CN1261184C - 压滤机式脱水系统、脱水方法、脱气装置、止回阀及开关阀 - Google Patents

Abstract

一种压滤机式脱水系统，其具有压滤机、压缩从泥浆供给源导入的泥浆并打入压滤机的液压驱动泵、增减供给压送泵的压力油的流量压力控制阀、检测从压滤机排出的滤水的流量的流量传感器、检测压滤机中的脱水压力的压力传感器、根据流量传感器和压力传感器的输入信号输出控制压力控制阀的信号的控制手段。

Description

压滤机式脱水系统、脱水方法、 脱气装置、止回阀及开关阀

技术领域

本发明涉及对压滤机式脱水系统的改进。

背景技术

现在，为谋求建设废土等无机系污泥和未处理垃圾及下水污泥等有机系污泥的减容化，采用压滤机式脱水系统，利用压送泵将这些泥浆高压打入压滤机内，进行泥浆的固液分离。

图18是表示一般的压滤机式脱水系统10的构成例，具有活塞式的压送泵12、压滤机14、由电机及液压泵构成的液压驱动源15、电磁控制式的第1开关阀16及第2开关阀18、空气压缩机20、泥浆供给源22和贮水槽24。

上述泥浆供给源22例如由具有未处理垃圾粉碎机及吸引泵的流动化槽构成。在该流动化槽内充填水，投入的未处理垃圾被粉碎机破碎成适当的粒径，与水分混合在一起，形成泥浆化，由吸引泵输送到送泥管26内。

经过上述送泥管26及第1开关阀16，到达压送泵12的泵体28内的泥浆，被活塞30的加压动作压缩，然后经过第2开关阀18，用规定的压力打入压滤机14内。

在压滤机14内，如图19所示，横向自由开闭地并列配置多个滤板32，在脱水时，各滤板32被冲压机34加压固定在关闭方向，在滤板32、32之间形成过滤室36。

在各滤板32的中央部，贯通地设有泥浆导入孔38。此外，在滤板的左右两面刻设滤水槽40，其表面包覆滤布42。

由上述压送泵12打入的泥浆44穿过上述泥浆导入孔38，进入压滤机14内，扩散在形成在各滤板32间的滤室36内。然后，在滤布42的表面按压泥浆，由此过滤水分，分离固体成分。

透过滤布42的水分，经滤水槽40，导入设在滤板32的下方的排水口46，通过集水管48排向外部。

该滤水经过排水管50到达贮水槽24，其中一部分通过泵52返回流动化槽，余下的进行污水处理。

压送泵12的一次的打入工作一结束，就关闭第2开关阀18，同时降下活塞30，并同时打开第1开关阀16，向泵体28内充填新的泥浆44。

如按规定时间继续利用该压送泵12打入泥浆44的动作，则压滤机14的各滤室36内填满去除水分后固化了的脱水滤饼54。

一达到此阶段，则打开电磁开关阀25，同时从相反方向向滤板32的泥浆导入孔38供应来自空气压缩机20的高压气体，堵在导入孔38内的泥浆沿回归路径27返回到泥浆供给源22，然后，向左右打开滤板32。结果，蓄积在滤板32、32间的脱水滤饼54因自重剥离脱落，通过排出漏斗56导入传送带58上。

采用此种压滤机式脱水系统10，通过利用上述压送泵12将压滤机14内的最终的脱水压力提高到3.5～4.0Mpa以上，即使是以往很难进行有效脱水的有机系泥浆，也能够实现高脱水效果。

例如，即使以含未处理垃圾的泥浆为脱水对象时，也能得到含水率50％以下的脱水滤饼54，期待其能够对废弃物减容化有大的贡献。

但是，对于以往的压滤机式脱水系统10，存在如要得到充分的脱水效果，需要较长时间的问题。

图20是表示压滤机14内的脱水压力与排水量的关系的图表，如图中所示，与向压滤机14打入开始的同时急速提升排水量，在从脱水开始的仅10分钟左右内达到峰值，之后，尽管增加压力，排水量也降低，结果是要得到必要的排水量，需要长时间的压缩处理。

关于该原因，可以认为是在压缩初期的阶段生成的滤饼坚固系紧，形成阻抗，妨碍后续的脱水。即，如图21(a)所示，由于压缩开始后就减薄滤饼层54，减小阻抗，大量的滤水62透过滤布42，然后被排出，但如图21(b)所示，立即加厚滤饼层54，并加压坚固系紧。其结果是，即使压送泵12施加高的压力，水分也难于到达滤布42，所以减小排水量。因此，要得到必要的脱水量就需要长时间的处理。

作为解决该问题的一个对策，可以举出狭窄地设定脱水时的滤板32、32之间的距离这样的方案。此时，通过减薄各滤室36内的滤饼厚度，也能够将该部分阻抗抑制在低水平。

然而，这样，如要获取必要的处理能力，就需要增加滤板32的件数，存在涉及压滤机14的大型化及成本增加的问题。从机器的小型化和低成本化的观点来看，需要较宽地设定滤板32、32之间的距离，并抑制滤板32的个数。

此外，作为其他的对策，有在泥浆44中预先添加脱水助剂，在滤饼层54中形成水路这样的方案。如这样，即使形成厚的滤饼层54，由于沿上述水路，水分也能够容易到达滤布42，可以比较宽地设定滤板32、32之间的距离。

