JP2014100616A - フィルタープレスの濾布目詰まり解消システム及び濾布目詰まり解消方法 - Google Patents

フィルタープレスの濾布目詰まり解消システム及び濾布目詰まり解消方法 Download PDF

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正孝 纐纈
Shigeki Okano
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Abstract

【課題】本発明は、フィルタープレス自体を改造することなく、シンプルな構造にてフィルタープレスの濾布に付着した目詰まりの原因となる油分を除去するシステムを提供することを目的とするものである。
【解決手段】本発明に係るフィルタープレス17の濾布目詰まり解消システムは、フィルタープレスに内蔵される濾布を洗浄する濾布目詰まり解消システムであって、廃液をフィルタープレス17に注入する廃液流路13dに、界面活性剤を含む洗浄液18aを注入する洗浄液流路18dの一端を接続し、他端に洗浄液18aを収容するための洗浄液槽18を接続し、廃液流路13d及び洗浄液流路18dのそれぞれに開閉バルブ19a、19bを設けて廃液流路13dと洗浄液流路18dとを切替可能に構成したものである。
【選択図】 図2

Description

本発明は、フィルタープレスに内蔵される濾布の目詰まりを解消するシステム及び濾布の目詰まりを解消する方法に関する。
フィルタープレスにおける濾布の交換は非常に高価であるため、従来から、濾布が長期間使用できるようにすることを目的として、下記特許文献1〜3に示されるフィルタープレスの濾布の目詰まりを解消する技術が提案されている。
特許文献1に示されるものは、濾過室に加圧水出入口と洗浄液出入口とを設け、濾過室に加圧水出入口から水を加圧注入し、水で充満した濾過室に洗浄液出入口から洗浄液を注入して水を逆流させることにより加圧水出入口から水抜きをし、洗浄液で充満した濾過室に再び加圧水出入口から水を加圧注入して洗浄液を逆流させることにより洗浄液を洗浄液出入口から押し出し、この操作を繰り返すことにより濾布の目詰まりを解消する構成である。
特許文献2及び3に示されるものは、濾過室に洗浄ノズルを差し込み、洗浄ノズルにより洗浄液を濾布に噴射して濾布を洗浄する構成である。
特開昭61−222513号公報 特開平11−290615号公報 特開2001−327807号公報 特開2002−186804号公報
上記特許文献1に示されるものは、洗浄液の注入管と水の注入管が必要であり、一方の注入管を廃液注入管と兼用させたとしても、濾過室に注入可能なもう一方の注入管をフィルタープレスに別途設ける必要があり、そうするとフィルタープレス自体を改造する必要がある。
また、上記特許文献2及び3に示されるものは、濾過室内に洗浄ノズルを抜き差し可能にする複雑な構造を廃液処理システムに付加する必要がある。
従来のフィルタープレスを使用する目的は、主として建設汚泥を濾過脱水するためのものであり、フィルタープレスにより脱水されたケーキをセメント副材料として再利用すること、及び、廃液をフィルタープレスにより濾過して浄化することが一般的である。そのため、フィルタープレスにおける濾布に目詰まりを起こさせるものは建設汚泥に含まれている塵芥であり、これを除去することにより濾過効率を上げることが上記特許文献1〜3に記載の技術目的である。ところで、油分を含んだ工場廃液に対しては濾布に油膜が付着して濾過効率が極めて悪くなるにも拘わらず、濾布に付着した油膜を除去することを技術目的とする濾布の洗浄については研究開発されていないのが現状である。
さらに、上記特許文献4に示されるものは、濾布の目詰まりを解消するものではなく、濾布を交換するに先立ち、濾布に付着した有害物質等を洗い流すことにより、濾布交換作業を安全に行えるようにしたものである。したがって、上記特許文献4には、濾布を長期間使用できるようにするために濾布に付着した油膜を界面活性剤にて洗浄することにより油膜による濾布の目詰まりを解消することは示されていない。
