JP6784956B2

JP6784956B2 - 濃縮機

Info

Publication number: JP6784956B2
Application number: JP2017109625A
Authority: JP
Inventors: 秀樹藤澤
Original assignee: Ishigaki Co Ltd
Current assignee: Ishigaki Co Ltd
Priority date: 2017-06-02
Filing date: 2017-06-02
Publication date: 2020-11-18
Anticipated expiration: 2037-06-02
Also published as: JP2018202316A

Description

本発明は、下水、し尿、集落排水、工場等の排水処理施設から発生する汚泥を、スクリュー羽根で移送しながら外筒スクリーンからろ液を分離する濃縮機に関し、特に、排出する濃縮汚泥の脈動を減少させて濃縮汚泥量を均等にする濃縮機の改良に関する。

従来、下水汚泥等の濃縮に使用される濃縮機としては、円筒周面をスクリーン（ろ材）により構成された外筒スクリーンにスクリュー軸が同心配置され、水平配置の外筒スクリーン内に入れられた汚泥をスクリュー軸の回転によって外筒スクリーンの軸線方向に移送しつつろ過分離方式で濃縮排出するものは特許文献１にこの発明の特許出願人が提案している。

また、円筒スクリーンの排出部に開口堰を備えた堰板を設け、スクリュー軸と同期して回転する堰板の開口堰の高さを調整し、排出する濃縮汚泥の脈動を減少させて濃縮汚泥量を均等にする濃縮機は特許文献２にこの発明の特許出願人が提案している。

特許第３８３２３３０号公報特許第４９７８６３６号公報

従来のスクリュー羽根を巻き掛けたスクリュー軸を外筒スクリーンに内設した濃縮機は、水平配置の外筒スクリーン内の下方に濃縮汚泥が堆積し、その濃縮汚泥をスクリュー羽根で移送するものである。濃縮室に堆積している濃縮汚泥はスクリュー羽根により各ピッチに区画されている。最終羽根ピッチの濃縮汚泥は排出口に連通解放された際に一気に排出される。流動性を有する濃縮汚泥の排出速度はスクリュー羽根の軸方向の移動速度より速いため、排出後は次段のピッチに堆積している濃縮汚泥が排出口と連通解放されるまで排出されるものがない。したがって、スクリュー軸で連続的に濃縮しているが、排出量は大きく脈動する。

また、円筒スクリーンの排出部に開口堰を備えた堰板を設けた濃縮機にあっては、スクリュー羽根の終端部が下方に位置したときに開口堰を高く設定する等、最終羽根ピッチ間の濃縮汚泥の排出量を均一化したものである。しかし、一気に排出しようとする濃縮汚泥による開口堰の閉塞や、部品点数の増加等の問題があった。

本発明は、スクリュー羽根の最終ピッチ間に開口を形成し、最終ピッチの前段のピッチから濃縮汚泥が越流可能に構成したもので、常時最終ピッチに濃縮汚泥が滞留することで最終ピッチからの排出量の脈動を減少させて濃縮汚泥量を均等にする濃縮機を提供する。

