JP5999580B2 - フィルタープレスの運転方法 - Google Patents

Description

本発明は、１つのろ過室に３枚のろ布を有することでろ過室を２つに分割し、段階的に原液を供給することで３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の運転方法に関する。

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１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に開示されている。ろ布間に備えられた１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１枚のメッシュ体を配設することで、ろ板間のろ過室は二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、一対のろ布間にもう１枚ろ布を配設することでろ過室を二つに分け、原液供給方法を工夫することで、中央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の運転方法を提供する。

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、各ろ過室のろ過床を覆うように一対のろ布を配設すると共に、一対のろ布間にろ過室を分割するろ布を垂設したフィルタープレスの運転方法において、前記分割されたろ過室の一方のろ過室（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、二次圧入工程後にろ布（１３Ｌ，１３Ｒ、１３Ｃ）を上下に走行させて脱水ケーキを剥離する開板工程と、を備えたことで、中央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、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つ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、ろ板間の一対のろ布間にもう１枚ろ布を配設することでろ過室を二つに分割し、通常２面でろ過するところを、３面でろ過できるようにしたものである。
中央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１面ろ過が行われるため、合計３面でのろ過が可能となる。３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の吊り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、圧搾工程時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間には一対のろ布１３Ｌ、１３Ｒが配設され、ろ過床とろ布１３Ｌの間、ダイアフラム１１とろ布１３Ｒの間にろ液が排出される。ろ過室１２内の一対のろ布１３Ｌ、１３Ｒ間には、ろ過室１２を前後に分割するようにもう一枚ろ布１３Ｃを垂設することでろ過室１２ａ、１２ｂを形成し、ろ板１０、１０間には計３枚のろ布１３が配設されている。

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に注入する際の原液供給路１４が設けられている。ダイアフラム１１を配設しているろ板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、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４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を３枚のろ布１３によって２つに分割しており、分割された各々のろ過室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。

図５は本発明に係るろ板の断面図である。
ろ布１３はろ過室１２に配設する３枚のろ布１３Ｌ、１３Ｃ、１３Ｒで一組とし、ろ板１０上部の原液供給路１４ａ、１４ｂと対応する２箇所に、給液板１８ａ、１８ｂを配設する。また、ろ布１３は原液供給路１４が連通するように開口を有している。
給液板１８ａ、１８ｂはそれぞれろ布１３Ｌ、１３Ｒに貼着しており、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１２内に流入させるため、開口からろ過室１２に向かって分配口１９ａ、１９ｂを備えている。
（ａ）は図４のＸ―Ｘ断面図であって、一方の給液板１８ａはろ布１３Ｌ、１３Ｃ間に配設してある。（ｂ）は図４のＹ―Ｙ断面図であって、他方の給液板１８ｂはろ布１３Ｃ、１３Ｒ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６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。
３枚のろ布１３Ｌ、１３Ｃ、１３Ｒに付着するケーキの剥離装置として、図６のようにろ布１３Ｌ、１３Ｃ間、ろ布１３Ｃ、１３Ｒ間に上下走行可能なスクレーパー３０を配設する。

図７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、ろ布上部にろ布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８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、環状のろ布１３が掛け回されていないろ板１０に隣接する給液板１８ａの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上方下方と、給液板１８ａ、１８ｂ上方下方に設けたロール２９に、一枚のろ布１３を上下交互に掛け回し、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１８ａ、１８ｂは周知の技術で配設される。

図９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６、７、８のケーキ剥離機構の他、図９のようにろ布１３をロールに掛け回し、チェーン等でろ布１３を牽引することによりろ過面を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は一組で３枚のろ布１３Ｌ、１３Ｃ、１３Ｒとする。
ろ布１３Ｌは、上縁部と下縁部に上部ろ布芯金２０と下部ろ布芯金２１を備え、ろ布１３Ｃ、１３Ｒは下縁部に下部ろ布芯金２１を備える。また、ろ布１３Ｃ、１３Ｒは上部で連結してある。
ろ布１３Ｌ、１３Ｒの上部には、それぞれ給液板１８ａ、１８ｂを備えており、ろ布１３Ｃに向かい合う面に配設してある。ろ布１３Ｌ、１３Ｃ、１３Ｒは、ろ布１３Ｌ、１３Ｒの給液板１８ａ、１８ｂに対応する箇所が開口しており、ろ板１０が閉板した際に原液供給路１４ａ、１４ｂが形成できる構成としてある。

