JP3936317B2

JP3936317B2 - フィルタープレス

Info

Publication number: JP3936317B2
Application number: JP2003192524A
Authority: JP
Inventors: 正明大林; 健之川西; 栄一畑山
Original assignee: Okumura Corp
Current assignee: Okumura Corp
Priority date: 2003-07-07
Filing date: 2003-07-07
Publication date: 2007-06-27
Anticipated expiration: 2023-07-07
Also published as: JP2005028197A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排土処理に用いるフィルタープレスに関し、特に、排土される土砂の全てを効率良く脱水して脱水ケーキを形成すると共に、容易に排出できるフィルタープレスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
各種産業界から発生するスラリー状の汚泥、残土等を分離、減容化しながら固形物として製造することで埋立材として利用したり、土壌改良材への各種用材化等として活用するための技術として、フィルタープレスが幅広く利用されており、固液混合物からなる原液を渦巻きポンプ等の低圧ポンプで圧送し、濾過室に充填した後に高圧ポンプに運転を切替えて濾過室に更に原液を圧送することで、フィルタープレスの濾過時間を短縮し、濾過効率の向上を図ってきた。
【０００３】
しかるに、低圧ポンプの場合は、原液の圧送圧力が高くなるに従って濾過室への原液の流量が急激に低下して原液の供給ができない状態となり、高圧ポンプの流量は、脱水ケーキが生成する状態に至っても原液の流量低下が少なく圧送圧力は大きくなる問題を含んでおり、その解決するために、低圧大容量ポンプの濾液流量が設定流量より小さくなると高圧小容量型ポンプに切替え、積算濾水量が設定量に達した時期や原液圧送時の検出圧力が設定圧力に達した時期に両ポンプの運転を自動的に切替えることで、フィルタープレスの処理能力や原液の性状等に関係なくポンプの運転切替え時期を適切に制御して濾過効率を高めることが提案された。（例えば、特許文献１を参照）
【０００４】
さらに、フィルタープレスの低圧ポンプから高圧ポンプへ運転を切替える前後の特定時に、濾過室から排出される濾液の単位時間当りの濾水量を検出して、運転切替え前の濾水量Ｑ１と運転切替え後の濾水量Ｑ２を比較演算して、Ｑ１＞Ｑ２の場合には、低圧ポンプの作動時間を延長し、Ｑ１＜Ｑ２の場合には、低圧ポンプの作動時間を短縮するように、低圧ポンプから高圧ポンプへ運転を自動的に切替えることで、処理対象の汚泥、残土等の性状が時系列でランダムに変化しても、大掛かりな装置を設けずに熟練した技術要員も要しないで、濾過効率を高める提案もなされている。（例えば、特許文献２を参照）
【０００５】
これらの経過を経て、従来のフィルタープレスでは、濾室の厚さを３０ｍｍにして、５〜７ｋｇ／ｍ²の圧力で脱水していたが、この方式では固液分離効率が悪く、脱水ケーキの状態はブロック状や泥土状になることから、有効再使用化するのに効率的に移行出来ない難点があった。
【０００６】
又、これを改善して開発された高圧フィルタープレスでは、濾室の厚さを２１ｍｍの薄層にして、１５ｋｇ／ｍ²の中圧にしたり、濾室の厚さを３０ｍｍにして、４０ｋｇ／ｍ²の高圧にしているが、建設現場等から発生する砂礫や土砂を含む低含水率の泥土を含むスラリー等に対しては、処理費が高くつきながら操作性が悪く、そこで得られるケーキも、依然としてブロック状になっており、大きすぎて稼働効率も悪いために排土資源の有効な再利用が図られていなかった。
【０００７】
又、建設現場等から発生する玉石、砂礫、土砂及び低含水率の泥土分を含む土砂は、その粒径も幅広く流動性も極端に悪いので、これらを効率よくフィルタープレス内に充填するのは容易でなく、さらに、直接かつ一度にフィルタープレス内に充填して加圧脱水するのには、従来のフィルタープレスでは困難であった。
【０００８】
【特許文献１】
特開２０００−６１２１３号公報、（段落符号「００１２」〜「００２２」末行、図１、２）
【特許文献２】