但是，该方法虽对无机污泥具有某种程度的效果，但存在不能适用于有机污泥的问题。即，在是有机污泥的情况下，由蛋白质、碳水化合物、油脂、纤维质、无机质等构成污泥，物理地形成亲水性胶体，而要破坏该亲水性胶体及细菌的细胞膜，需要3.5Mpa以上的脱水压力，这样的高压会压溃由脱水助剂形成的水路。

因此，本发明的第1目的是提供一种通过一边比较厚地设定形成于滤板间的脱水滤饼的厚度，一边提高脱水效率，能够缩短脱水时间的技术。

下面，虽说统称有机系的污泥，但其成分因生成原因物质及处理方法、季节等有多种多样，对于细菌含有率特别高的污泥，只进行利用压滤机的过滤处理，有时不能得到充分的脱水效果。

因此，本发明的第2目的是提供一种即使对于泥浆状的有机系污泥多含细菌时，也能够用压滤机高效率进行脱水处理的技术。

下面，为了实现有效地破坏有机系泥浆中的亲水性胶体及细胞膜，在供给压送泵12前的阶段，最好尽量去除其表面附着的水及间隙水。

但是，如降低泥浆中的水分，泥浆的流动性受到影响，因此容易形成团块，在这种泥浆的团块之间会混入大量的空气。

而且，如图22所示，如在压送泵12的泵体28内或与压滤机14连通的送泥管26b中存有较多的残留空气45，即使特意用活塞30压缩泥浆44，残留空气45也产生反抽吸的现象，吸收挤压作用。其结果是，产生原本用高压打入压滤机14内的泥浆44在压送泵12和压滤机14之间停滞，不能达到所期望的脱水效果的问题。

因此，本发明的第3目的是提供一种在压送泵的加压时可有效去除泥浆中空气的技术。

可是，这样就需要一定要在压送泵12的前后设置一对开闭阀。即，夹装在压送泵12的前段的第1开关阀16应具有，在活塞30后退时打开，使泥浆充填到泵体28内，同时，在活塞30前进时关闭，防止泥浆倒流的功能。与此对应，夹装在压送泵12的后段的第2开关阀18应具有，在活塞30后退时关闭，防止泥浆倒流，在活塞30前进时打开，向压滤机14侧输送泥浆的功能。

在液压等流体控制范围谋求这样的功能时，一般采用图23所示的球型止回阀61。

其结构是，在阀壳体62内装有球(钢球)63、台座部64、弹簧65，通常利用接受弹簧65所赋予的弹性力的球63关闭流入口66。此外，台座部64的背面64a配置在与排出口68对置的位置，增加来自OUT侧的压力。

并且，在流入口66施加比“弹簧65的弹性力+OUT侧的压力”大的IN侧的压力时，球63后退，打开流入口66，流体流入内部。该流体经过壳体62内的流路67，从排出口68排出。

这种球型止回阀61，不仅结构极为简单，而且，在IN侧的压力比弹簧65的弹性力+OUT侧的压力大时，能够自然开放，具有不需要设置额外的控制手段的优点。

但是，在压滤机式脱水系统中，如采用这样的结构的止回阀，含有固形成分的泥浆状物质就穿通弹簧65之间，存在泥浆附在弹簧65上，阻碍其工作的问题。

为此，在泥浆脱水范围内，在压送泵12的前后夹装能根据电信号控制开关的电磁开关阀。

此种情况下，由于控制开关不需要弹簧，就不产生因泥浆附在弹簧上而引起工作不良的问题。

此外，在压滤机14内的泥浆返回供给源22时，如同时打开双方的电磁开关阀，泥浆经过压送泵12返回供给源22，根据情况，也可以省略返回路径27及电磁开关阀25。

但是，进行在压滤机14内的脱水处理时，随着压滤机14侧的压力的上升，电磁开关阀的定时控制变得困难，在压送泵12的活塞30进入返回工序时，如误将压滤机14侧的电磁开关阀打开，产生泥浆倒流现象，产生大的冲击声，有对压送泵12及配管系统产生损伤的危险。

因此，本发明的第4目的是提供一种不因附着泥浆而引起工作不良的止回阀和开关阀。

发明内容

为达成上述第1目的，本发明的第1压滤机式脱水系统，其特征在于具有：压滤机；液压驱动压送泵，压缩从泥浆供给源导入的泥浆，并打入压滤机；压力控制阀，增减供给压送泵的压力油的流量；流量传感器，检测从压滤机排出的滤水的流量；压力传感器，检测上述压滤机中的脱水压力；控制手段，根据流量传感器和压力传感器的输入信号，输出对上述压力控制阀的控制信号。

此外，本发明的压滤机式脱水系统的控制方法，其特征在于：在由上述流量传感器检测的单位时间内的滤水的流量比预设定的流量大时，减小供给上述压送泵的压力油的流量，降低压滤机内的脱水压力；在由上述流量传感器检测的单位时间内的滤水的流量比预设定的流量小时，增加供给上述压送泵的压力油的流量，提高压滤机内的脱水压力，进而调节压滤机内的脱水进度。

这样，从压滤机排出的滤水的流量超出预定的曲线图时，通过增减供给压送泵的压力油的流量，调节加压力，能够调节压滤机内的脱水压力，进而可控制脱水的进度。

因此，在脱水的初期阶段，能够不坚固系紧滤饼层地抑制压送泵的加压力，长时间维持比较高的脱水效率。由此，也能够缩短得到一定脱水量的时间。

为达成上述第2目的，本发明的第2压滤机式脱水系统，具有压滤机、压缩泥浆并向上述压滤机打入的压送泵、配置在该压送泵的前段的预处理装置，其特征在于：上述预处理装置具有从泥浆供给源一侧向上述压送泵一侧传送泥浆的送泥路以及对该送泥路上的污泥照射微波的微波振荡器。

