JPH02258196A - 廃水内に浮遊する固形物を分離する方法及び圧縮スクリュー分離器 - Google Patents

廃水内に浮遊する固形物を分離する方法及び圧縮スクリュー分離器

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JPH02258196A
JPH02258196A JP1285067A JP28506789A JPH02258196A JP H02258196 A JPH02258196 A JP H02258196A JP 1285067 A JP1285067 A JP 1285067A JP 28506789 A JP28506789 A JP 28506789A JP H02258196 A JPH02258196 A JP H02258196A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、特に動物集中飼育場から若しくは、植物ある
いは動物の工場加工過程からの廃水内に浮遊しかつ例え
ば動物の毛あるいは植物性繊維のような繊維の混入され
たほぼ10%以下のわずかな濃度の固形物を分離する方
法であって、廃水が圧縮スクリュー分離器内に導入され
、廃水内に含まれる固形物が圧縮スクリュー分離器内で
、メッシュケージ内まで達していて駆動モータによって
駆動可能な圧縮スクリューの協働作用によって栓状体に
形成され、かつ栓状体として脱水されて圧縮スクリュー
分離器から押し出されるのに対して、固形物から分離さ
れた水が圧縮スクリュー分離のケーシングから放出され
る形式のもの、並びに廃水内に浮遊する固形物を分離す
る圧縮スクリュー分離器であって、分離器ケーシング内
に設けられ駆動モータによって駆動される圧縮スクリュ
ー、及び圧縮スクリューを取り囲み少なくとも1つのケ
ーシングフランジを介して分離器ケーシングに支えられ
円筒形に構成されたメツシュケージを有しており、圧縮
スクリューがスクリュー軸を有しており、スクリュー軸
がスクリュー螺旋によって取り囲まれており、分離器ケ
ーシングが廃水のための流入孔、分離された水のための
流出孔、及び脱水された固形物の搬送のための開口を有
している形式のものに関する。
? 西独国連邦農業技術研究所(Braunschwe i
 nVoe 1kenrode)の報告書、Grund
l、 LandtechnikBd、 37  (19
87) Nr、 3.98−107ページにおいて、R
,Krause及びR,Ahlersによって’ Ve
rfahrenstechnik des  5epa
rierens von  Fluessigmist
”と題して、液状排せつ物の問題点及び水肥の固形・液
体分離の重要性が述べられている。
液体から固形物を分離するための簡単な機械の1つはス
クリュープレス若しくは圧縮スクリュー分離器である。
この場合、分離された固形物を次第に圧縮するために、
搬送方向に向かって狭くなるスクリュー螺旋が用いられ
ている。
このような分離器は西独国特許第2636372号公報
及び西独国特許出願第2911899号公報に開示され
ている。円錐形に先細になる部分は生産能力、及び圧縮
スクリュー分離器のフレキシブル性に不都合に作用する
。浮遊物の供給される量若しくは浮遊物の粘性が例えば
繊維状の固形物の割合の変動によって変わると、圧縮固
形物が円錐形に若しくは別の形で狭くなる部分に詰まっ
てしまう。
西独国特許出願第2700542号公報及び西独国特許
第2902432号公報に記載の圧縮スクリュー分離器
においては、ケーシングの通路がメツシュケージの直径
に対して小さく構成されており、この小さい部分が対向
圧力を生ぜしめる。非作用部分とみなされる狭窄部を備
えた分離器においては、出口まで案内された径の変わら
ないスクリューによって浮遊物が脱水されるが、例えば
豚水肥固形物の20%を越える高い脱水状態を生ぜしめ
