JP2005199255A

JP2005199255A - 脱水装置

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Publication number: JP2005199255A
Application number: JP2004133517A
Authority: JP
Inventors: Masakatsu Ozawa; 政勝尾澤
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-05-02
Filing date: 2004-04-28
Publication date: 2005-07-28

Abstract

【課題】微細な粒子を含む泥状物からなる被脱水物を連続かつ高速で脱水処理できる脱水装置を提供すること。
【解決手段】脱水域が濃縮脱水域（Ａ）、吸引脱水域（Ｂ）、加圧脱水域（Ｃ）に区分されている。濃縮脱水域（Ａ）は一対の濾布ベルト１０１，１０２を重合したものであり、吸引脱水域（Ｂ）は下部加圧ロール１１と上部加圧ロール１２を複数個設けて濾布ベルトをジグザグ状に形成したものである。加圧脱水域（Ｃ）は回転ドラム２０の外周面に濾布ベルト１０１，１０２を接合すると共に回転ドラム２０に向って押圧作用をする加圧ローラ２３を設けたものである。濾布ベルト１０１，１０２は極細繊維を織り込んでフェルト状に形成する。濃縮脱水域（Ａ）において被脱水物たる原料を吸引脱水し、吸引脱水域（Ｂ）において原料を吸引並びに加圧脱水し、加圧脱水域（Ｃ）において原料を加圧脱水する。
【選択図】図１

Description

本発明は、脱水装置に関しており、さらに詳しくは高速での脱水処理が可能な脱水装置に関するものである。

本発明装置において脱水処理する対象原料は、（イ）下水汚泥、排水溝汚泥などの環境整備関連汚泥、（ロ）砕石汚水、鉱業関連汚水、（ハ）河川・港湾などの浚渫汚泥、発電ダム湖の浚渫汚泥、（ニ）化学工場の金属水酸化物、その他これに類するもので主として微細な粒子を含む泥状物である。

被脱水物を２枚の濾布ベルトの間に供給し、濾布ベルトを加圧して固液を分離する脱水装置は従来から知られている。特許文献１に、回転ドラムの外周に２枚の濾布ベルトをエンドレスに配設し、被脱水物をこれら２枚の濾布ベルトの間に供給し該加圧ベルトを加圧して脱水処理する装置が開示されている。また、特許文献２に、脱水域を吸引脱水と加圧脱水に区分し、加圧脱水を行う前に吸引脱水をする装置が開示されている。さらに、特許文献３に、吸引脱水を行う濾布ベルトが、外面層は極細繊維層、中間層は水分の通過を促進する中細繊維層、内面層は水切れを促進する基布槽で構成する装置が開示されている。
特開２００１−７１１８５号公開特許公報特開平５−２２０３１１号公開特許公報特開２００１−１７０４１９号公開特許公報

特許文献１に記載の発明は、脱水域を低圧、中圧、高圧の各脱水域に区分けし、濾布ベルトを間欠的に移動して被脱水物を各脱水域に搬送し、各脱水域において静止状態で加圧脱水することを特徴とするものである。被脱水物を静止状態で脱水するのは加圧時に被脱水物が移動する現象、所謂被脱水物の逃げを防止するためであるが、静止状態であっても被脱水物を加圧脱水すると、含水分の多い被脱水物は加圧されて移動し期待した脱水効果が得られないことがあった。この問題を解決するためには、低圧、中圧の脱水域では加圧力を低く設定することが考えられるが、これでは脱水作業に長時間を要し効率よく脱水作業をすることができないことになる。

特許文献２に記載の発明は、吸引脱水を行わせる無端走行濾布１の下方に設けた吸引脱水装置３にバキューム管５，６を接続して吸引するものであり、濾布上に供給された被脱水物が真空ポンプにより吸引脱水されるが、吸引作用は濾布の全面に及ぶので濾布の側部からは空気のみを吸引してしまい脱水効率を低下させることの問題がある。

特許文献３に記載の発明は、専ら吸引効果を高めるために開発された濾布であって、吸引効果は高いが、被脱水物に混入されている固体の粒子が極小さい場合は、水分と共に固体が吸引されてしまい濾布の目詰まりが生じることになり、この場合も脱水効率を低下させるものとなっていた。

