JP6008288B2 - スクリュープレス式汚泥脱水装置およびその運転制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、スクリュープレス式汚泥脱水装置およびその運転制御方法に関し、特に、有機質や無機質などといった性状の汚泥をスクリュープレスでの圧搾により脱水するスクリュープレス式汚泥脱水装置およびその運転制御方法に関する。

下水処理、浄水処理、工場排水処理などにおいて発生する汚泥を焼却、廃棄または二次利用するために、汚泥の脱水処理が一般に行われている。また、脱水された汚泥（以下、ケーキと呼ぶ。）は焼却処分、あるいは産業廃棄物として運搬されるため、出来る限り低い含水率の汚泥に脱水処理することが望まれる。その脱水処理に際し、スクリュープレス脱水機を使用する例が知られている。

スクリュープレス脱水機は、特許文献１，２，３等に示されているように、前後方向に長く直円筒形状でパンチングプレートでなる筒体を備え、その筒体の前部に汚泥の供給口を、後部にケーキの排出口を、さらに内部には、該前部から後部にかけて次第に大径とした軸の外周に螺旋状のスクリュー羽根を備えてなるスクリューシャフトを設け、さらに、該排出口を開閉可能なスクレーパを設けて構成されている。

この脱水機の供給口から筒体内部へ、凝集剤により調質された汚泥を供給すると、スクリューシャフトの回転により汚泥が筒体後部へと送られ、その過程で汚泥はスクリューシャフト外周と筒体内周との間隙で圧搾されていく。これにより、汚泥内の水分がパンチングプレートの孔から筒体外へ排出されつつ、排出口から脱水ケーキが押し出される。

この種のスクリュープレス脱水機で汚泥の脱水処理をするにあたって、汚泥処理量とともに、凝集剤の注入率、脱水ケーキの含水率が主要管理項目となるが、ケーキ含水率は、汚泥の性状の変動や、凝集剤による汚泥の調質により大きく影響を受ける。

このため、脱水ケーキにおける含水率を制御するために、スクレーパによって排出口の開閉を制御したり、スクリューシャフトの回転数を調整したりしている。

特許文献３ではケーキ含水率一定制御装置が開示されている。具体的には、スクリュープレス脱水機のケーキ排出部で脱水ケーキの含水率を測定し、この測定された含水率が予め設定した基準含水率の範囲から外れた場合、スクリューシャフトの回転数あるいは凝集剤の注入量を増減することで脱水ケーキの含水率を基準含水率の範囲に収まるように制御する装置が提案されている。

特公平６−３０８３６号公報 特開２０００−１７６４９９号公報 特開２００８−２２１０６０号公報

脱水処理される汚泥は、下水汚泥、製紙スラッジ、活性汚泥などのように有機物の比率（８０％以上）が比較的高い汚泥（以下、有機性汚泥と呼ぶ）と、建設汚泥、浄水場沈殿汚泥、砕石スラッジ、研磨汚泥などのように有機物の比率（６０％以下）が比較的低い汚泥（以下、無機性汚泥と呼ぶ）とに分かれる。また、汚泥の性状（特に、固形物中の有機物含有率：ＶＳＳ／ＳＳ）により、含水率を低下させられる限界点は異なる。一般に有機性汚泥は無機性汚泥に比べて難脱水性である（脱水しにくい）ことが知られている。スクリュープレス脱水機での脱水処理において、有機性汚泥の場合はスクリュープレスの圧搾によって脱水ケーキの体積が減少するが、含水率低下の限界点に達してもケーキ自体は流動性が保たれている。一方、無機性汚泥の場合はスクリュープレスの圧搾によって脱水ケーキの体積が減少し、含水率低下の限界点に達すると、脱水ケーキは完全に非圧縮性となり、ケーキの流動性は無くなる。つまり、含水率低下の限界点は有機性汚泥の方が無機性汚泥よりも非常に高い。

しかしながら、特許文献３に記載されるように脱水ケーキ排出部での含水率を測定し、その値が基準含水率の範囲に収まるようにする方法は、汚泥を一定の含水率のケーキに処理することを目指している。

このため、特許文献３に記載された方法では、性状の異なる複数種の汚泥が不規則にスクリュープレス脱水機に供給されたとき、機内に順次供給される各々の性状の汚泥を、その性状に合わせて、可能な限り低い含水率のケーキに処理することができない。言い換えれば、いかなる性状の汚泥も一定の含水率のケーキに処理されてしまう。

