JP2005111464A - 遠心脱水装置およびこれを用いた脱水方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ドラムの汚れを防止することができる遠心脱水装置を提供する。
【解決手段】 脱水用の小孔７４が開口されているとともに、回転自在に設けられたドラム７３と、このドラ厶７３内に配置され、汚濁物を収納してろ過するろ過袋７５とを備えている。
【選択図】 図６

Description

本発明は、汚泥や糞尿等の汚濁物を脱水する遠心脱水装置およびこれを用いた脱水方法に関する。

技術背景

一般に、中小企業等の工場排水処理から発生する汚泥（余剰汚泥）や畜産農業等から発生する糞尿等の汚濁物（フロック）は、産業廃棄物として処理・処分されている。このような産業廃棄物として扱われる汚濁物は、通常、焼却処理された後、埋めたてられている。

しかしながら、近年、汚濁物は産業廃棄物として処理・処分するという概念から、再利用・再資源化するという概念に変化している。汚濁物を浄化するためには、一般に、遠心脱水装置により汚濁物を脱水した後、この脱水された汚濁物を炭化装置により炭化して再資源化している。

上記遠心脱水装置としては、ドラム内に汚泥を収納し、このドラムを駆動装置で回転させて生じる遠心力により汚泥を脱水するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０００−１５７９７３号公報

しかしながら、上述したような遠心脱水装置では、ドラムの内壁面に汚濁物中の固形物（ＳＳ）が付着し易いため、ドラムの内壁面が汚れ易いという問題があった。このため、ドラムに付着した固形物を洗い流す必要があった。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、ドラムの汚れを防止することができる遠心脱水装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、脱水用小孔が開口されているとともに、回転自在に設けられたドラムと、このドラム内に配置され、前記汚濁物を収納してろ過するろ過収納部材と、を備えていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記ドラムが収納されるケースと、このケースを揺動自在に支持する支持部とを備えていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記ろ過収納部材は、有底円筒状をなし、前記ろ過収納部材の開口部には、孔を有し且つ前記開口部の周方向に沿って設けられた通路部と、この通路部の孔から挿入され、前記通路部内を略一周して取り付けられた紐とを備えていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、脱水用小孔が開口されているとともに、回転自在に設けられたドラムと、このドラム内に配置され、前記汚濁物を収納してろ過するろ過収納部材とを備えている遠心脱水装置を用いて汚濁物を脱水する脱水方法であって、前記ドラムに前記ろ過収納部材を装着する装着工程と、前記ドラムに装着された前記ろ過収納部材内に前記汚濁物を導入する導入工程と、前記ドラムを回転させて、遠心力により前記汚濁物を遠心脱水する脱水工程と、を備えていることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記導入工程の後に、前記汚濁物が収納された前記ろ過収納部材の開口部を閉じる閉塞工程を備えていることを特徴とする。

請求項１に記載の発明では、脱水用小孔が開口されているとともに、回転自在に設けられたドラムと、このドラム内に配置され、前記汚濁物を収納してろ過するろ過収納部材とを備えているので、遠心脱水後の汚濁物がろ過収納部材中で塊になるため、ドラムの内壁面に汚濁物中の固形物が付着するのを防止することができるとともに、ろ過収納袋ごと汚濁物を回収することができる。このため、脱水後に炭化装置等の次の装置・設備等にすばやく汚濁物を移動させることができ、また上記移動の際に汚濁物が散乱したり、他の装置類等に付着したりすることを防止することができる。この結果、ドラム内を洗浄するための洗浄水が不要となるため、通常作業およびメンテナンス作業における洗浄の手間を省くことができるとともに、洗浄後の洗浄廃液の発生を防止することができる。

また、ろ過収納部材のろ過による固液分離能力と遠心力による固液分離能力との相乗効果により、短時間で容易かつ安定した脱水を行うことができる。この結果、短時間で容易に脱水するために遠心脱水装置を複雑化する必要がないため、遠心脱水装置の製造コストの低減を図ることができる。

