JP2010116245A - 脱水汚泥貯留設備 - Google Patents

Abstract

【課題】脱水汚泥のブリッジングの防止、脱水汚泥の排出を確実に行い得るようにすると共に、羽根にしさ分が絡み付くことを防止し得るようにする。
【解決手段】貯槽本体３内に、回転方向を正転及び逆転し得るよう設けた板状の羽根２８を設ける。羽根２８には、貯槽本体３内に貯留した脱水汚泥を攪拌してブリッジングを防止すると共に脱水汚泥を貯槽本体３の底板３ａに設けた排出口２９から排出する場合に回転方向前方となる側の上面に、回転方向に向けて下り勾配となる傾斜をを付し且つ回転中心側から離反した端部を回転方向後方へ向けて円弧状に形成し、貯槽本体３内に貯留した脱水汚泥を排出口２９に掻き寄せる場合に回転方向前方となる側の端部は、垂直に形成すると共に、回転方向前方となる端部を平面視で凹んだ凹状に形成する。脱水汚泥の攪拌によるブリッジングの防止及び掻き寄せは運転方向の切り替えによる羽根２８の回転方向の変更及び羽根２８の形状により行なう。又、回転方向の変更によりしさ分が絡むのを防止することもできる。
【選択図】図２

Description

本発明は脱水汚泥貯留設備に関するものである。

各地域の下水処理施設で下水汚泥が処理されて生成された脱水汚泥は、焼却炉で処理される前に一時的に脱水汚泥貯留設備に貯留される。而して、従来の脱水汚泥貯留設備には、特許文献１、２等に示すものがある。

特許文献１では、サイロの底面を貫通してサイロ内に突出する縦向きの回転軸に、サイロの径方向へ延在する複数の回転羽根が固設され、回転軸を介して回転羽根が回転することにより、サイロ内の脱水ケーキである脱水汚泥は、底面に設けた排出口に向かって掻き寄せられ、押出されるようになっている。

特許文献２では、貯留槽の底面を貫通して貯留槽内に突出する縦向きの揺動軸に、貯留槽の径方向へ延在する複数のアームが固設され、該アームがシリンダにより揺動軸を介して正逆転を繰返すことにより、貯留槽内の粉粒体若しくは粘稠物といった脱水汚泥は、貯留槽底面に設けた排出口に掻き寄せらて排出口から排出トラフに送込まれ、スクリュウコンベヤにより搬送される。
特開平１１−１１６８０号公報 特公昭６２−２２８８６号公報

脱水汚泥貯留設備の場合、回転羽根或はアームにより、貯留された脱水汚泥のブリッジングを防止すると共に、サイロ若しくは貯留槽に貯留された脱水汚泥を排出口に向け掻き寄せ、排出する必要がある。

しかし、特許文献１の設備では、回転羽根は一方向へのみ回転するようにしており、且つ、排出口は回転羽根の先端側と基端側の略中間位置に設けられ、しかも、回転羽根の前面は先端側では内側に、基端側では外側に傾斜させている。このため、特許文献１の設備では、サイロ内に貯留されている脱水汚泥は排出口に向け掻き寄せられ排出されるが、回転羽根の先端側部分と基端側部分の夫々が、上方に積層した脱水汚泥を掻き寄せる力は弱く、従って、脱水汚泥は結局そのままサイロ内に残留し、貯留されている脱水汚泥にブリッジングが生じる虞を解消することはできない。ここで、ブリッジングとは、貯留されている脱水汚泥の下面に、縦断面がアーチ型の空洞ができる現象をいう。又、回転羽根の回転方向が一方向の場合、ブリッジングの防止を目的とした場合には、掻き寄せが不十分になる虞がある。更に、回転羽根の回転方向が一方向の場合、脱水汚泥に含まれる髪の毛や繊維質のしさ分が回転羽根に絡み付き、最終的には運転停止の虞がある。

