JP2019155263A - 汚泥脱水装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ろ布を有する汚泥脱水装置を用いて汚泥を脱水する際に、脱水効率の低下を抑制する。【解決手段】汚泥脱水装置１０は、上面２６Ａから底面２６Ｂまでを貫通する開口が設けられ、上面２６Ａに汚泥を載せて搬送方向Ａ１に搬送するろ布２６と、ろ布２６の底面２６Ｂ側に設けられて、上面から底面までを貫通してろ布２６の開口より大きい複数の開口部２６を形成する水切り部３１と、を有する。【選択図】図２

Description

本発明は、汚泥脱水装置に関する。

処理対象物である下水や工場排水等の汚泥を脱水するために、ろ布を有する汚泥脱水装置が用いられる場合がある。例えば特許文献１には、周回移動するろ布の上面で汚泥を搬送しながら、搬送している汚泥をろ布によって重力ろ過することで、汚泥を脱水する汚泥脱水装置が記載されている。ろ布上の汚泥は、重力により水分が分離され、この分離された水分、すなわち分離水は、ろ布を透過してろ布の底面に移動し、ろ布の底面から下方に流下する。このように、ろ布を有する汚泥脱水装置は、分離水をろ布の底面から流下させることで、汚泥を脱水している。

国際公開ＷＯ２０１４／０８４３２２号公報

しかし、汚泥から分離された分離水は、ろ布の底面に移動するが、すぐにろ布の底面から流下されず、表面張力によりろ布の底面に保持される場合がある。この場合、ろ布の底面に分離水が保持され続け、ろ布が分離水により目詰りすることとなり、脱水効率が低下する。従って、ろ布を有する汚泥脱水装置を用いて汚泥を脱水する際に、脱水効率の低下を抑制することが求められている。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ろ布を有する汚泥脱水装置を用いて汚泥を脱水する際に、脱水効率の低下を抑制する汚泥脱水装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示の汚泥脱水装置は、上面から底面までを貫通する開口が設けられ、前記上面に汚泥を載せて搬送方向に搬送するろ布と、前記ろ布の底面側に設けられて、上面から底面までを貫通して前記ろ布の開口より大きい複数の開口部を形成する水切り部と、を有する。

前記水切り部は、前記上面の少なくとも一部が、前記ろ布の底面に接触することが好ましい。

前記水切り部は、底面に向かうに従って、幅が小さくなることが好ましい。

前記汚泥脱水装置は、前記ろ布に前記汚泥を投入する投入口から、前記投入口よりも前記搬送方向側の下流位置まで、前記下流位置に向かうに従って鉛直方向上方に傾斜しており、前記水切り部は、前記投入口と前記下流位置との間に設けられることが好ましい。

前記水切り部は、樹脂製の網状部材であることが好ましい。

本発明によれば、ろ布を有する汚泥脱水装置を用いて汚泥を脱水する際に、脱水効率の低下を抑制することができる。

図１は、本実施形態に係る脱水システムの構成を示す模式的な図である。 図２は、本実施形態に係る水切り部の構成を示す模式図である。 図３は、本実施形態に係る水切り部の構成を示す模式図である。 図４は、本実施形態に係る水切り部の構成を示す模式図である。 図５は、本実施形態における水切り部の機能を説明する図である。 図６は、本実施形態に係る水切り部の他の例を示す図である。 図７は、本実施形態に係る水切り部の他の例を示す図である。 図８は、実施例の実験結果を示すグラフである。

以下に、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態により本発明が限定されるものではない。

図１は、本実施形態に係る脱水システムの構成を示す模式的な図である。以下、鉛直方向に沿った方向を、方向Ｚとする。さらに言えば、方向Ｚは、鉛直方向の上方、すなわち地表から離れる方向に沿った方向であり、方向Ｚと反対の方向が、鉛直方向の下方、すなわち地表に近づく方向に沿った方向である。また、方向Ｚに直交する方向を、方向Ｘとし、方向Ｚ及び方向Ｘに直交する方向を、方向Ｙとする。方向Ｘ及び方向Ｙは、水平に沿った方向である。

図１に示すように、本実施形態に係る脱水システム１は、汚泥Ｓを脱水するシステムであり、汚泥脱水装置１０と、後段脱水装置１２とを有する。脱水システム１は、前段の汚泥脱水装置１０で汚泥Ｓを重力ろ過した後、汚泥脱水装置１０よりも後段の後段脱水装置１２で加圧脱水することにより、汚泥Ｓを脱水ケーキとして排出する汚泥処理設備である。汚泥Ｓは、下水や工場排水に含まれる汚泥である。

（汚泥脱水装置の全体構成）
図１に示すように、汚泥脱水装置１０は、凝集混和槽２０と、せき止め板２１と、撹拌部２２と、側板２３と、薬剤添加部２４と、ろ布２６と、ローラ２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄ、２８ｅと、水切り部３１と、水受け部４０Ａ、４０Ｂと、棒体４４と、傾斜板５８と、制御部５９とを有する。

凝集混和槽２０は、汚泥脱水装置１０による脱水前の汚泥Ｓが投入される槽である。撹拌部２２は、凝集混和槽２０内に設けられ、制御部５９の制御により回転することで、凝集混和槽２０内の汚泥Ｓを撹拌する。薬剤添加部２４は、凝集混和槽２０内の汚泥Ｓに薬剤Ｆ１を添加する装置である。薬剤添加部２４は、添加口２４Ａが、凝集混和槽２０の方向Ｚ側（鉛直方向上方）に設けられており、添加口２４Ａから、凝集混和槽２０内の汚泥Ｓに、薬剤Ｆ１を添加する。撹拌部２２は、薬剤Ｆ１が添加された汚泥Ｓを撹拌することで、薬剤Ｆ１を、汚泥Ｓ内に分散させる。

