JP2004358549A - スクリュープレス - Google Patents

Abstract

【課題】濃縮機能と脱水機能を持ったスクリュープレスに関し、特に、後端部のスクリュー軸にスクリーンを張設して両面ろ過を行い、低含水率の脱水ケーキを得ることができるスクリュープレスに関する。
【解決手段】スクリーン（５）を張設した外筒（４）を濃縮ゾーン（Ａ）とろ過・脱水ゾーン（Ｂ）に分割し、この外筒（４）内にスクリュー羽根（６）を巻き掛けたスクリュー軸（７）を内設したスクリュープレス（１）において、スクリュー軸（７）を後端部で分割し、この後端部のスクリュー軸（７）の外周面にスクリーン（１５）を張設するとともに、前記スクリュー羽根（６）の外周部及び内周部にスクレーパー（１３ａ、１３ｂ）をスクリーン（５，１５）に弾圧的に摺接させているので、スクリーン（５，１５）の目詰まり防止ができ、後端部での両面ろ過によって低含水率の脱水ケーキを効率よく取出すことができる。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、濃縮ゾーンの外筒を回転させながらろ過脱水を行うスクリュープレスに関し、詳しくは、低濃度汚泥でもスクリーンの目詰まりを防止しながら濃縮脱水が行え、脱水効率を向上させるスクリュープレスの改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、下水、し尿等の有機性汚泥をスクリュープレスで脱水処理する場合には、汚泥に高分子凝集剤を添加撹拌して、フロックを生成させ、この凝集汚泥をスクリュープレスに供給して脱水処理を行っている。しかし、固形物濃度の低い汚泥では、外筒スクリーンの前段部で多量の分離液を効率よく高速で排水することは困難であった。特に、この前段部は高分子凝集剤による薄膜がスクリーン内面に発生し、排水性が阻害されることにより残渣が付着して、目詰まりが発生し易いものである。このため、低濃度汚泥を遠心濃縮機や浮上濃縮機等の濃縮機により、濃縮した後、濃縮汚泥をスクリュープレスでろ過・脱水する方法がとられている。しかし、濃縮機とスクリュープレスを使用することにより、設置面積が大きく、駆動電力費も高くなるという問題があった。そして、維持管理にも人手がかかるという問題もある。
【０００３】
上記の問題を解消するために、外筒スクリーンの前半部を濃縮ゾーン、後半部をろ過・脱水ゾーンに構成し、この濃縮ゾーンの外筒スクリーンをスクリュー軸の回転方向に対して、差速回転させることにより、濃縮機能をもたせたスクリュープレスは公知である。しかし、前記濃縮機能をもったスクリュープレスにおいても、固形物濃度の低い汚泥では、外筒スクリーン前段の濃縮部には高分子凝集剤による薄膜がスクリーン内面に発生し、排水性が阻害されることにより残渣が付着して、目詰まりが発生し多量の分離液を効率よく高速で排水することは困難である。
【０００４】
【特許文献１】
特公平３−７８１２３号公報
【特許文献２】
特開昭６４−２９２０号公報
【０００５】
【発明が解決しょうとする課題】
前記、従来技術の問題を解決するために、外筒スクリーンを回転させながら連続して洗浄水を噴射することで外筒スクリーンの目詰まりを防止する方法が特許文献１に記載されている。しかし、特許文献１における方法では噴射された洗浄水がスクリーンの小孔を貫通して外筒内部に進入し、濃縮された汚泥が希釈され、濃縮効果が半減する恐れがあり、ろ過・脱水ゾーンにおける脱水効率やケーキ含水率にも影響を及ぼす恐れがある。
【０００６】
特許文献２には、外筒スクリーンの目詰まりを防止する方法として、スクリーンを断面が略三角形状をしたウエッジワイヤーで内周面側を狭く、外周面側が広いスリットで構成することにより、高圧搾が可能で、スリット部に入り込んだ夾雑物は漸次、外部に抜け出るため目詰まりを防止できるとの記載がある。さらに、特許文献２においては、スクリュー軸の後端部を外周面にスクリーンを張設した円筒状に形成して、ろ過部とし脱水効率を向上するようにした記載がある。