特許文献２の装置では、アームは正逆転を繰返すため、貯留槽内でのブリッジングの防止、脱水汚泥の排出口への掻き寄せ及び排出をある程度は行うことができる。しかし、アームは３６０度以上の範囲に亘り回転することは出来ないため、例えば、平面視で貯留槽の排出口や排出トラフが、該貯留槽の片側に偏って設けられていたりすると、１８０度以下の移動範囲の揺動羽根では、脱水汚泥の掻き寄せを十分に行うことはできず、又、脱水汚泥の排出、ブリッジングの防止についても、揺動羽根が動作しても切り崩すことができない死に領域が生じてしまう。このため特許文献２の装置では、脱水汚泥の掻き寄せ、ブリッジングの防止の何れも不完全で、十分に行うことができない虞がある。

本発明は、上述の実情に鑑み、貯留槽に貯留された脱水汚泥の排出口に対する掻き寄せ及び排出、ブリッジングの防止を確実に行い得るようにすると共に、羽根にしさ分が絡み付くことを防止し得るようにした脱水汚泥貯留設備を提供することを目的としてなしたものである。

請求項１の脱水汚泥貯留設備は、
貯槽本体内の底板近傍に、回転方向を正転及び逆転し得るようにした板状の羽根を水平方向へ駆動可能に設け、
前記羽根には、
貯槽本体内に貯留した脱水汚泥を攪拌してブリッジングを防止すると共に脱水汚泥を貯槽本体の底板に設けた排出口から排出する場合に、正回転方向前方となる側の端面に、正回転方向前方へ向けて下り勾配となる傾斜を付し、且つ回転中心側から離反した端部を平面視で正回転方向後方へ向けて円弧状に形成し、
前記貯槽本体内に貯留した脱水汚泥を前記排出口に掻き寄せる場合に逆回転方向前方となる側の端面を、垂直に形成すると共に、平面視で逆回転方向後方へ向けて凹んだ凹状に形成したものである。

請求項２の脱水汚泥貯留設備においては、貯槽本体の底板下面には、排出口から排出された脱水汚泥を搬送するための搬送装置が設けられているものであり、請求項３の脱水汚泥貯留設備においては、貯槽本体内の脱水汚泥が所定量よりも多い場合は、羽根は脱水汚泥を攪拌してブリッジングを防止する正転方回転方向へ回転し、所定量よりも少ない場合は、羽根は脱水汚泥を掻き寄せる逆回転方向へ回転するよう構成されている。又、請求項４の脱水汚泥貯留装置は、貯槽本体に取付けられた枠体に設置された水平形の減速電動機及び水平な入力軸が前記減速電動機に接続され且つ出力軸が垂直の減速機と、該減速機の出力軸に継ぎ手を介し下端が接続された縦形の軸体と、前記羽根が外周に接続された環体が取付けられて前記軸体の上端に外嵌されたボスとを備え、前記軸体には、前記枠体の前記減速機上方の部分に設置されたケーシングに内嵌した軸受及びスラスト軸受が外嵌されているものであり、請求項５の脱水汚泥設備においては、ボスには貯槽本体の底板に固設されたシールケースが外嵌されており、該シールケースには、前記ボスに外嵌する第一のシール手段が内嵌さており、シールケースのフランジと貯槽本体の底板の間には、第二のシール手段が介装されているものである。

本発明の請求項１〜５に記載の脱水汚泥貯留設備によれば、貯留槽からの脱水汚泥の排出中に、貯留槽内部の脱水汚泥にブリッジングが生じることがなく、且つ、貯留槽内の脱水汚泥が少量となっても確実に下部の排出口や排出トラフへ排出することが可能であり、しかも、羽根にしさ分が付着することを防止することができるので、安定した操業を行うことができ、又、羽根が支持される軸体に掛かるスラスト荷重はスラスト軸受により支持され、減速機には掛からず、且つ、貯留槽本体からの脱水汚泥は減速機側に漏洩しないため減速機内に侵入することを防止でき、これらのことから、減速機の破損を防止することができるという優れた効果を奏し得る。

以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
図１〜図８は本発明を実施する形態の一例である。而して、図中、１は床面上に立設された架台であり、該架台１上端部の横梁１ａに設置した４個のロードセルのような荷重検出器２には、円筒形の貯槽本体３がブラケット４を介して搭載され、支持されている。

