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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-12-22
(45)【発行日】2023-01-05
(54)【発明の名称】スクリュープレスにおける背圧制御方法
(51)【国際特許分類】
B30B 9/28 20060101AFI20221223BHJP
C02F 11/125 20190101ALI20221223BHJP
B01D 29/17 20060101ALI20221223BHJP
B01D 29/25 20060101ALI20221223BHJP
B01D 29/37 20060101ALI20221223BHJP
【ＦＩ】
B30B9/28 E
B30B9/28 C
B30B9/28 K
C02F11/125 ZAB
B01D29/30 501
【請求項の数】
1
(21)【出願番号】P 2020014940
(22)【出願日】2020-01-31
(65)【公開番号】P2021121441
(43)【公開日】2021-08-26
【審査請求日】2022-01-05
(73)【特許権者】
【識別番号】000197746
【氏名又は名称】株式会社石垣
(72)【発明者】
【氏名】西原 康昭
【審査官】石田 宏之
(56)【参考文献】
【文献】特開２００２－２３９３１４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００８－０５５４５０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－１０４０３２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭５８－０５４９９９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭６３－１５４２９７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－０４２６８６（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１７／００８８８０２（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ３０Ｂ ９／２８
Ｃ０２Ｆ １１／１２５
Ｂ０１Ｄ ２９／１７
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
スクリュー軸（７）の回転数を調整してスクリュープレス（１）に供給する汚泥の圧入圧力を一定に制御しつつスクリュープレス（１）のプレッサー（１４）を制御する背圧制御方法において、予めスクリュー軸（７）の初期トルク（Ｔ０）と、スクリュー軸（７）の初期回転数（Ｎ０）と、段階的に増減させるプレッサー（１４）の背圧の圧力幅（ｐ）とを設定し、以下の＜ａ＞または＜ｂ＞を行うことを特徴とするスクリュープレスにおける背圧制御方法。
＜ａ＞
トルクの計測値（Ｔｎ）とスクリュー軸（７）の回転数（Ｎｎ）がそれぞれ直前に計測したトルク（Ｔｎ－１）より低く、スクリュー軸（７）の回転数（Ｎｎ－１）より高い場合、プレッサー（１４）に付与する圧力を圧力幅（ｐ）だけ減少させた後、＜ｂ＞の制御方法に移行し、
トルクの計測値（Ｔｎ）とスクリュー軸（７）の回転数（Ｎｎ）がそれぞれ直前に計測したトルク（Ｔｎ－１）より高くスクリュー軸（７）の回転数（Ｎｎ－１）より低い場合、プレッサー（１４）に付与する圧力を圧力幅（ｐ）だけ増加させた後、＜ａ＞の制御方法を繰り返し、
トルクの計測値（Ｔｎ）とスクリュー軸（７）の回転数（Ｎｎ）が上記条件を満足していない場合、スクリュープレス（１）の運転を継続するべく、＜ａ＞の制御方法を繰り返す。
＜ｂ＞
トルクの計測値（Ｔｎ）とスクリュー軸（７）の回転数（Ｎｎ）がそれぞれ直前に計測したトルク（Ｔｎ－１）より高くスクリュー軸（７）の回転数（Ｎｎ－１）より低い場合、プレッサー（１４）に付与する圧力を圧力幅（ｐ）だけ減少させた後、＜ｂ＞の制御方法を繰り返し、
トルクの計測値（Ｔｎ）とスクリュー軸（７）の回転数（Ｎｎ）がそれぞれ直前に計測したトルク（Ｔｎ－１）より低くスクリュー軸（７）の回転数（Ｎｎ－１）より高い場合、プレッサー（１４）に付与する圧力を圧力幅（ｐ）だけ増加させ、＜ａ＞の制御方法に移行し、
トルクの計測値（Ｔｎ）とスクリュー軸（７）の回転数（Ｎｎ）が上記条件を満足していない場合、スクリュープレス（１）の運転を継続するべく、＜ｂ＞の制御方法を繰り返す。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、スクリュープレスの運転制御方法に関し、排出側の背圧を適正に制御することで安定的な運転を長時間維持するスクリュープレスにおける背圧制御方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、下水、し尿、あるいは食品生産加工排水等の有機性汚泥を濃縮・脱水するスクリュープレスは一般に知られている。スクリュープレスは連続的に汚泥を濃縮・脱水する装置である。汚泥は季節・時間・天候等に応じて性状が変動するため、スクリュープレスにて安定的な性能維持のために、スクリュー軸の回転数、圧入圧力、凝集剤供給量等の制御方法を必要とする。