そこで、本発明者は、鋭意研究を重ね、フィルタープレス自体を改造することなく、シンプルな構造にてフィルタープレスの濾布に付着した目詰まりの原因となる油膜を除去するシステムを開発した。
本発明に係るフィルタープレスの濾布目詰まり解消システムは、フィルタープレスに内蔵される濾布を洗浄する濾布目詰まり解消システムであって、廃液をフィルタープレスに注入する廃液流路に、界面活性剤を含む洗浄液を注入する洗浄液流路の一端を接続し、他端に洗浄液を収容するための洗浄液槽を接続し、廃液流路及び洗浄液流路のそれぞれに開閉バルブを設けて廃液流路と洗浄液流路とを切替可能に構成したことを特徴とするものである。ここで廃液とは、工場廃液やショッピングセンター等で発生する廃液等の業務上発生する廃液及び一般家庭等で発生する廃液及び下水道に流れる廃液等が含まれる。
このように構成したことにより、濾布に対して界面活性剤を含む洗浄液が注入されるので、濾布に付着した油膜が界面活性剤により除去されて、濾布の油膜による目詰まりが解消される。
上記の構成に加え、洗浄液流路に送出ポンプを設け、フィルタープレスに洗浄液が加圧注入されるように構成してもよい。このように構成した場合には、濾布に対して洗浄液が加圧されて注入されるので、濾布から油膜を除去する効率が向上する。
また、本発明に係る廃液処理システムは、上記構成の濾布目詰まり解消システムを備えたことを特徴とするものである。
上記の廃液処理システムは、廃液処理システムを通過後の再利用水経路を含み、前記再利用水経路は、洗浄液槽に接続する流路を備え、再利用水を洗浄液槽に流入するように構成してもよい。このように構成した場合には、再利用水を利用することができるので、水資源を節約することができる。
さらに、本発明に係るフィルタープレスの濾布目詰まり解消方法は、廃液をフィルタープレスに注入する廃液流路に、界面活性剤を含む洗浄液を注入する洗浄液流路の一端を接続し、他端に洗浄液を収容するための洗浄液槽を接続し、廃液流路及び洗浄液流路のそれぞれに開閉バルブを設けて廃液流路と洗浄液流路とを切替可能に構成した濾布目詰まり解消システムを使用し、フィルタープレスに廃液を注入する廃液流路の開閉バルブを閉じ、フィルタープレスによりスラッジ(廃液を脱水して得られた汚泥)をフィルタープレスから除去した後、洗浄液流路の開閉バルブを開いてフィルタープレスに洗浄液を注入することにより、フィルタープレスの濾布の目詰まりを解消することを特徴とするものである。
上記のように構成したことにより、既設のフィルタープレスにおいては、廃液をフィルタープレスに注入する廃液流路に、開閉バルブ付きの洗浄液流路の一端を接続し、他端に洗浄液槽を接続するだけの改造をすれば、フィルタープレス自体を改造する必要がない。しかも、廃液流路には、通常、開閉バルブが設けられている。
また、フィルタープレスには、通常、廃液を濾過脱水することにより抽出される濾過水の流路が設けられており、濾布を洗浄した後の洗浄後液が当該流路から排出されるので、特別に洗浄後液流路を設ける必要がない。
本発明の実施例に係る廃液処理システムの前半部分の説明図である。 本発明の実施例に係る廃液処理システムの後半部分の説明図である。
以下、本発明に係るフィルタープレスの濾布目詰まり解消システムについて、図面に基づき詳細に説明する。
まず、図1及び図2により、フィルタープレスの濾布目詰まり解消システムを備えた廃液処理システムの全体構成について説明する。
図1における原水槽1には工場で発生した廃液A、例えば感光剤の樹脂化したものの滓、捺染に使用した顔料、バインダー、増粘剤等の成分を含有する廃液Aが流入する。当該原水槽1は水位計1aを備えおり、廃液Aの水位を常に測定している。原水槽1における廃液Aが一定の水位以上であることを水位計1aが検出すると水中ポンプ1bが作動するようになっており、廃液Aを水中ポンプ1bが汲み上げて流量調整槽2に廃液Aを移送する。符号1cは、原水槽1から流量調整槽2への流路である。原水槽1における廃液Aが一定の水位以下であることを水位計1aが検出すると水中ポンプ1bが停止し、流量調整槽2への廃液Aの移送が停止する。
