JPS61259716A - 電気浸透脱水機の運転制御方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【発明の属する技術分野】

この発明は例えば下水処理場で発生した汚泥等を対象に
泥漿を脱水処理してケーキ化する電気浸透脱水機の運転
制御方式に関する。

【従来技術とその問題点】

頭記した汚泥等を対象に電気浸透を応用して泥漿を連続
処理する電気浸；ｓＷＡ＊装置として第４図のごとき構
成のものが従来より実施されている。 第４図において、ｌはその外周に電極２を配備した陽極
側の回転ドラム、３は前記回転ドラムｌの周域に対向し
てスプロケット間に張架された陰極側の電極部材を兼ね
たプレスベルト、４はプレスベルト３の周面に重ね合わ
せて張架された濾布なｙハ１ノ１１．　／ｊ＾・＋１．
　Ｌ　　Ｃ：　ｌ中にオＬ　Ｌ爪１９尿ムｔ−ｈ哨あり
、前記回転ドラム１とフィルタベルト４との対向面域に
泥漿搬送通路６が形成され、さらに通路６の入口側には
泥漿供給ホッパ７を設置し、これ等で電気浸透脱水装置
の本体を構成している。 なお前記の通路６はその入口側から出口側に向けて通路
幅が漸次狭まるように形成されている。また前記ホッパ
７に向けてその人口側には泥漿供給用のベルトコンベア
８が配備され、さらに前記のプレスベルト３を接地側と
してこれに対向する回転ドラム１には直流電源装置９の
プラス側端子が給電刷子、集電用スリップリングを介し
て接続されている。なお１０は脱水機本体内でフィルタ
ベルト４の下方に配備した濾水光は皿、１１は脱水ケー
キの回収容器、１２はフィルタベルト４に付着している
脱水ケーキを剥離して掻き落とすスクレーパである。 かかる構成で駆動モータ５を運転し、かつ電源装置９よ
り電極２とプレスベルト３との間に電圧を印加した状態
で、泥漿供給用のベルトコンベア８を経てホッパ７より
泥漿搬送通路６へ被脱水処理物としての泥ｉＡを供給す
ると、泥漿は回転ドラム１とプレスベルト３との間にサ
ンドウィッチ状に挟まれて矢印Ｐ方向にベルトａ送され
、この搬送過程で機械的な圧搾力に加えて対向電極間に
形成された電場の作用を受けるようになる。これにより
泥漿Ａは通路内の入口側に近い領域では主として機械的
な圧搾力により脱水が進行し、その後部の領域では電場
による電気浸透作用で脱水が進行する。ここで前記の電
気浸透脱水領域では泥漿の含有水は正に帯電されて陰極
プレスベルト３側に流動し、この電極部材に放電すると
ともにフィルタベルト４を透過して汚泥から分離脱水さ
れ、通路内前域の圧搾脱水部から脱水された濾水ととも
に濾水光は皿１０に滴下して系外に排水される。 なおこの場合に電気浸透作用にょる濾水の移動量（脱水
量）は泥宋内を通流する電流に比例する。 一方、搬送通路６内に残った汚泥は前記の脱水動作によ
り濃縮してケーキ化され、低含水率の脱水ケーキＢとな
って通Ｉａ６の出口より送出されスクレーパ１２により
フィルタベルト４から剥離されて回収容器ｌｌ内に回収
される。なお、下水−処理場で発生した汚泥の脱水処理
により生成した脱水ケーキは通常焼却処分あるいはコン
ポスト化して肥料として再生される。 ところで、頭記した下水処理場等で発生する汚泥はその
性状、特にその濃度は常に一定ではなく状況により様々
に変動する。したがってこの汚泥を電気浸透脱水機で脱
水処理する場合には、その運転条件を一定のままにして
運転を行うと汚泥の性状変動に伴って脱水ケーキの含水
率が変化することになる。一方、電気浸透脱水機を通じ
て生成された汚泥の脱水ケーキはその後の処理を考慮し
て含水率がほぼ一定であることが望まれる。しかして電
気浸透脱水機を一定条件のまま運転を続けると、汚泥の
濃度が通常の状態より低くなった場合には脱水処理過程
で充分に脱水し切れずに脱水ケーキの含水率が高くなり
、その後に脱水ケーキを例えば焼却処理する際に支障を
来す、逆に汚泥の濃度が高い場合にはこのままでは過剰
脱水となｈ−’Ｉｔ慣；Ｊ！：＊ｍ６嗣ン７ＴＩＴ’Ｆ
ｌ’Ｆ、ｉＪ、亜１＞Ｊ＋−／７１Ｍｔ→１メ’、’ｒ
ｂＭｋすることになり不経済な運転となる。 この観点から電気浸透脱水機の効率的な運転と、泥漿の
性状変動にかかわらず常に安定した所望含水率の脱水ケ
ーキを得るためには、脱水機の稼働中に脱水ケーキの含
水率を測定監視し、この含水率が目標設定値からはずれ
た際には脱水ケーキの含水率測定値と目標設定値との偏
差をフィードバッタ信号として電極間の印加電圧を変え
るよつにして電気浸透脱水機を運転制御することが必要
となる。一方、物質の含水率を測定する一般的な手段と
しては赤外線式含水率計が従来よりよく知られているが
、この赤外線式含水率計を脱水ケーキ測定用として電気
浸透脱水機に通用する場合には次記のような問題が派生
する。すなわら電気浸透脱水機では脱水処理の過程で電
流の通流に伴う発熱があり、脱水処理後の脱水ケーキか
ら多くの蒸気が発生する。このために脱水機の出口側の
地点　　　パ； で脱水ケーキを前記赤外線式含水率計により測定　　　
。 しようとすると、脱水ケーキから発生する蒸気が　　　
□測定光を吸収する等して測定の外乱要因となるために
含水率を正しく測定すること力く極めて困難となる。ま
た電気浸透脱水機から搬出される脱水ケーキはその表面
が凹凸な団塊状を呈しており、赤外線式含水率計で測定
するには一旦脱水ケーキの表面を成る程度まで平滑面に
均らすして整形す、乙操作が必要である。しカルこの操
作は面倒でありこのことが赤外線式含水率計の適用を一
層困難にしている。

