JP6498139B2 - 固液分離装置および固液分離システム - Google Patents

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Description

この発明は、固液分離装置に関し、特に、積層状回転ろ体を備える固液分離装置および固液分離システムに関する。
従来、積層状回転ろ体を備える固液分離装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
上記特許文献１には、回転体式脱水部を備える固液分離装置が開示されている。回転体式脱水部は、回転軸と、回転軸の軸方向に沿って配置され、ろ過溝が形成された積層状回転ろ体とを有する、上下２列に配置される複数の回転体を含み、被処理物の脱水を行うように構成されている。
特開２００５−７３２７号公報
しかしながら、上記特許文献１のような従来の固液分離装置では、排出される被処理物（脱水ケーキ）の含水率を下げるためには、比較的低速で回転体を回転させる必要があり、排出の効率が悪くなってしまうという不都合がある。一方、排出を効率よく行うために比較的高速で回転体を回転させると脱水が不十分となり含水率が高くなってしまうという不都合がある。したがって、固液分離装置では、効率的に被処理物を排出することと、被処理物の含水率を低くすることとを両立させることが困難であるという問題点がある。
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、被処理物の含水率を低くするとともに、効率よく被処理物を排出することが可能な固液分離装置および固液分離システムを提供することである。
上記目的を達成するために、この発明の第１の局面における固液分離装置は、第１回転軸を有し、供給された被処理物を送るスクリュと、スクリュを取り囲むように配置され、第１ろ過溝が形成された積層状ろ体とを含み、被処理物の１次脱水を行うスクリュ式脱水部と、第２回転軸と、第２回転軸の軸方向に沿って配置され、第２ろ過溝が形成された積層状回転ろ体とを有する、上下２列に配置される複数の回転体を含み、スクリュ式脱水部の後段に配置され、スクリュ式脱水部により１次脱水された被処理物の２次脱水を行う回転体式脱水部とを備え、スクリュ式脱水部と回転体式脱水部とを一体的に構成し、スクリュ式脱水部の第１ろ過溝を通過したろ液を受け取るろ液受け部を設け、ろ液受け部により、スクリュ式脱水部の第１ろ過溝を通過したろ液を、回転体式脱水部の第２ろ過溝を通過したろ液に対して分けるように構成され、スクリュは、回転体よりも速い回転速度で回転するように構成されている。
この発明の第１の局面による固液分離装置では、上記のように、被処理物を送るスクリュを含み、被処理物の１次脱水を行うスクリュ式脱水部と、回転体を含み、スクリュ式脱水部の後段に配置され、被処理物の２次脱水を行う回転体式脱水部とを設ける。これにより、従来のように回転体式脱水部のみにより１段階で脱水を行う場合と比較して、スクリュ式脱水部と回転体式脱水部とにより２段階で脱水を行なうことができるので、スクリュの回転および回転体の回転を速くしたとしても、被処理物の含水率を低くすることができる。したがって、固液分離装置は、被処理物の含水率を低くするとともに、効率よく被処理物を排出することができる。また、スクリュ式脱水部と回転体式脱水部とを別体とする場合と比較して、スクリュ式脱水部と回転体式脱水部との間に設けられる配管などの被処理物の移送設備を設ける必要がないので、装置構成を簡素化することができる。ここで、一般的に、重力ろ過される被処理物よりも固分を多く含む被処理物に対して行われる圧搾ろ過は、重力ろ過よりも時間を要する。したがって、スクリュ式脱水部の後段に回転体式脱水部を設け、スクリュ式脱水部のスクリュを回転体式脱水部の回転体よりも速い回転速度で回転させることにより、スクリュ式脱水部において重力ろ過を行った後、スクリュ式脱水部における重力ろ過よりも、回転体式脱水部における圧搾ろ過を時間を掛けて行うことができる。その結果、効果的に被処理物の含水率を下げることができる。なお、重力ろ過とは、例えば、細かな隙間などにより液分をこし取るようなろ過であり、被処理物の液分に作用する重力により、固分と液分とを分離させるろ過である。また、圧搾ろ過とは、被処理物を加圧（圧搾）することにより、被処理物から液分を絞り出すろ過である。
また、第１の局面による固液分離装置では、好ましくは、スクリュ式脱水部により１次脱水された被処理物に凝集剤を供給する凝集剤供給部をさらに備える。このように構成すれば、脱水の途中において被処理物の凝集を行うことができるので、固分と液分に容易に分離することができる。その結果、より効率よく被処理物の脱水を行うことができる。また、凝集剤供給部により、１次脱水された被処理物に凝集剤が供給されるので、２次脱水を行う回転体式脱水部の回転体により、被処理物と凝集剤とを撹拌することができる。このため、被処理物と凝集剤とを撹拌するための構成を別途設ける必要がなく装置構成が複雑化するのを抑制することができる。