例えば、特許文献３に記載の装置で有機性汚泥を基準含水率のケーキに処理し、それに続いて、無機性汚泥を装置内に供給すると、無機性汚泥の場合はケーキ含水率をもっと低下させられるのに上記基準含水率の範囲に調整されるだけである。その無機性汚泥をその性状に合わせて最低限の含水率のケーキに処理するには、運転を停めて基準含水率を再設定するための作業が生じる。一台の脱水機で有機性汚泥と無機性汚泥それぞれの含水率を自動的に限界まで下げられない。

また、次のような他の課題もある。

従来のスクリュープレス脱水機は、ろ過性の良い汚泥に対しては、スクリューの回転数を制御することにより、過負荷防止と、均一な含水率のケーキが得られるものであるが、難ろ過性の汚泥に対しては、ろ過室の容積を減少させて圧搾脱水すると、早期にパンチングプレートのろ過面が目詰まりする。あるいは、急激に圧搾すると、汚泥がろ液とともにパンチングプレートの孔から排出され、ろ液が懸濁する恐れがある。そこで、安全運転のために脱水機への原汚泥の圧入圧力を一定にする必要があり、従来のスクリュープレス脱水機では、給泥ポンプを制御して、脱水機に供給される原汚泥の供給流量を一定にすることが行われている。

しかし、原汚泥の濃度やろ過性の変動が生じると、固形物の処理量が変動する。例えば、高濃度の汚泥ほど処理量は多くなり、低濃度になるに従い処理量は少なくなる。このように汚泥供給流量の一定制御では汚泥濃度に応じて固形物処理量が変動するため、原汚泥の圧入圧力を一定に制御できない。

本発明は、上記のような従来技術の課題に鑑み、性状の異なる各種の汚泥を一台の装置で運転を停めることなく、各々の汚泥性状に合わせて、可能な限り低い含水率の脱水ケーキに処理することを目的とする。

本発明の第１の態様は、汚泥をスクリュープレス脱水機の入口に一定の圧入圧力で供給し、該スクリュープレス脱水機内のスクリューシャフトを回転させるとともに該スクリュープレス脱水機の出口を開閉することで圧搾されてなる脱水ケーキを該出口から排出するスクリュープレス式汚泥脱水装置の運転制御方法に係るものである。

この方法は、以下の段階ａ〜ｅを有することを特徴とする。

ａ）スクリュープレス脱水機の出口を開閉するスクレーパと、該スクリューシャフトを回転させるモータと、該スクリューシャフトの回転の為に該モータに与えるモータ電流値を該スクリューシャフトの負荷として受信する負荷受信部と、を用意する段階。

ｂ）該脱水機の入口に一定の圧入圧力で供給された汚泥を該脱水機の出口へ送っているときのモータ電流値を負荷受信部から得て高ロード運転か低ロード運転かを判別する段階。

ｃ）負荷受信部から得たモータ電流値が高ロード運転と判断される規定電流範囲にある場合、スクレーパで前記出口を所定時間閉じ、これにより、該モータ電流値が上昇し、該高ロード運転の規定電流範囲の上限に達したら、脱水ケーキの含水率低下の限界点と判断して、該脱水機の出口を開くようにスクレーパを作動する第１の処理を行う段階。

ｄ）負荷受信部から得たモータ電流値が低ロード運転と判断される規定電流範囲にある場合、スクレーパで該脱水機の出口を所定時間閉じ、これにより、該モータ電流値が上昇し、該低ロード運転の規定電流範囲の上限および該高ロード運転の規定電流範囲の下限を超えたら、高ロード運転に切り替える第２の処理を行う段階。

ｅ）負荷受信部から得たモータ電流値が高ロード運転と判断される規定電流範囲にあっても、低ロード運転と判断される規定電流範囲にあっても、スクレーパで該脱水機の出口を所定時間閉じた状態で該モータ電流値が実質的に上昇していないと判断した場合には、該スクレーパの閉時間を既定時間延長することを既定の回数繰り返し、これにより、該モータ電流値が上昇しないときは脱水ケーキの含水率低下が限界点に達していると判断して、該脱水機の出口を開くようにスクレーパを作動するが、該モータ電流値が再び上昇すれば第１又は第２の処理に移行する段階。

