JP2022072176A - 脱水ブロック生成装置及び脱水ブロック生成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】小容量化が可能で配置性に優れた脱水ブロックを生成可能な脱水ブロック生成装置を提供する。【解決手段】本発明に係る脱水ブロック生成装置は、対向する第１濾過面及び第２濾過面、並びに第１濾過面と第２濾過面との間を接続する単数又は複数の側部濾過面を有する濾室と、第１濾過面から第２濾過面に向かって延伸する周面に複数の給泥孔が形成された筒状の形状を有し、濾室に給泥孔を介してスラリーを案内するスラリー案内管と、側部濾過面に配置された少なくとも一対の加圧バックと、スラリーを加圧して、加圧されたスラリーを、スラリー案内管を介して濾室へ供給する第１ポンプと、加圧バックに流体を供給して加圧バックを膨張させる第２ポンプと、スラリー案内管を介して濾室に供給されるスラリーを脱水して脱水ブロックを生成するように、第１ポンプ及び第２ポンプを制御するポンプ制御装置と、を有する。【選択図】図５

Description

本発明は、脱水ブロック生成装置及び脱水ブロック生成方法に関する。

港湾、湖沼、河川、池等において、水深の確保、悪臭の発生防止及び水生物の保護を図るために、堆積する土砂等を取除く浚渫工事が実施される。浚渫工事によって発生する浚渫底泥は、浚渫汚泥とも呼ばれ、含水率が高い液状をしており、容量が大きくてかさばるという課題がある。

そこで、浚渫汚泥からゴミ、石及び砂礫を取り除いた原液（以下、スラリーと称する）から水分を除いて小容量化するための装置として、高圧フィルタプレス式脱水装置が知られている。例えば、特許文献１に記載された高圧フィルタプレス式脱水装置は、スラリーを脱水して脱水ブロックを生成することで、浚渫汚泥又は焼却灰等を小容量化して保管／処分しやすくしている。

特開２０１８－３４１３５号公報

しかし、特許文献１に記載された技術では、脱水ブロックが小片化されるため、ドラム缶等に収納して保管する場合に脱水ブロック間に空隙が生じて、小容量化が限定される。また、小片化された脱水ブロックは、積層したり並べたりすることが難しいため、配置性に欠ける。

そこで、本発明は、小容量化が可能で配置性に優れた脱水ブロックを生成可能な脱水ブロック生成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る脱水ブロック生成装置は、対向する第１濾過面及び第２濾過面、並びに第１濾過面と第２濾過面との間を接続する単数又は複数の側部濾過面を有する濾室と、第１濾過面から第２濾過面に向かって延伸する周面に複数の給泥孔が形成された筒状の形状を有し、濾室に給泥孔を介してスラリーを案内するスラリー案内管と、側部濾過面に配置された少なくとも一対の加圧バックと、スラリーを加圧して、加圧されたスラリーを、スラリー案内管を介して濾室へ供給する第１ポンプと、加圧バックに流体を供給して加圧バックを膨張させる第２ポンプと、スラリー案内管を介して濾室に供給されるスラリーを脱水して脱水ブロックを生成するように、第１ポンプ及び第２ポンプを制御するポンプ制御装置と、を有することを特徴とする。

脱水ブロック生成装置において、ポンプ制御装置は、スラリーが濾室に第１給泥圧で供給されるように、第１ポンプを制御し、スラリーの濾室への供給が開始された後に、加圧バックが第１給泥圧よりも大きい第１パック圧で加圧されるように、第２ポンプを制御することが好ましい。

脱水ブロック生成装置において、ポンプ制御装置は、加圧バックが第１パック圧で加圧された後に、スラリーが第１給泥圧よりも高い給泥圧で濾室に供給されるように、第１ポンプを更に制御することが好ましい。

脱水ブロック生成装置において、濾室は、立方体形状又は直方体形状を有し、加圧バックは、濾室の４つの側部濾過面のそれぞれに配置されることが好ましい。

脱水ブロック生成装置は、第１濾過面、第２濾過面及び側部濾過面を覆うように配置された濾布と、第１濾過面に配置された濾布に一端が接続され且つ第２濾過面に配置された濾布に他端が接続された複数のドレーン材と、を更に有することが好ましい。

脱水ブロック生成装置において、複数のドレーン材のそれぞれは、円筒形状を有し、隣接する一対の加圧バックと、スラリー案内管との間に配置されることが好ましい。

脱水ブロック生成装置において、濾室は、対向する一対の開口部が形成された角筒形状を有する型枠と、一対の開口部を塞ぐように配置されて第１濾過面及び第２濾過面が形成された一対の仕切板と、を有することが好ましい。