本発明が解決しようとする課題は、微細な粒子を含む泥状物からなる被脱水物を連続かつ高速で脱水処理ができる脱水装置を提供することである。

解決手段の第１は、２枚の濾布ベルトの間に微細な粒子を含んでいる泥状物の脱水原料を供給して固液を分離する装置であって、脱水域を濃縮脱水域（Ａ），吸引脱水域（Ｂ），加圧脱水域（Ｃ）の各脱水域に区分し、上記各脱水域に第１及び第２の濾布ベルトを重合状態にして設置し、上記吸引脱水域（Ｂ）では２個の下部加圧ロールと該下部加圧ロールに向かって進退可能な１個の上部加圧ロールを繰り返し設けて上記第１及び第２の濾布ベルトをジグザグ状に設置し、上記加圧脱水域（Ｃ）では回転ドラムの外周面に上記第１及び第２の濾布ベルトを接合すると共に該回転ドラムに向かって押圧作用を奏する加圧ローラを設置し、上記第１及び第２の濾布ベルトはフェルト状の微繊維集合体で構成し、上記濃縮脱水域（Ａ）及び吸引脱水域（Ｂ）には濾布ベルトの下面に吸引装置に接続した吸引ブロアを適宜間隔で設置し、上記回転ドラムに回転駆動装置を接続して上記第１及び第２の濾布ベルトを連続運転し、濃縮脱水域（Ａ）において被脱水物を吸引脱水し、吸引脱水域（Ｂ）において被脱水物を吸引並びに加圧脱水し、加圧脱水域（Ｃ）において被脱水物を加圧脱水することを特徴とするものである。
解決手段の第２は、解決手段の第１において、第１及び第２の濾布ベルトは、極細繊維を織り込んだフェルト状の微繊維集合体で構成し、内部に抗張力並びに通水性を有する基張ベルトを挟着し、側端部をシール部材によりシールして側端部からの通気・通水を阻止したことを特徴とする。
解決手段の第３は、解決手段の第１において、濃縮脱水域（Ａ）と吸引脱水域（Ｂ）に第３及び第４の濾布ベルトを設置し、加圧脱水域（Ｃ）に上記第３及び第４の濾布ベルトとは異なる第５及び第６の濾布ベルトを設置したことを特徴とする。
解決手段の第４は、解決手段の第３において、濃縮脱水域（Ａ）において、第３及び第４の濾布ベルトの下面に吸引装置に接続した吸引ボックスを設置し、該吸引ボックスの開口に濾布ベルトの走行方向に平行する両側にボックス縁部を形成し、第３の濾布ベルトの両側端に端縁部を被覆するシール部材を設けたことを特徴とする。
解決手段の第５は、解決手段の第４において、吸引ボックスの開口に形成したボックス縁部に走行補助板を設け、該走行補助板に長手方向に並行するＶ字溝を形成し、第３の濾布ベルトに設けたシール部材にＶ字突条を形成し、上記吸引ボックスに第３の濾布ベルトを載置するに際し上記走行補助板のＶ字溝に上記シール部材のＶ字突条を嵌合することを特徴とする。
解決手段の第６は、解決手段の第５において、濃縮脱水域（Ａ）と吸引脱水域（Ｂ）を同一平面に設けると共に該濃縮脱水域（Ａ）と吸引脱水域（Ｂ）に第３及び第４の濾布ベルトを設置し、第３の濾布ベルトは表面濾布ベルトと裏面濾布ベルトを重合した２層の濾布ベルトにより構成し、上記表面濾布ベルト及び裏面濾布ベルトを異なる駆動軸によって駆動することを特徴とする。
解決手段の第７は、解決手段の第３から６のいずれかにおいて、第３及び第４の濾布ベルトは、極細繊維を高密度に織り込んだフェルト状の微繊維集合体で構成し、ベルト主体に抗張力並びに通水性を有する基張ベルトを挟着すると共に、被脱水原料と接触する面に通気量を規制した表面ベルトを積層し、側端部をシール部材によりシールして通気・通水を阻止したことを特徴とする。

本発明は、濾布ベルトに極細繊維を高密度に織り込んでフェルト状に形成したものを使用し、圧縮力を加えて脱水する前工程において、被脱水物を当該濾布ベルトによって濃縮及び吸引脱水するものであるから、最初から加圧力を加えて圧縮脱水するものよりも高品質な脱水が得られ連続かつ高速脱水が可能となるものである。

また本発明は、濃縮脱水域及び吸引脱水域と加圧脱水域を別個の濾布ベルトを使用して脱水濾過する場合、濃縮脱水域及び吸引脱水域に使用する濾布ベルトを、対象物性に適した通気量に制限された表面ベルトをベルト主体に積層した構造としたので、この場合は、吸引作業を行うに際し適正な計画計算ができるので、大型の濾布ベルトが使用可能でありしかも高精度の脱水が行える効果を奏するものである。

さらに本発明は、濃縮脱水域に配設した濾布ベルトを表面濾布ベルトと裏面濾布ベルトを重合した２層により形成したものであるから、最初の脱水域による脱水率が大幅に向上するものであり、高精度の脱水効果が期待できるものとなっている。

実施例１
図１から図７が第１実施例を示しており、図１は装置の全体を示し、図２は濃縮脱水域を示し、図３は吸引脱水域を示し、図４は加圧脱水域を示している。図５は吸引脱水域に設けたローラの側面図、図６は同正面図、図７は加圧脱水域に設置した回転ドラムの断面図、図８は濾布ベルトの断面図である。

第１実施例の脱水装置は、図１に示すように、装置全体を濃縮脱水域（Ａ）、吸引脱水域（Ｂ）、加圧脱水域（Ｃ）の各脱水域に区分している。

濾布ベルトは、第１の濾布ベルト１０１と第２の濾布ベルト１０２が一対で設けられており、共にエンドレスに形成されたベルトであって、濃縮脱水域（Ａ）の後段から加圧脱水域（Ｃ）の終端までの間を重合状態に設置したものである。第１及び第２の濾布ベルト１０１，１０２は、極細繊維を高密度に織り込んでフェルト状の微繊維集合体で構成したものであり、全体厚みを５〜２０ｍｍとし、脱水処理をする原料の性状によって適宜の厚さを選択する。また、第１及び第２の濾布ベルト１０１，１０２は、図８ａに示すように、内部に抗張力並びに通水性を有する基張ベルト１１０１，１１０２を縫着または接着により設け、側端部をシール部材によりシールして通気・通水を阻止したものであって、濾材は吸水性があり被脱水物の水分を素早く吸い込む性質を有するものである。なお、第１及び第２の濾布ベルト１０１，１０２は、全体厚みを１０ｍｍとした場合、基張ベルト１１０１，１１０２の厚みは１．５ｍｍ程度とする。

