JP6856438B2

JP6856438B2 - 遠心分離装置

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Publication number: JP6856438B2
Application number: JP2017086576A
Authority: JP
Inventors: 正和大石
Original assignee: Tomoe Engineering Co Ltd
Current assignee: Tomoe Engineering Co Ltd
Priority date: 2017-04-25
Filing date: 2017-04-25
Publication date: 2021-04-07
Anticipated expiration: 2037-04-25
Also published as: JP2018183733A

Description

本発明は、遠心力を利用して処理液を固液分離する遠心分離装置に関するものであり、特に、固液分離の結果得られる固形相の含水率の安定化技術に関する。

汚泥等の処理液を固液分離する装置として、デカンタと称される遠心分離装置が知られている。上記デカンタでは、処理液を固液分離する際のトルクや遠心力を制御することで、固液分離の結果得られる固形相の含水率を調整している（例えば、特許文献１）。

固液分離の結果得られる固形相は、デカンタの後段に設けられる所定の移送設備によって、焼却炉等の所定の場所へと移送される。所定の移送設備としては、例えば、圧送ポンプやコンベアなどを採用可能である。

このように、デカンタにおける固形相の含水率の制御は、デカンタや後段の設備の適正な運転状態を維持するためにも非常に重要であり、固形相の含水率は重要な制御目標値のひとつである。したがって、固形相の含水率の状態を高精度に把握することができれば、デカンタや後段設備の運転の適正化を実現するのに大きく寄与することができる。

このような背景の下、デカンタの適正運転のために、固液分離により得られる分離液の濃度や分離液の泡の色を計測し、デカンタに供給する処理液への薬品添加量が適切であるかどうかを判定する技術（例えば、特許文献２を参照）や、固液分離の結果得られる固形相の液状化を検出して固形相の状態を推測する技術などが提供されている（例えば、特許文献３を参照）。

しかしながら、上記特許文献２および３に記載の技術は、いずれも固形相の含水率を推測するためのものではなく、固形相の含水率を制御パラメータとして推測することのできる実用化たり得る技術はいまだ提供されていないのが実情であった。

また、特許文献４には、脱水汚泥を圧送する移送設備の吐出圧を圧力計で測定し、吐出圧と含水率の関係に基づき、無機凝集剤注入ポンプの運転を制御する技術が記載されている。しかしながら、例えばデカンタから排出される脱水汚泥の含水率が、移送設備の吐出圧に現れるまでには、必ずタイムラグが生じる。このタイムラグは、例えば脱水汚泥をホッパーに一次貯留してから圧送する構成の場合、脱水汚泥の発生量やホッパー容量などによって様々に変化し、かなり大きくなる場合もある。脱水汚泥の発生量は、デカンタの処理状況，供給汚泥の性状や供給量などによっても変化する。従って、様々に変化するタイムラグを、安定して正確に予見するのは難しい。

ゆえに、特許文献４のように凝集剤の調整に利用する場合は定かでないが、吐出圧から導き出した「含水率」又は「駆動機電流」の定量値を、デカンタの主制御のであるトルク制御にフィードバックさせてしまうと、たとえ吐出圧と含水率との間に相関関係があったとしても、様々に変化するタイムラグによって現実には主制御動作が安定しない場合がある。また、複数のデカンタから排出される脱水汚泥を集めて共通の移送設備で圧送する場合も同様の問題が生じ得る。さらに特許文献１のように含水率計を用いた場合も同様である。

特許第３７３１２９２号特開平０５−１７７１５３号公報特開２００３−１８１４９８号公報特許第５７７４３９２号公報

本発明は、このような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、固形相を移送する移送設備の移送負荷情報を、所望の含水率の固形相を得るために行われる主制御動作が安定的に実行されるように用いることにある。

