JP2019104032A - Operation method and controller for screw press type dehydration machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、スラリーを脱水するためのスクリュープレス型脱水機の運転方法及びスクリュープレス型脱水機の制御装置に関する。 The present invention relates to a method of operating a screw press dehydrator for dewatering a slurry and a control device of the screw press dehydrator.
下水処理場や食品工場などで生じる有機性汚泥を固液分離するためにスクリュープレス型脱水機が使用されている。スクリュープレス型脱水機は、円筒状のスクリーンの内部にスクリューが配置され、スクリューとスクリューの先端の脱水ケーキの排出口に設けられた背圧プレッサ(「押圧板」ともいう。)によって、スクリーンの内部に導入された凝集汚泥を加圧しながら脱水する装置である。予め有機性汚泥に凝集剤が添加された凝集汚泥がスクリュープレス型脱水機に導入される被圧搾物となる。 A screw press type dewatering machine is used for solid-liquid separation of organic sludge generated in a sewage treatment plant or a food factory. The screw press type dehydrator has a screw disposed inside a cylindrical screen, and a back pressure press (also referred to as a "pressing plate") provided at the outlet of the dewatered cake at the tip of the screw and screw. It is a device that dewaters while pressurizing coagulated sludge introduced inside. The coagulated sludge in which the coagulant is added to the organic sludge in advance becomes a pressed material to be introduced into the screw press type dehydrator.
特許文献1には、スクリュープレスから排出する汚泥の脱水性を安定させるために、排出部の開口率をリアルタイムに計測し、所定の開口率となるよう押圧板の位置を調整するスクリュープレスの排出部開口率一定制御方法が提案されている。
In
当該排出部開口率一定制御方法は、予め基準開口率と、押圧板の押圧力を段階的に増減させる値を設定し、スクリュープレス運転中に算出した開口率と基準開口率とを比較し、開口率が基準開口率より大きい場合、押圧板の押圧力を段階的に増加させ、開口率が基準開口率より小さい場合、押圧板の押圧力を段階的に減少させて開口率を基準開口率に制御するように構成されている。 In the discharge part opening ratio constant control method, a reference opening ratio and a value for increasing and decreasing the pressing force of the pressing plate are set in advance, and the opening ratio calculated during the screw press operation is compared with the reference opening ratio. When the opening ratio is larger than the reference opening ratio, the pressing force of the pressing plate is increased stepwise, and when the opening ratio is smaller than the reference opening ratio, the pressing force of the pressing plate is decreased stepwise to set the opening ratio to the reference opening ratio It is configured to control.
特許文献2には、運転開始時又は高負荷時に、濾過水に固形物が混入したり、スクリュー駆動装置や汚泥ポンプの異常停止が生じることなく、脱水を安定して行うことができるスクリュープレス脱水機の運転方法が開示されている、
According to
当該スクリュープレス脱水機の運転方法は、スクリュープレス脱水機の運転開始時又は高負荷時に、押圧板自動開閉機構により押圧板を開位置まで移動させて汚泥ケーキの排出を促進させるように構成されている。スクリュープレス脱水機前段の水位またはスクリュープレス脱水機への流入圧力によりスクリュープレス脱水機の負荷が判断される。 The operation method of the screw press dehydrator is configured to move the pressing plate to the open position by the pressing plate automatic opening and closing mechanism at the start of operation of the screw press dewatering machine or at high load, to promote the discharge of sludge cake. There is. The load on the screw press dewatering machine is determined by the water level at the front stage of the screw press dewatering machine or the inflow pressure to the screw press dewatering machine.
スクリュープレス脱水機は、起動時に含水率の悪いケーキが排出されやすく、適正な脱水圧になるまでに時間がかかるという特性があり、上述した特許文献1に開示された制御方法のように背圧プレッサの開度(開口率)を一定に維持する制御や圧力を一定に維持する制御では、適正な脱水圧に上がるまでに時間がかかり、含水率の悪いケーキが起動時に多量に排出されるという問題があった。
The screw press dewatering machine is characterized in that cakes with poor water content are easily discharged at startup, and it takes time to reach an appropriate dewatering pressure, and the back pressure as in the control method disclosed in
また、スクリュープレス脱水機は、繊維状物量が少なく強熱減量物VTS(Volatile Total Solids)の高い絞り難い汚泥などを圧搾しているときに押圧板に必要以上の圧力をかけると、搬送不良を起こして脱水ケーキの含水率がさらに悪化する場合がある。そのため背圧プレッサに付与する圧力を一定に維持する制御を採用すると、結果的に被圧搾物に必要以上の圧力が付与されて搬送不良が発生しやすくなるという問題があった。 In addition, screw press dewatering machines are poor in the amount of fibrous material and high squeeze hard VTS (Volatile Total Solids) high when it is squeezing hard to squeeze sludge etc. If pressure is applied to the pressing plate more than necessary, conveyance failure will occur. In some cases, the moisture content of the dewatered cake may be further deteriorated. Therefore, when control for maintaining the pressure applied to the back pressure presser constant is adopted, as a result, there is a problem that a pressure more than necessary is applied to the object to be pressed, and transport failure easily occurs.
