JP4481151B2 - 汚泥の脱水乾燥装置 - Google Patents

Description

本発明は、汚泥の脱水乾燥装置に係り、特に、汚泥に加温流体を供給して脱水乾燥し乾燥ケーキを形成する汚泥の脱水乾燥装置に関する。

従来から、上水処理場、下水処理場、製造事業所等から排出される汚泥は、濾板などの脱水機により脱水処理されている。
近年、埋立地の減少により汚泥処理費が高騰しているため、汚泥を脱水乾燥装置により脱水乾燥することにより、汚泥を軽量化することが増えている。このような汚泥の脱水乾燥装置の従来例が、特開２００１‐２３２１０９号公報（特許文献１）に開示されている。
この従来の汚泥の脱水乾燥装置においては、１対の濾板に、濾布及び膜（ダイヤフラム）を取り付け、この膜を介して汚泥（ケーキ）を温水等の加温流体により加熱すると共に汚泥を真空状態とすることで、脱水効率及び乾燥効率を高めるようにしている。

また、従来の一般的な汚泥の脱水乾燥装置においては、伝熱媒体である膜（ダイヤフラム）には、耐熱性及び可撓性が必要であるため、耐熱性を高めたポリプロピレン系、ポリエチレン系、或いは、ゴム系で、５〜１０ｍｍ程度の厚みを有するものが使用されている。

特開２００１‐２３２１０９号公報

しかしながら、膜を介して汚泥（ケーキ）を加熱するタイプの汚泥の脱水乾燥装置においては、脱水及び乾燥に長時間を要するものとなっていた。さらに、汚泥の脱水乾燥装置は、バッチ式により汚泥を脱水乾燥処理するため、設備の規模が１バッチの処理時間に比例する。しかも、濾板には耐熱性が要求されるため、濾板は、高価なものになっている。
従って、汚泥の脱水乾燥装置の分野においては、設備コストを低減させるために、脱水及び乾燥を迅速に行うことが可能で、且つ、濾板を安価なものとすることができる汚泥の脱水乾燥装置が要望されている。

そこで、本発明は、従来からの要望を満たすためになされたものであり、脱水時間及び乾燥時間を短縮して設備コストを低減させることができる汚泥の脱水乾燥装置を提供することを目的としている。
また、本発明は、濾板を安価なものとして設備コストを低減させることができる汚泥の脱水乾燥装置を提供することを目的としている。
さらに、本発明は、低コストで実用上必要な耐用回数を得ることができる膜及び／濾布の固定構造を備えた汚泥の脱水乾燥装置を提供することを目的としている。

上記の目的を達成するために、本発明は、汚泥に加温流体を供給して脱水乾燥し乾燥ケーキを形成する汚泥の脱水乾燥装置であって、少なくとも１対の濾板であって、この濾板が、芯板と、この芯板の両面に設けられ濾室を形成する濾布と、少なくとも一方の面の濾布の背面側に設けられ加温流体用の流体室を形成する膜とを有する濾板と、濾室内に汚泥を加圧して供給する汚泥供給手段と、濾室内を減圧する減圧手段と、この減圧状態で汚泥を脱水乾燥するために流体室に加温流体を供給する加温流体供給手段と、汚泥の濾液を濾室から外部に排出する濾液排出手段と、を有し、膜が０．０５ｍｍ〜３．００ｍｍの厚みを有し、濾板は、汚泥が供給される汚泥送液口及びこの汚泥送液口と濾室を連通する汚泥送液流路を形成する汚泥送液口用部品と、濾液が排出される濾液口及びこの濾液口と濾布と膜とにより形成された空間を連通する濾液流路を形成する濾液口部品とを備え、芯板及び汚泥送液口用部品、並びに、芯板及び濾液口部品が、それぞれ、濾室に連通しない加温流体用の流体室を形成するように、膜を挟んで固定し、汚泥送液口用部品は濾布及び膜を挟む面を有し、この挟む面の外側に汚泥送液口用部品の中心から外周に向けて１５度〜７５度の角度を有するテーパ部が形成され、濾布及び膜がこのテーパ部に沿って可動し、濾液口部品は、上記膜を挟む面を有し、この挟む面の外周側に濾液口部品の中心から外周に向けて１５度〜７５度の角度を有するテーパ部が形成され、膜がこのテーパ部に沿って可動し、さらに、濾液口部品のテーパ部に横穴状の濾液流路が形成されていることを特徴としている。
このように構成された本発明においては、濾室の汚泥は、先ず、両面に設けられた濾布により濾過されて濃縮され、次に、減圧状態で、流体室に供給された加温流体により、少なくとも一面から膜を介して加熱及び加圧され、脱水乾燥される。このとき、膜が０．０５ｍｍ〜３．００ｍｍの厚みであるので、乾燥速度が従来のものと比べ極めて早いので、全時間（全処理時間）が大幅に短くなり、その結果、設備を小形化でき、設備コストを低減させることができる。
また、本発明においては、汚泥送液口及び濾液口を、芯板とは別部品である汚泥送液口用部品及び濾液口部品により形成したため、濾板の製造コストが低減され、また、濾板の組立作業も簡素化される。また、芯板及び汚泥送液口用部品、並びに、芯板及び濾液口部品が、それぞれ、濾室に連通しない加温流体用の流体室を形成するように、膜を挟んで固定しているので、膜を簡易に固定することができる。
さらに、本発明においては、膜が、汚泥送液口用部品及び濾液口部品のそれぞれのテーパ部の面に沿って可動するので、膜の局部的な伸びを防止することができる。本発明のように、厚みの薄い膜を使用する場合には、極めて効果的である。また、濾液口部品のテーパ部に横穴状の濾液流路が形成されているので、曲げ強度が大きくなり、また、部品が変形を起こし難い構造となっている。

本発明は、好ましくは、更に、膜を膨らませて濾室の容積を減少させて汚泥を濾過するように、膜を加圧する加圧手段を有する。
このように構成された本発明によれば、加圧手段により、汚泥を脱水乾燥前に圧搾してより効果的に濾過することができるので、乾燥時間をより短縮することが出来る。

本発明において、好ましくは、膜の材質は、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、ナイロン、フッ素樹脂、又は、ゴムである。
本発明において、好ましくは、膜は、０．０５ｍｍ〜１．００ｍｍの厚みを有する。

本発明において、好ましくは、膜の材質は、フッ素樹脂である。
この発明においては、フッ素樹脂が、耐熱性及び耐薬品性に優れており、さらに、熱伝導率が高温になると高くなるため、膜として優れた特性を発揮することができる。
本発明において、好ましくは、膜は、その表面に濾液の流路となる溝や凹凸形状の無いシート形状である。
このように構成された本発明によれば、膜をシート形状としたので、膜として市販のシートを利用することができ、膜の成形コストを低減させることができる。

本発明は、好ましくは、更に、濾布と膜との間に設けられたメッシュ形状の部材を有し、この部材のメッシュ形状により、汚泥の乾燥ケーキの厚みが変化すると共に濾液の流路が形成される。
このように構成された本発明においては、メッシュ形状の部材により、乾燥ケーキの厚みが変化するので、ケーキの剥離性が向上し、さらに、濾液の流路を確保することができる。

本発明において、好ましくは、芯板に、加温流体が供給される加温流体用供給流路、この加温流体用供給流路と上記流体室を連通する加温流体用入口通路、加温流体が排出される加温流体用排出通路、この加温流体用排出通路と流体室を連通する加温流体用出口通路が形成されている。

本発明において、好ましくは、濾液口部品のテーパ部の先端部に、濾液流路とテーパ部の反対面を連通する連通部が形成されている。
このように構成された本発明においては、濾液流路の開口が膜により塞がれる場合でも、濾液が、連通部を介して、濾室から濾液口に確実に抜けることができる。

本発明において、好ましくは、濾液口部品のテーパ部の反対面側に濾布が取り付けられ、このテーパ面の反対側面と濾布との間にテーパ部の先端を超えて延びるように濾布を保護する保護部材が配置されている。
このように構成された本発明においては、濾布がテーパ部の先端に押し付けられても、濾布は、保護部材により、保護され、破損に至ることが防止される。

本発明において、好ましくは、汚泥送液口用部品及び濾液口部品は、それぞれ、芯板の表側及び裏側から差し込まれる表側部品と裏側部品とから構成され、これらの一方の部品には外周側に凹部が形成され、他方の部品には内周側に凹部が形成され、これらの凹部に弾性変形可能な固定用部材が配置され、これらの表側部品と裏側部品を芯板に差し込んだとき、固定用部材が弾性変形することにより表側部品と裏側部品が互いに固定されるようになっている。
このように構成された本発明においては、表側部品と裏側部品を芯板に差し込んだとき、汚泥送液口用部品及び濾液口部品をそれぞれの凹部に配置された固定用部材が弾性変更することにより、互いに固定するようにしているので、部品が小さくなり、それにより、濾過面積を減じなくてもよい。さらに、ボルトなどを使用する必要がないので、取り付けが容易となる。