【0003】
例えば、スクリュープレスに汚泥を供給する際の圧入圧力を一定に制御するために、スクリュー軸の回転数を制御する方法は特許文献１に記載されている。
【0004】
また、スクリュー軸のトルクを適正に制御するために、スクリュープレスに供給する汚泥の圧入圧力、凝集剤の薬注率を制御する方法は特許文献２に記載されている。
【0005】
さらに、スクリュープレスの排出口と背圧弁との開度を検出し、開度に応じた圧力を背圧弁に供給する制御方法は特許文献３に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【文献】特許第３５４２９７０号公報
【文献】特開２０１８－００１０７５号公報
【文献】特許第３５７６４９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
特許文献１の圧入圧力一定制御方法は、脱水制御の応答速度が遅くなると共に、圧入圧力を一定にする制御幅が大きくなるという問題があった。
【0008】
また、圧入圧力の制御はスクリュー軸の回転数に依存しており、供給される原液の固形物量が常時最適値であることを前提としている。しかし、季節や天候、時間帯により処理場に流入する汚泥の濃度や性状は変動する。圧入圧力一定制御によりスクリュープレスのろ過室の圧力は適正値に制御しているが、供給原液の濃度・性状変動により、ろ過室内で圧密される固形物量が適正値から外れ、所定の脱水ケーキを生成できないことがある。
【0009】
具体的には、スクリュープレスへの固形物量が増加すると、汚泥中の水分が少なくろ過室内が固形物で満たされるため、スクリュー軸の回転数が減少するとともに、スクリュー軸への負荷が増加してスクリュー軸のトルクが上昇する。逆に、スクリュープレスへの固形物量が減少すると、スクリュー軸の回転数が増加するとともに、スクリュー軸への負荷が減少してスクリュー軸のトルクが下降する。
【0010】
このように、一般的には圧入圧力一定制御での原液供給ポンプ（スクリュー軸）の調整により、スクリュー軸の回転数とスクリュー軸のトルクは反比例する関係となる。
【0011】
しかし、供給原液の濃度・性状変動により、例えば汚泥中の水分量・固形物量の割合が変動した場合、圧入圧力一定制御下でスクリュー軸の回転数とスクリュー軸のトルクの関係が比例（共に増加あるいは減少）することがある。この場合、ろ過室内部の脱水汚泥が脱水に不適切な圧密度であることを示している。この状態で脱水工程を継続しても所定の含水率から離れた脱水ケーキを生成することになるため、ろ過室内の脱水汚泥を脱水に適した圧密度に調整する必要がある。
【0012】
特許文献２は、スクリュー軸のトルクを適正範囲に制御して脱水ケーキの含水率を一定とするものであるが、スクリュープレスから脱水排出される脱水ケーキの含水率は、排出側の背圧（開口率）の影響を大きく受けるため、背圧一定の状態ではトルクを一定に制御するための他の要因（圧力、凝集剤の薬注率）を制御する効果が低い。
【0013】
特許文献３は、ろ過室で脱水された脱水ケーキが背圧弁に付与する圧力に応じて、それに対抗する背圧弁の開閉圧力を調整するものであるが、背圧弁のみの制御では脱水ケーキの含水率が大きく振れ、非常にシビアな制御を必要とするため現実的でない。また、一般的には背圧弁に付与する圧力を大きくすると脱水ケーキの含水率は低下するが、脱水機への供給量も低下し、ろ過室内での圧密が不十分な状態で高含水率の脱水ケーキを排出することがあった。
【0014】
本発明は、圧入圧力一定制御を行いつつ、汚泥性状の変動にリアルタイムに対応するために、スクリュー軸の回転数とスクリュー軸のトルクに基づいてプレッサー（背圧板）を押圧する圧力を調整するスクリュープレスにおける背圧制御方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0015】
本発明は、スクリュー軸の回転数を調整してスクリュープレスに供給する汚泥の圧入圧力を一定に制御しつつスクリュープレスのプレッサーを制御する背圧制御方法において、予めスクリュー軸の初期トルクと、スクリュー軸の初期回転数と、段階的に増減させるプレッサーの背圧の圧力幅とを設定し、以下の＜ａ＞または＜ｂ＞を行うものである。
＜ａ＞
トルクの計測値とスクリュー軸の回転数がそれぞれ直前に計測したトルクより低く、スクリュー軸の回転数より高い場合、プレッサーに付与する圧力を圧力幅だけ減少させた後、＜ｂ＞の制御方法に移行し、
トルクの計測値とスクリュー軸の回転数がそれぞれ直前に計測したトルクより高くスクリュー軸の回転数より低い場合、プレッサーに付与する圧力を圧力幅だけ増加させた後、＜ａ＞の制御方法を繰り返し、