本発明の要旨とするところは、以下の通りである。
（１）本発明の遠心分離装置は、遠心力により処理液を固液分離するボウルと、前記ボウルを回転させるモーターと、前記ボウル内で分離された固形相を排出口に向けて搬送するスクリューコンベアと、前記スクリューコンベアが前記ボウルと相対的な差速をもって回転するようにする差速発生装置と、前記ボウル内の固形相を搬送するスクリューコンベアのトルクと固形相含水率との相関関係を有する主制御指標に基づき、前記トルクが目標値となるように前記差速発生装置を制御する主制御を実行する制御部と、を備えた遠心分離装置において、前記排出口から排出された固形相を移送する移送設備の移送負荷を示す情報を取得する移送負荷情報取得部を備え、前記制御部は、前記移送負荷情報取得部にて取得される情報が示す移送負荷を、前記主制御の動作として定めているトルク目標値補正動作を実行するか否か判定する副制御指標として利用することを特徴とする。
（２）前記移送設備は、固形相を貯留するホッパーと、該ホッパー内の固形相をポンプケーシングに向けて圧送するフィーダーと、該ポンプケーシング内の固形相を移送配管に向けて押出移送するシリンダー機構と、を含む圧送ポンプであり、前記移送設備における移送負荷を示す情報は、前記フィーダーの駆動機構の負荷、前記シリンダー機構の駆動負荷、前記シリンダー機構の押出圧のいずれか一つ以上とすることができる。
（３）前記主制御の動作として定めているトルク目標値補正動作は、例えば、前記副制御指標によりトルク目標値補正動作を実行すると判定した場合に、予め決めたトルク補正値をトルク目標値に段階的に加減していく動作である。
（４）前記移送設備における移送負荷を示す情報は、例えば、連続的にサンプリングされる該情報の中から、予め決めた時間間隔内における最大値を用いる。

汚泥は年間を通して性状変動が大きく、含水率とスクリューコンベアのトルクとの相関関係が変わる場合がある。一例として、トルク値が１００Ｎ・ｍでの含水率が７７％程度のときもあれば７０％程度のときもある。トルク値は、汚泥の性状の他に凝集剤の薬注率や遠心力等の影響を受けることがある。この場合、スクリューコンベアのトルクと固形相含水率との相関関係に基づく主制御にトルク値の補正を行うことになるが、自動運転においては補正を実行する判断基準も様々である。すなわち、補正を行う最適な判断基準があったとは必ずしも言うことはできない。

そこで、本発明によれば、先ず、遠心分離装置における固液分離の結果得られる固形相の含水率と、遠心分離装置の後段で固形相を移送する移送設備における移送負荷との高い相関関係に着目したことにより、移送設備が移送している固形相の含水率を、高い精度で把握することを可能にした。

但し、上記理由によりここで得た「含水率」を直接的かつ定量的に主制御にフィードバックさせると主制御がかえって安定しない場合がある。そこで、本発明は、移送設備の移送負荷情報を、前記主制御の動作として定めているトルク目標値補正動作を実行するか否か判定する副制御指標として用いる。すなわち、所望の含水率にするための制御はあくまで主制御を主体とし、副制御動作は実質的には切り分けている。このようにすることで、固形相を移送する移送設備の移送負荷情報を、所望の含水率の固形相を得るための遠心分離装置の「主制御動作」を安定的に実行するために用いることを可能にしたのである。

本発明の好ましい実施形態に従う遠心分離システムの構成図である。圧送ポンプ６の概略構成を示す図である。トルク一定制御について説明するためのフローチャートである。トルク一定制御におけるトルクと含水率の関係と、圧送ポンプの吐出圧力と含水率の関係を示すグラフである。圧送ポンプ６における移送負荷が、許容される上下限範囲を超える場合を示すグラフである。ＣＰＵ８１ａによる、設定トルクの設定値の変更（Ｓ４）について説明するためのグラフである。トルク目標値補正動作の一例を説明するためのグラフである。遠心力制御について説明ためのフローチャートである。ＣＰＵ８１ａにより取得される差速が、許容範囲を超える場合を示すグラフである。ＣＰＵ８１ａによる、設定遠心力の設定値の変更（Ｓ２４）について説明するためのグラフである。圧送ポンプの吐出圧を移送負荷を示す情報としてサンプリングする方法を説明するためのグラフである。

以下、本発明の好ましい実施形態に従う遠心分離装置について、添付図面を参照しながら詳しく説明する。但し、以下に説明する実施形態によって本発明の技術的範囲は何ら限定解釈されることはない。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による遠心分離システムについて説明する。

＜システム構成＞
本実施形態による遠心分離システムの概略構成について説明する。ここでは、一例として、下水由来の汚泥（処理液）に対して遠心分離処理を行う場合について説明する。

