JP2004089877A

JP2004089877A - 遠心分離機

Info

Publication number: JP2004089877A
Application number: JP2002255585A
Authority: JP
Inventors: Noboru Suzuki; 鈴木　登
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2002-08-30
Filing date: 2002-08-30
Publication date: 2004-03-25

Abstract

【課題】未凝集の固形分が多い凝集不足の供給汚泥を遠心分離する場合に、分離液の処理負荷の増大も、固形分の回収率の低下も抑制できるようにする。
【解決手段】回転筒１と、回転筒内で回転自在なスクリューコンベア２とを設けて、回転筒の駆動回転で供給汚泥を分離汚泥Ｂ１と分離液Ｂ２とに遠心分離しながら、スクリューコンベアで分離汚泥と分離液とを各別に排出可能に設け、分離汚泥の含水率が所望含水率になるように、スクリューコンベアの回転速度を制御する通常運転モードによる運転制御を実行する運転制御手段３５を設けてある遠心分離機であって、分離液の濃度を検出する濃度検出器３９を設け、通常運転モードによる運転制御中に、濃度検出器による検出濃度が強制運転開始用濃度以上になると、回転筒とスクリューコンベアとの回転速度差を強制的に増大させる強制運転モードによる運転制御に切り換えるように構成してある。
【選択図】　　　　図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、横軸芯周りで回転自在な回転筒と、前記回転筒内で略同芯状に回転自在なスクリューコンベアとを設けて、前記回転筒の駆動回転で、その回転筒内の供給汚泥を分離汚泥と分離液とに遠心分離しながら、前記スクリューコンベアの前記回転筒に対する相対回転で、前記分離汚泥と前記分離液とを前記回転筒から各別に排出可能に設け、前記回転筒から排出される分離汚泥の含水率が所望含水率になるように、前記スクリューコンベアの回転速度を制御する通常運転モードによる運転制御を実行する運転制御手段を設けてある遠心分離機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記遠心分離機は、スクリューコンベアの回転速度を制御して分離汚泥の搬送速度を調節することにより、回転筒内での分離汚泥の滞留時間、つまり、分離汚泥が遠心分離作用を受ける時間を調節して、所望含水率の分離汚泥を回転筒から排出できるように構成したものであり、従来、汚泥性状の一時的な変化等に起因する供給汚泥の凝集状態の変化を特に考慮することなく、回転筒から排出される分離汚泥の含水率が所望含水率になるように、スクリューコンベアの回転速度を制御する通常運転モードによる運転制御を実行するように構成している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この為、一時的に、未凝集分が多い凝集不足の供給汚泥を分離汚泥と分離液とに遠心分離しているようなときは、未凝集の固形分を多く含む懸濁した分離液が回転筒から排出されて、その分離液の処理負荷が増大するおそれがあるとともに、分離汚泥として回収するべき固形分の回収率も低下する欠点がある。
