JP4445035B1 - 吸引式濾過濃縮装置 - Google Patents

Abstract

汚泥槽１２と、汚泥槽１２内で互いに隣接して整列する複数の濾過板１４とを有し、濾過板１４は、網目状の支持板５０と、袋状の濾布１８とを有し、それにより濾布１８の内部には濾過室７６が形成され、さらに、濾布１８を吸引する吸引手段と、膨出する膨出手段と、濾過板１４に対して常時張力を付加する張力付加手段とを有する、吸引式濾過濃縮装置において、濾布１８は、上下方向に延びる複数の縫い目７４より、対応する濾過板１４の横方向に区分され、各区分ごとに濾過室７６を形成し、隣り合う縫い目７４によって区分される濾布１８の部分の横方向の長さは、その上下方向全体に亘って、支持板５０の横方向の長さより長く設定され、それにより、各区分は、濾布１８の膨出の際の膨出余裕しろを備える、ことを特徴とする吸引式濾過濃縮装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、吸引式濾過濃縮装置に関し、より詳細には、濾過効率を向上しつつ、濾布の健全性を維持することが可能な吸引式濾過濃縮装置に関する。

従来から、たとえば浄水場において発生する凝集汚泥を濃縮するのに、吸引式濾過濃縮装置が用いられている。吸引式濾過濃縮装置の一例が、特許文献１に開示されている。
この吸引式濾過濃縮装置は、濾過濃縮対象である汚泥を収容する汚泥槽と、それぞれ汚泥槽の上下方向に延び、汚泥槽内で互いに隣接して整列する複数の濾過板とを有する。各濾過板は、支持板と、支持板に対して一体的に縫合され、支持板を収容し、内部に濾過室を形成する袋状の濾布とを有する。この濾過室には、濾液排出管が連通して設けられ、濾液排出管を通じて濾液を排出するようにしている。さらに、濾過室を通じて濾布を吸引する吸引部と、濾過室を通じて濾布を膨出させる膨出部とが設けられるとともに、複数の濾過板のそれぞれに対して常時張力を付加するコイルスプリングが、各濾過板の周囲に配置されている。

このような構成によれば、濾過の際、汚泥槽内の汚泥は、吸引されて濾布により濾過され、濾布の外表面に濃縮された汚泥が付着するとともに、濾布を通過し、濾過室に導かれた濾液は、濾液排出管を通じて、汚泥槽の外部に回収することが可能である。
一方、濃縮汚泥の回収の際、濾過室を通じて濾布の内表面に向かって圧搾空気を供給することにより、濾布が膨出し、それにより濾布の外表面に付着した濃縮汚泥を剥離させ、汚泥槽の底に溜まった濃縮汚泥を排出し、別途機械脱水処理を行うことにより、ケーキとして焼却あるいは埋立処分することが可能である。このような汚泥の濾過濃縮処理により、加圧あるいは真空等による機械脱水処理におけるエネルギー負荷を軽減することが可能である。

このような濾過の際、および濾布の膨出の際、各濾過板には、その周囲に設けられたコイルスプリングにより常時張力が加えられ、各濾過板は不動静止状態に維持されるので、濾過の際の吸引力により、あるいは濾布の膨出の際に濾過室内に送り込まれる空気により、各濾過板がばたついたり、あるいは揺動したりして、隣接する濾過板に接触して、実質的に濾過面積の低減を引き起こしたり、あるいは濾布の外表面に付着した濃縮汚泥が自然剥離したりする技術的問題を回避することができる。
しかしながら、このような従来の吸引式濾過濃縮装置を大型化するに伴って、以下のような技術的問題が引き起こされる。

第１に、吸引式濾過濃縮装置の大型化に伴って、限られた内部スペースを有する汚泥槽内に設置する濾過板の総濾過面積を確保するに際し、一枚の濾過板による濾過面積を最大限に大きくしつつ、汚泥槽内に設置する濾過板の枚数を極力増やすことが望まれる。そのために、採用する濾布を大きくして濾過面積を増大するとともに、隣接する濾過板どうしの間隔をなるべく小さくする必要がある。しかしながら、コイルスプリングにより濾過板を不動静止状態に維持することが可能であるとしても、濾布が大きくなるほど、濾布の膨出に伴って隣合う濾過板に向かう張り出し量は大きくならざるを得ず、それにより隣合う濾過板に接触する危険性が増大する。一方で、張り出し量を制限するほど、濾布の膨出に伴って濾布が過度に張り、濾布の細孔が拡げられて正常な濾過機能を達成できなくなったり、あるいは濾布がやぶけたりする危険性が生じる。

第２に、濾布と支持板とが一体に縫合されている場合、濃縮汚泥を剥離するために濾布を膨出させる際、濾布の膨出に伴い、支持板は横方向（汚泥槽の上下方向と略直交する方向）に強制的に縮まされ、それにより濾過板の両側に設けたコイルスプリングが伸びて、コイルスプリングによる張力が増大する。このような張力の増大に合わせて、コイルスプリングを選定するとすれば、濾過の際、逆にコイルスプリングが縮み、張力が低下し、隣接する濾過板同士の接触の危険が生じるとともに、各濾過板がぐらつきやすくなる。このような支持板の収縮量は、濾過板の大型化に伴い必然的に大きくなる。

