JP4321876B1

JP4321876B1 - 固液分離装置

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Publication number: JP4321876B1
Application number: JP2008305117A
Authority: JP
Inventors: 雄介手塚
Original assignee: Amukon KK
Current assignee: Amukon KK
Priority date: 2008-05-15
Filing date: 2008-11-28
Publication date: 2009-08-26
Anticipated expiration: 2028-11-28
Also published as: JP2009297704A

Abstract

【課題】固液分離部に配置されたスクリューを回転駆動して、該固液分離部に入り込んだ処理対象物を固液分離部の出口へ向けて移動させながら、その処理対象物から分離された濾液を、固液分離部の濾液排出部を通して固液分離部外へ排出させ、含液率の低下した処理対象物を出口から固液分離部外に排出させる固液分離装置であって、固液分離部の出口に対向して配置されていると共に、該出口に対して接近又は離隔可能に支持されている規制部材と、該規制部材を固液分離部の出口に向けて加圧する付勢手段とを有する固液分離装置において、出口から排出される処理対象物の含液率を自動的にほぼ一定の値又はほぼ一定の範囲内の値に保てるようにする。
【解決手段】固液分離部３の出口３Ｂから排出される処理対象物の含液率が予め決められた一定の値又は一定の範囲内の値となるように、スクリュー２１の回転数を制御するスクリュー制御手段を設ける。
【選択図】図２

Description

本発明は、固液分離部に配置された少なくとも１つのスクリューを回転駆動して、該固液分離部に入り込んだ処理対象物を固液分離部の出口へ向けて移動させながら、その処理対象物から分離された濾液を、前記固液分離部の濾液排出部を通して固液分離部外へ排出させ、含液率の低下した処理対象物を前記出口から固液分離部外に排出させる固液分離装置であって、前記固液分離部の出口に対向して配置されていると共に、該出口に対して接近又は離隔可能に支持されている規制部材と、該規制部材を前記固液分離部の出口に向けて加圧する付勢手段とを有する固液分離装置に関する。

液体を含む処理対象物、例えば、廃豆腐、食品加工排水、下水処理物或いは養豚場から排出される廃水などの有機系汚泥、その有機系汚泥を微生物によって分解処理した汚泥、メッキ廃液、インク廃液、顔料廃液、塗料廃液などの無機系汚泥、或いは野菜屑や果実の皮、食品残渣、おからなどの処理対象物から液体を分離するために、上記形式の固液分離装置を用いることは従来より周知である（例えば、特許文献１参照）。この形式の固液分離装置によれば、固液分離部の出口に対向して規制部材が配置されているので、その出口から排出される処理対象物の量を規制して、固液分離部内の圧力を高めることができ、これにより、処理対象物に対する脱液効率を高めることができる。

従来の固液分離装置によって脱液処理された処理対象物の含液率（重量％）は、固液分離部に送り込まれる処理対象物の含液率によって大きく変動する。含液率の高い処理対象物を脱液処理すれば、その処理後の処理対象物の含液率は高くなるし、含液率の低い処理対象物を脱液処理すれば、その処理後の処理対象物の含液率は低くなる。

ところが、脱液処理されて固液分離部の出口から排出される処理対象物の含液率をほぼ一定の値又はほぼ一定の範囲内の値に保たなければならぬことがある。例えば、固液分離装置によって脱液処理された処理対象物を圧送ポンプによって焼却炉に送り、その処理対象物を焼却する場合、処理対象物の含液率が高すぎると、焼却炉における処理対象物の焼却効率が低下する。逆に、固液分離装置によって脱液処理された処理対象物の含液率が低すぎると、処理対象物を圧送ポンプによって送り難くなり、その輸送が不可能となることもある。固液分離装置によって脱液処理された処理対象物の含液率が、その処理対象物を圧送ポンプにより効率よく搬送でき、しかも焼却炉における処理対象物の焼却効率が大きく低下しない値に保たれていれば、このような不具合は発生しない。

また、固液分離装置によって脱液処理された処理対象物を圧送ポンプによって乾燥装置に送り、その処理対象物を乾燥するような場合も、処理対象物の含液率が高すぎると、乾燥装置での乾燥効率が低下し、逆にその含液率が低すぎると、処理対象物を圧送ポンプによって送り難くなり、その輸送が不可能となることがある。従って、この場合も、脱液処理後の処理対象物の含液率が、その処理対象物を圧送ポンプによって効率よく搬送でき、しかも乾燥装置における処理対象物の乾燥効率が大きく低下しない値に保たれることが好ましい。

特許第３９１７６４６号公報特開昭６０−１９０１１号公報特開平５−２２８６９５号公報特開２００３−２６５９０８号公報特許第３５６５８４１号公報特許第３５７３７４２号公報特許第３６３８５９７号公報

本発明は、上述した認識に基づきなされたものであって、その目的とするところは、固液分離部の出口から排出される脱液処理後の処理対象物の含液率を、自動的にほぼ一定の値又はほぼ一定の範囲内の値に保つことのできる固液分離装置を提供することにある。

本発明は、固液分離部に配置された少なくとも１つのスクリューを回転駆動して、該固液分離部に入り込んだ処理対象物を固液分離部の出口へ向けて移動させながら、その処理対象物から分離された濾液を、前記固液分離部の濾液排出部を通して固液分離部外へ排出させ、含液率の低下した処理対象物を前記出口から固液分離部外に排出させる固液分離装置であって、前記固液分離部の出口に対向して配置されていると共に、該出口に対して接近又は離隔可能に支持されている規制部材と、該規制部材を前記固液分離部の出口に向けて加圧する付勢手段とを有する固液分離装置において、前記固液分離部の出口から排出された処理対象物の含液率が予め決められた一定の値又は一定の範囲内の値となるように、前記スクリューの回転数を制御するスクリュー制御手段を設けたことを特徴とする。

その際、上記固液分離装置において、前記固液分離部の出口と規制部材との間の間隔を検知する間隔検知装置を有し、前記スクリュー制御手段は、前記間隔検知装置による検知結果に基づいて、前記間隔が予め決められた一定の値又は一定の範囲内の値に維持されるように、前記スクリューの回転数を制御するように構成することができる。

また、上記固液分離装置において、前記固液分離部内の出口近傍領域に存する処理対象物の圧力を検知する圧力検知装置を有し、前記スクリュー制御手段は、前記圧力検知装置による検知結果に基づいて、前記圧力が予め決められた一定の値又は一定の範囲内の値に維持されるように、前記スクリューの回転数を制御するように構成することもできる。

さらに、上記固液分離装置において、前記規制部材が前記固液分離部の出口から排出される処理対象物によって受ける荷重を検知する荷重検知装置を有し、前記スクリュー制御手段は、前記荷重検知装置による検知結果に基づいて、前記荷重が予め決められた一定の値又は一定の範囲内の値に維持されるように、前記スクリューの回転数を制御するように構成することもできる。

また、上記固液分離装置において、前記固液分離部の出口から排出された処理対象物の含液率を検知する含液率検知装置を有し、前記スクリュー制御手段は、前記含液率検知装置による検知結果に基づいて、前記固液分離部の出口から排出された処理対象物の含液率が予め決められた一定の値又は一定の範囲内の値に維持されるように、前記スクリューの回転数を制御するように構成することもできる。

さらに、上記固液分離装置において、前記固液分離部に送られる前の処理対象物が流入する容器と、該容器に処理対象物を圧送する処理対象物ポンプと、前記容器内の処理対象物の液面レベルを検知するレベル検知装置と、該レベル検知装置による検知結果に基づいて、前記液面レベルが一定となるように、前記処理対象物ポンプを制御する処理対象物ポンプ用の制御手段とを有していると有利である。

また、上記固液分離装置において、前記容器は、固液分離部に送られる前の処理対象物が流入する濃度検知槽と、該濃度検知槽に連通していて、当該濃度検知槽からの処理対象物と凝集剤とが送り込まれる混和槽とを具備していて、該混和槽に送り込まれた処理対象物と凝集剤とを撹拌する撹拌装置と、前記混和槽に凝集剤を圧送する凝集剤ポンプと、前記濃度検知槽内の処理対象物の固形分濃度を検知する濃度検知装置と、該濃度検知装置による検知結果と、前記レベル検知装置による検知結果に基づいて得られた、混和槽に送り込まれる処理対象物の適正な流量の値とに基づいて、処理対象物に対する凝集剤の添加率が適正な範囲となるように、前記凝集剤ポンプを制御する凝集剤ポンプ用の制御手段とを有していると有利である。

さらに、上記固液分離装置において、前記容器は処理対象物と凝集剤とが送り込まれる混和槽を具備していて、該混和槽に送り込まれた処理対象物と凝集剤とを撹拌する撹拌装置と、前記混和槽に凝集剤を圧送する凝集剤ポンプと、前記混和槽に送られる処理対象物の固形分濃度を検知する濃度検知装置と、該濃度検知装置による検知結果と、前記レベル検知装置による検知結果に基づいて得られた、混和槽に送り込まれる処理対象物の適正な流量の値とに基づいて、処理対象物に対する凝集剤の添加率が適正な範囲となるように、前記凝集剤ポンプを制御する凝集剤ポンプ用の制御手段とを有していると有利である。

