JP4600343B2 - 多重円板脱水装置 - Google Patents

Description

本発明は、下水汚泥、し尿汚泥、その他産廃汚泥等の被脱水処理物に対して濾過処理をして固形分と濾液とを分離する多重円板脱水装置に関するものである。

下水汚泥、し尿汚泥、その他産廃汚泥等の被脱水処理物に対して濾過処理をして固形分と濾液とを分離する濾過装置の１つに、多重円板脱水装置がある。

先ず、多重円板脱水装置について、図４〜図６を参照して概略を説明する。

多重円板脱水装置は、主に、多重円板脱水機１及び該多重円板脱水機１に連設された凝集装置２を具備している。

前記多重円板脱水機１は、脱水槽３の内部に上部濾体群４と下部濾体群５とがケーキ搬送路６を形成する様に上下に配設されており、該ケーキ搬送路６は下流側に向って断面積が漸次減少し、下流端が前記脱水槽３の壁面に開口して吐出口１０を形成すると共に前記上部濾体群４の上流側は前記下部濾体群５に対して短くなっており、前記ケーキ搬送路６の上流端部の上面は開放された形状となっている。

前記上部濾体群４、前記下部濾体群５は、それぞれ所要数の濾体７が一部重合する様に連設されて構成されており、該濾体７は前記脱水槽３の両側壁２５，２６に掛渡って回転可能に設けられ、図示しない駆動装置により前記上部濾体群４、前記下部濾体群５の対峙部がそれぞれ下流側に向って回転する様に駆動されている。

前記濾体７は、回転軸８に多数の円板９、スペーサ２０が交互に嵌装された構成となっている。前記円板９は金属製であり、前記スペーサ２０は合成樹脂の成型品が使用されている。尚、図示では分易く、前記スペーサ２０の厚みを円板９と比して大きくしているが、実際には該円板９の板厚に対して僅かに大きくなっている。

前記回転軸８には一部が面取りされたキー部８ａが形成され、前記円板９、前記スペーサ２０の前記回転軸８が貫通する嵌合する孔は前記キー部８ａに対応して、キー部９ａ、キー部２０ａが形成され、前記キー部８ａと前記キー部９ａ、前記キー部２０ａとの係合により、前記回転軸８の回転力が前記円板９、前記スペーサ２０に伝達される様になっている。

隣接する前記濾体７，７の円板９，９は前記スペーサ２０が形成する隙間に周辺部が嵌入して一部が重合する様になっており、隣接する前記濾体７，７の円板９，９と前記スペーサ２０，２０間に形成される間隙２１が液を濾過する目となっている。又、前記濾体７には、前記円板９、前記スペーサ２０を軸心方向に貫通する濾液通路１１が形成されている。

前記スペーサ２０の所要枚数毎に、例えば５枚毎のスペーサ２０ｂには、該スペーサ２０ｂの外周部に欠切部２２が形成され、該欠切部２２によって前記濾液通路１１が開放状態となっている。従って、濾過された濾液は、前記欠切部２２を通って前記濾液通路１１に漏出し、該濾液通路１１は漏出した濾液を前記濾体７の軸端に導き、前記脱水槽３の仕切壁２７（後述）から排出する様になっている。

次に、前記濾体７の端部構造を説明する。図５中、２７は仕切壁を示し、前記側壁２５と前記仕切壁２７間には前記脱水槽３が形成され、前記仕切壁２７と前記側壁２６間には濾液貯留側室２８が形成される。

前記側壁２５、前記仕切壁２７、前記側壁２６間に前記回転軸８が掛渡され回転自在に設けられている。前記円板９、前記スペーサ２０により構成される前記濾体７の両端部にはフランジ２９，３０が設けられている。該フランジ２９，３０は、前記濾体７を挾持すると共に前記円板９、又は前記スペーサ２０の補強として機能している。尚、前記フランジ２９，３０には前記スペーサ２０ｂと同様、前記濾液通路１１の一部を形成する欠切部３２が形成されている。

