JP3732579B2 - Muddy substance dehydration method and apparatus - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、土木、建築工事で発生する汚泥、下水処理場で発生する汚泥、湖沼や河川等に堆積する汚泥、農水産食品加工の際の廃液および金属スラッジ・スラリーの工場用廃液などの汚泥物質を極力脱水し、固形分の含水比を小さくして、その処理を容易にする泥状物質の脱水方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、汚泥物質の脱水処理方法としては、天日乾燥、熱風加熱乾燥機による加熱脱水、フィルタープレス、ベルトプレスによる加圧脱水、回転式真空脱水機による真空脱水、サイクロン(遠心脱水機)による遠心分離、振動篩による振動脱水、セメント添加による固化処理、凝集剤による分離を行う薬剤添加などの方法がある。
【0003】
このうち天日乾燥の処理方法では、広い用地で長い時間をかけて水分を蒸発させるものであるが、悪臭を伴うし、天候に左右されて、効率が悪い。加熱脱水、加圧脱水のごとき機械的処理方法でも脱水効果が不十分であったり、装置設置のための広い処理スペースが必要であったり、処理コストが大きかったりする。さらに、添加剤・固化材による処理では、泥状物質の化学的性質の悪化などの問題が多くある。また、脱水した固形分の含水比が高く、埋め立て・盛土に使用できず、産業廃棄物処理をしなければならない場合が多い。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
これらの方法に対して、真空脱水による処理方法は比較的効果的なものであるが、例えば、回転するスクリーンドラムの外側を脱水槽内の汚泥に接触させ、ドラム内の真空パイプで吸引して脱水ケーキとして排出するものなどは古くから下水処理場等で使用されていて、脱水が十分でないこともある。
【0005】
その他の真空脱水による処理方法としては、真空により汚泥の沸点を下げ、容器の周囲に蒸気のような加熱媒体を接触させることにより脱水を促進する方法も提案されているが、これでも装置が複雑になる、処理コストが高い等の問題がある。
【0006】
本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、真空脱水による処理方法で、さらに処理コストを下げることができ、処理後の固形分の含水比を低くすることができるなど効率的な処理が実現でき、また、装置が比較的、簡易であり、装置の小型化により、狭い敷地での装置の設置が可能であり、さらに、凝集剤や固化剤による化学的性質の悪化を招くことがない泥状物質の脱水方法および装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記目的を達成するため、泥状物質の脱水方法としては、第1に、上に蓋を設け、下部に真空吸水装置に接続する吸気排水孔を形成した鋼製外筒と、この外筒内に配設され、内部に網袋を、さらにその中に濾布を敷設した泥状物質投入用の金属製網カゴ状内筒とからなり、内筒内に集水装置を配置した泥状物質の脱水装置を使用し、前記濾布で包むように泥状物質を投入し、外筒に設けた吸気排水孔を介して間歇的に真空吸引し、また、泥状物質中に配置した集水装置の真空力により泥状物質内側からも脱水を促進すること、第2に、蓋に空気孔を形成し、この空気孔を間歇的に開放すること、第3に、蓋に空気孔を形成し、これを介して外筒内に間歇的に圧縮空気を吹入れることを要旨とするものである。
【0008】
また、第4に、上に蓋を設け、下部に真空吸水装置に接続する吸気排水孔を形成した鋼製外筒と、この外筒内に配設され、内部に網袋を、さらにその中に濾布を敷設した泥状物質投入用の金属製網カゴ状内筒とからなり、内筒内を可撓性遮断膜で下部泥状物質投入部と圧縮空気を入れて泥状物質を加圧する上部空気層部とに区画したことを要旨とするものである。
【0009】