また、本発明に係る脱水ブロック生成方法は、対向する第１濾過面及び第２濾過面、並びに第１濾過面と第２濾過面との間を接続する単数又は複数の側部濾過面を有する濾室と、第１濾過面から第２濾過面に向かって延伸する周面に複数の給泥孔が形成された筒状の形状を有し、濾室に給泥孔を介してスラリーを案内するスラリー案内管と、側部濾過面に配置された少なくとも一対の加圧バックと、スラリーを加圧して、加圧されたスラリーを、スラリー案内管を介して濾室へ供給する第１ポンプと、加圧バックに流体を供給して加圧バックを膨張させる第２ポンプと、スラリー案内管を介して濾室に供給されるスラリーを脱水して脱水ブロックを生成するように、第１ポンプ及び第２ポンプを制御するポンプ制御装置と、を有する脱水ブロック生成装置において、ポンプ制御装置は、スラリーが濾室に第１給泥圧で供給されるように、第１ポンプを制御し、スラリーの濾室への供給が開始された後に、スラリーが濾室に供給されないように、第１ポンプを制御し、加圧バックが第１給泥圧よりも大きい第１パック圧で加圧されるように、第２ポンプを制御する、ことを特徴とする。

脱水ブロック生成方法において、ポンプ制御装置は、加圧バックが第１パック圧で加圧された後に、スラリーが第１給泥圧よりも高い給泥圧で濾室に供給されるように、第１ポンプを制御し、加圧バックの加圧が停止されるように、第２ポンプを制御することが好ましい。

脱水ブロック生成方法において、ポンプ制御装置は、加圧バックの加圧が停止された後に、スラリーが濾室に供給されないように、第１ポンプを制御し、加圧バックが第１パック圧よりも高い第２パック圧で加圧されるように、第２ポンプを制御することが好ましい。

脱水ブロック生成方法において、ポンプ制御装置は、加圧バックが第２パック圧で加圧された後に、スラリーが第１パック圧よりも高い第２給泥圧で濾室に供給されるように、第１ポンプを制御することが好ましい。

本発明によれば、小容量化が可能で配置性に優れた脱水ブロックを生成可能な脱水ブロック生成装置が提供される。これにより、小容量化された脱水ブロックは、保管／処分するための用地が少なくて済む。更に、配置性に優れた脱水ブロックは、池、海等に沈めて水底の形状を調整するための資材等として積極的に利用することができる。

実施形態の脱水処理システムを示す図である。 濾室の斜視図である。 型枠、仕切板、及び仕切板の斜視図である。 （ａ）は、仕切板の正面図であり、（ｂ）は、仕切板の側面図であり、（ｃ）は、仕切板の裏面図である。 濾室内に脱水ブロックが形成されるときのスラリー及び濾過水の流れを示す図である。 実施形態の脱水ブロック生成方法を示すフローチャートである。 実施形態の脱水ブロック生成方法の各ステップにおける濾室の断面図を示す図である。 実施形態の脱水ブロック生成装置の変形例を示す図である。 実施形態の脱水ブロック生成装置の他の変形例を示す図である。 実施形態の脱水ブロック生成装置の更に他の変形例を示す図である。

以下図面を参照して、本発明に係る脱水ブロック生成装置を有する脱水処理システムについて説明する。但し、本発明の技術的範囲はそれらの実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明との均等物に及ぶ点に留意されたい。

図１は、実施形態の脱水処理システム１００を示す図である。脱水処理システム１００は、脱水ブロック生成装置１、汚泥前処理装置２００、貯水タンク３００、撹拌装置４００、スラリー沈殿槽５００、水再生装置６００、脱水ブロック搬送装置７００、及び脱水ブロック押出装置８００を有する。図１において、矢印は、配管を流れる汚泥、水、スラリー、及び加圧用流体の向きを示す。

汚泥前処理装置２００は、汚泥投入口２０１、及び汚泥処理槽２０２を有する。汚泥投入口２０１には、クラムシェル又はショベル等の重機によって移送された浚渫土に含まれる所定の大きさ以上の流木等の夾雑物が除去された汚泥が投入される。汚泥処理槽２０２では、汚泥投入口２０１から投入された汚泥から、重機では除去されなかった貝殻等の夾雑物及び石、砂礫等が除去される。汚泥前処理装置２００によって前処理された汚泥は、不図示の空気圧送管又はベルトコンベア等によって、スラリー生成用の汚泥として、撹拌装置４００へ送られる。なお、汚泥の代わりに、重金属及び放射性物質等の有害物質を含む産業廃棄物及び生活廃棄物等が用いられてもよいし、その他の物質が用いられてもよい。

