JP4849383B2 - ベルト型濃縮機の運転制御方法 - Google Patents

Description

この発明は、し尿、下水汚泥あるいは産業廃水等に凝集剤を添加して濃縮脱水するベルト型濃縮装置に関し、原液性状の変動により原液給液部から初期濃縮部にかけて発生する液溜りを解消するベルト型濃縮機の運転制御方法の改良に関する。

従来、ベルト型濃縮機は、含水率が高く流動性を有する汚泥をろ布や金属ろ材等の無端ベルトのろ過面に供給し、搬送しながら徐々に水分を分離して濃縮脱水を行っている。濃縮汚泥を連設するベルトプレスや圧搾脱水機等次工程に供給するためには、水分を充分に分離して流動性のない濃縮汚泥としておく必要がある。従来のベルト型濃縮機は、無端ベルトの走行角度を排出側に向かって上り勾配をもたせたものが一般的であり、運転状況により無端ベルトの走行速度を遅くすると、ろ液分離性能を低下させる液溜りが発生する。また、無端ベルトのろ過面の目詰まり、凝集不良、原液性状悪化、又は、原液濃度変動に起因して給液部に液溜りが発生する。給液部に液溜りが生じるとＳＳが沈降して無端ベルト表面に薄いケーキ層が発生し、このケーキ層が抵抗となって無端ベルトからのろ液の分離が大幅に減少し、濃縮性能と処理量を悪化させる。このような状態が運転中に生じると、対応として処理量を少なくするなどの消極的な方法がとられる。また、無端ベルトのろ過面が目詰まりすると、ろ液分離性能を低下させる液溜りが発生するためろ過面を洗浄するが、ベルト型濃縮機では回収したろ液を無端ベルトの洗浄水に使用しており、ろ液に含まれるＳＳ等で洗浄ノズルが目詰まりし易い。
濃縮性能の低下を検知する方法として、無端ベルトに濃縮対象汚泥の上面高さを検出する一対の電極を配設し、汚泥液面の上昇により通電させて凝集不良発生を検知するベルト型濃縮機は、特許文献１に開示してある。また、含水率一定のケーキ量を得るために、重力ろ過部の厚みを検知する検出計を設け、無端ベルト走行速度と汚泥供給量を制御するベルトプレス型脱水機の制御装置も、特許文献２に開示してある。そして、ノズル本体内に桃割自在なスプレーチップとばねを有する自己洗浄型ノズルも、特許文献３に開示してある。
特開２００５−８１２８２号公報（段落番号００２１、図５） 特許第３０５７９８３号公報（請求項１、図１及び図４） 特開２０００−２７９７１５号公報（請求項２、図３及び図５)

初期段階の濃縮時間が短時間であるため、初期段階でろ液の排出が滞ると、濃縮汚泥排出部に到達するまでに水分が抜け切れず、汚泥の濃縮濃度が低下する。上記重力ろ過部の終端部の汚泥の上面高さを検出する凝集不良の検出方法は、凝集状態の把握が容易に行えるものであるが、ろ材のろ過面の目詰まり状態により、濃縮汚泥の上面高さにばらつきが生じ、正確な測定ができない恐れもある。また、目詰まりを防止するために、ノズル機構にバネを利用する自洗形ノズルは、高圧力を付加しなければノズルが機能せず、洗浄水を噴霧できない。例えば、運転時、ノズル１個当たり噴霧量２Ｌ／ｍｉｎを必要とすると、立上時には９Ｌ／ｍｉｎの噴霧量を必要とする。自洗形ノズルは立上時には運転噴霧量よりも４．５倍の水量が必要となり、立上時には水量が少ないと洗浄ノズルが噴霧しない。従って、それに対応した大型の洗浄ポンプを選定しなければならない。この発明は、無端ベルトを洗浄しながら、原液性状の変動により発生する液溜りを、無端ベルトの走行速度と凝集剤の添加率を操作して、液溜りを解消するベルト型濃縮機の運転制御方法を提供する。

