JP2019217478A - フィルタープレスのエアブロー装置およびエアブロー方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 フィルタープレスのエアブローに使用されたエアーを返送し、再度エアブローに使用するフィルタープレスのエアブロー装置およびエアブロー方法を提供する。【解決手段】 ろ過工程を行った後に高圧空気を供給してエアブロー工程を行うフィルタープレスにおいて、供給源とろ過室を連通する空気供給管と、ろ過室と気液分離装置を連通する空気排出管と、空気とろ液とに気液分離する気液分離装置と、空気供給管に介挿したエジェクターと気液分離装置を連通する返送管とを備えるので、ろ過室に供給したエアブローの高圧空気を再使用でき、エアー消費量を削減できる。【選択図】図１

Description

本発明は、フィルタープレスのエアブローに関し、フィルタープレスから排出されるエアーを返送して再使用するフィルタープレスのエアブロー装置およびエアブロー方法に関する。

フィルタープレスにおいて、ダイアフラムで圧搾したケーキの水分をさらに低下させる技術として、機械的な圧搾圧力では押出しが困難なケーキ粒子間水分を高圧空気で同伴排除するエアブロー装置は特許文献１に開示されているように公知である。

また、特許文献２には、フィルタープレスの後段にエリミネータを設置し、エアブロー後の流体を気液分離する技術が開示されている。

さらに、特許文献３には、熱風発生器で発生した熱風により脱水ケーキを熱風乾燥機にて乾燥させるとともに、後段の固気分離機（サイクロン）から分離したガスの一部を熱風発生器へ返送する技術が開示されている。

特公昭６３−３４７６６号公報 実開平１−０３２７０５号公報 特開２０１７−００６８２４号公報

引用文献１のような従来のエアブロー装置は、高圧空気を高圧でフィルタープレスのろ過室に供給し、ろ過室から排気されたエアーをそのまま大気に開放させており、エアーの消費量が増大し、多額のランニングコストが掛かる。

引用文献２の装置は、エアブロー後の流体をエリミネータにて気液分離しているが、エリミネータで液体を回収し、気体は大気に開放させている。

引用文献３の装置は、脱水ケーキを乾燥させた熱風の一部を返送して再使用しているが、熱風の返送に吸引ファンを用いており、設備費や維持費のコストが増加すると共に、主配管への返送時（合流時）に気流同士の衝突により大きな圧力損失が発生して効率が低下する恐れがある。

本発明は、フィルタープレスのエアブロー装置において、脱水機の後段に気液分離装置を設置し、エアブローのエアーを気液分離するとともに、分離したエアーを効率よく返送・再使用してエアブロー時のエアー消費量を削減するフィルタープレスのエアブロー装置およびエアブロー方法を提供する。

本発明は、複数のろ板を並列してろ板間にろ過室を形成し、ろ過室で機械的なろ過工程を行った後に高圧空気を供給してエアブロー工程を行うフィルタープレスにおいて、一端に高圧空気の供給源を接続し、他端をろ過室に連通させた空気供給管と、一端をろ過室に連通させ、他端を気液分離装置に接続した空気排出管と、高圧空気とろ液とに気液分離する気液分離装置と、気液分離装置に一端を接続し、空気供給管に介挿したエジェクターに他端を接続した返送管とを備えるので、エアブローによる脱水ケーキ含水率の低減が可能となるとともに、エアブローに用いるエアー消費量の削減が可能となる。

また、ろ板にろ過室からろ液を排出する排出孔と、ろ板の排出孔に接続するろ液管と、ろ過室に連通する一方のろ液管に接続する空気供給管と、ろ過室に連通する他方のろ液管に接続する空気排出管とを備えるとすると、ろ過室への高圧空気の吸排気にろ液管路を利用できる。

複数のろ板を並列してろ板間にろ過室を形成したフィルタープレスにおいて、ろ過室にスラッジを供給して脱水するろ過工程と、ろ過工程の後、ろ過室に高圧空気を供給するエアブロー工程と、ろ過室から排出された高圧空気を気液分離する気液分離工程と、気液分離工程で分離した高圧空気を返送し、エジェクターを介してろ過室に供給する空気供給管に混合させる返送混合工程とを有するので、エアブローによる脱水ケーキ含水率の低減が可能となるとともに、エアブローに用いるエアー消費量の削減が可能となる。

