JP2004074066A

JP2004074066A - Rotary pressure dehydrator having control means

Info

Publication number: JP2004074066A
Application number: JP2002239794A
Authority: JP
Inventors: Tatsuo Hiramatsu; 平松　達生; Jun Ohashi; 大橋　純; Makoto Takashima; 高島　真; Makoto Shirai; 白井　誠
Original assignee: Tomoe Engineering Co Ltd
Current assignee: Tomoe Engineering Co Ltd
Priority date: 2002-08-20
Filing date: 2002-08-20
Publication date: 2004-03-11

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rotary pressure dehydrator whose operational stability can be improved by controlling factors other than a supply amount of a raw liquid to be treated without changing the supply amount to keep the inlet pressure constant and adjust the outlet pressure precisely. <P>SOLUTION: This rotary pressure dehydrator is constituted so that the original liquid which is to be treated and is introduced into a filtration chamber is discharged forward and compressed by the frictional force between the introduced original liquid and a rotating screen 5 and then dehydrated. The inlet pressure of the original liquid is kept constant by controlling the rotational speed of the screen 5. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加工食品の原料やその半加工品、又は、汚泥等、固体物質と液体物質の混合物（処理原液）を濾過・圧縮して脱水処理を行う装置であって、特に、回転軸周りに形成された環状の濾室内を進行させるに従って、処理原液に次第に圧力を加えて脱水処理を行う回転加圧脱水機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の回転加圧脱水機（ロータリープレスフィルタ）においては、機内への処理原液の供給量を一定に保ちながら運転を行った場合、処理原液の性状変化等によって、入口圧力や、出口圧力（脱水後、出口から排出される際に対象物（脱水ケーキ）に作用している圧力）が変動してしまうことがある。
【０００３】
より具体的に説明すると、導入直後においては、処理原液は供給ポンプの圧力に従って濾室内を前方へと移動していくことになるが、途中から、導入される処理原液の性状が変化した場合、例えば、処理原液中の固形分濃度が上昇した場合には、濾室内に蓄積される固形物量がそれだけ増えることになり、上昇前と比べ、導入直後における処理原液が流体として移動する距離が短くなってしまうため、濾室内の有効な濾過面も減少することになり、入口圧力は上昇する。
【０００４】
このように、回転加圧脱水機の運転中に入口圧力（或いは出口圧力）が変化すると、出口から排出される脱水ケーキの含水率や、ＳＳ回収率（処理原液が脱水ケーキと濾液とに分離される際、処理原液中の固形分が、脱水ケーキとして回収される率）が不安定となってしまう。従って、回転加圧脱水機を安定して運転させるには、変動する因子に対して入口圧力や出口圧力等を適宜調整した方がよい。
【０００５】
そこで、従来の回転加圧脱水機のなかには、処理原液の性状変化に対し、その供給量を制御することによって入口圧力を調整できるように構成したものがある。また、背圧板を変位させ、出口の開口面積を制御することによって、出口圧力を調整できるように構成している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、処理原液の供給量を変化させることによって入口圧力を一定に保つ従来の技術では、供給量が勝手に変化するために、処理量が当初の計画量と一致しない、という問題が発生する。
【０００７】
本発明は、このような従来技術の問題点を解決すべくなされたものであって、処理原液の供給量を変化させずに、他の要素を制御することによって、入口圧力や出口圧力を的確に調整することができ、その結果、運転時の安定性を向上させることができる回転加圧脱水機を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る回転加圧脱水機は、濾室内に導入した処理原液を、回転するスクリーンとの摩擦力によって前方へ送出するとともに圧縮し、脱水できるように構成し、スクリーンの回転速度を制御することによって、入口圧力を設定値に自動調整するように構成したことを特徴としている。尚、この回転加圧脱水機においては、圧力センサー等によって計測された入口圧力の値（計測値）と設定値の偏差が制御手段によって検知され、その結果に応じてスクリーンの回転速度を変化させる、という制御が実行され、このような制御によって、入口圧力が設定値に自動調整されるようになっている。
【０００９】
また、本発明の請求項２に係る回転加圧脱水機は、薬剤の添加後に濾室内に導入された処理原液を、回転するスクリーンとの摩擦力によって前方へ送出するとともに圧縮し、脱水できるように構成し、処理原液に対する薬剤の添加量、及び／又は、攪拌機による処理原液の攪拌量（攪拌の程度）を制御することによって、入口圧力が設定値に自動調整されるように構成したことを特徴としている。この回転加圧脱水機においても、制御手段によって入口圧力の計測値と設定値の偏差が検知され、その結果に応じて薬剤添加量や攪拌量を変化させる、という制御が実行され、かかる制御によって、入口圧力が設定値に自動調整されるようになっている。
【００１０】
更に、本発明の請求項３に係る回転加圧脱水機は、ケーキ出口の開口面積が制御されることによって、脱水ケーキに作用する出口圧力が、予め設定された値に自動調整されるように構成し、更に、出口圧力についての前記設定値に応じて、入口圧力の標準値が自動的に決定され、これを入口圧力の設定値として、必要な制御（例えば、上記のようなスクリーン回転速度の制御、薬剤添加量制御、或いは、攪拌量制御など）が行われることによって、前記入口圧力が、前記標準値に自動調整されるように構成したことを特徴としている。
