルト１０は、
入口部材１と、中間部材３と、出口部材２の一方の側壁
１６にそれぞれ形成された孔を貫通し、その各ボルト１
０にナット３２が螺着されて締め付けられている。この
ように、各固定リング６は、スペーサ９により互いに所
定の間隙をあけて、その軸線方向に配列され、かつボル
ト１０とナット３２とによって互いに一体的に固定さ
れ、入口部材１、中間部材３及び出口部材２に対して不
動に固定されている。 【００１６】さらに、各固液分離部５，５には、複数の
可動リング３０が設けられ、その各可動リング３０は、
各固定リング６の間の間隙にそれぞれ配置されている。
図４に示すように、各可動リング３０の厚さＴは、各固
定リング間の間隙幅Ｇより小さく設定され、各固定リン
グ６の端面と、これに対向する可動リング３０の端面の
間には、例えば０．５乃至１mm程の微小なギャップより
成るろ液排出スリットｇが形成される。かかるろ液排出
スリットｇは、後述するように汚泥から分離された水
分、すなわちろ液を通過させるものである。また各可動
リング３０の外径Ｄ_１は、そのまわりに位置する４個の
スペーサ９の内側面により形成される円Ｃ（図２）の径
Ｄ_２よりも小さく、しかも各固定リング６の内径Ｄ_３よ
りも大きく設定されている。この構成により、各可動リ
ング３０は、各固定リング６の間から離脱することな
く、その半径方向に可動となる。 【００１７】上述のようにして、本例の固液分離装置に
おいては、ボルト１０とナット２３により固定された複
数の固定リング６と、複数の可動リング３０と、中間部
材３と、出口部材２の側壁１６とによって筒状体２１が
構成され、その筒状体２１の入口部材側の開口によって
筒状体２１の内部への入口開口３４が構成され、出口部
材２の側壁１６に形成された貫通孔によって、筒状体２
１の出口開口３５が構成されている。中間部材３を省略
し、連続した１つの固液分離部を構成することもでき
る。 【００１８】また、筒状体２１の内部空間Sには、筒状
体２１の軸線方向に延びるスクリューコンベア３１が配
置されている。このスクリューコンベア３１は、図１に
示すように、軸部２４と、これに固定されたらせん状の
羽根２２を有し、その軸部２４の一方の端部が、入口部
材１の端壁４に回転自在に支持され、またこの軸部２４
の他方の端部は、出口部材２の両側壁１６，３３を貫通
して、これらの側壁に回転自在に支持され、側壁３３に
固定支持されたモータ２７に連結されている。 【００１９】次に固液分離装置の作用の詳細を説明しな
がら、他の構成について明らかにする。 【００２０】図示していない導管を通して、図１に矢印
Ａで示すように、水処理された後の多量の水分を含む汚
泥（図示せず）が流入口１２から入口部材１内に流入す
る。この汚泥は、これに予め混入された凝集剤によって
フロック化され、水分中に多数のフロックが浮遊した状
態となっている。処理前の汚泥の含水率は、例えば９９
重量％程度である。 【００２１】このとき、スクリューコンベア３１は、モ
ータ２７によってその中心軸線のまわりに回転駆動され
ており、これにより入口部材１内に流入した汚泥は、筒
状体２１の軸線方向一端側の入口開口３４から、その筒
状体２１の内部空間Ｓに流入する。筒状体２１内に流入
した多量の水分を含む汚泥は、スクリューコンベア３１
がその中心軸線のまわりに回転駆動されることにより、
筒状体２１の軸線方向他端側の出口開口３５へ向けて移
動する。このように、汚泥が筒状体２１の内部を移動す
るとき、汚泥中から分離された水分が各固定リング６と
可動リング３０との間の微小ギャップより成るろ液排出
スリットｇを通して筒状体外に排出される。図１に矢印
Ｃ_１，Ｃ_２で示すように、筒状体２１から流下した水分
は、前述の各ステーに固定された第１及び第２受皿３
６，３７のそれぞれに受け止められ、その各排出口３
８，３９を通して排出される。この水分中には未だ固形
分が多少含まれているので、再度、他の汚泥と共に脱水
処理される。 【００２２】汚泥の水分と固形分を分離する際、各固定
リング６と可動リング３０との間のろ液排出スリットｇ
に固形分の一部がわずかに入り込むことは避けられず、
これを放置すると、そのスリットｇが目詰まりを起こ
