JP6112477B2 - 凝集混和装置を内蔵したスクリュー型固液分離装置 - Google Patents

Description

この発明は、スクリュー軸から汚泥をろ過室に供給して濃縮や脱水を行うスクリュー型固液分離装置に関し、スクリュー軸に凝集混和装置を内蔵した固液分離装置に関する。

従来、スクリーンを張設した外筒内にスクリュー軸を配設し、スクリュー軸を回転させながら外筒の始端部に供給した汚泥を搬送し、ろ液を外筒スクリーンから排出して外筒の終端部から脱水汚泥を取り出すスクリュー型固液分離装置が用いられている。脱水処理を行う際、汚泥には凝集剤を添加してから濃縮や脱水をしている。凝集剤を添加し、凝集フロックを形成した汚泥は脱水性に優れているため、一般的にスクリュー型固液分離装置前段に配設した凝集混和槽で凝集フロックの形成を行っている。

また、脱水機を例にとると、従来のスクリュープレスとして、送り軸内に原液の供給路を形成し、その原液の供給路をスクリーンドラム内に開口させたことを特徴とするスクリュープレスが、特許文献１に開示されている。原液の供給部が回転軸芯部に位置するため、回転によって影響されることがなく、凝集剤を用いたような原液の凝集フロックでも壊れることがない。凝集剤は脱水機前段の凝集混和槽で原液に添加し、攪拌することで凝集フロックを形成している。

また、特許文献２のように、ラインミキサーの技術を応用してスクリュープレスに円管状の凝集装置を直接連設して、凝集フロックを形成させる凝集装置を有するスクリュープレスを本出願人が発明している。

特開閉０３−２５４３９４号公報 特開２０１０−０００４３７号公報

特許文献１のような従来のスクリュープレスには、スクリュープレス前段で汚泥を凝集するための凝集混和槽を設けており、広い設置スペースを必要とする。凝集混和槽では、良質な凝集フロックを形成するため、急速な攪拌と所定の滞留時間を必要とし、凝集混和槽も大きな容量を必要としていた。

特許文献２では、スクリュープレスの原液供給側に大きい凝集混和槽を設置する必要が無く、ラインミキサーによる急速攪拌が可能となるが、攪拌期間が短くなり、汚泥性状によっては十分な凝集フロックを形成していない状態でスクリュープレスに供給されることもあった。
本発明は、特許文献２が解決する、設置スペースと急速攪拌の問題に加え、良質な凝集フロックを形成するための滞留時間までも確保することが可能なスクリュー型固液分離装置を提供する。

フロントフレームとリアーフレームで支架した外筒スクリーンとスクリュー軸でろ過室を形成し、ろ過室に凝集汚泥を圧入してスクリュー軸に巻き掛けたスクリュー羽根で凝集汚泥を移送しながら固液分離するスクリュー型固液分離装置において、前記スクリュー軸の前端部に汚泥を供給する連結管と、前記スクリュー軸の内部に形成される供給路と、前記スクリュー軸の後端部に開口した供給孔と、前記スクリュー軸の前端部側に形成した排出口と、前記排出口の開口量を調整するプレッサーと、前記供給路内に配設した攪拌装置と、を備えることで、スクリュー型固液分離装置前段に凝集混和槽を設けずとも凝集フロックを形成するだけの滞留期間が確保できる。

前記供給路内に攪拌軸を回転自在に内挿し、攪拌羽根を供給路前端部で攪拌軸に嵌着することで、急速攪拌を行うことができ、良質な凝集フロックを形成することができる。

前記攪拌羽根を供給路前端部から後端部までに複数多段に配設することで、より大きな旋回流を発生させることができる。

前記供給路内壁に邪魔板を取り付けたことで、攪拌羽根で発生させた旋回流を邪魔板に衝突させ、乱流を発生させることができる。

この発明は上記のように構成してあり、スクリュー軸内部に攪拌装置を配設し、供給路を凝集混和槽として活用することで、凝集混和槽の設置スペースを無くし、良質な凝集フロックを形成するための滞留時間をも確保することができる。スクリュー軸内入口には攪拌羽根を配設して急速攪拌を行うことができ、スクリュー軸内壁に邪魔板を取り付けることで攪拌を促すことも可能である。