一方、従来の脱水機においては、汚濁物の種類により、凝集剤の選定が必要であり、生成されたフロックの性状、形状の微妙な変化に対して、脱水効果が著しく変化してしまうが、本発明の脱水機においては、ろ過収納部材を用いているので、汚濁物の性状、凝集剤の添加によるフロックの形状に左右されず、広範囲の汚濁物、フロックに対して優れた脱水効果を有する。
さらには、汚濁物の性状、形状によっては、凝集剤の添加を必要とせず、直接ろ過収納部材に汚濁物を流入させ、その脱水効果を低下させることなく遠心脱水を行なうことができる。この場合、凝集剤が不要となるため、汚濁物処理にかかるコストを低減することができる。しかも、汚濁物がろ過収納部材に収納されているので、ドラムの回転数を広範囲に利用することができるため、汚濁物に応じた適切な回転数を選択することにより、遠心による汚濁物の破壊を防止することができる。
すなわち、従来においては、脱水条件が汚濁物の形状に左右されるため、最適の脱水条件の選定に期間を要するのに対し、本発明においては、汚濁物がろ過収納部材内に収納されるので、汚濁物の形状に大きく左右されずに高度脱水を行なうことができ、最適の脱水条件の選定に期間がかからない。

また、ろ過収納部材を用いることにより、遠心脱水機においては、主に回転性能（インバーター制御）のみで、高脱水効果が得られ、複雑な機構を必要としないため、遠心脱水機の小型化・軽量化を図ることができる。

この請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明と同様な作用効果を奏するとともに、前記ドラムが収納されるケースと、このケースを揺動自在に支持する支持部とを設けているので、脱水処理前にケースを揺動させるだけで、ろ過収納部材の固液分離効果によりある程度の脱水を行なえるため、脱水時間（ろ過時間）を短縮することができる。また、脱水処理前にある程度の脱水を行なうと、脱水により汚濁物が小さくなる分、ろ過収納部材内に収納できる汚濁物の両を増やすことができる。また、脱水処理後においては、ドラムにおける汚濁物の導入口側が下方を向くようにケースを回動させるだけで、脱水後の汚濁物が収納されたろ過収納部材をドラム内から容易に取り出すことができる。

請求項３に記載の発明では、請求項１又は２に記載の発明と同様な作用効果を奏するとともに、前記ろ過収納部材は、有底円筒状をなし、前記ろ過収納部材の開口部には、孔を有し且つ前記開口部の周方向に沿って設けられた通路部と、この通路部の孔から挿入され、両端部が前記通路部内を略一周して取り付けられた紐とを備えているので、ろ過収納部材内に汚濁物を収納した後に、紐の両端部を引くだけで、ろ過収納部材の開口を容易に閉じることができる。

請求項４に記載の発明では、請求項１に記載の発明と同様な作用効果を奏する。

請求項５に記載の発明では、請求項４に記載の発明と同様な作用効果を奏するとともに、前記汚濁物が収納された前記ろ過収納部材の開口部を閉じる閉塞工程を備えているので、脱水処理時にろ過収納部材内の汚濁物が飛散するのを防止する事ができる。

以下、添付した図面を参照しながら、本実施の形態を詳細に説明する。図１および図２は、本実施の形態にかかる遠心脱水装置が搭載されたトラックの内部構成を概略的に示す図であり、図３乃至図５は、遠心脱水装置を示す図である。

図１および図２に示すように、トラック１の荷台３には、汚泥（余剰汚泥）や畜産農業等から発生する糞尿等の汚濁物を再資源化する再資源化装置５が積載されている。なお、図１においては再資源化装置５をトラック１の荷台３に積載したものとして描かれているが、トラック１のシャシーに直接設置する等しても良い。

