JP2016073925A - 電気浸透式ベルトプレス - Google Patents
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Abstract
【課題】 中心となるロールにろ布を複数回掛け回して高圧搾を付与するベルトプレスに関し、加圧工程時に汚泥に電気を通電させて固液分離を促進して高圧脱水を行う電気浸透式ベルトプレスを提供する。
【解決手段】 中心ロール1に回帰ロール5を介して多重に掛け回した高圧搾型のベルトプレスにおいて、中心ロール1に複数回巻き掛けたろ布2間に複数の間接ロール6…を配設し、電源供給装置22により、中心ロール1に陽極を印加し、間接ロール6に陰極を印加することで、ろ布2間に挟持した汚泥に電気浸透作用を生じさせ、後段のろ布2に高い脱水圧力を付与して脱水した汚泥からさらに水分を脱水して低含水率の脱水ケーキを生成できる。
【選択図】 図3
【解決手段】 中心ロール1に回帰ロール5を介して多重に掛け回した高圧搾型のベルトプレスにおいて、中心ロール1に複数回巻き掛けたろ布2間に複数の間接ロール6…を配設し、電源供給装置22により、中心ロール1に陽極を印加し、間接ロール6に陰極を印加することで、ろ布2間に挟持した汚泥に電気浸透作用を生じさせ、後段のろ布2に高い脱水圧力を付与して脱水した汚泥からさらに水分を脱水して低含水率の脱水ケーキを生成できる。
【選択図】 図3
Description
本発明は、ろ布の張力を加圧機構の押しつけ力に利用し、中心となるロールにろ布を複数回掛け回して押しつけ力を高めるとともに、汚泥に電気を通電させて固液分離を促進して高圧脱水を行う電気浸透式ベルトプレスに関する。
従来、ろ布をロールに掛け回して脱水するベルトプレスは、ロールを縦横に数多く並べてそれらにろ布を掛け回した装置や、大径のロールにろ布を掛けてその上から加圧ベルトや加圧ロールで押し付ける加圧部材を備えた装置がある。また、ろ布で挟持された汚泥に通電し、汚泥中の固形分と水分をそれぞれ陽極側と陰極側に移動させることによって、固液分離を促進させるベルトプレスも公知である。
特許文献1には上記加圧部材を備えた装置で、回転ドラムと加圧部材とを通電させることにより、被脱水物の固液分離を促進させる技術が開示されている。
特許文献1には上記加圧部材を備えた装置で、回転ドラムと加圧部材とを通電させることにより、被脱水物の固液分離を促進させる技術が開示されている。
従来のベルトプレスは、ロール巻き掛け部のせん断力や面圧、ろ布張力による脱水を行うため、ロールを数多く配設している。また、脱水時間を確保するためにはロール本数を増やし、ろ布の長さを長大とする必要があり、装置寸法も大きくなっていた。加圧ベルトのような加圧装置については装置が複雑となり、価格も含めメンテナンス費・消耗品費が高価となってしまう。また、ろ過性能についても従来のベルトプレスでは加圧力が小さく、十分といえるものではなかった。
特許文献1に開示されているベルトプレスは1枚のろ布とロールに汚泥を挟んで脱水するもので、ドラムに当接している部分でしか脱水することができない。よって、最終段加圧ロールから折り返すと装置の機構上、ケーキは排出するしかない。従って、脱水時間はろ布とロールが当接している時間となるため短時間であり、十分な脱水が行えない。
脱水の過程では、ドラムが当接する場所から急激に圧力が大きくなるため、含水率が高い汚泥に高圧の圧搾を加えることとなり、サイドリークが発生する。よって、低圧から高圧の圧搾力を加圧して徐々に脱水するような理想的な脱水は行えない。
上記のような脱水作用であるため、ドラムと加圧部材に電極を配設して汚泥に通電させても、電気浸透作用による大幅な含水率の低下は望めない。
上記のような脱水作用であるため、ドラムと加圧部材に電極を配設して汚泥に通電させても、電気浸透作用による大幅な含水率の低下は望めない。