吸引脱水域（Ｂ）において、第１及び第２の濾布ベルト１０１，１０２は、２個の下部加圧ロール１１と１個の上部加圧ロール１２によって形成される３つのローラの間を通している。２個の下部加圧ロール１１と１個の上部加圧ロール１２による３個が１組に組み合わされたロール群が繰り返し設置されているので、第１及び第２の濾布ベルト１０１，１０２は全体としてジグザグ形状に設置されている。

濃縮脱水域（Ａ）と吸引脱水域（Ｂ）の両脱水域において、第１の濾布ベルト１０１の下面に吸引装置に接続した複数の吸引ブロア１４を適宜間隔に設けている。吸引ブロア１４は、図６に示すように、濾布ベルトの幅と概ね等しい幅を有している。なお、吸引脱水域（Ｂ）においては、吸引ブロア１４を下部加圧ロール１１ａ，１１ｂの中間位置で濾布ベルトが最も下がった位置に設置するとよい。濃縮脱水域（Ａ）と吸引脱水域（Ｂ）のいずれの脱水域においても、吸引ブロア１４は開口部が濾布ベルトに接触している。

図２に示す濃縮脱水域（Ａ）において、前段部は、第１の濾布ベルト１０１のみとし１〜５°の傾斜角を設け、原料性状によって濾布幅の８０〜９０％となる適正幅の中に原料が均一厚さに供給できるように、例えば、濾布ベルトの長手に沿って図示しない規正枠板等を設けて原料を供給する。第１の濾布ベルト１０１は、硬質ポリエチレンの耐磨耗性板を全面に敷いた搬送路上に載置し、原料投入口近くは吸引せずに濾布の毛細管吸引力によって脱水する。第１の濾布ベルト１０１は吸引脱水を行うので、濾布厚みは全体で１０〜２０ｍｍと厚いものを選定する。ベルトの繊維は密度を高くして脱水時に原料の微細粒子が繊維内に入り難く加工してある。また、第１の濾布ベルト１０１は、繊維質が原料液の水分を素早く吸水して濾布内に取り込むので、吸引力に依存しなくても脱水作用を得ることができるから、吸引ブロア１４は濾布ベルトの全面を覆うように設置する必要がなく適当な間隔で設置できる。

また、濃縮脱水域（Ａ）の後段部は、第１及び第２の濾布ベルト１０１，１０２を重合させる。ここでは、第１及び第２の濾布ベルト１０１，１０２が被脱水物を上下から包み込む構造を有する一対の濾布ベルト形式となる。第２の濾布ベルト１０２は、第１の濾布ベルト１０１と同様にフェルト状の繊維体であるが、原料は前段部で脱水が開始されて含水量が低下しているので吸引力を高くする必要がある。それには、第２の濾布ベルト１０２の通気量を減らすとよいので、第２の濾布ベルト１ｂの厚みは全体で５〜１０ｍｍの範囲で選定する。第２の濾布ベルト１０２は、通気量を第１の濾布ベルト１０１の２分の１ないし３分の１比程度に制限したものを使用する。なお、第１及び第２の濾布ベルト１０１，１０２は、重合させた時に原料を側部から逃がさないようにするため、長手方向に側縁にシール構造を形成しておくとよい。

図３において、第１及び第２の濾布ベルト１０１，１０２を挟持している下部加圧ロール１１と上部加圧ロール１２の位置関係は、図５に示すとおりである。吸引脱水域（Ｂ）の下段は低圧縮部であって、上部加圧ロール１２の中心と下部加圧ロール１１ａ，１１ｂの中心が「ａ１＞ｂ１」の関係となるように設置し、設定圧力は原料性状に応じた圧力に設定する。ここで、上部加圧ロール１２と下部加圧ロール１１ａの回転軸は固定し、下部加圧ロール１１ｂの回転軸は上部加圧ロール１２に向って押付けるよう付勢する。圧縮力が生ずる位置は上部加圧ロール１２と下部加圧ロール１１ｂの接線上であり、圧縮力の調整は下部加圧ロール１１ａの上下運動による。脱水された水分は第１及び第２の濾布ベルト１０１，１０２に吸収され、該第１及び第２の濾布ベルト１０１，１０２から吸引ブロア１４によって排出される。図５において、吸引ブロア１４は第１の濾布ベルト１０１に対して離れているが、これは作図の都合によるものであって、吸引ブロア１４の開口部は常時第１の濾布ベルト１０１に接触している。

吸引脱水域（Ｂ）の上段部分は、圧縮構造が下段部分と同様であるが、圧縮力は下段部分よりは大きくし、その割合は２倍程度を想定しているが原料性状によって増減することは勿論である。吸引脱水域（Ｂ）の上段部分における圧縮は、次工程の加圧脱水域（Ｃ）の機能を最大限に発揮できるか否かに係る脱水域なので、濾布ベルトを圧縮する加圧ロールの組数並びに圧縮能力の設定は重要である。

吸引脱水域（Ｂ）においては、第１及び第２の濾布ベルト１０１，１０２が上段部分と下段部分に分けて設置されているが、これは装置全体をコンパクトにするためのものであって横方向に連続して設置してもよい。また、下部加圧ロール１１は、図６に示すように、回転方向の排水溝１３を複数条形成している。