前記濾体７の両端の前記円板９と前記スペーサ２０と前記側壁２５、前記仕切壁２７との間に間隙が生じない様にする為、前記側壁２５、前記仕切壁２７には前記フランジ２９，３０用の逃げ孔が形成されている。

前記凝集装置２は凝集槽１２を有し、該凝集槽１２は凝集原液供給口１３によって前記脱水槽３に連設されている。前記凝集槽１２には原液供給ライン１４及び凝集液供給ライン１５が接続され、前記凝集槽１２には前記原液供給ライン１４から原液供給ポンプ１６により原液が供給され、又前記凝集液供給ライン１５からは凝集液供給ポンプ１７により凝集液が供給される様になっている。

前記凝集槽１２には攪拌機１８が設けられ、該攪拌機１８により原液と凝集液が攪拌されることで、原液中の固形分の凝集が促進される。

前記原液供給ライン１４から原液、前記凝集液供給ライン１５から凝集液を供給することで、凝集原液１９が前記凝集原液供給口１３からオーバフローして前記脱水槽３に供給される。前記凝集原液１９の供給量は、前記ケーキ搬送路６の上流端部開放部に自由液面２３を形成する様に調整される。

前記ケーキ搬送路６に供給された前記凝集原液１９は、前記ケーキ搬送路６の上流部では重力による濾過により、濾液が分離され、分離された濾液の大部分は前記円板９，９間の目より落下し、残りの一部は前記濾液通路１１に漏出し、該濾液通路１１を通って前記脱水槽３から前記濾液貯留側室２８に排出される。

又、分離された凝集フロックは、前記下部濾体群５上に着床し、前記上部濾体群４、前記下部濾体群５の回転によって下流側に搬送される。又、凝集フロックは、搬送過程で上下の前記上部濾体群４、前記下部濾体群５により圧搾され、濾液が分離されてケーキとなる。即ち、前記ケーキ搬送路６の上流部は重力脱水部、下流部は圧搾脱水部が形成される。

圧搾によって、分離した濾液の大半は前記円板９，９間の目を通って落下し、前記下部濾体群５の下方に落下し、残部は前記濾液通路１１に漏出し、該濾液通路１１を通って前記脱水槽３の前記側壁２５、前記仕切壁２７から排出される。

又、脱水されたケーキは、前記上部濾体群４、前記下部濾体群５の搬送作用により前記吐出口１０より吐出される。

前記濾体７の回転による前記凝集原液１９の脱水が行われる場合、前記濾体７には大きな回転負荷が作用し、前記回転軸８と前記円板９、前記スペーサ２０間で前記キー部８ａ、前記キー部９ａ、前記キー部２０ａを介した大きなトルク伝達が行われる。

前記濾体７の端に位置する前記円板９、前記スペーサ２０は、前記側壁２５、前記仕切壁２７に対して周辺部のＸ部分が摺動しつつ回転する為、摩擦により特に大きな回転負荷を受ける。

一方で前記スペーサ２０の厚みは、間隙２１の大きさを決定する。この為細かな固形分をできる限り捕捉し、濾液清澄度を向上させる為には前記スペーサ２０は可及的に薄板であることが要求される。

この為、トルクの伝達部である前記キー部９ａ、前記キー部２０ａが、大きな荷重に耐えられず変形することがある。

前記キー部９ａ、前記キー部２０ａが変形し、トルク伝達部としての機能を消滅した場合は、前記円板９、前記スペーサ２０が前記回転軸８に対して自由に回転する状態（即ち回転しない状態）となり、或は前記キー部２０ａが変形した場合は、変形した部分から割れが発生し、前記スペーサ２０が脱落する。

