JP3053202B2 - 回転濾過装置における濾過素子の支持構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】

この発明は、下水道汚泥・し尿処理汚泥・水産加工廃
水・牧畜場廃水・食品工場廃水・有機化学工業廃水等の
濾滓粒子を含んだ懸濁原液を廃液とケークとに分離する
回転濾過装置及び生産工程の固液分離装置に関するもの
であり、特に、柱状に形成された複数の濾過素子を間隔
を開けて支持軸に並列に枢支し、前記支持軸を枠部材に
懸架装着した構成の濾体をリング状に連設してなる帯状
回転濾体を備えた回転濾過装置に用いられている濾過素
子の支持構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、下水道汚泥・し尿処理汚泥・水産加工廃水・牧
畜場廃水・食品工場廃水・有機化学工業廃 加圧濾過法
においては、ゾル・ゲル状の懸濁原液等の被分離脱水物
を逐次投入して加圧しなければならないため、脱水作業
が断続的となり、また、加圧によって、濾過膜に急激な
固体による目詰まりが生じるため、それ以降の液体の濾
過の妨げとなり、濾過効率を低下させていた。

【０００３】 真空脱水法においては、ゾル・ゲル状の懸濁原液等の
被分離脱水物を減圧するために真空ポンプを含む大規模
の設備を必要とし、また、大気圧から真空まで減圧する
のに時間を要していた。 ベルトプレス法においては、濾過膜を連続的に使用す
るため、濾過膜に目詰まりが生じ濾過効率が低下るとい
う問題があった。 電気浸透法においては、構造的に複雑であるという欠
点があった。 多重円板法においては、直径の異なる肉薄円板を多数
枚重ね合わせた濾体を互いに交接させるため、肉薄円板
の間に濾滓粒子が目詰まりするとともに、該濾滓粒子に
よって、肉薄円板が摩耗してしまうという欠点があっ
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】

そこで、上記のような問題点に鑑み、出願人は従来技
術の欠点を除去した、全く新しい形状の濾過素子を整列
させた濾体、及びその濾体を並べた回転帯状濾体、並び
にその回転帯状濾体を備えた濾過装置を提案している
（特願平１−49898号）。

【０００５】 すなわち、当該発明は、濾過素子がスリット面を有す
る柱状体から成る特殊な形状の多数の濾過素子を支持軸
に並列させて枢支するとともに、載架部材に載架するこ
とによって、固液分離機能を有する濾過体としての濾過
素子を整列させた濾体を形成し、また、該濾体を帯状に
連設して濾過面積を大きくし、さらに、帯状に連設した
該濾体の両端を結合させて、リング状に形成して駆動手
段に装着し、該駆動手段によってリング状の濾過素子を
整列させた濾体の回転により、濾過素子が整列と分離を
繰り返しながら、懸濁原液の固液分離と、濾過素子の清
浄を行うことができる回転帯状濾体を提案したものであ
る。

【０００６】 また、同出願では、回転帯状濾体を濾過槽内に配設す
るとともに、上記リング状の濾体の周囲に、濾過素子を
洗浄する洗浄手段、濾過素子間に詰まった濾滓粒子を除
去する濾滓粒子除去手段、該回転帯状濾体の上に積載さ
れた懸濁原液を加圧する加圧手段、濾過素子を整列させ
る濾過素子整列手段を配設することにより、懸濁原液の
固液分離と濾過素子の清浄能力を向上することができる
回転帯状濾体を備えた濾過装置が提案されている。

【０００７】 この発明は、本件共同出願人の中の１人がした上記発
明に改良を加えたものであり、特に濾過素子を支持軸に
回動自在に軸支する構造に関するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

この発明は、濾過素子を支持軸に回転自在に軸支する
構造として、柱状に形成された複数の濾過素子を間隔を
開けて支持軸に並列に枢支し、前記支持軸を回転枠に懸
架装着した構成の濾体をリング状に連設してなる帯状回
転濾体を備えた回転濾過装置において、 （１）上記濾過素子を濾過素子の長手方向中央部付近で
支持軸に枢支したこと、 （２）濾過素子を濾過素子の一端の端部付近で支持軸に
枢支し、濾過素子の支持軸側端部を押圧して濾過素子を
上記枠部材と並列に保持する濾過素子並列保持部を濾過
素子の支持軸側端部に隣接して設けたこと、 （３）濾過素子を濾過素子の一端の端部付近で支持軸に
枢支し、濾過素子の支持軸端部に係止部を突設するとと
もに、該係止部と当接して濾過素子を上記枠部材と並列
に保持するストッパを濾過素子の支持軸側端部に近接し
て設けたこと、 （４）濾過素子を濾過素子の一端の端部付近で支持軸に
枢支し、さらに濾過素子の長手方向中央部付近において
濾過素子を載架する載架部材を枠部材に横架したこと をそれぞれ特徴としている。