特開２００２−３０１３１０号公報、（段落符号「０００８」〜「００１０」、「００１５」〜「００２２」末行、図１、３、４）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上の状況に鑑みて提案するものであり、排土処理に用いるフィルタープレスを改良することで、排土される土砂の全てを効率良く脱水して脱水ケーキを形成すると共に、これを簡単な操作で容易に排出できるフィルタープレスを提供している。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明によるフィルタープレスは、一方端に先端ヘッドを他方端に押圧ヘッドを配置して、その間に濾布を両側に装備した中空リング濾枠を積層させ、中空リング濾枠に排出土を充填脱水して脱水ケーキとして排出するフィルタープレスにおいて、先端ヘッドと濾布との上方位置に、積層された中空リング濾枠を連通するホース挿入開口を形成し、先端ヘッドのホース挿入開口に充填ホースを挿脱自在に配備して、ホース挿入開口の押圧ヘッド側に空気注入孔を設けることを特徴としている。
【００１１】
これによって、本発明によるフィルタープレスは、水／土粒分の重量比を７０〜８０％程度の所定粒度以下の土砂を、従来のような土砂分離手段による分級選別や固化剤によって付着泥分を固着させる二次処理を施すことなく、フィルタープレスに直接充填することで加圧脱水し、水／土粒分の重量比を２０〜３０％程度の低含水率状態の脱水ケーキにして排出している。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明によるフィルタープレスは、一方端に先端ヘッドを他方端に押圧ヘッドを配置して、その間に濾布を両側に装備した中空リング濾枠を積層させ、泥土圧シールド工法における玉石、砂礫、砂、シルト及び粘土等から成る所定粒度以下の土砂もしくは泥水シールド工法の掘削土砂や港湾の浚渫土砂及び建設排土を総称している排出土を中空リング濾枠に充填脱水して脱水ケーキとして排出するフィルタープレスにおいて、先端ヘッドと濾布との上方位置に、積層された中空リング濾枠を連通するホース挿入開口を形成し、先端ヘッドのホース挿入開口に充填ホースを挿脱自在に配備して、ホース挿入開口の押圧ヘッド側に空気注入孔を設けることを特徴としている。
以下に、本発明によるフィルタープレスの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１３】
図１は、フィルタープレスの実施の形態を示す正面図である。
フィルタープレスは、前方に土砂を充填するホース１を備えており、複数の濾室２が一方端の濾室２’から他方端の濾室２”まで横方向に積層されて、先端ヘッドとしてのファーストヘッド６と押圧ヘッドとしてのルーズヘッド７との間に開放可能に配置されている。
【００１４】
ファーストヘッド６には、開口３が濾室２の上部位置を連通するように設けられており、その端部には充填バルブ４と細砂泥土を出し入れすると共に、これを加圧するための注入孔５とが配置されており、ルーズヘッド７には、濾室２の上部位置に連通して、高圧空気を注入できる供給孔８が配置されている。
【００１５】
ホース１は、可撓性を備えていることで、フィルタープレス４への挿脱に従いながらガイドドラム等によって柔軟に折り曲げられて、狭い場所に収まっている。
【００１６】
又、フィルタープレスの濾室２は、図２の開放した斜視図が示すように、濾布９を両側に装備した中空リング濾枠１０から構成されている。
図示のように濾布９は、平板９−１の両面にフィルター９−２が貼設されると共に複数の脱水溝９−３が設けられていることで、中空リング濾枠１０からの脱水を抽出し易いように形成されている。又、濾布９の上方側に偏らせた位置には、開口３に対応させてホース１を通すための開口９−４が設けられている。
【００１７】
一方、中空リング濾枠１０は、内部に一方側に傾斜した傾斜面１０−１を有する内孔１０−２を形成すると共に、外部には中空リング濾枠１０を保持枠１０−３に摺動及び回動が可能な形態で載置させる回転軸１０−４が、その中心位置に在って放射方向に装備されている。
【００１８】