微波加热一般有如下特征：

(1)高速加热性

由于微波以光速瞬间进入被加热物中，变换成热，不需要预热时间及导热所需的时间。

(2)高热效率性

由于被加热物自身成为发热体，不产生加热周围空气及设备的损耗。

(3)易操作性

容易通过瞬间的启动/停止替换及输出调节进行温度控制。

(4)均匀加热性

由于被加热物的各部位同时发热，即使是复杂形状的被加热物也能够比较均匀地加热。

因此，通过在送泥路上，对传送中的泥浆照射微波，能够在短时间内充分加热、破坏泥浆内部所含细菌的细胞膜及亲水性胶体。

这样，利用微波照射预先加热、破坏泥浆内的细菌的细胞膜及亲水性胶体，可利用压滤机进行高效率的脱水处理。

微波照射的目的是利用内包水分的膨胀彻底破坏细胞膜及亲水性胶体，由于不是试图进行干燥泥浆整体，因此，能够将运转成本的上升抑制在最低限度。

作为该预处理装置，例如，能够采用具有如下构成的装置：由微波透过性材料构成的圆筒体、配置在该圆筒体内的螺旋送料器、旋转驱动该螺旋送料器的电机、气密性覆盖上述圆筒体外周的由微波反射性材料构成的外壳部、配置在该外壳部的微波振荡器。此时，圆筒体及螺旋送料器相当于“送泥路”。

从微波振荡器输出的微波被外壳部的内面反射，照射在沿圆筒体内移动的泥浆上。

此外，本发明的泥浆脱水的方法，其特征在于具有：通过对从泥浆供给源输送的泥浆照射微波，加热、破坏其内部所含的细胞膜及亲水性胶体的工序；压缩该泥浆并打入压滤机的工序；利用压滤机内的滤布对泥浆实施固液分离的工序。

为达成上述第3目的，本发明的脱气装置，夹装在压送泵和压滤机之间，其构成包括：具有收进从压送泵供给的泥浆的导入口、口径从压送泵侧向压滤机侧扩大的口径扩张部、具有排气诱导管的空气排出部、口径从压送泵侧向压滤机侧缩小的口径收缩部、向压滤机送出泥浆排出口；排气管至少与上述排气诱导管的一端连接，同时，在上述口径收缩部的表面形成通气口，流入该通气口的空气经过上述排气管，向外部排出。上述导入口—口径扩张部—空气排出部—口径收缩部—排出口分别形成连通状态。

于是，从压送泵很自然地供给上述导入口的泥浆，在流路的口径(截面积)急剧扩大的口径扩张部，其流速被降低。其结果是，泥浆内部压力下降，内包的空气膨胀，从泥浆游离出去。

对于该空气，在流路再次变窄的口径收缩部，由于产生向后挤压的作用力，所以空气从排气诱导管的通气口，经排气管被排向外部。

上述空气排出部优选装卸自由地夹装在口径扩张部和口径收缩部之间。

其结果是，即使在固形物堵塞在上述通气孔时，也容易卸下清洗，或更换新品。

作为上述空气排出部，采用具有分别包括排气诱导管的第1排出单元及第2排出单元的空气排出部，通过滑动自由地将其夹装在上述口径扩张部和口径收缩部之间，也可以可替换地形成夹装在上述口径扩张部和口径收缩部之间的排出单元及朝外部露出的排出单元。

此时，在一个单元的排气诱导管发生孔眼堵塞时，在装置内部充填另一单元，同时，可对排出外部的单元的排气诱导管实施清洗，谋求提高维修性能。

在上述空气排出部的排气诱导管内，也可以安装多孔质的陶瓷过滤器或中空纤维过滤器。

结果，能够有效地防止固形物进入排气诱导管内，并能实现净化向外排出的气体。

上述空气排出部的排气诱导管，例如以截面形成大致楔形状的方式形成，以其尖端部朝向压送泵侧同时平面部朝向压滤机侧的方式进行定位配置，在该平面部上形成上述通气口。

这样，采用截面楔形的排气诱导管，通过使其尖端部朝向压送泵侧，能够降低泥浆通过时的阻力。对此，通过在空气阻力大的平面部设通气口，能够高效率地将空气导入空气口。

在上述排气管夹装开关阀，同时设置检测压滤机侧压力的压力传感器，在压滤机侧的压力超过设定值时，最好设置关闭上述开关阀的控制手段。

如果压滤机侧的压力增高，降低压送泵供给的泥浆的流速，由于产生失去上述的空气膨胀及游离效果，同时泥浆向排气诱导管的通气口倒流的可能性，有效的办法是设置可自动关闭上述开关阀的机构。

为达成上述第4目的，提供一种止回阀，其特征在于具有：外壳，具有流入口及排出口；阀体收纳部，设置在该外壳内，具有与上述流入口对置的第1开口部和与上述排出口对置的第2开口部；流路，与上述流入口和排出口连通；帽状的阀体，滑动自由地收纳在上述第1开口部内，开关上述流入口；帽状受压部件，滑动自由地收纳在上述第2开口部内；连接部，连接上述阀体和受压部件；弹簧，配置在上述阀体收纳部内，向关闭上述阀体的方向施加弹性力；第1密封部件，夹装在上述阀体的外面与第1开口部的内面之间，防止液体流入上述阀体收纳部内；第2密封部件，夹装在上述受压部件的外面与第2开口部的内面之间，防止液体流入上述阀体收纳部内。