本発明において、好ましくは、汚泥送液口用部品及び濾液口部品は、それぞれ、芯板の表側及び裏側から差し込まれる表側部品と裏側部品とから構成され、これらの部品の外周側に凹部が形成され、芯板の内周側には凹部が形成され、これらの凹部に弾性変形可能な固定用部材を配置し、これらの表側部品と裏側部品を芯板に差し込んだとき、固定用部材が弾性変形することにより表側部品と裏側部品が芯板に固定されるようになっている。
このように構成された本発明においては、表側部品と裏側部品を芯板に差し込んだとき、これらの部品及び芯板の凹部に配置された固定部材により、部品を芯板に固定するようにしているので、部品が小さくなり、それにより、濾過面積を減じなくてもよい。さらに、ボルトなどを使用する必要がないので、取り付けが容易となる。

本発明において、好ましくは、芯板及び汚泥送液口用部品が、膜及び濾布を挟んで固定している。
このように構成された本発明において、膜が濾布と共に固定されているので、膜を濾布により保護することができる。

本発明において、好ましくは、膜と濾布との間に通気性のある保護部材が配置され、芯板及び汚泥送液口用部品、並びに、芯板及び濾液口部品が、それぞれ、膜及び保護部材を挟んで固定している。
このように構成された本発明においては、通気性のある保護部材が膜と濾布との間に配置されているので、膜を確実に保護することができ、さらに、熱伝導抵抗を低減させて、膜から直接汚泥に加温流体の熱を伝達することができる。

本発明は、汚泥に加温流体を供給して脱水乾燥し含水率の低い乾燥ケーキを形成する汚泥の脱水乾燥装置であって、少なくとも１対の濾板であって、この濾板が、芯板と、この芯板の両面に設けられ濾室を形成する濾布と、少なくとも一方の面の濾布の背面側に設けられ加温流体用の流体室を形成する膜とを有する濾板と、膜及び／又は濾布のぞれぞれの端部を芯板の外周部のほぼ全周に沿って固定する固定手段と、を有することを特徴としている。
このように構成された本発明によれば、固定手段により、膜及び／又は濾布のぞれぞれの端部を芯板の外周部のほぼ全周に沿って固定されているので、実用上必要な耐用回数を得ることができる。

本発明において、好ましくは、芯板は矩形形状であり、固定手段は、膜及び／又は濾布のぞれぞれの端部を、芯板の外周部の４隅を除く全周に沿って固定する。
本発明において、好ましくは、固定手段は、膜及び／又は濾布のぞれぞれの端部を、芯板の外周側面のほぼ全周に沿って固定する。
本発明において、好ましくは、芯板の両面の外周端部には、芯板のほぼ全周に沿って固定用空間が形成され、固定手段は、膜及び／又は濾布のぞれぞれの端部をこの固定用空間を利用して芯板の両面の外周端部のほぼ全周に沿って固定する。

本発明において、好ましくは、固定手段は、濾板の各面の上記膜及び／又は濾布の端部が上記芯板の外周側面にて折り返されてそれぞれ挿入用空間を形成する折返部と、これらの挿入用空間内にそれぞれ挿入され且つ剛性を有する丸棒と、これらの丸棒を互いに引き合うように固定する結束バンド手段を有する。
本発明において、好ましくは、固定手段の折返部は、膜及び／又は濾布の端部を折り返してそれ自体に縫製することにより形成されている。
このように構成された本発明においては、固定手段の折返部が、膜及び／又は濾布の端部を折り返してそれ自体に縫製することにより形成されているので、膜及び／又は濾布の固定構造の低コスト化を図ることが出来る。

本発明において、好ましくは、固定手段は、濾板の各面の膜及び／又は濾布の端部を芯板の外周部に押え付ける単一又は複数の押え板と、この押え板を介して膜及び／又は濾布の端部を芯板の外周部に固定する押え板固定手段を有する。
本発明において、好ましくは、固定手段は、濾板の各面の膜及び／又は濾布の端部と芯板の外周側面にて接続されるテープ状部材を有し、濾板の各面のこれらのテープ状部材が互いに接続されることにより、膜及び／又は濾布のぞれぞれの端部が芯板の外周部のほぼ全周に沿って固定されるようになっている。
本発明において、好ましくは、固定手段のテープ状部材は、濾板の各面の膜及び／又は濾布の端部と縫製により接続されている。

本発明は、汚泥に加温流体を供給して脱水乾燥し含水率の低い乾燥ケーキを形成する汚泥の脱水乾燥装置であって、少なくとも１対の濾板であって、一方の濾板が、芯板と、この芯板の両面に設けられ濾室を形成する濾布とを有し、他方の濾板が、芯板と、この芯板の両面に設けられ加温流体用の流体室を形成する膜とを有する一対の濾板と、膜及び濾布のぞれぞれの端部を上記芯板の外周部のほぼ全周に沿って固定する固定手段と、を有することを特徴としている。

以下、添付図面を参照して、本発明による汚泥の脱水乾燥装置の実施形態について説明する。
図１は、本発明による汚泥の脱水乾燥装置の実施形態を示す全体構成図である。図１に示すように、本実施形態による汚泥の脱水乾燥装置１は、脱水乾燥装置本体（フィルタープレス）２を備えている。この脱水乾燥装置本体（フィルタープレス）２は、詳細は後述する濾室を形成するための複数の濾板４と、これらの濾板４の両端部に配置され濾板４を締め付けるための締付装置６から構成されている。この締付装置６は、複数の濾板４の一端（図１では左端）に固定配置された固定締付板６ａと、他端（図１では右端）に移動可能に配置された可動締付板６ｂと、この可動締付板６ｂに対して押圧力を作用させて濾板４を締め付ける押圧装置６ｃを備えている。

さらに、詳細は後述するが、脱水乾燥装置本体２は、脱水乾燥装置本体２に汚泥を供給するための汚泥供給ライン８、汚泥中に含まれる濾過された濾液を排出するための濾液排出ライン１０、脱水乾燥装置本体２に汚泥を圧搾するための圧縮空気を供給するための圧縮空気供給ライン１２、脱水装置乾燥装置本体４に加温流体である蒸気を供給するための蒸気供給ライン１４、蒸気ドレンを排出するための蒸気ドレン排出ライン１６、脱水乾燥装置本体２の濾室内を真空とするための減圧ライン１８を備えている。

次に、図２乃至図１０により、本実施形態による汚泥の脱水乾燥装置１の脱水乾燥装置本体２の詳細構造を説明する。図２は、本実施形態による濾板を示す正面図であり、図３は図２のＡ‐Ａ線に沿って見た断面図であり、図４は図２のＢ‐Ｂ線に沿って見た断面図であり、図５は図２のＣ‐Ｃ線に沿って見た断面図であり、図６は図２のＤ‐Ｄ線（Ｅ‐Ｅ線）に沿って見た断面図である。また、図７は図２のＢ‐Ｃ線に沿って見た断面を模式的に拡大して示す断面図であり、図８は図２のＤ‐Ｄ線に沿って見た断面を模式的に拡大して示す断面図であり、図９は、本実施形態の要部の断面を模式的に拡大して示す全体構成図である。また、図１０は本実施形態のメッシュを拡大して示す拡大平面図である。ここで、図３乃至図６は、濾板４を実際の寸法で示した断面図であり、図７乃至図９は、芯板、濾室、濾布、膜、メッシュ等の構造を容易に理解できるように濾板４を実際とは異なる寸法で示した断面図である。

先ず、図２に示すように、濾板４には、右側上方に、上述した汚泥供給ライン８から供給される汚泥を送液するための汚泥送液口２０が設けられ、左側下方に、汚泥が濾過されて生じる濾液を排出するための濾液口２２が設けられている（図７、図９参照）。さらに、濾板４の左側上方には、上述した圧縮空気供給ライン１２から供給される圧縮空気及び蒸気供給ラインから供給される加温流体（蒸気）のための圧縮空気＆加温流体用供給流路２４が設けられ、右側下方には、圧縮空気＆加温流体用排出流路２５が設けられ、ている（図８、図９参照）。

次に、図７に示すように、濾板４は、その中央部に配置された芯板２６、並びに、上述した汚泥送液口２０を形成するための汚泥送液口用部品２８、及び、濾液口２２を形成するための濾液口用部品３０を備えている。
さらに、濾板４は、芯板２６の両面に取り付けられ、隣接する他の芯板２６の一面と共に濾室３２を形成して汚泥を収容する濾布３４を備え、さらに、この濾布３４の背面側にメッシュ３６を介して取り付けられた膜（ダイヤフラム）３８を備えている。
ここで、膜（ダイヤフラム）３８は、図示のように、濾板４の両面に設けられても良いし、また、一方の面（一面）のみに設けるようにいても良い。