また、第１の局面による固液分離装置では、好ましくは、スクリュ式脱水部は、回転体式脱水部に被処理物を排出するスクリュ式脱水部排出口を含み、スクリュ式脱水部排出口は、スクリュ式脱水部に被処理物を排出する混和槽の混和槽排出口と略同じ高さ位置に配置されている。このように構成すれば、スクリュ式脱水部排出口が混和槽排出口よりも低い位置にある場合と異なり、１次脱水が不十分な場合でも被処理物が、回転体式脱水部まで流れ出てしまうのを抑制することができる。また、スクリュ式脱水部排出口が混和槽排出口よりも高い位置にある場合と異なり、スクリュ式脱水部はより高い位置まで被処理物を移動させる必要がないので、スクリュの駆動部分の負荷が大きくなるのを抑制することができる。
この場合、好ましくは、スクリュ式脱水部は、混和槽から被処理物が供給されるスクリュ式脱水部供給口を含み、スクリュ式脱水部は、スクリュ式脱水部排出口がスクリュ式脱水部供給口よりも上方に位置するように、後段の回転体式脱水部に向かって斜め上方に傾斜して配置されている。このように構成すれば、越流により混和槽からスクリュ式脱水部に被処理物を供給して、越流によりスクリュ式脱水部から回転体式脱水部に被処理物を容易に供給することができる。
また、第１の局面による固液分離装置では、好ましくは、ろ液受け部と、回転体式脱水部の第２ろ過溝を通過したろ液を貯留する貯留部とを一体的に含む、タンクをさらに備える。このように構成すれば、ろ液受け部と貯留部とを別体とする場合よりも、装置構成を簡素化することができる。
この場合、好ましくは、回転体式脱水部の第２ろ過溝を通過したろ液を貯留する貯留部をさらに備え、また、さらに好ましくは、貯留部に貯留された被処理物は、スクリュ式脱水部の前段に返送されるように構成されている。このように構成すれば、回転体式脱水部から排出されたろ液を貯留部にて貯留することができるとともに、貯留部に貯留されたろ液を再循環させることにより確実に処理することができる。
また、第１の局面による固液分離装置では、好ましくは、スクリュ式脱水部は、複数設けられ、複数のスクリュ式脱水部は、回転体式脱水部の第２回転軸の軸方向に沿って並列に配置されている。このように構成すれば、スクリュ式脱水部を複数設けることにより、より効率よく脱水を行うことができる。また、スクリュ式脱水部により、スクリュ式脱水部よりも比較的幅が広い回転体式脱水部に対して効率的に被処理物を供給することができる。
また、第１の局面による固液分離装置では、好ましくは、スクリュを毎分１回転以上の回転速度で回転させるとともに、回転体を毎分０．５回転以上の回転速度で回転させるように構成されている。このように構成すれば、スクリュを毎分１回転以上の回転速度で回転させて効率よく１次脱水を行うことができる。また、回転体を毎分０．５回転以上の回転速度で回転させて効率よく２次脱水行うことができる。
この発明の第２の局面における固液分離システムは、第１回転軸を有し、供給された被処理物を第１回転軸の回転に伴い送るスクリュと、スクリュを取り囲むように配置され、第１ろ過溝が形成された積層状ろ体とを含み、被処理物の１次脱水を行うスクリュ式脱水部と、第２回転軸と、第２回転軸の軸方向に沿って配置され、第２ろ過溝が形成された積層状回転ろ体とを有する、上下２列に配置される複数の回転体を含み、スクリュ式脱水部の後段に配置され、スクリュ式脱水部により１次脱水された被処理物の２次脱水を行う回転体式脱水部と、スクリュ式脱水部の第１ろ過溝を通過したろ液を受け取るろ液受け部と、ろ液受け部とは区切られて設けられ、回転体式脱水部の第２ろ過溝を通過したろ液を貯留する貯留部とを一体的に含む、タンクと、タンクから被処理物が供給され、供給された被処理物の固体成分を凝集してフロック化するとともに、被処理物をスクリュ式脱水部に供給する混和槽とを備え、スクリュ式脱水部と回転体式脱水部とを一体的に構成し、ろ液受け部により、スクリュ式脱水部の第１ろ過溝を通過したろ液を、回転体式脱水部の第２ろ過溝を通過したろ液に対して分けるように構成され、スクリュは、回転体よりも速い回転速度で回転するように構成されている。
この発明の第２の局面による固液分離システムでは、上記のように、被処理物を送るスクリュを含み、被処理物の１次脱水を行うスクリュ式脱水部と、回転体を含み、スクリュ式脱水部の後段に配置され、被処理物の２次脱水を行う回転体式脱水部とを設ける。これにより、従来のように回転体式脱水部のみにより１段階で脱水を行う場合と比較して、スクリュ式脱水部と回転体式脱水部とにより２段階で脱水を行なうことができるので、スクリュの回転および回転体の回転を速くしたとしても、被処理物の含水率を低くすることができる。したがって、固液分離装置は、被処理物の含水率を低くするとともに、効率よく被処理物を排出することができる。