JPH05228695A - 固液分離装置 - Google Patents
固液分離装置Info
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- JPH05228695A JPH05228695A JP4069996A JP6999692A JPH05228695A JP H05228695 A JPH05228695 A JP H05228695A JP 4069996 A JP4069996 A JP 4069996A JP 6999692 A JP6999692 A JP 6999692A JP H05228695 A JPH05228695 A JP H05228695A
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Abstract
離装置を提供することである。 【構成】 多数の固定リング6を間隙をあけて配置し、
その間に遊動リング30を可動状態で配置すると共に、
固定リング6と遊動リング30の内部空間Sに設けたス
クリューコンベア31を回転駆動し、空間Sに導入され
た汚泥水をスクリューコンベア31によって搬送しなが
ら、その水分だけを遊動リング30と固定リング6の間
の微小ギャップgを通して外部に排出し、遊動リング3
0の動きによって微小ギャップgに固形分が詰まること
を防止する。
Description
製造などの食品加工、汚泥水の処理、製紙加工、ヘドロ
の浚渫などに広く利用可能な固液分離装置に関するもの
である。
んだ処理対象物を濾布ベルト上に導き、その水分を濾布
ベルトを通して流下させ、濾布ベルト上に残った固形分
を回収するように構成されている(特公昭61−356
8号公報参照)。
は、濾布ベルトが目詰まりを起こすため、固形分を除去
した後の濾布ベルトに高圧洗浄水を噴射して濾布を清掃
し、その目詰まりを防止する必要があった。このため従
来の固液分離装置を使用するには、大量の洗浄水を必要
とし、そのランニングコストが高くならざるを得ない。
イズの濾布ベルトを使用しなければならず、しかも高圧
洗浄水を噴射させるためのスプレーノズルを必要とする
ことから、装置が大型化し、その製造コストが上昇する
欠点を免れない。
あけて軸線方向に配列された複数のリングを固定連結し
て円筒体を形成し、該円筒体の内部空間に挿通した回転
軸に、その軸線方向に沿ってスパイラル状に配列固定し
た複数の羽根によってスクリューコンベアを構成し、各
羽根に、前記複数のリングの間の間隙に突入して、各間
隙に入り込んだ固形分を円筒体の内部空間に戻すクリー
ニング刃を設けた固液分離装置を提案した(特願平2−
253050号)。
しなくとも目詰まりを防止できるので、ランニングコス
トの低減を図り、しかも装置の構造の簡素化とコストの
低減を達成できる。
数のリングの間隙に突入したクリーニング刃を回転させ
てその間隙に入り込んだ固形分をクリーニングするよう
に構成されているので、クリーニング刃を高い精度で薄
く形成する必要があり、そのコストが上昇すると共に、
この刃が比較的早期に摩耗し、或いは破損しやすく、か
かるクリーニング刃の形成された羽根を頻繁に交換しな
ければならない点に問題があった。
された多数の羽根により構成され、各羽根の先端部に形
成されたクリーニング刃を、各リング幅の間隙に正しく
突入させる必要があるため、各羽根を回転軸に高い精度
で組付固定しなければならず、そのコストが上昇する不
具合もあった。
従来の欠点を全て除去し、目詰まりの発生を阻止できる
と共に、小型で製造コストが低く、その上、長期に亘っ
て部品交換を行う必要のない固液分離装置を提供するこ
とにある。
成するため、互いに間隙をあけて軸線方向に配列され、
かつ一体的に固定された複数の固定リングと、各固定リ
ング間の間隙に遊動可能に配置された遊動リングと、前
記複数の固定リング及び遊動リングの内部に回転可能に
配置されたスクリューコンベアと、該コンベアを回転駆
動する駆動手段とを具備して成る固液分離装置を提案す
る。
ーコンベアの外径よりも小さく設定されていることが望
ましい。
コンベアに係合して、該遊動リングをスクリューコンベ
