JP2707214B2 - 濾過装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は例えば浚渫して貯溜され
た汚泥槽内の汚泥を直接脱水・濾過したり、河川や池等
の底部に沈澱している物質の吸着取り出し等に使用され
る濾過装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】河川や池等の底部に沈澱している物質の
吸着取り出しや脱水・濾過する場合、クラムシェルやバ
ックホー等の掬い取り装置で河底や海底に堆積している
固塊物やスラリー状のヘドロ（以下両者を含めて汚泥と
言う）を掬い揚げて浚渫し、この浚渫された汚泥を一旦
汚泥槽に貯溜し、これを濾過装置に少量づつ供給して脱
水・濾過処理するようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、こうした従
来装置により河底や海底等に堆積している汚泥を浚渫す
る場合、クラムシェルやバックホー等で河底や海底が攪
拌されて汚濁し、浚渫効率が低下するだけでなく、浚渫
した汚泥がクラムシェルやバックホー等から零れて周囲
に飛散することから、環境を汚損してしまうと言う問題
もあった。そこで、こうした問題点を解決するために本
出願人は例えば、特公平５−５８４１５号に示すものを
先に提案している。この先の提案に係る濾過装置は、大
径の周側壁を備えた吸着容器に濾過体を内設し、この吸
着容器を所望する河底や海底等に沈降させ、周側壁内に
ある汚泥を直接吸引して浚渫することにより海底に沈澱
堆積している汚泥等の攪拌を防止し、浚渫効率を向上さ
せるようにしたものであるが、この場合においても大径
の周側壁を昇降並びに移動させる時に汚泥の巻き込みや
拡散等があり、汚濁等を充分に解消する事が出来ないと
いう問題がある。

【０００４】また、浚渫された汚泥を一旦汚泥槽に貯溜
し、ここから濾過装置に適量供給するようにしたもので
は、汚泥を浚渫した場所から離れた場所に設置してある
濾過装置の近傍に搬送する時に移動等で汚泥が飛び散っ
たり溢流して周囲を汚損してしまうという問題もあっ
た。更に、汚泥を浚渫した場所から離れた場所に設置し
てある濾過装置の近傍に搬送するには、汚泥を貯溜する
汚泥槽の大きさも搬送の便を考慮して比較的小容量のも
のを多量に製作しなくては成らず、これがためにイニシ
ャルコストやランニングコストも増大してしまうと言う
問題もあった。本発明は上記問題点に鑑み提案されたも
ので、濾過液の近傍部分を攪拌して汚濁するのを防止
し、浚渫等の作業効率を向上できるとともに、イニシャ
ルコスト並びにランニングコストを低減できるようにし
た濾過装置を提供することを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係る濾過装置は、両端を吊持部材に支持され
た枢支軸と、該枢支軸に回転可能に枢支され周面に掻き
落とし部材が接離可能な濾過面を形成した濾過ドラム
と、該濾過ドラムを回転駆動させる駆動手段とを備え、
吊持部材は昇降装置により濾過ドラムを所望する位置に
昇降移動可能に構成し、枢支軸はその内部に一端が負圧
供給手段に連結された吸引通路が形成され、吸引通路の
他端部を濾過ドラム内に吸引口として開口させたことを
特徴とするものである。また、枠体の周面にスクリーン
を張設し、該スクリーンに濾材を層状に吸着させて形成
した濾過層の表面に濾過面を形成したり、枠体の周面に
断面が逆三角形のウェッジワイヤを所定間隔置きに張設
して濾過面を形成したことや、吸引口を濾過ドラムの底
部内周面に向けて開口させたことも特徴の１つである。

【０００６】

【作用】本発明に係る濾過装置では先ず、昇降装置を操
作して吊持部材に支持された濾過ドラムを所望する汚泥
等の濾過液中に埋設させた状態にする。次に、負圧供給
手段で発生させた負圧を吸引路を介して濾過ドラム内に
作用させると、濾過ドラムの濾過面から濾過液を吸引し
て固塊物を濾過面に吸着保持させる。濾過面に吸着保持
された固塊物は濾過ドラムが濾過液から引き上げられた
状態で、または濾過液中で濾過ドラムの回転により掻き
落とし部材で濾過面から掻き落とされるのである。

【０００７】こうして濾過ドラムが濾過液から引き上げ
られた状態で濾過面に吸着保持された固塊物が掻き落と
し部材で濾過面から掻き落とされる場合にはケーキ状に
なり、濾過液中で濾過ドラムの濾過面から固塊物が掻き
落とされるものでは濾過液が徐々に濃縮（脱水）されて
ゆくのである。しかして、所定の汚泥槽または河川若し
くは海底の汚泥を脱水・濾過が終了すると、昇降装置を
操作して濾過ドラムを次の濾過液に移動させて引き続き
濾過ドラムによる脱水・濾過を行うのである。