第３に、濾布を汚泥に長期間に亘って浸漬すると、化学繊維からなる濾布は膨潤し、この膨潤に伴い、支持板は伸長し、それにより濾過板の両側に設けたコイルスプリングが縮み、コイルスプリングによる張力が低下し、濾布の弛みを生じる。このような支持板の伸長量は、濾過板の大型化に伴い必然的に大きくなる。
このように、濾過時を基準に、コイルスプリングにより濾過板に対して一定の張力を付加するとしても、濾布の膨出により、張力は低下し、一方濾布の膨潤により、張力は増大し、この張力の変動幅は、吸引式濾過濃縮装置の大型化に伴って大きくならざるを得ない。
このような張力の変動幅を吸収するようなコイルスプリングとして、コイルスプリングの長さ自体を長くすることが考えられるが、限られた汚泥槽内のスペース内で、その分濾過面積の低減が引き起こされる。また、コイルスプリングのバネ剛性を増大することも考えられるが、その分コイルスプリングの伸長量が小さくなることから、濾布の膨出に伴う支持板の収縮が抑制され、それにより濾布が十分に膨出できず、濾布に付着した濃縮汚泥の剥離性が低下したり、あるいは濾布の膨出力に負けてコイルスプリングが塑性変形を起こし、伸びきった状態で張力を喪失したりする危険性がある。

この点、汚泥中で長期間に亘って使用されるコイルスプリングは、耐蝕性に優れた高価なＳＵＳ製が通常用いられ、しかも、用いられるコイルスプリングの数は、濾過板の周囲に亘って数十本に及び、濾過板の数は、数十枚に及ぶため、吸引式汚泥濾過濃縮装置の大型化に際し、特注品のＳＵＳ製コイルスプリングを採用することなく、標準品のＳＵＳ製コイルスプリングを採用することが望まれる。

以上の技術的問題に鑑み、本発明の目的は、濾過面積を確保することにより、濾過効率を向上しつつ、濾布の健全性を維持することが可能な吸引式濾過濃縮装置を提供することにある。
本発明の目的は、大型化するに際し、標準品のＳＵＳ製コイルスプリングを採用しつつ、濾過板に加えられる張力を常時ほぼ一定に維持することが可能な吸引式濾過濃縮装置を提供することにある。

特公平０３−２３２０３号公報

上記目的を達成するために、本発明に係る吸引式濾過濃縮装置は、
濾過濃縮対象である汚泥を収容する汚泥槽と、それぞれ平面部が上下方向に延び、該汚泥槽内で互いに隣接して整列する複数の濾過板とを有し、各濾過板は、網目状の支持板と、支持板に対して一体的に縫合され、該支持板を収容する袋状の濾布とを有し、それにより濾布の内部には濾過室が形成され、さらに、該濾過室を通じて前記濾布を吸引する吸引手段と、該濾過室を通じて前記濾布を膨出する膨出手段と、複数の濾過板のそれぞれの周囲に亘って配置され、各濾過板に対して常時張力を付加する張力付加手段とを有する、吸引式濾過濃縮装置において、
前記濾布は、上下方向に延びる複数の縫い目により、対応する濾過板の横方向に区分され、各区分ごとに前記濾過室を形成し、
隣合う縫い目によって区分される前記濾布の部分の横方向の長さは、その上下方向全体に亘って、該区分に相当する前記支持板の横方向長さより長く設定され、それにより、前記各区分は、前記濾布の膨出の際の膨出余裕しろを備える、構成としている。

以上の構成を有する吸引式濾過濃縮装置によれば、汚泥槽内に収容された汚泥を濾布を通じて吸引濾過することにより、汚泥中の水分が濾布を通過して、濾過室に案内される一方、脱水された汚泥が濾布の外表面に付着することを通じて、汚泥を濾過濃縮することが可能である。その際、複数の濾過板は各々、その周囲から張力付加手段により常時張力が付加されていることから、各濾過板は、不動静止状態に維持され、たとえば吸引の際に、濾過板がばたつくことにより、付着した濃縮汚泥が自然剥離したり、あるいは隣接する濾過板に接触して、濃縮汚泥の形成が阻害されたり、あるいは有効な濾過面積が減少したりすることを防止することが可能である。

濃縮汚泥を濾布から剥離させるために、濾布を膨出させる際、濾布は、濾過板の横方向に沿って区分されていることから、各区分ごとに濾布が膨出することにより、隣接する濾過板に向かう膨出部の張り出しを抑制し、濾布を区分しない場合に比べて、隣接する濾過板をより近接配置することが可能であり、それにより複数の濾過板により構成される総濾過面積を最大限に確保することが可能である。
このとき、各区分ごとに膨出余裕しろが設けられていることから、濾布を膨出させる際、濾布に過度の張りを引き起こして、濾布の細孔が拡げられて正常な濾過機能を達成できなくなったり、あるいは濾布がやぶけたりするのを未然に防止することが可能である。
以上のように、濾過効率を向上しつつ、濾布の健全性を維持することが可能となる。

また、各濾過板の両側方から張力を付加する張力付加手段は、各濾過板の横方向に延びる弾性部材からなり、
前記支持板は、前記濾布を汚泥に浸漬することに伴う前記支持板の平面内における伸長、および前記濾布を膨出させることに伴う前記支持板の平面内における収縮が実質的に生じず、かつ前記濾布の浸漬および膨出に伴って、前記支持板の平面性をくずすような変形を生じないほどに硬質の支持板であるのが好ましい。