この発明は、従来の課題を解決するものであって、その要旨とするところは、緊張ロールと駆動ロールに無端ベルトを掛け回し、無端ベルトの反転部に洗浄装置を配設して、無端ベルトのろ過面に汚泥を供給し、搬送しながら濃縮脱水するベルト型濃縮機において、無端ベルトの給液部に垂設した液面計で、給液部から初期濃縮部にかけての液溜りを検出し、液溜り状況を受信する制御装置に予め駆動ロールの電動機の回転数と、凝集剤の添加率を段階的に増加させる凝集剤供給ポンプの回転数を設定し、無端ベルトの給泥液面に液溜りを検出した時に、制御装置の指令信号により、ベルト速度を増速させて無端ベルトの単位面積あたりの処理量を軽減し、無端ベルトの給泥液面の低下を検出した時には、初期設定のベルト速度に戻すと共に、ベルト速度を上げても液溜りが解消できない場合には、凝集剤供給ポンプの回転数を変更して凝集剤の添加率を段階的に増加させ、液溜り低下の改善が見られれば、ベルト速度と凝集剤添加率を初期設定に戻して運転し、凝集剤の添加率を段階的に増加させても液溜りの状況が改善できない場合には、汚泥供給量を減少し、或は運転を停止するもので、給液部から初期濃縮部の無端ベルトに液溜まりを生じさせることがなく、ベルト速度を任意に設定できる。原液性状の変動に対して、ろ液分離性能を良好に継続し、ベルト型濃縮機の性能を維持して安定した運転が行える。洗浄水にろ液を使用してもノズルが目詰まりを起こすことがない。

無端ベルトの反転部に配設する洗浄装置には、バネ機構の自洗形ノズルを止着して、洗浄装置に電磁弁を介して洗浄ポンプを接続し、ベルト型濃縮機の運転開始時に、制御装置からの指令信号により電磁弁を閉止して洗浄ポンプの締切り運転を開始し、次に電磁弁を一気に開放して自洗形ノズルの洗浄ノズル部分に高圧力を付加し、無端ベルトの反転させたろ過面を連続的に洗浄するもので、一度洗浄を開始するとその後は正常に噴霧を継続し、無端ベルトのろ過面を連続的に再生できる。大容量の洗浄ポンプを選定する必要がなく、立上げの水量が少なくて済む。

この発明に係るベルト型濃縮機の運転制御方法は上記のように構成してあり、原液供給側の無端ベルトに液溜まりが生じることなく、濃縮汚泥排出側の無端ベルトを低速から高速まで任意に設定でき、濃縮濃度とろ液分離性能を向上させて、濃縮汚泥濃度を安定させることができる。そして、無端ベルトの洗浄が、少しの水量で自洗形ノズルをスムーズに立ち上げることができ、大容量の洗浄ポンプを選定する必要がない。

この発明に係る実施例を図面に基づき詳述すると、先ず、図１はベルト型濃縮装置の概略側面図であって、ベルト型濃縮機１は緊張ロール２と電動機３に連動連結した駆動ロール４に無端ベルト５が走行自在に掛け回してあり、上面をろ過面５ａとして原液供給側から排出側に向かって上り勾配としてある。原液供給ポンプ６と凝集剤供給ポンプ７を設置した汚泥供給回路８が凝集混和槽９に接続してあり、凝集混和槽９から凝集汚泥を無端ベルト５の原液供給口１０に供給して、無端ベルト５の給液部Ａに凝集汚泥を供給する。なお、駆動ロール４の電動機３と、原液供給ポンプ６、及び凝集剤供給ポンプ７は、回転数を制御可能としてある。

図１に示すように、無端ベルト５の原液供給口１０の近傍の給液部Ａにろ過面５ａから所定の間隔を設けて液面計１１が垂設してある。原液供給側から排出側に向かって上り勾配とした無端ベルト５に、給液部Ａから初期濃縮部Ｂにかけての液溜りの状況を液面計１１で検知する。汚泥液面が上昇して液面計１１が液溜りを検出すると制御装置１２に検知信号を送信する。制御装置１２には検知信号を受信した時に、ベルト速度を１０〜５０％増速させる駆動ロール４の電動機３の回転数と、凝集剤の添加率を１０％から３０％まで段階的に増加させる凝集剤供給ポンプ７の回転数を予め設定してある。なお、無端ベルト５は、濃縮する対象原液と汚泥性状により増速させるベルト速度を予め１０〜５０％の範囲で設定する。

