JP4493032B2 - ろ過装置 - Google Patents
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Description
しかしながら、円筒状の外側ろ材とその内部に挿入されたスクリューからなるスクリュープレスでは、被処理液が入口側から出口側に向かって低速で移送されて行くと同時に、スクリューの締付力によって発生する圧搾圧力で、連続的に脱水されるが、ろ液は外側ろ材のみより搾り出されるものであるため、外側ろ材の長さの短縮化を図るのが困難であり、設備を小型化し難かった。
一方、回転加圧式脱水機においては、脱水ろ過の処理量を向上させるにはディスクの径を大きくする、又は脱水機を複数配置する必要性があり、設備の大型化やコスト増の問題を抱えていた。
そこで、本発明者らは、このような問題点を鑑み、同心状に配置された、円筒状又は円錐状の内側ろ材及び外側ろ材と、これら内側ろ材と外側ろ材との間のろ過空間に設けられたスパイラル状の仕切りと、を備え、ろ過空間の下方側から被処理液を送入して、ろ過空間内の上方側からケーキを排出し、内側ろ材及び外側ろ材内を通したろ液を外部に排出する構成のろ過装置であって、内側ろ材及び/又は外側ろ材は軸心周りに回転し、スパイラル状の仕切りは回転しない構成とされたろ過装置を提案した(例えば、特許文献3)。
そこで、本発明の主たる課題は、ろ過濃縮性能や圧密脱水性能、及びSS回収率の向上を図ると共に、搬送性を向上させるろ過装置を提供することにある。
<請求項1記載の発明>
同心状に配置された、円筒状又は円錐状の内側ろ材及び外側ろ材と、
前記内側ろ材と前記外側ろ材との間のろ過空間に設けられたスパイラル状の仕切りと、を備え、
軸心が縦向きであり装置全体が縦向きに配置され、
前記ろ過空間の下方から被処理液を上方に向かって送入して、ろ過空間内の上方側からケーキを排出し、前記内側ろ材及び前記外側ろ材内を通したろ液を外部に排出する構成のろ過装置であって、
前記内側ろ材及び前記外側ろ材は軸心周りに回転し、前記スパイラル状の仕切りは回転しない構成とされ、前記ケーキは回転する前記ろ材との摩擦力により前記仕切りに沿って上昇させ、ろ過空間から排出されるように構成され、
前記ろ過空間の下方側から上方側に行くにしたがって、前記内側ろ材及び/又は前記外側ろ材におけるろ過面の開孔の大きさが小さくなるように構成された、
ことを特徴とするろ過装置。
内側ろ材及び外側ろ材の二面によってろ過濃縮がなされることによって、従来の外側ろ材のみでろ過を行なっていたスクリュープレスに比べて設備の小型化を図ることができる。また、内側ろ材及び/又は外側ろ材は軸心周りに回転し、スパイラル状の仕切りは回転しない構成とすることにより、ろ過空間に送入された被処理液は、仕切りに沿って螺旋状に装置内を移動しながら、まず内外側ろ材の二面によるろ過濃縮がなされ、次に圧搾脱水がなされるが、内外側ろ材のみならずリボンスクリューも全てを回転自在とした構成のスクリュープレスに比べて、本発明に係るろ過装置は、構造を簡素化でき、製造コストの低減及びメンテナンス性の向上を図ることができる。
また、ろ過空間の下方側から上方側に行くにしたがって、内側ろ材及び/又は外側ろ材におけるろ過面の開孔の大きさが小さくなるように構成することにより、固形分濃度も低く流動性を持った被処理液が多いろ過空間の下方側では、ろ過濃縮を主とし、含水率が低下したケーキが多いろ過空間の上方側では、圧密脱水を主とし、脱水性能及びSS回収率の向上を図ることができる。