本発明に係るフィルタープレスのエアブロー装置は、エアブローによる脱水ケーキ含水率の低減が可能となるとともに、エアブローに用いるエアー消費量の削減が可能となる。ろ過室への高圧空気の吸排気にろ液管路を利用できるので別途管路を形成する必要がない。排気部に設置する気液分離装置は自然法則を利用した装置であるためランニングコストが掛からない。

本発明に係るフィルタープレスの概念図である。 同じく、ろ過室の断面図である。 同じく、他の実施例のろ過室の断面図である。 同じく、気液分離装置の断面図である。 同じく、エジェクターの断面図である。

図１は本発明に係るフィルタープレスの概念図である。
フィルタープレス１は前後のフレーム２，３間に橋架したガイドレール４上に多数のろ板５…を移動自在に支架している。一方のフレーム３に設けた開閉装置６で、多数のろ板５…を軸方向に移動させるようにしている。ろ板５には凹面状のろ過床７が形成され、このろ過床７にろ布８を張設し、隣接するろ板５，５間にろ過室９を形成している。

ろ板５にはろ過室９に連通する空気供給管１０を接続し、供給源１１から高圧空気をろ過室９に供給している。また、ろ板５に空気排出管１２の一端を接続し、ろ過室９から高圧空気を空気排出管１２に排出している。

空気排出管１２の他端を気液分離装置１３に接続し、ろ過室９から排出された高圧空気を気液分離装置１３にて気液分離する。液体（ろ液）は下方に排出し、気体（高圧空気）は上方から返送管１４に流入させる。

返送管１４の他端は空気供給管１０に備えるエジェクター１５に接続しており、供給源１１からの高圧空気の流れに吸引されて再びろ過室９へと供給される。

なお、高圧空気を発生させる供給源１１は、コンプレッサー等の公知技術を用いることができる。

図２はろ過室の断面図である。
隣接するろ板５，５にそれぞれ凹面状のろ過床７，７を形成してろ過室９を構成している。ろ板５の上部にはスラッジの圧入連通管１６が設けてあり、図示しない原液の供給管からスラッジをろ過室９に圧入してろ布８で固液分離を行う。分離したろ液は、ろ板５，５のろ過床７，７に排出し、ろ板５，５の下端に設けたろ液の排出孔１７，１７から抜き出して、ろ液管１８，１８に排出するようにしている。

ろ過室９に連通する一方のろ液管１８には空気供給管１０を接続しており、ろ過床７の排出孔１７からろ過室９へ高圧空気を流入させることができる。ろ過床７に流入した高圧空気は、脱水ケーキを貫通して他方のろ過床７の排出孔１７から排出される。ろ過室９に連通する他方のろ液管１８には空気排出管１２を接続しており、ろ過室９から排出された高圧空気は空気排出管１２に流入する。

この時、高圧空気が脱水ケーキ中の水分を他方のろ過床７へ搬送するため、ろ過室９の脱水ケーキの含水率をさらに低減させることができる。

複数のろ過室９…が並列している場合は、空気供給管１０および空気排出管１２をそれぞれのろ液管１８に連続的に接続する。

図３は他の実施例のろ過室の断面図である。
裏表面を中凹状に形成したろ板５ａと平面上に形成したろ板５ｂを交互に開閉自在に並列しており、前後のろ板５ａ，５ｂを閉板してろ過室９を構成するようにしている。ろ板５ａ，５ｂの上部にはスラッジの圧入連通管１６が設けてあり、図示しない原液の供給管からスラッジをろ過室９に圧入してろ布８で固液分離を行う。分離したろ液は、ろ板５ａ，５ｂのろ過床７，７ａに排出し、ろ板５ａ，５ｂの下端に設けたろ液の排出孔１７，１７から抜き出して、ろ液管１８に排出するようにしている。ろ液管１８は隣接するろ過室９，９間で連通させており、隣接するろ過室９，９のろ液を同時に排出している。

ろ過室９に連通する一方のろ液管１８には空気供給管１０を接続しており、ろ過床７の排出孔１７からろ過室９へ高圧空気を流入させることができる。ろ過床７に流入した高圧空気は、脱水ケーキを貫通して他方のろ過床７ａの排出孔１８から排出される。ろ過室９に連通する他方のろ液管１８には空気排出管１２を接続しており、ろ過室９から排出された高圧空気は空気排出管１２に流入する。