【０００４】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、未凝集の固形分が多い凝集不足の供給汚泥を遠心分離するような場合に、分離液の処理負荷の増大も、固形分の回収率の低下も抑制できるようにすることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明の特徴構成は、横軸芯周りで回転自在な回転筒と、前記回転筒内で略同芯状に回転自在なスクリューコンベアとを設けて、前記回転筒の駆動回転で、その回転筒内の供給汚泥を分離汚泥と分離液とに遠心分離しながら、前記スクリューコンベアの前記回転筒に対する相対回転で、前記分離汚泥と前記分離液とを前記回転筒から各別に排出可能に設け、前記回転筒から排出される分離汚泥の含水率が所望含水率になるように、前記スクリューコンベアの回転速度を制御する通常運転モードによる運転制御を実行する運転制御手段を設けてある遠心分離機であって、前記分離液の濃度を検出する濃度検出器を設け、前記運転制御手段を構成するに、前記通常運転モードによる運転制御中に、前記濃度検出器による前記分離液の検出濃度が強制運転開始用濃度以上になると、前記回転筒と前記スクリューコンベアとの回転速度差を強制的に増大させる強制運転モードによる運転制御に切り換えるように構成してある点にある。
【０００６】
〔作用及び効果〕
回転筒から排出される分離汚泥の含水率が所望含水率になるように、スクリューコンベアの回転速度を制御する通常運転モードによる運転制御中に、未凝集の固形分が多い凝集不足の供給汚泥を分離汚泥と分離液とに遠心分離していて、未凝集の固形分を多く含む懸濁した分離液が分離された結果、濃度検出器による分離液の検出濃度（固形分濃度）　が強制運転開始用濃度以上になると、分離汚泥の搬送速度が速くなるように、回転筒とスクリューコンベアとの回転速度差（差速）　を強制的に増大させる強制運転モードによる運転制御に切り換える。
【０００７】
従って、未凝集の固形分が多い凝集不足の供給汚泥を遠心分離するような場合に、その供給汚泥が遠心分離作用を受ける時間を短縮して、未凝集の固形分を多く含む分離汚泥と、未凝集の固形分が少ない分離液とに分離できるようになり、分離液の処理負荷の増大も、固形分の回収率の低下も抑制できる。
【０００８】
請求項２記載の発明の特徴構成は、前記運転制御手段を構成するに、前記強制運転モードによる運転制御中に、前記濃度検出器による検出濃度が通常運転開始用濃度以下になると、前記通常運転モードによる運転制御に切り換えるように構成してある点にある。
【０００９】
〔作用及び効果〕
強制運転モードによる運転制御によって未凝集の固形分が少ない分離液を分離できるようになり、その結果、濃度検出器による検出濃度が通常運転開始用濃度以下になると、強制運転モードによる運転制御から通常運転モードによる運転制御にタイミング良く切り換えることができるので、不必要に強制運転モードによる運転制御を続けることなく、回転筒から排出される分離汚泥の含水率が所望含水率になるように能率良く運転できる。
【００１０】
請求項３記載の発明の特徴構成は、前記強制運転モードにおいて、前記濃度検出器による検出濃度が通常運転開始用濃度以下になるまでは、前記回転速度差を徐々に増大させ、前記検出濃度が通常運転開始用濃度以下になると、その時の回転速度差を設定時間に亘って維持する運転制御を実行するように構成してある点にある。
【００１１】
〔作用及び効果〕
強制運転モードにおいて、濃度検出器による検出濃度が通常運転開始用濃度以下になるまでは、回転速度差を徐々に増大させるので、回転速度差を過剰に増大させることなく、未凝集の固形分を多く含む分離汚泥と未凝集の固形分が少ない分離液とに分離でき、また、検出濃度が通常運転開始用濃度以下になると、その時の回転速度差を設定時間に亘って維持するので、ハンチング現象を防止できて、分離液の処理負荷の増大も、固形分の回収率の低下も確実に抑制できる。
【００１２】
請求項４記載の発明の特徴構成は、前記通常運転モードにおいて、前記分離汚泥の搬送負荷が前記所望含水率に応じて設定した設定搬送負荷になるように、前記スクリューコンベアの回転速度を制御する運転制御を実行し、前記強制運転モードにおいて、前記設定搬送負荷をより小さい強制運転用負荷に強制的に設定変更して、前記回転速度差を強制的に増大させる運転制御を実行するように構成してある点にある。
