JP2742974B2

JP2742974B2 - ２段式スラリー処理方法及び装置

Info

Publication number: JP2742974B2
Application number: JP4309724A
Authority: JP
Inventors: 武司保谷
Original assignee: トウフク株式会社
Priority date: 1992-10-26
Filing date: 1992-10-26
Publication date: 1998-04-22
Anticipated expiration: 2013-04-22
Also published as: JPH06134497A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】開示技術は、工場廃液や建設廃材
等から排出されるスラリー，スラッジの有効な固液分
離、及び、固液分離されたチョコレート状のケーキの有
効再利用を図るシステムの技術分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】周知の如く、産業の隆盛は市民生活の向
上，文化の発展に大いに寄与しているが、近時、産業の
発達が大規模な公害問題を引き起こしたり、地球規模の
環境汚染を招来するに至り、産業の発達はこれらを無視
することが出来ないようになり、これらとの調和なくし
ては存続し得ないまでにもなってきており、公害防止産
業や環境調和産業等も新たな産業として注目を浴びるよ
うになってきてさえいる。

【０００３】而して、各種の化学産業，薬品産業，食品
産業，化成産業，農水産業，建設業等にあっては、それ
らが排出する産業廃液や産業廃棄物の有効処理のみなら
ず、積極的には有効再利用も図るような要求が強いられ
るようになり、特に、工場廃液，建設廃液等のスラリー
から生ずるスラッジの減容化や焼却，埋設等のし易さ等
はこれまで単に消極的な廃棄物処理とされていたものが
凝集剤等を添加混合して建設資材，脱臭剤，濾過剤，界
面活性剤等に有効再利用出来る技術が開発され、更に両
者を含めたシステム等も研究改善されている。

【０００４】そのうえ、スラリーを一次固液分離したス
ラッジ等を最終的に固液分離してチョコレート状のケー
キに至るまでに減容化し、焼却，埋設、更には固化して
有効再利用する手段として極めて高い固液分離効率が図
れるシステムにフィルタプレスが広く用いられて有効に
活躍している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、基本的
に極めて固液分離効率の高いかかるフィルタプレスは各
種の固液分離装置に比し、有効性が強いものの、供給さ
れるスラリーの含水率が高い場合にはスラッジの固液分
離プロセスにおいて、固形粒子間隙に所謂みずみちの通
水路が形成されて該通水路外の所定分領域からの脱水が
行われても、該通水路、及び、その近傍の含水率が高い
ことから、各濾枠間の固液分離領域に於てチョコレート
状のケーキが得られないという欠点があり、又、ケーキ
に水分が多いことから、濾布に対する該ケーキの付着性
が高くなってケーキの剥離，除去がスムーズに行われ難
い難点があり、結果的にフィルタプレスの設計通りの運
転が妨げられるという不都合さがあった。

【０００６】そして、まがりなりにも固液分離が出来た
としても、それでも含水比が高いことから該固液分離に
よって得られたケーキから再利用材が得られ難いという
難点がある。