貯水タンク３００は、雨水及び再生水等を、スラリー生成用の水として貯蔵する。貯水タンク３００に貯蔵された水は、不図示のポンプ等によって、撹拌装置４００へ送られる。

撹拌装置４００は、撹拌槽４０１、撹拌機４０２、及びモータ４０３を有する。撹拌槽４０１は、汚泥前処理装置２００から供給された汚泥、及び貯水タンク３００から供給された水を混合する。撹拌槽４０１は、汚泥及び水に加えて、セメント等を更に混合してもよい。これにより、強度の高い脱水ブロックが生成されて、脱水ブロックの配置性が向上する。撹拌機４０２は、モータ４０３によって駆動され、汚泥、水、及びセメント等を攪拌して、撹拌槽４０１内にスラリーを生成する。生成されたスラリーには、消石灰（Ｃａ（ＯＨ）₂）等が更に加えられてもよい。これにより、汚泥から有害物質が流出することが抑制される。生成されたスラリーは、不図示のポンプ等によって、スラリー沈殿槽５００へ送られる。撹拌装置４００において生成されたスラリーは、含水比が７００～４００％であり、好ましくは５００～４００％である。含水比が低いと撹拌機４０２の負荷が増大して撹拌機４０２が故障するおそれがある。一方、含水比が高いと脱水処理に時間を要して、処理効率が低下する。

スラリー沈殿槽５００は、撹拌装置４００において生成されたスラリーを貯蔵する。スラリー沈殿槽５００においては、時間の経過とともに含水比の低いスラリーが沈殿する。この結果、スラリー沈殿槽５００の下層には、含水比３００％程度のスラリー層が形成され、スラリー沈殿槽５００の上層には、上澄み水の層が形成される。

脱水処理システム１００は、少なくとも１つの濾室１０を有する。脱水ブロック生成装置１は、濾室１０、第１ポンプ１１、第２ポンプ１２、及びポンプ制御装置１３を有する。後述するように、複数の濾室１０が、並列及び／又は直列に接続されてもよい。脱水ブロック生成装置１は、スラリーを高圧で脱水して濾室１０内に脱水ブロックを生成するので、セメントで汚泥を固化する場合等と比較して、脱水ブロックが小容量化される。

濾室１０は、スラリー沈殿槽５００から供給されるスラリーを脱水して、濾室１０の室内に脱水ブロックを生成する。脱水ブロックは、汚泥、土砂及び汚泥等を脱水して生成される脱水物の塊であり、濾室１０内にその室内形状と概ね同じ形状で生成される。濾室１０の形状、及び濾室１０内に生成される脱水ブロックの形状は、例えば、立方体形状、角柱形状、又は円柱形状であることが好ましいが、他の形状であってもよい。

第１ポンプ１１は、スラリー沈殿槽５００の下層に形成されたスラリー層に含まれるスラリーを加圧して、加圧されたスラリーを濾室１０へ供給する。第１ポンプ１１は、加圧能力が異なる複数のポンプ、例えば渦巻ポンプと油圧ポンプ、を有することができる。この場合、渦巻ポンプは、スラリーを０．６ＭＰａ程度の圧力にまで加圧して濾室１０へ供給する。渦巻ポンプによって濾室１０に充填されたスラリーは、濾室１０内において含水率が１００％程度になるまで脱水される。一方、油圧ポンプは、スラリーを４．０ＭＰａ程度の圧力まで加圧して濾室１０へ供給する。油圧ポンプによる濾室１０へのスラリーの供給は、渦巻ポンプによる濾室１０へのスラリーの供給と比較して低速で行われる。油圧ポンプによって高圧かつ低速で濾室１０に供給されたスラリーは、濾室１０内において含水率が５０％程度になるまで更に脱水される。第１ポンプ１１は、加圧能力が異なる複数のポンプを有する代わりに、加圧能力を変更可能な一つのポンプ、例えば油圧ポンプ、であってもよい。

第２ポンプ１２は、濾室１０の内壁面に配置された少なくとも一対の加圧バック８内へ、油又は空気等の流体を供給して加圧バック８を膨張させる。これにより、濾室１０内に充填されたスラリーが、膨張した加圧バック８によって加圧されて更に脱水される。第２ポンプ１２は、第１ポンプ１１と同様に、加圧能力が異なる複数のポンプを有してもよいし、加圧能力を変更可能な一つのポンプ、例えば油圧ポンプ、であってもよい。

ポンプ制御装置１３は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）及び記憶装置を有する演算／制御装置であり、脱水ブロック生成装置１を制御する操作者によって操作され、操作者の指示に基づいて、第１ポンプ１１及び第２ポンプ１２を制御する。ポンプ制御装置１３は、第１ポンプ１１によってスラリーを加圧する圧力と、第２ポンプ１２によって加圧バック８を加圧する圧力を、少なくとも制御することができる。

水再生装置６００は、脱水ブロック生成装置１から排水される濾過水を再生処理して貯水タンク３００へ戻す。スラリーに含まれている有害物質の一部は、水再生装置６００において濾過水とともに再生処理されるため、脱水ブロック中に含まれる有害物質が除かれる。

