JP5874983B2 - フィルタープレス - Google Patents

Description

本発明は、ろ板間に一対のろ布を二組有することでろ過室を２つ形成し、段階的に原液を供給することでろ板間の４枚のろ布を有効に活用し、ろ過能力の向上を図ったフィルタープレスに関する。

従来、複数のろ板を並列し、ろ板間に一対のろ布を備えるフィルタープレスは、一対のろ布間に原液を圧入し、ろ布によって固液分離が行われる。この時、一対のろ布間がろ過室となり、それぞれのろ布の内側がろ過面となるため、一つのろ過室に対しろ布は２面で固液分離を行うこととなる。

ここで、ろ板間に一対のろ布を備え、更にそのろ布間に２枚のメッシュ体を配設したフィルタープレスが特許文献１の図４に開示されている。ろ布間に備えられた２枚のメッシュ体は、ろ過室に形成された脱水ケーキが付着しやすく、脱水終了後のケーキ排出時に、ろ過面となるろ布にケーキが付着しないようにしている。

特開平０３−２４２２０７

特許文献１では、一対のろ布間に２枚のメッシュ体を配設することで、ろ板間のろ過室は三つに分けられることになる。しかし、分けられたろ過室に同時に原液供給するのであれば、ろ過面としては両端のろ布しか機能せず、ろ過能力的には従来の一対のろ布を用いた時と変わらない。
本発明は、ろ板間に一対のろ布を二組配設することでろ過室を二つ形成し、フィルタープレスの運転方法を工夫することで、中央の２枚のろ布を固液分離に有効活用し、ろ過能力の向上を図ったフィルタープレスを提供する。

本発明のフィルタープレスは、複数のろ板を並列してろ板間にろ過室を形成し、各ろ過室に二組の一対のろ布を配設すると共に、それぞれ一対のろ布間でろ過室を形成したフィルタープレスにおいて、一方の一対のろ布が形成するろ過室と、他方の一対のろ布が形成するろ過室に、順次原液を供給して固液分離を行うことで、ろ過室中央の２枚のろ布でも固液分離を行うことができるため、ろ過面は増大し、処理量の向上を図ることができる。

また、前記ろ過室へ原液を供給する工程は、一方のろ過室に原液を圧入する一次圧入工程と、一次圧入工程後に他方のろ過室に原液を圧入する二次圧入工程とを備えることで、圧入による固液分離を二段階で行える。

前記二次圧入工程の圧入圧力は、前記一次圧入工程の圧入圧力より高圧で行うことで、一次圧入工程で形成したケーキに圧搾作用を与えるため、よりケーキ含水率を低下させることができる。

前記二次圧入工程後、前記ろ板内に配設したダイアフラムにより圧搾を行う圧搾工程を備えることで、形成したすべてのケーキに圧搾作用を与え、さらなるケーキ含水率の低下が望める。また、２室のケーキを一体的に圧搾するため、含水率が異なる場合は均一にすることができる。

本発明に係るフィルタープレスは、ろ板間に一対のろ布を二組配設することでろ過室を二つ形成し、通常２面でろ過するところを、４面でろ過できるようにしたものである。
計４枚のろ布により分けられたろ過室に、同時ではなく順次圧入することで、先の圧入により２面ろ過が行われ、後の圧入により２面ろ過が行われるため、合計４面でのろ過が可能となる。４面でのろ過となるためろ過面積は増大し、ろ過能力の向上が図れる。
後の圧入を先の圧入より高い圧力で行えば、先の圧入により形成された脱水ケーキが圧力を受け、圧搾作用が得られる。

脱水性の良い原液の場合は、先の圧入のみの２面ろ過でろ過厚みを大きくし、脱水性の悪い原液の場合は後の圧入により分割したろ室の厚みを薄くするなどして、原液の性状によってろ室厚の変更が可能となる。後の圧入終了後、ろ板のダイアフラムによる圧搾を行えば、さらにケーキ含水率を低下させることができる。分割した二つのろ過室が一体的に圧搾されるため、ケーキの均一化も図れる。

