汚泥濃縮装置
【課題】スクリューの回転速度を濾過面の清掃に必要な速度に維持しつつ、濾過筒内の圧力上昇を抑えて固形成分のリークの発生を抑えることによって、濃縮汚泥濃度と固形物回収率の向上を図ることができる汚泥濃縮装置を提供すること。
【解決手段】濾過筒３の内部にスパイラルスクリューを回転可能に収容し、該スパイラルスクリューを回転駆動することによって、汚泥凝集槽９から前記濾過筒３内に導入される汚泥を搬送しながら、該汚泥に含まれる水分を前記濾過筒３の濾過面３ａを通過させて分離液として外部に排出して汚泥を濃縮するとともに、濾過筒３の内部より濃縮された汚泥を排出する汚泥濃縮装置１において、前記スパイラルスクリューを、軸が無く中心部が空洞状のシャフトレススクリュー１４で構成する。
【解決手段】濾過筒３の内部にスパイラルスクリューを回転可能に収容し、該スパイラルスクリューを回転駆動することによって、汚泥凝集槽９から前記濾過筒３内に導入される汚泥を搬送しながら、該汚泥に含まれる水分を前記濾過筒３の濾過面３ａを通過させて分離液として外部に排出して汚泥を濃縮するとともに、濾過筒３の内部より濃縮された汚泥を排出する汚泥濃縮装置１において、前記スパイラルスクリューを、軸が無く中心部が空洞状のシャフトレススクリュー１４で構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、濾過筒内でスパイラルスクリューを回転駆動することによって、汚泥凝集槽から濾過筒内に導入される汚泥を搬送しながらこれを濃縮するスクリュープレス型の汚泥濃縮装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種汚泥を廃棄又は焼却するため、汚泥を脱水機にて脱水処理することが行われるが、脱水機の処理能力のみで汚泥の脱水を効率良く行うことはできない。このため、汚泥の脱水機による脱水処理に先立って、汚泥を凝集剤で凝集させ、この凝集された汚泥（凝集汚泥）から水分を分離して汚泥を濃縮することが行われ、これを実施するための汚泥濃縮装置が種々提案されて実用に供されている。
【０００３】
ところで、汚泥濃縮装置には、大別してロータリスクリーン型とスクリュープレス型があるが、本出願人が先に提案したスクリュープレス型の汚泥濃縮装置の一例を図８に示す（特許文献１参照）。
【０００４】
即ち、図８は従来の汚泥濃縮装置１’の基本構成を示す概略図であり、図示の汚泥濃縮装置１’は、密閉構造を有する円筒タンク状の外筒２の内部に円筒状の濾過筒３を縦方向に配置し、該濾過筒３内にスパイラルスクリュー４を回転可能に収容して構成されている。
【０００５】
ここで、上記濾過筒３の前記外筒２内の臨む部位の周面は、パンチングプレート又はウェッジワイヤー等から成る濾過面３ａを構成しており、濾過筒３の下部側方からは濃縮汚泥排出管５が導出しており、その途中には濃縮汚泥ポンプ６が設けられている。又、前記外筒２の側部からは分離液排出管７が導出しており、この分離液排出管７は、外筒２への接続部から上方へ立ち上げられ、その排出部の高さはｈ２
に設定されている。
【０００６】
又、前記スパイラルスクリュー４は、回転軸４ａにスクリュー羽根４ｂを螺旋状に巻装して構成されており、回転軸４ａには、駆動源としてのモータ８が連結されている。尚、スパイラルスクリュー４の外径は濾過筒３の濾過面３ａの内径よりも僅かに小さく設定されており、スパイラルスクリュー４の外周縁と濾過筒３の濾過面３ａとの間には微小隙間が形成されている。
【０００７】
他方、９は上面が開口した円筒タンク状の汚泥凝集槽であり、その内部には汚泥が収容されている。そして、この汚泥には凝集剤が添加され、モータ１０によって回転駆動される攪拌機１１によって汚泥と凝集剤が撹拌されることによって、汚泥は、これに含まれる固形成分が凝集されて凝集汚泥となる。
【０００８】
又、汚泥凝集槽９の上部側方から略水平に延びる凝集汚泥導入管１２は、前記濾過筒３の上端部側方に接続されている。
【０００９】
而して、前記濾過筒３の液位ｈ3 は前記汚泥凝集槽９の液位ｈ1 よりも低く（ｈ3 ＜ｈ1 ）設定され、両液位ｈ1 ，ｈ3 の差（ヘッド差）Δｈ13（＝ｈ1 −ｈ3 ）に基づく差圧によって、汚泥凝集槽９内の凝集汚泥が凝集汚泥導入管１２を通って濾過筒３内にその上部から導入される。
【００１０】
前記スパイラルスクリュー４は、モータ８によって濾過筒３内で所定の速度で回転駆動されており、濾過筒３内に導入された凝縮汚泥は、回転するスパイラルスクリュー４によって下方へと搬送されるとともに、これに含まれる水分が濾過筒３の濾過面３ａを通過して外筒２内に分離液として収容される。ここで、前記分離液排出管７の排出部の高さｈ2 は濾過筒３の液位ｈ3 よりも低く（ｈ2 ＜ｈ3 ）設定されているため、両者ｈ3 ，ｈ2 の差（ヘッド差）Δｈ32（＝ｈ3 −ｈ2 ）に基づく差圧を濾過圧力として、凝集汚泥から分離された水分が濾過筒３の濾過面３ａを通過して外筒２内に分離液として収容される。又、この場合、外筒２は、汚泥凝集槽９の液位ｈ1 よりも下方に配置されているため、外筒２内に収容される分離液は外筒２内に充満し、この分離液中に濾過筒３の濾過面３ａが埋没することとなる。
【００１１】
そして、外筒２内に収容された分離液は、分離液排出管７を通って外部へと排出される。又、スパイラルスクリュー４の回転によって濾過筒３内を下方へと搬送される凝集汚泥は、その途中で水分が分離されることによって濃縮されて濃縮汚泥となり、この濃縮汚泥は、濃縮汚泥ポンプ６によって濃縮汚泥排出管５を通って外部へと排出され、不図示の脱水機による脱水処理に供される。
【００１２】
而して、以上説明した汚泥濃縮装置１’においては、前述のように濾過筒３の濾過面３ａが外筒２内の分離液中に埋没すると、該濾過面３ａは、その全面が凝集汚泥から水分を分離するために供されるため、その分離能率が高められて濾過筒３、延ては汚泥濃縮装置１’全体の小型化が図られる。
【００１３】
又、濾過筒３の濾過面３ａでの濾過圧力は、濾過筒３内の液位ｈ３ と分離液排出管７の排出部の高さｈ2 との差Δｈ32（＝ｈ3 −ｈ2 ）に基づく差圧によって決定されるため、分離排出管７の排出部の液位ｈ2 を任意に設定することによって濾過圧力を最適値に保つことができ、濾過筒３の濾過面３ａにおける固形成分のリークが抑制され、この固形成分のリークを防止するために凝集剤の添加量を多くする必要もなくなる。
【００１４】
更に、スパイラルスクリュー４は、濾過筒３の濾過面３ａとの間に微小隙間を形成して濾過筒３内を回転するため、濾過面３ａの内面がスパイラルスクリュー４によって清掃され、濾過面３ａに固形成分が付着しても、この固形成分はスパイラルスクリュー４によって掻き取られる。このため、濾過面３ａに目詰まりが発生せず、該濾過面３ａは、その本来の濾過機能を安定的に果たすことができる。