【０００７】
しかし、上記特許文献２においては、高分子凝集剤によって凝集された低濃度の汚泥を前段部に供給した場合、狭いスリットから多量のろ液を高速で排水することは困難であり、さらに、外筒スクリーンの内面とスクリュー軸のスクリーン外面には高分子凝集剤による薄膜が形成され、排水性が悪化して脱水効率が低下する恐れがある。そして、スクリュー軸のスクリーン面から内部に流入したろ液を排出するために真空ポンプで吸引しており、精度の高いシール構造が必要となったり、電力費等のランニングコストが嵩むといった課題がある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の従来技術における課題を解決したものであって、その要旨とするところは、スクリーンを張設した外筒を前半部の回転自在な濃縮ゾーンと後半部のろ過・脱水ゾーンに分割して、この分割した外筒内にスクリュー羽根を巻き掛けたスクリュー軸を内設し、前記濃縮ゾーンの外筒の始端部に供給したスラリーをスクリュー軸を回転させながら、ろ過・脱水を行ない、外筒のスクリーンからろ液を分離して、ろ過・脱水ゾーンの外筒の終端部からケーキを取出すスクリュープレスにおいて、上記スクリュー軸を後端部で前後方向に分割し、この後端部のスクリュー軸にスクリーンを張設し、前記スクリュー羽根の外周部に始端から後端に渡ってスクレーパーを配設するとともに、スクリュー羽根の内周部にも前記スクリュー軸のスクリーン面に対設してスクレーパーを配設し、このスクレーパーを外筒の内周面及びスクリュー軸のスクリーン面に弾圧的に摺接させて、スクリュー軸を回転させながらろ過・脱水を行い、さらに、前記外筒の分割部にクラッチを配設し、濃縮ゾーンとろ過・脱水ゾーンとを連結解離自在としたスクリュープレスである。
【０００９】
そして、前記分割したスクリュー軸のスクリーンを張設した後端部を固定とし、他端部を回転自在としたり、スクリュー軸に張設したスクリーンとしてウエッジワイヤーを用い、該ウエッジワイヤーのスリット側をろ過面とした。また、スクリュー軸を駆動させる駆動軸を中空とし、この駆動軸の外周部に前記スクリュー軸のスクリーンの内周面に対設する位置に複数の洗浄ノズルを配設し、前記スクリーンを洗浄するようにしたスクリュープレスである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
この発明に係るスクリュープレスは上述のように構成しており、下水、し尿等の有機性汚泥に高分子凝集剤を添加撹拌して、凝集フロックを生成させた汚泥をスクリュープレスの供給口に圧送すると、汚泥は外筒始端側のスクリュー軸の供給路に流入し、スクリュー軸に開口している供給孔より濃縮ゾーンのスクリュー羽根の間に供給されるので、凝集フロックがスクリュー羽根の影響を受けて破壊されることなく外筒の始端部に流入する。
【００１１】
濃縮ゾーンに供給された汚泥は、回転するスクリュー羽根で移送されながら外筒のスクリーンからろ液が排出され、濃縮が行われる。濃縮ゾーンの外筒をスクリュー軸とは逆方向に回転させることにより、相対的にスクリュー羽根の回転数が多くなり、スクリュー羽根の先端部に配設しているスクレーパーとスクリーンとの摺接回数が増加し、スクリーンに堆積してくるケーキ層や高分子凝集剤による薄膜を掻取って、目詰まりしようとするろ過面を再生して多量のろ液を排出することができる。そして、スクリーンの目詰まりをスクレーパーで未然に防止しながらスクリュー羽根で汚泥を移送させるので、固形物濃度が低く水負荷の大きい汚泥でも効率良く濃縮が行えるものである。
【００１２】
