JP2014104461A - 含水物の電気浸透脱水方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 高効率、低コスト、コンパクトな含水物の電気浸透脱水装置を提供する。
【解決手段】 陽極の上下移動および柔軟性の密閉容器を用いた陽極への加圧、含水物貯蔵タンクの構造ならびに陰陽極間の電気的短絡の防止などにより、電気浸透装置の簡素化と安定した運転を実現し、脱水は低コストとなることが可能になった。
【選択図】図１

Description

本発明は、食品残渣、下水処理で発生する汚泥及び煤泥などの含水物の電気浸透による脱水、特に汚泥の深度脱水に関するものである。

豆腐糟、焼酎や醤油などの食品残渣及び生物発酵工程より排出された固形物、有機性廃水を生物で処理して発生した汚泥、並びに石炭の選炭過程に生じた煤泥などは、真空ろ過、加圧ろ過、遠心分離などの方法により脱水するが、有機物と生物体が多く含まれ、機械による脱水は望まれる含水率に達することが困難である。高含水率は後の処理に悪影響を与えると同時に処理コストアップにつながる。電気浸透脱水は効率的な脱水方法として特有な特徴を持ち、注目されている。

しかし、従来の含水物の電気浸透脱水は連続移動式を多く採用されていた。この方式は連続作業を実現できるが陽極を円筒状にしなければならないため、空間の利用率が低下することを招き、脱水機全体の効率に悪影響を与える。陽極が垂直方向に上下移動し、含水物が水平的に移動する電気浸透装置の開発により、従来の電気浸透脱水装置の空間利用率の低い問題、と高コストなどの難題を解決できた。しかし、陽極の上下方向の移動、含水物の水平方向に移動する電気浸透脱水装置及び方法にとっては陽極板に圧力のかけ方と装置、含水物の輸送方法及び装置、陰極と陽極間の電気的な短絡問題を解決することは上述した含水物の間欠的な電気脱水機械をスムーズに稼働することに不可欠な保障である。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、電気浸透脱水装置の具体的な機械機構を提供し、電気浸透脱水機のスムーズな稼働が可能となることを目的とする。

発明が解決するための手段

請求項１に記載の含水物の電気浸透脱水装置は、陽極板が垂直方向に上下移動し、含水物が水平方向に移動する電気浸透脱水装置であって、陽極板の上下移動機構は上がるときに圧縮空気を用いてガスシリンダにより持ち上げ、降下するときに当該シリンダ中の圧縮空気を排出して、持ち上げる力を無くした後に陽極板の自己重量により下がり或いは上述した持ち上げシリンダの空気方向と逆方向に圧縮空気を入れ、、シリンダの移動棒を逆方向へ移動させることにより陽極板を下げることを特徴とする。シリンダの動作により陽極板の快速かつ簡単な上下移動を実現することができる。当然、液体のシリンダを用いても上下の移動を実現することができるが機械システムは複雑になる。

請求項２に記載の含水物の電気浸透装置の陽極板に圧力をかける方法は、陽極板が含水物と接触する作用面の反面において、膨らむことも縮めることもできる柔軟性のある密閉容器を設置し、当該容器に圧縮空気または水をを入れ、当該柔軟性密閉容器の体積を膨らませ、陽極に圧力を加え、陽極板を移動させ、含水物に圧力を与えることを特徴とする。この柔軟性のある容器の加圧により、陽極から含水物にかける圧力の面を広く取ることができ、局部的な高圧を避け、陽極板の変形を大幅に緩和できると同時に、機械的な構造も簡素化でき、装置のコスト軽減に寄与する。実際の機械を作るときに柔軟性加圧容器の上部に陽極にかける圧力の反作用力を受ける機構を設け、陽極に下向きの圧力をかけることができるようにしなければならない。当然ながら、金属により構成したシリンダは移動部分を持ち、外形上では体積が変化できるが、柔軟性のあるものではないため、本発明に記載の柔軟性のある密閉加圧容器と異なり、本発明の指すものではない。

請求項３に記載の陽極板に加圧する柔軟性密閉容器は、０．２ＭＰａ以上の圧力強度に耐える柔軟性のある繊維類で編んだ材料上に、密閉性能を有する材料を塗布して構成するのか、または内側に空気と水を密閉できる柔軟性材料を用い、外側に０．２ＭＰａ以上の圧力に耐える柔軟性のある材料により構成するかを特徴とする。