図４に示すように、加圧脱水域（Ｃ）における第１及び第２の濾布ベルト１０１，１０２は、重合された状態で回転ドラム２０の上部半周に接合されるが、ケーキ取出し口２１の近傍で重合状態が解除され、第１及び第２の濾布ベルト１０１，１０２は再び濃縮脱水域（Ａ）に至り、この間をエンドレスに循環する。回転ドラム２０の外周面を第１及び第２の濾布ベルト１０１，１０２が通過する区間は、該第１及び第２の濾布ベルト１０１，１０２の外側にバックアップベルトを設ける。

バックアップベルトは、金属またはプラスチック繊維を使用してエンドレス構造に形成されており、第１のバックアップベルト２２ａは回転ドラム２０と第１の濾布ベルト１０１の間に設けられており、第２のバックアップベルト２２ｂは第２の濾布ベルト１０２の外側に設けられている。また、第２のバックアップベルト２２ｂの外側に第１の加圧ローラ２３が適宜間隔で設けられており、該第１の加圧ローラ２３は、図示しない流体圧力装置により第１及び第２の濾布ベルト１０１，１０２を回転ドラム２０に押圧している。

２４は本装置の第１の回転駆動モータであり、駆動軸と回転ドラム２０との間を駆動ベルト２５によって連結しており、当該回転ドラム２０を回転して第１及び第２の濾布ベルト１０１，１０２並びに第１及び第２のバックアップベルト２２ａ，２２ｂを上記加圧ローラ２３の押圧力を利用して搬送するものである。

第１実施例において、回転ドラム２０の直径は１０００ｍｍとし、加圧ローラ２３の直径は３００ｍｍとした。加圧脱水域（Ｃ）の加圧力は、初期区間を低圧とし、終端区間が高圧となるように設定し、また、図７に示すように、回転ドラム２０の外周にゴムライニング２６，２７を施すと共に、加圧ローラ２３の外周にゴムライニング２７を施して摩擦力を高めスリップを防止している。これらゴムライニング２６，２７は、ゴムの硬度を変更することによって押圧時に押し潰されて点接触から面接触に変化し、押圧力の持続性を保持し脱水効果を高めることができる。なお、回転ドラム２０に設けたゴムライニング２６は回転方向に排水溝２８を複数条形成し、濾布ベルトから排出する排水を素早くドラムの下方に誘導するようにしている。また、回転ドラム２０の胴部には排水溝２８を形成した部分に排水孔２９を設けているが、該排水孔２９は省略することができる。

回転ドラム２０と第１の加圧ローラ２３の摩擦力を確保するため、回転ドラム２０の両端にフランジ３０を形成し、第１の加圧ローラ２３の両端には溝３１を形成し、該フランジ３０を当該溝３１に嵌合している。なお、フランジ３０にはゴムライニング３２を施して摩擦力を高めることができる。また、第１のドラム加圧ローラ２３に設けたゴムライニング２７は、ゴム質ならびに厚みを被脱水物の種類または含水量によって変更するものである。

４０は第１の濾布ベルト１０１の洗浄装置を示し、５０は第２の濾布ベルト１０２の洗浄装置を示している。洗浄装置４０，５０は、洗浄水噴射口４１，５１を有し濾布ベルト１０１，１０２に付着した固形物を除去し、脱水ローラ４２，５２によって濾布ベルト自体を脱水する。６０は回転ドラム２０の直下に設けた脱水原料から分離した排水を回収する回収容器である（図１）。

次に脱水作業の作業手順を説明する。まず、被脱水物たる原料を本装置へ供給する前に、原料から夾雑物を除去し、泥状濃度調整、ＰＨ調整を行い、さらに必要に応じた薬注処理、凝集処理等を行う。濃縮脱水域（Ａ）に原料供給口１０から脱水原料が第１の濾布ベルト１０１に供給されると、被脱水物の水分は濾材の吸水作用によって吸い込まれる。さらに、第１の濾布ベルト１０１の下面に設けた吸引ブロア１４の吸引力によって該濾布ベルト内の水分が排出され、濾材の吸水作用が促進され被脱水物は脱水濃縮される。濃縮脱水域（Ａ）において、原料に含まれる遊離水の大部分は排出される。

吸引脱水域（Ｂ）に搬送された被脱水物は、吸引脱水域（Ｂ）において低圧縮と吸引によって脱水される。第１及び第２の濾布ベルト１０１，１０２は２個の下部加圧ロール１１ａ，１１ｂと１個の上部加圧ロール１２の間に挟まれ、下部加圧ロール１１ｂによって適度の加圧力で押圧されて被脱水物の水分を排出し、第１の濾布ベルト１０１が含んだ水分は吸引ブロア１４により吸い取られる。複数個設けた下部加圧ロール１１ｂは、脱水工程終期に向かって加圧力を徐々に強めているので被脱水物の濃縮度は工程の終期において高まる。

最終工程の加圧脱水域（Ｃ）において、被脱水物は高圧力が加えられて脱水される。第１の加圧ローラ２３が、第１及び第２の濾布ベルト１０１，１０２を第１及び第２のバックアップベルト２２ａ，２２ｂを介して回転ドラム２０に押圧し被脱水物を圧縮脱水する。第１の加圧ローラ２３にはゴムライニング２７が施されているから、回転ドラム２０の回転時にローラとベルトの両者がスリップするのを防止している。第１の加圧ローラ２３が回転ドラム２０に押圧されると、ゴムライニング２７は押し潰されて線接触から面接触に変化し押圧力が高まる。なお、被脱水物は、加圧脱水域（Ｃ）を経た後ケーキとなってケーキ取出し口２１から取り出される。