ケーキの性状によっては、脱水の進行度とろ室体積のデザインとの釣り合いが取れず、ケーキの充填率が低下する場合がある。この場合、ろ過装置が横向きに配置されている構成(横型)のものでは、ろ液が重力の影響を受けて、充填率の低いケーキに浸出し、排出されるケーキの含水率が上がることがある。そこで、軸心が縦向きであり装置全体が縦向きに配置され、被処理液が下方から上方に向かって送入するように構成することにより、重力を利用してろ液を上方のケーキ排出側に浸出させないようにすることができ、そのため、排出されるケーキの含水率のムラ(分布)をなくし、より均一にすることができる。
同心状に配置された、円筒状又は円錐状の内側ろ材及び外側ろ材と、
前記内側ろ材と前記外側ろ材との間のろ過空間に設けられたスパイラル状の仕切りと、を備え、
軸心が縦向きであり装置全体が縦向きに配置され、
前記ろ過空間の下方から被処理液を上方に向かって送入して、ろ過空間内の上方側からケーキを排出し、前記内側ろ材及び前記外側ろ材内を通したろ液を外部に排出する構成のろ過装置であって、
前記内側ろ材及び前記外側ろ材は軸心周りに回転し、前記スパイラル状の仕切りは回転しない構成とされ、前記ケーキは回転する前記ろ材との摩擦力により前記仕切りに沿って上昇させ、ろ過空間から排出されるように構成され、
前記ろ過空間の下方側から上方側に行くにしたがって、前記内側ろ材及び/又は前記外側ろ材におけるろ過面の開孔率が小さくなるように構成された、
ことを特徴とするろ過装置。
請求項1記載の発明と同様の作用効果を奏する。
同心状に配置された、円筒状又は円錐状の内側ろ材及び外側ろ材と、
前記内側ろ材と前記外側ろ材との間のろ過空間に設けられたスパイラル状の仕切りと、を備え、
軸心が縦向きであり装置全体が縦向きに配置され、
前記ろ過空間の下方から被処理液を上方に向かって送入して、ろ過空間内の上方側からケーキを排出し、前記内側ろ材及び前記外側ろ材内を通したろ液を外部に排出する構成のろ過装置であって、
前記内側ろ材及び前記外側ろ材は軸心周りに回転し、前記スパイラル状の仕切りは回転しない構成とされ、前記ケーキは回転する前記ろ材との摩擦力により前記仕切りに沿って上昇させ、ろ過空間から排出されるように構成され、
前記ろ過空間内には、前記内側ろ材の外面にドーナッツ状の平板が外方に突出して取付けられ、前記内側ろ材の回転に伴って回転するようにし、かつ、前記仕切りには前記平板と交差する部分に干渉がないように切欠部が形成されている、
ことを特徴とするろ過装置。
同心状に配置された、円筒状又は円錐状の内側ろ材及び外側ろ材と、
前記内側ろ材と前記外側ろ材との間のろ過空間に設けられたスパイラル状の仕切りと、を備え、
軸心が縦向きであり装置全体が縦向きに配置され、
前記ろ過空間の下方から被処理液を上方に向かって送入して、ろ過空間内の上方側からケーキを排出し、前記内側ろ材及び前記外側ろ材内を通したろ液を外部に排出する構成のろ過装置であって、
前記内側ろ材及び前記外側ろ材は軸心周りに回転し、前記スパイラル状の仕切りは回転しない構成とされ、前記ケーキは回転する前記ろ材との摩擦力により前記仕切りに沿って上昇させ、ろ過空間から排出されるように構成され、
前記ろ過空間内には、前記内側ろ材及び/又は外側ろ材にロッド状部材が取付けられ、前記内側ろ材及び/又は外側ろ材の回転に伴って回転するようにし、かつ、前記仕切りには前記ロッド状部材と交差する部分に干渉がないように切欠部が形成されている、
ことを特徴とするろ過装置。
ろ過空間内に、内側ろ材及び/又は外側ろ材の回転に伴って回転することにより、ケーキや被処理液の搬送を補助するドーナッツ状の平板又はロッド状部材からなる搬送補助部材を取付けることによって、ケーキや被処理液の搬送を補助して促進させることができる。
同心状に配置された、円筒状又は円錐状の内側ろ材及び外側ろ材と、
前記内側ろ材と前記外側ろ材との間のろ過空間に設けられたスパイラル状の仕切りと、を備え、