【０００７】

【発明の目的】この出願の発明の目的は上述従来技術に
基づく産業の発達に伴う公害防止，環境調和に供する固
液分離システムに用いられるフィルタプレスを中心とす
るスラリー処理における問題点を解決すべき技術的課題
とし、該フィルタプレスの機能をフルに発揮することが
出来るようにスラリーのスラッジへの固液分離について
予め半脱水状態に一次脱水を行い、次いで、高圧圧送に
より該一次脱水したスラッジをフィルタプレスに圧送し
て確実に二次脱水による低含水比のチョコレート状のケ
ーキへ、更に、次段の乾留処理により活性汚泥の廃材再
利用に供することが出来るようにして各種産業における
公害防止技術、及び、環境調和技術利用分野に益する優
れた２段式スラリー処理方法、及び、該方法に直接用い
るスラリー処理装置を提供せんとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段・作用】上述目的に沿い先
述特許請求の範囲を要旨とするこの出願の発明の構成
は、前述課題を解決するために、工場廃液や建設排泥，
活性汚泥等のスラリーを所定の凝集剤添加等を行って、
含水率を無機物系スラリーでは４０〜６０％、更には有
機物系スラリーで７５〜９０％程度に半脱水状態等にし
てミキサーにより混練状態とし、これを高圧圧送装置の
弾性膜体内に圧入し、そして、該弾性膜体を負圧，正圧
等により反復して膨縮させ、該膨縮行程においてスラッ
ジ内に形成され、次段のフィルタプレスによる固液分離
において阻害条件となる通水路のみずみち形成を防止す
るべく、排出脱気、或いは、吸気脱気し、含水率を低下
させて、３０ｋｇｆ／ｃｍ²の圧力でフィルタプレスに
圧送し、或いは、活性汚泥等のスラリーについては一旦
４０〜６０％程度半脱水して上述同様混練状態にし、フ
ィルタプレスに圧送して高圧での固液分離を行い、厚さ
１７〜２０ｍｍ程度のチョコレート状のケーキにし、得
られたチョコレート状のケーキを、更に、オートクレー
ブに供給して真空加熱し乾留を行って排出ガスは循環し
て冷却脱水すると共に脱臭し、バーナで燃焼させるよう
にし、最終的に濾過材，脱臭剤，界面活性剤，燃料炭、
或いは、建設用固化材等の有用材に有効再利用すること
が出来るようにした技術的手段を講じたものである。

【０００９】

【実施例】次に、この出願の発明の１実施例を図面を参
照して説明すれば以下の通りである。

【００１０】図示実施例は、建設排泥、等から出るスラ
リーを資材としての濾過材や脱臭剤、或いは、建設材料
等に有効再利用化するスラッジ処理システムの態様であ
り、ハード部分を示してあり、図１に示す前段の固液分
離プラント１と図２の後段に示す乾留プラント２から成
り、両者は相隣って設置されるようにされている。

【００１１】而して、図１に示す様に、固液分離プラン
トは圧送装置１のドラム型のケーシング３の一側に作動
液のオイル吸排口４がチェックバルブ５を通り、切換バ
ルブ６を介し油圧ポンプ７を有してオイルタンク８に接
続され、又、該ケーシング３の内部にの膨出型の金網製
メッシュ体の支持体９が設けられ、その内部にはゴム製
等の膨出型の弾性膜体１０が拡縮自在に設けられて該メ
ッシュ体９の基部と共に共締め的にケーシング３に設け
られ、該弾性膜体１０の外側は作動液室１１と内側のス
ラッジ室１２に郭成されており、該スラッジ室１２内の
ケーシング３の基部上側には電磁式の開閉バルブ１３を
介し排気チャンバ１４が設けられ、開閉バルブ１５を介
しフィルタ１６が接続されている。

【００１２】又、ケーシングの後部にはスラッジ供給口
１７が設けられ電磁式の開閉シャッタ１８を介し駆動モ
ータ１９に連結されたスクリュータイプのフイーダ兼ミ
キサー２０が接続されている。

【００１３】尚、該スクリュータイプのフイーダ兼ミキ
サー２０はスクリューフインを有していることによりホ
ッパ２１から供給される一次脱水後のスラッジ前送中に
を全体的に固形分、及び、気泡が均一分散状態になるよ
うに充分に混練し、弾性膜体１０内に於て気密状態で各
気泡が排気チャンバ１４に排気され易いようにされる。

【００１４】該スクリュータイプのフイーダ兼ミキサー
２０の供給ホッパ２１には周公知の適宜の遠心分離装置
２２を介しスラリータンク２４と凝集剤タンク２５に接
続されている。

【００１５】而して、該スラリータンク２４には建設工
事現場等からの廃泥を含む高含水比のスラリーが所定に
貯留され、又、凝集剤タンク２５には塩鉄や生石灰等の
適宜の凝集剤が貯留されている。

