JP2011072926A - 電気浸透脱水装置 - Google Patents

Abstract

【課題】脱水物の含水率を効率よく低下させることができる電気浸透脱水方法及び装置を提供する。
【解決手段】濾布よりなるコンベヤベルト１がローラ２，３間にエンドレスに架け渡されており、無端回動可能とされている。コンベヤベルト１の搬送方向に陽極ユニット２１〜２５が配列されている。陽極板３３と陰極４との間に電圧を印加し、コンベヤベルト１上の汚泥を電気浸透脱水する。脱水処理部がケーシング１０で覆われており、ケーシング１０の下部と上部にそれぞれ排気部１１，１２が設けられている。脱水処理されている汚泥と水蒸気との接触が防止される。
【選択図】図１

Description

本発明は、排水の生物処理汚泥、上水汚泥などの含水物を脱水するための電気浸透脱水装置に関するものであり、特に脱水物からの水蒸気の放散を促進するようにした電気浸透脱水装置に関する。

排水の生物処理過程で発生する汚泥などの含水物を脱水処理する方法として、電気浸透脱水が周知である（特許文献１〜４）。この電気浸透脱水処理では、被処理含水物に通電して、マイナスに荷電した汚泥を陽極側に引き寄せ、一方、汚泥の間隙水を陰極側に移動させて分離させながら加圧力をかけて脱水するため、機械的脱水処理の場合に比べて、脱水効率が高く、汚泥の含水率を更に低減することが可能である。

特許文献１，４の電気浸透脱水装置は、無端回動する下側フィルタベルト（陰極）と無端回動する上側プレスベルト（陽極）との間で汚泥を電気浸透脱水処理するように構成したものである。特許文献４には、上側プレスベルトを上側から覆うように蒸気ガス収集フードを設け、このフード内に集められた蒸気をブロワによって脱臭設備に導き、脱臭処理することが記載されている。

特許文献２の電気浸透脱水装置は、上側プレスベルトとは別個に陽極としての電極ドラムを配置し、この電極ドラムによって上下のベルトを挟圧するように構成している。

特許文献３の電気浸透脱水装置は、無端回動するコンベヤベルトの上に汚泥を供給し、コンベヤベルトの下側の陰極板とコンベヤベルトの上方の陽極ユニットとの間で含水物を挟圧すると共に電流を通電して電気浸透脱水するように構成したものである。陽極ユニットはコンベヤ移動方向に複数個配設されている。各陽極ユニットの底面部には水平な陽極板が設置されている。この陽極板はエアシリンダによって押し下げ可能とされると共に、スプリングによって引き上げ可能とされている。コンベヤは、陽極板を上昇させた状態で、１スパン（陽極ユニットの設置間隔）分だけ含水物を移動させる。

特開平１−１８９３１１ 特開平６−１５４７９７ ＷＯ２００７／１４３８４０ 実公平３−３４２６４

電気浸透脱水部では電気抵抗のある汚泥に電流を印加するため、ジュール熱が発生する。したがって汚泥は脱水されながら加温され、６０〜１００℃程度にまで昇温し、水蒸気が発生する。特許文献４のように、上側プレスベルトをフードで覆い、水蒸気をブロワによって排気することにより、電気浸透脱水装置の上方に抜けようとする水蒸気を効率よく排出することができる。しかしながら、特許文献４では上方のみフードを配置して水蒸気を上方へ排気するようにしているところから、下側フィルタベルトやその下側の濾液などから発生した水蒸気がフィルタベルト上の汚泥に接触して凝縮し、脱水処理中の汚泥に水分として取り込まれ、脱水汚泥の含水率が低下しにくくなる。

本発明は、電気浸透脱水部で発生する水蒸気の排気を促進し、脱水物の含水率を効率よく更に低下させることができる電気浸透脱水装置を提供することを目的とする。

請求項１の電気浸透脱水装置は、対向配置された電極と、対向する電極間に通電する通電手段と、対向する電極同士の間に配置された濾材と、該濾材同士の間又は濾材と一方の電極との間の脱水処理部で被処理含水物を挟圧するための挟圧手段とを有する電気浸透脱水装置において、少なくとも該脱水処理部を囲むようにフードが設置されており、該フードには該脱水処理部よりも下位に第１の排気部が設けられていることを特徴とするものである。

請求項２の電気浸透脱水装置は、請求項１において、前記フードには、前記脱水処理部よりも上位に第２の排気部が設けられていることを特徴とするものである。

本発明では、脱水処理部を囲むフードが設けられ、このフードの脱水処理部よりも下位に第１の排気部を設けているので、脱水処理部よりも下位の水蒸気が該第１の排気部から排出される。このため、脱水処理部よりも下位の水蒸気が被処理含水物に接触して被処理含水物の含水率を上昇させることが防止される。

フードに、脱水処理部よりも上位に第２の排気部を設けることにより、脱水処理部よりも上位の水蒸気が該第２の排気部から排出されるようになる。このため、脱水処理部よりも上位の水蒸気が被処理含水物に接触して被処理含水物の含水率を上昇させることが防止される。