例えば、本実施形態による遠心分離システムを下水処理場における下水処理工程の一部において使用する場合、下水処理の一連の工程における脱水（濃縮）工程を担う。したがって、この場合は、本実施形態による遠心分離システムにおける固液分離の対象である処理液は、脱水工程の前段までの処理を経た下水由来の汚泥である。

図１は、本発明の好ましい第１実施形態に従う遠心分離システムの構成図である。第１実施形態による遠心分離システムは、例えば、遠心分離装置であるデカンタ１と、移送設備としての圧送ポンプ６と、デカンタ制御盤８と、移送設備制御盤９と、を備えている。

＜デカンタ構成＞
本実施形態のデカンタ１は、図１に示すように、固形相出口２０と液相出口２１が下面側にそれぞれ独立に形成されているケーシング２と、ケーシング内に配置されたボウル３と、ボウル３内で遠心分離された固形相を搬送するスクリューコンベア４と、遠心分離する処理液をボウル３内に供給するための供給ノズル５を備えている。ボウル３は、例えばケーシング２の外部に配置されるベアリング等の軸受機構２２によって、その両軸が回転可能に支持されている。さらにスクリューコンベア４は、コンベアベアリング等の軸受機構２３によって、その両軸が回転可能に支持されている。なお、符号２４は、ケーシング２内の空間を区画する仕切壁である。

そして、駆動機構である主モーター２５の動力が回転ベルト２５ａを介してボウル３側のプーリー２５ｂに伝達されると、ボウル３が回転し、さらに差速発生装置であるギアボックス２６及びスプラインシャフト２６ａを通じてスクリューコンベア４に回転動力が伝達され、これによりボウル３とスクリューコンベア４とが相対的な差速をもって回転する。主モーター２５の回転駆動制御は、デカンタ制御盤８における制御部８１により行なわれる。処理液の種類や濃度等によって適宜調整され得るが、通常運転の一例として、５００〜８０００ｍｉｎ^−１の範囲内で選択される所定の回転数でボウル３を回転させ、ボウル３に対して０．５〜５０ｍｉｎ^−１の差速をもってスクリューコンベア４を回転させて遠心分離を行う。

ギアボックス２６には、バックドライブモーター２７と称されるモーターが回転ベルト２７ａ及びプーリー２７ｂを介して連結されている。バックドライブモーター２７は、スクリューコンベア４がボウル３よりも遅く回転するようにブレーキをかけるためのものであり、差速の大きさを可変に調節することができる。バックドライブモーター２７の制御は、デカンタ制御盤８における制御部８１がインバータ８２を介して制御することにより実現される。デカンタ制御盤８は、トルク検出部８３を備えており、スクリューコンベア４が固形相を搬送する際にかかるトルクを、インバータ８２からの出力に基づいて検出する。なお、符号２８は、デカンタ２の支持架台であり、符号２９は、供給ノズル５を支持する支持部材である。

スクリューコンベア４の回転にブレーキをかけることによってバックドライブモーター２７に発生する回生電力は、主モーター２５に供給するようにすることができる。

ボウル３は、円筒状の胴部の一端側に円錐形状部３１が形成されており、他端側にはフロントハブ３２と称する円盤状部材が設けられている。ボウル３の胴部は、ボウル３内に供給される処理液のプール（液溜り）部を形成する。一方、円錐形状部３１は、スクリューコンベア４によって搬送される固形相が液相から離脱するビーチ部を形成しており、その端部に固形相排出口３３が設けられている。フロントハブ３２には、液相が溢流して排出される液相排出口３４が設けられている。液相排出口３４は、フロントハブ３２を貫通する円形状の開口穴である。

スクリューコンベア４の外周面には、固形相を搬送するためのスクリュー羽根４１が螺旋状に設けられている。さらに、スクリューコンベア４の外周面には、供給孔４２が設けられている。供給孔４２は、スクリューコンベア４の先端側内部に形成されている液供給室４３と連通している。

このように、デカンタ制御盤８は、主モーター２５、インバータ８２を介したバックドライブモーター２７の制御や、トルク検出部８３において検出される情報の取得、デカンタ制御盤８と接続されている圧送ポンプ６からの情報取得（詳細については後述）など、デカンタ１の統括的な制御を行なっている。なお、デカンタ制御盤８に備わる制御部８１は、例えばＣＰＵ８１ａ、メモリ８１ｂおよび記憶装置８１ｃを含むコンピュータシステムによって構成することができる。このような構成により、制御部８１は、記憶装置８１ｃに記憶されているプログラムをメモリ８１ｂにロードし、メモリ８１ｂにロードされたプログラムをＣＰＵ８１ａによって実行することにより、所望の処理機能を実現する。

