JP5716049B2

JP5716049B2 - 汚泥処理システム及び汚泥処理方法

Info

Publication number: JP5716049B2
Application number: JP2013040905A
Authority: JP
Inventors: 憲二満留; 守生益崎; 森　一樹; 一樹森; 泰生松島; 翔太郎古原
Original assignee: Mitsui Zosen Environment Engineering Corp
Current assignee: Mitsui Zosen Environment Engineering Corp
Priority date: 2012-03-02
Filing date: 2013-03-01
Publication date: 2015-05-13
Anticipated expiration: 2033-03-01
Also published as: JP5989819B2; JP2013208609A; JP2015120161A

Description

本発明は汚泥処理システム及び汚泥処理方法に関し、詳しくは、し尿及び浄化槽汚泥の混合汚泥から一定範囲の含水率を有する脱水汚泥を低コストに生成可能な汚泥処理システム及び汚泥処理方法に関する。

近年、下水道の普及に伴い、し尿や浄化槽汚泥を生物処理や高度処理等を行うことなく、脱水機を用いて脱水処理して脱水汚泥を回収した後、脱水ろ液を希釈してそのまま下水道へ放流する処理が多く採用されるようになっている。回収される脱水汚泥は助燃剤等として有効利用されるが、含水率を７０％以下となるように調整することが求められている。

一般にし尿処理場に搬入されるし尿と浄化槽汚泥は別々に収集されて搬入されることが前提であるが、実際には混合収集されているのが現状であり、その混合比によって脱水汚泥の含水率が異なってくることが想定される。このため、脱水汚泥の含水率が一定になるように、脱水処理前にし尿と浄化槽汚泥の混合比を一定にするようにしているが、実際には脱水汚泥の含水率は一定にならない。その理由は、一般的には浄化槽汚泥にはＳＳ分が多いが、繊維分（夾雑物）は少ない傾向にあり、脱水機は原水のＳＳ及び繊維量に性能が大きく左右されることから、それらが変動することにより、脱水汚泥の含水率が変動するためである。

特許文献１には、汚泥を薬剤混合槽に導入して薬剤を注入、混合した後、脱水機によって脱水して脱水汚泥を製造するに際し、脱水汚泥中に電極を設置して含水率を測定し、その測定値が一定範囲となるように、脱水機の回転数、薬剤混合槽への汚泥供給量又は薬剤注入量を調整して、脱水汚泥の含水率を一定に制御することが提案されている。

特許文献２には、脱水汚泥の一部を圧送ポンプによってマイクロ波透過型水分計に圧送し、該水分計によって測定した脱水汚泥の減衰電圧と脱水汚泥の含水率変化に対する汚泥供給ポンプの圧送圧力を加味して含水率を算出し、スクリュープレス脱水機のスクリューの回転数を制御して脱水汚泥の含水率を一定制御することが提案されている。

特許文献３には、マイクロ波含水率計によってスクリュープレス脱水機の排出口で脱水汚泥の含水率を測定し、その測定値に基づいて凝集剤の薬注率を減少させることを優先に、スクリューの回転数と薬注率を制御して脱水汚泥の含水率を一定に制御することが提案されている。

特許第２８５４３８８号公報特許第３７４１３０８号公報特開２００８−２２１０６０号公報

脱水汚泥の含水率が所定値よりも高い場合は、特許文献１〜３に記載のように、スクリューの回転数を低下させることで含水率が低くなるように調整することができる。しかし、スクリューの回転数低下は脱水汚泥の処理量低下につながるため、このスクリューの回転数を第一義的な制御対象とすることは、脱水汚泥を効率的に処理する上では好ましいこととはいえない。

また、脱水助剤等の薬剤を投入すると、脱水汚泥量が増加してしまい、汚泥コストが増加すると共に、薬剤の費用も別途必要となり、コスト高となる問題がある。

このため、簡単な制御で脱水汚泥と脱水ろ液とに低コストで分離でき、し尿及び浄化槽汚泥の混合汚泥の性状変化に関わらず、脱水汚泥の含水率を一定値以下に効率良く調整することができる汚泥処理システム及び汚泥処理方法が求められている。

そこで、本発明は、簡単な制御で脱水汚泥と脱水ろ液とに低コストで分離でき、し尿及び浄化槽汚泥の混合汚泥の性状変化に関わらず、脱水汚泥の含水率を一定値以下に効率良く調整することができる汚泥処理システム及び汚泥処理方法を提供することを課題とする。