【００１１】
また、本発明の請求項４に係る回転加圧脱水機は、ケーキ含水率の測定値と設定値の偏差、及び／又は、ＳＳ回収率の測定値と設定値の偏差が制御手段によって検知され、その結果に応じて、処理原液に対する薬剤添加量、薬剤を添加した処理原液の攪拌量、スクリーンの回転数、又は、ケーキ出口の開口面積のうちの、少なくともいずれか一つ以上を制御することにより、脱水ケーキの含水率、及び／又は、ＳＳ回収率が設定値に自動調整されるように構成したことを特徴としている。尚、この場合、ＳＳ回収率の代わりに濾液ＳＳ濃度が（即ち、濾液ＳＳ濃度の測定値と設定値の偏差が制御手段によって検知され、その結果に応じて、薬剤添加量等のうち、少なくともいずれか一つ以上を制御することにより、脱水ケーキの含水率、及び／又は、濾液ＳＳ濃度が）設定値に自動調整されるように構成しても良い。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る回転加圧脱水機の本体１の基本構造を示す切欠斜視図である。図示されているように、この本体１は、回転軸２、内輪スペーサ３、外輪スペーサ４、２枚のドーナツ状のスクリーン５，５、隔壁板６、原液供給口８、ケーキ出口９、及び、図示しない背圧板（背圧装置）、外部ケーシング等によって構成されており、本発明に係る回転加圧脱水機は、この本体１、及び、図示しない駆動装置、制御装置（制御手段）等によって構成されている。
【００１３】
この回転加圧脱水機において、図示しない駆動装置から駆動力を供給して回転軸２を回転させると、この回転軸２周りに固定された内輪スペーサ３、及び、内輪スペーサ３に固定されたスクリーン５，５（直径０．１〜０．５ｍｍ程度の多数の小孔を有している）が、回転軸２に従って回転するようになっている。
【００１４】
そして、回転軸２乃至スクリーン５，５を、図１に示す矢印Ｂの方向に低速（０．２〜２．０回転／分程度）で回転させ、この状態で、原液供給口８から処理原液を連続的に導入すると、処理原液は、スクリーン５，５の内周面との摩擦力によって、濾室（外輪スペーサ４の内周面４ｃ、内輪スペーサ３の外周面３ａ、及び、スクリーン５，５の各内側面によって仕切られるスペースであって、断面が矩形状で、環状（Ｃ字状）に延出するスペース）内を、ケーキ出口９の方へ向かって進行していくことになる。
【００１５】
その際、処理原液中に含まれる水分は、スクリーン５の小孔を抜けて、次第に濾室外に排出されていくことになり、処理原液は固形分濃度を増してスラリー状になっていく。そして、スラリー状になった処理原液が濾室内を更に進行していくと、その過程で更に脱水が進み、スラリー状の処理原液は、次第にケーキ状になっていく。
【００１６】
そうすると、スクリーン５との間の摩擦力もより大きくなっていき、その増大した摩擦力によって、脱水ケーキは更に先方へと搬送されることになるが、先行する脱水ケーキによって抵抗を受けるため、スクリーン５と等速で搬送されることにはならず、逆に、先行する脱水ケーキを圧縮することになる。このため、先行する脱水ケーキの脱水が更に進むことになる。
【００１７】
このようにして、濾室内に導入された処理原液は、ケーキ出口９に近づいて行くに従って脱水が進行し、最終的に所望の含水率となるまで十分に脱水された脱水ケーキが、ケーキ出口９より外部へと排出されるようになっている。
【００１８】
また、この回転加圧脱水機１は、機内へ導入される処理原液の性状が途中で変化しても、処理原液の供給量を変えることなく、入口圧力が設定値に自動調整（最適化）されるようになっている。
【００１９】
より具体的には、原液供給口８の内側（または原液供給ポンプ（図示せず）から原液供給口８へ至る途中）に、圧力センサーが取り付けられており、回転加圧脱水機１の運転中、常に、処理原液の入口圧力が計測されるようになっている。そして、計測された入口圧力の値は、信号として出力され、制御装置に送られる。
【００２０】
このように、処理原液の入口圧力は制御装置によって常に監視されることになり、入口圧力の計測値と設定値の偏差が検知され、計測値が設定値よりも高くなった場合、或いは、低くなった場合には、スクリーンの回転速度を調整するために、回転駆動系（駆動装置、及び、回転軸２）が、制御装置によって制御されるようになっている。
【００２１】
例えば、この回転加圧脱水機の運転中において、導入される処理原液中の固形分濃度が途中から上昇してしまった場合、入口圧力も上昇してしまうことになるが、本実施形態においては、このような場合、スクリーン５の回転速度が上がるように、回転駆動系が制御されるようになっている。スクリーン５の回転速度が上がると、濾室内の固形物の移動速度が速くなり、濾室内に蓄積される固形物量が減少し、その結果、入口圧力は低下することになるからである。またこれとは反対に、処理原液の性状変化によって入口圧力が低下してしまった場合には、スクリーンの回転速度が下がるように、回転駆動系が制御される。
【００２２】
このように、導入中の処理原液の性状変化等に起因して入口圧力に変動が生じたとしても、スクリーン５の回転を最適な速度に制御することによって、入口圧力が設定値に復帰するようになっている。
【００２３】
尚、入口圧力を設定値に保つため、或いは、復帰させるのに最適なスクリーンの回転速度（最適回転速度）は、制御装置の演算処理部によって、入口圧力の計測値をもとに（計測値と設定値の偏差が検知され、その結果をもとに）算出されるようになっている。また、この算出値に基づいてスクリーンの回転速度が実際に変化すると、これに従って、入口圧力も変化することになるが、その変化した入口圧力の計測値は、演算処理部にフィードバックされるようになっているため、その新たな計測値をもとに、更に最適なスクリーンの回転速度が算出され、運転に反映されることになる。
【００２４】
また、この回転加圧脱水機は、運転中に諸条件が変化しても、出口圧力が設定値から外れないよう、自動調整されるようになっている。より具体的には、ケーキ通路１４のケーキに接する面に、圧力センサーが取り付けられており、回転加圧脱水機の運転中、常に、ケーキ出口９付近における脱水ケーキの出口圧力が計測されるようになっており、計測された出口圧力の値は、信号として出力され、制御装置に送られる。
【００２５】
このように、脱水ケーキの出口圧力は制御装置によって常に監視されることになり、出口圧力の計測値と設定値の偏差が検知され、計測値が設定値よりも高くなった場合、或いは、低くなった場合には、ケーキ出口９の開口面積が、制御装置によって自動的に変化し、出口圧力が一定に制御されるようになっている。
【００２６】
例えば、出口圧力が設定値よりも高くなった場合には、ケーキ出口９の開口面積が拡がる方向に背圧板が変位するようになっている。ケーキ出口９の開口面積が拡がると、脱水ケーキの排出量が増え、その分、出口圧力は低下することになるからである。またこれとは反対に、出口圧力が設定値よりも低くなった場合には、出口圧力が上昇するよう、ケーキ出口９の開口面積が小さくなる方向に、背圧板が変位するようになっている。