以上の構成を有する吸引式濾過濃縮装置によれば、濾布が支持板に対して一体的に縫合されていることから、濾布の膨出に伴って、支持板には、支持板の横向きに圧縮力が作用するところ、濾布を膨出させることに伴う支持板の平面内の収縮あるいは支持板の平面性をくずすような変形が実質的に生じないほどに支持板が硬質であることから、支持板は、このような圧縮力により横向きに縮むことなく、略一定の長さを維持することが可能である。よって、支持板の長さが実質的に変わらないことにより、弾性部材の長さも変動しないことから、弾性部材による張力が略一定に保持され、弾性部材の伸びに伴う張力の低下に起因する隣接する濾過板同士の接触あるいは濾過板のばたつきを回避することが可能である。
それに対して、濾布を汚泥に長期間浸漬させることに伴い、濾布が膨潤する際、濾布の膨潤に伴って、支持板には、支持板の横向きに張力が作用するところ、濾布を汚泥に浸漬することに伴う支持板の平面内の伸長あるいは支持板の平面性をくずすような変形が実質的に生じないほどに支持板が硬質であることから、支持板は、このような張力により横向きに伸びることなく、略一定の長さを維持することが可能である。よって、支持板の長さが実質的に変わらないことにより、弾性部材の長さも変動しないことから、弾性部材による張力が略一定に保持され、弾性部材の縮みに伴う張力の増大に起因する、濾布の細孔の拡がり、あるいは濾布の破損を回避することが可能である。
特に、このような吸引式濾過濃縮装置を大型化するに際し、濾過時に濾過板に作用する張力の増減もそれに応じて大きくなるところ、別途高価な特注の弾性部材を準備する必要なしに、安価な標準品の弾性部材を利用することにより、複数の濾過板を極力近接して配置する一方、それぞれの濾過板の濾過面積を最大限に確保しつつ、濾過時に濾過板に作用する張力の変動を抑制することにより、濾布の膨出および長期間の浸漬に伴う上記技術的問題点を解決することが可能である。

さらにまた、前記吸引手段によって引き起こされる負圧は、前記膨張余裕しろに基づいて濾過時に濾布に形成されるしわ状の非密着部が濾布の健全性を損ねない程度の所定値以下に設定されるのがよい。
加えて、前記濾過板の外周には、該濾過板を囲む濾過枠が設けられ、
前記濾布の上部は、前記濾過枠の上部より懸架支持されるのでもよい。
さらに、前記濾布の下部には、おもり部材が取り付けられ、その重さにより前記濾布に対して下方に張力が加えられるのでもよい。
さらにまた、前記濾布の部分の横方向の区分長さは、濾布を膨出したときの隣接する濾過板に向かう張り出し量および隣接する濾過板同士の間隔に応じて決定されるのがよい。 加えて、前記支持板は、ポリエチレン製あるいはＥＶＡ樹脂製であるのがよい。
また、前記弾性部材は、ＳＵＳ製コイルスプリングであるのがよい。

上記目的を達成するために、本発明に係る吸引式濾過濃縮装置は、
濾過濃縮対象物を含有する処理液を収容する濾過濃縮槽と、それぞれ平面部が上下方向に延び、該濾過濃縮槽内で互いに隣接して整列する複数の濾過板とを有し、各濾過板は、網目状の支持板と、支持板に対して一体的に縫合され、該支持板を収容する袋状の濾布とを有し、それにより濾布の内部には濾過室が形成され、さらに、該濾過室を通じて前記濾布を吸引する吸引手段と、該濾過室を通じて前記濾布を膨出する膨出手段と、複数の濾過板のそれぞれの周囲に亘って配置され、各濾過板に対して常時張力を付加する張力付加手段とを有する、吸引式濾過濃縮装置において、
前記濾布は、上下方向に延びる複数の縫い目により、対応する濾過板の横方向に区分され、各区分ごとに前記濾過室を形成し、
隣合う縫い目によって区分される前記濾布の部分の横方向の長さは、その上下方向全体に亘って、該区分に相当する前記支持板の横方向長さより長く設定され、それにより、前記各区分は、前記濾布の膨出の際の膨出余裕しろを備える、構成としている。

本発明に係る吸引式濾過濃縮装置によれば、汚泥槽内に複数の濾過板を配置して、各濾過板において、支持板に対して一体的に縫合される濾布を通じて処理液中の濾過濃縮対象物を濾過濃縮する際、濾布を上下方向に延びる複数の縫い目により、支持板の横方向に区分し、区分された濾布の部分ごとに、濾布の外表面に付着する濾過濃縮物を剥離するために濾布を膨出させる膨出余裕しろを設けているので、膨出の際に濾布に対して過度の張りを引き起こして、濾布の濾過機能を損ねたり、あるいは濾布がやぶけたりするのを防止することが可能であるとともに、膨出の際に隣合う濾過板に向かう濾布の張り出し量を抑制することが可能であるので、隣合う濾過板同士を近接して配置することが可能であることから、濾過面積を確保することにより、濾過効率を向上しつつ、濾布の健全性を維持することが可能である。