貯槽本体３の底板３ａの下面に固設した横梁５（図３参照）には、下方へ垂下する枠体６が固設されており、枠体６には、減速機７が搭載されている。減速機７の入力軸７ａは水平向きであり、出力軸７ｂは縦向きであり、又、入力軸７ａと出力軸７ｂとは９０度位相を異ならしめている。

枠体６には、減速電動機８が設置されており、減速電動機８はカップリング９を介して減速機７の入力軸７ａに連結されている。枠体６の上部側には、中空円筒状のケーシング１０が設置されており、ケーシング１０の中空部には、上下に所定の間隔で主としてラジアル荷重支持用の軸受１１が内嵌されている。又、ケーシング１０の下端には底部に貫通孔を有する皿形状のケーシング１２が接続されており、ケーシング１２にはスラスト軸受１３が内嵌されている。

減速機７の出力軸７ｂの上方には、縦向きの軸体１４が配設されている。而して、軸体１４は、カップリング１５を介して減速機７の出力軸７ｂに連結されると共にスラスト軸受１３に内嵌支持された小径部１４ａと、小径部１４ａの上端に一体に形成されて軸受１１に内嵌支持された太径部１４ｂと、太径部１４ｂの上端に一体に形成された小径部１４ｃを備えている。

軸体１４の太径部１４ｂには、軸受１１，１１を位置保持するための長筒状のスペーサ１６が外嵌されており、軸体１４の小径部１４ａには、スラスト軸受１３の上面及び軸体１４の太径部１４ｂ下端段部に当接するよう、座金状のスペーサ１７が外嵌されている。而して、軸体１４に作用するスラスト荷重は、スペーサ１７を介してスラスト軸受１３に支持されるようになっている。

貯槽本体３の底板３ａ中央部に設けた孔１８には、円筒状のシールケース１９が配置されており、シールケース１９はフランジ１９ａを介して底板３ａに固設されている。フランジ１９ａと底板３ａとの間にはＯリング２０が介装されている。又、軸体１４の上端における小径部１４ｃに外嵌、固定したボス２１は、シールケース１９内へ挿通されており、シールケース１９に内嵌したシール２２は、ボス２１に外嵌されている。ボス２１の上面には、ダストシール２３が取付けられている。而して、貯槽本体３からの脱水汚泥等は、Ｏリング２０、ダストシール２３、シール２２により遮られてシールケース１９の下方へ漏洩しないようになっている。

ボス２１の底板３ａ上方に突出する上端部には、平板状の蓋板２４ａを有する円環状の環体２４が固設されている。環体２４の上端には円錐状のキャップ２５が載置、固定されている。キャップ２５の底板２５ａ外周と環体２４上端との間には、パッキン２６が介装されている。

環体２４の外周には、平面視で１８０度位相を異ならしめて２組のブラケット２７が固設されており、各ブラケット２７には、底板３ａに沿って貯槽本体３の内周壁近傍まで径方向へ延在する羽根２８が着脱可能に取付けられている。

羽根２８は、平板状で、平面視では、基端側（ブラケット２７側）から長手方向中間部よりも若干外側の位置Ｘ（図５参照）に向かって徐々に幅が狭くなり且つ位置Ｘにおいて最も幅が狭くなるよう形成されている。又、羽根２８の幅は、位置Ｘから貯槽本体３の径方向外方に向かい僅かではあるが徐々に広くなり、先端部において回転方向Ｄ１に向いた端面は絞られて、小さな半径Ｒ１の１／４の円弧状に形成されている。なお、便宜上、回転方向Ｄ１を正回転方向とする。

羽根２８の回転方向Ｄ１とは反対方向の回転方向Ｄ２に向いた端面は、半径Ｒ１よりも約２０倍ほど大きい半径Ｒ２の円弧状に形成されている。而して、羽根２８の長手方向における位置Ｘ若しくはその近傍に半径Ｒ２の頂部が位置しており、羽根２８は平面視で、回転方向Ｄ２側の端面が凹形状に凹んだ形状に形成されている。又、図７に示すように、羽根２８の回転方向Ｄ１に面した側の端面には、基端側から先端部近傍まで、回転方向Ｄ１に向かって下り傾斜の斜面２８ａが形成されており、羽根２８の回転方向Ｄ２に面した端面は垂直に形成されている。なお、便宜上、回転方向Ｄ２を逆回転方向とする。