さらに、スクリュープレス脱水機は、繊維状物量が多く蒸発残留物TS(Total Solids)の高い絞りやすい汚泥などを圧搾しているときに背圧プレッサに高い圧力をかけると、含水率がより低下しやすく、さらに含水率が低下し過ぎても供回りが発生し、脱水不能になる場合がある。そのため開度一定制御や圧力一定制御を採用すると、脱水ケーキの含水率を下げたくない場合でも含水率が必要以上に低下し、場合によっては供回りが発生して脱水不能になるという問題もあった。 Furthermore, the screw press dewatering machine lowers the moisture content more if high pressure is applied to the back pressure presser while squeezing sludge with a large amount of fibrous material and high evaporation residue TS (Total Solids) etc. In addition, even if the water content decreases too much, additional rotation may occur and dewatering may not be possible. Therefore, if constant opening control or constant pressure control is adopted, the moisture content may be lowered more than necessary even if it is not desired to lower the moisture content of the dewatered cake, and in some cases, there may be a problem with turning around and dehydration becoming impossible. The
本発明の目的は、上述した問題点に鑑み、起動後に速やかに適正な脱水圧に到達し、含水率が安定した脱水ケーキが得られるスクリュープレス型脱水機の運転方法及びスクリュープレス型脱水機の制御装置を提供する点にある。 In view of the problems described above, an object of the present invention is to provide a method for operating a screw press type dehydrator and a screw press type dehydrator in which an appropriate dewatering pressure is promptly reached after startup and a dewatered cake having a stable water content is obtained. The point is to provide a control device.
上述の目的を達成するため、本発明によるスクリュープレス型脱水機の運転方法の第一の特徴構成は、特許請求の範囲の書類の請求項1に記載した通り、スラリーを脱水するためのスクリュープレス型脱水機の運転方法であって、予め設定されたプレッサ圧Pの上限値PH、下限値PL、および上限値PHと下限値PLの間にある標準値POに対して、標準値POより高く上限値PH以下に設定した初期プレッサ圧で運転を開始する始動ステップと、前記始動ステップから所定時間経過後の背圧プレッサの開度に基づいて、上限値PHと下限値PLの間でプレッサ圧Pを調整する初期プレッサ圧調整ステップと、を備えている点にある。
In order to achieve the above-mentioned object, the first characterizing feature of the method of operating a screw press type dehydrator according to the present invention is a screw press for dewatering a slurry as described in
標準値POより高く上限値PH以下のある程度の高い初期プレッサ圧が付与された状態で起動される始動ステップが実行されて、その状態が所定時間継続されることにより機内圧力が上昇して早期に適切な脱水圧になるので、起動時に含水率の高いケーキの排出量が効果的に抑制される。そして所定時間後に初期プレッサ圧調整ステップが実行され、その時の背圧プレッサの開度に基づいて上限値PHと下限値PLの間でプレッサ圧Pが適切な値に調整されるので、脱水ケーキの排出不良が生じることなく含水率が適切に調整される。 The start-up step started in a state where a high initial pressure pressure lower than the standard value PO and lower than the upper limit PH is applied is performed, and the state is continued for a predetermined time, so that the internal pressure rises. Since the dehydration pressure is appropriate, the amount of cake with a high water content at start-up is effectively suppressed. Then, after a predetermined time, the initial presser pressure adjustment step is performed, and the presser pressure P is adjusted to an appropriate value between the upper limit PH and the lower limit PL based on the opening degree of the back pressure presser at that time. Moisture content is properly adjusted without the occurrence of discharge failure.
同第二の特徴構成は、同請求項2に記載した通り、上述の第一の特徴構成に加えて、前記初期プレッサ圧調整ステップにおいて、前記所定時間経過後の背圧プレッサの開度Lが、予め設定された第1閾値L1未満であればプレッサ圧Pを下限値PLに調整し、第1閾値L1を超えればプレッサ圧Pを標準値POに調整する点にある。
As described in
第1閾値L1を指標に脱水ケーキの脱水性が評価される。背圧プレッサの開度Lが第1閾値L1未満であれば脱水性が悪いと判断されて、プレッサ圧Pが下限値PLに調整されることで排出不良の発生を未然に防ぐことができる。背圧プレッサの開度Lが第1閾値L1を超えていれば脱水性が悪くないと判断されて、必要以上に含水率が低下しないようにプレッサ圧Pが標準値POに調整される。 The dewaterability of the dewatered cake is evaluated using the first threshold L1 as an index. If the opening degree L of the back pressure presser is less than the first threshold L1, it is determined that the dewatering property is bad, and the pressure drop P is adjusted to the lower limit value PL, so that the occurrence of the discharge failure can be prevented in advance. If the opening degree L of the back pressure presser exceeds the first threshold L1, it is determined that the dewaterability is not bad, and the presser pressure P is adjusted to the standard value PO so that the water content does not decrease more than necessary.
同第三の特徴構成は、同請求項3に記載した通り、上述の第一または第二の特徴構成に加えて、前記初期プレッサ圧調整ステップの後に、プレッサ圧Pを上限値PHと下限値PLの間で調整することにより、背圧プレッサの開度Lを所定値または所定範囲に維持するプレッサ開度維持ステップを備えている点にある。 According to the third aspect, as described in the third aspect, in addition to the above-described first or second aspect, the presser pressure P is set to the upper limit PH and the lower limit after the initial presser pressure adjusting step. It is in the point provided with the presser opening maintenance step which maintains the opening L of a back pressure presser in predetermined value or a predetermined range by adjusting between PL.