下水場あるいは浄水場において発生する汚泥を濾過濃縮対象とした場合を例として、本発明に係る吸引式濾過濃縮装置１０の第１実施形態を図面を参照しながら、以下に詳細に説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る吸引式濾過濃縮装置の概略構成図である。図２は、本発明の第１実施形態に係る吸引式濾過濃縮装置において、複数の濾過板が隣接して配置されている状態を示す概略斜視図である。図３は、本発明の第１実施形態に係る吸引式濾過濃縮装置における濾過板を示す概略側面図である。図４は、本発明の第１実施形態に係る吸引式濾過濃縮装置において、複数の濾過板が汚泥槽により懸架支持されている状態を示す部分平面図である。図５は、本発明の第１実施形態に係る吸引式濾過濃縮装置において、図５（Ａ）は、隣合う濾過板の濾布が膨出している状況を示し、図５（Ｂ）は、隣合う濾過板の濾布により濾過が行われている状況を示す概念図である。

図１に示すように、吸引式濾過濃縮装置１０は、濾過濃縮対象である汚泥を収容する汚泥槽１２と、汚泥槽１２内に配置された複数の濾過板１４と、汚泥を吸引する吸引部１６と、複数の濾過板１４それぞれに設けられた濾布１８を膨出させる膨出部２０とから概略構成されている。
汚泥槽１２は、有底の矩形断面の容器であり、後に説明する複数の濾過板１４を内部に設置可能な容積を有する。汚泥槽１２の側壁２２には、汚泥槽１２内に汚泥を供給する汚泥供給／排出管２４の一端が連通し、汚泥供給／排出管２４の途中に設けられた汚泥供給／排出弁２６を介して、正逆作動可能な汚泥供給／排出ポンプ２８が接続されている。これにより、汚泥供給／排出弁２６を開き、汚泥供給／排出ポンプ２８を作動することにより、汚泥を汚泥槽１２内に供給する一方、汚泥供給／排出ポンプ２８を逆に作動することにより、汚泥槽１２内の未濃縮の汚泥を汚泥槽１２から排出することが可能なようにしている。また、汚泥槽１２の底部には、汚泥槽１２の底に溜まった濃縮汚泥を排出する濃縮汚泥排出管３０の一端が連通し、濃縮汚泥排出管３０の途中には、濃縮汚泥排出弁３２が設けられている。濃縮汚泥排出弁３２を開くことにより、汚泥槽１２の底に溜まった濃縮汚泥が重力落下により、濃縮汚泥排出管３０を通じて外部に排出されるようにしている。

図２に示すように、複数の濾過板１４（１４Ａないし１４Ｅ）は、汚泥槽１２内において、平面部１３が上下方向に延びる状態で、所定の間隔Ｄを隔てて互いに隣接して整列配置されている。隣り合う濾過板１４同士の間隔Ｄを小さくするほど、汚泥槽１２内に設置可能な濾過板１４の枚数を増やし、それにより総濾過面積を増大することが可能である。しかしながら、後に説明するように、濾過板１４の濾布１８に付着した濃縮汚泥を剥離するために濾布１８を膨出する必要があり、この濾布１８の膨出により、濾布１８が隣りの濾過板１４に向かって張り出すことから、濾布１８が隣りの濾過板１４に接触し、濾過面積として有効に利用できなく恐れがある。このように、隣合う濾過板１４が接触しないようにしつつ、濾過面積を最大限に確保する観点から、隣合う濾過板１４同士の間隔を定めるのがよい。

複数の濾過板１４はそれぞれ、その上部において分配管３４を介して、汚泥槽１２の外部に設置された濾液貯留槽３６に接続され、この濾液貯留槽３６には、濾液排出管３８の一端が連通して接続され、濾液排出管３８は、鉛直下方に延び、途中に濾液排出弁４０が設けられている。
濾液貯留槽３６を通じて各分配管３４と濾液排出管３８とが、逆Ｕ字状に接続されており、サイフォンの原理を利用して、汚泥槽１２内で濾過された濾液を汚泥槽１２外に排出するようにしてある。さらに、分配管３４には、吸引管３１が分岐して接続され、吸引管３１には、途中に設けられた吸引弁３３を介して真空ポンプ３５が接続している。これにより、吸引弁３３を開いた状態で、真空ポンプ３５を作動することにより、汚泥槽１２内の処理すべき液を分配管３４内に吸引し、サイフォンの原理を利用して、濾液排出管３８を通じて、濾液を外部に排出する準備を行うことができるようにしている。
一方、濾液貯留槽３６には、空気流入管４２の一端が連通して接続され、その途中に設けられた空気流入弁４４を介してコンプレッサー４６に接続されている。これにより、空気流入弁４４を開いた状態で、コンプレッサー４６を作動することにより、圧搾空気が空気流入管４２、濾液貯留槽３６、および各分配管３４を通じて、各濾過板１４の濾過室７６に供給され、後に説明する濃縮汚泥を濾布１８から剥離する際、濾布１８を膨出させるようにしている。
なお、分配管３４の一端は、濾過板１４の上部に設けられた水平管１５に接続され、この水平管１５の下部には、後に説明する隣合う縫い目７４により区画される、濾布１８の区分ごとに、排出孔（図示せず）が設けられている。これにより、濾布１８の区分ごとに、対応する排出孔を通じて、コンプレッサー４６により圧搾空気を供給したり、あるいは真空ポンプ３５によりサイフォン式の吸引を行うようにしている。

