JP4124940B2 - 濾過濃縮装置及びその方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原液を所定濃度まで濃縮し、濃縮された原液を濾過及び圧搾濾過する濾過濃縮装置及びその方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の濾過濃縮装置は種々の構造のものが知られている。例えば、原液を所定濃度まで濃縮する濃縮部と、該濃縮部で濃縮された原液を濾過する濾過部とを区分して備えるようにし、濃縮装置と濾過装置を１つの装置とした濾過濃縮板が知られている（例えば、特公平６−２２６４７号公報）。上記濾過濃縮板にて圧搾濾過する場合には、圧搾濾板を隣接して設けるようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記構造のものでは濃縮部と濾過部とが区分して備えているため加工が複雑となり、さらに圧搾濾過する場合、圧搾濾板を別に必要とするという問題があった。
【０００４】
従って、本発明の目的は、上記問題を解決することにあって、濃縮装置と圧搾濾過装置とを１つの装置で兼用することができ、よりコンパクトな構造の濾過濃縮装置及びその方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。
【０００６】
本発明の第１態様によれば、固定板と締付板との間に圧搾板と濾過板とを交互に移動可能に配置し、隣接する圧搾板と濾過板との間に濾布を配置し、
上記圧搾板は、濾過時に膨張して圧搾濾過可能な圧搾膜を有し、かつ、上記締付板を移動させて上記圧搾板と上記濾過板とを固定板側に上記締付板で締め付けたとき、上記圧搾板の上記圧搾膜と、上記濾布を介して上記圧搾板に隣接する濾過板との間に原液処理部を形成可能とし、
上記原液処理部は、上記圧搾膜と上記濾布とにより囲まれた原液保持空間と、上記濾布と上記濾過板とにより囲まれた濾液回収空間とを備え、
上記原液保持空間に原液を供給したのち、上記原液保持空間に連通する原液排出口から原液が排出されて濃縮化された原液として回収され、かつ、その原液の液体分が濾液として上記濾布を貫通して上記濾液回収空間に入り、上記濾液回収空間に連通する濾液排出口から上記濾液が排出されることにより、上記原液処理部が原液濃縮部として機能して上記原液の濃縮化を行う一方、
上記原液保持空間に上記濃縮化された原液を供給したのち、上記原液排出口から上記濃縮化された原液を排出させずに上記濃縮化された原液の液体分が濾液として上記濾布を貫通して上記濾液回収空間に入り、上記濾液回収空間に連通する上記濾液排出口から上記濾液が排出され、さらに、圧搾流体により上記圧搾膜を膨張させて、上記圧搾板と上記濾過板との間で上記圧搾膜と上記濾布との間に保持された濾過ケーキが圧搾されて圧搾ケーキを形成することにより、上記原液処理部が原液濾過及び圧搾濾過部として機能し、
その後、上記締付板を移動させて上記圧搾板と上記濾過板とを開枠して、上記圧搾ケーキを排出するようにしたことを特徴とする濾過濃縮装置を提供する。
【０００７】
本発明の第２態様によれば、上記圧搾膜の表面には、突子により、上記原液保持空間に上記原液が供給される位置から上記原液排出口まで上記原液を案内する原液流路を形成するようにした第１の態様に記載の濾過濃縮装置を提供する。
【０００８】
本発明の第３態様によれば、上記圧搾板の表面には凹部を備え、その凹部内に突子を有する上記圧搾膜を配置して、上記締付板を移動させて上記圧搾板と上記濾過板とを固定板側に上記締付板で締め付けたとき上記圧搾膜の上記突子が上記濾布に接触して上記圧搾膜の上記突子を除く部分と上記濾布との間に上記原液保持空間が形成可能とする一方、上記濾過板の表面には濾過溝を備え、上記締付板を移動させて上記圧搾板と上記濾過板とを固定板側に上記締付板で締め付けたとき上記濾過板が上記濾布に接触して上記濾過板の上記濾過溝と上記濾布との間に上記濾液回収空間が形成可能とする第１又は２の態様に記載の濾過濃縮装置を提供する。
【０００９】
本発明の第４態様によれば、隣接する濾過板と濾過時に膨張して圧搾濾過可能な圧搾膜を有する圧搾板との間に濾布を介在させた状態で、上記圧搾板と上記濾過板とを交互に固定板に対して締付板により締め付けて、上記圧搾板の上記圧搾膜と、上記濾布を介して上記圧搾板に隣接する濾過板との間において、上記圧搾膜と上記濾布とにより囲まれた原液保持空間と、上記濾布と上記濾過板とにより囲まれた濾液回収空間とを備える原液処理部を形成し、
上記原液保持空間に原液を供給したのち、上記原液保持空間から原液を排出させて濃縮化された原液として回収し、かつ、その原液の液体分が濾液として上記濾布を貫通させて上記濾液回収空間に入り込ませて上記濾液を排出させることにより、上記原液処理部が原液濃縮部として機能して上記原液の濃縮化を行い、
その後、上記原液保持空間に上記濃縮化された原液を供給したのち、上記原液排出口から上記濃縮化された原液を排出させずに上記濃縮化された原液の液体分が濾液として上記濾布を貫通させて上記濾液回収空間から上記濾液を排出させ、さらに、圧搾流体により上記圧搾膜を膨張させて、上記圧搾板と上記濾過板との間で上記圧搾膜と上記濾布との間に保持された濾過ケーキが圧搾されて圧搾ケーキを形成することにより、上記原液処理部が原液濾過及び圧搾濾過部として機能し、
その後、上記締付板を移動させて上記圧搾板と上記濾過板とを開枠して、上記圧搾ケーキを排出するようにしたことを特徴とする濾過濃縮方法を提供する。
【００１０】
本発明の第５態様によれば、上記圧搾膜の表面において、突子により形成された原液流路に沿って、上記原液保持空間に上記原液が供給される位置から上記原液排出口まで上記原液を案内しながら上記濃縮又は上記濾過を行うようにした第４の態様に記載の濾過濃縮方法を提供する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明にかかる実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１２】
本発明の一実施形態にかかる、濾過濃縮方法を実施することができる濾過濃縮装置１は、図１〜図８に示すように、図示しない前後スタンド間において一方のスタンド側の固定板と他方のスタンド側の締付板２との間に大略四角形板状圧搾板３と大略四角形板状濾過板４とを交互に配置されかつ左右一対の側板７，７上を後述する上側の左右の把手３ｔ，３ｔ，４ｔ，４ｔが摺動しながら移動可能とするとともに、隣接する圧搾板３と濾過板４との間に濾布６を配置している。そして、締付板２を移動させて圧搾板３と濾過板４とを固定板側に締付板２で締め付けたのち、圧搾板３の濃縮部として機能する原液処理部３１に原液を供給して濃縮化し、濃縮化された原液を、再度、圧搾板３の濾過及び圧搾濾過部として今度は機能する原液処理部３１に供給して濾過を行った後に、圧搾流体例えば圧縮空気により圧搾膜５が膨張して、圧搾板３と濾過板４との間の濾布６間に保持された濾過ケーキが圧搾されケーキを形成し、その後、締付板２を移動させて圧搾板３と濾過板４とを開枠して、上記ケーキを排出するよう大略構成している。
【００１３】
上記圧搾板３は、図２〜４に示すように、周囲に四角形枠額縁３ｅを有し、両側部の上下に横方向に突出した４個の把手３ｔ，…，３ｔを一体的に四角形枠額縁３ｅに備えるとともに、四角形板状本体の前後に、ゴム若しくは合成樹脂等の弾性体よりなる圧搾膜５を備えている。
【００１４】
圧搾膜５の表面には、長尺な帯状の上側突子５ａが、中央の上端縁部から下向きに下端縁部の近傍まで延びるとともに、中央に対して対称となる位置に、長尺な帯状の下側突子５ｂが、下端縁部から上向きに上端縁部の近傍まで延びるように形成されている。
【００１５】