るための圧縮作用が得られない。
本発明の課題は、冒頭に述べた形式の圧縮スクリュー分
離器を改善して、圧縮スクリュー分離器の使用範囲を拡
大しかつ圧縮スクリュー分離器のフレキシブル性及び固
形物の脱水状態を高めることにある。
固形物の栓状体への形成、搬送及び吐出(送り出し)に
関連した本発明に基づく構成的な解決策は、固形物ケー
キをメツシュケージの脱水範囲全体に存在させかつ固形
物を狭まる部分でせき止めないように圧縮スクリュー分
離器を構成することにある。
本発明の構成では、必要な対向圧力が搬送方向に向かっ
て平行に延び栓状体を制限する壁の摩擦に基づき圧力下
の弾性的な固形物の内部応力によって形成される。栓状
体形成はすでにメツシュケージの前で圧力の上昇下で行
なわれており、この圧力は圧縮スクリューのスクリュー
螺旋の終点からメツシュケージの端部まで引き続き上昇
して、次いで開口に向かって低下する。メツシュケージ
の、スクリュー螺旋から解放された部分での圧力上昇が
メツシュ面に保持される固形物の引き続く脱水にとって
重要である。所望の栓状体形成及び脱水のために、圧縮
スクリュー分離器においては周囲の大気圧の圧力レベル
とわずかにしか異ならない圧力レベルが有利である。固
形物栓状体自体は軸線方向に配置されたメツシュロッド
から成る円筒形のメツシュケージ内で形成され、メツシ
ュケージに接続する円筒形の開口片及びこの開口片を越
えて突出する円筒形のスクリュー軸によって搬送されて
、吐出される。この場合、固形物栓状体のための、スク
リュー螺旋の最後の螺旋部分からメツシュケージの端部
までの円筒形の室は少なくともメツシュケージの内径と
同し長さである。固形物栓状体の形成を改善するために
脱水された固形物が戻される。
圧縮力によって弾性的な固形物栓状体内に生じる力が固
形物栓状体を円筒形のメツシュケージの壁と開口片及び
延長されたスクリュー軸との間で強く圧縮して、その結
果廃水は固形物栓状体を通過できない。スクリュー軸か
固形物栓状体中心を満たしていて、これによって固形物
栓状体の低い圧縮力下にある軸線方向の部分内への液体
の侵入を阻止している。
搬送方向への水の押し出し、ひいては固形物栓状体の破
壊を避けるために、中空円筒形の固形物栓状体が長さの
70%〜59%、メツシュケージによって取り巻かれて
いる。ここで圧力を加えられた水はメツシュケージのス
リットを通して逃がされる。分離器からの固形物栓状体
の出口範囲で固形物栓状体内の圧縮力は再び低下し、そ
の結果脱水作用がやむ。円筒形の開口片は固形物栓状体
の長さの5%から30%に亙って固形物栓状体を取り囲
むように構成されている。この開口片の長さを変えるこ
とによって、固形物栓状体の圧縮力の調節、ひいては分
離された固形物栓状体の固形物割合の調節が可能である
圧縮スクリューは廃水の流入孔の範囲に軸線に対して垂
直に位置するリードの一様な螺旋を有している。これに
よってスクリュー螺旋の範囲内の固形物の締付は及び停
滞が避けられる。
固形物栓状体の安定性はその内部応力のはかに固形物栓
状体の均質性に著しく左右される。
固形物栓状体を形成する際に混合効果を得るために、ス
クリュー螺旋の最後のほぼ180°〜360°の範囲の
螺旋部分が次第にスクリュー軸に向かって消えるように
構成されている。これによって付加的にスクリュー軸の
範囲で強い圧縮が行なわれる。この範囲は固形物粉状体
内の小さい応力に基づき湿りにさらされている。
さらに、最後の螺旋部分の次第にスクリュー軸に向かっ
て消えるような構成によって圧縮力が軸線方向にも半径
方向にも一様に分配される運転開始に際し栓状体が分離
器内にまだできていないのでポンプ及び分離器のモータ
の接続の前に吐出側から発泡材料の補助栓状体が押し込
まれる。
圧縮スクリューが供給側で2から3つの巻条に亙って管
片内に案内されており、これによってメツシュ面がすで
に濃縮されているがまだ循環される浮遊物によって完全