トルクの計測値とスクリュー軸の回転数が上記条件を満足していない場合、スクリュープレスの運転を継続するべく、＜ａ＞の制御方法を繰り返す。
＜ｂ＞
トルクの計測値とスクリュー軸の回転数（Ｎｎ）がそれぞれ直前に計測したトルクより高くスクリュー軸の回転数より低い場合、プレッサーに付与する圧力を圧力幅だけ減少させた後、＜ｂ＞の制御方法を繰り返し、
トルクの計測値とスクリュー軸の回転数がそれぞれ直前に計測したトルクより低くスクリュー軸の回転数より高い場合、プレッサーに付与する圧力を圧力幅だけ増加させ、＜ａ＞の制御方法に移行し、
トルクの計測値とスクリュー軸の回転数が上記条件を満足していない場合、スクリュープレスの運転を継続するべく、＜ｂ＞の制御方法を繰り返す。
＜ａ＞
トルクの計測値とスクリュー軸の回転数がそれぞれ直前に計測したトルクより低く、スクリュー軸の回転数より高い場合、プレッサーに付与する圧力を圧力幅だけ減少させた後、＜ｂ＞の制御方法に移行し、
トルクの計測値とスクリュー軸の回転数がそれぞれ直前に計測したトルクより高くスクリュー軸の回転数より低い場合、プレッサーに付与する圧力を圧力幅だけ増加させた後、＜ａ＞の制御方法を繰り返し、
トルクの計測値とスクリュー軸の回転数が上記条件を満足していない場合、スクリュープレスの運転を継続するべく、＜ａ＞の制御方法を繰り返す。
＜ｂ＞
トルクの計測値とスクリュー軸の回転数（Ｎｎ）がそれぞれ直前に計測したトルクより高くスクリュー軸の回転数より低い場合、プレッサーに付与する圧力を圧力幅だけ減少させた後、＜ｂ＞の制御方法を繰り返し、
トルクの計測値とスクリュー軸の回転数がそれぞれ直前に計測したトルクより低くスクリュー軸の回転数より高い場合、プレッサーに付与する圧力を圧力幅だけ増加させ、＜ａ＞の制御方法に移行し、
トルクの計測値とスクリュー軸の回転数が上記条件を満足していない場合、スクリュープレスの運転を継続するべく、＜ｂ＞の制御方法を繰り返す。
【0016】
＜ａ＞または＜ｂ＞の制御を行うことで、スクリュー軸のトルクおよび回転数に応じてスクリュープレスの背圧を制御するので、汚泥の性状変動に対して安定した脱水ケーキを排出できる。
【発明の効果】
【0017】
本発明は、スクリュー軸の回転数による圧力一定制御と平行して、スクリュー軸の回転数およびスクリュー軸のトルクからろ過室内の汚泥の状況をリアルタイムに推測し、排出口の背圧を制御するので、常時ろ過室内を脱水に最適な状態に維持できる。また、汚泥の性状変動に対して応答速度が早く、脱水機の急激な運転変化がない。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】この実施の形態に係るスクリュープレスの縦断面図である。
【図2】同じく、脱水機の運転制御システムである。
【図3】同じく、制御方法の概略フローチャートである。
【図4】同じく、圧入圧力一定制御方法のフローチャートである。
【図5】同じく、プレッサー制御方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0019】
図１はスクリュープレスの縦断面図であって、スクリュープレス１は架台２の前後のフレーム３，４間に、周部にろ過面を有する外筒スクリーン５にスクリュー羽根６を巻き掛けたスクリュー軸７を内設している。外筒スクリーン５の内部に配設したスクリュー軸７は始端側から終端側に向かってテーパー状にその径を増大させ、外筒スクリーン５とスクリュー軸７を延伸方向に向かって相対的な間隔を減少させるようにしている。そして、スクリュー軸７の前端部には汚泥の供給管８が連結しており、供給管８は外筒スクリーン５の始端側に開孔したスクリュー軸７の供給孔９に連通させている。スクリュー軸７の後端部にはスクリュー駆動軸１０が連結しており、スクリュー駆動軸１０には駆動用のスプロケット１１を嵌着している。このスプロケット１１をスクリュー駆動機１２で駆動させ、スクリュー軸７を回転させる。供給孔９から供給された汚泥は、スクリュー羽根６によって始端側から終端側に向かって移送され、外筒スクリーン５からろ液を分離させながら濃縮・脱水するようになっている。必要に応じて外筒スクリーン５は回動自在としても良い。
【0020】
そして、上記スクリュープレス１において、脱水処理を行った直後の汚泥（脱水ケーキ）を外部へ排出する脱水ケーキの排出部１３には、排出される脱水ケーキに背圧を作用させるためのテーパーコーン状のプレッサー（押圧板）１４が備えられている。このプレッサー１４は、エアーシリンダあるいは油圧シリンダ等のごとき流体圧シリンダ１５によって軸方向（図１において左右方向）へ往復動自在に設けられている。流体圧シリンダ１５には公知のプレッサーポンプ１６を用いて圧力を付与する。
【0021】
スクリュープレス１のろ過室内の汚泥がプレッサー１４を排出側に押圧することで排出部１３から脱水ケーキが排出される。汚泥がプレッサー１４に付与する圧力と、流体圧シリンダ１５がプレッサー１４に付与する圧力のバランスにより、適切な排出部１３が形成され、安定した含水率とケーキ厚の脱水ケーキが生成される。