また、上記固液分離装置において、前記付勢手段は、前記規制部材を加圧する流体圧シリンダを具備していると有利である。

さらに、前記流体圧シリンダは、内部が中空なシリンダ本体と、該シリンダ本体内にその軸線方向に摺動可能に配置されたピストンと、ピストンに固定されたピストンロッドとを有し、前記スクリューの軸は、前記シリンダ本体とピストンロッドとピストンに対して回転可能であると共に、該シリンダ本体とピストンロッドとピストンを貫通して延びていて、前記シリンダ本体内に供給された作動流体によりピストンが加圧され、これにより規制部材が固液分離部の出口に向けて付勢されるように構成されていると有利である。

本発明によれば、固液分離部の出口から排出された脱液処理後の処理対象物の含液率を、自動的に所望するほぼ一定の値又はほぼ一定の範囲内の値に保つことができる。

以下、本発明の実施形態例を図面に従って詳細に説明する。

図１は、固液分離装置の全体を示す部分断面説明図であり、ここに示した固液分離装置は、その主要部を構成する装置本体１００を有していて、図２はその装置本体１００を示す部分断面正面図である。図１においては、装置本体１００を簡略化して示してある（図１１においても同じ）。固液分離装置によって、液体を含む各種の処理対象物を固液分離することが可能であるが、ここでは、多量の水分を含んだ汚泥を脱水処理する場合について説明する。

図２に示した固液分離装置の装置本体１００は、入口部材１と、出口部材２と、これらの間に配置された後述する複数の固定板２８と複数の可動板２９とを有し、入口部材１は、上部が開口した矩形の箱状に形成され、その上部開口によって、汚泥が流入する流入口４が構成されている。符号７は入口部材１の底壁を示す。また固定板２８と可動板２９を向いた側の入口部材１の側壁５には開口６が形成され、さらに入口部材１の側壁５に対向したもう一つの側壁８には、横断面が矩形状に形成されたモータ支持部材９の一方の側壁１０がボルトとナットによって固定され、モータ支持部材９の他方の側壁１１に、減速機付きのモータ１２が固定支持されている。

入口部材１の両側壁５，８は下方に延び、その下端部が図示していないボルトとナットによって支持フレームのステー１３，１４にそれぞれ着脱可能に固定され、モータ支持部材９の両側壁１０，１１も下方に延び、その下端部が図示していないボルトとナットによって支持フレームのステー１４に着脱可能に固定されている。

出口部材２は、その上部と下部が開口し、水平断面が矩形状に形成されていて、固定板２８と可動板２９を向いた側の出口部材２の側壁１９と、これに対向する出口部材２の側壁２０には、開口２２，２３がそれぞれ形成されている。側壁１９，２０は、下方に延び、その下端部が支持フレームのステー１５，１６に図示していないボルトとナットによって着脱可能に固定されている。また、側壁２０に形成された開口２３には、軸受部材１８が配置され、その軸受部材１８は、ボルトとナットによって側壁２０に着脱可能に固定されている。出口部材２の下部開口は、脱水処理された汚泥が排出される排出口２６を構成している。

上述したように、入口部材１と出口部材２との間には多数の固定板２８と多数の可動板２９とが配置されていて、隣り合う固定板２８は、小リング状の複数のスペーサ３８によって、軸線方向に互いに間隔をあけて配置され、軸線方向に隣り合う固定板２８の間に１つの可動板２９がそれぞれ配置されている。図３は隣り合う２つの固定板２８と、これらの固定板２８の間に配置された１つの可動板２９と、スペーサ３８の外観を示す分解斜視図であり、複数の固定板２８は、図２乃至図４に示すように同心状に配列され、軸線方向に隣り合う固定板２８の間に４つのスペーサ３８がそれぞれ配置されている。軸線方向に同心状に配置された固定板２８と、可動板２９とが交互に配列されているのである。本例の固液分離装置の固定板２８と可動板２９は、共にリングにより構成されている。

図３及び図４に示すように、各固定板２８には、その半径方向に突出し、かつその周方向に配列された４つの耳部３９が形成され、その各耳部３９に取付孔３２がそれぞれ形成されている。各耳部３９に形成された各取付孔３２と、軸線方向に隣り合う固定板２８の間に配置された各スペーサ３８の中心孔には、ステーボルト３４がそれぞれ貫通して延び、さらにその各ステーボルト３４は、図２に示すように、入口部材１の側壁５と、出口部材２の側壁１９を貫通し、各ステーボルト３４の各端部に形成された雄ねじにナット３６，３６Ａがそれぞれ螺着されて締め付けられている。なお、図２においては、図を判りやすくするため、一部のステーボルトとスペーサなどの図示を省略してある（図７乃至図１０、図１３及び図１４においても同じ）。

上述のようにして、複数の固定板２８は、複数のステーボルト３４と、ナット３６，３６Ａとによって一体的に固定連結され、入口部材１と出口部材２に対して固定されている。各ステーボルト３４は、複数の固定板２８を貫通して延びていて、その複数の固定板２８を連結する用をなす。スペーサによって互いに間隙をあけて配置された各固定板をわずかに遊動できるように組み付けることもできる。

図４に示すように、各固定板２８の間にそれぞれ配置された各可動板２９の厚さＴは、各固定板間の間隙幅Ｇより小さく設定され、各固定板２８の端面と、これに対向する可動板２９の端面の間には、例えば０．１mm乃至１mm程の微小なギャップｇが形成される。かかる微小ギャップｇは、後述するように汚泥から分離された水分、すなわち濾液を通過させる濾液排出部を構成するものである。可動板２９の厚さＴは、例えば、１．０mm乃至２mm程に設定され、間隙幅Ｇは、例えば２mm乃至３mm程に設定される。また、固定板２８の厚さｔは、例えば１．５mm乃至３mm程に設定される。ギャップｇ、厚さＴ，ｔ及び間隙幅Ｇの大きさは、処理対象物の種類などを考慮して適宜設定されるものである。

図５は、固定板２８と、可動板２９と、隣り合う固定板２８の間に配置されたスペーサ３８と、ステーボルト３４の配置状態を示す説明図であり、この図では、図を判りやすくするため、可動板２９を破線で示してある。ここで、固定板２８の周方向に隣り合う２つのスペーサ３８の間の間隔をＬとしたとき、この間隔Ｌの方が、可動板２９の外径Ｄ_４よりも小さくなっている（Ｌ＜Ｄ_４）。このため、可動板２９が隣り合う固定板２８の間から抜け出ることが阻止される。

また、図３及び図５に示すように、複数のスペーサ３８の固定板中心側の部分に接する円ＣＣを考えたとき、各可動板２９の外径Ｄ_４は、円ＣＣの直径Ｄ_１よりも小さく、しかも各固定板２８の内径Ｄ_３よりも大きく設定されている（Ｄ_１＞Ｄ_４，Ｄ_４＞Ｄ_３）。これにより、各可動板２９は、各固定板２８の中心孔から抜け出ることなく、該可動板２９の半径方向に可動で、かつ隣り合う固定板２８の間に回転可能に保持される。

また、本例の固液分離装置においては、図５に示すように、固定板２８の外径Ｄ_２が前述の円ＣＣの直径Ｄ_１よりも小さく設定されている（Ｄ_１＞Ｄ_２）。図５においては、隣り合う固定板２８と可動板２９を、その軸線方向に見たときに、これらの板２８，２９が互いに重なり合う部分にハッチングを付してある。本例の固定板２８は、複数の耳部３９を有しているが、かかる固定板２８の外径Ｄ_２は、これらの耳部３９以外の円環状の部分の外径である。

本例の固液分離装置においては、スペーサ３８により、軸線方向に間隔をあけて配置され、かつステーボルト３４によって互いに固定された複数の固定板２８と、隣り合う固定板２８の間に配置された可動板２９と、入口部材１の側壁５と、出口部材２の側壁１９とによって、処理対象物（この例では汚泥）から液体を分離する固液分離部３が構成されている。この固液分離部３は内部が中空に形成され、入口部材１の側壁５の開口６によって、固液分離部３の入口３Ａが構成され、出口部材２の側壁１９の開口２２によって、固液分離部３の出口３Ｂが構成されている。図４は、かかる固液分離部３の部分縦断面図である。また、図２に示すように、固液分離部３は、その出口３Ｂの側が高くなるように傾斜して配置されている。

固液分離部３の内部には、その固液分離部３の軸線方向に延びるスクリュー２１が配置され、このスクリュー２１は、軸４１と、この軸４１と一体のらせん状に延びる羽根４２を有している。かかるスクリュー２１は、図２に示すように、複数の固定板２８と、可動板２９の内部を貫通して延びると共に、入口部材１の側壁５と、出口部材２の側壁１９，２０に形成された開口６，２２，２３を貫通して延びていて、このスクリュー２１の軸４１の一方の端部が、軸受部材１８に回転自在に支持されている。なお、図５にはスクリュー２１の図示は省略してある。

図示した例では、固液分離部３内に１本のスクリュー２１が配置されているが、固液分離部３内に複数のスクリューを配置することもできる。固液分離部３に少なくとも１つのスクリューを配置することができるのである。

図２に示したモータ１２の出力軸４５は、モータ支持部材９の側壁１１，１０と、入口部材１の側壁８を貫通して延び、側壁１０に軸受を介して回転自在に支持されている。かかる出力軸４５の先端部は、図６に示すように、内部が中空に形成され、その中空部４９の中央部に係合片５０が固定配置されている。また、スクリュー２１の軸４１の他方の端部には、係合溝５１が形成され、軸４１の端部が図１に示すように出力軸４５の中空部４９に挿入され、軸４１に形成された係合溝５１が出力軸４５に設けられた係合片５０に係合している。モータ１２が作動して出力軸４５が回転すると、その回転が、互いに係合した係合片５０と係合溝５１を介してスクリュー２１に伝えられ、該スクリュー２１がその中心軸線のまわりに回転する。