また、スクリュ式脱水部と回転体式脱水部とを別体とする場合と比較して、スクリュ式脱水部と回転体式脱水部との間に設けられる配管などの被処理物の移送設備を設ける必要がないので、装置構成を簡素化することができる。ここで、一般的に、重力ろ過される被処理物よりも固分を多く含む被処理物に対して行われる圧搾ろ過は、重力ろ過よりも時間を要する。したがって、スクリュ式脱水部の後段に回転体式脱水部を設け、スクリュ式脱水部のスクリュを回転体式脱水部の回転体よりも速い回転速度で回転させることにより、スクリュ式脱水部において重力ろ過を行った後、スクリュ式脱水部における重力ろ過よりも、回転体式脱水部における圧搾ろ過を時間を掛けて行うことができる。その結果、効果的に被処理物の含水率を下げることができる。なお、重力ろ過とは、例えば、細かな隙間などにより液分をこし取るようなろ過であり、被処理物の液分に作用する重力により、固分と液分とを分離させるろ過である。また、圧搾ろ過とは、被処理物を加圧（圧搾）することにより、被処理物から液分を絞り出すろ過である。
本発明によれば、上記のように、被処理物の含水率を低くするとともに、効率よく被処理物を排出することが可能な固液分離装置および固液分離システムを提供することができる。
本発明の一実施形態による固液分離装置を備える固液分離システムを示した概略図である。 本発明の一実施形態によるスクリュ式脱水部の要部拡大図である。 本発明の一実施形態によるスクリュ式脱水部および回転体式脱水部を示した平面図である。 本発明の一実施形態による回転体式脱水部を示した側面の断面図である。 本発明の一実施形態による回転体式脱水部を示した側面図である。 図５の４００−４００線に沿った断面図である。 本発明の一実施形態による回転体式脱水部の積層状回転ろ体の隣接状態を示した拡大平面図である。 本発明の一実施形態による回転体式脱水部の積層状回転ろ体の拡大側面図である。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
［第１実施形態］
（固液分離システムの構成）
図１〜図８を参照して、本発明の一実施形態について説明する。本発明の一実施形態による固液分離システム１００は、図１に示すように、固液分離装置１００ａと、凝集部１００ｂとを含んでいる。
固液分離システム１００は、汚泥などの被処理物を外部の被処理物貯留槽Ｔから受け取り、複数回（３回）に分けて凝集剤を供給して撹拌することにより、被処理物を凝集するように構成されている。また、固液分離システム１００は、凝集された被処理物に対して２段階の脱水処理を行うことにより、含水率が小さな被処理物（脱水ケーキ）を取得（排出）するように構成されている。詳細には、固液分離システム１００は、後述するスクリュ式脱水部２で主に重力ろ過による１次脱水を行うように構成されている。その後、固液分離システム１００は、スクリュ式脱水部２の後段に配置される後述する回転体式脱水部３で主に圧搾ろ過による２次脱水を行うように構成されている。詳細については後述する。なお、重力ろ過とは、例えば、細かな隙間などにより液分をこし取るようなろ過であり、被処理物の液分に作用する重力により、固分と液分とを分離させるろ過である。また、圧搾ろ過とは、被処理物を加圧（圧搾）することにより、被処理物から液分を絞り出すろ過である。
（固液分離装置の構成）
次に、図１〜図８を参照して固液分離装置の構成について説明する。
固液分離装置１００ａは、図１に示すように、タンク（サービスタンク）１と、スクリュ式脱水部２と、回転体式脱水部３と、貯留部凝集剤供給部４と、回転体凝集剤供給部５とを備えている。なお、スクリュ式脱水部２は、被処理物の１次脱水を行うことにより、装置外部に排出される比較的澄んだろ液と、被処理物とを分けるように構成されている。回転体式脱水部３は、スクリュ式脱水部２により１次脱水された被処理物の２次脱水を行うことにより、タンク１に貯留される比較的汚いろ液と、装置外部に排出される被処理物（脱水ケーキ）とを分けるように構成されている。また、回転体凝集剤供給部５は、特許請求の範囲の「凝集剤供給部」の一例である。
タンク１は、貯留部１０と、ろ液受け部１１とを一体的に含んでいる。貯留部１０とろ液受け部１１とは、平面視（上方から見て）において、互いに重なるように構成されている。また、タンク１には、スクリュ式脱水部２と回転体式脱水部３との間に配置される側板１ａが設けられている。貯留部１０とろ液受け部１１とは、この側板１ａによって区切られて設けられている。すなわち、貯留部１０とろ液受け部１１とは、互いに被処理物の直接的な授受が行われないように構成されている。また、タンク１には、スクリュ式脱水部２と回転体式脱水部３とが設置されている。したがって、スクリュ式脱水部２と回転体式脱水部３とは、タンク１を介して一体的に設けられている。
貯留部１０は、被処理物を被処理物貯留槽Ｔから受け取り、被処理物を貯留するように構成されている。また、貯留部１０は、回転体式脱水部３の後述する第２ろ過溝Ｓ２を通過したろ液を貯留するように構成されている。つまり、貯留部１０は、回転体式脱水部３における２次脱水（主に圧搾ろ過による脱水）により得られたろ液（被処理物の液体分）を貯留するように構成されている。