本発明は、外筒スクリーンとスクリュー羽根を巻き掛けたスクリュー軸で濃縮室を形成し、濃縮室の汚泥をスクリュー羽根で移送しながら外筒スクリーンからろ液を分離し、濃縮室の排出口から濃縮汚泥を排出する濃縮機において、スクリュー羽根の終端部から１ピッチ分を２条で構成すると共に、濃縮室の最終羽根ピッチの前段ピッチから最終羽根ピッチに濃縮汚泥が越流可能な開口を終端部から０．５ピッチ分のスクリュー羽根に形成し、形成された開口の開口度を終端部近傍から入口側に向かって徐々に減少させたもので、スクリュー羽根の終端部から１ピッチ分を２条で構成したことで、スクリュー羽根の終端部による排出機会が増加し、最終羽根ピッチ間の間隔も短くなるため、排出する汚泥の切れ目がなく、連続的に均一な排出量で排出することができる。また、濃縮室の最終羽根ピッチの前段ピッチから最終羽根ピッチに濃縮汚泥が越流可能な開口をスクリュー羽根に形成したことで、最終羽根ピッチの前段に堆積した濃縮汚泥の一部が最終羽根ピッチに越流し、最終羽根ピッチを流下して連通解放された排出口から排出されるので、排出する濃縮汚泥の脈動を減少できる。そして、開口をスクリュー羽根の終端部から０．５ピッチ分のスクリュー羽根に形成したことで、濃縮室で十分に濃縮した濃縮汚泥を最終羽根ピッチに越流させることができる。さらに、形成された開口の開口度を終端部近傍から入口側に向かって徐々に減少させたことで、最終羽根ピッチの前段ピッチに堆積している濃縮汚泥の滞留量に応じて徐々に最終羽根ピッチに濃縮汚泥を越流させ排出量を均一化できるとともに、開口の閉塞を防止できる。

前記開口は、スクリュー羽根の終端部近傍から入口側に向かって所定位置まで連続的に同心円状に形成すると、スクリュー羽根の回転と同期して濃縮汚泥を最終羽根ピッチに越流させ、最終羽根ピッチが連通解放している排出口から濃縮汚泥を排出することができる。

本発明では、スクリュー羽根の最終羽根ピッチ間の前段のピッチ間に堆積している濃縮汚泥がスクリュー羽根の開口から排出口に連通している最終羽根ピッチ間に越流するため、スクリュー羽根の終端部の位置による影響を受けずに常時均等な濃縮汚泥量を排出できる。また、スクリュー羽根を２条にすると、スクリュー羽根の終端部による排出機会が増加し、最終羽根ピッチ間の間隔も短くなるため、さらに排出量を均等化できるとともに、未濃縮汚泥の排出を防止できる。連続的に定量の濃縮汚泥を排出できるので、後工程の脱水処理あるいは乾燥処理等を連続的に行うことができる。

本発明に係る濃縮機の縦断面図である。同じく、スクリュー羽根の背面図である。同じく、スクリュー羽根の回転と開口の位置関係における濃縮汚泥の排出状況を示す概念図である。本発明に係る濃縮機の他の実施例のスクリュー羽根の概略側面図である。同じく、他の実施例のスクリュー羽根の背面図である。同じく、他の実施例のスクリュー羽根の回転と開口の位置関係における濃縮汚泥の排出状況を示す概念図である。

図１は濃縮機の縦断面図であって、濃縮機１は外筒スクリーン２の内部にスクリュー羽根３を巻き掛けたスクリュー軸４が配設しており、外筒スクリーン２の端部に入口外筒フランジ５と出口外筒フランジ６を嵌着して、外筒スクリーン２とスクリュー軸４の間に濃縮室７を形成している。スクリュー軸４を外筒スクリーン２の入口外筒フランジ５で軸支して、入口外筒フランジ５をフロントフレーム８に支架した汚泥供給管９に回動自在に枢支している。汚泥供給管９がスクリュー軸４に設けた汚泥供給路１０に連通させており、スクリュー軸４の周部に設けた複数個の供給口１０ａ，・・・を濃縮室７に開口している。外筒スクリーン２とスクリュー軸４の間に形成した濃縮室７の始端側に凝集装置から凝集調質汚泥を供給する。

出口外筒フランジ６には、濃縮室７で濃縮した濃縮汚泥をオーバーフローさせる複数の排出口１１，・・・を円周方向に設けている。外筒スクリーン２の出口外筒フランジ６に連結した外筒駆動軸１２が、リアーフレーム１３に支架した軸受１４に軸支しており、スクリュー軸４の後端部に連結したスクリュー駆動軸１５を外筒駆動軸１２に挿通して、リアーフレーム１３に設けた架台１６の軸受１７に軸支している。外筒スクリーン２の外筒駆動軸１２とスクリュー軸４のスクリュー駆動軸１５にスプロケット１８，１９が嵌着しており、駆動機（図示せず）で逆方向に差速回転させるようにしている。