上記圧搾板３において、その左下の把手３ｔには、圧搾板３の厚さ方向に貫通する原液供給口１１と、上記厚さ方向とは直交する方向に延びて原液供給口１１と圧搾膜５の表面とを連通する貫通孔１１ｈを備えて、原液供給口１１内の原液を貫通孔１１ｈを介して圧搾膜５の表面に供給可能としている。また、上記圧搾板３の右上の把手３ｔには、圧搾板３の厚さ方向に貫通する原液排出口１３と、上記厚さ方向とは直交する方向に延びて原液排出口１３と圧搾膜５の表面とを連通する貫通孔１３ｈを備えて、圧搾膜５の表面を流れる原液を貫通孔１３ｈを介して原液排出口１３内に排出するようにしている。一方、上記圧搾板３の左上の把手３ｔには、圧搾板３の厚さ方向に貫通する圧搾流体供給口１４と、上記厚さ方向とは直交する方向に延びて圧搾流体供給口１４と上記圧搾板３の内部に入り込む貫通孔１４ｈと、貫通孔１４ｈの端部において圧搾板３の厚さ方向に貫通して圧搾板３の前後の表面に開口して圧搾板３の各表面と圧搾膜５との間に連通する開口１４ｉとを備えて、圧搾流体供給口１４から供給された圧縮空気を貫通孔１４ｈと開口１４ｉを介して圧搾板３の表面と圧搾膜５の裏面との間に供給し、圧搾膜５を圧搾板３の表面に対して膨張させるようにしている。
【００１６】
なお、圧搾膜５と圧搾板本体との間に凹所３ｃを形成すると、凹所３ｃ内に圧縮空気体が供給しやすくなり、圧縮空気による圧搾膜５の膨張が容易になる。
【００１７】
上記各圧搾板３の表面すなわち圧搾膜５の表面には、原液供給口１１より貫通孔１１ｈを介して原液が供給される。供給された原液は、突子５ｂ，５ａにて仕切られた流路を至て、貫通孔１３ｈを介して原液排出口１３内へ排出する蛇行した流路が形成される。同様に、圧搾板３の裏面でも、その裏面に配置された圧搾膜５の表面には、原液供給口１１より貫通孔１１ｈを介して原液が供給される。供給された原液は、突子５ｂ，５ａにて仕切られた流路を至て、貫通孔１３ｈを介して原液排出口１３内へ排出する蛇行した流路が形成される。
【００１８】
一方、濾過板４は、図５，６に示すように、周囲に四角形枠額縁４ｅを有し、両側部の上下に横方向に突出した４個の把手４ｔ，…，４ｔを、上記圧搾板３の４個の把手３ｔ，…，３ｔに対応して、一体的に四角形枠額縁４ｅに備えている。
【００１９】
濾過板４の表面には、長尺な帯状の上側突子４ａが、中央の上端縁部から下向きに下端縁部の近傍まで延びるとともに、中央に対して対称となる位置に、長尺な帯状の下側突子４ｂが、下端縁部から上向きに上端縁部の近傍まで延びるように形成されている。また、濾過板４の表面のその他の部分の濾過床４ｄには、上下方向に延びる多数の濾過溝４ｃ，…，４ｃを備えている。
【００２０】
上記濾過板４において、その左下の把手４ｔには、濾過板４の厚さ方向に貫通する原液供給口１１を備えて、濾過板４の原液供給口１１は圧搾板３の原液供給口１１に連通して、圧搾板３の原液供給口１１内の原液を濾過板４の原液供給口１１を介してさらに隣接する圧搾板３の原液供給口１１内に供給可能としている。また、上記濾過板４の右上の把手４ｔには、濾過板４の厚さ方向に貫通する原液排出口１３を備えて、濾過板４の原液排出口１３は圧搾板３の原液排出口１３に連通して、圧搾板３の原液排出口１３内に排出された原液を濾過板４の原液排出口１３を介してさらに隣接する圧搾板３の原液排出口１３内に排出可能としている。一方、上記濾過板４の左上の把手４ｔには、濾過板４の厚さ方向に貫通する圧搾流体供給口１４を備えて、濾過板４の圧搾流体供給口１４は圧搾板３の圧搾流体供給口１４に連通して、圧搾板３の圧搾流体供給口１４内に供給された圧縮空気を濾過板４の圧搾流体供給口１４を介してさらに隣接する圧搾板３の圧搾流体供給口１４内に供給可能としている。また、濾過板４の右下の把手４ｔには、濾過板４の厚さ方向に貫通する濾液排出口１２と、上記厚さ方向とは直交する方向に延びて濾液排出口１２と上記濾過板４の内部に入り込む貫通孔１２ｈと、貫通孔１２ｈの端部において濾過板４の厚さ方向に貫通して濾過板４の前後の表面に開口して濾過板４の各表面に連通する開口１２ｉとを備えて、濾過板４の表面を流れる濾液を開口１２ｉ及び貫通孔１２ｈを介して濾液排出口１２内に排出するようにしている。
【００２１】
上記圧搾板３と、濾布６を介して当該圧搾板３に隣接する濾過板４との間には、上記圧搾板３の上記額縁３ｅと圧搾膜５の表面の上側突子５ａと下側突子５ｂとにより仕切られて形成された原液流路と、圧搾膜５を有する圧搾板３と濾過板４との間に介在させられて原液を濾過する濾布６を通過して濾過された濾液を受けて排出する濾液流路とを含む原液処理部３１が構成されている。
【００２２】
具体的には、各原液処理部３１は、上記圧搾膜５すなわち上記圧搾板３の上記額縁３ｅと、圧搾膜５の上側突子５ａと下側突子５ｂと、上記濾布６とにより囲まれて原液を一時的に保持するとともに必要に応じて上記原液流路に沿って原液を流す原液保持空間３１ａと、上記濾過板４すなわち上記濾過板４の上記額縁４ｅと、上側突子４ａと下側突子４ｂと、上記濾布６とにより囲まれてた濾液を回収して上記濾液流路に沿って流して装置外に排出する濾液回収空間３１ｂとを備えている。上記原液保持空間３１ａには、原液供給口１１と原液排出口１３とが連通しているとともに、上記濾液回収空間３１ｂには濾液排出口１２が連通している。原液保持空間３１ａでは、原液が原液供給口１１から供給されたのち、原液排出口１３から原液が排出されて濃縮化された原液として後述するタンクＴに回収され、かつ、その原液の液体分が濾液として上記濾布６を貫通して上記濾液回収空間３１ｂに入り、上記濾液回収空間３１ｂに連通する濾液排出口１２から上記濾液が排出されることにより、上記原液処理部３１が原液濃縮部として機能して上記原液の濃縮化を行う。一方、上記原液保持空間３１ａに上記濃縮化された原液を供給したのち、上記原液排出口１３から上記濃縮化された原液を排出させずに上記濃縮化された原液の液体分が濾液として上記濾布６を貫通して上記濾液回収空間３１ｂに入り、上記濾液回収空間３１ｂに連通する上記濾液排出口１２から上記濾液が排出され、さらに、圧搾流体により上記圧搾膜５を膨張させて、上記圧搾板３と上記濾過板４との間で上記圧搾膜５と上記濾布６との間に保持された濾過ケーキが圧搾されて圧搾ケーキを形成することにより、上記原液処理部３１が原液濾過及び圧搾濾過部として機能するようにしている。
【００２３】
よって、例えば、上記各圧搾板３の原液処理部３１が原液濃縮部として機能する場合には、原液は以下のように濃縮される。各圧搾板３において、図２の各圧搾板３の各原液供給口１１から貫通孔１１ｈを介して各圧搾板３の表面の左下側に原液が供給され、下側突子５ｂ沿いに左上方向に流れたのち、下側突子５ｂと上側縁の額縁３ｅとの間の隙間から各圧搾板３の中央部に流れこむ。そして、今度は、下側突子５ｂと上側突子５ａとの間で挟まれた流路を下向きに流れ落ちる。その後、上側突子５ａと下側縁の額縁３ｅとの間の隙間から各圧搾板３の中央部より右側部分に流れこむ。その後、上側突子５ａ沿いに右上方向に流れたのち、貫通孔１３ｈを介して原液排出口１３内に流れ込むようになっている（図１の矢印Ｙ参照。）。このように、各圧搾板３の表面の左下側から右上側まで流れる間、各圧搾板３に濾布６を介して隣接する濾過板４側に向けて原液が濾布６により濾過されて濃縮され、濃縮された原液が原液排出口１３内に排出される。
【００２４】
一方、上記各圧搾板３の原液処理部３１が原液濾過及び圧搾濾過部として機能する場合には、原液は以下のように濾過及び圧搾濾過される。上記原液の流れは、上記原液濃縮部として機能する場合と同様な流れであるが、各圧搾板３の表面の左下側から右上側まで流れる間、各圧搾板３に濾布６を介して隣接する濾過板４側に向けて原液が濾布６により濾過され、濾過された濾液が濾過板４の濾液排出口１２から排出されるが、原液は原液排出口１３から排出できないため、結果として、濾過のみが行われる。また、このとき、後述するように圧搾膜５を膨張させれば、濾布６と圧搾板３との間のケークを圧搾して圧搾濾過を行うことができる。
【００２５】
次に、上記濾過濃縮装置１に原液及び濃縮原液を供給するポンプＰおよび配管などについて説明する。
【００２６】
図１において、圧搾板３及び濾過板４の各原液供給口１１へは、供給ポンプＰと制御弁Ｖ1とを介して、原液供給路１００により、原液が保持されているタンクＴが接続されている。
【００２７】
