JP3711222B2 - 濾布ベルト式脱水装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スラリー状またはスラッジ状の被脱水処理物を含水率の低いケーキ状に脱水処理する濾布ベルト式脱水装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
スラリー状またはスラッジ状の被脱水処理物を脱水処理する装置として、所謂、ベルトプレス型脱水装置が従来から知られている。この種のベルトプレス型脱水装置は、被脱水処理物を無端状の加圧ベルトにより無端状の濾布ベルトに押圧して濾過することを基本原理としており、例えば特開昭５８−１８１４９８号公報には、被脱水処理物を挟み込んだ状態で複数の圧搾ローラおよび高圧ローラに巻回される２本の無端濾布ベルト（上部濾布および下部濾布）と、これらを高圧ローラに押圧する１本の加圧ベルトとを備えた「ベルトプレス型汚泥脱水機」が開示されている。
【０００３】
また、特開昭６２―２４４５９９号公報には、被脱水処理物を挟み込む２本の無端濾布ベルト（一方の濾布および他方の濾布）と、これらを挟み込む２本の加圧ベルト（一方の与圧ベルトおよび他方の与圧ベルト）とを複数の脱水ローラに巻回させた構造を有する「ベルトプレス形脱水分離機」が開示されている。さらに、特開平６−７９１１３号公報には、被脱水処理物を挟み込む１本の無端濾布ベルトと１本の無端加圧ベルト（無端高圧ベルト）とを脱水ローラおよび加圧ローラに巻回させた構造を有する「脱水装置」が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記の各公報に記載された所謂ベルトプレス型脱水装置は、少なくとも１本の無端濾布ベルトを移送可能に巻回するための１組ローラユニットと、少なくとも１本の無端加圧ベルトを移送可能に巻回するための他の１組のローラユニットとの２組のローラユニットが最低限必要であり、構造が複雑化して大型化するという問題がある。また、無端濾布ベルトが目詰まりして十分な濾過性能を発揮できないことがあり、被脱水処理物の脱水効率が悪いという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明は、簡素な構造でありながら、各種のスラリー状またはスラッジ状の被脱水処理物を効率的に脱水処理でき、特に、含水率の低いケーキ状に脱水処理できる濾布ベルト式脱水装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決する手段として、第１の発明に係る濾布ベルト式脱水装置は、スラリー状またはスラッジ状の被脱水処理物を濾過可能な単一の濾布ベルトが無端状に巻回されて順次移送される形式の濾布ベルト式脱水装置であって、前記濾布ベルトの上面側に供給される被脱水処理物に対し濾布ベルトの下面側から吸引負圧を作用させて被脱水処理物を初期脱水する負圧脱水部と、初期脱水された被脱水処理物を濾布ベルトと共に一対のプレスロール間で加圧して脱水し、かつ、脱水された処理物を一方のプレスロールに転着させて濾布ベルトから剥離させる加圧脱水転着部と、一方のプレスロールに転着した処理物を掻き落して回収する処理物回収部と、処理物が剥離された濾布ベルトを洗浄する洗浄部と、洗浄された濾布ベルトを一対のスクイズロール間で絞る絞り部と、を備え、前記負圧脱水部は、前記濾布ベルトの下面側に配置する上流側の第１サクションボックスと、前記濾布ベルトの下面側に配置する下流側の第２サクションボックスとを備え、前記第２サクションボックスでは、前記１サクションボックスより強い吸引負圧が作用すると共に、前記第１サクションボックスと前記第２サクションボックスとの間にガイダーロールをさらに備えており、当該ガイダーロールは、上流側の前記スクイズロールと、下流側の前記プレスロールとの中間部で、上方に偏倚した位置に配置しており、前記濾布ベルトが前記ガイダーロールの上流側は上り勾配、前記ガイダーロールの下流側は下り勾配である山形となっており、前記第２サクションボックスは前記濾布ベルトの下り勾配部分に位置していることを特徴とする。
【０００７】
第１の発明に係る濾布ベルト式脱水装置では、濾布ベルトの上面側に被脱水処理物が供給されると、第１サクションボックスおよび第２サクションボックスを有する負圧脱水部が濾布ベルトの下面側から被脱水処理物に対して吸引負圧を作用させ、被脱水処理物中の水分を濾布ベルトの下面側に吸引して被脱水処理物を初期脱水する。次に、加圧脱水転着部の一対のプレスロールが初期脱水された被脱水処理物を濾布ベルトと共に加圧して脱水し、脱水された処理物を一方のプレスロールに転着させて濾布ベルトから剥離させる。続いて、処理物回収部が一方のプレスロールに転着した処理物を掻き落して回収し、また、洗浄部が処理物の剥離された濾布ベルトを洗浄する。そして、絞り部の一対のスクイズロールが洗浄された濾布ベルトを絞り、濾布ベルトの上面側に被脱水処理物を供給可能とする。
【０００８】
第２の発明に係る濾布ベルト式脱水装置は、第１の発明の濾布ベルト式脱水装置であって、前記濾布ベルトがその上面を構成する外面層と、その下面を構成する内面層と、これらの間の中間層とを有する３層構造のフェルト材から成り、外面層は被脱水処理物を濾過する極細繊維層で構成され、中間層は水分の透過を促進する中細繊維層で構成され、内面層は水切れを促進する基布層で構成されていることを特徴とする。
【０００９】
第２の発明に係る濾布ベルト式脱水装置では、濾布ベルトの上面側に供給された被脱水処理物を負圧脱水部または加圧脱水転着部が脱水する際、濾布ベルトは、その上面を構成する外面層としての極細繊維層が毛細管現象により水分のみを透過させて被脱水処理物を確実に濾過し、中間層としての中細繊維層が毛細管現象により水分の透過を促進し、その下面を構成する内面層としての基布層が水切れを促進する。すなわち、濾布ベルトは、目詰まりすることなく効率的に被脱水処理物を脱水処理する。
【００１０】
第３の発明に係る濾布ベルト式脱水装置は、第１または第２の発明の濾布ベルト式脱水装置であって、前記一対のプレスロールが、濾布ベルトを巻回する周面に複数の水切りガイド溝が形成されたプレスボトムロールと、被脱水処理物を加圧する周面が平滑に形成されたプレストップロールとで構成されていることを特徴とする。
【００１１】
第３の発明に係る濾布ベルト式脱水装置では、一対のプレスロールとしてのプレストップロールおよびプレスボトムロールが濾布ベルトと共に被脱水処理物を加圧して脱水する際、プレスボトムロールの周面に形成された複数の水切りガイド溝濾布ベルトを透過する水の水切れを促進して被脱水処理物を効率的に脱水する。そして、プレストップロールの平滑な周面が脱水された処理物を確実に転着させて濾布ベルトから剥離させる。
