JPH0642928B2 - 汚泥水の固液分離装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、一般の家庭、食品加工工場、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関するものである。

〔従来の技術〕

従来の固液分離装置は、濾布ベルト上に汚泥水を導き、
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（例え
ば特公昭６１−３５６８号公報参照）。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところがこの形式の固液分離装置においては、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。

また汚泥水の処理能力を高めるには、大サイズの濾布ベ
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。

本発明の目的は、上記従来の欠点を除去し、目詰まりが
発生せず、しかも小型で製造コストの低廉な汚泥水の固
液分離装置を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記目的を達成するため、互いに微小な間隙を
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、汚泥水搬送用のスクリューコン
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汚泥水の固液分離装
置を提案する。

〔実施例〕

以下、本発明を図示した実施例に基づいて詳細に説明す
る。

第１図に示した固液分離装置は、一般家庭や工場などか
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。

第１図に示した固液分離装置は、内部が中空なケーシン
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
成されている。そしてケーシング内の中央部には、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。

流入口２からケーシング１の内部に流入した汚泥水は、
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。

固液分離部５は、第２図に示した如きリング６を第１
図、第３図及び第４図に示したように複数個同心状に配
列して構成した円筒体７を有し、各リング６の間にはス
ペーサ９が挟み込まれ、各リング６の外周部に形成され
た孔８と各スペーサ９にはステー１０が挿通されてい
る。これらステー１０の各端部は、第１図に示すように
ケーシング１に固定された支持板１１，１２にそれぞれ
ナットによって固定されている。

なお、第１図においては、この図における一番手前側に
位置するステーについて、図が煩雑となることを避ける
ため、図示を省略してある。同様に多数のリング６より
成る円筒体７の中央部分のリングについては、その外形
だけを鎖線で略示した。第３図及び第４図においても、
同じく大多数のリングを鎖線で略示してある。

上述のように軸線方向に配列されて互いに一体的に固定
連結された各リング６の間には、スペーサ９によって、
第５図にも示すように微小な間隙Ｇが形成される。各リ
ング６にスペーサ９と同様な突部を一体に付設し、これ
によって隙間Ｇを形成してもよい。

第５図に示すように、各リング６の厚さｔは例えば０．
８mm、間隙Ｇは例えば０．４mmに設定される。

上記円筒体７の内部空間Ｓ（第３図及び第４図）には、
その中心部に回転軸１３が挿通され、この回転軸１３は
その各端部が両支持板１１，１２にベアリング１４，１
５を介して回転自在に支持されている。回転軸１３の一
端１６は、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、該モータ１７によって回転軸１３が後
述するように回転駆動される。

回転軸１３の周面には第４図に明示する如くスパイラル
状に延びる突条１８が形成され、この突条１８には多数
の羽根１９（第１図には示さず）が固定されていて、各
羽根１９は、第５図及び第６図から判るように各リング
６の各間隙Ｇに対応して位置している。また突条１８は
スパイラル状に延びているので、これに固定された各羽
根１９も、回転軸１３の軸線方向に沿ってスパイラル状
に配列され、互いに隣り合う羽根１９の為すずれ角θ
（第６図）は、好ましくは１゜乃至５゜程度に設定され
ている。回転軸１３にスパイラル状の凹溝を形成し、こ
れに多数の羽根１９を固定してもよい。

各羽根１９は第４図乃至第６図に示すように円筒体７の
内部空間Ｓに位置する基部２０と、この基部２０よりも
板厚が薄く、該基部２０から各リング６の間の間隙Ｇに
突入したクリーニング刃２１を有し、該クリーニング刃
２１は、後述するように各間隙Ｇに詰まった固形分を円
筒体７の内部空間Ｓに戻し、間隙Ｇを清掃する用を為
す。

上述のように円筒体７の内部空間Ｓには、スパイラル状
に配列された多数の羽根１９の基部２０が位置し、これ
ら基部２０によって、汚泥水搬送用のスクリューコンベ
アが構成される。

多数の羽根１９を第６図のように軸線方向に見たとき、
互いに隣り合う羽根１９の基部２０の間に空所ができな
いようにすることが望ましい。各羽根１９が第６図に示
す形状を有しているときに、互いに隣り合う羽根１９の
ずれ角θを大きくとりすぎると、隣り合う羽根１９の基
部２０間に空所ができ、スクリューコンベアの機能が低
下する。同様に第５図に示した如く互いに隣り合う羽根
１９の基部２０の間ｇの隙間も小さくし、これを０．５
mm以下、好ましくは隙間のない状態とすると、スクリュ
ーコンベアの機能を高めることができる。

円筒体７の軸線方向外側に位置する両支持板１１，１２
には、第１図及び第７図に示すように円筒体７の内部空
間に対応する位置に適数の貫通孔２２が形成されてい
る。

第８図に示すように、各羽根１９を、互いに一体に貼り
合せた２枚のプレート１９ａ，１９ｂから構成し、その
一方のプレート１９ａの先端を他方のプレート１９ｂよ
りも外方に突出させ、ここをクリーニング刃２１とし、
他の部分を基部２０として構成してもよい。

次に装置の作用を説明する。

図示していない導管を通して、流入口２からケーシング
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９８．５％程度
である。

ケーシング１の前室１ａに流入した汚泥水は、支持板１
１の貫通孔２２からオーバフローする状態で、円筒体７
の内部空間Ｓに形成されたスクリューコンベア内に流入
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。

