JP6003300B2 - 真空濾過装置及びその運転方法 - Google Patents

Description

本発明は、プリコート式の真空濾過装置およびその運転方法に関する。詳しくは、高濃度廃水から低濃度廃水まで効率的に濾過運転が可能となり、プリコート材の使用量の削減およびケークの排出量の低減に寄与するプリコート式の真空濾過装置及びその運転方法に係る発明である。

本明細書等で使用する主たる用語の意味は、下記のとおりである。

「要求処理量」・・・使用業者が最長稼働時間（例えば８〜２４時間）で処理しなければならない、最低限の廃水の処理量をいう。

「濾過原液」・・・廃水に凝集剤等を添加して調製されものである。なお、「廃水」と「濾過原液」とは容量的に殆ど変わらない。なお、本明細書中に記載される「微粒子」は、単に微粒子だけではなく、凝集剤等により廃水中の固形物が凝集して形成されたフロックも含まれる。

「濾過速度」・・・一定の刃送り速度において、一定時間稼働させて、濾液流量測定装置で間欠的に測定した瞬間的な濾液流量の平均値をいう。

「濾過速度／刃送り速度関係式」・・・設定速度差を有して異なる２以上の刃送り速度に対応する濾過速度をグラフ上にプロット又は計測演算して得られる関数。

廃水処理装置において、廃水に凝集剤を添加して廃水中に含まれる固形分を結合させ、大径化した後に固液分離するプリコート式の真空濾過装置が知られている（特許文献１）。

このプリコート式真空濾過装置の固液分離を行うためにフィルタドラム上にプリコート材（例えば珪藻土）を堆積させてプリコート層を形成する。プリコート層が、濾過原液の微粒子を捕獲してケーク層を形成する。そして、スクレーパ装置に取付けられた掻取り刃を該ケーク層に向けて所定の速度で移動させてケーク層を削り取る。この際、プリコート層の表層も該ケーク層とともに削り取る。こうしてプリコート層の新しい面を露出させることにより、連続して固液分離操作を行うことができる。

一般的に、この掻取り刃の移動速度（以下「刃送り速度」という。）を速くすると、プリコート層の新しい面が露出して濾過効率の良好な新しいプリコート層で濾過する状態となって、単位時間当たりの廃水処理量が増加する。ところが、削り取られるプリコート材が増えることにより、プリコート材の使用量および廃棄物の量が増大するので、コスト上昇につながる。

他方、掻取り刃の送り速度を遅くすると、プリコート材の微小間隙に濾過原液の微粒子が入り込むことで濾過効率が低下したプリコート層で濾過する状態となって、単位時間当たりの濾過原液の処理量が減少する（濾過速度が遅くなる）。ところが、削り取られるプリコート材が減少して、プリコート材の使用量および廃棄物の量が減少するので、コストは低減できる。その一方、単位時間当たりの濾過原液の処理量の減少により、要求処理量に対応できなくなるおそれがある。

スクレーパ装置の掻取り刃は、通常、一定の刃送り速度（設定刃送り速度）で稼働するように制御されている。設定刃送り速度は、真空濾過装置の製造業者が経験に基づき決定している。設定刃送り速度の決定には、廃水の処理前において廃水の状態を確認することが望ましいが、現実的には困難である。このため、製造業者は、余裕をもって要求処理量を処理できるように、設定刃送り速度を速く設定するのが一般的である。

よって、プリコート材の使用量と廃棄物の排出量とそれらに係るコストの観点から、廃水（濾過原液）の状態に適した最適な刃送り速度を設定することが望まれる。廃水が同一でかつ組成が安定しておれば、何度か刃送り速度を変えて運転を行なって、データを採取して解析すれば最適な刃送り速度を決定できる。しかし、通常、廃水の状態が日ごとに変動したり、廃水の種類が変わったりする。このため、そのような場合は、データを採取することは容易ではなく、オペレータがそのデータを採取して解析する時間分だけ拘束されてしまう。したがって、生産性・コストの面では全く割に合わないという問題点があった。