に負荷される。
廃水が圧縮スクリュー分離器に通常、循環ポンプによっ
て、それも有利には余剰の量で供給される。余剰量を戻
すために、供給接続部のすぐ横に戻し接続部が配置され
ている。
圧縮スクリュー分離器の簡単な構造のために、圧縮スク
リューか差し込み連結部を用いて駆動装置の出力部に結
合されている。
固形物栓状体の固形物割合に作用する開口片の長さを手
動調節するために、不動の開口片に薄壁の円筒形の延長
付加部を軸線方向に摺動可能かつ締付は可能Iこ差しは
めである。延長付加部をテレスコープ式に差し込んであ
る場合には調節か無段階に行なわれる。
廃水の粘性の異なりによる分離作業変動を補償するため
に、円筒形の開口片の下側の範囲に固形物栓状体の吐出
速度を調節する吐出量調整装置を配置してあり、この吐
出量調整装置が吐出面を0%からほぼ10%〜25%ま
で被うようになっている。このために有利には、吐出量
調整装置が有利には旋回軸を中心として旋回可能なレバ
ーを備えており、レバーが調節可能な対向力を生ぜしめ
るための手段、有利には調節可能な対向重りを備えてい
る。
固形物栓状体が柔らかすぎると、分離された水によって
固形物栓状体か吐出側で突き破られるおそれかある。こ
のようなおそれは圧縮スクリュー分離器の駆動モータの
受容電流の所定の値の下回りによって検出され、駆動モ
ータ及び圧縮スクリュー分離器が自動的に遮断される。
実施例 分離しようとする流体は水肥ポンプから導管を介して圧
縮スクリュー分離器1のリング状の流入室6内に達する
。余分に供給された水肥は流入室を満たし、余分な部分
はタンクへ戻される。戻り流はタンク内の水肥を動かし
、水肥内の固形物の沈澱を防止している。駆動モータ2
4で以て伝動装置25を介して駆動される圧縮スクリュ
ーによって、水肥の圧縮スクリューの受容能力に相応す
る割合が捕らえられ、自動調節されスクリュー螺旋27
を用いて分離室7に供給され、この場合まず圧縮スクリ
ューの始端部の不動の壁が流入室6内で固形物の層を妨
げなく形成し、この層は増大するフィルタケーキとして
分離室7内へ移動し、リング室の内径を満たしメツシュ
ケージ13上に位置する。圧縮スクリュー20が固形物
を吐出室8へ搬送し、この場合圧縮力はスクリュー螺旋
27の端部まで増大し、栓状体に集合された固形物を脱
水する。この栓状体の固形物は吐出開口5まで外側をメ
ツシュケージ13及びメツシュケージに続いて延長され
た円筒形の開口片15によってかつ内側をスクリュー軸
21によって案内される。圧縮スクリューによって形成
される圧縮力の作用下でコルク状固形物は吐出開口5か
ら押し出される。このような圧縮スクリュー分離器は実
際の運転では豚の水肥の固形物分離のために用いられ、
水肥の5.2%の固形物濃度で4 m3/hの出力を達
成する。圧縮スクリュー分離器のメツシュケージは50
0 mmの長さであり、開口片は260 mmの長さで
ある。メツシュ(ま0.75mmの目を有し、圧縮スク
リューは5つの巻条で100 mmのリードと110 
mmの軸直径を有している。形成される固形物栓状体は
全体で400 mmの長さでありこのうち280 mm
の長さがメツシュケージのスクリユー螺旋に接続した部
分に存在しており、120 mmの長さが開口片内に存
在している。圧縮スクリュー分離器の運転に必要な駆動
出力は2゜2 kW、毎分30回である。このような運
転条件では水肥の32%の固形物濃度で220 kg/
hの固形物が分離され、脱水される3、78mm3/h
の水は固形物の3.7%の残留固形物を含んでいる。始
動に必要な補助栓状体は110 mmの孔直径、260
mmの外径、及び300 mmの長さを有している。
圧縮スクリューが簡単な差し込み連結部を介して分離器
ケーシングlOの駆動側のフランジ11.1に装着され
た伝動装置25の出力軸26、ひいてはモータ24に結
合されており、このために出力軸26が連行部分26.