脱水ブロック搬送装置７００は、脱水ブロック生成装置１によって生成された脱水ブロックを、濾室１０とともに脱水ブロック押出装置８００へ搬送する。また、脱水ブロック押出装置８００は、脱水ブロック搬送装置７００によって搬送された脱水ブロックを、例えば油圧によって濾室１０から押し出す。

図２は、濾室１０の斜視図である。また、図３は、型枠２、仕切板３、及び仕切板４の斜視図である。濾室１０は、例えば、型枠２を仕切板３及び仕切板４によって両側から挟持して形成される。これにより、図２及び図３に示す濾室１０は、型枠２の長さに応じた幅が広い直方体形状の脱水ブロックを生成することができる。型枠２の一辺の長さは、４０ｃｍ～１００ｃｍであることが好ましいが、他の長さであってもよい。

型枠２は、例えば、一対の開口部を有する角筒形状を有し、加圧孔２１、濾水孔２２、濾水溝２３、及び握部２４を有する。加圧孔２１は、ポンプ制御装置１３が、第２ポンプ１２によって、加圧バック８内に流体を供給して加圧バック８を膨張させるための貫通孔であり、型枠２の加圧バック８が配置される背面の壁面を貫通する。濾水孔２２は、スラリーが脱水されて生じる濾過水を、濾室１０内から型枠２の外へ排水するために、型枠２の壁面に形成された貫通孔である。濾水溝２３は、スラリーが脱水されて生じる濾過水を、濾水孔２２へ集めるために、型枠２の内壁面に格子状に形成された溝である。握部２４は、図１に示した脱水ブロック搬送装置７００により握持可能な形状を有する。脱水ブロック搬送装置７００は、脱水ブロックが濾室１０内に生成された後、仕切板３及び仕切板４が取り外された型枠２を、握部２４を握持して脱水ブロック押出装置８００へ搬送する。

仕切板３及び仕切板４は、型枠２の開口部と概ね同じ平面形状を有し、型枠２の一対の開口部を塞ぐようにそれぞれ配置される。仕切板３及び仕切板４は、給泥口３１、濾水孔３２、濾水溝３３、封水用溝部３４、及び突起部３５を有する。仕切板３と仕切板４とは、互いに概ね裏表を逆にした構造を有するが、仕切板３のみが給泥口３１を有する。給泥口３１は、仕切板３の中央部に形成され、第１ポンプ１１によって加圧されたスラリーが、給泥口３１からスラリー案内管５を介して、濾室１０内へ供給される。濾水孔３２は、スラリーが脱水されて生じる濾過水を、濾室１０内から仕切板３、４の外へ排水するために、仕切板３、４の壁面に形成された貫通孔である。濾水溝３３は、スラリーが脱水されて生じる濾過水を、濾水孔３２へ集めるために、仕切板３、４の内壁面に格子状に形成された溝である。封水用溝部３４は、仕切板３、４の裏面を、仕切板３、４の外縁に沿って延伸しており、Ｏリング等の封水部材が配置されることで、仕切板３、４と型枠２との接合部を封水する。これにより、スラリーは、濾室１０において封水用溝部３４よりも内側の領域に充填される。突起部３５は、仕切板３、４の裏面の下方に形成され、仕切板３及び仕切板４が型枠２を挟持する際に、型枠２を下方から支持する。

図４（ａ）は、仕切板３の正面図であり、図４（ｂ）は、仕切板３の側面図であり、図４（ｃ）は、仕切板３の裏面図である。仕切板４は、給泥口３１を有さないことを除いて、概ね仕切板３と同一の構造を有する。

スラリー案内管５は、ストレーナ管とも称され、円筒形状のステンレス鋼等で形成される。スラリー案内管５は、仕切板３から仕切板４に向かって延伸する周面に複数の給泥孔５１が形成された筒状の形状を有し、濾室１０に給泥孔５１を介してスラリーを案内する。スラリー案内管５は、仕切板３に形成された給泥口３１に一端が接続され、スラリーを仕切板４の方向に案内するので、目詰まりを起こすことなくスラリーを濾室１０へ供給することができる。スラリー案内管５の端部に形成されたフランジ５２は、鉄板５３等によってＯリング５４等を介して仕切板３、４の内壁に固定される。スラリー案内管５のフランジ５２と仕切板３、４との間には、あて布３６等が配置されてもよい。スラリー案内管５の端部は、仕切板３の給泥口３１から更に外側へ延伸してもよい。

