スクリュープレス
【課題】 せん断効果を増加して含水率の低下が図れる濃縮とろ過・脱水を行うスクリュープレスを提供する。
【解決手段】 外筒スクリーン２とスクリュー軸４でろ過室５を形成し、調質汚泥をスクリュー羽根３で移送しながら脱水し、排出口２１から脱水ケーキを取出すスクリュープレス１において、排出口２１の外筒スクリーン２の中心線ｂとスクリュー軸４の軸線ａを交差させ、スクリュー軸４の汚泥供給側の軸線ａを外筒スクリーン２の中心線ｂから偏芯させて配設し、スクリュー軸４に巻き掛けたスクリュー羽根３を外筒スクリーン２の内周面に摺接させるもので、スクリュー軸４の回転により容積が減少、膨張を繰り返し、濃縮汚泥をもみほぐし、脱水ケーキのせん断効果を増加して含水率の低下が図れる。容積の減少によりケーキは円周方向には回転しにくくなり、供回り現象の防止効果も図れる。
【解決手段】 外筒スクリーン２とスクリュー軸４でろ過室５を形成し、調質汚泥をスクリュー羽根３で移送しながら脱水し、排出口２１から脱水ケーキを取出すスクリュープレス１において、排出口２１の外筒スクリーン２の中心線ｂとスクリュー軸４の軸線ａを交差させ、スクリュー軸４の汚泥供給側の軸線ａを外筒スクリーン２の中心線ｂから偏芯させて配設し、スクリュー軸４に巻き掛けたスクリュー羽根３を外筒スクリーン２の内周面に摺接させるもので、スクリュー軸４の回転により容積が減少、膨張を繰り返し、濃縮汚泥をもみほぐし、脱水ケーキのせん断効果を増加して含水率の低下が図れる。容積の減少によりケーキは円周方向には回転しにくくなり、供回り現象の防止効果も図れる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、下水、集落排水、し尿処理、工場廃水等の排水処理設備の汚泥に凝集剤を添加して、濃縮とろ過・脱水を行うスクリュープレスの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、難ろ過性の有機性汚泥は凝集剤を添加してフロックを生成させてから、スクリュープレス等で圧搾脱水している。スクリュープレスは、スクリュー軸とスクリュー羽根の回転中心が同心状に構成され、汚泥はスクリュー羽根の回転により、円周方向に回転移動しながら入口側から出口側へと軸方向に移動してろ液が外筒スクリーンより分離される。供給された汚泥は、排出方向に搬送されながら圧搾されて一定の容積変化で厚密された後、脱水ケーキが排出される。例えば、ろ過筒にテーパー状のスクリュー軸を内設し、ろ過筒とスクリュー軸の間に形成するろ過室の容積を排出側に向って減少させて、スクリュー羽根の表裏に貫通する開口部を形成したスクリュープレスが、特許文献１に開示してある。また、外筒スクリーンにスクリュー羽根を設けたスクリュー軸を内設し、ろ過室の容積を排出側に向って一定として、出口部に弾性力を付与する蓋部材を設けた無テーパー型スクリュープレスも特許文献２に開示してある。そして、円筒状の外筒が前半部の濃縮ゾーンと後半部のろ過・脱水ゾーンに分割して回転可能に配設し、濃縮ゾーンのスクリュー羽根をスクリュー軸に二重に巻き掛けたスクリュープレスも、特許文献３に特許出願人が提案している。なお、スクリーンドラムとスクリューの軸心同士を偏芯させる固液分離装置としては、回転可能なスクリーンドラムに、下部内周面に接触させて上部において離隔する回転スクリューを内設した回転篩も、特許文献４に開示してある。
【特許文献１】特開２００４−１８１５１１号公報（段落番号００１７乃至段落番号００１９、図１）
【特許文献２】特開２００１−３２１９９１号公報（請求項１、図１）
【特許文献３】特表２００３−５１３８０５号公報（段落番号００２２及び段落番号００３２、図２及び図５）
【特許文献４】特公平０７−６３８７３号公報（請求項１、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の外筒スクリーンにスクリュー羽根を配設した固液分離装置にあっては、外筒スクリーンに捕捉された固形物をスクリュー羽根が掻き取って目詰まりを未然に防止できるので、連続ろ過が可能となる。従来のろ過筒にテーパー状のスクリュー軸を内設したスクリュープレスは、含水率の低いケーキを取り出すことが出来るものであるが、高圧搾によりケーキの含水率が低下してくると、軸方向よりも円周方向の移動が多くなり搬送効率が悪化してくる。最悪の場合、供回り現象が生じ軸方向の移動がなくなり、最後には閉塞する恐れがあり、高圧搾脱水にも限度がある。また、ろ過室の容積を排出側に向って一定とした無テーパー型スクリュープレスは、スクリュー羽根が外筒スクリーンのろ過面を再生して、固形物負荷よりも水負荷の大きい濃度の低い汚泥でも、固液分離が可能となるものであるが、出口部の蓋部材の弾性力を大きくすると、ケーキの詰まりによる汚泥の移送が停滞し、いくら濃縮効率を上げても脱水部の圧密が促進されずに含水率の低下に限度がある。
【０００４】
そして、前半部の濃縮ゾーンの外筒を回転自在に配設し、濃縮ゾーンのスクリュー羽根をスクリュー軸に二重に巻き掛けたスクリュープレスは、濃縮ゾーンのスクリュー羽根と外筒スクリーンの差速回転によりろ過面の摺接回数を増加させ、二重のスクリュー羽根が押し込み圧を高めるので、大容量処理を可能とするものであるが、ろ過性の良い汚泥にあっては、ろ過・圧搾ゾーンの高圧搾により軸方向よりも円周方向の移動が多くなり搬送効率が悪化して、高圧搾にも限度がある。従来のスクリーンドラムと回転スクリューの軸心を偏芯させる回転篩は回転スクリューとスクリーンドラムを、逆方向に差速回転させれば、下部内周面のスクリーンの再生頻度が多くなるものであるが、回転スクリューが離隔する上部においてろ材の再生が困難で目詰まりを起こす恐れがある。
【０００５】
この発明は、スクリュー羽根を巻き掛けたスクリュー軸を工夫して、外筒スクリーンに内設するろ過室の濃縮汚泥及び脱水ケーキにもみほぐし作用を与え、供回り防止効果も発揮して脱水効率の向上を図るスクリュープレスを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係るスクリュープレスは、外筒スクリーンとスクリュー軸でろ過室を形成し、ろ過室に供給した凝集汚泥を、スクリュー軸に巻き掛けたスクリュー羽根で移送しながら脱水し、排出口から脱水ケーキを取出すスクリュープレスにおいて、スクリュー軸の軸線を外筒スクリーンの中心線から偏芯させて配設し、スクリュー軸に巻き掛けたスクリュー羽根を外筒スクリーンの内周面に摺接させるもので、偏芯させたスクリュー軸が一回転する間にスクリュー軸と外筒スクリーンでろ過室のろ室容積の空隙を変化させ、脱水ケーキのせん断効果を発揮して含水率の低下が図れる。
【０００７】
請求項２に記載のスクリュープレスの発明は、ろ過室の排出口で外筒スクリーンの中心線とスクリュー軸の軸線を交差させ、ろ過室の汚泥供給側でスクリュー軸の軸線を外筒スクリーンの中心線から偏芯させたもので、スクリュー軸の回転によりろ室容積が減少、膨張を繰り返して濃縮汚泥と脱水ケーキをもみほぐし、ろ室容積の減少により濃縮汚泥と脱水ケーキは円周方向（減少方向）には回転しにくくなり、供回り現象の防止効果が図れる。
【０００８】
請求項３に記載のスクリュープレスの発明は、スクリュー軸に原液の供給路を内設し、供給路に連通する供給口からろ過室に調質汚泥を供給するもので、スクリュー軸の軸心から供給する軟弱な凝集汚泥が、スクリュー羽根の影響を受けて破壊されることがなく、調質汚泥の供給口が外筒スクリーンの回転に支障となることもない。請求項４に記載のスクリュープレスの発明は、スクリュー羽根を巻き掛けた前半部の濃縮ゾーンのスクリュー軸に、位相をずらせて同じピッチのスクリュー羽根を巻き掛けたもので、外筒スクリーンへの摺接回数が多くなり、スクリーンの目詰りが未然に防止される。濃縮ゾーンでの濃縮効果が高められ、含水率の低い濃縮汚泥をろ過・脱水ゾーンへ移送できる。請求項５に記載のスクリュープレスの発明は、外筒スクリーンに張設したスクリーンの微細孔の大きさを、調質汚泥の供給側からケーキの排出側に向かって段階的に縮小したもので、順次内圧が高まるろ過室から固形分の目抜けが防止され、ろ液濁度を悪化させることもなく、ろ液回収率が高くなる。