【００１２】
第１〜第３の発明の濾布ベルト式脱水装置において、前記一対のプレスロールのプレス圧力が１００〜６００ｋＰａの適正圧力に設定されていると、被脱水処理物を低含水率のケーキ状に脱水処理できるので好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明に係る濾布ベルト式脱水装置の実施の形態を説明する。参照する図面において、図１は一実施形態に係る濾布ベルト式脱水装置の全体構造を示す正面図、図２は一実施形態に係る濾布ベルト式脱水装置の要部構造を模式的に示す正面図、図３は一実施形態に係る濾布ベルト式脱水装置の濾布ベルトの層構造を示す部分斜視図、図４は一実施形態に係る濾布ベルト式脱水装置の負圧脱水部の作用を説明する断面図、図５は一実施形態に係る濾布ベルト式脱水装置の加圧脱水転着部の作用を説明する斜視図、図６は一実施形態に係る濾布ベルト式脱水装置の絞り部の作用を説明する斜視図である。
【００１４】
一実施形態に係る濾布ベルト式脱水装置は、図１および図２に示すように、スラリー状またはスラッジ状の被脱水処理物Ｓを濾過して脱水処理する装置である。被脱水処理物Ｓとしては、食品工業における余剰汚泥，グルテンミール、化学工業における余剰汚泥，水酸化アルミニウム，水酸化マグネシウム，炭酸カルシウム，セラミック原料、非鉄金属工業における含鉛スラッジ，含銅スラッジ，酸化亜鉛スラッジ、下水の活性余剰汚泥、生活排水汚泥などが挙げられる。
【００１５】
一実施形態の濾布ベルト式脱水装置は、前記の被脱水処理物Ｓを濾過可能なフェルト材から成り、かつ、無端状に巻回されて順次移送される単一の濾布ベルト１と、この濾布ベルト１の上面側に供給される被脱水処理物Ｓに対し濾布ベルト１の下面側から吸引負圧を作用させて被脱水処理物Ｓを初期脱水する負圧脱水部２と、初期脱水された被脱水処理物Ｓを濾布ベルト１と共に上下一対のプレストップロール３Ａ，プレスボトムロール３Ｂ間で加圧して脱水し、かつ、脱水された処理物Ｃを上方のプレストップロール３Ａに転着させて濾布ベルト１から剥離させる加圧脱水転着部３と、上方のプレストップロール３Ａに転着された処理物Ｃを掻き落して回収する処理物回収部４と、処理物Ｃが剥離された濾布ベルト１を洗浄する洗浄部５と、洗浄された濾布ベルト１を一対のスクイズロール６Ａ，６Ｂ間で絞る絞り部６とを備えている。
【００１６】
前記の濾布ベルト１は、厚さが４〜８ｍｍ、幅が５００〜２，８００ｍｍ程度の無端ベルトであり、図３に示すように、その上面を構成する外面層１Ａと、その下面を構成する内面層１Ｂと、これらの間の中間層１Ｃとを有する３層構造のフェルト材から成る。外面層１Ａは被脱水処理物Ｓを濾過する極細繊維層で構成され、中間層１Ｃは水分の透過を促進する中細繊維層で構成され、内面層１Ｂは水切れを促進する基布層で構成されている。これらの外面層１Ａ、中間層１Ｃおよび内面層１Ｂは、接着材などを使用することなく、綿打ち加工と同様の加工によって相互に繊維が絡み合うように接合されている。
【００１７】
図１および図２に示すように、前記濾布ベルト１は、下方のスクイズロール６Ｂからガイダーロール７、プレスボトムロール３Ｂ、水中ロール８、フェルトロール９、ストレッチロール１０、フェルトロール１１、フェルトロール１２へと順次巻回され、このフェルトロール１２から再びスクイズロール６Ｂへと無端状に巻回されている。そして、この濾布ベルト１は、プレスボトムロール３Ｂが反時計方向に回転駆動されることにより、矢印方向に順次移送されるように構成されている。
【００１８】
前記プレスボトムロール３Ｂとスクイズロール６Ｂとは左右に離間して配置され、ガイダーロール７はプレスボトムロール３Ｂとスクイズロール６Ｂとの中間部の若干上方に偏倚した位置に配置されている。そして、ガイダーロール７に内面がガイドされた濾布ベルト１は、緩いスロープの山形を描いてプレスボトムロール３Ｂとスクイズロール６Ｂとの間に張設されており、ガイダーロール７によって幅方向の位置ずれが修正されるようになっている。
【００１９】
一方、前記水中ロール８は、ガイダーロール７の下方に配置された洗浄部５の洗浄プール５Ａ内に配置されており、プレスボトムロール３Ｂから繰り出される濾布ベルト１を洗浄プール５Ａ内の洗浄水に浸漬させるように濾布ベルト１の内面をガイドしている。また、フェルトロール９は洗浄プール５Ａの右部上方に配置されており、洗浄プール５Ａ内から濾布ベルト１を斜め上方に引き上げるように濾布ベルト１の内面をガイドしている。
【００２０】
前記ストレッチロール１０はフェルトロール９の左斜め上方に配置されており、濾布ベルト１の弛みを除去するように濾布ベルト１の外面を押圧している。また、フェルトロール１１は、スクイズロール６Ｂの下方に配置されたフェルトロール１２と前記ストレッチロール１０との間に配置されており、濾布ベルト１の外面を押圧している。そして、フェルトロール１２は、濾布ベルト１をスクイズロール６Ｂ側へ上向させるように濾布ベルト１の内面をガイドしている。
【００２１】
前記負圧脱水部２は、図示しない真空ポンプの吸引負圧が作用する第１サクションボックス２Ａおよび第２サクションボックス２Ｂを備えている。第１サクションボックス２Ａは、スクイズロール６Ｂとガイダーロール７との間に配置されており、図４に示すように、濾布ベルト１の下面に開口部を摺接させている。そして、この第１サクションボックス２Ａには、濾布ベルト１上の被脱水処理物Ｓ中の水分を濾布ベルト１の表面層１Ａから中間層１Ｃ、裏面層１Ｂへと浸透させる程度の弱い吸引負圧、例えば７ｋＰａ程度の吸引負圧が作用している。なお、被脱水処理物Ｓは、図１および図２に示すように、前記絞り部６から繰り出される濾布ベルト１上に供給ボックス１３を介して供給されるように構成されている。
【００２２】
一方、第２サクションボックス２Ｂは、ガイダーロール７とプレスボトムロール３Ｂとの間に配置されており、第１サクションボックス２Ａと同様に、濾布ベルト１の下面に開口部を摺接させている。そして、この第２サクションボックス２Ｂには、被脱水処理物Ｓ中の水分を濾布ベルト１の下面側へ吸引して排除できる程度の吸引負圧、例えば２５ｋＰａ程度の吸引負圧が作用している。なお、前記第１サクションボックス２Ａおよび第２サクションボックス２Ｂに回収された水分は、図２に示すドレンパイプ２Ｃを介して回収タンク２Ｄ内に回収されるように構成されている。
【００２３】
前記加圧脱水転着部３を構成する上方のプレストップロール３Ａは、図５に示すように、被脱水処理物Ｓを加圧する周面が平滑に形成されている。また、下方のプレスボトムロール３Ｂは、濾布ベルト１を巻回する周面に複数の水切りガイド溝３Ｃが形成されている。各水切りガイド溝３Ｃの深さ、幅およびピッチ間隔は、プレスボトムロール３Ｂの本来の機能を損なわない範囲で適宜設定できる。