また、第２の態様は、上記スクリュープレス式汚泥脱水装置において、該脱水機の出口を開閉するスクレーパと、該スクリューシャフトを回転させるモータと、該スクリューシャフトの回転の為に該モータに与えるモータ電流値を該スクリューシャフトの負荷として受信する負荷受信部と、該脱水機の入口に一定の圧入圧力で供給された汚泥を該脱水機の出口へ送っているときのモータ電流値を負荷受信部から得て高ロード運転か低ロード運転かを判別する負荷判別部と、を備えている。

そして、負荷判別部は、負荷受信部から得たモータ電流値が高ロード運転と判断される規定電流範囲にある場合、スクレーパで脱水機の出口を所定時間閉じ、これにより、該モータ電流値が上昇し、該高ロード運転の規定電流範囲の上限に達したら、脱水ケーキの含水率低下の限界点と判断して、脱水機の出口を開くようにスクレーパを作動する第１の処理を行う。

負荷判別部はまた、負荷受信部から得たモータ電流値が低ロード運転と判断される規定電流範囲にある場合、スクレーパで脱水機の出口を所定時間閉じ、これにより、該モータ電流値が上昇し、該低ロード運転の規定電流範囲の上限および該高ロード運転の規定電流範囲の下限を超えたら、高ロード運転に切り替える第２の処理を行う。

負荷判別部はまた、負荷受信部から得たモータ電流値が高ロード運転と判断される規定電流範囲にあっても、低ロード運転と判断される規定電流範囲にあっても、スクレーパで脱水機の出口を所定時間閉じた状態で該モータ電流値が実質的に上昇していないと判断した場合には、該スクレーパの閉時間を既定時間延長することを既定の回数繰り返し、これにより、該モータ電流値が上昇しないときは脱水ケーキの含水率低下が限界点に達していると判断して、脱水機の出口を開くようにスクレーパを作動するが、該モータ電流値が再び上昇すれば第１又は第２の処理に移行する。

なお、上記第１および第２の態様において、高ロード運転の規定電流範囲の上限は、前記汚泥脱水装置で想定される最も脱水性の良い汚泥を脱水処理して含水率低下の限界点に達するときのモータ電流値であることが好ましい。

本発明によれば、有機性汚泥や無機性汚泥のような性状の異なる汚泥を、一台の機械で運転を停めることなく、各々の汚泥性状に合わせて、可能な限り低い含水率の脱水ケーキにすることができる。

本発明の一実施形態による汚泥脱水装置のスクリュープレス脱水機を一部切り欠いて示した側面図。 図１のスクリュープレス脱水機とこれに関連する付帯設備とを制御する制御ブロック図。 図１のスクリュープレス脱水機の入口側の操作（圧入圧力一定制御）の一例を示すグラフ。 図１のスクリュープレス脱水機の出口側の操作（ケーキ含水率制御）の一例を示すグラフ。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１は本発明の一実施形態による汚泥脱水装置のスクリュープレス脱水機を一部切り欠いて示した側面図であり、図２は図１のスクリュープレス脱水機とこれに関連する付帯設備とを制御する制御ブロック図である。

本実施形態の汚泥脱水装置に用いられるスクリュープレス脱水機は、図１に示されているように、前後方向に長い円筒形状のパンチングプレートでなる筒体１を備える。図１の右側にある筒体１の前部１ａは壁で塞がれ、その壁に汚泥の供給口（入口）が形成されている。該供給口には、汚泥を筒体１内へ圧入する圧入用配管２が接続されている。圧入用配管２は、図２に示される凝集混和槽３の出口と接続され、凝集混和槽３の入口側には汚泥貯槽４と複数の凝集剤槽５Ａ，５Ｂ，５Ｃが接続されている。

パンチングプレートでなる筒体１内にはスクリューシャフト６が内蔵されている。スクリューシャフト６は、筒体１の前部から後部にかけて次第に大径とした軸の外周に螺旋状のスクリュー羽根６ａを備えてなる。筒体１の後部１ｂは脱水ケーキの排出口（出口）として開口しており、スクリューシャフト６の図１の左側端部は該ケーキ排出口を通って筒体１の外側に延びている。該左側端部にスプロケット７が設けられている。さらに、該ケーキ排出口を図１の左右方向に開閉するテーパーコーン状のスクレーパ８が設置されている。スクレーパ８は複動式油圧シリンダー９（図２参照）で開閉駆動される。また該ケーキ排出口を閉じている圧力は一定に制御される。