1を備えており、この連行部分が中空軸として構成され
たスクリュー軸21の駆動側の端部の対応する切欠き内
に押し込まれている。スクリュー螺旋27の始端部は流
入室6内に位置しており、この流入室内には流入孔2も
流出孔3 (第2図)も開口しており、この場合螺旋の
2つの巻条がメツシュケージ13を備えた分離室7の前
にある。メッシュケージ13自体は外側から分離室周壁
12によって取り囲まれでおり、この分離室周壁はリン
グ室を形成しており、このリング室内でメツシュによっ
て分離された水が出口4へ集められる。分離室周壁12
は流入側のフランジ12.2で以て流入室6にかつ内側
リング12.3で以て円筒形の開口片15に結合されて
いる。スクリュー螺旋27はすでにメツシュケージ13
の端部の手前で終わっており、この場合スクリュ一端部
はスクリュー尖端28として構成されている。脱水によ
って圧縮される固形物はスクリュー螺旋によってスクリ
ュー尖端まで搬送され、最後のスクリュー螺旋の範囲で
せき止められて栓状体に形成される。この際に発生する
圧力が引き続き固形物の脱水を生ぜしめかつ固形物を栓
状体のスクリュー側の端部にさらに堆積させる。スクリ
ュー螺旋の次第に360°で消滅するように構成された
最後の螺旋巻条(スクリュー尖端28)によって固形物
が栓状体に堆積される前に十分に混合され、スクリュー
軸の近くでより高く圧縮され、軸線方向及び半径方向の
一様な圧力を生ぜしめる。従って固形物栓状体によって
圧縮スクリューのセンタリング及び支承か行なわれる。
連続的に到来する固形物量に相応して、固形物栓状体が
開口片15とスクリュー軸21との間の吐出室8の中空
円筒形の区域によって圧縮され、吐出開口5の範囲に達
する。固形物栓状体の長さを所与に適合させるために円
筒形の開口片15に延長部16を移動可能かつロック可
能に装着してあり、この延長部は緊定ベルト16.1及
びねじ16.2を用いて取り外し可能に開口片に取り付
けられている。
第2図から明らかなように、流入室6内ではスクリュー
軸21はスクリュー螺旋なしに流入室に対して同心的に
配置されている。第3図及び第5図から明らかなように
、メツシュケージ13は軸線平行なメツシュロッド13
.1によって構成されている。メツシュロッドは支持す
ング13.2によって保持されており、この支持リング
は螺旋として構成されていてもよい。
支持リング13.2の外側に軸線平行に保持ロッド14
を設けてあり、この保持ロッドは分離室周壁12の内側
に配置された保持付加部121の切欠き内に係合してね
じりモーメントを受は止めて分離器ケーシング10に伝
える。図示の実施例ではメツシュケージ13は120゜
ずらして配置された軸線平行な3つの保持ロッF14を
備えている。メツシュロッド13.1を支えるために、
メツシュロッドの端部が開口片15の開口片フランジ1
5.1のリング溝内に同心的に保持され、メツシュケー
ジ13が同時に開口片)5に対してセンタリングされて
いる。メツシュケージ13の内側にスクリュー軸21が
位置している。第4図及び第6図から明らかなように、
ねじ12.5が開口片フランジ15.1を内側リング1
2.4に固定している。開口片15は分離室周壁12に
対して同心的に位置している。開口片15の内側にはス
クリニー軸の軸端部21.1が位置している。
特に第5図及び第6図から明らかなように、メツシュケ
ージI3は支持リング13.2によって取り囲まれてお
り、この支持リングの外側には少なくとも1つの保持ロ
ッド14が取り付けられている。保持ロッドに合致させ
て分離室周壁12の内側に保持付加部12.1を設けて
あり、この保持付加部が保持ロッドを形状にょて受容す
るための切欠きを備えている。メツシュロッド13.1
の吐出側の端部が差し込まれた開口片15の開口片フラ
ンジ15.1のリング状の切欠き15.2によって受容
されていてかつ開口片15に対して強制的にセンタリン
グされる。この場合、開口片フランジ15.1は分離室
周壁12に堅く結合された内側リング12.4にフラン
ジ固定されており、ねし12゜5によって取り外し可能
な結合が行なわれている。内側リング12.4は保持ロ
ッド14をセンタリングして受容するように開口片15
.1に支えられている。
廃水の固形物量の異なりによる圧縮スクリュ分離器の作
業変動を補償するために、吐出開口5の下側の範囲に吐
出量調整器17として2つの舌片を備えた扁平鉄が回転
