特開 2023-168768 スクリュープレスの運転方法、およびスクリュープレス

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023168768

(43)【公開日】2023-11-29

(54)【発明の名称】スクリュープレスの運転方法、およびスクリュープレス

(51)【国際特許分類】

   B30B 9/16 20060101AFI20231121BHJP

   C02F 11/125 20190101ALI20231121BHJP

   B01D 29/17 20060101ALI20231121BHJP

   B01D 24/48 20060101ALI20231121BHJP

【ＦＩ】

B30B9/16 ZAB

C02F11/125

B01D29/30 501

B01D29/36 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022080063

(22)【出願日】2022-05-16

(71)【出願人】

【識別番号】591030651

【氏名又は名称】水ｉｎｇ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100118500

【弁理士】

【氏名又は名称】廣澤 哲也

(74)【代理人】

【識別番号】100091498

【弁理士】

【氏名又は名称】渡邉 勇

(72)【発明者】

【氏名】島本 仙

(72)【発明者】

【氏名】鎌田 晃人

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 真祐子

(72)【発明者】

【氏名】大津 秋人

【テーマコード（参考）】

4D059

4D116

【Ｆターム（参考）】

4D059AA03

4D059BE04

4D059BE15

4D059BE26

4D059CB06

4D059CB07

4D059EA20

4D059EB20

4D116BB01

4D116BC27

4D116BC45

4D116BC48

4D116DD06

4D116FF17B

4D116GG02

4D116KK04

4D116QA55C

4D116QA55F

4D116QC04C

4D116QC36

4D116QC39

4D116VV12

(57)【要約】

【課題】プラグケーキと第２スクリューとの供回りを回避することにより、素早く定常運転に到達させることが可能なスクリュープレスの運転方法を提供する。
【解決手段】スクリュープレスの運転方法では、第１スクリュー３および第２スクリュー４が所定の回転速度で回転される定常運転を開始する前に、低差速運転と、差速調整運転とを実施する。低差速運転は、第２スクリュー４が配置されるプラグケーキ形成領域１Ｂ内のプラグケーキの硬さを、該プラグケーキが第２スクリュー４と供回りしない硬さまで低下させる運転である。差速調整運転は、低差速運転時の第２スクリュー４の回転速度を、定常運転時の第２スクリュー４の回転速度まで段階的に減少させる運転である。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

液体含有物が投入されるろ過筒と、前記ろ過筒内で、該ろ過筒と同心状に配置され、前記液体含有物を所定の移送方向に移送する第１スクリューおよび第２スクリューと、前記第１スクリューを回転させる第１回転機構と、前記第１スクリューとは独立に前記第２スクリューを回転させる第２回転機構と、を備えたスクリュープレスの運転方法であって、
前記第１スクリューおよび前記第２スクリューが所定の回転速度で回転される定常運転を開始する前に、低差速運転と、差速調整運転とを実施し、
前記低差速運転は、前記第２スクリューが配置されるプラグケーキ形成領域内のプラグケーキの硬さを、該プラグケーキが第２スクリューと供回りしない硬さまで低下させる運転であり、
前記差速調整運転は、前記低差速運転時の前記第２スクリューの回転速度を、前記定常運転時の第２スクリューの回転速度まで段階的に減少させる運転である、スクリュープレスの運転方法。

【請求項2】

前記低差速運転の前に、前記プラグ形成領域内のプラグケーキの圧力を確認し、
前記プラグケーキの圧力が所定のしきい値よりも小さい場合に、汚泥充填運転を実施し、
前記汚泥充填運転は、前記プラグケーキの圧力が前記しきい値を超えるまで、前記第２スクリューを回転させずに、前記第１スクリューのみを所定の回転速度で回転させるか、または前記第２スクリューを前記低差速運転時の回転速度よりも低い回転速度で回転させつつ、前記第１スクリューを前記所定の回転速度で回転させる運転である、請求項１に記載のスクリュープレスの運転方法。

【請求項3】

前記低差速運転における前記第２スクリューの回転速度は、前記定常運転における前記第１スクリューの回転速度に対して０．６～０．９倍の範囲にある、請求項１に記載のスクリュープレスの運転方法。

【請求項4】

前記低差速運転の運転時間は、１～２０分の範囲にある、請求項３に記載のスクリュープレスの運転方法。

【請求項5】

前記差速調整運転で、前記第２スクリューの回転速度を前記低差速運転時の回転速度から前記定常運転時の第２スクリューの回転速度まで低減させる段数は、３～１０の範囲にある、請求項１に記載のスクリュープレスの運転方法。