複数の濾過板１４のそれぞれの構成は、同様であるので、濾過板１４の１つについてその構成を以下に説明する。
図３に示すように、濾過板１４は、濾過枠４８と、濾過枠４８の内部に配置された支持板５０と、支持板５０を内部に収容するように袋状とした濾布１８と、濾過枠４８と支持板５０との間に設けられた複数のコイルスプリング５４とから概略構成されている。濾過枠４８は、中空の矩形形状をなし、上辺５６、下辺５８および上下辺との間の両側辺６０、６２を有する。濾過板１４は、上辺５６の両端部により汚泥槽１２の内側面６８より懸架支持されている。より詳細には、図４に示すように、上辺５６の両端部にはそれぞれ、延長部６４が設けられる一方、汚泥槽１２の内側面６８には、内部に向かって突出する一対のガイド板７０，７２が設けられ、延長部６４の端部を一対のガイド板７０，７２の間に配置して、延長部６４の上面に固定された係合板６６が、一対のガイド板７０，７２の上面に載置されるようにしてある。これにより、各濾過板１４は、汚泥槽１２から懸架支持されるようにしている。濾過板４を懸架支持する一対のガイド板の選択により、隣合う濾過板１４同士の間隔が決定されるが、たとえば、濃縮汚泥の濾布１８への付着量、吸引による負圧の大きさ、後に説明する濾布１８の横方向の区分長さ等に応じて、濾過板１４を懸架支持する一対のガイド板を選択することにより、隣合う濾過板１４の間隔を適宜変えるようにしてもよい。

支持板５０は、ネットあるいはメッシュ網等からなり、矩形形状とされ、無数の小開口が支持板５０に設けられている。支持板５０の表面には、その上下方向に延びる凹凸部（図示せず）が設けられ、それにより、支持板５０の凹部と濾布１８の内面との間には、支持板５０の上下方向に延びる濾液の流路が複数形成されるようにしている。支持板５０は、樹脂製であるが、後に説明するように、濾布１８を汚泥に浸漬することに伴う支持板５０の平面内の伸長あるいは支持板５０の平面性をくずすような変形が実質的に生じず、かつ濾布１８を膨出させることに伴う支持板５０の平面内の収縮あるいは支持板５０の平面性をくずすような変形が実質的に生じないような硬質の材質であるのがよい。具体的には、たとえばポリエチレン製あるいはＥＶＡ樹脂製がよい。このような材質を採用することにより、濾布１８を汚泥に長時間浸漬したり、濾布１８を膨出させたりする場合に、後に説明するコイルスプリング５４により濾過板１４に作用する張力が常時略一定となるようにすることが可能となる。

濾布１８は、化学繊維製が好ましく、とくにナイロン製がよい。濾布１８は、たとえば、一対の矩形状の布体を重ね合わせて周縁部どうしを縫ったり、あるいは一枚の矩形状の布体を対向する縁どうしが重なり合うように折り曲げて、周縁部どうしを縫ったりすることにより袋状に形成するのがよい。濾布１８の周囲には、複数の鳩目７８が設けられ、後に説明するコイルスプリング５４の一端が、鳩目７８にフックされるようにしている。
濾布１８には、汚泥槽１２の上下方向に延びる縫い目７４が複数設けられ、各縫い目７４により、濾布１８はその内部に収容される支持板５０と一体的に縫合されている。それにより濾布１８は、横方向（汚泥槽１２の上下方向にほぼ直交する方向）に沿って区分され、区分ごとに、濾布１８の内面と支持板５０との間に濾過室７６が形成されるようにしている（図５参照）。隣合う縫い目７４の間隔は、均等である必要はないが、隣接する濾過板１４同士が接触する危険がない範囲で濾過板１４同士を極力近接して配置することにより、濾過板１４全体としての総濾過面積を最大限に確保する観点から、設定すればよい。

より詳細には、図５（Ａ）に示すように、表面に濃縮汚泥が付着した濾布１８から濃縮汚泥を剥離するために、コンプレッサー４６により濾過室７６に圧搾空気を送り込むことにより、濾布１８を膨出させる際、濾布１８は隣接する濾過板１４に向かって張り出すことになるが、濾布１８を横方向に沿って区分し、各区分ごとに濾布１８が膨出することにより、この張り出し量Ｐを小さくし、以て隣接する濾過板１４同士の間隔Ｄを狭めることが可能となる。
さらに、濾布１８の隣合う縫い目７４で区分される各区分ごとに、濾布１８の横方向の長さが、その上下方向全体に亘って、この区分に対応する支持板５０の横方向の長さより長く設定されており、それにより区分ごとに、濾布１８を膨出させる際の膨出余裕しろが設けられている。これにより、図５（Ｂ）に示すように、濾過時には、濾布１８の区分ごとに、濾過室７６を通じて濾布１８が吸引されることにより、濾布１８の大部分は、支持板５０に密着する一方、支持板５０に密着しないしわ状の非密着部分７１がその上下方向に形成される。一方、濾布１８を膨出させる際、濾布１８が過度に張ることなしに、濾布１８の細孔が拡げられて正常な濾過機能を喪失したり、あるいは濾布１８がやぶけたりするのを未然に防止することが可能である。