外筒スクリーン２とスクリュー軸４は同方向に差速回転させてもよいが、外筒スクリーン２とスクリュー軸４を逆回転させれば、相対的にスクリュー羽根３の回転数を高め、外筒スクリーン２のスクリーン内面の摺接回数を増加させ、目詰りしようとするろ過面をスクリュー羽根３の周端面で再生してろ液の排出を促進させ、濃度の低い汚泥の大量処理を可能とする。

なお、対象原液により、外筒スクリーン２はろ過面が目詰まりした時だけ、差速回転させながら洗浄してもよい。符合２０は外筒スクリーン２の下方に配設したろ液受槽、符合２１は外筒スクリーンに沿って配設した洗浄管であって、外筒スクリーン２を回転させながらろ過面の目詰まりを解消させる。

図２（ａ）はスクリュー羽根の背面図であって、スクリュー羽根３に開口２２を形成し、濃縮室７の最終羽根ピッチとその前段ピッチとを濃縮汚泥が通過可能に連通させている。本実施例では、スクリュー羽根３の終端部２３近傍から入口側に向かって所定位置まで連続的に同心円状に開口２２を設けており、終端部２３近傍から入口側に向かって１ピッチ分のみ開口２２を形成している。スクリュー羽根３の外周側は前段ピッチからの濃縮汚泥を必要以上に最終羽根ピッチ間に越流させないように所定の幅を有した状態としている。前段ピッチに駐留している濃縮汚泥が最終羽根ピッチに越流して減少することで、前段ピッチが排出口１１に連通解放した際に一気に排出される排出量が減少する。

スクリュー羽根３で区画されている濃縮室７の各羽根ピッチ間の濃縮汚泥について、最終羽根ピッチ間の前段に堆積搬送されている濃縮汚泥が、開口２２から最終羽根ピッチ間に越流し、自重により排出口１１から排出されることで、最終羽根ピッチ間に排出されるものがない時間をなくし、排出量の脈動を防止できる。

また、図２（ｂ）のように、スクリュー羽根３の終端部２３近傍から入口側に向かって開口度を減少させると、最終羽根ピッチ間に越流する濃縮汚泥量を調整でき、濃縮汚泥の排出量をより均一化できる。具体的な構成としては、スクリュー羽根３の外周縁と開口２２の間の幅について、終端部２３近傍から入口側に向かって徐々に高くする。このように構成することで、前段ピッチに堆積している濃縮汚泥を貯留量に応じて徐々に最終羽根ピッチ間に越流させる。大量の濃縮汚泥が一気に開口２２を通過することがなく、開口２２の閉塞を防止できる。

なお、汚泥性状や仕様に応じて開口２２の幅や形状および開口２２の始端・終端位置等を適宜設定してよい。また、排出口１１に近いスクリュー羽根３のピッチ間隔を狭くする等、スクリュー羽根３のピッチを適宜構成してよい。

図３はスクリュー羽根の回転と開口の位置関係における濃縮汚泥の排出状況を示す概念図である。
（ａ）はスクリュー羽根３の終端部２３が０°（真下に位置）の時であって、スクリュー羽根３の終端部２３が排出口１１に近接し、最終羽根ピッチが排出口１１と連通解放される直前の状態である。この状態の直後に最終羽根ピッチに堆積している濃縮汚泥は一気に流下して排出されるが、前段ピッチから開口２２を通じて濃縮汚泥が越流してくる。最終羽根ピッチに越流してくる濃縮汚泥は、スクリュー羽根３の軸方向の移動速度より速く排出口１１に流下して排出される。