アと一体的に強制回転させるための突起が付設されてい
ることも有利である。
向に延びる液体ガイド溝が形成されていると特に有利で
ある。
分に対する摩擦力を高める多数の微小突部が形成されて
いることが望ましい。
と、その軸線方向に沿ってスパイラル状に配列固定され
た複数の羽根片とによって構成されていることが有利で
ある。
場、又はホテルなどから大量に排出される汚泥水を、そ
の固形分と水分とに分離する汚泥水の固液分離装置に適
用した実施例を図面に従って詳細に説明する。
ら排出された汚泥水を濃縮し、含水量が通常99乃至9
8.5重量%程度の処理前の汚泥水から水分を除去し、
97乃至95重量%程度の含水量の固形分を取り出す装
置に適したものである。かかる固液分離装置は一般に汚
泥水濃縮装置とも称せられている。
ング1を有し、その左側の下部には、汚泥水が流入する
流入口2が形成され、同じく右側の下部には固形分が排
出される排出口3が形成されている。またケーシング1
の中央下部には、分離された水分が流出する排水口4が
形成され、ケーシング1の内部の中央には、ほぼ水平状
態に配置された固液分離部5が設けられている。
た汚泥水は、固液分離部5を通り、ここで分離された水
分は排水口4から下方に流下し、固形分は排出口3から
排出される。
ング6を複数個有しており、これらのリング6は、図
1、図3及び図4に示すように同心状に配列され、その
全体がほぼ円筒状をなしている。各固定リング6の間に
はスペーサ9が挟み込まれ、各固定リング6の耳6aに
形成された孔8とスペーサ9には、ボルト10が挿通さ
れている。この例では4本のボルト10が用いられ、こ
れらが同一円周上に配列されている。各ボルト10の端
部は、図1に示すように、ケーシング1に固定された支
持板11,12に、ナット32によって固定されてい
る。
ーサ9により互いに所定の間隙をあけて、その軸線方向
に配列され、かつ複数のボルト10とナット32とによ
って互いに一体的に固定され、ケーシング1に対して不
動に支持されている。各固定リング6にスペーサ9と同
様な突部を一体に付設し、これによって各固定リング6
の間に間隙を形成してもよい。
図4に示すように遊動リング30がそれぞれ配置されて
いる。図4に示すように、各遊動リング30の厚さT
は、各固定リング間の間隙幅Gより小さく設定され(T
<G)、各固定リング6の端面と、これに対向する遊動
リング30の端面の間に所定の微小ギャップgが形成さ
れるように構成されている。例えば、間隙幅Gが6mm、
遊動リング30の厚さTが5mmに設定されているとき、
これらの間の各微小ギャップgは0.5mmとなる。また
各遊動リング30の外径D1は、そのまわりに位置する
4本のスペーサ9の内側面により形成される円C(図
2)の径D2よりも小さく、しかも各固定リング6の内
径D3よりも大きく設定されている。この構成により、
各遊動リング30は、各固定リング6の間から離脱する
ことなく、その半径方向に可動であり、しかも中心軸線
まわりを回転可能となる。このように、遊動リング30
は固定リング間の間隙に遊動可能に配置されているので
ある。
定リング6と遊動リング30により形成される円筒状体
の中央部分の固定リングと遊動リングについては、その
外形だけを鎖線で略示してある。
って形成された円筒状体の内部には図3及び図4に示す
ように空間Sが区画されるが、この空間Sには、スクリ
ューコンベア31が配置され、このコンベア31の各端
部の軸部13は、図1に示すように両支持板11,12
にベアリング14,15を介して回転自在に支持されて
いる。
の内部に回転可能に配置されたスクリューコンベア31
は、その一端が、ケーシング1に支持されたギアドモー
タ17に駆動連結されている。ギアドモータ17は、ス
クリューコンベアを回転駆動する駆動手段の一構成例を
なすものである。
12には、図1及び図5に示すように、多数の固定リン
グ6と多数の遊動リングの内部空間Sに対応する位置に
適数の貫通孔22がそれぞれ形成されている。
らケーシング1内の前室1aに汚泥水が流入する。この
汚泥水は、これに予め混入された凝集剤と微生物とによ
って、フロック(凝集塊)が形成されたものとなってい