【００１５】
【特許文献１】特開２００３−１６４８９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
ところで、汚泥濃縮装置において、濾過筒内で回転するスパイラルスクリューの機能としては、
１）濾過の進行に伴って濾過面に付着する固形成分等を除去して濾過面を更新する機能
２）凝縮汚泥を濾過筒内で搬送する機能
が挙げられるが、濾過面を清掃するためには、スパイラルスクリューを或る程度速く回転させる必要があり、通常の運転では、スパイラルスクリューの回転速度としては３０ｒｐｍ（濾過面が２秒に１回掻き取られる程度の速度）程度が望ましい。
【００１７】
又、スパイラルスクリューによる凝集汚泥の搬送においては、例えば濃度０．５％の汚泥を濃度５％まで濃縮する場合には、固形物当たりの汚泥の容積は１／１０まで減少する。従って、スパイラルスクリューによる凝集汚泥の搬送量が汚泥濃縮装置の入口と出口で等しいものと仮定すると、出口での固形物の搬送量は入口での固形物の搬送量の１０倍となる。
【００１８】
而して、汚泥の濃度が低くて該汚泥の流動性が高い入口付近では、スパイラルスクリューの搬送力が弱く、汚泥は、隣接する前後のスクリュー羽根の間を通って逆流することができるため、スパイラルスクリューの回転速度を速くしても問題は発生しない。
【００１９】
ところが、汚泥の濃縮が進む出口付近では、汚泥の濃度が高くなってスパイラルスクリューの搬送力が強くなるため、濃縮汚泥を出口に向かって押し付ける作用が生じて濾過筒内の圧力が上昇し、この圧力上昇によって汚泥の固形成分が濾過面をリークするという問題が発生する。特に、図８に示した従来の汚泥濃縮装置１’には、図９（スパイラルスクリュー４の横断面図）に示すように、中心部に回転軸４ａが存在するため、出口付近の流動性の低い汚泥が逆流することができず、濾過筒３内の圧力が上昇する。このため、スパイラルスクリュー４の回転速度を濾過面３ａの清掃に必要な速度まで上げることができない。
【００２０】
上記問題は、スパイラルスクリュー４のスクリュー羽根４ｂのピッチを入口から出口に向かって次第に小さくすれば或る程度は解消されるが、スクリュー羽根４ｂのピッチを極端に小さくすることは物理的に不可能であるため、前記問題の解決には限界があった。
【００２１】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、スクリューの回転速度を濾過面の清掃に必要な速度に維持しつつ、濾過筒内の圧力上昇を抑えて固形成分のリークの発生を抑えることによって、濃縮汚泥濃度と固形物回収率の向上を図ることができる汚泥濃縮装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、濾過筒の内部にスパイラルスクリューを回転可能に収容し、該スパイラルスクリューを回転駆動することによって、汚泥凝集槽から前記濾過筒内に導入される汚泥を搬送しながら、該汚泥に含まれる水分を前記濾過筒の濾過面を通過させて分離液として外部に排出して汚泥を濃縮するとともに、濾過筒の内部より濃縮された汚泥を排出する汚泥濃縮装置において、前記スパイラルスクリューを、軸が無く中心部が空洞状のシャフトレススクリューで構成したことを特徴とする。
【００２３】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記濾過筒の濾過面を通過した水分を収容するとともに、該濾過筒を内部に有する外筒と、該外筒内に収容された水分を分離液として外部に排出する排出部とを備え、濾過筒の濾過面を前記汚泥凝集槽の液位よりも下方に配置し、該濾過筒の少なくとも濾過面を前記外筒内の分離液中に埋没させたことを特徴とする。
【００２４】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記分離液の排出部の液位を前記濾過筒の液位よりも下方に位置せしめ、両液位の差を濾過圧力として、汚泥に含まれる水分を前記濾過筒の濾過面を通過させてこれを分離することを特徴とする。
【００２５】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れかに記載の発明において、前記シャフトレススクリューの中心空洞部の外径をスクリュー外径の４０％〜７０％に設定したことを特徴とする。
【００２６】
請求項５記載の発明は、請求項１〜４の何れかに記載の発明において、前記濾過筒の濾過面をパンチングプレートで構成するとともに、その開口率を２０％〜４０％に設定したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
請求項１記載の発明によれば、スパイラルスクリューを、軸が無く中心部が空洞状のシャフトレススクリューで構成したため、汚泥の濃縮が進む出口付近において汚泥の濃度が高くなってスクリューの搬送力が強くなり、或はスクリューの回転速度を濾過面の清掃に必要な速度まで上げたために濾過筒内の圧力が高くなった場合には、濾過筒内の汚泥がシャフトレススクリューの中心空洞部を出口から入口側に向かって逆流するため、濾過筒内での圧力上昇が抑えられ、固定成分のリークの発生が抑えられて濃縮汚泥濃度と固形物回収率の向上が図られるとともに、スクリューを濾過面の清掃に必要な速度で回転させて濾過面の目詰まりを防ぐことができる。
【００２８】
請求項２記載の発明によれば、濾過筒の濾過面を汚泥凝集槽の液位よりも下方に配置して該濾過筒の少なくとも濾過面を外筒内の分離液中に埋没させたため、濾過面は、その全面が凝集汚泥から水分を分離するために供され、その分離能率が高められて濾過筒、延ては汚泥濃縮装置全体の小型化が図られる。
【００２９】
請求項３記載の発明によれば、分離液の排出部の液位と濾過筒の液位の差を濾過圧力とし、この濾過圧力によって汚泥からの水分を濾過筒の濾過面を通過させてこれを分離するようにしたため、分離液の排出部の液位を任意に設定することによって濾過圧力を最適値に保つことができ、濾過筒の濾過面における固形成分のリークを抑制し、この固形成分のリークを防止するために凝集剤の添加量を多くする必要がなくなる。
【００３０】
請求項４記載の発明によれば、シャフトレススクリューの中心空洞部の外径をスクリュー外径の４０％〜７０％に設定したため、中心空洞部の横断面積のスクリューの全横断面積に対する比率が１６％〜４９％となり、この中心空洞部を汚泥がスムーズに逆流して濾過筒内での圧力上昇が効果的に抑えられる。
【００３１】
請求項５記載の発明によれば、濾過筒の濾過面をパンチングプレートで構成するとともに、その開口率を２０％〜４０％に設定したため、汚泥の固形成分のリークを抑制しつつ、汚泥に含まれる水分に濾過面を効率良く通過させてこれを分離することができ、高い濃縮汚泥濃度と固形物回収率を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００３３】