汚泥送液口用部品２８には、濾室３２と連通する汚泥送液流路４０が形成されており、汚泥送液口２０に供給された汚泥を濾室３２に供給できるようになっている。また、濾液口用部品３０には、濾布３４と膜３８との間に形成された空間と連通する濾液流路４２が形成されており、濾布３４により濾過された汚泥中の濾液を濾液口２２に集めることができるようになっている。

ここで、メッシュ３６は、図１０に示すように、伝熱効果を低下させないようにメッシュ状の空間３６ａを含み且つ凹凸部材３６ｂにより凹凸形状に形成されている。メッシュ３６の凹凸部品３６ｂにより、濾布３４と膜３８との間に形成された空間に濾液の流路が形成され、濾布３４により濾過された汚泥の濾液が、この流路を通り、濾液流路４２を経由して、濾液口２２に集めることができるようになっている。
また、メッシュ３６の凹凸部材３６ｂにより、乾燥ケーキの表面に凹凸が形成され、乾燥ケーキが凹凸部で破断されて粉々になるため、乾燥ケーキを濾板４から払い落すとき、剥離性が大幅に向上する。このため、従来必要であった乾燥ケーキを払い落すための自動装置が不要となる。
なお、汚泥（ケーキ）に十分な流路が形成され、且つ、濾布からの剥離性が良ければ、メッシュは不要となる。例えば、チタンや二酸化珪素といった硬質の粉末材料の場合である。また、濾板のサイズが小さい場合（約□１０００ｍｍ以下）も、濾液流路が短くなるため、メッシュが不要となる。

次に、図８に示すように、濾板４の芯板２６には、上述した圧縮空気＆加温流体用供給流路２４及び圧縮空気＆加温流体用排出流路２５が、別部品ではなく、芯板２６と一体的に形成されている。また、濾板４の両面において、芯板２６と膜３８の間には、圧縮空気＆加温流体用流体室４４が形成されている。
芯板２６には、圧縮空気＆加温流体用供給流路２４と圧縮空気＆加温流体用流体室４４とを連通させるための圧縮空気＆加温流体用入口流路４６が形成され、また、圧縮空気＆加温流体用流体室４４と圧縮空気＆加温流体用排出流路２５とを連通させるための圧縮空気＆加温流体用出口流路４８が形成されている。
ここで、図８に示すように、膜３８は、濾板４の両側に設けられているが、濾板４の一方の面のみに設けるようにしても良い。この場合には、一方の面にのみ、圧縮空気＆加温流体用流体室４４、圧縮空気＆加温流体用入口流路４６、及び、圧縮空気＆加温流体用出口流路４８が形成されることになる。
さらに、膜３８を両面に設けた濾板４と、両面ともに膜を設けていない濾板４を交互に配置するようにしても良い。

次に、図９により、上述した汚泥供給ライン８、汚泥中に含まれる濾過された濾液を排出するための濾液排出ライン１０、圧縮空気供給ライン１２、蒸気供給ライン１４、蒸気ドレン排出ライン１６、及び、減圧ライン１８について詳細に説明する。
先ず、汚泥供給ライン８には、汚泥を貯蔵する濃縮槽５０と、開閉弁Ｖ３、汚泥を開閉弁Ｖ３を経由して濾板４の濾液送液口２０に供給するための送泥ポンプ５２が設けられている。
濾液排出ライン１０には、開閉弁Ｖ４、濾板４の濾液口２２から排出される濾液の気水分離を行うための気水分離タンク５４が設けられている。

圧縮空気供給ライン１２には、開閉弁Ｖ１、濾板４の圧縮空気＆加温流体用供給流路２４に圧縮空気を供給するための圧縮機５６が設けられている。
蒸気供給ライン１４には、開閉弁Ｖ２、濾板４の圧縮空気＆加温流体用供給流路２４に蒸気を供給するためのボイラ５８が設けられている。このボイラ５８は、蒸気を供給する。なお、蒸気の代わりに、加温流体として、温水を供給するようにしても良い。
蒸気ドレン排出ライン１６には、濾板４の圧縮空気＆加温流体用排出流路２５から排出された蒸気ドレンをボイラ５８に戻すスチームトラップ６０が設けられている。

減圧ライン１８には、濾板４の濾液口２２から排出された濾液の内、気水分離タンク５４により気水分離された気体分を吸引して、濾板４内を所定の真空度に減圧するための真空ポンプ６２が設けられ、さらに、この気体分を凝縮させるためのクーリングタワー６４、冷却水循環ポンプ６６、凝縮器６８が設けられている。

次に、上述した本実施形態の汚泥の脱水乾燥装置が実行する基本動作、即ち、濾過工程、圧搾工程、脱水乾燥工程、開枠準備工程、及び、開枠工程について、順番に説明する。
最初の濾過工程においては、開閉弁Ｖ５を開き大気に開放し、濃縮槽５０に貯蔵された汚泥（濃度４．２重量％）を送泥ポンプ５２によって開閉弁Ｖ３を経由して汚泥送液口２０に供給する。汚泥は、汚泥送液口２０から、汚泥送液流路４０を経由して濾室３２に至る。汚泥は、送泥ポンプ５２の吐出圧力により最大０．４３ＭＰａまで加圧され、濾布３４により濾過されることで、濃縮される。濾液は、濾布３４の背面側に達するとメッシュ３６により形成された流路を通り、濾液流路４２を経由して、濾液口２２に流れ込み、気水分離タンク５４及び開閉弁Ｖ４を通り、外部に排出される。

圧搾工程においては、送泥ポンプ５２を停止すると共に開閉弁Ｖ３及び開閉弁Ｖ５を閉じ、圧縮空気を圧縮機５６から開閉弁Ｖ１を経由して圧縮空気＆加温流体用供給流路２４に供給する。圧縮空気は、圧縮空気＆加温流体用入口流路４６を経由して圧縮空気＆加温流体用流体室４４に達し、０．７ＭＰａまで加圧される。膜３８は、メッシュ３６及び濾布３４と共に濾室３２の容積を減じる方向に膨らみ、汚泥が濾布３４により濾過されることにより、圧搾脱水が行われる。
なお、この圧搾工程は、省略しても良い。

脱水乾燥工程においては、開閉弁Ｖ１を閉じて圧縮空気の供給を止め、開閉弁Ｖ５を開いて圧縮空気＆加温流体用排出流路２５を大気に開放し、装置内の圧縮空気を排気する。
次に、開閉弁Ｖ４及びＶ５を開き、ボイラ５８から加温流体として１２０℃の蒸気を圧縮空気＆加温流体用供給流路２４に供給する。蒸気は、圧縮空気＆加温流体用入口流路４６を経由して圧縮空気＆加温流体用流体室４４に達する。蒸気は、汚泥を脱水及び加熱して蒸気ドレンとなり、この蒸気ドレンは、圧縮空気＆加温流体用出口流路４８を経由して圧縮空気＆加温流体用排出流路２５に達し、スチームトラップ６０によって排出されボイラ５８に戻される。

脱水乾燥工程においては、同時に、真空ポンプ６２、クーリングタワー６４及び冷却水循環ポンプ６６を稼動し、凝縮器６８、気水分離タンク５４、濾液口２２、濾液流路４２、膜３８と濾布３４との間、及び、濾室３２を所定の真空度に減圧する。ここで、所定の真空度は、‐９５〜‐９２ｋＰａとなる程度の減圧状態である。

開枠準備工程においては、濾室３２の温度Ｔ２が１１０℃に達すると、開閉弁Ｖ２を閉じて蒸気の供給を停止し、次に、開閉弁Ｖ５を開いて圧縮空気＆加温流体用出口流路４８を大気に開放し、装置内の蒸気を排気する。
次に、真空ポンプ６２、クーリングタワー６４及び冷却水循環ポンプ６６を停止し、開閉弁Ｖ４を開いて濾液口２２及び濾室３２を大気に開放して大気圧とする。
圧縮空気＆加温流体用供給流路２４（圧力センサＰ１）及び濾液口２２（圧力センサＰ３）が大気圧となった時点で、閉枠準備工程を終了する。

開枠工程においては、濾板４を１枚ずつ開き、乾燥ケーキを排出する。このとき、メッシュ３６により、乾燥ケーキの厚みが変化しているので、容易に破断する。

次に、図１１乃至図１４により、汚泥送液口用部品２８及び濾液口用部品３０の詳細構造及び芯板２６への取付構造を説明する。
図１１は汚泥送液口用部品を芯板へ取り付けた状態を示す濾板の拡大部分断面図であり、図１２は濾液口用部品を芯板へ取り付けた状態を示す濾板の拡大部分断面図であり、図１３は図１２の要部拡大断面図であり、図１４は濾液口用部品を示す平面図（図１４（ａ））及び断面図（図１４（ｂ））である。