流量調整槽2は15t程度の容量がある。工場内で発生する廃液Aの量が常に一定というわけではなく、変動するため、当該流量調整槽2に大容量の廃液Aを貯留しておくことにより、廃液Aが廃液処理システムにできるだけ絶え間なく流入し、途切れることがないようにしておく。この流量調整槽2は水位計2aを備えおり、廃液Aが一定の水位以上であることを水位計2aが検出すると汲み上げポンプ2bが作動するようになっており、廃液Aを汲み上げポンプ2bが汲み上げて流量計量装置3に廃液Aを移送する。符号2cは、流量調整槽2から流量計量装置3への流路である。流量調整槽2において、万が一、廃液Aが一定の水位以下であることを水位計2aが検出すると汲み上げポンプ2bが停止し、流量計量装置3への廃液Aの移送が停止する。
流量計量装置3は、流量調整槽2から後述する中和反応槽5に移送される廃液Aの流量を予定される一定の流量に維持するためのものである。通常、流量調整槽2から汲み上げポンプ2bにより汲み上げる廃液Aの流量は予定される一定の流量より多く設定している。流量計量装置3には、三角堰3aが設けられており、流量調整槽2から流量計量装置3に移送される廃液Aの流量が、一定の越流水深を超えると廃液Aがオーバーフローして流量計量装置3から流量調整槽2へ戻るようになっている。これにより流量計量装置3を経由した中和反応槽5への廃液Aの流量が常に一定となる仕組みになっている。符号3bは、流量計量装置3から流量調整槽2へ廃液Aが戻る流路である。このように中和反応槽5に移送される廃液Aの流量を一定に保つ理由は、中和反応槽5において、後述するように凝集剤、中和剤、油分吸着剤等の化学剤により廃液Aを凝集及び中和させる機能を無駄なく十分に発揮させるためである。中和反応槽5には一定の流量の化学剤が注入できるようになっている。汲み上げポンプ2bにより汲み上げられる廃液Aの流量が予定される一定の流量より多くなると、中和反応槽5において化学剤による廃液Aを凝集及び中和させる機能が十分に発揮できない。また、廃液Aの流量が予定される一定の流量より少なくなると、化学剤が過多となって無駄となるので不経済である。本実施例のように流量計量装置3を設けることにより、一定の流量で注入される化学剤と量的に対応する一定の流量の廃液Aが中和反応槽5に移送されるので、中和反応槽5における凝集及び中和機能が無駄なく十分に発揮できる。
流量計量装置3を経由して中和反応槽5へ廃液Aが移送される途中にストレーナ4が設けられており、ストレーナ4は廃液Aに混入している大きなゴミを除去し、大きなゴミが除去された廃液A1が中和反応槽5に移送される。
廃液A1が移送される中和反応槽5には、凝集剤6a、中和剤7a及び油分吸着剤8aが流入する構成になっている。すなわち、中和反応槽5は、凝集剤6aを貯留する凝集剤槽6、中和剤7aを貯留する中和剤槽7及び油分吸着剤8aを貯留する油分吸着剤槽8と、それぞれの流路6d、7d、8dにより接続されている。また、中和反応槽5にはpH計5aが設けられ、中和反応槽5、凝集剤槽6、中和剤槽7及び油分吸着剤槽8にはそれぞれ撹拌装置5b、6b、7b、8bが設けられている。凝集剤槽6、中和剤槽7及び油分吸着剤槽8には、それぞれ上水が注入できる開閉バルブ付きの流路が接続されている。また、凝集剤槽6、中和剤槽7及び油分吸着剤槽8には中和反応槽5へ各化学剤を注入するためのポンプ6c、7c、8cが設けられており、当該ポンプ6c、7c、8cには、それぞれ流量計が付属している。これにより、常に一定量の各化学剤をポンプ6c、7c、8cにより確実に汲み上げ、各流路を通して中和反応槽5へ注入することができるようになっている。凝集剤6aは、廃液A1に含まれる粒子を予備凝集するためのものであり、硫酸アルミニウムが一般に使用される。硫酸アルミニウムが廃液A1と混ざり合うか又は硫酸アルミニウムが粉体の場合は溶け出すとpHが低下する。