【０００８】尚、濾過ドラムの濾過面を枠体の周面にス
クリーンを張設し、該スクリーンに濾材を層状に吸着さ
せて形成するようにしたものでは濾過面に吸着された固
塊物とともに掻き落とし部材で濾材が徐々に掻き落とさ
れ、無くなるまでの長時間に亙って連続して濾過装置に
よる濾過が行えるのである。

【０００９】また、濾過ドラムを形成する枠体の周面に
断面が逆三角形のウェッジワイヤを所定間隔置きに張設
して濾過面を形成したものでは、この濾過面に吸着保持
された固塊物が掻き落とし部材で掻き落とされると、そ
の掻き落とされた濾過面部分は常に新しい濾過面にな
る。この時、掻き落とし部材でウェッジワイヤから突出
する部分が切断された固塊物は濾過ドラム内に吸引され
濾過面の目詰まりが防止される。

【００１０】吸引口を濾過ドラムの底部内周面に向けて
開口させたものでは、濾過ドラムを濾過液中に浸漬した
状態で使用される時には濾過ドラム内を沈降しようとす
る比重の重いものが優先的に吸引され、濾過ドラムが濾
過液上に引き上げられ、濾過ドラム内が真空の状態で使
用される時に濾過ドラム内に残留しようとする液体を吸
引口から吸引するのである。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の濾過装置の一実施例を図面に
基づいて説明する。 〔実施例１〕 図１及び図２は浚渫された汚泥等の濾過液を濾過装置１
で濾過乃至は脱水する濾過・脱水システムの概略図であ
って、この濾過・脱水システムは、汚泥等の濾過液２を
貯溜した汚泥槽３と、周面にプレコート層４が形成され
回転ドラム式の濾過ドラム５と、濾過ドラム５の両側で
当該濾過ドラム５を回転可能に枢支し、昇降装置２６に
より昇降操作される吊持部材７と、吊持部材７に回動可
能に枢支された掻き落とし部材２０と、濾過ドラム５の
枢支軸８内に形成され一旦が濾過ドラム５内に吸引口９
として開口し、他端が負圧供給手段６に連結された吸引
通路１０と、濾過ドラム５を回転駆動する駆動手段１１
とを備えてなる。

【００１２】上記汚泥槽３は、濾過ドラム５を浸漬する
に充分な略箱状に形成され一側方（図１上左方）にはオ
ーバーフロー用流出口１２が形成されている。濾過ドラ
ム５は、吊持部材７に支持された枢支軸８の両端部にフ
ランジ１３・１３を設け、当該フランジ１３・１３に亙
って、無数の小孔を形成したスクリーン（図示せず）を
張設し、このスクリーンに珪藻土等の濾材を層状に吸着
させてその表面部分に濾過面４ａを形成したもので、一
方のフランジ１３に設けられた従動用スプロケット１４
がモーター１５で回転駆動されるようになっている。濾
過ドラム５を回転駆動させる駆動手段１１は、上記のモ
ーター１５と、このモーター１５の出力軸１６に設けた
駆動用スプロケット１７と、上記従動用スプロケット１
４及び両スプロケット１４・１７とに亙って捲回された
駆動用チェーン１８とで形成されている。

【００１３】また、濾過ドラム５を吊持する吊持部材７
は図１の正面視において、略門形に形成され、上端中央
部にクレーン等の昇降装置（全体は図示せず）２６のフ
ック２６ａを取りつける吊持用孔１９が穿設されてお
り、側方部分には下端に掻き落とし板２０ａを設けた掻
き落とし部材８が揺動可能に配設されている。上記負圧
供給手段６は、図３に示すように示すように、ジェット
ポンプＭ．Ｊ．Ｐと、ジェットポンプＭ．Ｊ．Ｐの負圧
供給口２１と上記吸引通路１０とを連結する吸引管２２
とで構成されており、このジェットポンプＭ．Ｊ．Ｐ
は、貯水タンク２３内の水２４を吸水口２５から吸引し
て加圧する加圧ポンプ３６と、加圧された水を吐出管２
７に向けて噴射する噴射ノズル２８と、吐出管２７の先
端の吐出口２９から吐出される水は貯水タンク２３に還
流するようにしてある。