此时，朝关闭方向对阀体施加弹性力的弹簧配置在借助阀体、受压部件及密封部件液密密封的阀体收纳部内，由于不直接接触泥浆，没有引起工作不良的危险性。

此外，本发明的开关阀，其特征在于具有如下构成：外壳，具有流入口及排出口；阀体收纳部，设置在该外壳内，具有与上述流入口对置的第1开口凹部、与上述排出口对置的第2开口凹部、区分两开口凹部的隔壁部、形成在该隔壁部的贯通孔；流路，与上述流入口和排出口连通；帽状的阀体，滑动自由地收纳在上述第1开口凹部内，开关上述流入口；帽状受压部件，滑动自由地收纳在上述第2开口凹部内；连接部，在滑动自由地插通在上述贯通孔的状态下，其前端部连接在上述阀体上，同时后端部连接在上述受压部件上；弹簧，配置在上述开口凹部内，向关闭上述阀体的方向施加弹性力；第1密封部件，夹装在上述阀体的外面与第1开口凹部的内面之间，液密密封第1开口凹部内；第2密封部件，夹装在上述受压部件的外面与第2开口凹部的内面之间，液密密封第2开口凹部内；第3密封部件，夹装在上述连接部件的外面与上述贯通孔的内面之间，防止液体在第1开口凹部和第2开口凹部件流通；第1液压口，与上述第1开口凹部连通；第2液压口，与上述第2开口凹部连通。

该开关阀，由于基本构成与上述止回阀通用，通常能发挥与止回阀同样的功能。当然，由于弹簧收纳在液密密封的第1开口凹部内，完全不用担心附着泥浆造成的工作不良。

此外，采用电磁切换阀等时，通过在将压力油导入第2液压口的同时，将第1液压口连接在罐体上，可以不管施加给阀体及受压部件的压力，强制打开。因此，在脱水处理的最终阶段，即使在将堵塞于滤板的泥浆导入孔的泥浆从压滤机侧返回泥浆供给源时，也不需要特地设置迂回专用的电磁开关阀及回归路径。

附图说明

图1是表示本发明第1压滤机式脱水系统的整体构成的概念图。

图2是表示上述脱水系统中的排水量与脱水压力的关系的图表。

图3是表示上述脱水系统中的脱水压力的控制图形的图表。

图4是表示上述脱水系统中的脱水压力的控制图形的图表。

图5是表示上述脱水系统中的脱水压力的控制图形的图表。

图6是表示本发明第2压滤机式脱水系统的整体构成的概念图。

图7是表示上述脱水系统中的预处理装置的结构的模式图。

图8是表示本发明的装入脱气装置的第3压滤机式脱水系统的整体构成的概念图。

图9是表示脱气装置的内部结构的纵截面图。

图10是表示脱气装置的内部结构的横截面图。

图11是表示脱气装置的其他构成例的横截面图。

图12是图11的A-A截面图。

图13是表示本发明的止回阀的结构(闭塞时)的截面图。

图14是表示上述止回阀的结构(开放时)的截面图。

图15是图13的B-B截面图。

图16是表示本发明的开闭阀的结构(闭塞时)的截面图。

图17是表示上述开闭阀的结构(开放时)的截面图。

图18是表示一般的压滤机式脱水系统的整体构成的概念图。

图19是表示压滤机的脱水机理的模式图。

图20是表示以往脱水系统中的排水量与脱水压力的关系的图表。

图21是表示压滤机中的脱水滤饼生成机理的模式图。

图22是表示以往脱水系统中的泥浆与残留空气的关系的局部截面图。

图23是表示球型止回阀结构的截面图。

具体实施方式

图1是表示本发明第1压滤机式脱水系统100的整体构成的概念图，与图18表示的以往脱水系统一样，具有活塞式的压送泵12、压滤机14、第1开关阀16及第2开关阀18、空气压缩机20。此外，在省略了图示的部分中，与上述同样的泥浆供给源22借助送泥管26连接在第1电磁阀18上，此外，排水管50连接在与上述同样的贮水槽24上。

对于该脱水系统100，另外还具有夹装在排水管50中途的流量传感器170、夹装在与第2开关阀18及压滤机14连通的送泥管26中途的压力传感器172、夹装在压送泵12和液压驱动源15之间的压力控制阀174(安全阀)、控制部176。

上述控制部176具有可编程序控制器或电脑等的CPU、以及存储控制程序的存储装置，借助信号放大部178，与上述流量传感器170、压力传感器172及压力控制阀174通电连接。

上述压力控制阀174可根据控制部176的控制信号，可无级调节从液压驱动源15供给压送泵12的压力油的流量，具体由电磁比例控制阀构成。

以下，说明利用该脱水系统100进行的泥浆的脱水工序。

首先，泥浆供给源输送的泥浆经送泥管26，到达第1开关阀10，通过压送泵12的泵体28及第2开关阀18，充填到压滤机14内。

当压滤机14的各滤室内全部遍及泥浆的时候，关闭第1开关阀16，接受从液压驱动源15供给的压力油，压送泵12的活塞30向压缩方向移动，将泵体28内的泥浆打入压滤机14一侧。