複数のコイルスプリング５４は、濾過枠４８の側辺６０と濾布１８の側辺６１との間、濾過枠４８の側辺６２と濾布１８の側辺６３との間、および濾過枠４８の下辺５８と濾布１８の下辺５９との間に配置されている。濾過枠４８の両側辺６０、６２、下辺５８それぞれにおいて設置される隣り合うコイルスプリング５４同士の間隔は、濾布１８の大きさ、付着する濃縮汚泥量等に応じて、適宜設定すればよい。より詳細には、各コイルスプリング５４は、その一端部が濾布１８の鳩目７８にフックされる一方、その他端部が濾過枠４８の側辺６０、６２あるいは下辺５８に固定されている。
これに対して、濾過枠４８の上辺５６と濾布１８の上辺５７との間には、複数の連結部材６５が配置され、各連結部材６５の一端が濾布１８の鳩目７８にフックされる一方、他端が濾過枠４８の上辺５６に固定されている。連結部材６５は、たとえばシャックル等の吊金具であるのがよい。このような構成により、濾過板１４は上下および両側の全周に亘って常時張力が付加され、この張力により濾過板１４が不動静止状態に保持され、たとえば吸引濾過する際に濾過板１４がばたついたり、ぐらついたりして、吸引濾過することにより濾布１８に付着する濃縮汚泥が自然剥離したり、あるいは隣接する濾過板１４に接触して、濾過面積が有効に活用できなくなったりする事態を防止するようにしている。複数のコイルスプリング５４は、耐蝕性の観点から、ＳＵＳ製が好ましく、濾過板１４の周囲に亘って数十本配置し、濾過板１４の枚数がたとえば、数十枚に及ぶことから、特注品ではなく標準品を採用するのがよい。

以上の構成を有する濾過濃縮装置１０について、運転方法を含めその作用を以下に説明する。
まず、汚泥槽１２内に汚泥を供給する。より詳細には、汚泥排出弁３２を閉じた状態で、汚泥供給／排出弁２６を開き、汚泥供給／排出ポンプ２８を作動することにより、汚泥供給／排出管２４を通じて濾過濃縮対象である汚泥を、濾過板１４の頂部のレベルまで汚泥槽１２内に供給する。
次いで、汚泥槽１２内の汚泥をサイフォン式により濾過濃縮する準備を行う。より詳細には、吸引弁３３を開き、真空ポンプ３５を作動することにより、濾布１８内の液体が、分配管３４を通じて濾液貯留槽３６内に吸引される。分配管３４の濾過板１４側の端部と、濾液貯留槽３６とのレベル差に応じて、サイフォン作用により、濾過室７６内に導かれた濾液を汚泥排出管３８を通じて外部に排出することが可能となる。

次いで、汚泥槽１２内の汚泥を濾過濃縮する。より詳細には、汚泥槽１２内の汚泥は、サイフォンの原理により、濾布１８の外表面に向かって吸引され、その際、汚泥中の水分は、濾布１８を通過して、濾液として濾布１８内の濾過室７６に導かれ、汚泥が脱水され、脱水され濃縮された汚泥は、濾布１８の外表面に付着する。その際、濾布１８の各区分ごとに、膨出余裕しろが設けられていることから、濾布１８が吸引されることにより、各区分中の濾布１８の大部分は、支持板５０に密着した状態となるが、支持板５０に密着しない非密着部７１が、濾布１８の上下方向に延びるしわ状に形成される。このしわ状の非密着部７１は、濾過のたびごとに、区分ごとに新たに形成されるので、濾布の健全性に悪影響を与える傾向は小さいが、濾布１８を長時間使用することにより、濾布１８に一種のくせがつき、濾過のたびに、同じ位置に非密着部７１が形成されることもある。このような場合には、たとえば、濾過室７６内に生じる負圧を調整することにより、非密着部７１の生成に起因する濾布１８に対する悪影響を防止することが可能である。

各濾過板１４には、その周囲からコイルスプリング５４によって常時張力が付加されているので、不動静止状態に維持される。それにより、濾布１８の外表面に付着した濃縮汚泥が、濾過板１４がばたついたり、ぐらついたりすることにより、濾布１８の外表面から剥離するような事態を防止することが可能である。
次いで、汚泥槽１２内の未濃縮の汚泥を汚泥槽１２外部に排出する。より詳細には、汚泥供給／排出弁２６を開き、汚泥供給／排出ポンプ２８を汚泥の供給の際と逆に作動することにより、汚泥供給／排出管２４を通じて汚泥槽１２内の未濃縮の汚泥を汚泥槽１２外部に排出する。

次いで、濾布１８を膨出させることにより、濾布１８に付着した濃縮汚泥を剥離させる。より詳細には、空気流入弁４４を開き、コンプレッサー４６より空気流入管４２、濾液貯留槽３６、各分配管３４および各水平管１５を通じて、圧搾空気を各濾過板１４の濾過室７６内に供給する。それにより、濃縮汚泥により無数の細孔が閉塞された濾布１８は、支持板５０から離れる向きに膨出する。その際、濾布１８には、各区分ごとに、膨出余裕しろが設けられているので、濾布１８が過度に張って、細孔が拡がったりあるいは濾布１８がやぶけたりするのを防止することが可能である。さらに、濾布１８の膨出に伴い、濾布１８に対して一体に縫合された支持板５０は圧縮力を受け、支持板５０の横方向に縮もうとするが（図５において左右方向）、硬質の支持板５０を採用することにより、支持板５０の横方向の長さはほぼ一定に維持され、それにより、支持板５０の側方から作用するコイルスプリング５４による張力をほぼ一定に維持することが可能である。