本発明に係るフィルタープレスの側面図である。 同じく、フィルタープレスの平面図である。 同じく、フィルタープレスの脱水ユニットの断面図である。 同じく、ろ板下部の要部断面図である。 同じく、ろ過室中央の２枚のろ布の下部正面図。 同じく、ろ板の正面図である。 同じく、ろ板の断面図である。 同じく、フィルタープレスのケーキ剥離装置の概略側面図である。 同じく、他のケーキ剥離装置の概略側面図である。 同じく、環状ろ布のケーキ剥離装置の概略側面図である 同じく、ろ布走行式フィルタープレスのろ板間に吊るす一対のろ布の斜視図である。 同じく、ろ布走行式フィルタープレスのケーキ剥離装置の側面図である。 同じく、ろ布走行式フィルタープレスのろ布走行後のケーキ剥離装置の側面図である。 同じく、ろ布走行式フィルタープレスのろ板間に吊るしたろ布吊装置の要部側面図である。 同じく、一次圧入時の脱水ユニット断面図である。 同じく、二次圧入時の脱水ユニット断面図である。 同じく、圧搾工程の脱水ユニット断面図である。

図１は本発明に係るフィルタープレスの側面図である。
フィルタープレス１は、フロントフレーム２とリアフレーム３に支架されたガイドレール４上に脱水ユニット５が水平方向に並列に配設されている。脱水ユニット５は、ガイドレール４上を移動自在に支架され、ガイドレール４に沿って例えば電動シリンダーや油圧シリンダーの駆動力により往復移動する開閉装置６で締め付けられる。

図２は本発明に係るフィルタープレスの平面図である。
原液供給ポンプ７は原液供給管８ａ、８ｂを介してフィルタープレス１に原液を供給する。原液供給管８ａ、８ｂにはそれぞれ弁Ｖａ、Ｖｂが配設されている。
脱水ユニット５には圧搾流体供給管９が連通している。

図３は本発明に係るフィルタープレスの脱水ユニットの断面図である。
脱水ユニット５は、凹状に形成されたろ過床を有するろ板１０を対向してろ過室１２を形成してある。一方のろ板１０にはダイアフラム１１を設けており、ダイアフラム１１は内部に圧力流体を注入することで膨張する。

ろ板１０、１０間には、４枚のろ布１３が配設されている。ろ布１３は二組の一対のろ布１３ａ、１３ｂとし、二組の一対のろ布１３ａ、１３ｂは、それぞれ一対のろ布間にろ過室１２を形成し、一方の一対のろ布１３ａはろ過室１２ａを、他方の一対のろ布１３ｂはろ過室１２ｂを形成する。
ろ板１０とろ布１３ａＬとの間、ダイアフラム１１とろ布１３ｂＲとの間、並びにろ過室１２中央の２枚のろ布１３ａＲ、１３ｂＬ間からろ液が排出される。

ろ過室１２の上部には、脱水しようとするスラリー等の原液をろ過室１２に供給する原液供給路１４が設けられている。ダイアフラム１１を配設したろ板１０には、ろ板１０を貫通して、ダイアフラム１１に至る圧搾水注入路１５が形成されている。圧搾流体供給管９から供給された圧搾流体が圧搾水注入路１５を介してダイアフラム１１内に注入される。ろ板１０の下部には、ろ過床に連通して、ろ布１３を介してろ過室１２から透過したろ液を外部に排出するろ液排出路１６が設けられている。

図４はろ板下部の要部断面図である。
ろ板１０にはろ液排出路１６が設けられている。ろ板１０の凹部からろ液排出路１６にはろ過床よりろ液を排出する排出路１６ａが設けられており、ろ板間にはろ過室１２中央の２枚のろ布１３ａＲ、１３ｂＬ間より透過する排水をろ液排出路１６に排出する排出路１６ｂがある。ろ過室１２中央の２枚のろ布１３ａＲ、１３ｂＬには、それらが当接する面に、半硬質ゴム等のリジェクタ３２を固着する。リジェクタ３２はろ板１０のシール面の一部に挟まり、ろ液が排出路１６ｂへ通過できるだけの隙間を形成する。

図５はろ過室中央の２枚のろ布の下部正面図である。
リジェクタ３２はろ布１３下部に並列して配設しており、ろ板１０の排出路１６ｂがリジェクタで塞がれない位置に貼着してある。複数のリジェクタ３２間は排出路１６ｂでケーキが形成されないように狭い幅としてケーキの流出を防いでいる。
また、リジェクタ３２を配設していなくても、ろ布１３の間隙のみで排水は可能である。