泥状物質の脱水装置としては、第1に、上に蓋を設け、下部に真空吸水装置に接続する吸気排水孔を形成した鋼製外筒と、この外筒内に配設され、内部に網袋を、さらにその中に濾布を敷設した泥状物質投入用の金属製網カゴ状内筒とからなり、内筒内に真空力により泥状物質内側からも脱水を促進する集水装置を配置したこと、第2に、蓋に、外気開放の空気孔を形成すること、第3に、蓋に、コンプレッサーに接続する空気孔を形成することを要旨とするものである。
【0010】
第4に、上に蓋を設け、下部に真空吸水装置に接続する吸気排水孔を形成した鋼製外筒と、この外筒内に配設され、内部に網袋を、さらにその中に濾布を敷設した泥状物質投入用の金属製網カゴ状内筒とからなり、内筒内を可撓性遮断膜で下部泥状物質投入部と圧縮空気を入れて泥状物質を加圧する上部空気層部とに区画し、可撓性遮断膜に空気孔を形成したことを要旨とするものである。
【0011】
請求項1および請求項6記載の本発明によれば、外筒に設けた吸気排水孔を介して真空吸引することで真空脱水による処理方法を施すものであるが、これに加えて、その中に濾布を敷設してこの濾布で包むように泥状物質を投入することでそのままでも含水分が濾布を通過して排出されるいわゆる静圧脱水処理も付加するので、処理後の固形分の含水比を低くすることができる。
【0012】
また、連続運転では内筒の網目および濾布が詰まり水分が排出されなくなるおそれがあるが、真空吸引を間歇的に行うことでかかる目詰まりを防止することができる。
【0013】
さらに、泥状物質中に集水装置を配置し、真空力により泥状物質内側からも脱水を促進することで脱水効果が不十分になりがちな泥状物質に対する配慮も行うことができる。
【0014】
前記作用に加えて残留固形物の処理を行うには、内筒から網袋を吊り上げてそのまま搬送すればよく、極めて便利であり、残留固形物の分離回収が一段階で行うことができる。
【0015】
請求項2および請求項6記載の本発明によれば、前記作用に加えて、前記真空吸引を間歇的に行うその間は空気孔を開放して外気を導入し、これにより濾布等に外側から大気圧がかかり、目詰まりを効率良く防止することができる。
【0016】
請求項3および請求項7記載の本発明によれば、前記真空吸引を間歇的に行うその間は外筒内に圧縮空気を吹入れることで濾布等に外側からこの圧縮空気の圧がかかり、目詰まりを効率良く防止することができる。
【0017】
請求項4および請求項8記載の本発明によれば、可撓性遮断膜で下部泥状物質投入部と上部空気層部とに区画し、この上部空気層部に圧縮空気を入れて前記真空吸引の作用に加えて、泥状物質を加圧することによりさらに脱水を促進することができる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、図面について本発明の実施の形態を詳細に説明する。図1は本発明の泥状物質の脱水方法および装置の第1実施形態を示す説明図、図2は同上要部の縦断側面図、図3は図2のA−A′線断面図、図4は同上B−B′線断面図で、先に本発明装置について説明する。
【0019】
図中1は鋼製外筒で、底部に吸気排水孔2を形成し、内方には後述の内筒10を一定の隙間を存して保持するための基礎台3およびフランジ4を設けた。
【0020】
さらにこの外筒1の上端開放面には蓋5を固定ボルト6で気密な状態で閉めるように設けるが、この蓋5には中央に材料の投入孔7と空気孔8と集水パイプ孔9を形成した。
【0021】
図中10はこの外筒1内に設置する内筒で、図6に示すように横材11aと縦材11bによる枠11に金属メッシュ板12を張設した金属製網カゴ状体からなる。図中13は内筒10の上端の設けるリング状の吊り具である。
【0022】
前記内筒10の中には紐で編んだもっこのごとき目の荒い網袋14を配設し、さらにその中に濾布15を敷設した。この濾布15には原料にポリプロピレンを用いたポリプロピレン連続繊維不織布などが好適である。また、濾布15はこれを袋に形成しておいてもよい。
【0023】
また、前記材料の投入孔7には泥状物質の供給管16を接続し、空気孔8には三方コックによる空気取入れバルブ17aを介してコンプレッサー18を接続する。また、吸気排水孔2を空気取入れバルブ17bを途中に設けた吸水管21を介して真空吸水装置19を接続する。
【0024】