貯留部１０には、撹拌ポンプ１０ａと、供給ポンプ１０ｂとが設けられている。撹拌ポンプ１０ａは、貯留部１０に被処理物貯留槽Ｔおよびスクリュ式脱水部２から供給された被処理物と、貯留部１０に貯留部凝集剤供給部４から供給された無機凝集剤とを撹拌することにより、被処理物を凝集する（固体成分（フロック）の濃度を高める）ように構成されている。また、供給ポンプ１０ｂは、貯留部１０に貯留され、凝集された被処理物をスクリュ式脱水部２の前段（凝集部１００ｂ）に供給（返送）するように構成されている。
ろ液受け部１１は、スクリュ式脱水部２の後述する第１ろ過溝Ｓ１を通過したろ液を受け取るように構成されている。つまり、ろ液受け部１１は、スクリュ式脱水部２における１次脱水（主に重力ろ過によろ脱水）により得られたろ液（被処理物）を受け取るように構成されている。また、ろ液受け部１１には、ろ液排出口１１ａが設けられている。ろ液受け部１１は、ろ液排出口１１ａ側が低くなるようにろ液排出口１１ａに向けて斜め方向に傾斜している。
スクリュ式脱水部２は、凝集部１００ｂ（後述する混和槽６）から被処理物が供給されるスクリュ式脱水部供給口２０と、後段に配置される回転体式脱水部３に被処理物を排出するスクリュ式脱水部排出口２１とを含んでいる。スクリュ式脱水部２は、スクリュ式脱水部排出口２１がスクリュ式脱水部供給口２０よりも上方に位置するように、後段の回転体式脱水部３に向かって斜め上方に傾斜して配置されている。すなわち、スクリュ式脱水部２は、回転体式脱水部３に近い側が、回転体式脱水部３から離れた側よりも上方に位置している。
スクリュ式脱水部２は、スクリュ２２と、複数の可動板２３ａ（図３参照）および複数の固定板２３ｂ（図３参照）を有する積層状ろ体２３と、第１モータ２４と、外枠２５と、背圧板２６とをさらに含んでいる。なお、可動板２３ａおよび固定板２３ｂは、リング形状を有している。
スクリュ２２は、第１回転軸２２ａを有している。また、スクリュ２２は、第１モータ２４の回転に伴い回転するように構成されている。また、スクリュ２２は、スクリュ式脱水部供給口２０から供給された被処理物を第１回転軸２２ａの回転に伴い回転体式脱水部３側に送るように構成されている。積層状ろ体２３（可動板２３ａおよび固定板２３ｂ）は、図２に示すように、スクリュ２２が挿通される第１穴部２３０を有している。また、積層状ろ体２３は、スクリュ２２を取り囲むようにスクリュ２２が第１穴部２３０に挿通された状態で、可動板２３ａと固定板２３ｂとが交互に積層された多重板構造を有している。
また、複数の固定板２３ｂは、スクリュ２２が挿通される第１穴部２３０とは別に、それぞれ、１つずつスペーサ２３１ｂが螺合される第２穴部２３１ａ（ネジ穴）を有している。そして、第２穴部２３１ａにスペーサ２３１ｂが螺合されることより、固定板２３ｂは、隣接する他の固定板２３ｂとの距離を所定距離に保持するように構成されている。これにより、各固定板２３ｂ間には、第１ろ過溝Ｓ１が形成されている。また、隣接する固定板２３ｂ間の第１ろ過溝Ｓ１の可動板２３ａを除く部分には、ろ水流出溝Ｇ１が形成されている。
外枠２５は、複数の固定板２３ｂを固定するように構成されている。詳細には、外枠２５は、複数の固定板２３ｂの外周端部に接触状態で配置されている。また、外枠２５は、第１回転軸２２ａの軸方向に沿って延びている。また、固定板２３ｂへの外枠２５の接触部分は、固定板２３ｂの周方向に等間隔で複数（たとえば３つ）設けられている（図２では接触部分を１つのみ示している）。そして、複数の固定板２３ｂは、外枠２５に対して固定されることにより、可動板２３ａとの積層状態を維持するように構成されている。また、可動板２３ａは、第１穴部２３０を構成する内周面がスクリュ２２の外周部に当接して、スクリュ２２の回転に伴いスクリュ２２の第１回転軸２２ａの周方向および半径方向に常に移動されるように構成されている。このように、スクリュ式脱水部２は、スクリュ２２の回転により、第１ろ過溝Ｓ１内で可動板２３ａを常に移動させることによって、第１ろ過溝Ｓ１が目詰まりするのを抑制することができる。
ここで、図１および図２を参照して、スクリュ式脱水部２の一次脱水する構造について、一次脱水の手順とともに説明する。スクリュ式脱水部２は、図１に示すように、下方端部近傍に設けられたスクリュ式脱水部供給口２０に被処理物が供給されると、スクリュ２２の回転により、被処理物をスクリュ式脱水部排出口２１（回転体式脱水部３側）に向けて斜め上方に押し上げるように構成されている。これにより、スクリュ式脱水部２は、被処理物を送るように構成されている。また、スクリュ式脱水部２は、図２に示すように、スクリュ２２を回転させて可動板２３ａを移動させることにより、第１ろ過溝Ｓ１からろ液受け部１１にろ液を排出するように構成されている。また、スクリュ式脱水部２は、図１に示すように、背圧板２６により、スクリュ２２により送られてきた被処理物に対して加圧することが可能に構成されている。具体的には、背圧板２６は、第１回転軸の軸方向の位置を調整可能に構成されており、スクリュ式脱水部排出口２１に向かう被処理物の経路幅を調整することにより、排出直前に被処理物を加圧することが可能に構成されている。ただし、スクリュ式脱水部２は、通常、背圧板２６により被処理物に対して加圧しないように経路幅が広くなるように調整されている。なお、背圧板２６は、スクリュ式脱水部２において重力ろ過が略完了するように必要に応じて被処理物に対して加圧するように調整される。