【００２７】
このように、諸条件の変化によって出口圧力に変動が生じたとしても、ケーキ出口９の開口面積を最適化する制御を行うことによって、出口圧力が速やかに設定値に復帰するようになっている。
【００２８】
尚、出口圧力を設定値に保つため、或いは、復帰させるのに最適なケーキ出口９の開口面積（最適開口面積）は、制御装置の演算処理部によって、出口圧力の計測値をもとに（計測値と設定値の偏差が検知され、その結果をもとに）算出されるようになっている。また、この算出値に基づいてケーキ出口９の開口面積が実際に変化すると、これに従って、出口圧力も変化することになるが、その変化した出口圧力の計測値は、演算処理部にフィードバックされるようになっているため、その新たな計測値をもとに、更に最適な開口面積が算出され、運転に反映されることになる。
【００２９】
このような自動制御が行われることによって、本実施形態における回転加圧脱水機は、導入する処理原液の性状が途中で変化しても、入口圧力が最適化されるよう（設定値から外れないよう）調整され、また、出口圧力も同様に調整されるようになっている。その結果、安定した脱水処理を行うことができる。また、入口圧力と出口圧力をそれぞれ制御するので、入口圧力が出口圧力より高くなり、原液がケーキ出口から噴き出すという「運転不能状態」を回避することができる。この制御は、従来の回転加圧脱水機とは異なり、処理原液の供給量（導入量）を変化させることなく、脱水処理の安定化を図ることができるので、処理量が当初の計画量と一致しない、という問題を好適に回避することができる。
【００３０】
尚、入口圧力及び出口圧力についての「設定値」は、排出される脱水ケーキの含水率や、ＳＳ回収率等との関係で、処理作業毎に、或いは、処理作業の途中からでも、管理者等によって適宜変更できるようになっている。
【００３１】
また、出口圧力についての設定値だけを、管理者等が変更できるように構成し、入口圧力についての設定値は、予め設定された「出口圧力と入口圧力の関係」に応じて、最適な値が制御装置によって自動的に決定され、必要な制御（例えば、スクリーンの回転速度の制御等）が行われることによって、入口圧力がその標準値に自動調整されるように構成することもできる。この場合、出口圧力と入口圧力との差も自動的に最適値に制御されることになる。
【００３２】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態における回転加圧脱水機は、第１の実施形態として説明した装置（本体１、及び、図示しない駆動装置、制御装置等）に調質機１１、攪拌機１２、及び、薬注ポンプ１３を付加してなるものである（図２参照）。
【００３３】
この回転加圧脱水機は、特に、汚泥（余剰汚泥、混合生汚泥、消化汚泥及び凝沈汚泥等）の脱水用として適用することができるものであり、脱水処理の対象物となる汚泥を、本体１内への導入前に、予め薬剤による調質ができるようになっている。
【００３４】
より具体的には、処理原液としての汚泥は、まず、調質機１１の混合槽内に導入される。この調質機１１内へは、薬注ポンプ１３によって所望量の薬剤を注入できるようになっているほか、攪拌機１２により、導入した汚泥と注入した薬剤とを好適に攪拌できるようになっている。本実施形態においては、処理原液としての汚泥は、このように調質（薬剤添加、及び、攪拌）された後で、調質機１１から本体１へと供給されることになる。
【００３５】
尚、ここで汚泥に添加される薬剤としては、高分子凝集剤があり、ポリ硫酸鉄、ＰＡＣ等の無機凝集剤を併用する場合もある。高分子凝集剤は、荷電中和と架橋によって汚泥粒子をフロック化し、「凝集汚泥」とすることができ、その結果、固液分離性を向上させることができる。また、高分子凝集剤だけでなく、無機凝集剤を併用した場合には、処理原液の固液分離性を更に向上させることができる。
【００３６】
そして、本実施形態における回転加圧脱水機においては、本体１内に導入される汚泥の性状が途中で変化することによって入口圧力が変動してしまった場合には、常にこれを監視する制御装置によって、スクリーンの回転速度、調質機１１内への薬剤添加量、及び、攪拌機１２による攪拌量が自動制御されるようになっており、これによって、速やかに入口圧力の最適化が行われるようになっている。
【００３７】
尚、入口圧力を設定値に保つため、或いは、復帰させるのに最適なスクリーンの回転速度（最適回転速度）、薬剤添加量（最適薬剤添加量）、及び、攪拌量（最適攪拌量）は、制御装置の演算処理部によって、入口圧力の計測値をもとに（計測値と設定値の偏差が検知され、その結果をもとに）算出されるようになっている。
【００３８】
また、この算出値に基づいてスクリーンの回転速度、薬剤添加量、及び、攪拌量が実際に変化すると、これに従って、入口圧力も変化することになるが、その変化した入口圧力の計測値は、演算処理部にフィードバックされるようになっているため、その新たな計測値をもとに、更に最適なスクリーンの回転速度等が算出され、運転に反映されることになる。
【００３９】
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。本実施形態における回転加圧脱水機は、第２の実施形態として説明した装置（本体１、図示しない駆動装置及び制御装置、図２に示したような調質機１１、攪拌機１２、及び、薬注ポンプ１３）に、ケーキ含水率計、及び、ＳＳ回収率計を付加してなるものである。
【００４０】
本実施形態におけるケーキ含水率計は、本体１の内部（又は、本体１の外側）にある。一例として電極式のものがあり、所定間隔を置いて設置された一対の電極を有しており、これらの間を脱水ケーキが通過するように構成されている。そして、両電極間の電気抵抗値を計測することにより、通過する脱水ケーキの含水率を測定できるようになっている。
【００４１】
また、本実施形態におけるＳＳ回収率計は、原液濃度（原液中の固形物濃度）、ケーキ含水率、及び、濾液ＳＳ濃度（濾液中の浮遊性固形物濃度）を計測することによって、ＳＳ回収率を演算するというものである。尚、「ＳＳ回収率」は、「処理原液が脱水ケーキと濾液とに分離される際、処理原液中の固形分が、脱水ケーキとして回収される率」を意味している。一例として、原液濃度、濾液ＳＳ濃度の測定には、レーザ光の反射や透過を用いたものがある。
【００４２】
尚、ケーキ含水率計によって測定された脱水ケーキの含水率、及び、ＳＳ回収率計によって算出されたＳＳ回収率の値は、それぞれ信号として出力され、制御装置に送られるようになっている。
【００４３】
そして、本実施形態における回転加圧脱水機においては、脱水ケーキの含水率、及び、ＳＳ回収率について、設定値を保ったまま、しかも、最小コストで運転を継続させることができるようになっている。
【００４４】
この点について具体的に説明すると、本実施形態においては、本体１のケーキ出口９から排出された脱水ケーキの含水率、及び、ＳＳ回収率が連続的に計測され、制御装置によって常に監視されるように構成されており、これらの値（計測値）と設定値との間に開きがある場合、速やかに設定値に近づいていくように、スクリーンの回転速度、調質機１１内への薬剤添加量、攪拌機１２による攪拌量（攪拌の程度）、及び、ケーキ出口９の開口面積が制御されるようになっている。