前記キー部９ａ、前記キー部２０ａの変形の現象は、濾体軸方向の内側に向って伝播する可能性があり、又、前記キー部９ａ、前記キー部２０ａの回転が停止し、或は前記スペーサ２０が脱落した場合、多重円板脱水装置としての性能が低下するので、交換の為の保守作業が必要となる。特に、前記スペーサ２０を合成樹脂製とした場合は、前記キー部２０ａの変形、前記スペーサ２０の割れが起易く、保守作業の間隔が短くなり、保守費が掛ると共に多重円板脱水装置の稼働率低下の原因となる。

特開２００５−７３２７号公報

本発明は斯かる実情に鑑み、多重円板脱水装置の濾体に於ける円板、スペーサの損傷を防止し、多重円板脱水装置の性能を長期に維持し、保守費の軽減、稼働率の向上を図るものであり、又円板、スペーサのトルク伝達部に変形が生じない様に、円板、スペーサの停止、脱落を防止し、多重円板脱水装置の性能を長期に維持し、保守費の軽減、稼働率の向上を図るものである。

本発明は、回転可能な回転軸に円板を、該円板より小径のスペーサを介在させ多重に嵌設して一体に回転される様構成した濾体を、前記円板の一部が重合する様所要数連設し、被脱水処理物を前記円板の重合部分の隙間から濾過する様にした濾体群を具備する多重円板脱水装置に於いて、前記濾体の前記円板、前記スペーサの集合体は濾過部を形成し、該濾過部の両端に少なくとも前記円板と前記スペーサとの厚みを加算した厚みを有し、脱水槽壁面に摺接する補強円板を設けた多重円板脱水装置に係るものである。

又本発明は、前記補強円板の周面形状を、隣接する前記濾体の補強円板間に屈曲した間隙が形成される様にした多重円板脱水装置に係り、更に又隣接する前記濾体の補強円板の直径を異ならせた多重円板脱水装置に係るものである。

本発明によれば、回転可能な回転軸に円板を、該円板より小径のスペーサを介在させ多重に嵌設して一体に回転される様構成した濾体を、前記円板の一部が重合する様所要数連設し、被脱水処理物を前記円板の重合部分の隙間から濾過する様にした濾体群を具備する多重円板脱水装置に於いて、前記濾体の前記円板、前記スペーサの集合体は濾過部を形成し、該濾過部の両端に少なくとも前記円板と前記スペーサとの厚みを加算した厚みを有し、脱水槽壁面に摺接する補強円板を設けたので、濾過部の両端が壁面に摺接することにより生じる抵抗により前記円板、前記スペーサの損傷が防止され、円板、スペーサの交換作業を行う為の保守作業が軽減され、保守費の軽減、多重円板脱水装置の稼働率の向上が図れる。

又本発明によれば、前記補強円板の周面形状を、隣接する前記濾体の補強円板間に屈曲した間隙が形成される様にしたので、前記補強板の板厚を厚くした場合でも、補強板周面間で濾過が行われ、多重円板脱水装置の脱水濾過性能が損われない。

更に又本発明によれば、隣接する前記濾体の補強円板の直径を異ならせたので、隣接する補強円板の周速度が異なり、周面間を通過する濾過液に剪断力が作用し、周面に固形部が付着することが防止される等の優れた効果を発揮する。

以下、図面を参照しつつ本発明を実施する為の最良の形態を説明する。

尚、本発明に係る多重円板脱水装置の基本的な構造、濾過作用、脱水作用については図４で示される多重円板脱水装置と同様であるので、図４を参照し、同等の部分については説明を省略する。

図１は本発明に係る下部濾体群５の濾体７を示している。

回転軸８に円板９と、スペーサ２０とが交互に嵌装され、前記濾体７が構成され、又前記円板９と前記スペーサ２０とが交互に配設された集合体は濾過部７ａとなっている。該濾過部７ａの両端に補強円板３５，３６が嵌装され、更にフランジ２９，３０が嵌合固着されている。前記濾過部７ａは、前記補強円板３５，３６を介して前記フランジ２９，３０によって挾持されている。