部材17.3に取り付けられかつレバーアーム17.1
に結合されている。これによってレバーアーム17゜1
を介して、移動可能な重り17.1で調節可能な荷重が
扁平鉄、舌片、ひいては吐出量調整器に伝達される。
A: 廃水の供給及び戻し区域 B: 供給量の調節区域 C: 循環脱水区域 D: 混合及び均質化作用を伴った圧縮区域E: 固形
物栓状体の脱水区域 F: 固形物の吐出区域
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の実施例を示すものであって、第1図は圧
縮スクリュー分離器の縦断面図、第2図は第1図のn−
n線に沿った断面図、第3図は第1図の■−■線に沿っ
た断面図、第4図は第1図のTV−IV線に沿った断面
図、第5図はメツシュケージのねしり防止手段の詳細図
、第6図はメツシュケージ端部の支承部の部分断面図、
第7a図は吐出量調整装置の閉した状態の側面図、第7
b図は吐出量調整装置の開いた状態の側面図、及び第8
図は吐出量調整装置の正面図である。 2・・・流入孔、3・・・流出孔、5・・・吐出開口、
6・流入室、7・・・分離室、8・・・吐出室、ILI
・・・フランジ、12・・・分離室周壁、12.1・・
・保持付加部、12.2・・・フランジ、12.3及び
12.4・・・内側リング、12.5・・ねじ、13・
・・メツシュケージ、13.1・・・メツシュロッド、
13.2・・・支持リング、14・・・保持ロッド、1
5・・・開口片、15.1・・・開口片フランジ、■5
.2・・・切欠き、16・・・延長部、16.1・・・
緊定ベルト、16.2・・・ねじ、17・・・吐出量調
整器、17.1・・・重り、17.3・・・回転部材、
21・・・スクリュー軸、24・・・モータ、25・・
・伝動装置、26・・・出力軸、26.1・・・連行部
分、27・・・スクリュー螺旋28・・・スクリュー尖

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、廃水内に浮遊する固形物を分離する方法であつて、
    廃水が圧縮スクリュー分離器内に導入され、廃水内に含
    まれる固形物が圧縮スクリュー分離器内で、メッシュケ
    ージ内まで達していて駆動モータによって駆動可能な圧
    縮スクリューの協働作用によって栓状体に形成され、か
    つ栓状体として脱水されて圧縮スクリュー分離器から押
    し出されるのに対して、固形物から分離された水が圧縮
    スクリュー分離のケーシングから放出される形式のもの
    において、廃水を圧縮スクリュー分離器内に導入して圧
    縮スクリュー分離器内で固形物栓状体を形成し、この固
    形物栓状体を押し出しに際しメッシュケージの搬送方向
    に平行な壁及び延長された円筒形の付加部に対して圧縮
    して、脱水に必要な対向圧を生ぜしめることを特徴とす
    る、廃水内に浮遊する固形物を分離する方法。 2、廃水タンクからの搬送ポンプによる廃水の供給を過
    剰量で行い、この過剰量を廃水タンクに戻して廃水タン
    ク内の廃水を掻き混ぜる請求項1記載の方法。 3、圧縮スクリュー分離器内の圧力を廃水タンク内への
    圧力補償導管を介して周囲の大気圧の圧力レベルに保持
    する請求項1又は2記載の方法。 4、栓状体形成を改善するために有利には固形物の少な
    い廃水において脱水された固形物を圧縮スクリュー分離
    器の入口に戻して、流入量に加え混合する請求項1から
    3のいずれか1項記載の方法。 5、駆動モータの出力受容部を監視して、栓状体の少な
    すぎる脱水、ひいては固形物の含まれた水の吐出のおそ
    れのある場合に生じる最小駆動出力の下回りに際し圧縮
    スクリューの駆動モータを遮断する請求項1から4のい
    ずれか1項記載の方法。 6、廃水内に浮遊する固形物を分離する圧縮スクリュー
    分離器であって、分離器ケーシング(10)内に設けら
    れ駆動モータ(24)によって駆動される圧縮スクリュ
    ー、及び圧縮スクリューを取り囲みかつ少なくとも1つ
    のケーシングフランジ(11.3)を介して分離器ケー
    シング(10)に支えられ円筒形に構成されたメッシュ
    ケージ(13)を有しており、圧縮スクリューがスクリ
    ュー軸(21)を有しており、スクリュー軸がスクリュ