＜圧送ポンプ構成＞
続いて、圧送ポンプ６について説明する。圧送ポンプ６は、デカンタ１における遠心分離処理によって固液分離されて固形相出口２０から排出される固形相を受け取り、所定の移送先（例えば、焼却炉など）へ向けて移送する移送設備としての役割を有している。図２は、圧送ポンプ６の概略構成を示す図である。

圧送ポンプ６は、デカンタ１の固形相出口２０から排出される固形相をホッパー６３にて受け取る。ホッパー６３の下方には、第１シリンダー６１Ａと第２シリンダー６１Ｂとを備えるシリンダー機構である油圧シリンダー６１が設けられている。シリンダー６１Ａ内にはピストン６７Ａが図２における矢印方向に進退可能に配置されており、シリンダー６１Ｂ内にはピストン６７Ｂが図２における矢印方向に進退可能に配置されている。

上記第１シリンダー６１Ａには、詳しくは図２に示すように、油貯留槽６２Ｂの油をポンプ６２Ａによって送出し、給排バルブシステム６２Ｃの各バルブの開閉状態を制御することにより、ピストン６７Ａを進退させる油圧回路が備わっている。油貯留槽６２Ｂ、ポンプ６２Ａ、及び給排バルブシステム６２Ｃは、油圧ユニットの一例である。また、図２では紙面スペースの都合上図示していないが、第２シリンダー６１Ｂについても、第１シリンダー６１Ａと同様に油圧回路が設けられている。圧送ポンプ６は、移送設備制御盤９（図１）を備えており、上記給排バルブシステム６２Ｃの各バルブの開閉制御やポンプ６２Ａの駆動制御は、移送設備制御盤９が行なう。

ホッパー６３は、デカンタ１の固形相出口２０から排出される固形相が供給されると、モーター６４によって回転駆動されるスクリューフィーダ６５によって固形相を圧送ポンプ６のケーシングに向けて圧送する。モーター６４は、例えば、移送設備制御盤９により制御される。

続いて、移送設備制御盤９は、スクリューフィーダ６５によって固形相を圧送ポンプ６のケーシングへ向けて圧送すると共に、第１シリンダー６１Ａおよび第２シリンダー６１Ｂを所定のタイミングで交互に進退させることによって移送管路６６へ向けて固形相を押し出しする。かかる動作を継続することによって、固形相が所定の移送先へと送られる。

また、圧送ポンプ６に備わる移送管路６６には、ピストン６７Ａ，６７Ｂによって押し出される固形相の圧力（すなわち、押出圧或いは吐出圧）を測定するための圧力計６７が備わっており、圧力計６７における圧力測定結果は移送設備制御盤９にて取得可能となっている。移送設備制御盤９にて取得される圧力計６７における圧力測定結果は、上述したデカンタ制御盤８における制御部８１へと送信される。

＜駆動制御＞
続いて、上述のような構成を有する遠心分離システムにおける、デカンタ制御盤８による駆動制御について説明する。デカンタ１のような遠心分離装置において採用される駆動制御方法としては、例えば、所望の含水率とするためのトルク一定制御を基本とし、さらに好ましくは必要最小限の遠心力を処理液に付与するための遠心力制御が追加的に行われる。

まず、デカンタ１の主制御動作であるトルク一定制御について説明する。主制御動作は、主制御指標としてのスクリューコンベア４の搬送トルクと固形相含水率との相関関係に基づき、トルクが目標値となるように差速発生装置を制御する。図３は、トルク一定制御について説明するためのフローチャートである。制御部８１におけるＣＰＵ８１ａは、トルク検出部８３により検出される負荷トルクの値をモニタリングしつつ、制御目標値として予め記憶部８１ｃに保持されている設定トルクを維持するように、差速を可変に制御する。

下水処理施設等における処理工程にて運用される場合には、処理液の性状が種々の要因によって変わる場合がある。したがって、予め定められた時間間隔（たとえば数時間）毎に図３に示すようなルーチンの処理を行ない、主制御動作の一環として定めているトルク目標値補正動作を実行するか否か判定する（Ｓ１）。この判定は、後述する副制御指標による副制御の位置づけで行われる。