一方、本例の固液分離装置は、図１に断面で示したように、装置本体１００の固液分離部３に送られる前の汚泥が流入する容器５２を有している。この容器５２は、仕切壁５３によって、濃度検知槽５４と混和槽５５とに分割され、その濃度検知槽５４と混和槽５５は、仕切壁５３の下方の開口５６を介して互いに連通している。図示していないサービスタンクに収容された汚泥は、処理対象物ポンプ５７によって濃度検知槽５４に圧送され、引き続き開口５６を通して混和槽５５に送り込まれる。濃度検知槽５４内の汚泥の液面レベルと、混和槽５５内の汚泥の液面レベルは実質的に同一である。

混和槽５５には、図示していない凝集剤タンクから、凝集剤ポンプ５８によって、液状の凝集剤が送り込まれる。このようにして混和槽５５に送り込まれた汚泥と、凝集剤は、撹拌装置５９によって撹拌される。図１に示した撹拌装置５９は、混和槽５５内の汚泥中に位置する撹拌羽根６０と、その撹拌羽根６０が固定されている回転軸６１と、その回転軸６１を回転駆動するモータ６２とから構成され、そのモータ６２によって撹拌羽根６０が回転駆動される。これにより、混和槽５５内の汚泥と凝集剤が撹拌混合され、汚泥がフロック化される。フロック化された汚泥は、導管６３を通して、装置本体１００に送られる。濃度検知槽５４と、これに関連する構成については後に詳しく説明する。

導管６３内を送られたフロック化された汚泥は、図１及び図２に矢印Ａで示すように、装置本体１００の入口部材１内に流入する。かかる汚泥の含水率は、例えば９５乃至９９重量％程度である。このとき、スクリュー２１はモータ１２によって回転駆動されているので、入口部材１に流入した汚泥は、図２に矢印Ｂで示すように、入口部材１の側壁５に形成された開口６を通って、固定板２８と可動板２９の内部空間に流入する。このように、汚泥は、固液分離部３の内部空間に、その軸線方向一端側の入口３Ａから流入する。なお、図２、図４、図５、図７乃至図１０、図１３及び図１４においては、汚泥の図示を省略してある。

上述のようにして固液分離部３の内部に流入した汚泥は、モータ１２により回転駆動されたスクリュー２１によって、図２に破線矢印Ｃで示したように、固液分離部３の軸線方向他端側の出口３Ｂへ向けて搬送される。このとき、汚泥から分離された水分、すなわち濾液が、各固定板２８と可動板２９との間の微小ギャップｇ（図４）より成る濾液排出部を通して固液分離部外に排出される。排出された濾液は、ステー１３，１５に固定された濾液受け部材４０に受け止められ、次いで濾液排出管４６を通って流下する。この濾液には未だ多少の固形分が含まれているので、当該濾液は他の汚泥と共に再度、水処理された後、再び固液分離装置に供給されて脱水処理される。

ここで、図４に示す如く、スクリュー２１の外径Ｄ_６は、その回転が阻害されないように、固定板２８の内径Ｄ_３よりもわずかに小なる大きさに設定されている（Ｄ_３＞Ｄ_６）が、このスクリュー２１の外径Ｄ_６は、可動板２９の内径Ｄ_５よりも大きく設定されている。可動板２９の内径Ｄ_５がスクリュー２１の外径Ｄ_６よりも小さく設定されているのである（Ｄ_６＞Ｄ_５）。このため、スクリュー２１の回転によって、各可動板２９は、スクリュー２１から外力を受けて半径方向に押し動かされ、固定板２８に対して積極的に運動する。このようにして、可動板２９を駆動する専用の駆動手段を設けることなく、微小ギャップｇに入り込んだ固形物を積極的に排出させることができ、そのギャップｇに対するクリーニング効率を高めることができる。

上述のように固液分離部３内の汚泥の含水率が下げられ、含水量の減少したケーキ状の汚泥が、図２に矢印Ｄで示すように、固液分離部３の軸線方向他端側の出口３Ｂから排出される。固液分離部３から排出された汚泥は、出口部材２の下部の排出口２６を通して下方に落下する。

上述のように、固液分離装置は、固液分離部に配置された少なくとも１つのスクリューを回転駆動して、該固液分離部に入り込んだ処理対象物を固液分離部の出口へ向けて移動させながら、その処理対象物から分離された濾液を、固液分離部の濾液排出部を通して固液分離部外へ排出させ、含液率の低下した処理対象物を固液分離部の出口から固液分離部外に排出させるように構成されている。

ここで、図２及び図７に示すように、固液分離部３の出口３Ｂに対向して規制部材６４が配置されている。ここに例示した規制部材６４は円板状に形成され、その規制部材６４の中央部の孔をスクリュー２１の軸４１が貫通して延びている。複数の部片から規制部材６４を構成することもでき、また規制部材を円板以外の形態に形成することもできる。

円板状に形成された規制部材６４には、スクリュー２１の軸４１に対して、その軸線方向に摺動可能に嵌合したスライダ６５が固定されている。後述するように、スライダ６５は、軸４１に対して相対回転することはない。かかる構成により、規制部材６４は、スライダ６５を介して、固液分離部３の出口３Ｂに対して接近又は離隔可能に、軸４１に支持される。規制部材６４を直に軸４１に支持することもできる。

また、図７に示すように、スクリュー２１の軸４１には、ばね受け６６がねじ６８によって着脱可能に固定され、このばね受け６６とスライダ６５との間に、軸４１に巻回された圧縮コイルばねより成る加圧ばね６９が圧装され、これにより、規制部材６４は固液分離部３の出口３Ｂに向けて付勢される。加圧ばね６９は、規制部材を固液分離部の出口に向けて加圧する付勢手段の一例を構成している。付勢手段によって、規制部材６４を直に加圧するように構成することもできる。

スクリュー２１が回転すると、ばね受け６６と、スライダ６５と、規制部材６４と、加圧ばね６７は、そのスクリュー２１と共に一体となって回転する。

前述のように含水率の下げられた汚泥は、固液分離部３の出口３Ｂから排出されるが、このとき出口３Ｂには、規制部材６４が対向して配置されているので、出口３Ｂから排出される汚泥がその規制部材６４に当り、これによって出口３Ｂから排出される単位時間当りの汚泥の量が規制される。出口３Ｂから排出される汚泥が規制部材６４を加圧するので、加圧ばね６９により出口３Ｂに向けて付勢された規制部材６４は、図７に示すように出口３Ｂから離間し、その出口３Ｂと規制部材６４との間に間隔ＤＳが形成される。汚泥は、ここを通して、図２に矢印Ｄで示したように固液分離部外へ排出される。固液分離部３の内部に汚泥が存在しない状態で、固液分離装置が作動を停止している時には、規制部材６４は加圧ばね６９に加圧されて出口部材２の側壁１９に圧接して、出口３Ｂを塞ぐ。

なお、図７に示したスライダ６５は、軸４１に対して、その軸線方向に摺動可能であって、しかもその軸４１に対して相対的に回転できるように軸４１に嵌合しているが、このスライダ６５は、加圧ばね６９によって加圧されているので、スライダ６５が軸４１に対して回転することはなく、スライダ６５と規制部材６４は軸４１と共に回転する。スライダ６５を、軸４１の軸線方向には摺動可能であるが、相対回転は不能であるように、軸４１に組み付けることもできる。

上述のように、規制部材６４によって、出口３Ｂから排出される単位時間当りの汚泥の量が規制されるので、出口３Ｂの近傍の固液分離部３内の圧力が高められ、固液分離部３内における汚泥の脱水効率が高められる。このように、規制部材は、固液分離部の出口に対向して位置していて、その出口から排出される単位時間当りの処理対象物の量を規制することにより、固液分離部内の圧力を高め、固液分離部内での処理対象物の脱液効率を高める用をなすのである。

ここで、図２に示した固液分離部３の出口３Ｂの近傍の固液分離部内の領域ＥＡを出口近傍領域と称することにすると、規制部材６４は、固液分離部３の出口３Ｂに対して接近又は離隔可能に支持され、しかも加圧ばね６９によってその出口３Ｂに向けて加圧されているので、固液分離部３の出口近傍領域ＥＡ内の汚泥の含水率が大きく低下して、その領域ＥＡ内の汚泥の圧力が高まったとすると、出口３Ｂと規制部材６４との間隔ＤＳが大きくなり、出口３Ｂから排出される汚泥の量が増大する。逆に、出口近傍領域ＥＡ内の汚泥の含水率が上昇して、その汚泥の圧力が低下したとすると、間隔ＤＳは小さくなるので、出口３Ｂから排出される汚泥の量が減少する。

以上説明した固液分離装置の装置本体１００の構成は、従来の固液分離装置の装置本体と実質的に変わりはない。

ここで、先に説明したように、固液分離部３の出口３Ｂから排出された汚泥の含水率をほぼ一定の値又はほぼ一定の範囲内の値に保たなければならぬことがある。例えば、出口３Ｂから排出されるケーキ状の汚泥の含水率をほぼ７８重量％に保ち、又は７０重量％乃至８０重量％の範囲内の値に保ち、その汚泥を圧送ポンプによって効率よく焼却炉に搬送できるようにすると共に、その焼却炉で当該汚泥を効率よく焼却できるようにするのである。

