JP4066912B2 - ２層式縦型スクリュープレス - Google Patents

Description

この発明は、下水汚泥や産業排水等の脱水に適したスクリュープレスに関し、特に、脱水性能を低下させることなく、大量処理が可能な縦型スクリュープレスの改良に関する。

従来のスクリュープレスは、ろ過室に供給した凝集原液をスクリュー羽根で移送しながらスクリーンからろ液を分離し、凝集原液を濃縮、圧搾脱水してろ過室の終端から脱水ケーキを連続して取出すようにしている。そして、分離液排出孔を有する固定外筒と排水パイプの間に、内側と外側にスクリュー羽根を植設した回転内筒を同心的に設け、二重の環状間隙に供給した原液の容積を漸減せしめ、脱水性能を低下せずに処理量を増加させる固液分離装置が、特許文献１に記載してある。
実公昭６０−２５３５７号公報（実用新案登録請求の範囲、第２図）

上記従来のスクリュープレスは、金属ろ材を使用しているため、ケーキの剥離性がよく、ろ材の洗浄も少なく、連続運転が可能となるが、横置したスクリュープレスの円筒状のろ過室が、ろ過面積の割りには広い設置面積が必要である。ろ過室の排出口に設けた背圧板の調整が困難で、圧搾部にケーキが充満して含水率が低下すると、ケーキがスクリューと供回りして、外筒内面との間に滑りを生じ排出できなくなる。この発明は、縦型の二重構造のろ過室を構成し、設置面積を小さくして、原液の脱水性能を低下せずに処理量を増加させ、連続運転を可能とした２層式縦型スクリュープレスを提供する。

この発明に係わる２層式縦型スクリュープレスは、同心状に立設した外側スクリーンと内側スクリーンに、外側スクリューと内側スクリューを配設して外側ろ過室と内側ろ過室を形成し、内側スクリューの上部に連結した駆動軸に原液供給路を設け、この原液供給路を外側ろ過室と内側ろ過室に連通させると共に、外側ろ過室と内側ろ過室の下端部を支架する背圧板に外側ろ過室通路と内側ろ過室通路を設け、この背圧板の下部に円環状の排出室を形成し、排出室に回転自在な掻出羽根を配設したものである。

スクリーンの洗浄手段が、外側スクリーンと内側スクリーンを回転自在に配設し、外側スクリーンの周部にカバーを配設して外側ろ液室を形成して、外側洗浄管を立設すると共に、外側スクリューと内側スクリーンの間に内側ろ液室を形成し、スクリーンに対設して内側洗浄管を立設したものである。そして、ろ液と洗浄排水の排出手段が、背圧板に内側ろ液室と外側ろ液室の底部に連通する複数の内側ろ液通路を設け、外側ろ液室の底部にろ液排出管を連結して、ろ液排出管から外側ろ液室と内側ろ液室のろ液と洗浄排水を排出するものである。

この発明に係る２層式縦型スクリュープレスは上記のように構成してあり、縦型のスクリュープレスが設置面積を小さくし、スクリュープレスのろ過室を内側ろ過室と外側ろ過室の二重に組合せることにより、原液の大量処理が可能となる。外側ろ過室と内側ろ過室の下方に移送された濃縮原液は、上方の原液の重力とスクリュー羽根の搬送力による圧搾と、排出室からの背圧により低含水率の脱水ケーキとすることができ、従来装置と比較して、脱水性能を低下させることがない。そして、外側ろ過室と内側ろ過室の底部から圧入される脱水ケーキに排出室から背圧を加えながら、排出室の掻出羽根がケーキを掻き取るので、背圧板と排出室が高圧搾を可能とし、均一な含水率の脱水ケーキとすることができる。なお、背圧板から押し出されるケーキを掻出羽根が掻き取るので、背圧板で背圧を加えながらも背圧板のろ過室通路を閉塞させることがない。

ろ過性が悪くなった時には、連続運転を行ないながら、適宜、洗浄水を噴射すれば、回転している外側スクリーンと内側スクリーンの目詰まり物を洗い流してろ過面が再生できる。固形化したケーキがスクリューと供回りしようとしても、ケーキを軟化させて供回りを防止できる。また、背圧板を利用して内側ろ液室のろ液と洗浄排水を外側ろ液室の底部に排出するので、排出路の構造が簡単となり、差速回転するスクリーンとスクリューの邪魔となることもない。