具体的には、前回のルーチンの完了後、所定の時間（以下、副制御実行時間）が経過している場合には（Ｓ１，ＹＥＳ）、ＣＰＵ８１ａは、移送設備制御盤９から送信される圧力計６７の圧力検出値を取得する（Ｓ２）。もちろん、ここでのＣＰＵ８１ａによる圧力検出値の取得は、副制御実行時間が経過したタイミングに厳密に限定する必要はなく、任意のタイミングで取得して記憶部８１ｃ等に格納しておき必要に応じて読み出すようにしてもよい。さらに、取得される圧力検出値にはある程度のバラつきが生ずるため、制御パラメータとしての信頼性向上のために、圧力検出値の取得の際には移動平均処理等を施すことが望ましい。

図４は、トルク一定制御における主制御指標となるトルクと含水率の関係を実際の運転データを基に示したグラフの一例と、そのときの副制御指標となる圧送ポンプ６の吐出圧と含水率の関係を実際の運転データを基に示したグラフの一例である。図４のグラフを見れば、トルクと含水率の相関関係に比して、圧送ポンプ６の吐出圧と含水率の相関関係の方が精度が高い場合があることが理解できる。さらに図４から、圧送ポンプの吐出圧［ＭＰａ］が増大するにつれて、脱水汚泥の含水率［％］が低下する関係にあることが分かる。

図５は、圧送ポンプ６の移送負荷が、許容される上下限範囲を超える場合を示すグラフである。同図に示すように、一点鎖線の曲線は、検出される圧送ポンプ６の移送負荷が許容上限を上回っており、固形相の含水率が所望レベルよりも低いことが推測され、設定トルクを下げる必要があることが分かる。すなわち、トルク目標値補正動作を実行する判断基準を満たしていると判断する。一方、二点鎖線の曲線は、検出される圧送ポンプ６の移送負荷が許容下限を下回っており、固形相の含水率が所望レベルよりも高いことが推測され、設定トルクを上げる必要があることが分かる。すなわち、トルク目標値補正動作を実行する判断基準を満たしていると判断する。（Ｓ３，ＹＥＳ）。

図６は、ＣＰＵ８１ａによる、設定トルクの設定値の変更（Ｓ４）について説明するためのグラフである。同図に示すように、ＣＰＵ８１ａは、検出される圧送ポンプ６の移送負荷が許容上限を上回っている場合（図５における一点鎖線の曲線）、設定トルクを下げる。一方、ＣＰＵ８１ａは、検出される圧送ポンプ６の移送負荷が許容下限を下回っている場合（図５における二点鎖線の曲線）、設定トルクを上げる。また、図６に示すように、設定トルクには、上限と下限が設けられており、ＣＰＵ８１ａによる、設定トルクの設定値の変更を行なう場合においても、上限値を超える設定トルクへの変更、および下限値を下回る設定トルクへの変更は行なわれないように規定されている。このようにして変更された設定トルクに基づき、ＣＰＵ８１ａによるトルク一定制御が行なわれる（Ｓ５）。

続いて、主制御動作の一環として定めているトルク目標値補正動作の一例を説明する。トルク目標値補正動作は、トルク目標値補正動作を実行する判断基準を満たしているときに、予め決めたトルク補正値をトルク目標値に段階的に加減していく補正動作である。理解し易いように、図７の模式図を用いてさらに詳しく説明する。

仮に圧送ポンプ６の移送負荷から導き出される「含水率」に対応するトルク適正値が把握されたとしても、その適正値をトルク目標値にすることはしない。本実施形態においては、図３に示すようなルーチン処理を繰り返し行ない、図７に模式的に示すように、現在のトルクよりも高いところにあるであろう適正範囲に向けて、段階的に、定量の補正を行うことでトルクを適正範囲内に収めていく補正を行う。定量の補正は、適正範囲との差の絶対量にはとらわれず、予め主制御の動作として定めた補正量とする。例えば、補正量を２Ｎ・ｍとした場合、適正範囲との差が１００Ｎ・ｍ離れていても２０Ｎ・ｍ離れていても、差が１００→９８→９６Ｎ・ｍ，２０→１８→１６Ｎ・ｍとなるように定量かつ段階的に補正する。