ところが、固液分離部に供給される汚泥の含水率は変動するので、従来の固液分離装置によっては、固液分離部の出口から排出される脱水後の汚泥の含水率をほぼ一定の値、又はほぼ一定の範囲内の値に保つことは困難であった。

そこで、本例の固液分離装置においては、次に示す考えを基にして、出口３Ｂから排出される汚泥の含水率を、自動的にほぼ一定の値又はほぼ一定の範囲内の値に保つことができるように構成されている。

先にも説明したように、固液分離部３の出口近傍領域ＥＡ内に存する汚泥の圧力は、その汚泥の含水率によって決まり、当該含水率が低いときは、その含水率が高いときよりも、出口近傍領域ＥＡ内の汚泥の圧力は高くなる。しかも、出口近傍領域ＥＡ内の汚泥の圧力が高くなると、その圧力が低いときよりも、出口３Ｂと規制部材６４との間の間隔ＤＳは大きくなる。

ここで、本明細書及び特許請求の範囲においては、スクリュー２１の単位時間当たりの回転数を単に回転数ということにする。かかるスクリュー２１の回転数が増大すると、固液分離部内を搬送される汚泥の速さが速くなり、その汚泥が短時間で固液分離部３内を通過することになるので、当該汚泥が出口３Ｂに達するまでに濾液排出部を通して排出される濾液の量は少なくなる。このため、出口３Ｂから排出される汚泥の含水率は上昇し、出口近傍領域ＥＡ内の汚泥の圧力は低下する。逆にスクリュー２１の回転数が減少すると、固液分離部３内を搬送される汚泥の速さは遅くなり、その汚泥が長い時間をかけて固液分離部３内を通過することになるので、当該汚泥が出口３Ｂに達するまでに濾液排出部を通して排出される濾液の量は増大する。このため、出口３Ｂから排出される汚泥の含水率は低下し、出口近傍領域ＥＡ内の汚泥の圧力は上昇する。

上述した事実から次に示す結論を導くことができる。
（１）固液分離部３の出口３Ｂと規制部材６４との間の間隔ＤＳと、出口３Ｂから排出される汚泥の含水率と、スクリュー２１の回転数には、一定の関係があり、間隔ＤＳが一定の値、又は一定の範囲内の値に保たれるように、スクリュー２１の回転数を制御すれば、固液分離部３に流入してくる汚泥の含水率がいかに変動しようとも、固液分離部３の出口３Ｂから排出される汚泥の含水率をほぼ一定の値、又はほぼ一定の範囲内の値に保つことができる。
（２）同様に、固液分離部３の出口近傍領域ＥＡに存する汚泥の圧力が一定の値、又は一定の範囲内の値に保たれるように、スクリュー２１の回転数を制御すれば、固液分離部３に流入してくる汚泥の含水率がいかに変動しようとも、固液分離部３の出口３Ｂから排出される汚泥の含水率をほぼ一定の値、又はほぼ一定の範囲内の値に保つことができる。
（３）同じく、規制部材６４が固液分離部の出口３Ｂから排出される汚泥によって受ける荷重が一定の値、又は一定の範囲内の値に保たれるように、スクリュー２１の回転数を制御すれば、固液分離部３に流入してくる汚泥の含水率がいかに変動しようとも、固液分離部３の出口３Ｂから排出される汚泥の含水率をほぼ一定の値、又はほぼ一定の範囲内の値に保つことができる。
（４）さらに、固液分離部３の出口３Ｂから排出された汚泥の含水率が一定の値、又は一定の範囲内の値に保たれるように、スクリューの回転数を制御すれば、固液分離部３に流入してくる汚泥の含水率がいかに変動しようとも、固液分離部３の出口３Ｂから排出される汚泥の含水率をほぼ一定の値、又はほぼ一定の範囲内の値に保つことができる。

上述した知見に基づき、本例の固液分離装置は以下のように構成されている。

先ず、図１、図２及び図７に示した固液分離装置は、固液分離部３の出口３Ｂと規制部材６４との間の間隔ＤＳを検知する間隔検知装置７０を有している。ここに示した間隔検知装置７０は、出口部材２の側壁２０に一体に形成されたブラケット７１に固定支持されている超音波センサ７２と、前述のスライダ６５にベアリング７３を介して嵌合した環状の取付部材７４に固定された反射板７５を有している。反射板７５は、細長い板材より成り、しかも回転不能であって、軸４１の軸線方向には移動できるように、図示していない連結部材を介して出口部材２に保持されている。

この間隔検知装置７０は、超音波センサ７２から発せられた超音波を反射板７５にて反射させることにより、その間隔検知センサ７０から反射板７５までの距離Ｓ１を検知する。超音波センサ７２から固液分離部３の出口３Ｂまでの距離Ｓ２は予め判っており、しかも反射板７５と取付部材７４と規制部材６４の全体の厚さＳ３も判っているので、超音波センサ７２から反射板７５までの距離Ｓ１を検知することにより、後述するコントローラ７６（図１）において、規制部材６４と出口３Ｂとの間の間隔ＤＳを知ることができる（ＤＳ＝Ｓ２−Ｓ１−Ｓ３）。このようにして、間隔検知装置７０によって、固液分離部３の出口３Ｂと規制部材６４との間の間隔ＤＳを検知することができる。

上述した超音波センサ７２にて生ぜしめられた間隔検知信号は、図１に示したコントローラ７６に取り込まれ、そのコントローラ７６からの指令によって、第１のインバータ７７Ａは、間隔ＤＳが予め決められた一定の値又は一定の範囲内の値となるように、スクリュー２１用のモータ１２を制御して、スクリュー２１の回転数を規制する。

具体的には、固液分離部３に含水率の高い汚泥が送り込まれると、出口近傍領域ＥＡ内の汚泥の含水率が高まるので、その汚泥の圧力が低下して、加圧ばね６９により加圧された規制部材６４は出口３Ｂに近づき、間隔検知装置７０によって検知された間隔ＤＳが小さくなる。従って、この場合には、第１のインバータ７７Ａは、モータ１２の単位時間当りの回転数を下げ、スクリュー２１の回転数を減少させる。これにより、出口近傍領域ＥＡ内の汚泥の圧力が高まり、規制部材６４は出口３Ｂから離間する。逆に、固液分離部３に含水率の低い汚泥が送り込まれ、出口近傍領域ＥＡ内の汚泥の含水率が低下すると、その汚泥の圧力が上昇して、規制部材６４は出口３Ｂから離間し、間隔検知装置７０によって検知された間隔ＤＳが大きくなるので、このときは第１のインバータ７７Ａは、モータ１２の単位時間当りの回転数を上げ、スクリュー２１の回転数を増大させる。これにより、出口近傍領域ＥＡ内の汚泥の圧力が下がり、規制部材６４は出口３Ｂに接近する。

より具体的に示すと、出口３Ｂから排出される汚泥の含水率を例えばほぼ７８重量％に保つ必要のあるときは、間隔検知装置７０により検知される間隔ＤＳが例えば５ｍｍに保たれるように、スクリュー２１の回転数を制御する。すなわち、間隔検知装置７０によって検知された間隔ＤＳの値が５ｍｍよりも大きくなったときは、スクリュー２１の回転数を増大させ、間隔ＤＳが５ｍｍよりも小さくなったときは、スクリュー２１の回転数を減少させるようにモータ１２を制御するのである。

或いは、出口３Ｂから排出される汚泥の含水率を、例えばほぼ７０重量％乃至８０重量％の範囲内の値に保つべきときは、間隔検知装置７０により検知される間隔ＤＳが、例えば３ｍｍ乃至８ｍｍの範囲内の値となるようにスクリュー２１の回転数を制御する。すなわち、間隔検知装置７０により検知された間隔ＤＳの値が３ｍｍよりも小さくなったとき、スクリュー２１の回転数を下げ、間隔検知装置７０により検知された間隔ＤＳの値が８ｍｍよりも大きくなったときにスクリュー２１の回転数を増大させるのである。

出口３Ｂから排出される汚泥の含水率を７８重量％、或いは７０重量％乃至８０重量％の範囲の値以外の値に保つべきときは、その値に対応する間隔ＤＳの大きさが維持されるように、スクリュー２１の回転数を規制する。

以下の説明では、モータ１２の単位時間当りの回転数も、単にモータ１２の回転数と称することにする。

上述のようにして、固液分離部３にいかなる濃度の汚泥が流入したときも、出口３Ｂと規制部材６４との間の間隔ＤＳが大きく変動することはなく、当該間隔ＤＳは常にほぼ一定の値、又はほぼ一定の範囲内の値に保たれる。これにより、出口３Ｂから排出される汚泥の含水率を常にほぼ一定の値又はほぼ一定の範囲内の値に保つことができる。

上述したコントローラ７６と第１のインバータ７７Ａは、間隔検知装置７０による検知結果に基づいて、固液分離部３の出口３Ｂと規制部材６４との間の間隔ＤＳが予め決められた一定の値又は一定の範囲内の値に維持されるように、スクリュー２１の回転数を制御するスクリュー制御手段の一例を構成している。