底板３ａの径方向中間部には、脱水汚泥Ｗを排出するための２個の排出口２９が、羽根２８の回転中心を挟んで平行且つ点対称となるよう設けられており、底板３ａの下面には、各排出口２９から排出された脱水汚泥Ｗを搬送するための２組のスクリュウコンベヤ３０が設置されている。

羽根２８の基端側及び先端側の下面には、ＳＵＳ４１０製のシュー３１，３２が着脱可能に取付けられており、貯槽本体３の底板３ａ上面には、羽根２８の回転時にシュー３１，３２が摺動し得るよう、炭素鋼製のレール３３，３４が設けられている。

羽根２８の回転方向Ｄ１は、攪拌運転方向であり、貯槽本体３内に貯留された脱水汚泥Ｗが所定の量よりも多い場合に、羽根２８の斜面２８ａにより脱水汚泥Ｗに上向きの力を付与して脱水汚泥Ｗを崩し、且つ斜面２８ａの法線方向へ向けて脱水汚泥Ｗを攪拌し、更に、羽根２８上面の滑り摩擦によっても脱水汚泥Ｗを攪拌しつつ羽根２８の回転方向Ｄ１前端に沿い貯槽本体３の内周壁側に送り出し、ブリッジングの脚を形成しがちな前記貯槽本体３の内周壁側部分の脱水汚泥Ｗを激しく動かすことで脱水汚泥Ｗにブリッジングが生じないようにし、底板３ａの径方向中間部に形成した排出口２９から脱水汚泥Ｗを排出するための回転方向である。この回転方向Ｄ１を便宜上、羽根２８の正回転方向とする。又、羽根２８の回転方向Ｄ２は、掻き寄せ運転方向であり、貯槽本体３内の脱水汚泥Ｗが所定の量よりも少なくなった場合に、攪拌運転方向での上記運転で、貯槽本体３の内周壁側へ寄りがちの脱水汚泥Ｗを、底板３ａの径方向中間部に集まるように掻き寄せ、底板３ａの径方向中間部に形成した排出口２９から脱水汚泥Ｗを排出するための回転方向である。この回転方向Ｄ２を便宜上、羽根２８の逆回転方向とする。

なお、図１、図８中、３５は脱水汚泥Ｗを貯槽本体３内に投入する投入管、３６は貯槽本体３を支持する荷重検出器２からの荷重信号Ｖ１を基に、羽根２８の回転方向Ｄ１，Ｄ２を決定し、減速電動機８に回転方向指令Ｖ２を与えると共に、スクリュウコンベヤ３０の電動機３７に運転指令Ｖ３を与えるようにしたコントローラである。

次に、上記図示例の作動を説明する。
前工程で脱水された脱水汚泥Ｗは、投入管３５から貯槽本体３内に投入され貯留される。脱水汚泥Ｗがある程度貯留されると、貯槽本体３内の脱水汚泥Ｗの頂部の状態は、脱水汚泥Ｗの安息角で決まり、断面は、図１の二点鎖線イのような山形状になる。

貯槽本体３内に所定量の脱水汚泥Ｗが貯留された場合は、中央監視装置からの指令又は現場の操作盤のスイッチをオンにすることにより、羽根２８の回転及びスクリュウコンベヤ３０の運転が開始される。この際、荷重検出器２により検出した貯槽本体３内の脱水汚泥Ｗの重量は、荷重信号Ｖ１としてコントローラ３６に与えられる。而して、例えば、貯槽本体３内に貯留された脱水汚泥Ｗの重量が予め設定した所定の重量よりも多い場合は、減速電動機８には、回転方向指令Ｖ２が与えられて、羽根２８の回転方向はＤ１となる。

