JP2016131958A - ベルト濾過装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
本発明の課題は、ベルト濾過装置に被処理水を供給する際に、被処理水とプール水面との衝突を防止することにより、フロック等の脆い固体の崩壊を抑制することである。
【解決手段】
上記課題を解決するために、固体を含有する被処理水を供給する供給管と、前記被処理水を溜めるプール部と、を備えたベルト濾過装置において、前記供給管の出口はプール部の水面よりも低いことを特徴とするベルト濾過装置を提供する。これにより、供給管の出口がプール部に水封されるため、被処理水とプール水面との衝突を防止することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、ベルト状の濾材により下水汚泥等の固体を含有する被処理水を濾過処理するベルト濾過装置、及び、その運転方法に関するものである。

下水汚泥等の固体を含有する被処理水（以下、単に「被処理水」という。）を脱水する装置としてベルト濾過装置が知られている。ベルト濾過装置は、走行するベルト状の濾材上に被処理水を供給して、被処理水を移送しながら濾過処理を行う装置である。

ベルト濾過装置に被処理水を供給する際、被処理水は、濾材の上部に設けられた供給管から濾材上に供給される。また、ベルト状濾材の幅方向において汚泥の堆積状態にむらが生じないように、供給管から供給された被処理水は、濾材の幅と同等の幅を有する受槽に溜め、受槽から被処理水を溢流させることにより、濾材の幅方向に均等に分配される。

例えば、特許文献１には、ベルト状の濾材の上方に、ベルト状濾材の幅とほぼ等しい幅を有する受槽を備えたベルト濾過装置が記載されている。この装置では、被処理水は、供給管から受槽内に供給され、一定の量に達すると、走行方向前方に設置された堰から溢流する。これにより、濾材の幅方向に均一に被処理水を供給することができる。

実開昭６４−５７９８号公報

従来のベルト濾過装置では、被処理水は、受槽に溜まった被処理水のプールより高い位置から供給されている。そして、供給管より流れ落ちた被処理水は、プール水面と衝突して強い衝撃を受ける。そのため、フロック等のように脆い固体を含有する被処理水では、プール水面との衝突の衝撃によりフロックが崩壊してしまい、濾過処理における脱水効率が低下する。
本発明の課題は、ベルト濾過装置に被処理水を供給する際に、被処理水とプール水面との衝突を防止することにより、フロック等の脆い固体の崩壊を抑制することができるベルト濾過装置、及び、ベルト濾過装置の運転方法を提供することにある。

本発明者は、上記の課題について鋭意検討した結果、被処理水を供給するための供給管の出口を、被処理水のプールで水封することにより、被処理水とプール水面との衝突を防止し、フロック等の脆い固体の崩壊が抑制されることを見出して本発明を完成した。
具体的には、以下のベルト濾過装置及びベルト濾過装置の運転方法である。

上記課題を解決するための本願発明のベルト濾過装置は、固体を含有する被処理水を供給する供給管と、被処理水を溜めるプール部と、を備えたベルト濾過装置であって、供給管の出口がプール部の水面よりも低いことを特徴とするベルト濾過装置である。

本願発明のベルト濾過装置によれば、供給管の出口がプール部の水面よりも低く設置されているため、供給管の出口がプールにより水封されている。これにより、プールが被処理水とプール水面との衝突を防止され、フロック等の脆い固体の崩壊を抑制することができる。

更に、上記課題を解決するための本願発明のベルト濾過装置は、プール部が、ベルト状の濾材の走行方向前方に堰を備えた受槽により形成され、供給管の出口は堰の上端よりも低いという特徴を有する。
上記受槽により、ベルト状の濾材の幅方向に被処理水を分配することができる。更には、供給管の出口が堰の上端より低い位置に設置されているため、分配するために溜められた被処理水をプール部として利用して供給管の出口を水封することができる。