【００１４】上記のように構成された濾過装置１の作動
を次に説明する。先ず、吊持部材７の吊持用孔１９にク
レーン等の昇降装置２６のフック２６ａを掛合させた状
態でプレコート層４を形成した濾過ドラム５を汚泥を貯
溜して複数個並設され、汚泥を貯溜した汚泥槽３の内、
所定の汚泥槽３の上方に位置させ、昇降装置２６で濾過
ドラム１が濾過液（汚泥）２に水没する状態に下降させ
た後、駆動手段１１で濾過ドラム５を回転させながら、
負圧形成手段６を駆動させる。

【００１５】負圧形成手段６のジェットポンプＭ．Ｊ．
Ｐが駆動されると、貯水タンク２３内の水２４を吸水口
２５から吸引して加圧ポンプ３６で加圧する。加圧され
た水を噴射ノズル２８から吐出管２７に向けてジェット
水流として噴射すると、噴射ノズル２８から噴射された
高圧のジェット水流は吐出管２７内一杯に広がり、この
広がった部分が恰も吐出管２７内を吐出口２９側に連続
して摺動するようなピストン（図３の網線部分Ｐ）のよ
うな作用をするので、噴射ノズル２８側部分に負圧が形
成される。

【００１６】こうしてジェットポンプM.J.P を作動させ
て形成された負圧を、負圧供給口２１から取り出し、吸
引管２２、吸引通路１０及び吸引口９を介して濾過ドラ
ム５内に作用させると、濾過ドラム５内の負圧で汚泥槽
３の濾過液２に接触しているプレコート層４の表面から
濾過液２が吸引され、その水分及び極微細な固塊物だけ
がプレコート層４を通過し、固塊物はプレコート層４の
濾過面４ａに吸着されるのである。濾過ドラム５内に吸
引された水分とプレコート層４を透過した極微細な固塊
物は、上記の負圧の供給順とは逆に吸引口９から吸引通
路１０、吸引管２２を経てジェットポンプM.J.P に吸引
され、ジェットポンプM.J.P の吐出口２９から貯水タン
ク２３内に吐出される。

【００１７】次に、プレコート層４の表面の濾過面４ａ
に吸着保持された固塊物は濾過ドラム５の回転により掻
き落とし部材２０の掻き落とし板２０ａで掻き落とされ
るのであるが、昇降装置２６で濾過ドラム５が濾過液２
の水面上に露出した状態に引き上げられ、プレコート層
４を大気中に露出させた状態では、掻き落とし部材２０
の掻き落とし板２０ａに至る間に充分に脱水されケーキ
状で掻き落とされるのである。また、濾過ドラム５の全
体が濾過液中に埋没しているものでは水分のみが吸引さ
れ、貯溜槽３内は徐々に濃縮された状態になるのであ
る。

【００１８】此処で濾過ドラム５のプレコート層４は、
ここに吸着保持された固塊物により徐々に目詰まりを起
こして濾過機能が低下するが、掻き落とし部材２０の掻
き落とし板２０ａで目詰まり部分が削除されるとプレコ
ート層４の濾過機能は即座に回復するのである。このプ
レコート層４の機能低下を検出する手段としては例えば
濾過機能が低下した時には吸引通路１０及び負圧供給手
段６の負圧が上昇するので、この負圧の上昇を濾過ドラ
ム５に付設された負圧計（図示せず）で検出することが
でき、この検出信号に基づいて掻き落とし板２０ａを濾
過ドラム５の実線図から二点鎖線図の方向に所定量揺動
させて目詰まりを起こして濾過機能が低下した部分の濾
過層を自動的に切削除去したり、掻き落とし板２０ａを
固定し、濾過ドラム５を移動させて濾過機能が低下した
部分の濾過層を自動的に切削除去するようにすれば濾過
ドラム５を連続して稼働させることができるのである。
しかして、所定の汚泥槽の濾過液２を脱水・濾過が終了
すると、昇降装置２６を操作して濾過ドラム５を次の濾
過液２を貯溜した汚泥槽３に移動させて引き続き濾過ド
ラム５による脱水・濾過を行うのである。