【請求項6】

前記差速調整運転の各段の運転時間は、１～２０分の範囲にある、請求項５に記載のスクリュープレスの運転方法。

【請求項7】

液体含有物が投入されるろ過筒と、
前記ろ過筒内で、該ろ過筒と同心状に配置され、前記液体含有物を所定の移送方向に移送する第１スクリューおよび第２スクリューと、
前記第１スクリューを回転させる第１回転機構と、
前記第１スクリューとは独立に前記第２スクリューを回転させる第２回転機構と、
前記第１回転機構と前記第２回転機構の動作を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記第１スクリューおよび前記第２スクリューが所定の回転速度で回転される定常運転を開始する前に、低差速運転と、差速調整運転とを実施し、
前記低差速運転は、前記第２スクリューが配置されるプラグケーキ形成領域内のプラグケーキの硬さを、該プラグケーキが第２スクリューと供回りしない硬さまで低下させる運転であり、
前記差速調整運転は、前記低差速運転時の前記第２スクリューの回転速度を、前記定常運転時の第２スクリューの回転速度まで段階的に減少させる運転である、スクリュープレス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、汚泥などの液体含有物を圧搾して該液体含有物から液体を分離するスクリュープレスの運転方法、およびスクリュープレスに関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、上下水処理場、し尿処理場などの液体処理施設から排出される汚泥（液体含有物）を圧搾して、該汚泥から水を分離する（すなわち、脱水する）装置として、スクリュープレスが知られている。このスクリュープレスは、スクリーン（多孔板）から形成されたろ過筒と、ろ過筒の内部に配置されたスクリューとを備える。スクリューは、ろ過筒と同心状に配置されたスクリュー軸と、スクリュー軸の外面に固定されたスクリュー羽根と、を有している。スクリュー軸に連結された回転機構によって、スクリュー羽根を回転させることにより、ろ過筒に投入された汚泥を圧搾し、脱水する。ろ過筒の下流側開口端には、汚泥を堰き止める背圧板が配置され、この背圧板により、回転するスクリュー羽根により送られてくるケーキ（脱水された汚泥）を滞留させ、ケーキからなるプラグ（栓）を形成する。このプラグが後から送り込まれるケーキに背圧を加えて、ケーキをさらに圧搾することにより、ろ過筒内の汚泥の含水率を低下させる。

【0003】

特許文献１には、ろ過筒内に直列に配列された第１スクリューと第２スクリューを有するスクリュープレスが記載されている。このスクリュープレスの第２スクリューは、第１スクリューの駆動装置とは異なる駆動装置によって回転させることができるように構成されており、その結果、第１スクリューと第２スクリューを、互いに異なる速度で、かつ任意の方向に回転させることができる。そのため、第１スクリューと第２スクリューの回転速度および回転方向を個別に制御することで、背圧板を設けることなく、ろ過筒内にプラグケーキを形成でき、さらには、ろ過筒内の汚泥を効率的に圧搾することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１８－５１５８２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、発明者らが鋭意研究した結果、特許文献１に記載のスクリュープレスであっても、スクリュープレスに投入される汚泥の性状次第では、装置立ち上げ動作時に、第２スクリューが位置するプラグケーキ形成領域のケーキ（プラグケーキ）と第２スクリューとの間で供回りが発生してしまうおそれがあることがわかった。特に、繊維状物が少ない汚泥をスクリュープレスに投入する場合、および／またはスクリュープレスに投入された汚泥に強い背圧を一度に加えた場合に、プラグケーキと第２スクリューとの供回りが発生してしまうリスクが増加することがわかった。なお、本明細書において、装置立ち上げ動作とは、所望の含水率を有するプラグケーキをプラグ形成領域に形成するためのスクリュープレスの動作を意味する。装置立ち上げ動作時に、プラグケーキと第２スクリューとの間で供回りが発生していると、スクリュープレスから所望の含水率を有するプラグケーキを排出する定常運転に移行するまでに長時間かかってしまう。

【0006】

一方で、装置立ち上げ動作時に、スクリュープレスに投入された汚泥に弱めの背圧をかけ続けることで、比較的ゆっくりと汚泥の含水率を低下させると、プラグケーキと第２スクリューとの間の供回りを回避することができる。しかしながら、この場合も、装置立ち上げ動作から定常運転に到達するまでに長時間かかってしまう。