スプロケット７にスクリュー駆動モータ１０（図２参照）の駆動力がチェーン又はベルト等を介して伝達され、スクリューシャフト６が回転する。この回転に伴い、筒体１内へ圧入された汚泥がスクリューシャフト６のスクリュー羽根６ａにより、図１の左方向に圧送される。

圧入直後の汚泥は、主にその自重で前記パンチングプレートの多数の孔を通して脱水が進行する。重力濾過で或る程度脱水された汚泥は、フロック同士の擦り合わせ効果により前記パンチングプレートの多数の孔を通して更に脱水される。次いで、脱水汚泥は、スクリュー羽根６ａの押圧力とスクリューシャフト６の左端側のスクレーパ８との圧搾力により前記パンチングプレートの多数の孔を通して更に脱水され、脱水ケーキとなる。

スクレーパ８は、油圧シリンダー９で前記ケーキ排出口を閉じる際に圧搾と共に脱水ケーキの切断を行う。スクレーパ８で切断された脱水ケーキは系外に排出される。また、前記パンチングプレートの孔を通して筒体１外へ出た濾液も系外に排出される（図２参照）。

なお、スクリューシャフト６の軸部（中空軸）内にスチームを流す配管が施され、筒体１内の汚泥を加温できるようにされていることが望ましい。

また、図２に示すように、汚泥貯槽４には脱水処理する汚泥が貯められている。汚泥貯槽４から凝集混和槽３へ汚泥を供給するラインには給泥ポンプ１１が設けられている。さらに、各凝集剤槽５Ａ，５Ｂ，５Ｃから凝集混和槽３へ凝集剤を供給するラインにも薬剤注入ポンプ１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃがそれぞれ設けられている。凝集混和槽３は、この槽内に供給された汚泥と凝集剤を撹拌して凝集フロックの生成を促進させる攪拌機を有する。この攪拌機の羽根を回転させる手段として駆動モータ１３が使用されている。

なお、本実施形態の凝集剤槽５Ａは高分子凝集剤を収容し、凝集剤槽５Ｂは凝集剤槽５Ａ内とは異なる高分子凝集剤を収容し、凝集剤槽５Ｃはポリ硫酸第二鉄などの無機系凝集剤を収容している。高分子凝集剤や無機系凝集剤については本出願人が出願し公開されている特開2000-176499号公報などに記載のものが知られている。

（制御）
上述したような汚泥脱水装置はポンプやモータ等の各駆動要素を制御する制御盤１４をさらに備える。制御盤１４は、圧力受信部１６、圧力判別部１７、回転指示器１８、負荷受信部１９、負荷判別部２０、回転指示器２１、および、加熱ON/OFF指示部２２を有する。

圧入圧力一定制御
圧入用配管２には、凝集混和槽３から脱水機内に圧入供給される凝集フロックの圧入圧力を計測する圧力センサー１５が配設されており、圧力センサー１５は計測した圧力に対応する信号を圧力受信部１６に送信する。圧力受信部１６は受信した圧力値を圧力判別部１７に送る。

圧力判別部１７は、既定の圧力範囲を記憶保持でき、圧力受信部１６からの圧力値を該規定の圧力範囲に照らして判別する。この判別結果に基づき、回転指示器１８は、給泥ポンプ１１、薬剤注入ポンプ１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃのそれぞれのモータ回転数（供給流量）、凝集混和槽３の攪拌機の駆動モータ１３の回転数、ならびに、スクリューシャフト６を駆動するモータ１０の回転数、を制御する。これらを制御するモータは特にインバータモータであることが望ましい。なお、回転指示器１８からの指示により、加熱ON/OFF指示部２２はスクリューシャフト６の軸部（中空軸）内にスチームを流し、筒体１内の汚泥を加温してもよい。

この圧入圧力一定制御についてより詳しく説明すると、スクリューシャフト６が所定の回転数で運転されている前提で、圧力センサー１５で測定された圧入圧力Ｐ１が規定の圧力範囲Ｐ０より大きい場合には、回転指示器１８から給泥ポンプ１１に指示を与えて給泥ポンプ１１のモータ回転数（汚泥供給流量）を減少させることにより、圧入圧力Ｐ１が規定の圧力範囲Ｐ０に維持される。この場合、薬剤注入ポンプ１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃのモータ回転数（供給流量）を減らす、スクリューシャフト６の駆動モータ１０の回転数を増やす、あるいは、凝集混和槽３の攪拌機の駆動モータ１３の回転数を減らす、といった操作を追加してもよく、又は適宜組み合わせてもよい。