更に、上記課題を解決するための本願発明のベルト濾過装置は、プール部が、供給管の出口の周囲に配置した水封枠により形成されているという特徴を有する。
被処理水の水量が少ない場合には、大きなプール部を形成することができない。その場合、供給管から流れ落ちた被処理水は、濾材表面に直接供給されて濾材表面と衝突する。濾材表面との衝突では、プール水面との衝突より強い衝撃を受けるため、フロック等の崩壊が顕著である。供給管の出口の周囲に水封枠を配置することにより、供給管の出口に小さいプール部が形成されるため、被処理水の水量が少ない場合でも供給管の出口が水封される。これにより、被処理水と濾材表面との衝突を防止し、フロック等の崩壊を抑制することができる。
また、被処理水の水量が多い場合でも、大きなプール部に被処理水が溜まる前には、濾材表面やプール水面との衝突が生じている。水封枠を設けることにより、大きなプール部に被処理水が溜まる前に生じるフロック等の崩壊を抑制することができる。

上記課題を解決するための本願発明のベルト濾過装置の運転方法は、固体を含有する被処理水を供給する供給管と、被処理水を溜めるプール部と、を備えたベルト濾過装置の運転方法であって、プール部の水面を供給管の出口よりも高く維持するよう運転するベルト濾過装置の運転方法である。
これにより、供給管から流れ落ちた被処理水と、プール部の水面との衝突が防止され、フロック等の崩壊を抑制することができる。そのため、濾過処理において、優れた脱水効果を発揮することができる。

本願発明によると、被処理水を供給する際に生じる被処理水とプール水面との衝突を防止し、フロック等の崩壊を抑制することができる。

本発明の第１の実施例のベルト濾過装置を示す概略説明図である。 本発明の第１の実施例のベルト濾過装置に被処理水を供給する供給部の構造を示す概略説明図である（側面図）。 本発明の第１の実施例のベルト濾過装置に被処理水を供給する供給部の構造を示す概略説明図である（斜視図）。 本発明の第２の実施例のベルト濾過装置に被処理水を供給する供給部の構造を示す概略説明図である（側面図）。 本発明の第２の実施例のベルト濾過装置に被処理水を供給する供給部の構造を示す概略説明図である（斜視図）。 本発明の第３の実施例のベルト濾過装置に被処理水を供給する供給部の構造を示す概略説明図である（側面図）。 本発明の第３の実施例のベルト濾過装置に被処理水を供給する供給部の構造を示す概略説明図である（斜視図）。 本発明の第４の実施例のベルト濾過装置に被処理水を供給する供給部の構造を示す概略説明図である（側面図）。 本発明の第４の実施例のベルト濾過装置に被処理水を供給する供給部の構造を示す概略説明図である（斜視図）。

本発明のベルト濾過装置は、ベルト状の濾材を用いて固体を含有する被処理水を濾過する装置である。ここで、本発明のベルト濾過装置に供される被処理水とは、液体中に粒子状の固体が分散した状態のものである。具体的には、下水処理場や排水処理場等で発生する汚泥、製紙工場の製紙スラッジ、食品工場やメッキ工場等の工場廃水、顔料廃水等が挙げられる。凝集剤により凝集したフロックを含有する被処理水は、脆く壊れやすいため、本発明の効果を顕著に発揮することができる。

以下、図面を参照しつつ本発明に係るベルト濾過装置の実施態様を詳細に説明する。なお、ベルト濾過装置の運転方法については、以下に記載するベルト濾過装置を運転することにより実施される。
［第１実施例］
図１は、本発明の第１の実施例のベルト濾過装置１ａを示す概略説明図である。
例えば、ベルト濾過装置１ａは、汚泥貯留槽、凝集剤溶解槽及び混和槽を備えた汚泥処理システム等に利用される。第１の実施例のベルト濾過装置１ａは、汚泥フロックを重力濾過により濃縮する濾過部１０、及び、濃縮汚泥を二枚の濾布に挟持して加圧脱水する加圧脱水部２０を備えたベルトプレス脱水機である。