【0022】
スクリュープレス１は凝集スラリーを連続的に脱水処理できるもので、ベルト型脱水機や遠心脱水機等の従来の連続式脱水機と比較して、サイズが小さくコンパクトであり、電動機容量も小さく省電力である。また、スクリュープレス１はろ過室内を最適圧力に維持することで、安定的なろ過作用を発揮でき、最適含水率で連続脱水を行うことができる。
【0023】
図２はこの発明に係る脱水機の運転制御システムであり、その運転制御方法について説明する。汚泥貯留槽２０に貯留されている汚泥等の処理原液は、原液供給ポンプ２１により所定の流量ＱＳで原液供給管２２を経て凝集混和槽２３に供給される。そして、原液供給管２２の途中には、処理原液の原液流量ＱＳを測定するための流量計２４が、原液供給ポンプ２１と凝集混和槽２３との間に設けられている。なお、必要に応じて濃度計を設けてもよい。
【0024】
さらに、流量計２４と凝集混和槽２３との間の原液供給管２２の途中には、高分子凝集剤を供給するための薬液供給管２７が接続されている。薬液供給管２５は凝集混和槽２３に直接連結してもよい。
【0025】
原液供給管２２の終端は密閉型の凝集混和槽２３の下方に連結しており、高分子凝集剤を添加した汚泥を凝集混和槽２３の下方から圧入し、撹拌機２６で混合撹拌して凝集スラリーを生成する。凝集混和槽２３の上部には、スラリー供給管２７が連結してあり、このスラリー供給管２７の他端をスクリュープレス１に接続しており、図１に示すスクリュープレス１の供給管８に凝集スラリーを凝集混和槽２３のタンク圧で圧入供給する。
【0026】
図３はこの実施の形態に係る制御方法の概略フローチャートである。
本発明に係る運転制御方法は、スクリュープレス１を安定して運転するために、圧入圧力を一定に制御する方法と、この制御により変動するスクリュー軸７の回転数ＮとトルクＴの変動に応じて、プレッサー１４の背圧を調整する方法の２系統の制御を同時に行うことで、ろ過室内の汚泥性状の変動にリアルタイムに対応し、スクリュープレス１をさらに安定して運転することが可能とするものである。
本発明に係る運転制御方法は、スクリュープレス１を安定して運転するために、圧入圧力を一定に制御する方法と、この制御により変動するスクリュー軸７の回転数ＮとトルクＴの変動に応じて、プレッサー１４の背圧を調整する方法の２系統の制御を同時に行うことで、ろ過室内の汚泥性状の変動にリアルタイムに対応し、スクリュープレス１をさらに安定して運転することが可能とするものである。
【0027】
（圧入圧力一定制御）
図４はこの実施の形態に係る圧入圧力一定制御方法のフローチャートである。
スラリー供給管２７には圧力計２８が配設してあり、スクリュープレス１に供給される凝集スラリーの圧入圧力ＰＳを計測している。圧入圧力は汚泥性状の変動により増減しており、この圧力計２８で計測した圧力Ｐと予め設定している基準圧力Ｐ０とを比較判断して、基準圧力Ｐ０となるようにスクリュー軸７の回転数Ｎを調整する。
図４はこの実施の形態に係る圧入圧力一定制御方法のフローチャートである。
スラリー供給管２７には圧力計２８が配設してあり、スクリュープレス１に供給される凝集スラリーの圧入圧力ＰＳを計測している。圧入圧力は汚泥性状の変動により増減しており、この圧力計２８で計測した圧力Ｐと予め設定している基準圧力Ｐ０とを比較判断して、基準圧力Ｐ０となるようにスクリュー軸７の回転数Ｎを調整する。
【0028】
具体的には、スクリュー駆動機１２に指令を与え、スクリュー軸７の回転数Ｎを増減して、圧入圧力一定制御運転を行うようにしている。実際には、圧力計２８で計測した検知信号を制御装置２９に送信し、制御装置２９で比較判断し、制御装置２９からスクリュー駆動機１２に指令を与えている。
【0029】
スクリュー駆動機１２によるスクリュー軸７の回転数Ｎの制御によりろ過室内の汚泥搬送速度（汚泥排出量）が増減するため、スクリュープレス１への圧入圧力が変動し、スクリュー軸７の回転数Ｎに反比例して圧入圧力が増減する。
【0030】
このように、スクリュー駆動機１２を制御して、ろ過室内の圧力が常時一定となるようにスクリュープレス１を運転することで安定した脱水処理を行うことが可能となる。
【0031】
（プレッサーの背圧制御）
圧入圧力を一定に制御する運転では、スクリュープレス１のスクリュー軸７の回転数Ｎと、スクリュー軸７のトルクＴが変動する。そこで、圧入圧力一定制御を行いつつ、スクリュー軸７のトルクＴと回転数Ｎからろ過室内部のリアルタイムな汚泥状態を推測し、脱水工程をより安定化させるためにスクリュープレス１の背圧制御（プレッサー開口率調整）を行う。
圧入圧力を一定に制御する運転では、スクリュープレス１のスクリュー軸７の回転数Ｎと、スクリュー軸７のトルクＴが変動する。そこで、圧入圧力一定制御を行いつつ、スクリュー軸７のトルクＴと回転数Ｎからろ過室内部のリアルタイムな汚泥状態を推測し、脱水工程をより安定化させるためにスクリュープレス１の背圧制御（プレッサー開口率調整）を行う。