（ｂ）はスクリュー羽根３の終端部２３が９０°の時であって、スクリュー羽根３の下方の搬送部が排出口から遠く（０．７５ピッチ）に位置し、最終羽根ピッチが排出口１１と連通解放されている状態である。最終羽根ピッチ間の前段ピッチから開口２２を通じて濃縮汚泥が越流してくるとともに、排出口１１側へ流下して排出される。なお、前段ピッチには大量の濃縮汚泥が堆積しているため、開口２２から大量の濃縮汚泥が越流する。開口度を減少させてスクリュー羽根３の外周縁と開口２２との幅を高くする等、越流量を調整してもよい。

（ｃ）はスクリュー羽根３の終端部２３が１８０°（真上に位置）の時であって、スクリュー羽根３の下方の搬送部が排出口１１からやや遠く（０．５ピッチ）に位置し、最終羽根ピッチが排出口１１と連通解放されている状態である。（ｂ）と同様に、最終羽根ピッチ間の前段ピッチから開口２２を通じて濃縮汚泥が越流してくるとともに、排出口１１側へ流下して排出される。なお、前段ピッチから連続的に濃縮汚泥が最終羽根ピッチに越流しているため、前段ピッチの堆積量は若干減少している。スクリュー羽根３の外周縁と開口２２との幅を調節し、越流量を調整してもよい。

（ｄ）はスクリュー羽根３の終端部２３が２７０°の時であって、スクリュー羽根３の下方の搬送部が排出口の近く（０．２５ピッチ）に位置し、最終羽根ピッチが排出口１１と連通解放されている状態である。（ｂ）、（ｃ）と同様に、最終羽根ピッチ間の前段ピッチから開口２２を通じて濃縮汚泥が越流してくるとともに、排出口１１側へ流下して排出される。なお、前段ピッチから連続的に濃縮汚泥が最終羽根ピッチに越流しているため、前段ピッチの堆積量はかなり減少している。スクリュー羽根３の外周縁と開口２２との幅を低くする等、越流量を調整してもよい。

図４は他の実施例のスクリュー羽根の概略側面図である。
スクリュー羽根３の終端部２３から所定位置まで２条で構成し、それぞれのスクリュー羽根３ａ，３ｂに開口２２ａ，２２ｂを形成している。本実施例では、スクリュー羽根３の終端部２３から１ピッチ分のみを２条で構成し、スクリュー羽根３の終端部２３から０．５ピッチ分のみに開口２２を設けている。

スクリュー羽根３を２条とすることで、最終羽根ピッチ間に堆積する濃縮汚泥量が半分となり、また、スクリュー羽根３の終端部２３による排出機会が２倍となり、最終羽根ピッチ間に堆積する濃縮汚泥の排出量を分散できる。さらに、最終羽根ピッチが排出口１１と連通解放した際の最終羽根ピッチ間が短くなり、濃縮室７での滞留時間が長くなり未濃縮汚泥の排出を防止できる。

図５（ａ）は他の実施例のスクリュー羽根の背面図である。
それぞれのスクリュー羽根３の終端部２３近傍から入口側に向かって所定位置まで連続的に同心円状に開口２２を設けており、終端部２３近傍から入口側に向かって０．５ピッチ分のみ開口２２を形成している。それぞれのスクリュー羽根３に開口２２を形成することで、最終羽根ピッチ間の前段に堆積する濃縮汚泥が最終羽根ピッチ間に越流する。２条羽根で最終羽根ピッチ間の長さが短くなり、越流してきた濃縮汚泥が容易に排出口１１に流下し、排出口１１から排出し易くなる。

また、図５（ｂ）のように、スクリュー羽根３の終端部２３近傍から入口側に向かって開口度を減少させると、最終羽根ピッチ間に越流する濃縮汚泥量を調整でき、濃縮汚泥の排出量をより均一化できる。具体的な構成としては、スクリュー羽根３の外周縁と開口２２との幅について、終端部２３近傍から入口側に向かって徐々に高くする。このように構成することで、前段ピッチに堆積している濃縮汚泥を貯留量に応じて徐々に羽根最終ピッチ間に越流させることができる。大量の濃縮汚泥が一気に開口２２を通過することがなく、開口２２の閉塞を防止できる。