図１１に示すように、汚泥送液口用部品２８は、濾板４の芯板２６の表側及び裏側から差し込まれる表側部品２８ａと裏側部品２８ｂとを有している。表側部品２８ａの外周側には凹部７０ａが形成され、一方、裏側部品２８ｂの内周側にも凹部７０ｂが形成され、さらに、これらの凹部７０ａ，７０ｂのそれぞれに固定用部材であるＯリング７２が嵌め込まれている。このようにして、これらの表側部品２８ａ及び裏側部品２８ｂを芯板２６に差し込んだとき、Ｏリング７２により、両部品２８ａ，２８ｂが互いに固定され、その結果、汚泥送液口用部品２８が芯板２６に固定される。
また、芯板２６及び汚泥送液口用部品２８は、膜３８及び濾布３４の両者を挟んで固定している。

本実施形態では、汚泥送液口２０を濾板４の芯板２６に直接的に形成せず、汚泥送液口用部品２８により形成し、この汚泥送液口用部品２８を芯板２６に差し込むようにしたので、濾板４の組立作業が簡素化され、さらに、濾板４の製造コストを低減することができる。
また、本実施形態では、汚泥送液口用部品２８の表側部品２８ａ及び裏側部品２８ｂを芯板２６に差し込んだとき、それぞれの凹部に設けられたＯリング７２により、両部品２８ａ，２８ｂを互いに固定するようにしているので、各部品をボルト等で締め込む構造と比べ、濾過面積を減じる必要がなく、部品が小さくなり、芯板への取り付けが容易となり、流路の濾過面に対する向きの調整が容易となり、さらに、Ｏリングにより、各部品及び芯板の熱膨張・収縮が吸収できるので、緩むことなく各部品を芯板に固定できる。
さらに、本実施形態では、芯板２６及び汚泥送液口用部品２８により、膜３８及び濾布３４の両者を挟んで固定しているので、膜３８は濾布３４により保護されることになり、膜３８の汚泥送液流路４０との接触が、濾布３４により遮られるようになっている。

図１２及び図１３に示すように、同様に、濾液口用部品３０も、濾板４の芯板２６の表側及び裏側から差し込まれる表側部品３０ａと裏側部品３０ｂとを有している。表側部品３０ａの外周側には凹部７０ａが形成され、一方、裏側部品３０ｂの内周側にも凹部７０ｂが形成され、さらに、これらの凹部７０ａ，７０ｂのそれぞれに固定用部材であるＯリング７２が嵌め込まれている。このようにして、これらの表側部品３０ａ及び裏側部品３０ｂを芯板２６に差し込んだとき、Ｏリング７２により、両部品３０ａ，３０ｂが互いに固定され、その結果、汚泥送液口用部品３０が芯板２６に固定される。
また、芯板２６及び汚泥送液口用部品３０は、膜３８を挟んで固定しており、一方、濾布３４は表側部品３０ａの外側面に固定されている。

本実施形態では、濾液口用部品３０においても、上述した汚泥送液口用部品２８と同様に、濾液口２２を濾板４の芯板２６に直接的に形成せず、濾液口用部品３０により形成し、この濾液口用部品３０を芯板２６に差し込むようにしたので、濾板４の組立作業が簡素化され、さらに、濾板４の製造コストを低減することができる。
また、本実施形態では、濾液口用部品３０の表側部品３０ａ及び裏側部品３０ｂを芯板２６に差し込んだとき、それぞれの凹部に設けられたＯリング７２により、両部品３０ａ，３０ｂを互いに固定するようにしているので、各部品をボルト等で締め込む構造と比べ、濾過面積を減じる必要がなく、部品が小さくなり、芯板への取り付けが容易となり、流路の濾過面に対する向きの調整が容易となり、さらに、Ｏリングにより、各部品及び芯板の熱膨張・収縮が吸収できるので、緩むことなく各部品を芯板に固定できる。
さらに、本実施形態では、芯板２６及び濾液口用部品３０により、膜３８を挟んで固定しているので、簡易な構造とすることができる。また、複数の濾板４を締付装置６により締め付けるので、圧縮空気＆加温流体用流体室４４、汚泥送液口２０及び濾液口２２を分離及びシールすることが出来る。

次に、図１３及び図１４により、濾液口用部品３０の詳細構造を説明する。図１３及び図１４に示すように、濾液口用部品３０の表側部品３０ａと裏側部品３０ｂは、それぞれ、膜３８を挟む面７４を有し、この挟む面７４の外周側に、部品の中心から外周に向けて１５度〜７５度の角度θのテーパ部７６が形成されている。さらに、このテーパ部７６には、７つの横穴形状の濾液流路４２が半径方向に延びるように形成されている（図１４（ａ）参照）。
また、濾液口部品３０のテーパ部７６の先端部には、各濾液流路４２とテーパ部７６の反対面７８とを連通する７つの連通穴（切欠きでも良い）８０がそれぞれ形成されている。
さらに、濾液口部品３０のテーパ部７６の反対面７８側に濾布３４が取り付けられており、このテーパ部７６の反対面７８と濾布３４との間にテーパ部７６の先端を超えて延びるように濾布３４を保護するメッシュ状の保護部材８２が設けられている。

本実施形態においては、濾液口用部品３０の膜３８を挟む面７４の外周側に、部品の中心から外周に向けて１５度〜７５度の角度θのテーパ部７６が形成されているため、膜３８は、このテーパ部７６の面に沿うように可動するので、膜３８に局部的な伸びが発生しない。後述するように、本実施形態において、膜３８の厚みは従来のものと比べて相当薄くなっているため、膜３８が可動せず局部的な伸びが発生すると、それにより、膜３８が破断することになるが、本実施形態によれば、膜の局部的な伸びは発生しないようになっている。
また、本実施形態では、濾液口用部品３０自体に半径方向に延びる横穴形状の濾液流路４２が形成されているため、部品の面を切り欠いて濾液流路を形成する場合と比べて、閉枠時の曲げ強度が大きくなり、また、変形を起こし難い構造となっている。

また、上述した圧搾工程及び脱水乾燥工程において、膜３８がテーパ部７６の面に沿うように可動することにより、濾液流路４２の開口が膜３８により塞がれ、それにより、濾液及び蒸発気体が濾室３２から、濾液口２２に抜け難くなるが、本実施形態では、濾液口部品３０に各濾液流路４２とテーパ部７６の反対面７８とを連通する７つの連通穴（切欠きでも良い）８０がそれぞれ形成されているため、この連通穴８０により、濾液及び蒸発気体が濾室３２から濾液口２２に確実に抜けることができる。

さらに、濾布３４は濾液口部品３０のテーパ部７６の反対面７８側に取り付けられているので、加圧濾過時に、濾布３４がテーパ部７６の先端に押し付けられるが、本実施形態によれば、テーパ部７６の反対面７８と濾布３４との間にテーパ部７６の先端を超えて延びるメッシュ状の保護部材８２が設けられているので、濾布３４は保護され、破損に至ることが防止される。

図１３及び図１４により、濾液口用部品３０の詳細構造のみを説明したが、汚泥送液口用部品２８も、図１１に示すように、同様な構造を有している。即ち、汚泥送液口用部品２８は、膜３８を挟む面７４、テーパ部７６、反対面７８、連通穴（切り欠）８０を備えている。なお、汚泥送液口用部品２８においては、膜３８及び濾布３４の両者が、芯板２６及び汚泥送液口用部品２８に挟まれて固定されているため、保護部材８２は設けられていない。
本実施形態によれば、汚泥送液口用部品２８も、上述した濾液口用部品３０と同様に、保護部材８２による効果を除き、同様な作用効果を奏することができる。

次に、図１５により、本実施形態による濾液口用部品の変形例を説明する。図１５は、本実施形態による濾液口用部品の変形例を芯板へ取り付けた状態を示す濾板の拡大部分断面図である。
図１５に示すように、濾液口部品９０は、それぞれ、濾板４の芯板２６の表側及び裏側から差し込まれる表側部品９０ａと裏側部品９０ｂとから構成されている。これらの表側部品９０ａ及び裏側部品９０ｂには、それぞれ、外周側に凹部７０ａが形成され、芯板２６の内周側には凹部７０ｂが形成され、これらの凹部７０ａ，７０ｂに固定用部材でありＯリング７２を配置している。このようにして、これらの表側部品９０ａ及び裏側部品９０ｂを芯板２６に差し込んだとき、Ｏリング７２により、両部品９０ａ，９０ｂが、それぞれ、芯板２６に固定されるようになっている。
ここで、濾液口部品９０の他の構成は、上述した濾液口部品３０と同様である。
また、図示しないが、汚泥送液口用部品２８も、図１５に示す濾液口部品９０と同様な構成としても良い。