図１は本発明に係る汚泥濃縮装置１の基本構成を示す概略図であり、本図においては、図８に示したものと同一要素には同一符号を付しており、以下、それらについての説明は省略する。
【００３４】
本発明に係る汚泥濃縮装置１は、濾過筒３内で回転駆動されるスパイラルスクリューを、軸が無く中心部が空洞状のシャフトレススクリュー１４で構成した点のみが図８に示した従来の汚泥濃縮装置１’とは異なり、その他の構成は従来のそれと同様である。
【００３５】
ここで、シャフトレススクリュー１４の構成とモータ８への連結構造を図２〜図６に基づいて説明する。尚、図２はシャフトレススクリューの斜視図、図３は同シャフトレススクリューの横断面図、図４は同シャフトレススクリューのモータ軸への連結部構造を示す側断面図、図５は図４のＡ−Ａ線断面図、図６は図４のＢ−Ｂ線断面図である。
【００３６】
図２及び図３に示すように、シャフトレススクリュー１４は、図８及び図９に示した従来のスパイラルスクリュー４とは異なり、中心部に回転軸が無く、螺旋状のスパイラル羽根１４ａのみによって構成され、その中心部には高さ方向に長い円筒状の空洞部Ｓが形成されている。ここで、図３に示すシャフトレススクリュー１４の中心空洞部Ｓの外径φＤ２は、スクリュー１４（スクリュー羽根１４ａ）の外径φＤ１の４０％〜７０％（＝（０．４〜０．７）φＤ１）に設定されており、従って、中心空洞部Ｓの横断面積Ａ２のスクリュー１４の全横断面積Ａ１に対する比率Ａ２／Ａ１は１６％〜４９％に設定されている。
【００３７】
而して、図２に示すように、シャフトレススクリュー１４の上端部にはパイプ状のスクリューシャフト１４ｂが溶着されており、シャフトレススクリュー１４は、図４〜図６に示すように、スクリューシャフト１４ｂ及びユニバーサルジョイント１５を介して前記モータ８の出力軸（モータ軸）１６に連結されている。
【００３８】
即ち、図４に示すように、前記ユニバーサルジョイント１５は、スクリューシャフト１４ｂの上端内周に嵌合されて溶着された円筒状のスリーブ１７と、その上方に位置するモータ軸１６の下端外周に嵌合されてボルト１８とワッシャ１９によってモータ軸１６に結着されたスリーブ２０と、両スリーブ１７，２０に内装されたジョイントピン２１を含んで構成されている。そして、このユニバーサルジョイント１５においては、前記スリーブ１７が図４の紙面垂直方向に長いピン２２によってジョイントピン２１の下部に回動可能に連結されており（図６参照）、ピン２２は、スリーブ１７の上部外周に嵌合するカラー２３によって抜け止めが施されている。
【００３９】
又、ジョイントピン２１の上部は、図４の左右方向に長いピン２４によって前記スリーブ２０の下端部に回動可能に連結されており、ピン２４は、スリーブ２０の下部外周に嵌合するカラー２５によって抜け止めが施され、図５に示すように、カラー２５は、ピン２４に対して軸直角方向の相対向する２箇所に螺着された止めネジ２６によってスリーブ２０の下端部外周に固定されている。
【００４０】
従って、シャフトレススクリュー１４は、ユニバーサルジョイント１５によって互いに直交する方向（ピン２２を中心とする図４の左右方向とピン２４を中心とする図４の紙面垂直方向）に回動可能にモータ軸１６に連結されており、モータ軸１６とシャフトレススクリュー１４の回転中心との多少の芯ズレはユニバーサルジョイント１５によって吸収されるため、シャフトレススクリュー１４は、モータ８によって濾過筒３内で振動することなくスムーズに回転駆動される。
【００４１】
ところで、本実施の形態では、濾過筒３の濾過面３ａは、例えば図７（ａ）〜（ｃ）に示すような多孔性のパンチングプレートによって構成されており、パンチングプレートの仕様は表１に示される。即ち、パンチングプレートとしては、板厚０．８ｍｍ〜２．０ｍｍ、孔径φ０．５ｍｍ〜φ２．０ｍｍ、孔ピッチ１．０ｍｍ〜３．０ｍｍ、開口率（＝孔の総面積／プレートの全表面積）２０％〜４０％のものが選定される。尚、本実施の形態では、板厚１．０ｍｍ、孔径φ１．０ｍｍ、孔ピッチ２．０ｍｍ、開口率２３％のパンチングプレートが使用された（図７（ａ）参照）。図７（ｂ）は孔径φ１．３ｍｍ、孔ピッチ２．５ｍｍ、開口率２５．０％のパンチングプレートを示し、図７（ｃ）は孔径φ１．５ｍｍ、孔ピッチ３．０ｍｍ、開口率２３．０％のパンチングプレートを示す。
【００４２】
【表１】
ところで、本実施の形態に係る汚泥濃縮装置１においても、濾過筒３の濾過面３ａを汚泥凝集槽９の液位ｈ1 よりも下方に配置し、該濾過筒３の濾過面３ａを外筒２内の分離液中に埋没させている。
【００４３】
而して、上面が開口した汚泥凝集槽９内に収容された汚泥に凝集剤が添加され、モータ１０によって回転駆動される攪拌機１１によって汚泥と凝集剤が撹拌されることによって、汚泥は、これに含まれる固形成分が凝集されて凝集汚泥となる。
【００４４】
ここで、濾過筒３の液位ｈ3 は汚泥凝集槽９の液位ｈ1 よりも低く（ｈ3 ＜ｈ1 ）設定されているため、両液位ｈ1 ，ｈ3 の差（ヘッド差）Δｈ13（＝ｈ1 −ｈ3 ）に基づく差圧によって、汚泥凝集槽９内の凝集汚泥が凝集汚泥導入管１２を通って濾過筒３内にその上部から導入される。
【００４５】
又、シャフトレススクリュー１４は、モータ８によって濾過筒３内で所定の速度で回転駆動されており、濾過筒３内に導入された凝縮汚泥は、回転するシャフトレススクリュー１４によって下方へと搬送されるとともに、これに含まれる水分が濾過筒３の濾過面３ａを通過して外筒２内に分離液として収容される。ここで、前記分離液排出管７の排出部の高さｈ2 は濾過筒３の液位ｈ3 よりも低く（ｈ2 ＜ｈ3 ）設定されているため、両者ｈ3 ，ｈ2 の差（ヘッド差）Δｈ32（＝ｈ3 −ｈ2 ）に基づく差圧を濾過圧力として、凝集汚泥から分離された水分が濾過筒３の濾過面３ａを通過して外筒２内に分離液として収容される。又、この場合、外筒２は、汚泥凝集槽９の液位ｈ1 よりも下方に配置されているため、外筒２内に収容される分離液は外筒２内に充満し、この分離液中に濾過筒３の濾過面３ａが埋没することとなる。
【００４６】
そして、外筒２内に収容された分離液は、分離液排出管７を通って外部へと排出される。又、シャフトレススクリュー１４の回転によって濾過筒３内を下方へと搬送される凝集汚泥は、その途中で水分が分離されることによって濃縮されて濃縮汚泥となり、この濃縮汚泥は、濃縮汚泥ポンプ６によって濃縮汚泥排出管５を通って外部へと排出され、不図示の脱水機による脱水処理に供される。
【００４７】