    ー螺旋(27)によって取り囲まれており、分離器ケー
    シング(10)が廃水のための流入孔(2)、分離され
    た水のための流出孔(4)、及び脱水された固形物の搬
    送のための開口(5)を有している形式のものにおいて
    、圧縮スクリューがメッシュケージ(13)の流入側の
    端部の前で始まり少なくともメッシュケージの中央まで
    達するリードの一様な少なくとも1条のスクリュー螺旋
    (27)を有しており、スクリュー螺旋の螺旋縁部がメ
    ッシュケージ(13)の内側の近くまで案内されており
    、メッシュケージ(13)のスクリュー螺旋から解放さ
    れた残りの部分の長さが少なくともその直径と同じであ
    り、分離器ケーシング(10)が円筒形の開口片(15
    )を有しており、開口片の内径がメッシュケージ(13
    )の内径と同じであり、固形物栓状体がほぼ70%から
    95%までメッシュケージ(13)のスクリュー螺旋の
    ない部分によって、かつほぼ30%から5%まで円筒形
    の開口片(15)によって取り囲まれていることを特徴
    とする圧縮スクリュー分離器。 7、圧縮スクリューのスクリュー螺旋(27)の高さ、
    ひいては圧縮スクリュー分離器(1)のリング間隙の幅
    がスクリュー軸(21)の直径の1倍から2倍である請
    求項6記載の圧縮スクリュー分離器。 8、メッシュケージ(13)内で終わるスクリュー螺旋
    (27)が最後の少なくとも180゜の巻条部分(28
    )の範囲で次第にスクリュー軸(21)に向かって消え
    るように構成されている請求項6又は7記載の圧縮スク
    リュー分離器。 9、圧縮スクリューのスクリュー軸(21)が駆動側の
    端部に配置された差し込み連結部を用いて駆動モータ(
    24)の出力軸(26)若しくは伝動装置(25)に結
    合されている請求項6から8のいずれか1項記載の圧縮
    スクリュー分離器。 10、メッシュケージ(13)がスリットメッシュとし
    て構成されており、スリットメッシュのメッシュロッド
    (13.1)が軸線平行に延びており、スリットメッシ
    ュのスリットの幅が有利には0.5mmから1.5mm
    である請求項6から9のいずれか1項記載の圧縮スクリ
    ュー分離器。 11、メッシュケージ(13)が、メッシュケージ(1
    3)の外側に配置され発生するねじり力を受容する少な
    くとも1つ、有利には3つの保持ロッド(14)を備え
    ており、分離室(7)を取り囲む分離室周壁の内側に、
    保持ロッド(14)と合致する切欠きを備え保持ロッド
    と協働する保持付加部(12.1)が設けられている請
    求項6から10のいずれか1項記載の圧縮スクリュー分
    離器。 12、円筒形の開口片(15)が開口片フランジ(11
    .3)によって、分離室(7)を閉鎖する内側リング(
    12.4)に取り外し可能に取り付けられており、内側
    リングが保持ロッド(14)のための切欠きを有してい
    る請求項11記載の圧縮スクリュー分離器。 13、円筒形の開口片(15)が分離器ケーシング(1
    0)から突出する端部に、差しはめ可能及びロック可能
    で固形物栓状体長さの調節を可能にする延長部(16)
    及び、有利には調節を自動的に行う調節駆動部を備えて
    いる請求項6から12のいずれか1項記載の圧縮スクリ
    ュー分離器。 14、円筒形の開口片(15)若しくは延長部(16)
    の開口(5)の外側に、旋回可能な吐出量調整装置(1
    7)を設けてあり、脱水された固形物の開口(5)の面
    が部分的に被われるようになっており、開口の被われる
    最大面積が開口の全面積の10%から25%であり、吐
    出量調整装置が有利には旋回軸(17.3)を中心とし
    て旋回可能なレバー(17.1)を備えており、レバー
    が調節可能な対向力を生ぜしめるための手段、有利には
    調節可能な対向重り(17.2)を備えている請求項6
    から12のいずれか1項記載の圧縮スクリュー分離器。
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