初期プレッサ圧調整ステップの後にプレッサ開度維持ステップが実行されて、背圧プレッサの開度Lが所定値または所定範囲に維持されるように、背圧プレッサの開度Lに基づいてプレッサ圧Pが上限値PHと下限値PLの間で調整される。例えば、背圧プレッサの開度Lが所定値より大きければプレッサ圧Pが上昇され、背圧プレッサの開度Lが所定値より小さければプレッサ圧Pが低下される。 After the initial presser pressure adjusting step, the presser pressure maintaining step is performed to maintain the pressure L of the back pressure presser at a predetermined value or a predetermined range, based on the pressure L of the back pressure presser P. Is adjusted between the upper limit value PH and the lower limit value PL. For example, if the opening degree L of the back pressure presser is larger than a predetermined value, the presser pressure P is raised, and if the opening degree L of the back pressure presser is smaller than the predetermined value, the presser pressure P is lowered.
同第四の特徴構成は、同請求項4に記載した通り、上述の第三の特徴構成に加えて、前記プレッサ開度維持ステップは、プレッサ圧Pを上限値PHと下限値PLの間で調整することにより、背圧プレッサの開度Lを第1閾値L1と第1の閾値L1より大きな値に設定された第2閾値L2との間に維持する点にある。
According to the fourth feature, as described in
背圧プレッサの開度Lが第1閾値L1とそれより大きな値の第2閾値L2との間に維持されるように、背圧プレッサの開度Lに基づいてプレッサ圧Pが上限値PHと下限値PLの間で調整される結果、脱水ケーキの含水率が適切な値で脱水できるようになる。 Based on the opening L of the back pressure presser, the presser pressure P is set to the upper limit value PH and the upper limit PH so that the opening L of the back pressure presser is maintained between the first threshold L1 and the second threshold L2 of a larger value. As a result of adjusting between the lower limit value PL, the moisture content of the dewatered cake can be dewatered at an appropriate value.
同第五の特徴構成は、同請求項5に記載した通り、上述の第四の特徴構成に加えて、前記プレッサ開度維持ステップにおいて、背圧プレッサの開度Lが第2閾値L2を超えるとプレッサ圧Pを標準値POに向けて調整する点にある。 According to the fifth feature configuration, as described in the fifth aspect, in addition to the above-mentioned fourth feature configuration, the opening degree L of the back pressure presser exceeds the second threshold L2 in the step of maintaining the presser opening. And the presser pressure P is adjusted to the standard value PO.
汚泥の脱水性がよいことに起因して、背圧プレッサの開度Lが第2閾値L2を超えた場合に、脱水ケーキの含水率が必要以上に低下しないように、プレッサ圧Pが低下するように標準値POに向けて調整される。 When the opening degree L of the back pressure press exceeds the second threshold L2 due to the good dewaterability of the sludge, the presser pressure P decreases so that the water content of the dewatered cake does not decrease more than necessary. Is adjusted to the standard value PO.
同第六の特徴構成は、同請求項6に記載した通り、上述の第四の特徴構成に加えて、前記プレッサ開度維持ステップにおいて、背圧プレッサの開度Lが第2閾値L2を超え、且つ、スクリュー回転トルクSが予め設定された閾値SHを超えるとプレッサ圧Pを下限値PLに向けて調整する点にある。 According to the sixth aspect, as described in the sixth aspect, in addition to the fourth aspect described above, the opening L of the back pressure presser exceeds the second threshold L2 in the step of maintaining the opening of the presser. And, when the screw rotational torque S exceeds the preset threshold value SH, the presser pressure P is adjusted toward the lower limit value PL.
汚泥の脱水性がよいことに起因して、背圧プレッサの開度Lが第2閾値L2を超え、スクリュー回転トルクSが閾値SHを超えると、脱水ケーキの含水率が必要以上に低下し、さらには被圧搾物とスクリューとの供回りが発生する虞がある。そのような場合に、プレッサ圧Pが下限値PLに向けて調整されることにより、必要以上の含水率の低下や供回りの発生といった不都合な事態の発生が未然に回避される。 When the degree of opening L of the back pressure press exceeds the second threshold L2 and the screw rotation torque S exceeds the threshold SH due to the good dewaterability of the sludge, the moisture content of the dewatered cake decreases more than necessary. Furthermore, there is a possibility that the turning of the object to be pressed and the screw may occur. In such a case, by adjusting the presser pressure P toward the lower limit value PL, the occurrence of an inconvenience such as a decrease in the moisture content more than necessary or the occurrence of a turnaround can be avoided in advance.