本発明は、中心となるロールにろ布を複数回掛け回して高圧搾を付与するベルトプレスに関し、加圧工程時に汚泥に電気を通電させて固液分離を促進して高圧脱水を行う電気浸透式ベルトプレスを提供する。
ろ布間に汚泥を供給して多数並列したロールに走行自在に掛け回して圧搾脱水するベルトプレスにおいて、中心ロールに巻き掛けたろ布を回帰ロールで中心ロールとろ布の間に回帰させ、再度中心ロールに巻き掛けることで中心ロールにろ布を複数回巻き掛け、中心ロール方向にろ布の押しつけ力を付与して圧搾力を高めるとともに、中心ロールに複数回巻き掛けたろ布間に複数の間接ロールを配設し、電源供給装置により、中心ロールに陽極を印加し、間接ロールに陰極を印加することで、ろ布間に挟持した汚泥に電気浸透作用を生じさせるもので、低含水率の脱水ケーキを生成できる。
電源供給装置を、三相交流電流を印加する電源と、汚泥を圧搾するそれぞれのロールに取り付けた導通体と、電源と導通体を接続する配線で構成するとともに、前記導通体を中心ロールの側面に突設する中心ロール軸に取り付け、導通体を間接ロールを離接自在に支持しているフレームに取り付けると、電気浸透作用を構成する装置が簡素となる。
中心ロールに当接したろ布は、間接ロールが中心ロールの中心から放射線状に移動自在なため、間接ロールに掛け回したろ布によって押しつけ力が加えられる。同様にして、中心ロールに回帰させたろ布を何度も巻き掛けることで、中心ロールに当接したろ布には巻き掛けたろ布の数だけ、更に押しつけ力を加えることができる。従って、外側に巻き掛けてあるろ布が内側に巻き掛けてあるろ布へ押しつけ力を与えるため、外側から内側にかけて次第に圧力が上昇しており、中心ロールに巻き掛けてあるろ布は最も高い圧力で圧搾される。十分な脱水時間を確保でき、徐々に圧力を大きくなる最終段にて電気浸透を作用させることにより、効果的に汚泥の固液分離を促進させることができる。
中心ロールに巻き掛けてあるろ布は、巻き掛ける回数を増やすごとにろ布走行時間を延長することができ、その他のロールを多数配設してろ布走行時間を確保する必要がなくなる。従って、装置がコンパクトになり、ろ布も短くなる。また、中心ロールに掛け回したろ布とろ布の間には、対向走行するろ布同士の摩擦を軽減する間接ロールを配設するため、ろ布はスムーズに走行する。さらに、ろ布の走行により中心ロールに向かって間接ロールを常時押圧しているので、隙間の発生が生じることがなく、確実に汚泥に対して通電させることができる。
本発明のベルトプレスは、上下一対のろ布と、ろ布を無端状に張設する複数のロールと、これらを支持するフレームと、ろ布間に挟持されている汚泥に通電させる電源供給装置より構成され、一対のろ布間で汚泥を脱水するものである。
第一に中心ロールにろ布を円弧状に複数回掛け回すことで、高い圧力を掛けながら脱水できる機構を備えている。複数回掛け回したろ布とろ布の間には、対向走行するろ布同士の接触を防止する間接ロールが配設されている。間接ロールは中心ロールの中心から放射線状に移動自在で、間接ロールに掛け回したろ布の押しつけ力を内側のろ布へ伝え、圧力をかける。ろ布は間接ロールに巻き掛けたろ布から中心ロールに巻き掛けたろ布へ向かうように走行させて脱水を行う。
第二に加圧工程時に汚泥に電気を通電させて固液分離を促進する電源供給装置を備えている。水分を含む汚泥に直流電圧を作用させることにより、大幅な含水率の低下を実現するものである。