スクリュ式脱水部２は、図３に示すように、複数（２つ）設けられている。また、複数のスクリュ式脱水部２は、回転体式脱水部３の後述する第２回転軸３０ｂの軸方向（Ａ方向）に沿って並列かつ平行に配置されている。
回転体式脱水部３は、図４に示すように、複数の回転体３０と、複数の第２モータ３１（図５参照）と、シール部材３２と、汚泥掻き取り板３３と、排出シュート３４とを備えている。
回転体３０は、積層状回転ろ体３０ａと、第２回転軸３０ｂとを含んでいる。
積層状回転ろ体３０ａは、被処理物を固体排出口Ｅに送るように、固体排出口Ｅに向かって上下２列に複数配置されている。また、下列の６個（上列の４個）の積層状回転ろ体３０ａは、所定の間隔を隔てて配置されており、互いに同方向に回転することにより、被処理物を送るように構成されている。
積層状回転ろ体３０ａは、図６に示すように、第２回転軸３０ｂに沿って積層された複数のろ片を含む。詳しくは、図７および図８に示すように、積層状回転ろ体３０ａは、複数の中径円板ろ片３００、複数の小径円板ろ片３０１、および、複数の大径円板ろ片３０２の３種のろ片を含んでいる。第２回転軸３０ｂは、Ａ方向に延びるように配置されている。また、第２回転軸３０ｂには、隣接する中径円板ろ片３００間に、大径円板ろ片３０２および小径円板ろ片３０１が交互に配置されてろ片が積層されている。
また、隣接する中径円板ろ片３００間には、第２ろ過溝Ｓ２が形成されている。具体的には、中径円板ろ片３００には、軸方向（Ｙ方向）に隣接する他の中径円板ろ片３００に当接する凸部３００ａが設けられている。そして、凸部３００ａにより隔てられた中径円板ろ片３００の間に第２ろ過溝Ｓ２が形成される。凸部３００ａは、図８に示すように、小径円板ろ片３０１の切欠部３０１ａまたは大径円板ろ片３０２の穴部（図示せず）に挿入されるように構成されている。
小径円板ろ片３０１は、図７に示すように、隣接する中径円板ろ片３００間の第２ろ過溝Ｓ２に揺動可能に配置されている。また、隣接する中径円板ろ片３００間の第２ろ過溝Ｓ２の小径円板ろ片３０１を除く部分には、ろ水流出溝Ｇ２が形成されている。大径円板ろ片３０２は、隣接する中径円板ろ片３００間の第２ろ過溝Ｓ２に揺動可能に配置されている。また、隣接する中径円板ろ片３００間の第２ろ過溝Ｓ２の大径円板ろ片３０２を除く部分には、ろ水流出溝Ｇ２が形成されている。これらのろ水流出溝Ｇ２を通って原液中の液体成分がろ過される。
また、図７に示すように、大径円板ろ片３０２は、固体成分を送る方向（Ａ方向に直交する方向）に隣接する積層状回転ろ体３０ａの第２ろ過溝Ｓ２内に揺動可能に配置されている。このように構成すれば、大径円板ろ片３０２および小径円板ろ片３０１の揺動により、第２ろ過溝Ｓ２が目詰まりするのを抑制することができる。
第２モータ３１は、図５および図６に示すように、複数の積層状回転ろ体３０ａのそれぞれの第２回転軸３０ｂの軸方向（Ａ方向）の一方端部に設けられている。また、第２モータ３１は、複数（１０個）の積層状回転ろ体３０ａ毎（回転体３０毎）に設けられている。なお、図５および図６に示すように、複数（１０個）の第２モータ３１を、軸方向（Ａ方向）の一方側にのみ配置してもよいし、軸方向の両側に配置してもよい。また、複数（１０個）の第２モータ３１を軸方向の両側に配置する場合には、複数（１０個）の第２モータ３１を軸方向の一方側および他方側に交互に配置するのが好ましい。
第２モータ３１は、回転体３０を毎分０．５回転以上の回転速度で回転させるように構成されている。なお、スクリュ式脱水部２の第１モータ２４は、スクリュ２２を毎分１回転以上の回転速度で回転させるように構成されている。また、スクリュ２２は、回転体３０よりも速い速度で回転するように構成されている。また、より好ましくは、第２モータ３１を、回転体３０を毎分１回転以上の回転速度で回転させるように構成し、第１モータ２４を、スクリュ２２を毎分３回転以上の回転速度で回転させるように構成するのが望ましい。また、スクリュ２２の回転速度は、スクリュ式脱水部２において重力ろ過が略完了するように調整されるのが望ましい。
シール部材３２は、図１に示すように、タンク１のスクリュ式脱水部２と回転体式脱水部３とを区切る側板１ａと、下列の最上流の回転体３０との間に１つ配置されている。これにより、シール部材３２は、被処理物がスクリュ式脱水部供給口２０側から貯留部１０側に通過することがないように封止している。