【００４５】
脱水ケーキの含水率、及び、ＳＳ回収率はいずれも、スクリーンの回転数、薬注ポンプ１３による汚泥への薬剤添加量、攪拌機１２による攪拌量、又は、ケーキ出口の開口面積の変化によって変動し得るものだからである。
【００４６】
脱水ケーキの含水率、及び、ＳＳ回収率を設定値に近づけるために必要となる制御の程度（スクリーンの最適回転速度、最適薬剤添加量、最適攪拌量、ケーキ出口９の最適開口面積）は、制御装置の演算処理部によって、入口圧力、出口圧力、脱水ケーキの含水率、及び、ＳＳ回収率の計測値をもとに（それらの計測値と設定値の偏差が検知され、その結果をもとに）、データベースを利用して算出されるようになっている。
【００４７】
このデータベースは、スクリーンの回転速度、薬剤添加量、攪拌量、及び、ケーキ出口９の開口面積と、入口圧力、出口圧力、脱水ケーキの含水率、及び、ＳＳ回収率との相関関係を示すデータであって、過去の脱水処理作業、或いは、予め実施された様々な実験によって得られたデータを大量に蓄積してなるものである。このデータベースには、新たに脱水処理作業が行われるごとに、それらの相関関係を示す新しいデータが、随時追加、更新されていくことになる。
【００４８】
従って、スクリーンの最適回転速度、最適薬剤添加量、最適攪拌量、及び、ケーキ出口９の最適開口面積についての算出値は、脱水処理作業の回数を重ねるたびに、次第に洗練されていくことになり、制御の効率も、それだけ向上していくことになる。
【００４９】
また、このデータベースには、制御のための各アクションについてのコスト性に関するデータも蓄積されており、コストが嵩んでしまうような制御方法は、なるべく実行されないようになっているほか、脱水ケーキの含水率とＳＳ回収率がいずれも設定値を達成している場合に、これらの管理項目について設定値を保ったまま実行できるようなアクション（薬剤添加量の減少、スクリーンの回転速度の低下等）を探し、最小のコストで運転を継続させることができるようになっている。
【００５０】
尚、原液濃度だけが変化して最適薬剤添加量は変化しない場合はよくある。その場合、薬剤添加量については、前述のように脱水ケーキの含水率やＳＳ回収率の変化に応じて制御するのではなく、調質機１１内に導入された処理原液中の固形分の量に対し、添加される薬剤の量が一定の比率となるように（即ち、処理原液中の固形物濃度に比例して）薬剤の添加量を制御する（このような制御方法を「比例薬注」と言う。）ように構成することもできる。
【００５１】
この比例薬注を行う場合、調質機１１内に導入された原液濃度を測定する必要があるが、これには、レーザ光の反射量や透過量を計ることによって濃度を算出する原液濃度計を用いることができる。
【００５２】
また、本実施形態における回転加圧脱水機においては、「過剰な攪拌」によるＳＳ回収率の悪化が生じないよう考慮された上で、攪拌機１２の最適攪拌量が算出されるようになっている。調質機１１内の処理原液に薬剤が添加された後、処理原液中において薬剤が均一に分散するよう、攪拌機１２による攪拌が行われるが、このとき「過剰な攪拌」が行われると、薬剤の添加によって形成された大きなフロックが細分化されることになってしまい、その結果、ＳＳ回収率が悪化してしまう可能性があるためである。
【００５３】
本実施形態における回転加圧脱水機は、上記のような自動制御が行われることによって、諸条件が変化しても、脱水ケーキの含水率、及び、ＳＳ回収率が一定に保たれるように（即ち、設定値から外れないように）なっており、安定した脱水処理を行うことができる。また、従来の回転加圧脱水機とは異なり、処理原液の供給量（導入量）を変化させることなく、脱水処理の安定化を図ることができるので、処理量が当初の計画量と一致しない、という問題を好適に回避することができる。
【００５４】
尚、本実施形態においては、スクリーンの回転速度、薬剤添加量、及び、攪拌量についての実際の制御のためのアクションは、インバータを用いた回転数制御によって行うことができるようになっており、また、ケーキ出口９の開口面積については、空気圧、油圧等を利用して背圧板の変位量を制御することによって行うことができるようになっている。
【００５５】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の回転加圧脱水機は、スクリーンの回転速度、薬剤添加量等を制御することによって、入口圧力を一定に保つことができ、更に、出口圧力についても的確に調整を行うことにより、運転時の安定性を向上させることができる。
【００５６】
更に、本発明の回転加圧脱水機によれば、処理原液の供給量を変化させずに、上記のような効果を達成することができるので、処理量が当初の計画量と一致しない、というような問題を好適に回避することができる。
【００５７】
また、運転時の安定性や処理量の安定性だけでなく、脱水ケーキの含水率や、ＳＳ回収率についても、常にこれらを監視下において、所望の処理を行うことができる、という優れた効果を期待することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る回転加圧脱水機の本体１の基本構造を示す切欠斜視図。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る回転加圧脱水機における構成要素の関係を示すフロー図。
【符号の説明】
１：本体、
２：回転軸、
３：内輪スペーサ、
４：外輪スペーサ、
５：スクリーン、
６：隔壁板、
８：原液供給口、
９：ケーキ出口、
１１：調質機、
１２：攪拌機、
１３：薬注ポンプ、
１４：ケーキ通路、[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention is an apparatus for performing dehydration treatment by filtering and compressing a mixture of a solid substance and a liquid substance (processed undiluted solution) such as a raw material of a processed food or a semi-processed product thereof, or sludge. The present invention relates to a rotary pressurized dewatering machine that performs dehydration by gradually applying pressure to a processing stock solution as it proceeds through an annular filtration chamber formed in the filter chamber.