各原液処理部３１で濃縮された濃縮原液は、原液排出口１３から制御弁Ｖ7を介して原液排出路１０１によりタンクＴに返送されるよう配管されている。原液排出路１０１には、制御弁Ｖ7とタンクＴとの間には、制御弁Ｖ11を介して洗浄水を供給するようにしている。なお、原液中の不必要な塩などを除去する場合に、制御弁Ｖ11を開いて、濃縮した原液に洗浄水源から洗浄水を加えて、原液を希釈し、さらに上記濃縮を繰り返すことにより、原液中の塩濃度を薄くすることができる。
【００２８】
圧縮空気を供給する圧縮空気源Ａは、制御弁Ｖ5を介して、圧縮空気供給路１０２により圧搾板３及び濾過板４の各圧搾流体供給口１４に接続されており、また、バックブローのため、圧縮空気源Ａは制御弁Ｖ9を介して圧縮空気供給路１０３により各濾液排出口１２と接続されている。なお、圧縮空気供給路１０２の制御弁Ｖ5と上記濾過濃縮装置との間には、制御弁Ｖ8を備えている。なお、制御弁Ｖ8は、大気開放弁であり、この制御弁Ｖ8を開くことにより、圧搾しないときに圧搾膜が膨張しないようにしている。
【００２９】
タンクＴには、原液が、原液供給源から制御弁Ｖ10及び原液排出路１０１の一部を介して供給される。
【００３０】
なお、原液の濃度が所望の濃度まで濃縮されているかを判別するための濃度計をタンクＴに設ける。
【００３１】
また、各濾液排出口１２には、制御弁Ｖ2を介して濾液排出路１０４が接続されて、上記濾過濃縮装置外に排出される。また、各濾液排出口１２には、制御弁Ｖ3を介して濾液回収路１０５が接続されて、濾液がタンクＴ内に戻される。なお、初期濾過のとき、濾布６の目より原液中の固形分が抜け出してしまうことがあるので、制御弁Ｖ3を開いて、濾液回収路１０５により、濾布６から抜け出た原液中の固形分を回収するようにしている。
【００３２】
また、原液供給路１００の制御弁Ｖ1より各原液供給口１１側とタンクＴとを制御弁Ｖ4を介して接続する原液回収路１０６を備えている。なお、制御弁Ｖ6を開いてバイパス路１０７より原液排出口１３内に圧縮空気を通し、原液排出口１３より原液供給口１１に向けて逆送してブローすることにより、流路中に残った原液を、制御弁Ｖ4が開かれた原液回収路１０６を介して回収することができるようにしている。
【００３３】
さらに、バイパス路１０７は、圧縮空気供給路１０２と原液排出路１０１とを制御弁Ｖ6を介して接続する。
【００３４】
上記構成によれば、本実施形態にかかる濾過濃縮装置１は以下のように作動して、濃縮工程と濾過及び圧搾濾過工程を順に行う上記濾過濃縮方法を行うことができる。なお、原液の例としては、工場雑排水、生活雑排水、あるいは化学薬品工場の薬品回収工程の液成分などがある。
【００３５】
（濃縮工程）
まず、原液が、制御弁Ｖ10及び原液排出路１０１の一部を介してタンクＴに供給され、タンクＴ内の原液が、供給ポンプＰにより、制御弁Ｖ1及び原液供給路１００を介して、各圧搾板３と各濾過板４の各原液供給口１１に供給される。各圧搾板３と各濾過板４の各原液供給口１１に供給された原液は、図７にＸで示されるように、各圧搾板３の原液処理部３１へ原液を供給する。
【００３６】
各圧搾板３の原液処理部３１では、原液は以下のように流れて濃縮される。すなわち、各圧搾板３において、図２の各圧搾板３の各原液供給口１１から貫通孔１１ｈを介して各圧搾板３の表面の左下側に原液が供給され、下側突子５ｂ沿いに左上方向に流れたのち、下側突子５ｂと上側縁の額縁３ｅとの間の隙間から各圧搾板３の中央部に流れこむ。そして、今度は、下側突子５ｂと上側突子５ａとの間で挟まれた流路を下向きに流れ落ちる。その後、上側突子５ａと下側縁の額縁３ｅとの間の隙間から各圧搾板３の中央部より右側部分に流れこむ。その後、上側突子５ａ沿いに右上方向に流れたのち、貫通孔１３ｈを介して原液排出口１３内に流れ込むようになっている（図１の矢印Ｙ参照。）。このように、各圧搾板３の表面の左下側から右上側まで流れる間、各圧搾板３に濾布６を介して隣接する濾過板４側に向けて原液中の液体分が濾布６を通過する一方、原液中の固形分は濾布６を通過できずにそのまま残るため濃縮され、濃縮された原液が各原液排出口１３内に排出される。図７に実線Ｗで示されるように、各濾過板４及び各圧搾板３の各原液排出口１３内に排出された原液は、原液排出路１０１と制御弁Ｖ7とを介してタンクＴに返送される。
【００３７】
タンクＴに返送された原液の濃度を濃度計で測定して、タンクＴに返送された原液が所望の濃度まで濃縮されているかを判定し、タンクＴに返送された原液が所望値より低い場合には、再度、上記のように供給ポンプＰにより濾過を繰返すため、圧搾板３の原液処理部３１へ供給し、濃縮化をさらに行うようにしている。なお、制御弁Ｖ7の開閉を制御し、制御弁Ｖ7を閉状態に近づけると、各原液処理部３１で原液が加圧されて濃縮がより短時間で行うことができる。
【００３８】
なお、濾布６により濾過された濾液は、各濾過板４の濾過床４ｄより、各濾液排出口１２に移動し、各濾過板４及び各圧搾板３の各濾液排出口１２により、制御弁Ｖ2を通して上記濾過濃縮装置外に排出される。
【００３９】
（濾過及び圧搾濾過工程）
次に、タンクＴに回収された所望の濃度の濃縮原液は、供給ポンプＰで原液供給路１００と制御弁Ｖ1を介して各圧搾板３の原液処理部３１に供給され、濾過及び圧搾濾過が行われる。このとき、原液排出路１０１の制御弁Ｖ7は閉じられているため、各原液処理部３１に供給された濃縮原液は、原液排出口１３から排出されず、各原液処理部３１内で濾過が行われ、濾布６を通過した濾液のみが、図７に一点鎖線Ｚで示されるように、各濾過板４及び各圧搾板３の各濾液排出口１２から濾液排出路１０４により、上記濾過濃縮装置外に排出される。
【００４０】
圧搾濾過を行うときには、圧縮空気が供給元より制御弁Ｖ5を介して各濾過板４及び各圧搾板３の各圧搾流体供給口１４を通って各圧搾板３へ供給され、図８に示すように、各圧搾膜５は膨張して、濾過ケーキを圧搾することができる。
【００４１】
各圧搾膜５と各濾布６との間に生成した各ケーキは、締付板２による各圧搾板３と各濾過板４の締付けが解除されたのち、圧搾板３と濾過板４とを開板して排出する。
【００４２】
なお、濾布６にケーキが強く付着しているときには、圧縮空気を制御弁Ｖ9を介して各圧搾板３と各濾過板４の各濾液排出口１２より逆送し、バックブローすることにより、ケーキ剥離を容易とすることができる。
【００４３】
また、公知の濾布振動装置を用いてケーキ排出することもできる。
【００４４】
上記実施形態によれば、圧搾膜５を有する圧搾板３と、濾布６を介して当該圧搾板３に隣接する濾過板４との間に原液処理部３１を備え、原液処理部３１は、原液排出口１３から原液が排出されるとともに濾液排出口１２から濾液が排出される場合には、原液濃縮部として機能する一方、原液排出口１３から原液が排出できないが濾液排出口１２から濾液のみが排出されるとともに圧搾膜５によりケークを圧搾させることができる場合には、濾布６を介して濾液のみが排出できる原液濾過及び圧搾濾過部として機能するようにしている。従って、同一の原液処理部３１に対して、原液排出の可否を制御することにより、原液濃縮部と原液濾過及び圧搾濾過部とに使い分けることができる。言い換えれば、濃縮装置と圧搾濾過装置とを１つの装置すなわち原液処理部３１で兼用することができ、濾過濃縮装置全体をよりコンパクトな構造とすることができる。
【００４５】
また、従来の濾過装置では処理することが困難であった、例えば、１％以下の低濃度の原液でも、原液処理部３１を濃縮部として機能させて所望の濃度すなわち所望の固形分含有率まで原液を濃縮したのち、該濃縮された原液を用いて、原液処理部３１を濾過及び圧搾濾過部として機能させて濾過及び圧搾濾過することができるので、容易に、かつ、効率よく、濃縮濾過処理を行うことができる。
【００４６】
また、原液処理部３１は、弾性体である圧搾膜５の突子５ａ，５ｂにより原液流路を形成するようにしているので、圧搾濾過時には、そのまま、圧搾膜５としての機能させることができ、濃縮装置と圧搾濾過装置とを１つの装置で兼用することができ、設置場所、動力源及び制御部を少なくすることができてコンパクトなものとなり、経済性に優れたものとなる。
【００４７】