回転ドラム２０から離れた第１及び第２の濾布ベルト１０１，１０２は、再び濃縮脱水域（Ａ）に戻るが、途中に設置された洗浄装置４０，５０において洗浄される。

第１実施例は、上下に配置した一対の濾布ベルトを、濃縮脱水域（Ａ）、吸引脱水域（Ｂ）、加圧脱水域（Ｃ）に区分して各区域によって脱水作用を行なっているが、濃縮脱水域（Ａ）及び吸引脱水域（Ｂ）の前段区域と加圧脱水域（Ｃ）の後段区域は異なる脱水作用をさせているので、これら全区域に同じ構造の濾布ベルトを装着していたのでは所望する脱水効果が得られないことがある。

例えば、濃縮脱水域（Ａ）及び吸引脱水域（Ｂ）において脱水処理する被脱水物たる原料の多くは、固形物粒子が非常に微細で含水率も高い液状であるから、吸引濾過脱水を行うに際し、減圧吸引力を強くすれば濾材内部に固形粒子を引き込んでしまって濾材の目詰まりを起こすだけとなる。この場合、濾材の目詰まりを防止するために吸引力をコントロールするだけでは対応が困難である。一方、原料の特性によっては、濃縮及び吸引脱水域における脱水時間と加圧脱水域における脱水時間を変えた方がよい場合があるが、全脱水域に同じ濾布ベルトを使用したのでは脱水時間を変えることができない。

上記した問題点を解決するためには、濃縮脱水域（Ａ）と吸引脱水域（Ｂ）に設置する濾布ベルトは吸引作用に優れた濾布ベルトを使用し、加圧脱水域（Ｃ）に設置する濾布ベルトは加圧圧縮動作に耐えられる濾布ベルトを使用することである。

実施例２
図９が第２実施例を示している。第２実施例は、濃縮脱水域（Ａ）と吸引脱水域（Ｂ）に一対の濾布ベルトを設置し、また、加圧脱水域（Ｃ）には、濃縮脱水域（Ａ）と吸引脱水域（Ｂ）に装着した濾布ベルトとは別個の他の一対の濾布ベルトを設置したものである。

図９において、濾布ベルトは、濃縮脱水域（Ａ）と吸引脱水域（Ｂ）とに第３の濾布ベルト１０３と第４の濾布ベルト１０４が一対で設けられており、濃縮脱水域（Ａ）の後段から吸引脱水域（Ｂ）の終端までの間を重合状態に設置したものである。濃縮脱水域（Ａ）において、第３の濾布ベルト１０３は、吸引ボックス１１０の開口部に回転自在に設けた複数本の受けローラ１２０の上方に摺動自在に載置されており、該吸引ボックス１１０に接続した図示しない吸引装置によって吸引脱水されるものである。また吸引脱水域（Ｂ）においては、重合された第３の濾布ベルト１０３と第４の濾布ベルト１０４を下部加圧ロール１１と上部加圧ロール１２の間に通し、該下部加圧ロール１１と上部加圧ロール１２を第２の吸引ボックス２００の開口部に設置している。

第３及び第４の濾布ベルト１０３，１０４は、図８ｂに示すように、極細繊維を高密度に織り込んだフェルト状の微繊維集合体で構成されており、ベルト主体１０３ａ，１０４ａの原料と接触する面に通気量を規制した表面ベルト１０３ｂ，１０４ｂを積層したものを使用する。なお、第３及び第４の濾布ベルト１０３，１０４にも、内部に抗張力並びに通水性を有する基張ベルト１１０３，１１０４を縫着または接着により設け、側端部をシール部材（後に詳しく説明するシール部材１３０）によりシールして通気・通水を阻止したものである。また、第３及び第４の濾布ベルト１０３，１０４の全体厚みは、ベルト主体１０３ａ，１０４ａの厚みを５ｍｍ以上とし、この中に１．５〜２．０ｍｍ厚みの基張ベルト１１０３，１０１４を重合し、表面に１．５〜２．０ｍｍ厚みの表面ベルト１０３ｂ，１０４ｂを貼付したものとなる。なお、表面ベルト１０３ｂ，１０４ｂは通気量が３〜５ｃｃ／ｃｍ²／ｓｅｃのものを使用する。

また、加圧脱水域（Ｃ）には、第５の濾布ベルト１０５と第６の濾布ベルト１０６が一対で設けられている。第５及び第６の濾布ベルト１０５と１０６は、極細繊維を高密度に織り込んだフェルト状で圧縮加圧動作に耐え得られるものであって、内部に抗張力並びに通水性を有するものを狭着して使用する。なお、第５及び第６の濾布ベルト１０５，１０６は、回転ドラム２０の外周に配置した加圧ローラ２３の間を重合状態で設置されている。

第２実施例は、吸引脱水域（Ｂ）の配設位置並びに吸引脱水域（Ｂ）から排出された原料を加圧脱水域（Ｃ）に供給するため、第５の濾布ベルト１０５を吸引脱水域（Ｂ）の排出口まで延長して原料誘導路１０５ａを形成している。また、第２実施例は、第１実施例と同様に、濃縮脱水域（Ａ）において吸引ブロア（１４）を設け、さらに吸引脱水域（Ｂ）において下部加圧ロール（１１）及び上部加圧ロール（１２）によるロール群を設けてもよい。一方、第１実施例において、第２実施例で説明した第３及び第４の濾布ベルト１０３，１０４と同じ構造の濾布ベルトが使用できるのは勿論である。