上述のように汚泥水が流入するとき、回転軸１３がギア
ドモータ１７によって回転駆動され、スクリューコンベ
アを構成する多数の羽根１９が回転軸１３の軸線を中心
として回転する。これにより汚泥水は固液分離部５を第
１図の左から右へ向けて移動する。この移動時に、汚泥
水中の水分だけが各リング６の間の間隙Ｇを通して円筒
体７の外部に自然流下し、ケーシング１の排水口４から
下方に排出される（第１図の矢印Ｐ）。このようにして
円筒体７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１ｂ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）。

このときの固形分の含水量は前述のように９７乃至９５
重量％程度である。このような含水量としたのは、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。

上述のようにして、連続的に流入口２に汚泥水を供給
し、羽根１９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。

ところで、前述のように汚泥水の水分と固形分を分離す
る際、各リング６の間に固形分の一部が入り込むことは
避けられず、これを放置すれば間隙Ｇが目詰まりを起こ
し、水分の流下が不能となる。ところが、各羽根１９は
その先端部にクリーニング刃２１を有し、これがリング
６の間の間隙Ｇを摺擦するように回転しているので、間
隙Ｇに入り込んだ固形分はクリーニング刃２１の清掃作
用により、円筒体１７の内部空間Ｓに強制的に戻され、
スクリューコンベアによって排出口３へ運ばれる。この
清掃機能を高めるため、第４図及び第６図に示す如く、
各クリーニング刃２１の回転方向前縁２１ａを円筒体７
の内部空間Ｓ側へ向けて湾曲形成することが望ましい。

上述のようにクリーニング刃２１によって、固液分離装
置の作動時に目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
よって清掃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
ーが不要となり、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、円筒体７の内部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。

以上、処理後の汚泥水固形分の含水量が９７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、回転軸１３の回転
数、従って羽根１９の回転数を変えることにより汚泥水
の搬送速度やこれが円筒体７内に滞留する時間を変え、
或いはリング６間の間隙Ｇの大きさを変えることによっ
て適宜調整できるほか、円筒体７の配置角度を変えるこ
とによっても調整できる。回転軸１３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。

例えば、処理後の固形分をバキュームポンプを用いて吸
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り、このような場合にも本発明に
係る固液分離装置を支障なく用いることができる。

第９図はこの場合の、固液分離部５の配置状態を示した
図であり、この例では次の２点だけが先の実施例と相違
している。

（１）円筒体７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、
円筒体７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。

（２）回転軸３に固定された各羽根のずれ角θ（第６
図）が、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されている。

この実施例においても、固液分離の基本的な動作は先の
実施例と変りはないが、円筒体７の排出側Ｙが上に持ち
上がっているので、円筒体７内には、先の実施例におけ
るよりも汚泥水が満杯状態となり、その滞留時間が長く
なり、水分の分離効率が上昇する。しかも、各羽根のず
れ角θが排出側Ｙにて小さく設定されているので、排出
側Ｙに近い円筒体７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リングの間から絞り出される
ように排出され、その濃縮度がさらに高められ、円筒体
７を排出される固形分の含水量が８５重量％以下にまで
下げられる。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。

上述のように汚泥水の濃縮度を高めるときも本発明に係
る装置を使用でき、その際円筒体７の排出側Ｙにおいて
は、濃縮度の高い汚泥水が詰まり、各リングの間の間隙
には、流入側Ｘにおけるよりも多量の固形分が入り込む
が、この場合もクリーニング刃２１（第６図）によって
固形分を内部空間内に確実に戻すことができ、目詰まり
の発生を阻止できる。

従来は、上述のような濃縮度の高い固形分を得るには、
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、第９図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。

また上述の２つの実施例では汚泥水を濃縮させたが、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
もあり、このときも本発明に係る装置を用いることがで
きる。第１０図はこのような夾雑物除去装置に本発明を
適用したときの固液分離部５を示す。

先に説明した第１の実施例と異なるところは、円筒体７
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点である。円筒体７を第９図の
場合と逆向きに傾斜させるのである。他の構成は、第１
図乃至第８図に示した第１の実施例と変りはない。

汚泥水の固液分離動作も第１の実施例と基本的な点で変
りはないが、この例では円筒体７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円筒体７に導入され
る。このとき、円筒体７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実施例よりも低
く、夾雑物より成る固形分が排出側Ｙから排出される。

以上のように本発明に係る固液分離装置は各種の目的で
使用できる。

ところで、以上説明した実施例では固液分離部を１つ設
けたが、これを並列に複数個設けることもできる。第１
１図はその一例を示し、２個の固液分離部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、
その各回転軸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の羽根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。

〔発明の効果〕

本発明によれば、洗浄水を噴射しなくとも目詰まりを防
止でき、これによってランニングコストを低減できると
共に、装置の構造を簡素化でき、コストを低減できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は固液分離装置の断面図、第２図は１つのリング
とスペーサを示す斜視図、第３図は多数のリングによっ
て構成された円筒体の斜視図、第４図は固液分離部の分
解斜視図、第５図は円筒体の断面図、第６図は第３図の
矢印VI方向に見た図、第７図は第１図に示した左右の支
持板をその外側の右方又は左方から見た図、第８図は羽
根の他の構成例を示す斜視図、第９図及び第１０図はそ
れぞれ他の実施例の固液分離部の配置状態を鎖線で簡略
化して示す図、第１１図は固液分離部を複数設けた実施
例を示す断面図である。 ６……リング、７……円筒体、１３……回転軸、１９…
…羽根、２１……クリーニング刃 Ｇ……間隙、Ｓ……内部空間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ３０Ｂ 9/14 Ｇ Ｃ０２Ｆ 11/12 Ｃ 7824−4Ｄ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】互いに微小な間隙を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、汚泥水搬送用の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
   ング刃を設けたことを特徴とする汚泥水の固液分離装
   置。