本発明の他の課題は、以下の記載により明らかとなる。

上記課題は、以下の各発明によって解決される。

１．
し尿及び浄化槽汚泥の混合汚泥をスクリュープレス脱水機を用いて脱水処理し、脱水ろ液と脱水汚泥とに分離する汚泥処理システムにおいて、
前記スクリュープレス脱水機の脱水汚泥排出口から排出される脱水汚泥の含水率を測定する水分計と、
所定時間毎に前記水分計の測定値を入力し該測定値に基づいて前記脱水汚泥排出口から排出される脱水汚泥の含水率が一定値以下となるように、前記スクリュープレス脱水機における前記脱水汚泥排出口に設けられている背圧板の押付け圧及びスクリューの回転数を制御対象として段階的に制御可能な制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記水分計により測定された含水率を予め設定された目標値と比較し、該目標値を超えた場合、前記スクリューの回転数よりも前記背圧板の押付け圧を優先して該押付け圧が大きくなるように制御し、前記背圧板の押付け圧が予め設定された制御上限値に達しても含水率が目標値以下にならない場合に、前記背圧板の押付け圧を維持したまま前記スクリューの回転数を落とすように制御することを特徴とする汚泥処理システム。

２．
前記水分計は、少なくとも一対の陰極及び陽極が１ｍｍ以下の間隔に設けられた電極を有し、該電極を脱水汚泥に接触させた状態で一定電圧を印加して電解電流を測定し、電解電流値から含水率を算出することを特徴とする前記１記載の汚泥処理システム。

３．
前記スクリュープレス脱水機の前段に、該スクリュープレス脱水機に導入する前記混合汚泥の汚泥濃度を一定範囲にするための汚泥濃縮機を備えることを特徴とする前記１又は２記載の汚泥処理システム。

４．
し尿及び浄化槽汚泥の混合汚泥をスクリュープレス脱水機を用いて脱水処理し、脱水ろ液と脱水汚泥とに分離する汚泥処理方法において、
前記スクリュープレス脱水機の脱水汚泥排出口から排出される脱水汚泥の含水率を所定時間毎に水分計によって測定し、その測定値に基づいて前記脱水汚泥排出口から排出される脱水汚泥の含水率が一定値以下となるように、前記脱水汚泥排出口に設けられている背圧板の押付け圧及び前記スクリュープレス脱水機におけるスクリューの回転数を制御対象として段階的に制御するにあたり、
前記水分計により測定された含水率を予め設定された目標値と比較し、該目標値を超えた場合、前記スクリューの回転数よりも前記背圧板の押付け圧を優先して該押付け圧が大きくなるように制御し、その後、前記背圧板の押付け圧が予め設定された制御上限値に達しても含水率が目標値以下にならない場合に、前記背圧板の押付け圧を維持したまま前記スクリューの回転数を落とすように制御することを特徴とする汚泥処理方法。

５．
前記水分計は、少なくとも一対の陰極及び陽極が１ｍｍ以下の間隔に設けられた電極を有し、該電極を脱水汚泥に接触させた状態で一定電圧を印加して電解電流を測定し、電解電流値から含水率を算出することを特徴とする前記４記載の汚泥処理方法。

６．
前記スクリュープレス脱水機の前工程において、汚泥濃縮機によって該スクリュープレス脱水機に導入する前記混合汚泥の汚泥濃度を一定範囲にすることを特徴とする前記４又は５記載の汚泥処理方法。

本発明によれば、簡単な制御で脱水汚泥と脱水ろ液とに低コストで分離でき、し尿及び浄化槽汚泥の混合汚泥の性状変化に関わらず、脱水汚泥の含水率を一定値以下に効率良く調整することができる汚泥処理システム及び汚泥処理方法を提供することができる。

本発明に係る汚泥処理システムの全体フロー図水分計の一例を示す斜視図汚泥濃縮機の一例を示す部分平面図制御装置による脱水機の制御方法の一例を示すフローチャート実施例の結果を示す図実施例の結果を示す図

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。

図１は、本発明に係る汚泥処理システムの全体フロー図である。

スクリュープレス脱水機１（以下、脱水機１という。）は、一端上方に投入口１１ａが開口したケーシング１１内にパンチングメタル等からなる円筒状のスクリーン１２が配置されている。本発明では、この脱水機１の投入口１１ａに、し尿及び浄化槽汚泥を混合した混合汚泥が投入され、脱水処理を行う。