て、水分中に多数のフロックが浮遊した状態となってい
る。処理前の汚泥水の含水量は前述のように99乃至9
8.5%程度である。
は、支持板11の貫通孔22からオーバフローする状態
で、固定リング6と遊動リング30の内部空間Sに流入
する。大きな落差をもって内部空間S内に汚泥水を流入
させると、そのときの衝撃によってフロックが破壊され
るので、汚泥水をオーバフロー状態でスクリューコンベ
ア内に流入させ、フロックの破壊を防止しているのであ
る。
リューコンベア31がギアドモータ17によって回転駆
動され、これにより汚泥水は固液分離部5を図1の左か
ら右へ向けて移動する。この移動時に、汚泥水中の水分
が各固定リング6と遊動リング30の間の微小ギャップ
gを通して外部に自然流下し、ケーシング1の排水口4
から下方に排出される(図1の矢印P)。このようにし
て固液分離部5の内部空間Sに汚泥水の固形分が残さ
れ、これがスクリューコンベア31によって搬送され、
支持体12の貫通孔22を通してケーシング1の後室1
bに運ばれ、次いで排出口3からケーシング外に排出さ
れる(矢印Q)。
97乃至95重量%程度である。このように固形分中に
比較的多量の水分を残したのは、この固形分を図示して
いないバキュームポンプによって吸引しつつ運搬用の車
両に移し易くするためである。固形分の含水量が上述の
値よりも少ないとバキュームポンプで吸引し難くなり、
逆に上記値よりも大きいと、汚泥水の濃縮効率が低下す
る。
泥水を供給し、スクリューコンベア31を回転させるこ
とによって、安定状態で汚泥水の固液を分離することが
できる。
る際、各固定リング6と遊動リング30との間のギャッ
プgに固形分の一部がわずかに入り込むことは避けられ
ず、これを放置すればギャップgが目詰まりを起こし、
水分の流下が不能となる。
た遊動リング30は、その軸線のまわりを回転可能であ
ると共に、その半径方向にも遊動可能であるため、各遊
動リング30の端面が、これに対向する固定リング6の
端面に対して激しく運動し、この掻動作用によって微小
ギャップgに入り込んだ固形分は、該ギャップgから効
率よく排出される。このようにして、微小ギャップg
を、装置の作動自体によって清掃でき、その目詰まりを
防止し、該ギャップgを通して確実に水分を排出させる
ことができるのである。
詰まりの発生を阻止し、装置自体がセルフクリーニング
機能を果すので、従来のように洗浄水によって装置の目
詰まりを除去する必要は全くなく、ランニングコストを
下げることができる。これに伴って洗浄水噴射用のスプ
レーが不要となる。また表面積の大なる濾布上に汚泥水
を載せるのではなく、内部空間Sに汚泥水を通せばよい
ので、装置を小型化でき、その製造コストを低減でき
る。また装置を無人運転化することも可能である。さら
に目詰まりを確実に阻止できるので、食品系廃水、特に
厨房廃水などの油分を多量に含んだ汚泥水も効果的に固
液分離できる。濾布を用いた従来の装置では、特に含油
量の高い汚泥水の処理は、その目詰まりによって不能と
なることもあった。
定リング6の間に遊動リング30を配置して目詰まりを
防止するので、各固定リング6の間に、摩耗しやすく、
しかも破損しやすいクリーニング刃を挿入して回転させ
る必要はなく、装置の耐久性を大幅に伸ばすことができ
る。しかも、各固定リング間にクリーニング刃を挿入す
る必要がないので、各部品の組付け、分解が大変容易で
ある。
ング30自体の厚さを厚く設定しても、微少ギャップg
を所望する大きさに設定できるので、装置の強度を高
め、しかも各リング6,30の径を大きく設定しても支
障なく処理能力を高めることができる。例えば各リング
6,30の径を500乃至1000mm又はそれ以上に設
定することが可能である。
ベア31の外径D4は、その回転が阻害されないよう
に、固定リング6の内径D3と等しいか、又はこれより
もわずかに小なる大きさに設定される。また遊動リング
30の内径D5も、スクリューコンベア31の回転と、
当該遊動リング30の遊動を阻害さない範囲の適宜な大
きさに設定されるが、その際、遊動リング30の内径D
5をスクリューコンベア31の外径D4よりも小さく設定