【0007】

そこで、本発明は、プラグケーキと第２スクリューとの供回りを回避することにより、素早く定常運転に到達させることが可能なスクリュープレスの運転方法を提供することを目的とする。また、本発明は、このような運転方法を実施可能なスクリュープレスを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

一態様では、液体含有物が投入されるろ過筒と、前記ろ過筒内で、該ろ過筒と同心状に配置され、前記液体含有物を所定の移送方向に移送する第１スクリューおよび第２スクリューと、前記第１スクリューを回転させる第１回転機構と、前記第１スクリューとは独立に前記第２スクリューを回転させる第２回転機構と、を備えたスクリュープレスの運転方法であって、前記第１スクリューおよび前記第２スクリューが所定の回転速度で回転される定常運転を開始する前に、低差速運転と、差速調整運転とを実施し、前記低差速運転は、前記第２スクリューが配置されるプラグケーキ形成領域内のプラグケーキの硬さを、該プラグケーキが第２スクリューと供回りしない硬さまで低下させる運転であり、前記差速調整運転は、前記低差速運転時の前記第２スクリューの回転速度を、前記定常運転時の第２スクリューの回転速度まで段階的に減少させる運転である、スクリュープレスの運転方法が提供される。

【0009】

一態様では、前記低差速運転の前に、前記プラグ形成領域内のプラグケーキの圧力を確認し、前記プラグケーキの圧力が所定のしきい値よりも小さい場合に、汚泥充填運転を実施し、前記汚泥充填運転は、前記プラグケーキの圧力が前記しきい値を超えるまで、前記第２スクリューを回転させずに、前記第１スクリューのみを所定の回転速度で回転させるか、または前記第２スクリューを前記低差速運転時の回転速度よりも低い回転速度で回転させつつ、前記第１スクリューを前記所定の回転速度で回転させる運転である。
一態様では、前記低差速運転における前記第２スクリューの回転速度は、前記定常運転における前記第１スクリューの回転速度に対して０．６～０．９倍の範囲にある。
一態様では、前記低差速運転の運転時間は、１～２０分の範囲にある。

【0010】

一態様では、前記差速調整運転で、前記第２スクリューの回転速度を前記低差速運転時の回転速度から前記定常運転時の第２スクリューの回転速度まで低減させる段数は、３～１０の範囲にある。
一態様では、前記差速調整運転の各段の運転時間は、１～２０分の範囲にある。

【0011】

一態様では、液体含有物が投入されるろ過筒と、前記ろ過筒内で、該ろ過筒と同心状に配置され、前記液体含有物を所定の移送方向に移送する第１スクリューおよび第２スクリューと、前記第１スクリューを回転させる第１回転機構と、前記第１スクリューとは独立に前記第２スクリューを回転させる第２回転機構と、前記第１回転機構と前記第２回転機構の動作を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記第１スクリューおよび前記第２スクリューが所定の回転速度で回転される定常運転を開始する前に、低差速運転と、差速調整運転とを実施し、前記低差速運転は、前記第２スクリューが配置されるプラグケーキ形成領域内のプラグケーキの硬さを、該プラグケーキが第２スクリューと供回りしない硬さまで低下させる運転であり、前記差速調整運転は、前記低差速運転時の前記第２スクリューの回転速度を、前記定常運転時の第２スクリューの回転速度まで段階的に減少させる運転である、スクリュープレスが提供される。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、差速調整工程で、第２スクリューの回転速度を、定常運転時の第２スクリューの回転速度である目標回転速度まで段階的に減少させることで、螺旋状に延びる第２スクリュー羽根の間に存在するプラグケーキ全体の硬さを徐々に低減させる。その結果、プラグケーキと第２スクリュー４との供回りの発生を効果的に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】図１は、一実施形態に係るスクリュープレスを示す模式図である。

【図2】図２は、図１に示される第２スクリューの概略断面図である。

【図3】図３は、第２スクリュー羽根の巻数を説明するための模式図である。

【図4】図４は、一実施形態に係るスクリュープレスの運転方法を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、一実施形態に係るスクリュープレスを示す模式図である。図１に示されるスクリュープレスは、円筒状のスクリーンケーシング（ろ過筒）１と、スクリーンケーシング１内で、該スクリーンケーシング１と同心状に配置され、汚泥（液体含有物）を所定の移送方向Ｄに移送する第１スクリュー３および第２スクリュー４と、第１スクリュー３を回転させる第１回転機構７と、第１スクリュー３とは独立に第２スクリュー４を回転させる第２回転機構２０と、を備えている。スクリーンケーシング１は、パンチングメタルなどのスクリーン（多孔板）から形成されている。スクリーンケーシング１の上流側端部には、汚泥の投入口２が形成されている。投入口２からスクリーンケーシング１に投入された汚泥は、回転する第１スクリュー３および第２スクリュー４によりスクリーンケーシング１内で所定の移送方向Ｄに移送される。さらに、スクリュープレスは、第１回転機構７と第２回転機構２０の動作を制御する制御部６を有する。