【０００９】
請求項６に記載のスクリュープレスの発明は、外筒スクリーンに内設するスクリュー軸は汚泥の供給側からケーキの排出側に向って拡大し、外筒スクリーンとスクリュー軸の間に形成するろ過室の容積を排出側に向って減少させたもので、一定の容積変化で圧密され、偏芯したスクリュー軸の回転により供回り現象が防止され、脱水ケーキの高圧搾が可能となる。請求項７に記載のスクリュープレスの発明は、スクリュー軸を円筒状に構成したもので、水負荷が大きく、目詰まりしやすい凝集汚泥でも大容量処理が可能となり、偏芯したスクリュー軸のもみほぐし作用により、濃縮汚泥の含水率を低下させることができる。
【００１０】
請求項８に記載のスクリュープレスの発明は、外筒スクリーンに中間軸受を配設して、前半部の濃縮ゾーンの外筒スクリーンと後半部のろ過・脱水ゾーンの外筒スクリーンに分割し、濃縮ゾーンの外筒スクリーンとろ過・脱水ゾーンの外筒スクリーンを個別に回転自在に配設したもので、濃縮ゾーンの外筒スクリーンをスクリュー軸と逆方向に差速回転させれば、相対的に外筒スクリーンとスクリュー羽根の摺接回数が高められ、スクリーンの目詰まりを未然に防止できる。濃縮ゾーンでは濃度が低く水負荷が大きい汚泥でも濃縮密度が高くなり、汚泥の処理量が増加して、ろ過・脱水ゾーンへの移送汚泥濃度を高められる。そして、ろ過・脱水ゾーンの外筒スクリーンと濃縮ゾーンの外筒スクリーンを共回りさせれば、脱水ケーキを剥離させる方向にせん断力を作用させ、過剰に滞留したケーキも軽減できる。
【発明の効果】
【００１１】
この発明に係るスクリュープレスは上記のように構成してあり、外筒スクリーンとスクリュー軸でろ過室を形成し、スクリュー軸の軸線を外筒スクリーンの中心線から偏芯させ、スクリュー羽根の先端を全周に渡って常時外筒スクリーンのスクリーン面に摺接させるので、偏芯させたスクリュー軸が汚泥の供回り現象を防止ながら、ろ過室の濃縮汚泥と脱水ケーキにもみほぐし効果を発揮して、濃縮ゾーンでの汚泥の濃縮と濃縮汚泥の移送を促進し、ろ過・脱水ゾーンでの脱水ケーキの圧密が加速され、低含水率の脱水ケーキが得られる。そして、スクリュー軸の軸芯から調質汚泥をろ過室に供給すれば、凝集フロックの破壊が防止されて濃縮効率が高くなり、機体をコンパクトに構成して、濃縮時間とろ過面積が大きくなる。
【００１２】
濃縮ゾーンのスクリュー羽根をスクリュー軸に二重に巻き掛ければ、濃縮汚泥の移送量を増加させ、ろ過・脱水ゾーンでの圧密効果を高めることができる。そして、外筒スクリーンに張設したスクリーンの微細孔の大きさを、調質汚泥の供給側からケーキの排出側に向かって段階的に縮小すれば、固形分の目抜けが防止され、ろ液回収率が高くなる。また、外筒スクリーンとスクリュー軸の間隙をケーキの排出方向に相対的に減少させれば、脱水ケーキの高圧搾が可能となる。なお、外筒スクリーンに同心状のスクリュー軸を配設すれば、濃縮装置としても利用でき、処理量が増加して製作費も安くなる。
【００１３】
固形物負荷よりも水負荷の大きい濃度の低い汚泥でもスクリーンの目詰まりが防止できるスクリュープレスとして、前半部の濃縮ゾーンの外筒スクリーンと後半部のろ過・脱水ゾーンの外筒スクリーンを分割して回転自在に配設すれば、外筒スクリーンとスクリュー軸の回転数の調節が可能となり、ろ過速度、ケーキ含水率ともに容易に調整できる。低水分・高能率などの自由度の高い運転が可能となり、多種、多様な性状の有機性汚泥に対し、濃縮ゾーンとろ過・脱水ゾーンの最適な運転が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
この発明に係るスクリュープレスを図面に基づき詳述すると、先ず、図１はスクリュープレスの一部縦断側面図であって、スクリュープレス１は、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でろ過室５を形成し、スクリュー軸４を調質汚泥の供給側からケーキの排出側に向って拡大させて、外筒スクリーン２とスクリュー軸４の間のろ過室５を排出側に向って縮小させてある。図２は外筒スクリーン２の縦断面図であって、外筒スクリーン２には複数の微細孔を配設したスクリーン６が張設してあり、汚泥の供給側から脱水ケーキの排出側に向かってスクリーン６の微細孔の大きさを段階的に縮小してある。この発明の実施例では、濃縮ゾーンＡの外筒スクリーン２に直径がφ１．５ｍｍの微細孔のスクリーン６ａが張設してあり、ろ過・脱水ゾーンＢの外筒スクリーン２には排出側に向かって順次微細孔を小さくした直径がφ１．５ｍｍ、φ１．０ｍｍ、φ０．５ｍｍのスクリーン６ｂ、６ｃ、６ｄを張設してある。外筒スクリーン２の孔径を供給側から搬出側に向って段階的に縮小すれば、順次内圧が高まるろ過室５から固形分の目抜けが防止され、ろ液濁度が悪化することもなく、ろ液回収率が良くなる。
【００１５】
図３はスクリュープレスの供給側の拡大図であって、外筒スクリーン２の供給側に嵌着した入口フランジ７にスプロケット８を外嵌し、フレーム９に載置した正逆転可能な外筒駆動機１０に連動連結してある。スクリュー軸４に供給管１１が連結してあり、スクリュー軸４に凝集スラリーの供給路１２を設け、ろ過室５の始端部に供給孔１２ａを開口してある。スクリュー軸４の供給口１２ａから供給する汚泥は、一連に巻き掛けたスクリュー羽根３に掻き乱されることがない。軟弱な凝集フロックの破壊を防止して濃縮効率が高くなり、機体をコンパクトに構成して、濃縮時間とろ過面積が大きくなる。
【００１６】
図４はスクリュープレスの排出側の拡大図であって、外筒スクリーン２の排出側に連結した回転板１３に外筒スクリーン２と同径の外筒ケーシング１４が連結してあり、回転板１３がフレーム１５に配設した回転板軸受１６に回転可能に軸支してある。外筒スクリーン２に連設した外筒ケーシング１４にスクリュー軸４の後端部を延設し、スクリュー軸４の後端部を円柱状に形成して外筒ケーシング１４の内部に調整室１７を形成してある。ろ過・脱水ゾーンＢからスクリュー羽根３で調整室１７に押出された脱水ケーキを圧密して含水率のバラツキを均一化させる。外筒スクリーン２とスクリュー軸４で形成するろ過室５は、ろ過室５に供給した水負荷の大きい調質汚泥を、外筒スクリーン２から大量のろ液を排出する濃縮ゾーンＡと、濃縮された汚泥を外筒スクリーン２から更にろ液を排出しながらスクリュー羽根３で加圧して脱水するろ過・脱水ゾーンＢに区分してあり、密閉状の調整室１７を、脱水ケーキを圧密して含水率のバラツキを均一化させる調整ゾーンＣとしてある。調整室１７の後端側に脱水ケーキの背圧調整用のプレッサー１８が配設してあり、フレーム１５に設けた移動軸１９に摺動自在に支架してある。プレッサー１８はフレーム１５に配設したシリンダー２０で移動させ、排出口２１の開口量を調節し、調整室１７のケーキに背圧を加えて水分を均一化させる。更に、調整ゾーンＣからろ過・脱水ゾーンＢのろ過室５に背圧を加えながら固液分離を促進させ、水分を調整する。
【００１７】
図１に示すように、スクリュー軸４の後端部に連結したスクリュー駆動軸２２が、フレーム１３の架台２３に設けた軸受２４に軸支して、スクリュー駆動軸２２に嵌着したスプロケット２５が、フレーム１３に載置したスクリュー駆動機２６に連動連結してあり、外筒スクリーン２とスクリュー軸４を差速回転可能としてある。外筒スクリーン２とスクリュー軸４を逆方向に差速回転させれば、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のろ過面の摺接回数を増加させる。なお、符号２９は外筒スクリーン２の外周面に沿って配設した洗浄管であって、必要に応じて洗浄管２９から洗浄水を噴射して外筒スクリーン２を回転させながら、スクリーン６を洗浄する。符号３０はろ液受トラフ、符号３１は脱水ケーキを受けるケーキホッパーである。