凝集効果を維持するためにはpHが約6〜8であることが適性であるが、硫酸アルミニウムを注入しすぎるとpHが下がりすぎて凝集効果が低下する可能性があるので、中和反応槽5に設けられたpH計5aでpHを常に監視し、pHが適正値より下がったときにポンプ7cが作動して中和剤槽7から中和剤7aが中和反応槽5に注入される仕組みになっている。中和剤7aとして水酸化ナトリウムが用いられる。中和剤7a注入後、pHが適正値に戻ったときにポンプ7cは停止し、中和剤7aが中和反応槽5に注入されないようになっている。すなわち、廃液A1と常に一定量注入される凝集剤6aとの混合液のpHを凝集効果のある適正値にコントロールするために、中和剤7aが中和反応槽5に適時に適量注入されるようになっている。油分吸着剤8aは、廃液A1の成分によって使用する。すなわち、廃液A1中に油分が多量に混入している場合に油分吸着剤槽8から油分吸着剤8aを中和反応槽5に適量注入する。
中和反応槽5においては、廃液A1に、凝集剤6a、中和剤7a、油分吸着剤8a等の化学剤が注入された結果、廃液A1に含まれる粒子を予備凝集した粒子を含む廃液A2となる。廃液A1が注入されていくに従って、中和反応槽5における中和反応後の廃液A2の水位が上昇し、水位が上昇した廃液A2は中和反応槽5からオーバーフローして移流槽9に流れ込む。
該移流槽9は水位計9aを備えおり、廃液A2が一定の水位以上であることを水位計9aが検出すると水中ポンプ9bが作動するようになっており、廃液A2を水中ポンプ9bが汲み上げて凝集槽10に廃液A2を移送する。符号9cは、移流槽9から凝集槽10への流路である。移流槽9において、廃液A2が一定の水位以下であることを水位計9aが検出すると水中ポンプ9bが停止し、凝集槽10への廃液A2の移送が停止する。
該廃液A2が移送される凝集槽10には、高分子凝集剤11aが流入する構成となっている。すなわち、凝集槽10は、高分子凝集剤11aを貯留する高分子凝集剤槽11と流路11dにより接続されている。高分子凝集剤11aは、廃液A2に含まれる前記の予備凝集された粒子をさらに大きい粒子に凝集するための化学剤である。高分子凝集剤槽11には撹拌装置11bが設けられており、また上水が注入できる開閉バルブ付きの流路が設けられている。さらに高分子凝集剤槽11には凝集槽10へ高分子凝集剤11aを注入するためのポンプ11cが設けられており、当該ポンプ11cには流量計が付属している。これにより、常に一定量の高分子凝集剤11aがポンプ11cにより確実に汲み上げられ、流路11dを通して凝集槽10へ注入されるようになっている。凝集槽10内において、高分子凝集剤11aにより大きい粒子に凝集された粒子を含む廃液A3は、撹拌装置10aにより撹拌されながら、凝集槽10からオーバーフローして凝集沈殿槽12に移送される。
凝集沈殿槽12においては、移送された廃液A3中の大きくなった粒子が凝集沈殿槽12の底部に沈降して、含水状態の汚泥Bとなる。凝集沈殿槽12内の底部に沈降した汚泥Bは、定期的にポンプ12cにより汲み取られて汚泥槽13へ移送される。また、凝集沈殿槽12においては、その底部に汚泥Bが沈降することにより、凝集沈殿槽12の上部には廃液A3の上澄み液A4が残存し、この上澄み液A4は凝集沈殿槽12からオーバーフローして処理水槽14に移行する。さらに、凝集沈殿槽12の表面に浮遊する比重の軽い汚物は、回転するスクレーパー12aにより掬い取られて傾斜した排出口12bから汚泥槽13へ移送される。
処理水槽14に移行した上澄み液A4は、処理水槽14に設置された水位計14aが、上澄み液A4の水位が一定以上になれば、ポンプ14cが作動して急速濾過機15に上澄み液A4が流入し、急速濾過機15において上澄み液A4が濾過されて放流水又は再利用水A5となり、放流水槽兼再利用水槽16に移送される。放流水槽兼再利用水槽16に流入された放流水又は再利用水A5は、pH計16aにより最終のpHチェックを行い、外部へ放流されるか又は再利用水として利用される。放流水槽兼再利用水槽16には水位計16bが設置されており、水位計16bが一定以上の水位に達すると、放流水槽兼再利用水槽16に備えられたポンプ16cが作動して、ポンプ16cにより汲み上げられた放流水又は再利用水A5が再利用水経路16dを通じて再利用することができるようになっており、再利用しない場合は放流されるようになっている。