本発明に係るスクリュー型固液分離装置の一部横断面図である。 同じく、スクリュー軸内部の断面図である。 本発明に係るスクリュー型固液分離装置の他の実施例である。

本発明のスクリュー型固液分離装置は、スクリーンを周部に張設した外筒スクリーンの内部に、スクリュー羽根を巻き掛けたスクリュー軸が配設され、前後のフロントフレームとリアーフレームに支架されている。
外筒スクリーンとスクリュー軸で形成される空間をろ過室とし、スクリュー軸は、汚泥の排出側に向かって拡大させている。供給された汚泥が移送されるに従ってろ過室の容積が減少し、凝集汚泥が固液分離される。
また、本発明ではスクリュー軸を拡大させているが、スクリュー軸を同一径としても本発明の効果は得られ、スクリュー羽根のピッチ等も任意に設定できる。

図１は、本発明に係るスクリュー型固液分離装置の一部横断面図である。
図１に示すように、外筒スクリーン１に内設したスクリュー軸２の前端部に連結管３が連結しており、この連結管３をフロントフレーム４で回転自在に軸支している。
また、スクリュー軸２の後端部に連結した駆動軸５がリアーフレーム６で軸支されている。この駆動軸５には回転駆動機７を連結しており、スクリュー軸２を回転させるようにしている。

スクリュー軸２の前端部に連結した連結管３はスクリュー軸２と汚泥の供給管８を連結し、スクリュー軸２内に汚泥を流入させる。連結管３は、スクリュー軸２と共に回転し、フロントフレーム４に支架した供給管８に摺接させて回動自在としている。

スクリュー軸２内部は中空で供給路９が形成され、汚泥をろ過室２１に供給する供給孔１０がスクリュー軸２の後端部に開口している。ろ過室２１に圧入する汚泥をスクリュー軸２に巻き掛けたスクリュー羽根１１の間から供給すれば、凝集された軟弱な汚泥がスクリュー羽根１１の影響を受けることがない。スクリュー羽根１１により汚泥は搬送され、スクリュー軸２前端部側の外筒スクリーン１の排出口１２より濃縮や脱水された汚泥を排出する。

図２はスクリュー軸内部の断面図である。
スクリュー軸２内部には供給路９が形成されており、連結管３からスクリュー軸２の前端部に供給された汚泥はスクリュー軸２の後端部の供給孔１０まで案内される。スクリュー軸２内の供給路９には攪拌装置１４を配設している。図２には攪拌装置１４として、攪拌用の攪拌羽根１５と邪魔板１６を配設している。

スクリュー軸２前端部には内部に攪拌羽根１５が配設される。攪拌羽根１５は連結管３及び供給管８内に回転自在に内挿される攪拌軸１７の一端に嵌着しており、攪拌軸１７の他端は供給管８の外部の軸受に軸支されている。また、攪拌軸１７は攪拌駆動機１８によって回転させる。

供給管８の周壁には給泥管１９と薬注管２０を連結しており、それぞれの管から原液と凝集剤を供給管８に流入し、供給路９で攪拌羽根１５により急速攪拌する。
攪拌羽根１５はパドル型、又はプロペラ型等、公知の攪拌技術を採用できる。

邪魔板１６をスクリュー軸２内壁に取り付けることで、攪拌羽根１５で攪拌混合された旋回流を邪魔板１６に衝突させて乱流化し、フロックの形成を促進させることもできる。
邪魔板１６は攪拌羽根１５と接触しないようにスクリュー軸２内壁に突設し、スクリュー軸２と共に回転している。図２で示すように、スクリュー軸２内壁の前端から後端までに複数の邪魔板１６を突設する他、スクリュー軸２前端から後端までの長さを有する邪魔板１６を突設してもよい。
邪魔板１６はバッフル板等、供給路９内の流れを乱流化できる公知の技術を採用できる。

また、攪拌軸１７の一端を延設し、スクリュー軸２後端部で軸支してもよい。攪拌軸１７の一端を延設することで、攪拌羽根１５をスクリュー軸２内の所定箇所に複数多段に配設することができ、より大きな旋回流を発生させることができる。その際邪魔板１６は、複数の攪拌羽根１５・・・の間に突設することで、乱流も大きくなる。
攪拌はスクリュー軸２内で行われるため、スクリュー型固液分離装置の大型化に伴いスクリュー軸２が長くなり、攪拌期間も長く確保できる。

本発明のスクリュー型固液分離装置は上記のように構成しており、供給管８では給泥管１９から供給される汚泥に薬注管２０より凝集剤が添加され、それぞれ連結管３を経て、ケーキの排出側のスクリュー軸２前端部に供給される。スクリュー軸２前端部には内部に攪拌羽根１５が配設されており、供給された汚泥を急速攪拌する。また、スクリュー軸２内部には邪魔板１６が配設されており、スクリュー軸２の回転に合わせて邪魔板１６が回転している。攪拌羽根１５により急速攪拌した汚泥が邪魔板１６によってさらに混合され、良質な凝集フロックが形成される。従って、汚泥が攪拌羽根１５、邪魔板１６で攪拌されながらスクリュー軸２内部の供給路９を移動する間、供給路９は凝集混和槽としての役割を果たしている。