一方、図８に示した固液分離装置の装置本体１００は、その固液分離部３内の出口近傍領域ＥＡが、可動板と固定板ではなく、出口部材２に固定された筒状体７８によって区画され、その筒状体７８から分岐した分岐管７９の先端に、固液分離部３内の出口近傍領域ＥＡに存する処理対象物（この例では汚泥）の圧力を検知する圧力検知装置８０が設けられている。この圧力検知装置８０としては、例えば隔膜式圧力計を採用することができる。図８に示した固液分離装置には、図１、図２及び図７に示した間隔検知装置７０を構成するブラケット７１、超音波センサ７２、ベアリング７３、取付部材７４及び反射板７５は設けられていない。

上述した圧力検知装置８０にて生ぜしめられた圧力検知信号は、先の具体例と同じく、図１に示したコントローラ７６に取り込まれ、そのコントローラ７６からの指令によって、第１のインバータ７７Ａは、固液分離部３の出口近傍領域ＥＡ内の汚泥の圧力が予め決められた一定の値又は一定の範囲内の値となるように、スクリュー２１用のモータ１２を制御して、該スクリュー２１の回転数を規制する。

具体的には、固液分離部３に含水率の高い汚泥が送り込まれると、出口近傍領域ＥＡ内の汚泥の含水率が高まり、圧力検知装置８０によって検知された汚泥の圧力が低下するので、このときは第１のインバータ７７Ａは、モータ１２の回転数を下げ、スクリュー２１の回転数を減少させる。これにより、出口近傍領域ＥＡ内の汚泥の圧力が高められる。逆に、固液分離部３に含水率の低い汚泥が送り込まれ、出口近傍領域ＥＡ内の汚泥の含水率が低下すると、圧力検知装置８０によって検知された汚泥の圧力が上昇するので、このときは第１のインバータ７７Ａは、モータ１２の回転数を上げ、スクリュー２１の回転数を増大させて、出口近傍領域ＥＡ内の汚泥の圧力を下げる。

より具体的に示すと、出口３Ｂから排出される汚泥の含水率を、例えばほぼ７８重量％に保つべきときは、圧力検知装置８０により検知された汚泥の圧力が、その汚泥の目標の含水率である７８重量％に対応する値よりも低くなったときは、スクリュー２１の回転数を減少させ、逆に圧力検知装置８０により検知された汚泥の圧力が、その汚泥の目標の含水率である７８重量％に対応する値よりも高くなったときは、スクリュー２１の回転数を増大させる。このようにして出口３Ｂから排出される汚泥の含水率がほぼ７８重量％となるようにスクリュー２１の回転数を制御するのである。

同様に、出口３Ｂから排出される汚泥の含水率を、例えばほぼ７０重量％乃至８０重量％の範囲内の値に保つべきときは、圧力検知装置８０により検知された汚泥の圧力が、その汚泥の含水率の下限値である７０重量％に対応する値よりも高くなったときは、スクリュー２１の回転数を増大させ、圧力検知装置８０により検知された汚泥の圧力が、その汚泥の含水率の上限値である８０重量％に対応する値よりも低くなったときは、スクリュー２１の回転数を減少させる。このようにして、出口３Ｂから排出される汚泥の含水率がほぼ７０重量％乃至８０重量％に保たれるようにスクリューの回転数を制御することができる。

上述のようにして、固液分離部３にいかなる濃度の汚泥が流入したときも、出口近傍領域ＥＡ内の汚泥の圧力が大きく変化することはなく、当該圧力は常にほぼ一定の値又はほぼ一定の範囲内の値に保たれる。これにより、出口３Ｂから排出される汚泥の含水率を常にほぼ一定の値又はほぼ一定の範囲内の値に保つことができるのである。

上述したコントローラ７６と第１のインバータ７７Ａは、圧力検知装置８０による検知結果に基づいて、出口近傍領域ＥＡ内の処理対象物、すなわち汚泥の圧力が予め決められた一定の値又は一定の範囲内の値に維持されるように、スクリュー２１の回転数を制御するスクリュー制御手段の一例を構成している。

図８に示した固液分離装置の他の構成は、図１乃至図７に示した固液分離装置と変わりはない。

図９に示した固液分離装置においては、規制部材６４が固定されたスライダ６５と加圧ばね６９との間に、それ自体周知な荷重検知装置８１が配置され、その荷重検知装置８１は、スクリュー２１の軸４１に対してその軸線方向に摺動自在に当該軸４１に嵌合している。しかも、荷重検知装置８１と加圧ばね６９との間にベアリング１０３が配置され、かつ荷重検知装置８１とスライダ６５との間にもベアリング１０４が配置されている。これにより、荷重検知装置８１は、スクリュー２１の軸４１と共に回転しない状態で軸４１に支持される。かかる荷重検知装置８１は、規制部材６４が固液分離部３の出口３Ｂから排出される処理対象物（この例では汚泥）によって受ける荷重を検知する用をなす。図９に示した固液分離装置には、図１、図２及び図７に示した間隔検知装置７０を構成するブラケット７１、超音波センサ７２、ベアリング７３、取付部材７４及び反射板７５は設けられていない。

上述した荷重検知装置８１にて生ぜしめられた荷重検知信号は、先に説明した各具体例と同じく、図１に示したコントローラ７６に取り込まれ、そのコントローラ７６からの指令によって、第１のインバータ７７Ａは、出口３Ｂから排出される汚泥によって規制部材６４が受ける荷重が予め決められた一定の値又は一定の範囲内の値となるように、スクリュー２１用のモータ１２を制御して、スクリュー２１の回転数を規制する。

具体的には、固液分離部３に含水率の高い汚泥が送り込まれると、出口近傍領域ＥＡ内の汚泥の含水率が高まるので、その汚泥の圧力が低下して、規制部材６４が汚泥から受ける荷重は小さくなり、荷重検知装置８１によって検知された荷重は小さくなる。このときは第１のインバータ７７Ａは、モータ１２の回転数を下げ、スクリュー２１の回転数を減少させる。これにより、出口近傍領域ＥＡ内の汚泥の圧力が高まり、汚泥が規制部材６４に加える荷重が大きくなる。逆に、固液分離部３に含水率の低い汚泥が送り込まれ、出口近傍領域ＥＡ内の汚泥の含水率が低下すると、その汚泥の圧力が上昇して、規制部材６４は汚泥から大きな荷重を受け、荷重検知装置８１によって検知された荷重は大きくなる。このときは第１のインバータ７７Ａは、モータ１２の回転数を上げ、スクリュー２１の回転数を増大させる。これにより、出口近傍領域ＥＡ内の汚泥の圧力が下がり、規制部材６４が汚泥から受ける荷重は小さくなる。

より具体的に示すと、出口３Ｂから排出される汚泥の含水率を、例えばほぼ７８重量％に保つべきときは、荷重検知装置８１により検知された荷重が、その汚泥の目標の含水率である７８重量％に対応する値よりも低くなったときは、スクリュー２１の回転数を減少させ、逆に荷重検知装置８１により検知され荷重が、その汚泥の目標の含水率である７８重量％に対応する値よりも高くなったときは、スクリュー２１の回転数を増大させる。このようにして、出口３Ｂから排出される汚泥の含水率がほぼ７８重量％となるようにスクリュー２１の回転数を制御するのである。

同様に、出口３Ｂから排出される汚泥の含水率を、例えばほぼ７０重量％乃至８０重量％の範囲内の値に保つべきときは、荷重検知装置８１により検知された荷重が、その汚泥の含水率の下限値である７０重量％に対応する値よりも大きくなったときは、スクリュー２１の回転数を増大させ、荷重検知装置８１により検知された荷重が、その汚泥の含水率の上限値である８０重量％に対応する値よりも小さくなったときは、スクリュー２１の回転数を減少させる。このようにして出口３Ｂから排出される汚泥の含水率がほぼ７０重量％乃至８０重量％に保たれるようにスクリューの回転数を制御することができる。

上述のようにして、固液分離部３にいかなる濃度の汚泥が流入したときも、規制部材６４が汚泥から受ける荷重が大きく変動することはなく、当該荷重は常にほぼ一定の値又はほぼ一定の範囲内の値に保たれる。これにより、出口３Ｂから排出される汚泥の含水率を常にほぼ一定の値又はほぼ一定の範囲内の値に保つことができる。

上述したコントローラ７６と第１のインバータ７７Ａは、荷重検知装置８１による検知結果に基づいて、規制部材６４が汚泥から受ける荷重が予め決められた一定の値又は一定の範囲内の値に維持されるように、スクリュー２１の回転数を制御するスクリュー制御手段の一例を構成している。

図９に示した固液分離装置の他の構成は、図１乃至図７に示した固液分離装置と変わりはない。

図１０に示した固液分離装置においては、出口部材２の側壁１９に支持ブラケット１０１の基端部が固着され、その支持ブラケット１０１の上端側には、固液分離部３の出口３Ｂから排出された処理対象物（この例では汚泥）の含液率を検知する含液率検知装置の一例である含水率計１０２が固定支持されている。図１０には、固液分離部３の出口から排出された汚泥ＣＡを二点鎖線で簡略化して示してある。含水率計１０２は、それ自体周知のように、出口３Ｂから排出された汚泥ＣＡに近赤外線を当てて、その汚泥ＣＡの含水率を測定するように構成されている。図１０に示した固液分離装置には、図１、図２及び図７に示した間隔検知装置を構成するブラケット７１、超音波センサ７２、ベアリング７３、取付部材７４及び反射板７５は設けられていない。