前記内筒10の中央にウェルポイトのような集水装置20を配置し、その送水ホース20aを蓋5に設けた集水パイプ孔9の蓋の内側に接続し、さらにこの集水パイプ孔9は前記真空吸水装置19からの吸水管21を分岐してその端部に接続する。図中22はこれら分岐する吸水管21に設ける切替バルブである。
【0025】
なお、前記コンプレッサー18や真空吸水装置19のモーター19aや空気取入れバルブ17a,17bは制御装置23に接続して自動運転制御するようにしておく。
【0026】
次にこのような装置を用いた本発明方法について説明する。貯泥槽(図示せず)から供給管16、材料の投入孔7を介して泥状物質24を所定量、内筒10内で濾布15で包むように投入し、この供給管16のバルブ25を閉じる。
【0027】
この状態で泥状物質24には静圧が加えられ、含水分は濾布15で濾されて内筒10の金属メッシュ板12の網目から外筒1への排出されるが、さらに、真空吸水装置19を作動し、外筒1内を高い真空状態にする。その結果、さらに泥状物質24中の水分が内筒10の周囲や底部から強制的に吸引され、下の吸気排水孔2を経て、真空吸水装置19内のタンク内に導かれる。
【0028】
また、このような運転では泥状物質24の中央部の水分が吸引され難いことが考えられるので、真空力により泥状物質内側からも脱水を促進する集水装置20を泥状物質24中に配置し、真空吸水装置19へとこの集水装置20から泥状物質24中の水分を吸引する。これら真空吸水装置19へ吸引された排水は放流基準で処理されて下水へと放流される。
【0029】
前記濾布15の織目や金属メッシュ板12の網目は目の大きさによりそれらが詰まる可能性が大きい。その対策として濾布15の織目や金属メッシュ板12の網目を洗浄することも考えられるが洗浄装置が必要となり、装置が複雑化する。そこで本発明では、真空吸水装置19での真空吸引を間歇的に行うこととし、その休止運転の際には空気取入れバルブ17aにより空気孔8を開放とし、空気取入れバルブ17bも開けて外筒1内を急激に大気圧にすることにより内筒10の外側から大気圧をかけ目に詰まった微細分を押し戻して目詰まりを防止する。
【0030】
他の実施形態としては空気孔8を開放とせずにコンプレッサー18に接続し、このコンプレッサー18から外筒1内に圧縮空気を吹入れることで内筒10の外側から圧縮空気の圧をかけ、前記目詰まりを効率良く防止するようにしてもよい。この空気孔8を開放とすることと、コンプレッサー18に接続することは適宜組み合わせてもよい。
【0031】
このようにして真空脱水による処理方法を行い含水比を低くした残留の固形分については、内筒10を吊り上げて運搬車またはベルトコンベアのような運搬装置に積込むか、内筒10は残して網袋14を濾布15ともに吊り上げて排出する。
【0032】
なお、この他の残留の固形分の排出方法としては内筒10や外筒1の底部に油圧式の開閉装置を設け、これを開閉して取り出すことも可能である。
【0033】
図5は本発明の第2実施形態を示すもので、内筒10内を蛇腹に形成した可撓性遮断膜26で下部泥状物質投入部27と上部空気層部28とに区画する。
【0034】
前記蓋5に設ける材料の投入孔7と下部泥状物質投入部27の上端に設ける投入孔29とは可撓管30で連通させるものとし、さらに可撓性遮断膜26での下部泥状物質投入部27と上部空気層部28との境界を連通させるものとしてこの可撓性遮断膜26に空気孔31を適宜数形成する。また、下部泥状物質投入部27内には前記第1実施形態のように網袋14を配設し、さらにその中に濾布15を敷設する。
【0035】
前記コンプレッサー18から空気孔8を介して上部空気層部28に圧縮空気を入れこの部分を膨らませるようにして下部泥状物質投入部27にある泥状物質24を加圧する。その際、圧縮空気は空気孔31から下部泥状物質投入部27にも流れ、泥状物質24を通過して内部に微細な空気孔が生じ、脱水を促進させることも行う。
【0036】
このように第2実施形態では真空吸水装置19での真空吸引の他に可撓性遮断膜26での押圧も加えて脱水を行うものである。
【0037】
かかる処理により泥状物質24の容積が著しく縮小する場合は、その脱水された泥状物質24の上にさらに泥状物質24を供給して同様な脱水を続行する。
【0038】