前記ろ過空間の一端側から被処理液を送入して、ろ過空間内の他端側からケーキを排出し、前記内側ろ材及び前記外側ろ材内を通したろ液を外部に排出する構成のろ過装置であって、
前記内側ろ材及び/又は前記外側ろ材は軸心周りに回転し、前記スパイラル状の仕切りは回転しない構成とされ、
前記内側ろ材及び/又は外側ろ材には、前記内側ろ材及び/又は外側ろ材の回転に伴って回転することにより、ケーキや被処理液の搬送を補助するロッド状部材が取付けられ、
前記ロッド状部材は、前記仕切りとの交差を避けるように軸心方向に伸縮可能とされ、
このロッド状部材の後端側には、該ロッド部材の後端部に当接させて伸縮を規制する周縁を有する環状部材が配置され、
前記ロッド状部材は、この環状部材の周縁に沿って回転する構成とされた、
ことを特徴とするろ過装置。
内側ろ材及び/又は外側ろ材には、内側ろ材及び/又は外側ろ材の回転に伴って回転することにより、ケーキや被処理液の搬送を補助するロッド状部材が取付けられ、ロッド状部材は、仕切りとの交差を避けるように軸心方向に伸縮可能とされ、このロッド状部材の後端側には、該ロッド部材の後端部に当接させて伸縮を規制する周縁を有する環状部材が配置され、ロッド状部材は、この環状部材の周縁に沿って回転する構成とすることにより、仕切りに切欠を設けることなく、仕切りとの接触を防止しつつ、ケーキや被処理液の搬送を補助して促進させることができる。
前記スパイラル状の仕切りの少なくとも被処理液の送入口側の内周縁及び外周縁が、それぞれ前記内側ろ材及び前記外側ろ材に近接又は接触する、請求項1乃至5のいずれか1項記載のろ過装置。
ろ過空間に送入された被処理液は、固形分濃度も低く、流動性を持った状態であるので、被処理液の入口側付近では、内外側ろ材によりろ過濃縮が生じていく。したがって、この被処理液の送入口側付近は、固液分離作用によるろ過濃縮が重要な機能となるが、スパイラル状の仕切りの少なくとも被処理液の入口側の内周縁及び外周縁を、それぞれ内側ろ材及び外側ろ材に近接又は接触する構成とすることにより、ろ材のろ過面に固着したケーキを掻き取り、ろ過濃縮の効率を維持することができる。また、送入された被処理液を仕切りに沿って螺旋状に移動させることができる。
前記内側ろ材の回転速度と前記外側ろ材の回転速度とが速度差をもって回転可能とされている、請求項1乃至6のいずれか1項記載のろ過装置。
内側ろ材の回転速度と外側ろ材の回転速度とが速度差をもって回転することによって、ろ過空間内を移動するケーキにせん断力が生じる。そのため、例えば、繊維分の多い生汚泥や混合生汚泥が含まれる被処理液に対しては、このせん断力により、脱水効率を向上させる事が可能である。また、内外側ろ材それぞれの相対速度が大きい場合、速く回転するろ過面(例えば、内側ろ材のろ過面)近傍のケーキは、もう一方のろ過面(例えば、外側ろ材のろ過面)側へ移動する効果が現れ、ケーキ内での混合作用が生じることで、ろ過装置内での含水率分布を均一化することもできる。
前記内側ろ材に第1の回転駆動手段が設けられ、前記外側ろ材に第2の回転駆動手段が設けられ、前記第1の回転駆動手段と前記第2の回転駆動手段とは別の回転駆動手段である、請求項1乃至7のいずれか1項記載のろ過装置。
内外側ろ材の回転速度差によりケーキにせん断力を加えて脱水効率を改善することが可能であるが、この効果は対象ケーキの性状に依存するため、最適状態で運転する場合はケーキ性状に合わせて内外の速度差を設定することが必要である。本発明においては、第1の回転駆動手段と第2の回転駆動手段とは別の回転駆動手段とすることにより、ケーキ性状に合わせて内外の速度差を簡易的に調整することができる。