一方、スクリューシャフト６が所定の回転数で運転されている前提で、圧力センサー１５で測定された圧入圧力Ｐ１が規定の圧力範囲Ｐ０より小さい場合には、給泥ポンプ１１のモータ回転数（汚泥供給流量）を増加させることにより、圧入圧力Ｐ１が規定の圧力範囲Ｐ０に維持される。この場合、薬剤注入ポンプ１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃのモータ回転数（供給流量）を増やす、スクリューシャフト６の駆動モータ１０の回転数を減らす、あるいは、凝集混和槽３の攪拌機の駆動モータ１３の回転数を増やす、といった操作を追加してもよく、又は適宜組み合わせてもよい。

つまり、圧入圧力Ｐ１を上げるには、脱水処理させる固形物量を多くすればよいので、汚泥濃度を高くするための操作が設定される。一方、圧入圧力Ｐ１を下げるには、脱水処理させる固形物量を少なくすればよいので、汚泥濃度を低くするための操作が設定される。

このような入口側の操作の一例を図３にグラフで示す。図中の折れ線Ａは汚泥供給流量［m³/H］を、折れ線Ｂは脱水機回転数［Hz］を、折れ線Ｃは高分子凝集剤（ポリマー）の注入量［L/H］、折れ線Ｄはポリ硫酸第二鉄（ポリ鉄）の注入量［L/H］を表している。この図に示すように、グラフ横軸の汚泥濃度が高いほど（すなわち固形物処理量が多いほど）、汚泥供給流量や薬品供給量を段階的に規定量に減らすとともに脱水機回転数を段階的に規定回転数に増やすように操作される。その反対に汚泥濃度が低いほど（固形物処理量が少ないほど）、汚泥供給流量や薬品供給量を段階的に規定量に増やすとともに脱水機回転数を段階的に規定回転数に減らすように操作される。

以上のような入口側の操作は脱水機の筒体１内へ汚泥を一定の汚泥濃度（すなわち固定物量）で送り込むことを意図している。このため、異なる性状および濃度の汚泥が脱水機に順次供給されても、脱水機の筒体１内への汚泥の圧入圧力を一定に制御することができる。また圧入圧力を一定に制御することは、異なる性状および濃度の汚泥が供給されても安定した運転を可能にする。

ケーキ含水率制御
また、スクリューシャフト６の駆動モータ１０は、モータ負荷に対応する信号（モータ電流値）を負荷受信部１９に送信する。負荷受信部１９は受信したモータ電流値を負荷判別部２０に送る。

負荷判別部２０は、既定の電流範囲を記憶保持でき、負荷受信部１９からのモータ電流値を該規定の電流範囲に照らして判別する。この判別結果に基づき、回転指示器２１は、スクレーパ８を駆動する油圧シリンダー９の動作時間、ならびに、スクリューシャフト６を駆動するモータ１０の回転数、を制御する。さらに回転指示器２１は、薬剤注入ポンプ１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃのモータ回転数（供給流量）を制御して原汚泥に対する薬品添加率を調整したり、加熱ON/OFF指示部２２を制御してスクリューシャフト６の軸部（中空軸）内に加熱用スチームを流したりしてもよい。

より詳しく説明すると、スクレーパ８は油圧シリンダー９によって筒体１の後部のケーキ排出口を開閉し、ケーキ排出を阻害するように作用する。スクレーパ８でケーキ排出口を閉じた時（以下、「スクレーパ全閉」と称する）では、ケーキの排出をさせないことでケーキが高圧搾される。該ケーキ排出口を開けた時（以下、「スクレーパ全開」と称する）は、十分圧搾したケーキが排出される。

スクリューシャフト６を一定回転数で回転させてケーキを送っているとき、スクレーパ全開の時間に対しスクレーパ全閉の時間の方が長くなればなるほどケーキ含水率は低下する。しかし、汚泥を機械的に脱水することで低下させられる含水率は汚泥の性状により異なっており、ケーキの含水率が含水率低下の限界点に達した場合は、いくら圧搾を行っても含水率は下がらない、もしくは、流動性が無くなってスクリューシャフト駆動部の過負荷になる。この時点より未だスクレーパ全閉を維持するのは無駄時間の発生、もしくは機械の故障原因となる。