ケーシング１１の下部には、スクリーン１２によってろ過された脱水ろ液の排液口１１ｂが設けられていると共に、ケーシング１１の他端には、脱水汚泥の排出口１１ｃが設けられている。

スクリーン１２の内部には、スクリュー軸１３ａの外周にスクリュー羽根１３ｂが螺旋状に設けられたスクリュー１３が配設されている。スクリュー軸１３ａは、投入口１１ａ側から排出口１１ｃ側に向けて次第に太くなるように形成されており、これによりスクリュー軸１３ａの外周面とスクリーン１２との間隔が、投入口１１ａから排出口１１ｃに行くに従って次第に狭くなり、投入口１１ａから投入された混合汚泥を排出口１１ｃに向けて移送する過程で徐々に圧縮するようになっている。この圧縮により、投入された混合汚泥中の水分がスクリーン１２の穴から搾り出され、脱水ろ液が排液口１１ｂから機外へ排出される。

スクリュー軸１３ａの一端は駆動モーター１４と連結されており、該駆動モーター１４の回転駆動によってスクリュー１３は所定の回転数で回転するようになっている。また、スクリュー軸１３ａの他端はスクリーン１２の他端よりも突出しており、この突出部分のスクリュー軸１３ａの外周に、該スクリュー軸１３ａと同心状の背圧板１５が設けられている。

背圧板１５は、スクリーン１２の他端側の開口径よりも大径に形成されており、エアシリンダー１６によって所定の押圧力でスクリーン１２の他端側の開口に向けて押圧されている。スクリーン１２の他端側に面する背圧板１５の側面はテーパー状に形成されており、このテーパー状の側面とスクリーン１２の他端側の開口との間に形成される隙間によって、脱水汚泥の排出口１１ｃを形成している。

エアシリンダー１６は、背圧板１５を基準にしてスクリーン１２と反対側に配置されており、エアーコンプレッサー２から供給される空気圧によって駆動する。背圧板１５は、このエアシリンダー１６によって排出口１１ｃを狭める方向に所定の押付け圧が掛けられるようになっている。エアーコンプレッサー２から各エアシリンダー１６に送られる空気の供給量は、電磁弁箱３内の各電磁弁を介して調整されるようになっている。

制御装置４は、電磁弁箱３及び駆動モーター１４と制御可能に接続されている。従って、制御装置４によって電磁弁箱３内の各電磁弁の開度を制御することで、各エアシリンダー１６に供給される空気圧が調整され、背圧板１５の押付け圧が調整可能とされると共に、駆動モーター１４の回転数を制御することで、スクリュー１３の回転数が調整可能とされる。

エアシリンダー１６に供給される空気圧は、制御装置４によって、予め設定された所定圧毎に段階的に変更可能であり、これにより背圧板１５の押付け圧は、初期値に対して所定圧毎に段階的に増減可能となっている。また、駆動モーター１４の回転数は、制御装置４によって、予め設定された所定値毎に段階的に変更可能であり、これによりスクリュー１３の回転数は、初期値に対して所定値毎に段階的に増減可能となっている。これら背圧板１５の押付け圧及びスクリュー１３の回転数を段階的に増減させる場合の１段階毎の値は適宜可変とすることができる。

かかる脱水機１において、駆動モーター１４を駆動し、スクリュー１３を所定回転数で回転させた状態で投入口１１ａから混合汚泥を導入すると、混合汚泥は、スクリュー１３のスクリュー羽根１３ｂで図１中の左方向に移送されながら、徐々に狭くなるスクリーン１２とスクリュー軸１３ａとの間で圧縮され、スクリーン１２によって水分が搾り出される。搾り出された水分は脱水ろ液として排液口１１ｂから機外に取り出される。一方、脱水汚泥は、スクリュー１３の回転によって徐々に排出口１１ｃに向けて移送され、背圧板１５に強制的に押し付けられる。脱水汚泥が一定の含水率になると、スクリュー１３によって背圧板１５に押し付けられる脱水汚泥の押出し力が背圧板１５の押付け力を上回り、背圧板１５が後退することにより排出口１１ｃから排出される。