図1は本発明に係る多重掛けのベルトプレスの概略側面図である。中心ロール1にろ布2を多重に掛けるベルトプレスは、汚泥を供給する汚泥供給部3と、汚泥を挟んで脱水する上下一対の無端状のろ布2,2と、一対のろ布2,2に挟持した汚泥をせん断作用で濃縮するせん断ロール4と、ろ布2を円弧状に複数回掛け回す中心ロール1と、ろ布2を中心ロール1に向かって回帰させるために巻き掛ける回帰ロール5(5a〜5c)と、中心ロール1上を多重に対向して走行するろ布2間に配設する間接ロール6(6a〜6c)と、ろ布2から汚泥を剥離する剥離ロール7,7と、汚泥を排出する排出部8と、ろ布2のテンションを調整する緊張ロール9と、ろ布を排出部8から汚泥供給部3に案内する複数の案内ロール11と、間接ロール6を回転自在に固定するフレーム15と、中心ロール1とフレーム15に電気を通電させる電源供給装置22と、で構成される。なお、必要に応じてせん断ロール4と中心ロール1の間にろ布2を案内する案内ロール10…を配設してもよい。
多重(4重)掛けのベルトプレスについて詳述する。間接ロール6は中心ロール1の周辺に沿って三段で構成し、外側から一段目を間接ロール6a、二段目を間接ロール6b、三段目を間接ロール6cとする。
上下一対の無端状の重なり合ったろ布2はせん断ロール4に巻き掛け、複数の案内ロール11を経て中心ロール1周辺に配設した間接ロール6aに当接して巻き掛けてある。間接ロール6aに巻き掛けたろ布2は、続けて回帰ロール5aに巻き掛ける。回帰ロール5aに巻き掛けたろ布2は中心ロール方向に回帰させて間接ロール6aより内側に配設した間接ロール6bに巻き掛ける。この時、ろ布2は間接ロール6aの中心ロール1側を通るように走行させる。
同様に、間接ロール6bに巻き掛けたろ布2を回帰ロール5bに巻き掛けて回帰させた後、間接ロール6bの内側に配設した間接ロール6cに巻き掛ける。ここでもろ布2は間接ロール6bの中心ロール1側を通るように走行させ、ろ布2を間接ロール6b、間接ロール6c間で挟持するよう走行させる。
そして、間接ロール6cに巻き掛けたろ布2は回帰ロール5cに巻き掛け、回帰させて中心ロール1に当接して巻き掛ける。中心ロール1に巻き掛けたろ布2は間接ロール6cの中心ロール1側を通るよう走行させ、ろ布2は間接ロール6cと中心ロール1で挟持するよう走行させる。
中心ロール1に当接した一対のろ布2はケーキ排出部8で離間し、それぞれ剥離ロール7,7に巻き掛けられ、案内ロール11を介して無端状に走行させる。
ろ布2を走行させ、各間接ロール6a、6b、6cが中心ロール1の中心から放射線状に移動自在に配設した際の、ろ布2の張力は、それぞれ間接ロール6a、6b、6cを介して中心ロール1側を走行するろ布2に押しつけ力を伝える。中心ロール1に当接したろ布2に近づくほど外側のろ布2の押しつけ力が加わり、高い圧力が掛けられている。従って低い圧力から徐々に高い圧力で脱水するようになるため、急激に圧力を掛けた際に生じるサイドリークが発生せず、適切な脱水を行える。
間接ロール6は、その回転方向がろ布2の走行方向と一致しているため、ろ布2の摩擦は極めて軽減される。また、間接ロール6で構成されるろ布2間の隙間からろ液が排出されることもあり、対向走行するろ布の接触を防止できる径の複数のロールを間接ロール6として用いることが好ましい。間接ロール6は中心ロール1の中心から放射線状に移動自在に配設してある。そのため、間接ロール6の外側を走行するろ布張力により、間接ロール6を介して中心ロール1に当接したろ布2に圧力を加える。従って、中心ロール1に当接したろ布2では、中心ロール1の面圧と共に、間接ロール6の押しつけ力による線圧も加わるため、高圧の脱水が行われる。
また、本発明では間接ロール6の移動方向を放射線状としているが、移動方向としては放射曲線状等でもよく、間接ロール6が中心ロール1の円周面から離接自在であればどのような移動方向としてもよい。
複数の間接ロール6…は小径のものを狭い間隔で配設することで、間接ロール6による線圧が連続で加わり、中心ロール1に当接したろ布2に掛ける圧力を均一にすることができる。間接ロール6を円周方向に多く配設し、ろ布2と当接する区間を長くすると長時間圧搾が可能なため、脱水性の悪い汚泥などに適した運転ができる。このように、間接ロール6の大きさ、配設間隔等は処理汚泥に応じて適宜変更することができる。