【0015】

第２スクリュー４は、第１スクリュー３とは独立に回転可能なように、第１スクリュー３に連結されている。第１スクリュー３および第２スクリュー４は、スクリーンケーシング１および排出チャンバー３３をそれぞれ貫通して延びている。排出チャンバー３３は、スクリーンケーシング１に接続されている。この排出チャンバー３３に、後述するプラグケーキがスクリーンケーシング１から排出される。第２スクリュー４の軸方向の長さは、第１スクリュー３の軸方向の長さよりも短い。第１スクリュー３は、汚泥の移送方向Ｄにおける下流側に向かってその径が徐々に大きくなる円錐台形状（テーパ形状）の第１スクリュー軸３Ａと、第１スクリュー軸３Ａの外面に固定された第１スクリュー羽根３Ｂとを有している。第２スクリュー４は、円筒形状の第２スクリュー軸４Ａと、第２スクリュー軸４Ａの外面に固定された第２スクリュー羽根４Ｂとを有している。

【0016】

スクリーンケーシング１の上流側の端部は閉塞壁８によって密封されている。第１スクリュー軸３Ａの一方の端部（移送方向Ｄにおける上流側端部）はこの閉塞壁８を貫通して延びている。この閉塞壁８には、該閉塞壁８と第１スクリュー軸３Ａとの間の隙間をシールする水封装置１０が設置されている。閉塞壁８を貫通して延びる第１スクリュー軸３Ａの上流側端部は、ベース（図示せず）に設置された軸受１１，１２により軸方向の移動を拘束されながら回転自在に支持されている。なお、軸受１１，１２の一方を省略することができる。

【0017】

第１スクリュー軸３Ａの上流側端部は、第１スクリュー３を回転させるための第１回転機構７に連結されている。本実施形態では、第１回転機構７は、第１駆動機（例えば、電動機）１４と、第１駆動機１４の回転軸に固定されたスプロケット１５と、第１スクリュー軸３Ａに固定されたスプロケット１６と、これらスプロケット１５，１６に巻きかけられたチェーン１７とを備える。スプロケット１６は、上記軸受１１，１２の間に位置している。第１回転機構７の第１駆動機１４を駆動すると、この第１駆動機１４の回転軸に固定されたスプロケット１５が回転し、チェーン１７を介して第１スクリュー軸３Ａに固定されたスプロケット１６を回転させる。その結果、第１スクリュー３が第１回転機構７により回転させられる。第１駆動機１４は、制御部６に接続され、制御部６は、第１駆動機１４の動作を制御することができるように構成されている。

【0018】

図示はしないが、第１駆動機１４の回転軸を、減速機を介して第１スクリュー軸３Ａに連結してもよい。あるいは、第１駆動機１４の回転軸を、直接第１スクリュー軸３Ａに連結してもよい。

【0019】

図２は、図１に示される第２スクリュー４の概略断面図である。図２に示されるように、第２スクリュー軸４Ａは、中空構造を有している。第１スクリュー軸３Ａの他方の端部（移送方向Ｄにおける下流側端部）には、円筒形状の第２スクリュー軸４Ａに挿入される縮径部３Ｃが形成されている。縮径部３Ｃを第１スクリュー軸３Ａに形成することによって、第１スクリュー軸３Ａには、その軸方向と垂直な壁面３Ｄが形成される。縮径部３Ｃは、円筒形状の第２スクリュー軸４Ａに挿入され、第２スクリュー軸４Ａの内壁４Ｃに固定されたすべり軸受３０，３１に回転自在に支持されている。このような構成で、第１スクリュー３は、第２スクリュー４と回転可能に連結される。

【0020】

図２に示されるように、第１スクリュー軸３Ａの縮径部３Ｃが第２スクリュー軸４Ａの内部に挿入された状態で、第２スクリュー軸４Ａの上流側端部は、第１スクリュー軸３Ａの壁面３Ｄと接触している。一実施形態では、第２スクリュー軸４Ａの上流側端部と第１スクリュー軸３Ａの壁面３Ｄとの間に、わずかな隙間が形成されてもよい。この場合、スクリーンケーシング１内の汚泥がすべり軸受３０と縮径部３Ｃとの間の隙間を通過することを阻止するシール構造（例えば、ラビリンス構造）を、すべり軸受３０および／または縮径部３Ｃに設けてもよい。