上述した含水率計１０２にて生ぜしめられた含水率検知信号は、先に示した各具体例と同様に、図１に示したいコントローラ７６に取り込まれ、そのコントローラ７６からの指令によって、第１のインバータ７７Ａは、固液分離部３の出口３Ｂから排出された汚泥ＣＡの含水率が予め決められた一定の値又は一定の範囲内の値に維持されるようにスクリュー２１のモータ１２を制御して、スクリュー２１の回転数を規制する。

具体的には、固液分離部３に含水率の高い汚泥が送り込まれると、その固液分離部３の出口３Ｂから排出されたケーキ状の汚泥ＣＡの含水率が高まるので、含水率計１０２により検知された汚泥の含水率は上昇する。従って、このときは第１のインバータ７７Ａは、モータ１２の回転数を下げ、スクリュー２１の回転数を減少させる。これにより、出口３Ｂから排出される汚泥ＣＡの含水率が減少する。逆に、固液分離部３に含水率の低い汚泥が送り込まれると、出口３Ｂから排出される汚泥ＣＡの含水率は低下し、含水率計１０２により検知された含水率が低くなる。このときは、第１のインバータ７７Ａは、モータ１２の回転数を上げ、スクリュー２１の回転数を増大させる。これにより出口３Ｂから排出される汚泥ＣＡの含水率は高まる。

より具体的に示すと、出口３Ｂから排出される汚泥の含水率を、例えばほぼ７８重量％に保つべきときは、含水率計１０２により検知された汚泥ＣＡの含水率が、その汚泥の目標の含水率である７８重量％よりも高くなったときは、スクリュー２１の回転数を減少させ、逆に含水率計１０２により検知された汚泥ＣＡの含水率が、その汚泥ＣＡの目標の含水率である７８重量％よりも低くなったときは、スクリュー２１の回転数を増大させる。このようにして出口３Ｂから排出される汚泥の含水率がほぼ７８重量％となるようにスクリュー２１の回転数を制御するのである。

同様に、出口３Ｂから排出される汚泥の含水率を、例えばほぼ７０重量％乃至８０重量％の範囲内の値に保つべきときは、含水率計１０２により検知された汚泥ＣＡの含水率が、その汚泥の含水率の上限値である８０重量％よりも高くなったときは、スクリュー２１の回転数を減少させ、含水率計１０２により検知された汚泥ＣＡの含水率が、その汚泥の含水率の下限値である７０重量％よりも低くなったときは、スクリュー２１の回転数を増大させる。このようにして、出口３Ｂから排出される汚泥の含水率がほぼ７０重量％乃至８０重量％に保たれるようにスクリューの回転数を制御することができる。

上述のようにして、固液分離部３にいかなる濃度の汚泥が流入したときも、その固液分離部３の出口３Ｂから排出された汚泥ＣＡの含水率が大きく変動することはなく、これによって出口３Ｂから排出される汚泥ＣＡの含水率をほぼ一定の値、又はほぼ一定の範囲内の値に保つことができる。

上述したコントローラ７６と第１のインバータ７７Ａは、含液率検知装置の一例である含水率計１０２による検知結果に基づいて、固液分離部３の出口３Ｂから排出された処理対象物の含液率が予め決められた一定の値又は一定の範囲内の値に維持されるように、スクリュー２１の回転数を制御する制御手段の一例を構成している。

図１０に示した固液分離装置の他の構成は、図１乃至図７に示した固液分離装置と変わりはない。

図７乃至図１０に関連して説明したいずれの具体例の固液分離装置も、固液分離部３の出口３Ｂから排出された処理対象物の含液率が予め決められた一定の値又は一定の範囲内の値となるように、スクリュー２１の回転数を制御するスクリュー制御手段を有しており、これによって、出口３Ｂから排出された処理対象物の含液率を、自動的にほぼ所望する一定の値又はほぼ一定の範囲内の値に保つことができる。

ところで、上述したいずれの具体例においても、固液分離部３の出口３Ｂから排出された汚泥の含水率は常にほぼ一定の値又はほぼ一定の範囲内の値に保たれるように、スクリュー２１の回転数が制御される。従ってスクリュー２１の回転数の変化に応じて、固液分離部３に供給する汚泥の量を変える必要がある。スクリュー２１の回転数が増大したときは、固液分離部３に送り込まれる汚泥の量を増やし、逆にスクリューの回転数が減少したときは、固液分離部３に送り込まれる汚泥の量を減らすのである。

そこで、本例の固液分離装置においては、前述のように、固液分離部３に送られる前の処理対象物が流入する容器５２と、その容器５２に処理対象物を圧送する処理対象物ポンプ５７が設けられていて、図１に示した例では、処理対象物ポンプ５７が容器５２の濃度検知槽５４に汚泥を送り込むように構成されている。さらに、図１に示した固液分離装置には、容器５２内の処理対象物の液面レベルを検知するレベル検知装置８２が設けられていて、本例のレベル検知装置８２は、混和槽５５内の汚泥の液面に超音波を当てて、その液面レベルを検知するそれ自体周知な超音波センサにより構成されている。濃度検知槽５４内の汚泥の液面レベルを検知するように、レベル検知装置を配置することもできる。

容器５２の混和槽５５内の汚泥の液面レベルは、スクリュー２１の回転数の変動に伴って変化する。その液面レベルがレベル検知装置８２によって検知され、そのレベル検知信号は、図１に示したコントローラ７６に取り込まれる。その際、コントローラ７６において、スクリュー２１の回転数が変動しても、容器５２内の汚泥の液面レベルが常にほぼ一定となるように、容器５２の濃度検知槽５４に供給される汚泥の流量が算出される。しかも、その算出値に基づくコントローラ７６からの指令によって、第２のインバータ７７Ｂは、上述の如く算出された流量の汚泥が容器５２の濃度検知槽５４に供給されるように、処理対象物ポンプ５７を駆動する図示していないモータを制御する。

具体的には、容器５２内の汚泥の液面レベルが基準値よりも低下したことが検知されたときは、処理対象物ポンプ５７が、より多量の汚泥を容器５２に送り込めるように、そのポンプ５７のモータを制御し、容器５２内の汚泥の液面レベルが基準値よりも上昇したときは、容器５２に送り込まれる汚泥の流量が減少するように、処理対象物ポンプ５７のモータを制御する。これにより、スクリュー２１の回転数がいかなるときも、容器５２内の液面レベルはほぼ一定に保たれ、スクリュー２１の回転数に対応した流量の汚泥が固液分離部３に送り込まれ、固液分離部３内の汚泥の量が過多となったり、過少となったりする不具合を阻止することができる。

上述したコントローラ７６と第２のインバータ７７Ｂは、レベル検知装置８２による検知結果に基づいて、容器５２内の処理対象物の液面レベルが一定となるように、処理対象物ポンプ５７を制御する処理対象物ポンプ用の制御手段の一例を構成している。

ところで、本例の固液分離装置においては、混和槽５５において、汚泥と凝集剤が撹拌されて汚泥がフロック化されるのであるが、その際、その汚泥の固形分の量に対して、適正な割合の凝集剤を添加する必要がある。汚泥の固形分に対する凝集剤の添加率が低すぎると、汚泥をフロック化させ難くなり、逆にその添加率が高すぎると、図４に示した固定板２８と可動板２９との間の微小ギャップｇから濾液が排出され難くなり、脱水効率が低下する。

そこで、本例の固液分離装置には、図１に示したように、濃度検知槽５４内の処理対象物の固形分濃度を検知する濃度検知装置８３が設けられている。図１に一例として示した濃度検知装置８３は、濃度検知槽５４内の汚泥中に位置する羽根２５を回転駆動し、このとき羽根２５に作用する抵抗の大きさから、濃度検知槽５４内の汚泥の濃度を検知するパルプ濃度計により構成されている。かかる濃度検知装置８３にて生ぜしめられた濃度検知信号は、図１に示したコントローラ７６に入力され、該コントローラ７６において、その濃度検知信号と、前述のようにして算出された濃度検知槽５４に供給される汚泥の適正な流量の値から、混和槽５５に供給すべき凝集剤の適正な流量が算出される。その算出値に基づくコントローラ７６からの指令によって、第３のインバータ７７Ｃは、適正流量の凝集剤が混和槽５５に供給されるように、凝集剤ポンプ５８を駆動する図示していないモータの単位時間当りの回転数を制御する。このようにして、混和槽５５に送り込まれる汚泥の流量が変化し、或いは、その汚泥の固形分濃度が変化しても、その汚泥流量と固形分濃度に対応した適正な流量の凝集剤を混和槽５５に送り込むことができる。これにより、その汚泥を効率よくフロック化することができると共に、微小ギャップｇから濾液が排出され難くなる不具合を阻止できる。

コントローラ７６と第３のインバータ７７Ｃは、濃度検知装置８３による検知結果と、混和槽５５に送り込まれる処理対象物の適正な流量の値とに基づいて、処理対象物に対する凝集剤の添加率が適正な範囲となるように、凝集剤ポンプ５８を制御する凝集剤ポンプ用の制御手段の一例を構成している。混和槽５５に送り込まれる処理対象物の適正な流量は、上述のように、レベル検知装置８２による検知結果に基づいて得られた値である。