また、間接ロール6が移動自在であるため、ろ布2を各ロールに巻き掛ける際などの作業性は良い。間接ロール6の移動は支持しているフレーム15で制限されるが、ろ布2と供給する汚泥の厚み分移動できるように支持すれば本発明の作用効果が得られる。
図2は本発明に係るベルトプレスの間接ロールを支持するフレームの側面図である。
フレーム15は中心ロール1の左右に立設され、間接ロール6が、中心ロール1の中心から放射線状に移動自在となるよう、間接ロール6の可動域に配設する。フレーム15は、間接ロール6を挿入支持する放射線状の支持穴16を有しており、間接ロール6が挿通自在、更に中心ロール1の中心から放射線状に移動自在に支持できる。
フレーム15は中心ロール1の左右に立設され、間接ロール6が、中心ロール1の中心から放射線状に移動自在となるよう、間接ロール6の可動域に配設する。フレーム15は、間接ロール6を挿入支持する放射線状の支持穴16を有しており、間接ロール6が挿通自在、更に中心ロール1の中心から放射線状に移動自在に支持できる。
図示しないが、その他のベルトプレスの形態においても、それぞれ対応した支持穴16をフレーム15に形成することで間接ロール6を支持することができるため、同様のフレーム15を利用することができる。
フレーム15には間接ロール6が軸方向へ移動しないように保護板を設けてもよい。ベルトプレスの運転中にフレーム15の外に保護板を配設することで、ろ布2の蛇行により間接ロール6が左右にずれることや、支持穴16からの落下を防止することができる。また、保護板を着脱自在とすることで、メンテナンス時に取り外せば間接ロール6の装着、取り外しが容易に行える。アクリルガラス等の透過性を有する素材を用いると、ベルトプレス運転中に間接ロール6の不具合を早急に発見できる。
フレーム15は間接ロール6を支持できるようなものであればどのようなものでもよいが、実施例でフレーム15は平板状で中心ロール1の軸周辺に開口を設けているため、メンテナンス等の作業性がよくなっている。
この様なフレーム15で間接ロール6を支持することにより、ろ布2による外側からの押しつけ力を中心ロール1方向に伝えることができる。
また、本実施例では支持穴16が放射線状に形成されているが、支持穴16を放射曲線状、あるいは平行状等、間接ロール6が中心ロール1の円周面から離接自在に支持できるのであればどのような支持穴16でも構わない。
図3は本発明に係る要部断面図である。汚泥を圧搾するだけでなく、汚泥中の固形分と水分との分離を促進させるため、三相交流電流を印加する電源供給装置22を有している。電源供給装置22は、三相交流電流を印加する電源17と、汚泥を圧搾するそれぞれのロールに取り付けた導通体18,19と、電源17と導通体18,19を接続する配線20,21で構成している。
具体的には、中心ロール1の側面に突設し、中心ロール1を回転自在に軸支している中心ロール軸12
と、間接ロール6を離接自在に支持しているフレーム15に、それぞれ導通体18,19を取り付けている。なお、中心ロール軸12と導通体18は供回りしないように回転自在に取り付ける。
と、間接ロール6を離接自在に支持しているフレーム15に、それぞれ導通体18,19を取り付けている。なお、中心ロール軸12と導通体18は供回りしないように回転自在に取り付ける。
電源17から陽極側の配線20が導通体18に接続され、中心ロール軸12を通して中心ロール1が陽極として構成されている。また、電源17から陰極側の配線21が導通体19に接続され、フレーム15を通して間接ロール6が陰極として構成されている。
中心ロール軸12を含む中心ロール1とフレーム15を含む間接ロール6は、三相交流電流が通電するため、電導性の良好な金属材料で構成することが望ましい。また、それぞれの部品は電解作用によって消耗するため、電解作用に体制を有する金属で構成することが望ましい。