ここで、薬剤Ｆ１は、高分子凝集剤であり、例えば、アニオン性高分子凝集剤やカチオン性高分子凝集剤である。ただし、薬剤Ｆ１は、汚泥Ｓの固形成分を凝集させる薬剤であれば、任意の薬剤であってよい。また、薬剤添加部２４は、添加口２４Ａが凝集混和槽２０の方向Ｚ側に設けられているが、添加口２４Ａの位置はこれに限られない。薬剤添加部２４は、ろ布２６に供給される前の汚泥Ｓに薬剤Ｆ１を添加できる位置に、添加口２４Ａが設けられていればよい。

凝集混和槽２０には、投入口２０Ａが設けられている。投入口２０Ａは、ろ布２６に汚泥を供給するための開口である。投入口２０Ａは、ろ布２６の方向Ｚ側、すなわち、ろ布２６よりも鉛直方向上方に設けられている。凝集混和槽２０内において、薬剤Ｆ１が添加されて分散した汚泥Ｓは、投入口２０Ａから、ろ布２６の上面２６Ａに投入される。

ろ布２６は、上面２６Ａと底面２６Ｂとを有するベルト状の部材である。上面２６Ａは、後述する前区間Ｂ１および後区間Ｂ２において、ろ布２６の方向Ｚ側（鉛直方向上側）となる表面である。底面２６Ｂは、上面２６Ａと反対側の表面であり、後述する前区間Ｂ１および後区間Ｂ２において、ろ布２６の方向Ｚと反対側（鉛直方向下側）となる表面である。また、ろ布２６は、上面２６Ａから底面２６Ｂへ、液体を透過する部材で形成されている。ろ布２６は、例えば、通水性を持った長尺帯状のろ布や、微細な孔部が網目状に複数形成された長尺帯状の金属スクリーン等によって構成される。

ろ布２６は、ローラ２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄ、２８ｅに巻き掛けられ、一方向に周回駆動される無端状のろ布ベルトである。ろ布２６は、十分な張力でローラ２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄ、２８ｅに巻き掛けられている。ろ布２６は、制御部５９により図示しないモータ等の駆動源を駆動させることで、図１中に示す矢印の方向（図１では反時計周りの方向）に走行可能である。

汚泥脱水装置１０においてろ布２６が汚泥Ｓを搬送する区間は、前区間Ｂ１と後区間Ｂ２とに区分される。前区間Ｂ１は、ろ布２６が搬送方向Ａ１に移動（走行）する区間である。搬送方向Ａ１は、方向Ｙに向かうに従って方向Ｚ側に傾斜した方向である。前区間Ｂ１は、ローラ２８ａとローラ２８ｂとの間の区間である。ローラ２８ａは、投入口２０Ａの方向Ｚと反対側（鉛直方向下方）に設けられており、ローラ２８ｂは、ローラ２８ａよりも方向Ｙ側であって、ローラ２８ａよりも方向Ｚ側に設けられている。ろ布２６は、前区間Ｂ１において、ローラ２８ａ、２８ｂに巻き掛けられている。従って、ろ布２６は、前区間Ｂ１において、ローラ２８ａの位置からローラ２８ｂの位置に向かうに従って方向Ｚ側に傾斜して延在しており、ローラ２８ａ、２８ｂの回転により、ローラ２８ａの位置からローラ２８ｂの位置に向けて移動する。従って、このローラ２８ａの位置からローラ２８ｂの位置に向けてのろ布２６が移動する方向が、搬送方向Ａ１となり、方向Ｙに向かうに従って方向Ｚ側に傾斜した方向となる。

前区間Ｂ１には、上述した投入口２０Ａと、せき止め板２１と、側板２３と、水切り部３１が設けられている。せき止め板２１は、ろ布２６の上面２６Ａから、方向Ｚに延在する板である。せき止め板２１は、投入口２０Ａよりも、前区間Ｂ１の搬送方向Ａ１と反対側に設けられることで、汚泥Ｓをせき止め、汚泥Ｓが搬送方向Ａ１と反対側に滑り落ちることを抑制する。側板２３は、ろ布２６の両側部のそれぞれに設けられており、ろ布２６の両側部から方向Ｚに延在する板である。ろ布２６の両側部とは、ろ布２６の方向Ｘ側の端部（後述の図４に示す側端部２６Ｄ）と、方向Ｘの反対側の端部（後述の図４に示す側端部２６Ｃ）とである。側板２３は、前区間Ｂ１の全区間、すなわちローラ２８ａの位置からローラ２８ｂの位置までにわたって設けられているが、前区間Ｂ１の一部の区間にのみ設けられていてもよい。水切り部３１は、前区間Ｂ１において汚泥Ｓから分離した分離水を、ろ布２６の底面から分離させる機能を有する。水切り部３１の構成については後述する。

前区間Ｂ１には、投入口２０Ａから汚泥Ｓが供給される。前区間Ｂ１には、脱水が進行する前の汚泥Ｓが供給されるため、前区間Ｂ１は、含水量が多い汚泥Ｓが供給される区間であるといえる。投入口２０Ａからの汚泥Ｓは、前区間Ｂ１におけるろ布２６の上面２６Ａに供給される。ろ布２６は、前区間Ｂ１において、上面２６Ａに載せた投入口２０Ａからの汚泥Ｓを、搬送方向Ａ１に搬送する。ろ布２６は、前区間Ｂ１において、汚泥Ｓを搬送方向Ａ１に搬送しつつ、重力により、汚泥Ｓから、液体成分である分離水を分離する。ろ布２６は、汚泥Ｓの分離水を、上面２６Ａから底面２６Ｂまで透過させて、底面２６Ｂから分離水を流下させる。これにより、ろ布２６は、前区間Ｂ１において、重力ろ過により、汚泥Ｓを脱水する。