再資源化装置５は、概して、汚濁物回収部７と、脱水部９と、炭化部１１とを備えている。
上記汚濁物回収部７は、中小企業等の工場排水処理から発生する汚濁物が収納される汚濁物槽１３と、この汚濁物槽１３の汚濁物をポンプ１５の作用によりホースドラム１７に巻回されたホース１９を介して回収する回収槽２１とを備えている。

また、脱水部９は、上記回収槽２１からの汚濁物と、カチオン・アニオン・無機高分子凝集剤・消臭剤・アルカリ剤等の薬品とをモータ２３により駆動される攪拌翼２５で攪拌（混和）して汚濁物をフロックとして形成する２つの攪拌槽（混和槽）２７と、上記薬品が収納され、収納された薬品をポンプ２９の作用により各攪拌槽２７に供給する高分子タンク３１と、攪拌槽２７からフロック化された汚濁物を遠心力により脱水する遠心脱水装置３３と、この遠心脱水装置３３により脱水された汚濁物を更に脱水する複数個の脱水ドラ厶３５とを備えている。

また、炭化部１１は、モータ３７により駆動するスクリューフィルダー３９により脱水ドラム３５からの汚濁物が収納されたろ過袋を運搬するコンベア４１と、このコンベア４１により運搬された汚濁物を炭化する炭化装置４３と、この炭化装置４３からの排ガスを、例えば、二次燃焼法により８００〜１０００℃の燃焼条件で燃焼して処理する排ガス処理装置４５とを備えている。なお、排ガス処理装置４３としては、上記のものの他、炭化物を利用した脱臭装置を用いるようにしても良い。

炭化装置４３は、コンベア４１からの汚濁物が収納されたろ過袋を、モータ４２ａにより駆動されるスクリューフィルダー４２ｂにより搬送しつつ、熱風により乾燥する円筒状の乾燥筒４４ａと、この乾燥筒４４ａからの汚濁物が収納されたろ過袋を、モータ４２ａにより駆動されるスクリューフィルダー４２ｂにより搬送しつつ熱風により加熱する円筒状の加熱筒４４ｂと、この加熱筒４４ｂからの汚濁物が収納されたろ過袋を、モータ４２ａにより駆動されるスクリューフィルダー４２ｂにより搬送しつつ冷却して排出する円筒状の冷却筒４４ｃとを備えており、これらの筒４４ａ，４４ｂ，４４ｃは、この順で上下に配置されている。なお、炭化装置としては、ロータリーキルン型のもの、その他の炭化装置を適宜用いることができる。

また、トラック１は、上記のものの他に、再資源化装置５用の発電機４７と、再資源化装置５を制御する制御盤４９と、主に回収層２１や混和槽２７を洗浄するための洗浄タンク５１と、脱水部９から発生する脱離液を収納する脱離液水槽５３と、この脱離液水槽５３の脱離液を吸着法等により処理する脱離液処理装置５５とを備えている。
脱離液処理装置５５は、本実施の形態では、上記炭化装置４３により炭化された炭化物が充填された吸着塔を備えており、この吸着塔に脱離液水槽５３からの脱離液を流入させることにより、吸着塔内の炭化物の吸着能力により、脱離液を浄化するようになっている。このように、脱離液処理装置５５に、炭化再生装置５により生成された炭化物を用いているため、ランニングコストを低減することができる。
なお、上記吸着塔に充填される炭化物は、炭化生成装置５により生成された炭化物のみならず、汎用の活性炭等も用いることができることは言うまでもない。

次に、遠心脱水装置３３を詳細に説明する。この遠心脱水装置３３は、図３乃至図６に示すように、円筒状の外部ケース７１と、この外部ケース７２内に収納されたドラム７３と、このドラム７３内に配置され、汚濁物を収納してろ過するろ過袋（ろ過収納部材）７５とを備えている。