電源供給装置22には必要によって三相交流電流のON/OFFを切り替えることが可能なスイッチあるいは制御を組み込んでもよい。
図4は本発明に係る多重(4重)掛けのベルトプレスの要部側面図である。本発明のベルトプレスの中心ロール1に掛け回したろ布2は、ろ過工程A、加圧工程B、回帰工程C、圧搾工程Dを具備する。これらのろ布2は一対の無端状ろ布2が重なり合って構成されており、ろ布2間には汚泥が供給されている。
ろ過工程Aでは、汚泥供給部3より供給された汚泥をろ布2で挟持してせん断ロール4に掛け回してある。一対のろ布2はせん断ロール4に近づくにつれ漸近するため、流動性の高い汚泥であっても徐々にろ過される。せん断ロール4に巻き掛けた一対のろ布2,2において、内周するろ布2の走行速度が速いことから内部にせん断力が生じている。従って、ろ過工程Aでは、せん断ロール4による面圧とろ布2のせん断力が掛かり、汚泥の液分がろ布を通して外部に排出される。
せん断ロール4の径は後段の圧搾工程に必要な含水率や原液性状に応じて適宜設定する。
せん断ロール4の径は後段の圧搾工程に必要な含水率や原液性状に応じて適宜設定する。
加圧工程Bは、ろ布2を間接ロール6aに巻き掛けてある工程を加圧工程B1とし、同様に間接ロール6bに巻き掛けてある工程を加圧工程B2、間接ロール6cに巻き掛けてある工程を加圧工程B3とする。
加圧工程B1では、せん断ロール4から案内されたろ布2を間接ロール6aに巻き掛けてある。間接ロール6aは中心ロール1の中心方向へ放射線状に移動自在に配設しているため、間接ロール6aに掛かる押しつけ力は、間接ロール6aを介して加圧工程B2のろ布2へ伝えられる。加圧工程B1ではろ布2に掛かる張力、せん断力、間接ロール6aによる面圧によって脱水が行われる。
回帰工程C1では、間接ロール6aに巻き掛けたろ布2を、回帰ロール5aに巻き掛けて間接ロール6bに向かって回帰させる。回帰ロール5aの外側から掛け回し、折り返したろ布2は間接ロール6aの内側を通るように走行させる。
加圧工程B2では、回帰ロール5aで回帰したろ布2を間接ロール6bに巻き掛けてある。ろ布2に掛かる張力、せん断力、間接ロール6bによる面圧が加わると共に、間接ロール6aによる面圧と押しつけ力が加わり、加圧工程B1より高圧な脱水が行われている。
回帰工程C2では間接ロール6bに巻き掛けたろ布2を、回帰ロール5bに巻き掛けて間接ロール6に向かって回帰してある。回帰ロール5bの外側から掛け回し、折り返したろ布2は間接ロール6bの内側を通るように走行させる。
加圧工程B3では、回帰ロール5bで回帰したろ布2を間接ロール6cに巻き掛けてある。ろ布2に掛かる張力、せん断力、間接ロール6cによる面圧が加わると共に、間接ロール6bによる面圧と押しつけ力と、間接ロール6aの押しつけ力が加わり、加圧工程B2より高圧な脱水が行われている。
回帰工程C3では間接ロール6cに巻き掛けたろ布2を、回帰ロール5cに巻き掛けて中心ロール1に向かって回帰してある。回帰ロール5cの外側から掛け回し、折り返したろ布2は間接ロール6cの内側を通るように走行させる。
圧搾工程Dでは、回帰ロール5cから回帰したろ布2を中心ロール1に当接するよう巻き掛け、且つろ布2を中心ロール1と間接ロール6cに挟持されるよう走行させる。ろ布2は中心ロール1に巻き掛けたことで面圧を受け、更に加圧工程B1、B2、B3で掛けられる押しつけ力が間接ロール6cを押しつけるため、間接ロール6cによる面圧も加わる。加圧工程B1、B2、B3の押しつけ力は圧搾工程Dのろ布2にそのまま伝わり圧搾するため、圧搾工程Dでは脱水工程の中で最も高い圧力で脱水されている。
圧搾工程では電源供給装置22からの三相交流電流の印加により、ろ布2に挟持された汚泥が電気浸透作用を受ける。汚泥中の負の電荷を有する固形分は、陽極である中心ロール1側に誘導され、正の電荷を有する水分は、ろ布2を通過して間接ロール6側に誘導される。