また、上記圧搾膜５の表面には、突子５ａ，５ｂにより、上記原液保持空間３１ａに上記原液が供給される位置すなわち原液供給口１１から上記原液排出口１３まで上記原液を案内する原液流路を蛇行させるように形成したので、上記原液保持空間３１ａに供給された上記原液が上記濾布６と接触する面積を大きくすることができ、原液を、より効率良く、濃縮させることができるとともに、濾過及び圧搾濾過させることができる。
【００４８】
また、圧搾板３の圧搾膜５の突子５ａ及び５ｂと濾過板４の突子４ａ及び４ｂとを略同位置で互に対応して設けているため、締付板２で締め付けたとき、濾布６が圧搾膜５の突子と濾過板４の突子同士に挟まれて接触して原液流路が形成されるため、原液を原液供給口１１から原液排出口１３へ確実に案内することができる。
【００４９】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施できる。
【００５０】
例えば、図２における圧搾板３の圧搾膜５の突子５ａ及び５ｂは流路を形成するため、濾過板４の突子４ａ及び４ｂと略同位置で互に対応して設けているが、上下のそれぞれの端縁部から２本ずつ延びる突子を設けたり、４本ずつ設けてさらに蛇行した流路を形成することもできる。
【００５１】
また、図９に示すように、把手を圧搾板３の横方向に突出させずに、原液供給口１１、濾液排出口１２、原液排出口１３、圧搾流体供給口１４を圧搾板３の四隅にそれぞれ形成するとともに、圧搾板３の右側の端縁部の上部から左向きに左端縁部の近傍まで延びる長尺な帯状の突子５ｄと、この突子５ｄと中央に対して対称となる位置に、左端縁部の下部から右向きに右端縁部の近傍まで延びる長尺な帯状の突子５ｄとを備えて、左下側から右上側まで延びる原液流路を形成するようにしてもよい。
【００５２】
また、図１０に示すように、片側の突子、例えば圧搾板３のゴム又は樹脂製の突子５ｇの高さを高くして、原液を保持する原液保持空間３１ａを大きく形成するようにすれば、濾過板４に高い突子４ａ，４ｂを不要とすることができる。また、図１０の左下側に部分的に示すように、濾過板４の突子４ｇを高くして、圧搾板３の圧搾膜５に突子を設けないようにして、原液を保持する原液保持空間３１ａを形成することもできる。
【００５３】
【発明の効果】
本発明によれば、圧搾膜を有する圧搾板と、濾布を介して上記圧搾板に隣接する濾過板との間に原液処理部を備え、原液処理部は、原液が排出されるとともに濾液が排出される場合には、原液濃縮部として機能する一方、原液が排出できないが濾液のみが排出されるとともに圧搾膜によりケークを圧搾させることができる場合には、濾布を介して濾液のみが排出できる原液濾過及び圧搾濾過部として機能するようにしている。従って、同一の原液処理部に対して、原液排出の可否を制御することにより、原液濃縮部と原液濾過及び圧搾濾過部とに使い分けることができる。言い換えれば、濃縮装置と圧搾濾過装置とを１つの装置すなわち原液処理部で兼用することができ、濾過濃縮装置全体をよりコンパクトな構造とすることができる。
【００５４】
また、従来の濾過装置では処理することが困難であった、例えば、１％以下の低濃度の原液でも、原液処理部を濃縮部として機能させて所望の濃度すなわち所望の固形分含有率まで原液を濃縮したのち、該濃縮された原液を用いて、原液処理部を濾過及び圧搾濾過部として機能させて濾過及び圧搾濾過することができるので、容易に、かつ、効率よく、濃縮濾過処理を行うことができる。
【００５５】
また、原液処理部として、弾性体である圧搾膜の突子により原液流路を形成するようにすれば、圧搾濾過時には、そのまま、圧搾膜としての機能させることができ、濃縮装置と圧搾濾過装置とを１つの装置で兼用することができ、設置場所、動力源及び制御部を少なくすることができてコンパクトなものとなり、経済性に優れたものとなる。
【００５６】
また、上記圧搾膜の表面にも突子により、上記原液保持空間に上記原液が供給される位置すなわち原液供給側から上記原液排出側まで上記原液を案内する原液流路を蛇行させるように形成させるようにすれば、上記原液保持空間に供給された上記原液が上記濾布と接触する面積を大きくすることができ、原液を、より効率良く、濃縮させることができるとともに、濾過及び圧搾濾過させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態にかかる濾過濃縮装置を示す概略説明図である。
【図２】 上記濾過濃縮装置の圧搾板の正面図である。
【図３】 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線での断面図である。
【図４】 図２のＩＶ−ＩＶ線での断面図である。
【図５】 上記濾過濃縮装置の濾過板の正面図である。
【図６】 図５のＶＩ−ＶＩ線での断面図である。
【図７】 上記濾過濃縮装置による濃縮濾過状態を示す要部断面図である。ただし、圧搾板の右側半分の断面は濾液排出口部分を示し、濾過板及び締付板の右側半分の断面は原液排出口を示す。ふ
【図８】 上記濾過濃縮装置による圧搾濾過状態を示す要部断面図である。
【図９】 上記実施形態の変形例にかかる上記濾過濃縮装置の圧搾板の正面図である。
【図１０】 上記実施形態のさらに別の変形例にかかる上記濾過濃縮装置の圧搾板の断面図である。
【符号の説明】
１…濾過濃縮装置、
２…締付板、
３…圧搾板、
４…濾過板、
５…圧搾膜、
３c…凹所、
３e，４e…額縁、
３t，４t…把手、
４a，４ｂ，４ｇ，５a，５ｂ，５ｄ，５ｅ，５ｇ…突子、
４ｄ…濾過床、
６…濾布、
７…側板、
１１…原液供給口、
１２…濾液排出口、
１３…原液排出口、
１４…圧搾流体供給口、
１１h，１２h，１３h，１４h…貫通孔、
１２i，１４i…開口、
３１…原液処理部、
１００…原液供給路、
１０１…原液排出路、
１０２…圧縮空気供給路、
１０３…圧縮空気供給路、
１０４…濾液排出路、
１０５…濾液回収路、
１０６…原液回収路、
１０７…バイパス路、
Ｐ…供給ポンプ、
Ｔ…タンク、
Ｖ1，Ｖ2，Ｖ3，Ｖ4，Ｖ5，Ｖ6，Ｖ7，Ｖ8，Ｖ9，Ｖ10，Ｖ11…制御弁。
【発明の属する技術分野】
本発明は、原液を所定濃度まで濃縮し、濃縮された原液を濾過及び圧搾濾過する濾過濃縮装置及びその方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の濾過濃縮装置は種々の構造のものが知られている。例えば、原液を所定濃度まで濃縮する濃縮部と、該濃縮部で濃縮された原液を濾過する濾過部とを区分して備えるようにし、濃縮装置と濾過装置を１つの装置とした濾過濃縮板が知られている（例えば、特公平６−２２６４７号公報）。上記濾過濃縮板にて圧搾濾過する場合には、圧搾濾板を隣接して設けるようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記構造のものでは濃縮部と濾過部とが区分して備えているため加工が複雑となり、さらに圧搾濾過する場合、圧搾濾板を別に必要とするという問題があった。
【０００４】
従って、本発明の目的は、上記問題を解決することにあって、濃縮装置と圧搾濾過装置とを１つの装置で兼用することができ、よりコンパクトな構造の濾過濃縮装置及びその方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。
【０００６】
本発明の第１態様によれば、固定板と締付板との間に圧搾板と濾過板とを交互に移動可能に配置し、隣接する圧搾板と濾過板との間に濾布を配置し、
上記圧搾板は、濾過時に膨張して圧搾濾過可能な圧搾膜を有し、かつ、上記締付板を移動させて上記圧搾板と上記濾過板とを固定板側に上記締付板で締め付けたとき、上記圧搾板の上記圧搾膜と、上記濾布を介して上記圧搾板に隣接する濾過板との間に原液処理部を形成可能とし、
上記原液処理部は、上記圧搾膜と上記濾布とにより囲まれた原液保持空間と、上記濾布と上記濾過板とにより囲まれた濾液回収空間とを備え、
上記原液保持空間に原液を供給したのち、上記原液保持空間に連通する原液排出口から原液が排出されて濃縮化された原液として回収され、かつ、その原液の液体分が濾液として上記濾布を貫通して上記濾液回収空間に入り、上記濾液回収空間に連通する濾液排出口から上記濾液が排出されることにより、上記原液処理部が原液濃縮部として機能して上記原液の濃縮化を行う一方、