【００１３】
〔作用及び効果〕
通常運転モードにおいて、分離汚泥の搬送負荷が所望含水率に応じて設定した設定搬送負荷になるように、スクリューコンベアの回転速度を制御する運転制御を実行し、強制運転モードにおいては、通常運転モードによる運転制御用に設定した設定搬送負荷をより小さい強制運転用負荷に強制的に設定変更して、回転速度差を強制的に増大させるので、制御構成の簡略化を図ることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、略水平な横軸芯Ｘ周りで回転自在な円筒状のボウル（回転筒）　１と、ボウル１内で略同芯状に回転自在なスクリューコンベア２とを設けて、ボウル１の駆動回転で、そのボウル１内の凝集汚泥（　　供給汚泥の一例）　Ｂを脱水汚泥（分離汚泥の一例）　Ｂ１と分離液Ｂ２とに遠心分離しながら、スクリューコンベア２のボウル１に対する相対回転で、脱水汚泥Ｂ１と分離液Ｂ２とをボウル１から各別に排出可能に設けてあるスクリュー型遠心脱水機（　　遠心分離機の一例）　Ａを示す。
【００１５】
前記ボウル１は、その両端に中空の回転支軸３ａ，３ｂを一体に設けて、軸受け４ａ，４ｂに回転自在に支持してあり、一方の回転支軸３ａと電動モータ５とに亘って伝動ベルト６を巻き掛けて、電動モータ５による駆動回転で、ボウル１内の凝集汚泥Ｂを脱水汚泥Ｂ１と分離液Ｂ２とに遠心分離できるように構成してある。
【００１６】
前記スクリューコンベア２は、中空軸７の外周部にスクリュー羽根８を螺旋状に設けて構成してあり、中空軸７の一端側に固定した伝動軸９を一方の回転支軸３ａに相対回転自在に挿通すると共に、中空軸７の他端側にその内側に連通するように固定した筒軸１０を他方の回転支軸３ｂに相対回転自在に挿通して、ボウル１内で略同芯状に回転自在に支持し、汚泥供給管１１を筒軸１０に相対回転自在に挿通して中空軸７の内部に入り込ませるとともに、薬液供給管１２を汚泥供給管１１の内側に挿通して中空軸７の内部に入り込ませて、原汚泥Ｃを汚泥供給管１１を通して中空軸７の内部に供給し、また、凝集用薬液Ｄを薬液供給管１２を通して中空軸７の内部に供給して、中空軸７の内部で混合し、中空軸７に形成した汚泥供給用貫通孔１３を通して、ボウル１とスクリューコンベア２との間の分離用空間１４に供給できるようにしてある。
【００１７】
そして、一方の回転支軸３ａに固定してある油圧モータ１５の駆動軸に伝動軸９を連結して、電動モータ５でボウル１を油圧モータ１５と共に回転させながら、油圧モータ１５の駆動でスクリューコンベア２をボウル１に対して相対的に駆動回転させて、ボウル１内の凝集汚泥Ｂを脱水汚泥Ｂ１と分離液Ｂ２とに遠心分離しながら、脱水汚泥Ｂ１をボウル１の一端側に搬送して、円錐台状に突設したコンベア基部１６と円錐台状に凹入させたボウル端部１７との間に形成した漏斗状の通路１８を通して、脱水ケーキＥをケーキ排出部１９に排出すると共に、分離液Ｂ２をボウル１の他端側に形成した分離液排出孔２０からオーバーフローさせて、分離液排出管２１に排出するように構成してある。
【００１８】
図２は、上記スクリュー型遠心脱水機Ａによる原汚泥（下水汚泥）　Ｃの脱水処理システムを示し、原汚泥Ｃを攪拌しながら貯留する汚泥貯留槽２２に、汚泥供給ポンプ２３と流量計２４と電動弁２５とを設けてある汚泥供給管１１を接続するとともに、凝集剤Ｆを溶解する薬品溶解槽２６に、薬液供給ポンプ２７と流量計２８とを設けてある薬液供給管１２を接続してある。
【００１９】
また、洗浄水Ｇを貯留する洗浄水槽３０と汚泥供給管１１とを、洗浄水ポンプ３１と電動弁３２とを設けた洗浄水供給管３３を介して連通接続し、ケーキ排出部１９から排出された脱水ケーキＥを搬出する搬送コンベア３４を設けてある。
【００２０】