【0032】
図５はこの実施の形態に係るプレッサー制御方法のフローチャートである。
スクリュープレス１の駆動軸系（例えばスクリュー駆動軸１０）にはトルク計３０および回転計３１が配設してあり、汚泥性状の変動により増減するスクリュー軸７のトルクＴおよび回転数Ｎを計測している。このトルク計３０で計測したトルクＴと回転計３１で計測した回転数Ｎに応じてプレッサー１４の圧力（背圧）を調整する。
スクリュープレス１の駆動軸系（例えばスクリュー駆動軸１０）にはトルク計３０および回転計３１が配設してあり、汚泥性状の変動により増減するスクリュー軸７のトルクＴおよび回転数Ｎを計測している。このトルク計３０で計測したトルクＴと回転計３１で計測した回転数Ｎに応じてプレッサー１４の圧力（背圧）を調整する。
【0033】
プレッサー１４の開度を大きくするべくプレッサー１４の背圧を減少すると、スクリュープレス１の圧入圧力が減少し、スクリュー軸７の回転数が増加（供給流量が増加）するとともにスクリュー軸７のトルクＴが下降する。逆に、プレッサー１４の開度を小さくするべくプレッサー１４の背圧を増加すると、スクリュープレス１の圧入圧力が増加し、スクリュー軸７の回転数Ｎが減少（供給流量が減少）するとともにスクリュー軸７のトルクＴが上昇する。
【0034】
予め定めた所定の間隔でスクリュー軸７のトルクＴとスクリュー軸７の回転数Ｎを計測し、直前に計測したデータと比較してプレッサー１４の背圧を制御することにより、スクリュープレス１のろ過室内の汚泥圧密状態が脱水運転の最適値に近づくように制御する。
【実施例】
【0035】
図５のフローチャートを詳述する。
Ａ．初期設定
スクリュープレス１に圧入供給する際の初期圧入圧力Ｐ０、スクリュー軸７の初期回転数Ｎ０、スクリュー軸７の初期トルクＴ０を設定する。
また、スクリュープレス１の排出部１３の開口率を決定するプレッサー１４の背圧の基準圧力ＰＰ０と、段階的に増減させるプレッサー１４の背圧の圧力幅ｐとを設定する。
Ａ．初期設定
スクリュープレス１に圧入供給する際の初期圧入圧力Ｐ０、スクリュー軸７の初期回転数Ｎ０、スクリュー軸７の初期トルクＴ０を設定する。
また、スクリュープレス１の排出部１３の開口率を決定するプレッサー１４の背圧の基準圧力ＰＰ０と、段階的に増減させるプレッサー１４の背圧の圧力幅ｐとを設定する。
【0036】
Ｂ．運転開始
上記基準値および初期値にて各機器を運転し、汚泥をスクリュープレス１に供給する。本制御では、原液供給ポンプ２１の回転数は予め定めた定格回転数で運転する。
スクリュープレス１の運転が開始され、安定運転となった状態にてトルク計３０で計測したスクリュー軸７の初期トルクＴ０を制御装置２９に送信し記憶する。この初期トルクＴ０を初期値Ｔｎ－１とし、以降のトルクＴｎと比較する。
同様に、安定運転となった状態にて回転計３１で計測したスクリュー軸７の回転数Ｎ０を制御装置２９に送信し記憶する。この初期回転数Ｎ０を初期回転数Ｎｎ－１とし、以降の回転数Ｎｎと比較する。
上記基準値および初期値にて各機器を運転し、汚泥をスクリュープレス１に供給する。本制御では、原液供給ポンプ２１の回転数は予め定めた定格回転数で運転する。
スクリュープレス１の運転が開始され、安定運転となった状態にてトルク計３０で計測したスクリュー軸７の初期トルクＴ０を制御装置２９に送信し記憶する。この初期トルクＴ０を初期値Ｔｎ－１とし、以降のトルクＴｎと比較する。
同様に、安定運転となった状態にて回転計３１で計測したスクリュー軸７の回転数Ｎ０を制御装置２９に送信し記憶する。この初期回転数Ｎ０を初期回転数Ｎｎ－１とし、以降の回転数Ｎｎと比較する。
【0037】
Ｃ．圧入圧力一定制御（スクリュー軸制御）
スクリュープレス１の運転が開始されると、スクリュープレス１に供給される汚泥の圧入圧力Ｐは、圧力計２８で検知されて制御装置２９に送られる。
スクリュープレス１の運転中は、汚泥の性状変動による供給汚泥濃度の上昇や、外筒スクリーン５のろ過性（脱水性）の悪化等により、スクリュープレス１への負荷が増加すると、供給汚泥の圧入圧力Ｐが上昇する。一方、汚泥の性状変動による供給汚泥濃度の下降や、外筒スクリーン５のろ過性（脱水性）の回復等により、スクリュープレス１への負荷が減少すると、供給汚泥の圧入圧力Ｐが減少する。
そこで、制御装置２９では、圧力計２８の圧力計測値Ｐと予め設定した基準圧力Ｐ０とを比較判断して、基準圧力Ｐ０より高い場合は、スクリュー軸７の回転数Ｎを増やすべくスクリュー駆動機１２に指令を与えてケーキ排出量を増加させる。一方、圧力計測値Ｐが基準圧力Ｐ０より低い場合は、スクリュー軸７の回転数Ｎを減らすべくスクリュー駆動機１２に指令を与えてケーキ排出量を減少させる。
スクリュープレス１の運転が開始されると、スクリュープレス１に供給される汚泥の圧入圧力Ｐは、圧力計２８で検知されて制御装置２９に送られる。