ドラム７３は、有底円筒状に形成されており、フロック化された汚濁物を収納したろ過袋７５をその開口部７３ａから導入し、このろ過袋７３内の汚濁物を脱水した後に、開口部７３ａから排出するものである。ドラム７３は、その側面部に脱水用の小孔７４が多数開口されている。また、ドラ厶７３の開口部７３ａ側の部分には、このドラム７３の回転中心となるシャフト７７が固定されており、ドラム７３は、外部ケース７２内において、外部ケース７２の端部に固定された駆動装置７９により、シャフト７７を中心に、図２の矢印Ａで示す方向に回転運動を行なうようになっている。

駆動装置７９は、モータ８１と、このモータ８１の駆動軸８３に固定されたプーリ８５ａと、上記シャフト７７に固定されたプーリ８５ｂと、これらのプーリ８５ａ，８５ｂ間に巻回されたＶベルト８７とを備えており、モータ８１の駆動を各プーリ８５ａ，８５ｂ、Ｖベルト８７を介してシャフト７７に伝達するようになっている。

また、外部ケース７１の外周面の中央部には、この外部ケース７１を図４の矢印Ｂ方向に回転自在に支持する支持部材（支持部）８７が設けられている。この支持部材８７は、外部ケース７１の外周面の両側面にそれぞれ固定された固定板８９と、これらの固定板８９にそれぞれ回転自在に支持され、ドラム７３のシャフト７７に直行する方向に延びるシャフト９１と、一方のシャフト９１に固定されたハンドル９３と、上下に延びて各固定板８９とともにシャフト９１を回転自在に支持する脚部９５と、この脚部９５の土台となるベース９７とを備えている。

この支持部材８７により、外部ケース７１は、トラック１の荷台３の底面よりも高い位置に支持されている。また、支持部材８７のハンドル９３を操作することにより、外部ケース７１は、ドラム７３のシャフト７７に対して直行する方向に延びるシャフト９１を中心に揺動するようになっている。したがって、ハンドル９３を操作することにより、ドラム７３が外部ケース７１とともに、シャフト９１を中心に（矢印Ｂ方向に）回動するため、ドラム７３の開口部７３ａを水平方向に向かせたり、あるいは下方に向かせたりすることができ、開口部７３ａを下方に向かせた場合には、ドラム７３内の汚濁物が収納されたろ過袋を落下させて取り出すことができるようになっている。
なお、ベース９７の底面に、図７の一点鎖線で示すように、キャスター９８を取り付けて、遠心脱水装置３３を移動自在にするようにしても良い。

ろ過袋７５は、汚濁物をろ過紙を有底円筒状に形成してなる。このろ過袋７５の開口部７５ａは、孔７６ａを有し且つ開口部７５ａの周方向に沿って設けられた通路部７６と、この通路部７６の孔７６ａから挿入され、この通路部７６内を略一周して取り付けられた紐７８とを備えている。したがって、この紐７８を引くことにより、図６（ｂ）に示すように、ろ過袋７５の開口部７５ａが閉じるようになっている。
なお、本実施の形態では、ろ過袋７５はろ過紙により形成したが、これに限定されず、例えば、布、合成繊維等の材質を用いてろ過袋７５を形成するようにしても良い。また、ろ過袋７５の形状は、袋状になっていれば良く、その形状は特に限定されるものではない。

次に、図７乃至図１１を参照して上記構成に基づく本実施の形態の作用を説明する。なお、図７乃至図１１においては、遠心脱水装置３３を模式的に示しており、外部ケース７１や駆動装置７９等の図示は省略している。

先ず、図７に示すように、ドラ厶７３内にろ過袋７５を挿入する。そして、図８に示すように、ろ過袋７５の開口部７５ａを折り曲げてドラ厶７３の開口部７３ａの縁部７３ｃに引っ掛けた後、図９に示すように、リング状のゴム材１００を、折り曲げられたろ過袋７５の開口部７５ａに被せて、ろ過袋７５の開口部７５ａをドラム７３の開口部７３ａに固定する。これにより、ドラム７３にろ過袋７５が装着される（装着工程）。