[0002]
[Prior art]
In a conventional rotary press dewatering machine (rotary press filter), when the operation is performed while the supply amount of the stock solution is kept constant, the inlet pressure and the outlet pressure (dewatering Later, when discharged from the outlet, the pressure acting on the object (the dewatered cake) may fluctuate.
[0003]
More specifically, immediately after the introduction, the processing stock solution will move forward in the filtration chamber according to the pressure of the supply pump, but if the properties of the processing stock solution to be introduced change from the middle, For example, when the solid content concentration in the processing stock solution increases, the amount of solids accumulated in the filtration chamber increases accordingly, and the distance over which the processing stock solution moves as a fluid immediately after introduction is shorter than before the rise. As a result, the effective filtration surface in the filtration chamber also decreases, and the inlet pressure increases.
[0004]
As described above, when the inlet pressure (or the outlet pressure) changes during the operation of the rotary pressurized dehydrator, the water content of the dewatered cake discharged from the outlet and the SS recovery rate (the untreated liquid is separated into the dewatered cake and the filtrate) In this case, the solid content in the processing stock solution becomes unstable as a dehydrated cake. Therefore, in order to operate the rotary pressure dehydrator stably, it is better to appropriately adjust the inlet pressure, the outlet pressure, and the like with respect to the fluctuating factors.
[0005]
In view of this, some conventional rotary pressurized dehydrators are configured so that the inlet pressure can be adjusted by controlling the supply amount in response to a change in the properties of the processing stock solution. Further, the outlet pressure can be adjusted by displacing the back pressure plate and controlling the opening area of the outlet.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional technique of keeping the inlet pressure constant by changing the supply amount of the processing stock solution, there is a problem that the processing amount does not match the originally planned amount because the supply amount changes without permission.
[0007]
The present invention has been made in order to solve such a problem of the conventional technology, and the inlet pressure and the outlet pressure can be accurately controlled by controlling other elements without changing the supply amount of the processing stock solution. It is an object of the present invention to provide a rotary pressurized dewatering machine that can be adjusted to a lower speed, and as a result, can improve the stability during operation.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The rotary press dewatering machine according to claim 1 of the present invention is configured so that the processing stock solution introduced into the filtration chamber is sent forward by frictional force with the rotating screen, compressed and dewatered. It is characterized in that the inlet pressure is automatically adjusted to a set value by controlling the speed. In this rotary press dehydrator, a deviation between a set value and an inlet pressure value (measured value) measured by a pressure sensor or the like is detected by a control unit, and the rotation speed of the screen is changed according to the result. , And the control automatically adjusts the inlet pressure to a set value.
[0009]
Further, the rotary press dewatering machine according to claim 2 of the present invention is capable of dewatering the processing stock solution introduced into the filtration chamber after the addition of the chemicals by sending it forward by frictional force with the rotating screen and compressing it. And that the inlet pressure is automatically adjusted to a set value by controlling the amount of the drug added to the processing stock solution and / or the amount of stirring of the processing stock solution by the stirrer (the degree of stirring). Features. Also in this rotary pressurized dehydrator, the control means detects a deviation between the measured value of the inlet pressure and the set value, and changes the amount of the drug added or the amount of stirring according to the result, and executes such control. The inlet pressure is automatically adjusted to a set value.
[0010]
Further, in the rotary pressurized dewatering machine according to claim 3 of the present invention, by controlling the opening area of the cake outlet, the outlet pressure acting on the dewatered cake is automatically adjusted to a preset value. In addition, the standard value of the inlet pressure is automatically determined according to the set value of the outlet pressure, and the standard value of the inlet pressure is set as the set value of the inlet pressure. Control, drug addition amount control, stirring amount control, etc.), the inlet pressure is automatically adjusted to the standard value.
[0011]
In the rotary pressurized dehydrator according to claim 4 of the present invention, the deviation of the measured value of the water content of the cake from the set value and / or the deviation of the measured value of the SS recovery rate and the set value are detected by the control means. Depending on the result, controlling at least one or more of the amount of drug added to the processing stock solution, the amount of stirring of the processing stock solution to which the drug is added, the number of rotations of the screen, and the opening area of the cake outlet Thus, the water content of the dewatered cake and / or the SS recovery rate are automatically adjusted to a set value. In this case, instead of the SS recovery rate, the concentration of the filtrate SS is detected (that is, the deviation between the measured value and the set value of the filtrate SS concentration is detected by the control means. By controlling any one or more, the moisture content of the dehydrated cake and / or the concentration of the filtrate SS may be automatically adjusted to the set value.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a cutaway perspective view showing a basic structure of a main body 1 of a rotary pressure dehydrator according to a first embodiment of the present invention. As shown, the main body 1 includes a rotating shaft 2, an inner ring spacer 3, an outer ring spacer 4, two donut-shaped screens 5, 5, a partition plate 6, a stock solution supply port 8, a cake outlet 9, and The rotary pressure dehydrator according to the present invention includes a back pressure plate (back pressure device), not shown, an outer casing, and the like. Have been.
[0013]
In this rotary press dehydrator, when a driving force is supplied from a driving device (not shown) to rotate the rotating shaft 2, an inner ring spacer 3 fixed around the rotating shaft 2 and a screen fixed to the inner ring spacer 3. 5, 5 (having a large number of small holes having a diameter of about 0.1 to 0.5 mm) rotate along the rotation axis 2.