【発明の効果】
以上述べたように本発明の泥状物質の脱水方法および装置は、下記の効果を実現できるものである。
【0039】
第1に装置は比較的簡易であり、凝集剤等の薬剤を使用しないことによりイニシャルコストやランニングコストが安くでき、処理コストの低減が可能である。
【0040】
第2に建設工事等で発生した汚泥の場合は、処理後の汚泥の含水比が低くなり、通常の土と同様になり、盛土等に利用可能となる。
【0041】
第3に装置の小型化により狭い敷地でも設置可能になり、第4に凝集剤や固化材による強酸化、または強アルカリ化した泥状物質の中和が不必要になるので薬剤の不使用が可能である。
【0042】
第4に脱水処理した泥状物質の固形分を焼却する場合、その含水比が小さくなることより、加熱エネルギーが少なくてすむので、焼却エネルギーの節約になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の泥状物質の脱水方法および装置の第1実施形態を示す説明図である。
【図2】 本発明の泥状物質の脱水方法および装置の第1実施形態を示す要部の縦断側面図である。
【図3】 図2のA−A′線断面図である。
【図4】 図2のB−B′線断面図である。
【図5】 本発明の泥状物質の脱水方法および装置の第2実施形態を示す要部の縦断側面図である。
【図6】 内筒の一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
1…外筒 2…吸気排水孔
3…基礎台 4…フランジ
5…蓋 6…固定ボルト
7…投入孔 8…空気孔
9…集水パイプ孔 10…内筒
11…枠 11a…横材
11b…縦材 12…金属メッシュ板
13…吊り具 14…網袋
15…濾布 16…供給管
17a,17b…空気取入れバルブ 18…コンプレッサー
19…真空吸水装置 19a…モーター
20…集水装置 20a…送水ホース
21…吸水管 22…切替バルブ
23…制御装置 24…泥状物質
25…バルブ 26…可撓性遮断膜
27…下部泥状物質投入部 28…上部空気層部
29…投入孔 30…可撓管
31…空気孔[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to sludge such as sludge generated in civil engineering, construction work, sludge generated in sewage treatment plants, sludge accumulated in lakes, rivers, etc. The present invention relates to a method for dewatering a muddy substance that dehydrates a substance as much as possible, reduces the water content ratio of solids, and facilitates the treatment.
[0002]
[Prior art]
Conventional sludge dehydration methods include sun drying, heat dehydration using a hot air dryer, pressure dehydration using a filter press and belt press, vacuum dehydration using a rotary vacuum dehydrator, and centrifugation using a cyclone (centrifugal dehydrator). There are methods such as separation, vibration dehydration using a vibration sieve, solidification treatment by addition of cement, and addition of a chemical agent for separation using a flocculant.