請求項４に記載の電気浸透脱水装置の陽極板から含水物に与える圧力強度は０．０５−０．２ＭＰａである。この圧力の強さで含水物の電気浸透脱水の効率を高く維持できる。

請求項５に記載の含水物電気浸透装置の含水物の送入機構は、電気浸透ユニットの陰極入り口端に含水物の貯蔵タンクを設け、含水物ポンプにより含水物を当該タンクに送り込み、当該タンク底部の含水物は移動できる陰極または移動できるろ布と直接接触し、当該タンクの出口に陰極またはろ布との間に一定の距離を有する傾斜的にまたは垂直的に設置した含水物カット板を有することを特徴とする。このカット板の傾斜角度と上下の高度は調整が可能である。含水物が陰極またはろ布との直接的な接触により、含水物が移動陰極或いはろ布の摩擦力により含水物をタンクから連れ出し、陰極に含水物層を形成させることができる。

請求項６に記載の電気浸透脱水装置は、含水物貯蔵タンク出口にあるカット板の下部に含水物と接触する部分は固定板または回転できるローラーを付けたことを特徴とする。回転ローラーの場合は含水物を連れ出すときに抵抗力が小さいが、構造的には複雑になる。

請求項７に記載の電気浸透脱水装置は、陽極が上下移動し、含水物が水平移動する電気浸透脱水装置であって、陰極網が固定し、ろ布が移動するのか、または陰極網とろ布を同時に移動させることを特徴とする。

請求項８に記載の電気浸透脱水装置は、含水物と直接接触する陽極板の作用面に含水物の移動方向と垂直している方向の両端に含水物の移動方向と平行する棒状絶縁材料を設けるのか、または含水物と接触する作用面に含水物の移動方向と垂直方向に一定な間隔で棒状絶縁材料を設置することを特徴とする。当該絶縁材料は陰極と陽極間の電気的な短絡を防ぐため、電気的に絶縁できれば、材質に制限がない。たとえばポリエチレン、ポリスチレン、ナイロンなどが上げられるが、これらに限らない。また、含水物と直接接触する陽極板の作用面に含水物の移動方向と垂直している方向の両端に含水物の移動方向と平行する棒状絶縁材料を設置した場合では含水物が電極間の横にもれることも防止できる。

本発明に繊維類の物質で編んだもの、または圧力で形成したもので空気または水が通過できるものはすべてろ布と称する。

発明の効果

本発明によれば、陽極の上下移動および柔軟性の密閉容器を用いた陽極への加圧、含水物貯蔵タンクの構造ならびに陰陽極間の電気的短絡の防止機構などにより、電気浸透装置の簡素化と安定した運転を実現し、脱水は低コストとなることが可能になった。本発明で高効率、コンパクト、スムーズに操作できる含水物の電気浸透脱水が可能となる。

電気浸透脱水装置概略図である。 陽極板に柔軟な電気絶縁材料を付けることを示した概略図である。

以下、本発明を実施例により説明するが、かかる実施例によって本発明が制限されるものではない。

本発明に係る廃水処理場から排出された汚泥の電気浸透脱水実施例の一つである。図１に示した電気浸透脱水装置の垂直方向に電機浸透ユニット６個を縦に設置した（図中はユニット１個だけ表示）。汚泥は含水物送入方向１からバルブ２を通過して、含水物貯蔵タンク３に入る。タンク３に入った汚泥は移動するろ布８の摩擦力に作用され、電気浸透ユニットに入る。含水物貯蔵タンクの出口にろ布と一定の距離を有する垂直のカット板１２を設置した。垂直のカット板１２の下端に固定板１０を設け、ろ布に載せた汚泥表面の平坦度を保つ。汚泥が脱水域に入ったら、陽極板６は空気シリンダの持ち上げ作用が無くし、自重で降下し、汚泥と接触する。０．２ＭＰａ以上の圧力に耐えるナイロン材料にゴムを塗布して構成した柔軟性のある密閉容器４を通じて陽極に圧力をかけ、圧縮空気を用いて、汚泥に与える圧力強度は０．０５ＭＰａである。汚泥と接触する陽極の作用面において、汚泥の移動方向と垂直する方向の両端に汚泥の移動方向と平行する棒形ポリエチレン材料を付け、陰陽極の電気的な短絡と初期汚泥の漏れを防止する。棒形材料の直径は３ｍｍである。

本発明の食品残渣の電気浸透脱水実施例の一つで、焼酎糟を処理する場合である。電気浸透脱水装置は実施例１とほぼ同じであり、異なるのは含水物貯蔵タンクの出口の固定板１０は傾斜し、下端に回転ローラーをつけている。このローラーは焼酎糟と直接接触する。ローラーの上部に取り除く板をつけ、ローラーに粘着した含水物を取り除く。傾斜板１０はろ布と６０°の角度を有する。柔軟性の密閉容器により陽極にかけ、焼酎糟に与える圧力強度は０．２ＭＰａである。