スクリュープレス１の運転中は、汚泥の性状変動による供給汚泥濃度の上昇や、外筒スクリーン５のろ過性（脱水性）の悪化等により、スクリュープレス１への負荷が増加すると、供給汚泥の圧入圧力Ｐが上昇する。一方、汚泥の性状変動による供給汚泥濃度の下降や、外筒スクリーン５のろ過性（脱水性）の回復等により、スクリュープレス１への負荷が減少すると、供給汚泥の圧入圧力Ｐが減少する。
そこで、制御装置２９では、圧力計２８の圧力計測値Ｐと予め設定した基準圧力Ｐ０とを比較判断して、基準圧力Ｐ０より高い場合は、スクリュー軸７の回転数Ｎを増やすべくスクリュー駆動機１２に指令を与えてケーキ排出量を増加させる。一方、圧力計測値Ｐが基準圧力Ｐ０より低い場合は、スクリュー軸７の回転数Ｎを減らすべくスクリュー駆動機１２に指令を与えてケーキ排出量を減少させる。
【0038】
Ｄ．プレッサーの背圧制御
本発明に係る運転制御方法は、スクリュープレス１を安定して運転するために、スクリュー軸７の回転数Ｎを調整してスクリュープレス１の圧入圧力一定制御を行いつつ、トルク・スクリュー軸の回転速度からプレッサー１４の背圧制御も同時に行う。
本発明に係る運転制御方法は、スクリュープレス１を安定して運転するために、スクリュー軸７の回転数Ｎを調整してスクリュープレス１の圧入圧力一定制御を行いつつ、トルク・スクリュー軸の回転速度からプレッサー１４の背圧制御も同時に行う。
【0039】
フローチャートＤ１～Ｄ５を工程＜ａ＞とする。
＜Ｄ１＞
リアルタイムにトルク計３０で計測したスクリュー軸７のトルクＴを制御装置２９に送信し、制御装置２９にてトルク計３０で計測したトルクＴｎと直前に計測したトルクＴｎ－１とを比較する。
トルク計３０のトルク計測値Ｔｎが直前に計測したトルクＴｎ－１と同等の場合は、各機器の運転を現状の状態で維持して再度トルクＴを計測する。なお、同等との判断について、ある程度の幅をもたせてもよい。
トルク計３０のトルク計測値Ｔｎが直前に計測したトルクＴｎ－１より高い場合は、フローチャートＤ２に移行して、スクリュー軸７の回転数Ｎｎを直前に計測したスクリュー軸７の回転数Ｎｎ－１と比較する。
トルク計３０のトルク計測値Ｔｎが直前に計測したトルクＴｎ－１より低い場合は、フローチャートＤ３に移行して、スクリュー軸７の回転数Ｎｎを直前に計測したスクリュー軸７の回転数Ｎｎ－１と比較する。
＜Ｄ１＞
リアルタイムにトルク計３０で計測したスクリュー軸７のトルクＴを制御装置２９に送信し、制御装置２９にてトルク計３０で計測したトルクＴｎと直前に計測したトルクＴｎ－１とを比較する。
トルク計３０のトルク計測値Ｔｎが直前に計測したトルクＴｎ－１と同等の場合は、各機器の運転を現状の状態で維持して再度トルクＴを計測する。なお、同等との判断について、ある程度の幅をもたせてもよい。
トルク計３０のトルク計測値Ｔｎが直前に計測したトルクＴｎ－１より高い場合は、フローチャートＤ２に移行して、スクリュー軸７の回転数Ｎｎを直前に計測したスクリュー軸７の回転数Ｎｎ－１と比較する。
トルク計３０のトルク計測値Ｔｎが直前に計測したトルクＴｎ－１より低い場合は、フローチャートＤ３に移行して、スクリュー軸７の回転数Ｎｎを直前に計測したスクリュー軸７の回転数Ｎｎ－１と比較する。
【0040】
＜Ｄ２＞
リアルタイムに回転計３１で計測したスクリュー軸７の回転数Ｎを制御装置２９に送信し、制御装置２９にて回転計３１で計測した回転数Ｎｎと直前に計測した回転数Ｎｎ－１とを比較する。
回転計３１の計測値Ｎｎが直前に計測した回転数Ｎｎ－１以上の場合は、各機器の運転を現状の状態で維持してフローチャートＤ１に移行する。
回転計３１の計測値Ｎｎが直前に計測した回転数Ｎｎ－１より低い場合は、トルクＴと回転数Ｎが比例しており、ろ過室内の汚泥圧密状態が不適切であると判断し、フローチャートＤ４に移行して、プレッサー１４の背圧を増加させるべくプレッサー１４に圧力を付与するプレッサーポンプ１６に指令を与える。
リアルタイムに回転計３１で計測したスクリュー軸７の回転数Ｎを制御装置２９に送信し、制御装置２９にて回転計３１で計測した回転数Ｎｎと直前に計測した回転数Ｎｎ－１とを比較する。
回転計３１の計測値Ｎｎが直前に計測した回転数Ｎｎ－１以上の場合は、各機器の運転を現状の状態で維持してフローチャートＤ１に移行する。
回転計３１の計測値Ｎｎが直前に計測した回転数Ｎｎ－１より低い場合は、トルクＴと回転数Ｎが比例しており、ろ過室内の汚泥圧密状態が不適切であると判断し、フローチャートＤ４に移行して、プレッサー１４の背圧を増加させるべくプレッサー１４に圧力を付与するプレッサーポンプ１６に指令を与える。
【0041】
＜Ｄ３＞
リアルタイムに回転計３１で計測したスクリュー軸７の回転数Ｎを制御装置２９に送信し、制御装置２９にて回転計３１で計測した回転数Ｎｎと直前に計測した回転数Ｎｎ－１とを比較する。
回転計３１の計測値Ｎｎが直前に計測した回転数Ｎｎ－１以下の場合は、各機器の運転を現状の状態で維持してフローチャートＤ１に移行する。
回転計３１の計測値Ｎｎが直前に計測した回転数Ｎｎ－１より高い場合は、トルクＴと回転数Ｎが比例しており、ろ過室内の汚泥圧密状態が不適切であると判断し、フローチャートＤ５に移行して、プレッサー１４の背圧を減少させるべくプレッサー１４に圧力を付与するプレッサーポンプ１６に指令を与える。