第２実施例は、濃縮脱水域（Ａ）と吸引脱水域（Ｂ）に第３及び第４の濾布ベルト１０３，１０４を配設し、加圧脱水域（Ｃ）に他の第５及び第６の濾布ベルト１０５，１０６を配設したので、各濾布ベルトは別個の回転駆動装置によって駆動されている。第３及び第４の濾布ベルト１０３，１０４は第２の回転駆動モータ２４ａにより駆動されており、また、第５及び第６の濾布ベルト１０５，１０６は第３の回転駆動モータ２４ｂにより駆動されている。

実施例３
図１０が第３実施例を示している。第３実施例は、第２実施例における濃縮脱水域（Ａ）と吸引脱水域（Ｂ）とに設けた濾布ベルトの終端位置に、ベルトを上下から加圧する脱水ロール（第２の加圧ローラ２３ａ）を設置したものである。

第３実施例は、吸引脱水域（Ｂ）の終端位置に第３及び第４の濾布ベルト１０３，１０４を加圧する第２の加圧ローラ２３ａを一対または二対設けたものである。第２の加圧ローラ２３ａは、吸引脱水域（Ｂ）から排出された原料を加圧脱水域（Ｃ）に供給する直前に、原料を予備的に加圧脱水するものである。なお、第３実施例は、濾布ベルトの構造をはじめ他の構造が第２実施例の場合と同じである。

図１２，１３が第２，３実施例の吸引構造を示している。吸引構造は、吸引ボックス１１０が、開口部に複数本の受けローラ１２０を回転自在に設けており、該受けローラ１２０に濾布ベルト１０３が摺動可能に載置したものである。また、吸引ボックス１１０は、仕切り板１１１によって複数の吸引室１１２に区分されているが、該仕切り板１１１には通孔１１３が形成されていて上記各吸引室１１２を独立させるものではなく、当該吸引ボックス１１０は全体で１つの吸引室を形成している。そして、各吸引室１１２に設けた吸引口１１４が図示しない吸引装置に接続されており、当該吸引装置によって濾布ベルト１０３に供給された被脱水物の吸引脱水が行われるものであり、吸引ボックスと濾布ベルトが密着していれば、吸引装置を作動した時被脱水物の吸引脱水が円滑に行われることになる。

吸引ボックス１１０の開口部には、濾布ベルト１０３の走行方向に平行する両側端にボックス縁部１１５が形成されている。また、濾布ベルト１０３は、走行方向の両側端にプラスチックシート又はコーキング等により端縁及び端縁部近傍の上下両面をシール材１３０によって被覆して通気・通水を阻止している。上記したように、シール部材１３０は断面が片仮名のコ字状を呈する形状に形成されるものであり、濾布ベルト１０３の上下両面を被覆している部分は、吸引ボックス１１０開口部のボックス縁部１１５と同幅に形成する。なお、シール部材１３０がプラスチックシートの場合は、当該シール部材１３０を濾布ベルト１０３に逢着する。

吸引ボックス１１０の開口部を濾布ベルト１０３が走行し易いようにするために、ボックス縁部１１５に硬質ポリエチレン等による走行補助板１４０を設けており、濾布ベルト１０３は走行補助板１４０の上を摺動しながら走行する。また、濾布ベルト１０３に供給された被脱水物の吸引脱水幅を規制するガイド枠１５０が脱水装置の機体に設けられている。ガイド枠１５０は、被脱水物の吸引脱水幅を規制する高さを有すると共に上部に縁板１５１を形成している。そして、ガイド枠１５０の縁板１５１が機体ブラケット１６０に設けた縦方向の取付軸１６１に緩く挿嵌されており、また該取付軸１６１にコイルスプリング１６２が装着されていて、当該ガイド枠１５０は、吸引ボックス１１０の開口部を走行する濾布ベルト１０３に対し適度の押圧力によって接触し、被脱水物の吸引脱水幅を規制すると共に濾布ベルト１０３と吸引ボックス１１０の開口部との間に隙間ができないようにしている。

図１４は、濾布ベルトの走行をさらに安定よく行わせるための装置である。吸引ボックス１１０は、ボックス縁部１１５に設けた走行補助板１４０に長手方向に平行するＶ字溝１４１を形成しており、また、濾布ベルト１０３は、シール部材１３０に前記Ｖ字溝１４１に嵌合するＶ字突条１３１を形成している。Ｖ字突条１３１を前記Ｖ字溝１４１に嵌合して濾布ベルト１０３を走行させることによって、当該濾布ベルト１０３が蛇行するのを防止し円滑な走行を確保している。

実施形態において、濾布ベルト１０３は通気量を規制した濾材を使用しており、例えば全体の厚みが５〜２０ｍｍ、通気量２〜１０ｃｃ／ｃｍ²／ｓｅｃのものを使用している。また、濾布ベルト１０３のシール部材１３０は、厚み０．３〜１．０ｍｍとしている。