また、前区間Ｂ１は、ろ布２６が、方向Ｙに向かうに従って方向Ｚ側に傾斜している区間である。前区間Ｂ１に供給された含水量の多い汚泥Ｓは、重力により方向Ｙと反対側に移動するが、せき止め板２１によってせき止められて、ろ布２６の移動に伴い搬送方向Ａ１側に搬送される。また、側板２３も、ろ布２６上の汚泥Ｓをせき止めて、汚泥Ｓが方向Ｘ側から流下することを抑制する。すなわち、せき止め板２１と側板２３とは、前区間Ｂ１におけるろ布２６上の汚泥Ｓをせき止めて、汚泥Ｓが搬送方向Ａ１以外の方向から流下することを抑制する。汚泥Ｓは、前区間Ｂ１において、せき止め板２１と、側板２３と、ろ布２６とに囲まれ、重力によりそれらに押し付けられることで、脱水がより促進される。このように前区間Ｂ１にせき止め板２１と側板２３とを設けることで、汚泥Ｓを減容化し、前区間Ｂ１に汚泥Ｓを連続して適切な速度で投入しても、常に一定の貯留量を維持する事が可能となる。

このように、前区間Ｂ１では、含水量の多い汚泥Ｓが、重力脱水される。前区間Ｂ１に供給される汚泥Ｓの含水率は、例えば９５％以上９９％以下である。そして、前区間Ｂ１から後区間Ｂ２に供給される汚泥Ｓ、すなわち、後区間Ｂ２の入口における、前区間Ｂ１で脱水された後の汚泥Ｓの含水率は、例えば９０％以上９８％以下である。ただし、含水率はこれらの値に限られない。

後区間Ｂ２は、ろ布２６が搬送方向Ａ２に移動（走行）する区間である。後区間Ｂ２は、ローラ２８ｂとローラ２８ｃとの間の区間であり、前区間Ｂ１よりも後段側（搬送方向Ａ１の下流側）の区間である。本実施形態では、搬送方向Ａ２は、方向Ｙに沿った方向である。ローラ２８ｃは、ローラ２８ｂよりも方向Ｙ側に設けられているが、方向Ｚにおける位置は、ローラ２８ｂと略同一となる。ろ布２６は、後区間Ｂ２において、ローラ２８ｂ、２８ｃに巻き掛けられている。従って、ろ布２６は、後区間Ｂ２において、ローラ２８ｂの位置からローラ２８ｃの位置まで延在しており、ローラ２８ｂ、２８ｃの回転により、ローラ２８ｂの位置からローラ２８ｃの位置に向けて移動する。このローラ２８ｂの位置からローラ２８ｃの位置に向けてのろ布２６が移動する方向が、搬送方向Ａ２となり、方向Ｙに沿った方向となる。このように、搬送方向Ａ２は、方向Ｙに沿っていて方向Ｚへ傾斜していないが、搬送方向Ａ１よりも、方向Ｚへの傾斜が小さければよい。なお、搬送方向Ａ１、Ａ２は、方向Ｘに対して直交している。すなわち、方向Ｘは、搬送方向Ａ１、Ａ２及び方向Ｚに直交する方向であり、ろ布２６の幅方向であるといえる。

前区間Ｂ１内を搬送方向Ａ１に沿って搬送されてきた汚泥Ｓは、ローラ２８ｂの位置を境界として、後区間Ｂ２に搬入される。ろ布２６は、前区間Ｂ１よりも搬送方向Ａ１側の区間である後区間Ｂ２において、上面２６Ａに載せた汚泥Ｓを、搬送方向Ａ２に搬送する。ろ布２６は、後区間Ｂ２において、前区間Ｂ１で脱水された汚泥Ｓを、搬送方向Ａ２に搬送しつつ、更に重力ろ過により脱水する。

棒体４４は、後区間Ｂ２におけるろ布２６の上面２６Ａに設けられており、後区間Ｂ２の全域にわたって複数設けられている。棒体４４は、位置が固定されており、ろ布２６の走行と共に移動するものではない。棒体４４は、下端部が、ろ布２６の上面２６Ａから方向Ｚ側に若干離間している。棒体４４は、ろ布２６の上面２６Ａを搬送される汚泥Ｓと接触することで、汚泥Ｓを分散させ、その水切りを促進するための障害物である。棒体４４の設置位置や本数、形状等は、適宜変更可能である。

汚泥Ｓは、ろ布２６によって後区間Ｂ２を搬送されつつ、重力脱水された後、汚泥脱水装置１０における後区間Ｂ２の出口から排出・落下され、次工程の後段脱水装置１２に投入される。また、傾斜板５８は、汚泥脱水装置１０の出口と後段脱水装置１２との間に設けられるガイドであり、汚泥脱水装置１０から排出・落下した汚泥を、後段脱水装置１２の投入位置となるろ布６２上へと導く。

後区間Ｂ２では、このように、前区間Ｂ１で脱水された後の汚泥Ｓが、重力脱水される。後区間Ｂ２の出口における汚泥Ｓ、すなわち後区間Ｂ２で脱水された後の後段脱水装置１２の入口における汚泥Ｓの含水率は、例えば８５％以上９５％以下である。ただし、含水率はこれらの値に限られない。

なお、後区間Ｂ２には、前区間Ｂ１で脱水された後の汚泥Ｓが供給されるため、後区間Ｂ２における汚泥Ｓの含水率は、前区間Ｂ１における汚泥Ｓの含水率よりも低い。そのため、後区間Ｂ２での脱水を促進するよう、後区間Ｂ２に、汚泥Ｓを加圧脱水するための機構を設けてもよい。この機構としては、例えば、ろ布２６の上面２６Ａ側に設けられ、汚泥Ｓをろ布２６側に押し付ける機構（ローラなど）が挙げられる。また、この機構としては、例えば、ろ布２６の上面２６Ａ側に設けられて、方向Ｘ側に延在するスクリューが挙げられ、このスクリューは、回転することにより汚泥Ｓを方向Ｘの中央側に集めることで、汚泥Ｓを圧縮して脱水を促進することができる。また、後区間Ｂ２には、例えば無機系凝集剤など、薬剤Ｆ１と種類が異なる薬剤を汚泥Ｓに添加する薬剤添加部を設けてもよい。