【００１９】尚、上記実施例では、負圧供給手段のジェ
ットポンプＭ．Ｊ．Ｐを、加圧ポンプ３６で加圧された
水を噴射ノズル２８から吐出管２７に向けてジェット水
流として噴射し、吐出管２７内に負圧を形成するように
してあるが、図４に示すように、噴射ノズル２８から空
気混合管３０に噴射し、この空気混合管３０内のジェッ
ト水流により空気混合管３０と噴射ノズル２８との間に
負圧を発生させ、この負圧で吸気管３１から吸引された
空気がジェット水流に混合されて混気ジェット流を形成
し、この混気ジェット流を空気混合管３０から吐出管２
７に噴射させ、吐出管２７内に負圧を形成するようにし
た混気ジェットポンプＭ．Ｊ．Ｐにすることができる。
ジェットポンプＭ．Ｊ．Ｐを上記のような混気ジェット
ポンプＭ．Ｊ．Ｐで形成した場合には、空気混合管３０
から噴射された混気ジェット流が吐出管２７の内周面部
分との間で生じる摩擦や粘性等によりその勢いが減衰し
ようとするのを混気ジェット流に含まれる空気がクッシ
ョン作用をしたり、絶縁作用をして混気ジェット流の勢
いが減衰するのを防止するので、混気ジェット流の勢い
は良好に保たれ、常に高い負圧を形成することができる
のである。

【００２０】＜実施例２＞ 上記実施例においては濾過ドラム５のプレコート層４を
枢支軸８の左右両端のフランジ１３・１３間にスクリー
ンを円筒状に張設し、このスクリーンの上面に珪藻土を
比較的厚い層状に吸着させて形成したものであるが、本
実施例ではこれに代えて図５乃至図７に示すように枢支
軸８の左右両端のフランジ１３・１３間に亙り骨材３７
・３７・・・を架着して略円筒形のフレームを形成し、
このフレームの外周面に断面が逆三角形状のワイヤー所
謂“ウエッジワイヤー”３３をその隣合う端縁同士の隙
間Ｓを所定間隔、例えば 0.2〜 0.8ｍｍの範囲内の一定
の幅になるように螺旋状に捲回して濾過面３１を形成し
た点と、濾過ドラム５を河底や海底３３の汚泥３４に直
接位置させるようにした点、並びに枢支軸８の左右の両
端のフランジ１３・１３に放射状の走行用脚部３２を形
成した点が異なり、その他の構成ならびに作用は上記実
施例と同様である。

【００２１】即ち、本実施例のように駆動手段１１で回
転駆動される濾過ドラム５のフランジ１３・１３に走行
用脚部３２を放射状に形成すると、濾過ドラム５の回転
にともなって、濾過ドラム５が底の凹凸に沿って自走す
るので汚泥を攪拌することもなく、均一な濾過・脱水を
行うことができると言う利点がある。また、本実施例の
ように断面が逆三角形状の“ウエッジワイヤー”３３で
濾過面３１を形成したものでは、図７に示すようにスリ
ットＳが濾過ドラム５の内方で広くなっていることか
ら、掻き落とし部材２０の掻き落とし板２０ａでスリッ
トＳの上面に露出している部分が切断された固塊物が負
圧により濾過ドラム５内に確実に吸引され、吸引口９か
ら吸引された濾過済み液が負圧供給手段６のジェットポ
ンプM.J.P 内を通過し吐出口２９から排出されるのであ
る。

【００２２】また、本実施例のように“ウエッジワイヤ
ー”３３で濾過面３１を形成したものでは、掻き落とし
部材２０の掻き落とし板２０ａとの間で鋏切断作用を発
揮させることができ、固塊物の除去に著しい効果があ
る。尚、本発明は真空ポンプとリザーバータンクとの組
み合わせによる負圧供給手段を形成することを排除する
ものではなく、また上記各実施例の昇降装置はクレーン
等に限られず、手動による昇降であってもよいことは勿
論である。

【００２３】

【効果】以上に説明したように本発明に係る濾過装置に
よれば、昇降装置の操作により濾過ドラムを所望する場
所に移動させて稼働させることができるので、浚渫され
た汚泥等の濾過液を貯溜する汚泥槽内に直接濾過ドラム
を浸漬した状態で稼働させることが出来、従来のように
汚泥槽とされから離れた所に設置された濾過ドラムに汚
泥を搬送するのをなくすことができ、その分ランニング
コストを低減出来るとともに、汚泥槽を単一又は少数の
大型にしてイニシャルコストの低減をはかることができ
るという利点がある。

【００２４】また、昇降装置の操作により濾過ドラムを
所望する場所に移動させて稼働させることができること
から、濾過ドラムを河川や池、並びに海底に直接設けて
稼働させることもでき、こうした場合には本発明者が先
に提案した濾過装置の有する問題点、即ち堆積物や沈澱
物の飛散やその近傍の汚濁をも解消することができるう
え、直接濾過ドラムで濾過するので浚渫した汚泥等の濾
過液を貯溜する汚泥槽をも省略することができると言う
利点もある。