図３に示す脱水ユニット５の他、本実施例では両面に凹部を設けたろ板１０と、両面にダイアフラム１１を設けたろ板１０を交互に配設した脱水ユニット５を用いているが、例えば正面に凹部を設け、裏面にダイアフラム１１を設けたろ板１０を並列した脱水ユニット５としても構わない。

図６は本発明に係るろ板の正面図である。
本発明では、一つのろ過室１２に二組の一対のろ布１３ａ、１３ｂを配設しており、一対のろ布１３ａ、１３ｂで形成される各々のろ過室１２ａ、１２ｂに原液を供給する原液供給路１４ａ、１４ｂを別々に設けている。ろ板１０上部には２つの供給口１７ａ、１７ｂを開口してあり、ろ板１０が並列することで供給口１７ａ、１７ｂが連通し、原液供給路１４ａ、１４ｂが形成される。原液供給路１４ａ、１４ｂは原液供給管８ａ、８ｂと連通し、原液をろ過室１２ａ、１２ｂへ供給する。

図７は本発明に係るろ板の断面図である。
ろ板１０、１０間には二組の一対のろ布１３ａ、１３ｂを配設し、ろ布１３にはろ板１０上部の原液供給路１４ａ、１４ｂと対応する箇所に、それぞれ給液板１８ａ、１８ｂを配設する。
給液板１８ａ、１８ｂは原液供給路１４ａ、１４ｂが連通するように開口を有し、原液供給路１４ａ、１４ｂから原液をろ過室１２ａ、１２ｂ内に流入させるため、開口からろ過室１２ａ、１２ｂに向かって分配口１９ａ、１９ｂを備えている。
（ａ）は図６のＸ―Ｘ断面図であって、一方の給液板１８ａは一方の一対のろ布１３ａＬ、１３ａＲ間に配設してある。（ｂ）は図６のＹ―Ｙ断面図であって、他方の給液板１８ｂは他方の一対のろ布１３ｂＬ、１３ｂＲ間に配設してある。このように給液板１８を構成することで、給液板１８ａから流入した原液はろ過室１２ａに供給され、給液板１８ｂから流入した原液はろ過室１２ｂに供給することができる。

図８は本発明に係るフィルタープレスのケーキ剥離装置の概略側面図である。
４枚のろ布１３ａＬ、１３ａＲ、１３ｂＬ、１３ｂＲに付着するケーキの剥離装置として、図８のようにろ布１３ａＬ、１３ａＲ間、ろ布１３ｂＬ、１３ｂＲ間に上下走行可能なスクレーパー３０を配設する。

図９は本発明に係る他のケーキ剥離装置の概略側面図であって、ろ布１３上部にろ布１３を加振するための加振装置３１を配設してケーキ剥離装置としてもよい。

図１０は、本発明に係る環状ろ布のケーキ剥離装置の概略側面図である。
（ａ）は、ろ板１０上方とろ板１０下方に設けたロール２９に環状のろ布１３を掛け回し、同じくろ板１０、１０間にも上方と下方に設けたロール２９に環状のろ布１３を掛け回し、駆動源によりロール２９を回動させることでろ布１３を走行させ、ケーキを剥離することができる。
（ｂ）は、ろ板１０、１０下方に設けたロール２９と、給液板１８ａ、１８ｂ上方に設けたロール２９と、給液板１８ａ、１８ｂ間下方に設けたロール２９に一枚のろ布１３を掛け回し、駆動源によりロール２９を回動させることでろ布１３を走行させ、ケーキを剥離することができる。ロール２９、給液板１８は周知の技術で配設される。

図１１は本発明に係るろ布走行式フィルタープレスのろ板間に吊るす一対のろ布の斜視図である。
ろ布走行式フィルタープレス１では、ろ過室１２に一対のろ布１３を二組並べて配設している。
一対のろ布１３の上縁部は合着されており、合着部には上部ろ布芯金２０が装着されている。上縁部を合着した一対のろ布１３の下縁部にはそれぞれ下部ろ布芯金２１が装着されている。
また、ろ布１３の上部には、原液供給路１４ａ、１４ｂと連通する二つの開口を有しており、一方の開口には給液板１８が設けられている。給液板１８は原液を一対のろ布１３間に流入させる。