【発明の目的】

この発明は上記の点にかんがみなされたものであり、脱
水ケーキの含水率を前記した赤外線式含水率計等で直接
計測することなく、電気浸透脱水機の機内給電回路の通
電状態を検出することＧこより間接的に脱水ケーキの含
水率を的確に把握し、これを基に泥漿の性状変動に対応
した最適運転制御が行えるようにした電気浸透脱水機の
運転ｔ！ｌ制御方式を提供することを目的とする。

【発明の要点】

上記目的を達成するために、この発明もま機内における
電極への給電回路に電流検出手段を備え、該電流検出手
段を介して前記泥漿搬送通路内における電気浸透脱水領
域を含む各地点での泥漿の電気抵抗を測定してこの測定
値から脱水ケーキの含水率を演算して求め、この演算値
と脱水ケーキ含水率の目標設定値との偏差をフィードバ
ック信号として電極間に加える印加電圧を制御するよう
にしたものである。 すなわち先記した電気浸透脱水機を使用して行った泥漿
の脱水処理実験から得た知見によれば、機内泥！！ｉ搬
送通路内における主として圧搾脱水が行われる人口側に
近い圧搾脱水領域で例えば８０％の含水率であった泥漿
が電気浸透脱水工程を経て７０％の含水率まで低下する
と、この間に泥漿の電気的な比抵抗は泥漿の性状にもよ
るが２．３〜３倍に上昇するなど、電気浸透脱水の進行
に伴って泥漿の電気抵抗が抗が上昇することが確認され
ている。なおこの場合の機内脱水区分と泥漿の電気抵抗
との関係を表す特性の一例を示すと第３図のごとくであ
り、図中の区分子、ｎ、Ｉ［ｌはそれぞれ後述するよう
に機械的な圧搾脱水碩域、電２気浸透脱水領域、および
脱水ケーキの搬送領域を示しても為る。したがって泥漿
の性状が大幅に変動しない範囲では泥漿搬送通路内で電
気浸透脱水領域を含む各地点での泥漿の電気抵抗を測定
し、これを基に前記の実験で確認されている泥漿の電気
抵抗と脱水ケーキの含水率との間の関係の特性と対比し
て逆算子ることによりその時の運転で得られる脱水ケー
キの含水率が間接的に把握できることになる。 しかも脱水処理工程における泥漿の電気抵抗変化の様子
は泥漿搬送通路内の各地点に対応する電極部分の通流電
流を検出することにより、この電流測定値と電極印加電
圧との比に計測地点の泥漿搬送通路寸法、および計測位
置によって定まる常数等を加えて演算することによって
容易に求められる。このようにして間接的に求めた脱水
ケーキの含水率を所望の含水率目標設定値と比較し、そ
の偏差をフィードバック信号として電極への印加電極を
制御することにより、泥漿の性状変動にかかわらず常に
含水率一定の脱水ケーキを得るととも＋＋　　ＩＬＬ　
＋Ｌ−Ｐム八す＋へ由＾檜弗尤仰４す、α違；冨ド楕（
行えるように電気浸透脱水機の運転を最適制御すること
ができる。