この発明に係る２層式縦型スクリュープレスは上記のように構成してあり
内側スクリューの駆動軸の原液供給路から内側ろ過室と外側ろ過室に原液を圧入し、内側ろ過室と外側ろ過室に原液を充満させる。次に、内側ろ過室と外側ろ過室に原液を圧入しながら、外側スクリーンと内側スクリーン及び外側スクリューと内側スクリューを逆方向に差速回転させると、スクリュー羽根の搬送圧と垂直姿勢の重力で外側スクリーンと内側スクリーンのろ過面からろ液が分離され、原液は濃縮されながら下方に移送される。

下方の濃縮原液は、上方の原液重量による押圧力と、スクリュー羽根の搬送力の相乗作用により高圧搾されて、さらにろ過面からろ液を分離する。同時に、固液分離によりケーキ層が形成された外側スクリーンと内側スクリーンのろ過面を、外側スクリューと内側スクリューが摺接してケーキ層を掻き取ってろ材面を再生する。原液は圧密されてケーキ状となり、外側ろ過室と内側ろ過室の底部に設けた背圧板の外側ろ過室通路と内側ろ過室通路から円環状の排出室に押出される。掻出羽根はそのケーキを掻き取りながら、掻出羽根の回転クサビ作用とケーキを半径方向に湾曲移動させる力が増大し、ケーキに大きな剪断力が加えられる。

排出室に脱水ケーキが充満してきた時に、排出室の排出口を開放すれば、水分を均一化した脱水ケーキを連続して取出すことができる。スクリュープレスのろ過室を内側ろ過室と外側ろ過室の二重に組合せることにより、脱水性能を低下せずに、原液の大量処理が可能となる。外側スクリーンと内側スクリーンのろ過性が悪くなった時には、原液圧入を停止させ、あるいは脱水運転を行いながら、適宜外側スクリーンと内側スクリーン洗浄管から洗浄水を噴射すれば、回転している外側スクリーンと内側スクリーンの目詰まり物を洗い流してろ過面が再生できる。

この発明の実施例を図面に基づき詳述すると、図１は２層式縦型スクリュープレスの縦断面図であって、２層式縦型スクリュープレス１は、立設した密閉状の外側スクリーン２の内部に内側スクリーン３が同心状に配設してあり、外側スクリーン２と内側スクリーン３の周面に金属ろ材を張設してろ過面としてある。外側スクリーン２と内側スクリーン３の内側に、それぞれ台形状の外側スクリュー４と内側スクリュー５が配設してあり、外側スクリュー４と内側スクリュー５の外周面にそれぞれ螺旋状のスクリュー羽根６、７が巻き掛けてある。外側スクリーン２と外側スクリュー４の間、及び内側スクリーン３と内側スクリュー５の間に、上部から下部に向かって容積を相対的に減少させる外側ろ過室８と内側ろ過室９が形成してある。

図１に示すように、外側スクリーン２の外周部に密閉状のカバー１０が配設してあり、外側スクリーン２で分離したろ液を流入させる外側ろ液室１１を形成してある。また、内側スクリーン３と外側スクリュー４の間にも内側ろ液室１２を形成してある。図２は２層式縦型スクリュープレスの上部の拡大図であって、立設した内側スクリュー５の上部壁に円筒状の駆動軸１３が連結してあり、先端部にスプロケット１４が嵌着してある。内側スクリーン３、外側スクリュー４及び外側スクリーン２の上部壁に連結したフランジ１５、１６、１７を、内側スクリュー５の駆動軸１３の周部に同心状に摺接させてあり、外側スクリーン２のフランジ１７に軸受１８が外嵌してある。駆動軸１３に外挿したそれぞれのフランジ１５、１６、１７にもスプロケット１９、２０、２１が嵌着してあり、これらのスプロケット１４、１９、２０、２１は公知の駆動手段に連動連結してある。

図３は２層式縦型スクリュープレスの下端部の拡大図であって、外側スクリーン２、内側スクリーン３、外側スクリュー４及び内側スクリュー５の下端が、２層式縦型スクリュープレス１の下端部の背圧板２２に配設した軸受２３、２４、２５、２６に回転自在に軸支してある。駆動手段に連動連結したスプロケット１４、１９、２０、２１で外側スクリュー４と内側スクリュー５を同じ方向に回転させ、外側スクリーン２と内側スクリーン３を反対方向に回転させるようにしてある。なお、外側スクリーン２と内側スクリーン３は、ろ過運転中も回転させてもよく、あるいは、ろ過面の洗浄時にのみ回転させてもよいもので、原液の性状により適宜選択できるものである。