【００１８】
図５はスクリュー羽根の先端部に一連のスクレーパーを配設した一部縦断側面図であって、スクリュー軸４に巻き掛けたスクリュー羽根３の先端部にゴム等の弾力性のスクレーパー２７を着脱自在にボルト２８で螺着して、濃縮ゾーンの始端部からろ過・脱水ゾーンの終端部に渡って一連のスクレーパー２７を外筒スクリーン２のスクリーン６に摺接させても良いものである。
【００１９】
図６は外筒スクリーンの中心線からスクリュー軸の軸線を偏芯させたスクリュープレスの一部縦断側面図であって、外筒スクリーン２に内接するスクリュー軸４は、その軸線ａを外筒スクリーン２の中心線ｂから偏芯させて配設してある。スクリュー軸４に巻き掛けたスクリュー羽根３の先端３ａを外筒スクリーン２の内周面に摺設させてある。この発明の実施例では、ろ過室５の脱水ケーキ排出口２１で外筒スクリーン２の中心線ｂとスクリュー軸４の軸線ａを交差させ、ろ過室５の汚泥供給側でスクリュー軸４の軸線ａを外筒スクリーン２の中心線ｂから偏芯させてあり、偏芯角度は、０．３〜１．０度としてある。スクリュー羽根３を巻き掛けたスクリュー軸４は、外筒スクリーン２の中心線ｂを基準に回転する。
【００２０】
図７はスクリュー軸の軸線を偏芯させたスクリュープレスの概念図であって、図７（イ）はスクリュー軸の軸線を偏芯させたスクリュープレスの概念図であって、図７（ロ）、（ハ）、（ニ）、（ホ）は、図７（イ）に示すＡ−Ａ断面のスクリュー羽根の羽根面高さｈ１，ｈ２を０度、９０度、１８０度、２７０度ずつ回転させた時の断面図を示している。偏芯させたスクリュー軸４が一回転する間にスクリュー軸４と外筒スクリーン２でろ過室５の空隙を変化させ、ろ室容積の減少と膨張を行って、濃縮汚泥と脱水ケーキのもみほぐし作用を発揮する。図６に示す、スクリュー軸４の供給口１２ａからろ過室５に凝集スラリーを供給すると、濃縮ゾーンＡでは、凝集スラリーをスクリュー羽根３で移送して、外筒スクリーン２からろ液を分離しながら濃縮汚泥をもみほぐし、ろ過・脱水ゾーンＢでは、更に濃縮汚泥からろ液を分離して脱水ケーキをもみほぐし、せん断効果を増加して、含水率の低下が図れる。ろ過室５の容積の減少により脱水ケーキは円周方向（減少方向）には回転しにくくなり、供回り現象の防止効果も奏する。
【００２１】
図８は濃縮ゾーンのスクリュー羽根を二重としたスクリュープレスの他の実施例であって、スクリュー羽根３を巻き掛けた前半部の濃縮ゾーンＡのスクリュー軸４に位相をずらせて同ピッチのスクリュー羽根３２をスクリュー軸４に二重に巻き掛けてあり、外筒スクリーン２のスクリーン６へのスクリュー羽根３、３２の摺接回数が増加して、スクリーン６の目詰りが未然に防止する。濃縮ゾーンＡでの濃縮効果が高められ、ろ過・脱水ゾーンＢへの濃縮汚泥の移送量も増加する。
【００２２】
図９はスクリュー軸を円筒状に構成したスクリュープレスの他の実施例であって、スクリュープレス１ａは外筒スクリーン３３と外筒スクリーン３３に内設するスクリュー軸３４を円筒状に構成し、ろ過室３７の排出口３５で外筒スクリーン３３の中心線ｂ’とスクリュー軸３４の軸線ａ’を交差させ、ろ過室３７の汚泥供給側でスクリュー軸３４の軸線ａ’を外筒スクリーン３３の中心線ｂ’から偏芯させてある。スクリュー軸３４に巻き掛けたスクリュー羽根３６を外筒スクリーン３３に摺接させて、ろ過室３７を供給側から排出側に向って同形状としたもので、スクリュー軸３４に設けた供給口３８ａからろ過室３７の始端部に供給する調質汚泥は、水負荷が大きく、目詰まりしやすい凝集汚泥でも大容量処理が可能となり、濃縮汚泥のもみほぐし作用を発揮して、濃縮汚泥の含水率を低下する。
【００２３】
図１０は外筒スクリーンに中間軸受を配設したスクリュープレスの他の実施例であって、スクリュープレス１ｂは円筒状の外筒スクリーン３９が前半部の濃縮ゾーンＡの外筒スクリーン３９ａと後半部のろ過・脱水ゾーンＢの外筒スクリーン３９ｂに分割されており、濃縮ゾーンＡの外筒スクリーン３９ａとろ過・脱水ゾーンＢの外筒スクリーン３９ｂの間に中間軸受４０が介装してある。中間軸受４０は濃縮ゾーンＡの外筒スクリーン３９ａに連結した軸継手４０ａと、ろ過・脱水ゾーンＢの外筒スクリーン３９ｂに連結した軸継手４０ｂで構成してある。濃縮ゾーンＡの外筒スクリーン３９ａとろ過・脱水ゾーンＢの外筒スクリーン３９ｂが、個別の外筒駆動機（図示せず）に連動連結してあり、それぞれ独立して回転できるようにしてある。濃縮ゾーンＡの外筒スクリーン３９ａとろ過・脱水ゾーンＢの外筒スクリーン３９ｂの内部に一連のスクリュー羽根４１を巻き掛けたスクリュー軸４２が配設してあり、スクリュー羽根４１を巻き掛けた濃縮ゾーンＡのスクリュー軸４２に位相をずらせて同ピッチのスクリュー羽根４３を巻き掛けてある。スクリュー軸４２は汚泥の供給側からケーキの排出側に向って拡大させてあり、外筒スクリーン３９とスクリュー軸４２との間のろ過室４４を供給側から排出側に向って縮小させてある。スクリュー軸４２に凝集スラリーの供給路４５を設け、ろ過室４４の始端部に供給口４５ａを開口してある。スクリュー軸４２の後端部を円柱状に形成して、外筒ケーシング４６の内部に調整室４７を構成してあり、調整室４７の後端側に配設したプレッサー４８で脱水ケーキに背圧を付与する。外筒スクリーン３９とスクリュー軸４２で形成するろ過室４４は、水負荷の大きい調質汚泥を処理する濃縮ゾーンＡと、濃縮された汚泥を加圧脱水するろ過・脱水ゾーンＢに区分してあり、調整室４７を脱水ケーキの水分を均一化させる調整ゾーンＣとしてある。
【００２４】
図１０に示す濃縮ゾーンＡの外筒スクリーン３９ａとろ過・脱水ゾーンＢとを独立して回転自在としたスクリュープレス１ｂは、図８と同様に，スクリュー軸４２の軸線ａを外筒スクリーン３９の中心線ｂから偏芯させて配設し、スクリュー軸４２に巻き掛けたスクリュー羽根４１、４３の中心は外筒スクリーン３９の中心線ｂと同一であり、スクリュー羽根４１、４３の先端を常時外筒スクリーン３９の内周面に摺接させてある。この発明の実施例ではろ過室４４の排出口４９で外筒スクリーン３９の中心線ｂとスクリュー軸４２の軸線ａを交差させ、ろ過室４４の汚泥供給側でスクリュー軸４２の軸線ａを外筒スクリーン３９の中心線ｂから偏芯させてあり、偏芯角度は、０．３〜１．０度としてある。スクリュープレス１ｂの運転は、スクリュー駆動機（図示せず）でスクリュー軸４２を回転させながら、濃縮ゾーンＡの外筒スクリーン３９ａを外筒駆動機（図示せず）で逆方向に回転させて汚泥の濃縮、脱水を行なう。偏芯させたスクリュー軸４２の回転により、スクリュー軸４２と外筒スクリーン３９でろ過室４４の空隙を変化させ、濃縮ゾーンＡでは濃縮汚泥のもみほぐし作用を発揮して、ろ液を分離する。
【００２５】
濃縮ゾーンＡの外筒スクリーン３９ａをスクリュー軸４２とは逆方向に差速回転させることにより、スクリュー軸４２の相対回転速度が速くなり、ろ過・脱水ゾーンＢへの押込み圧を高めることができる。固形物負荷よりも水負荷が大きい汚泥でも、濃縮ゾーンＡの外筒スクリーン３９ａの内周面にスクリュー羽根４１、４３の摺接回数が増加して、目詰りを未然に防止した外筒スクリーン３９ａからろ液が分離され、濃度の高い濃縮汚泥がろ過・脱水ゾーンＢへ移送され、汚泥の処理量が増加する。ろ過・脱水ゾーンＢに移送された濃縮汚泥は、脱水ケーキのもみほぐし作用及びせん断効果の増加により、更にろ液が分離され、含水率の低下が図れる。ろ過室４４の容積の減少でケーキは円周方向（減少方向）には回転しにくくなり、供回り現象の防止効果も図れる。調整ゾーンＣの密閉状の調整室４７では、ろ過・脱水ゾーンＢからスクリュー羽根４１で調整室４７に押出された脱水ケーキを圧密して含水率のバラツキを均一化させ、排出口４９から水分を均一化して圧密されたケーキを取出す。なお、前半部の濃縮ゾーンＡのスクリュー軸４２に二連に巻き掛ける一方のスクリュー羽根４３を省略しても良いものである。