本発明によるスクリュープレス型脱水機の制御装置の第一の特徴構成は、同請求項7に記載した通り、スラリーを脱水するためのスクリュープレス型脱水機の制御装置であって、予め設定されたプレッサ圧Pの上限値PH、下限値PL、および上限値PHと下限値PLの間にある標準値POに対して、標準値POより高く上限値PH以下に設定した初期プレッサ圧で運転を開始する始動制御部と、運転開始から所定時間経過後の背圧プレッサの開度に基づいて、上限値PHと下限値PLの間でプレッサ圧Pを調整する初期プレッサ圧調整制御部と、を備えている点にある。
The first characteristic configuration of the control device of the screw press type dehydrator according to the present invention is, as described in
同第二の特徴構成は、同請求項8に記載した通り、上述の第一の特徴構成に加えて、前記初期プレッサ圧調整制御部は、前記所定時間経過後の背圧プレッサの開度Lが、予め設定された第1閾値L1未満であればプレッサ圧Pを下限値PLに調整し、第1閾値L1を超えればプレッサ圧Pを標準値POに調整する点にある。
According to a second feature of the present invention, in addition to the above-mentioned first feature, as described in
同第三の特徴構成は、同請求項9に記載した通り、上述の第一または第二の特徴構成に加えて、前記初期プレッサ圧調整制御部による初期プレッサ圧調整制御の後に、プレッサ圧Pを上限値PHと下限値PLの間で調整することにより、背圧プレッサの開度Lを所定値または所定範囲に維持するプレッサ開度維持制御部を備えている点にある。
As described in
同第四の特徴構成は、同請求項10に記載した通り、上述の第三の特徴構成に加えて、前記プレッサ開度維持制御部は、プレッサ圧Pを上限値PHと下限値PLの間で調整することにより、背圧プレッサの開度Lを第1閾値と第1の閾値L1より大きな値に設定された第2閾値L2との間に維持する点にある。 According to a fourth feature of the present invention, as described in the tenth aspect of the invention, in addition to the above-mentioned third feature, the presser opening degree maintenance control unit sets the presser pressure P between the upper limit PH and the lower limit PL. The point L is to maintain the opening L of the back pressure presser between the first threshold and the second threshold L2 set to a value larger than the first threshold L1.
同第五の特徴構成は、同請求項11に記載した通り、上述の第四の特徴構成に加えて、前記プレッサ開度維持制御部は、背圧プレッサの開度Lが第2閾値L2を超えるとプレッサ圧Pを標準値POに向けて調整する点にある。
According to the fifth feature configuration, as described in
同第六の特徴構成は、同請求項12に記載した通り、上述の第四の特徴構成に加えて、前記プレッサ開度維持制御部は、背圧プレッサの開度Lが第2閾値L2を超え、且つ、スクリュー回転トルクSが予め設定された閾値SHを超えるとプレッサ圧Pを下限値PLに向けて調整する点にある。
According to the sixth aspect of the present invention, as described in
以上説明した通り、本発明によれば、起動後に速やかに適正な脱水圧に到達し、含水率が安定した脱水ケーキが得られるスクリュープレス型脱水機の運転方法及びスクリュープレス型脱水機の制御装置を提供することができるようになった。 As described above, according to the present invention, an operating method of a screw press type dehydrator and a control device of a screw press type dehydrator capable of obtaining an adequate dewatering pressure promptly after startup and obtaining a dewatered cake having a stable water content It became possible to provide.
以下に、本発明によるスクリュープレス型脱水機の運転方法及びスクリュープレス型脱水機の制御装置の実施形態を説明する。
図1には、外胴スクリーン2の一部が除去されたスクリュープレス型脱水機10の構造が示されている。スクリュープレス型脱水機10は、基台1に設けられた外胴スクリーン2、上下二本のスクリュー軸3,4、背圧プレッサ5、エアシリンダー6、駆動装置7、洗浄装置8(図2参照)、凝集混和装置11などを備えて構成されている。
Hereinafter, embodiments of a method of operating a screw press type dehydrator and a control device of the screw press type dehydrator according to the present invention will be described.
FIG. 1 shows the structure of a screw
外胴スクリーン2は、汚泥投入側端部1aから汚泥排出側端部1bの間で軸心が水平姿勢となるように配された円筒状の金属ろ材で構成され、軸心方向に複数のセグメントに区分されている。汚泥投入側端部1aに近接したセグメントには高圧ろ過による目詰まりに対応すべく間隔0.2〜0.5mm程度のウェッジワイヤで構成された金属ろ材2aが配され、それより下流側のセグメントには開口径が0.5〜1.5mm程度のパンチングメタルで構成された金属ろ材2bが配されている。
The
スクリュー軸3,4には、汚泥投入側端部1aから汚泥排出側端部1bに向けてピッチが次第に短く、つまり羽根の1ピッチ当たりのろ室容積が減少するように設定されたスクリュー羽根3a,4aが設けられている。なお、スクリュー軸3,4の軸径を汚泥排出側ほど太くすることでスクリュー羽根の1ピッチ当たりのろ室容積が減少するように構成してもよい。基台1に設けられた電動モータなどで構成される駆動装置7により駆動連結機構であるギヤ7a,7bを介して当該スクリュー軸3,4は互いに反対方向に回転駆動される。
スラリー即ち被圧搾物となる有機性汚泥は、ポンプPによって凝集混和装置11に圧送され、凝集混和装置11に投入された凝集剤とともに撹拌羽根で撹拌混合されてフロックを形成した後に、汚泥投入側端部1aから外胴スクリーン2で仕切られるろ室に圧入される。
Slurry, that is, organic sludge to be pressed, is pumped by pump P to aggregation and mixing
ろ室に圧入された被圧搾物は、スクリュー軸3,4の回転に伴ってスクリュー羽根3a,4aにより汚泥排出側端部1bに向けて搬送される過程で、外胴スクリーン2でろ過され、2本のスクリュー軸3,4の回転によって中央部に巻き込まれて強い圧密・剪断脱水効果を受けつつ、ピッチが次第に短く設定されたスクリュー羽根3a,4aにより下流側への搬送に伴って次第に圧密化される。
The material to be pressed into the filter chamber is filtered by the
汚泥排出側端部1bにはスクリーン2の開口に対向するように背圧プレッサ5が配されている。背圧プレッサ5はスクリュー軸3,4の先端側がブッシュタイプのすべり軸受を介して貫通するように配置され、エアシリンダー6及び押圧シャフト6aにより所定圧で汚泥投入側端部1aに向けて押圧駆動される。
A
圧搾汚泥から受ける反力とプレッサ圧とのバランスにより形成されるスクリーン2の端部と背圧プレッサ5の外周部に形成される間隙から脱水ケーキが排出される。
The dewatered cake is discharged from the gap formed at the end of the
背圧プレッサ5を加圧するアクチュエータとしてエアシリンダー7以外に油圧シリンダー、電動シリンダーなどを用いることも可能である。
As an actuator for pressurizing the
上述したスクリュープレス型脱水機には制御装置20が設けられ、当該制御装置20によって運転制御される。制御装置20はCPU、メモリ、入出力回路などを備えたコンピュータで構成され、メモリに格納された制御プログラムがCPUで実行されることにより所期の運転制御が具現化される。 A control device 20 is provided in the above-described screw press type dewatering machine, and the operation is controlled by the control device 20. The control device 20 is constituted by a computer provided with a CPU, a memory, an input / output circuit and the like, and the control program stored in the memory is executed by the CPU to realize expected operation control.