（ａ）図は実施の形態に係る電気浸透脱水装置の概略的な縦断面図、（ｂ）図は（ａ）図のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。 実施の形態に係る電気浸透脱水装置のコンベヤベルト搬送時の概略的な縦断面図である。 別の実施の形態に係る電気浸透脱水装置の概略的な縦断面図である。

以下、図面を参照して実施の形態について説明する。第１図（ａ）及び第２図は、第１の実施の形態に係る電気浸透脱水装置の長手方向（ベルト回動方向）に沿う縦断面図であり、第１図（ｂ）は第１図（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。なお、第１図は脱水工程の様子を示しており、第２図は、この電気浸透脱水装置のベルト送り工程の様子を示している。

濾布よりなるコンベヤベルト１がローラ２，３間にエンドレスに架け渡されており、無端回動可能とされている。

このコンベヤベルト１の上面側が搬送側となっており、下面側が戻り側となっている。コンベヤベルト１の搬送側の下面に板状の陰極４が配置されている。この陰極４は金属などの導電材よりなる板状部材であり、上下方向に貫通する多数の孔を有している。陰極４はローラ２の直近からローラ３の直近まで延在している。

このコンベヤベルト１の上面（搬送部）の搬送方向上流部に被処理含水物（この実施の形態では汚泥Ｓ）を供給するようにホッパー５が設けられている。

陰極４の下側に、陰極４の前記孔を通って落下してくる濾液を受けとめるトレー６が設けられている。

トレー６で集められた濾液は、配管７を介して水処理設備へ送られる。なお、一部の濾液をホッパー５に返送して汚泥に添加してもよい。

コンベヤベルト１の搬送部の上方に陽極ユニット２１，２２，２３，２４，２５が設置されている。なお、第１図（ｂ）の通り、コンベヤベルト１の搬送部の両サイドに側壁板２０が立設されており、コンベヤベルト１上の汚泥が側方へはみ出ないように構成されている。陽極ユニット２１〜２５は側壁板２０，２０間に配置されている。陰極４と陽極ユニット２１〜２５との間の部分が脱水処理部である。

この実施の形態では陽極ユニットがコンベヤベルト搬送方向に５個配置されているが、これに限定されない。陽極ユニットは、コンベヤベルト搬送方向に通常は２〜５個程度配置されていればよい。

各陽極ユニット２１〜２５は、下面に固着された陽極板３３と、エアシリンダ（図示略）を有している。エアシリンダは、上端が電気浸透脱水装置の本体に固定され、エアシリンダ内にエアを供給すると、陽極板３３が下方に移動する。エアシリンダからエアを排出すると、陽極板３３が引き上げられて、上昇する。

エアシリンダの上端は電気浸透脱水装置の本体であるビーム（図示略）に取り付けられている。このビームは、コンベヤベルト１の上方に固定設置されている。

各陽極ユニット２１〜２５の陽極板３３に対しては、直流電源装置（図示略）から直流電流が通電される。

陽極ユニット２１〜２５の上側及び側方、コンベヤベルト１の側方及び下側を覆うようにケーシング１０が設置されている。このケーシング１０の下部に第１の排気部１１が設けられ、頂部に第２の排気部１２が設けられている。第１の排気部１１はケーシング１０の底部直近の側壁面に設けられている。この第１の排気部１１は、ケーシング１０の該側壁面を貫通するダクト状である。第１の排気部１１のケーシング１０内の先端側は下向きＬ形に曲成されており、落下水や凝縮水が第１の排気部１１内に流入しないようになっている。図示は省略するが、ケーシング１０の最低部にドレン排出口が設けられている。

第２の排気部１２は、ケーシング１０の頂部から上方に突設されている。各排気部１１，１２はダクトを介して排気ブロワ（図示略）に接続されている。なお、排気を脱臭処理する脱臭処理装置を設けてもよい。

このように構成された電気浸透脱水装置によって汚泥の脱水処理を行うには、ホッパー５内に供給された汚泥Ｓをコンベヤベルト１上に送り出し、各陽極ユニット２１〜２５に直流電流を通電すると共に、各陽極ユニット２１〜２５のエアシリンダにエアを供給し、この汚泥を陽極ユニット２１〜２５の陽極板３３で上方から押圧する。また、排気部１１，１２に連通する排気ブロワを作動させる。なお、各排気部１１，１２からの排気量は、汚泥や濾布周辺で水蒸気の凝縮が起きないような量に設定される。

電圧は、陽極ユニット２１〜２５が正、陰極板４が負となるように印加される。各陽極ユニット２１〜２５に対し同一の電圧を印加するのが装置の運転管理を容易とする点からして好適であるが、搬送方向下流側ほど電圧を高くしたり、逆に低くしたりしてもよい。また、各陽極ユニットの電流値が同一となるように通電制御してもよい。