次いで、剥離した濃縮汚泥を汚泥槽１２の外部に排出する。より詳細には、汚泥排出弁３２を開き、濾布１８から剥離されることにより汚泥槽１２の底に溜まった濃縮汚泥を重力作用により濃縮汚泥排出管３０を通じて、汚泥槽１２の外部に排出する。
以上で、汚泥の濾過濃縮作業が完了する。
濾布１８は、長時間汚泥中に浸漬され、それにより膨潤し、それにより支持板５０も横方向に伸長しようとするが（図５において左右方向）、硬質の支持板５０であることから、支持板５０の横方向の長さはほぼ一定に維持され、それにより、支持板５０の側方から作用するコイルスプリング５４による張力をほぼ一定に維持することが可能である。
汚泥槽１２の外部に排出された濃縮汚泥は、別途脱水機によりさらに濃縮されて、ケーキ状に形成され、焼却あるいは埋立処分に付される。

以上の構成を有する吸引式濾過濃縮装置１０によれば、汚泥槽１２内に収容された汚泥を濾布１８を通じて吸引濾過することにより、汚泥中の水分が濾布１８を通過して、濾過室７６に案内される一方、脱水された汚泥が濾布１８の外表面に付着することを通じて、汚泥を濾過濃縮することが可能である。その際、複数の濾過板１４は各々、その周囲からコイルスプリング５４および連結部材６５により常時張力が付加されていることから、各濾過板１４は、不動静止状態に維持され、たとえば吸引の際に、濾過板１４がばたつくことにより、付着した濃縮汚泥が自然剥離したり、あるいは隣接する濾過板１４に接触して、濃縮汚泥の形成が阻害されたり、あるいは有効な濾過面積が減少したりすることを防止することが可能である。
濃縮汚泥を濾布１８から剥離させるために、濾布１８を膨出させる際、濾布１８は、濾過板１４の横方向に沿って区分されていることから、各区分ごとに濾布１８が膨出することにより、隣接する濾過板１４に向かう膨出部２０の張り出しを抑制し、濾布１８を区分しない場合に比べて、隣接する濾過板１４をより近接配置することが可能であり、それにより複数の濾過板１４により構成される総濾過面積を最大限に確保することが可能である。
このとき、各区分ごとに膨出余裕しろが設けられていることから、濾布１８を膨出させる際、濾布１８に過度の張りを引き起こして、濾布１８の細孔が拡げられて正常な濾過機能を達成できなくなったり、あるいは濾布１８がやぶけたりするのを未然に防止することが可能である。
以上のように、濾過効率を向上しつつ、濾布１８の健全性を維持することが可能となる。

さらに、吸引式濾過濃縮装置１０によれば、濾布１８が支持板５０に対して一体的に縫合されていることから、濾布１８の膨出に伴って、支持板５０には、支持板５０の横向きに圧縮力が作用するところ、濾布１８を膨出させることに伴う支持板５０の平面内の収縮あるいは支持板５０の平面性をくずすような変形が実質的に生じないほどに支持板５０が硬質であることから、支持板５０は、このような圧縮力により横向きに縮むことなく、略一定の長さを維持することが可能である。よって、支持板５０の長さが実質的に変わらないことにより、コイルスプリング５４の長さも変動しないことから、コイルスプリング５４による張力が略一定に保持され、コイルスプリング５４の伸びに伴う張力の低下に起因する隣接する濾過板１４同士の接触あるいは濾過板１４のばたつきを回避することが可能である。
それに対して、濾布１８を汚泥に長期間浸漬させることに伴い、濾布１８が膨潤する際、濾布１８の膨潤に伴って、支持板５０には、支持板５０の横向きに張力が作用するところ、濾布１８を汚泥に浸漬することに伴う支持板５０の平面内の伸長あるいは支持板５０の平面性をくずすような変形が実質的に生じないほどに支持板５０が硬質であることから、支持板５０は、このような張力により横向きに伸びることなく、略一定の長さを維持することが可能である。よって、支持板５０の長さが実質的に変わらないことにより、コイルスプリング５４の長さも変動しないことから、コイルスプリング５４による張力が略一定に保持され、コイルスプリング５４の縮みに伴う張力の増大に起因する、濾布１８の細孔の拡がり、あるいは濾布１８の破損を回避することが可能である。
特に、このような吸引式濾過濃縮装置１０を大型化するに際し、濾過時に濾過板１４に作用する張力の増減もそれに応じて大きくなるところ、別途高価な特注のＳＵＳ製コイルスプリングを準備する必要なしに、安価な標準品のＳＵＳ製コイルスプリングを利用することにより、複数の濾過板１４を極力近接して配置する一方、それぞれの濾過板１４の濾過面積を最大限に確保しつつ、濾過時に濾過板１４に作用する張力の変動を抑制することにより、濾布１８の膨出および長期間の浸漬に伴う上記技術的問題点を解決することが可能である。

以下に、本発明の第２実施形態を説明する。以下の説明では、第１実施形態と同様な要素には、同様な参照番号を付すことによりその説明は省略し、本実施形態の特徴部分について詳細に説明する。図６は、本発明の第２実施形態に係る吸引式濾過濃縮装置における、図３と同様な図である。

図６（Ａ）に示すように、本実施形態の特徴は、濾過板１４の下部におもり部材８０を設置した点にある。より詳細には、所定重量の横長の角柱状のおもり部材８０が、複数の吊り金具８２を介して、濾過板１４の下部より垂下している。複数の吊り金具８２のそれぞれは、図６（Ｂ）に示すように、互いに並行な一対の延出部８４を備えたＵ字型の本体８６と、一対の延出部８４それぞれの先端を連結する連結棒８８とを有し、おもり部材８０は、コイルスプリング９０を介して本体から垂下するようにしている。複数の吊り金具８２は、一対の延出部８４の間に濾過枠４８が介在するように配置され、濾布１８の鳩目７８に連結棒８８を通すことにより濾布１８に連結される。