前記汚泥槽13に移送された汚泥Bは、撹拌装置13aにより撹拌されながら、ポンプ13cにより汲み上げられて、汚泥脱水機であるフィルタープレス17の注水口17cからその内部に注入される。フィルタープレス17には、一般に濾過板といわれる複数枚、一般に40〜50枚のプラスチックボードが並列して内蔵されており、各プラスチックボード間に濾布が挟まれた構成を有している。フィルタープレス17の作動時には、プラスチックボードはその左右から加圧されてそれぞれ密着状態にある。そして、前記の濾布に対して、汚泥Bがポンプ13cにより加圧されて注入される。符号13dは廃液流路であり、当該廃液流路13dは汚泥槽13からポンプ13cにより汲み上げられ、フィルタープレス17の注水口17cに至る廃液である汚泥Bが流れる流路である。フィルタープレス17が作動することにより、濾布を通過した濾過水と濾布に付着したスラッジ(脱水状態にある汚泥)B1とに分離される。そして、濾過水はフィルタープレス17が作動中に排水口17dから押し出されて処理槽14に移送される。17aは濾過水の流路である。一方、濾布に付着しているスラッジB1は、フィルタープレス17の加圧状態を解除し、前記の密着状態にあるプラスチックボードをそれぞれ開き、濾布から下方へ掻き落として、フィルタープレス17の下方に設置された汚泥バンカー17bへ貯留し、別途処分する。
次に、廃液処理システムに備えられたフィルタープレス17の濾布目詰まり解消システムについて説明する。
フィルタープレス17には、その注水口17cからフィルタープレス17の内部に注入される洗浄液槽18が付属している。洗浄液槽18には界面活性剤を含む洗浄液18aが貯留されている。当該洗浄液槽18には、撹拌装置18bが設けられており、前述した放流水又は再利用水A5を洗浄液槽18に注入できる開閉バルブ付きの流路16dが設けられている。また、洗浄液槽18にはフィルタープレス17の注水口17cへ洗浄液18aを注入するための洗浄液流路18dが接続されており、洗浄液流路18dの先端は廃液流路13dに接続されており、ポンプ13cによりフィルタープレス17の注水口17cに送出されるようになっている。
廃液流路13dと洗浄液流路18dとの接続は、廃液流路13dに洗浄液流路18dを連結し、当該連結部19において、廃液流路13dの上流側に開閉バルブ19aを設け、洗浄液流路18dの上流側に開閉バルブ19bを設ける。フィルタープレス17に汚泥Bを注入するときには、開閉バルブ19aを開け、開閉バルブ19bを閉じる。また、フィルタープレス17に洗浄液18aを注入するときには、開閉バルブ19bを開け、開閉バルブ19aを閉じる。そして、フィルタープレス17を作動させて、開閉バルブ19bを開け、洗浄液18aをフィルタープレス17に注入すると、濾布に付着している油膜を洗浄液18aが乳化し、これによる洗浄後液がフィルタープレス17の排水口17dから押し出されて濾過水流路17aを通じて処理槽14に移送される。これにより、濾布の油膜が除去されて濾布の濾過機能が回復する。
以上のように、本実施例に係るフィルタープレスの濾布目詰まり解消システムは、洗浄液18aを貯留した洗浄液槽18を設け、当該洗浄液槽18から廃液流路13dに連結する洗浄液流路18dを設け、送出ポンプ13cにより洗浄液18aを送出することにより、フィルタープレス17内の濾布が洗浄されて濾過機能が回復する。なお、廃液流路13dを通過する含水状態にある汚泥Bと洗浄液流路18dを通過する洗浄液18aとが、1つの送出ポンプ13cによりフィルタープレス7に注水されるように構成しているので、改造箇所が少なく、設備投資費用が節約できる。また、洗浄液槽18には、廃液処理システムにおいて濾過された放流水又は再利用水A5を注入することができるように、放流水槽兼再利用水槽16からポンプ16cを介して開閉バルブ付きの流路16dが接続されており、水資源の節約とてなる。
A………廃液
1………原水槽