液面計１１が無端ベルト５の給液部Ａから初期濃縮部Ｂにかけて液溜りを検知した時に、その検出信号を制御装置１２が受信し、駆動ロール４の電動機３の回転数を変更し、ベルト速度を１０〜５０％の範囲で増加させ、無端ベルト５の単位面積あたりの処理量を軽減させて運転を継続する。給泥液面の低下を検出した時には、ベルト速度を減少させて通常のベルト速度に戻す。ベルト速度を上げても液溜りの汚泥液位が改善できない場合には、凝集剤供給ポンプ７の回転数を変更し、凝集剤の初期設定値の添加率を１０％増加させ、液溜り低下の改善が見られれば、ベルト速度と、凝集剤添加率を元にもどして運転する。凝集剤の添加率を１０％増加させても、液溜りの状況が改善できない場合には、凝集剤の添加率を２０％から３０％に段階的に増加させる。凝集剤の添加率を３０％まで増加させても液溜りの状況が改善できない場合は、汚泥供給量を減少、或は、運転を停止して、原因を調査する。給液部Ａから初期濃縮部Ｂの無端ベルト５に液溜まりが生じることがなく、濃縮汚泥排出側の無端ベルトを低速から高速まで任意に設定できるので、原液性状の変動に対しても、ろ液分離性能を良好に継続し、ベルト型濃縮機の性能を維持して安定した運転が行える。

図１に示すように、緊張ロール２と駆動ロール４に掛け回した無端ベルト５の反転部に洗浄装置１３が対設してあり、ベルト型濃縮機１の運転を開始した時に、無端ベルト５の反転させたろ過面５ａを連続的に洗浄する。図２に示すように、洗浄装置１３には多数のバネを用いたノズル機構の自洗形ノズル１４が取付けてあり、洗浄装置１３は電磁弁１５を介して洗浄ポンプ１６に接続してある。自洗形ノズル１４は、洗浄ポンプ１６の高圧吐出水により洗浄ノズル部分のバネが押されスプレーチップが合体して正常噴霧を行い、噴霧圧力が下がると、噴孔部のスプレーチップが大きく開口して噴口部に詰まった異物を吐き出す構造となっている。

制御装置１２は電磁弁１５の開閉と洗浄ポンプ１６の駆動の指令信号を送信するようにしてあり、ベルト型濃縮機の運転開始時に、二次側の電磁弁１５を閉じて洗浄ポンプ１６の締切り運転を開始して、電磁弁１５に高圧力を付加する。次に、電磁弁１５を一気に開放すれば高圧力の洗浄水の衝撃で洗浄ノズル部分のバネが押され、正常に噴霧を開始する。締切り圧を利用することで水量が少なくて済み、一度洗浄を開始すると、その後は正常に噴霧を継続して、無端ベルト５のろ過面５ａを連続的に再生して液溜まりも防止できる。無端ベルト５の洗浄が、少しの水量で自洗形ノズル１４をスムーズに立ち上げることができ、大容量の洗浄ポンプを選定する必要がない。なお、洗浄装置１３の後方の無端ベルト５の裏面に偏奇走行を修正する蛇行修正ロール１７が摺設させてある。

図３はベルト型濃縮機の安定運転制御方法のブロック図であって、無端ベルト５を洗浄しながら、原液性状の変動により発生する液溜りを、無端ベルト５の走行速度と凝集剤の添加率を操作して、液溜りを解消するベルト型濃縮機１の運転制御方法である。その無端ベルト５の液溜り解消方法が、
ａ．ベルト型濃縮機１の運転開始
ｂ．洗浄ポンプ１６の二次側の電磁弁１５を閉
ｃ．洗浄ポンプ１６の運転始動（吐出量は自洗形ノズル１個当たり、２Ｌ／ｍｉｎ、締切り運転）
ｄ．電磁弁１５を開（締切り圧を開放した衝撃圧力に変換）
ｅ．自洗形ノズル１４で噴霧開始（高圧力の洗浄水の衝撃）
ｆ．無端ベルト５の洗浄開始・連続洗浄
ｇ．無端ベルト５のろ過面５ａに液溜り現象発生（無端ベルト５の給液部Ａから初期濃縮部Ｂにかけての液溜り）
ｈ．液面計１１が液溜りを検知、検出信号を制御装置１２に送信
ｉ．制御装置１２は駆動ロール４の電動機３に指令信号を送信（無端ベルトを１０〜５０％増速）
ｊ．無端ベルト５の液溜り解消・ＮＯ（制御装置１２から凝集剤ポンプ７に指令信号）
ｋ．凝集剤添加率１０％増加
ｊ．無端ベルト５の液溜り解消・ＮＯ（制御装置１２から凝集剤ポンプ７に指令信号）
ｋ．薬注率を段階的に増加（２０％、３０％）
ｍ．無端ベルト５を増速し、薬注率の増加を繰返しても液溜り現象が解消されなければ、汚泥供給量を減少、或は一時運転を停止して調査
ｎ．液溜りが解消すれば、運転を継続
ｏ．無端ベルト５の速度を初期設定値に戻す
ｐ．再び、無端ベルト５の液溜りの有無を検知し、液溜りが発生すれば、ｇ〜ｏを繰返す。
ｑ．無端ベルト５に液溜りの発生がなければ運転を継続
ｒ．薬注率を増加している時には、凝集剤添加率を減少させて初期設定値に戻す
ｓ．液溜りが発生すればｇに戻り、ｇ〜ｒを繰返す
ｔ．無端ベルト５に液溜りがなければ運転を継続