汚泥掻き取り板３３は、下列の最下流の回転体３０、および、上列の最下流の回転体３０にそれぞれ１つずつ設けられ、回転体３０の積層状回転ろ体３０ａの間に詰まった固形物を掻き取って、除去するように構成されている。
排出シュート３４は、図１に示すように、固体排出口Ｅに設けられ、回転体式脱水部３から排出された排出物の排出経路を構成している。また、排出シュート３４は、軸方向（Ｙ方向）に対向する一対の横板３４ａ（図１ではＡ方向のうち一方の横板３４ａのみ図示）と、底板３４ｂとを含んでいる。
貯留部凝集剤供給部４は、貯留部１０に供給された被処理物に対して無機凝集剤を供給するように構成されている。また、回転体凝集剤供給部５は、スクリュ式脱水部２により１次脱水された被処理物に高分子凝集剤を供給するように構成されている。詳細には、回転体凝集剤供給部５は、スクリュ式脱水部２のスクリュ式脱水部排出口２１から排出された被処理物に対して、回転体式脱水部３の下列の最上流の回転体３０の上方から供給するように構成されている。なお、回転体凝集剤供給部５によって回転体式脱水部３に供給された高分子凝集剤は、回転体３０により被処理物と撹拌される。
（凝集部の構成）
次に、図１を参照して、凝集部１００ｂの構成について説明する。
凝集部１００ｂは、混和槽６と、混和槽凝集剤供給部７と、羽根車８とを備えている。混和槽６は、固液分離装置１００ａの貯留部１０から被処理物が供給されるように構成されている。また、混和槽６は、スクリュ式脱水部２に被処理物排出する混和槽排出口６ａを含んでいる。混和槽排出口６ａと、スクリュ式脱水部排出口２１とは、水平方向に延びる二点鎖線で示すように、略同じ高さ位置に配置されている。混和槽凝集剤供給部７は、混和槽６に高分子凝集剤を供給するように構成されている。羽根車８は、混和槽６内に配置されている。また、羽根車８には、駆動源としての第３モータ８ａが設けられている。羽根車８は、混和槽６に供給された被処理物と高分子凝集剤後とを撹拌することにより、処理対象物を凝集する（固体成分（フロック）の濃度を高める）ように構成されている。
（実施形態の効果）
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
本実施形態では、上記のように、被処理物を送るスクリュ２２を含み、被処理物の１次脱水を行うスクリュ式脱水部２と、回転体３０を含み、スクリュ式脱水部２の後段に配置され、被処理物の２次脱水を行う回転体式脱水部３とを設ける。これにより、従来のように回転体式脱水部３のみにより１段階で脱水を行う場合と比較して、スクリュ式脱水部２と回転体式脱水部３とにより２段階で脱水を行なうことができるので、スクリュ２２の回転および回転体３０の回転を速くしたとしても、被処理物の含水率を低くすることができる。したがって、固液分離装置１００ａは、被処理物の含水率を低くするとともに、効率よく被処理物を排出することができる。ここで、一般的に、重力ろ過される被処理物よりも固分を多く含む被処理物に対して行われる圧搾ろ過は、重力ろ過よりも時間を要する。したがって、スクリュ式脱水部２の後段に回転体式脱水部３を設け、スクリュ式脱水部２のスクリュ２２を回転体式脱水部３の回転体３０よりも速い回転速度で回転させることにより、スクリュ式脱水部２において重力ろ過を行った後、スクリュ式脱水部２における重力ろ過よりも、回転体式脱水部３における圧搾ろ過を時間を掛けて行うことができる。その結果、効果的に被処理物の含水率を下げることができる。
また、本実施形態では、上記のように、スクリュ式脱水部２と回転体式脱水部３とを、一体的に設ける。これにより、スクリュ式脱水部２と回転体式脱水部３とを別体とする場合と比較して、スクリュ式脱水部２と回転体式脱水部３との間に設けられる配管などの被処理物の移送設備を設ける必要がないので、装置構成を簡素化することができる。
また、本実施形態では、上記のように、スクリュ式脱水部２により１次脱水された被処理物に凝集剤を供給する回転体凝集剤供給部５を設ける。これにより、回転体凝集剤供給部５により脱水の途中において被処理物の凝集を行うことができるので、固分と液分に容易に分離することができる。その結果、より効率よく被処理物の脱水を行うことができる。また、回転体凝集剤供給部５により、１次脱水された被処理物に凝集剤が供給されるので、２次脱水を行う回転体式脱水部３の回転体３０により、被処理物と凝集剤とを撹拌することができる。このため、被処理物と凝集剤とを撹拌するための構成を別途設ける必要がなく装置構成が複雑化するのを抑制することができる。