なお、ろ板５、ろ過室９は本実施例に限定されることはなく、他の公知の構成を用いることができる。

また、本実施例ではろ液管１８およびろ板５に形成したろ液の排出孔１７を利用して高圧空気を吸排気しているが、高圧空気のみを吸排気する専用の配管を設けてもよい。

図４は気液分離装置の断面図である。
気液分離装置１３は、円筒部１９の下方に直径が漸減する円錐部２０が連接して本体部２１が形成されている。本体部２１の上部側方には吸気部２２を設けており、円筒部１９の円周方向に流入するように空気排出管１２と接続されている。円筒部１９の頂部には排気部２３を設けており、返送管１４と接続されている。円錐部２０の下端には排水部２４を設けており、図示しない管路によりろ液が排出される。

ろ過室９から排出された高圧空気を移送する空気排出管１２内には空気と少量のろ液が混在している。この高圧空気は、気液分離装置１３の吸気部２２から本体部２１の内部に入り、細矢印のように旋回運動をしながら下方に行き、反転して上昇する。このときの旋回運動の遠心力により気体と水分が分離され、気体は排気部２３より排気され、水分は本体部２１の内壁面を伝って下降し排水部より排出される。

なお、気液分離装置１３は本実施例に限定されることはなく、他の公知の気液分離装置を用いることができる。

図５はエジェクターの断面図である。
エジェクター１５の両端には空気供給管１０，１０を接続しており、一方の空気供給管１０（図５下方）を供給源１１に、他方（図５上方）をフィルタープレス１に接続されている。

エジェクター１５は、円筒部２５に内挿し先端部を縮小開口したノズル孔２６と、ノズル孔２６の開口部近傍の円筒部２５に連結した抽気部２７と、その後方の管径を縮小したディフューザー部２８とで構成している。

抽気部２７は返送管１４と接続しており、気液分離装置１３で分離された高圧空気が抽気部２７を通じてエジェクター１５内に導入される。

なお、エジェクター１５は本実施例に限定されることはなく、ベンチュリ効果で空気を吸入できる公知のエジェクターを用いることができる。

フィルタープレス１のエアブロー方法の各工程について、図２，３をもとに詳述する。
空気供給管１０は、ろ過室９に連通する一方のろ液管１８…に接続しており、ろ液管１８との接続部の上流側に弁Ｖ１を備え、接続部の下流側のろ液管１８…に弁Ｖ２…を備える。
ろ過室９に連通する他方のろ液管１８…には、空気排出管１２を接続しており、接続部の下流側の空気排出管１２には弁Ｖ３を備える。ろ過室９に連通するそれぞれのろ液管１８…を纏めた管路には下流側に弁Ｖ４を備える。

＜ろ過工程Ｓ１＞
フィルタープレス１にスラッジを供給してろ過室９にて固液分離を行うろ過工程Ｓ１では、最初にろ板５…を閉板した後、ろ過室に連通するろ液管１８に設けている弁Ｖ２…と弁Ｖ４を開き、空気供給管１０に設けている弁Ｖ１と、空気排出管１２に設けている弁Ｖ３を閉じる。

ろ液が空気の吸排気管路に流入しないことを確認し、スラッジをろ過室９に供給する。
ろ過室９では圧入・圧搾作用によりスラッジが固液分離され、脱水ケーキはろ過室９内に残留し、ろ液はろ布８を透過してろ板５の排出孔１７を介してろ液管１８から排出される。
所定の圧力あるいは時間だけろ過工程Ｓ１を行った後、エアブロー工程Ｓ２に移行する。

＜エアブロー工程Ｓ２＞
ろ過室９に高圧空気を供給し、脱水ケーキのケーキ粒子間水分を高圧空気で同伴排除するエアブロー工程Ｓ２では、最初に、ろ液管１８に設けている弁Ｖ２…と弁Ｖ４を閉じ、空気供給管１０に設けている弁Ｖ１と空気排出管１２に設けている弁Ｖ３を開ける。

高圧空気がろ液の排出管路に流入しないことを確認し、供給源１１から空気供給管１０を介して高圧空気をろ過室９内に供給する。ろ過室９内の脱水ケーキ内を高圧空気が通過する際に、脱水ケーキ内の水分を搬送して、さらに脱水ケーキの含水率を低減させる。
ろ過室９にエアブローした後の空気は、空気排出管１２を介して排出する。