すなわち、減速電動機８の動力は減速機７、カップリング１５、軸体１４、ボス２１，環体２４を経て羽根２８に伝達され、羽根２８は回転方向Ｄ１（図２、図４、図５において時計方向回り）へ向けて回転する。このため、貯槽本体３内の脱水汚泥Ｗの底板３ａ近傍のものは、羽根２８の回転方向Ｄ１に向いた斜面２８ａに沿い上側の力を受けて攪拌されると共に、羽根２８の回転方向Ｄ１側の端面形状に沿って貯槽本体３内周壁側へ送られつつ、排出口２９からスクリュウコンベヤ３０へ排出され、スクリュウコンベヤ３０により搬送されて後工程へ送給される。貯槽本体３内の脱水汚泥Ｗの底板３ａ近傍部分は攪拌されるため、容易に崩落させることができ、脱水汚泥Ｗにブリッジングが生じることを防止することができる。

貯槽本体３内の脱水汚泥Ｗが所定の重量まで排出されて、脱水汚泥Ｗの貯留状態が、例えば、図１の二点鎖線ロに示すように擂鉢状になると、荷重検出器２からコントローラ３６へ与えられる荷重信号Ｖ１により羽根２８の回転方向はＤ２と判断され、コントローラ３６から減速電動機８へ回転方向指令Ｖ２が与えられて、羽根２８は回転方向Ｄ２（図２、図４、図５において反時計方向回り）へ向けて回転する。このため、貯槽本体３内の脱水汚泥Ｗは羽根２８の垂直面により押されると共に、羽根２８の回転方向Ｄ２側の端面は平面視で、回転方向Ｄ２に向かって凹状に形成されているため、脱水汚泥Ｗは羽根２８の凹状の端面に沿って貯槽本体３内周壁側及び中心側から底板３ａの径方向中心側へ送られ、排出口２９に掻き寄せられて排出口２９からスクリュウコンベヤ３０へ排出され、スクリュウコンベヤ３０により搬送されて後工程へ送給される。

貯槽本体３内の脱水汚泥Ｗの量が少ない場合にも、貯槽本体３内の脱水汚泥Ｗは排出口２９側へ掻き寄せられるため、脱水汚泥Ｗは確実に排出口２９からスクリュウコンベヤ３０へ送出され、効率的な作業を行うことができる。又、脱水汚泥Ｗの残量が少なくなった場合には、キャップ２５上の脱水汚泥Ｗは、キャップ２５の斜面に対し滑落して羽根２８側へ移動する。更に、羽根２８は回転する際に、シュー３１，３２がレール３３，３４上を摺動するため、安定した回転を得ることができる。更に、羽根２８は攪拌時と掻き寄せ時では、回転方向が逆方向となるため、羽根２８の端面で引っかかっていた髪の毛や繊維質等のしさ分が脱水汚泥Ｗとの摩擦で外れることにより、羽根２８に髪の毛や繊維質等のしさ分が絡み付き難く、安定して操業を継続することができる。

貯槽本体３の底板３ａ近傍の脱水汚泥Ｗは、環体２４下端と貯槽本体３の底板３ａとの間の隙間Ｇから環体２４内の空間に侵入する。しかし、シールケース１９の上端にはダストシール２３が設けられると共に、シールケース１９内にはシール２２が設けられ、シールケース１９のフランジ１９ａと貯槽本体３の底板３ａとの間には、Ｏリング２０が設けられているため、脱水汚泥Ｗが孔１８から貯槽本体３の下部外方へ漏洩する虞が少なく、軸受１１やスラスト軸受１３を破損する虞が少ない。又、所定時間の運転により、Ｏリング２０、シール２２、ダストシール２３が劣化、破損し隙間が形成されると、脱水汚泥Ｗが隙間から貯槽本体３の底板３ａ下方へ漏洩する虞がある。しかし、減速機７は底板３ａから下方へ離反して設置されているため、万一、脱水汚泥Ｗが貯槽本体３の底板３ａ下方へ漏洩しても、減速機７内に侵入する虞がなく、このため、減速機７の歯車や軸受を破損することがない。更に又、貯槽本体３内の脱水汚泥Ｗの重量の一部は、キャップ２５、環体２４、ボス２１から軸体１４に作用するが、軸体１４に作用したスラスト荷重はスラスト軸受１３により支持される。このため、減速機７にスラスト荷重が作用せず、減速機７としては汎用的な減速機を使用することができる。

羽根２８には、シュー３１，３２が取付けられているため、円滑に回転できると共に、
シュー３１，３２が磨耗したらこのシュー３１，３２を交換することで羽根２８を交換する必要がなく、従って、羽根２８の長期間の使用が可能となり、ランニングコストを押さえることができる。