【0021】

図１および図２に示されるように、第２スクリュー４の第２スクリュー軸４Ａは、第１スクリュー軸３Ａと同心状に配置される。第２スクリュー軸４Ａの外径は第１スクリュー軸３Ａの最大径と同一である。第２スクリュー軸４Ａは、排出チャンバー３３の壁３３Ａを貫通して延びている。第２スクリュー軸４Ａの上流側端部は、上記すべり軸受３０，３１を介して第１スクリュー軸３Ａに回転自在に支持され、第２スクリュー軸４Ａの下流側端部は、ベース（図示せず）に設置された軸受２２，２３により軸方向の移動を拘束されながら回転自在に支持されている。なお、軸受２３を省略することができる。

【0022】

第２スクリュー軸４Ａの下流側端部は、第２スクリュー４を回転させるための第２回転機構２０に連結されている。本実施形態では、第２回転機構２０は、第２駆動機（例えば、電動機）２４と、第２駆動機２４の回転軸に固定されたスプロケット２５と、第２スクリュー軸４Ａに固定されたスプロケット２６と、これらスプロケット２５，２６に巻きかけられたチェーン２７とを備える。スプロケット２６は、軸受２２，２３の間に位置している。第２回転機構２０の第２駆動機２４を駆動すると、この第２駆動機２４の回転軸に固定されたスプロケット２５が回転し、チェーン２７を介して第２スクリュー軸４Ａに固定されたスプロケット２６を回転させる。その結果、第２スクリュー４が第２回転機構２０により回転させられる。

【0023】

第２駆動機２４は、上記制御部６に接続される。第２駆動機２４には、インバータ（図示せず）が内蔵されており、制御部６は、インバータを介して第２駆動機２４の動作を制御することができるように構成されている。すなわち、制御部６は、インバータを介して第２駆動機２４の回転速度および回転方向を制御することができる。第２駆動機２４は、第２スクリュー４を第１スクリュー３とは独立して回転させることが可能である。なお、上記第１駆動機１４も、該第１駆動機１４の回転速度および回転方向を変更可能なインバータを内蔵していることが好ましい。

【0024】

図示はしないが、第２駆動機２４の回転軸を、減速機を介して第２スクリュー軸４Ａに連結してもよい。あるいは、第２駆動機２４の回転軸を、直接第２スクリュー軸４Ａに連結してもよい。

【0025】

第１スクリュー羽根３Ｂは、第１スクリュー軸３Ａの軸方向に沿って螺旋状に延びており、第２スクリュー羽根４Ｂは、第２スクリュー軸４Ａの軸方向に沿って螺旋状に延びている。第１スクリュー羽根３Ｂが固定されている第１スクリュー３の部分と、第２スクリュー羽根４Ｂが固定されている第２スクリュー４の部分を合計した長さは、スクリーンケーシング１の軸方向の長さと同一か、または長い。

【0026】

スクリーンケーシング１の内面と第１スクリュー羽根３Ｂとの間には微小な隙間が形成されており、第１スクリュー羽根３Ｂはスクリーンケーシング１に接触することなく回転することができるようになっている。同様に、スクリーンケーシング１の内面と第２スクリュー羽根４Ｂとの間には微小な隙間が形成されており、第２スクリュー羽根４Ｂはスクリーンケーシング１に接触することなく回転することができるようになっている。スクリーンケーシング１の上流側端部に形成された投入口２からスクリーンケーシング１に投入された汚泥を、回転する第１スクリュー羽根３Ｂおよび第２スクリュー羽根４Ｂによって排出チャンバー３３に向かって（すなわち、移送方向Ｄに）移送することができる。

【0027】

本実施形態では、第２スクリュー羽根４Ｂの巻き方向（すなわち、螺旋方向）は、第１スクリュー羽根３Ｂの巻き方向とは逆である。したがって、投入口２から投入された汚泥を、排出チャンバー３３へ送り出すときは、図１に示されるように、第２スクリュー４を第１スクリュー３とは逆方向に回転させることになる。

【0028】

第２スクリュー羽根４Ｂの巻き方向を、第１スクリュー羽根３Ｂの巻き方向と同一にしてもよい。この場合、投入口２から投入された汚泥を、排出チャンバー３３へ送り出すときは、第２スクリュー４を第１スクリュー３と同方向に回転させることになる。