また、水受け部４０Ａは、前区間Ｂ１におけるろ布２６の底面２６Ｂよりも方向Ｚと反対側（鉛直方向下方）に設けられている。水受け部４０Ａは、水切り部３１よりも方向Ｚと反対側に設けられている。水受け部４０Ａは、前区間Ｂ１の全域にわたって設けられている。水受け部４０Ａは、前区間Ｂ１におけるろ布２６の底面２６Ｂ、および水切り部３１から流下された分離水を受け止めて回収する。水受け部４０Ａで回収した分離水は、廃棄されてもよいし、ろ布２６等の洗浄水などとして再利用されてもよい。

また、水受け部４０Ｂは、後区間Ｂ２におけるろ布２６の底面２６Ｂよりも方向Ｚと反対側（鉛直方向下方）に設けられている。水受け部４０Ｂは、後区間Ｂ２の全域にわたって設けられている。水受け部４０Ｂは、後区間Ｂ２におけるろ布２６の底面２６Ｂから流下された分離水を受け止めて回収する。

制御部５９は、汚泥脱水装置１０及び後段脱水装置１２の各部の制御を行う制御装置である。制御部５９は、例えば、撹拌部２２による撹拌を制御したり、薬剤添加部２４の薬剤Ｆ１の添加量やタイミングを制御したり、ろ布２６の走行速度を制御したりする。

（後段脱水装置の全体構成）
次に、後段脱水装置１２について説明する。後段脱水装置１２は、汚泥脱水装置１０から搬送された汚泥Ｓを、一対のろ布６２、６３間で搬送しながら加圧脱水する脱水装置である。後段脱水装置１２は、ろ布６２、６３と、ローラ６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄ、６４ｅ、６４ｆ、６４ｇ、６４ｈ、６４ｉ、６４ｊ、６４ｋ、６４ｌ、６４ｍ、６４ｎ、６４ｏ、６４ｐ、６４ｑと、均し板６５と、排出トレイ６６と、スクレーバ６８と、水受け部７０とを有する。

下側のろ布６２は、例えば、通水性を持った長尺帯状のろ布や、微細な孔部が網目状に複数形成された長尺帯状の金属スクリーン等によって構成される。ろ布６２は、十分な張力で複数のローラ６４ａからローラ６４ｎ間に巻き掛けられており、図示しないモータ等の駆動源により、図１中に示す矢印の方向（図１では時計周り方向）に走行可能である。

略同様に、上側のろ布６３についても、例えば、通水性を持った長尺帯状のろ布や、微細な孔部が網目状に複数形成された長尺帯状の金属スクリーン等によって構成される。ろ布６３は、十分な張力で複数のローラ６４ｏ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄ，６４ｅ，６４ｆ，６４ｇ，６４ｈ，６４ｉ，６４ｊ，６４ｐ，６４ｑ間に巻き掛けられており、図示しないモータ等の駆動源により、図１中に示す矢印の方向（図１では反時計周り方向）に走行可能である。

ろ布６２とろ布６３とは、ローラ６４ｂ〜６４ｉ間での外周面（表面）同士を上下に蛇行させながら当接（又は近接）配置した部分において、汚泥Ｓを加圧脱水する。また、ろ布６２とろ布６３とは、ローラ６４ｊ，６４ｐ間での外周面（表面）同士を当接（又は近接）配置した部分において、汚泥Ｓをさらに加圧圧搾して、汚泥Ｓを所望の水分率の脱水ケーキとして、外部に排出する。

均し板６５は、後段脱水装置１２の入口付近に設けられる。さらに詳しくは、均し板６５は、汚泥脱水装置１０からろ布６２上への汚泥Ｓの落下位置の下流側（汚泥Ｓの搬送方向の下流側）であって、鉛直方向上方に配置される。均し板６５は、下流側に向かって次第に鉛直方向下方に傾斜したプレート部材であり、汚泥Ｓを鉛直方向下方に押さえつける方向に付勢された板ばね部材で形成してもよい。均し板６５は、汚泥脱水装置１０の出口からろ布６２上へと落下・投入された汚泥Ｓの高さをある程度均一化させ、ろ布６２、６３間に円滑に導入する。

排出トレイ６６は、後段脱水装置１２の出口に設けられる。排出トレイ６６は、ローラ６４ｊの外周面を走行するろ布６２に近接するよう配置されている。ろ布６２とろ布６３とで加圧圧搾された汚泥Ｓ（脱水ケーキ）は、排出トレイ６６上を滑りながら排出される。また、スクレーバ６８（掻き取り板）は、排出トレイ６６の鉛直方向上方に設けられている。スクレーバ６８は、ローラ６４ｐの外周面を走行するろ布６３に近接するように配置されている。ローラ６４ｊ，６４ｐ間からろ布６３に付着したままの汚泥Ｓは、スクレーバ６８によって掻き取られて排出トレイ６６へと排出される。後段脱水装置１２の出口における汚泥Ｓ、すなわち後段脱水装置１２で脱水された後の排出トレイ６６から排出される汚泥Ｓの含水率は、例えば７０％以上８５％以下である。ただし、含水率はこれらの値に限られない。

また、水受け部７０は、ろ布６２、６３よりも方向Ｚと反対側（鉛直方向下方）に設けられている。水受け部７０は、ろ布６２、６３による加圧で汚泥Ｓから分離された分離水を受け止めて回収する。

（水切り部について）
脱水システム１は、以上のように構成された汚泥脱水装置１０と後段脱水装置１２とにより、汚泥Ｓから分離水を分離することで、汚泥Ｓを脱水する。ここで、汚泥Ｓは、最前段である前区間Ｂ１においては、含水量が多くなっているため、分離される分離水の量も多くなる。前区間Ｂ１において汚泥Ｓから分離された分離水は、ろ布２６の底面２６Ｂにしみ出し、底面２６Ｂから分離されて、水受け部４０Ａに流下される。しかし、分離水は、ろ布２６の底面２６Ｂに到達したら、すぐに底面２６Ｂから分離されるわけでなく、表面張力により、底面２６Ｂに保持される。分離水が底面２６Ｂに保持されたままだと、ろ布２６が、保持された分離水で目詰まりを起こすおそれがある。この場合、分離水が、汚泥Ｓの固形成分と接触を続けることとなり、汚泥Ｓの脱水効率が低下する。それに対し、本実施形態に係る汚泥脱水装置１０は、前区間Ｂ１に水切り部３１を設けることで、ろ布２６の底面２６Ｂに保持された分離水を効果的に水切りして、分離水の底面２６Ｂからの分離を促進する。これにより、汚泥脱水装置１０は、汚泥Ｓの脱水効率の低下を抑制している。以下、水切り部３１について具体的に説明する。