1a……水位計
1b……水中ポンプ
1c……原水槽から流量調整槽への流路
2………流量調整槽
2a……水位計
2b……水中ポンプ
2c……流量調整槽から流量計量装置への流路
3………流量計量装置
3a……三角堰
3b……流量計量装置から流量調整槽へ廃液が戻る流路
4………ストレーナ
A1……大きなゴミが除去された廃液
5………中和反応槽
5a……pH計
5b……撹拌装置
6………凝集剤槽
6a……凝集剤
6b……撹拌装置
6c……流量計付属ポンプ
6d……凝集剤槽から中和反応槽への凝集剤の流路
7………中和剤槽
7a……中和剤
7b……撹拌装置
7c……流量計付属ポンプ
7d……中和剤槽から中和反応槽への中和剤の流路
8………油分吸着剤槽
8a……油分吸着剤
8b……撹拌装置
8c……流量計付属ポンプ
8d……油分吸着剤槽から中和反応槽への油分吸着剤の流路
A2……予備凝集した粒子を含む廃液
9………移流槽
9a……水位計
9b……水中ポンプ
9c……移流槽から凝集槽への流路
10……凝集槽
10a…撹拌装置
11……高分子凝集剤槽
11a…高分子凝集剤
11b…撹拌装置
11c…流量計付属ポンプ
11d…高分子凝集剤槽から凝集槽への高分子凝集剤の流路
A3……凝集された粒子を含む廃液
12……凝集沈殿槽
12a…スクレーパー
12b…排出口
B………含水状態の汚泥
12c…ポンプ
13……汚泥槽
13a…撹拌装置
13c…ポンプ
13d…廃液流路
A4……上澄み液
14……処理水槽
14a…水位計
14c…ポンプ
15……急速濾過機
A5……放流水又は再利用水
16……放流水槽兼再利用水槽
16a…pH計
16b…水位計
16c…ポンプ
16d…再利用水槽から洗浄液槽への流路
17……フィルタープレス
17a…濾過水の流路
17b…汚泥バンカー
17c…フィルタープレスの注水口
17d…フィルタープレスの排水口
B1……スラッジ(脱水状態にある汚泥)
18……洗浄液槽
18a…洗浄液
18b…撹拌装置
18d…洗浄液流路
19……廃液流路への洗浄液流路連結部
19a…廃液流路の開閉バルブ
19b…洗浄液流路の開閉バルブ

Claims (5)

  1. フィルタープレスに内蔵される濾布を洗浄する濾布目詰まり解消システムであって、
    廃液をフィルタープレスに注入する廃液流路に、界面活性剤を含む洗浄液を注入する洗浄液流路の一端を接続し、他端に洗浄液を収容するための洗浄液槽を接続し、
    廃液流路及び洗浄液流路のそれぞれに開閉バルブを設けて廃液流路と洗浄液流路とを切替可能に構成した
    ことを特徴とするフィルタープレスの濾布目詰まり解消システム。
  2. 洗浄液流路に送出ポンプを設け、フィルタープレスに洗浄液が加圧注入されるように構成したことを特徴とする請求項1に記載のフィルタープレスの濾布目詰まり解消システム。
  3. 請求項1又は2に記載のフィルタープレスの濾布目詰まり解消システムを備えた廃液処理システム。
  4. 廃液処理システムは、廃液処理システムを通過後の再利用水経路を含み、
    当該再利用水経路は、洗浄液槽に接続する流路を備え、再利用水を洗浄液槽に流入するように構成したことを特徴とする請求項3に記載の廃液処理システム。
  5. 廃液をフィルタープレスに注入する廃液流路に、界面活性剤を含む洗浄液を注入する洗浄液流路の一端を接続し、他端に洗浄液を収容するための洗浄液槽を接続し、廃液流路及び洗浄液流路のそれぞれに開閉バルブを設けて廃液流路と洗浄液流路とを切替可能に構成したフィルタープレスの濾布目詰まり解消システムを使用し、
    フィルタープレスに廃液を注入する廃液流路の開閉バルブを閉じ、フィルタープレスにより廃液を脱水して得られたスラッジをフィルタープレスから除去した後、洗浄液流路の開閉バルブを開いてフィルタープレスに洗浄液を注入することにより、フィルタープレスの濾布の目詰まりを解消することを特徴とするフィルタープレスの濾布目詰まり解消方法。
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