汚泥処理システムでは、下水処理場等で発生した汚泥を汚泥貯留槽に貯留し、ポンプで流量を調整して混和槽に送液する。また、汚泥を凝集するための凝集剤を凝集剤溶解槽で溶解し、汚泥の処理量に応じて混和槽に送液する。混和槽では、汚泥と凝集剤が混和して、汚泥フロックを形成する。そして、形成された汚泥フロックを含有する被処理水Ｗは、ベルト濾過装置１ａの濾過部１０に供給される。

本発明の第１の実施例のベルト濾過装置１ａの濾過部１０には、被処理水Ｗを供給する供給部に、受槽６を備えている。
図２、３は、本発明の第１の実施例のベルト濾過装置１ａに被処理水Ｗを供給する供給部の構造を示す概略説明図である。
第１の実施例のベルト濾過装置１ａの濾過部１０には、複数の支持ローラ３に支持されたベルト状の濾材２、濾材２の上部に設置された供給管４、濾材２の走行方向前方に向けて開口部６ａを有するコ字状の受槽６、受槽６を濾材の下部から支持するための支持板７を備えている。さらに、受槽６は、開口部６ａに堰６ｂを備え、濾材２と共に被処理水Ｗを溜めるためのプール部５ａを形成している。

被処理水Ｗは、供給管４より、受槽６及び濾材２により形成されたプール部５ａに供給される。そして、供給管４の出口４ａは、プール部５ａの水面よりも低い位置になるように設置されているため、プール部５ａ内に溜められた被処理水Ｗのプールにより水封されている。

以下に各構成について詳細に説明する。
〔ベルト状の濾材〕
ベルト状の濾材２は、ベルト状の濾材が複数の支持ローラ３に支持されている。支持ローラは回転可能であり、濾材２が走行するように構成されている。被処理水Ｗは、濾材２に供給されると、濾材２が走行している間に濾液が落下し、濃縮された汚泥フロックが残渣として濾材２上に残り移送される。
ここで、本発明のベルト状の濾材は、略水平方向に走行するベルト状の濾過装置であればよく、例えば、ベルト状の濾布のほか、複数のパンチングプレートの無端コンベアや、複数のワイヤ又は金属プレートが隙間を空けて形成された無端コンベア等としてもよい。ベルト状の濾布は、柔らかいため被処理水Ｗが衝突した際に、衝突の衝撃を抑えることができる。これにより、運転開始時に生じる被処理水Ｗと濾材２との衝突によるフロックの崩壊を抑制することができる。更に、濾布は、軽量で取り扱いやすく、また、もう一つの無端ベルトと協働してベルトプレス脱水機等にも利用できる。
濾布の材質は、特に限定されないが、ナイロン、ポリエステル等の合成繊維、綿、ステンレス等の金属メッシュが挙げられる。

ベルト状の濾材２は、水平方向に進行するように設置してもよいし、上方に向けて傾斜するように設置してもよい。上方に向けて傾斜するように設置した場合には、堰６ｂを設けることなくプール部を形成することもできる（第４の実施例参照。）。

〔供給管〕
供給管４は、ベルト状濾材２の上部に被処理水Ｗを供給するための管状部材である。第１の実施例では、供給管４の方向は垂直方向に設置されているが、どのような方向に設置してもよい。
供給管４の設置方向は、出口４ａにおいて略水平とならないように設置することが好ましい。なお、略水平とならないとは、プール部の水面に対して５°以上の角度で設置することをいう。略水平に設置すると、プール部内への被処理水Ｗの流入方向に偏りが生じるため、プール部内にフロックの偏在が生じるからである。プール部へフロックを均等に流入させるという観点から、出口４ａにおいて略垂直となるように設置することが特に好ましい。

供給管４の端部により形成される出口４ａの開口面は、第１の実施例のように供給管４を水平方向に裁断した開口面でも、斜め方向に裁断した開口面としてもよい。
水封しやすいという観点から、本発明の供給管４の出口４ａの開口面は、水平方向に対して３０°以下であることが好ましい。更に好ましくは、２０°以下であり、特に好ましくは、１０°以下である。