駆動装置7に組み込まれた電動モータのトルクを検出するトルクセンサ13、スクリーン2の端部と背圧プレッサ5の外周部に形成される間隙を計測する超音波センサ12の各検出値が制御装置20に入力される。なお、超音波センサ12は基台1に立設された後フレームに取付けられ、後フレームと背圧プレッサ5の背面との間の距離が求められ、当該距離を基準に制御装置20によってスクリーン2の端部と背圧プレッサ5の外周部に形成される間隙が算出されるように構成されている。
Control values of
一般的に、被圧搾物である汚泥の性状は、蒸発残留物TS(Total Solids)、蒸発減量物VTS(Volatile Total Solids)、繊維状物量により把握することができる。 Generally, the properties of the sludge which is a pressed material can be grasped by evaporation residue TS (Total Solids), evaporation weight reduction VTS (Volatile Total Solids), and the amount of fibrous material.
蒸発残留物TS(Total Solids)とは、汚泥中の固形物量を示す指標で、試料を105〜110℃で乾燥した後に残留する物質量(mg/Lまたはmg/kg)で表される。蒸発残留物TSは強熱減量と強熱残留物の和、或いは、SSと溶解性物質の和となる。 The evaporation residue TS (Total Solids) is an index showing the amount of solids in the sludge, and is represented by the amount of substance (mg / L or mg / kg) remaining after drying the sample at 105 to 110 ° C. The evaporation residue TS is the sum of the ignition loss and the ignition residue, or the sum of SS and the soluble substance.
強熱減量物VTS(Volatile Total Solids)とは、汚水や汚泥中の有機物量を示す指標。蒸発残留物TSを600℃で1時間強熱灰化して揮発する物質量をmg/Lまたはmg/kgで表される。VTSの値が小さいほど脱水性は良くなる。 Ignition weight loss material VTS (Volatile Total Solids) is an index showing the amount of organic matter in sewage and sludge. The evaporation residue TS is subjected to strong ashing at 600 ° C. for 1 hour to express the amount of the volatilized substance in mg / L or mg / kg. The lower the value of VTS, the better the dewaterability.
また、汚泥に含まれる繊維状物量が多ければフロックの核となりやすく、凝集剤を添加したときの凝集性が上昇する。 In addition, if the amount of fibrous material contained in the sludge is large, it tends to become a core of floc, and the cohesion upon addition of the coagulant is increased.
蒸発残留物TSが高く、強熱減量物VTSが低く、繊維状物量が多い汚泥は脱水しやすく、脱水ケーキの含水率が低くなるため、絞り過ぎないようにスクリュー軸3,4の回転数及び背圧プレッサ5に付与されるプレッサ圧を調整する必要がある。また、蒸発残留物TSが低く、強熱減量物VTSが高く、繊維状物量が少ない汚泥は脱水が容易でなく、脱水ケーキの含水率が高くなるため、脱水ケーキの練り込み、排出不良を回避すべくスクリュー軸3,4の回転数及び背圧プレッサ5に付与されるプレッサ圧を調整する必要がある。
The evaporation residue TS is high, the ignition loss VTS is low, and the sludge with a large amount of fibrous material is easy to be dewatered, and the moisture content of the dewatered cake becomes low. It is necessary to adjust the presser pressure applied to the
制御装置20はトルクセンサ13及び超音波センサ12の各検出値に基づいて上述したような汚泥の性状を推定し、目標とする含水率で目標とする処理量の脱水ケーキが得られるようにスクリュー軸3,4の回転数及び背圧プレッサ5に付与されるプレッサ圧を演算導出し、導出されたスクリュー軸3,4の回転数となるように電動モータに制御信号を出力し、導出されたプレッサ圧となるようにエアシリンダー6に制御信号を出力する。
The control device 20 estimates the properties of the sludge as described above based on the respective detection values of the
図3には、制御装置20により実行される制御手順、つまり運転方法が示されている。
制御装置20は、電源が投入されると、先ず始動ステップ(S0,S1)と、初期プレッサ圧調整ステップ(S2〜S4)とを実行し、その後、プレッサ開度維持ステップ(S5〜S17)を繰返し実行する。
FIG. 3 shows a control procedure executed by the controller 20, that is, an operation method.
When the power is turned on, the control device 20 first executes the start step (S0, S1) and the initial presser pressure adjustment step (S2 to S4), and then the presser opening degree maintenance step (S5 to S17). Execute repeatedly.