脱水機１における脱水汚泥の排出口１１ｃには、該排出口１１ｃから排出される脱水汚泥と接触するように、脱水汚泥の含水率を測定するための水分計５が設けられている。制御装置４は、電磁弁箱３及び駆動モーター１４の制御因子として水分計５の測定値がリアルタイムに入力されるようになっており、この水分計５によるリアルタイムの測定値に基づいて、これら電磁弁箱３及び駆動モーター１４を制御し、これにより背圧板１５の押付け圧及びスクリュー１３の回転数を制御対象として制御可能とされている。

この水分計５の好ましい一例を図２を用いて説明する。

図２は、水分計５の斜視図である。この水分計５は、外筒５１内に、円筒状の電極固定リング５２の端面が該外筒５１の一端から露出するように設けられている。電極固定リング５２は、エポキシ樹脂、塩化ビニル樹脂、フェノール樹脂等の樹脂材やセラミックス等によって形成された絶縁体であり、外筒５１から露出している端面の中央部に四角形状の開口部５２ａが形成されており、この開口部５２ａ内に電極が固定されている。

電極は陰極５３及び陽極５４からなる。陰極５３及び陽極５４を構成する金属には、白金等の貴金属が用いられるが、陰極５３には銅、ＳＵＳ等を用いることもできる。これら陰極５３及び陽極５４は少なくとも一対あればよいが、図示するように、陰極５３と陽極５４とが間に電極スペーサー５５を挟んで交互となるように複数平行に配置されたくし型状とすることが好ましい。これら陰極５３及び陽極５４は、それぞれの一側縁が電極固定リング５２の端面と面一状に露出するように該電極固定リング５２の開口部５２ａ内に固定されている。各陰極５３及び各陽極５４は、それぞれ給電ケーブル５６と接続されており、この給電ケーブル５６が外筒５１内を通って該外筒５１の他端から外部に延び、制御装置４と電気的に接続されている。

なお、図２に示す水分計５では、陰極５３及び陽極５４は外筒５１の端面から露出するように位置しているが、例えば外筒５１の側面に露出するように位置していてもよい。

陰極５３と陽極５４は、測定精度の観点から１ｍｍ以下の間隔で平行に設ける必要がある。陰極５３と陽極５４の間隔が狭い程測定精度は向上するが、ノイズの発生率が大きくなるため、０．７５ｍｍ〜０．１ｍｍが好ましく、０．５ｍｍ〜０．２ｍｍ程度とすることがより好ましい。この間隔は電極スペーサー５５の厚みによって調整できる。各陰極５３及び陽極５４の長さ（露出する部分の長さ）は測定精度の観点から短い方が好ましく、２０ｍｍ以下とすることが好ましく、１０ｍｍ以下とすることがより好ましく、５ｍｍ程度とすることが更に好ましい。

かかる水分計５は、脱水汚泥の性状変化（含水率変化）により電解電流が変化することを利用したものであり、給電ケーブル５６を介して陰極５３及び陽極５４に一定電圧を印加し、その時の電解電流値を陰極５３及び陽極５４によって直接かつ連続的に測定し、その測定値を給電ケーブル５６を介して制御装置４に出力する。これにより制御装置４において脱水汚泥の含水率をリアルタイムに把握することができる。

図１において、６は脱水機１の前段（前工程）として設けられる汚泥濃縮機である。汚泥濃縮機６を設けることによって、脱水機１に導入する混合汚泥の汚泥濃度を一定範囲に調整することができるため、本発明において好ましく設けることができる。

この汚泥濃縮機６は、混合汚泥の汚泥濃度を固液分離して一定濃度まで濃縮することができるものであれば特に問わないが、多数の回転する楕円板６１を用いた固液分離装置を好ましく用いることができる。

図３は、楕円板６１を用いた固液分離装置の主要部の部分平面図である。

楕円板６１は、一つの回転軸６２につき同一位相で一定間隔毎に多数枚軸装されて固定されており、それぞれ多数枚の楕円板６１が固定された回転軸６２が、混合汚泥の投入口６ａから濃縮混合汚泥の排出口６ｂにかけて、等間隔で多数本平行に架設されている。楕円板６１は、隣接する回転軸６２毎に位相が９０°ずつずらされており、各回転軸６２が不図示の駆動源によって同時に同速で同方向に回転することにより、全体として上部外周面（混合汚泥の送り面）が、投入口６ａ側から排出口６ｂ側に向けてウェーブを形成するように作動するようになっている。