図２に示すように、内側スクリュー５の駆動軸１３に原液供給路２７が設けてあり、駆動軸１３の下端部に複数の原液通路孔２８・・・を開口してある。原液を駆動軸１３の原液供給路２７から内側スクリーン３の上部壁と内側スクリュー５の上部壁の間に圧入し、内側ろ過室９に供給する。そして、外側スクリュー４と内側スクリーン３の上端部に複数の原液通路孔２９、３０・・・が開口してあり、外側スクリュー４の内周面に延設し、摺接させた内側スクリーン３の上部壁と、内側スクリーン３の上方外周部に立設した背圧板３１で給液路３２を形成してある。内側ろ過室９に圧入した原液の略半分を給液路３２から外側ろ過室８に流入させる。２層式縦型スクリュープレス１は、ろ過室を外側ろ過室８と内側ろ過室９の二重に組合せて、原液の大量処理を可能とする。

原液を原液供給路２７から内側ろ過室９と外側ろ過室８に圧入して、外側スクリーン２と内側スクリーン３を同方向に、外側スクリュー４と内側スクリュー５を反対方向に差速回転させると、外側スクリュー４と内側スクリュー５のスクリュー羽根６、７の搬送圧と垂直姿勢の重力で外側スクリーン２と内側スクリーン３のろ過面からろ液が分離される。逆方向の差速回転により、原液の供給量を増加させることができる。ろ液は外側ろ液室１１と内側ろ液室１２に排出されて、原液は濃縮されながら下方に移送される。この濃縮原液は、上方の原液重量による押圧力と、スクリュー羽根６、７の搬送力の相乗作用により高圧搾されて、さらにろ過面からろ液を分離して、ケーキ状となる。同時に、固液分離によりケーキ層が形成された外側スクリーン２と内側スクリーン３のろ過面を、外側スクリュー４と内側スクリュー５が摺接してケーキ層を掻き取り、ろ過面を再生し、連続運転を可能とする。

図１及び図２に示すように、外側ろ液室１１と内側ろ液室１２に外側洗浄管３３と内側洗浄管３４がそれぞれ立設してある。外側洗浄管３３と内側洗浄管３４の下端部は、２層式縦型スクリュープレス１の外部の洗浄水管３５に連結してある。外側スクリーン２と内側スクリーン３のろ過面が目詰まりしてろ過性が悪くなった時には、原液の圧入を停止させ、あるいはろ過運転を行ないながら、適宜外側スクリーン２と内側スクリーン３に外側洗浄管３３と内側洗浄管３４から洗浄水を噴射して、外側スクリーン２と内側スクリーン３の目詰まり物を洗い流してろ過面が再生できる。この洗浄排水は、外側ろ液室１１と内側ろ液室１２を流下してろ液排出管４３から排出される。外側ろ過室８の排出側で固形化したケーキが外側スクリュー４と供回りしようとしても、洗浄水を噴射すれば、ケーキを軟化させて供回りを防止させることもできる。

図４は２層式縦型スクリュープレスの下端部の排出室の平面図であって、背圧板２２の下部に円環状の排出室３６を形成し、排出室３６に羽根駆動軸３７に嵌着したナタ爪状の掻出羽根３８が回転自在に配設してある。図５は背圧板の平面図であって、背圧板２２に、外側ろ過室８及び内側ろ過室９と排出室３６に連通する複数の円弧状の外側ろ過室通路３９・・・と内側ろ過室通路４０・・・を設けてある。背圧板２２の背圧と外筒スクリュー４と内筒スクリュー５の搬送圧で圧密脱水されて、低含水率のケーキが、外側ろ過室８と内側ろ過室９の底部に設けた背圧板２２の外側ろ過室通路３９と内側ろ過室通路４０から円環状の排出室３６に押出される。

掻出羽根３８はそのケーキを掻き取りながら、掻出羽根３８の回転クサビ作用とケーキを半径方向に湾曲移動させる力が増大し、ケーキに大きな剪断力が加えられ、ケーキ中の水分を均一化させる。背圧板２２から押し出されるケーキを掻出羽根３８が掻き取るので、背圧板２２で背圧を加えながらも背圧板２２の外側ろ過室通路３９と内側ろ過室通路４０を閉塞させることがない。排出室３６に仕切弁４１を有するケーキ排出管４２が連結してあり、排出室３６に脱水ケーキが充満してきた時に、仕切弁４１を開放すれば、排出室３６の脱水ケーキを連続して取出すことができる。脱水性能を低下せずに、原液の大量処理が可能となる。