リアルタイムに回転計３１で計測したスクリュー軸７の回転数Ｎを制御装置２９に送信し、制御装置２９にて回転計３１で計測した回転数Ｎｎと直前に計測した回転数Ｎｎ－１とを比較する。
回転計３１の計測値Ｎｎが直前に計測した回転数Ｎｎ－１以下の場合は、各機器の運転を現状の状態で維持してフローチャートＤ１に移行する。
回転計３１の計測値Ｎｎが直前に計測した回転数Ｎｎ－１より高い場合は、トルクＴと回転数Ｎが比例しており、ろ過室内の汚泥圧密状態が不適切であると判断し、フローチャートＤ５に移行して、プレッサー１４の背圧を減少させるべくプレッサー１４に圧力を付与するプレッサーポンプ１６に指令を与える。
【0042】
＜Ｄ４＞
制御装置２９により予め設定した圧力幅ｐだけ圧力を増加させるようにプレッサーポンプ１６に指令を与え、プレッサー１４の圧力を増加する。その後、各機器の運転を現状の状態で維持してフローチャートＤ１に移行し、トルクＴおよび回転数Ｎが最適値の範囲内に復帰しているか確認する。
制御装置２９により予め設定した圧力幅ｐだけ圧力を増加させるようにプレッサーポンプ１６に指令を与え、プレッサー１４の圧力を増加する。その後、各機器の運転を現状の状態で維持してフローチャートＤ１に移行し、トルクＴおよび回転数Ｎが最適値の範囲内に復帰しているか確認する。
【0043】
＜Ｄ５＞
制御装置２９により予め設定した圧力幅ｐだけ圧力を減少させるようにプレッサーポンプ１６に指令を与え、プレッサー１４の圧力を減少する。その後、フローチャートＤ６に移行して、リアルタイムにトルク計３０で計測したトルクＴｎと直前に計測したトルクＴｎ－１とを比較し、トルクＴおよび回転数Ｎが最適値の範囲内に復帰しているか確認する。工程＜ａ＞の制御で背圧を減少させた場合、工程＜ｂ＞に移行して工程＜ｂ＞の背圧制御を行う。
制御装置２９により予め設定した圧力幅ｐだけ圧力を減少させるようにプレッサーポンプ１６に指令を与え、プレッサー１４の圧力を減少する。その後、フローチャートＤ６に移行して、リアルタイムにトルク計３０で計測したトルクＴｎと直前に計測したトルクＴｎ－１とを比較し、トルクＴおよび回転数Ｎが最適値の範囲内に復帰しているか確認する。工程＜ａ＞の制御で背圧を減少させた場合、工程＜ｂ＞に移行して工程＜ｂ＞の背圧制御を行う。
【0044】
フローチャートＤ６～Ｄ１０を工程＜ｂ＞とする。
＜Ｄ６＞
リアルタイムにトルク計３０で計測したスクリュー軸７のトルクＴを制御装置２９に送信し、制御装置２９にてトルク計３０で計測したトルクＴｎと直前に計測したトルクＴｎ－１とを比較する。
トルク計３０のトルク計測値Ｔｎが直前に計測したトルクＴｎ－１と同等の場合は、各機器の運転を現状の状態で維持して再度トルクＴを計測する。なお、同等との判断について、ある程度の幅をもたせてもよい。
トルク計３０のトルク計測値Ｔｎが直前に計測したトルクＴｎ－１より高い場合は、フローチャートＤ７に移行して、スクリュー軸７の回転数Ｎｎを直前に計測したスクリュー軸７の回転数Ｎｎ－１と比較する。
トルク計３０のトルク計測値Ｔｎが直前に計測したトルクＴｎ－１より低い場合は、フローチャートＤ８に移行して、スクリュー軸７の回転数Ｎｎを直前に計測したスクリュー軸７の回転数Ｎｎ－１と比較する。
＜Ｄ６＞
リアルタイムにトルク計３０で計測したスクリュー軸７のトルクＴを制御装置２９に送信し、制御装置２９にてトルク計３０で計測したトルクＴｎと直前に計測したトルクＴｎ－１とを比較する。
トルク計３０のトルク計測値Ｔｎが直前に計測したトルクＴｎ－１と同等の場合は、各機器の運転を現状の状態で維持して再度トルクＴを計測する。なお、同等との判断について、ある程度の幅をもたせてもよい。
トルク計３０のトルク計測値Ｔｎが直前に計測したトルクＴｎ－１より高い場合は、フローチャートＤ７に移行して、スクリュー軸７の回転数Ｎｎを直前に計測したスクリュー軸７の回転数Ｎｎ－１と比較する。
トルク計３０のトルク計測値Ｔｎが直前に計測したトルクＴｎ－１より低い場合は、フローチャートＤ８に移行して、スクリュー軸７の回転数Ｎｎを直前に計測したスクリュー軸７の回転数Ｎｎ－１と比較する。
【0045】
＜Ｄ７＞
リアルタイムに回転計３１で計測したスクリュー軸７の回転数Ｎを制御装置２９に送信し、制御装置２９にて回転計３１で計測した回転数Ｎｎと直前に計測した回転数Ｎｎ－１とを比較する。
回転計３１の計測値Ｎｎが直前に計測した回転数Ｎｎ－１以上の場合は、各機器の運転を現状の状態で維持してフローチャートＤ６に移行する。
回転計３１の計測値Ｎｎが直前に計測した回転数Ｎｎ－１より低い場合は、トルクＴと回転数Ｎが比例しており、ろ過室内の汚泥圧密状態が不適切であると判断し、フローチャートＤ９に移行して、プレッサー１４の背圧を減少させるべくプレッサー１４に圧力を付与するプレッサーポンプ１６に指令を与える。
リアルタイムに回転計３１で計測したスクリュー軸７の回転数Ｎを制御装置２９に送信し、制御装置２９にて回転計３１で計測した回転数Ｎｎと直前に計測した回転数Ｎｎ－１とを比較する。