【００１６】そして、遠心分離装置２２に於ては周公知
の遠心脱水機が設けられてスラリータンク２４からのス
ラリーに凝集剤タンク25よりの上記凝集剤剤を混入され
たスラリーを供給されて適宜に固液分離し、一次脱水状
態のスラッジにして供給ホッパ２１に供給するようにさ
れている。

【００１７】そして、ケーシングの後部にはそのスラッ
ジ供給口１７に隣位してスラッジ排出口１７' が設けら
れ、電磁式の開閉バルブ２６を介して圧送通路２７が固
液分離装置としてのフィルタプレス２８に接続され、そ
の下側のケーキ搬出ベルトコンベヤ２９がチョコレート
状のケーキ３０を次に詳述する乾留プラント２のオート
クレーブ３１に供給することが出来るようにされてい
る。

【００１８】而して、該乾留プラント２に於ては図２に
示す様に、電磁式の開閉バルブ３２を介してダクト３３
が排気ポンプ３４に接続されて該オートクレーブ３１内
を所定の真空状態にすることが出来るようにされてい
る。

【００１９】又、３５はオートクレーブ３１内の開閉自
在な密封式の蓋体であり、ジョイント３６、フック３７
により密閉気密状態にし得ると共に開放自在にされてお
り、耐久性のフレキシブルホース３８を介し電磁式の開
閉バルブ３９を有する循環パイプ４０が設けられ、所定
の冷却式除液装置４１、及び、脱臭装置４２を介挿し、
ポンプ４３でオートクレーブ３１のバーナ４４に該オー
トクレーブ３１内のスラッジ３０からの乾留ガスを循環
式に燃焼することが出来るようにされている。

【００２０】又、４５は循環する乾留ガス中の水分を回
収する水タンクである。

【００２１】上述構成のシステムプラントにおいて、所
定の排泥を高濃度に含む建設現場からのスラリーをスラ
リータンク２４から遠心分離装置２２に供給し、併せ
て、凝集剤タンク２５から塩鉄，生石灰等の所定の凝集
剤を、例えば、５〜１０重量％供給し、遠心分離装置２
２を通し、その遠心脱水材を介し設計通りに一次脱水さ
せ、含水率７５〜９０％の半脱水状態のスラッジにして
スクリュータイプのフイーダ兼ミキサー２０の供給ホッ
パ２１に供給する。

【００２２】この場合、スラリーの構成物が、有機物比
率４０％以下程度の場合は、含水率が４０〜６０％程度
の一次脱水スラッジにする設計も可能である。

【００２３】そして、スクリュータイプのフイーダ兼ミ
キサー２０をモータ１９で回転、半脱水状態のスラッジ
を均一分散状態になるように更に混練攪拌しつつ電磁式
シャッタ18、及び、電磁式開閉バルブ１５を開き、これ
に対し電磁式開閉バルブ２６、及び、１３を閉じ状態に
してケーシング３の弾性膜体１０のスラッジ室１２内に
圧送供給する。

【００２４】この場合、スラリータンク２４から遠心分
離装置２２、及び、供給ホッパ２１等の各機構部を経て
供給されるスラッジはその内部に不可避的に微細の気泡
を含有する状態にあるが、スクリュータイプのフイーダ
兼ミキサー２０によりそれを通過するプロセスで該起泡
は一体化して大サイズ化され、均一分散状態にされてケ
ーシング３の弾性膜体１０の内部にスラッジと共に供給
される。

【００２５】そのプロセスでケーシング３内の作動液室
１１に対しては切換バルブ６、及び、油圧ポンプ７の作
用により作動オイルがオイルタンク８に戻され、吸送さ
れて弾性膜体１０はプッシュプル裡に拡縮し、スクリュ
ータイプのフイーダ兼ミキサー２０の押出圧用と相俟っ
て気泡を均一分散状態にされたスラッジは弾性膜体１０
内のスラッジ室１２に充満状態に供給される。