〔プール部〕
プール部は、被処理水を一時的に溜めて供給管４の出口４ａを水封するための構成である。ここで、水封とは、出口４ａを構成する供給管４の端部がすべてプール部の水面下にある状態をいう。

プール部は、供給管４の出口４ａを水封することができれば、どのような形状でもよく、例えば、平面方向から見て、矩形状、円形状、三角形状等の形状の枠体により形成される。
また、プール部の底面は、一時的に被処理水を溜めることができればよく、被処理水の通過を制限する板部材である。板部材は、孔を有していてもよいが、被処理水を溜めるという観点から無孔であることが好ましい。なお、枠体と底面は、一体となった容器でも、分離していてもよい。

プール部の構成としては、例えば、第１の実施例のように、堰６ｂを備えた受槽６により形成された枠体と、底面として支持板７で支持された濾材２からなる構成や、後述する第２の実施例のように、枠体と底面が一体となった容器等がある。その他、後述する第４の実施例のように、傾斜した底面と一部に開口部を有する枠体によりプール部を構成してもよい。

プール部の底面は、濾材で構成することが好ましい。濾材を底面とすることにより、枠体のみを濾材上に設置するという簡素な構成でプール部を形成することができる。

第１の実施例のプール部５ａでは、ベルト状の濾材２の幅と同等の幅を有するコ字状の受槽６、及び、受槽６の開口部６ａに渡って設置された堰６ｂにより形成された枠体と、支持板７で支持された濾材２からなる底面により構成されている。支持板７は、無孔の板部材であり、濾材２を支持し、かつ、被処理水Ｗの流下を制限する。また、受槽６及び堰６ｂの下端と、濾材２の上面は、シール部材によりシールされている。

第１の実施例のベルト濾過装置１ａでは、供給管４の出口４ａの高さ位置が、堰６ｂの上端よりも低く設置されている。これにより、プール部５ａの水面が供給管４の出口４ａより高くなるまで、プール部５ａに被処理水を供給することができる。
なお、「出口４ａが堰６ｂの上端よりも低く」とは、本発明の作用を鑑みれば、水封されるための構成である。そのため、「出口４ａが堰６ｂの上端よりも低く」とは、出口４ａの高さ位置が、堰６ｂの上端を超える被処理水Ｗの溢流の高さ以下であることを実質的に含むものである。

［第２実施例］
図４、５は、本発明の第２の実施例のベルト濾過装置１ｂの構造を示す概略説明図である。
第２の実施例のベルト濾過装置１ｂは、第１の実施例のベルト濾過装置１ａのプール部５ａに代えて、供給管４の出口４ａの周囲に設けられた水封枠９によりプール部５ｂを形成した例である。水封枠９を設けることにより、供給管４の出口４ａを水封するまでの時間を短くすることができる。

ここで、水封枠９は、上記受槽６のように濾材の幅方向に均等にフロックを分配するためのものではなく、出口４ａを素早く水封するための構成である。これを鑑みれば、「供給管４の出口４ａの周囲」とは、水封枠の断面最大幅が濾材２の幅に対して略半分以下の枠であればよい。水封枠の断面最大幅として、好ましくは、供給管４の断面最大幅の３倍以下であり、特に好ましくは２倍以下である。

水封枠９は、円筒枠体と、底面に無孔板部材が一体となった容器で構成されている。水封枠９は、供給管４の下端と連結部材を介して連結されており、底面と濾材２表面の間に間隙をおいて設置されている。なお、水封枠９も、上記受槽６と同様、底面を濾材２で構成してもよい。