なお、本発明の脱水汚泥貯留設備は、貯槽本体内の脱水汚泥の量をロードセルのような荷重検出器により検出する場合について説明したが、貯槽本体内に堆積した脱水汚泥の高さにより貯槽本体内の脱水汚泥の量を検出するようにもできること、羽根の駆動に電動機と減速機を組み合わせた減速電動機、及び減速機を使用しているが、特にこのような構成に限定されるものではないこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

本発明の脱水汚泥貯留設備の概要を示す正面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ方向矢視図である。 図１に示す脱水汚泥貯留設備の駆動系統の拡大縦断面図である。 図１に示す脱水汚泥貯留設備における貯槽本体の底板付近の羽根を含む平面図である。 図１に示す脱水汚泥貯留設備に適用する羽根の詳細平面図である。 図５のＶＩ−ＶＩ方向矢視図である。 図６のＶＩＩ−ＶＩＩ方向矢視図である。 図１に示す脱水汚泥貯留設備の羽根の駆動系及びスクリュウコンベヤの駆動系に対する制御系の概要図である。

符号の説明

３ 貯槽本体
３ａ 底板
６ 枠体
７ 減速機
７ａ 入力軸
７ｂ 出力軸
８ 減速電動機
１０ ケーシング
１１ 軸受
１２ ケーシング
１３ スラスト軸受
１４ 軸体
１５ カップリング（継ぎ手）
１９ シールケース
１９ａ フランジ
２０ Ｏリング（第二のシール手段）
２１ ボス
２２ シール（第一のシール手段）
２４ 環体
２８ 羽根
２９ 排出口
３０ スクリュウコンベヤ（搬送装置）
Ｄ１ 回転方向（正回転方向）
Ｄ２ 回転方向（逆回転方向）

Claims (5)

1. 貯槽本体内の底板近傍に、回転方向を正転及び逆転し得るようにした板状の羽根を水平方向へ駆動可能に設け、
   前記羽根には、
   貯槽本体内に貯留した脱水汚泥を攪拌してブリッジングを防止すると共に脱水汚泥を貯槽本体の底板に設けた排出口から排出する場合に、正回転方向前方となる側の端面に、正回転方向前方へ向けて下り勾配となる傾斜を付し、且つ回転中心側から離反した端部を平面視で正回転方向後方へ向けて円弧状に形成し、
   前記貯槽本体内に貯留した脱水汚泥を前記排出口に掻き寄せる場合に逆回転方向前方となる側の端面を、垂直に形成すると共に、平面視で逆回転方向後方へ向けて凹んだ凹状に形成することを特徴とする脱水汚泥貯留設備。
2. 貯槽本体の底板下面には、排出口から排出された脱水汚泥を搬送するための搬送装置が設けられている請求項１に記載の脱水汚泥貯留設備。
3. 貯槽本体内の脱水汚泥が所定量よりも多い場合は、羽根は脱水汚泥を攪拌してブリッジングを防止する正転方回転方向へ回転し、所定量よりも少ない場合は、羽根は脱水汚泥を掻き寄せる逆回転方向へ回転するよう構成した請求項１又は２の何れかに記載の脱水汚泥貯留設備。
4. 貯槽本体に取付けられた枠体に設置された水平形の減速電動機及び水平な入力軸が前記減速電動機に接続され且つ出力軸が垂直の減速機と、該減速機の出力軸に継ぎ手を介し下端が接続された縦形の軸体と、前記羽根が外周に接続された環体が取付けられて前記軸体の上端に外嵌されたボスとを備え、前記軸体には、前記枠体の前記減速機上方の部分に設置されたケーシングに内嵌した軸受及びスラスト軸受が外嵌されている請求項１乃至３の何れかに記載の脱水汚泥貯留設備。
5. ボスには貯槽本体の底板に固設されたシールケースが外嵌されており、該シールケースには、前記ボスに外嵌する第一のシール手段が内嵌さており、シールケースのフランジと貯槽本体の底板の間には、第二のシール手段が介装されている請求項４に記載の脱水汚泥貯留設備。

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