二組の一対のろ布１３ａ、１３ｂの給液板１８ａ、１８ｂは対称的に配設される。一方の一対のろ布１３ａの給液板１８ａが設けられていない開口は、他方の一対のろ布１３ｂ上部に設けられた給液板１８ｂの開口部に対応している。同様にして、一方の一対のろ布１３ａの給液板１８ａの開口は、他方の一対のろ布１３ｂの給液板１８ｂが設けられていない開口に対応している。よって、ろ板１０が閉板した際に、これらの開口が連通して原液供給路１４ａ、１４ｂを形成する。

図１２は本発明に係るろ布走行式フィルタープレスのケーキ剥離装置の側面図である。
図８、９、１０のケーキ剥離機構の他、図１２のように、ろ布１３下端をロールに掛け回し、チェーン等でろ布１３下端を吊り上げることでろ過面を下方に走行させてケーキを剥離する、ろ布走行式の剥離機構としてもよい。
ろ布走行式に用いるろ布１３は、一対のろ布が二組で、計４枚のろ布１３ａＬ、１３ａＲ、１３ｂＬ、１３ｂＲを用いる。
一対のろ布１３ａ、１３ｂに設けられた給液板１８ａ、１８ｂは一対のろ布間に配設され、給液板１８ａ、１８ｂを通った原液を分配口１９ａ、１９ｂより一対のろ布間に流入しているため、脱水されたケーキは一対のろ布間に形成される。

図１３は本発明に係るろ布走行式フィルタープレスのろ布走行後のケーキ剥離装置の側面図である。
ろ板上部スプロケット２４、ろ板間上部スプロケット２８に掛け回した走行チェーン２２により、各下部ろ布芯金２１が引き上げられるため、ろ布１３は下方へ走行した後、ろ板リターンロール２６もしくはろ板間リターンロール２７を介して、ろ布１３下部から順に上方へ走行している。
ケーキ剥離後、ろ板上部スプロケット２４、ろ板間上部スプロケット２８を逆転させ、ろ布１３を元の位置に戻して脱水を開始する。
ろ板間上部スプロケット２８、ろ板間リターンロール２７は周知の方法で、開閉板するろ板１０の中間に位置するように構成している。

図１４は本発明に係るろ布走行式フィルタープレスのろ板間に吊るしたろ布吊装置の要部側面図である。
二組の一対のろ布１３ａ、１３ｂの上縁部に挿通した上部ろ布芯金２０の両端部に一対の駆動チェーン２２、２２が連結されている。ろ板１０の肩部に一対の上部ブラケット２３、２３が立設されており、上部ブラケット２３にろ板上部スプロケット２４が軸着されている。ろ板上部スプロケット２４には、一方の一対のろ布１３ａの駆動チェーン２２ａが巻き掛けられている。また、ろ板間上部には、ろ板間上部スプロケット２８が配設されており、他方の一対のろ布１３ｂの駆動チェーン２２ｂが巻き掛けられている。
駆動チェーン２２ａ、２２ｂの一端は、それぞれろ布１３ａ、１３ｂの上縁部に配設した上部ろ布芯金２０、２０に連結されている。ろ板上部スプロケット２４に巻き掛けてろ布１３ａを吊り下げた駆動チェーン２２ａの他端は、ろ板１０の裏面側に垂下している。ろ板１０の両側下端から垂下した下部ブラケット２５に一対のろ板リターンロール２６が支架されている。ろ布１３ａＬ下部が一方のろ板リターンロール２６ｂに掛け回され、ろ布１３ａＬの下部ろ布芯金２１と、ろ板１０の裏面側に垂下した駆動チェーン２２ａが係止されている。