次に、図１６により、本発明の他の実施形態を説明する。図１６は本発明の他の実施形態を示す図７に相当する断面図である。
図１６に示すように、この実施形態では、膜３８と濾布３４との間に通気性のある保護部材９２が配置されている。さらに、芯板２６及び汚泥送液口用部品２８は、膜３８、保護部材９２及び濾布３４を挟むように固定し、一方、芯板２６及び濾液口部品３０は、膜３８及び保護部材９２を挟んで固定している。ここで、保護部材９２としては、例えば、織物等が好ましい。

膜３８が薄いと表面の細かな傷さえも破損原因になり得る。また、膜厚が薄いと局部的に伸びるため、膜を保護する必要がある。膜３８を保護するために膜と同様な材質のシート状のものを用いればその分の熱伝導抵抗が増し好ましくない。そこで、本実施形態によれば、上述したように、膜３８と濾布３４との間に通気性のある織物等の保護部材９２を配置するようにしたので、膜３８を確実に保護することができると共に、熱伝導抵抗を低減させ、膜３８から直接汚泥のケーキに加温流体の熱を伝達することができる。

次に、本実施形態による膜３８の厚みについて詳細に説明する。先ず、加温流体（蒸気や温水）から汚泥ケーキへの伝熱抵抗には、(1) 加温流体から膜への熱伝達抵抗、(2) 膜の熱伝導抵抗、(3) 膜から濾布への熱伝達抵抗、(4) 濾布の熱伝導抵抗、(5) 濾布から汚泥ケーキへの熱伝達抵抗、(6) 汚泥ケーキの熱伝導抵抗がある。一方、実用化されている汚泥の脱水乾燥装置における膜の厚みは、５〜１０ｍｍであり、この範囲の厚みでは、伝熱抵抗に対する膜厚の影響は小さく、乾燥速度に著しい差異はないと認識されていた。また、膜として使用されているポリプロピレン等は、本来は、断熱材として使用されるものであるため、改良の余地はないものと認識されていた。

このような状況のもとで、本発明者らは、(2) 膜の熱伝導抵抗に着目し、膜の厚みに関し鋭意研究開発することにより、膜厚が３．００ｍｍ以下になると膜の伝熱量が急激に高まり、乾燥速度が速くなることを見い出した。また、膜厚が０．０５ｍｍ未満では、機械的強度面で耐性が問題となることも見出した。

図１７は、比較例１〜３、及び、実施例１〜４における、膜厚と乾燥速度等との関係を示す図であり、図１８は、膜厚と乾燥速度との関係を示す線図である。
図１７において、比較例１〜３は、従来の汚泥の脱水乾燥装置に用いられていた膜厚を使用した例である。膜厚は、比較例１で９ｍｍ、比較例２で７ｍｍ、比較例３で５ｍｍとなっている。
一方、本発明の実施例１〜４において、膜厚は、実施例１で３ｍｍ、実施例２で１ｍｍ、実施例３で０．２ｍｍ、実施例４で０．１ｍｍとなっている。
膜材質としては、比較例１〜３及び実施例２は、ポリプロピレン（ＰＰ）とポリエチレン（ＰＥ）との合成物、実施例１は、ポリエチレン（ＰＥ）、実施例２及び３は、フッ素樹脂を使用した。
比較例１〜３、及び、実施例１〜４における、濾過時間、圧搾時間、全時間（全ての工程の合計時間）、乾燥ケーキの厚み、含水率、乾燥速度は、図１７に示す通りである。

図１７及び図１８に示されているように、従来の膜厚である膜厚が５ｍｍ〜１０ｍｍの範囲では、乾燥速度は、ほとんど変化しないが、膜厚が３ｍｍ以下の領域では、乾燥速度は、著しく速くなっている。
この結果、実施例１〜４では、乾燥速度が著しく速くなっているので、その分、乾燥時間も著しく短縮される。
本実施形態において、膜厚は、０．０５ｍｍ〜３．００ｍｍの範囲が好ましい。また、膜厚が、０．０５ｍｍ〜１．００ｍｍの範囲が更に好ましい。さらに、膜厚の機械的強度及び乾燥速度を考えると、膜厚が、０．２ｍｍが最も好ましい。
具体的には、膜厚が０．２ｍｍである実施例３と、従来の平均値である７ｍｍの膜厚の比較例２を比べた場合、実施例３は、比較例２よりも、乾燥速度で７．４倍、全時間で１／４．９となるので、本実施形態によれば、装置規模は、従来のものと比べ約５分の１となり、設備費を大幅に低減することができる。

次に膜の材質について説明する。本実施形態において、膜３８の材質は、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、ナイロン、フッ素樹脂、及び、ゴムが好ましい。
膜は、加温流体に曝されるため、耐熱性が要求される。また、膜自体が高温になるため、耐薬品性も要求される。フッ素樹脂は、膜として一般的であるポリプロピレンに対し、耐熱性及び耐薬品性において圧倒的に優れており、さらに、比熱が小さく、熱伝導率が高いため、膜３８の材質としては、このフッ素樹脂が最も好ましい。
ここで、フッ素樹脂は、ポリプロピレンよりも高価であるため、費用対効果が得難いが、本実施形態では、膜厚が従来のものに比べ相当薄くなっているので、フッ素樹脂の膜を使用した場合であっても、十分な費用対効果を得ることができ、結局、従来のものよりも膜を安価に製作することができる。

さらに、本実施形態では、膜３８は、その表面に濾液の流路となる溝や凹凸形状の無いシート形状である。従来の膜のように、膜自体に流路を形成すると、膜の形成にコストがかかるが、本実施形態によれば、市販のシートを膜として使用することが出来るため、膜の成形コストを大幅に削減することが出来る。

次に、図１９乃至図２７を参照して、本実施形態における膜３８及び濾布３４の芯板２６への固定構造を説明する。図１９乃至図２７は、それぞれ、本実施形態の固定構造の実施例１乃至実施例７を示す部分側面図（図１９（ａ）〜図２７（ａ））及び部分断面図（図１９（ｂ）〜図２７（ｂ））である。
なお、図２８及び図２９は、それぞれ、固定構造の比較例１及び比較例２を示す部分側面図（図２８（ａ）及び図２９（ａ））及び部分断面図（図２８（ｂ）〜図２９（ｂ））である。
図１９乃至図２７に示された汚泥の脱水乾燥装置においては、便宜上、濾板４における膜３８及び濾布３４の芯板２６への固定構造のみが示され、図７及び図８等に示す他の構造は簡略化されている。また、図１９乃至図２７に示された汚泥の脱水乾燥装置においては、濾板４において、膜３８及び濾布３４の芯板２６への固定構造が示されているが、膜３８のみの芯板２６への固定構造、濾布３４のみの芯板２６への固定構造も同様でありそれらの説明は省略する。

図１９に示すように、本実施形態の汚泥の脱水乾燥装置の固定構造の実施例１においては、先ず、濾板４の芯板２６は矩形形状であるため、膜３８の端部３８ａ及び濾布３４の端部３４ａが、ぞれぞれ、芯板２６の外周部の４隅を除く全周に沿って延びるように形成されている。これらの膜３８の端部３８ａ及び濾布３４の端部３４ａは、互いに接着等により固定され、さらに、芯板３６の外周側面２６ａにおいて折り返されて折返部９８が形成され、この折返部９８が、膜３８の端部３８ａ及び濾布３４の端部３４ａと、接着又は溶着により接続される。この折返部９８により、挿入用空間１００が形成され、この挿入用空間１００内に、所定の剛性を有する丸棒１０２が挿入されている。丸棒１０２は、芯板２６の外周側面２６ａにおいて、芯板２６の両面（表面と裏面）の膜３８及び濾布３４にそれぞれ設けられ、これらの丸棒１０２は、芯板２６の外周に沿って所定間隔で設けられたプラスチック製の結束バンド１０４により互いに引き合い芯材２６の外周側面２６ａにおいて固定される。これにより、膜３８及び濾布３４が、丸棒７２及び結束バンド１０４により、芯板２６の外周側面２６ａのほぼ全周において、直線状に固定される。

この膜及び濾布の固定構造の実施例１によれば、後述するように、濾板４の膜３８及び濾布３４が破損し難いものとなり、さらに、汚泥送液口２０、濾液口２２、圧縮空気＆加温流体用流路２４，２５における汚泥、濾液、圧縮空気の供給及び排出において不良が生じることがない。