図３は、上記スクリュー型遠心脱水機Ａの運転制御を説明するブロック図で、ボウル１から排出される脱水汚泥Ｂ１の含水率が所望含水率になるように、スクリューコンベア２の回転速度を制御する脱水運転モード（　　通常運転モードの一例）　による運転制御を実行する運転制御手段３５を設けてある。
【００２１】
前記運転制御手段３５は、ボウル１の回転数（回転速度）　を検出するボウル用回転数センサ３６と、スクリューコンベア２の回転数（回転速度）　を検出するコンベア用回転数センサ３７とを設けて、設定手段３８で設定した一定の設定回転数でボウル１が回転するように電動モータ５を駆動させると共に、分離液Ｂ２の濃度（固形分濃度）　を検出する濃度検出器３９を分離液排出管２１に設けて、図４のフローチャートで示すように、脱水運転モードによる運転制御中に、濃度検出器３９による検出濃度ＫＤが一時的に設定手段３８で設定した強制運転開始用濃度ＳＤａ以上になると（ステップ＃１〜＃３）　、ボウル１とスクリューコンベア２との差速（回転速度差）　を強制的に増大させる強制運転モードによる運転制御に切り換える（ステップ＃４）　ように構成してある。
【００２２】
前記脱水運転モードによる運転制御について説明すると、油圧ポンプ４０から油圧モータ１５に作動油を供給する作動油供給管４１に、供給流量を調節する電動式の流量調整弁４２と、その下流側で作動油の油圧を脱水汚泥Ｂ１の搬送負荷として検出する油圧力検出器４３とを設けて、油圧力検出器４３で検出した検出油圧ＫＦ、つまり、脱水汚泥Ｂ１の検出搬送負荷が、設定手段３８で所望含水率に応じて設定した一定範囲の脱水用設定油圧ＳＦ、つまり、設定搬送負荷になるように流量調整弁４２を調整して、スクリューコンベア２の回転数を制御する運転制御を実行する。
【００２３】
すなわち、図５のフローチャートで示すように、脱水汚泥Ｂ１の含水率が所望含水率よりも高くて検出油圧ＫＦが脱水用設定油圧ＳＦよりも低くなると、脱水汚泥Ｂ１が遠心分離作用を受ける時間が長くなって脱水汚泥Ｂ１の含水率が低くなり、その結果、検出油圧ＫＦが脱水用設定油圧ＳＦに戻るように、流量調整弁４２を調整してスクリューコンベア２の回転数を減少させ（ステップ＃１１，＃１２）　、また、脱水汚泥Ｂ１の含水率が所望含水率よりも低くて検出油圧ＫＦが脱水用設定油圧ＳＦよりも高くなると、脱水汚泥Ｂ１が遠心分離作用を受ける時間が短くなって脱水汚泥Ｂ１の含水率が高くなり、その結果、検出油圧ＫＦが脱水用設定油圧ＳＦに戻るように、流量調整弁４２を調整してスクリューコンベア２の回転数を増大する（ステップ＃１３，＃１４）　。
【００２４】
前記強制運転モードによる運転制御について説明すると、図６のフローチャートと図７のタイムチャートで示すように、検出濃度ＫＤが設定手段３８で設定した脱水運転開始用濃度（　　通常運転開始用濃度の一例）　ＳＤｂ以下になるまで、脱水用設定油圧ＳＦ、つまり、脱水用設定搬送負荷を、より小さい強制運転用油圧ＦＦ、つまり、強制運転用負荷になるように、一定割合で徐々に強制的に減少するように設定変更して、ボウル１とスクリューコンベア２との差速（回転速度差）　を強制的に増大させる（ステップ＃２１，＃２２）　。
【００２５】
そして、検出濃度ＫＤが脱水運転開始用濃度ＳＤｂ以下になると、その時の回転速度差を設定時間に亘って維持して、つまり、その時の強制運転用油圧ＦＦに対応する回転数でスクリューコンベア２を回転させ（ステップ＃２３）　、設定時間が経過すると、強制運転用油圧ＦＦを一定割合で徐々に強制的に増大するように、つまり、差速（回転速度差）　が減少するように設定変更して脱水用設定油圧ＳＦに戻し（ステップ＃２４，＃２５）　、脱水運転モードによる運転制御に切り換える。
【００２６】
〔その他の実施形態〕