この事実を踏まえて、負荷判別器２０は、ケーキの脱水状況をスクリューシャフト６の駆動モータ１０の電流値により判断して、スクレーパ全開とスクレーパ全閉のそれぞれの設定時間を変更し、時にはスクリューシャフト６の駆動モータ１０の回転数も変更するようにされている。

このような出口側制御の一例を表したのが図４のグラフであるが、図中の曲線Ｅは含水率［%］を、折れ線Ｆは脱水機回転数（スクリューシャフト６の駆動モータ１０の回転数）［Hz］を、折れ線Ｇ１は低ロード運転の汚泥圧搾率を、折れ線Ｇ２は高ロード運転の汚泥圧搾率を、折れ線Ｈは高分子凝集剤（ポリマー）の注入量［L/H］を、折れ線Ｉはポリ硫酸第二鉄（ポリ鉄）の注入量［L/H］を、折れ線Ｊはスチーム供給を表している。なお、このグラフの縦軸に記した汚泥圧搾率は、スクレーパ全閉時間に対するスクレーパ全開時間の比で表しており、縦軸の上側にいくほどスクレーパ全開時間が長く、下側にいくほどスクレーパ全閉時間が長いことを意図する。

図４中の汚泥圧搾率を示した折れ線Ｇ１、Ｇ２から分かるように、脱水機駆動モータの負荷（すなわちスクリューシャフト６の駆動モータ１０へ与える電流値）が相対的に低い範囲と高い範囲とに分けて脱水機出口の制御がされる。前者を低ロード運転と称し、後者を高ロード運転と称する。なお、前述した圧入圧力一定制御において、給泥ポンプの汚泥供給流量を最低に下げても脱水機入口の圧入圧力が一定にならないときは脱水機回転数を一段階上げているが（図３）、この運転も高ロード運転である。そして、この脱水機回転数よりも相対的に低い回転数の運転も低ロード運転である。（図３中の折れ線Ｂおよび図４中の折れ線Ｆを参照）
どちらの運転も、脱水機の駆動モータ１０の電流値（負荷）が小さいほど、ケーキをもっと搾れると考えて、スクレーパ全閉の時間を段階的に延長するように操作される。

前述した圧入圧力一定制御の下では、ある性状の汚泥を一定回転数のスクリューシャフト６により脱水機後部へ送っているとき、スクレーパ８での圧搾が行われていれば駆動モータ１０の電流値（負荷）は上昇するが、汚泥が全く搾られない状態では駆動モータ１０の電流値（負荷）は上昇しない。特に、有機性汚泥のように汚泥性状が難脱水性である場合は、圧搾により含水率低下の限界点を超えると、モータ電流値は上昇しない。しかし、無機性汚泥のように汚泥性状がより良好な脱水性のものである場合は、圧搾により含水率低下の限界点を超えるとモータ電流値は急上昇すると考えられる。

そこで、負荷判別部２０は、負荷受信部１９からのモータ電流値を監視して、該モータ電流値が高ロード運転の規定電流範囲にある場合は、高ロード運転であると判断する。そして所定時間のスクレーパ全閉中に、該モータ電流値が該高ロード運転の規定電流範囲で上昇し、該高ロード運転の規定電流範囲の上限に達したら、ケーキ含水率低下の限界点に達したと考えて、スクレーパ８が開き、ケーキが排出される（第１の処理）。

このため、想定される最も脱水性の良い汚泥を本装置で脱水処理して含水率低下の限界点に達するときのモータ電流値を予め取得して、このモータ電流値を上限とする該高ロード運転の規定電流範囲を決定している。さらに、高ロード運転の規定電流範囲の下限ならびに低ロード運転の規定電流範囲の上限と下限も、既知の性状（ＶＳＳ／ＳＳ）の汚泥を本装置に使った実験により決定している。また、機械の安全性を考えて、該高ロード運転の規定電流範囲の上限は、駆動モータ１０へ付与できる最大許容電流値（モータの最大許容負荷）より十分小さい値とする。したがって該モータ電流値が最大許容電流値に近づいた場合は、スクレーパ８を全開とする（OPEN工程）。それでも該モータ電流値が最大許容電流値を超えそう場合は、脱水機を緊急停止する。