各回転軸６２の上方には、各回転軸６２に亘って、回転軸６２に軸装された各楕円板６１間に挿入されるように延びる板状部材からなる複数本の案内部材６３が配設されている。各案内部材６３は、楕円板６１の回転によって搬送される混合汚泥の搬送方向に沿って延びており、その上端面で、楕円板６１の回転によって搬送される混合汚泥の搬送をガイドするようになっている。

このような汚泥濃縮機６は、投入口６ａから混合汚泥を投入すると、案内部材６３及び回転する楕円板６１の上部外周面（回転時に上側に位置する外周面）を移動する過程で、楕円板６１と案内部材６３との間の隙間及び隣接する回転軸６２間の楕円板６１同士の間隙から水分を下方にろ過し、排液口６ｃから機外に排出される。楕円板６１は１回の回転で２回の掻き上げ搬送を行うので、搬送能力が増大すると共に固形物の滞留もなく、混合汚泥を固液分離し、汚泥濃度が一定範囲に濃縮された混合汚泥を生成することができる。

脱水機１には、この汚泥濃縮機６によって濃縮された混合汚泥を導入することにより、脱水汚泥の含水率を一定範囲に調整することが一層容易となる。

次に、制御装置４による脱水機１の制御方法の一例について、図４に示すフローチャートを用いて説明する。

ここでは通常条件（初期値）として、スクリュー１３の回転数が０．５ｒｐｍ、背圧板１５の押付け圧が０．３ＭＰａとなるように設定されている（Ｓ１）。

脱水機１の投入口１１ａに混合汚泥が導入されると、スクリュー１３の回転によって脱水ろ液と脱水汚泥とに分離され、脱水汚泥は背圧板１５に当たって排出口１１ｃから排出される。脱水汚泥は、この排出口１１ｃの近傍において水分計５と接触し、その含水率が測定され、測定値が制御装置４に入力される。

制御装置４には、ここでは予め含水率の制御目標値６８％が設定されており、脱水機１に導入される混合汚泥の性状変化に伴って６８％を超えるようになった場合に、脱水汚泥の含水率が６８％以下になるように処理条件の変更制御を行う。

なお、制御装置４は、所定の時間間隔で水分計５からの測定値を入力するようになっている。この測定間隔は可変であり、予め設定された設定時間内の各測定値の測定値平均によりＰＩＤ制御を行うようになっている。この設定時間は測定間隔よりも長い時間であれば任意であり可変とすることができる。ここでは測定間隔を１分毎とし、設定時間を３０分として、この３０分間に測定された各測定値の平均を算出することで含水率を求めるようにしている。従って、制御装置４は、水分計５の測定値を１分毎に順次入力し、３０分間の各測定値から平均値を算出している。測定値平均は、１分毎にその前の３０分間の測定値の平均値を算出して順次更新していくため、最初の３０分経過後、含水率は１分毎に求められることになる。

脱水汚泥の導入後、処理が安定する一定時間が経過した後、制御装置４は水分計５から入力された測定値の設定時間分の平均値によって含水率を算出して目標値と比較判断し（Ｓ２）、その含水率が目標値以下（≦６８％）であれば、上記ステップＳ１の通常条件を継続し、目標値を超えた場合（＞６８％）は、水分計５の演算補正を行った後、スクリュー１３の回転数は初期値を維持したまま、電磁弁箱３の各電磁弁の開度を制御して、各エアシリンダー１６に供給するエアーコンプレッサー２からの空気圧を１段階、例えば０．０１ＭＰａだけ大きくし、背圧板１５の押付け圧を初期値よりも１段階だけ大きくする（Ｓ３）。

なお、演算補正を行うのは、水分計５が背圧板１５の押付け圧の変更時の圧力変動の影響を受けるため、含水率の演算に補正因子を含めるためである。

背圧板１５の押付け圧の変更後、制御装置４は再度含水率を算出して目標値と比較判断する（Ｓ４）。ここで、含水率が目標値以下（≦６８％）となっていた場合は、水分計５の演算補正の後、背圧板１５の押付け圧を１段階低下させて上記ステップＳ１の初期値に戻す。

また、上記ステップＳ４において、含水率が目標値を超えた場合（＞６８％）、演算補正の後、スクリュー１３の回転数は初期値を維持したまま、電磁弁箱３の各電磁弁の開度を制御して、各エアシリンダー１６に供給するエアーコンプレッサー２からの空気圧を上記ステップＳ３よりも更にもう１段階大きくし、背圧板１５の押付け圧を初期値に対して２段階大きくする（Ｓ５）。