図２０は、図１９に示した実施例１の縫製タイプを示す部分側面図（図２０ａ）及び部分断面図（図２０ｂ）である。図２０に示すように、本実施形態の汚泥の脱水乾燥装置の固定構造の実施例１（縫製タイプ）においては、先ず、濾板４の芯板２６は矩形形状であるため、膜３８の端部３８ａ及び濾布３４の端部３４ａが、ぞれぞれ、芯板２６の外周部の４隅を除く全周に沿って延びるように形成されている。これらの膜３８の端部３８ａ及び濾布３４の端部３４ａは、互いに接着等により固定され、さらに、芯板３６の外周側面２６ａにおいて折り返されて折返部９８が形成され、この折返部９８が、膜３８の端部３８ａ及び濾布３４の端部３４ａと、糸１０６を用いた縫製により接続される。この折返部９８により、挿入用空間１００が形成され、この挿入用空間１００内に、所定の剛性を有する丸棒１０２が挿入されている。丸棒１０２は、芯板２６の外周側面２６ａにおいて、芯板２６の両面（表面と裏面）の膜３８及び濾布３４にそれぞれ設けられ、これらの丸棒１０２は、芯板２６の外周に沿って所定間隔で設けられたプラスチック製の結束バンド１０４により互いに引き合い芯材２６の外周側面２６ａにおいて固定される。これにより、膜３８及び濾布３４が、丸棒７２及び結束バンド１０４により、芯板２６の外周側面２６ａのほぼ全周において、直線状に固定される。
この実施例１（縫製タイプ）によれば、挿入空間１００を形成するために折返部９８を縫製により接続するようにしたので、上述した他のタイプの実施例１と同様な効果を奏すると共に、接着や溶着と比べ、後述する大幅な低コスト化を図ることができる。

図２１に示すように、本実施形態の汚泥の脱水乾燥装置の固定構造の実施例２においては、先ず、実施例１（図１９参照）と同様に、濾板４において、膜３８の端部３８ａ及び濾布３４の端部３４ａが、ぞれぞれ、芯板２６の外周部の４隅を除く全周に沿って延びるように形成されている。これらの膜３８の端部３８ａ及び濾布３４の端部３４ａは、互いに接着等により固定され、次に、それぞれ、芯板２６の外周側面２６ａにおいて、折り曲げられ、さらに、これらの端部３８ａ及び３４ａに所定の剛性を有する押え板１０８が接着等により固定される。押え板１０８は、芯板２６の外周側面２６ａにおいて、芯板２６の両面（表面と裏面）における膜３８及び濾布３４にそれぞれ固定され、これらの押え板１０８は、芯板２６の外周に沿って所定間隔で設けられた結束バンド１０４により、互いに引き合って芯材２６の外周側面２６ａにおいて固定される。膜３８及び濾布３４は、押え板１０８及び結束バンド１０４により、芯板２６の外周側面２６ａのほぼ全周において、直線状に固定される。

この膜及び濾布の固定構造の実施例２によれば、後述するように、濾板４の膜３８及び濾布３４が破損し難いものとなり、さらに、汚泥送液口２０、濾液口２２、圧縮空気＆加温流体用流路２４，２５における汚泥、濾液、圧縮空気の供給及び排出において不良が生じることがない。

図２２に示すように、本実施形態の汚泥の脱水乾燥装置の固定構造の実施例３においては、先ず、実施例１（図１９参照）と同様に、濾板４において、膜３８の端部３８ａ及び濾布３４の端部３４ａが、ぞれぞれ、芯板２６の外周部の４隅を除く全周に沿って延びるように形成されている。これらの膜３８の端部３８ａ及び濾布３４の端部３４ａは、互いに接着等により固定され、ぞれぞれ、芯板２６の外周側面２６ａにおいて、折り曲げられる。次に、膜３８と濾布３４のぞれぞれの端部３８ａ，３４ａは、所定の剛性を有する１つの押え板１１０により芯板２６の外周側面２６ａに押し付けられ、さらに、所定の間隔で設けられた複数の固定用ボルト１１２により、押え板１１０及び膜３８と濾布３４のぞれぞれの端部３８ａ，３４ａが、芯板２６の外周側面２６ａに固定される。膜３８及び濾布３４が、押え板１１０及び固定用ボルト１１２により、芯板２６の外周側面２６ａのほぼ全周において、直線状に固定される。

この膜及び濾布の固定構造の実施例３によれば、後述するように、濾板４の膜３８及び濾布３４が破損し難いものとなり、さらに、汚泥送液口２０、濾液口２２、圧縮空気＆加温流体用流路２４，２５における汚泥、濾液、圧縮空気の供給及び排出において不良が生じることがない。

図２３に示すように、本実施形態の汚泥の脱水乾燥装置の固定構造の実施例４においては、先ず、実施例１（図１９参照）と同様に、濾板４において、膜３８の端部３８ａ及び濾布３４の端部３４ａが、ぞれぞれ、芯板２６の外周部の４隅を除く全周に沿って延びるように形成されている。次に、芯板２６には、その両面（表面及び裏面）の全周又は４隅を除く外周端部２６ｂには、固定用空間１１４がそれぞれ形成されている。この固定用空間１１４は、後述する膜３８、濾布３４、押え板１１６及び固定用ボルト１１８を収容可能な大きさであり、複数の濾板４を重ねることが可能なようになっている。膜３８の端部３８ａ及び濾布３４の端部３４ａは、互いに接着等により固定され、芯板２６の外周端部２６ｂにおいて、膜３８の端部３８ａ及び濾布３４の端部３４ａがそれぞれ折り曲げられる。次に、膜３８と濾布３４のぞれぞれの端部３８ａ，３４ａが、所定の剛性を有する押え板８４により、芯板２６の外周端部２６ｂに押し付けられ、さらに、所定の間隔で設けられた複数の固定用ボルト１１８により、押え板１１６及び膜３８と濾布３４のぞれぞれの端部３８ａ，３４ａが、芯板２６の外周端部２６ｂに固定される。膜３８及び濾布３４が、押え板１１６及び固定用ボルト１１８により、芯板２６の外周端部２６ｂのほぼ全周において、直線状に固定される。

この膜及び濾布の固定構造の実施例４によれば、後述するように、濾板４の膜３８及び濾布３４が破損し難いものとなり、さらに、汚泥送液口２０、濾液口２２、圧縮空気＆加温流体用流路２４，２５における汚泥、濾液、圧縮空気の供給及び排出において不良が生じることがない。

図２４に示すように、本実施形態の汚泥の脱水乾燥装置の固定構造の実施例５においては、先ず、実施例１（図１９参照）と同様に、濾板４において、膜３８の端部３８ａ及び濾布３４の端部３４ａが、ぞれぞれ、芯板２６の外周部の４隅を除く全周に沿って延びるように形成されている。これらの膜３８の端部３８ａ及び濾布３４の端部３４ａは、互いに接着等により固定され、さらに、芯板２６の外周側面２６ａにおいて、両面の膜３８及び濾布３４が互いに重なりあうように折り曲げられる。このとき、両面の膜３８及び濾布３４は互いに接着等により固定され、それにより、膜３８及び濾布３４が芯板２６に固定されるようになっている。膜３８及び濾布３４が、互いに接着等されることにより、芯板２６の外周側面２６ａのほぼ全周において、直線状に固定される。

この膜及び濾布の固定構造の実施例５によれば、後述するように、濾板４の膜３８及び濾布３４が破損し難いものとなり、さらに、汚泥送液口２０、濾液口２２、圧縮空気＆加温流体用流路２４，２５における汚泥、濾液、圧縮空気の供給及び排出において不良が生じることがない。

図２５に示すように、本実施形態の汚泥の脱水乾燥装置の固定構造の実施例６においては、先ず、実施例１（図１９参照）と同様に、濾板４において、膜３８の端部３８ａ及び濾布３４の端部３４ａが、ぞれぞれ、芯板２６の外周部の４隅を除く全周に沿って延びるように形成されている。これらの膜３８の端部３８ａ及び濾布３４の端部３４ａは、互いに接着等により固定され、さらに、膜３８の端部３８ａ及び濾布３４の端部３４ａには、芯板２６の外周に沿って延びるように雄と雌のマジックテープ（登録商標）１２０ａ，１２０ｂが接着により取り付けられている。次に、芯板２６の外周側面２６ａにおいて、両面の膜３８及び濾布３４が互いに重なりあうように折り曲げられ、さらに、雄雌マジックテープ（登録商標）１２０ａ，１２０ｂにより、両面の膜３８及び濾布３４が互いに固定される。膜３８及び濾布３４は、雄雌マジックテープ（登録商標）１２０ａ，１２０ｂにより互いに固定されることにより、芯板２６の外周側面２６ａのほぼ全周において、直線状に固定される。

この膜及び濾布の固定構造の実施例６によれば、後述するように、膜３８及び濾布３４が破損し難いものとなり、さらに、汚泥送液口２０、濾液口２２、圧縮空気＆加温流体用流路２４，２５における汚泥、濾液、圧縮空気の供給及び排出において不良が生じることがない。