前記スパイラル状の仕切りは、被処理液の送入口側から排出側に行くにしたがって、そのピッチが短くなるように構成されている、請求項1乃至10のいずれか1項記載のろ過装置。
スパイラル状の仕切りは、ろ過空間の下方側からその上方側に行くにしたがって、そのピッチが短くなるように構成することによって、ケーキの排出経路を狭くして圧搾効果を高め、排出されるケーキの含水率のムラ(分布)をなくし均一にすることができる。
<本発明に係るろ過装置の構成>
本発明に係るろ過装置におけるケーシング7の内部には、図1及び図2に示されるように、モータ等の第1の回転駆動手段(図示せず)によって駆動力が伝達される内筒回転軸5に上板1Aが連結された回転自在な円筒状の内側ろ材1と、この内側ろ材1と同心円状に配設された回転自在な円筒状の外側ろ材2と、ケーシング7の上板7A及び底板7Bに両端部を固定され、内側ろ材1と外側ろ材2との間に形成されるろ過空間4に配置されたスパイラル状(リボンスクリュー状)の仕切り3と、が備えられている。なお、ケーシング7は、本実施の形態では円筒型であるが、これに限られることなく、多面体等の形状でもよい。
本発明に係るろ過装置を用いてのろ過方法について、以下に説明する。
まず、被処理液送入口10,11へ被処理液をポンプ圧送し、ろ過空間4内に被処理液を送入する。ろ過空間4内に送入された被処理液は、仕切り3に沿って螺旋状に上昇しながら、内側ろ材1と外側ろ材2とにより二面ろ過が行なわれる。内側ろ材1と外側ろ材2をそれぞれ、モータ等の第1及び第2の回転駆動手段(図示せず)によって回転させる。この際、必要に応じて内側ろ材1と外側ろ材2とをそれぞれ速度差をもって同一方向に回転させる。なお、内側ろ材1と外側ろ材2は、必ずしも両者を回転させる必要はなく、一方のみを回転させるようにしてもよい。
Claims (9)
- 同心状に配置された、円筒状又は円錐状の内側ろ材及び外側ろ材と、
前記内側ろ材と前記外側ろ材との間のろ過空間に設けられたスパイラル状の仕切りと、を備え、
軸心が縦向きであり装置全体が縦向きに配置され、
前記ろ過空間の下方から被処理液を上方に向かって送入して、ろ過空間内の上方側からケーキを排出し、前記内側ろ材及び前記外側ろ材内を通したろ液を外部に排出する構成のろ過装置であって、
前記内側ろ材及び前記外側ろ材は軸心周りに回転し、前記スパイラル状の仕切りは回転しない構成とされ、前記ケーキは回転する前記ろ材との摩擦力により前記仕切りに沿って上昇させ、ろ過空間から排出されるように構成され、
前記ろ過空間の下方側から上方側に行くにしたがって、前記内側ろ材及び/又は前記外側ろ材におけるろ過面の開孔の大きさが小さくなるように構成された、
ことを特徴とするろ過装置。 - 同心状に配置された、円筒状又は円錐状の内側ろ材及び外側ろ材と、
前記内側ろ材と前記外側ろ材との間のろ過空間に設けられたスパイラル状の仕切りと、を備え、
軸心が縦向きであり装置全体が縦向きに配置され、
前記ろ過空間の下方から被処理液を上方に向かって送入して、ろ過空間内の上方側からケーキを排出し、前記内側ろ材及び前記外側ろ材内を通したろ液を外部に排出する構成のろ過装置であって、
前記内側ろ材及び前記外側ろ材は軸心周りに回転し、前記スパイラル状の仕切りは回転しない構成とされ、前記ケーキは回転する前記ろ材との摩擦力により前記仕切りに沿って上昇させ、ろ過空間から排出されるように構成され、
前記ろ過空間の下方側から上方側に行くにしたがって、前記内側ろ材及び/又は前記外側ろ材におけるろ過面の開孔率が小さくなるように構成された、
ことを特徴とするろ過装置。 - 同心状に配置された、円筒状又は円錐状の内側ろ材及び外側ろ材と、
前記内側ろ材と前記外側ろ材との間のろ過空間に設けられたスパイラル状の仕切りと、を備え、