し、スリットｇを通しての水分の流下が不能となる。と
ころが、各固定リング６の間に配置された可動リング３
０は、その半径方向に可動であるため、各可動リング３
０の端面が、これに対向する固定リング６の端面に対し
て運動し、この掻動作用によってろ液排出スリットｇに
入り込んだ固形分を、該スリットｇから効率よく排出さ
せることができる。その際、図４に示す如くスクリュー
コンベア３１の外径Ｄ_４は、その回転が阻害されないよ
うに、固定リング６の内径Ｄ_３よりもわずかに小なる大
きさに設定されるが、可動リング３０の内径Ｄ_５よりも
大きく設定されている。これにより、スクリューコンベ
ア３１の回転によって、各可動リング３０は、スクリュ
ーコンベア３１から外力を受け、固定リング６に対して
積極的に相対運動し、スリットｇに対するクリーニング
効率を高めることができる。 【００２３】上述のようにして筒状体２１内の汚泥の含
水率が下げられ、含水量の減少した汚泥は筒状体２１の
出口開口３５から排出され、次に説明する規制部材４０
の溝４１を通して、図１に矢印Ｂで示すように出口部材
２内に排出され、次いでシュータ４２に案内されながら
下方に落下して回収される。このようにして脱水処理さ
れた後の汚泥の含水率は、例えば８０重量％前後であ
リ、かかる汚泥が図示していない乾燥装置によって乾燥
処理される。 【００２４】筒状体２１の出口開口３５に設けられた規
制部材４０は、図５及び図６に示すように、中心部にス
クリューコンベア３１の軸部２４が貫通するボス部５０
を備えた円板状に形成され、そのボス部５０がスクリュ
ーコンベア３１の軸部２４にねじにより固定されてい
る。また、規制部材４０の外径は、出口部材２の側壁１
６に形成された出口開口３５の径よりも大きく、かかる
規制部材４０が筒状体２１の出口開口３５をその外側か
ら塞いだ状態で配置されている。規制部材４０は、出口
部材２の側壁１６に対して極く近接し、ないしは当接し
ている。かかる構成により、スクリューコンベア３１が
回転すると、規制部材４０も側壁１６に摺接しながら、
或いはその側壁１６に対して極く近接した状態を維持し
ながら回転する。 【００２５】筒状体２１の出口開口３５を向いた側の規
制部材４０の面には、図６に明示するように、規制部材
４０の中心部側から、その外周部へ向けて延びる複数の
溝４１が形成されており、図６に示した例では、その各
溝４１が規制部材４０の半径方向に延びている。また、
図７に示すように、規制部材４０の面に形成された溝４
１が螺旋状に延びていてもよい。溝４１の横断面形態
は、例えば図８の（ａ）乃至（ｃ）に示すように、円形
ないしは楕円形、矩形又は三角形などに適宜設定でき
る。溝４１の幅Ｗと深さＤは、例えば２乃至３mm程度で
ある。 【００２６】規制部材４０は上述のように構成されてい
るので、前述の如く筒状体２１内で脱水処理されて筒状
体２の出口開口３５から排出された汚泥は、規制部材４
０の溝４１を通して、図１及び図５に矢印Ｂで示すよう
にその溝外に排出される。その際、規制部材４０は出口
開口３５を塞いだ状態で位置しているので、筒状体２１
から外部に排出される汚泥の量が制限されて規制され、
これによって筒状体２１内の汚泥に加えられる圧力が、
その出口開口３５に近づくに従って高められる。これに
より、筒状体２１内の汚泥に対する水分の絞り効果が高
められ、脱水済みの汚泥の含水率を、前述のように低い
ものにすることができる。 【００２７】上述のように、本例の固液分離装置におい
ては、筒状体の内部空間に配置されたスクリューコンベ
アを回転駆動することにより、筒状体の軸線方向一端側
の入口開口から該筒状体の内部空間に流入した汚泥を筒
状体の軸線方向他端側の出口開口へ向けて移動させると
共に、その出口開口側に設けた規制部材によって筒状体
の内部から排出される汚泥の量を規制することにより、
筒状体内の汚泥に加えられる圧力を高め、該筒状体内を
移動する汚泥から分離された水分を、筒状体に形成され
たろ液排出スリットを通して筒状体外に排出させ、含水
率の低下した汚泥を筒状体の出口開口から筒状体外へ排
出させることができる。 【００２８】しかも、筒状体２１の出口開口３５から排
出された汚泥は、規制部材４０の溝４１に強制的に押し