【００２６】そして、該弾性膜体１０が支持体のメッシ
ュ体９に内側から当接すると、当該状態を図示しない光
センサにより検出し、同じく図示しない制御装置を介し
てモータ１９、及び、油圧ポンプ７が停止し、弾性膜体
１０の膨脹状態は停止し、支持体９の内面に圧接されオ
ーバーテンション状態の現出は防止され材質疲労を避け
られる。

【００２７】そこで、図示しない制御装置を介しそのプ
ログラムにより電磁式の開閉バルブ１３が開き、電磁式
の開閉バルブ１５が閉ざされオイルポンプ７が設定微小
時間作動して作動液室１１が作動オイルの供給により増
圧し、弾性膜体１０が少し縮少すると、内部のスラッジ
室１２が被圧状態になり、そこで、該スラッジ室１２内
のスラッジが押圧作用を受けて均一分散状態の大サイズ
化された各気泡が強制的に圧縮されて上方に逃げ、排気
チャンバ１４内に被圧状態で閉じ込められる。

【００２８】そして、この場合、電磁式の開閉バルブ１
５は閉ざされていてスラッジ内の気泡のエアーは該排気
チャンバ１４に貯留されることになる。

【００２９】そこで、設定微小時間後に制御装置を介し
電磁式の開閉バルブ１３が閉ざされ、開閉シャッタ１８
がスラッジ質１２を被圧状態にし、閉鎖状態を維持し、
スクリュータイプのフイーダ兼ミキサー２０へのスラッ
ジの逆良を防止し、次にプログラムに従い制御装置を介
し電磁式の開閉バルブ２６，１５は開放され、排気チャ
ンバ１４内のエアーがフイルタ１６を介し脱気され、ス
ラッジは分散状態の気泡が無い状態で開閉バルブ２６，
圧送通路２７を介しフィルタプレス２８に供給され、充
分に圧縮作用を確実に受け、在来態様同様に所定の固液
分離がなされる。

【００３０】この場合、固液分離作用としてその弾性膜
体１０の縮少によるスラッジに対する加圧は、例えば、
４０ｋｇｆ／ｃｍ²で良く（実際には３９〜３８ｋｇｆ
／ｃｍ²でも同一効果が現出出来る。）、したがって、
４該フィルタプレス２８に於ては二次脱水が行われ、全
体としては遠心分離装置２２による一次脱水とその後の
半脱水のスラッジに対するフィルタプレス２８の二次脱
水により２段脱水が行われて完全に近い脱水による固液
分離が行われて完全に近い脱水による固液分離が行われ
ることになる。

【００３１】そして、該フィルタプレス２８による固液
分離では圧送装置の弾性膜体１０内のスラッジ室１２に
於て大サイズ化された気泡が排気チャンバ１４を介し系
外に脱気されるために、該気泡の給水通路（みずみち）
がスラッジ内から消失することになるため、含水率が低
くなり、高効率な固液分離がなされ、チョコレート状の
ケーキ３０が形成されて開枠時に該チョコレート状のケ
ーキ３０の低含水率による濾布に対する付着がなく、充
分に良好な剥離性が得られ、搬出コンベヤ２９からのチ
ョコレート状のケーキ３０の搬出が極めて容易に行わ
れ、フィルタプレス２８のスムーズな運転がなされるこ
とになる。

【００３２】このことは、上述の如く、通水路（みずみ
ち）が消失することから、極めて低含水率のチョコレー
ト状のケーキが得られ、在来の１段式のフィルタプレス
による固液分離よりも水分の少いチョコレート状のケー
キ３０が得られることになる。

【００３３】この場合の含水率は実験による測定で５０
〜５６％と高くなることが確認され、チョコレート状の
ケーキ３０の厚みは１７〜２０ｍｍものブロックタイプ
の厚いものが得られることが分った。

【００３４】このようにして、得られたチョコレート状
のケーキ３０をそのまま焼却，埋設廃棄処分にしても脱
水化による減容化が高く行われるために廃棄処分が極め
てし易い。