而して、本実施の形態に係る汚泥濃縮装置１においては、汚泥の搬送手段として、軸が無く中心部が空洞状のシャフトレススクリュー１４を使用したため、汚泥の濃縮が進む出口付近において汚泥の濃度が高くなってスクリュー１４の搬送力が強くなり、或はスクリュー１４の回転速度を濾過面３ａの清掃に必要な速度まで上げたために濾過筒３内の圧力が高くなった場合には、濾過筒３内の汚泥がシャフトレススクリュー１４の中心空洞部Ｓを出口側から入口側に向かって上方へと逆流するため、濾過筒３内での圧力上昇が抑えられ、固形成分のリークの発生が抑えられて濃縮汚泥濃度と固形物回収率の向上が図られるとともに、シャフトレススクリュー１４を濾過面３ａの清掃に必要な速度で回転させて濾過面３ａの目詰まりを防ぐことができる。
【００４８】
又、濾過筒３の濾過面３ａを汚泥凝集槽９の液位ｈ1 よりも下方に配置して該濾過筒３の少なくとも濾過面３ａを外筒２内の分離液中に埋没させたため、濾過面３ａは、その全面が凝集汚泥から水分を分離するために供され、その分離能率が高められて濾過筒３、延ては汚泥濃縮装置１全体の小型化が図られる。
【００４９】
更に、分離液排出管７の排出部の液位ｈ2 と濾過筒３の液位ｈ3 の差Δｈ32（＝ｈ3 −ｈ2 ）を濾過圧力とし、この濾過圧力によって汚泥からの水分に濾過筒３の濾過面３ａを通過させてこれを分離するようにしたため、分離液排出管７の排出部の液位ｈ2 を任意に設定することによって濾過圧力を最適値に保つことができ、濾過筒３の濾過面３ａにおける固形成分のリークを抑制し、この固形成分のリークを防止するために凝集剤の添加量を多くする必要がなくなる。
【００５０】
又、本実施の形態では、シャフトレススクリュー１４の中心空洞部Ｓの外径φＤ２をスクリュー１４（スクリュー羽根１４ａ）外径φＤ１の４０％〜７０％に設定したため、中心空洞部Ｓの横断面積Ａ２のスクリュー１４の全横断面積Ａ１に対する比率Ａ２／Ａ１が１６％〜４９％となり、この中心空洞部Ｓを汚泥がスムーズに逆流して濾過筒３内での圧力上昇が効果的に抑えられる。
【００５１】
その他、本実施の形態では、濾過筒３の濾過面３ａをパンチングプレートで構成するとともに、その開口率を２０％〜４０％に設定したため、汚泥の固形成分のリークを抑制しつつ、汚泥に含まれる水分に濾過面３ａを効率良く通過させてこれを分離することができ、高い濃縮汚泥濃度と固形物回収率（ＳＳ回収率）を確保することができる。
【００５２】
尚、本実施の形態に係る汚泥濃縮装置１においては、濾過筒３をその長手方向が略垂直になるように設置したが、長手方向が略水平になるように設置しても良い。
【００５３】
次に、本発明の実施例を比較例と対比して具体的に説明するが、以下に挙げる実施例は本発明を何ら限定する趣旨のものではない。
【実施例１】
【００５４】
図１に示す本発明に係る汚泥濃縮装置１と図８に示す従来の汚泥濃縮装置１’を並設し、下水をオキシデーションディッチで処理した余剰汚泥を濃縮する運転を下記条件にて行った。
【００５５】
＜運転条件＞
原汚泥濃度：平均１．０％
高分子凝集剤添加率：０．７％／ＴＳ
＜運転結果＞
本実施例及び比較例について表２に示す運転結果が得られた。
【００５６】
【表２】
本実施例では、シャフトレススクリュー１４の回転速度を高くすることが可能となり、濾過筒３の濾過面３ａの清掃と更新が促進されたために処理量を増やすことができた。又、濾過筒３の出口付近の圧力上昇が抑えられたため、高い固形物回収率を確保しながら濃縮汚濃度を高めることができた。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明は、前記特開２００３−１６４８９９号公報に記載された汚泥濃縮装置以外の他のスクリュープレス型の汚泥濃縮装置に対して適用可能であって、その処理対象である汚泥の種類を問わない。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明に係る汚泥濃縮装置の基本構成を示す概略図である。
【図２】本発明に係る汚泥濃縮装置のシャフトレススクリューの斜視図である。
【図３】本発明に係る汚泥濃縮装置のシャフトレススクリューの横断面図である。
【図４】本発明に係る汚泥濃縮装置におけるシャフトレススクリューのモータ軸への連結構造を示す側断面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ線断面図である。
【図６】図４のＢ−Ｂ線断面図である。
【図７】各種仕様のパンチングプレートを示す図である。
【図８】従来の汚泥濃縮装置の基本構成を示す概略図である。
【図９】従来の汚泥濃縮装置のスパイラルスクリューの横断面図である。
【符号の説明】
【００５９】
１ 汚泥濃縮装置
２ 外筒
３ 濾過筒
３ａ 濾過面
４ スパイラルスクリュー
５ 濃縮汚泥排出管
６ 濃縮汚泥ポンプ
７ 分離液排出管
８ モータ
９ 汚泥凝集槽
１０ モータ
１１ 撹拌機
１２ 凝集汚泥導入管
１４ シャフトレススクリュー
１５ ユニバーサルジョイント
１６ モータ軸
φＤ１ シャフトレススクリューの外径
φＤ２ シャフトレススクリューの中心空洞部の外径
ｈ1 汚泥凝集槽の液位
ｈ2 分離液排出管の液位
ｈ3 濾過筒の液位
Ｓ シャフトレススクリューの中心空洞部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、濾過筒内でスパイラルスクリューを回転駆動することによって、汚泥凝集槽から濾過筒内に導入される汚泥を搬送しながらこれを濃縮するスクリュープレス型の汚泥濃縮装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種汚泥を廃棄又は焼却するため、汚泥を脱水機にて脱水処理することが行われるが、脱水機の処理能力のみで汚泥の脱水を効率良く行うことはできない。このため、汚泥の脱水機による脱水処理に先立って、汚泥を凝集剤で凝集させ、この凝集された汚泥（凝集汚泥）から水分を分離して汚泥を濃縮することが行われ、これを実施するための汚泥濃縮装置が種々提案されて実用に供されている。
【０００３】
ところで、汚泥濃縮装置には、大別してロータリスクリーン型とスクリュープレス型があるが、本出願人が先に提案したスクリュープレス型の汚泥濃縮装置の一例を図８に示す（特許文献１参照）。
【０００４】
即ち、図８は従来の汚泥濃縮装置１’の基本構成を示す概略図であり、図示の汚泥濃縮装置１’は、密閉構造を有する円筒タンク状の外筒２の内部に円筒状の濾過筒３を縦方向に配置し、該濾過筒３内にスパイラルスクリュー４を回転可能に収容して構成されている。
【０００５】
ここで、上記濾過筒３の前記外筒２内の臨む部位の周面は、パンチングプレート又はウェッジワイヤー等から成る濾過面３ａを構成しており、濾過筒３の下部側方からは濃縮汚泥排出管５が導出しており、その途中には濃縮汚泥ポンプ６が設けられている。又、前記外筒２の側部からは分離液排出管７が導出しており、この分離液排出管７は、外筒２への接続部から上方へ立ち上げられ、その排出部の高さはｈ２