【０００９】

【作用】

請求項１に係る発明では、濾過素子の長手方向中央寄
り部分で濾過素子が支持軸に軸支されるため、濾過素子
が濾体の下側に回転移動する時の支持軸に掛かる負荷が
小さく、また、支持軸から濾過素子の端部までの距離が
短いため、濾過装置をコンパクトにすることができる。

【００１０】 また、請求項２及び３に係る発明では、濾過素子並列
保持部またはストッパが濾過素子を枠部材と並列に保持
する機能を有するため載架部材を設ける必要がない。

【００１１】 更に、請求項４に係る発明では、濾過素子の長手方向
中央部付近に設けられた載架部材が濾過素子の下方傾動
を防止し、濾過素子表面に掛かる大きな荷重にも強い耐
性を有する。

【００１２】

【実施例】

以下、この発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に
説明する。 濾体１は、多数個の濾過素子11と、該濾過素子11が枢
支される支持軸12と、前記濾過素子11が載架される載架
部材13と、該支持軸12および載架部材13が横架されると
ともに、ローラ31と係合される枠部材14とから成り、
「すのこ」状に形成されている。

【００１３】 濾過素子11は、第１図に示すように、この実施例で
は、正三角柱状体に成形されたセラミック製の細長棒状
体である。該濾過素子11の前方下部には、該濾過素子11
を支持軸12に枢支させる略コの字型の懸架部111が一体
的に形成されており、該懸架部は後述する支持軸12に嵌
挿・懸架されている。懸架部の形状は、略コの字型に限
定される必要はなく、円形の孔であっても良いが、脱着
自在な形状である方が好ましい。

【００１４】 また、該濾過素子11の後端部112は、円弧状に形成さ
れている。なお、濾過素子11は、平坦な上面113を上側
に向け、また、稜部114を下側に向けて支持軸12に懸架
されている。さらに、支持軸12に枢支されている多数個
の濾過素子11は、隣接する濾過素子11の平坦な上面113
が互いに面一になるように並列されている。なお、濾過
素子11の断面形状は、上面が平坦なものには限定され
ず、非平坦なものであってもよく、隣接する濾過素子と
の間の側面にスリット面が形成されたものであればよ
い。また、濾過素子11の材質も、セラミックに限定され
るものではなく、金属・合成樹脂等、耐摩耗性・耐腐食
性を有する材質であればよい。

【００１５】 支持軸12は、その両端が、左右の枠部材14に螺子で止
められ横架されている断面円形の金属製・陶器製等の棒
状体である。支持軸12は、多数個の濾過素子11が後述す
るように、載架部材によって互いに特定のスリットく隙
間）が保持されているとともに、着脱自在に多少の遊び
を持たせて並列に懸架・枢子されている。この実施例で
は、支持軸を濾過素子の端部付近に配置して係止嵌合し
ているが、支持軸は、例えば第２図に示すように濾過素
子の中央寄りに配置することも可能である。この場合に
は、濾過素子を支持軸に枢止させるための懸架部111
も、濾過素子の中央付近に付設される。

【００１６】 載架部材13は、濾過素子11が載架される細長板部材で
あり、その両端が左右の枠部材14に螺子止めされてい
る。また、この実施例では濾過素子11が載架される部分
には、濾過素子11の稜部114及び斜面部115が嵌合される
Ｖ字形の切り込み131が一定間隔毎に切欠されており、
該切り込み131に濾過素子11の稜部114及び斜面部115が
嵌合されることにより、上述したように、濾過素子11が
特定のスリット（隙間）を置いて保持されるようになっ
ている（第１図（２）及び第２図参照）。従って、本実
施例においては、載架部材13は、単に濾過素子11間のス
リット（隙間）の間隔を調節する役割を果たしている。
このため、切り込み131の間隔が異なる載架部材13と交
換することによって、濾過素子11間のスリット（隙間）
の間隔を調節して、さまざまな種類の懸濁原液の固液分
離に対処することが可能である。

【００１７】 また、載架部材13は、濾過素子11の上に懸濁原液およ
びケークが積載されるので、その重量を支える機能をも
有している。このため、本実施例のように、濾過素子11
の後端部112付近だけでなく、中央部付近にも載架部材1
3を設けて、懸濁原液等の重量を支える機能をさらに補
強した構成としても良い。