すると、該コンベア31の回転によって、各遊動リング
30を効率よく回転運動させ、かつこれをその半径方向
に摺動させることができ、ギャップgに対するクリーニ
ング効率を高めることができる。
明する図であり、この図ではスクリューコンベア31の
外側輪郭を破線で示してある。各遊動リング30の内径
D5とスクリューコンベア31の外径D4の関係は上述の
ようにD5<D4であり、各遊動リング30は、スクリュ
ーコンベア31の羽根に一点P(図4も参照)で接触
し、しかも各遊動リング30はスクリューコンベア31
に対して偏心した状態となっている。図6におけるX1
はスクリューコンベア31の中心軸線を示し、X2は遊
動リング30の中心軸線を示している。
0を取り上げ、スクリューコンベア31が図6の時計方
向に回動した場合を考えると、両者の接触点Pも同じ方
向に回転し、遊動リング30は、この点Pに生じる摩擦
力によって、図6の(a)乃至(d)に示す如く、スク
リューコンベア31が1回転する間に、該コンベア31
の中心軸線X1に対して偏心回転運動を行う。すなわ
ち、遊動リング30は、スクリューコンベア31の外径
D4と遊動リング30の内径D5との差D4−D5のストロ
ークで、半径方向に摺動しながら当該遊動リング30の
軸線X2のまわりを回転するのである。このような運動
を各遊動リング30がそれぞれ行うので、各遊動リング
30と各固定リング6との間の微小ギャップgに入り込
んだ固形分を、極めて効率よくギャップ外に排出させ、
目詰まりを効果的に阻止することができる。
ング30の内周面に、スクリューコンベア31の羽根に
係合する突起33を付設し、スクリューコンベア31の
回転時に、各遊動リング30を、突起33を介してスク
リューコンベア31と一体的に強制的に連行回転させる
ように構成することもできる。かかる構成によると、ス
クリューコンベア31と遊動リング30との接触点Pに
おける摩擦力で遊動リング30を回転させるよりも、遊
動リング30を一層確実に強制回転させることができ、
微小ギャップgの清掃機能を一段と高めることができ
る。ただし、このように遊動リング30を強制的に回転
させると、微小ギャップgに侵入した固形分によって遊
動リング30には常に大きな摩擦力が作用するので、遊
動リング30の摩耗が促進されるおそれがある。従って
各遊動リング30の摩耗を確実に低減させるという意味
では、接触点Pにおける摩擦力によって遊動リング30
を回転させる前述の構成の方が優れている。
の内部の空間Sに汚泥水が満杯となると、分離された水
分は、図1の上部に位置する微小ギャップの部分からも
溢れ出るようになる。ところが、このように上部から外
部に流出した水分は、その自重で再び微小ギャップgを
通って内部空間Sに侵入してしまうおそれがある。この
ようになれば固液分離効率が低下する不具合を免れな
い。
遊動リング30の外周面に、その周方向全長に亘って延
びる液体ガイド溝34が形成されている。図1の上部の
微小ギャップ部分から外部に出た水分は、遊動リング3
0に形成されたガイド溝34に案内されて下方に流れ、
ケーシング1の下部に形成された排出口4から外部に流
出する。このようにして、微小ギャップgから出た水分
が再び内部空間Sに戻ってしまう不具合を阻止し、ない
しはかかる不具合を効果的に抑制することができるので
ある。
7乃至95重量%となるように汚泥水を濃縮する装置に
本発明を適用した例を示したが、その濃縮度は、スクリ
ューコンベア31の回転数や、その長手方向の長さを変
えることにより、汚泥水の搬送速度とこれが内部空間S
内に滞留する時間を変え、或いは固定リング6と遊動リ
ング30の間の微小ギャップgの大きさを変えることに
よって適宜調整できる。スクリューコンベア31の回転
数を増せば濃縮度は下がり、回転数を減少させると濃縮
度は高まる。そのほか、固液分離部5の配置角度を変え
ることによっても濃縮度を調整できる。
プを用いて吸引せずに、これをダンプカーなどに積載し
て運搬し、埋立て処理する場合には、固形分の含水量を
85重量%以下に濃縮する必要がある。図7はこのよう
な場合の、固液分離部5の配置状態を示した図である。