従って、フィルタープレスの設置時には、ファーストヘッド６とルーズヘッド７との間を押圧することによって、濾布９と中空リング濾枠１０とが一体になって濾室２を形成しながら所定粒度以下の土砂等を充填しているが、後述のように、脱水することによって脱水ケーキを形成すると、ルーズヘッド７の後退によってフィルタープレスは開放されることになり、自由状態になった中空リング濾枠１０を回動させることによって、脱水ケーキが落下し易いように構成されている。
【００１９】
即ち、隣接する濾布９、９間の間隔、フィルタープレスの開口３及び濾布９の開口９−４は、少なくとも５０ｍｍ以上〜２００ｍｍ粒径程度の排出土が充填できる間隔に構成されており、建設現場等から発生する玉石、砂礫、土砂及び低含水率の泥土分等の幅広い粒径を含む土砂を一度に効率よく加圧脱水するように構成されている。
【００２０】
尚、フィルタープレスの下方には、脱水ケーキを解砕して土砂ホッパー等に搬出するためのコンベア１１と、図示していないが前述したフィルタープレスからの抽出水を集めて濾水槽に貯留するための集水器が配置されている。
【００２１】
次に、フィルタープレスの作動について説明するが、本実施の形態では、排出土として、泥土圧シールド工法における玉石、砂礫、砂、シルト及び粘土等を対象にしており、この排出土を所定粒度以下にした土砂としてフィルタープレスに充填して、これを脱水することで脱水ケーキとして形成した後にフィルタープレスから排出している。
【００２２】
図３は、フィルタープレスに所定粒度以下の泥土を充填する工程を示しており、図３（ａ）は、フィルタープレスに所定粒度以下にした玉石、砂礫、砂、シルト及び粘土等の混在している土砂１２を充填する工程である。
【００２３】
本工程では、濾室２の上方から充填するという実施の形態もあるが、本実施の形態では、濾室２の上部位置を連通する開口３から挿脱するホース１を通じて充填している。
【００２４】
本実施の形態では、ホース１を開口３から挿入して一方端の濾室２’迄到達させた後に、泥土の充填がホース１を通じて開始されることでホース１を開口３から脱出させながら濾室２に順次に充填しており、他方端の濾室２”に達した段階で充填バルブ４を閉鎖して泥土１２の充填を完了する。
【００２５】
図３（ｂ）は、濾室２において充填された泥土１２が形成する分離状態を示している。
即ち、泥土１２は、所定の時間が経過すると玉石や砂礫等と細砂泥土とが分離状態になって、各濾室２の下方部には、重量の重い玉石、砂礫、砂等の粗粒分１２−１が沈下して貯留されることになり、濾室２の上方位置には、玉石、砂礫、砂等から分離された細砂泥土１２−２が集積されることになって,相互に分離した状態で保持されることになる。
【００２６】
図３（ｃ）は、注入孔５から細砂泥土１２−２を取り出す前半の工程を示している。
濾室２に順次に充填された泥土１２は、上述したように所定の時間が経過すると、玉石や砂礫等の粗粒分１２−１と細砂泥土１２−２とが分離状態になって、図示のように粗粒分１２−１は下方に沈降することから、濾室２の上部位置には、細砂泥土１２−２のみが集積している状態になる。
【００２７】
図３（ｄ）は、注入孔５から細砂泥土１２−２を取り出す後半の工程を示している。
この時間帯に至った場合には、ルーズヘッド７に配置されている供給孔８から濾室２に高圧空気が吹き込まれるものであり、その上部位置に集積している細砂泥土１２−２を押出しながら、注入孔５から取り出して空気送付配管１３に送り込んでいる。従って、濾室２の上方部分は図示のように空室状態になる。
【００２８】
次いでの図４は、細砂泥土を別途の工程で凝集調整した後に、フィルタープレスに細粒分として再充填する工程を示している。
【００２９】
図４（ａ）は、フィルタープレスに凝集調整された後の細粒分１４を充填する工程であり、別工程の凝集調整装置で凝集調整された後の細粒分１４は、図示のように送給配管１５を経由して注入孔５から濾室２の上方部分の解放空間に再度充填される。
【００３０】
図４（ｂ）は、注入孔５から細砂分１４を濾室２の空室に充填して、粗粒分粗粒分１２−１と一体になって濾室２を充満状態にした工程を示している。
送給配管１５を経由する細砂分１４は、注入孔５から充填されることで全ての濾室２に充填されて行き、図示のように下方に沈降している粗粒分１２−１と上部位置に充填される細砂分１４とが一体になって、濾室２を充満状態にしている。
【００３１】
図４（ｃ）は、粗粒分１２−１と細砂分１４とを加圧脱水する工程を示している。