図５（ａ）及び図５（ｂ）は、濾室１０内に脱水ブロックが形成されるときのスラリー及び濾過水の流れを示す図である。図５（ａ）は、図２に示したｘ方向に垂直な断面図であり、図５（ｂ）は、図２に示したｚ方向に垂直な断面図である。図５（ａ）及び図５（ｂ）において、実線の矢印はスラリーの流れを示し、点線の矢印は濾過水の流れを示す。一対の仕切板３、４は、スラリーが脱水されて生じる濾過水を排水する第１、第２濾過面としてそれぞれ機能し、型枠２のそれぞれの壁面は、第１濾過面と第２濾過面との間を接続する単数又は複数の側部濾過面として機能する。

第１ポンプ１１によって加圧されてスラリー案内管５に供給されたスラリーは、スラリー案内管５の壁面に形成された複数の給泥孔５１から吐出する。スラリーが濾室１０内に充填されて濾室１０内の圧力が上昇すると、スラリーが脱水されて濾過水が生じる。濾室１０の内壁に近い場所では、濾過水は濾水孔２２及び濾水孔３２から濾室１０の外へ排水される。一方、濾室１０の内壁から遠い場所では、濾過水は複数のドレーン材６を介して濾水孔３２から濾室１０の外へ排水される。

ドレーン材６は、濾過水を通過させるがスラリーは通過させない壁面構造を有し、濾過水が流れる排水路を濾室１０内に形成する。これにより、濾室１０内に高密度な脱水ブロックが効率よく形成される。ドレーン材６は、円筒形状を有することが好ましいが、楕円筒形状、又は角筒形状等の形状を有してもよい。ドレーン材６は、一端が仕切板３（第１濾過面）に濾布７を介して接続され、他端が仕切板４（第２濾過面）に濾布７を介して接続される。ドレーン材６は、第１濾過面及び第２濾過面のいずれか一方のみに接するように配置されてもよい。また、ドレーン材６は、第１濾過面及び第２濾過面ではない側部濾過面に濾布７を介して接するように配置されてもよい。また或いは、ドレーン材６は、仕切板３、４に設けられた不図示の開口部を貫通し、ドレーン材６を流れる濾過水を濾室１０外へ直接排水するように設けられてもよい。

ドレーン材６は、図５（ｂ）に示すように、隣接する（型枠２の隣接する内壁面に配置された）一対の加圧バック８と、スラリー案内管５との間に配置されることが好ましく、スラリー案内管５を中心として放射状に配置されることが好ましい。これにより、密度が均一な脱水ブロックが生成される。ドレーン材６は、安価なプラスチック等の合成樹脂材で形成されるので、脱水ブロックの内部から取り外して再利用せずに使い捨てでき、脱水処理後に脱水ブロックからドレーン材６を引き抜く工程が省略可能である。

濾布７は、濾過水を通過させるがスラリーは通過させない表面構造を有し、例えば、ナイロン等で形成され、濾室１０の内壁及び加圧バック８を覆うように濾室１０内に配置される。濾布７は、加圧バック８と濾室１０の内壁との間に更に配置されてもよい。濾布７は、濾室１０の内壁面ごとに分離可能であってもよく、仕切板３の第１濾過面と、仕切板４の第２濾過面と、型枠２の側部濾過面とに、それぞれ分離可能であってもよい。

加圧バック８は、ゴム等で形成された袋体であり、濾室１０の内壁面に配置される。ポンプ制御装置１３は、第２ポンプ１２によって加圧バック８内に流体を供給して加圧バック８を膨張させることによって、濾室１０に充填されたスラリーを更に脱水する。加圧バック８は、濾室１０内に偶数個配置されることが好ましく、特に、図５（ｂ）に示すように、型枠２の４つの側部濾過面にそれぞれ配置されることが好ましい。これにより、後述するように、濾室１０内の圧力分布を制御することが容易となる。加圧バック８は、加圧されていないときは、収縮して扁平な形状を有し、第２ポンプ１２によって加圧されると、膨張して楕円球形状、半球形状又は蒲鉾形状等となる。加圧バック８は、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、加圧バック８の背面の加圧孔２１から流体が供給される以外に、加圧バック８の上下左右方向の不図示の貫通孔から流体が供給されてもよい。

図６は、実施形態の脱水ブロック生成方法を示すフローチャートである。また、図７（ａ）～図７（ｅ）は、実施形態の脱水ブロック生成方法の各ステップにおける濾室１０の断面図を示す図である。

ステップＳ１において、ポンプ制御装置１３は、スラリーが第１給泥圧Ｐ１１で濾室１０に供給されるように、第１ポンプ１１を制御する。スラリー案内管５に供給されたスラリーは、スラリー案内管５の側壁の給泥孔５１から吐出して、濾室１０内に充填される。濾室１０内の圧力は、スラリーが濾室１０内に充填するに従って上昇し、スラリー案内管５の周辺では概ね第１給泥圧Ｐ１１近くに達し、型枠２へ向かって徐々に低くなる圧力分布となる。この結果、スラリーが脱水されて生じる濾過水は、図７（ａ）に示すように、圧力の高いスラリー案内管５の周辺から、圧力の低い型枠２の周辺へ向かって流れ、型枠２から室外へ排水される。