図３に示すように、外側ろ液室１１の底部にろ液排出管４３が連結してあり、ろ液排出管４３からろ液と洗浄排水を排出するようにしてあり、ろ液排出管４３の排水経路を外部配管上の切替弁で切替えて、ろ液と洗浄排水を分離する。また、背圧板２２に内側ろ液室１２と外側ろ液室１１の底部に連通する複数の内側ろ液通路４４・・・が設けてある。この内側ろ液通路４４は、背圧板２２の表面に内側ろ液室１２の底部に連通する複数の円弧状の凹溝４４ａと、凹溝に開口して傾斜状の貫通孔４４ｂを外側ろ液室１１の底部に連通させた構造としてある。背圧板２２を利用して内側ろ液室１２のろ液と洗浄排水を外側ろ液室１１の底部に排出するので、排出路の構造が簡単となり、差速回転する外側スクリーン２、内側スクリーン３、外側スクリュー４及び内側スクリュー５の邪魔となることもない。

縦型のスクリュープレスが設置面積を小さくし、背圧板と排出室が高圧搾を可能とする。そして、スクリュープレスのろ過室を内側ろ過室と外側ろ過室の二重に組合せ、スクリューとスクリーンを反対方向に回転させるので、脱水性能を低下せずに、原液の大量処理が可能となる。濃度の低い大容量の処理を必要とする下水汚泥や産業排水等の脱水に適したスクリュープレスとなる。

この発明に係る２層式縦型スクリュープレスの縦断面図である。 ２層式縦型スクリュープレスの上部の拡大図である。 ２層式縦型スクリュープレスの下部の拡大図である 同じく、排出室の平面図である。 同じく、背圧板の平面図である。

符号の説明

２ 外側スクリーン
３ 内側スクリーン
４ 外側スクリュー
５ 内側スクリュー
８ 外側ろ過室
９ 内側ろ過室
１０ カバー
１１ 外側ろ液室
１２ 内側ろ液室
１３ 駆動軸
２２ 背圧板
２７ 原液供給路
３３ 外側洗浄管
３４ 内側洗浄管
３６ 排出室
３８ 掻出羽根
３９ 外側ろ過室通路
４０ 内側ろ過室通路
４３ ろ液排出管
４４ 内側ろ液通路

Claims (3)

1. 同心状に立設した外側スクリーン（２）と内側スクリーン（３）に、外側スクリュー（４）と内側スクリュー（５）を配設して外側ろ過室（８）と内側ろ過室（９）を形成し、内側スクリュー（５）の上部に連結した駆動軸（１３）に原液供給路（２７）を設け、この原液供給路（２７）を外側ろ過室（８）と内側ろ過室（９）に連通させると共に、外側ろ過室（８）と内側ろ過室（９）の下端部を支架する背圧板（２２）に外側ろ過室通路（３９）と内側ろ過室通路（４０）を設け、この背圧板（２２）の下部に円環状の排出室（３６）を形成し、排出室（３６）に回転自在な掻出羽根（３８）を配設したことを特徴とする２層式縦型スクリュープレス。
2. 上記外側スクリーン（２）と内側スクリーン（３）を回転自在に配設し、外側スクリーン（２）の外周部にカバー（１０）を配設して外側ろ液室（１１）を形成して、外側ろ液室（１１）に外側洗浄管（３３）を立設すると共に、外側スクリュー（４）と内側スクリーン（３）の間に内側ろ液室（１２）を形成して、内側ろ液室（１２）に内側洗浄管（３４）を立設したことを特徴とする請求項１に記載の２層式縦型スクリュープレス。
3. 上記背圧板（２２）に内側ろ液室（１２）と外側ろ液室（１１）の底部に連通する複数の内側ろ液通路（４４・・・）を設け、外側ろ液室（１１）の底部にろ液排出管（４３）を連結して、ろ液排出管（４３）から外側ろ液室（１１）と内側ろ液室（１２）のろ液と洗浄排水を排出することを特徴とする請求項１乃至２に記載の２層式縦型スクリュープレス。

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