【００２４】
上下一対のプレストップロール３Ａおよびプレスボトムロール３Ｂによるプレス圧力は、図１に示す圧力調整部１４により１００〜６００ｋＰａの適正圧力に設定されている。前記圧力調整部１４は、プレストップロール３Ａを一端部に枢支して左右方向に延びる揺動アーム１４Ａと、濾布ベルト式脱水装置のフレーム１５上に立設されて前記揺動アーム１４Ａの中間部を枢支する支持アーム１４Ｂと、前記フレーム１５と揺動アーム１４Ａの他端部との間に架設された空気圧シリンダ装置１４Ｃとを備えている。そして、空気圧シリンダ装置１４Ｃの伸長に伴いプレストップロール３Ａが下方に揺動してプレスボトムロール３Ｂに圧接し、空気圧シリンダ装置１４Ｃの押圧力に応じて両者のプレス圧力が調整されるように構成されている。
【００２５】
前記処理物回収部４は、図２に示すように、上方のプレストップロール３Ａの周面に転着された処理物Ｃを掻き落すドクター４Ａと、このドクター４Ａによって掻き落されたケーキ状の処理物Ｃを回収ボックス４Ｂ側へ落下させるシュート４Ｃとを備えている。なお、これらのドクター４Ａ、回収ボックス４Ｂ、シュート４Ｃは、プレストップロール３Ａおよびプレスボトムロール３Ｂの長さに応じた前後長を有する。
【００２６】
前記洗浄部５は、洗浄水を貯留する洗浄プール５Ａと、洗浄水を噴出するシャワーパイプ５Ｂ，５Ｃとを備えている。洗浄プール５Ａ内には前記水中ロール８が配置されており、この水中ロール８にガイドされた濾布ベルト１が洗浄プール５Ａ内の洗浄水で洗浄されるように構成されている。また、シャワーパイプ５Ｂ，５Ｃは、水中ロール８からその上方のフェルトロール９に向けて上向する濾布ベルト１の表面側および裏面側に分離して配置されており、洗浄水を濾布ベルト１の表面および裏面に噴射して濾布ベルト１を洗浄する。なお、絞り部６から滴下する水を洗浄プール５Ａ内に回収するため、洗浄プール５Ａには絞り部６の下方に延出するシュート部５Ｄが突設されている。
【００２７】
前記絞り部６を構成する一対のスクイズロール６Ａ，６Ｂは、図１に示す圧力調整部１６により、洗浄された濾布ベルト１から水分を絞る程度のプレス圧力に調整されている。この圧力調整部１６は、前記圧力調整部１４と同様の揺動アーム１６Ａ、支持アーム１６Ｂおよび空気圧シリンダ装置１６Ｃで構成されているため、これらの詳しい説明は省略する。なお、スクイズロール６Ａ，６Ｂの周面は、通常、平滑面となっているが、その周面に複数の水切りガイド溝を形成してもよい。
【００２８】
以上のように構成された一実施形態の濾布ベルト式脱水装置は、例えばスラッジ状の被脱水処理物Ｓを脱水処理し、含水率の低いケーキ状の処理物Ｃを回収するために使用される。この使用にあたって、被脱水処理物Ｓは、図１および図２の矢印方向へ移送される濾布ベルト１の上面側に供給ボックス１３を介して順次連続的に供給され、濾布ベルト１と共に負圧脱水部２を通過して加圧脱水転着部３に移送される。
【００２９】
濾布ベルト１上の被脱水処理物Ｓが負圧脱水部２の第１サクションボックス２Ａおよび第２サクションボックス２Ｂの上方を順次通過する際、第１サクションボックス２Ａは、図４に示すように、例えば７ｋＰａ程度の吸引負圧を濾布ベルト１の下面側から被脱水処理物Ｓに作用させる。これに伴い、被脱水処理物Ｓ中の水分が濾布ベルト１に浸透する。その際、濾布ベルト１の極細繊維層から成る外面層１Ａが毛細管現象により水分のみを透過させて被脱水処理物Ｓを確実に濾過する。また、中細繊維層から成る中間層１Ｃが毛細管現象により水分の透過を促進する。そして、基布層から成る内面層１Ｂが水切れを促進する。
【００３０】
一方、第２サクションボックス２Ｂは、例えば２５ｋＰａ程度の吸引負圧を濾布ベルト１の下面側から被脱水処理物Ｓに作用させる。これに伴い、濾布ベルト１は、前記のように被脱水処理物Ｓ中の水分のみを毛細管現象を利用して効率的に透過させ、被脱水処理物Ｓを外面層１Ａで確実に濾過する。こうして濾布ベルト１は、目詰まりを生じることなく被脱水処理物Ｓを効率的に確実に初期脱水する。なお、第１サクションボックス２Ａおよび第２サクションボックス２Ｂ内に吸引された被脱水処理物Ｓ中の水分は、図２に示すドレンパイプ２Ｃを介して回収タンク２Ｄ内に回収される。
【００３１】
負圧脱水部２により初期脱水された濾布ベルト１上の被脱水処理物Ｓは、加圧脱水転着部３のプレストップロール３Ａとプレスボトムロール３Ｂとの間を通過することにより加圧脱水される。その際、濾布ベルト１は、前記のように被脱水処理物Ｓ中の水分のみを毛細管現象を利用して効率的に透過させ、被脱水処理物Ｓを外面層１Ａで確実に濾過する。また、濾布ベルト１に圧接するプレスボトムロール３Ｂは、その周面に形成された複数の水切りガイド溝３Ｃが濾布ベルト１を透過する水分の水切れを促進し、被脱水処理物Ｓの加圧脱水を一層促進させる。そして、被脱水処理物Ｓに圧接するプレストップロール３Ａは、周面が平滑に形成されているため、加圧脱水された処理物Ｃを確実に転着させて濾布ベルト１から剥離させる。
【００３２】
加圧脱水転着部３のプレストップロール３Ａの周面に転着した処理物Ｃは、処理物回収部４のドクター４Ａによって掻き落され、シュート４Ｃを介して回収ボックス４Ｂ内に回収される。この回収されたケーキ状の処理物Ｃは、含水率の低い０．５〜２ｍｍ程度のフレーク状であり、通気性に優れているため取扱いやすい。また、含水率が低いことから、後工程としての乾燥工程および乾燥装置が不要となる。
【００３３】
加圧脱水転着部３を通過して処理物Ｃが剥離された濾布ベルト１は、その上面に新たな被脱水処理物Ｓを供給可能とするため、洗浄部５により洗浄されて絞り部６により絞られる。すなわち、洗浄部５の洗浄プール５Ａが内部の洗浄水に濾布ベルト１を浸漬させて洗浄し、シャワーパイプ５Ｂ，５Ｃが濾布ベルト１の外面および内面に洗浄水を噴出して洗浄する。そして、絞り部６のスクイズロール６Ａ，６Ｂが所定のプレス圧力を加えつつ濾布ベルト１を通過させることで、濾布ベルト１を毛細管現象の維持できる程度に絞る。
【００３４】
一実施形態の濾布ベルト式脱水装置は、単一の濾布ベルト１を移送可能に巻回した簡素な構造でありながら、各種のスラリー状またはスラッジ状の被脱水処理物Ｓを効率的に脱水処理することができる。そして、脱水処理されたケーキ状の処理物Ｃは、含水率の低いフレーク状を呈するため、通気性がよく、また後処理の乾燥が不要となるため、取扱い易い。
【００３５】
また、一実施形態の濾布ベルト式脱水装置においては、極細繊維層で構成された外面層１Ａと、中細繊維層で構成され中間層１Ｃと、基布層で構成された内面層１Ｂとの３層構造のフェルト材を濾布ベルト１として使用しているため、被脱水処理物Ｓ中の細かい粒子を外面層１Ａ上に架橋させて凝集させることが可能である。
【００３６】
【実施例】