[0014]
Then, the rotating shafts 2 to the screens 5 and 5 are rotated at a low speed (about 0.2 to 2.0 revolutions / minute) in the direction of arrow B shown in FIG. Are continuously introduced, the processing stock solution is filtered by the frictional force with the inner peripheral surfaces of the screens 5, 5 (the inner peripheral surface 4 c of the outer ring spacer 4, the outer peripheral surface 3 a of the inner ring spacer 3, and the screen 5, 5). 5 is a space partitioned by the inner side surfaces, and has a rectangular cross-section and a space extending in an annular (C-shaped) shape), and proceeds toward the cake outlet 9.
[0015]
At this time, the water contained in the processing stock solution passes through the small holes of the screen 5 and is gradually discharged to the outside of the filtration chamber, and the processing stock solution increases in solid concentration and becomes a slurry. Then, when the slurry-like processing stock solution further proceeds in the filtration chamber, dehydration further progresses in the process, and the slurry-like processing stock solution gradually becomes cake-like.
[0016]
Then, the frictional force with the screen 5 also becomes larger, and the increased frictional force causes the dewatered cake to be further transported to the front. Therefore, the preceding dehydrated cake is compressed. Therefore, the dewatering of the preceding dewatered cake further proceeds.
[0017]
In this way, the processing stock solution introduced into the filter chamber dehydrates as it approaches the cake outlet 9, and the dewatered cake that has been sufficiently dehydrated until it finally reaches the desired moisture content becomes the cake outlet 9. It is being discharged to the outside more.
[0018]
In addition, the rotary pressure dehydrator 1 automatically adjusts the inlet pressure to a set value (optimization) without changing the supply amount of the processing stock solution even if the property of the processing stock solution introduced into the machine changes on the way. It is supposed to be.
[0019]
More specifically, a pressure sensor is attached inside the stock solution supply port 8 (or on the way from the stock solution supply pump (not shown) to the stock solution supply port 8), and during the operation of the rotary press dehydrator 1, The inlet pressure of the stock solution is always measured. Then, the measured value of the inlet pressure is output as a signal and sent to the control device.
[0020]
In this way, the inlet pressure of the processing stock solution is constantly monitored by the control device, and a deviation between the measured value of the inlet pressure and the set value is detected, and when the measured value becomes higher than the set value, or becomes lower. If this happens, the rotation drive system (drive device and rotation shaft 2) is controlled by the control device in order to adjust the rotation speed of the screen.
[0021]
For example, during the operation of the rotary pressurized dehydrator, if the solids concentration in the untreated processing liquid to be introduced rises in the middle, the inlet pressure will also rise, but in this embodiment, In such a case, the rotation drive system is controlled so that the rotation speed of the screen 5 increases. This is because, when the rotation speed of the screen 5 increases, the moving speed of the solids in the filter chamber increases, and the amount of solids accumulated in the filter chamber decreases, and as a result, the inlet pressure decreases. Conversely, when the inlet pressure decreases due to a change in the properties of the processing stock solution, the rotation drive system is controlled so that the rotation speed of the screen decreases.
[0022]
As described above, even if the inlet pressure fluctuates due to a change in the properties of the processing stock solution during the introduction, the inlet pressure returns to the set value by controlling the rotation of the screen 5 to the optimum speed. It has become.
[0023]
The screen rotation speed (optimal rotation speed) that is optimal for maintaining the inlet pressure at the set value or for returning the screen is determined by the arithmetic processing unit of the controller based on the measured value of the inlet pressure (measured value). And the deviation of the set value is detected and calculated based on the result. Also, when the rotation speed of the screen actually changes based on the calculated value, the inlet pressure also changes accordingly.The measured value of the changed inlet pressure is fed back to the arithmetic processing unit. Therefore, a further optimal screen rotation speed is calculated based on the new measurement value and is reflected in driving.
[0024]
The rotary pressure dehydrator is automatically adjusted so that the outlet pressure does not deviate from the set value even when various conditions change during operation. More specifically, a pressure sensor is attached to a surface of the cake passage 14 which is in contact with the cake, so that the outlet pressure of the dewatered cake near the cake outlet 9 is always measured during the operation of the rotary press dewatering machine. And the measured value of the outlet pressure is output as a signal and sent to the control device.
[0025]
In this way, the outlet pressure of the dewatered cake will be constantly monitored by the control device, and a deviation between the measured value and the set value of the outlet pressure is detected, and when the measured value becomes higher than the set value, or becomes lower. If this happens, the opening area of the cake outlet 9 is automatically changed by the control device, and the outlet pressure is controlled to be constant.
[0026]
For example, when the outlet pressure becomes higher than the set value, the back pressure plate is displaced in a direction in which the opening area of the cake outlet 9 increases. This is because if the opening area of the cake outlet 9 is increased, the amount of dewatered cake discharged increases, and the outlet pressure decreases accordingly. Conversely, when the outlet pressure becomes lower than the set value, the back pressure plate is displaced in a direction in which the opening area of the cake outlet 9 becomes smaller so that the outlet pressure increases. .
[0027]
As described above, even if the outlet pressure fluctuates due to changes in various conditions, the outlet pressure quickly returns to the set value by performing control for optimizing the opening area of the cake outlet 9. .
[0028]
The optimal opening area (optimal opening area) of the cake outlet 9 for keeping the outlet pressure at the set value or returning the cake pressure to the set value is calculated by the arithmetic processing unit of the control device based on the measured value of the outlet pressure. The deviation between the measured value and the set value is detected and calculated based on the result. Further, when the opening area of the cake outlet 9 actually changes based on the calculated value, the outlet pressure also changes accordingly. The measured value of the changed outlet pressure is fed back to the arithmetic processing unit. As a result, a further optimal opening area is calculated based on the new measured value, and this is reflected in the operation.
[0029]
By performing such automatic control, the rotary pressure dehydrator according to the present embodiment can optimize the inlet pressure even if the properties of the introduced undiluted solution change on the way (not deviate from the set value). So that the outlet pressure is adjusted as well. As a result, a stable dehydration process can be performed. Further, since the inlet pressure and the outlet pressure are respectively controlled, the "inoperable state" in which the inlet pressure becomes higher than the outlet pressure and the stock solution spouts from the cake outlet can be avoided. This control can stabilize the dehydration treatment without changing the supply amount (introduction amount) of the processing stock solution, unlike the conventional rotary pressure dehydrator, so that the processing amount is smaller than the initially planned amount. The problem that they do not match can be suitably avoided.