図２６は、図２５に示した実施例６の縫製タイプを示す部分側面図（図２６ａ）及び部分断面図（図２６ｂ）である。図２６に示すように、本実施形態の汚泥の脱水乾燥装置の固定構造の実施例６（縫製タイプ）においては、先ず、濾板４において、膜３８の端部３８ａ及び濾布３４の端部３４ａが、ぞれぞれ、芯板２６の外周部の４隅を除く全周に沿って延びるように形成されている。これらの膜３８の端部３８ａ及び濾布３４の端部３４ａは、互いに接着等により固定され、さらに、膜３８の端部３８ａ及び濾布３４の端部３４ａには、芯板２６の外周に沿って延びるように雄と雌のマジックテープ（登録商標）１２０ａ，１２０ｂが糸１０６を用いた縫製により取り付けられている。次に、芯板２６の外周側面２６ａにおいて、両面の膜３８及び濾布３４が互いに重なりあうように折り曲げられ、さらに、雄雌マジックテープ（登録商標）１２０ａ，１２０ｂにより、両面の膜３８及び濾布３４が互いに固定される。膜３８及び濾布３４は、雄雌マジックテープ（登録商標）１２０ａ，１２０ｂにより互いに固定されることにより、芯板２６の外周側面２６ａのほぼ全周において、直線状に固定される。
この実施例６（縫製タイプ）によれば、膜３８の端部３８ａ及び濾布３４の端部３４ａには、糸１０６を用いた縫製によりマジックテープ（登録商標）１２０ａ，１２０ｂが取り付けられるので、上述した他のタイプの実施例６と同様な効果を奏すると共に、接着と比べ、後述する大幅な低コスト化を図ることができる。

図２７に示すように、本実施形態の汚泥の脱水乾燥装置の固定構造の実施例７においては、先ず、実施例１（図１９参照）と同様に、濾板４において、膜３８の端部３８ａ及び濾布３４の端部３４ａが、ぞれぞれ、芯板２６の外周部の４隅を除く全周に沿って延びるように形成されている。これらの膜３８の端部３８ａ及び濾布３４の端部３４ａは、折り曲げられて、それぞれ、芯板２６の外周側面２６ａに直接的に接着又は溶着等により固定される。膜３８及び濾布３４は、その端部３８ａ，３４ａが芯板２６の外周側面２６ａに直接的に接着等されることにより、芯板２６の外周側面２６ａのほぼ全周において、直線状に固定される。

この膜及び濾布の固定構造の実施例７によれば、後述するように、濾板４の膜３８及び濾布３４が破損し難いものとなり、さらに、汚泥送液口２０、濾液口２２、圧縮空気＆加温流体用流路２４，２５における汚泥、濾液、圧縮空気の供給及び排出において不良が生じることがない。

次に、図２８及び図２９により、固定構造の比較例１及び２を説明する。図２８に示すように、比較例１においては、濾板４において、膜３８又は濾布３４が、それらの落下防止のために、膜３８又は濾布３４の上端部３８ｃ，３４ｃのみが芯板２６に固定されている。
図２９に示すように、比較例２においては、濾板４において、膜３８又は濾布３４の端部３８ａ，３４ａに所定間隔でハトメ１２２が取り付けられている。さらに、芯板２６の両面の膜３８及び濾布３４のハトメ１２２の穴に結束バンド１２４を通すことにより、両面の膜３８及び濾布３４は、結束バンド１２４により互いに引き合って芯材２６の外周側面２６ａにおいて固定される。

次に、上述した本実施形態の固定構造の実施例１乃至実施例７が、比較例１及び比較例２よりも、膜３８及び濾布３４が破損し難いものとなり、さらに、汚泥送液口２０、濾液口２２、圧縮空気＆加温流体用流路２４，２５における汚泥、濾液、圧縮空気の供給及び排出において不良が生じること、即ち、汚泥（スラリー）、濾液、圧縮空気が脱水乾燥装置本体２の外部に漏出することがないことを、膜及び濾布の「コスト」及び「耐用繰り返し回数（耐用回数）」により評価した。
一般に、膜は、交換費用が大であるため３年以上の長寿命が好ましく、一方、濾布は、「目詰まり」及び濾布自体の「劣化」により１年以下で交換される場合が多い。そのため、汚泥の脱水乾燥装置を、１日に４サイクルで年間２５０日稼動する場合、必要な耐用回数は、膜で３０００回以上、濾布で１０００回以上となる。

図３０は、膜厚さ１ｍｍで膜材質がフッ素樹脂の場合について、濾過時間４ｍｉｎ、圧搾時間３ｍｉｎ、乾燥時間８ｍｉｎ、開枠後、乾燥ケーキを取り出し、これを繰り返した場合の試験結果（コスト、耐用回数、評価）を示す図であり、図３１は、濾布厚さ１ｍｍで濾布材質がポリプロピレンの場合について、同様な条件で行った場合の試験結果（コスト、耐用回数、評価）を示す図である。
図３０に示す試験結果から明かなように、発明の汚泥の脱水乾燥装置の固定構造の実施例１〜実施例７においては、膜に必要な耐用回数である３０００回以上の耐用回数を得ることが出来たが、比較例１及び比較例２では、必要な耐用回数を得ることは出来なかった。
同様に、図３１に示す試験結果から明かなように、発明の汚泥の脱水乾燥装置の固定構造の実施例１〜実施例７においては、濾布に必要な耐用回数である１０００回以上の耐用回数を得ることが出来たが、比較例１及び比較例２では、必要な耐用回数を得ることは出来なかった。

次に、コストに関しては、実施例１の縫製タイプ（図２０参照）及び実施例６の縫製タイプ（図２６参照）が、加工手段として接着や溶着等を行った他のタイプの実施例１〜７に比べ、大幅な低コスト化を達成した。
このように、縫製の場合に低コストとなるのは、膜や濾布の端部を折り返して折返部を形成するとき（図２０参照）や、膜や濾布の端部とマジックテープ（登録商標）を接続するとき（図２６参照）に、接着や溶着を行った場合には、専用の治具を用いた高度で且つ長時間の作業が必要となるが、縫製の場合には、素人がミシンで高速に行うことが出来るためである。
また、縫製は、膜や濾布が、ミシン針が通るような材料（樹脂）であれば適用可能であり、材質を選ばないものとなっている。接着や溶着は、膜や濾布の材料によっては、種々の薬品や治具が必要となり、また、材質（例えば、フッ素樹脂の一種であるＰＴＦＥ）によっては、接着や溶着が不可能なものもある。
さらに、膜は濾布に糸が縫製されることにより、膜や濾布には無数の糸が通されることになり、通された糸の数だけ作用する引張力が分散されるので、実用上、耐久性の優れたものとなる。

ここで、上述した本実施形態の汚泥の脱水乾燥装置の固定構造の実施例１乃至実施例７は、膜厚が３〜１０ｍｍである膜にも適用可能である。なお、膜厚が薄いほど膜の収縮の割合が大きくなるため、実施例１乃至実施例７の固定構造は、より好ましいものとなる。

本発明の汚泥の脱水乾燥装置の実施形態を示す全体構成図である。 本発明の実施形態による濾板４を示す正面図である。 図２のＡ‐Ａ線に沿って見た断面図である。 図２のＢ‐Ｂ線に沿って見た断面図である。 図２のＣ‐Ｃ線に沿って見た断面図である。 図２のＤ‐Ｄ線（Ｅ‐Ｅ線）に沿って見た断面図である。 図２のＢ‐Ｃ線に沿って見た断面を模式的に拡大して示す断面図である。 図２のＤ‐Ｄ線に沿って見た断面を模式的に拡大して示す断面図である。 本発明の実施形態の要部の断面を模式的に拡大して示す全体構成図である。 本発明の実施形態のメッシュを拡大して示す拡大平面図である。 本発明の実施形態による汚泥送液口用部品を芯板へ取り付けた状態を示す濾板の拡大部分断面図である。 本発明の実施形態による濾液口用部品を芯板へ取り付けた状態を示す濾板の拡大部分断面図である。 図１２の要部拡大断面図である。 本発明の実施形態による濾液口用部品を示す平面図（図１４（ａ））及び断面図（図１４（ｂ））である。 本発明の実施形態による濾液口用部品の変形例を芯板へ取り付けた状態を示す濾板の拡大部分断面図である。 本発明の他の実施形態を示す図７に相当する断面図である。 比較例１〜３、及び、実施例１〜４における、膜厚と乾燥速度等との関係を示す図である。 膜厚と乾燥速度との関係を示す線図である。 本実施形態における膜及び濾布の芯板への固定構造の実施例１を示す部分側面図（図１９ａ）及び部分断面図（図１９ｂ）である。 本実施形態における膜及び濾布の芯板への固定構造の実施例１（縫製タイプ）を示す部分側面図（図２０ａ）及び部分断面図（図２０ｂ）である。 本実施形態における膜及び濾布の芯板への固定構造の実施例２を示す部分側面図（図２１ａ）及び部分断面図（図２１ｂ）である。 本実施形態における膜及び濾布の芯板への固定構造の実施例３を示す部分側面図（図２２ａ）及び部分断面図（図２２ｂ）である。 本実施形態における膜及び濾布の芯板への固定構造の実施例４を示す部分側面図（図２３ａ）及び部分断面図（図２３ｂ）である。 本実施形態における膜及び濾布の芯板への固定構造の実施例５を示す部分側面図（図２４ａ）及び部分断面図（図２４ｂ）である。 本実施形態における膜及び濾布の芯板への固定構造の実施例６を示す部分側面図（図２５ａ）及び部分断面図（図２５ｂ）である。 本実施形態における膜及び濾布の芯板への固定構造の実施例６（縫製タイプ）を示す部分側面図（図２６ａ）及び部分断面図（図２６ｂ）である。 本実施形態における膜及び濾布の芯板への固定構造の実施例７を示す部分側面図（図２７ａ）及び部分断面図（図２７ｂ）である。 固定構造の比較例１を示す部分側面図（図２８ａ）及び部分断面図（図２８ｂ）である。 固定構造の比較例２を示す部分側面図（図２９ａ）及び部分断面図（図２９ｂ）である。 膜厚さ１ｍｍで膜材質がフッ素樹脂の場合の試験結果（コスト、耐用回数、評価）を示す図である。 濾布厚さ１ｍｍで膜材質がポリプロピレンの場合の試験結果（コスト、耐用回数、評価）を示す図である。