特許第４８７３０３９号

本発明は、上記に鑑みて、プリコート式の真空濾過装置において、廃水の濃度及び特性にかかわらず、「稼働時間の短縮」又は「プリコート材の使用量の削減」の要望に応じた、最適なスクレーパ装置の刃送り速度を設定して廃水の濾過を行うことができる真空濾過装置およびその運転方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記問題点（課題）を解決するために、鋭意開発に努力をした結果、下記構成のプリコート式真空濾過装置１）およびその運転方法２）に想到した。

１） 濾過原液を貯留する濾過槽と、フィルタドラムと、掻取り刃を有するスクレーパ装置とを備えるプリコート式の真空濾過装置であって、
前記真空濾過装置は、さらに、演算部と記憶部と刃送り速度制御部とを有する制御装置と、該制御装置の入力側に接続される濾液流量測定装置と、を備えるとともに、
前記スクレーパ装置は、設定された刃送り速度で前記掻取り刃を前記フィルタドラムの円周側の表面方向に移動させる刃送り駆動手段を備え、
前記刃送り駆動手段は、前記制御装置の出力側に接続されていることを特徴とする。

２） 濾過原液を貯留する濾過槽と、プリコート材および濾液中の固形物を表面に堆積させるフィルタドラムと、前記フィルタドラムの表面に堆積したプリコート材および濾液中の固形物を掻き取るための掻取り刃を有するスクレーパ装置とを備え、前記掻取り刃は刃送り駆動手段により設定刃送り速度に制御可能なプリコート式の真空濾過装置の運転方法であって、
前記プリコート材を前記フィルタドラムの表面に堆積させる工程と、
前記掻取り刃を該フィルタドラムの円周側の表面方向に移動させる工程と、
前記フィルタドラムの表面に堆積した該プリコート材の表面に濾過原液の固形物を堆積させるとともに、該掻取り刃で表面に付着した該固形物を掻き取り、濾過原液の濾過を行う工程と、を備え、
前記濾過原液の濾過を行う工程は、真空濾過装置を用いて本運転をするに先立つ準備運転において、設定速度差を有して異なる２以上の刃送り速度の単位時間における濾液流量を計測演算して濾過速度を求めて、前記刃送り速度に対する前記濾過速度の関係式を求めた（以降、「準備運転」と記す。）後、
該刃送り速度に対する前記濾過速度の関係式（以降、「濾過速度／刃送り速度の関係式」と記す。）から、選択される刃送り速度を設定し、
前記設定された刃送り速度で濾過原液の濾過を行う（以降、「本運転」と記す。）ことを特徴とする。

上記のような真空濾過装置およびその運転方法とすることにより、濾過速度／刃送り速度の関係式を迅速に求めることができる。そして、該濾過速度／刃送り速度の関係式から、オペレータが望む、濾過原液に適した刃送り速度で本運転が可能となる。結果的に、濾過原液の真空濾過に際して、「稼働時間の短縮（濾過速度の増大）」又は「プリコート材の使用量の削減」といった、オペレータの要望に対応可能な設定濾過速度で真空濾過装置の本運転が可能となる。

本発明は、各種廃水の状況に応じて、プリコート式真空濾過装置に付属するスクレーパ装置の設定刃送り速度を、オペレータが希望する最適速度に選択できる方法を提供するものである。これにより、コストと処理時間を勘案しながら最適な運転条件をオペレータが選択でき、コスト及び廃棄物の削減につなげることができる。

また、気液分離器の内部に、堰とフロート式センサとで構成される濾液流量測定装置を備える構成により、消音の機能を持たせながら流量を測定することができる。これにより、部品点数が削減されると共に、真空濾過装置の大型化を回避できる。