接下来，在关闭第2开关阀18的同时活塞30返回，打开第1开关阀16，向泵体28内充填泥浆。

在此，在关闭第1开关阀16的同时，打开第2开关阀18，通过驱动活塞30，泥浆被压送到压滤机14内。

通过继续压送泵12的上述泥浆打入工作，滤水从压滤机14的集水管48流向排水管50。

流量传感器检测通过该排水管50的滤水的流量，然后输入到控制部176。

此外，压力传感器172也检测从压送泵12到压滤机14的泥浆的打入压力(＝压滤机14内的脱水压力)，然后输入到控制部176。

在控制部176，按照规定的程序演算处理来自各传感器的输入信号，然后向能增减压送泵12的加压力的压力控制阀174输出控制信号。

接受该信号的压力控制阀174调节从液压驱动源15供给压送泵12的压力油的流量，控制压送泵12的加压力。

这样，通过根据从压滤机14排出的滤水的流量和压滤机14内的脱水压力增减压送泵12的加压力，能够使压滤机14中的脱水效率最佳化。

即，在采用以往的脱水系统时，由于不是特意进行压送泵12的加压力的控制，而是自然而然地相应于压滤机14内的阻力确定脱水压力，如图20的图表所示，虽然在脱水初期，脱水压力急剧上升，得到较多的排水量，但是，滤饼层很快坚固地系紧，阻碍水通过，结果也就很快地减小排水量。

对此，在采用本发明的第1脱水系统100时，如图2所示，通过如同描绘比较缓慢的曲线地调节脱水压力的上升，能够控制滤饼54的固化情况，并且能够抑制排水量的急速减小。

具体情况是，在单位时间内的滤水的排水量比程序设定值大时，控制部176向压力控制部174输出控制信号，要其按需要量减小供给压送泵12的压力油的油量。同时，控制部176监视来自压力传感器172的输出，确认压滤机14内的脱水压力按目标值降低。

相反，在单位时间内的滤水的排水量比程序设定值小时，控制部176向压力控制部174输出控制信号，要其按需要量增加供给压送泵12的压力油的油量。同时，控制部176监视来自压力传感器172的输出，确认压滤机14内的脱水压力按目标值增加。

其结果是，能够较长时间地维持如图2的排水量的峰值。可在更短的时间内得到与以往时相同的排水量。

上述脱水压力的上升图形不是固定的，根据脱水对象泥浆的特性，当然是不同的。特别是在有机系污泥时，由于因其组成在脱水的难易程度及滤饼的形成速度方面有较大差异，为实现图2示出的理想排水量的推移，需要按每一处理对象细致地控制脱水压力。

例如，如图3所示，在脱水工序的前半部分，使压力缓慢上升，在达到接近峰值的时候，维持其压力，或如图4所示，一边反复提升、降低压力，一边整体提升压力，这样适合进行压送泵12的加压控制。图5是表示两种图形的折衷型，是在脱水工序的前半部分反复提升、降低压力，然后，直线上升到峰值压力，暂时维持该压力地进行压送泵12的加压控制的方式。

图6是表示本发明第2压滤机式脱水系统200的整体构成的概念图，与图18表示的以往压滤机式脱水系统10一样，具有活塞式的压送泵12、压滤机14、由电机及液压泵构成的液压驱动源15、第1开关阀16及第2开关阀18、空气压缩机20。

此外，在第1开关阀16的前段，配置泥浆投入漏斗270和预处理装置272。

上述预处理装置272，如图7所示，具有圆筒体276、配置在该圆筒体276内的螺旋送料器278、用于旋转驱动该螺旋送料器278的减速电机280、气密性覆盖圆筒体276外周的外壳部282、配置在该外壳部282内部的一对微波振荡器284、控制各微波振荡器284的ON/OFF及输出的控制装置286。

圆筒体276由微波透过特性优良的树脂材料构成。

此外，上述外壳部282的至少内面由微波反射特性优良的金属材料构成。

螺旋送料器278的翅片的间距，考虑到微波的波长(12.2cm)，设定在12.2cm以上。

圆筒体276的前端小径部287与第1开关阀16连通连接。

此外，在圆筒体276的后端部，设有分支管288，借助该分支管288与投入漏斗270的开口部290连通连接。

以下，说明该脱水系统200的泥浆脱水工序。

首先，一在投入漏斗270内投入泥浆状的有机系污泥，就通过转动搅拌螺旋292，一边混合，一边从开口部290向圆筒体276内供给泥浆。

在圆筒体276内，通过转动螺旋送料器278，向前端方向传送污泥。然后，当泥浆到达外壳部282内时，接受从微波振荡器284输出的微波，并被加热。

其结果是，通过膨胀细菌的细胞内及亲水胶体内蓄积的水分，结构性破坏细胞膜及亲水胶体。

经过微波加热处理过的泥浆通过第1开关阀16，供给压送泵12内。

然后，与上述相同，通过压送泵12的泵体28及第2开关阀18，泥浆充填到压滤机14内。

然后，当压滤机14的各滤室内全部遍及泥浆的时候，关闭第1开关阀16，接受从液压驱动源15供给的压力油，压送泵12的活塞30向压缩方向移动，将泵体28内的泥浆打入压滤机14侧。