【発明の実施例］ 第１図および第２図はそれぞれこの発明の異なる実施例
の運転制御系統図を示すものであり、第４図に対応する
部材には同じ符合が付しである。 まず第１図の実施例において、回転ドラム１０周１上に
装備した陽極側の電極２はドラム周上に並べて分割配備
された多数の電極セグメント２ａからなり、かつ各電極
セグメン）２ａの相互間は絶縁体２ｂで絶縁隔離されて
いる。一方、前記の各電極セク′メント２ａはドラム側
に設置した分割形の集電用スリップリング１３の各セグ
メント１３ａと１対１で対応するようにリード線１４を
介して相互接続されている。またスリップリング１３に
対向してその同上における所定の位置には符合１５で示
す分割形の給電刷子が配備されており、かつ該給電刷子
の刷子セグメント１５ａから個々に引き出したリード線
１６が詳細を後述するｉｉｔ選択選択スフチ装置１７の
スイーノ千接市を介して′＠源装置９のプラス側端子に
接続され、これらで給電回路を構成している。ここで前
記した通電選択スイッチ装置１７は外部からの指令で泥
漿搬送通路６内における電気浸透脱水領域の幅を指定す
るものでり、その指令に対応する電極セグメント２ａを
選択してその給電回路のスイッチ接点を投入することに
より泥漿搬送通路６内に指定した電気浸透脱水領域幅が
調節される。図示例では陽極側電極２の各電極セグメン
）２ａについて符合ａ　ｗ　ｈで表した電極セグメント
のうちｄ〜ｈの電極セグメント位置に対応する回路に介
挿した通電選択スイッチ装Ｗ１７のスイッチ接点をオン
、残りの電極セグメント位置に対応するスイッチ接点を
オフとしてｄ−ｈの範囲に電気浸透脱水領域を指定して
運転を行っている状態を示している。これにより泥漿搬
送通路６の内部では、符合ｄの電極セグメントを境に区
分■で表した入口側に近い領域では機械的な圧搾力によ
る脱水が行われ、区分■で表したｄ−ｈの電極セグメン
ト範囲の領域では電気浸透脱水が行われることになる。 また符合りの電極セグメントより後方の出口側区分■は
脱水ケーキの搬送領域を表している。なお第４図に示し
た駆動モーフ５の駆動操作によりプレスベルト３および
回転ドラム１が矢印方向に移動するが、給電刷子１５を
通じて通電される電極セグメントの位置は変わらないの
で泥漿通路６内に指定された電気浸透脱水領域は同じ位
置に形成されることになる。 かかる構成に対して、前記した給電刷子１５の各刷子セ
グメントと電源との間を個々に結ぶ給電回路のリード線
１６に介装した電流検出器１８と、符合１９、２０で示
す演算器、制御器でこの発明による電気浸透脱水機の運
転制御系統が構成されている。 ここで演算器１９に対し前記した通電選択スイッチ装置
１７からは通電電極セグメントの選択信号が、また各電
流検出器１８からは泥漿搬送通路６の各位置に対応する
電極セグメン）２ａに流れる電極電流の測定値が、さら
に電圧検出器２１より電源装置９の出力電圧が入力され
る。またこれら入力情報を基に演算器１９では、脱水区
分■に対応する符合ａ　　　′の電極セグメントの通！
電流（を極セグメントａは電流測定のために短時間だけ
通電選択スイッチ装置１７の接点がオンされる）、およ
び区分■の電気浸透脱水領域に対応位置する符合ｄ−ｈ
の各電極セグメントの通流電流の測定値と電源装置９の
出力電圧とからそれぞれ電気浸透脱水領域を含む泥漿搬
送通路６における各地点での泥漿の電気的な比抵抗を演
算し、さらにあらかしめ実験結果を基に演算器１９に書
き込んである泥漿の抵抗と脱水ケーキの含水率との関係
の特性データと前記の演算値とを対比して脱水ケーキの
含水率を演算した上で、この含水率信号をフィードパ・
ツク信号Ｘとして制御器２０に出力する。一方、制御器
２０には脱水ケーキ含水率の目標設定値ｙが与えられ、
前記のフィードバンク信号Ｘとの偏差を制御信号２とし
て電源装置９の出力電圧を制御する。すなわち脱水ケー
キ含水率の演算値が目標設定値よりも高含水率であれば
′を源電圧を高めて電気浸透の電流の増大して脱水能力
を高める。一方、供給泥漿の濃度が上昇変動するなど泥
漿の性状変化により脱索ルー４．の４７＋／家先り宇イ
直上め１１７氏〈だ−た過剰１脱水の状態になれば、逆
に電極への印加電圧を低めて電流を抑え、余分な電力を
消費しないように　　　；運転制御を行う。 なお泥漿搬送通路の各地点に対応する電極の通　　　□
電電流を検出する方式として、図示例のように複数の電
流検出器を用いずに１台の電流検出器を共通な給電回路
に介装し、通電選択スイッチ装置によるスイッチ接点切
換え操作で順に各電極セグメントの通流電流を検出する
方法、ないしは電流検出を別な測定電源で行う等の方法