図２から図４は、本実施形態に係る水切り部の構成を示す模式図である。図２は、水切り部３１の正面図であり、図３は、水切り部３１を搬送方向Ａ１から見た図であり、図４は、水切り部３１の上面図である。図４に示すように、水切り部３１は、方向Ｚから見てろ布２６と重畳している。水切り部３１は、開口部３６が２次元マトリクス状に複数設けられるシート状の部材である。言い換えれば、水切り部３１は、網状に設けられる部材であり、開口部３６は、水切り部３１に囲われた領域に形成される開口である。

図２に示すように、水切り部３１は、前区間Ｂ１において、ろ布２６の底面２６Ｂ側に設けられている。水切り部３１は、方向Ｚ側の表面（上面）である上端部３１Ａが、ろ布２６の底面２６Ｂに接触している。水切り部３１は、上端部３１Ａがろ布２６の底面２６Ｂに沿うように配置されており、搬送方向Ａ１に沿って設けられているといえる。なお、本実施形態では、水切り部３１は、上端部３１Ａの全域が、ろ布２６の底面２６Ｂと接触しているが、上端部３１Ａの少なくとも一部が、ろ布２６の底面２６Ｂと接触していればよい。また、水切り部３１は、位置が固定されているため、ろ布２６の移動（走行）に伴って一緒に移動せず、また、回転もしない。すなわち、ろ布２６は、水切り部３１上を摺動する。

ここで、ろ布２６は、投入口２０Ａが設けられた位置からローラ２８ｂが設けられた位置までの前区間Ｂ１において、搬送方向Ａ１側（方向Ｙ側）に向かうに従って鉛直方向上方に傾斜している。従って、水切り部３１は、投入口２０Ａとローラ２８ｂが設けられた位置との間の、ろ布２６が傾斜した区間に設けられているといえる。なお、ローラ２８ｂが設けられた位置は、投入口２０Ａよりも搬送方向Ａ１側の位置である、下流位置であるともいえる。なお、水切り部３１は、前区間Ｂ１の全域（投入口２０Ａとローラ２８ｂが設けられた位置との間の区間の全域）にわたって設けられている。ただし、水切り部３１は、前区間Ｂ１の全域のうちの一部の領域にのみ設けられてもよい。また、水切り部３１は、前区間Ｂ１に複数設けられてもよい。

また、図２に示すように、水切り部３１の上端部３１Ａから下端部３１Ｂまでの長さを、長さＨ１とする。下端部３１Ｂは、水切り部３１の上端部３１Ａと反対側の表面、すなわち底面であり、水切り部３１の方向Ｚと反対側（鉛直方向下方側）の表面であるといえる。この場合、長さＨ１は、ろ布２６の上面２６Ａから底面２６Ｂまでの長さＨ０よりも、長いことが好ましい。

また、図４に示すように、水切り部３１は、ろ布２６の側端部２６Ｃから側端部２６Ｄにわたって延在している。側端部２６Ｃは、ろ布２６の方向Ｘと反対側の端部であり、側端部２６Ｄは、ろ布２６の側端部２６Ｃと反対側の端部、すなわち、ろ布２６の方向Ｘ側の端部である。より具体的には、水切り部３１の方向Ｘと反対側の端部を、側端部３１Ｃとし、側端部３１Ｃと反対側の端部、すなわち水切り部３１の方向Ｘ側の端部を、側端部３１Ｄとする。この場合、水切り部３１は、側端部３１Ｃから側端部３１Ｄまで、方向Ｘに沿って延在しており、側端部３１Ｃが、ろ布２６の側端部２６Ｃよりも方向Ｘと反対側に位置し、側端部３１Ｄが、ろ布２６の側端部２６Ｄよりも方向Ｘ側に位置している。ただし、水切り部３１は、側端部３１Ｃが、ろ布２６の側端部２６Ｃよりも方向Ｘ側に位置していなければよく、側端部３１Ｃが、方向Ｘにおいて、ろ布２６の側端部２６Ｃと同位置にあってもよい。同様に、水切り部３１は、側端部３１Ｄが、ろ布２６の側端部２６Ｄよりも方向Ｘと反対側に位置していなければよく、側端部３１Ｄが、方向Ｘにおいて、ろ布２６の側端部２６Ｄと同位置にあってもよい。

以下、水切り部３１の形状をより具体的に説明する。図４に示すように、水切り部３１は、方向Ｘ及び搬送方向Ａ１に平行な平面に沿って設けられるシート状の部材である。そして、水切り部３１には、二次元マトリクス状に、複数の開口部３６が形成されている。言い換えれば、水切り部３１は、網状の部材であるといえ、その網状の部分に囲われた領域が、開口部３６となる。水切り部３１は、本実施形態では樹脂製であるが、その材料は任意である。

図２に示すように、水切り部３１は、方向Ｚ側（鉛直方向上側）の端部である上端部３１Ａから、方向Ｚと反対側（鉛直方向下側）の端部である下端部３１Ｂまで、方向Ｚと反対側（鉛直方向下方）に向かって延在している。水切り部３１は、方向Ｘに延在している箇所が、上端部３１Ａから下端部３１Ｂに向かうに従って、搬送方向Ａ１に沿った長さ（幅）が短くなっており、下端部３１Ｂが尖った形状となっている。

ただし、水切り部３１は、下端部３１Ｂに向かうに従って、搬送方向Ａ１に沿った長さ（幅）が短くなっていなくてもよいし、下端部３１Ｂが尖っていなくてもよい。

また、図３に示すように、水切り部３１は、搬送方向Ａ１に延在している箇所が、上端部３１Ａから下端部３１Ｂに向かうに従って、方向Ｘに沿った長さ（幅）が短くなっており、下端部３１Ｂが尖った形状となっている。