図1に示した実施例では、固液分離部5がほぼ水平に配
置されているが、図7に示した例では、固液分離部5の
汚泥水流入側X(図の左下側)が、固形分の排出側(図
の右上側)Yよりも低くなるように、固液分離部5が水
平線に対して傾斜して配置され、その傾斜角αが例えば
45°乃至90°に設定されている。
は先に説明した例と変りはないが、固液分離部5の排出
側Yが上に持ち上がっているので、固定リングと遊動リ
ングの内部の空間内には先の例におけるよりも汚泥水が
満杯状態となり、その滞留時間が長くなって水分の分離
効率が上昇する。このため、排出側Yに近い固液分離部
5の内部空間には、既に多くの水分を分離された濃縮度
の高い汚泥水が詰まった状態で搬送されることになり、
その内圧が高まる。従って、この内圧により汚泥水中の
水分は各固定リングと遊動リングの間の微小ギャップか
ら絞り出されるように排出され、その濃縮度がさらに高
められ、固液分離部5を排出される固形分の含水量が8
5重量%以下にまで下げられる。この場合も、遊動リン
グ30によって微小ギャップgの目詰まりが阻止される
ことは当然である。このように濃縮度を高めることので
きる固液分離装置は一般に汚泥脱水装置とも称せられて
いる。
を得るには、先ず前処理用の固液分離装置によって、含
水量が例えば96乃至95重量%程の固形分を得、しか
る後これをさらに別の固液分離装置によって脱水すると
いう2段階の処理が必要とされていたが、図7に示した
装置によれば、1つの装置だけで濃縮度の高い固形分を
得ることができる。
たが、これとやや異なり、汚泥水中の夾雑物を単に除去
することもある。このようなときは、図8に示すように
固液分離部5を配置するとよい。すなわち、この場合に
は、固液分離部5が、その流入側Xにおいて高く、排出
側Yにおいて低くなるように傾斜している。この例では
固液分離部5に送り込まれる汚泥水は通常、凝集剤によ
ってフロック化されておらず、食品加工、畜産食肉加工
などの工場やホテルの厨房設備などから排出された汚泥
水がそのまま固液分離部5に導入される。このとき、固
液分離部5の排出側Yが低くなっているので、その水分
除去率は先の第1及び第2の例よりも低く、夾雑物より
成る固形分が排出側Yから排出される。固液分離の基本
的な作用は先の第1の例と変りはない。
のように汚泥水を搬送する働きを為すものであるが、そ
の羽根の表面に、固形分に対する摩擦力を高める多数の
微小突部を形成すると、固形分に対する搬送機能を高
め、固液分離機能を向上させることができる。その際、
図9に示すようにスパイラル状に延びる突条18が形成
された回転軸113と、この回転軸113の突条18に
嵌合固定され、互いに密着状態で隣接した多数の羽根片
19とによって、図10に示すようなスクリューコンベ
ア31を構成すると、回転軸113の軸線方向に沿って
スパイラル状に配列固定された多数の羽根片19のそれ
ぞれの間に、各羽根片19の縁によって多数の段状の微
小突部33を形成でき、かかる突部33によって固形分
の搬送機能、ひいては固液分機能を高めることができ
る。
は、例えば1°乃至5°程度に設定されるが、このずれ
角θを小さくすればする程、汚泥水の濃縮度を高めるこ
とができる。従って図7に示した如く汚泥脱水装置を構
成するとき、回転軸113と羽根片19を有する上述の
スクリューコンベア31を用い、その羽根片19のずれ
角θを、流入側Xから排出側Yに向けて連続的又は段階
的に順次小さく設定すると、排出側Yに近い固液分離部
5の内部空間に濃縮度の高い汚泥水が詰まった状態とな
り、その内圧を高めて水分の絞り出し効果をより高める
ことができる。回転軸113にスパイラル状の凹溝を形
成し、これに多数の羽根片19を固定してスクリューコ
ンベアを構成してもよい。
リング6として、その外周部に耳6aを有するリングを
用いたが、各固定リング間にクリーニング刃を配置する
必要がないので、図11に示すような円形のリングより
なる固定リング6を用いてもよい。このような円形の固
定リング6は、その製造コストを下げることができる利
点を有している。
つだけ設けるのではなく、これを並列に複数個設けるこ
ともできる。