【0029】

図２に示されるように、第２スクリュー羽根４ＢのピッチＰ１は、第１スクリュー羽根３ＢのピッチＰ２よりも小さい（すなわち、Ｐ１＜Ｐ２）。さらに、第２スクリュー羽根４Ｂは、その巻数が３巻き未満である。図３は、第２スクリュー羽根４Ｂの巻数を説明するための模式図である。図３に示されるように、螺旋状に延びる第２スクリュー羽根４Ｂの巻数は、該第２スクリュー羽根４Ｂが始点Ｓ１から点Ｓ２まで第１スクリュー軸３Ａの周りを３６０°進んだときに、１巻きとカウントする。図３に示される第２スクリュー４では、第２スクリュー羽根４Ｂの巻数は、２巻きである。

【0030】

図１に示されるように、スクリーンケーシング１は、第１スクリュー３が配置された脱水領域１Ａと、第２スクリュー４が配置されたプラグ形成領域１Ｂとに分割される。脱水領域１Ａで汚泥が移送される空間は、スクリーンケーシング１の内面と、第１スクリュー羽根３Ｂと、第１スクリュー軸３Ａとによって形成される。この移送空間の断面積は、図１に示すように、汚泥の移送方向Ｄに沿って漸次減少する。したがって、投入口２から投入された汚泥がこの移送空間を第１スクリュー羽根３Ｂによって移送されるに従って、汚泥は圧搾され、脱水される。スクリーンケーシング１のスクリーン（多孔板）を通過したろ液は、スクリーンケーシング１の下方に配置されたろ液受け３８によって回収される。ろ液受け３８には、ドレイン３９が接続されており、ろ液受け３８によって回収されたろ液は、ドレイン３９を介してスクリュープレスから排出される。

【0031】

プラグ形成領域１Ｂで汚泥が移送される空間は、スクリーンケーシング１の内面と、第２スクリュー羽根４Ｂと、第２スクリュー軸４Ａとによって形成される。図１に示すように、この移送空間の断面積は一定である。プラグ形成領域１Ｂでは、脱水領域１Ａで脱水された汚泥（すなわち、ケーキ）によって、プラグケーキが形成される。プラグケーキを形成する方法については後述する。

【0032】

図１に示すように、スクリュープレスは、プラグ形成領域１Ｂに配置された圧力センサ２９を有している。圧力センサ２９は、プラグ形成領域１Ｂ内の汚泥の圧力、すなわち、（プラグ）ケーキの圧力を測定するためのセンサである。圧力センサ２９は、信号線（図示せず）を介して制御部６に接続されており、その測定値を制御部６に送信可能に構成されている。制御部６は、圧力センサ２９の測定値に基づいてプラグ形成領域１Ｂ内の（プラグ）ケーキの圧力を監視することができる。

【0033】

次に、図１に示すスクリュープレスの運転方法の一例について説明する。図４は、一実施形態に係るスクリュープレスの運転方法を示すフローチャートである。より具体的には、図４は、図１に示すスクリュープレスの装置立ち上げ動作を主として示すフローチャートである。

【0034】

図４に示すように、制御部６は、最初に、圧力センサ２９を用いてプラグ形成領域１Ｂ内のケーキ（または、汚泥）の圧力を取得し、ケーキの圧力が所定のしきい値以上であるか否かを決定する（Ｓ１０１）。所定のしきい値は、プラグ形成領域１Ｂ全体にわたってプラグケーキを作るのに十分な汚泥が充填されているか否かを判断するために、スクリュープレスに投入される汚泥の性状によって予め設定される値であり、例えば、５ｋＰａに設定される。この所定のしきい値は、制御部６に予め記憶されている。

【0035】

圧力センサ２９の測定値が所定のしきい値よりも小さい場合（Ｓ１０１で、「Ｎｏ」）、制御部６は、プラグ形成領域１Ｂに汚泥が十分に充填されていないと決定し、汚泥充填運転工程を実施する（Ｓ１０２）。汚泥充填運転工程は、プラグ形成領域１Ｂに汚泥を充填する工程である。汚泥充填運転工程では、制御部６は、圧力センサ２９の測定値が所定のしきい値を超えるまで、第２スクリュー４を回転させずに、第１スクリュー３のみを所定の回転速度で回転させる。この動作によって、プラグ形成領域１Ｂに汚泥が充填される。