接下来，在关闭第2开关阀18的同时活塞30返回，打开第1开关阀16，向泵体28内充填泥浆。

在此，在关闭第1开关阀16的同时，打开第2开关阀18，通过驱动活塞30，泥浆被压送到压滤机14内。

通过继续压送泵12的上述泥浆打入工作，通过滤布将污泥中所含的水分与固体成分分离。分离后的滤水从压滤机14的集水管48向外部排放。

如上所述，由于在预处理装置272内加热并破坏泥浆所含的细胞膜及亲水胶体，例如，即使泥浆中含有大量细菌，在压滤机14中也能极有效地进行脱水处理。

图8是表示本发明的第3压滤机式脱水系统300的整体构成的概念图，与图18表示的以往脱水系统10一样，具有活塞式的压送泵12、压滤机14、液压驱动源15、第1开关阀16及第2开关阀18、空气压缩机20、泥浆供给源22、贮水槽24。

关于该第3脱水系统300，此外还具有夹装在第2开关阀18和压滤机14之间的脱气装置362、夹装在送泥管26b的中途的压力传感器363、夹装在脱气装置362的排气系统上的电磁开关阀364、与压力传感器363及电磁开关阀364通电连接的控制部365。

上述控制部365具有可编程序控制器或电脑等的CPU、以及存储控制程序的存储装置。

上述脱气装置362，如图9的纵截面图及图10的横截面图所示，具有大致长方体形状的筐体366、泥浆的导入口367、装在筐体366内的口径扩张部368、空气排出部369、口径收缩部370、泥浆的排出口371。

上述导入口376与压送泵12侧的送泥管26a连通连接，具有与该送泥管26a大致相等的口径。

此外，上述排出口371与压滤机14侧的送泥管26b连通连接，具有与该送泥管26b大致相等的口径。

口径扩张部368与导入口367整体形成，具有口径从压送泵12侧向压滤机14侧扩张的漏斗形状。

此外，上述口径收缩部370与上述排出口371整体形成，具有口径从压送泵12侧向压滤机14侧缩小的漏斗形状。

空气排出部369夹装在口径扩张部368与口径收缩部370之间，具有大致矩形状的框架部372以及立设在该框架部372的底面373的多根排气诱导管374。

上述框架部372具有与口径扩张部368的开口部连通的第1开口部375以及与口径收缩部370的开口部连通的第2开口部376，各排气诱导管374按规定间隔配列在第1开口部375和第2开口部376之间。

各排气诱导管374，如图10所示，截面具有大致楔形的形状，按其尖端部374a朝向压送泵12侧，同时平面部374b朝向压滤机14侧进行定位。

在该平面部374b中，从上至下，按规定间隔穿设多个通气口377，各通气口377与贯通排气诱导管374的空洞部374c连通。

各排气诱导管374的上端开口部374d与通用的集气箱378连通连接，排气管379与该集气箱378连通连接。

上述框架部372滑动自由地沿筐体366内的导向部380安装，能够方便地与另一空气排出部369交换。

此外，在框架部372的表面和口径扩张部368及口径收缩部370的端面之间，分别夹装适当的密封部件381，确保气密性。

以下，说明该第3脱水系统300的泥浆脱水工序。

首先，泥浆供给源22输送的泥浆经送泥管26，到达第1开关阀16，通过压送泵12的泵体28、第2开关阀18及脱气装置362，充填到压滤机14内。

当压滤机14的各滤室内全部遍及泥浆的时候，接受液压驱动源15供给的压力油，压送泵12的活塞30向压缩方向移动，泵体28内的泥浆被打入压滤机14侧。

接下来，在活塞30返回的同时，关闭第2开关阀18，打开第1开关阀16，向泵体28内充填泥浆。

在此，如果再次驱动活塞30，在关闭第1开关阀16的同时，打开第2开关阀18，泥浆被压送到压滤机14侧，利用通过脱气装置362的过程可有效去除泥浆中的空气。

通过继续压送泵12的上述泥浆打入工作，滤水从压滤机14的集水管48流向排水管50。

下面，说明上述脱气装置362的去除空气的机理。

首先，如用压送泵12的驱动高压打入泥浆，含残留空气的泥浆以高于一定的流速被送入脱气装置362的导入口367。

然后，泥浆一到达截面积比导入口367急速扩大的口径扩张部368，就在此急剧降低流速，降低内部压力。其结果是，泥浆中内包的残留空气膨胀，从泥浆游离出去。

而且，由于流路在口径收缩部370再次变窄，膨胀的空气随着收缩向后施加挤压力，被诱导到上述通气口377内。

从通气口377到达空洞部374c的空气沿排气诱导管374内上升，集中在集气箱378，借助排气管379向外部排出。

进行脱水处理，如根据滤饼的增大提升压滤机14侧的压力，会降低供给口径扩张部368的泥浆的流速，由于在降低残留空气的膨胀及游离效果的同时，也增加泥浆向通气口377内倒流的可能性，所以，关闭电磁开关阀364，停止脱气处理。具体情况是，从压力传感器363输入的压力在达到设定值以上时，从控制部365向电磁开关阀364输出控制信号，自动关闭排气管379。

如继续使用上述脱气装置362，固形物无论如何也会进入通气口377内，引起孔眼堵塞。此时，只要从筐体366卸下空气排出部369，进行清洗，或更换新品即可。或，从排气管379供给清洗水，逆洗排气诱导管374内面，也能够从通气口377排出固形物。

此外，也可以通过在上述排气诱导管374的空洞部374c内，安装多孔质的陶瓷过滤器或中空纤维过滤器，有效防止上述孔眼堵塞，同时净化向外部排放的空气。

图11及图12表示脱气装置362的其他构成例，其特征在于在空气排出部369的框架部372内具有两组排气单元。

即，在框架部372内配置具有4根排气诱导管374的第1排气单元382和同样具有4根排气诱导管374的第2排气单元383，各单元的排气诱导管374分别与不同的集气箱378连通连接。