部5,5が上下に、共通のケーシング1内に配設されて
いる。その際、その各スクリューコンベア31,31の
軸部13,13に設けたギア25,26を中間ギア27
を介して連結すれば、1つのモータ17によって両固液
分離部5,5のスクリューコンベア31,31を同時に
駆動することができる。勿論、ギア25,26,27の
代りにベルトやプーリなどを用いてもよい。このように
して汚泥水の処理能力を所望するところまで高めること
が可能である。
を濃縮する目的で使用した実施例を説明したが、この固
液分離装置は、各固定リング6の間の間隙幅と遊動リン
グ30の厚さを適宜設定することによって、微小ギャッ
プgの幅を自由に設定できるので、汚泥水の固液分離以
外の目的にも広く利用することができる。例えば、すり
身の製造、豆腐の製造、製紙加工、ヘドロの浚渫、建設
汚泥の固液分離などがその具体例である。
り防止の目的で破損しやすいクリーニング刃を用いる必
要がないので、食品中に破損したクリーニング刃片が混
入するおそれはない。しかも固定リング6と遊動リング
30とスペーサ9を簡単に分解できるので、これらの要
素の清掃を簡単に行うことができ、常に衛生的に食品加
工を行うことができる。
しかも装置の各要素を、その使用目的に応じて、樹脂、
金属、セラミックなどの材料により構成できるので、装
置に大きな負荷を加える処理物、例えば建設汚泥なども
支障なく固液分離することができる。
を噴射しなくとも、固液分離装置の目詰まりを防止で
き、ランニングコストを低減することができ、また装置
の構造の簡素化とコストの低減を達成できる。しかも固
液分離装置の寿命を延ばし、その各構成要素の組付けも
容易となる。
グをスクリューコンベアの回転によって効率よく回転さ
せ、しかもこれをその半径方向に運動させることができ
るので、遊動リングと固定リングとの間のギャップに固
形分が目詰まりする不具合をより確実に防止することが
できる。
グを、スクリューコンベアの回転と同期して強制的に回
転させることができるので、遊動リングと固定リングの
間のギャップに固形分が目詰まりする不具合をより一層
確実に防止することができる。
グと遊動リングの内部の空間から排出された液体が再び
この内部空間に浸入する不具合を阻止し、ないしは効果
的に抑制することができる。
クリューコンベアによる固形分の搬送機能を高め、固液
分離効率を一段と向上させることができる。
ペーサとを示す斜視図である。
た図である。
る。
図である。
ベアの分解斜視図である。
ンベアを示す図である。
である。
図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 互いに間隙をあけて軸線方向に配列さ
れ、かつ一体的に固定された複数の固定リングと、各固
定リング間の間隙に遊動可能に配置された遊動リング
と、前記複数の固定リング及び遊動リングの内部に回転
可能に配置されたスクリューコンベアと、該コンベアを
回転駆動する駆動手段とを具備して成る固液分離装置。 - 【請求項2】前記遊動リングの内径が前記スクリューコ
ンベアの外径よりも小さく設定されている請求項1に記
載の固液分離装置。 - 【請求項3】 前記遊動リングの内周面に、スクリュー
コンベアに係合して、該遊動リングをスクリューコンベ
アと一体的に強制回転させるための突起が付設されてい
る請求項1又は2に記載の固液分離装置。 - 【請求項4】 前記遊動リングの外周面に、その周方向
に延びる液体ガイド溝が形成されている請求項1乃至3
のいずれか1つに記載の固液分離装置。 - 【請求項5】 前記スクリューコンベアの表面に、固形
分に対する摩擦力を高める多数の微小突部が形成されて
いる請求項1乃至4のいずれか1つに記載の固液分離装
置。 - 【請求項6】 前記スクリューコンベアが、回転軸と、
その軸線方向に沿ってスパイラル状に配列固定された複
数の羽根片とによって構成されている請求項5に記載の
固液分離装置。
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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