次に濃縮ゾーンで濃縮された汚泥は、ろ過・脱水ゾーンへと移送され、後半部のスクリュー羽根でろ過・脱水される。この時、濃縮ゾーンの外筒とろ過・脱水ゾーンの外筒を連続した円筒状に形成し、この外筒内に始端部から後端部に向かってテーパー状にその径を拡大させたスクリュー軸を配設して、外筒とスクリュー軸との間隙を後端側に向かって相対的に減少させるようにしているので、スクリュー羽根間の体積が漸減し、汚泥への加圧力が増大し、終端部の排出口から脱水されたケーキを取り出すことができるものである。さらに、スクリュー軸の後端部は円筒状に形成し、外周面にスクリーンを張設して、ろ過面としており、このスクリーン面に対接するスクリュー羽根にはスクレーパーを配設しているので、目詰まりを防止しながら外筒とスクリュー軸のスクリーンで両面ろ過が行え、更に、低含水率の脱水ケーキが得られ、汚泥の処理量も増加するものである。以下、図面に基づいて本発明に係るスクリュープレスの実施例について詳述する。
【００１３】
【実施例】
図１は本発明に係るスクリュープレスの縦断側面図であって、スクリュープレス１が前後のフレーム２，３に支架されており、濃縮ゾーンＡとろ過・脱水ゾーンＢに分割した外筒４の周部にはスクリーン５を張設し、この外筒４内に始端部から後端部に向かってテーパー状にその径を拡大させ、外周面にスクリュー羽根６を巻き掛けたスクリュー軸７をフレーム２，３で軸支している。該スクリュー軸７は駆動機８によって回転自在としている。濃縮ゾーンＡとろ過・脱水ゾーンＢに分割された外筒４は分割部に配設したクラッチ９によって、連結解離自在になっている。通常の濃縮、ろ過・脱水運転時においては、外筒４は解離された状態になっており、濃縮ゾーンＡの外筒４ａだけが、駆動機１０によって回動し、ろ過・脱水ゾーンＢの外筒４ｂは固定した状態になっている。外筒４ａの回転方向は後述するスクリュー軸７の回転方向とは逆方向に回転するようにしている。
【００１４】
高分子凝集剤によって凝集された汚泥をスクリュー軸７の先端部に開口している供給口１１から供給し、スクリュー軸７の外周面に開口した供給孔１２から、外筒４の濃縮ゾーンＡの始端部内に流入させる。流入した凝集汚泥は、前記スクリュー羽根６で移送されながら、外筒４のスクリーン５からろ液が分離・排出され濃縮される。前半部の濃縮ゾーンＡの外筒４ａをスクリュー軸７とは逆回転させることにより、スクリュー羽根６の先端部に配設しているスクレーパー１３ａ（後述する）とスクリーン５との摺接回数が増加し、スクリーン５の内周面に堆積するケーキ層や高分子凝集剤による薄膜を掻取って、スクリーン５面を再生するので、目詰まり防止ができ、連続してろ液を排出できる。そして、スクリーン５を開口率の大きい（略２０〜４０％）パンチングプレートで構成しているので、多量のろ液を排出することができ、固形物濃度が低く水負荷の大きい汚泥でも効率良く、濃縮が行える。濃縮ゾーンＡで濃縮された汚泥は、スクリュー羽根６によってろ過・脱水ゾーンＢへと移送され、スクリーン５からさらにろ液を排出して加圧・脱水されながら、後端部へと移動する。スクリュー軸７は後端部で分割しており、後端部のスクリュー軸１４は円筒状に形成し、外周面にはスクリーン１５を張設して、ろ過面としている。
【００１５】
図２に基づき、前記後端部のスクリュー軸１４について説明する。円筒状に形成したスクリュー軸１４の外周面には断面が略三角形状をした部材を多数並列して構成したウエッジワイヤーからなるスクリーン１５を張設しており、スクリーン５とスクリーン１５による両面ろ過ゾーンＣを形成し、該両面ろ過ゾーンＣで内外面から脱水を行うようにしているため、より低含水の脱水ケーキを排出口１６より取り出すことができる。排出口１６にはプレッサー１７が対設してあり、脱水ケーキに背圧を加えながら、排出口１６の開口量を調節するようにしている。前記ウエッジワイヤーは図５に示すようにスリット側を外周面になるように張設しており、該スリットは図３及び図４のように、スクリュー軸１４の軸芯と平行あるいは直交する方向のいずれでもよい。尚、スクリュー軸１４の終端部でプレッサー１７の先端部と接する部分には盲板１８を張設している。