また、本実施形態では、上記のように、スクリュ式脱水部２に、回転体式脱水部３に被処理物を排出するスクリュ式脱水部排出口２１を設け、スクリュ式脱水部排出口２１を、スクリュ式脱水部２に被処理物を排出する混和槽６の混和槽排出口６ａと略同じ高さ位置に配置する。これにより、スクリュ式脱水部排出口２１が混和槽排出口６ａよりも低い位置にある場合と異なり、１次脱水が不十分な場合でも被処理物が、回転体式脱水部３まで流れ出てしまうのを抑制することができる。また、スクリュ式脱水部排出口２１が混和槽排出口６ａよりも高い位置にある場合と異なり、スクリュ式脱水部２はより高い位置まで被処理物を移動させる必要がないので、スクリュ２２の駆動部分の負荷が大きくなるのを抑制することができる。
また、本実施形態では、上記のように、スクリュ式脱水部２に、混和槽６から被処理物が供給されるスクリュ式脱水部供給口２０を設け、スクリュ式脱水部２を、スクリュ式脱水部排出口２１がスクリュ式脱水部供給口２０よりも上方に位置するように、後段の回転体式脱水部３に向かって斜め上方に傾斜して配置する。これにより、越流により混和槽６からスクリュ式脱水部２に被処理物を供給して、越流によりスクリュ式脱水部２から回転体式脱水部３に被処理物を容易に供給することができる。
また、本実施形態では、上記のように、スクリュ式脱水部２の第１ろ過溝Ｓ１を通過したろ液を受け取るろ液受け部１１と、ろ液受け部１１とを区切って設け、回転体式脱水部３の第２ろ過溝Ｓ２を通過したろ液を貯留する貯留部１０とを一体的に含む、タンク１を設け、貯留部１０に貯留された被処理物が、スクリュ式脱水部２の前段に返送されるように構成する。これにより、ろ液受け部１１と貯留部１０とを別体とする場合よりも、装置構成を簡素化することができる。また、回転体式脱水部３から排出されたろ液を再循環させることにより確実に処理することができる。
また、本実施形態では、上記のように、スクリュ式脱水部２を複数設け、複数のスクリュ式脱水部２を回転体式脱水部３の第２回転軸３０ｂの軸方向に沿って並列に配置する。これにより、スクリュ式脱水部２を複数設けることにより、より効率よく脱水を行うことができる。また、スクリュ式脱水部２により、スクリュ式脱水部２よりも比較的幅が広い回転体式脱水部３に対して効率的に被処理物を供給することができる。
また、本実施形態では、上記のように、スクリュ２２を毎分１回転以上の回転速度で回転させるとともに、回転体３０を毎分０．５回転以上の回転速度で回転させるように構成する。これにより、スクリュ２２を毎分１回転以上の回転速度で回転させて効率よく１次脱水を行うことができる。また、回転体３０を毎分０．５回転以上の回転速度で回転させて効率よく２次脱水行うことができる。
（変形例）
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。
たとえば、上記一実施形態では、スクリュ式脱水部を２つ設けた例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、スクリュ式脱水部を１つまたは３つ以上設けてもよい。
また、上記一実施形態では、複数のスクリュ式脱水部を平行に配置した例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、たとえば、複数のスクリュ式脱水部を平行ではなく、互いに所定の角度を有するように配置してもよい。
また、上記一実施形態では、スクリュを毎分１回転以上の回転速度で回転させるとともに、回転体を毎分０．５回転以上の回転速度で回転させた例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、スクリュを毎分１回転未満の回転速度で回転させてもよく、また、回転体を毎分０．５回転未満の回転速度で回転させてもよい。
また、上記一実施形態では、スクリュ式脱水部と回転体式脱水部とを一体的に設けた例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、スクリュ式脱水部と回転体式脱水部とを別体で設けてもよい。
また、上記一実施形態では、スクリュ式脱水部排出口と混和槽排出口とを略同じ高さ位置に配置した例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、スクリュ式脱水部排出口と混和槽排出口とを異なる高さ位置に配置してもよい。
また、上記一実施形態では、固液分離装置がタンクを備える例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、固液分離装置がタンクを備えていなくてもよい。
また、上記一実施形態では、スクリュ式脱水部が、スクリュ式脱水部排出口がスクリュ式脱水部供給口よりも上方に位置するように、後段の回転体式脱水部に向かって斜め上方に傾斜して配置されている例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、たとえば、スクリュ式脱水部が水平に配置されるなど、スクリュ式脱水部排出口がスクリュ式脱水部供給口よりも上方に位置するように、後段の回転体式脱水部に向かって斜め上方に傾斜していなくてもよい。
１ タンク
２ スクリュ式脱水部
３ 回転体式脱水部