【００２５】濾過ドラムの枠体の周面に張設したスクリ
ーンに濾材を層状に吸着させて濾過面を形成したもので
は、精度の高い濾過に適しており、濾過面に吸着された
固塊物とともに掻き落とし部材で濾材が徐々に掻き落と
されるが、この濾過槽が無くなるまで長時間に亙って連
続して濾過が行え、稼働効率を大幅に向上させることが
できると言う利点もある。

【００２６】更に、枠体の周面に断面が逆三角形のウェ
ッジワイヤを所定間隔置きに張設して濾過ドラムの濾過
面を形成したものでは、ウェッジワイヤ間のスリットが
回転ドラムの内方で広がる形状になっていることから、
濾過面から突出する部分が掻き落とし部材で切断された
固塊物はスリットから回転ドラムの内方に即座に吸引さ
れるので、濾過面のスリットが目詰まりすることがな
く、その掻き落とされた濾過面部分は常に新しい濾過面
になる長時間に亙って強力な濾過が行え、稼働効率を大
幅に向上させることができると言う利点もある。

【００２７】加えて、吸引口を濾過ドラムの底部内周面
に向けて開口させたものでは、濾過ドラムを濾過液中に
浸漬した状態で使用される時には濾過ドラム内を沈降し
ようとする比重の重いものを優先的に吸引し、濾過ドラ
ムが濾過液上に引き上げられた状態では濾過ドラム内に
残留しようとする液体を吸引口から吸引するので、濾過
ドラムが濾過液上に引き上げられた時にも、濾過ドラム
に残留する液体等により濾過面に吸着した固塊物が不用
意に剥離・脱落するのを防止することができると言う利
点がある。特にスクリーンに濾材を層状に吸着させて濾
過面を形成したものでは、濾過ドラム内に残留する液体
等により濾材が剥離・脱落するのを防止できると言う顕
著な利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１に係る回転式濾過ドラムを用いた濾過
・脱水システムの概略構成を示す縦断正面図である。

【図２】実施例１に係る回転式濾過ドラムを用いた濾過
・脱水システムの概略構成を示す縦断側面図である。

【図３】負圧供給手段の概略構成を示す縦断正面図であ
る。

【図４】負圧供給手段の変形例の概略構成を示す縦断正
面図である。

【図５】実施例２に係る回転式濾過ドラムを用いた濾過
・脱水システムの概略構成を示す縦断正面図である。

【図６】実施例２に係る回転式濾過ドラムを用いた濾過
・脱水システムの概略構成を示す縦断側面図である。

【図７】実施例２に係る回転式濾過ドラムの濾過面部分
の拡大断面図である。

【符号の説明】

１・・・濾過装置 ４・・・濾過層 ４ａ・・・濾過面 ５・・・濾過ドラム ６・・・負圧供給手段 ７・・・吊持部材 ８・・・枢支軸 ９・・・吸引口 １０・・・吸引通路 １１・・・駆動手段 ２０・・・掻き落とし部材 ２６・・・昇降装置 ３１・・・濾過面 ３３・・・ウェッジワイヤ

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】両端を吊持部材（７）に支持された枢支軸
   （８）と、該枢支軸（８）に回転可能に枢支され周面に
   掻き落とし部材（２０）が接離可能な濾過面（４ａ・３
   １）を形成した濾過ドラム（５）と、該濾過ドラム
   （５）を回転駆動させる駆動手段（１１）とを備え、吊
   持部材（７）は昇降装置（２６）により濾過ドラム
   （５）を所望する位置に昇降移動可能に構成し、枢支軸
   （８）はその内部に一端が負圧供給手段（６）に連結さ
   れた吸引通路（１０）が形成され、吸引通路（１０）の
   他端部を濾過ドラム（５）内に吸引口（９）として開口
   させたことを特徴とする濾過装置。
2. 【請求項２】枠体の周面にスクリーンを張設し、該スク
   リーンに濾材を層状に吸着させて形成した濾過層（４）
   の表面に濾過面（４ａ）を形成したことを特徴とする請
   求項１に記載の濾過装置。
3. 【請求項３】枠体の周面に断面が逆三角形のウェッジワ
   イヤ（３３）を所定間隔置きに張設して濾過面（３１）
   を形成したことを特徴とする請求項１に記載の濾過装
   置。
4. 【請求項４】吸引口（９）を濾過ドラム（５）の底部内
   周面に向けて開口させたことを特徴とする請求項１乃至
   ３のいずれか１項に記載の濾過装置。