１．本発明による遠心分離機は、通常運転モードによる運転制御中に、濃度検出器による検出濃度が強制運転開始用濃度以上になると、回転筒とスクリューコンベアとの回転速度差を、予め設定してある設定回転速度差になるように、強制的に増大させる強制運転モードによる運転制御に切り換えるように構成してあっても良い。
２．本発明による遠心分離機は、強制運転モードによる運転制御中に、濃度検出器による検出濃度が通常運転開始用濃度以下になると、直ちに、通常運転モードによる運転制御に切り換えるように構成してあっても良い。
３．本発明による遠心分離機は、回転筒の駆動回転で、供給汚泥を分離汚泥としての濃縮汚泥と分離液とに遠心分離しながら、スクリューコンベアの回転筒に対する相対回転で、濃縮汚泥と分離液とを回転筒から各別に排出可能に設けてあるスクリュー型遠心濃縮機であっても良い。
４．本発明による遠心分離機は、回転筒の駆動回転で、凝集していない供給汚泥を分離汚泥と分離液とに遠心分離しながら、スクリューコンベアの回転筒に対する相対回転で、分離汚泥と分離液とを回転筒から各別に排出可能に設けてあるスクリュー型遠心脱水機やスクリュー型遠心濃縮機であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】遠心分離機の縦断面図
【図２】脱水処理システムの説明図
【図３】運転制御を説明するブロック図
【図４】運転制御を説明するフローチャート
【図５】通常運転モード（　　脱水運転モード）　による運転制御を説明するフローチャート
【図６】強制運転モードによる運転制御を説明するフローチャート
【図７】強制運転モードによる運転制御を説明するタイムチャート
【符号の説明】
Ｘ　　　横軸芯
１　　　回転筒
２　　　スクリューコンベア
３５　　運転制御手段
３９　　濃度検出器
Ｂ　　　供給汚泥
Ｂ１　　分離汚泥
Ｂ２　　分離液
ＦＦ　　強制運転用負荷
ＫＤ　　検出濃度
ＳＤａ　強制運転開始用濃度
ＳＤｂ　通常運転開始用濃度
ＳＦ　　設定搬送負荷

Claims

横軸芯周りで回転自在な回転筒と、前記回転筒内で略同芯状に回転自在なスクリューコンベアとを設けて、前記回転筒の駆動回転で、その回転筒内の供給汚泥を分離汚泥と分離液とに遠心分離しながら、前記スクリューコンベアの前記回転筒に対する相対回転で、前記分離汚泥と前記分離液とを前記回転筒から各別に排出可能に設け、
前記回転筒から排出される分離汚泥の含水率が所望含水率になるように、前記スクリューコンベアの回転速度を制御する通常運転モードによる運転制御を実行する運転制御手段を設けてある遠心分離機であって、
前記分離液の濃度を検出する濃度検出器を設け、
前記運転制御手段を構成するに、
前記通常運転モードによる運転制御中に、前記濃度検出器による前記分離液の検出濃度が強制運転開始用濃度以上になると、前記回転筒と前記スクリューコンベアとの回転速度差を強制的に増大させる強制運転モードによる運転制御に切り換えるように構成してある遠心分離機。
前記運転制御手段を構成するに、
前記強制運転モードによる運転制御中に、前記濃度検出器による検出濃度が通常運転開始用濃度以下になると、前記通常運転モードによる運転制御に切り換えるように構成してある請求項１記載の遠心分離機。
前記強制運転モードにおいて、
前記濃度検出器による検出濃度が通常運転開始用濃度以下になるまでは、前記回転速度差を徐々に増大させ、前記検出濃度が通常運転開始用濃度以下になると、その時の回転速度差を設定時間に亘って維持する運転制御を実行するように構成してある請求項１又は２記載の遠心分離機。
前記通常運転モードにおいて、前記分離汚泥の搬送負荷が前記所望含水率に応じて設定した設定搬送負荷になるように、前記スクリューコンベアの回転速度を制御する運転制御を実行し、
前記強制運転モードにおいて、前記設定搬送負荷をより小さい強制運転用負荷に強制的に設定変更して、前記回転速度差を強制的に増大させる運転制御を実行するように構成してある請求項１〜３のいずれか１項記載の遠心分離機。