この発明に係るベルト型濃縮機の運転制御方法は、無端ベルトを洗浄しながら、原液性状の変動により発生する液溜りを、無端ベルトの走行速度と凝集剤の添加率を操作して、液溜りを解消するもので、原液性状が変動しても無端ベルトに液溜まりを生じることがなく、ろ液分離性能を良好に継続し、濃縮汚泥濃度を安定させて、無端ベルトを低速から高速まで任意に設定できる。ベルト型濃縮機の性能を維持して安定した運転が行えるので、水分を充分に分離した濃縮汚泥を次工程に供給できるベルト型濃縮機の運転制御方法となる。

この発明に係るベルト型濃縮装置の概略側面図である。 同じく、洗浄ポンプを接続した洗浄装置１３の概念図である。 同じく、ベルト型濃縮機の安定運転制御方法のブロック図である。

符号の説明

２ 緊張ロール
３ 電動機
４ 駆動ロール
５ 無端ベルト
５ａ ろ過面
７ 凝集剤供給ポンプ
１１ 液面計
１２ 制御装置
１３ 洗浄装置
１４ 自洗形ノズル
１５ 電磁弁
１６ 洗浄ポンプ
Ａ 給液部
Ｂ 初期濃縮部

Claims (2)

1. 緊張ロール（２）と駆動ロール（４）に無端ベルト（５）を掛け回し、無端ベルト（５）の反転部に洗浄装置（１３）を配設して、無端ベルト（５）のろ過面（５ａ）に汚泥を供給し、搬送しながら濃縮脱水するベルト型濃縮機において、無端ベルト（５）の給液部(Ａ)に垂設した液面計(１１)で、給液部（Ａ）から初期濃縮部（Ｂ）にかけての液溜りを検出し、液溜り状況を受信する制御装置（１２）に予め駆動ロール（４）の電動機（３）の回転数と、凝集剤の添加率を段階的に増加させる凝集剤供給ポンプ（７）の回転数を設定し、無端ベルト（５）の給泥液面に液溜りを検出した時に、制御装置（１２）の指令信号により、ベルト速度を増速させて無端ベルト（５）の単位面積あたりの処理量を軽減し、無端ベルト（５）の給泥液面の低下を検出した時には、初期設定のベルト速度に戻すと共に、ベルト速度を上げても液溜りが解消できない場合には、凝集剤供給ポンプ（７）の回転数を変更して凝集剤の添加率を段階的に増加させ、液溜り低下の改善が見られれば、ベルト速度と、凝集剤添加率を初期設定に戻して運転し、凝集剤の添加率を段階的に増加させても液溜りの状況が改善できない場合には、汚泥供給量を減少し、或は運転を停止することを特徴とするベルト型濃縮機の運転制御方法。
   
2. 上記洗浄装置（１３）にバネ機構の自洗形ノズル(１４・・・)を配設し、洗浄装置（１３）に電磁弁（１５）を介して洗浄ポンプ（１６）を接続し、ベルト型濃縮機の運転開始時に、制御装置（１２）からの指令信号により電磁弁（１５）を閉止して洗浄ポンプ（１６）の締切り運転を開始し、次に電磁弁（１５）を一気に開放して自洗形ノズル(１４・・・)の洗浄ノズル部分に高圧力を付加し、無端ベルト（５）の反転させたろ過面（５ａ）を連続的に洗浄することを特徴とする請求項１に記載のベルト型濃縮機の運転制御方法。