に設定されている。
【０００６】
又、前記スパイラルスクリュー４は、回転軸４ａにスクリュー羽根４ｂを螺旋状に巻装して構成されており、回転軸４ａには、駆動源としてのモータ８が連結されている。尚、スパイラルスクリュー４の外径は濾過筒３の濾過面３ａの内径よりも僅かに小さく設定されており、スパイラルスクリュー４の外周縁と濾過筒３の濾過面３ａとの間には微小隙間が形成されている。
【０００７】
他方、９は上面が開口した円筒タンク状の汚泥凝集槽であり、その内部には汚泥が収容されている。そして、この汚泥には凝集剤が添加され、モータ１０によって回転駆動される攪拌機１１によって汚泥と凝集剤が撹拌されることによって、汚泥は、これに含まれる固形成分が凝集されて凝集汚泥となる。
【０００８】
又、汚泥凝集槽９の上部側方から略水平に延びる凝集汚泥導入管１２は、前記濾過筒３の上端部側方に接続されている。
【０００９】
而して、前記濾過筒３の液位ｈ3 は前記汚泥凝集槽９の液位ｈ1 よりも低く（ｈ3 ＜ｈ1 ）設定され、両液位ｈ1 ，ｈ3 の差（ヘッド差）Δｈ13（＝ｈ1 −ｈ3 ）に基づく差圧によって、汚泥凝集槽９内の凝集汚泥が凝集汚泥導入管１２を通って濾過筒３内にその上部から導入される。
【００１０】
前記スパイラルスクリュー４は、モータ８によって濾過筒３内で所定の速度で回転駆動されており、濾過筒３内に導入された凝縮汚泥は、回転するスパイラルスクリュー４によって下方へと搬送されるとともに、これに含まれる水分が濾過筒３の濾過面３ａを通過して外筒２内に分離液として収容される。ここで、前記分離液排出管７の排出部の高さｈ2 は濾過筒３の液位ｈ3 よりも低く（ｈ2 ＜ｈ3 ）設定されているため、両者ｈ3 ，ｈ2 の差（ヘッド差）Δｈ32（＝ｈ3 −ｈ2 ）に基づく差圧を濾過圧力として、凝集汚泥から分離された水分が濾過筒３の濾過面３ａを通過して外筒２内に分離液として収容される。又、この場合、外筒２は、汚泥凝集槽９の液位ｈ1 よりも下方に配置されているため、外筒２内に収容される分離液は外筒２内に充満し、この分離液中に濾過筒３の濾過面３ａが埋没することとなる。
【００１１】
そして、外筒２内に収容された分離液は、分離液排出管７を通って外部へと排出される。又、スパイラルスクリュー４の回転によって濾過筒３内を下方へと搬送される凝集汚泥は、その途中で水分が分離されることによって濃縮されて濃縮汚泥となり、この濃縮汚泥は、濃縮汚泥ポンプ６によって濃縮汚泥排出管５を通って外部へと排出され、不図示の脱水機による脱水処理に供される。
【００１２】
而して、以上説明した汚泥濃縮装置１’においては、前述のように濾過筒３の濾過面３ａが外筒２内の分離液中に埋没すると、該濾過面３ａは、その全面が凝集汚泥から水分を分離するために供されるため、その分離能率が高められて濾過筒３、延ては汚泥濃縮装置１’全体の小型化が図られる。
【００１３】
又、濾過筒３の濾過面３ａでの濾過圧力は、濾過筒３内の液位ｈ３ と分離液排出管７の排出部の高さｈ2 との差Δｈ32（＝ｈ3 −ｈ2 ）に基づく差圧によって決定されるため、分離排出管７の排出部の液位ｈ2 を任意に設定することによって濾過圧力を最適値に保つことができ、濾過筒３の濾過面３ａにおける固形成分のリークが抑制され、この固形成分のリークを防止するために凝集剤の添加量を多くする必要もなくなる。
【００１４】
更に、スパイラルスクリュー４は、濾過筒３の濾過面３ａとの間に微小隙間を形成して濾過筒３内を回転するため、濾過面３ａの内面がスパイラルスクリュー４によって清掃され、濾過面３ａに固形成分が付着しても、この固形成分はスパイラルスクリュー４によって掻き取られる。このため、濾過面３ａに目詰まりが発生せず、該濾過面３ａは、その本来の濾過機能を安定的に果たすことができる。
【００１５】
【特許文献１】特開２００３−１６４８９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
ところで、汚泥濃縮装置において、濾過筒内で回転するスパイラルスクリューの機能としては、
１）濾過の進行に伴って濾過面に付着する固形成分等を除去して濾過面を更新する機能
２）凝縮汚泥を濾過筒内で搬送する機能
が挙げられるが、濾過面を清掃するためには、スパイラルスクリューを或る程度速く回転させる必要があり、通常の運転では、スパイラルスクリューの回転速度としては３０ｒｐｍ（濾過面が２秒に１回掻き取られる程度の速度）程度が望ましい。
【００１７】
又、スパイラルスクリューによる凝集汚泥の搬送においては、例えば濃度０．５％の汚泥を濃度５％まで濃縮する場合には、固形物当たりの汚泥の容積は１／１０まで減少する。従って、スパイラルスクリューによる凝集汚泥の搬送量が汚泥濃縮装置の入口と出口で等しいものと仮定すると、出口での固形物の搬送量は入口での固形物の搬送量の１０倍となる。
【００１８】
而して、汚泥の濃度が低くて該汚泥の流動性が高い入口付近では、スパイラルスクリューの搬送力が弱く、汚泥は、隣接する前後のスクリュー羽根の間を通って逆流することができるため、スパイラルスクリューの回転速度を速くしても問題は発生しない。
【００１９】
ところが、汚泥の濃縮が進む出口付近では、汚泥の濃度が高くなってスパイラルスクリューの搬送力が強くなるため、濃縮汚泥を出口に向かって押し付ける作用が生じて濾過筒内の圧力が上昇し、この圧力上昇によって汚泥の固形成分が濾過面をリークするという問題が発生する。特に、図８に示した従来の汚泥濃縮装置１’には、図９（スパイラルスクリュー４の横断面図）に示すように、中心部に回転軸４ａが存在するため、出口付近の流動性の低い汚泥が逆流することができず、濾過筒３内の圧力が上昇する。このため、スパイラルスクリュー４の回転速度を濾過面３ａの清掃に必要な速度まで上げることができない。
【００２０】
上記問題は、スパイラルスクリュー４のスクリュー羽根４ｂのピッチを入口から出口に向かって次第に小さくすれば或る程度は解消されるが、スクリュー羽根４ｂのピッチを極端に小さくすることは物理的に不可能であるため、前記問題の解決には限界があった。
【００２１】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、スクリューの回転速度を濾過面の清掃に必要な速度に維持しつつ、濾過筒内の圧力上昇を抑えて固形成分のリークの発生を抑えることによって、濃縮汚泥濃度と固形物回収率の向上を図ることができる汚泥濃縮装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、濾過筒の内部にスパイラルスクリューを回転可能に収容し、該スパイラルスクリューを回転駆動することによって、汚泥凝集槽から前記濾過筒内に導入される汚泥を搬送しながら、該汚泥に含まれる水分を前記濾過筒の濾過面を通過させて分離液として外部に排出して汚泥を濃縮するとともに、濾過筒の内部より濃縮された汚泥を排出する汚泥濃縮装置において、前記スパイラルスクリューを、軸が無く中心部が空洞状のシャフトレススクリューで構成したことを特徴とする。