背圧板１５の押付け圧を更に変更した後、制御装置４は再度含水率を算出して目標値と比較判断する（Ｓ６）。ここで、含水率が目標値以下（≦６８％）となっていた場合は、演算補正の後、背圧板１５の押付け圧を上記ステップＳ３の条件に戻して、初期値に対して１段階大きくした状態として処理を継続する。

また、上記ステップＳ６において、含水率が目標値を超えた場合（＞６８％）、演算補正の後、スクリュー１３の回転数は初期値を維持したまま、電磁弁箱３の各電磁弁の開度を制御して、各エアシリンダー１６に供給するエアーコンプレッサー２からの空気圧を上記ステップＳ５よりも更にもう１段階大きくし、背圧板１５の押付け圧を初期値に対して３段階大きくする（Ｓ７）。

以後、上記と同様にして、制御装置４は、含水率を算出して目標値と比較判断し（Ｓ８）、目標値以下となった場合は、その背圧板１５の押付け圧を初期値に向けて１段階ずつ小さくしていき、目標値を超えた場合は、スクリュー１３の回転数は初期値を維持したまま、背圧板１５の押付け圧だけを初期値に対して１段階ずつ大きくしていく制御を繰り返していく。

しかし、含水率が目標値を超えた場合に背圧板１５の押付け圧を大きくしすぎると、脱水汚泥の排出が困難となる等のおそれがあるため、背圧板１５の押付け圧の増加には限度がある。ここでは背圧板１５の押付け圧の初期値０．３ＭＰａに対して、制御上限値として０．５ＭＰａが制御装置４に予め設定されており、制御装置４は、背圧板１５の押付け圧を１段階ずつ大きくしていく毎に常にこの制御上限値と比較することで、押付け圧が制御上限値に達したかどうかを監視している。

上記ステップＳ８以後、上記の通りに処理を継続したところ、ステップＳ９において、スクリュー１３の回転数は初期値を維持したままであるが、背圧板１５の押付け圧は０．５ＭＰａとなって制御上限値に達した状態となっている。この後、制御装置４が含水率を算出して目標値と比較判断した結果（Ｓ１０）、目標値以下（≦６８％）となった場合は、背圧板１５の押付け圧を初期値に向けて１段階戻すように制御するが、押付け圧が制御上限値（０．５ＭＰａ）に達したにも関わらず依然として目標値を超えている場合（＞６８％）、制御装置４は、背圧板１５の押付け圧を制御上限値に維持したまま、駆動モーター１４を制御して、スクリュー１３の回転数を初期値の０．５ｒｐｍから１段階、例えば０．２ｒｐｍだけ小さくして、０．３ｒｐｍに落とし、スクリュー１３による圧縮時間をそれだけ長くとるようにする（Ｓ１１）。

なお、スクリュー１３の回転数を下げると、それに伴って処理量も低下するため、投入口１１ａにおける液位の上下を検出する検出器（図示せず）を設けておき、この検出器の液位が所定位置よりも上回った際に、例えば混合汚泥を投入口１１ａに供給するための供給ポンプの駆動を一時的に停止する等、混合汚泥の導入量を調整することが好ましい。

スクリュー１３の回転数を落とした後、制御装置４は再度含水率を算出して目標値と比較判断する（Ｓ１２）。ここで、含水率が目標値以下（≦６８％）となった場合、背圧板１５の押付け圧を制御上限値に維持したまま、駆動モーター１４を制御して、スクリュー１３の回転数を上記ステップＳ９の状態、すなわち初期値の０．５ｒｐｍに戻して処理を継続する。

また、上記ステップＳ１２において、含水率が目標値を超えたままである場合（＞６８％）、制御装置４は含水率の調整が不可能であると判断し、警告音、警告表示等によってオペレータに警告を発する。

以上のように、本発明に係る汚泥処理システム及び汚泥処理方法によれば、脱水機１から排出される脱水汚泥の含水率を、水分計５によってリアルタイムで測定し、その結果に基づいて背圧板１５の押付け圧とスクリュー１３の回転数とを制御対象として脱水機１の制御を行うようにしたので、脱水助剤等を必要とすることなく、し尿及び浄化槽汚泥の混合汚泥の性状変化に関わらず、含水率が一定値以下に調整された脱水汚泥を効率良く生成することができる。