５ 回転体凝集剤供給部（凝集剤供給部）
６ 混和槽
６ａ 混和槽排出口
１０ 貯留部
１１ ろ液受け部
２０ スクリュ式脱水部供給口
２１ スクリュ式脱水部排出口
２２ スクリュ
２２ａ 第１回転軸
２３ 積層状ろ体
３０ 回転体
３０ａ 積層状回転ろ体
３０ｂ 第２回転軸
１００ 固液分離システム
１００ａ 固液分離装置

Claims (9)

  1. 第１回転軸を有し、供給された被処理物を前記第１回転軸の回転に伴い送るスクリュと、前記スクリュを取り囲むように配置され、第１ろ過溝が形成された積層状ろ体とを含み、被処理物の１次脱水を行うスクリュ式脱水部と、
    第２回転軸と、前記第２回転軸の軸方向に沿って配置され、第２ろ過溝が形成された積層状回転ろ体とを有する、上下２列に配置される複数の回転体を含み、前記スクリュ式脱水部の後段に配置され、前記スクリュ式脱水部により前記１次脱水された被処理物の２次脱水を行う回転体式脱水部とを備え、
    前記スクリュ式脱水部と前記回転体式脱水部とを一体的に構成し、
    前記スクリュ式脱水部の前記第１ろ過溝を通過したろ液を受け取るろ液受け部を設け、
    前記ろ液受け部により、前記スクリュ式脱水部の前記第１ろ過溝を通過したろ液を、前記回転体式脱水部の前記第２ろ過溝を通過したろ液に対して分けるように構成され、
    前記スクリュは、前記回転体よりも速い回転速度で回転するように構成されている、固液分離装置。
  2. 前記スクリュ式脱水部により前記１次脱水された被処理物に凝集剤を供給する凝集剤供給部をさらに備える、請求項１に記載の固液分離装置。
  3. 前記スクリュ式脱水部は、前記回転体式脱水部に被処理物を排出するスクリュ式脱水部排出口を含み、
    前記スクリュ式脱水部排出口は、前記スクリュ式脱水部に被処理物を排出する混和槽の混和槽排出口と略同じ高さ位置に配置されている、請求項１または２に記載の固液分離装置。
  4. 前記スクリュ式脱水部は、前記混和槽から被処理物が供給されるスクリュ式脱水部供給口を含み、
    前記スクリュ式脱水部は、前記スクリュ式脱水部排出口が前記スクリュ式脱水部供給口よりも上方に位置するように、後段の前記回転体式脱水部に向かって斜め上方に傾斜して配置されている、請求項３に記載の固液分離装置。
  5. 前記ろ液受け部と、前記回転体式脱水部の前記第２ろ過溝を通過したろ液を貯留する貯留部とを一体的に含む、タンクをさらに備える、請求項１〜４のいずれか１項に記載の固液分離装置。
  6. 前記回転体式脱水部の前記第２ろ過溝を通過したろ液を貯留する貯留部をさらに備え、
    前記貯留部に貯留された被処理物は、前記スクリュ式脱水部の前段に返送されるように構成されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の固液分離装置。
  7. 前記スクリュ式脱水部は、複数設けられ、
    複数の前記スクリュ式脱水部は、前記回転体式脱水部の前記第２回転軸の軸方向に沿って並列に配置されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の固液分離装置。
  8. 前記スクリュを毎分１回転以上の回転速度で回転させるとともに、前記回転体を毎分０．５回転以上の回転速度で回転させるように構成されている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の固液分離装置。
  9. 第１回転軸を有し、供給された被処理物を前記第１回転軸の回転に伴い送るスクリュと、前記スクリュを取り囲むように配置され、第１ろ過溝が形成された積層状ろ体とを含み、被処理物の１次脱水を行うスクリュ式脱水部と、
    第２回転軸と、前記第２回転軸の軸方向に沿って配置され、第２ろ過溝が形成された積層状回転ろ体とを有する、上下２列に配置される複数の回転体を含み、前記スクリュ式脱水部の後段に配置され、前記スクリュ式脱水部により前記１次脱水された被処理物の２次脱水を行う回転体式脱水部と、
    前記スクリュ式脱水部の前記第１ろ過溝を通過したろ液を受け取るろ液受け部と、前記ろ液受け部とは区切られて設けられ、前記回転体式脱水部の前記第２ろ過溝を通過したろ液を貯留する貯留部とを一体的に含む、タンクと、
    前記タンクから被処理物が供給され、供給された被処理物の固体成分を凝集してフロック化するとともに、被処理物を前記スクリュ式脱水部に供給する混和槽とを備え、
    前記スクリュ式脱水部と前記回転体式脱水部とを一体的に構成し、
    前記ろ液受け部により、前記スクリュ式脱水部の前記第１ろ過溝を通過したろ液を、前記回転体式脱水部の前記第２ろ過溝を通過したろ液に対して分けるように構成され、
    前記スクリュは、前記回転体よりも速い回転速度で回転するように構成されている、固液分離システム。
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