＜気液分離工程Ｓ３＞
ろ過室９から排出された高圧空気を移送する空気排出管１２内には空気と少量のろ液が混在している。気液分離工程Ｓ３は気液分離装置１３にて、この高圧空気から水分を取り除く工程である。

空気排出管１２に接続する気液分離装置１３の吸気部２２から本体部２１の内部に入り、細矢印のように旋回運動をしながら下方に行き、反転して上昇する。このときの旋回運動の遠心力により気体と水分が分離され、気体は排気部２３より排気され、水分は本体部の内壁面を伝って下降し排水部２４より排出される。

＜返送混合工程Ｓ４＞
気液分離装置１３で水分が取り除かれた空気は、返送混合工程Ｓ４にて、排気部２３に接続した返送管１４を介してエジェクター１５に導入される。

エジェクター１５は、供給源１１から供給される高圧空気をノズル孔２６から噴出させて圧力を減圧し、気液分離装置１３から排出された空気を抽気部２７から吸引して、ディフューザー部２８で混合させる。エジェクター１５で混合した混合高圧空気は空気供給管１０を介してろ過室９に供給される。

気液分離装置１３から排出される気体は圧力が残存しており、効率よくエジェクター１５で混合される。また、エジェクター１５で返送空気を混合するため、供給源１１で発生させる送風量を削減できる。

本発明に係るフィルタープレスのエアブロー装置およびエアブロー方法は、ろ過室に供給したエアブローの高圧空気を再使用するので、エアー消費量を削減できる。一般的に機場の高圧空気の動力源が占めるコストの割合は高く、本装置によりランニングコストを低減することが可能となる。したがって、浄水汚泥、下水汚泥、あるいは産業排水汚泥等の処理において、エアブローにて脱水ケーキを低含水率まで低減する処理を行うフィルタープレスに有効となる。

１ フィルタープレス
５ ろ板
９ ろ過室
１０ 空気供給管
１１ 供給源
１２ 空気排出管
１３ 気液分離装置
１５ エジェクター
１７ 排出孔
１８ ろ液管
Ｓ１ ろ過工程
Ｓ２ エアブロー工程
Ｓ３ 気液分離工程
Ｓ４ 返送混合工程

Claims (3)

1. 複数のろ板（５…）を並列してろ板（５，５）間にろ過室（９）を形成し、ろ過室で機械的なろ過工程を行った後に高圧空気を供給してエアブロー工程を行うフィルタープレス（１）において、
   一端に高圧空気の供給源（１１）を接続し、他端をろ過室（９）に連通させた空気供給管（１０）と、
   一端をろ過室（９）に連通させ、他端を気液分離装置（１３）に接続した空気排出管（１２）と、
   高圧空気とろ液とに気液分離する気液分離装置（１３）と、
   気液分離装置（１３）に一端を接続し、空気供給管（１０）に介挿したエジェクター（１５）に他端を接続した返送管と、
   を備えた
   ことを特徴とするフィルタープレスのエアブロー装置。
   
2. 前記ろ板（５）にろ過室（９）からろ液を排出する排出孔（１７，１７）と、
   ろ板（１７）の排出孔（１７）に接続するろ液管（１８）と、
   ろ過室（９）に連通する一方のろ液管（１８）に接続する空気供給管（１０）と、
   ろ過室（９）に連通する他方のろ液管（１８）に接続する空気排出管（１２）と、
   を備えた
   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エアブロー装置。
   
3. 複数のろ板（５…）を並列してろ板（５，５）間にろ過室（９）を形成したフィルタープレス（１）において、
   ろ過室（９）にスラッジを供給して脱水するろ過工程（Ｓ１）と、
   ろ過工程（Ｓ１）の後、ろ過室（９）に高圧空気を供給するエアブロー工程（Ｓ２）と、
   ろ過室（９）から排出された高圧空気を気液分離する気液分離工程（Ｓ３）と、
   気液分離工程（Ｓ３）で分離した高圧空気を返送し、エジェクター（１５）を介してろ過室（９）に供給する空気供給管（１０）に混合させる返送混合工程（Ｓ４）と、
   を有する
   ことを特徴とするフィルタープレスのエアブロー方法。

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