【0036】

一実施形態では、制御部６は、汚泥充填運転工程で、第２スクリュー４を比較的低い速度で回転させてもよい。例えば、制御部６は、汚泥充填工程で、第２スクリュー４を、後述する低差速運転時の回転速度よりも低い回転速度で回転させてもよい。この場合も、制御部６は、汚泥充填工程用に設定された所定の回転速度で第１スクリュー３を回転させる。

【0037】

圧力センサ２９の測定値が所定のしきい値以上である場合（Ｓ１０１で、「Ｙｅｓ」）、または汚泥充填運転工程が完了した場合、制御部６は、低差速運転工程を実施する（Ｓ１０２）。低差速運転工程は、プラグケーキ形成領域１Ｂに形成されたプラグケーキの硬さ（または、含水率）を、プラグケーキが第２スクリュー４と供回りしない程度の硬さまで低下させる工程であり、プラグケーキに弱めの背圧をかけながら、スクリュープレスを運転する工程である。そのため、低差速運転工程を、弱背圧運転工程と称してもよい。

【0038】

低差速運転では、プラグケーキ形成領域１Ｂ内のプラグケーキが脱水されすぎないように、第２スクリュー４の回転速度が調整される。具体的には、制御部６は、第２スクリュー４の回転速度を、後述する定常運転を開始するときの第１スクリュー３の回転速度に対して０．６～０．９倍の範囲の回転速度に調整する。この動作により、プラグケーキ形成領域１Ｂ内のプラグケーキは、汚泥充填運転工程時の含水率よりは低いが、ある程度は高い含水率に維持される。

【0039】

低差速運転時の第２スクリュー４の回転速度は、スクリュープレスに供給される汚泥の性状に応じて予め決定され、制御部６に予め記憶されている。例えば、低差速運転時の第２スクリュー４の回転速度は、プラグケーキ形成領域１Ｂ内のプラグケーキの含水率が８０％以上に、好ましくは、８１～８４％の範囲に維持されるように、定常運転を開始するときの第１スクリュー３の回転速度に対して０．６～０．９倍の回転速度の範囲で、好ましくは、０．６５～０．８倍の範囲で調整される。第２スクリュー４の回転速度が速いと、プラグケーキが所望の硬さに到達するのに時間がかかり、第２スクリュー４の回転速度が遅いと、プラグケーキが硬くなりすぎるおそれがある。

【0040】

低差速運転は、所定の時間だけ運転される。この低差速運転の運転時間（継続時間）は、制御部６に予め記憶されている。低差速運転の運転時間を長くすると、プラグケーキを所望の硬さにすることができるが、スクリュープレスが定常運転を開始するまでに必要となる時間が長くなる。一方で、低差速運転の運転時間を短くすると、プラグケーキの硬さが、後述する差速調整工程を開始するのに適した硬さに到達できないおそれがある。

【0041】

そのため、低差速運転の運転時間は、スクリュープレスに供給される汚泥の性状に応じて実施された実験および／またはシミュレーションなどに基づいて、１～２０分の範囲で、好ましくは、５～１０分の範囲で設定される。あるいは、低差速運転の運転時間は、第２スクリュー４の回転速度、プラグケーキ形成領域１Ｂの長さ、第２スクリュー羽根４Ｂの巻数、および第２スクリュー羽根４Ｂのピッチなどに基づいて、第２スクリュー４の回転数によって設定されてもよい。例えば、低差速運転は、第２スクリュー４が１～５回転、好ましくは、１．５～３回転する間だけ実行されてもよい。

【0042】

低差速運転が完了すると、制御部６は、差速調整運転工程を実施する（Ｓ１０４）。差速調整運転工程は、低差速運転時の第２スクリュー４の回転速度を、定常運転時の第２スクリュー４の回転速度である目標回転速度まで段階的に減少させながら、スクリュープレスを運転する工程である。この差速調整工程では、第２スクリュー４の回転速度を段階的に漸減するにしたがって、プラグケーキにかかる背圧が段階的に上昇させられる。そのため、低差速運転工程を、背圧調整工程と称してもよい。

【0043】

低差速運転時の第２スクリュー４の回転速度を、目標回転速度まで一度に低減させてしまうと、第２スクリュー羽根４Ｂに接触しているプラグケーキにかかる背圧が一気に上昇し、その結果、第２スクリュー羽根４Ｂに接触しているプラグケーキだけが硬くなってしまう。その結果、第２スクリュー羽根４Ｂと硬めのプラグケーキとが、螺旋状に延びる第２スクリュー羽根４Ｂの間に存在する柔らかめのプラグケーキに対して供回りしてしまうリスクが上昇する。そのため、差速調整工程では、第２スクリュー４の回転速度を、目標回転速度まで段階邸に減少させることで、螺旋状に延びる第２スクリュー羽根４Ｂの間に存在するプラグケーキ全体の硬さを徐々に低減させる。この動作により、プラグケーキと第２スクリュー４との供回りの発生を効果的に防止することができる。