さらに負荷判別部２０は、負荷受信部１９からのモータ電流値が該高ロード運転の規定電流範囲よりも小さい場合は、有機性汚泥のように汚泥性状が難脱水性のものが送られていると判断し、低ロード運転に切り替える。その低ロード運転において、所定時間のスクレーパ全閉中に該モータ電流値が上昇し、該低ロード運転の規定電流範囲の上限および高ロード運転の規定電流範囲の下限を超えたら、無機性汚泥のように脱水性の良好な汚泥が送られてきたと判断し、高ロード運転に切り替える（第２の処理）。

一方、高ロード運転においても低ロード運転においても、負荷判別部２０は、負荷受信部１９からのモータ電流値が上昇していない、もしくは殆ど変化していないと判断したら、汚泥の圧搾が行われていないと考えて、その判断時からスクレーパ８に対してスクレーパ全閉の時間を延長する。これにより該モータ電流値が上昇すれば、圧搾が開始されたと考えて、上述した第１および第２の処理を再びすればよい。しかし、それでも該モータ電流値が上昇しなければ、スクレーパ全閉の時間をさらに延長する。このようなスクレーパ閉時間の延長操作を数回繰り返しても該モータ電流値が上昇しない場合、完全にケーキ含水率が限界点に達した（特に難脱水性の有機性汚泥においては可能な限り搾れた）と考えて、スクレーパ８が開き、ケーキが排出される。

上記スクレーパ閉時間の段階的な延長操作は、異なるスクレーパ閉時間を設定した複数個のタイマーを適宜組み合わせることで実現可能である。なお、上記スクレーパ閉時間の設定長さは低ロード運転よりも相対的に短くしている。これは、低ロード運転よりも高ロード運転の方が、モータ負荷の大きい（モータ電流値が上昇しやすい）制御であるからである。

以上に説明した制御方法によれば、性状の異なる複数種の汚泥が不規則に一台のスクリュープレス脱水機に供給されたとき、機内に順次供給される各々の性状の汚泥を、その性状に合わせて、可能な限り低い含水率のケーキに処理することが出来る。また、スクリュープレス脱水機の運転動作は安定し、安全運転を保つことが出来る。

なお、上述した実施形態におけるケーキ含水率の制御では、脱水機出口を閉じてスクリューシャフトを回転させているときにその回転駆動モータに与えるモータ電流値が上昇していれば、圧搾が行われており、該モータ電流値が殆ど変化してなければ、圧搾されていないと考えて、該モータ電流値を監視してケーキ排出口の開閉のタイミングおよび時間を制御した。しかし本発明では、スクリューシャフトを回転させているときの負荷の変動が分かればよいので、監視するのはモータ電流値に限定されない。

１ スクリュープレス脱水機の筒体
１ａ 筒体の前部
１ｂ 筒体の後部
２ 圧入用配管
３ 凝集混和槽
４ 汚泥貯槽
５Ａ，５Ｂ，５Ｃ 凝集剤槽
６ スクリューシャフト
６ａ スクリュー羽根
７ スプロケット
８ スクレーパ
９ 油圧シリンダー
１０ スクリュー駆動モータ
１１ 給泥ポンプ
１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ 薬剤注入ポンプ
１３ 駆動モータ
１４ 汚泥脱水装置の制御盤
１６ 圧力受信部
１７ 圧力判別部
１８ 回転指示器
１９ 負荷受信部
２０ 負荷判別部
２１ 回転指示器
２２ 加熱ON/OFF指示部

Claims (4)