一実施形態の濾布ベルト式脱水装置と同様の濾布ベルト式脱水装置を製造し、この濾布ベルト式脱水装置を使用して各種の被脱水処理物Ｓを脱水処理したところ、下記の表に示すように、それぞれ含水率の低いケーキ状の処理物Ｃが得られた。なお、使用した濾布ベルト１は、幅１，０００ｍｍ、厚さ５ｍｍであり、その移送速度は毎分１５ｍに設定した。また、負圧脱水部２の第１サクションボックス２Ａの吸引負圧は７ｋＰａに設定し、第２サクションボックス２Ｂの吸引負圧は２５ｋＰａに設定した。そして、プレストップロール３Ａおよびプレスボトムロール３Ｂ間のプレス圧力は、４００ｋＰａに設定し、スクイズロール６Ａ，６Ｂ間のプレス圧力は４００ｋＰａに設定した。
【００３７】
【表１】
【００３８】
なお、前記の濾布ベルト１の幅、厚さおよび移送速度、第１サクションボックス２Ａおよび第２サクションボックス２Ｂの吸引負圧、プレストップロール３Ａおよびプレスボトムロール３Ｂ間のプレス圧力、スクイズロール６Ａ，６Ｂ間のプレス圧力などの濾過条件は、被脱水処理物Ｓの状態によって異なり、実施例に限定されるものではない。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、第１の発明に係る濾布ベルト式脱水装置では、濾布ベルトの上面側に被脱水処理物が供給されると、負圧脱水部が濾布ベルトの下面側から被脱水処理物に対して吸引負圧を作用させ、被脱水処理物中の水分を濾布ベルトの下面側に吸引して被脱水処理物を初期脱水する。次に、加圧脱水転着部の一対のプレスロールが初期脱水された被脱水処理物を濾布ベルトと共に加圧して脱水し、脱水された処理物を一方のプレスロールに転着させて濾布ベルトから剥離させる。続いて、処理物回収部が一方のプレスロールに転着した処理物を掻き落して回収し、また、洗浄部が処理物の剥離された濾布ベルトを洗浄する。そして、絞り部の一対のスクイズロールが洗浄された濾布ベルトを絞り、濾布ベルトの上面側に被脱水処理物を供給可能とする。すなわち、第１の発明によれば、単一の濾布ベルトを移送可能に巻回した簡素な構造でありながら、各種のスラリー状またはスラッジ状の被脱水処理物を効率的に脱水処理することができる。
【００４０】
また、第２の発明に係る濾布ベルト式脱水装置では、濾布ベルトの上面側に供給された被脱水処理物を負圧脱水部または加圧脱水転着部が脱水する際、濾布ベルトは、その上面を構成する外面層としての極細繊維層が毛細管現象により水分のみを透過させて被脱水処理物を確実に濾過し、中間層としての中細繊維層が毛細管現象により水分の透過を促進し、その下面を構成する内面層としての基布層が水切れを促進する。すなわち、第２の発明によれば、濾布ベルトが目詰まりすることなく効率的に被脱水処理物を脱水処理するため、被脱水処理物を含水率の低いケーキ状に脱水処理することができる。
【００４１】
さらに、第３の発明に係る濾布ベルト式脱水装置では、一対のプレスロールとしてのプレストップロールおよびプレスボトムロールが濾布ベルトと共に被脱水処理物を加圧して脱水する際、プレスボトムロールの周面に形成された複数の水切りガイド溝濾布ベルトを透過する水の水切れを促進して被脱水処理物を効率的に脱水する。そして、プレストップロールの平滑な周面が脱水された処理物を確実に転着させて濾布ベルトから剥離させる。すなわち、第３の発明によれば、被脱水処理物の脱水処理および脱水された処理物のプレストップロールへの転着処理を効率的に確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る濾布ベルト式脱水装置の全体構造を示す正面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る濾布ベルト式脱水装置の要部構造を模式的に示す正面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る濾布ベルト式脱水装置の濾布ベルトの層構造を示す部分斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る濾布ベルト式脱水装置の負圧脱水部の作用を説明する断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る濾布ベルト式脱水装置の加圧脱水転着部の作用を説明する斜視図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る濾布ベルト式脱水装置の絞り部の作用を説明する斜視図である。
【符号の説明】
１ ：濾布ベルト
１Ａ：外面層
１Ｂ：内面層
１Ｃ：中間層
２ ：負圧脱水部
２Ａ：第１サクションボックス
２Ｂ：第２サクションボックス
２Ｃ：ドレンパイプ
２Ｄ：回収タンク
３ ：加圧脱水転着部
３Ａ：プレストップロール
３Ｂ：プレスボトムロール
３Ｃ：水切りガイド溝
４ ：処理物回収部
４Ａ：ドクター
４Ｂ：回収ボックス
４Ｃ：シュート
５ ：洗浄部
５Ａ：洗浄プール
５Ｂ：シャワーパイプ
５Ｃ：シャワーパイプ
５Ｄ：シュート部
６ ：絞り部
６Ａ：スクイズロール
６Ｂ：スクイズロール
７ ：ガイダーロール
８ ：水中ロール
９ ：フェルトロール
１０ ：ストレッチロール
１１ ：フェルトロール
１２ ：フェルトロール
１３ ：供給ボックス
１４ ：圧力調整部
１４Ａ：揺動アーム
１４Ｂ：支持アーム
１４Ｃ：空気圧シリンダ装置
１５ ：フレーム
１６ ：圧力調整部
１６Ａ：揺動アーム
１６Ｂ：支持アーム
１６Ｃ：空気圧シリンダ装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、スラリー状またはスラッジ状の被脱水処理物を含水率の低いケーキ状に脱水処理する濾布ベルト式脱水装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
スラリー状またはスラッジ状の被脱水処理物を脱水処理する装置として、所謂、ベルトプレス型脱水装置が従来から知られている。この種のベルトプレス型脱水装置は、被脱水処理物を無端状の加圧ベルトにより無端状の濾布ベルトに押圧して濾過することを基本原理としており、例えば特開昭５８−１８１４９８号公報には、被脱水処理物を挟み込んだ状態で複数の圧搾ローラおよび高圧ローラに巻回される２本の無端濾布ベルト（上部濾布および下部濾布）と、これらを高圧ローラに押圧する１本の加圧ベルトとを備えた「ベルトプレス型汚泥脱水機」が開示されている。
【０００３】