[0003]
Of these, the sun-drying treatment method evaporates water over a wide area over a long period of time, but it is accompanied by a bad odor and is inefficient due to the weather. Even mechanical treatment methods such as heat dehydration and pressure dehydration are insufficient in dehydration, require a large processing space for installation of the apparatus, and have a high processing cost. Furthermore, the treatment with the additive / solidifying material has many problems such as deterioration of the chemical properties of the muddy substance. In addition, the water content ratio of the dehydrated solid is high, it cannot be used for landfilling and embankment, and there are many cases where it is necessary to treat industrial waste.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In contrast to these methods, the treatment method by vacuum dehydration is relatively effective. For example, the outside of the rotating screen drum is brought into contact with the sludge in the dewatering tank and sucked by the vacuum pipe in the drum. What is discharged as a dehydrated cake has been used in sewage treatment plants for a long time, and dehydration may not be sufficient.
[0005]
As another processing method by vacuum dehydration, a method has been proposed in which the boiling point of sludge is lowered by vacuum and a heating medium such as steam is brought into contact with the periphery of the container to promote dehydration. However, the apparatus is still complicated. There are problems such as high processing costs.
[0006]
The object of the present invention is to eliminate the inconveniences of the conventional examples, and further reduce the processing cost by the processing method by vacuum dehydration, and reduce the water content ratio of the solid content after the processing. It can be realized, the apparatus is relatively simple, and the apparatus can be installed in a small site due to the downsizing of the apparatus, and further, the chemical properties are not deteriorated by the flocculant or the solidifying agent. The object is to provide a method and apparatus for dewatering a muddy substance.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides, as a method for dewatering a muddy substance, first, a steel outer cylinder provided with a lid on the top and formed with an intake drainage hole connected to a vacuum water suction device at the bottom; It consists of a metal net-like cage inner cylinder for introducing a muddy substance, which is arranged in an outer cylinder, in which a net bag is further laid and a filter cloth is laid therein, and a water collecting device is arranged in the inner cylinder Using a mud dewatering device, put the mud material so as to be wrapped with the filter cloth, intermittently vacuum suction through the intake drainage hole provided in the outer cylinder, and also placed in the mud material Promote dehydration from the inside of the muddy substance by the vacuum force of the water collecting device, secondly, form air holes in the lid and open these air holes intermittently, and third, air holes in the lid And the compressed air is intermittently blown into the outer cylinder through this.
[0008]
Fourthly, a steel outer cylinder provided with a lid on the top and an intake drainage hole connected to the vacuum water absorption device at the lower part, and a steel bag disposed inside the outer cylinder, A metal mesh cage inner cylinder with a filter cloth laid on the inside, and a mud substance is added to the inner cylinder by inserting a lower mud substance injection part and compressed air with a flexible barrier film. The gist is that the upper air layer section is compressed.
[0009]
As a mud dehydration device, firstly, a steel outer cylinder provided with a lid on the top and an intake drainage hole connected to the vacuum water absorption device at the lower part, and a steel outer cylinder disposed in the outer cylinder, A water collecting device that consists of a net bag and a metal net-shaped cage inner cylinder with a filter cloth laid in it, and promotes dehydration from the inside of the mud substance by vacuum force in the inner cylinder The second point is to form an air hole that is open to the outside in the lid, and third is to form an air hole that is connected to the compressor in the lid.
[0010]
Fourth, a steel outer cylinder provided with a lid on the top and an intake drainage hole connected to the vacuum water absorption device at the bottom, and a net bag disposed in the outer cylinder, and further filtered inside. It consists of a metal net-shaped cage inner cylinder with a cloth laid, and an upper part that pressurizes the muddy substance by inserting compressed air into the lower muddy substance input part with a flexible barrier film inside the inner cylinder The gist of the invention is that the air hole is partitioned into air layers and air holes are formed in the flexible barrier film.
[0011]
According to the first and sixth aspects of the present invention, a vacuum dehydration treatment method is performed by vacuum suction through an intake drainage hole provided in the outer cylinder. By adding a muddy substance so that a filter cloth is laid on the filter cloth and adding it to the filter cloth, a so-called hydrostatic dehydration process in which moisture content is discharged through the filter cloth is added. The water content of can be lowered.