【００３５】しかしながら、この出願の発明において
は、フィルタプレス２８で固液分離されたチョコレート
状のケーキ３０を、更に、乾留して各種の資材への有効
再利用に供するべく、図２に示す様に、乾留プラント２
に於て、蓋体３５をジョイント３６、フック３７を介し
開き（その際、ガス排気循環通路４０はフレキシブルホ
ース３８を介しその循環機能に何ら支障はない）、内部
にチョコレート状のケーキ３０を所定量供給充填し、閉
蓋して排気ポンプ３４の稼動を介し電磁式の開閉バルブ
３２を開き、ダクト３３を介しオートクレーブ３１内部
を所定低圧の真空状態にし、バーナ４４により該オート
クレーブ３１を加熱し、チョコレート状のケーキ３０を
低圧加熱により乾留する。

【００３６】そして、オートクレーブ３１内で発生する
乾留ガスは開閉バルブ３９が開放されていることにより
フレキシブルホース３８を通り循環通路４２によりポン
プ４３を介し循環し、その経路に於て介装されている冷
却式除液装置４１により冷却凝集され、該乾留ガス中に
含まれる水（水蒸気）は冷却凝集して水タンク４５に強
制排除され、又、乾留ガス中に含有される有機性の臭気
は脱臭装置４２により脱臭され、バーナ４４に強制循環
され、燃料として燃焼に供される。

【００３７】そして、コークス状に乾留された固形分は
蓋体３５の開放を介し適宜に取り出され、例えば、濾過
材，脱臭剤，土質改良剤、更には各種の建築資材、又固
形燃料炭等として有効に回収利用される。

【００３８】そして、上述総合プラントは図示しない制
御装置によりフロー式に連続運転可能とされる。

【００３９】尚、この出願の発明の実施態様は上述実施
例に限るものでないことは勿論であり、例えば、固液分
離プラントのハードとして弾性膜体のスラッジ室側にも
メッシュ体等の縮少姿勢支持体を設けて弾性膜体の褶曲
による発生しわの反復を介しての亀裂発生や破断等を防
止するようにする等種々の態様が採用可能である。又、
適用対象のスラリーやスラッジ等については活性汚泥は
勿論のこと建設排泥，工場廃液ばかりでなく、農水産物
の排出活性汚泥や食品工業に於ける、例えば、おからの
圧搾かす等にも適用可能であり有機物，無機物の混合比
率を問わないものである。

【００４０】

【発明の効果】以上、この出願の発明によれば、基本的
に高含水比の建設排泥等のスラリーや活性汚泥を含むス
ラリー等の固液分離処理を図るに、極めて固液分離効率
の良いフィルタプレスを使用するに際し、該スラリーに
対し一次脱水を行って半脱水状態のスラッジを均一分散
状態にした後、内部に含有する気泡を脱気し、低含水比
のスラッジと成した後に、該スラッジを弾性膜体を有す
る高圧圧送装置によりフィルタプレスに圧送して二次脱
水するようにしたことにより、該二次脱水の固液分離プ
ロセスにおいて固形分の間の気泡が消失して所謂みずみ
ちの通水通路を無くすことにより極めて低含水比のスラ
ッジの固液分離が２段式に行われ、チョコレート状のケ
ーキが得られて次段の乾留処理等に際し確実に減容化が
図れ、直接的に焼却処分や廃棄埋設処分等も行うことも
出来、又、更に乾留処理を行うに際し、発生する乾留ガ
スの水蒸気分等が少く、乾留による濾過材や土質改良
剤、脱臭剤，界面活性剤や燃料炭等への再利用が有効に
行われ、資源の有効再利用化と共に公害防止，環境調和
が図れるという優れた効果が奏される。

【００４１】したがって、固液分離において、一次脱水
を行い、該一次脱水による半脱水状態のスラッジに対し
フィルタプレスを介し二次脱水を行う２段式のスラリー
処理を行って施設的にはやや高コストについても、結果
的には産業政策上有効に作用するという優れた効果が奏
される。