また、特開昭６２―２４４５９９号公報には、被脱水処理物を挟み込む２本の無端濾布ベルト（一方の濾布および他方の濾布）と、これらを挟み込む２本の加圧ベルト（一方の与圧ベルトおよび他方の与圧ベルト）とを複数の脱水ローラに巻回させた構造を有する「ベルトプレス形脱水分離機」が開示されている。さらに、特開平６−７９１１３号公報には、被脱水処理物を挟み込む１本の無端濾布ベルトと１本の無端加圧ベルト（無端高圧ベルト）とを脱水ローラおよび加圧ローラに巻回させた構造を有する「脱水装置」が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記の各公報に記載された所謂ベルトプレス型脱水装置は、少なくとも１本の無端濾布ベルトを移送可能に巻回するための１組ローラユニットと、少なくとも１本の無端加圧ベルトを移送可能に巻回するための他の１組のローラユニットとの２組のローラユニットが最低限必要であり、構造が複雑化して大型化するという問題がある。また、無端濾布ベルトが目詰まりして十分な濾過性能を発揮できないことがあり、被脱水処理物の脱水効率が悪いという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明は、簡素な構造でありながら、各種のスラリー状またはスラッジ状の被脱水処理物を効率的に脱水処理でき、特に、含水率の低いケーキ状に脱水処理できる濾布ベルト式脱水装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決する手段として、第１の発明に係る濾布ベルト式脱水装置は、スラリー状またはスラッジ状の被脱水処理物を濾過可能な単一の濾布ベルトが無端状に巻回されて順次移送される形式の濾布ベルト式脱水装置であって、前記濾布ベルトの上面側に供給される被脱水処理物に対し濾布ベルトの下面側から吸引負圧を作用させて被脱水処理物を初期脱水する負圧脱水部と、初期脱水された被脱水処理物を濾布ベルトと共に一対のプレスロール間で加圧して脱水し、かつ、脱水された処理物を一方のプレスロールに転着させて濾布ベルトから剥離させる加圧脱水転着部と、一方のプレスロールに転着した処理物を掻き落して回収する処理物回収部と、処理物が剥離された濾布ベルトを洗浄する洗浄部と、洗浄された濾布ベルトを一対のスクイズロール間で絞る絞り部と、を備え、前記負圧脱水部は、前記濾布ベルトの下面側に配置する上流側の第１サクションボックスと、前記濾布ベルトの下面側に配置する下流側の第２サクションボックスとを備え、前記第２サクションボックスでは、前記１サクションボックスより強い吸引負圧が作用すると共に、前記第１サクションボックスと前記第２サクションボックスとの間にガイダーロールをさらに備えており、当該ガイダーロールは、上流側の前記スクイズロールと、下流側の前記プレスロールとの中間部で、上方に偏倚した位置に配置しており、前記濾布ベルトが前記ガイダーロールの上流側は上り勾配、前記ガイダーロールの下流側は下り勾配である山形となっており、前記第２サクションボックスは前記濾布ベルトの下り勾配部分に位置していることを特徴とする。
【０００７】
第１の発明に係る濾布ベルト式脱水装置では、濾布ベルトの上面側に被脱水処理物が供給されると、第１サクションボックスおよび第２サクションボックスを有する負圧脱水部が濾布ベルトの下面側から被脱水処理物に対して吸引負圧を作用させ、被脱水処理物中の水分を濾布ベルトの下面側に吸引して被脱水処理物を初期脱水する。次に、加圧脱水転着部の一対のプレスロールが初期脱水された被脱水処理物を濾布ベルトと共に加圧して脱水し、脱水された処理物を一方のプレスロールに転着させて濾布ベルトから剥離させる。続いて、処理物回収部が一方のプレスロールに転着した処理物を掻き落して回収し、また、洗浄部が処理物の剥離された濾布ベルトを洗浄する。そして、絞り部の一対のスクイズロールが洗浄された濾布ベルトを絞り、濾布ベルトの上面側に被脱水処理物を供給可能とする。
【０００８】
第２の発明に係る濾布ベルト式脱水装置は、第１の発明の濾布ベルト式脱水装置であって、前記濾布ベルトがその上面を構成する外面層と、その下面を構成する内面層と、これらの間の中間層とを有する３層構造のフェルト材から成り、外面層は被脱水処理物を濾過する極細繊維層で構成され、中間層は水分の透過を促進する中細繊維層で構成され、内面層は水切れを促進する基布層で構成されていることを特徴とする。
【０００９】
第２の発明に係る濾布ベルト式脱水装置では、濾布ベルトの上面側に供給された被脱水処理物を負圧脱水部または加圧脱水転着部が脱水する際、濾布ベルトは、その上面を構成する外面層としての極細繊維層が毛細管現象により水分のみを透過させて被脱水処理物を確実に濾過し、中間層としての中細繊維層が毛細管現象により水分の透過を促進し、その下面を構成する内面層としての基布層が水切れを促進する。すなわち、濾布ベルトは、目詰まりすることなく効率的に被脱水処理物を脱水処理する。
【００１０】
第３の発明に係る濾布ベルト式脱水装置は、第１または第２の発明の濾布ベルト式脱水装置であって、前記一対のプレスロールが、濾布ベルトを巻回する周面に複数の水切りガイド溝が形成されたプレスボトムロールと、被脱水処理物を加圧する周面が平滑に形成されたプレストップロールとで構成されていることを特徴とする。
【００１１】
第３の発明に係る濾布ベルト式脱水装置では、一対のプレスロールとしてのプレストップロールおよびプレスボトムロールが濾布ベルトと共に被脱水処理物を加圧して脱水する際、プレスボトムロールの周面に形成された複数の水切りガイド溝濾布ベルトを透過する水の水切れを促進して被脱水処理物を効率的に脱水する。そして、プレストップロールの平滑な周面が脱水された処理物を確実に転着させて濾布ベルトから剥離させる。
【００１２】
第１〜第３の発明の濾布ベルト式脱水装置において、前記一対のプレスロールのプレス圧力が１００〜６００ｋＰａの適正圧力に設定されていると、被脱水処理物を低含水率のケーキ状に脱水処理できるので好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明に係る濾布ベルト式脱水装置の実施の形態を説明する。参照する図面において、図１は一実施形態に係る濾布ベルト式脱水装置の全体構造を示す正面図、図２は一実施形態に係る濾布ベルト式脱水装置の要部構造を模式的に示す正面図、図３は一実施形態に係る濾布ベルト式脱水装置の濾布ベルトの層構造を示す部分斜視図、図４は一実施形態に係る濾布ベルト式脱水装置の負圧脱水部の作用を説明する断面図、図５は一実施形態に係る濾布ベルト式脱水装置の加圧脱水転着部の作用を説明する斜視図、図６は一実施形態に係る濾布ベルト式脱水装置の絞り部の作用を説明する斜視図である。
【００１４】
一実施形態に係る濾布ベルト式脱水装置は、図１および図２に示すように、スラリー状またはスラッジ状の被脱水処理物Ｓを濾過して脱水処理する装置である。被脱水処理物Ｓとしては、食品工業における余剰汚泥，グルテンミール、化学工業における余剰汚泥，水酸化アルミニウム，水酸化マグネシウム，炭酸カルシウム，セラミック原料、非鉄金属工業における含鉛スラッジ，含銅スラッジ，酸化亜鉛スラッジ、下水の活性余剰汚泥、生活排水汚泥などが挙げられる。