第４実施例
図１４，１５が第４実施例を示している。第４実施例は、濃縮脱水域（Ａ）と吸引脱水域（Ｂ）を同一平面に設けると共に、濃縮脱水域（Ａ）と吸引脱水域（Ｂ）に第３の濾布ベルト１０３と第４の濾布ベルト１０４を設置し、第３のベルト１０３は、表面濾布ベルト１０３１と裏面濾布ベルト１０３２を重合した２層の濾布ベルトにより形成したものである。

上記した表面濾布ベルト１０３１と裏面濾布ベルト１０３２は、いずれも全体厚みが１０ｍｍ程度であるから、これらを重合したまま回転駆動すると、裏面濾布ベルト１０３２の内側と表面濾布ベルト１０３１の外側では周速が異なるので、１個の駆動スプロケットでは駆動できない。そこで、実施形態では、吸引脱水域（Ｂ）の終端部に第１の駆動スプロケット３００と第２の駆動スプロケット３１０を設け、第１の駆動スプロケット３００に第３裏面濾布ベルト１０３２を掛け、第２の駆動スプロケット３１０に第３表面濾布ベルト１０３１を掛け、２つの濾布ベルトを別駆動で運転することによって周速の違いを解消している。図中、３０１は第１の駆動スプロケット３００を回転駆動するモータ、３１１は第２の駆動スプロケット３１０を回転駆動するモータである。

第４の実施例において、吸引脱水を行う濃縮脱水域（Ａ）及び吸引・加圧脱水を行う吸引脱水域（Ｂ）は、第３の濾布ベルト１０３が第３表面濾布ベルト１０３１と第３裏面濾布ベルト１０３２を重合した２層に構成されているので、第２，３実施例に比べ脱水効率が格段に高い結果が得られた。なお、第４の実施例においては、吸引ボックス１１０に設けた受けローラ１２０ａを中央部分で分断してガイド溝１２１を形成し、該ガイド溝１２１に第３裏面濾布ベルト１０３２に設けた突条１２２を嵌合して摺動させて当該第３裏面濾布ベルト１０３２を安定よく走行させているが、他の構成部分は、上記した第２，３実施例の場合と同じである。

実施形態の実験例
原料は河川浚渫泥水であり、含水率７５％、固形物真比重２．６固形物粒子０．５〜１０ミクロン
濾布ベルトの走行速度は１０〜２０ｍ／分
濾布ベルトの全体厚みは５〜２０ｍｍ（ただし、第２実施例の場合、濃縮脱水域及び吸引脱水域に装着する濾布ベルトは、ベルト主体の厚み１０対し、厚み１．５〜２．０程度の比率による基張ベルト並びに表面ベルトを積層したものを使用した。）
原料の供給厚みは１０〜１５ｍｍ程度
濃縮脱水域（Ａ）の吸引力は５００〜８００ｍｍ水中
吸引脱水域（Ｂ）の吸引力は７００〜１０００ｍｍ水中
吸引脱水域（Ｂ）における上部ロールの加圧力は１〜５ｋｇ／ｃｍ²
加圧脱水域（Ｃ）のドラム入口側圧力５ｋｇ／ｃｍ²程度、出口側圧力３０〜５０ｋｇ／ｃｍ²
実施形態において、含水率７５％の原料を連続脱水した結果、最終工程終了時のケーキは厚みが２〜３ｍｍとなり、その含水率は３５％であった。また、第２及び第３実施例において、濃縮脱水域（Ａ）と吸引脱水域（Ｂ）工程終了時におけるケーキの含水率は６０％であった。

第１ないし第３実施例の形態は、いずれも含水率７５％の原料を連続脱水してケーキの含水率を６０％まで脱水することに成功したが、第２及び第３実施例においては、通気量を制限した表面ベルトをベルト主体に積層したものを使用したので、吸引作業を行うに際し大きなエア量を必要としないから、大型の濾布ベルトが使用可能であり高精度の脱水が行えるものである。

第１実施例装置の全体構造を示す側面図。第１実施例装置の濃縮脱水域の構造を示す側面図。第１実施例装置の吸引脱水域の構造を示す側面図。第１実施例装置の加圧脱水域の構造を示す側面図。第１実施例装置の吸引脱水域に設けたローラの側面図。第１実施例装置の吸引脱水域に設けたローラを示しており、ａは下部及び上部ローラの正面図、ｂは吸引ブロアを断面した下部及び上部ローラの正面図。第１実施例装置の加圧脱水域に設置した回転ドラムの断面図。濾布ベルトを示しており、ａは第１及び第２の濾布ベルトの断面図、ｂは第３及び第４濾布ベルトの断面図。第２実施例装置の全体構造を示す側面図。第３実施例装置の全体構造を示す側面図。吸引ボックスを示しており、ａは断面図、ｂは平面図。吸引ボックスの開口部に濾布ベルトを載置した状態を示す断面図。濾布ベルトと吸引ボックスのボックス縁部の変形を示す断面図。第４実施例装置の全体構造を示す側面図。第４実施例装置における吸引脱水域の断面図。