符号の説明

１ 汚泥の脱水乾燥装置
２ 脱水乾燥装置本体（フィルタープレス）
４ 濾板
６ 締付装置
８ 汚泥供給ライン
１０ 濾液排出ライン
１２ 圧縮空気供給ライン
１４ 蒸気供給ライン
１６ 蒸気ドレン排出ライン
１８ 減圧ライン
２０ 汚泥送液口
２２ 濾液口
２４ 圧縮空気＆加温流体用供給流路
２５ 圧縮空気＆加温流体用排出流路
２６ 芯板
２８ 汚泥送液口用部品
３０ 濾液口用部品
３２ 濾室
３４ 濾布
３６ メッシュ
３８ 膜（ダイヤフラム）
４０ 汚泥送液流路
４２ 濾液流路
４４ 圧縮空気＆加温流体用流体室
４６ 圧縮空気＆加温流体用入口流路
４８ 圧縮空気＆加温流体用出口流路
５０ 濃縮槽
５２ 送泥ポンプ
５４ 気水分離タンク
５６ 圧縮機
５８ ボイラ
６０ スチームトラップ
６２ 真空ポンプ
６４ クーリングタワー
６６ 冷却水循環ポンプ
６８ 凝縮器
７０ 凹部
７２ Ｏリング
７４ 挟む面
７６ テーパ部
７８ 反対面
８０ 連通穴（切欠き）
８２ 保護部材
９０ 濾液口部品
９２ 保護部材
９８ 折返部
１００ 挿入用空間
１０２ 丸棒
１０４ 結束バンド
１０６ 糸
１０８，１１０，１１６ 押え板
１１２，１１８ 固定用ボルト
１１４ 固定用空間
１２０ａ，１２０ｂ マジックテープ（登録商標）
１２２ ハトメ

Claims (14)

1. 汚泥に加温流体を供給して脱水乾燥し乾燥ケーキを形成する汚泥の脱水乾燥装置であって、
   少なくとも１対の濾板であって、この濾板が、芯板と、この芯板の両面に設けられ濾室を形成する濾布と、少なくとも一方の面の濾布の背面側に設けられ加温流体用の流体室を形成する膜とを有する上記濾板と、
   上記濾室内に汚泥を加圧して供給する汚泥供給手段と、
   上記濾室内を減圧する減圧手段と、
   この減圧状態で汚泥を脱水乾燥するために上記流体室に加温流体を供給する加温流体供給手段と、
   上記汚泥の濾液を濾室から外部に排出する濾液排出手段と、を有し、
   上記膜が０．０５ｍｍ〜３．００ｍｍの厚みを有し、
   上記濾板は、汚泥が供給される汚泥送液口及びこの汚泥送液口と上記濾室を連通する汚泥送液流路を形成する汚泥送液口用部品と、濾液が排出される濾液口及びこの濾液口と上記濾布と膜とにより形成された空間を連通する濾液流路を形成する濾液口部品とを備え、上記芯板及び上記汚泥送液口用部品、並びに、上記芯板及び上記濾液口部品が、それぞれ、上記濾室に連通しない上記加温流体用の流体室を形成するように、上記膜を挟んで固定し、
   上記汚泥送液口用部品は上記濾布及び膜を挟む面を有し、この挟む面の外側に汚泥送液口用部品の中心から外周に向けて１５度〜７５度の角度を有するテーパ部が形成され、上記濾布及び膜がこのテーパ部に沿って可動し、上記濾液口部品は、上記膜を挟む面を有し、この挟む面の外周側に濾液口部品の中心から外周に向けて１５度〜７５度の角度を有するテーパ部が形成され、上記膜がこのテーパ部に沿って可動し、さらに、上記濾液口部品のテーパ部に横穴状の濾液流路が形成されていることを特徴とする汚泥の脱水乾燥装置。
2. 更に、上記膜を膨らませて濾室の容積を減少させて汚泥を濾過するように、膜を加圧する加圧手段を有する請求項１記載の汚泥の脱水乾燥装置。
3. 上記膜の材質は、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、ナイロン、フッ素樹脂、又は、ゴムである請求項１記載の汚泥の脱水乾燥装置。
4. 上記膜は、０．０５ｍｍ〜１．００ｍｍの厚みを有する請求項１乃至３の何れか１項に記載の汚泥の脱水乾燥装置。
5. 上記膜の材質は、フッ素樹脂である請求項１、２又は４項に記載の汚泥の脱水乾燥装置。
6. 上記膜は、その表面に濾液の流路となる溝や凹凸形状の無いシート形状である請求項１乃至５の何れか１項に記載の汚泥の脱水乾燥装置。
7. 更に、上記濾布と膜との間に設けられたメッシュ形状の部材を有し、この部材のメッシュ形状により、上記汚泥の乾燥ケーキの厚みが変化すると共に濾液の流路が形成される請求項１乃至６の何れか１項に記載の汚泥の脱水乾燥装置。
8. 上記芯板に、上記加温流体が供給される加温流体用供給流路、この加温流体用供給流路と上記流体室を連通する加温流体用入口通路、上記加温流体が排出される加温流体用排出通路、この加温流体用排出通路と上記流体室を連通する加温流体用出口通路が形成されている請求項１乃至７の何れか１項に記載の汚泥の脱水乾燥装置。
9. 上記濾液口部品の上記テーパ部の先端部に、上記濾液流路とテーパ部の反対面を連通する連通部が形成されている請求項１乃至８の何れか１項に記載の汚泥の脱水乾燥装置。
10. 上記濾液口部品の上記テーパ部の反対面側に上記濾布が取り付けられ、このテーパ面の反対側面と上記濾布との間に上記テーパ部の先端を超えて延びるように濾布を保護する保護部材が配置されている請求項１乃至９の何れか１項に記載の汚泥の脱水乾燥装置。
11. 上記汚泥送液口用部品及び濾液口部品は、それぞれ、上記芯板の表側及び裏側から差し込まれる表側部品と裏側部品とから構成され、これらの一方の部品には外周側に凹部が形成され、他方の部品には内周側に凹部が形成され、これらの凹部に弾性変形可能な固定用部材が配置され、これらの表側部品と裏側部品を上記芯板に差し込んだとき、固定用部材が弾性変形することにより表側部品と裏側部品が互いに固定されるようになっている請求項１乃至１０の何れか１項に記載の汚泥の脱水乾燥装置。
12. 上記汚泥送液口用部品及び濾液口部品は、それぞれ、上記芯板の表側及び裏側から差し込まれる表側部品と裏側部品とから構成され、これらの部品の外周側に凹部が形成され、上記芯板の内周側には凹部が形成され、これらの凹部に弾性変形可能な固定用部材を配置し、これらの表側部品と裏側部品を上記芯板に差し込んだとき、固定用部材が弾性変形することにより表側部品と裏側部品が芯板に固定されるようになっている請求項１乃至１１の何れか１項に記載の汚泥の脱水乾燥装置。
13. 上記芯板及び上記汚泥送液口用部品が、上記膜及び濾布を挟んで固定している請求項１乃至１２の何れか１項に記載の汚泥の脱水乾燥装置。
14. 上記膜と上記濾布との間に通気性のある保護部材が配置され、上記芯板及び上記汚泥送液口用部品、並びに、上記芯板及び上記濾液口部品が、それぞれ、上記膜及び保護部材を挟んで固定している請求項１乃至１３の何れか１項に記載の汚泥の脱水乾燥装置。

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