此外，在框架部372的两侧面，连接有连接片384a、384b。

在筐体366的下面，装有液压驱动的液压缸385，该液压缸385的一对驱动轴385a、385b分别与上述连接片384a、384b连接。

因此，通过左右驱动上述液压缸385的驱动轴385a、385b，空气排出部369能够沿筐体366的导向部380滑动移动，能够替换装在筐体366内的排气单元。

这样，通过在空气排出部369设置两组排气单元，可利用液压缸驱动替换装在筐体366内的排气单元，所以能够提高脱气装置362的运转效率及维修性能。

即，在使用一方的单元进行脱气时，在引起孔眼堵塞降低脱气效果的情况下，能够通过立即滑动框架部372，更换另一方的单元，维持脱气效果。

对于取出到筐体366外的单元，如图11所示，可用喷射器386清洗排气诱导管374的表面，或如图12所示，向排气管379内导入清洗水，逆洗排气诱导管374的内面。

附带说明，4个电磁开关阀夹装在排气管379中，在采用第1排气单元382进行脱气处理，同时逆洗第2排气单元383的情况下，预先打开第1开关阀364a及第2开关阀364b，关闭第3开关阀364c及第4开关阀364d。

相反，在采用第2排气单元383进行脱气处理，同时逆洗第1排气单元382的情况下，可以预先打开第3开关阀364c及第4开关阀364d，关闭第1开关阀364a及第2开关阀364b。

本发明的止回阀470具有在图18所示的压滤机式脱水系统10中，作为夹装在压送泵12前后的第1开关阀16及第2开关阀18的功能，如图13～图15所示，止回阀470包括具有泥浆流入口471及排出口472的圆筒状的阀外壳473、圆筒状的阀体收纳部474、前端呈尖的帽状(锥形状)的阀体475、帽状的受压部件476、连接棒477、螺旋弹簧478。

上述阀体收纳部474由立设在外壳473的内面的3个支持部件479支持在外壳473的中央附近，其具有与流入口471对置的第1开口凹部480、与排出口472对置的第2开口凹部481、划分两开口凹部的隔壁部482。此外，在该隔壁部482的中央部形成贯通第1开口凹部480和第2开口凹部481之间的贯通孔483。

在阀体收纳部474的外周面与阀外壳的内周面之间，形成泥浆的流路484。

上述阀体475滑动自由地收纳在第1开口凹部480内，上述受压部件476滑动自由地收纳在第2开口凹部481内。

上述弹簧478插在阀体475的内部，与阀体475一同被收纳在第1开口凹部480内。其结果是弹簧478的一端与阀体475的内面连接，同时另一端与隔壁部482连接。

在上述隔壁部482的贯通孔483插通连接棒477，其前端部除插通弹簧478外，被螺旋固定在阀体475的内面。此外，连接棒477的后端部贯通受压部件476的平面部476a，在外侧用螺母478拧紧。

其结果是，阀体475和受压部件476借助连接棒477形成一体化，如一方滑动，另一方也向相同方向滑动。

在第1开口凹部480的内周面和阀体475的外周面之间，装有作为密封部件的O型垫环486，此外，在第2开口凹部481的内周面和受压部件476的外周面之间，也装有O型垫环486。

其结果是，第1开口凹部480被阀体475及O型垫环486液密密封，而第2开口凹部481被受压部件467及O型垫环486液密密封。

因此，即使阀体475及受压部件476反复滑动，也不会有泥浆进入第1开口凹部480和第2开口凹部481内的危险。

通常，上述弹簧478向关闭流入口471的方向对上述阀体475施加弹性力。此外，对上述受压部件476的平面部476a施加来自排出口472一侧的压力。

与此相对，在施加比来自流入口471侧的“弹簧478的弹性力+排出472侧的压力”大的压力时，如图14所示，阀体475向后方移动，开放流入口471。

此外，由于在第1开口凹部480的内周面突出地设置挡块487，即使阀体475过于后退，受压部件476的整体也不会从第2开口凹部481冒出。

以下，说明以该止回阀470作为第1开关阀及第2开关阀组装的压滤机式脱水系统10的泥浆脱水工序(可用第1止回阀470a及第2止回阀470b代替图18的第1开关阀16及第2开关阀18)。

首先，泥浆供给源22输送的泥浆经送泥管26，到达第1止回阀470a，推压阀体475。其结果是，打开流入口471，泥浆流入内部，经流路484，从排出口472输送到压送泵12的泵体28内。

然后，推压第2止回阀470b的阀体475，打开流入口471，从排出口472将泥浆输送到压滤机14。

当压滤机14的各滤室内全部遍及泥浆的时候，接受从液压驱动源15供给的压力油，压送泵12的活塞30向压缩方向移动。

此时，在第1止回阀470a的受压部件476，由于施加活塞30的压力，关闭该流入口471。与此相对，在第2止回阀470b的阀体475，由于施加活塞30的压力，打开该流入口471。其结果是，泵体28内的泥浆被打入压滤机14侧。

接下来，如活塞30开始返回，此次由于对第1止回阀470a的受压部件476及第2止回阀470b的阀体475施加负压，在关闭第1止回阀470a的同时，也关闭第2止回阀470b。其结果是，在泵体28内充填新的泥浆。