【００１５】
一実施形態の濾布ベルト式脱水装置は、前記の被脱水処理物Ｓを濾過可能なフェルト材から成り、かつ、無端状に巻回されて順次移送される単一の濾布ベルト１と、この濾布ベルト１の上面側に供給される被脱水処理物Ｓに対し濾布ベルト１の下面側から吸引負圧を作用させて被脱水処理物Ｓを初期脱水する負圧脱水部２と、初期脱水された被脱水処理物Ｓを濾布ベルト１と共に上下一対のプレストップロール３Ａ，プレスボトムロール３Ｂ間で加圧して脱水し、かつ、脱水された処理物Ｃを上方のプレストップロール３Ａに転着させて濾布ベルト１から剥離させる加圧脱水転着部３と、上方のプレストップロール３Ａに転着された処理物Ｃを掻き落して回収する処理物回収部４と、処理物Ｃが剥離された濾布ベルト１を洗浄する洗浄部５と、洗浄された濾布ベルト１を一対のスクイズロール６Ａ，６Ｂ間で絞る絞り部６とを備えている。
【００１６】
前記の濾布ベルト１は、厚さが４〜８ｍｍ、幅が５００〜２，８００ｍｍ程度の無端ベルトであり、図３に示すように、その上面を構成する外面層１Ａと、その下面を構成する内面層１Ｂと、これらの間の中間層１Ｃとを有する３層構造のフェルト材から成る。外面層１Ａは被脱水処理物Ｓを濾過する極細繊維層で構成され、中間層１Ｃは水分の透過を促進する中細繊維層で構成され、内面層１Ｂは水切れを促進する基布層で構成されている。これらの外面層１Ａ、中間層１Ｃおよび内面層１Ｂは、接着材などを使用することなく、綿打ち加工と同様の加工によって相互に繊維が絡み合うように接合されている。
【００１７】
図１および図２に示すように、前記濾布ベルト１は、下方のスクイズロール６Ｂからガイダーロール７、プレスボトムロール３Ｂ、水中ロール８、フェルトロール９、ストレッチロール１０、フェルトロール１１、フェルトロール１２へと順次巻回され、このフェルトロール１２から再びスクイズロール６Ｂへと無端状に巻回されている。そして、この濾布ベルト１は、プレスボトムロール３Ｂが反時計方向に回転駆動されることにより、矢印方向に順次移送されるように構成されている。
【００１８】
前記プレスボトムロール３Ｂとスクイズロール６Ｂとは左右に離間して配置され、ガイダーロール７はプレスボトムロール３Ｂとスクイズロール６Ｂとの中間部の若干上方に偏倚した位置に配置されている。そして、ガイダーロール７に内面がガイドされた濾布ベルト１は、緩いスロープの山形を描いてプレスボトムロール３Ｂとスクイズロール６Ｂとの間に張設されており、ガイダーロール７によって幅方向の位置ずれが修正されるようになっている。
【００１９】
一方、前記水中ロール８は、ガイダーロール７の下方に配置された洗浄部５の洗浄プール５Ａ内に配置されており、プレスボトムロール３Ｂから繰り出される濾布ベルト１を洗浄プール５Ａ内の洗浄水に浸漬させるように濾布ベルト１の内面をガイドしている。また、フェルトロール９は洗浄プール５Ａの右部上方に配置されており、洗浄プール５Ａ内から濾布ベルト１を斜め上方に引き上げるように濾布ベルト１の内面をガイドしている。
【００２０】
前記ストレッチロール１０はフェルトロール９の左斜め上方に配置されており、濾布ベルト１の弛みを除去するように濾布ベルト１の外面を押圧している。また、フェルトロール１１は、スクイズロール６Ｂの下方に配置されたフェルトロール１２と前記ストレッチロール１０との間に配置されており、濾布ベルト１の外面を押圧している。そして、フェルトロール１２は、濾布ベルト１をスクイズロール６Ｂ側へ上向させるように濾布ベルト１の内面をガイドしている。
【００２１】
前記負圧脱水部２は、図示しない真空ポンプの吸引負圧が作用する第１サクションボックス２Ａおよび第２サクションボックス２Ｂを備えている。第１サクションボックス２Ａは、スクイズロール６Ｂとガイダーロール７との間に配置されており、図４に示すように、濾布ベルト１の下面に開口部を摺接させている。そして、この第１サクションボックス２Ａには、濾布ベルト１上の被脱水処理物Ｓ中の水分を濾布ベルト１の表面層１Ａから中間層１Ｃ、裏面層１Ｂへと浸透させる程度の弱い吸引負圧、例えば７ｋＰａ程度の吸引負圧が作用している。なお、被脱水処理物Ｓは、図１および図２に示すように、前記絞り部６から繰り出される濾布ベルト１上に供給ボックス１３を介して供給されるように構成されている。
【００２２】
一方、第２サクションボックス２Ｂは、ガイダーロール７とプレスボトムロール３Ｂとの間に配置されており、第１サクションボックス２Ａと同様に、濾布ベルト１の下面に開口部を摺接させている。そして、この第２サクションボックス２Ｂには、被脱水処理物Ｓ中の水分を濾布ベルト１の下面側へ吸引して排除できる程度の吸引負圧、例えば２５ｋＰａ程度の吸引負圧が作用している。なお、前記第１サクションボックス２Ａおよび第２サクションボックス２Ｂに回収された水分は、図２に示すドレンパイプ２Ｃを介して回収タンク２Ｄ内に回収されるように構成されている。
【００２３】
前記加圧脱水転着部３を構成する上方のプレストップロール３Ａは、図５に示すように、被脱水処理物Ｓを加圧する周面が平滑に形成されている。また、下方のプレスボトムロール３Ｂは、濾布ベルト１を巻回する周面に複数の水切りガイド溝３Ｃが形成されている。各水切りガイド溝３Ｃの深さ、幅およびピッチ間隔は、プレスボトムロール３Ｂの本来の機能を損なわない範囲で適宜設定できる。
【００２４】
上下一対のプレストップロール３Ａおよびプレスボトムロール３Ｂによるプレス圧力は、図１に示す圧力調整部１４により１００〜６００ｋＰａの適正圧力に設定されている。前記圧力調整部１４は、プレストップロール３Ａを一端部に枢支して左右方向に延びる揺動アーム１４Ａと、濾布ベルト式脱水装置のフレーム１５上に立設されて前記揺動アーム１４Ａの中間部を枢支する支持アーム１４Ｂと、前記フレーム１５と揺動アーム１４Ａの他端部との間に架設された空気圧シリンダ装置１４Ｃとを備えている。そして、空気圧シリンダ装置１４Ｃの伸長に伴いプレストップロール３Ａが下方に揺動してプレスボトムロール３Ｂに圧接し、空気圧シリンダ装置１４Ｃの押圧力に応じて両者のプレス圧力が調整されるように構成されている。
【００２５】
前記処理物回収部４は、図２に示すように、上方のプレストップロール３Ａの周面に転着された処理物Ｃを掻き落すドクター４Ａと、このドクター４Ａによって掻き落されたケーキ状の処理物Ｃを回収ボックス４Ｂ側へ落下させるシュート４Ｃとを備えている。なお、これらのドクター４Ａ、回収ボックス４Ｂ、シュート４Ｃは、プレストップロール３Ａおよびプレスボトムロール３Ｂの長さに応じた前後長を有する。
【００２６】