【００２３】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記濾過筒の濾過面を通過した水分を収容するとともに、該濾過筒を内部に有する外筒と、該外筒内に収容された水分を分離液として外部に排出する排出部とを備え、濾過筒の濾過面を前記汚泥凝集槽の液位よりも下方に配置し、該濾過筒の少なくとも濾過面を前記外筒内の分離液中に埋没させたことを特徴とする。
【００２４】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記分離液の排出部の液位を前記濾過筒の液位よりも下方に位置せしめ、両液位の差を濾過圧力として、汚泥に含まれる水分を前記濾過筒の濾過面を通過させてこれを分離することを特徴とする。
【００２５】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れかに記載の発明において、前記シャフトレススクリューの中心空洞部の外径をスクリュー外径の４０％〜７０％に設定したことを特徴とする。
【００２６】
請求項５記載の発明は、請求項１〜４の何れかに記載の発明において、前記濾過筒の濾過面をパンチングプレートで構成するとともに、その開口率を２０％〜４０％に設定したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
請求項１記載の発明によれば、スパイラルスクリューを、軸が無く中心部が空洞状のシャフトレススクリューで構成したため、汚泥の濃縮が進む出口付近において汚泥の濃度が高くなってスクリューの搬送力が強くなり、或はスクリューの回転速度を濾過面の清掃に必要な速度まで上げたために濾過筒内の圧力が高くなった場合には、濾過筒内の汚泥がシャフトレススクリューの中心空洞部を出口から入口側に向かって逆流するため、濾過筒内での圧力上昇が抑えられ、固定成分のリークの発生が抑えられて濃縮汚泥濃度と固形物回収率の向上が図られるとともに、スクリューを濾過面の清掃に必要な速度で回転させて濾過面の目詰まりを防ぐことができる。
【００２８】
請求項２記載の発明によれば、濾過筒の濾過面を汚泥凝集槽の液位よりも下方に配置して該濾過筒の少なくとも濾過面を外筒内の分離液中に埋没させたため、濾過面は、その全面が凝集汚泥から水分を分離するために供され、その分離能率が高められて濾過筒、延ては汚泥濃縮装置全体の小型化が図られる。
【００２９】
請求項３記載の発明によれば、分離液の排出部の液位と濾過筒の液位の差を濾過圧力とし、この濾過圧力によって汚泥からの水分を濾過筒の濾過面を通過させてこれを分離するようにしたため、分離液の排出部の液位を任意に設定することによって濾過圧力を最適値に保つことができ、濾過筒の濾過面における固形成分のリークを抑制し、この固形成分のリークを防止するために凝集剤の添加量を多くする必要がなくなる。
【００３０】
請求項４記載の発明によれば、シャフトレススクリューの中心空洞部の外径をスクリュー外径の４０％〜７０％に設定したため、中心空洞部の横断面積のスクリューの全横断面積に対する比率が１６％〜４９％となり、この中心空洞部を汚泥がスムーズに逆流して濾過筒内での圧力上昇が効果的に抑えられる。
【００３１】
請求項５記載の発明によれば、濾過筒の濾過面をパンチングプレートで構成するとともに、その開口率を２０％〜４０％に設定したため、汚泥の固形成分のリークを抑制しつつ、汚泥に含まれる水分に濾過面を効率良く通過させてこれを分離することができ、高い濃縮汚泥濃度と固形物回収率を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００３３】
図１は本発明に係る汚泥濃縮装置１の基本構成を示す概略図であり、本図においては、図８に示したものと同一要素には同一符号を付しており、以下、それらについての説明は省略する。
【００３４】
本発明に係る汚泥濃縮装置１は、濾過筒３内で回転駆動されるスパイラルスクリューを、軸が無く中心部が空洞状のシャフトレススクリュー１４で構成した点のみが図８に示した従来の汚泥濃縮装置１’とは異なり、その他の構成は従来のそれと同様である。
【００３５】
ここで、シャフトレススクリュー１４の構成とモータ８への連結構造を図２〜図６に基づいて説明する。尚、図２はシャフトレススクリューの斜視図、図３は同シャフトレススクリューの横断面図、図４は同シャフトレススクリューのモータ軸への連結部構造を示す側断面図、図５は図４のＡ−Ａ線断面図、図６は図４のＢ−Ｂ線断面図である。
【００３６】
図２及び図３に示すように、シャフトレススクリュー１４は、図８及び図９に示した従来のスパイラルスクリュー４とは異なり、中心部に回転軸が無く、螺旋状のスパイラル羽根１４ａのみによって構成され、その中心部には高さ方向に長い円筒状の空洞部Ｓが形成されている。ここで、図３に示すシャフトレススクリュー１４の中心空洞部Ｓの外径φＤ２は、スクリュー１４（スクリュー羽根１４ａ）の外径φＤ１の４０％〜７０％（＝（０．４〜０．７）φＤ１）に設定されており、従って、中心空洞部Ｓの横断面積Ａ２のスクリュー１４の全横断面積Ａ１に対する比率Ａ２／Ａ１は１６％〜４９％に設定されている。
【００３７】
而して、図２に示すように、シャフトレススクリュー１４の上端部にはパイプ状のスクリューシャフト１４ｂが溶着されており、シャフトレススクリュー１４は、図４〜図６に示すように、スクリューシャフト１４ｂ及びユニバーサルジョイント１５を介して前記モータ８の出力軸（モータ軸）１６に連結されている。
【００３８】
即ち、図４に示すように、前記ユニバーサルジョイント１５は、スクリューシャフト１４ｂの上端内周に嵌合されて溶着された円筒状のスリーブ１７と、その上方に位置するモータ軸１６の下端外周に嵌合されてボルト１８とワッシャ１９によってモータ軸１６に結着されたスリーブ２０と、両スリーブ１７，２０に内装されたジョイントピン２１を含んで構成されている。そして、このユニバーサルジョイント１５においては、前記スリーブ１７が図４の紙面垂直方向に長いピン２２によってジョイントピン２１の下部に回動可能に連結されており（図６参照）、ピン２２は、スリーブ１７の上部外周に嵌合するカラー２３によって抜け止めが施されている。
【００３９】