その結果、多重に掛け回されたろ布2の押しつけ力により圧搾された汚泥から、さらに水分が脱水できる。ろ液は各間接ロール6で形成された間隙や、中心ロール1と間接ロール1の微小な隙間から排出される。
圧搾工程Dを経たろ布2は離間して、それぞれ剥離ロール7に巻き掛けられケーキを排出し、無端状となるよう案内ロール11に巻き掛けられる。
なお、一対のろ布2,2に汚泥を供給した後、両端を折り返した状態で圧搾することで、サイドリークを発生し難い高圧搾用の構成としてもよい。また、図5のように無端状の一枚のろ布上に原液を供給し、幅方向両端を原液供給側に重ね合わせるように折り返すことでろ過空間を形成したベルトプレスを構成してもよい。
本発明に係るベルトプレスは、中心ロールにろ布を複数回掛け回すことで、掛け回されたろ布の押しつけ力により後段のろ布を加圧しつつ、電気浸透作用にてさらに固液分離を促進させる電気浸透式ベルトプレスである。一つの中心ロールに何度もろ布を掛け回すことにより、後段のろ布に高い脱水圧力を付与して脱水した汚泥からさらに水分を脱水して低含水率の脱水ケーキを生成できる。コンパクトな装置で低含水率の脱水ケーキを生成できるため、産業用あるいは食品用等の汚泥処理や廃棄物処理に有用な高圧搾型ベルトプレスとなる。
1 中心ロール
2 ろ布
5 回帰ロール
6 間接ロール
12 中心ロール軸
15 フレーム
17 電源
18,19 導通体
20,21 配線
22 電源供給装置
2 ろ布
5 回帰ロール
6 間接ロール
12 中心ロール軸
15 フレーム
17 電源
18,19 導通体
20,21 配線
22 電源供給装置
Claims (3)
- ろ布(2)間に汚泥を供給して多数並列したロールに走行自在に掛け回して圧搾脱水するベルトプレスにおいて、
中心ロール(1)に巻き掛けたろ布(2)を回帰ロール(5…)で中心ロール(1)とろ布(2)の間に回帰させ、再度中心ロール(1)に巻き掛けることで中心ロール(1)にろ布(2)を複数回巻き掛け、中心ロール(1)方向にろ布(2)の押しつけ力を付与して圧搾力を高めるとともに、
中心ロール(1)に複数回巻き掛けたろ布(2)間に複数の間接ロール(6…)を配設し、
電源供給装置(22)により、
中心ロール(1)に陽極を印加し、間接ロール(6)に陰極を印加することで、
ろ布(2)間に挟持した汚泥に電気浸透作用を生じさせる
ことを特徴とした電気浸透式ベルトプレス。
- 電源供給装置(22)を、
三相交流電流を印加する電源(17)と、
汚泥を圧搾するそれぞれのロールに取り付けた導通体(18,19)と、
電源(17)と導通体(18,19)を接続する配線(20,21)で構成した
ことを特徴とした請求項1に記載の電気浸透式ベルトプレス。
- 前記導通体(18)を中心ロール(1)の側面に突設する中心ロール軸(12)に取り付け、
導通体(19)を、間接ロール(6)を離接自在に支持しているフレーム(15)に取り付けた
ことを特徴とした請求項2に記載の電気浸透式ベルトプレス。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110117151A (zh) * | 2019-04-01 | 2019-08-13 | 清华大学 | 一种防结垢电渗透电极板装置 |
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2014
- 2014-10-07 JP JP2014206054A patent/JP2016073925A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN110117151A (zh) * | 2019-04-01 | 2019-08-13 | 清华大学 | 一种防结垢电渗透电极板装置 |
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