[0030]
The “set values” for the inlet pressure and the outlet pressure are determined by the administrator for each processing operation or even during the processing operation in relation to the water content of the discharged dewatered cake, the SS recovery rate, and the like. It can be changed as appropriate by such means.
[0031]
In addition, only the set value for the outlet pressure is configured to be changed by an administrator or the like, and the set value for the inlet pressure is set to an optimum value according to a preset “relation between the outlet pressure and the inlet pressure”. May be automatically determined by the control device, and the necessary control (for example, control of the rotation speed of the screen) may be performed so that the inlet pressure is automatically adjusted to the standard value. In this case, the difference between the outlet pressure and the inlet pressure is automatically controlled to the optimum value.
[0032]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The rotary pressure dehydrator according to the present embodiment includes a refining machine 11, a stirrer 12, and a chemical injection pump 13 in the apparatus described as the first embodiment (the main body 1, a driving device, a control device, etc., not shown). (See FIG. 2).
[0033]
This rotary press dewatering machine is particularly applicable to dewatering sludge (excess sludge, mixed raw sludge, digested sludge, coagulated sludge, etc.). Prior to introduction into the main body 1, conditioning by a medicine can be performed in advance.
[0034]
More specifically, the sludge as the stock solution is first introduced into the mixing tank of the conditioner 11. A desired amount of medicine can be injected into the refining machine 11 by the chemical injection pump 13, and the introduced sludge and the injected medicine can be suitably stirred by the stirrer 12. . In the present embodiment, the sludge as the processing stock solution is supplied to the main body 1 from the refining machine 11 after being reconditioned (adding a chemical and stirring).
[0035]
Here, as a chemical added to the sludge, there is a polymer flocculant, and an inorganic flocculant such as iron polysulfate and PAC may be used in combination. The polymer flocculant can floc the sludge particles by charge neutralization and cross-linking to form “agglomerated sludge”, and as a result, solid-liquid separation properties can be improved. Further, when not only the polymer flocculant but also the inorganic flocculant is used in combination, the solid-liquid separation property of the processing stock solution can be further improved.
[0036]
In the rotary pressurized dehydrator according to the present embodiment, when the inlet pressure fluctuates due to a change in the properties of the sludge introduced into the main body 1, a control device that constantly monitors the inlet pressure fluctuates. Thereby, the rotation speed of the screen, the amount of the chemical added to the refining machine 11, and the amount of stirring by the stirrer 12 are automatically controlled, so that the inlet pressure can be quickly optimized. It has become.
[0037]
In addition, in order to maintain the inlet pressure at the set value or to restore the screen, the optimal rotation speed of the screen (optimal rotation speed), the amount of added medicine (optimized amount of added medicine), and the amount of stirring (optimized amount of stirring) are as follows: The arithmetic processing unit of the control device calculates the pressure based on the measured value of the inlet pressure (a deviation between the measured value and the set value is detected, and based on the result).
[0038]
In addition, when the rotation speed of the screen, the amount of added medicine, and the amount of agitation actually change based on the calculated value, the inlet pressure also changes accordingly, but the measured value of the changed inlet pressure is: Since the data is fed back to the arithmetic processing unit, a more optimal screen rotation speed and the like are calculated based on the new measurement value, and are reflected in the operation.
[0039]
Next, a third embodiment of the present invention will be described. The rotary pressure dehydrator according to the present embodiment includes the apparatus described as the second embodiment (the main body 1, a driving device and a control device (not shown), a refining machine 11, a stirrer 12, and a medicine as shown in FIG. 2). A cake water content meter and an SS recovery rate meter are added to the injection pump 13).
[0040]
The cake moisture content meter in the present embodiment is inside the main body 1 (or outside the main body 1). As an example, there is an electrode type, which has a pair of electrodes arranged at a predetermined interval, and is configured so that the dehydrated cake passes between them. Then, by measuring the electric resistance value between the two electrodes, the moisture content of the dewatered cake passing therethrough can be measured.
[0041]
The SS recovery rate meter according to the present embodiment measures the concentration of the undiluted solution (solid content in the undiluted solution), the water content of the cake, and the SS concentration of the filtrate (the concentration of the buoyant solids in the filtrate). It calculates the rate. The “SS recovery rate” means “the rate at which solids in the processing stock solution are recovered as a dewatered cake when the processing stock solution is separated into a dehydrated cake and a filtrate”. As an example, in the measurement of the stock solution concentration and the filtrate SS concentration, there is a method using reflection or transmission of laser light.
[0042]
The water content of the dehydrated cake measured by the cake moisture meter and the value of the SS recovery calculated by the SS recovery meter are output as signals and sent to the control device.
[0043]
And in the rotary press dewatering machine in the present embodiment, the water content of the dewatered cake and the SS recovery rate can be maintained at the minimum cost while maintaining the set values. I have.
[0044]
To explain this point in detail, in the present embodiment, the water content of the dewatered cake discharged from the cake outlet 9 of the main body 1 and the SS recovery rate are continuously measured and constantly monitored by the control device. When there is a gap between these values (measured values) and the set values, the rotation speed of the screen and the medicine supplied to the heat treatment device 11 are adjusted so as to quickly approach the set values. The amount of addition, the amount of stirring by the stirrer 12 (the degree of stirring), and the opening area of the cake outlet 9 are controlled.
[0045]
Both the water content of the dewatered cake and the SS recovery rate vary depending on the rotation speed of the screen, the amount of chemical added to the sludge by the chemical injection pump 13, the amount of stirring by the stirrer 12, or the change in the opening area of the cake outlet. Because it is what you get.