前記円板９は金属製であり、例えばステンレス鋼板から加工され、又前記スペーサ２０は、例えば合成樹脂成型品とすることで、厚み精度が保証され、又コストが低減する。前記補強円板３５，３６は金属製、例えばステンレス鋼製であり、該補強円板３５，３６の厚みは、前記円板９の厚みと前記スペーサ２０の厚みを加算した値と同じとなっている。

前記補強円板３５，３６は図２に見られる様に通路孔３７が穿設され、該通路孔３７は濾液通路１１の一部を構成し、又前記補強円板３５は直径Ｄ1 を有し、前記補強円板３６は直径Ｄ2 を有し、外径以外は同形状となっている。

尚、図示では分易く、前記スペーサ２０の厚みを前記円板９と比して大きくしているが、実際には該円板９の板厚に対して僅かに大きくなっている。

前記回転軸８には一部が面取りされたキー部８ａが形成され（図６参照）、前記円板９、前記スペーサ２０、前記補強円板３５，３６には前記回転軸８と嵌合する孔が穿設され、該孔には前記キー部８ａに対応して、キー部９ａ、キー部２０ａ（図６参照）、キー部３５ａが形成され、前記キー部８ａと前記キー部９ａ、前記キー部２０ａ、前記キー部３５ａを介して前記回転軸８の回転力が前記円板９、前記スペーサ２０、前記補強円板３５，３６に伝達される様になっている。

隣接する前記濾体７，７の円板９，９は前記スペーサ２０が形成する隙間に周辺部が嵌入して一部が重合する様になっており、隣接する前記濾体７，７の円板９，９と前記スペーサ２０，２０間に形成される間隙２１が液を濾過する目となっている。又、前記濾体７には、前記円板９、前記スペーサ２０を軸心方向に貫通する前記濾液通路１１が形成されている。

前記補強円板３５，３６は隣接する前記濾体７，７に反対勝手に嵌装され、同じ端部では前記補強円板３５と前記補強円板３６とが対向する様になっており、前記補強円板３５の周面と前記補強円板３６の周面との間には間隙ｇが形成される様になっている。

従って、隣接する前記濾体７，７間の軸間距離をＷとすると、ｇ＝Ｗ−（Ｄ1 ＋Ｄ2 ）／２となっている。又、前記間隙ｇは前記間隙２１と同一又は同等の値となっており、前記補強円板３５，３６の間でも濾過作用を有する。

尚、前記補強円板３５，３６の直径について、Ｄ1 ＝Ｄ2 であっても、Ｄ1 ≠Ｄ2 であってもよい。又、Ｄ1 ≠Ｄ2 とした場合は、前記前記補強円板３５，３６の周速度が異なり、前記間隙ｇを通過する濾過液に剪断力が作用し、液中の固体分が前記補強円板３５，３６の表面に付着することが抑制される。

又、従来の多重円板脱水装置と同様、前記スペーサ２０の所要枚数毎に、例えば５枚毎のスペーサ２０ｂには、該スペーサ２０ｂの外周部に欠切部２２が形成され（図６参照）、該欠切部２２によって前記濾液通路１１が開放状態となっている。従って、濾過された濾液は、前記欠切部２２を通って前記濾液通路１１に漏出し、該濾液通路１１は漏出した濾液を前記濾体７の軸端に導き、前記脱水槽３の仕切壁２７（後述）から排出する様になっている。

前記濾過部７ａの両端部に前記補強円板３５，３６を設けることで、側壁２５、仕切壁２７には、金属製の前記補強円板３５，３６が摺接することになる。該補強円板３５，３６は前記円板９の厚みと前記スペーサ２０の厚みを加算した厚みを持っており、前記補強円板３５，３６の前記キー部３５ａの強度は、前記円板９の前記キー部９ａ、前記スペーサ２０の前記キー部２０ａに比べ大幅に大きく、前記補強円板３５，３６と前記側壁２５、前記仕切壁２７との摩擦により生ずる回転負荷によって前記キー部３５ａが変形することが防止される。