【００１８】 濾過素子11と支持軸12と載架部材13の構成は、上記詳
述したものには限定されず、他の態様として以下のよう
な構成でもよい。 （イ）第３図に示すように、濾過素子20の前方端部に懸
架部26を一体的に設けるとともに該懸架部26の前方に懸
架部を押圧して濾過素子20を並列に保持する濾過素子並
列保持部22を設けた構成。

【００１９】 濾過素子並列保持部は支持部23と、支持部23から突出
してスプリング（図示せず）等の作用により懸架部26を
押圧する押圧部24とからなり濾過素子の後端が下側に傾
動することを防止する。 （ロ）第４図に示すように、濾過素子30の前方端部下側
に係止部32を一体的に突き出して設け、該係止部32の公
報に設けたストッパ34に係止部32を係止させることによ
り、濾過素子を並列に保持させる構造。 （ハ）第５図に示すように、三角柱又は四角柱形状等の
載架部材46、48を濾過素子の長手方向中央部付近に設け
る構造。

【００２０】 この場合には、載架部材46、48を併設する必要はな
く、いずれか一方のみでよい。

【００２１】 また、上記の例では、いずれも各濾過素子が支持軸に
対して回動自在に枢支され、支持軸12が後述する枠部材
14に螺子等で締着される構造であるが、その他、各濾過
素子の一端又は各濾過素子の中央部付近を支持軸12に並
列させて固着するとともに、支持軸12を、軸受等を介し
て枠部材14に回動自在に軸支する構造とすることも考え
られる。

【００２２】 枠部材14は、支持軸12および懸架部材13が横架・螺子
止めされる矩形の細長板部材である。枠部材14の左側下
部には、第１図に示すように、他の濾体の枠部材を回動
自在に連結するための孔143、144が突設されている。

【００２３】 このように構成された濾体１の上に懸濁原液が積載さ
れると、各濾過素子11の間のスリット（隙間）からゾル
状態・ゲル状態を含む懸濁原液に含有されている水分が
滲み出し、濾過素子11の上には、水分が滲み出して固液
分離された後の濾滓粒子の固まりであるケークのみが堆
積する。従って、多数条のスリットの設けられた濾体１
は濾過体として機能する。

【００２４】 上記のような構成の濾体を多数連設し、駆動手段に連
結された平行な２つのローラにリング状に巻架したもの
が、第６図に示される回転帯状濾体３である。すなわ
ち、ローラ31は、円柱状の軸体であり、図示しないモー
タによって回転駆動される。また、第６図（２）に示す
ように、ローラ31には枠部材14が係合される溝311が刻
設されている。

【００２５】 上記の回転帯状濾体は、ローラ31の回転により、第６
図の矢印方向に回転するが、各濾過素子は各々が支持軸
に回動自在に支持されているため、回転により濾体下部
に移動したときには、支持軸にバラバラにぶら下がった
状態となり、濾体上部に移動したときには整列した状態
となる。

【００２６】 次に、この発明に係る濾体を具備した濾過装置につい
て説明すると、濾過装置４は、第７図に示すように、懸
濁原液注入口42と、濾液排出口43と、ケーク排出口44と
を有する濾過槽41の中に、上述した回転帯状濾体３と、
洗浄手段として濾過素子洗浄装置45と、濾滓粒子除去手
段としてのブラシスキーマ46と、加圧手段としての加圧
ベルト47と、濾過素子を整列させる手段としての濾過素
子整列ローラ48が配設されている。なお、第７図の実施
例においては、懸液原液の重量脱水を促進させるため
に、回転帯状濾体３が傾斜して配設されている。

【００２７】 濾過素子洗浄装置45は、回転帯状濾体３の下方のケー
ク排出口44側に配設されており、２機の回転ブラス45
1、452と、該回転ブラシ451、452を洗浄する水、または
薬液が貯溜される槽453からなる。回転ブラシ451、452
の植毛部分は、回転しながら常に槽453内に貯溜されて
いる水または薬液に浸漬されるので、該回転ブラシ45
1、452の植毛部分には、常に薬液が含浸されている。水
または薬液が含浸されている回転ブラシ451、452の植毛
部分が、回転帯状濾体３の下方に移送されて支持軸12に
バラバラにぶらさがった状態の濾過素子11に回転しなが
ら接触して、回転帯状濾体３の上側から下側への移送時
の振動によって剥離・除去されずに付着している濾滓が
掻き取られる。これによって濾過素子11が洗浄される。