【００１６】
次に、図２〜図４に基づき、スクリュー軸７，１４について詳述する。スクリュー軸７の終端部には側板１９を固着しており、側板１９には駆動軸２０が螺着されている。該駆動軸２０を回転させることにより、スクリュー軸７も回転するようになっている。この際、スクリュー軸１４は回転せず固定状態であり、摺動部材２１，２２によって側板１９と駆動軸２０に摺接している。前記駆動軸２０は中空形状をしており、駆動軸２０の外周部にはスクリーン１５を洗浄するための洗浄ノズル２３を、スクリーン１５の内周面に対設するように等ピッチに複数配設している。スクリュー軸７、１４の外周面にはスクリュー軸７の始端部からスクリュー軸１４の後端部まで、同一ピッチのスクリュー羽根６を連続して巻き掛けており、スクリュー軸７部のスクリュー羽根６はスクリュー軸７に溶接している。スクリュー軸１４部のスクリュー羽根６はスクリーン１５面とわずかな間隙を設けており、スクリュー羽根６だけが、スクリュー軸７と一体で回転するようになっている。そして、スクリュー羽根６は外筒４に張設しているスクリーン５の内面ともわずかな間隙を設けており、スクリュー羽根６とスクリーン５，１５との接触による磨耗を防ぐようにしている。
【００１７】
スクリュー羽根６にはスクリーン５，１５の目詰まりを防止するために、図５に示すスクレーパー１３ａ、１３ｂを配設している。スクレーパー１３ａはスクリーン５の内面に押圧するように、スクリュー羽根６の外周面部に始端から終端に渡って連続して配設している。スクレーパー１３ａは一連の帯状に構成しており、スクリュー羽根６の外周部に押え板２４で挟み込んで等ピッチでボルト２５とナット２６で固定されている。押え板２４もスクレーパー１３ａと同様に、スクリュー羽根６の始端から終端に渡って連続した一連の帯状に構成している。そして、スクレーパー１３ｂはスクリュー軸１４のスクリーン１５の外面に押圧するように、スクリュー羽根６の内周面部に連続して配設している。スクレーパー１３ｂは前記スクレーパー１３ａと同様に、スクリュー羽根６の内周部に押え板２７で挟み込んで等ピッチでボルト２５とナット２６で固定している。押え板２７も連続した一連の帯状に構成している。尚、スクレーパー１３ａ、１３ｂはゴム、樹脂等の弾性材を用いており、ボルト２５の貫通部は長孔にしているので、スクリーン５，１５との摺接による磨耗のため、押圧力が弱くなった場合には、押圧力の調節が容易にできるようにしている。
【００１８】
ろ過・脱水運転終了後やスクリーン５，１５に目詰まりが発生した場合には、濃縮ゾーンＡとろ過・脱水ゾーンＢに分割された外筒４をクラッチ９により一体に連結し、該外筒４を回転しながら、洗浄管２８から洗浄水を外筒４のスクリーン５外面に向けて噴射するとともに、中空の駆動軸２０の始端部に接続した洗浄水供給口２９からも洗浄水を供給して、駆動軸２０を回転させながら洗浄ノズル２３から洗浄水をスクリーン１５の内面に向けて噴射することにより、スクリーン５，１５の再生が行える。スクリュー軸１４内に落水した洗浄排水やろ液は排水管３０から排水トラフ３１に排水される。尚、スクリーン５の洗浄排水やろ過運転中のろ液も上記排水トラフ３１に集水され、排水口３２より機外に排出されるものである。
【００１９】
【発明の効果】