又、ジョイントピン２１の上部は、図４の左右方向に長いピン２４によって前記スリーブ２０の下端部に回動可能に連結されており、ピン２４は、スリーブ２０の下部外周に嵌合するカラー２５によって抜け止めが施され、図５に示すように、カラー２５は、ピン２４に対して軸直角方向の相対向する２箇所に螺着された止めネジ２６によってスリーブ２０の下端部外周に固定されている。
【００４０】
従って、シャフトレススクリュー１４は、ユニバーサルジョイント１５によって互いに直交する方向（ピン２２を中心とする図４の左右方向とピン２４を中心とする図４の紙面垂直方向）に回動可能にモータ軸１６に連結されており、モータ軸１６とシャフトレススクリュー１４の回転中心との多少の芯ズレはユニバーサルジョイント１５によって吸収されるため、シャフトレススクリュー１４は、モータ８によって濾過筒３内で振動することなくスムーズに回転駆動される。
【００４１】
ところで、本実施の形態では、濾過筒３の濾過面３ａは、例えば図７（ａ）〜（ｃ）に示すような多孔性のパンチングプレートによって構成されており、パンチングプレートの仕様は表１に示される。即ち、パンチングプレートとしては、板厚０．８ｍｍ〜２．０ｍｍ、孔径φ０．５ｍｍ〜φ２．０ｍｍ、孔ピッチ１．０ｍｍ〜３．０ｍｍ、開口率（＝孔の総面積／プレートの全表面積）２０％〜４０％のものが選定される。尚、本実施の形態では、板厚１．０ｍｍ、孔径φ１．０ｍｍ、孔ピッチ２．０ｍｍ、開口率２３％のパンチングプレートが使用された（図７（ａ）参照）。図７（ｂ）は孔径φ１．３ｍｍ、孔ピッチ２．５ｍｍ、開口率２５．０％のパンチングプレートを示し、図７（ｃ）は孔径φ１．５ｍｍ、孔ピッチ３．０ｍｍ、開口率２３．０％のパンチングプレートを示す。
【００４２】
【表１】
ところで、本実施の形態に係る汚泥濃縮装置１においても、濾過筒３の濾過面３ａを汚泥凝集槽９の液位ｈ1 よりも下方に配置し、該濾過筒３の濾過面３ａを外筒２内の分離液中に埋没させている。
【００４３】
而して、上面が開口した汚泥凝集槽９内に収容された汚泥に凝集剤が添加され、モータ１０によって回転駆動される攪拌機１１によって汚泥と凝集剤が撹拌されることによって、汚泥は、これに含まれる固形成分が凝集されて凝集汚泥となる。
【００４４】
ここで、濾過筒３の液位ｈ3 は汚泥凝集槽９の液位ｈ1 よりも低く（ｈ3 ＜ｈ1 ）設定されているため、両液位ｈ1 ，ｈ3 の差（ヘッド差）Δｈ13（＝ｈ1 −ｈ3 ）に基づく差圧によって、汚泥凝集槽９内の凝集汚泥が凝集汚泥導入管１２を通って濾過筒３内にその上部から導入される。
【００４５】
又、シャフトレススクリュー１４は、モータ８によって濾過筒３内で所定の速度で回転駆動されており、濾過筒３内に導入された凝縮汚泥は、回転するシャフトレススクリュー１４によって下方へと搬送されるとともに、これに含まれる水分が濾過筒３の濾過面３ａを通過して外筒２内に分離液として収容される。ここで、前記分離液排出管７の排出部の高さｈ2 は濾過筒３の液位ｈ3 よりも低く（ｈ2 ＜ｈ3 ）設定されているため、両者ｈ3 ，ｈ2 の差（ヘッド差）Δｈ32（＝ｈ3 −ｈ2 ）に基づく差圧を濾過圧力として、凝集汚泥から分離された水分が濾過筒３の濾過面３ａを通過して外筒２内に分離液として収容される。又、この場合、外筒２は、汚泥凝集槽９の液位ｈ1 よりも下方に配置されているため、外筒２内に収容される分離液は外筒２内に充満し、この分離液中に濾過筒３の濾過面３ａが埋没することとなる。
【００４６】
そして、外筒２内に収容された分離液は、分離液排出管７を通って外部へと排出される。又、シャフトレススクリュー１４の回転によって濾過筒３内を下方へと搬送される凝集汚泥は、その途中で水分が分離されることによって濃縮されて濃縮汚泥となり、この濃縮汚泥は、濃縮汚泥ポンプ６によって濃縮汚泥排出管５を通って外部へと排出され、不図示の脱水機による脱水処理に供される。
【００４７】
而して、本実施の形態に係る汚泥濃縮装置１においては、汚泥の搬送手段として、軸が無く中心部が空洞状のシャフトレススクリュー１４を使用したため、汚泥の濃縮が進む出口付近において汚泥の濃度が高くなってスクリュー１４の搬送力が強くなり、或はスクリュー１４の回転速度を濾過面３ａの清掃に必要な速度まで上げたために濾過筒３内の圧力が高くなった場合には、濾過筒３内の汚泥がシャフトレススクリュー１４の中心空洞部Ｓを出口側から入口側に向かって上方へと逆流するため、濾過筒３内での圧力上昇が抑えられ、固形成分のリークの発生が抑えられて濃縮汚泥濃度と固形物回収率の向上が図られるとともに、シャフトレススクリュー１４を濾過面３ａの清掃に必要な速度で回転させて濾過面３ａの目詰まりを防ぐことができる。
【００４８】
又、濾過筒３の濾過面３ａを汚泥凝集槽９の液位ｈ1 よりも下方に配置して該濾過筒３の少なくとも濾過面３ａを外筒２内の分離液中に埋没させたため、濾過面３ａは、その全面が凝集汚泥から水分を分離するために供され、その分離能率が高められて濾過筒３、延ては汚泥濃縮装置１全体の小型化が図られる。
【００４９】
更に、分離液排出管７の排出部の液位ｈ2 と濾過筒３の液位ｈ3 の差Δｈ32（＝ｈ3 −ｈ2 ）を濾過圧力とし、この濾過圧力によって汚泥からの水分に濾過筒３の濾過面３ａを通過させてこれを分離するようにしたため、分離液排出管７の排出部の液位ｈ2 を任意に設定することによって濾過圧力を最適値に保つことができ、濾過筒３の濾過面３ａにおける固形成分のリークを抑制し、この固形成分のリークを防止するために凝集剤の添加量を多くする必要がなくなる。
【００５０】
又、本実施の形態では、シャフトレススクリュー１４の中心空洞部Ｓの外径φＤ２をスクリュー１４（スクリュー羽根１４ａ）外径φＤ１の４０％〜７０％に設定したため、中心空洞部Ｓの横断面積Ａ２のスクリュー１４の全横断面積Ａ１に対する比率Ａ２／Ａ１が１６％〜４９％となり、この中心空洞部Ｓを汚泥がスムーズに逆流して濾過筒３内での圧力上昇が効果的に抑えられる。
【００５１】
その他、本実施の形態では、濾過筒３の濾過面３ａをパンチングプレートで構成するとともに、その開口率を２０％〜４０％に設定したため、汚泥の固形成分のリークを抑制しつつ、汚泥に含まれる水分に濾過面３ａを効率良く通過させてこれを分離することができ、高い濃縮汚泥濃度と固形物回収率（ＳＳ回収率）を確保することができる。
【００５２】
尚、本実施の形態に係る汚泥濃縮装置１においては、濾過筒３をその長手方向が略垂直になるように設置したが、長手方向が略水平になるように設置しても良い。
【００５３】
次に、本発明の実施例を比較例と対比して具体的に説明するが、以下に挙げる実施例は本発明を何ら限定する趣旨のものではない。
【実施例１】
【００５４】
図１に示す本発明に係る汚泥濃縮装置１と図８に示す従来の汚泥濃縮装置１’を並設し、下水をオキシデーションディッチで処理した余剰汚泥を濃縮する運転を下記条件にて行った。
【００５５】
＜運転条件＞