また、供給管４の出口４ａの高さ位置が、水封枠９の円筒枠体の上端よりも低く設置されている。これにより、プール部５ｂの水面を供給管４の出口４ａより高くすることができる。
なお、「出口４ａが水封枠９の円筒枠体の上端よりも低く」とは、第１の実施例のプール部５ａと同様、出口４ａの高さ位置が、水封枠９の円筒枠体の上端を超える被処理水Ｗの溢流の高さ以下であることを実質的に含むものである。

水封枠９の形状は、どのような形状でもよいが、供給管４と同一形状とし、供給管４と略同心の位置に設置することが好ましい。これにより、供給管４と水封枠９の間から溢れ出る溢流にかかる圧力が供給管４の周囲において一定となるため、フロックの崩壊の程度にむらが生じにくい。

〔第３実施例〕
図６、７は、本発明の第３の実施例のベルト濾過装置１ｃの構造を示す概略説明図である。
第３の実施例のベルト濾過装置１ｃは、第１の実施例のベルト濾過装置１ａのプール部５ａ、及び、第２の実施例のベルト濾過装置１ｂのプール部５ｂの両方を備えた例である。水封枠９により形成されたプール部５ｂにより、被処理水Ｗの供給開始時からプール部５ａに被処理水が溜まるまでの間に、被処理水Ｗが濾材２と衝突することを防止し、さらに、プール部５ａを設けることにより、被処理水Ｗを濾材２の幅方向に均等に分配することができる。なお、装置の各構成については、第１実施例及び第２実施例と同様である。

〔第４実施例〕
図８、９は、本発明の第４の実施例のベルト濾過装置１ｄの構造を示す概略説明図である。
第３の実施例のベルト濾過装置１ｄは、走行方向に向かって上昇するように傾斜した濾材２と、走行方向前方に開口部８ａを有し、ベルト状の濾材２の幅と同等の幅を有するコ字状の受槽８により形成されたプール部５ｃを備えた装置である。
この実施例では、部品点数が少なく、簡素な構造により供給管４の出口４ａを水封することができる。

第３の実施例では、供給管４の出口４ａの高さ位置が、受槽８の開口部８ａの下端の高さよりも低く設置されている。これにより、プール部５ｃの水面を供給管４の出口４ａより高くすることができる。

本発明のベルト濾過装置及びベルト濾過装置の運転方法は、固体を含有する被処理水の脱水処理に利用することができる。例えば、下水処理場や排水処理場等の水処理場、食品工場、メッキ工場、製紙工場、浚渫作業現場、建設作業現場等で発生する種々の被処理水の脱水処理において利用することができる。

１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ ベルト濾過装置、２ 濾材、３ 支持ローラ、４ 供給管、４ａ 出口、５ａ，５ｂ，５ｃ プール部、６ 受槽、６ａ 開口部、６ｂ 堰、７ 支持板、８ 受槽、８ａ 開口部、９ 水封枠、１０ 濾過部、２０ 加圧脱水部、Ｗ 被処理水、Ｗ．Ｌ． 水位

Claims (4)

1. 固体を含有する被処理水を供給する供給管と、
   前記被処理水を溜めるプール部と、を備えたベルト濾過装置において、
   前記供給管の出口はプール部の水面よりも低いことを特徴とするベルト濾過装置。
2. 固体を含有する被処理水を供給する供給管と、
   前記被処理水を溜めるプール部と、を備えたベルト濾過装置において、
   前記プール部は、ベルト状の濾材の走行方向前方に堰を備えた受槽により形成され、
   前記供給管の出口は前記堰の上端よりも低いことを特徴とするベルト濾過装置。
3. 固体を含有する被処理水を供給する供給管と、
   前記被処理水を溜めるプール部と、を備えたベルト濾過装置において、
   前記プール部は、前記供給管の出口の周囲に配置した水封枠により形成されていることを特徴とするベルト濾過装置。
4. 固体を含有する被処理水を供給する供給管と、
   前記被処理水を溜めるプール部と、を備えたベルト濾過装置の運転方法において、
   プール部の水面を前記供給管の出口よりも高く維持するよう運転するベルト濾過装置の運転方法。

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