軸心が縦向きであり装置全体が縦向きに配置され、
前記ろ過空間の下方から被処理液を上方に向かって送入して、ろ過空間内の上方側からケーキを排出し、前記内側ろ材及び前記外側ろ材内を通したろ液を外部に排出する構成のろ過装置であって、
前記内側ろ材及び前記外側ろ材は軸心周りに回転し、前記スパイラル状の仕切りは回転しない構成とされ、前記ケーキは回転する前記ろ材との摩擦力により前記仕切りに沿って上昇させ、ろ過空間から排出されるように構成され、
前記ろ過空間内には、前記内側ろ材の外面にドーナッツ状の平板が外方に突出して取付けられ、前記内側ろ材の回転に伴って回転するようにし、かつ、前記仕切りには前記平板と交差する部分に干渉がないように切欠部が形成されている、
ことを特徴とするろ過装置。 - 同心状に配置された、円筒状又は円錐状の内側ろ材及び外側ろ材と、
前記内側ろ材と前記外側ろ材との間のろ過空間に設けられたスパイラル状の仕切りと、を備え、
軸心が縦向きであり装置全体が縦向きに配置され、
前記ろ過空間の下方から被処理液を上方に向かって送入して、ろ過空間内の上方側からケーキを排出し、前記内側ろ材及び前記外側ろ材内を通したろ液を外部に排出する構成のろ過装置であって、
前記内側ろ材及び前記外側ろ材は軸心周りに回転し、前記スパイラル状の仕切りは回転しない構成とされ、前記ケーキは回転する前記ろ材との摩擦力により前記仕切りに沿って上昇させ、ろ過空間から排出されるように構成され、
前記ろ過空間内には、前記内側ろ材及び/又は外側ろ材にロッド状部材が取付けられ、前記内側ろ材及び/又は外側ろ材の回転に伴って回転するようにし、かつ、前記仕切りには前記ロッド状部材と交差する部分に干渉がないように切欠部が形成されている、
ことを特徴とするろ過装置。 - 同心状に配置された、円筒状又は円錐状の内側ろ材及び外側ろ材と、
前記内側ろ材と前記外側ろ材との間のろ過空間に設けられたスパイラル状の仕切りと、を備え、
前記ろ過空間の一端側から被処理液を送入して、ろ過空間内の他端側からケーキを排出し、前記内側ろ材及び前記外側ろ材内を通したろ液を外部に排出する構成のろ過装置であって、
前記内側ろ材及び/又は前記外側ろ材は軸心周りに回転し、前記スパイラル状の仕切りは回転しない構成とされ、
前記内側ろ材及び/又は外側ろ材には、前記内側ろ材及び/又は外側ろ材の回転に伴って回転することにより、ケーキや被処理液の搬送を補助するロッド状部材が取付けられ、
前記ロッド状部材は、前記仕切りとの交差を避けるように軸心方向に伸縮可能とされ、
このロッド状部材の後端側には、該ロッド部材の後端部に当接させて伸縮を規制する周縁を有する環状部材が配置され、
前記ロッド状部材は、この環状部材の周縁に沿って回転する構成とされた、
ことを特徴とするろ過装置。 - 前記スパイラル状の仕切りの少なくとも被処理液の送入口側の内周縁及び外周縁が、それぞれ前記内側ろ材及び前記外側ろ材に近接又は接触する、請求項1乃至5のいずれか1項記載のろ過装置。
- 前記内側ろ材の回転速度と前記外側ろ材の回転速度とが速度差をもって回転可能とされている、請求項1乃至6のいずれか1項記載のろ過装置。
- 前記内側ろ材に第1の回転駆動手段が設けられ、前記外側ろ材に第2の回転駆動手段が設けられ、前記第1の回転駆動手段と前記第2の回転駆動手段とは別の回転駆動手段である、請求項1乃至7のいずれか1項記載のろ過装置。
- 前記スパイラル状の仕切りは、被処理液の送入口側から排出側に行くにしたがって、そのピッチが短くなるように構成されている、請求項1乃至10のいずれか1項記載のろ過装置。
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