【００４２】又、濾過材，脱臭剤，界面活性剤，土質改
良剤，燃料炭，建設材等に有効再利用出来るために、資
源の活性化が図れ、リサイクル化が行えるという優れた
効果が奏される。

【００４３】又、この出願の発明はシステム的にスラリ
ーに対して発生源から乾留まで全体処理が１プラントと
して行われるために、システムプラントとしても極めて
有効であるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この出願の発明の固液分離プラントの構造模式
図である。

【図２】乾留プラントの構造模式図である。

【符号の説明】

３ケーシング１０弾性膜体１２スラッジ室２８固液分離装置（フィルタプレス）１４排気チャンバ２０スラッジ供給装置１７供給口１７' 排出口１３，１４，１５脱気装置１３，１５，１８，２６開閉バルブ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ケーシング内に設けた膨出型の拡縮自在な
弾性膜体内に、スラリーを一次脱水したスラッジを供給
して該弾性膜体の拡縮を介して該スラッジを次段の固液
分離装置に圧送して二次脱水し、次段処理に供するよう
にした２段式スラリー処理方法において、上記スラリー
を一次脱水したスラッジを均一分散状態に混練した後、
上記弾性膜体内に供給し、該弾性膜体の拡縮プロセスで
該スラッジ内の含有気体をケーシング外に脱気するよう
にすることを特徴とする２段式スラリー処理方法。
【請求項２】上記スラッジの弾性膜体内への供給を攪拌
しながら行うようにすることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の２段式スラリー処理方法。
【請求項３】上記脱気を弾性膜体の収縮プロセスで行う
ようにすることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の２段式スラリー処理方法。
【請求項４】上記脱気を負圧吸引によって強制的に行う
ようにすることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の２段式スラリー処理方法。
【請求項５】上記スラリーの一次脱水を含水率７５〜９
０％に半脱水状態にするようにすることを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の２段式スラリー処理方法。
【請求項６】上記スラッジの一次脱水を含水率４０〜６
０％に半脱水状態にするようにすることを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の２段式スラリー処理方法。
【請求項７】ケーシング内に設けた膨出型の拡縮自在な
弾性膜体内に、スラリーを一次脱水したスラッジを供給
し、該弾性膜体の拡縮を介して該スラッジを次段の固液
分離装置に圧送して二次脱水し次段処理に供するように
した２段式スラリー処理方法において、一次脱水したス
ラッジを混練した後、弾性膜体内に供給し、該弾性膜体
の拡縮プロセスで該スラッジ内の含有気体をケーシング
外に脱気するようにし、固液分離して得られたチョコレ
ート状のケーキをオートクレーブにて乾留処理するよう
にすることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の２
段式スラリー処理方法。
【請求項８】ドラム型ケーシング内に膨出型の弾性膜体
がその基部を該ケーシングに固定させて拡縮自在に設け
られ、該ケーシングの基部にスラッジ供給装置に接続さ
れる供給口と次段の固液分離装置に接続される排出口が
設けられているスラリー処理装置において、上記スラッ
ジ供給装置が混練装置を有しており、又上記ケーシング
の基部には脱気装置が配設されていることを特徴とする
２段式スラリー処理装置。
【請求項９】上記脱気装置に開閉バルブが付設されてい
ることを特徴とする特許請求の範囲第８項記載の２段式
スラリー処理装置。
【請求項１０】上記開閉バルブが電磁式開閉バルブであ
ることを特徴とする特許請求の範囲第９項記載の２段式
スラリー処理装置。
【請求項１１】上記固液分離装置にオートクレーブが接
続されていることを特徴とする特許請求の範囲第８項記
載の２段式スラリー処理装置。
【請求項１２】上記オートクレーブにガス循環装置が付
設されていることを特徴とする特許請求の範囲第１１項
記載の２段式スラリー処理装置。
【請求項１３】上記循環装置に除液装置と脱臭装置が付
設されていることを特徴とする特許請求の範囲第１２項
記載の２段式スラリー処理装置。