特に、制御装置４による制御対象は、背圧板１５の押付け圧とスクリュー１３の回転数だけであり、いずれも脱水機１本来の調整項目であるため、水分計５を付加する以外、含水率調整のための改造は不要である。このため、簡単な制御だけで、しかも低コストに含水率を一定値以下となるように調整することができる。

また、脱水機１は、スクリュー１３の回転数を落とすことで、脱水効率を高め、含水率を低下させることができるが、一般にスクリュー１３の回転数を低下させると、それに伴って処理量も低下する。このため、上記フローチャートに示されるように、制御装置４は、含水率が目標値を超えた場合、スクリュー１３の回転数の制御よりも背圧板１５の押付け圧を優先して該押付け圧が大きくなるように制御し、押付け圧の制御上限値に達しても含水率が低下せずに目標値以下にならない場合に、背圧板１５の押付け圧を維持したままスクリュー１３の回転数を落とすように制御することで、処理量を優先させた含水率の調整を行うことができ、含水率が一定値以下に調整された脱水汚泥を一層効率良く生成することができる。

なお、上記フローチャートでは、スクリュー１３の回転数を初期値の０．５ｒｐｍから１段階落として０．３ｒｐｍとした後、含水率が低下しない場合は警告を発するようにしたが、スクリュー１３の回転数の調整制御も、背圧板１５の押付け圧の場合と同様に、複数段階でより細かく調整制御するようにしてもよい。もちろん、制御装置４には予め回転数の制御下限値が設定されており、回転数を変更する毎に常にこの制御下限値と比較することで、回転数が制御下限値に達したかどうかを監視している。回転数を複数段階に調整制御する場合の警告は、回転数が制御下限値に達した後に算出された含水率が目標値以下とならなかった場合に発するようにすればよい。

本発明において、制御装置４における制御値（目標値及び測定値）となる含水率は、必ずしも厳密な意味での含水率である必要はなく、脱水汚泥の含水率に伴って変動する物理量であれば、実質的な意味での含水率として制御値に用いることができる。「脱水汚泥の含水率に伴って変動する物理量」としては、格別限定されるものではないが、例えば上述した電解電流値等を好ましく例示でき、本発明では、かかる物理量を、そのまま（含水率に換算することなく）制御値として用いることも好ましいことである。

以下に、本発明の実施例について説明するが、本発明はかかる実施例に限定されない。

（実施例１）
図１に示したものと同様の汚泥処理システムを用いて、し尿及び浄化槽汚泥の混合汚泥をスクリュープレス脱水機１を用いて脱水処理し、脱水ろ液と脱水汚泥とに分離する汚泥処理を行った。

汚泥処理に際して、制御装置４により、以下の制御を行った。

＜制御＞
脱水汚泥の含水率が一定値以下となるように、スクリュープレス脱水機１における脱水汚泥排出口１１ｃに設けられている背圧板１５の押付け圧及びスクリュー１３の回転数を制御する。具体的には、スクリュープレス脱水機１の脱水汚泥排出口１１ｃに設けられた水分計５により測定された脱水汚泥の含水率を、予め設定された目標値（６８％）と比較し、該目標値を超えた場合、スクリュー１３の回転数よりも背圧板１５の押付け圧を優先して該押付け圧が大きくなるように制御し、背圧板１５の押付け圧が予め設定された制御上限値に達しても含水率が目標値以下にならない場合に、背圧板１５の押付け圧を維持したままスクリュー１３の回転数を落とすように制御する。

得られた脱水汚泥の含水率の経時変化（プロット）を図５に示した。

（実施例２）
実施例１において、脱水汚泥の含水率を、図６に示されるように意図的に増加させたこと以外は実施例１と同様の制御を行いながら、汚泥処理を行った。

得られた脱水汚泥の含水率、背圧板の押付け圧、及びスクリューの回転数（モーター周波数）の経時変化（プロット）を図６に示した。

＜評価＞
実施例１、２の結果（図５及び図６）より、本発明に係る汚泥処理システムを用いることにより、し尿及び浄化槽汚泥の混合汚泥の性状変化に関わらず、脱水汚泥の含水率を一定値以下に効率良く調整することができることがわかる。