ろ室に圧入される汚泥の大まかな性状に基づいて、脱水ケーキの含水率が目標値になるように、そして脱水処理量(kg−DS/h)が目標処理量となるように、スクリュー軸3,4の回転数(rpm)が事前に設定され、プレッサ圧Pの上限値PH、下限値PL、および上限値PHと下限値PLの間にある標準値POが事前に設定される。 Screw shaft so that the moisture content of the dewatered cake becomes the target value, and the dewatering amount (kg-DS / h) becomes the target amount, based on the rough properties of the sludge pressed into the filter chamber. The rotational speeds (rpm) of 3 and 4 are set in advance, and the upper limit PH, the lower limit PL, and the standard value PO between the upper limit PH and the lower limit PL are set in advance.
また、背圧プレッサの開度Lについても、第1閾値L1、第2閾値L2、第3閾値L3(L1<L2<L3)が設定されている。第1閾値L1は脱水性の悪い汚泥に練り込みが発生しないように定められた値であり、第3閾値は脱水性の良い汚泥が過剰に脱水されないように定められた値である。さらに、電動モータ(スクリュー軸)に許容される最大トルクSHが設定されている。 In addition, the first threshold L1, the second threshold L2, and the third threshold L3 (L1 <L2 <L3) are also set for the opening degree L of the back pressure presser. The first threshold L1 is a value determined such that kneading does not occur in sludge having poor dewaterability, and the third threshold is a value determined such that sludge having good dewaterability is not excessively dewatered. Further, the maximum torque SH allowed for the electric motor (screw shaft) is set.
始動ステップでは、スクリュー軸の回転数が設定値(本実施形態では0.2〜0.5rpm程度)となるように電動モータを起動するとともに、プレッサ圧が標準値POより高く上限値PH以下に設定した初期プレッサ圧(本実施形態では上限値PH)となるようにエアシリンダーを制御し(S0)、その状態が所定時間T1(本実施形態では、スクリュー軸が0.3rpmで約30分)維持される(S1)。 In the start-up step, the electric motor is started so that the number of rotations of the screw shaft becomes a set value (about 0.2 to 0.5 rpm in this embodiment), and the presser pressure is higher than the standard value PO and not more than the upper limit PH. The air cylinder is controlled so that the set initial presser pressure (upper limit PH in this embodiment) is obtained (S0), and the state is a predetermined time T1 (about 30 minutes with a screw shaft of 0.3 rpm in this embodiment) It is maintained (S1).
初期プレッサ圧調整ステップでは、所定時間T1経過後の背圧プレッサの開度に基づいて、上限値PHと下限値PLの間でプレッサ圧Pが増減調整される。背圧プレッサの開度Lが、予め設定された第1閾値L1未満であれば(S2)、プレッサ圧Pが下限値PLに調整され(S4)、第1閾値L1を超えればプレッサ圧Pが標準値POに調整される(S3)。 In the initial presser pressure adjustment step, the presser pressure P is adjusted between the upper limit PH and the lower limit PL based on the opening degree of the back pressure presser after the predetermined time T1 has elapsed. If the opening L of the back pressure presser is less than the first threshold L1 set in advance (S2), the presser pressure P is adjusted to the lower limit PL (S4), and if it exceeds the first threshold L1, the presser pressure P is It is adjusted to the standard value PO (S3).
つまり、第1閾値L1を指標に脱水ケーキの脱水性が評価される。背圧プレッサの開度Lが第1閾値L1未満であれば脱水性が悪いと判断されて、プレッサ圧Pが下限値PLに調整されることで排出不良の発生を未然に防ぎスクリューによる練り込みが回避される。背圧プレッサの開度Lが第1閾値L1を超えていれば脱水性が悪くないと判断されて、必要以上に含水率が低下しないようにプレッサ圧Pが標準値POに調整される。 That is, the dewaterability of the dewatered cake is evaluated using the first threshold L1 as an index. If the opening degree L of the back pressure presser is less than the first threshold L1, it is judged that the dewatering property is bad, and the presser pressure P is adjusted to the lower limit PL to prevent occurrence of discharge failure and prevent screwing. Is avoided. If the opening degree L of the back pressure presser exceeds the first threshold L1, it is determined that the dewaterability is not bad, and the presser pressure P is adjusted to the standard value PO so that the water content does not decrease more than necessary.
プレッサ開度維持ステップでは、初期プレッサ圧調整ステップの後に設定された所定時間T2(本実施形態ではスクリュー軸が2回転以上回転する5〜10分程度の時間)経過後(S5)に、プレッサ圧Pが上限値PHと下限値PLの間で調整されることにより、背圧プレッサの開度Lが所定値または所定範囲に維持される。 In the stressor opening maintenance step, after the predetermined time T2 (in the present embodiment, a time of about 5 to 10 minutes in which the screw shaft rotates two or more revolutions) has elapsed after the initial presser pressure adjustment step (S5) By adjusting P between the upper limit PH and the lower limit PL, the opening degree L of the back pressure presser is maintained at a predetermined value or a predetermined range.
背圧プレッサの開度LがL1以下であれば(S6)、下限値PLになるまでの間でプレッサ圧Pを予め設定された微小操作量ΔP下げて(S13)、ステップS5に戻る。背圧プレッサの開度LがL1を超え(S6)、且つ、L2以下であれば(S7)、上限値PHになるまでの間でプレッサ圧Pを予め設定された微小操作量ΔP上げて(S14)、ステップS5に戻る。 If the opening degree L of the back pressure presser is equal to or less than L1 (S6), the presser pressure P is lowered by a predetermined minute operation amount .DELTA.P until the lower limit value PL is reached (S13), and the process returns to step S5. If the opening L of the back pressure presser exceeds L1 (S6) and is less than or equal to L2 (S7), the presser pressure P is increased by a preset micro operation amount ΔP until the upper limit PH is reached ( S14), return to step S5.