原汚泥濃度：平均１．０％
高分子凝集剤添加率：０．７％／ＴＳ
＜運転結果＞
本実施例及び比較例について表２に示す運転結果が得られた。
【００５６】
【表２】
本実施例では、シャフトレススクリュー１４の回転速度を高くすることが可能となり、濾過筒３の濾過面３ａの清掃と更新が促進されたために処理量を増やすことができた。又、濾過筒３の出口付近の圧力上昇が抑えられたため、高い固形物回収率を確保しながら濃縮汚濃度を高めることができた。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明は、前記特開２００３−１６４８９９号公報に記載された汚泥濃縮装置以外の他のスクリュープレス型の汚泥濃縮装置に対して適用可能であって、その処理対象である汚泥の種類を問わない。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明に係る汚泥濃縮装置の基本構成を示す概略図である。
【図２】本発明に係る汚泥濃縮装置のシャフトレススクリューの斜視図である。
【図３】本発明に係る汚泥濃縮装置のシャフトレススクリューの横断面図である。
【図４】本発明に係る汚泥濃縮装置におけるシャフトレススクリューのモータ軸への連結構造を示す側断面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ線断面図である。
【図６】図４のＢ−Ｂ線断面図である。
【図７】各種仕様のパンチングプレートを示す図である。
【図８】従来の汚泥濃縮装置の基本構成を示す概略図である。
【図９】従来の汚泥濃縮装置のスパイラルスクリューの横断面図である。
【符号の説明】
【００５９】
１ 汚泥濃縮装置
２ 外筒
３ 濾過筒
３ａ 濾過面
４ スパイラルスクリュー
５ 濃縮汚泥排出管
６ 濃縮汚泥ポンプ
７ 分離液排出管
８ モータ
９ 汚泥凝集槽
１０ モータ
１１ 撹拌機
１２ 凝集汚泥導入管
１４ シャフトレススクリュー
１５ ユニバーサルジョイント
１６ モータ軸
φＤ１ シャフトレススクリューの外径
φＤ２ シャフトレススクリューの中心空洞部の外径
ｈ1 汚泥凝集槽の液位
ｈ2 分離液排出管の液位
ｈ3 濾過筒の液位
Ｓ シャフトレススクリューの中心空洞部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
濾過筒の内部にスパイラルスクリューを回転可能に収容し、該スパイラルスクリューを回転駆動することによって、汚泥凝集槽から前記濾過筒内に導入される汚泥を搬送しながら、該汚泥に含まれる水分を前記濾過筒の濾過面を通過させて分離液として外部に排出して汚泥を濃縮するとともに、濾過筒の内部より濃縮された汚泥を排出する汚泥濃縮装置において、
前記スパイラルスクリューを、軸が無く中心部が空洞状のシャフトレススクリューで構成したことを特徴とする汚泥濃縮装置。
【請求項２】
前記濾過筒の濾過面を通過した水分を収容するとともに、該濾過筒を内部に有する外筒と、該外筒内に収容された水分を分離液として外部に排出する排出部とを備え、濾過筒の濾過面を前記汚泥凝集槽の液位よりも下方に配置し、該濾過筒の少なくとも濾過面を前記外筒内の分離液中に埋没させたことを特徴とする請求項１記載の汚泥濃縮装置。
【請求項３】
前記分離液の排出部の液位を前記濾過筒の液位よりも下方に位置せしめ、両液位の差を濾過圧力として、汚泥に含まれる水分を前記濾過筒の濾過面を通過させてこれを分離することを特徴とする請求項１又は２記載の汚泥濃縮装置。
【請求項４】
前記シャフトレススクリューの中心空洞部の外径をスクリュー外径の４０％〜７０％に設定したことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の汚泥濃縮装置。
【請求項５】
前記濾過筒の濾過面をパンチングプレートで構成するとともに、その開口率を２０％〜４０％に設定したことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の汚泥濃縮装置。
【請求項１】
濾過筒の内部にスパイラルスクリューを回転可能に収容し、該スパイラルスクリューを回転駆動することによって、汚泥凝集槽から前記濾過筒内に導入される汚泥を搬送しながら、該汚泥に含まれる水分を前記濾過筒の濾過面を通過させて分離液として外部に排出して汚泥を濃縮するとともに、濾過筒の内部より濃縮された汚泥を排出する汚泥濃縮装置において、
前記スパイラルスクリューを、軸が無く中心部が空洞状のシャフトレススクリューで構成したことを特徴とする汚泥濃縮装置。
【請求項２】
前記濾過筒の濾過面を通過した水分を収容するとともに、該濾過筒を内部に有する外筒と、該外筒内に収容された水分を分離液として外部に排出する排出部とを備え、濾過筒の濾過面を前記汚泥凝集槽の液位よりも下方に配置し、該濾過筒の少なくとも濾過面を前記外筒内の分離液中に埋没させたことを特徴とする請求項１記載の汚泥濃縮装置。
【請求項３】
前記分離液の排出部の液位を前記濾過筒の液位よりも下方に位置せしめ、両液位の差を濾過圧力として、汚泥に含まれる水分を前記濾過筒の濾過面を通過させてこれを分離することを特徴とする請求項１又は２記載の汚泥濃縮装置。
【請求項４】
前記シャフトレススクリューの中心空洞部の外径をスクリュー外径の４０％〜７０％に設定したことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の汚泥濃縮装置。
【請求項５】
前記濾過筒の濾過面をパンチングプレートで構成するとともに、その開口率を２０％〜４０％に設定したことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の汚泥濃縮装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００６−７５６７５（Ｐ２００６−７５６７５Ａ）
【公開日】平成１８年３月２３日（２００６．３．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２５９８７３（Ｐ２００４−２５９８７３）
【出願日】平成１６年９月７日（２００４．９．７）
【出願人】（０００００１０６３）栗田工業株式会社 (1,536)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年３月２３日（２００６．３．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年９月７日（２００４．９．７）
【出願人】（０００００１０６３）栗田工業株式会社 (1,536)
【Ｆターム（参考）】
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