前記洗浄部５は、洗浄水を貯留する洗浄プール５Ａと、洗浄水を噴出するシャワーパイプ５Ｂ，５Ｃとを備えている。洗浄プール５Ａ内には前記水中ロール８が配置されており、この水中ロール８にガイドされた濾布ベルト１が洗浄プール５Ａ内の洗浄水で洗浄されるように構成されている。また、シャワーパイプ５Ｂ，５Ｃは、水中ロール８からその上方のフェルトロール９に向けて上向する濾布ベルト１の表面側および裏面側に分離して配置されており、洗浄水を濾布ベルト１の表面および裏面に噴射して濾布ベルト１を洗浄する。なお、絞り部６から滴下する水を洗浄プール５Ａ内に回収するため、洗浄プール５Ａには絞り部６の下方に延出するシュート部５Ｄが突設されている。
【００２７】
前記絞り部６を構成する一対のスクイズロール６Ａ，６Ｂは、図１に示す圧力調整部１６により、洗浄された濾布ベルト１から水分を絞る程度のプレス圧力に調整されている。この圧力調整部１６は、前記圧力調整部１４と同様の揺動アーム１６Ａ、支持アーム１６Ｂおよび空気圧シリンダ装置１６Ｃで構成されているため、これらの詳しい説明は省略する。なお、スクイズロール６Ａ，６Ｂの周面は、通常、平滑面となっているが、その周面に複数の水切りガイド溝を形成してもよい。
【００２８】
以上のように構成された一実施形態の濾布ベルト式脱水装置は、例えばスラッジ状の被脱水処理物Ｓを脱水処理し、含水率の低いケーキ状の処理物Ｃを回収するために使用される。この使用にあたって、被脱水処理物Ｓは、図１および図２の矢印方向へ移送される濾布ベルト１の上面側に供給ボックス１３を介して順次連続的に供給され、濾布ベルト１と共に負圧脱水部２を通過して加圧脱水転着部３に移送される。
【００２９】
濾布ベルト１上の被脱水処理物Ｓが負圧脱水部２の第１サクションボックス２Ａおよび第２サクションボックス２Ｂの上方を順次通過する際、第１サクションボックス２Ａは、図４に示すように、例えば７ｋＰａ程度の吸引負圧を濾布ベルト１の下面側から被脱水処理物Ｓに作用させる。これに伴い、被脱水処理物Ｓ中の水分が濾布ベルト１に浸透する。その際、濾布ベルト１の極細繊維層から成る外面層１Ａが毛細管現象により水分のみを透過させて被脱水処理物Ｓを確実に濾過する。また、中細繊維層から成る中間層１Ｃが毛細管現象により水分の透過を促進する。そして、基布層から成る内面層１Ｂが水切れを促進する。
【００３０】
一方、第２サクションボックス２Ｂは、例えば２５ｋＰａ程度の吸引負圧を濾布ベルト１の下面側から被脱水処理物Ｓに作用させる。これに伴い、濾布ベルト１は、前記のように被脱水処理物Ｓ中の水分のみを毛細管現象を利用して効率的に透過させ、被脱水処理物Ｓを外面層１Ａで確実に濾過する。こうして濾布ベルト１は、目詰まりを生じることなく被脱水処理物Ｓを効率的に確実に初期脱水する。なお、第１サクションボックス２Ａおよび第２サクションボックス２Ｂ内に吸引された被脱水処理物Ｓ中の水分は、図２に示すドレンパイプ２Ｃを介して回収タンク２Ｄ内に回収される。
【００３１】
負圧脱水部２により初期脱水された濾布ベルト１上の被脱水処理物Ｓは、加圧脱水転着部３のプレストップロール３Ａとプレスボトムロール３Ｂとの間を通過することにより加圧脱水される。その際、濾布ベルト１は、前記のように被脱水処理物Ｓ中の水分のみを毛細管現象を利用して効率的に透過させ、被脱水処理物Ｓを外面層１Ａで確実に濾過する。また、濾布ベルト１に圧接するプレスボトムロール３Ｂは、その周面に形成された複数の水切りガイド溝３Ｃが濾布ベルト１を透過する水分の水切れを促進し、被脱水処理物Ｓの加圧脱水を一層促進させる。そして、被脱水処理物Ｓに圧接するプレストップロール３Ａは、周面が平滑に形成されているため、加圧脱水された処理物Ｃを確実に転着させて濾布ベルト１から剥離させる。
【００３２】
加圧脱水転着部３のプレストップロール３Ａの周面に転着した処理物Ｃは、処理物回収部４のドクター４Ａによって掻き落され、シュート４Ｃを介して回収ボックス４Ｂ内に回収される。この回収されたケーキ状の処理物Ｃは、含水率の低い０．５〜２ｍｍ程度のフレーク状であり、通気性に優れているため取扱いやすい。また、含水率が低いことから、後工程としての乾燥工程および乾燥装置が不要となる。
【００３３】
加圧脱水転着部３を通過して処理物Ｃが剥離された濾布ベルト１は、その上面に新たな被脱水処理物Ｓを供給可能とするため、洗浄部５により洗浄されて絞り部６により絞られる。すなわち、洗浄部５の洗浄プール５Ａが内部の洗浄水に濾布ベルト１を浸漬させて洗浄し、シャワーパイプ５Ｂ，５Ｃが濾布ベルト１の外面および内面に洗浄水を噴出して洗浄する。そして、絞り部６のスクイズロール６Ａ，６Ｂが所定のプレス圧力を加えつつ濾布ベルト１を通過させることで、濾布ベルト１を毛細管現象の維持できる程度に絞る。
【００３４】
一実施形態の濾布ベルト式脱水装置は、単一の濾布ベルト１を移送可能に巻回した簡素な構造でありながら、各種のスラリー状またはスラッジ状の被脱水処理物Ｓを効率的に脱水処理することができる。そして、脱水処理されたケーキ状の処理物Ｃは、含水率の低いフレーク状を呈するため、通気性がよく、また後処理の乾燥が不要となるため、取扱い易い。
【００３５】
また、一実施形態の濾布ベルト式脱水装置においては、極細繊維層で構成された外面層１Ａと、中細繊維層で構成され中間層１Ｃと、基布層で構成された内面層１Ｂとの３層構造のフェルト材を濾布ベルト１として使用しているため、被脱水処理物Ｓ中の細かい粒子を外面層１Ａ上に架橋させて凝集させることが可能である。
【００３６】
【実施例】
一実施形態の濾布ベルト式脱水装置と同様の濾布ベルト式脱水装置を製造し、この濾布ベルト式脱水装置を使用して各種の被脱水処理物Ｓを脱水処理したところ、下記の表に示すように、それぞれ含水率の低いケーキ状の処理物Ｃが得られた。なお、使用した濾布ベルト１は、幅１，０００ｍｍ、厚さ５ｍｍであり、その移送速度は毎分１５ｍに設定した。また、負圧脱水部２の第１サクションボックス２Ａの吸引負圧は７ｋＰａに設定し、第２サクションボックス２Ｂの吸引負圧は２５ｋＰａに設定した。そして、プレストップロール３Ａおよびプレスボトムロール３Ｂ間のプレス圧力は、４００ｋＰａに設定し、スクイズロール６Ａ，６Ｂ間のプレス圧力は４００ｋＰａに設定した。
【００３７】
【表１】