供給路９で攪拌された汚泥は供給孔１０より外筒スクリーン１で形成されたろ過室２１に圧入される。ろ過室２１に圧入された汚泥は、外筒スクリーン１で固液分離されながらスクリュー羽根１１によりスクリュー軸２前端部側に向かって搬送され、ケーキ排出口１２で排出される。

図３は本発明に係るスクリュー型固液分離装置の他の実施例であって、スクリュー軸２は、前端部に連結した連結管３でフロントフレーム４に軸支され、後端部をリアーフレーム６に軸支している。連結管３はスクリュー軸２と共に回転し、供給管８に摺接させて回転自在としている。スクリュー軸２は連結管３に嵌着したスプロケットと連動連結した回転駆動機７により回転させる。

また、スクリュー軸２前端部側の外筒スクリーン１の排出口１２にはプレッサー１３を対設し、このプレッサー１３の後端に連結した図示しないエアーシリンダーでケーキに背圧を加えながら、排出口１２の開口量を調整するようにしてもよい。

スクリュー軸２内部に配設された攪拌羽根１５を回転させる攪拌軸１７が、一端はスクリュー軸２前端部の内部に配設した軸受部２２に軸支され、他端はリアーフレーム６に軸支されている。
軸受部２２は、スクリュー軸２内壁に配設した支持台によって軸受を支持し、支持台にはスクリュー軸２内を汚泥が流動できる開口を備える。
攪拌軸１７は攪拌駆動機１８に連結し、攪拌羽根１５を回転させる。攪拌羽根１５はスクリュー軸２内の所定箇所に複数多段に配設してもよい。

凝集剤の添加された汚泥は供給管８から連結管３を経て、スクリュー軸２内の供給路９に供給される。スクリュー軸２内部では汚泥が攪拌羽根１５により攪拌される。攪拌羽根１５をスクリュー軸２内部の始端側から後端側まで配設すれば、大きな旋回流を発生させることができる。また、スクリュー軸２内部に邪魔板１６を配設し、旋回流を乱流化してフロックの形成を促進させてもよい。

スクリュー軸２後端部の供給孔１０より外筒スクリーン１で形成されたろ過室２１に圧入された汚泥は、スクリュー羽根１１で排出口１２へ搬送されながら固液分離が行われる。スクリュー軸２前端部の排出口１２では、プレッサー１３によりろ過室２１内の汚泥に背圧が付与されるため、低含水率のケーキを生成することができる。

本発明のスクリュー型固液分離装置は、スクリュー軸内部の供給路を汚泥の凝集混和槽として利用し、スクリュー軸の内部で汚泥を攪拌する機構を備えている。従って、スクリュー軸内で凝集フロックを形成できるため、スクリュー型固液分離装置前段に大きな凝集混和槽を設ける必要が無い。また、大型のスクリュー型固液分離装置になるにつれ、汚泥のスクリュー軸内での滞留時間が長くなるため、良質な凝集フロックの形成が可能となる。

１ 外筒スクリーン
２ スクリュー軸
３ 連結管
４ フロントフレーム
５ 駆動軸
６ リアーフレーム
９ 供給路
１０ 供給孔
１１ スクリュー羽根
１２ 排出口
１４ 攪拌装置
１５ 攪拌羽根
１６ 邪魔板
２１ ろ過室

Claims (1)

1. フロントフレーム（４）とリアーフレーム（６）で支架した外筒スクリーン（１）とスクリュー軸（２）でろ過室（２１）を形成し、ろ過室（２１）に凝集汚泥を圧入してスクリュー軸（２）に巻き掛けたスクリュー羽根（１１）で凝集汚泥を移送しながら固液分離するスクリュー型固液分離装置において、
   前記スクリュー軸（２）の前端部に汚泥を供給する連結管（３）と、
   前記スクリュー軸（２）の内部に形成される供給路（９）と、
   前記スクリュー軸（２）の後端部に開口した供給孔（１０）と、
   前記スクリュー軸（２）の前端部側に形成した排出口（１２）と、
   前記排出口（１２）の開口量を調整するプレッサー（１３）と、
   前記供給路内（９）で回転自在に内挿した攪拌軸（１７）と、前記攪拌軸（１７）の前端部から後端部までに複数多段に嵌着した攪拌羽根（１５）と、
   前記供給路（９）内壁に取り付けた邪魔板（１６）と、を備える
   ことを特徴とする凝集混和装置を内蔵したスクリュー型固液分離装置。

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