上記原液保持空間に上記濃縮化された原液を供給したのち、上記原液排出口から上記濃縮化された原液を排出させずに上記濃縮化された原液の液体分が濾液として上記濾布を貫通して上記濾液回収空間に入り、上記濾液回収空間に連通する上記濾液排出口から上記濾液が排出され、さらに、圧搾流体により上記圧搾膜を膨張させて、上記圧搾板と上記濾過板との間で上記圧搾膜と上記濾布との間に保持された濾過ケーキが圧搾されて圧搾ケーキを形成することにより、上記原液処理部が原液濾過及び圧搾濾過部として機能し、
その後、上記締付板を移動させて上記圧搾板と上記濾過板とを開枠して、上記圧搾ケーキを排出するようにしたことを特徴とする濾過濃縮装置を提供する。
【０００７】
本発明の第２態様によれば、上記圧搾膜の表面には、突子により、上記原液保持空間に上記原液が供給される位置から上記原液排出口まで上記原液を案内する原液流路を形成するようにした第１の態様に記載の濾過濃縮装置を提供する。
【０００８】
本発明の第３態様によれば、上記圧搾板の表面には凹部を備え、その凹部内に突子を有する上記圧搾膜を配置して、上記締付板を移動させて上記圧搾板と上記濾過板とを固定板側に上記締付板で締め付けたとき上記圧搾膜の上記突子が上記濾布に接触して上記圧搾膜の上記突子を除く部分と上記濾布との間に上記原液保持空間が形成可能とする一方、上記濾過板の表面には濾過溝を備え、上記締付板を移動させて上記圧搾板と上記濾過板とを固定板側に上記締付板で締め付けたとき上記濾過板が上記濾布に接触して上記濾過板の上記濾過溝と上記濾布との間に上記濾液回収空間が形成可能とする第１又は２の態様に記載の濾過濃縮装置を提供する。
【０００９】
本発明の第４態様によれば、隣接する濾過板と濾過時に膨張して圧搾濾過可能な圧搾膜を有する圧搾板との間に濾布を介在させた状態で、上記圧搾板と上記濾過板とを交互に固定板に対して締付板により締め付けて、上記圧搾板の上記圧搾膜と、上記濾布を介して上記圧搾板に隣接する濾過板との間において、上記圧搾膜と上記濾布とにより囲まれた原液保持空間と、上記濾布と上記濾過板とにより囲まれた濾液回収空間とを備える原液処理部を形成し、
上記原液保持空間に原液を供給したのち、上記原液保持空間から原液を排出させて濃縮化された原液として回収し、かつ、その原液の液体分が濾液として上記濾布を貫通させて上記濾液回収空間に入り込ませて上記濾液を排出させることにより、上記原液処理部が原液濃縮部として機能して上記原液の濃縮化を行い、
その後、上記原液保持空間に上記濃縮化された原液を供給したのち、上記原液排出口から上記濃縮化された原液を排出させずに上記濃縮化された原液の液体分が濾液として上記濾布を貫通させて上記濾液回収空間から上記濾液を排出させ、さらに、圧搾流体により上記圧搾膜を膨張させて、上記圧搾板と上記濾過板との間で上記圧搾膜と上記濾布との間に保持された濾過ケーキが圧搾されて圧搾ケーキを形成することにより、上記原液処理部が原液濾過及び圧搾濾過部として機能し、
その後、上記締付板を移動させて上記圧搾板と上記濾過板とを開枠して、上記圧搾ケーキを排出するようにしたことを特徴とする濾過濃縮方法を提供する。
【００１０】
本発明の第５態様によれば、上記圧搾膜の表面において、突子により形成された原液流路に沿って、上記原液保持空間に上記原液が供給される位置から上記原液排出口まで上記原液を案内しながら上記濃縮又は上記濾過を行うようにした第４の態様に記載の濾過濃縮方法を提供する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明にかかる実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１２】
本発明の一実施形態にかかる、濾過濃縮方法を実施することができる濾過濃縮装置１は、図１〜図８に示すように、図示しない前後スタンド間において一方のスタンド側の固定板と他方のスタンド側の締付板２との間に大略四角形板状圧搾板３と大略四角形板状濾過板４とを交互に配置されかつ左右一対の側板７，７上を後述する上側の左右の把手３ｔ，３ｔ，４ｔ，４ｔが摺動しながら移動可能とするとともに、隣接する圧搾板３と濾過板４との間に濾布６を配置している。そして、締付板２を移動させて圧搾板３と濾過板４とを固定板側に締付板２で締め付けたのち、圧搾板３の濃縮部として機能する原液処理部３１に原液を供給して濃縮化し、濃縮化された原液を、再度、圧搾板３の濾過及び圧搾濾過部として今度は機能する原液処理部３１に供給して濾過を行った後に、圧搾流体例えば圧縮空気により圧搾膜５が膨張して、圧搾板３と濾過板４との間の濾布６間に保持された濾過ケーキが圧搾されケーキを形成し、その後、締付板２を移動させて圧搾板３と濾過板４とを開枠して、上記ケーキを排出するよう大略構成している。
【００１３】
上記圧搾板３は、図２〜４に示すように、周囲に四角形枠額縁３ｅを有し、両側部の上下に横方向に突出した４個の把手３ｔ，…，３ｔを一体的に四角形枠額縁３ｅに備えるとともに、四角形板状本体の前後に、ゴム若しくは合成樹脂等の弾性体よりなる圧搾膜５を備えている。
【００１４】
圧搾膜５の表面には、長尺な帯状の上側突子５ａが、中央の上端縁部から下向きに下端縁部の近傍まで延びるとともに、中央に対して対称となる位置に、長尺な帯状の下側突子５ｂが、下端縁部から上向きに上端縁部の近傍まで延びるように形成されている。
【００１５】
上記圧搾板３において、その左下の把手３ｔには、圧搾板３の厚さ方向に貫通する原液供給口１１と、上記厚さ方向とは直交する方向に延びて原液供給口１１と圧搾膜５の表面とを連通する貫通孔１１ｈを備えて、原液供給口１１内の原液を貫通孔１１ｈを介して圧搾膜５の表面に供給可能としている。また、上記圧搾板３の右上の把手３ｔには、圧搾板３の厚さ方向に貫通する原液排出口１３と、上記厚さ方向とは直交する方向に延びて原液排出口１３と圧搾膜５の表面とを連通する貫通孔１３ｈを備えて、圧搾膜５の表面を流れる原液を貫通孔１３ｈを介して原液排出口１３内に排出するようにしている。一方、上記圧搾板３の左上の把手３ｔには、圧搾板３の厚さ方向に貫通する圧搾流体供給口１４と、上記厚さ方向とは直交する方向に延びて圧搾流体供給口１４と上記圧搾板３の内部に入り込む貫通孔１４ｈと、貫通孔１４ｈの端部において圧搾板３の厚さ方向に貫通して圧搾板３の前後の表面に開口して圧搾板３の各表面と圧搾膜５との間に連通する開口１４ｉとを備えて、圧搾流体供給口１４から供給された圧縮空気を貫通孔１４ｈと開口１４ｉを介して圧搾板３の表面と圧搾膜５の裏面との間に供給し、圧搾膜５を圧搾板３の表面に対して膨張させるようにしている。
【００１６】
なお、圧搾膜５と圧搾板本体との間に凹所３ｃを形成すると、凹所３ｃ内に圧縮空気体が供給しやすくなり、圧縮空気による圧搾膜５の膨張が容易になる。
【００１７】
上記各圧搾板３の表面すなわち圧搾膜５の表面には、原液供給口１１より貫通孔１１ｈを介して原液が供給される。供給された原液は、突子５ｂ，５ａにて仕切られた流路を至て、貫通孔１３ｈを介して原液排出口１３内へ排出する蛇行した流路が形成される。同様に、圧搾板３の裏面でも、その裏面に配置された圧搾膜５の表面には、原液供給口１１より貫通孔１１ｈを介して原液が供給される。供給された原液は、突子５ｂ，５ａにて仕切られた流路を至て、貫通孔１３ｈを介して原液排出口１３内へ排出する蛇行した流路が形成される。
【００１８】
一方、濾過板４は、図５，６に示すように、周囲に四角形枠額縁４ｅを有し、両側部の上下に横方向に突出した４個の把手４ｔ，…，４ｔを、上記圧搾板３の４個の把手３ｔ，…，３ｔに対応して、一体的に四角形枠額縁４ｅに備えている。
【００１９】
濾過板４の表面には、長尺な帯状の上側突子４ａが、中央の上端縁部から下向きに下端縁部の近傍まで延びるとともに、中央に対して対称となる位置に、長尺な帯状の下側突子４ｂが、下端縁部から上向きに上端縁部の近傍まで延びるように形成されている。また、濾過板４の表面のその他の部分の濾過床４ｄには、上下方向に延びる多数の濾過溝４ｃ，…，４ｃを備えている。
【００２０】