ただし、水切り部３１は、下端部３１Ｂに向かうに従って、方向Ｘに沿った長さ（幅）が短くなっていなくてもよいし、下端部３１Ｂが尖っていなくてもよい。

開口部３６は、水切り部３１の上端部３１Ａから下端部３１Ｂまでを貫通する開口である。図４に示すように、開口部３６は、水切り部３１に、マトリクス状に複数形成されており、格子状に形成されているともいえる。開口部３６は、本実施形態では、矩形状の開口であるが、その形状は任意であり、例えば菱形や円形であってもよい。すなわち、水切り部３１は、囲った領域に開口部３６が形成され、開口部３６同士を区切るように形成されていればよい。

ここで、図４に示すように、ろ布２６にも、上面２６Ａから底面２６Ｂまで貫通する開口２６Ｅが、マトリクス状に複数形成されている。開口２６Ｅは、汚泥Ｓからの分離水を透過するための開口であり、本実施形態では、水切り部３１の開口部３６と同様の矩形状である。水切り部３１の開口部３６は、ろ布２６の開口２６Ｅより面積が大きい。水切り部３１の開口部３６は、例えば下水汚泥の場合には、２５ｍｍ^２以上２２５ｍｍ^２以下の面積であることが好ましい。開口部３６が矩形の場合には、例えば、開口部３６の辺が、５ｍｍ以上１５ｍｍ以下であることが好ましい。ただし、開口部３６は、ろ布２６の開口２６Ｅより面積が大きいものであれば、面積及び一辺の長さは、任意である。

以上説明した水切り部３１の機能について、以下で説明する。図５は、本実施形態における水切り部の機能を説明する図である。上述のように、汚泥脱水装置１０は、前区間Ｂ１において、凝集混和槽２０の投入口２０Ａから供給された汚泥Ｓを、ろ布２６の上面２６Ａに載せて、搬送方向Ａ１に搬送する。ろ布２６は、重力により、汚泥Ｓから液体成分である分離水Ｗを分離する。分離水Ｗは、ろ布２６の開口２６Ｅを透過して、ろ布２６の上面２６Ａから底面２６Ｂまで移動する。底面２６Ｂまで移動した分離水Ｗは、表面張力により、底面２６Ｂに保持される。ここで、ろ布２６の底面２６Ｂは、水切り部３１の上端部３１Ａに接触している。従って、底面２６Ｂに保持された分離水Ｗは、水切り部３１に水切りされることにより水切り部３１に流れて、底面２６Ｂから分離される。水切り部３１に流れた分離水Ｗは、重力により、水切り部３１の下端部３１Ｂに到達し、下端部３１Ｂから、鉛直方向下方に流下する。

ここで、水切り部３１は、開口部３６が複数形成されており、言い換えれば、網状に形成されている。すなわち、水切り部３１は、開口部３６の周囲に、幅方向である方向Ｘのベクトル成分に延在する部分と、搬送方向Ａ１のベクトル成分に延在する部分との両方を有しているといえる。従って、水切り部３１は、ろ布２６上で分離水Ｗが幅方向である方向Ｘと搬送方向Ａ１のどちらの方向に流れても、いずれかの部分で、その分離水Ｗに接触することが可能となり、確実に水切りすることができる。従って、この水切り部３１によると、分離水Ｗの底面２６Ｂからの分離を促進して、汚泥Ｓの脱水効率の低下を抑制することが可能となる。また、水切り部３１は、開口部３６の面積を、ろ布２６の開口２６Ｅの面積より大きくしている。水切り部３１は、このように開口部３６を形成することで、水切り部３１の上端部３１Ａから下端部３１Ｂまでの分離水Ｗの移動を抑制せず、汚泥Ｓの脱水効率の低下をより好適に抑制することができる。

また、前区間Ｂ１において、ろ布２６は、搬送方向Ａ１と反対側（方向Ｙと反対側）に向かうに従って、鉛直方向下方に傾斜している。従って、ろ布２６の底面２６Ｂの分離水Ｗは、重力により搬送方向Ａ１と反対側に向かう。ここで、水切り部３１は、搬送方向Ａ１に直交する方向Ｘのベクトル成分に延在する部分を有しており、その部分が、搬送方向Ａ１に沿って複数設けられている。従って、水切り部３１は、搬送方向Ａ１と反対側に向かう分離水Ｗと接触しやすくなり、分離水Ｗの底面２６Ｂからの分離をさらに促進することができる。また、ろ布２６は、搬送方向Ａ１に走行しているため、分離水Ｗは、ろ布２６の走行に伴い、水切り部３１の搬送方向Ａ１と反対側の表面にも流れ込む。このように、第１延在部３２は、搬送方向Ａ１に流れる分離水Ｗを、適切に掻き取ることができる。また、水切り部３１は、搬送方向Ａ１のベクトル成分に延在する部分が、方向Ｘに沿って複数設けられている。従って、水切り部３１は、方向Ｘに向けて広がるように拡散する分離水Ｗと接触しやすくなり、分離水Ｗの底面２６Ｂからの分離をさらに促進することができる。

また、水切り部３１は、下端部３１Ｂに向かうに従って、幅が短くなっている。従って、水切り部３１は、下端部３１Ｂにおいて保持できる分離水Ｗの量が少なくなり、流下させる分離水Ｗの量が多くなる。水切り部３１は、このように保持する分離水Ｗの量を少なくすることで、底面２６Ｂに保持された分離水Ｗが流れ込む量を多くして、底面２６Ｂに保持される分離水Ｗの量を少なくすることができる。従って、この水切り部３１によると、汚泥Ｓの脱水効率の低下をより好適に抑制することが可能となる。

以上説明したように、本実施形態に係る汚泥脱水装置１０は、ろ布２６と、水切り部３１とを有する。ろ布２６は、上面２６Ａから底面２６Ｂまでを貫通する開口２６Ｅが設けられ、上面２６Ａに汚泥Ｓを載せて搬送方向Ａ１に搬送する。水切り部３１は、ろ布２６の底面２６Ｂ側に設けられる。水切り部３１は、上面である上端部３１Ａから底面である下端部３１Ｂまでを貫通する複数の開口部３６を形成する部材である。開口部３６は、ろ布２６の開口２６Ｅよりも大きくなっている。