すなわち、副制御を通じて得ようとするものは、含水率がどの位であり目標含水率との差がどの位あるかという定量値の情報ではない。特許文献４や特許文献１の手法で推定又は測定した含水率を、デカンタの本制御に直接的に取り入れると、主制御がかえって安定しない場合があるのは既述した通りである。ゆえに本実施形態では、あくまでデカンタ１の制御は主制御によるものとし、副制御は、主制御動作の一環として定めているトルク目標値補正動作を実行するか否か判断する判断基準に止めている。このようにすることで、デカンタ１の「主制御動作」を安定的に実行することができるのである。

続いて、上述したトルク一定制御と組み合わせて実行される遠心力制御について説明する。図８は、遠心力制御について説明のためのフローチャートである。制御部８１におけるＣＰＵ８１ａは、主モーター２５の回転数およびボウル３とスクリューコンベア４の差速［ｍｉｎ^−１］をモニタリングしつつ、制御目標値として予め記憶部８１ｃに保持されている設定遠心力を維持するように、ボウル３の回転数（すなわち、遠心力）を維持する。

上述したように、特に下水処理施設等における処理工程にて運用される場合には、処理液の性状が種々の要因によって変動する。したがって、予め定められた時間間隔（たとえば数時間）毎に図８に示すようなルーチンの処理を行なう（Ｓ２１）。

具体的には、前回の設定遠心力調整処理の完了後、所定の時間（以下、設定遠心力変更時間）が経過している場合には（Ｓ２１，ＹＥＳ）、ＣＰＵ８１ａは、ボウル３とスクリューコンベア４の差速［ｍｉｎ^−１］の値を取得する（Ｓ２２）。もちろん、ここでのＣＰＵ８１ａによる差速の取得は、設定遠心力変更時間が経過したタイミングに厳密に限定する必要はなく、任意のタイミングで取得して記憶部８１ｃ等に格納しておき必要に応じて読み出すようにしてもよい。

図９は、ＣＰＵ８１ａにより取得される差速が、許容範囲を超える場合を示すグラフである。同図に示すように、二点鎖線の曲線は、取得される差速の値が許容限度よりも小さく、固形相の含水率が所望レベルよりも高いことが推測され、設定遠心力を上げる必要があることが分かる。一方、一点鎖線の曲線は、取得される差速の値が許容限度よりも大きく、固形相の含水率が所望レベルよりも低いことが推測され、設定遠心力を下げる必要があることが分かる（Ｓ２３，ＹＥＳ）。

図１０は、ＣＰＵ８１ａによる、設定遠心力の設定値の変更（Ｓ２４）について説明するためのグラフである。同図に示すように、ＣＰＵ８１ａは、取得される差速の値が所定の許容限度値よりも小さい場合（図９における二点鎖線の曲線）、設定遠心力を上げる。一方、ＣＰＵ８１ａは、取得される差速の値が所定の許容限度値よりも大きい場合（図９における一点鎖線の曲線）、設定遠心力を下げる。また、図９に示すように、差速には、設定される遠心力毎に上限と下限が設けられる。このようにして変更された設定遠心力に基づき、ＣＰＵ８１ａによる遠心力制御が行なわれる（Ｓ２５）。

なお、本実施形態では、固液分離後の固形相（脱水ケーキ）の移送に圧送ポンプを採用している構成を例示したが、これに限られるものではない。例えば、移送設備として、中空のスパイラル部材をケーシング内部で回転させる、いわゆるシャフトレス・コンベア等を採用することもできる。

また、本実施形態では、説明の便宜上、設定トルクの変更の判断基準として、圧送ポンプ６において検出される圧力値を採用した場合を例示したが、これに限られるものではなく、圧送ポンプ６の吐出圧（押出圧）、スクリューフィーダ６５における駆動機構の負荷（例えば電流値）および油圧ユニットの駆動機構の負荷（例えば電流値）のうちの少なくともいずれか、もしくはこれらを任意に組み合わせたパラメータに基づいて、設定トルクの変更の判断を行なうようにしてもよい。