1. 汚泥をスクリュープレス脱水機の入口に一定の圧入圧力で供給し、該スクリュープレス脱水機内のスクリューシャフトを回転させるとともに該スクリュープレス脱水機の出口を開閉することで圧搾されてなる脱水ケーキを該出口から排出するスクリュープレス式汚泥脱水装置の運転制御方法において、
   該スクリュープレス脱水機の出口を開閉するスクレーパと、該スクリューシャフトを既定回転数で回転させるモータと、該スクリューシャフトの回転の為に該モータに与えるモータ電流値を該スクリューシャフトの負荷として受信する負荷受信部と、を用意する段階と、
   前記入口に一定の圧入圧力で供給された前記汚泥を前記出口へ送っているときの前記モータ電流値を前記負荷受信部から得て高ロード運転か低ロード運転かを判別する段階と、
   前記負荷受信部から得たモータ電流値が前記高ロード運転と判断される規定電流範囲にある場合、前記スクレーパで前記出口を所定時間閉じ、これにより、該モータ電流値が上昇し、該高ロード運転の規定電流範囲の上限に達したら、前記脱水ケーキの含水率低下の限界点と判断して、前記出口を開くように前記スクレーパを作動する第１の処理を行う段階と、
   前記負荷受信部から得たモータ電流値が前記低ロード運転と判断される規定電流範囲にある場合、前記スクレーパで前記出口を所定時間閉じ、これにより、該モータ電流値が上昇し、該低ロード運転の規定電流範囲の上限および前記高ロード運転の規定電流範囲の下限を超えたら、前記高ロード運転に切り替える第２の処理を行う段階と、
   前記負荷受信部から得たモータ電流値が前記高ロード運転と判断される規定電流範囲にあっても、前記低ロード運転と判断される規定電流範囲にあっても、前記スクレーパで前記出口を所定時間閉じた状態で該モータ電流値が実質的に上昇していないと判断した場合には、該スクレーパの閉時間を既定時間延長することを既定の回数繰り返し、これにより、該モータ電流値が上昇しないときは前記脱水ケーキの含水率低下が限界点に達していると判断して、前記出口を開くように前記スクレーパを作動するが、該モータ電流値が再び上昇すれば前記第１又は第２の処理に移行する段階と、
   を有することを特徴とするスクリュープレス式汚泥脱水装置の運転制御方法。
2. 前記高ロード運転の規定電流範囲の上限は、前記汚泥脱水装置で想定される最も脱水性の良い汚泥を脱水処理して含水率低下の限界点に達するときのモータ電流値であることを特徴とする請求項１に記載のスクリュープレス式汚泥脱水装置の運転制御方法。
3. 汚泥をスクリュープレス脱水機の入口に一定の圧入圧力で供給し、該スクリュープレス脱水機内のスクリューシャフトを回転させるとともに該スクリュープレス脱水機の出口を開閉することで圧搾されてなる脱水ケーキを該出口から排出するスクリュープレス式汚泥脱水装置において、 該スクリュープレス脱水機の出口を開閉するスクレーパと、該スクリューシャフトを既定回転数で回転させるモータと、該スクリューシャフトの回転の為に該モータに与えるモータ電流値を該スクリューシャフトの負荷として受信する負荷受信部と、前記入口に一定の圧入圧力で供給された前記汚泥を前記出口へ送っているときの前記モータ電流値を前記負荷受信部から得て高ロード運転か低ロード運転かを判別する負荷判別部と、を備えており、
   前記負荷判別部は、
   前記負荷受信部から得たモータ電流値が前記高ロード運転と判断される規定電流範囲にある場合、前記スクレーパで前記出口を所定時間閉じ、これにより、該モータ電流値が上昇し、該高ロード運転の規定電流範囲の上限に達したら、前記脱水ケーキの含水率低下の限界点と判断して、前記出口を開くように前記スクレーパを作動する第１の処理を行い、
   前記負荷受信部から得たモータ電流値が前記低ロード運転と判断される規定電流範囲にある場合、前記スクレーパで前記出口を所定時間閉じ、これにより、該モータ電流値が上昇し、該低ロード運転の規定電流範囲の上限および前記高ロード運転の規定電流範囲の下限を超えたら、前記高ロード運転に切り替える第２の処理を行い、
   前記負荷受信部から得たモータ電流値が前記高ロード運転と判断される規定電流範囲にあっても、前記低ロード運転と判断される規定電流範囲にあっても、前記スクレーパで前記出口を所定時間閉じた状態で該モータ電流値が実質的に上昇していないと判断した場合には、該スクレーパの閉時間を既定時間延長することを既定の回数繰り返し、これにより、該モータ電流値が上昇しないときは前記脱水ケーキの含水率低下が限界点に達していると判断して、前記出口を開くように前記スクレーパを作動するが、該モータ電流値が再び上昇すれば前記第１又は第２の処理に移行することを特徴とするスクリュープレス式汚泥脱水装置。
4. 前記高ロード運転の規定電流範囲の上限は、前記汚泥脱水装置で想定される最も脱水性の良い汚泥を脱水処理して含水率低下の限界点に達するときのモータ電流値であることを特徴とする請求項３に記載のスクリュープレス式汚泥脱水装置。

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