在此，如再次驱动活塞30，与上述同样，在关闭第1止回阀470a的同时，打开第2止回阀470b，泥浆被压送到压滤机14一侧。

通过继续压送泵12的上述泥浆打入工作，滤水从压滤机14的集水管48流向排水管50。

一达到脱水工序的最终阶段，如上所述，就关闭电磁开关阀25，同时，向压滤机14内供给来自空气压缩机20的高压气体，堵在滤板32的泥浆导入孔38内的泥浆沿回归路径27返回泥浆供给源22。

关于该止回阀470，弹簧478收纳在第1开口凹部480内，由于不与泥浆接触，完全没有因附着泥浆引起工作不良的危险。

图16及图17表示本发明的开关阀488，如图所示，由于上述止回阀470和大部分构成通用，同一部件采用相同的符号，以避免重复说明，以下以不同点为中心进行说明。

首先，第1，在设在阀体收纳部474的隔壁部482的贯通孔483的内周面与连接棒477的外周面之间，嵌装O型垫环486，其结果是，能够确保在第1开口凹部480和第2开口凹部481之间的液密性。

第2，在外壳473设有第1液压口489和第2液压口490，第1液压口489借助第1油路491与第1开口凹部480连通连接，同时，第2液压口490借助第2油路492与第2开口凹部481连通连接。

在该第1液压口489和第2液压口490上连接电磁切换阀493。其结果是，通过向该电磁切换阀493输出控制信号，切换液压的方向，能够不管施加给阀体475及受压部件476的压力大小，强制地进行开关。

例如，在向第1液压口489供给压力油的同时，如果第2液压口490与罐体连接，由于向第1开口凹部480内充填压力油，从内侧压迫阀体475，即使从流入口471侧施加开启压力，流入口471也不开放。

与此相对，在向第2液压口490供给压力油的同时，如果第1液压口489与罐体连接，由于向第2开口凹部481内充填压力油，从内侧压迫阀体476，即使从排出口472侧施加压力，流入口471也被强制开放。

在将该开关阀488用作图18所示的压滤机式脱水系统10中的第1开关阀及第2开关阀时，在不向任一液压口供给压力油的情况下，进行与上述止回阀470完全相同的工作(以下，用第1开关阀488a及第2开关阀488b代替图18的第1开关阀16及第2开关阀18)。

即，在压送泵12的活塞30后退时，打开第1开关阀488a，同时关闭第2开关阀488b，向泵体28内填充泥浆，在活塞30前进时，关闭第1开关阀488a，同时打开第2开关阀488b，将泥浆输送到压滤机14侧。

此时，由于根据施加给阀体475及受压部件476的压力自动确定阀体475的开关动作，没有像以往的电磁开关阀那样，因延误开关定时而使泥浆从压滤机14侧倒流的危险性。

此外，由于弹簧478不接触泥浆，不用担心像球型止回阀61那样引起工作不良。

在从压滤机14返回泥浆时，向电磁切换阀493输出控制信号，在向第2液压口490供给压力油的同时，通过使第1液压口489与罐体连接，只要强制开放第1开关阀488a和第2开关阀488b即可，不需要特地准备迂回用的电磁开关阀25及回归路径27。

如采用本发明的第1压滤机式脱水系统及其制造方法，能够根据从压滤机排出的滤水的流量，调节压滤机内的脱水压力，控制脱水进度。

因此，在脱水的初期阶段，通过抑制压送泵的加压力，不使滤饼层坚固系紧，长时间地维持比较高的脱水效率，能够缩短得到一定脱水量的时间。

如果采用本发明的第2压滤机式脱水系统及其制造方法，通过微波照射，能够预先加热、破坏泥浆中的细胞膜及亲水胶体，能够利用后续的压滤机进行有效的脱水处理。

如果采用本发明的脱气装置，由于能够在压送泵和压滤机之间有效地去除泥浆中所含的空气，能够向泥浆稳妥地传递压送泵的加压工作，用所期望的压力将泥浆打入压滤机。

对于本发明的止回阀，由于借助阀体、受压部件及密封部件，将向关闭阀体的方向施加弹性力的弹簧配置在液密密封的阀体收纳部内，不与泥浆直接接触，能够完全消除引起工作不良的危险性。

对于本发明的开关阀，通常发挥与上述止回阀同样的作用效果，同时，通过采用电磁切换阀等，在向第2液压口导入压力油时，通过将第1液压口连接在罐体上，可以不管施加给阀体及受压部件的压力，强制地开放。

因此，在脱水处理的最终阶段，具有即使在将堵塞在滤板的泥浆导入孔内的泥浆从压滤机侧返回泥浆供给源时，也不需要特地设置迂回专用的电磁开关阀及回归路径的优点。

Claims (1)

1.一种压滤机式脱水系统的控制方法，该压滤机式脱水系统具有：压滤机；液压驱动压送泵，用于压缩从泥浆供给源导入的泥浆，并将其打入压滤机；压力控制阀，用于增减供给压送泵的压力油的流量；流量传感器，用于检测从压滤机排出的滤水的流量；压力传感器，用于检测上述压滤机中的脱水压力；控制手段，用于根据来自上述流量传感器和压力传感器的输入信号，输出对压力控制阀的控制信号，其特征在于，

在由上述流量传感器检测的单位时间内的滤水的流量比预先设定的流量大时，减小供给上述压送泵的压力油的流量，降低压滤机内的脱水压力；在由上述流量传感器检测的单位时间内的滤水的流量比预先设定的流量小时，增加供给上述压送泵的压力油的流量，提高压滤机内的脱水压力，进而调整压滤机内的脱水进度。

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