【0044】

プラグケーキと第２スクリュー４との間で供回りが発生すると、プラグ形成領域１Ｂから排出されるプラグケーキの含水率を所望の値まで減少させるのに時間がかかる。本実施形態に係るスクリュープレスの運転方法によれば、プラグケーキと第２スクリュー４との供回りの発生を効果的に防止できるので、スクリュープレスの運転状態を定常状態に素早く移行することができる。

【0045】

差速調整運転工程で、第２スクリュー４の回転速度を低差速運転時の回転速度から目標回転速度まで低減させる段数（以下、単に「段数」と称する）、各段の運転時間、および次の段に移行する際の第２スクリュー４の回転速度の低減量（以下、単に「低減量」と称する）は、スクリュープレスに供給される汚泥の性状、低差速運転時の回転速度と目標回転速度との差分、および各段での運転時間などに基づいて、予め設定される。段数、各段の運転時間、および低減量は予め制御部６に記憶される。

【0046】

発明者らが差速調整運転工程について鋭意研究したところ、段数を３段以上に設定することで、プラグケーキと第２スクリュー４との供回りの発生を効果的に防止できることがわかった。さらに、各段の運転時間を１分以上に設定することで、プラグケーキと第２スクリュー４との供回りの発生を効果的に防止できることがわかった。一方で、段数を増やせば増やすほど、および各段の運転時間を増やせば増やすほど、プラグケーキと第２スクリュー４との供回りの発生を効果的に防止できるが、スクリュープレスの運転状態を定常状態に移行するのに時間がかかってしまう。そこで、段数は、３～１０の範囲で、好ましくは、５～８の範囲で設定されるのが好ましく、各段の運転時間は、１～２０分の範囲で、好ましくは、３～１０分の範囲で設定されるのが好ましい。

【0047】

なお、次の段に移行する際の第２スクリュー４の回転速度の低減量は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。同様に、各段の運転時間は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。

【0048】

差速調整運転工程が完了すると、制御部６は、定常運転を開始させる（Ｓ１０５）。定常運転では、含水率が所望の値以下まで低減されたプラグケーキがプラグ形成領域１Ｂから排出されるように、第１スクリュー３の回転速度、および第２スクリュー４の回転速度が設定されている。

【0049】

一実施形態では、スクリュープレスの運転状態が定常運転に移行した後で、制御部６は、第２スクリュー４の回転速度を変更することによって、排出チャンバー３３に排出されるプラグケーキの量を調整してもよい。より具体的には、制御部６が第２スクリュー４の回転速度を低下させることで、プラグケーキの排出量を減少させてもよいし、制御部６が第２スクリュー４の回転速度を増加させることで、プラグケーキの排出量を増加させてもよい。プラグケーキの排出量が減少すると、後続のケーキが脱水領域１Ａに滞留して、該後続のケーキに加えられる背圧が増加する。したがって、制御部６が第２スクリュー４の回転速度を低下させることにより、後続のケーキの含水率を低下させることができる。一実施形態では、第２スクリュー４の回転と停止とを交互に繰り返す間欠運転を行うことにより、後続のケーキに加えられる背圧を調整してもよい。

【0050】

上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうることである。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲に解釈されるものである。

【符号の説明】

【0051】

１ スクリーンケーシング（ろ過筒）
１Ａ 脱水領域
１Ｂ プラグ形成領域
２ 投入口
３ 第１スクリュー
３Ａ 第１スクリュー軸
３Ｂ 第１スクリュー羽根
３Ｃ 縮径部
３Ｄ 壁面
４ 第２スクリュー
４Ａ 第２スクリュー軸
４Ｂ 第２スクリュー羽根
４Ｃ 内壁
６ 制御部
７ 第１回転機構
８ 閉塞壁
１０ 水封装置
１１，１２ 軸受
１４ 第１駆動機
１５，１６ スプロケット
１７ チェーン
２０ 第２回転機構
２２，２３ 軸受
２４ 第２駆動機
２５，２６ スプロケット
２７ チェーン
２９ 圧力センサ
３０，３１ すべり軸受
３３ 排出チャンバー
３６ 軸受
３８ ろ液受け
３９ ドレイン

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】