上記濾過板４において、その左下の把手４ｔには、濾過板４の厚さ方向に貫通する原液供給口１１を備えて、濾過板４の原液供給口１１は圧搾板３の原液供給口１１に連通して、圧搾板３の原液供給口１１内の原液を濾過板４の原液供給口１１を介してさらに隣接する圧搾板３の原液供給口１１内に供給可能としている。また、上記濾過板４の右上の把手４ｔには、濾過板４の厚さ方向に貫通する原液排出口１３を備えて、濾過板４の原液排出口１３は圧搾板３の原液排出口１３に連通して、圧搾板３の原液排出口１３内に排出された原液を濾過板４の原液排出口１３を介してさらに隣接する圧搾板３の原液排出口１３内に排出可能としている。一方、上記濾過板４の左上の把手４ｔには、濾過板４の厚さ方向に貫通する圧搾流体供給口１４を備えて、濾過板４の圧搾流体供給口１４は圧搾板３の圧搾流体供給口１４に連通して、圧搾板３の圧搾流体供給口１４内に供給された圧縮空気を濾過板４の圧搾流体供給口１４を介してさらに隣接する圧搾板３の圧搾流体供給口１４内に供給可能としている。また、濾過板４の右下の把手４ｔには、濾過板４の厚さ方向に貫通する濾液排出口１２と、上記厚さ方向とは直交する方向に延びて濾液排出口１２と上記濾過板４の内部に入り込む貫通孔１２ｈと、貫通孔１２ｈの端部において濾過板４の厚さ方向に貫通して濾過板４の前後の表面に開口して濾過板４の各表面に連通する開口１２ｉとを備えて、濾過板４の表面を流れる濾液を開口１２ｉ及び貫通孔１２ｈを介して濾液排出口１２内に排出するようにしている。
【００２１】
上記圧搾板３と、濾布６を介して当該圧搾板３に隣接する濾過板４との間には、上記圧搾板３の上記額縁３ｅと圧搾膜５の表面の上側突子５ａと下側突子５ｂとにより仕切られて形成された原液流路と、圧搾膜５を有する圧搾板３と濾過板４との間に介在させられて原液を濾過する濾布６を通過して濾過された濾液を受けて排出する濾液流路とを含む原液処理部３１が構成されている。
【００２２】
具体的には、各原液処理部３１は、上記圧搾膜５すなわち上記圧搾板３の上記額縁３ｅと、圧搾膜５の上側突子５ａと下側突子５ｂと、上記濾布６とにより囲まれて原液を一時的に保持するとともに必要に応じて上記原液流路に沿って原液を流す原液保持空間３１ａと、上記濾過板４すなわち上記濾過板４の上記額縁４ｅと、上側突子４ａと下側突子４ｂと、上記濾布６とにより囲まれてた濾液を回収して上記濾液流路に沿って流して装置外に排出する濾液回収空間３１ｂとを備えている。上記原液保持空間３１ａには、原液供給口１１と原液排出口１３とが連通しているとともに、上記濾液回収空間３１ｂには濾液排出口１２が連通している。原液保持空間３１ａでは、原液が原液供給口１１から供給されたのち、原液排出口１３から原液が排出されて濃縮化された原液として後述するタンクＴに回収され、かつ、その原液の液体分が濾液として上記濾布６を貫通して上記濾液回収空間３１ｂに入り、上記濾液回収空間３１ｂに連通する濾液排出口１２から上記濾液が排出されることにより、上記原液処理部３１が原液濃縮部として機能して上記原液の濃縮化を行う。一方、上記原液保持空間３１ａに上記濃縮化された原液を供給したのち、上記原液排出口１３から上記濃縮化された原液を排出させずに上記濃縮化された原液の液体分が濾液として上記濾布６を貫通して上記濾液回収空間３１ｂに入り、上記濾液回収空間３１ｂに連通する上記濾液排出口１２から上記濾液が排出され、さらに、圧搾流体により上記圧搾膜５を膨張させて、上記圧搾板３と上記濾過板４との間で上記圧搾膜５と上記濾布６との間に保持された濾過ケーキが圧搾されて圧搾ケーキを形成することにより、上記原液処理部３１が原液濾過及び圧搾濾過部として機能するようにしている。
【００２３】
よって、例えば、上記各圧搾板３の原液処理部３１が原液濃縮部として機能する場合には、原液は以下のように濃縮される。各圧搾板３において、図２の各圧搾板３の各原液供給口１１から貫通孔１１ｈを介して各圧搾板３の表面の左下側に原液が供給され、下側突子５ｂ沿いに左上方向に流れたのち、下側突子５ｂと上側縁の額縁３ｅとの間の隙間から各圧搾板３の中央部に流れこむ。そして、今度は、下側突子５ｂと上側突子５ａとの間で挟まれた流路を下向きに流れ落ちる。その後、上側突子５ａと下側縁の額縁３ｅとの間の隙間から各圧搾板３の中央部より右側部分に流れこむ。その後、上側突子５ａ沿いに右上方向に流れたのち、貫通孔１３ｈを介して原液排出口１３内に流れ込むようになっている（図１の矢印Ｙ参照。）。このように、各圧搾板３の表面の左下側から右上側まで流れる間、各圧搾板３に濾布６を介して隣接する濾過板４側に向けて原液が濾布６により濾過されて濃縮され、濃縮された原液が原液排出口１３内に排出される。
【００２４】
一方、上記各圧搾板３の原液処理部３１が原液濾過及び圧搾濾過部として機能する場合には、原液は以下のように濾過及び圧搾濾過される。上記原液の流れは、上記原液濃縮部として機能する場合と同様な流れであるが、各圧搾板３の表面の左下側から右上側まで流れる間、各圧搾板３に濾布６を介して隣接する濾過板４側に向けて原液が濾布６により濾過され、濾過された濾液が濾過板４の濾液排出口１２から排出されるが、原液は原液排出口１３から排出できないため、結果として、濾過のみが行われる。また、このとき、後述するように圧搾膜５を膨張させれば、濾布６と圧搾板３との間のケークを圧搾して圧搾濾過を行うことができる。
【００２５】
次に、上記濾過濃縮装置１に原液及び濃縮原液を供給するポンプＰおよび配管などについて説明する。
【００２６】
図１において、圧搾板３及び濾過板４の各原液供給口１１へは、供給ポンプＰと制御弁Ｖ1とを介して、原液供給路１００により、原液が保持されているタンクＴが接続されている。
【００２７】
各原液処理部３１で濃縮された濃縮原液は、原液排出口１３から制御弁Ｖ7を介して原液排出路１０１によりタンクＴに返送されるよう配管されている。原液排出路１０１には、制御弁Ｖ7とタンクＴとの間には、制御弁Ｖ11を介して洗浄水を供給するようにしている。なお、原液中の不必要な塩などを除去する場合に、制御弁Ｖ11を開いて、濃縮した原液に洗浄水源から洗浄水を加えて、原液を希釈し、さらに上記濃縮を繰り返すことにより、原液中の塩濃度を薄くすることができる。
【００２８】
圧縮空気を供給する圧縮空気源Ａは、制御弁Ｖ5を介して、圧縮空気供給路１０２により圧搾板３及び濾過板４の各圧搾流体供給口１４に接続されており、また、バックブローのため、圧縮空気源Ａは制御弁Ｖ9を介して圧縮空気供給路１０３により各濾液排出口１２と接続されている。なお、圧縮空気供給路１０２の制御弁Ｖ5と上記濾過濃縮装置との間には、制御弁Ｖ8を備えている。なお、制御弁Ｖ8は、大気開放弁であり、この制御弁Ｖ8を開くことにより、圧搾しないときに圧搾膜が膨張しないようにしている。
【００２９】
タンクＴには、原液が、原液供給源から制御弁Ｖ10及び原液排出路１０１の一部を介して供給される。
【００３０】
なお、原液の濃度が所望の濃度まで濃縮されているかを判別するための濃度計をタンクＴに設ける。
【００３１】
また、各濾液排出口１２には、制御弁Ｖ2を介して濾液排出路１０４が接続されて、上記濾過濃縮装置外に排出される。また、各濾液排出口１２には、制御弁Ｖ3を介して濾液回収路１０５が接続されて、濾液がタンクＴ内に戻される。なお、初期濾過のとき、濾布６の目より原液中の固形分が抜け出してしまうことがあるので、制御弁Ｖ3を開いて、濾液回収路１０５により、濾布６から抜け出た原液中の固形分を回収するようにしている。
【００３２】
また、原液供給路１００の制御弁Ｖ1より各原液供給口１１側とタンクＴとを制御弁Ｖ4を介して接続する原液回収路１０６を備えている。なお、制御弁Ｖ6を開いてバイパス路１０７より原液排出口１３内に圧縮空気を通し、原液排出口１３より原液供給口１１に向けて逆送してブローすることにより、流路中に残った原液を、制御弁Ｖ4が開かれた原液回収路１０６を介して回収することができるようにしている。
【００３３】
さらに、バイパス路１０７は、圧縮空気供給路１０２と原液排出路１０１とを制御弁Ｖ6を介して接続する。
【００３４】