【実施例】
【００２６】
濃縮ゾーンの外筒スクリーン（長さ５００ｍｍ）と、ろ過・脱水ゾーンの外筒スクリーン（長さ１０００ｍｍ）に分割したスクリーン径φ３００ｍｍのスクリュープレスを使用し、標準軸のスクリュープレスと、汚泥供給側のスクリュー軸の軸線を外筒スクリーンの中心線から０．６度偏芯させた偏芯軸のスクリュープレスで某下水処理場の混合生汚泥のろ過試験を行った。設定条件は、濃度３．５％の混合生汚泥に高分子凝集剤１％を添加して、汚泥圧入圧１０ｋＰａでスクリュープレスに圧入し、ケーキ排出口のプレッサーの圧力を３００ｋＰａに設定し、スクリュー軸と逆回転させる濃縮ゾーンの外筒スクリーンの回転数を三段階に切り替えて、ケーキ処理量（ｋｇＤＳ／ｈ）とケーキ含水率（％）を測定した。その比較試験の結果を表１に示す。
【００２７】
【表１】
【００２８】
表２は、表１の試験結果からケーキ処理量とケーキ含水率の相関関係を表した図表であって、縦軸にケーキ処理量（ｋｇＤＳ／ｈ）と横軸にケーキ含水率（％）を表わしている。測定結果は、同等のケーキ処理量に対し、標準軸より偏芯軸を使用したスクリュープレスがケーキ含水率を約２％低減させる。
【００２９】
【表２】
【００３０】
表３はスクリュー回転数とケーキ含水率の相関図であって、縦軸にスクリュー回転数（ｍｉｎ-1）と横軸にケーキ含水率（％）を表わしている。同等のスクリュー回転数に対し、標準軸より偏芯軸のスクリュープレスがケーキ含水率を約２％低減させる。
【００３１】
【表３】
【００３２】
上記の表１乃至表３の比較試験の結果から、偏芯軸を使用するスクリュープレスは、外筒スクリーンに内設した偏芯軸の回転により、ろ過室の空隙を変化させ、ろ過室に圧入された汚泥容積の減少、膨張を繰り返し、もみほぐし作用を発揮するものと思われる。そして、ろ過室の容積の減少で脱水されたケーキは円周方向（減少方向）には回転しにくくなり、供回り現象の防止効果も図れるものと推測できる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
この発明に係るスクリュープレスは、スクリュー軸の軸線を外筒スクリーンの中心線から偏芯させると共に、スクリュー羽根の先端は常時外筒スクリーンの内周面に摺接させるので、外筒スクリーンに内設するろ過室の濃縮汚泥と脱水ケーキにもみほぐし作用を与え、供回り防止効果を発揮して、含水率の低下と均一な含水率の脱水効率の向上を図ることができる。従って、下水、し尿、或いは、食品生産加工廃水等の濃縮と、難ろ過性汚泥の圧搾脱水に適するスクリュープレスとなる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】この発明に係るスクリュープレスの一部縦断側面図である。
【図２】同じく、外筒スクリーンの縦断面図である。
【図３】同じく、スクリュープレスの供給側の拡大図である。
【図４】同じく、スクリュープレスの排出側の拡大図である。
【図５】同じく、スクリュー羽根の先端部に一連のスクレーパーを配設した一部縦断側面図である。
【図６】同じく、外筒スクリーンの中心線からスクリュー軸の軸線を偏芯させたスクリュープレスの一部縦断側面図である。
【図７】同じく、図７（イ）はスクリュー軸の軸線を偏芯させたスクリュープレスの概念図であって、図７（ロ）、（ハ）、（ニ）、（ホ）は、スクリュー軸が一回転する間に減少、膨張と変化するろ室容積の概念図である。
【図８】同じく、濃縮ゾーンのスクリュー羽根を二重とした他の実施例のスクリュープレスである。
【図９】同じく、スクリュー軸を円筒状に構成した他の実施例のスクリュープレスである。
【図１０】同じく、外筒スクリーンに中間軸受を配設した他の実施例のスクリュープレスの一部縦断側面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１、１ａ、１ｂスクリュープレス
２、３３、３９、３９ａ、３９ｂ 外筒スクリーン
３、３２、３６、４１、４３ スクリュー羽根
４、３４、４２ スクリュー軸
５、３７、４４ ろ過室
６、６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ スクリーン
１２、３８、４５ 供給路
１２ａ、３８ａ、４５ａ 供給口
２１、３５、４９ 排出口
４０ 中間軸受
ａ 軸線
ｂ 中心線
Ａ 濃縮ゾーン
Ｂ ろ過・脱水ゾーン
【技術分野】
【０００１】
この発明は、下水、集落排水、し尿処理、工場廃水等の排水処理設備の汚泥に凝集剤を添加して、濃縮とろ過・脱水を行うスクリュープレスの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、難ろ過性の有機性汚泥は凝集剤を添加してフロックを生成させてから、スクリュープレス等で圧搾脱水している。スクリュープレスは、スクリュー軸とスクリュー羽根の回転中心が同心状に構成され、汚泥はスクリュー羽根の回転により、円周方向に回転移動しながら入口側から出口側へと軸方向に移動してろ液が外筒スクリーンより分離される。供給された汚泥は、排出方向に搬送されながら圧搾されて一定の容積変化で厚密された後、脱水ケーキが排出される。例えば、ろ過筒にテーパー状のスクリュー軸を内設し、ろ過筒とスクリュー軸の間に形成するろ過室の容積を排出側に向って減少させて、スクリュー羽根の表裏に貫通する開口部を形成したスクリュープレスが、特許文献１に開示してある。また、外筒スクリーンにスクリュー羽根を設けたスクリュー軸を内設し、ろ過室の容積を排出側に向って一定として、出口部に弾性力を付与する蓋部材を設けた無テーパー型スクリュープレスも特許文献２に開示してある。そして、円筒状の外筒が前半部の濃縮ゾーンと後半部のろ過・脱水ゾーンに分割して回転可能に配設し、濃縮ゾーンのスクリュー羽根をスクリュー軸に二重に巻き掛けたスクリュープレスも、特許文献３に特許出願人が提案している。なお、スクリーンドラムとスクリューの軸心同士を偏芯させる固液分離装置としては、回転可能なスクリーンドラムに、下部内周面に接触させて上部において離隔する回転スクリューを内設した回転篩も、特許文献４に開示してある。
【特許文献１】特開２００４−１８１５１１号公報（段落番号００１７乃至段落番号００１９、図１）
【特許文献２】特開２００１−３２１９９１号公報（請求項１、図１）
【特許文献３】特表２００３−５１３８０５号公報（段落番号００２２及び段落番号００３２、図２及び図５）
【特許文献４】特公平０７−６３８７３号公報（請求項１、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の外筒スクリーンにスクリュー羽根を配設した固液分離装置にあっては、外筒スクリーンに捕捉された固形物をスクリュー羽根が掻き取って目詰まりを未然に防止できるので、連続ろ過が可能となる。従来のろ過筒にテーパー状のスクリュー軸を内設したスクリュープレスは、含水率の低いケーキを取り出すことが出来るものであるが、高圧搾によりケーキの含水率が低下してくると、軸方向よりも円周方向の移動が多くなり搬送効率が悪化してくる。最悪の場合、供回り現象が生じ軸方向の移動がなくなり、最後には閉塞する恐れがあり、高圧搾脱水にも限度がある。また、ろ過室の容積を排出側に向って一定とした無テーパー型スクリュープレスは、スクリュー羽根が外筒スクリーンのろ過面を再生して、固形物負荷よりも水負荷の大きい濃度の低い汚泥でも、固液分離が可能となるものであるが、出口部の蓋部材の弾性力を大きくすると、ケーキの詰まりによる汚泥の移送が停滞し、いくら濃縮効率を上げても脱水部の圧密が促進されずに含水率の低下に限度がある。