ステップＳ１では、スラリーがまだ完全に濾室１０内に充填しておらず、また、スラリーの含水比が比較的高く流動性が高いため、スラリーはスラリー案内管５の周辺から型枠２へと流れる。そして、スラリーが脱水された脱水ケーキは、濾室１０の内壁面から内側へ向かって順に生成する。このため、スラリーが脱水されて生じる濾過水は、あまりドレーン材６へは流れない。特に、ドレーン材６が円筒形状を有する場合、ドレーン材６はスラリー及び濾過水の流れを面で受けにくいため、濾過水はドレーン材６へは流れにくい。

スラリーの濾室１０への供給が開始された後、ステップＳ２において、ポンプ制御装置１３は、加圧バック８が第１給泥圧Ｐ１１よりも大きい第１パック圧Ｐ２１で加圧されるように、第２ポンプ１２を制御する。この際、ポンプ制御装置１３は、スラリーが濾室１０に供給されないように、第１ポンプ１１を制御してもよい。加圧バック８が膨張すると、濾室１０内の圧力は、加圧バック８の周辺では概ね第１パック圧Ｐ２１近くに達し、ドレーン材６の周辺へ向かって徐々に低くなる圧力分布となる。この結果、図７（ｂ）に示すように、スラリーが脱水されて生じる濾過水は、圧力の高い加圧バック８の周辺から、ドレーン材６へ向かって流れ、ドレーン材６を介して仕切板３、４から室外へ排水される。特に、ドレーン材６が円筒形状を有する場合、濾過水がドレーン材６の周りの全ての方向からドレーン材６へ流れやすくなるため、仕切板３、４からの排水が促進される。

ステップＳ２では、濾室１０内の圧力分布が大きく変化するため、ステップＳ１において型枠２の周辺に生成された脱水ケーキにひび割れが生じる。これにより、濾過水がひび割れを流れて、型枠２からの排水も促進される。また、加圧バック８はスラリーを直接加圧するため、加圧バック８周辺では脱水ケーキはあまり移動せずに濾過水だけが主に移動することになる。これよっても、型枠２からの排水が促進される。

加圧バック８が第１パック圧Ｐ２１で加圧された後、ステップＳ３において、ポンプ制御装置１３は、スラリーが第１給泥圧Ｐ１１よりも高い給泥圧で濾室１０に供給されるように、第１ポンプ１１を制御する。この際、ポンプ制御装置１３は、加圧バック８の加圧が停止されるように、第２ポンプ１２を制御してもよい。濾室１０内の圧力は、スラリー案内管５の周辺において第１給泥圧Ｐ１１よりも高くなり、型枠２へ向かって徐々に低くなる圧力分布となる。この結果、スラリーが脱水されて生じる濾過水は、図７（ｃ）に示すように、ステップＳ１と同様に、圧力の高いスラリー案内管５の周辺から、圧力の低い型枠２の周辺へ向かって流れ、型枠２から室外へ排水される。

ステップＳ３では、ステップＳ１において型枠２の周辺に生成された脱水ケーキが、ステップＳ２においてひび割れを生じているため、ステップＳ１と比較して、型枠２からの排水が促進される。また、ステップＳ３においても、濾室１０内の圧力分布が変化することによって、室内全体に生成された脱水ケーキにひび割れが生じるため、室内全体の浸水係数が大きくなり、排水が促進される。

加圧バック８の加圧が停止された後、ステップＳ４において、ポンプ制御装置１３は、加圧バック８が第１パック圧Ｐ２１よりも高い第２パック圧Ｐ２２で加圧されるように、第２ポンプ１２を制御する。この際、ポンプ制御装置１３は、スラリーが濾室１０に供給されないように、第１ポンプ１１を制御してもよい。加圧バック８が膨張すると、濾室１０内の圧力は、加圧バック８の周辺では概ね第２パック圧Ｐ２２近くに達し、ドレーン材６の周辺へ向かって徐々に低くなる圧力分布となる。この結果、図７（ｄ）に示すように、スラリーが脱水されて生じる濾過水は、圧力の高い加圧バック８の周辺から、ドレーン材６へ向かって流れ、ドレーン材６を介して仕切板３、４から室外へ排水される。

ステップＳ４では、ステップＳ１～Ｓ３において室内全体に生成された脱水ケーキにひび割れが生じているため、ステップＳ２と比較して、型枠２からの排水、及びドレーン材６を介した仕切板３、４からの排水が、室内全体で促進される。また、ステップＳ４においても、濾室１０内の圧力分布が変化することによって、室内の浸水係数が更に大きくなる。