以上説明した固液分離装置においては、容器５２が、固液分離部３に送られる前の処理対象物が流入する濃度検知槽５４と、その濃度検知槽５４に連通していて、当該濃度検知槽５４からの処理対象物と凝集剤とが送り込まれる混和槽５５とを具備し、しかもその固液分離装置が、混和槽５５に送り込まれた処理対象物と凝集剤とを撹拌する撹拌装置５９と、混和槽５５に凝集剤を圧送する凝集剤ポンプ５８とを有している。

これに対し、図１１に示した固液分離装置においては、容器５２が図１に示した濃度検知槽５４を有しておらず、当該容器５２は、混和槽５５のみを有している。その混和槽５５に、処理対象物ポンプ５７によって汚泥が送り込まれると共に、凝集剤ポンプ５８によって凝集剤が送り込まれ、その汚泥と凝集剤が撹拌装置５９によって撹拌されて汚泥がフロック化される。このように、図１１に示した容器５２は、固液分離部３に送られる前の処理対象物と凝集剤とが送り込まれる混和槽５５を具備していて、固液分離装置が、混和槽５５に送り込まれた処理対象物と凝集剤とを撹拌する撹拌装置５９と、混和槽５５に凝集剤を圧送する凝集剤ポンプ５８とを有しているのである。図１１に示した撹拌装置５９は、図１に示した撹拌装置と変わりはない。

また、図１１に示した固液分離装置には、図１に示したパルプ濃度計より成る濃度検知装置８３は設けられておらず、その代わりに、混和槽５５に送られる汚泥が流通する移送管９７から分岐した分岐管９８の先端に、汚泥の固形分濃度を検知する濃度検知装置１８３が設けられている。この濃度検知装置１８３は、例えば、超音波式、放射線式、光線式などのオンライン濃度計により構成され、かかる濃度検知装置１８３によって、混和槽５５に送られる処理対象物の固形分濃度が検知される。

また図１１に示した固液分離装置においても、レベル検知装置８２による検知結果に基づいて、混和槽５５内の汚泥の液面レベルが一定となるように、処理対象物ポンプ５７が制御される。他の構成は図１乃至図７に示した固液分離装置と実質的に変わりはない。すなわち、この場合も、濃度検知装置１８３にて生ぜしめられた濃度検知信号が、図１１に示したコントローラ７６に入力され、該コントローラ７６において、その濃度検知信号と、前述の如くして算出された混和槽５５に供給される汚泥の適正な流量の値から、混和槽５５に供給すべき凝集剤の適正な流量が算出され、その算出値に基づくコントローラ７６からの指令によって、第３のインバータ７７Ｃが、適正流量の凝集剤が混和槽５５に供給されるように、凝集剤ポンプ５８を駆動する図示していないモータの単位時間当りの回転数を制御する。このようにして、図１１に示した固液分離装置によっても、混和槽５５に送り込まれる汚泥の流量が変化し、或いは、その汚泥の固形分濃度が変化しても、その汚泥流量と固形分濃度に対応した適正な流量の凝集剤を混和槽５５に送り込むことができる。これにより、その汚泥を効率よくフロック化することができると共に、微小ギャップｇから濾液が排出され難くなる不具合を阻止できる。

また、図１１に示したコントローラ７６と第３のインバータ７７Ｃは、濃度検知装置１８３による検知結果と、レベル検知装置８２による検知結果に基づいて得られた、混和槽５５に送り込まれる処理対象物の適正な流量の値とに基づいて、処理対象物に対する凝集剤の添加率が適正な範囲となるように、凝集剤ポンプ５８を制御する凝集剤ポンプ用の制御手段の一例を構成している。

図１１に示した固液分離装置にも、図８乃至図１０に示した各構成を採用することができる。

ところで、処理対象物によっては、これに凝集剤を添加せずに、その処理対象物を固液分離部３に送り込んで脱液処理することもある。専ら、このような処理対象物を脱液処理するために用いられる固液分離装置の場合には、上述した混和槽５５、撹拌装置５９、凝集剤ポンプ５８及び濃度検知装置８３，１８３を設ける必要はない。この場合には、例えば、図１２の（ａ）に断面で示すように、１つの槽から成る容器５２を用い、その容器内の処理対象物の液面レベルをレベル検知装置８２によって検知して、先に説明したように、固液分離部に適正量の処理対象物を送り込むように構成することができる。

また、図１に示した容器５２の混和槽５５と濃度検知槽５４は、隣り合せた状態に配置されているが、図１２の（ｂ）に断面で示すように、混和槽５５と濃度検知槽５４を大きく離間させ、両槽５４,５５を連通管８４によって連結し、その混和槽５５と、連通管８４と、濃度検知槽５４とによって容器５２を構成することもできる。

また、図７乃至図１０に示した付勢手段は加圧ばね６９により構成されているが、例えば特許第３９１７６４６号公報に記載されるような各種形式の付勢手段を採用することもできる。

さらに、図１３に示した固液分離装置においては、図７乃至図１０に示した加圧ばね６９の代わりに流体圧シリンダ８５により構成された付勢手段が用いられている。この流体圧シリンダ８５は、内部が中空なシリンダ本体８６と、そのシリンダ本体８６内にその軸線方向に摺動可能に配置されたピストン８７と、一端がそのピストン８７に一体に固定されたピストンロッド８８とを有している。また、スクリュー２１の軸４１は、シリンダ本体８６とピストンロッド８８とピストン８７に対して回転可能に、そのシリンダ本体８６とピストンロッド８８とピストン８７を貫通して延びている。軸４１が、ベアリング８９を介してシリンダ本体８６に相対回転自在に嵌合していると共に、シリンダ本体８６は、軸４１に固定されたストッパ９６に、スラストベアリング１９９を介して当接し、当該シリンダ本体８６が、図１３に示した位置よりも固液分離部３の出口３Ｂからはなれる向きに移動することが禁止されている。これにより、シリンダ本体８６が回転することはない。また、軸４１は、ベアリング１８９を介してピストンロッド８８に嵌合していると共に、そのピストンロッド８８の他端は、スラストベアリング９９を介して、規制部材６４に固定されたスライダ６５に当接しており、これによってピストンロッド８８とピストン８７が回転することはない。さらに、シリンダ本体８６には、作動流体（この例ではオイル）が供給される供給口９２が形成され、ここに導管９３が接続されている。

また、図１３に示したスライダ６５も、軸４１に対して、その軸線方向に摺動可能であると共に、スクリュー２１が回転したとき、スライダ６５と規制部材６４は、そのスクリュー２１と共に回転する。

図１３に示したポンプ９４の作動によって、導管９３を通して、加圧されたオイルがシリンダ本体８６内に供給され、これによってピストン８７とピストンロッド８８が矢印Ｅで示すように加圧される。これにより、固液分離部３の出口３Ｂから排出される汚泥によって加圧された規制部材６４が、その出口３Ｂに向けて付勢される。シリンダ本体８６内に供給された作動流体（この例ではオイル）によりピストン８７が加圧され、これにより規制部材６４が固液分離部３の出口３Ｂに向けて付勢されるのである。加圧されたオイルが供給されるシリンダ本体内の圧力が異常なほど上昇したときは、安全弁９５が作動して、導管９３内のオイルがその安全弁９５を通して排出される。これにより、いかなるときも、装置本体１００の安全性が確保される。

固液分離部３の内部に汚泥が入ったままの状態で、固液分離装置を長時間停止させると、その汚泥が固まってしまい、次に固液分離装置を作動させたとき、固まった汚泥が固液分離部３から出てこなくなるおそれがある。そこで、固液分離装置を長時間停止させるときは、図１３に示したもう一方の供給口１９２から、矢印Ｅ１で示すように、シリンダ本体８６内にオイルを供給して、ピストンロッド８８と、ピストン８７を、固液分離部３の出口３Ｂから離間する方向に摺動させる。これにより、規制部材６４を出口３Ｂから離し、出口３Ｂと規制部材６４との間の間隔ＤＳを拡げることができるので、ここから固液分離部３内の汚泥を掻き出すことができる。このようにすれば、固液分離装置を長時間停止させた後に、その固液分離装置を作動させたときも、固液分離部３から汚泥が排出されなくなるおそれをなくすことができる。

図１４に示した固液分離装置も、付勢手段が流体圧シリンダ８５により構成されている。ここに示した流体圧シリンダ８５も、内部が中空なシリンダ本体８６と、そのシリンダ本体８６内に、その軸線方向に摺動可能に配置されたピストン８７と、ピストンロッド８８を有している。このピストンロッド８８は、ピストン８７を貫通して延びていると共に、そのピストン８７に一体に固定連結されている。さらに、ピストンロッド８８の長手方向各端部は、シリンダ本体８６の外部に突出し、スクリュー２１の軸４１がベアリング１８９，２８９を介して、ピストンロッド８８に回転自在に嵌合している。ピストンロッド８８の出口３Ｂの側の端部が、スラストベアリング９９を介して、スライダ６５に当接していることは、図１３に示した流体圧シリンダ８５と変わりはない。このようにして、図１４に示したピストンロッド８８とピストン８７も、軸４１に対して、その軸線方向に摺動自在ではあるが、回転することがないように、軸４１に嵌合している。スクリュー２１の軸４１は、シリンダ本体８６とピストンロッド８８とピストン８７に対して回転可能であると共に、そのシリンダ本体８６とピストンロッド８８とピストン８７を貫通して延びているのである。図１４における符号１０５，１０６は、シリンダ本体８６とピストンロッド８８との間をシールするシール部材を示している。