なお、前記の濾布ベルト１の幅、厚さおよび移送速度、第１サクションボックス２Ａおよび第２サクションボックス２Ｂの吸引負圧、プレストップロール３Ａおよびプレスボトムロール３Ｂ間のプレス圧力、スクイズロール６Ａ，６Ｂ間のプレス圧力などの濾過条件は、被脱水処理物Ｓの状態によって異なり、実施例に限定されるものではない。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、第１の発明に係る濾布ベルト式脱水装置では、濾布ベルトの上面側に被脱水処理物が供給されると、負圧脱水部が濾布ベルトの下面側から被脱水処理物に対して吸引負圧を作用させ、被脱水処理物中の水分を濾布ベルトの下面側に吸引して被脱水処理物を初期脱水する。次に、加圧脱水転着部の一対のプレスロールが初期脱水された被脱水処理物を濾布ベルトと共に加圧して脱水し、脱水された処理物を一方のプレスロールに転着させて濾布ベルトから剥離させる。続いて、処理物回収部が一方のプレスロールに転着した処理物を掻き落して回収し、また、洗浄部が処理物の剥離された濾布ベルトを洗浄する。そして、絞り部の一対のスクイズロールが洗浄された濾布ベルトを絞り、濾布ベルトの上面側に被脱水処理物を供給可能とする。すなわち、第１の発明によれば、単一の濾布ベルトを移送可能に巻回した簡素な構造でありながら、各種のスラリー状またはスラッジ状の被脱水処理物を効率的に脱水処理することができる。
【００４０】
また、第２の発明に係る濾布ベルト式脱水装置では、濾布ベルトの上面側に供給された被脱水処理物を負圧脱水部または加圧脱水転着部が脱水する際、濾布ベルトは、その上面を構成する外面層としての極細繊維層が毛細管現象により水分のみを透過させて被脱水処理物を確実に濾過し、中間層としての中細繊維層が毛細管現象により水分の透過を促進し、その下面を構成する内面層としての基布層が水切れを促進する。すなわち、第２の発明によれば、濾布ベルトが目詰まりすることなく効率的に被脱水処理物を脱水処理するため、被脱水処理物を含水率の低いケーキ状に脱水処理することができる。
【００４１】
さらに、第３の発明に係る濾布ベルト式脱水装置では、一対のプレスロールとしてのプレストップロールおよびプレスボトムロールが濾布ベルトと共に被脱水処理物を加圧して脱水する際、プレスボトムロールの周面に形成された複数の水切りガイド溝濾布ベルトを透過する水の水切れを促進して被脱水処理物を効率的に脱水する。そして、プレストップロールの平滑な周面が脱水された処理物を確実に転着させて濾布ベルトから剥離させる。すなわち、第３の発明によれば、被脱水処理物の脱水処理および脱水された処理物のプレストップロールへの転着処理を効率的に確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る濾布ベルト式脱水装置の全体構造を示す正面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る濾布ベルト式脱水装置の要部構造を模式的に示す正面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る濾布ベルト式脱水装置の濾布ベルトの層構造を示す部分斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る濾布ベルト式脱水装置の負圧脱水部の作用を説明する断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る濾布ベルト式脱水装置の加圧脱水転着部の作用を説明する斜視図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る濾布ベルト式脱水装置の絞り部の作用を説明する斜視図である。
【符号の説明】
１ ：濾布ベルト
１Ａ：外面層
１Ｂ：内面層
１Ｃ：中間層
２ ：負圧脱水部
２Ａ：第１サクションボックス
２Ｂ：第２サクションボックス
２Ｃ：ドレンパイプ
２Ｄ：回収タンク
３ ：加圧脱水転着部
３Ａ：プレストップロール
３Ｂ：プレスボトムロール
３Ｃ：水切りガイド溝
４ ：処理物回収部
４Ａ：ドクター
４Ｂ：回収ボックス
４Ｃ：シュート
５ ：洗浄部
５Ａ：洗浄プール
５Ｂ：シャワーパイプ
５Ｃ：シャワーパイプ
５Ｄ：シュート部
６ ：絞り部
６Ａ：スクイズロール
６Ｂ：スクイズロール
７ ：ガイダーロール
８ ：水中ロール
９ ：フェルトロール
１０ ：ストレッチロール
１１ ：フェルトロール
１２ ：フェルトロール
１３ ：供給ボックス
１４ ：圧力調整部
１４Ａ：揺動アーム
１４Ｂ：支持アーム
１４Ｃ：空気圧シリンダ装置
１５ ：フレーム
１６ ：圧力調整部
１６Ａ：揺動アーム
１６Ｂ：支持アーム
１６Ｃ：空気圧シリンダ装置
Claims (4)
- スラリー状またはスラッジ状の被脱水処理物を濾過可能な単一の濾布ベルトが無端状に巻回されて順次移送される形式の濾布ベルト式脱水装置であって、前記濾布ベルトの上面側に供給される被脱水処理物に対し濾布ベルトの下面側から吸引負圧を作用させて被脱水処理物を初期脱水する負圧脱水部と、初期脱水された被脱水処理物を濾布ベルトと共に一対のプレスロール間で加圧して脱水し、かつ、脱水された処理物を一方のプレスロールに転着させて濾布ベルトから剥離させる加圧脱水転着部と、一方のプレスロールに転着した処理物を掻き落して回収する処理物回収部と、処理物が剥離された濾布ベルトを洗浄する洗浄部と、洗浄された濾布ベルトを一対のスクイズロール間で絞る絞り部と、を備え、
前記負圧脱水部は、前記濾布ベルトの下面側に配置する上流側の第１サクションボックスと、前記濾布ベルトの下面側に配置する下流側の第２サクションボックスとを備え、前記第２サクションボックスでは、前記１サクションボックスより強い吸引負圧が作用すると共に、
前記第１サクションボックスと前記第２サクションボックスとの間にガイダーロールをさらに備えており、
当該ガイダーロールは、上流側の前記スクイズロールと、下流側の前記プレスロールとの中間部で、上方に偏倚した位置に配置しており、前記濾布ベルトが前記ガイダーロールの上流側は上り勾配、前記ガイダーロールの下流側は下り勾配である山形となっており、
前記第２サクションボックスは前記濾布ベルトの下り勾配部分に位置していることを特徴とする濾布ベルト式脱水装置。 - 請求項１に記載の濾布ベルト式脱水装置であって、前記濾布ベルトは、その上面を構成する外面層と、その下面を構成する内面層と、これらの間の中間層とを有する３層構造のフェルト材から成り、外面層は被脱水処理物を濾過する極細繊維層で構成され、中間層は水分の透過を促進する中細繊維層で構成され、内面層は水切れを促進する基布層で構成されていることを特徴とする濾布ベルト式脱水装置。
- 請求項１または請求項２に記載の濾布ベルト式脱水装置であって、前記一対のプレスロールは、濾布ベルトを巻回する周面に複数の水切りガイド溝が形成されたプレスボトムロールと、被脱水処理物を加圧する周面が平滑に形成されたプレストップロールとで構成されていることを特徴とする濾布ベルト式脱水装置。
- 請求項１〜請求項３の何れかに記載の濾布ベルト式脱水装置であって、前記一対のプレスロールは、プレス圧力が１００〜６００ｋＰａに設定されていることを特徴とする濾布ベルト式脱水装置。
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