加圧バック８が第２パック圧Ｐ２２で加圧された後、ステップＳ５において、ポンプ制御装置１３は、スラリーが第１パック圧Ｐ２１よりも高い第２給泥圧Ｐ１２で濾室１０に供給されるように、第１ポンプ１１を制御する。第２給泥圧Ｐ１２は、第２パック圧Ｐ２２以下であることが好ましい。この際、ポンプ制御装置１３は、加圧バック８が第２パック圧Ｐ２２を維持するように、第２ポンプ１２を制御してもよいし、加圧バック８が第２パック圧Ｐ２２よりも高いパック圧で加圧されるように、第２ポンプ１２を制御してもよい。濾室１０内の圧力は、スラリー案内管５の周辺では概ね第２給泥圧Ｐ１２近くに達し、ドレーン材６の周辺へ向かって徐々に低くなる圧力分布となる。この結果、スラリーが脱水されて生じる濾過水は、図７（ｅ）に示すように、圧力の高いスラリー案内管５及び加圧バック８の周辺から、ドレーン材６へ向かって流れ、ドレーン材６を介して仕切板３、４から室外へ排水される。

ステップＳ５では、濾室１０内に形成された脱水ケーキ全体にひび割れが生じて、室内全体の浸水係数が大きくなっており、室内全体に含水率が５０％以下の脱水ケーキが脱水ブロックとして生成される。濾室１０内の脱水が進んで濾室１０からの濾過水の排水速度が所定値以下になると、ポンプ制御装置１３は、第１ポンプ１１及び第２ポンプ１２を制御して、スラリーの供給及び加圧バック８の加圧を停止する。

このように、第１ポンプ１１がスラリーを加圧する圧力と、第２ポンプ１２が加圧バック８を加圧する圧力との大小関係を変化させて、濾室１０の圧力分布を大きく変化させることで、脱水ブロックにひび割れが生じ、濾室１０からの濾過水の排水が促進される。なお、図６に示した脱水ブロック生成方法では、途中のステップＳ３～Ｓ５まで実行して終了してもよく、また、ステップＳ１及びＳ２を実行した後にステップＳ５が実行されてもよい。

実施形態の脱水ブロック生成装置１では、脱水ブロックの脱水度が高い程、生成される脱水ブロックの強度が向上し、脱水ブロックの配置性が向上する。また、実施形態の脱水ブロック生成装置１では、脱水ブロックの加圧バック８によって加圧された面に凹部が形成されるため、脱水ブロックを積層したり並べたりしやすくなり、脱水ブロックの配置性が向上する。

上述の実施形態は、いずれも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

（実施形態の脱水ブロック生成装置の変形例）
図８（ａ）及び図８（ｂ）は、実施形態の脱水ブロック生成装置１の変形例を示す図である。図５（ｂ）では、２対の加圧バック８が、型枠２の対向する２対の内壁面にそれぞれ配置されたが、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、１対の加圧バック８が、型枠２の対向する１対の内壁面に配置されてもよい。

図９は、実施形態の脱水ブロック生成装置１の他の変形例を示す図である。脱水ブロック生成装置１は、図９に示すように、互いに並列に配置された複数の濾室１０を有してもよい。この場合、第１ポンプ１１は、同じ圧力でスラリーを複数の濾室１０へ供給する。また、第２ポンプ１２は、同じ圧力で流体を複数の加圧バック８へ供給する。脱水ブロック生成装置１は、複数の濾室１０を有するので、効率良く脱水ブロックを生成することができる。

図１０は、実施形態の脱水ブロック生成装置１の更に他の変形例を示す図である。図１０に示すように、脱水ブロック生成装置１は、互いに直列に接続された複数の濾室１０を有してもよい。この場合、隣り合う濾室１０間に配置される仕切板４には、仕切板３の給泥口３１に対応する排泥口が形成される。脱水ブロック生成装置１は、互いに直列に接続され、かつ互いに並列に接続された複数の濾室１０を有してもよい。

１ 脱水ブロック生成装置
２ 型枠
３ 仕切板
４ 仕切板
５ スラリー案内管
６ ドレーン材
７ 濾布
８ 加圧バック
１０ 濾室
１１ 第１ポンプ
１２ 第２ポンプ
１３ ポンプ制御装置

Claims (11)