上記構成によれば、本実施形態にかかる濾過濃縮装置１は以下のように作動して、濃縮工程と濾過及び圧搾濾過工程を順に行う上記濾過濃縮方法を行うことができる。なお、原液の例としては、工場雑排水、生活雑排水、あるいは化学薬品工場の薬品回収工程の液成分などがある。
【００３５】
（濃縮工程）
まず、原液が、制御弁Ｖ10及び原液排出路１０１の一部を介してタンクＴに供給され、タンクＴ内の原液が、供給ポンプＰにより、制御弁Ｖ1及び原液供給路１００を介して、各圧搾板３と各濾過板４の各原液供給口１１に供給される。各圧搾板３と各濾過板４の各原液供給口１１に供給された原液は、図７にＸで示されるように、各圧搾板３の原液処理部３１へ原液を供給する。
【００３６】
各圧搾板３の原液処理部３１では、原液は以下のように流れて濃縮される。すなわち、各圧搾板３において、図２の各圧搾板３の各原液供給口１１から貫通孔１１ｈを介して各圧搾板３の表面の左下側に原液が供給され、下側突子５ｂ沿いに左上方向に流れたのち、下側突子５ｂと上側縁の額縁３ｅとの間の隙間から各圧搾板３の中央部に流れこむ。そして、今度は、下側突子５ｂと上側突子５ａとの間で挟まれた流路を下向きに流れ落ちる。その後、上側突子５ａと下側縁の額縁３ｅとの間の隙間から各圧搾板３の中央部より右側部分に流れこむ。その後、上側突子５ａ沿いに右上方向に流れたのち、貫通孔１３ｈを介して原液排出口１３内に流れ込むようになっている（図１の矢印Ｙ参照。）。このように、各圧搾板３の表面の左下側から右上側まで流れる間、各圧搾板３に濾布６を介して隣接する濾過板４側に向けて原液中の液体分が濾布６を通過する一方、原液中の固形分は濾布６を通過できずにそのまま残るため濃縮され、濃縮された原液が各原液排出口１３内に排出される。図７に実線Ｗで示されるように、各濾過板４及び各圧搾板３の各原液排出口１３内に排出された原液は、原液排出路１０１と制御弁Ｖ7とを介してタンクＴに返送される。
【００３７】
タンクＴに返送された原液の濃度を濃度計で測定して、タンクＴに返送された原液が所望の濃度まで濃縮されているかを判定し、タンクＴに返送された原液が所望値より低い場合には、再度、上記のように供給ポンプＰにより濾過を繰返すため、圧搾板３の原液処理部３１へ供給し、濃縮化をさらに行うようにしている。なお、制御弁Ｖ7の開閉を制御し、制御弁Ｖ7を閉状態に近づけると、各原液処理部３１で原液が加圧されて濃縮がより短時間で行うことができる。
【００３８】
なお、濾布６により濾過された濾液は、各濾過板４の濾過床４ｄより、各濾液排出口１２に移動し、各濾過板４及び各圧搾板３の各濾液排出口１２により、制御弁Ｖ2を通して上記濾過濃縮装置外に排出される。
【００３９】
（濾過及び圧搾濾過工程）
次に、タンクＴに回収された所望の濃度の濃縮原液は、供給ポンプＰで原液供給路１００と制御弁Ｖ1を介して各圧搾板３の原液処理部３１に供給され、濾過及び圧搾濾過が行われる。このとき、原液排出路１０１の制御弁Ｖ7は閉じられているため、各原液処理部３１に供給された濃縮原液は、原液排出口１３から排出されず、各原液処理部３１内で濾過が行われ、濾布６を通過した濾液のみが、図７に一点鎖線Ｚで示されるように、各濾過板４及び各圧搾板３の各濾液排出口１２から濾液排出路１０４により、上記濾過濃縮装置外に排出される。
【００４０】
圧搾濾過を行うときには、圧縮空気が供給元より制御弁Ｖ5を介して各濾過板４及び各圧搾板３の各圧搾流体供給口１４を通って各圧搾板３へ供給され、図８に示すように、各圧搾膜５は膨張して、濾過ケーキを圧搾することができる。
【００４１】
各圧搾膜５と各濾布６との間に生成した各ケーキは、締付板２による各圧搾板３と各濾過板４の締付けが解除されたのち、圧搾板３と濾過板４とを開板して排出する。
【００４２】
なお、濾布６にケーキが強く付着しているときには、圧縮空気を制御弁Ｖ9を介して各圧搾板３と各濾過板４の各濾液排出口１２より逆送し、バックブローすることにより、ケーキ剥離を容易とすることができる。
【００４３】
また、公知の濾布振動装置を用いてケーキ排出することもできる。
【００４４】
上記実施形態によれば、圧搾膜５を有する圧搾板３と、濾布６を介して当該圧搾板３に隣接する濾過板４との間に原液処理部３１を備え、原液処理部３１は、原液排出口１３から原液が排出されるとともに濾液排出口１２から濾液が排出される場合には、原液濃縮部として機能する一方、原液排出口１３から原液が排出できないが濾液排出口１２から濾液のみが排出されるとともに圧搾膜５によりケークを圧搾させることができる場合には、濾布６を介して濾液のみが排出できる原液濾過及び圧搾濾過部として機能するようにしている。従って、同一の原液処理部３１に対して、原液排出の可否を制御することにより、原液濃縮部と原液濾過及び圧搾濾過部とに使い分けることができる。言い換えれば、濃縮装置と圧搾濾過装置とを１つの装置すなわち原液処理部３１で兼用することができ、濾過濃縮装置全体をよりコンパクトな構造とすることができる。
【００４５】
また、従来の濾過装置では処理することが困難であった、例えば、１％以下の低濃度の原液でも、原液処理部３１を濃縮部として機能させて所望の濃度すなわち所望の固形分含有率まで原液を濃縮したのち、該濃縮された原液を用いて、原液処理部３１を濾過及び圧搾濾過部として機能させて濾過及び圧搾濾過することができるので、容易に、かつ、効率よく、濃縮濾過処理を行うことができる。
【００４６】
また、原液処理部３１は、弾性体である圧搾膜５の突子５ａ，５ｂにより原液流路を形成するようにしているので、圧搾濾過時には、そのまま、圧搾膜５としての機能させることができ、濃縮装置と圧搾濾過装置とを１つの装置で兼用することができ、設置場所、動力源及び制御部を少なくすることができてコンパクトなものとなり、経済性に優れたものとなる。
【００４７】
また、上記圧搾膜５の表面には、突子５ａ，５ｂにより、上記原液保持空間３１ａに上記原液が供給される位置すなわち原液供給口１１から上記原液排出口１３まで上記原液を案内する原液流路を蛇行させるように形成したので、上記原液保持空間３１ａに供給された上記原液が上記濾布６と接触する面積を大きくすることができ、原液を、より効率良く、濃縮させることができるとともに、濾過及び圧搾濾過させることができる。
【００４８】
また、圧搾板３の圧搾膜５の突子５ａ及び５ｂと濾過板４の突子４ａ及び４ｂとを略同位置で互に対応して設けているため、締付板２で締め付けたとき、濾布６が圧搾膜５の突子と濾過板４の突子同士に挟まれて接触して原液流路が形成されるため、原液を原液供給口１１から原液排出口１３へ確実に案内することができる。
【００４９】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施できる。
【００５０】
例えば、図２における圧搾板３の圧搾膜５の突子５ａ及び５ｂは流路を形成するため、濾過板４の突子４ａ及び４ｂと略同位置で互に対応して設けているが、上下のそれぞれの端縁部から２本ずつ延びる突子を設けたり、４本ずつ設けてさらに蛇行した流路を形成することもできる。
【００５１】
また、図９に示すように、把手を圧搾板３の横方向に突出させずに、原液供給口１１、濾液排出口１２、原液排出口１３、圧搾流体供給口１４を圧搾板３の四隅にそれぞれ形成するとともに、圧搾板３の右側の端縁部の上部から左向きに左端縁部の近傍まで延びる長尺な帯状の突子５ｄと、この突子５ｄと中央に対して対称となる位置に、左端縁部の下部から右向きに右端縁部の近傍まで延びる長尺な帯状の突子５ｄとを備えて、左下側から右上側まで延びる原液流路を形成するようにしてもよい。
【００５２】
また、図１０に示すように、片側の突子、例えば圧搾板３のゴム又は樹脂製の突子５ｇの高さを高くして、原液を保持する原液保持空間３１ａを大きく形成するようにすれば、濾過板４に高い突子４ａ，４ｂを不要とすることができる。また、図１０の左下側に部分的に示すように、濾過板４の突子４ｇを高くして、圧搾板３の圧搾膜５に突子を設けないようにして、原液を保持する原液保持空間３１ａを形成することもできる。
【００５３】
【発明の効果】