【００２８】 なお、濾過素子を洗浄する機構としては、上記の構成
の他、第８図に示すような構成とすることもできる。 すなわち、回転帯状濾体３の内部に、該帯状濾体３の
上面（濾過面）で脱水されて滴り落ちる水を受ける受け
皿71を配置し、該受け皿から濾体３の下方の洗浄槽72に
水を移動させて貯溜するとともに、回転帯状濾体３が上
記洗浄槽72の内部を経由して回転するようにガイド73、
74、75、76を設ける。洗浄槽内では、回転ブラシによる
洗浄又は超音波洗浄がなされる。また、重力方向にぶら
下がった各濾過素子を順次揺動させるための邪魔板を、
支持軸と一定角度を以て設けておけば、各濾過素子は波
をうつように揺動するため、各濾過素子に付着した濾滓
残滓が掻き落とされ、高い洗浄効果が得られる。なお、
上記邪魔板は支持軸と一定角度を保って設定されれば、
台形等の板であっても棒状体でもよい。また、設けられ
る邪魔板の数も１箇所に限らず、複数箇所に設けてもよ
い。

【００２９】 上記のように、回転帯状濾体３の濾過面によって脱水
された水を洗浄水として用いれば、資源の有効利用が図
れる。

【００３０】 ブラシスキーマ46は、回転帯状濾体３の上方の懸濁原
液注入口42側に、回転帯状濾体３に近接させて配設され
ており、２機の回転軸461、462と、該回転軸461、462に
巻架されているベルト463から成る。ベルト463には、針
金状のブラシ464が植設されている。さらに、ブラシ464
は、該ブラシ464の先端が濾過素子11間のスリット（隙
間）に突入されるように、一定間隔ごとに植設されてい
る。また、ベルト463は、両端が結合された帯状濾体２
よりも速く回転するようにその速度が設定されている。
従って、濾過素子11間のスリット（隙間）に突入したベ
ルト463のブラシ464が、懸濁原液を進行方向の押圧しな
がら掻き上げるので、濾過素子11間のスリット（隙間）
に詰まった濾滓粒子が掻き上げられて除去され、各濾過
素子が常に良好に固液分離可能な状態に洗浄される。

【００３１】 加圧ベルト47は、回転帯状濾体３の上方のケーク排出
口44側に配設されており、２機の回転軸471、472と、該
回転軸471、472に巻架されているベルト473と、該ベル
ト473の内側に設けられた複数機の加圧ローラ474とから
成る。ローラを介してベルト473を濾体３上に押圧する
ことにより、濾体３の前方部（ブラシスキーマ46が設け
られている部分）で固液分離された懸濁原液がさらに加
圧脱水されるようにしている。これにより、懸濁原液の
含水率が更に低下する。

【００３２】 濾過素子整列ローラ48は、回転帯状濾体３の上方の懸
濁原液注入口42側に配設させている円柱状の軸体であ
る。また、濾過素子整列ローラ48は、回転帯状濾体３の
奥行寸法と略同長であり、回転帯状濾体３のローラ31と
平行に配設されている。濾過素子整列ローラ48によっ
て、回転帯状濾体３の下側に移送されて支持軸12にぶら
さがった状態の濾過素子11が、回転帯状濾体３の上側に
移送される際に、濾過素子11が濾過素子整列ローラ48に
当たり、懸架部材13の切り込みに整列するように嵌合・
載架される。

【００３３】 上記の濾過装置４は以下の通り作動する。 懸濁原液注入口42から導入された、懸濁原液５（ゾル
状およびゲル状の原液を含む）は、回転帯状濾体３の上
に積載される。積載された懸濁原液５は、ケーク搬出口
44方向に移送されながら重力脱水され、懸濁原液５中の
水分が、濾過素子11間のスリットから濾過槽41の底面に
落下する。この時、ブラシスキーマ46が作動しているの
で、濾過素子11間のスリット（隙間）に詰まった濾滓粒
子が掻き上げられて除去され、懸濁原液５が良好に重力
脱水される。重力脱水された懸濁原液５は、さらに、ケ
ーク搬出口47方向に移送され、加圧ベルト47によって加
圧脱水されてケークが形成される。ケークは、ケーク搬
出口44から濾過槽41外に搬出される。ケークを排出した
各濾過素子は、回転帯状濾体３の下側に移送される。こ
のとき各濾過素子は、支持軸12を中心として回転し、バ
ラバラに支持軸12にぶらさがった状態になり、濾過素子
洗浄装置45によって洗浄される。さらに、濾過素子が上
側に移送される場合には、支持軸12にぶらさがった状態
の濾過素子11が、濾過素子整列ローラ48によって再び載
架部材13の上に嵌合・載架・整列されて濾過体として機
能する。