【０００４】
そして、前半部の濃縮ゾーンの外筒を回転自在に配設し、濃縮ゾーンのスクリュー羽根をスクリュー軸に二重に巻き掛けたスクリュープレスは、濃縮ゾーンのスクリュー羽根と外筒スクリーンの差速回転によりろ過面の摺接回数を増加させ、二重のスクリュー羽根が押し込み圧を高めるので、大容量処理を可能とするものであるが、ろ過性の良い汚泥にあっては、ろ過・圧搾ゾーンの高圧搾により軸方向よりも円周方向の移動が多くなり搬送効率が悪化して、高圧搾にも限度がある。従来のスクリーンドラムと回転スクリューの軸心を偏芯させる回転篩は回転スクリューとスクリーンドラムを、逆方向に差速回転させれば、下部内周面のスクリーンの再生頻度が多くなるものであるが、回転スクリューが離隔する上部においてろ材の再生が困難で目詰まりを起こす恐れがある。
【０００５】
この発明は、スクリュー羽根を巻き掛けたスクリュー軸を工夫して、外筒スクリーンに内設するろ過室の濃縮汚泥及び脱水ケーキにもみほぐし作用を与え、供回り防止効果も発揮して脱水効率の向上を図るスクリュープレスを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係るスクリュープレスは、外筒スクリーンとスクリュー軸でろ過室を形成し、ろ過室に供給した凝集汚泥を、スクリュー軸に巻き掛けたスクリュー羽根で移送しながら脱水し、排出口から脱水ケーキを取出すスクリュープレスにおいて、スクリュー軸の軸線を外筒スクリーンの中心線から偏芯させて配設し、スクリュー軸に巻き掛けたスクリュー羽根を外筒スクリーンの内周面に摺接させるもので、偏芯させたスクリュー軸が一回転する間にスクリュー軸と外筒スクリーンでろ過室のろ室容積の空隙を変化させ、脱水ケーキのせん断効果を発揮して含水率の低下が図れる。
【０００７】
請求項２に記載のスクリュープレスの発明は、ろ過室の排出口で外筒スクリーンの中心線とスクリュー軸の軸線を交差させ、ろ過室の汚泥供給側でスクリュー軸の軸線を外筒スクリーンの中心線から偏芯させたもので、スクリュー軸の回転によりろ室容積が減少、膨張を繰り返して濃縮汚泥と脱水ケーキをもみほぐし、ろ室容積の減少により濃縮汚泥と脱水ケーキは円周方向（減少方向）には回転しにくくなり、供回り現象の防止効果が図れる。
【０００８】
請求項３に記載のスクリュープレスの発明は、スクリュー軸に原液の供給路を内設し、供給路に連通する供給口からろ過室に調質汚泥を供給するもので、スクリュー軸の軸心から供給する軟弱な凝集汚泥が、スクリュー羽根の影響を受けて破壊されることがなく、調質汚泥の供給口が外筒スクリーンの回転に支障となることもない。請求項４に記載のスクリュープレスの発明は、スクリュー羽根を巻き掛けた前半部の濃縮ゾーンのスクリュー軸に、位相をずらせて同じピッチのスクリュー羽根を巻き掛けたもので、外筒スクリーンへの摺接回数が多くなり、スクリーンの目詰りが未然に防止される。濃縮ゾーンでの濃縮効果が高められ、含水率の低い濃縮汚泥をろ過・脱水ゾーンへ移送できる。請求項５に記載のスクリュープレスの発明は、外筒スクリーンに張設したスクリーンの微細孔の大きさを、調質汚泥の供給側からケーキの排出側に向かって段階的に縮小したもので、順次内圧が高まるろ過室から固形分の目抜けが防止され、ろ液濁度を悪化させることもなく、ろ液回収率が高くなる。
【０００９】
請求項６に記載のスクリュープレスの発明は、外筒スクリーンに内設するスクリュー軸は汚泥の供給側からケーキの排出側に向って拡大し、外筒スクリーンとスクリュー軸の間に形成するろ過室の容積を排出側に向って減少させたもので、一定の容積変化で圧密され、偏芯したスクリュー軸の回転により供回り現象が防止され、脱水ケーキの高圧搾が可能となる。請求項７に記載のスクリュープレスの発明は、スクリュー軸を円筒状に構成したもので、水負荷が大きく、目詰まりしやすい凝集汚泥でも大容量処理が可能となり、偏芯したスクリュー軸のもみほぐし作用により、濃縮汚泥の含水率を低下させることができる。
【００１０】
請求項８に記載のスクリュープレスの発明は、外筒スクリーンに中間軸受を配設して、前半部の濃縮ゾーンの外筒スクリーンと後半部のろ過・脱水ゾーンの外筒スクリーンに分割し、濃縮ゾーンの外筒スクリーンとろ過・脱水ゾーンの外筒スクリーンを個別に回転自在に配設したもので、濃縮ゾーンの外筒スクリーンをスクリュー軸と逆方向に差速回転させれば、相対的に外筒スクリーンとスクリュー羽根の摺接回数が高められ、スクリーンの目詰まりを未然に防止できる。濃縮ゾーンでは濃度が低く水負荷が大きい汚泥でも濃縮密度が高くなり、汚泥の処理量が増加して、ろ過・脱水ゾーンへの移送汚泥濃度を高められる。そして、ろ過・脱水ゾーンの外筒スクリーンと濃縮ゾーンの外筒スクリーンを共回りさせれば、脱水ケーキを剥離させる方向にせん断力を作用させ、過剰に滞留したケーキも軽減できる。
【発明の効果】
【００１１】
この発明に係るスクリュープレスは上記のように構成してあり、外筒スクリーンとスクリュー軸でろ過室を形成し、スクリュー軸の軸線を外筒スクリーンの中心線から偏芯させ、スクリュー羽根の先端を全周に渡って常時外筒スクリーンのスクリーン面に摺接させるので、偏芯させたスクリュー軸が汚泥の供回り現象を防止ながら、ろ過室の濃縮汚泥と脱水ケーキにもみほぐし効果を発揮して、濃縮ゾーンでの汚泥の濃縮と濃縮汚泥の移送を促進し、ろ過・脱水ゾーンでの脱水ケーキの圧密が加速され、低含水率の脱水ケーキが得られる。そして、スクリュー軸の軸芯から調質汚泥をろ過室に供給すれば、凝集フロックの破壊が防止されて濃縮効率が高くなり、機体をコンパクトに構成して、濃縮時間とろ過面積が大きくなる。
【００１２】
濃縮ゾーンのスクリュー羽根をスクリュー軸に二重に巻き掛ければ、濃縮汚泥の移送量を増加させ、ろ過・脱水ゾーンでの圧密効果を高めることができる。そして、外筒スクリーンに張設したスクリーンの微細孔の大きさを、調質汚泥の供給側からケーキの排出側に向かって段階的に縮小すれば、固形分の目抜けが防止され、ろ液回収率が高くなる。また、外筒スクリーンとスクリュー軸の間隙をケーキの排出方向に相対的に減少させれば、脱水ケーキの高圧搾が可能となる。なお、外筒スクリーンに同心状のスクリュー軸を配設すれば、濃縮装置としても利用でき、処理量が増加して製作費も安くなる。
【００１３】
固形物負荷よりも水負荷の大きい濃度の低い汚泥でもスクリーンの目詰まりが防止できるスクリュープレスとして、前半部の濃縮ゾーンの外筒スクリーンと後半部のろ過・脱水ゾーンの外筒スクリーンを分割して回転自在に配設すれば、外筒スクリーンとスクリュー軸の回転数の調節が可能となり、ろ過速度、ケーキ含水率ともに容易に調整できる。低水分・高能率などの自由度の高い運転が可能となり、多種、多様な性状の有機性汚泥に対し、濃縮ゾーンとろ過・脱水ゾーンの最適な運転が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
この発明に係るスクリュープレスを図面に基づき詳述すると、先ず、図１はスクリュープレスの一部縦断側面図であって、スクリュープレス１は、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でろ過室５を形成し、スクリュー軸４を調質汚泥の供給側からケーキの排出側に向って拡大させて、外筒スクリーン２とスクリュー軸４の間のろ過室５を排出側に向って縮小させてある。図２は外筒スクリーン２の縦断面図であって、外筒スクリーン２には複数の微細孔を配設したスクリーン６が張設してあり、汚泥の供給側から脱水ケーキの排出側に向かってスクリーン６の微細孔の大きさを段階的に縮小してある。この発明の実施例では、濃縮ゾーンＡの外筒スクリーン２に直径がφ１．５ｍｍの微細孔のスクリーン６ａが張設してあり、ろ過・脱水ゾーンＢの外筒スクリーン２には排出側に向かって順次微細孔を小さくした直径がφ１．５ｍｍ、φ１．０ｍｍ、φ０．５ｍｍのスクリーン６ｂ、６ｃ、６ｄを張設してある。外筒スクリーン２の孔径を供給側から搬出側に向って段階的に縮小すれば、順次内圧が高まるろ過室５から固形分の目抜けが防止され、ろ液濁度が悪化することもなく、ろ液回収率が良くなる。