ろ板間下方には、一対のろ板間リターンロール２７が配設されている。ろ布１３ａＲ下部が一方のろ板間リターンロール２７ａに掛け回され、ろ布１３ａＲの下部ろ布芯金２１が、ろ板間上部スプロケット２４に掛け回された駆動チェーン２２ｂに連結されている。
ろ布１３ｂＬ下部が他方のろ板間リターンロール２７ｂに掛け回され、上記駆動チェーン２２ｂに連結されている。
ろ布１３ｂＲ下部は、隣接するろ板１０の他方のろ板リターンロール２６ａに掛け回され、ろ布１３ｂＲの下部ろ布芯金２１が隣接するろ板１０のろ板上部スプロケット２４から裏面側に垂下した駆動チェーン２２ａと係止されている。

ろ布走行中に、それぞれろ布１３とろ板１０が接触しないよう、ろ板上部スプロケット２４、ろ板間上部スプロケット２８、ろ板リターンロール２６、ろ板間リターンロール２７を配設し、必要であれば図１１、１２のようにロール２９を追加して配設してもよい。
ケーキ排出時には、図示しない駆動源にてろ板上部スプロケット２４、ろ板間上部スプロケット２８を回動することで、ろ布１３を下方へ向かって走行させ、下部ろ布芯金２１が駆動チェーン２２によって引き上げられる。
剥離性の良いケーキはろ板１０の開板と共に落下し排出され、ろ布１３ａＬ、１３ａＲ、１３ｂＬ、１３ｂＲに付着したケーキは、ろ布１３がろ板リターンロール２６、ろ板間リターンロール２７で鋭角に反転されることで剥離される。

フィルタープレスの固液分離は以下のように行われる。
（閉板工程）
開閉装置６によって、並列して配設しているろ板１０閉板し、締め付け、多数のろ過室１２を形成すると共に、供給口１７を連結して原液供給路１４を形成する。

（一次圧入工程）
図１５は本発明に係る一次圧入時の脱水ユニット断面図である。
原液供給管８ａに配設している弁Ｖａを開くと共に、原液供給ポンプ７を起動する。
原液は原液供給管８ａから原液供給路１４ａ、給液板１８ａを介し、ろ過室１２に配設された４枚のろ布１３ａＬ、１３ａＲ、１３ｂＬ、１３ｂＲのうち、給液板１８ａを挟んだろ布１３ａＬ、１３ａＲ間（ろ過室１２ａ）に圧入される。原液は各ろ過室１２ａ内に十分に行き渡り、ろ過室１２に張設されたろ布１３ａＬ、１３ａＲによって固液分離され、圧入圧力によるろ過作用が進行する。ろ布１３ａＬ、１３ａＲ、１３ｂＬ、１３ｂＲを透過して固液分離されたろ液はろ液排出路１６から外部に排出される。
一次圧入工程は予め定められた一定時間の間、継続する。ろ過室１２ａ内は固形分が蓄積し、ケーキを形成する。
脱水性が良い原液は、一次圧入のろ過室１２ａによる脱水で脱水工程を終了し、開板工程に移ってよいものとする。

（二次圧入工程）
図１６は本発明に係る二次圧入時の脱水ユニット断面図である。
一定時間、一次圧入を行った後、ろ過室１２ｂへ原液を圧入して固液分離する二次圧入を行う。
弁Ｖａを閉じてろ過室１２ａへの圧入を止めると共に、原液供給管８ｂに配設している弁Ｖｂを開き、原液供給の流路を切り替える。原液は原液供給管８ｂから原液供給路１４ｂ、給液板１８ｂを介し、給液板１８ｂを挟んだろ布１３ｂＬ、１３ｂＲ間（ろ過室１２ｂ）に圧入される。原液は各ろ過室１２ｂ内に十分に行き渡り、ろ過室１２に張設されたろ布１３ｂＬ、１３ｂＲによって固液分離され、圧入圧力によるろ過作用が進行する。
ここで、ろ布１３ａＲは一次圧入の際にケーキが付着しているため透過性が低く、二次圧入ではろ液を通さない。よって、ろ液はろ布１３ａＲ、１３ｂＬ間を通り、下方の排出路１６ｂより排出される。

また、ろ布１３ａＲ、１３ｂＬ間には、排液性を高めるためにネット等を取り付けてもよいものとする。ネット等を配設しなくとも、排液はろ布１３の間隙を通過し、下方に設けたろ液排出路１６ｂより排出される。
ろ布１３ｂＲを透過して固液分離されたろ液はろ液排出路１６ａから外部に排出される。
二次圧入において、一次圧入より高い圧力で圧入を行えば、ろ過室１２ｂを更に拡張させて、ろ過室１２ａ内のケーキに対して圧搾作用を与えることができる。