第１実施形態のように、濾過板１４の下部にコイルスプリングを設置するとすれば、濾過の際、濾布１８の表面に徐々に付着する濃縮汚泥の重さによってコイルスプリングが過度に押し縮められるところ、このような構成によれば、おもり部材により濾布１８を常時下方に引っ張ることが可能となるので、濃縮汚泥の付着に伴う濾布１８の弛みを防止することが可能である。さらに、濾過枠４８が一対の延出部８４の間に介在するように配置されているので、濾過板１４が一対の延出部８４に当たることにより、濾過板１４の過度な揺動を防止することも可能となる。

以上、本発明の実施形態を詳細に説明したが、本発明の範囲から逸脱しない範囲内において、当業者であれば種々の修正あるいは変形が可能である。たとえば、第１実施形態においては、濾過濃縮の対象が汚泥の場合を説明したが、それに限定されることなく、たとえば濾過濃縮の対象としては、アルカリ溶液中に含有した焼却灰、牛乳、ジュース等飲料液中に含有した異物、濁質水中の濁質物等があり、濾過濃縮の対象に応じて、濾布の種類、細孔径の大きさ、吸引力等の条件を適切に設定する限り、本発明に係る吸引式濾過濃縮装置は、これらに対して適用可能である。
また、第１実施形態においては、サイフォン式の吸引式濾過濃縮装置１０を説明したが、それに限定されることなく、濾布１８に対する影響を考慮して負圧値を設定する限り、吸引ポンプを利用した吸引式の吸引式濾過濃縮装置１０でもよい。また、第１実施形態においては、弾性部材として、コイルスプリング５４を採用したが、これに限定されることなく、所望の張力を奏することが可能である限り、ゴム板等でもよい。

本発明に係る吸引式濾過濃縮装置は、上水、中水および下水を含めた水処理系技術分野に限らず、食品系分野、化学工業系分野等広範囲の技術分野に対して適用可能であり、そのなかでも、浄水場や下水処理場等の水処理工程において発生する汚泥の濃縮工程において適用される吸引式濾過濃縮装置を大型化する場合に特に有用である。

本発明の第１実施形態に係る吸引式濾過濃縮装置の概略構成図である。 本発明の第１実施形態に係る吸引式濾過濃縮装置において、複数の濾過板が隣接して配置されている状態を示す概略斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る吸引式濾過濃縮装置における濾過板を示す概略側面図である。 本発明の第１実施形態に係る吸引式濾過濃縮装置において、複数の濾過板が汚泥槽により懸架支持されている状態を示す部分平面図である。 本発明の第１実施形態に係る吸引式濾過濃縮装置において、図５（Ａ）は、隣合う濾過板の濾布が膨出している状況を示し、図５（Ｂ）は、隣合う濾過板の濾布により濾過が行われている状況を示す概念図である。 本発明の第２実施形態に係る吸引式濾過濃縮装置における、図３と同様な図である。

符号の説明

Ｐ 張り出し量
Ｄ 間隔
１０ 汚泥濾過濃縮装置
１２ 汚泥槽
１４ 濾過板
１５ 水平管
１６ 吸引部
１８ 濾布
２０ 膨出部
２２ 側壁
２４ 汚泥供給／排出管
２６ 汚泥供給／排出弁
３０ 濃縮汚泥排出管
３２ 濃縮汚泥排出弁
３４ 分配管
３５ 真空ポンプ
３６ 濾液貯留槽
４２ 空気流入管
４４ 空気流入弁
４６ コンプレッサー
５０ 支持板
５４ コイルスプリング
５６ 上辺
５８ 下辺
６０、６２ 側辺
７１ 非密着部
７４ 縫い目
７６ 濾過室
７８ 鳩目
８０ おもり部材
８２ 吊り金具
８４ 延出部
８６ 本体
８８ 連結棒
９０ スプリング

Claims (1)

1. 濾過濃縮対象である汚泥を収容する汚泥槽と、それぞれ平面部が上下方向に延び、該汚泥槽内で互いに隣接して整列する複数の濾過板とを有し、各濾過板は、網目状の支持板と、支持板に対して一体的に縫合され、該支持板を収容する袋状の濾布とを有し、それにより濾布の内部には濾過室が形成され、さらに、該濾過室を通じて前記濾布を吸引する吸引手段と、該濾過室を通じて前記濾布を膨出する膨出手段と、複数の濾過板のそれぞれの周囲に亘って配置され、各濾過板に対して常時張力を付加する張力付加手段とを有する、吸引式濾過濃縮装置において、
   前記濾布は、上下方向に延びる複数の縫い目により、対応する濾過板の横方向に区分され、各区分ごとに前記濾過室を形成し、
   隣合う縫い目によって区分される前記濾布の部分の横方向の長さは、その上下方向全体に亘って、該区分に相当する前記支持板の横方向長さより長く設定され、それにより、前記各区分は、前記濾布の膨出の際の膨出余裕しろを備え、
   前記濾過板の外周には、該濾過板を囲む濾過枠が設けられ、
   前記濾布の上部は、前記濾過枠の上部より懸架支持され、
   前記濾布の下部には、おもり部材が取り付けられ、その重さにより前記濾布に対して下方に張力が加えられる、ことを特徴とする吸引式濾過濃縮装置。

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