本発明のスクリュープレスは上述のように構成してあり、濃縮ゾーンの外筒をスクリュー軸とは逆回転させることにより、濃縮ゾーンのスクリュー羽根の回転数が相対的に多くなり、スクリュー羽根の外周部に配設したスクレーパーによって、外筒のスクリーン面に堆積して目詰まりを起こそうとするケーキ層や高分子凝集剤による薄膜を掻取って、ろ過面を再生するので、固形物濃度が低く水負荷の大きい汚泥でも効率良く濃縮・脱水が行える。そして、スクリュー軸を後端部で分割し、後端部のスクリュー軸の外周面にスクリーンを張設し、このスクリーンに対面するスクリュー羽根の内周部にはスクレーパーを配設して、このスクリーン面を再生するようにしているので、脱水ケーキへの加圧力が高くなる後端部において、脱水ケーキの内外面から両面ろ過を行い、効率良くろ液の排出が行え、低含水率の脱水ケーキを取出すことができ、汚泥の処理量も増大できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るスクリュープレスの一部縦断側面図である。
【図２】本発明に係るスクリュープレスの要部の縦断側面図である。
【図３】同じく、スクリーンを張設したスクリュー軸の概略斜面図である。
【図４】同じく、スクリーンを張設したスクリュー軸の他の実施例の概略斜面図である。
【図５】同じく、スクリュー羽根に取付けたスクレーパーの一部縦断側面図である。
【符号の説明】
１ スクリュープレス
４、４ａ、４ｂ 外筒
５、１５ スクリーン
６ スクリュー羽根
７、１４ スクリュー軸
９ クラッチ
１３ａ、１３ｂ スクレーパー
２０ 駆動軸
２３ 洗浄ノズル
Ａ 濃縮ゾーン
Ｂ ろ過・脱水ゾーン

Claims (5)

1. スクリーン（５）を張設した外筒（４）を前半部の回転自在な濃縮ゾーン（Ａ）と後半部のろ過・脱水ゾーン（Ｂ）に分割して、この分割した外筒（４）内にスクリュー羽根（６）を巻き掛けたテーパー状のスクリュー軸（７）を内設し、前記濃縮ゾーン（Ａ）の外筒（４ａ）の始端部に供給したスラリーをスクリュー軸（７）を回転させながら、ろ過・脱水を行ない、スクリーン（５）からろ液を分離して、ろ過・脱水ゾーン（Ｂ）の外筒（４ｂ）の終端部からケーキを取出すスクリュープレス（１）において、上記スクリュー軸（７）を後端部で分割し、この後端部のスクリュー軸（１４）を円筒状に形成し、外周面にスクリーン（１５）を張設し、前記スクリュー羽根（６）の外周部に始端から終端に渡ってスクレーパー（１３ａ）を配設するとともに、スクリュー羽根（６）の内周部にも前記スクリュー軸（１４）のスクリーン（１５）面に対設してスクレーパー（１３ｂ）を配設し、このスクレーパー（１３ａ、１３ｂ）を外筒（４）の内周面及びスクリュー軸（１４）のスクリーン（１５）面に弾圧的に摺接させて、スクリュー軸（７）を回転させながらろ過・脱水を行うことを特徴とするスクリュープレス。
2. 上記スクリュー軸（７）を回転自在とし、後端部のスクリュー軸（１４）を固定としたことを特徴とする請求項１に記載のスクリュープレス。
3. 上記スクリュー軸（１４）に張設したスクリーン（１５）としてウエッジワイヤーを用い、該ウエッジワイヤーのスリット側をろ過面としたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のスクリュープレス。
4. 上記スクリュー軸（７）を駆動させる駆動軸（２０）を中空とし、この駆動軸（２０）の外周部にスクリュー軸（１４）のスクリーン（１５）の内周面に対設する位置に複数の洗浄ノズル（２３）を配設し、前記スクリーン（１５）を洗浄するようにしたことを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載のスクリュープレス。
5. 上記外筒（４）の分割部にクラッチ（９）を配設し、濃縮ゾーン（Ａ）とろ過・脱水ゾーン（Ｂ）とを連結解離自在としたことを特徴とする請求項１乃至請求項４に記載のスクリュープレス。

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