込まれ、その溝４１を通って外部に排出されるので、溝
４１から排出された汚泥は、細紐状をなしている。この
ような細紐状の汚泥は、これが図１に示したシュータ４
２上に落ち、さらにその下方に落下する際に受ける衝撃
によって短かくちぎれ、図９に一例を示したように、直
径ｄが例えば２mm程で、長さLが例えば５乃至１０mm程
のペレット状となる。このようなペレット状の小片とな
った汚泥は、単位体積当りの表面積が、せんべい状の汚
泥に比べて大きくなるため、これを短時間で所望する含
水率にまで乾操させることができる。 【００２９】規制部材に、筒状体に軸線方向に貫通する
排出孔を設け、その排出孔を通して汚泥を排出させて
も、排出された汚泥を細紐状にすることができるが、こ
の構成によると、筒状体内の圧力が低下して、汚泥の脱
水効率が低下する。これに対し、本例の固液分離装置に
おいては、その規制部材４０に、その中心部側から外周
部側に延びる溝４１が形成されているので、筒状体２１
内の圧力が大きく低下することはない。これは、図５に
矢印Pで示すように、筒状体２１内の汚泥が規制部材４
０に対して垂直な方向に加圧され、次いでその溝４１を
通して規制部材４０の半径方向に押し出されるためであ
ると考えられる。筒状体２１内の圧力を低下させずに、
汚泥の脱水効率を高く保つことのできることは、多くの
実験によって確認されている。 【００３０】本発明は図示した形式以外の固液分離装置
にも広く適用できるものである。例えば、可動リングを
スクリューコンベアの回転により作動させるのではな
く、モータによって駆動する形式の固液分離装置や、特
公平６−４２９２８号公報に開示されているように、多
数の固定リングを筒状に配列して筒状体を構成し、その
内部に配置されたスクリューコンベアにより汚泥を搬送
し、このとき分離された水分を、各固定リングに形成さ
れたろ液排出スリットを通して外部に排出させる固液分
離装置などにも広く適用できる。 【００３１】 【発明の効果】本発明によれば、脱水処理後の汚泥の形
態を、乾燥させやすい形にすることができると共に、脱
水効率の低下を阻止することができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】固液分離装置の部分断面図である。 【図２】１つの固定リングと、１つの可動リングと、ス
ペーサとを示す斜視図である。 【図３】固液分離部の分解斜視図である。 【図４】固液分離部の断面図である。 【図５】図１の部分拡大図である。 【図６】図５のVI−VI線方向に見た断面図である。 【図７】規制部材の他の例を示す、図６と同様な図であ
る。 【図８】図５のVIII−VIII線に沿う断面図であって、溝
の横断面形態を例示する図である。 【図９】ペレット状の汚泥の一例を示す斜視図である。 【符号の説明】 ２１ 筒状体 ３１ スクリューコンベア ３４ 入口開口 ３５ 出口開口 ４０ 規制部材 ４１ 溝 ｇ ろ液排出スリット Ｓ 内部空間

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 筒状体の内部空間に配置されたスクリュ
   ーコンベアを回転駆動することにより、前記筒状体の軸
   線方向一端側の入口開口から筒状体の内部空間に流入し
   た汚泥を筒状体の軸線方向他端側の出口開口へ向けて移
   動させると共に、該出口開口側に設けた規制部材によっ
   て筒状体の内部から排出される汚泥の量を規制すること
   により、筒状体内の汚泥に加えられる圧力を高め、該筒
   状体内を移動する汚泥から分離された水分を、筒状体に
   形成されたろ液排出スリットを通して筒状体外に排出さ
   せ、含水率の低下した汚泥を筒状体の出口開口から筒状
   体外へ排出させる固液分離装置において、 前記規制部材が、前記筒状体の出口開口をその外側から
   塞いだ状態で配置されていると共に、該筒状体の出口開
   口を向いた側の規制部材の面に、該規制部材の中心部側
   から、その外周部側へ向けて延びる複数の溝が形成さ
   れ、前記筒状体の出口開口から排出された汚泥が、前記
   溝を通して該溝外に排出されることを特徴とする固液分
   離装置。