また、背圧プレッサの開度LがL2を超え(S7)、且つ、L3以下になると(S8)、プレッサ圧Pが標準値POを超えておれば(S15)、プレッサ圧Pを予め設定された微小操作量ΔP下げて(S17)、ステップS5に戻り、ステップS15でプレッサ圧Pが標準値PO以下であれば、プレッサ圧Pを予め設定された微小操作量ΔP上げて(S16)、ステップS5に戻る。 In addition, when the opening L of the back pressure presser exceeds L2 (S7) and becomes L3 or less (S8), if the presser pressure P exceeds the standard value PO (S15), the presser pressure P is preset. The micro operation amount ΔP is lowered (S17), and the process returns to step S5. If the presser pressure P is less than the standard value PO in step S15, the presser pressure P is raised by a predetermined micro operation amount ΔP (S16). Return to S5.
さらに、背圧プレッサの開度LがL3を超えたときには(S8)、検出トルクSが許容最大値より低ければ(S9)、プレッサ圧Pを標準値POに設定して(S12)、ステップS5に戻る。 Furthermore, when the opening L of the back pressure presser exceeds L3 (S8), if the detected torque S is lower than the allowable maximum value (S9), the presser pressure P is set to the standard value PO (S12), and step S5 Return to
ステップS9で検出トルクSが許容最大値以上のときには、プレッサ圧Pが標準値PO以下なら(S10)、プレッサ圧Pを予め設定された微小操作量ΔP下げて(S11)、ステップS5に戻り、プレッサ圧Pが標準値POを超えていれば(S10)、プレッサ圧Pを標準値POに設定して(S12)、ステップS5に戻る。 When the detected torque S is equal to or higher than the allowable maximum value in step S9, if the presser pressure P is equal to or less than the standard value PO (S10), the presser pressure P is decreased by a predetermined minute operation amount ΔP (S11), and the process returns to step S5. If the presser pressure P exceeds the standard value PO (S10), the presser pressure P is set to the standard value PO (S12), and the process returns to step S5.
つまり、プレッサ開度維持ステップは、プレッサ圧Pを上限値PHと下限値PLの間で調整することにより、背圧プレッサの開度Lを第1閾値L1と第1の閾値L1より大きな値に設定された第2閾値L2との間に維持するように構成されることにより、脱水ケーキの含水率が適切な値で脱水されるようになる。
That is, in the presser opening degree maintaining step, the opening degree L of the back pressure presser is made larger than the first threshold L1 and the first threshold L1 by adjusting the presser pressure P between the upper limit PH and the lower limit PL. By being configured to be maintained between the set
そして、背圧プレッサの開度Lが第2閾値L2を超えるとプレッサ圧Pを標準値POに向けて調整されるので、脱水性が良く含水率が低い脱水ケーキの含水率が必要以上に低下しない。
When the opening L of the back pressure presser exceeds the
さらに、背圧プレッサの開度Lが第3閾値L3を超え、且つ、スクリュー回転トルクSが予め設定された閾値SHを超えるとプレッサ圧Pを下限値PLに向けて調整することにより、脱水性が良く含水率が低い脱水ケーキの含水率が必要以上に低下し、さらには被圧搾物とスクリューとの供回りが発生するといった不都合な事態の発生が未然に回避される。 Furthermore, when the opening degree L of the back pressure presser exceeds the third threshold L3 and the screw rotation torque S exceeds the preset threshold SH, the depressurizing ability is adjusted by adjusting the presser pressure P toward the lower limit PL. The moisture content of the dewatered cake having a low moisture content is lowered more than necessary, and the occurrence of inconvenience such as the co-rotation of the press and the screw is avoided in advance.
以上説明したように、本発明によるスクリュープレス型脱水機の運転方法によれば、標準値POより高く上限値PH以下のある程度の高い初期プレッサ圧が付与された状態で起動される始動ステップが実行されて、その状態が所定時間継続されることにより機内圧力が上昇して早期に適切な脱水圧になるので、起動時に含水率の高いケーキの排出量が効果的に抑制される。そして所定時間後に初期プレッサ圧調整ステップが実行され、その時の背圧プレッサの開度に基づいて上限値PHと下限値PLの間でプレッサ圧Pが適切な値に調整されるので、脱水ケーキの排出不良が生じることなく含水率が適切に調整される。 As described above, according to the operation method of the screw press type dehydrator according to the present invention, the start step started in the state where the high initial presser pressure higher than the standard value PO and not more than the upper limit PH is applied Since the internal pressure of the machine increases by the continuation of the state for a predetermined time and the dewatering pressure immediately becomes appropriate, the discharge amount of the cake having a high water content at the start is effectively suppressed. Then, after a predetermined time, the initial presser pressure adjustment step is performed, and the presser pressure P is adjusted to an appropriate value between the upper limit PH and the lower limit PL based on the opening degree of the back pressure presser at that time. Moisture content is properly adjusted without the occurrence of discharge failure.