【００１５】
図３はスクリュープレスの供給側の拡大図であって、外筒スクリーン２の供給側に嵌着した入口フランジ７にスプロケット８を外嵌し、フレーム９に載置した正逆転可能な外筒駆動機１０に連動連結してある。スクリュー軸４に供給管１１が連結してあり、スクリュー軸４に凝集スラリーの供給路１２を設け、ろ過室５の始端部に供給孔１２ａを開口してある。スクリュー軸４の供給口１２ａから供給する汚泥は、一連に巻き掛けたスクリュー羽根３に掻き乱されることがない。軟弱な凝集フロックの破壊を防止して濃縮効率が高くなり、機体をコンパクトに構成して、濃縮時間とろ過面積が大きくなる。
【００１６】
図４はスクリュープレスの排出側の拡大図であって、外筒スクリーン２の排出側に連結した回転板１３に外筒スクリーン２と同径の外筒ケーシング１４が連結してあり、回転板１３がフレーム１５に配設した回転板軸受１６に回転可能に軸支してある。外筒スクリーン２に連設した外筒ケーシング１４にスクリュー軸４の後端部を延設し、スクリュー軸４の後端部を円柱状に形成して外筒ケーシング１４の内部に調整室１７を形成してある。ろ過・脱水ゾーンＢからスクリュー羽根３で調整室１７に押出された脱水ケーキを圧密して含水率のバラツキを均一化させる。外筒スクリーン２とスクリュー軸４で形成するろ過室５は、ろ過室５に供給した水負荷の大きい調質汚泥を、外筒スクリーン２から大量のろ液を排出する濃縮ゾーンＡと、濃縮された汚泥を外筒スクリーン２から更にろ液を排出しながらスクリュー羽根３で加圧して脱水するろ過・脱水ゾーンＢに区分してあり、密閉状の調整室１７を、脱水ケーキを圧密して含水率のバラツキを均一化させる調整ゾーンＣとしてある。調整室１７の後端側に脱水ケーキの背圧調整用のプレッサー１８が配設してあり、フレーム１５に設けた移動軸１９に摺動自在に支架してある。プレッサー１８はフレーム１５に配設したシリンダー２０で移動させ、排出口２１の開口量を調節し、調整室１７のケーキに背圧を加えて水分を均一化させる。更に、調整ゾーンＣからろ過・脱水ゾーンＢのろ過室５に背圧を加えながら固液分離を促進させ、水分を調整する。
【００１７】
図１に示すように、スクリュー軸４の後端部に連結したスクリュー駆動軸２２が、フレーム１３の架台２３に設けた軸受２４に軸支して、スクリュー駆動軸２２に嵌着したスプロケット２５が、フレーム１３に載置したスクリュー駆動機２６に連動連結してあり、外筒スクリーン２とスクリュー軸４を差速回転可能としてある。外筒スクリーン２とスクリュー軸４を逆方向に差速回転させれば、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のろ過面の摺接回数を増加させる。なお、符号２９は外筒スクリーン２の外周面に沿って配設した洗浄管であって、必要に応じて洗浄管２９から洗浄水を噴射して外筒スクリーン２を回転させながら、スクリーン６を洗浄する。符号３０はろ液受トラフ、符号３１は脱水ケーキを受けるケーキホッパーである。
【００１８】
図５はスクリュー羽根の先端部に一連のスクレーパーを配設した一部縦断側面図であって、スクリュー軸４に巻き掛けたスクリュー羽根３の先端部にゴム等の弾力性のスクレーパー２７を着脱自在にボルト２８で螺着して、濃縮ゾーンの始端部からろ過・脱水ゾーンの終端部に渡って一連のスクレーパー２７を外筒スクリーン２のスクリーン６に摺接させても良いものである。
【００１９】
図６は外筒スクリーンの中心線からスクリュー軸の軸線を偏芯させたスクリュープレスの一部縦断側面図であって、外筒スクリーン２に内接するスクリュー軸４は、その軸線ａを外筒スクリーン２の中心線ｂから偏芯させて配設してある。スクリュー軸４に巻き掛けたスクリュー羽根３の先端３ａを外筒スクリーン２の内周面に摺設させてある。この発明の実施例では、ろ過室５の脱水ケーキ排出口２１で外筒スクリーン２の中心線ｂとスクリュー軸４の軸線ａを交差させ、ろ過室５の汚泥供給側でスクリュー軸４の軸線ａを外筒スクリーン２の中心線ｂから偏芯させてあり、偏芯角度は、０．３〜１．０度としてある。スクリュー羽根３を巻き掛けたスクリュー軸４は、外筒スクリーン２の中心線ｂを基準に回転する。
【００２０】
図７はスクリュー軸の軸線を偏芯させたスクリュープレスの概念図であって、図７（イ）はスクリュー軸の軸線を偏芯させたスクリュープレスの概念図であって、図７（ロ）、（ハ）、（ニ）、（ホ）は、図７（イ）に示すＡ−Ａ断面のスクリュー羽根の羽根面高さｈ１，ｈ２を０度、９０度、１８０度、２７０度ずつ回転させた時の断面図を示している。偏芯させたスクリュー軸４が一回転する間にスクリュー軸４と外筒スクリーン２でろ過室５の空隙を変化させ、ろ室容積の減少と膨張を行って、濃縮汚泥と脱水ケーキのもみほぐし作用を発揮する。図６に示す、スクリュー軸４の供給口１２ａからろ過室５に凝集スラリーを供給すると、濃縮ゾーンＡでは、凝集スラリーをスクリュー羽根３で移送して、外筒スクリーン２からろ液を分離しながら濃縮汚泥をもみほぐし、ろ過・脱水ゾーンＢでは、更に濃縮汚泥からろ液を分離して脱水ケーキをもみほぐし、せん断効果を増加して、含水率の低下が図れる。ろ過室５の容積の減少により脱水ケーキは円周方向（減少方向）には回転しにくくなり、供回り現象の防止効果も奏する。
【００２１】
図８は濃縮ゾーンのスクリュー羽根を二重としたスクリュープレスの他の実施例であって、スクリュー羽根３を巻き掛けた前半部の濃縮ゾーンＡのスクリュー軸４に位相をずらせて同ピッチのスクリュー羽根３２をスクリュー軸４に二重に巻き掛けてあり、外筒スクリーン２のスクリーン６へのスクリュー羽根３、３２の摺接回数が増加して、スクリーン６の目詰りが未然に防止する。濃縮ゾーンＡでの濃縮効果が高められ、ろ過・脱水ゾーンＢへの濃縮汚泥の移送量も増加する。
【００２２】
図９はスクリュー軸を円筒状に構成したスクリュープレスの他の実施例であって、スクリュープレス１ａは外筒スクリーン３３と外筒スクリーン３３に内設するスクリュー軸３４を円筒状に構成し、ろ過室３７の排出口３５で外筒スクリーン３３の中心線ｂ’とスクリュー軸３４の軸線ａ’を交差させ、ろ過室３７の汚泥供給側でスクリュー軸３４の軸線ａ’を外筒スクリーン３３の中心線ｂ’から偏芯させてある。スクリュー軸３４に巻き掛けたスクリュー羽根３６を外筒スクリーン３３に摺接させて、ろ過室３７を供給側から排出側に向って同形状としたもので、スクリュー軸３４に設けた供給口３８ａからろ過室３７の始端部に供給する調質汚泥は、水負荷が大きく、目詰まりしやすい凝集汚泥でも大容量処理が可能となり、濃縮汚泥のもみほぐし作用を発揮して、濃縮汚泥の含水率を低下する。
【００２３】