又、前記補強円板３５，３６は金属製であるので、前記側壁２５、前記仕切壁２７との摺接による欠け、割れが防止され、前記補強円板３５，３６の脱落が防止される。

次に、前記補強円板３５と前記側壁２５、前記補強円板３６と前記仕切壁２７との間隙は回転に支障ない程度に接触していることが望まれるが、多数の前記円板９、前記スペーサ２０が嵌装されることで、誤差が累積され、端部の間隙の誤差となって現れる。

前記補強円板３５，３６の厚みを調整することで、該補強円板３５，３６端面と前記側壁２５、前記仕切壁２７との間に間隙を設けることができる。これにより、前記補強円板３５，３６端面と前記側壁２５、前記仕切壁２７との間に生じる摩擦抵抗を少なくできるので、前記補強円板３５，３６のトルク伝達部（キー部）の耐久性は更に向上する。

又、前記補強円板３５，３６は、前記円板９、前記スペーサ２０よりも厚みがあるので、例えば切削、研磨等の機械加工によって厚み調整を実行でき、前記補強円板３５，３６端面と前記側壁２５、前記仕切壁２７との間に、間隙を設け、且つその間隙を限りなく小さくできるので、該間隙から前記脱水槽３内の原液が流出することなく、適切な間隙を精度よく設けることができる。

尚、前記補強円板３５，３６の厚みは、前記円板９の厚みと前記スペーサ２０の厚みを加算した厚みより大きくてもよい。

又、前記補強円板３５，３６の周面は図３（Ａ）の様に傾斜してもよい。更に図３（Ｂ）、図３（Ｃ）は、前記補強円板３５，３６の周面の形状を変更し、前記補強円板３５の周面と前記補強円板３６の周面とが間隙を介在して相互に出入りする様になっている。

図３（Ｂ）に示す、前記補強円板３５，３６では周面の形状を相互に、反対勝手の段差形状とし、前記補強円板３５と前記補強円板３６間でクランク状に屈曲した間隙３８が形成される様にしたものであり、前記補強円板３５，３６間でも濾過が行える様にしたものである。

又図３（Ｃ）に示す、前記補強円板３５，３６では前記補強円板３５の周面に凹溝３９を形成し、前記補強円板３６の周面に前記凹溝３９に入込む突条４０を形成したものである。更に、前記凹溝３９、前記突条４０を複数形成し、ジグザク状の間隙４１が形成される様にしてもよい。

本発明の実施の形態の要部を示す一部断面した平面図である。 該実施の形態に用いられる補強円板の正面図である。 （Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は該補強円板の周面形状の変更例を示す説明図である。 多重円板脱水装置の一例を示す概略斜視図である。 該多重円板脱水装置の下部濾体群の一部を示す平面図である。 図５のＡ−Ａ矢視図である。

符号の説明

１ 多重円板脱水機
５ 下部濾体群
７ 濾体
７ａ 濾過部
８ 回転軸
９ 円板
９ａ キー部
１１ 濾液通路
２０ スペーサ
２０ａ キー部
２１ 間隙
３５ 補強円板
３５ａ キー部
３６ 補強円板
３７ 通路孔

Claims (3)

1. 回転可能な回転軸に円板を、該円板より小径のスペーサを介在させ多重に嵌設して一体に回転される様構成した濾体を、前記円板の一部が重合する様所要数連設し、被脱水処理物を前記円板の重合部分の隙間から濾過する様にした濾体群を具備する多重円板脱水装置に於いて、前記濾体の前記円板、前記スペーサの集合体は濾過部を形成し、該濾過部の両端に少なくとも前記円板と前記スペーサとの厚みを加算した厚みを有し、脱水槽壁面に摺接する補強円板を設けたことを特徴とする多重円板脱水装置。
2. 前記補強円板の周面形状を、隣接する前記濾体の補強円板間に屈曲した間隙が形成される様にした請求項１の多重円板脱水装置。
3. 隣接する前記濾体の補強円板の直径を異ならせた請求項１又は請求項２の多重円板脱水装置。

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