なお、汚泥性状や仕様に応じてスクリュー羽根３の条数や、開口２２の幅、開口２２の始端・終端位置等を適時設定してよい。

図６は他の実施例のスクリュー羽根の回転と開口の位置関係における濃縮汚泥の排出状況を示す概念図である。
（ａ）は一方のスクリュー羽根３ａの終端部２３ａが０°（真下に位置）、他方のスクリュー羽根３ｂの終端部２３ｂが１８０°（真上に位置）の時であって、一方のスクリュー羽根３ａの終端部２３が排出口１１に近接しており、最終羽根ピッチが排出口１１と連通解放される直前の状態である。この状態の直後に最終羽根ピッチに堆積している濃縮汚泥は一気に流下して排出されるが、前段ピッチから開口２２を通じて濃縮汚泥が越流してくる。最終羽根ピッチに越流してくる濃縮汚泥は、スクリュー羽根３の軸方向の移動速度より速く排出口１１に流下して排出される。

（ｂ）は一方のスクリュー羽根３ａの終端部２３ａが９０°、他方のスクリュー羽根３ｂの終端部２３ｂが２７０°の時であって、スクリュー羽根３の下方の搬送部が排出口１１から遠く（０．２５ピッチ）に位置し、最終羽根ピッチが排出口１１と連通解放されている状態である。最終羽根ピッチ間の前段に堆積していた濃縮汚泥が開口２２から最終羽根ピッチに越流して排出口１１に流下し、そのまま排出される。なお、前段ピッチから開口２２を通じて連続的に濃縮汚泥が最終羽根ピッチに越流しているため、前段ピッチの堆積量は徐々に減少する。スクリュー羽根３の外周縁と開口２２との幅を調節し、越流量を調整してもよい。

（ｃ）は一方のスクリュー羽根３ａの終端部２３ａが１８０°（真上に位置）、他方のスクリュー羽根３ｂの終端部２３ｂが０°（真下に位置）の時であって、内部の状態は（ａ）と同様である。

（ｄ）は一方のスクリュー羽根３ａの終端部２３ａが２７０°、他方のスクリュー羽根３ｂの終端部２３ｂが９０°の時であって、内部の状態は（ｂ）と同様である。

この発明に係る濃縮機は、搬送用のスクリュー羽根の排出部近傍に開口を形成し、濃縮汚泥を排出口と連通している最終ピッチに越流させることで、排出時の脈動を減少させて濃縮汚泥排出量を均等にできる。従って、後段設備への移送設備および移送方法や、脱水処理、消化処理、乾燥処理等の後工程が安定し、全体の管理性が向上するものである。

１濃縮機
２外筒スクリーン
３スクリュー羽根
４スクリュー軸
７濃縮室
１１排出口
２２開口
２３終端部

Claims

外筒スクリーン（２）とスクリュー羽根（３）を巻き掛けたスクリュー軸（４）で濃縮室（７）を形成し、濃縮室（７）の汚泥をスクリュー羽根（３）で移送しながら外筒スクリーン（２）からろ液を分離し、濃縮室（７）の排出口（１１）から濃縮汚泥を排出する濃縮機において、
スクリュー羽根（３）の終端部（２３）から１ピッチ分を２条で構成すると共に、
濃縮室（７）の最終羽根ピッチの前段ピッチから最終羽根ピッチに濃縮汚泥が越流可能な開口（２２）を終端部（２３）から０．５ピッチ分のスクリュー羽根（３）に形成し、形成された開口（２２）の開口度を終端部（２３）近傍から入口側に向かって徐々に減少させた
ことを特徴とする濃縮機。
前記開口（２２）は、スクリュー羽根（３）の終端部（２３）近傍から入口側に向かって所定位置まで連続的に同心円状に形成したことを特徴とする請求項１に記載の濃縮機。