回転計３１の計測値Ｎｎが直前に計測した回転数Ｎｎ－１以上の場合は、各機器の運転を現状の状態で維持してフローチャートＤ６に移行する。
回転計３１の計測値Ｎｎが直前に計測した回転数Ｎｎ－１より低い場合は、トルクＴと回転数Ｎが比例しており、ろ過室内の汚泥圧密状態が不適切であると判断し、フローチャートＤ９に移行して、プレッサー１４の背圧を減少させるべくプレッサー１４に圧力を付与するプレッサーポンプ１６に指令を与える。
【0046】
＜Ｄ８＞
リアルタイムに回転計３１で計測したスクリュー軸７の回転数Ｎを制御装置２９に送信し、制御装置２９にて回転計３１で計測した回転数Ｎｎと直前に計測した回転数Ｎｎ－１とを比較する。
回転計３１の計測値Ｎｎが直前に計測した回転数Ｎｎ－１以下の場合は、各機器の運転を現状の状態で維持してフローチャートＤ６に移行する。
回転計３１の計測値Ｎｎが直前に計測した回転数Ｎｎ－１より高い場合は、トルクＴと回転数Ｎが比例しており、ろ過室内の汚泥圧密状態が不適切であると判断し、フローチャートＤ１０に移行して、プレッサー１４の背圧を増加させるべくプレッサー１４に圧力を付与するプレッサーポンプ１６に指令を与える。
リアルタイムに回転計３１で計測したスクリュー軸７の回転数Ｎを制御装置２９に送信し、制御装置２９にて回転計３１で計測した回転数Ｎｎと直前に計測した回転数Ｎｎ－１とを比較する。
回転計３１の計測値Ｎｎが直前に計測した回転数Ｎｎ－１以下の場合は、各機器の運転を現状の状態で維持してフローチャートＤ６に移行する。
回転計３１の計測値Ｎｎが直前に計測した回転数Ｎｎ－１より高い場合は、トルクＴと回転数Ｎが比例しており、ろ過室内の汚泥圧密状態が不適切であると判断し、フローチャートＤ１０に移行して、プレッサー１４の背圧を増加させるべくプレッサー１４に圧力を付与するプレッサーポンプ１６に指令を与える。
【0047】
＜Ｄ９＞
制御装置２９により予め設定した圧力幅ｐだけ圧力を減少させるようにプレッサーポンプ１６に指令を与え、プレッサー１４の圧力を減少する。その後、フローチャートＤ６に移行して、リアルタイムにトルク計３０で計測したトルクＴｎと直前に計測したトルクＴｎ－１とを比較し、トルクＴおよび回転数Ｎが最適値の範囲内に復帰しているか確認する。
制御装置２９により予め設定した圧力幅ｐだけ圧力を減少させるようにプレッサーポンプ１６に指令を与え、プレッサー１４の圧力を減少する。その後、フローチャートＤ６に移行して、リアルタイムにトルク計３０で計測したトルクＴｎと直前に計測したトルクＴｎ－１とを比較し、トルクＴおよび回転数Ｎが最適値の範囲内に復帰しているか確認する。
【0048】
＜Ｄ１０＞
制御装置２９により予め設定した圧力幅ｐだけ圧力を増加させるようにプレッサーポンプ１６に指令を与え、プレッサー１４の圧力を増加する。その後、各機器の運転を現状の状態で維持してフローチャートＤ１に移行し、トルクＴおよび回転数Ｎが最適値の範囲内に復帰しているか確認する。工程＜ｂ＞の制御で背圧を増加させた場合、工程＜ａ＞に移行して工程＜ａ＞の背圧制御を行う。
制御装置２９により予め設定した圧力幅ｐだけ圧力を増加させるようにプレッサーポンプ１６に指令を与え、プレッサー１４の圧力を増加する。その後、各機器の運転を現状の状態で維持してフローチャートＤ１に移行し、トルクＴおよび回転数Ｎが最適値の範囲内に復帰しているか確認する。工程＜ｂ＞の制御で背圧を増加させた場合、工程＜ａ＞に移行して工程＜ａ＞の背圧制御を行う。
【0049】
ここで、それぞれの計測時間の間隔は、脱水機の型式や汚泥の性状、処理量から適宜定める。
また、トルクＴおよびスクリュー軸７の回転数の直前の計測値は、単一の計測値あるいは複数の計測値を平均化したものでもよい。
また、トルクＴおよびスクリュー軸７の回転数の直前の計測値は、単一の計測値あるいは複数の計測値を平均化したものでもよい。
【0050】
なお、本実施例ではプレッサー１４の背圧制御をフローチャートＤ１から開始して、フローチャートＤ１～Ｄ５の後にフローチャートＤ６に移行しているが、フローチャートＤ６から開始して、フローチャートＤ６～Ｄ１０の後にフローチャートＤ１に移行してもよい。
【産業上の利用可能性】
【0051】
本発明のスクリュープレスにおける背圧制御方法は、スクリュープレスのろ過室内の汚泥性状にリアルタイムに応じてプレッサーの背圧を制御するもので、安定した脱水性能を維持できる。したがって、処理原液の性状が季節や天候等で刻々と変動する下水汚泥を固液分離する各種固液分離装置、特に連続式のスクリュープレスに適用できる。
【符号の説明】
【0052】
１ スクリュープレス
７ スクリュー軸
１４ プレッサー
Ｔ スクリュー軸のトルク
Ｎ スクリュー軸の回転数
ｐ プレッサーの背圧の圧力幅
７ スクリュー軸
１４ プレッサー
Ｔ スクリュー軸のトルク
Ｎ スクリュー軸の回転数
ｐ プレッサーの背圧の圧力幅
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】