特に、図６に示されるように、脱水汚泥の含水率が増加するように、意図的に混合汚泥の性状を変化させた場合（実施例２）においても、上記制御を行うことにより、脱水汚泥の含水率を一定値以下に効率良く調整することができることがわかる。

なお、実施例１、２では、含水率の目標値を６８％に設定した場合を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、当業者であれば、本発明の効果が損なわれない範囲で適宜設定できる。

１：スクリュープレス脱水機
１１：ケーシング
１１ａ：投入口
１１ｂ：排液口
１１ｃ：排出口
１２：スクリーン
１３：スクリュー
１３ａ：スクリュー軸
１３ｂ：スクリュー羽根
１４：駆動モーター
１５：背圧板
１６：エアシリンダー
２：エアーコンプレッサー
３：電磁弁箱
４：制御装置
５：水分計
５１：外筒
５２：電極固定リング
５２ａ：開口部
５３：陰極
５４：陽極
５５：電極スペーサー
５６：給電ケーブル
６：汚泥濃縮機
６ａ：投入口
６ｂ：排出口
６ｃ：排液口
６１：楕円板
６２：回転軸
６３：案内部材

Claims

し尿及び浄化槽汚泥の混合汚泥をスクリュープレス脱水機を用いて脱水処理し、脱水ろ液と脱水汚泥とに分離する汚泥処理システムにおいて、
前記スクリュープレス脱水機の脱水汚泥排出口から排出される脱水汚泥の含水率を測定する水分計と、
所定時間毎に前記水分計の測定値を入力し該測定値に基づいて前記脱水汚泥排出口から排出される脱水汚泥の含水率が一定値以下となるように、前記スクリュープレス脱水機における前記脱水汚泥排出口に設けられている背圧板の押付け圧及びスクリューの回転数を制御対象として段階的に制御可能な制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記水分計により測定された含水率を予め設定された目標値と比較し、該目標値を超えた場合、前記スクリューの回転数よりも前記背圧板の押付け圧を優先して該押付け圧が大きくなるように制御し、前記背圧板の押付け圧が予め設定された制御上限値に達しても含水率が目標値以下にならない場合に、前記背圧板の押付け圧を維持したまま前記スクリューの回転数を落とすように制御することを特徴とする汚泥処理システム。
前記水分計は、少なくとも一対の陰極及び陽極が１ｍｍ以下の間隔に設けられた電極を有し、該電極を脱水汚泥に接触させた状態で一定電圧を印加して電解電流を測定し、電解電流値から含水率を算出することを特徴とする請求項１記載の汚泥処理システム。
前記スクリュープレス脱水機の前段に、該スクリュープレス脱水機に導入する前記混合汚泥の汚泥濃度を一定範囲にするための汚泥濃縮機を備えることを特徴とする請求項１又は２記載の汚泥処理システム。
し尿及び浄化槽汚泥の混合汚泥をスクリュープレス脱水機を用いて脱水処理し、脱水ろ液と脱水汚泥とに分離する汚泥処理方法において、
前記スクリュープレス脱水機の脱水汚泥排出口から排出される脱水汚泥の含水率を所定時間毎に水分計によって測定し、その測定値に基づいて前記脱水汚泥排出口から排出される脱水汚泥の含水率が一定値以下となるように、前記脱水汚泥排出口に設けられている背圧板の押付け圧及び前記スクリュープレス脱水機におけるスクリューの回転数を制御対象として段階的に制御するにあたり、
前記水分計により測定された含水率を予め設定された目標値と比較し、該目標値を超えた場合、前記スクリューの回転数よりも前記背圧板の押付け圧を優先して該押付け圧が大きくなるように制御し、その後、前記背圧板の押付け圧が予め設定された制御上限値に達しても含水率が目標値以下にならない場合に、前記背圧板の押付け圧を維持したまま前記スクリューの回転数を落とすように制御することを特徴とする汚泥処理方法。
前記水分計は、少なくとも一対の陰極及び陽極が１ｍｍ以下の間隔に設けられた電極を有し、該電極を脱水汚泥に接触させた状態で一定電圧を印加して電解電流を測定し、電解電流値から含水率を算出することを特徴とする請求項４記載の汚泥処理方法。
前記スクリュープレス脱水機の前工程において、汚泥濃縮機によって該スクリュープレス脱水機に導入する前記混合汚泥の汚泥濃度を一定範囲にすることを特徴とする請求項４又は５記載の汚泥処理方法。