[0012]
Further, in continuous operation, there is a possibility that the mesh of the inner cylinder and the filter cloth are clogged and moisture is not discharged, but such clogging can be prevented by intermittently performing vacuum suction.
[0013]
Furthermore, by arranging a water collecting device in the mud material and promoting dehydration from the inside of the mud material by vacuum force, consideration can be given to the mud material that tends to have an insufficient dehydration effect.
[0014]
In addition to the above action, the residual solids can be treated by lifting the net bag from the inner cylinder and carrying it as it is, which is very convenient, and the separation and collection of the residual solids can be performed in one stage.
[0015]
According to the second and sixth aspects of the present invention, in addition to the above action, the air suction is opened to introduce the outside air while the vacuum suction is intermittently performed. Atmospheric pressure is applied and clogging can be efficiently prevented.
[0016]
According to the present invention of
[0017]
According to the present invention of
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1 is an explanatory view showing a first embodiment of a method and apparatus for dewatering a mud substance of the present invention, FIG. 2 is a longitudinal side view of the main part of the same, FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA 'of FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line BB 'of the above, and the apparatus of the present invention will be described first.
[0019]
In the figure,
[0020]
Further, a
[0021]
In the figure,
[0022]
In the
[0023]
A mud substance supply pipe 16 is connected to the
[0024]
A
[0025]
The compressor 19 and the motor 19a of the vacuum water absorption device 19 and the air intake valves 17a and 17b are connected to the control device 23 for automatic operation control.
[0026]
Next, the method of the present invention using such an apparatus will be described. A predetermined amount of a
[0027]
In this state, a static pressure is applied to the
[0028]
In addition, since it is considered that the water in the center of the
[0029]
The mesh of the
[0030]
In another embodiment, the
[0031]
For the remaining solid content having a reduced water content by the vacuum dehydration method, the
[0032]
In addition, as another method for discharging the remaining solid content, it is also possible to provide a hydraulic opening / closing device at the bottom of the
[0033]
FIG. 5 shows a second embodiment of the present invention, in which the
[0034]
The
[0035]
Compressed air is introduced into the upper
[0036]
As described above, in the second embodiment, dehydration is performed by applying pressure on the
[0037]
When the volume of the
[0038]
【The invention's effect】
As described above, the method and apparatus for dewatering a muddy substance of the present invention can realize the following effects.
[0039]
First, the apparatus is relatively simple. By not using a chemical such as an aggregating agent, the initial cost and running cost can be reduced, and the processing cost can be reduced.
[0040]
Secondly, in the case of sludge generated by construction work or the like, the water content of the sludge after the treatment becomes low, becomes the same as ordinary soil, and can be used for embankment or the like.
[0041]
Thirdly, the equipment can be installed in a small site due to the downsizing of the equipment, and fourthly, no strong chemicals with a flocculant or a solidifying material, or neutralization of strongly alkaline mud substances is unnecessary, so that no chemicals are used. Is possible.
[0042]
Fourthly, when the solid content of the dehydrated mud substance is incinerated, since the water content ratio becomes smaller, less heating energy is required, so incineration energy is saved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory view showing a first embodiment of a method and apparatus for dewatering a mud substance of the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal sectional side view of the main part showing a first embodiment of the method and apparatus for dewatering a mud substance of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG.
4 is a cross-sectional view taken along line BB ′ of FIG.
FIG. 5 is a longitudinal sectional side view of a main part showing a second embodiment of the method and apparatus for dewatering a muddy substance of the present invention.
FIG. 6 is a perspective view showing an example of an inner cylinder.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
11 ...
11b ...
13 ... Hanging
15 ... filter cloth 16 ... supply pipe
17a, 17b ... Air intake valve 18 ... Compressor
19 ... Vacuum water absorption device 19a ... Motor
20 ... Water collector 20a ... Water hose
21 ... Water absorption pipe 22 ... Switching valve
23 ...
25…
27… Lower mud
29 ...
31 ... Air hole
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