次いでの工程では、送給配管１５と注入孔５から１５〜１８ｋｇ／ｃｍ²の圧力が濾室２に加えられることで、粗粒分１２−１と細砂分１４とは、充分に加圧脱水されて、含水率を水／土粒分の重量比を２０〜３０％程度に低下させた状態に絞り込まれることで脱水ケーキ１６を形成している。
【００３２】
従って、本工程にあっては、模擬的な表示をすると図示のように濾室２の手前に在る開口３と注入孔５とにおいて空室状態を形成することになる。
図４（ｄ）は、加圧脱水された脱水ケーキ１６をフィルタープレスから排出する最終工程を示している。
本工程では、ファーストヘッド６からルーズヘッド７を後退させながら、フィルタープレスの押圧状態を開放することで、積層状態にある濾室２を開放して回動させる。
【００３３】
しかして、濾室２を構成している中空リング濾枠１０は、一方側に傾斜した傾斜面１０−１を有している内孔１０−２を形成しているので、中空リング濾枠１０をその傾斜面１０−１の傾斜方向に回動させることで、脱水ケーキ１６は、濾布９ととも離反して容易に落下することになる。
【００３４】
以上のように、本発明によるフィルタープレスは、上記実施の形態のように構成されているので、泥土圧シールド機から掘削された玉石、砂礫、砂、シルト及び粘土等の混在している土砂、その他の掘削土砂や浚渫土砂及び建設排土等を対象にする排出土を、所定粒度以下の泥土に処理しながらフィルタープレスにその上方端もしくは積層方向の上方位置から充填することで、水／土粒分の重量比を２０〜３０％程度の含水率に低下させた脱水ケーキを確実に排出することを可能にしている。
【００３５】
以上、本発明を実施の形態に基づいて詳細に説明したが、本発明によるフィルタープレスは、これらの実施の形態に何ら限定されるものでなく、個々の装置や部材に関して、その形状と材質等を発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは当然のことである。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によるフィルタープレスは、一方端に先端ヘッドを他方端に押圧ヘッドを配置して、その間に濾布を両側に装備した中空リング濾枠を積層させ、中空リング濾枠に排出土を充填脱水して脱水ケーキとして排出するフィルタープレスにおいて、先端ヘッドと濾布との上方位置に、積層された中空リング濾枠を連通するホース挿入開口を形成し、先端ヘッドのホース挿入開口に充填ホースを挿脱自在に配備して、ホース挿入開口の押圧ヘッド側に空気注入孔を設けることを特徴としているので、充填ホースを介して、建設現場等から発生する玉石や砂礫や土砂や低含水率の泥土分等の幅広い粒径を含む土砂を一度に効率よく充填でき、しかも、水／土粒分の重量比７０〜８０％程度と含水比の小さい排出土の所定粒度以下の土砂を、従来のような土砂分離手段による分級選別や固化剤によって付着泥分を固着させる二次処理を施すことなく、フィルタープレスに直接充填することで加圧脱水し、水／土粒分の重量比を２０〜３０％程度の低含水率状態にして排出できる効果を発揮している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるフィルタープレスを示す実施の形態の正面図
【図２】本発明のフィルタープレスの濾室を開放した斜視図
【図３】フィルタープレスに泥土を充填する工程図
【図４】フィルタープレスから細砂泥土を取り出し細粒分として再充填する工程図
【符号の説明】
１ホース、２濾室、２’ 一方端の濾室、２” 他方端の濾室、
３開口、４充填バルブ、５注入孔、６ファーストヘッド、
７ルーズヘッド、８供給孔、９濾布、１０中空リング濾枠、
１１コンベア、１２泥土、１３空気送付配管、１４細砂分、
１５送給配管、１６脱水ケーキ、
９−１平板、９−２フィルター、９−３脱水溝、９−４開口、
１０−１傾斜面、１０−２内孔、１０−３保持枠、
１０−４回転軸、１２−１粗粒分、１２−２細砂泥土、

Claims

一方端に先端ヘッドを他方端に押圧ヘッドを配置して、その間に濾布を両側に装備した中空リング濾枠を積層させ、該中空リング濾枠に排出土を充填脱水して脱水ケーキとして排出するフィルタープレスであって、先端ヘッドと濾布との上方位置に、積層された中空リング濾枠を連通するホース挿入開口を形成し、該先端ヘッドのホース挿入開口に充填ホースを挿脱自在に配備することを特徴とするフィルタープレス。
ホース挿入開口が、押圧ヘッド側に空気注入孔を設けていることを特徴とする請求項１に記載の排土処理装置のフィルタープレス。