例えば図２に示したような圧送ポンプ６において、移送負荷を示す情報としてピストン６７Ａ，６７Ｂによって押し出される固形相の圧力（押出圧又は吐出圧）を用いる場合、図１１に模式的に示すように、圧力はピストンの作動直後に最大値を示して直ぐに減衰し、この最大値は短時間においてもばらつくことから、連続的に取得した圧力を一時的にメモリ等に格納して、予め決めた時間間隔内における最大値を代表値として用いることが好ましい。圧力のサンプリングはその他にも、変更可能なタイマを設けて、ピストン作動から僅かに遅れた圧力を最大値として読み取る方法がある。

なお、上述の各実施形態において、ボウルおよびスクリューが水平な回転軸を中心として回転する、いわゆる横型のデカンタを例示したが、これに限られるものではない。例えば、鉛直な回転軸を中心として回転する、いわゆる竪型のデカンタに対しても、本発明は適用可能である。また、本発明は、固形相の含水率と固形相の移送負荷との相関関係に着目したものであるが、移送設備とは別に、この相関関係を利用した設備を含水率計として配置するようにしてもよい。このような含水率計は、移送を目的とするものではないから図２の圧送ポンプに比べて装置構成の簡素化とスケールダウンをすることが好ましい。一例として、デカンタ１から排出される脱水汚泥の一部を抜き出し、圧送ポンプのような移送作用を付与したときの圧力（吐出圧／押出圧）に対応する含水率を出力する構成が挙げられる。なお、この場合も、出力される含水率を主制御にフィードバックしないのは既述の理由の通りである。

上述の各実施形態では、遠心分離の対象となる被処理液が、下水由来の汚泥である場合を例示したが、もちろん、これに限られるものではなく、他の処理液に対する遠心分離処理を行う場合にも、本発明は適用可能である。さらに、本発明の場合、トルク設定と遠心力設定の自動化、遠心分離装置の過負荷・過トルク・異常振動の抑制、移送設備の過負荷・圧力異常・詰りの抑制、遠心分離装置の省電力化といった効果も得ることができる。

以上、本発明を具体的な実施形態に則して詳細に説明したが、形式や細部についての種々の置換、変形、変更等が、特許請求の範囲の記載により規定されるような本発明の精神及び範囲から逸脱することなく行われることが可能であることは、当該技術分野における通常の知識を有する者には明らかである。

１デカンタ
２ケーシング
３ボウル
４スクリューコンベア
６圧送ポンプ
８デカンタ制御盤
９移送設備制御盤
２７バックドライブモーター
６７圧力計

Claims

遠心力により処理液を固液分離するボウルと、前記ボウルを回転させるモーターと、前記ボウル内で分離された固形相を排出口に向けて搬送するスクリューコンベアと、前記スクリューコンベアが前記ボウルと相対的な差速をもって回転するようにする差速発生装置と、前記ボウル内の固形相を搬送するスクリューコンベアのトルクと固形相含水率との相関関係を示す主制御指標に基づき、前記トルクが目標値となるように前記差速発生装置を制御する主制御を実行する制御部と、を備えた遠心分離装置において、
前記排出口から排出された固形相を移送する移送設備の移送負荷を示す情報を取得する移送負荷情報取得部を備え、
前記制御部は、前記移送負荷情報取得部にて取得される情報が示す移送負荷を、前記主制御の動作として定めているトルク目標値補正動作を実行するか否か判定する副制御指標として利用することを特徴とする遠心分離装置。
前記移送設備は、固形相を貯留するホッパーと、該ホッパー内の固形相をポンプケーシングに向けて圧送するフィーダーと、該ポンプケーシング内の固形相を移送配管に向けて押出移送するシリンダー機構と、を含む圧送ポンプであり、
前記移送設備における移送負荷を示す情報は、前記フィーダーの駆動機構の負荷、前記シリンダー機構の駆動負荷、前記シリンダー機構の押出圧のいずれか一つ以上であることを特徴とする請求項１に記載の遠心分離装置。
前記主制御の動作として定めているトルク目標値補正動作は、前記副制御指標によりトルク目標値補正動作を実行すると判定した場合に、予め決めたトルク補正値をトルク目標値に段階的に加減していく動作であることを特徴とする請求項１又は２に記載の遠心分離装置。
前記移送設備における移送負荷を示す情報は、連続的にサンプリングされる該情報の中から、予め決めた時間間隔内における最大値を用いることを特徴とする請求項２に記載の遠心分離装置。