の実施も可能で　　　′ある。 このように泥漿搬送通路的各地点の泥漿抵抗を測定して
電源電圧を制御することにより、電気浸透脱水機から搬
出される脱水ケーキの含水率を赤外線式含水率計等を用
いて直接測定することなく、系内で容易に測定できる電
極電流を検出信号とし　　　□て脱水検出の含水率が常
に一定となるように電気浸透脱水機の最適制御が行える
ようになる。 次に第２図にこの発明の別な実施例を示す。第２図の実
施例は先記した第１図の実施例における通電選択スイッ
チ装置１７の代わりに、回転ドラム側の集電用スリップ
リング１３に対向する電源側の給電刷子１５が複数のス
リ・ノプリングセク″メントに跨る幅を持った移動式の
刷子として構成れており、刷子移動機構２２によりスリ
ップリング１３の同上を移動することにより通電すべき
電極セグメン１−２ａの選択、したがって泥漿搬送通路
内における電気浸透脱水領域の指定位置を調整するよう
に構成されている。かかる構成に対し各電極セグメント
２ａとスリップリング１３との間を個々に相互接続する
リード線１４に電流検出器１８が介装されていおり、こ
の電流検出器１８．演算器１９および制御器２０とで運
転制御系統を構成している。ここで電流検出器１８の出
力信号、前記した給電刷子１５の移動位置を検出する位
置検出器２３の出力信号、および電源電圧検出器２１の
出力信号が演算器１９に与えられ、この入力信号を基に
前記実施例と同様に演算器１９が脱水ケーキの含水率を
演算する。さらに演算器１９で求めた含水率をフィード
バック信号Ｘとして制御器２０に出力され、この制御器
２０で電源装置９の出力電圧制御を行う。 なお上記各実施例は第４図に示した回転ドラムとプレス
ベルトとの組合せによる連続処理式の電気浸透脱水機を
例示したが、回転ドラムの代わりに陽極側の電極部材を
ベルト式として構成したものについても同様に実施でき
ることは勿論である。 【発明の効果】 以上述べたようにこの発明によれば、機内における電極
への給電回路に電流検出手段を備え、該電流検出手段を
介して前記泥３［送通路内における電気浸透脱水領域を
含む各地点での泥漿の電気抵抗を測定してこの測定値か
ら脱水ケーキの含水率を演算して求め、この演算値と脱
水ケーキ含水率の目標設定値との偏差をフィードバック
信号として電極間に加える印加電圧を制御することによ
り、電気浸透脱水機への適用が困難な赤外線式含水率計
等を用いて脱水ケーキの含水率を直接測定することなく
、系内の給電回路より容易に測定できる泥漿搬送通路の
各地点に対応する電極の通電電流を検出値として、脱水
ケーキ含水率の一定維持と併せて薬分な電力消費を抑え
るように電気浸透脱水機を最適制御することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はそれぞれこの発明の実施例による
電気浸透脱水機の運転制御系統図、第３図は電気浸透脱
水処理工程の進行に伴う泥漿の電気抵抗の変化の様子を
示す特性図、第４図は連続処理式の電気浸透脱水機の構
成図である。図において、 ２：陽極側の電極部材、２ａ：電極セグメント、３：陰
極側の電極部材を兼ねたプレスベルト、４：フィルタベ
ルト、６：泥漿搬送通路、９：電源装置、１８：電流検
出器、１９：含水率の演算器、２ｏ：制御器、Ａ：泥漿
、Ｂ：脱水ケーキ。 、（Ｊｆｉ人〕ｔ−，２二　山　口　　　互第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）相対向して配置された陽極側の電極部材と陰極側の
   電極部材との間に泥漿搬送通路を形成し、前記対向電極
   の間に直流電源装置より電圧を印加した状態で系内の泥
   漿搬送通路へ供給した泥漿の含有水を電気浸透脱水作用
   により系外に分離脱水して泥漿を脱水ケーキ化する電気
   浸透脱水機において、機内における電極への給電回路に
   電流検出手段を備え、該電流検出手段を介して前記泥漿
   搬送通路内における電気浸透脱水領域を含む各地点での
   泥漿の電気抵抗を測定してこの測定値から脱水ケーキの
   含水率を演算して求め、この演算値と脱水ケーキ含水率
   の目標設定値との偏差をフィードバック信号として電極
   間に加える印加電圧を制御することを特徴とする電気浸
   透脱水機の運転制御方式。 ２）特許請求の範囲第１項記載の運転制御方式において
   、陽極側の電極が泥漿搬送通路に沿って分割された電極
   セグメント列よりなり、かつ電流検出手段を介して各電
   極セグメントと電源との間を個々に結ぶ給電回路の通流
   電流を検出するようにしたことを特徴とする電気浸透脱
   水機の運転制御方式。