図１０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。
上部スプロケット２４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１３Ｌ、１３Ｒは下方へ走行し、ろ布１３Ｃは上方へ走行している。ケーキ剥離後、上部スプロケット２４を逆転させ、ろ布１３を元の位置に戻して脱水工程を開始する。
上部ロール２８は上部ブラケット２３に取り付けられているが、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すればよい。

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したろ布の吊り装置の要部側面図である。
ろ布１３Ｃはろ布１３Ｒと上部で連結してあり、ろ布１３Ｃ、１３Ｒは、ろ板１０間上方に配設された上部ロール２８に掛け回して垂設してある。連結されたろ布１３Ｃ、１３Ｒ両端には下部ろ布芯金２１、２１が配設され、ろ布１３Ｒはろ板１０の両側下端から垂下した下部ブラケット２５に配設したリターンロール２６ａに掛け回してある。

ろ布１３Ｃの下部ろ布芯金２１の両端には一対の駆動チェーン２２、２２の一端が連結されている。駆動チェーン２２は下部ブラケット２５に配設した下部スプロケット２７、及びろ板１０の肩部に立設した一対の上部ブラケット２３、２３に軸着した上部スプロケット２４に巻き掛けられている。上部スプロケット２４に掛け回された駆動チェーン２２は隣接するろ板１０、１０間に垂下している。隣接するろ板１０、１０間には同様に設けられたろ布１３Ｒがリターンロール２６ａに巻き掛けられており、ろ布１３Ｒの下部ろ布芯金２１と上部スプロケット２４に巻き掛けられた駆動チェーン２２を連結している。

ろ布１３Ｌの上部ろ布芯金２０は、駆動チェーン２２の上部スプロケット２４と下部スプロケット２７間に係止してある。ろ布１３Ｌは下部ブラケット２５に設けられたリターンロール２６ｂに掛け回され、ろ布１３Ｌの下部ろ布芯金２１を隣接するろ板１０、１０間に垂下している駆動チェーン２２の端部と連結してある。

ろ布走行中に、それぞれろ布１３Ｌ、１３Ｃ、１３Ｒとろ板１０が接触しないよう、上部スプロケット２４、下部スプロケット２７、上部ロール２８、リターンロール２６ａ、２６ｂを配設し、必要であれば図９、１０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上部スプロケット２４を回動することで、ろ布１３Ｌ、１３Ｒを下方へ向かって走行、ろ布１３Ｃを上方へ向かって走行させる。
剥離性の良いケーキはろ板１０の開板と共に下方に落下し排出され、ろ布１３Ｌ、１３Ｒに付着したケーキは、ろ布１３Ｌ、Ｒがリターンロール２６で鋭角に反転されることで剥離される。
ろ布１３Ｃに付着したケーキは、ろ布１３Ｃの上部両面に配設したスクレーパー３０で剥離を行う。

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を閉板し、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１２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３枚のろ布１３Ｌ、１３Ｃ、１３Ｒのうち、給液板１８ａを挟んだろ布１３Ｌ、１３Ｃ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１３Ｌ、１３Ｃ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１３Ｌ、１３Ｃ、１３Ｒ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１３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１３Ｃ、１３Ｒ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１３Ｒ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１３Ｃ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。
ろ布１３Ｒ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。
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１４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に配設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１３Ｌ、１３Ｒで固液分離され、ろ液はろ過床に設けられたろ液排出路１６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。

（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３枚のろ布を配設して固液分離するもので、ろ過面を３面に増加することができ、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。

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
１３Ｌ、１３Ｃ、１３Ｒ ろ布

Claims (3)

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（１２・・・）にはろ過床を覆う一対のろ布（１３Ｌ、１３Ｒ）を配設すると共に、一対のろ布（１３Ｌ、１３Ｒ）間にろ過室（１２）を分割するろ布（１３Ｃ）を垂設したフィルタープレス（１）の運転方法において、
   前記ろ布（１３Ｃ）で分割されたろ過室（１２ａ、１２ｂ）の一方のろ過室（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、
   二次圧入工程後にろ布（１３Ｌ，１３Ｒ、１３Ｃ）を上下に走行させて脱水ケーキを剥離する開板工程と、を備えた
   ことを特徴とするフィルタープレスの運転方法。
2. 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１に記載のフィルタープレスの運転方法。
3. 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２に記載のフィルタープレスの運転方法。

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