次に、図１０に示すように、汚濁物回収部７の攪拌槽２７からフロック化された汚濁物をドラム７３の開口部７３ａからドラム７３内に導入する（導入工程）。導入後、ゴム材１００を外し、図６（ｂ）に示すように、紐７８を引っ張ってろ過袋７５の開口部７５ａを閉じる（閉塞工程）。そして、駆動装置７９を駆動し、ドラム７３が回転駆動することにより、汚濁物の遠心脱水を行なう（脱水工程）。
なお、上記脱水処理前に、ハンドル９３を操作することにより、ドラム７３が外部ケース７１とともに、シャフト９１を中心に揺動させて、ある程度の脱水（予備脱水）を行なうようにしても良い。この場合、ろ過収納部材の固液分離効果によりある程度の脱水を行なえるため、脱水時間（ろ過時間）を短縮することができるとともに、脱水により汚濁物が小さくなる分、ろ過収納部材内に収納できる汚濁物の量を増やすことができる。

このようにして脱水を行なった後、図１１に示すように、ハンドル９３を操作して、ドラム７３の開口部７３ａ側（導入口側）が下方を向くように外部ケース７１を回動させ、汚濁物が収納されたろ過袋７５をドラム７３内から落下させて取り出す。この汚濁物はろ過袋７５ごと脱水ドラム３５に移送された後、炭化部１１に移行されて炭化物として生成され、再資源化される。

本発明は、上記実施の形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形が可能である。

本実施の形態にかかる遠心脱水装置が搭載されたトラックの内部構成を概略的に示す図である。 本実施の形態にかかる遠心脱水装置が搭載されたトラックの内部構成を概略的に示す図である。 遠心脱水装置を示す平面図である。 遠心脱水装置を示す側面図である。 遠心脱水装置を示す正面図である。 ろ過袋を概略的に示す斜視図である。 ドラム内にろ過袋を挿入している状態を説明するための図である。 ドラムにろ過袋を装着する状態を説明するための図である。 ゴム材でろ過袋をドラムに固定している状態を説明するための図である。 ドラムに装着されたろ過袋内に汚濁物を導入している状態を説明するための図である。 ドラム内から脱水後の汚濁物が収納されたろ過袋を取り出している状態を説明するための図である。

符号の説明

３３ 遠心脱水装置
７１ 外部ケース（ケース）
７３ ドラム
７４ 小孔（脱水用小孔）
７５ ろ過袋（ろ過収納部材）
７６ 通路部
７８ 紐
８７ 支持部材（支持部）

Claims (5)

1. 脱水用小孔が開口されているとともに、回転自在に設けられたドラムと、
   このドラ厶内に配置され、前記汚濁物を収納してろ過するろ過収納部材と、
   を備えていることを特徴とする遠心脱水装置。
2. 前記ドラムが収納されるケースと、このケースを揺動自在に支持する支持部とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の遠心脱水装置。
3. 前記ろ過収納部材は、有底円筒状をなし、前記ろ過収納部材の開口部には、孔を有し且つ前記開口部の周方向に沿って設けられた通路部と、この通路部の孔から挿入され、前記通路部内を略一周して取り付けられた紐とを備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の遠心脱水装置。
4. 脱水用小孔が開口されているとともに、回転自在に設けられたドラムと、このドラム内に配置され、前記汚濁物を収納してろ過するろ過収納部材とを備えている遠心脱水装置を用いて汚濁物を脱水する脱水方法であって、
   前記ドラムに前記ろ過収納部材を装着する装着工程と、
   前記ドラムに装着された前記ろ過収納部材内に前記汚濁物を導入する導入工程と、
   前記ドラムを回転させて、遠心力により前記汚濁物を遠心脱水する脱水工程と、
   を備えていることを特徴とする脱水方法。
5. 前記導入工程の後に、前記汚濁物が収納された前記ろ過収納部材の開口部を閉じる閉塞工程を備えていることを特徴とする請求項４に記載の脱水方法。

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