（圧搾工程）
図１７は本発明に係る圧搾工程の脱水ユニット断面図である。
一定時間、二次圧入を行った後、ろ過室１２内のダイアフラム１１を拡張させて、ろ過室１２内のケーキに対して圧搾工程を行う。
具体的には、圧搾流体供給装置を起動する。圧搾流体は圧搾流体供給管９および圧搾水注入路１５を介して、ろ板１０に形成しているダイアフラム１１内に圧力流体を供給し、ダイアフラム１１を拡張させる。
原液は、ダイアフラム１１による圧搾により、ろ布１３ａＬ、１３ａＲ、１３ｂＬ、１３ｂＲで固液分離され、ろ液はろ過床に設けられたろ液排出路１６ａ、ろ板間下方に設けられたろ液排出路１６ｂを経て機外に排出する。

また、二次圧入の際にろ過室１２ａ、１２ｂで形成されたケーキの含水率が異なる場合、圧搾工程ではろ過室１２ａ、１２ｂを同時に圧搾するため、含水率が均一なケーキを形成することが可能となる。
圧搾工程は定められた一定時間の間継続する。
また、長時間圧入などの圧入工程のみで固液分離を行う場合は、圧搾工程を省略してもよいものとする。その際、ろ板１０に配設されたダイアフラム１１は不要となる。
圧搾工程は、一次圧入の後に一度行い、二次圧入の後にもう一度行うこともできる。

（開板工程）
一定時間、圧搾工程を行った後、圧搾流体供給装置を停止し、ダイアフラム１１に供給された圧力流体を排出する。
開閉装置６でろ板１０を一定間隔で開板する。開板したろ過室１２内のケーキをケーキ剥離装置により下方に排出する。ろ布１３に固着しているケーキは含水率が一定であるので、ろ布１３からの剥離不良はない。

本発明に係るフィルタープレスは、一つのろ過室に４枚のろ布を配設して固液分離するもので、ろ過面を４面に増加することができ、運転方法を工夫することによって処理能力の向上やろ室数の低減が図れる。汚泥の脱水性に応じて運転方法を切り替えることができ、脱水性が良い場合は一次圧入のみとし、脱水性が悪い場合は二次圧入を行うなどして、汚泥性状の変化に適切に対応できる。また、このフィルタープレスは、二つのろ室に同時に圧入する他、二次圧入を行った後に一次圧入を行ったろ室にもう一度圧入するなど、多種多様な運転方法に対応できる。

１ フィルタープレス
１０ ろ板
１１ ダイアフラム
１２、１２ａ、１２ｂ ろ過室
１３ａＬ、１３ａＲ、１３ｂＬ、１３ｂＲ ろ布

Claims (4)

1. 複数のろ板（１０・・・）を並列してろ板間にろ過室（１２）を形成し、
   各ろ過室に二組の一対のろ布（１３ａＬ、１３ａＲ、１３ｂＬ、１３ｂＲ）を配設すると共に、それぞれ一対のろ布間でろ過室（１２ａ、１２ｂ）を形成したフィルタープレス（１）において、
   一方の一対のろ布（１３ａ）が形成するろ過室（１２ａ）と、他方の一対のろ布（１３ｂ）が形成するろ過室（１２ｂ）に、順次原液を供給して固液分離を行うことを特徴としたフィルタープレス。
2. 前記ろ過室（１２）へ原液を供給する工程は、
   一方のろ過室（１２ａ）に原液を圧入する一次圧入工程と、一次圧入工程後に他方のろ過室（１２ｂ）に原液を圧入する二次圧入工程とを備えたことを特徴とする請求項１に記載のフィルタープレス。
3. 前記二次圧入工程の圧入圧力は、
   前記一次圧入工程の圧入圧力より高圧で行うことを特徴とする請求項２に記載のフィルタープレス。
4. 前記二次圧入工程後、
   前記ろ板（１０）に配設したダイアフラム（１１）により圧搾を行う圧搾工程を備えたことを特徴とする請求項３に記載のフィルタープレス。

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