1. 対向する第１濾過面及び第２濾過面、並びに前記第１濾過面と前記第２濾過面との間を接続する単数又は複数の側部濾過面を有する濾室と、
   前記第１濾過面から前記第２濾過面に向かって延伸する周面に複数の給泥孔が形成された筒状の形状を有し、前記濾室に前記給泥孔を介してスラリーを案内するスラリー案内管と、
   前記側部濾過面に配置された少なくとも一対の加圧バックと、
   スラリーを加圧して、加圧されたスラリーを、前記スラリー案内管を介して前記濾室へ供給する第１ポンプと、
   前記加圧バックに流体を供給して前記加圧バックを膨張させる第２ポンプと、
   前記スラリー案内管を介して前記濾室に供給されるスラリーを脱水して脱水ブロックを生成するように、前記第１ポンプ及び前記第２ポンプを制御するポンプ制御装置と、
   を有する、ことを特徴とする脱水ブロック生成装置。
2. 前記ポンプ制御装置は、
   スラリーが前記濾室に第１給泥圧で供給されるように、前記第１ポンプを制御し、
   スラリーの前記濾室への供給が開始された後に、前記加圧バックが第１給泥圧よりも大きい第１パック圧で加圧されるように、前記第２ポンプを制御する、
   請求項１に記載の脱水ブロック生成装置。
3. 前記ポンプ制御装置は、
   前記加圧バックが前記第１パック圧で加圧された後に、スラリーが前記第１給泥圧よりも高い給泥圧で前記濾室に供給されるように、前記第１ポンプを更に制御する、
   請求項２に記載の脱水ブロック生成装置。
4. 前記濾室は、立方体形状又は直方体形状を有し、
   前記加圧バックは、前記濾室の４つの側部濾過面のそれぞれに配置される、
   請求項１～３のいずれか一項に記載の脱水ブロック生成装置。
5. 前記第１濾過面、前記第２濾過面及び前記側部濾過面を覆うように配置された濾布と、
   前記第１濾過面に配置された濾布に一端が接続され且つ前記第２濾過面に配置された濾布に他端が接続された複数のドレーン材と、
   を更に有する、請求項１～４のいずれか一項に記載の脱水ブロック生成装置。
6. 前記複数のドレーン材のそれぞれは、円筒形状を有し、隣接する一対の前記加圧バックと、前記スラリー案内管との間に配置される、
   請求項５に記載の脱水ブロック生成装置。
7. 前記濾室は、
   対向する一対の開口部が形成された角筒形状を有する型枠と、
   前記一対の開口部を塞ぐように配置されて前記第１濾過面及び前記第２濾過面が形成された一対の仕切板と、を有する、
   請求項１～６のいずれか一項に記載の脱水ブロック生成装置。
8. 対向する第１濾過面及び第２濾過面、並びに前記第１濾過面と前記第２濾過面との間を接続する単数又は複数の側部濾過面を有する濾室と、
   前記第１濾過面から前記第２濾過面に向かって延伸する周面に複数の給泥孔が形成された筒状の形状を有し、前記濾室に前記給泥孔を介してスラリーを案内するスラリー案内管と、
   前記側部濾過面に配置された少なくとも一対の加圧バックと、
   スラリーを加圧して、加圧されたスラリーを、前記スラリー案内管を介して前記濾室へ供給する第１ポンプと、
   前記加圧バックに流体を供給して前記加圧バックを膨張させる第２ポンプと、
   前記スラリー案内管を介して前記濾室に供給されるスラリーを脱水して脱水ブロックを生成するように、前記第１ポンプ及び前記第２ポンプを制御するポンプ制御装置と、を有する脱水ブロック生成装置において、
   前記ポンプ制御装置は、
   スラリーが前記濾室に第１給泥圧で供給されるように、前記第１ポンプを制御し、
   スラリーの前記濾室への供給が開始された後に、
   スラリーが前記濾室に供給されないように、前記第１ポンプを制御し、
   前記加圧バックが第１給泥圧よりも大きい第１パック圧で加圧されるように、前記第２ポンプを制御する、
   ことを特徴とする脱水ブロック生成方法。
9. 前記ポンプ制御装置は、前記加圧バックが前記第１パック圧で加圧された後に、
   スラリーが前記第１給泥圧よりも高い給泥圧で前記濾室に供給されるように、前記第１ポンプを制御し、
   前記加圧バックの加圧が停止されるように、前記第２ポンプを制御する、
   請求項８に記載の脱水ブロック生成方法。
10. 前記ポンプ制御装置は、前記加圧バックの加圧が停止された後に、
    スラリーが前記濾室に供給されないように、前記第１ポンプを制御し、
    前記加圧バックが前記第１パック圧よりも高い第２パック圧で加圧されるように、前記第２ポンプを制御する、
    請求項９に記載の脱水ブロック生成方法。
11. 前記ポンプ制御装置は、前記加圧バックが前記第２パック圧で加圧された後に、
    スラリーが前記第１パック圧よりも高い第２給泥圧で前記濾室に供給されるように、前記第１ポンプを制御する、
    請求項１０に記載の脱水ブロック生成方法。

Images