上述した制御装置20のうち、始動ステップ(S0,S1)を実行する機能ブロックにより、標準値POより高く上限値PH以下に設定した初期プレッサ圧で運転を開始する始動制御部が構成され、初期プレッサ圧調整ステップ(S2〜S4)を実行する機能ブロックにより、運転開始から所定時間経過後の背圧プレッサの開度に基づいて、上限値PHと下限値PLの間でプレッサ圧Pを調整する初期プレッサ圧調整制御部が構成される。 Of the control device 20 described above, the function block that executes the start step (S0, S1) constitutes a start control unit that starts operation with an initial presser pressure set higher than the standard value PO and below the upper limit PH. Adjust the presser pressure P between the upper limit PH and the lower limit PL based on the opening degree of the back pressure presser after a predetermined time has elapsed from the start of operation by the function block that executes the presser pressure adjusting step (S2 to S4) An initial presser pressure adjustment control unit is configured.
さらに、制御装置20のうち、プレッサ開度維持ステップ(S5〜S17)を実行する機能ブロックにより、プレッサ圧Pを上限値PHと下限値PLの間で調整することにより、背圧プレッサの開度Lを所定値または所定範囲に維持するプレッサ開度維持制御部が構成される。 Furthermore, the opening degree of the back pressure presser is adjusted by adjusting the presser pressure P between the upper limit value PH and the lower limit value PL by a functional block of the control device 20 that executes the presser opening degree maintaining step (S5 to S17). A presser opening degree maintenance control unit configured to maintain L in a predetermined value or in a predetermined range is configured.
上述した実施形態では、二軸スクリュープレス型脱水機を例に本発明を説明したが、本発明の適用対象は二軸スクリュープレス型脱水機に限るものではなく、二軸以上の多軸スクリュープレス型脱水機や、一軸スクリュープレス型脱水機にも適用可能であることは言うまでもない。 In the embodiment described above, the present invention has been described by taking the twin screw press type dehydrator as an example, but the application object of the present invention is not limited to the twin screw press type dehydrator, and a multi-axial screw press of two or more screws. It is needless to say that the present invention is also applicable to a mold dewatering machine and a single screw press type dewatering machine.
また、プレッサ圧Pの上限値PH、下限値PL、および上限値PHと下限値PLの間にある標準値PO、スクリュー軸3,4の回転数(rpm)、背圧プレッサの開度Lに関する第1閾値L1、第2閾値L2、第3閾値L3(L1<L2<L3)電動モータ(スクリュー軸)に許容される最大トルクSHの具体的な数値は、特に限定されるものではなく、被圧搾物となる汚泥の大まかな性状に基づいて、脱水ケーキの含水率が目標値になるように、そして脱水処理量(kg−DS/h)が目標処理量となるように適宜設定される値である。
The upper limit PH and lower limit PL of the presser pressure P, and the standard value PO between the upper limit PH and the lower limit PL, the number of revolutions of the
上述したスクリュープレス型脱水機の各部の具体的構成は実施形態の記載に限定されるものではなく、本発明による作用効果を奏する範囲において適宜変更設計可能であることはいうまでもない。 The specific configuration of each part of the above-described screw press type dewatering machine is not limited to the description of the embodiment, and it is needless to say that it can be appropriately modified and designed within the range of achieving the effects of the present invention.
1:基台
2:外胴スクリーン
3,4:スクリュー軸
3a,4a:スクリュー羽根
5:背圧プレッサ
6:エアシリンダー
7:駆動装置
10:スクリュープレス型脱水機
20:制御装置
1: Base 2:
Claims (12)
予め設定されたプレッサ圧Pの上限値PH、下限値PL、および上限値PHと下限値PLの間にある標準値POに対して、標準値POより高く上限値PH以下に設定した初期プレッサ圧で運転を開始する始動ステップと、
前記始動ステップから所定時間経過後の背圧プレッサの開度に基づいて、上限値PHと下限値PLの間でプレッサ圧Pを調整する初期プレッサ圧調整ステップと、
を備えている、スクリュープレス型脱水機の運転方法。 An operation method of a screw press type dehydrator for dewatering a slurry,
The initial presser pressure set higher than the standard value PO and below the upper limit PH with respect to the upper limit PH, the lower limit PL, and the standard value PO between the upper limit PH and the lower limit PL set in advance. Start step to start operation with
An initial presser pressure adjustment step of adjusting the presser pressure P between the upper limit value PH and the lower limit value PL based on the opening degree of the back pressure presser after a predetermined time has elapsed from the start step;
The operation method of screw press type dewatering machine is equipped.
予め設定されたプレッサ圧Pの上限値PH、下限値PL、および上限値PHと下限値PLの間にある標準値POに対して、標準値POより高く上限値PH以下に設定した初期プレッサ圧で運転を開始する始動制御部と、
運転開始から所定時間経過後の背圧プレッサの開度に基づいて、上限値PHと下限値PLの間でプレッサ圧Pを調整する初期プレッサ圧調整制御部と、
を備えている、スクリュープレス型脱水機の制御装置。 A control device of a screw press type dehydrator for dewatering a slurry,
The initial presser pressure set higher than the standard value PO and below the upper limit PH with respect to the upper limit PH, the lower limit PL, and the standard value PO between the upper limit PH and the lower limit PL set in advance. A start control unit that starts operation with
An initial presser pressure adjustment control unit that adjusts the presser pressure P between the upper limit PH and the lower limit PL based on the opening degree of the back pressure presser after a predetermined time has elapsed from the start of operation;
Control device of screw press type dewatering machine.
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