各陽極ユニット２１〜２５のエアシリンダに対し同一の圧力のエアを供給してもよく、下流側の陽極ユニットほど供給エア圧を大きく又は小さくするようにしてもよい。

このように陽極ユニット２１〜２５と陰極板４との間に通電すると共に陽極ユニット２１〜２５の陽極板３３で汚泥をプレスすることにより、汚泥が電気浸透脱水される。そして、脱水濾液がコンベヤベルト１を透過し、陰極板４の孔を通過してトレー６上に落下する。トレー６上に落下した濾液は、配管７を介して水処理設備に送られて処理する。なお、このトレー６からの電気伝導率の高い濾液をホッパー５内に供給するようにした場合には、陽極ユニット２１〜２５と陰極板４との間の汚泥の電気伝導率が高くなり、脱水性が向上する。これにより、得られる脱水汚泥の含水率が低いものとなる。

第１図のように各陽極ユニット２１〜２５に通電すると共に、陽極ユニット２１〜２５によって汚泥をプレスするときには、コンベヤベルト１は停止している。陽極ユニット２１〜２５によって所定時間プレス及び通電を行った後、各陽極ユニット２１〜２５のエアシリンダからエアを排出し、第２図の通り、陽極板３３を上昇させる。そして、コンベヤベルト１を陽極ユニット２１〜２５の配列ピッチの１ピッチ分だけ移動させる。これにより、陽極ユニット２５の下側に位置していた汚泥は、脱水汚泥として送り出され、各陽極ユニット２１〜２４の下側に位置していた汚泥はそれぞれ１段だけ下流側の陽極ユニット２２〜２５の下側に移動する。コンベヤベルト１の搬送面の末端側上の脱水汚泥は、ローラ３を通り過ぎた位置でコンベヤベルト１から送り出される。また、ホッパー５から未脱水処理汚泥が陽極ユニット２１の下側に導入される。次いで、各陽極ユニット２１〜２５の陽極板３３を押し下げると共に各陽極ユニット２１〜２５と陰極４との間に通電し、汚泥の電気浸透脱水処理を行う。以下、この工程を繰り返すことにより、汚泥を電気浸透脱水処理する。

この電気浸透脱水処理中に汚泥から発生した水蒸気は、排気部１１，１２からケーシング１０外に排出される。この場合、脱水処理部よりも下側の水蒸気は下方に流れて第１の排気部１１から排出されるので、脱水処理部の汚泥と接触しない。また、脱水処理部よりも上側の水蒸気は上方に流れて第２の排気部１２から排出されるので、脱水処理部の汚泥と接触しない。このように、脱水処理部の下側及び上側の水蒸気がいずれも脱水処理されている汚泥と接触することなく排気部１１，１２から排出されるので、水蒸気の凝縮水が汚泥に取り込まれることが防止され、脱水汚泥の含水率が低いものとなる。特に上記実施の形態のようにケーシング１０内の空間をシート状の汚泥が分割するような形態においては、汚泥から発生した水蒸気が再度汚泥に取り込まれやすいため、本発明による効果が顕著である。なお、上部の第２の排気部１２からの排気風量を下部の第１の排気部１１からの排気風量の０．１〜１０倍特に０．５〜２倍程度とするのが好ましい。

上記実施の形態は本発明の一例であり、本発明は図示以外の形態とされてもよい。例えば、排気部の位置は図示のものに限定されない。また、排気部１１，１２をそれぞれ複数個設けてもよい。上側の排気部１２については省略してもよい。

上記実施の形態の電気浸透脱水装置では陽極ユニット２ １〜２５とコンベヤベルト１及び陰極４によって汚泥を電気浸透脱水するようにしているが、本発明は別型式の電気浸透脱水装置にも適用可能である。例えば、第３図のように陽極ドラム６１と、陰極を兼ねるコンベヤベルト６２との間で汚泥Ｓを挟圧する電気浸透脱水装置６０にも本発明を適用できる。この場合も、コンベヤベルト６２を囲むようにケーシングを設け、汚泥Ｓの脱水部よりも下位側及び上位側にそれぞれ排気部を設ける。

本発明では、ケーシング１０内からの水蒸気の排気を促進するために、脱水処理部付近に向ってケーシング１０側の空気（大気）を流入させるように給気口をケーシング１０に設けてもよい。

１ コンベヤベルト
２，３ ローラ
４ 陰極
５ ホッパー
６ トレー
１０ ケーシング
１１ 第１の排気部
１２ 第２の排気部
２１〜２５ 陽極ユニット
３３ 陽極板

Claims (2)

1. 対向配置された電極と、
   対向する電極間に通電する通電手段と、
   対向する電極同士の間に配置された濾材と、
   該濾材同士の間又は濾材と一方の電極との間の脱水処理部で被処理含水物を挟圧するための挟圧手段と
   を有する電気浸透脱水装置において、
   少なくとも該脱水処理部を囲むようにフードが設置されており、
   該フードには該脱水処理部よりも下位に第１の排気部が設けられていることを特徴とする電気浸透脱水装置。
2. 請求項１において、前記フードには、前記脱水処理部よりも上位に第２の排気部が設けられていることを特徴とする電気浸透脱水装置。

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