本発明の真空濾過装置を適用する廃水処理装置の一例を示す流れ図である。 本発明のプリコート式の真空濾過装置の一例を示す全体構成図である。 本発明に適用するスクレーパ装置の全体正面図（Ａ）および掻取り刃保持部の拡大図（Ｂ）である。 本発明に適用する気液分離器の一例を示す概略断面図（Ａ）および右側面断面図（Ｂ）である。 本発明の運転方法の制御方式の前段を示すフロー図である。 本発明の運転方法の制御方式の中段を示すフロー図である。 本発明の運転方法の制御方式の後段を示すフロー図である。 バレル研摩廃水における濾過に際して、本発明の真空濾過装置で求めた濾過速度／刃送り速度の関係式を示すグラフ図である。

以下、本発明を、図１・２に示すような廃水処理システムにおいて、図３に示すようなスクレーパ装置を備えたプリコート式真空濾過装置に適用する場合を例に説明する。

＜真空濾過装置の説明＞
図１に廃水処理システムの流れ図の一例を示す。この流れ図は、研磨廃水、酸性廃水、フレキソインキ廃水等の廃水の処理を想定したものである。

基本構成として、廃水槽１２と反応槽１４と真空濾過装置１６とを備えている。そして、反応槽１４には、アルカリ液槽１８と無機凝集剤槽２０とが付設されている。

本実施形態では、アルカリ液槽１８には、消石灰（Ｃａ（ＯＨ）_２）の水分散液を貯留し、無機凝集剤槽２０には、硫酸バンド（Ａｌ_２（ＳＯ_４）_３・ｎＨ_２Ｏ）、ＰＡＣ（Ａｌ_２（ＯＨ）_ｎＣｌ_６−ｎ）等の水分散液を貯留する。なお、それらの各槽１８、２０は、攪拌機２２、２２を備えるとともに、各槽１８、２０と反応槽１４との間には、供給ポンプＰ１を備えた供給配管２６、２６Ａが配置されている。

前記廃水槽１２は、前記研磨廃水等の廃水を貯留する。廃水槽１２と反応槽１４との間には、供給ポンプＰ２を備えた廃水供給配管２８が配置されている。

前記廃水が供給された反応槽１４では、該廃水のｐＨをアルカリ液にてアルカリ側に調節し、廃水中の微粒子をマイナスに荷電させる。その後、無機凝集剤を供給して攪拌する。すると、凝集剤中のプラスの荷電が粒子のマイナスの荷電と反応して、粒子は互いにくっつきあうことで、フロック（凝集塊）が形成される。

反応槽１４は、攪拌機２２Ａを備えている。そして、反応槽１４の底部と真空濾過装置１６との間には、濾過原液（フロックを含んだ廃水）の供給ポンプＰ３を備えた原液供給配管３１が配置されている。なお、必須ではないが、原液供給配管３１の途中に、高分子凝集剤（薬液）の供給ポンプＰ４を備えた高分子凝集剤の供給配管３０が接続されている。濾過原液に高分子凝集剤を添加（供給）することにより、含まれるフロックをさらに大径化できるとともにフロック強度（耐破壊強度）を増大させることができる。高分子凝集剤は、前述のように原液供給配管３１より供給してもよいし、反応槽１４に供給してもよい。

そして、濾過原液を真空濾過装置１６へ供給する。

本実施形態では真空濾過装置１６は、図２に示すような原理を備えたプリコート式の真空濾過装置を使用した。プリコート式の真空濾過装置は、濾過槽３６と、濾過槽３６に下側を浸漬させて配置されるフィルタドラム３８とを備えている。該フィルタドラム３８の中心回転軸側と、手前に真空計３９が配された真空ポンプ４０および気液分離器４２との間が濾液配管４４で接続されている。気液分離器４２で、回収された濾液は、空気と濾液とに分離されて排水乃至再使用される。なお、気液分離器４２では、真空吸引された濾液が大気圧下に放出される際の音を消す機能も有する。