本発明によれば、圧搾膜を有する圧搾板と、濾布を介して上記圧搾板に隣接する濾過板との間に原液処理部を備え、原液処理部は、原液が排出されるとともに濾液が排出される場合には、原液濃縮部として機能する一方、原液が排出できないが濾液のみが排出されるとともに圧搾膜によりケークを圧搾させることができる場合には、濾布を介して濾液のみが排出できる原液濾過及び圧搾濾過部として機能するようにしている。従って、同一の原液処理部に対して、原液排出の可否を制御することにより、原液濃縮部と原液濾過及び圧搾濾過部とに使い分けることができる。言い換えれば、濃縮装置と圧搾濾過装置とを１つの装置すなわち原液処理部で兼用することができ、濾過濃縮装置全体をよりコンパクトな構造とすることができる。
【００５４】
また、従来の濾過装置では処理することが困難であった、例えば、１％以下の低濃度の原液でも、原液処理部を濃縮部として機能させて所望の濃度すなわち所望の固形分含有率まで原液を濃縮したのち、該濃縮された原液を用いて、原液処理部を濾過及び圧搾濾過部として機能させて濾過及び圧搾濾過することができるので、容易に、かつ、効率よく、濃縮濾過処理を行うことができる。
【００５５】
また、原液処理部として、弾性体である圧搾膜の突子により原液流路を形成するようにすれば、圧搾濾過時には、そのまま、圧搾膜としての機能させることができ、濃縮装置と圧搾濾過装置とを１つの装置で兼用することができ、設置場所、動力源及び制御部を少なくすることができてコンパクトなものとなり、経済性に優れたものとなる。
【００５６】
また、上記圧搾膜の表面にも突子により、上記原液保持空間に上記原液が供給される位置すなわち原液供給側から上記原液排出側まで上記原液を案内する原液流路を蛇行させるように形成させるようにすれば、上記原液保持空間に供給された上記原液が上記濾布と接触する面積を大きくすることができ、原液を、より効率良く、濃縮させることができるとともに、濾過及び圧搾濾過させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態にかかる濾過濃縮装置を示す概略説明図である。
【図２】 上記濾過濃縮装置の圧搾板の正面図である。
【図３】 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線での断面図である。
【図４】 図２のＩＶ−ＩＶ線での断面図である。
【図５】 上記濾過濃縮装置の濾過板の正面図である。
【図６】 図５のＶＩ−ＶＩ線での断面図である。
【図７】 上記濾過濃縮装置による濃縮濾過状態を示す要部断面図である。ただし、圧搾板の右側半分の断面は濾液排出口部分を示し、濾過板及び締付板の右側半分の断面は原液排出口を示す。ふ
【図８】 上記濾過濃縮装置による圧搾濾過状態を示す要部断面図である。
【図９】 上記実施形態の変形例にかかる上記濾過濃縮装置の圧搾板の正面図である。
【図１０】 上記実施形態のさらに別の変形例にかかる上記濾過濃縮装置の圧搾板の断面図である。
【符号の説明】
１…濾過濃縮装置、
２…締付板、
３…圧搾板、
４…濾過板、
５…圧搾膜、
３c…凹所、
３e，４e…額縁、
３t，４t…把手、
４a，４ｂ，４ｇ，５a，５ｂ，５ｄ，５ｅ，５ｇ…突子、
４ｄ…濾過床、
６…濾布、
７…側板、
１１…原液供給口、
１２…濾液排出口、
１３…原液排出口、
１４…圧搾流体供給口、
１１h，１２h，１３h，１４h…貫通孔、
１２i，１４i…開口、
３１…原液処理部、
１００…原液供給路、
１０１…原液排出路、
１０２…圧縮空気供給路、
１０３…圧縮空気供給路、
１０４…濾液排出路、
１０５…濾液回収路、
１０６…原液回収路、
１０７…バイパス路、
Ｐ…供給ポンプ、
Ｔ…タンク、
Ｖ1，Ｖ2，Ｖ3，Ｖ4，Ｖ5，Ｖ6，Ｖ7，Ｖ8，Ｖ9，Ｖ10，Ｖ11…制御弁。
Claims (5)
- 固定板と締付板（２）との間に圧搾板（３）と濾過板（４）とを交互に移動可能に配置し、隣接する圧搾板と濾過板との間に濾布（６）を配置し、
上記圧搾板は、濾過時に膨張して圧搾濾過可能な圧搾膜（５）を有し、かつ、上記締付板を移動させて上記圧搾板と上記濾過板とを固定板側に上記締付板で締め付けたとき、上記圧搾板の上記圧搾膜と、上記濾布を介して上記圧搾板に隣接する濾過板との間に原液処理部（３１）を形成可能とし、
上記原液処理部は、上記圧搾膜と上記濾布とにより囲まれた原液保持空間（３１ａ）と、上記濾布と上記濾過板とにより囲まれた濾液回収空間（３１ｂ）とを備え、
上記原液保持空間に原液を供給したのち、上記原液保持空間に連通する原液排出口（１３）から原液が排出されて濃縮化された原液として回収され、かつ、その原液の液体分が濾液として上記濾布を貫通して上記濾液回収空間に入り、上記濾液回収空間に連通する濾液排出口（１２）から上記濾液が排出されることにより、上記原液処理部が原液濃縮部として機能して上記原液の濃縮化を行う一方、
上記原液保持空間に上記濃縮化された原液を供給したのち、上記原液排出口から上記濃縮化された原液を排出させずに上記濃縮化された原液の液体分が濾液として上記濾布を貫通して上記濾液回収空間に入り、上記濾液回収空間に連通する上記濾液排出口から上記濾液が排出され、さらに、圧搾流体により上記圧搾膜を膨張させて、上記圧搾板と上記濾過板との間で上記圧搾膜と上記濾布との間に保持された濾過ケーキが圧搾されて圧搾ケーキを形成することにより、上記原液処理部が原液濾過及び圧搾濾過部として機能し、
その後、上記締付板を移動させて上記圧搾板と上記濾過板とを開枠して、上記圧搾ケーキを排出するようにしたことを特徴とする濾過濃縮装置。 - 上記圧搾膜の表面には、突子（５ａ，５ｂ）により、上記原液保持空間に上記原液が供給される位置から上記原液排出口まで上記原液を案内する原液流路を形成するようにした請求項１に記載の濾過濃縮装置。
- 上記圧搾板の表面には凹部を備え、その凹部内に突子（５ａ，５ｂ）を有する上記圧搾膜を配置して、上記締付板を移動させて上記圧搾板と上記濾過板とを固定板側に上記締付板で締め付けたとき上記圧搾膜の上記突子が上記濾布に接触して上記圧搾膜の上記突子を除く部分と上記濾布との間に上記原液保持空間が形成可能とする一方、上記濾過板の表面には濾過溝（４ｃ）を備え、上記締付板を移動させて上記圧搾板と上記濾過板とを固定板側に上記締付板で締め付けたとき上記濾過板が上記濾布に接触して上記濾過板の上記濾過溝と上記濾布との間に上記濾液回収空間が形成可能とする請求項１又は２に記載の濾過濃縮装置。
- 隣接する濾過板（４）と濾過時に膨張して圧搾濾過可能な圧搾膜（５）を有する圧搾板（３）との間に濾布（６）を介在させた状態で、上記圧搾板と上記濾過板とを交互に固定板に対して締付板（２）により締め付けて、上記圧搾板の上記圧搾膜と、上記濾布を介して上記圧搾板に隣接する濾過板との間において、上記圧搾膜と上記濾布とにより囲まれた原液保持空間と、上記濾布と上記濾過板とにより囲まれた濾液回収空間とを備える原液処理部（３１）を形成し、
上記原液保持空間に原液を供給したのち、上記原液保持空間から原液を排出させて濃縮化された原液として回収し、かつ、その原液の液体分が濾液として上記濾布を貫通させて上記濾液回収空間に入り込ませて上記濾液を排出させることにより、上記原液処理部が原液濃縮部として機能して上記原液の濃縮化を行い、
その後、上記原液保持空間に上記濃縮化された原液を供給したのち、上記原液排出口から上記濃縮化された原液を排出させずに上記濃縮化された原液の液体分が濾液として上記濾布を貫通させて上記濾液回収空間から上記濾液を排出させ、さらに、圧搾流体により上記圧搾膜を膨張させて、上記圧搾板と上記濾過板との間で上記圧搾膜と上記濾布との間に保持された濾過ケーキが圧搾されて圧搾ケーキを形成することにより、上記原液処理部が原液濾過及び圧搾濾過部として機能し、
その後、上記締付板を移動させて上記圧搾板と上記濾過板とを開枠して、上記圧搾ケーキを排出するようにしたことを特徴とする濾過濃縮方法。 - 上記圧搾膜の表面において、突子（５ａ，５ｂ）により形成された原液流路に沿って、上記原液保持空間に上記原液が供給される位置から上記原液排出口まで上記原液を案内しながら上記濃縮又は上記濾過を行うようにした請求項４に記載の濾過濃縮方法。
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