図１０は外筒スクリーンに中間軸受を配設したスクリュープレスの他の実施例であって、スクリュープレス１ｂは円筒状の外筒スクリーン３９が前半部の濃縮ゾーンＡの外筒スクリーン３９ａと後半部のろ過・脱水ゾーンＢの外筒スクリーン３９ｂに分割されており、濃縮ゾーンＡの外筒スクリーン３９ａとろ過・脱水ゾーンＢの外筒スクリーン３９ｂの間に中間軸受４０が介装してある。中間軸受４０は濃縮ゾーンＡの外筒スクリーン３９ａに連結した軸継手４０ａと、ろ過・脱水ゾーンＢの外筒スクリーン３９ｂに連結した軸継手４０ｂで構成してある。濃縮ゾーンＡの外筒スクリーン３９ａとろ過・脱水ゾーンＢの外筒スクリーン３９ｂが、個別の外筒駆動機（図示せず）に連動連結してあり、それぞれ独立して回転できるようにしてある。濃縮ゾーンＡの外筒スクリーン３９ａとろ過・脱水ゾーンＢの外筒スクリーン３９ｂの内部に一連のスクリュー羽根４１を巻き掛けたスクリュー軸４２が配設してあり、スクリュー羽根４１を巻き掛けた濃縮ゾーンＡのスクリュー軸４２に位相をずらせて同ピッチのスクリュー羽根４３を巻き掛けてある。スクリュー軸４２は汚泥の供給側からケーキの排出側に向って拡大させてあり、外筒スクリーン３９とスクリュー軸４２との間のろ過室４４を供給側から排出側に向って縮小させてある。スクリュー軸４２に凝集スラリーの供給路４５を設け、ろ過室４４の始端部に供給口４５ａを開口してある。スクリュー軸４２の後端部を円柱状に形成して、外筒ケーシング４６の内部に調整室４７を構成してあり、調整室４７の後端側に配設したプレッサー４８で脱水ケーキに背圧を付与する。外筒スクリーン３９とスクリュー軸４２で形成するろ過室４４は、水負荷の大きい調質汚泥を処理する濃縮ゾーンＡと、濃縮された汚泥を加圧脱水するろ過・脱水ゾーンＢに区分してあり、調整室４７を脱水ケーキの水分を均一化させる調整ゾーンＣとしてある。
【００２４】
図１０に示す濃縮ゾーンＡの外筒スクリーン３９ａとろ過・脱水ゾーンＢとを独立して回転自在としたスクリュープレス１ｂは、図８と同様に，スクリュー軸４２の軸線ａを外筒スクリーン３９の中心線ｂから偏芯させて配設し、スクリュー軸４２に巻き掛けたスクリュー羽根４１、４３の中心は外筒スクリーン３９の中心線ｂと同一であり、スクリュー羽根４１、４３の先端を常時外筒スクリーン３９の内周面に摺接させてある。この発明の実施例ではろ過室４４の排出口４９で外筒スクリーン３９の中心線ｂとスクリュー軸４２の軸線ａを交差させ、ろ過室４４の汚泥供給側でスクリュー軸４２の軸線ａを外筒スクリーン３９の中心線ｂから偏芯させてあり、偏芯角度は、０．３〜１．０度としてある。スクリュープレス１ｂの運転は、スクリュー駆動機（図示せず）でスクリュー軸４２を回転させながら、濃縮ゾーンＡの外筒スクリーン３９ａを外筒駆動機（図示せず）で逆方向に回転させて汚泥の濃縮、脱水を行なう。偏芯させたスクリュー軸４２の回転により、スクリュー軸４２と外筒スクリーン３９でろ過室４４の空隙を変化させ、濃縮ゾーンＡでは濃縮汚泥のもみほぐし作用を発揮して、ろ液を分離する。
【００２５】
濃縮ゾーンＡの外筒スクリーン３９ａをスクリュー軸４２とは逆方向に差速回転させることにより、スクリュー軸４２の相対回転速度が速くなり、ろ過・脱水ゾーンＢへの押込み圧を高めることができる。固形物負荷よりも水負荷が大きい汚泥でも、濃縮ゾーンＡの外筒スクリーン３９ａの内周面にスクリュー羽根４１、４３の摺接回数が増加して、目詰りを未然に防止した外筒スクリーン３９ａからろ液が分離され、濃度の高い濃縮汚泥がろ過・脱水ゾーンＢへ移送され、汚泥の処理量が増加する。ろ過・脱水ゾーンＢに移送された濃縮汚泥は、脱水ケーキのもみほぐし作用及びせん断効果の増加により、更にろ液が分離され、含水率の低下が図れる。ろ過室４４の容積の減少でケーキは円周方向（減少方向）には回転しにくくなり、供回り現象の防止効果も図れる。調整ゾーンＣの密閉状の調整室４７では、ろ過・脱水ゾーンＢからスクリュー羽根４１で調整室４７に押出された脱水ケーキを圧密して含水率のバラツキを均一化させ、排出口４９から水分を均一化して圧密されたケーキを取出す。なお、前半部の濃縮ゾーンＡのスクリュー軸４２に二連に巻き掛ける一方のスクリュー羽根４３を省略しても良いものである。
【実施例】
【００２６】
濃縮ゾーンの外筒スクリーン（長さ５００ｍｍ）と、ろ過・脱水ゾーンの外筒スクリーン（長さ１０００ｍｍ）に分割したスクリーン径φ３００ｍｍのスクリュープレスを使用し、標準軸のスクリュープレスと、汚泥供給側のスクリュー軸の軸線を外筒スクリーンの中心線から０．６度偏芯させた偏芯軸のスクリュープレスで某下水処理場の混合生汚泥のろ過試験を行った。設定条件は、濃度３．５％の混合生汚泥に高分子凝集剤１％を添加して、汚泥圧入圧１０ｋＰａでスクリュープレスに圧入し、ケーキ排出口のプレッサーの圧力を３００ｋＰａに設定し、スクリュー軸と逆回転させる濃縮ゾーンの外筒スクリーンの回転数を三段階に切り替えて、ケーキ処理量（ｋｇＤＳ／ｈ）とケーキ含水率（％）を測定した。その比較試験の結果を表１に示す。
【００２７】
【表１】
【００２８】
表２は、表１の試験結果からケーキ処理量とケーキ含水率の相関関係を表した図表であって、縦軸にケーキ処理量（ｋｇＤＳ／ｈ）と横軸にケーキ含水率（％）を表わしている。測定結果は、同等のケーキ処理量に対し、標準軸より偏芯軸を使用したスクリュープレスがケーキ含水率を約２％低減させる。
【００２９】
【表２】
【００３０】
表３はスクリュー回転数とケーキ含水率の相関図であって、縦軸にスクリュー回転数（ｍｉｎ-1）と横軸にケーキ含水率（％）を表わしている。同等のスクリュー回転数に対し、標準軸より偏芯軸のスクリュープレスがケーキ含水率を約２％低減させる。
【００３１】
【表３】
【００３２】
上記の表１乃至表３の比較試験の結果から、偏芯軸を使用するスクリュープレスは、外筒スクリーンに内設した偏芯軸の回転により、ろ過室の空隙を変化させ、ろ過室に圧入された汚泥容積の減少、膨張を繰り返し、もみほぐし作用を発揮するものと思われる。そして、ろ過室の容積の減少で脱水されたケーキは円周方向（減少方向）には回転しにくくなり、供回り現象の防止効果も図れるものと推測できる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
この発明に係るスクリュープレスは、スクリュー軸の軸線を外筒スクリーンの中心線から偏芯させると共に、スクリュー羽根の先端は常時外筒スクリーンの内周面に摺接させるので、外筒スクリーンに内設するろ過室の濃縮汚泥と脱水ケーキにもみほぐし作用を与え、供回り防止効果を発揮して、含水率の低下と均一な含水率の脱水効率の向上を図ることができる。従って、下水、し尿、或いは、食品生産加工廃水等の濃縮と、難ろ過性汚泥の圧搾脱水に適するスクリュープレスとなる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】この発明に係るスクリュープレスの一部縦断側面図である。
【図２】同じく、外筒スクリーンの縦断面図である。
【図３】同じく、スクリュープレスの供給側の拡大図である。
【図４】同じく、スクリュープレスの排出側の拡大図である。
【図５】同じく、スクリュー羽根の先端部に一連のスクレーパーを配設した一部縦断側面図である。
【図６】同じく、外筒スクリーンの中心線からスクリュー軸の軸線を偏芯させたスクリュープレスの一部縦断側面図である。
【図７】同じく、図７（イ）はスクリュー軸の軸線を偏芯させたスクリュープレスの概念図であって、図７（ロ）、（ハ）、（ニ）、（ホ）は、スクリュー軸が一回転する間に減少、膨張と変化するろ室容積の概念図である。
【図８】同じく、濃縮ゾーンのスクリュー羽根を二重とした他の実施例のスクリュープレスである。
【図９】同じく、スクリュー軸を円筒状に構成した他の実施例のスクリュープレスである。
【図１０】同じく、外筒スクリーンに中間軸受を配設した他の実施例のスクリュープレスの一部縦断側面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１、１ａ、１ｂスクリュープレス
２、３３、３９、３９ａ、３９ｂ 外筒スクリーン
３、３２、３６、４１、４３ スクリュー羽根
４、３４、４２ スクリュー軸
５、３７、４４ ろ過室
６、６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ スクリーン
１２、３８、４５ 供給路
１２ａ、３８ａ、４５ａ 供給口
２１、３５、４９ 排出口
４０ 中間軸受
ａ 軸線
ｂ 中心線
Ａ 濃縮ゾーン