また、図１４に示した流体圧シリンダ８５のシリンダ本体８６は、取付部材１０７と、軸受部材１８を介して、出口部材２に不動に固定されている。これにより、シリンダ本体８６は回転することはなく、しかも軸４１の軸線方向に移動することもない。

図１４に示した流体圧シリンダ８５の他の構成は、図１３に示した流体圧シリンダと変わりなく、その作用も同様である。すなわち導管９３を通して加圧されたオイルが矢印Ｅで示したようにシリンダ本体８６に供給され、これによってピストン８７が加圧され、固液分離部３の出口３Ｂから排出される汚泥によって加圧された規制部材６４が、出口３Ｂに向けて付勢される。シリンダ本体８６内に供給された作動流体によりピストン８７が加圧され、これにより規制部材６４が固液分離部３の出口３Ｂに向けて付勢されるのである。

固液分離装置を長時間停止させるときは、もう一方の供給口１９２からシリンダ本体８６内にオイルを供給し、出口３Ｂと規制部材６４の間の間隔ＤＳを拡げ、ここから固液分離部３内の汚泥を外部に排出させることができることも、図１３に示した流体圧シリンダと変わりはない。

上述のように、固液分離部３の出口３Ｂに向けて規制部材６４を加圧する付勢手段が流体圧シリンダを具備している固液分離装置にも、図１乃至図１１に示した各構成が採用される。

以上、多数の固定板２８と多数の可動板２９とを有し、スクリュー２１の回転により可動板２９を作動させる固液分離部３を備えた固液分離装置を説明したが、本発明は、他の適宜な形式の固液分離部を備えた固液分離装置にも広く適用できるものである。例えば、可動板をスクリューによってではなく、独立した駆動装置により駆動する形式の固液分離装置、隣り合う固定板の間に複数の可動板を設けた固液分離装置、多数の可動板を有してはいるが、固定板は有していない固液分離装置、円筒体の周壁に濾液排出部としての多数の濾液排出孔が形成された固液分離装置などにも本発明を支障なく適用できる。

固液分離装置の全体的な構成を示す部分断面説明図である。装置本体の部分断面正面図である。隣り合う固定板と、その両固定板の間に配置された可動板などを示す装置本体の分解斜視図である。固液分離部の縦断面図である。固定板と、可動板と、スペーサと、ステーボルトの配置状態を示す説明図である。出力軸とスクリューの軸の連結に関する構成を示す斜視図である。図２に示した規制部材と、加圧ばねと、これに関連する構成の拡大断面図である。圧力検知装置を有する固液分離装置の一部を示す部分断面図である。荷重検知装置を有する固液分離装置の一部を示す部分断面図である。含水率計を有する固液分離装置の一部を示す部分断面図である。固液分離装置の他の例を示す部分断面説明図である。容器の他の例を示す断面図である。流体圧シリンダを具備する付勢手段を備えた固液分離装置の一部を示す断面図である。他の形態の流体圧シリンダを具備する付勢手段を備えた固液分離装置の一部を示す断面図である。

符号の説明

３固液分離部
３Ａ出口
１２モータ
２１スクリュー
４１軸
５２容器
５４濃度検知槽
５５混和槽
５７処理対象物ポンプ
５８凝集剤ポンプ
５９撹拌装置
６４規制部材
７０間隔検知装置
８０圧力検知装置
８１荷重検知装置
８３，１８３濃度検知装置
８５流体圧シリンダ
８６シリンダ本体
８７ピストン
８８ピストンロッド
ＥＡ出口近傍領域

Claims

固液分離部に配置された少なくとも１つのスクリューを回転駆動して、該固液分離部に入り込んだ処理対象物を固液分離部の出口へ向けて移動させながら、その処理対象物から分離された濾液を、前記固液分離部の濾液排出部を通して固液分離部外へ排出させ、含液率の低下した処理対象物を前記出口から固液分離部外に排出させる固液分離装置であって、前記固液分離部の出口に対向して配置されていると共に、該出口に対して接近又は離隔可能に支持されている規制部材と、該規制部材を前記固液分離部の出口に向けて加圧する付勢手段とを有する固液分離装置において、
前記固液分離部の出口から排出された処理対象物の含液率が予め決められた一定の値又は一定の範囲内の値となるように、前記スクリューの回転数を制御するスクリュー制御手段と、前記固液分離部に送られる前の処理対象物が流入する濃度検知槽及び該濃度検知槽に連通していて、当該濃度検知槽からの処理対象物と凝集剤とが送り込まれる混和槽を具備する容器と、該容器に処理対象物を圧送する処理対象物ポンプと、前記容器内の処理対象物の液面レベルを検知するレベル検知装置と、該レベル検知装置による検知結果に基づいて、前記液面レベルが一定となるように、前記処理対象物ポンプを制御する処理対象物ポンプ用の制御手段と、前記混和槽に送り込まれた処理対象物と凝集剤とを撹拌する撹拌装置と、前記混和槽に凝集剤を圧送する凝集剤ポンプと、前記濃度検知槽内の処理対象物の固形分濃度を検知する濃度検知装置と、該濃度検知装置による検知結果と、前記レベル検知装置による検知結果に基づいて得られた、混和槽に送り込まれる処理対象物の適正な流量の値とに基づいて、処理対象物に対する凝集剤の添加率が適正な範囲となるように、前記凝集剤ポンプを制御する凝集剤ポンプ用の制御手段とを有していることを特徴とする固液分離装置。
固液分離部に配置された少なくとも１つのスクリューを回転駆動して、該固液分離部に入り込んだ処理対象物を固液分離部の出口へ向けて移動させながら、その処理対象物から分離された濾液を、前記固液分離部の濾液排出部を通して固液分離部外へ排出させ、含液率の低下した処理対象物を前記出口から固液分離部外に排出させる固液分離装置であって、前記固液分離部の出口に対向して配置されていると共に、該出口に対して接近又は離隔可能に支持されている規制部材と、該規制部材を前記固液分離部の出口に向けて加圧する付勢手段とを有する固液分離装置において、
前記固液分離部の出口から排出された処理対象物の含液率が予め決められた一定の値又は一定の範囲内の値となるように、前記スクリューの回転数を制御するスクリュー制御手段と、固液分離部に送られる前の処理対象物と凝集剤とが送り込まれる混和槽を具備する容器と、該容器に処理対象物を圧送する処理対象物ポンプと、前記容器内の処理対象物の液面レベルを検知するレベル検知装置と、該レベル検知装置による検知結果に基づいて、前記液面レベルが一定となるように、前記処理対象物ポンプを制御する処理対象物ポンプ用の制御手段と、前記混和槽に送り込まれた処理対象物と凝集剤とを撹拌する撹拌装置と、前記混和槽に凝集剤を圧送する凝集剤ポンプと、前記混和槽に送られる処理対象物の固形分濃度を検知する濃度検知装置と、該濃度検知装置による検知結果と、前記レベル検知装置による検知結果に基づいて得られた、混和槽に送り込まれる処理対象物の適正な流量の値とに基づいて、処理対象物に対する凝集剤の添加率が適正な範囲となるように、前記凝集剤ポンプを制御する凝集剤ポンプ用の制御手段とを有していることを特徴とする固液分離装置。
前記固液分離部の出口と規制部材との間の間隔を検知する間隔検知装置を有し、前記スクリュー制御手段は、前記間隔検知装置による検知結果に基づいて、前記間隔が予め決められた一定の値又は一定の範囲内の値に維持されるように、前記スクリューの回転数を制御する請求項１又は２に記載の固液分離装置。
前記固液分離部内の出口近傍領域に存する処理対象物の圧力を検知する圧力検知装置を有し、前記スクリュー制御手段は、前記圧力検知装置による検知結果に基づいて、前記圧力が予め決められた一定の値又は一定の範囲内の値に維持されるように、前記スクリューの回転数を制御する請求項１又は２に記載の固液分離装置。
前記規制部材が前記固液分離部の出口から排出される処理対象物によって受ける荷重を検知する荷重検知装置を有し、前記スクリュー制御手段は、前記荷重検知装置による検知結果に基づいて、前記荷重が予め決められた一定の値又は一定の範囲内の値に維持されるように、前記スクリューの回転数を制御する請求項１又は２に記載の固液分離装置。
前記固液分離部の出口から排出された処理対象物の含液率を検知する含液率検知装置を有し、前記スクリュー制御手段は、前記含液率検知装置による検知結果に基づいて、前記固液分離部の出口から排出された処理対象物の含液率が予め決められた一定の値又は一定の範囲内の値に維持されるように、前記スクリューの回転数を制御する請求項１又は２に記載の固液分離装置。
前記付勢手段は、前記規制部材を加圧する流体圧シリンダを具備している請求項１乃至６のいずれかに記載の固液分離装置。
前記流体圧シリンダは、内部が中空なシリンダ本体と、該シリンダ本体内にその軸線方向に摺動可能に配置されたピストンと、ピストンに固定されたピストンロッドとを有し、前記スクリューの軸は、前記シリンダ本体とピストンロッドとピストンに対して回転可能であると共に、該シリンダ本体とピストンロッドとピストンを貫通して延びていて、前記シリンダ本体内に供給された作動流体によりピストンが加圧され、これにより規制部材が固液分離部の出口に向けて付勢される請求項７に記載の固液分離装置。