符号の説明

Ａ濃縮脱水域
Ｂ吸引脱水域
Ｃ加圧脱水域
１０１第１の濾布ベルト
１０２第２の濾布ベルト
１０３第３の濾布ベルト
１０４第４の濾布ベルト
１０５第５の濾布ベルト
１０６第６の濾布ベルト
１０原料供給口
１１下部加圧ロール
１２上部加圧ロール
１３排水溝
１４吸引ブロア
２０回転ドラム
２１ケーキ取出し口
２２ａ第１のバックアップベルト
２２ｂ第２のバックアップベルト
２３第１の加圧ローラ
２３ａ第２の加圧ローラ
２４第１の回転駆動モータ
２４ａ第２の回転駆動モータ
２４ｂ第３の回転駆動モータ
２５駆動ベルト
２６ゴムライニング
２７ゴムライニング
２８排水溝
２９排水孔
３０フランジ
３１溝
３２ゴムライニング
４０洗浄装置
４１洗浄水噴射口
４２脱水ローラ
５０洗浄装置
５１洗浄水噴射口
５２脱水ローラ
６０回収容器
１１０吸引ボックス
１１１仕切り板
１１２吸引室
１１３通孔
１１４吸引口
１１５ボックス縁部
１２０受けローラ
１３０シール部材
１３１Ｖ字突条
１４０走行補助板
１４１Ｖ字溝
１５０ガイド枠
１５１縁板
１６０ブラケット
１６１取付軸
１６２コイルスプリング
２００第２の吸引ボックス
３００第１の駆動スプロケット
３１０第２の駆動スプロケット

Claims

２枚の濾布ベルトの間に微細な粒子を含んでいる泥状物の脱水原料を供給して固液を分離する装置であって、脱水域を濃縮脱水域（Ａ），吸引脱水域（Ｂ），加圧脱水域（Ｃ）の各脱水域に区分し、上記各脱水域に第１及び第２の濾布ベルト（１０１，１０２）を重合状態にして設置し、上記吸引脱水域（Ｂ）では２個の下部加圧ロール（１１）と該下部加圧ロールに向かって進退可能な１個の上部加圧ロール（１２）を繰り返し設けて上記第１及び第２の濾布ベルトをジグザグ状に設置し、上記加圧脱水域（Ｃ）では回転ドラム（２０）の外周面に上記第１及び第２の濾布ベルトを接合すると共に該回転ドラムに向かって押圧作用を奏する加圧ローラ（２３）を設置し、上記第１及び第２の濾布ベルトはフェルト状の微繊維集合体で構成し、上記濃縮脱水域（Ａ）及び吸引脱水域（Ｂ）には濾布ベルトの下面に吸引装置に接続した吸引ブロア（１４）を適宜間隔で設置し、上記回転ドラムに回転駆動装置（２４）を接続して上記第１及び第２の濾布ベルトを連続運転し、濃縮脱水域（Ａ）において被脱水物を吸引脱水し、吸引脱水域（Ｂ）において被脱水物を吸引並びに加圧脱水し、加圧脱水域（Ｃ）において被脱水物を加圧脱水することを特徴とする脱水装置。
第１及び第２の濾布ベルト（１０１，１０２）は、極細繊維を織り込んだフェルト状の微繊維集合体で構成し、内部に抗張力並びに通水性を有する基張ベルト（１１０１，１１０２）を挟着し、側端部をシール部材によりシールして側端部からの通気・通水を阻止したことを特徴とする請求項１に記載の脱水装置。
濃縮脱水域（Ａ）と吸引脱水域（Ｂ）に第３及び第４の濾布ベルト（１０３，１０４）を設置し、加圧脱水域（Ｃ）に上記第３及び第４の濾布ベルトとは異なる第５及び第６の濾布ベルト（１０５，１０６）を設置したことを特徴とする請求項１に記載の脱水装置。
濃縮脱水域（Ａ）において、第３及び第４の濾布ベルト（１０３，１０４）の下面に吸引装置に接続した吸引ボックス（１１０）を設置し、該吸引ボックスの開口に濾布ベルトの走行方向に平行する両側にボックス縁部（１１０ａ）を形成し、第３の濾布ベルトの両側端に端縁部を被覆するシール部材（１３０）を設けたことを特徴とする請求項３に記載の脱水装置。
吸引ボックス（１１０）の開口に形成したボックス縁部（１１０ａ）に走行補助板（１４０）を設け、該走行補助板に長手方向に並行するＶ字溝（１４０ａ）を形成し、第３の濾布ベルト（１０３）に設けたシール部材（１３０）にＶ字突条（１３０ａ）を形成し、上記吸引ボックスに第３の濾布ベルトを載置するに際し上記走行補助板のＶ字溝に上記シール部材のＶ字突条を嵌合することを特徴とする請求項４に記載の脱水装置。
濃縮脱水域（Ａ）と吸引脱水域（Ｂ）を同一平面に設けると共に該濃縮脱水域（Ａ）と吸引脱水域（Ｂ）に第３及び第４の濾布ベルト（１０３，１０４）を設置し、第３の濾布ベルト（１０３）は表面濾布ベルト（１０３１）と裏面濾布ベルト（１０３２）を重合した２層の濾布ベルトにより構成し、上記表面濾布ベルト及び裏面濾布ベルトを異なる駆動軸によって駆動することを特徴とする請求項３に記載の脱水装置。
第３及び第４の濾布ベルト（１０３，１０４）は、極細繊維を高密度に織り込んだフェルト状の微繊維集合体で構成し、ベルト主体（１０３ａ，１０４ａ）に抗張力並びに通水性を有する基張ベルト（１１０３，１１０４）を挟着すると共に、被脱水原料と接触する面に通気量を規制した表面ベルト（１０３ｂ，１０４ｂ）を積層し、側端部をシール部材によりシールして通気・通水を阻止したことを特徴とする請求項３から６のいずれかに記載の脱水装置。