【００３４】 以上、各実施例に基づいて、この発明を具体的に説明
したが、本発明は上記実施例に限定されるものではな
く、その要旨を脱しない範囲で種々に変更可能であるこ
とは言うまでもない。

【００３５】

【発明の効果】

この発明の濾過素子の支持構造は上記のような構成で
あるので以下のような効果を奏する。

【００３６】 請求項１に係る発明においては、濾過素子の長手方向
中央寄り部分で濾過素子が支持軸に軸支されるため、濾
過素子が濾体の下側に回転移動する時の支持軸に掛かる
負荷が小さく、また、支持軸から濾過素子の端部までの
距離が短いため、濾過装置をコンパクトにすることがで
きる。

【００３７】 また、請求項２及び３に係る発明では、濾過素子並列
保持部またはストッパが濾過素子を枠部材と並列に保持
する機能を有するため載架部材が不要となる。

【００３８】 更に、請求項４に係る発明では、濾過素子の長手方向
中央部付近に設けられた載架部材が濾過素子の下方傾動
を防止し、濾過素子表面に掛かる大きな荷重にも強い耐
性を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】濾体の分解斜視図及び濾過素子の載架部材に対
する嵌合状態を示す断面図

【図２】この発明に係る濾過素子の支持構造を示す斜視
図

【図３】この発明に係る濾過素子の支持構造を示す斜視
図

【図４】この発明に係る濾過素子の支持構造を示す斜視
図

【図５】この発明に係る濾過素子の支持構造を示す斜視
図

【図６】回転帯状濾体の斜視図及び一部を拡大した断面
図

【図７】回転帯状濾体を備えた濾過装置の概略図

【図８】濾過素子洗浄方法の１例を示す斜視図

【符号の説明】

1:濾体 3:回転帯状濾体 4:濾過装置 5:懸濁原液 11:濾過素子 12:支持軸 13:載架部材 14:枠部材 41:濾過槽 42:懸濁原液注入口 43:濾液排出口 44:ケーク排出口 45:濾過素子洗浄装置（洗浄手段） 46:ブラシスキーマ（濾滓粒子除去移送手段） 47:加圧ベルト（加圧手段） 48:濾過素子整列ローラ（濾過素子整列手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｂ３０Ｂ 9/24 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B01D 33/04

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】柱状に形成された複数の濾過素子を間隔を
   開けて支持軸に並列に枢支し、前記支持軸を枠部材に懸
   架装着した構成の濾体をリング状に連設してなる帯状回
   転濾体を備えた回転濾過装置において、上記濾過素子を
   濾過素子の長手方向中央部付近で支持軸に枢支したこと
   を特徴とする回転濾過装置における濾過素子の支持構造
2. 【請求項２】柱状に形成された複数の濾過素子を間隔を
   開けて支持軸に並列に枢支し、前記支持軸を枠部材に懸
   架装着した構成の濾体をリング状に連設してなる帯状回
   転濾体を備えた回転濾過装置において、濾過素子を濾過
   素子の一端の端部付近で支持軸に枢支し、濾過素子の支
   持軸側端部を押圧して濾過素子を上記枠部材と並列に保
   持する濾過素子並列保持部を濾過素子の支持軸側端部に
   隣接して設けたことを特徴とする回転濾過装置における
   濾過素子の支持構造
3. 【請求項３】柱状に形成された複数の濾過素子を間隔を
   開けて支持軸に並列に枢支し、前記支持軸を枠部材に懸
   架装着した構成の濾体をリング状に連設してなる帯状回
   転濾体を備えた回転濾過装置において、濾過素子を濾過
   素子の一端の端部付近で支持軸に枢支し、濾過素子の支
   持軸端部に係止部を突設するとともに、該係止部と当接
   して濾過素子を上記枠部材と並列に保持するストッパを
   濾過素子の支持軸側端部に近接して設けたことを特徴と
   する回転濾過装置における濾過素子の支持構造
4. 【請求項４】柱状に形成された複数の濾過素子を間隔を
   開けて支持軸に並列に枢支し、前記支持軸を枠部材に懸
   架装着した構成の濾体をリング状に連設してなる帯状回
   転濾体を備えた回転濾過装置において、濾過素子を濾過
   素子の一端の端部付近で支持軸に枢支し、さらに濾過素
   子の長手方向中央部付近において濾過素子を載架する載
   架部材を枠部材に横架したことを特徴とする回転濾過装
   置における濾過素子の支持構造