ろ布２６上の汚泥Ｓから分離された分離水Ｗは、ろ布２６の底面２６Ｂに保持される。本実施形態に係る汚泥脱水装置１０は、ろ布２６の底面２６Ｂに設けられた水切り部３１を有している。そのため、汚泥脱水装置１０は、ろ布２６の底面２６Ｂに保持された分離水Ｗがどの方向に移動しても、水切り部３１によって適切に掻き取ることが可能となり、分離水Ｗの底面２６Ｂからの分離を促進して、汚泥Ｓの脱水効率の低下を抑制することができる。

また、水切り部３１は、開口部３６の面積が、２５ｍｍ^２以上２２５ｍｍ^２以下である。このように開口部３６の面積を大きくすることで、ろ布２６の開口２６Ｗを塞ぐことを抑制しつつ、水切り部３１の上端部３１Ａから下端部３１Ｂまでの分離水Ｗの移動を規制し難くなり、汚泥Ｓの脱水効率の低下をより好適に抑制することができる。

また、水切り部３１は、上端部３１Ａの少なくとも一部が、ろ布２６の底面２６Ｂに接触する。この水切り部３１は、ろ布２６の底面２６Ｂに接触することで、ろ布２６の底面２６Ｂに保持された分離水Ｗを、より効果的に掻き取ることが可能となり、汚泥Ｓの脱水効率の低下をより好適に抑制することができる。

なお、水切り部３１は、ろ布２６の底面２６Ｂ側に設けられていれば、必ずしもろ布２６の底面２６Ｂに接触していなくてもよい。この場合でも、水切り部３１の上端部３１Ａが、ろ布２６の底面２６Ｂに保持された分離水Ｗと接触可能な程度の近距離に設けられていれば、分離水Ｗを掻き取ることができる。この場合、水切り部３１の上端部３１Ａとろ布２６の底面２６Ｂとの間の距離は、ろ布２６の底面２６Ｂに保持された分離水Ｗと適切に接触できるよう、例えば２．５ｍｍ以下であることが好ましい。

また、水切り部３１は、下端部３１Ｂに向かうに従って、幅が小さくなる。この水切り部３１は、下端部３１Ｂにおいて保持できる分離水Ｗの量が少なくなることで、底面２６Ｂに保持された分離水Ｗが流れ込む量を多くして、底面２６Ｂに保持された分離水Ｗの量を少なくすることができる。従って、この水切り部３１によると、汚泥Ｓの脱水効率の低下をより好適に抑制することが可能となる。

また、本実施形態に係る汚泥脱水装置１０は、ろ布２６に汚泥Ｓを投入する投入口２０Ａを有している。ろ布２６は、投入口２０Ａから、投入口２０Ａよりも搬送方向Ａ１側の下流位置まで、下流位置に向かうに従って鉛直方向上方に傾斜している。水切り部３１は、投入口２０Ａと下流位置との間に設けられる。ろ布２６は、投入口２０Ａから下流位置までの前区間Ｂ１において、鉛直方向上方に傾斜している。従って、ろ布２６の底面２６Ｂに保持された分離水Ｗは、重力によって、投入口２０Ａ側に移動する。水切り部３１は、このような傾斜した位置に設けられることで、投入口２０Ａ側に移動する分離水Ｗを受け止め、より効率的に掻き取ることができる。

なお、本実施形態においては、水切り部３１は、前区間Ｂ１にのみ設けられ、他の区間（すなわち、後区間Ｂ２や後段脱水装置１２）には設けられていないが、前区間Ｂ１以外でも、水切り効果を向上させたい任意の区間に設けることができる。ただし、水切り部３１は、走行するろ布２６と接触するため、多く配置し過ぎると、ろ布２６を摩耗させるおそれがある。従って、水切り部３１は、後段脱水装置１２に設けず、汚泥脱水装置１０に設けることが好ましい。さらに言えば、本実施形態のように、汚泥脱水装置１０のうちでも、後区間Ｂ２に設けず前区間Ｂ１に設けることが好ましい。すなわち、本実施形態のように、水切り部３１を、分離水Ｗの量が多くなる前区間Ｂ１だけに集中的に設けることにより、脱水効率を向上させつつ、ろ布２６の摩耗を抑制することが好ましい。

また、水切り部３１は、樹脂製の網状部材である。水切り部３１を樹脂製の網状部材とすることで、市販のプラスチックネットなどを水切り部３１として使用することが可能となる。そのため、この汚泥脱水装置１０によると、水切り部３１として専用品を設ける必要がなくなり、容易に脱水効率の低下を抑制することができる。

以下、本実施形態に係る水切り部３１の他の例について説明する。

図６は、本実施形態に係る水切り部の他の例を示す図である。本実施形態に係る水切り部３１は、図２に示したように、下端部３１Ｂに向かうに従って幅が小さくなっていたが、図６に示すように、下端部３１Ｂに向かうに従って幅が小さくなっていなくてもよい。例えば、図６の（Ａ）に示す水切り部３１ａは、上端部３１ａＡから下端部３１ａＢに向かうに従って、幅が大きくなっている。すなわち、水切り部３１ａは、下端部３１ａＢに向かうに従って、幅が大きくなっている。また、図６の（Ｂ）に示す水切り部３１ｂは、上端部３１ｂＡから下端部３１ｂＢまでにおいて、幅が一定となっている。すなわち、水切り部３１ｂは、下端部３１ｂＢに向かって幅が一定になっている。このような場合でも、水切り部３１ａ、３１ｂは、脱水効率の低下を抑制することができる。

なお、図６の（Ａ）に示す水切り部３１ａは、図２の水切り部３１の上下を反対にしてろ布２６に接触させた構造であるともいえる。すなわち、図６の（Ａ）に示す水切り部３１ａは、図２の水切り部３１の下端部３１Ｂを、ろ布２６の底面２６Ｂに接触させた構成に相当する。