クエン酸発酵残渣を電気浸透脱水する例である。脱水装置は実施例１とほぼ同じである。異なるのは柔軟性密閉容器は内側に柔軟性のあるゴム材料容器を用い、外側が０．２ＭＰａ以上の圧力に耐える柔軟性のナイロン材料で構成された。陽極から発酵残渣にかける圧力が０．１ＭＰａである。

廃水処理場から排出された汚泥の電気浸透脱水実施例の一つである。脱水装置は実施例１とほぼ同じである。異なるのは柔軟性密閉容器は内側が水を入れる柔軟性のあるゴム材料密閉容器で、外側が０．２ＭＰａ以上の圧力に耐える柔軟性の樹脂材料より構成された。

廃水処理場から排出された汚泥の電気浸透脱水実施例の一つである。脱水装置は実施例１とほぼ同じである。異なるのは汚泥と接触する陽極板の作用面において含水物の移動方向の垂直方向上８０ｍｍごとに棒形ポリスチレン材料を付けている。

廃水処理場から排出された汚泥の電気浸透脱水実施例の一つである。脱水装置は実施例１とほぼ同じである。異なるのは陽極板を持ち上げる空気シリンダは圧縮空気を排出して、持ち上げ力がなくなるときにこのシリンダの逆方向に圧縮空気を送入し、シリンダの移動棒を下向きに移動させ、陽極板を速く下げることを実現する。

１ 含水物送入方向
２ 含水物送入バルブ
３ 含水物貯蔵タンク
４ 柔軟性密閉容器
５ 空気シリンダ
６ 陽極板
７ 含水物層
８ ろ布
９ 陰極網
１０ 回転ローラーまたは固定板
１１ 含水物取り除く板
１２ カット板
６ａ 棒形絶縁材料
６ｂ 陽極板表面

Claims (8)

1. 陽極板が垂直方向に上下移動し、含水物が水平方向に移動する電気浸透脱水装置であって、陽極板の上下移動機構は上がるときに圧縮空気を用いてガスシリンダにより持ち上げ、降下するときに当該シリンダ中の圧縮空気を排出して、持ち上げる力を無くした後に陽極板の自己重量により下がり或いは上述した持ち上げシリンダの空気方向と逆方向に圧縮空気を入れ、、シリンダの移動棒を逆方向へ移動させることにより陽極板を下げることを特徴とする。
2. 陽極板が含水物と接触する作用面の反面において膨らむことも縮めることもできる柔軟性のある密閉容器を設置し、当該容器に圧縮空気または水をを入れ、当該柔軟性密閉容器の体積を膨らませ、陽極に圧力を加え、陽極板を移動させ、含水物に圧力を与えることを特徴とする含水物の電気浸透脱水方法。
3. 陽極板に加圧する柔軟性密閉容器は、０．２ＭＰａ以上の圧力強度に耐える柔軟性のある繊維類で編んだ材料上に密閉性能を有する材料を塗布して構成するのか、または内側に空気と水を密閉できる柔軟性材料を用い、外側に０．２ＭＰａ以上の圧力に耐える柔軟性のある材料により構成することを特徴とする請求項２に記載した電気浸透方法を実現する電気浸透脱水装置。
4. 陽極板から含水物に与える圧力強度は０．０５−０．２ＭＰａであることを特徴とする請求項２に記載した含水物の電気浸透方法。
5. 電気浸透ユニットの陰極入り口端に含水物の貯蔵タンクを設け、含水物ポンプにより含水物を当該タンクに送り込みみ、当該タンク底部の含水物は移動できる陰極または移動できるろ布と直接接触し、当該タンクの出口に陰極またはろ布との間に一定の距離を有する傾斜的にまたは垂直的に設置した含水物カット板を有することを特徴とする含水物電気浸透装置の含水物の送入機構。
6. 出口にあるカット板の下部に含水物と接触する部分は固定板または回転できるローラーを付けたことを特徴とする請求項５に記載した含水物の電気浸透装置の含水物貯蔵タンク。
7. 陽極が上下移動し、含水物が水平移動する電気浸透脱水装置であって、陰極網が固定し、ろ布が移動するのか、または陰極網とろ布を同時に移動させることを特徴とする。
8. 含水物と直接接触する陽極板の作用面に含水物の移動方向と垂直している方向の両端に含水物の移動方向と平行する棒状絶縁材料を設けるのか、または含水物と接触する作用面に含水物の移動方向と垂直方向に一定な間隔で棒状絶縁材料を設置することを特徴とする電気浸透脱水装置。

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