[0046]
The water content of the dehydrated cake and the degree of control required to bring the SS recovery rate close to the set value (the optimal rotation speed of the screen, the optimal amount of drug added, the optimal stirring amount, and the optimal opening area of the cake outlet 9) are as follows: Based on the measured values of the inlet pressure, the outlet pressure, the water content of the dewatered cake, and the SS recovery rate (the deviation between the measured value and the set value is detected by the arithmetic processing unit of the control device, and the result is also obtained). And) using a database.
[0047]
This database is a data showing the correlation between the rotation speed of the screen, the amount of added medicine, the amount of stirring, and the opening area of the cake outlet 9, the inlet pressure, the outlet pressure, the water content of the dewatered cake, and the SS recovery rate. In this case, a large amount of data obtained by past dehydration processing operations or various experiments performed in advance is accumulated. Every time a new dehydration process is performed, new data indicating the correlation between them is added and updated in this database as needed.
[0048]
Accordingly, the calculated values of the optimum rotation speed of the screen, the optimum amount of added medicine, the optimum amount of stirring, and the optimum opening area of the cake outlet 9 are gradually refined as the number of times of the dewatering process is increased. Therefore, the control efficiency will be improved accordingly.
[0049]
In addition, this database also stores data on the cost characteristics of each action for control, so that control methods that increase costs are not executed as much as possible, and the dehydrated cake contains water. When both the recovery rate and the SS recovery rate have achieved the set values, take actions that can be executed while maintaining the set values for these management items (reduction of the amount of added chemicals, reduction of the screen rotation speed, etc.). It is designed to be able to find and continue operation at minimum cost.
[0050]
It is often the case that only the concentration of the stock solution changes and the optimum amount of the added drug does not change. In this case, the amount of the chemical added is not controlled according to the change in the water content or the SS recovery rate of the dehydrated cake as described above, but instead of the amount of the solid content in the processing stock solution introduced into the refining machine 11. On the other hand, the amount of drug added is controlled so that the amount of drug added becomes a fixed ratio (that is, in proportion to the concentration of solids in the processing stock solution). ").).
[0051]
When performing this proportional dosing, it is necessary to measure the concentration of the undiluted solution introduced into the refining machine 11, but this includes a concentration of the undiluted solution which calculates the concentration by measuring the amount of reflection or transmission of the laser light. Can be used.
[0052]
Further, in the rotary pressure dehydrator in the present embodiment, the optimum stirring amount of the stirrer 12 is calculated after taking into consideration that the SS recovery rate does not deteriorate due to “excessive stirring”. . After the drug is added to the undiluted solution in the refining machine 11, the stirring is performed by the stirrer 12 so that the drug is uniformly dispersed in the undiluted solution. This is because the large flocs formed by the addition of sacrifice may be subdivided, and as a result, the SS recovery rate may deteriorate.
[0053]
The rotary pressure dehydrator in the present embodiment performs the above-described automatic control so that, even when various conditions change, the water content of the dewatered cake, and the SS recovery rate are kept constant. (Ie, so as not to deviate from the set value), and a stable dehydration process can be performed. Further, unlike the conventional rotary pressure dehydrator, the dehydration process can be stabilized without changing the supply amount (introduction amount) of the processing stock solution, so that the processing amount does not match the originally planned amount. Can be suitably avoided.
[0054]
In this embodiment, the action for the actual control of the rotation speed of the screen, the amount of added medicine, and the amount of agitation can be performed by controlling the number of rotations using an inverter. The opening area of the cake outlet 9 can be controlled by controlling the amount of displacement of the back pressure plate using air pressure, hydraulic pressure, or the like.
[0055]
【The invention's effect】
As described above, the rotary pressure dehydrator of the present invention can keep the inlet pressure constant by controlling the rotation speed of the screen, the amount of added chemicals, and the like, and also accurately control the outlet pressure. By performing the adjustment, stability during operation can be improved.
[0056]
Furthermore, according to the rotary pressure dehydrator of the present invention, since the above-mentioned effects can be achieved without changing the supply amount of the processing stock solution, the processing amount does not match the originally planned amount. Such a problem can be suitably avoided.
[0057]
In addition, not only the stability during operation and the stability of the treatment amount, but also the moisture content of the dewatered cake and the SS recovery rate, an excellent effect that the desired treatment can be performed while constantly monitoring these. Can be expected.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cutaway perspective view showing a basic structure of a main body 1 of a rotary pressure dehydrator according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing a relationship between components in a rotary pressurized dehydrator according to a second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1: body,
2: rotating shaft,
3: Inner ring spacer,
4: Outer ring spacer,
5: screen,
6: partition plate,
8: stock solution supply port,
9: Cake exit,
11: Temper,
12: stirrer,
13: Chemical injection pump,
14: Cake passage,

Claims

In the rotating pressurized dehydrator configured to be able to dewater the processing stock solution introduced into the filtration chamber while sending it forward by frictional force with the rotating screen and compressing it,
A rotary pressurized dehydrator, wherein the inlet pressure is automatically adjusted to a set value by controlling the rotation speed of the screen.

In a rotary pressurized dehydrator configured to be able to dewater the processing stock solution introduced into the filtration chamber after the addition of the drug, while sending it forward by frictional force with the rotating screen and compressing it,
A rotary pressurized dewatering machine characterized in that the inlet pressure is automatically adjusted to a set value by controlling the amount of drug added to the processing stock solution and / or the amount of processing stock solution stirred by the stirrer.

In the rotating pressurized dehydrator configured to be able to dewater the processing stock solution introduced into the filtration chamber while sending it forward by frictional force with the rotating screen and compressing it,
By controlling the opening area of the cake outlet, the outlet pressure acting on the dewatered cake is configured to be automatically adjusted to a preset value,
Further, a standard value of the inlet pressure is automatically determined according to the set value of the outlet pressure, and the necessary control is performed, whereby the inlet pressure is automatically adjusted to the standard value. A rotary pressure dehydrator characterized by the following.

By controlling the amount of drug added to the processing stock solution, the amount of stirring of the processing stock solution to which the drug was added, the number of rotations of the screen, or the opening area of the cake outlet, the water content of the dehydrated cake, and / or the SS recovery rate, Alternatively, the rotary pressure dehydrator is characterized in that the water content of the dewatered cake and / or the filtrate SS concentration are automatically adjusted to a set value.