図７は、本実施形態に係る水切り部の他の例を示す図である。本実施形態に係る水切り部３１は、図２に示したように、方向Ｘのベクトル成分に延在する部分と搬送方向Ａ１のベクトル成分に延在する部分との、搬送方向Ａ１及び方向Ｘに直交する方向の長さが同じであった。言い換えれば、水切り部３１は、いずれの部分においても、下端部３１Ｂが、方向Ｚにおいて同じ位置にあった。しかし、水切り部は、図７に示すように、方向Ｘのベクトル成分に延在する部分と搬送方向Ａ１のベクトル成分に延在する部分との、搬送方向Ａ１及び方向Ｘに直交する方向の長さが異なっていてもよい。

より詳しくは、図７の（Ａ）に示すように、水切り部３１ｃは、部分３２ｃと部分３４ｃとを有する。部分３２ｃは、本例では、方向Ｘのベクトル成分に延在する部分であり、上端部３２ｃＡから下端部３２ｃＢまで延在している。部分３４ｃは、本例では、搬送方向Ａ１のベクトル成分に延在する部分であり、上端部３４ｃＡから下端部３４ｃＢまで延在している。すなわち、部分３２ｃと部分３４ｃとは、互いに異なる方向に延在している。部分３２ｃの上端部３２ｃＡと部分３４ｃの上端部３４ｃＡとは、同一平面上にあって、ろ布２６の底面２６Ｂと接触する水切り部３１ｃの上端部３１ｃＡを形成している。それに対し、部分３２ｃの下端部３２ｃＢは、水切り部３１ｃの下端部３１ｃＢを形成しているが、部分３４ｃの下端部３４ｃＢは、部分３２ｃの下端部３２ｃＢよりもろ布２６側に位置して、下端部３１ｃＢを形成していない。すなわち、部分３４ｃは、上端部３４ｃＡから下端部３４ｃＢまでの長さが、部分３２ｃの上端部３２ｃＡから下端部３２ｃＢまでの長さより短くなっている。なお、図７の（Ａ）では、部分３４ｃの長さが部分３２ｃの長さより短くなっているが、反対に、部分３２ｃの長さが部分３４ｃの長さより短くなっていてもよい。

また、図７の（Ｂ）は、図７の（Ａ）に対し、上下を反対にしてろ布２６に接触させた構造である。すなわち、図７の（Ｂ）では、部分３２ｃの下端部３２ｃＢ（水切り部３１ｃの底面３１ｃＢ）が、ろ布２６の底面２６Ｂに接触している。このような場合でも、水切り部３１ｃは、脱水効率の低下を抑制することができる。

（実施例）
次に、実施例について説明する。実施例においては、図７の（Ａ）に示す水切り部３１ｃの上端部３１ｃＡを、ろ布２６の底面２６Ｂに接触させた状態で、ろ布２６の上面２６Ａに汚泥Ｓを供給して、ろ布２６及び水切り部３１ｃの鉛直方向下方に設けられた水受け部に流下された分離水の流量を、１秒ごとに測定した。本実験では、開口部３６の面積が約３１．９ｍｍ^２となる水切り部３１ｃを用いた実験を、第１実施例とし、開口部３６の面積が約１９６ｍｍ^２となる水切り部３１ｃを用いた実験を、第２実施例とした。また、ろ布２６の底面２６Ｂに水切り部を設けない状態での実験を、比較例とした。

図８は、実施例の実験結果を示すグラフである。図８の横軸は、時間（秒）を示し、ろ布２６に汚泥Ｓを投入したタイミングを０秒とする。図８の縦軸は、時間毎の、水受け部に流下された分離水Ｗの量（分離水量）を示す。図８の曲線Ｌｘは、比較例に係る実験結果を示し、曲線Ｌ１は、第１実施例における実験結果を示し、曲線Ｌ２は、第２実施例における実験結果を示す。図８に示すように、ろ布２６の底面２６Ｂに網状の水切り部を配置すると、分離水を早く流下できることが分かる。また、曲線Ｌ１と曲線Ｌ２とを比較すると、開口部３６の面積が大きい方が、分離水を早く流下できることが分かる。なお、１３秒以降で分離水の量の差が無くなっているのは、汚泥に含まれた水の量が２５００ｇ程度であるため、分離水がほぼ全て流下されたことを意味する。

以上、本発明の実施形態を説明したが、これら実施形態等の内容により実施形態が限定されるものではない。また、前述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、前述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。さらに、前述した実施形態等の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

１ 脱水システム
１０ 汚泥脱水装置
１２ 後段脱水装置
２０ 凝集混和槽
２６ ろ布
２６Ａ 上面
２６Ｂ 底面
２６Ｅ 開口
３１ 水切り部
３１Ａ 上端部（上面）
３１Ｂ 下端部（底面）
３６ 開口部
Ａ１ 搬送方向
Ｂ１ 前区間
Ｂ２ 後区間
Ｓ 汚泥
Ｗ 分離水

Claims (5)

1. 上面から底面までを貫通する開口が設けられ、前記上面に汚泥を載せて搬送方向に搬送するろ布と、
   前記ろ布の底面側に設けられて、上面から底面までを貫通して前記ろ布の開口より大きい複数の開口部を形成する水切り部と、
   を有する汚泥脱水装置。
2. 前記水切り部は、前記上面の少なくとも一部が、前記ろ布の底面に接触する、請求項１に記載の汚泥脱水装置。
3. 前記水切り部は、底面に向かうに従って、幅が小さくなる、請求項１又は請求項２に記載の汚泥脱水装置。
4. 前記ろ布は、前記ろ布に前記汚泥を投入する投入口から、前記投入口よりも前記搬送方向側の下流位置まで、前記下流位置に向かうに従って鉛直方向上方に傾斜しており、
   前記水切り部は、前記投入口と前記下流位置との間に設けられる、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の汚泥脱水装置。
5. 前記水切り部は、樹脂製の網状部材である、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の汚泥脱水装置。

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