Ｂ ろ過・脱水ゾーン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外筒スクリーン（２、３３、３９）とスクリュー軸（４、３４、４２）でろ過室（５、３７、４４）を形成し、ろ過室（５、３７、４４）に供給した調質汚泥を、スクリュー軸（４、３４、４２）に巻き掛けたスクリュー羽根（３、３２、３６、４１、４３）で移送しながら脱水し、排出口（２１、３５、４９）から脱水ケーキを取出すスクリュープレス（１、１ａ、１ｂ）において、スクリュー軸（４、３４、４２）の軸線（ａ）を外筒スクリーン（２、３３、３９）の中心線（ｂ）から偏芯させて配設し、スクリュー軸（４、３４、４２）に巻き掛けたスクリュー羽根（３、３２、３６、４１、４３）を外筒スクリーン（２、３３、３９）の内周面に摺接させることを特徴とするスクリュープレス。
【請求項２】
上記ろ過室（５、３７、４４）の排出口（２１、３５、４９）で外筒スクリーン（２、３３、３９）の中心線（ｂ）とスクリュー軸（４、３４、４２）の軸線（ａ）を交差させ、ろ過室（５、３７、４４）の汚泥供給側でスクリュー軸（４、３４、４２）の軸線（ａ）を外筒スクリーン（２、３３、３９）の中心線（ｂ）から偏芯させたことを特徴とする請求項１に記載のスクリュープレス。
【請求項３】
上記スクリュー軸（４、３４、４２）に原液の供給路（１２、３８、４５）を内設し、供給路（１２、３８、４５）に連通する供給口（１２ａ、３８ａ、４５ａ）からろ過室（５、３７、４４）に調質汚泥を供給することを特徴とする請求項１または２に記載のスクリュープレス。
【請求項４】
上記スクリュー羽根（３、４１）を巻き掛けた前半部の濃縮ゾーン（Ａ）のスクリュー軸（４、４２）に、位相をずらせて同ピッチのスクリュー羽根（３２、４３）を巻き掛けたことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のスクリュープレス。
【請求項５】
上記外筒スクリーン（２）に張設したスクリーン（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）の微細孔の大きさを、調質汚泥の供給側からケーキの排出側に向かって段階的に縮小したことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のスクリュープレス。
【請求項６】
上記スクリュー軸（４、４２）は汚泥の供給側からケーキの排出側に向って拡大し、外筒スクリーン（２、３９）とスクリュー軸（４、４２）の間に形成するろ過室（５，４４）の容積を排出側に向って減少させたことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載のスクリュープレス。
【請求項７】
上記スクリュー軸（３４）を円筒状に構成してあることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載のスクリュープレス。
【請求項８】
上記外筒スクリーン（３９）に中間軸受（４０）を配設して、前半部の濃縮ゾーン（Ａ）の外筒スクリーン（３９ａ）と後半部のろ過・脱水ゾーン（Ｂ）の外筒スクリーン（３９ｂ）に分割して、濃縮ゾーン（Ａ）の外筒スクリーン（３９ａ）とろ過・脱水ゾーン（Ｂ）の外筒スクリーン（３９ｂ）を個別に回転自在に配設したことを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載のスクリュープレス。
【請求項１】
外筒スクリーン（２、３３、３９）とスクリュー軸（４、３４、４２）でろ過室（５、３７、４４）を形成し、ろ過室（５、３７、４４）に供給した調質汚泥を、スクリュー軸（４、３４、４２）に巻き掛けたスクリュー羽根（３、３２、３６、４１、４３）で移送しながら脱水し、排出口（２１、３５、４９）から脱水ケーキを取出すスクリュープレス（１、１ａ、１ｂ）において、スクリュー軸（４、３４、４２）の軸線（ａ）を外筒スクリーン（２、３３、３９）の中心線（ｂ）から偏芯させて配設し、スクリュー軸（４、３４、４２）に巻き掛けたスクリュー羽根（３、３２、３６、４１、４３）を外筒スクリーン（２、３３、３９）の内周面に摺接させることを特徴とするスクリュープレス。
【請求項２】
上記ろ過室（５、３７、４４）の排出口（２１、３５、４９）で外筒スクリーン（２、３３、３９）の中心線（ｂ）とスクリュー軸（４、３４、４２）の軸線（ａ）を交差させ、ろ過室（５、３７、４４）の汚泥供給側でスクリュー軸（４、３４、４２）の軸線（ａ）を外筒スクリーン（２、３３、３９）の中心線（ｂ）から偏芯させたことを特徴とする請求項１に記載のスクリュープレス。
【請求項３】
上記スクリュー軸（４、３４、４２）に原液の供給路（１２、３８、４５）を内設し、供給路（１２、３８、４５）に連通する供給口（１２ａ、３８ａ、４５ａ）からろ過室（５、３７、４４）に調質汚泥を供給することを特徴とする請求項１または２に記載のスクリュープレス。
【請求項４】
上記スクリュー羽根（３、４１）を巻き掛けた前半部の濃縮ゾーン（Ａ）のスクリュー軸（４、４２）に、位相をずらせて同ピッチのスクリュー羽根（３２、４３）を巻き掛けたことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のスクリュープレス。
【請求項５】
上記外筒スクリーン（２）に張設したスクリーン（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）の微細孔の大きさを、調質汚泥の供給側からケーキの排出側に向かって段階的に縮小したことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のスクリュープレス。
【請求項６】
上記スクリュー軸（４、４２）は汚泥の供給側からケーキの排出側に向って拡大し、外筒スクリーン（２、３９）とスクリュー軸（４、４２）の間に形成するろ過室（５，４４）の容積を排出側に向って減少させたことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載のスクリュープレス。
【請求項７】
上記スクリュー軸（３４）を円筒状に構成してあることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載のスクリュープレス。
【請求項８】
上記外筒スクリーン（３９）に中間軸受（４０）を配設して、前半部の濃縮ゾーン（Ａ）の外筒スクリーン（３９ａ）と後半部のろ過・脱水ゾーン（Ｂ）の外筒スクリーン（３９ｂ）に分割して、濃縮ゾーン（Ａ）の外筒スクリーン（３９ａ）とろ過・脱水ゾーン（Ｂ）の外筒スクリーン（３９ｂ）を個別に回転自在に配設したことを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載のスクリュープレス。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−１１０６６１（Ｐ２０１０−１１０６６１Ａ）
【公開日】平成２２年５月２０日（２０１０．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２８２８００（Ｐ２００８−２８２８００）
【出願日】平成２０年１１月４日（２００８．１１．４）
【出願人】（０００１９７７４６）株式会社石垣 (116)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月２０日（２０１０．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月４日（２００８．１１．４）
【出願人】（０００１９７７４６）株式会社石垣 (116)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]