該フィルタドラム３８は、低速で回転（例えば、0.５〜２min^−１）することができ、該フィルタドラム３８の回転方向に対面する側にスクレーパ装置４６の掻取り刃４８が配置されている。該スクレーパ装置４６は、掻取り刃４８を設定刃送り速度に制御して移動（前進）することができる。該掻取り刃４８は、プリコート層５０の表面側で、濾過原液中の微粒子（固形物）の堆積により形成されるケーク層５０ａを連続的に剥離する。この際、プリコート層５０の表層も同時に削り取るので、常に新しいプリコート層５０の表面が露出する。こうして、安定した連続濾過が可能となり、清澄度の高い処理水が得られる。なお、図３に示すように、フィルタドラム３８の外周面は、例えば、金網や多孔板で形成された外筒部３４の上面に濾布３５を張設して形成されている。

そして、スクレーパ装置４６としては、特に限定されないが、例えば、図３に示すような構成ものを好適に使用できる。

機枠５２上に設けられた支持台５４には、フィルタドラム３８の外周面に形成されたプリコート層５０に向かって移動できるスクレーパ装置４６が傾斜して取り付けられている。

即ち、スクリュー軸５６が、支持台５４に取り付けられた軸受５５に、プリコート層５０に対して、フィルタドラム３８の放射方向から傾斜するように支持して取り付けられている。そして、スクリュー軸５６の先端にはホルダー５８が直角に固定されている。該ホルダー５８の一端には切欠部６０が設けられて該切欠部６０に厚さ１ｍｍ以下の薄鋼板よりなる掻取り刃４８が載せられている。該掻取り刃４８は、これを押える突起部６７をもつ山形状の弾性薄板よりなる押え金具６２により切欠部６０の段面に保持される。該押え金具６２は裏面に突起部６７を備え、締付用ボルト６４を締付けることにより掻取り刃４８を、切欠き部６０に対して弾性保持する。

なお、スクリュー軸５６の雄ねじ部６６は雌ねじ６８を持つスリーブ７０にねじ込まれている。該スリーブ７０の外径部分はウォームホイール７２にキー止めされている。ウォームホイール７２は、ウォーム軸７４を有するウォーム７６に噛合う。ウォーム７６とウォームホイール７２とは軸受けと一体となったギヤケース７８内に収納されている。さらに、スクリュー軸５６の端部にはスクリュー軸５６の前進位置を設定するストッパ用カラー８０が取り付けられている。また、スクリュー軸５６に嵌められたスリーブ７０にはハンドル７９が取り付けられている。

スクリュー軸５６は、ウォーム軸７４を回転してウォーム７６を回転させれば、プリコート層５０に向かってゆるやかに前進する。こうして、ケーク層とプリコート層の表層とを傾斜した掻取り刃４８の刃先により薄く削りとることができる。

ウォーム軸７４は、制御モータ７５（例えば、減速機付モータ）の出力軸に連結されている。そして、刃送り速度制御部から発せられる駆動信号（例えばインバータ信号）により、設定刃送り速度に対応する回転速度になるように制御モータ７５が制御されて、設定刃送り速度（目標値）で制御されるようになっている。

そして、上記構成の真空濾過装置において、本実施形態では、制御装置８６と、制御装置８６の入力側に接続される濾液流量測定装置８２と指示入力手段８８（例えばキーボード）と、出力側に接続される表示手段９０（例えばディスプレイ）および前記刃送り駆動手段９１とを備えた構成である。

制御装置８６は、演算部と記憶部と刃送り速度制御部とを有する。図示しないが、入力側には入力インターフェイス、出力側には出力インターフェイスが配置されている。当該制御装置８６は、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）とすることが望ましい。指示入力手段８８により表示手段９０の画面上に、予め作成したフローチャートに従って、シーケンス図やラダー図を表示して容易にプログラムを作成して、制御装置に転送することができる。後述の準備運転における、刃送り速度（制御モータ７５の回転速度）をステップ状に変化させる流量測定のシーケンス制御のプログラムを作成することができる。

濾液流量測定装置８２は、本実施形態では、図４(Ａ)、(Ｂ)に示すように、気液分離器４２内に配置されている。このため、真空濾過装置が大型化することがない。

濾液流量測定装置８２は、気液分離器４２とは別に設けることも勿論可能であり、流量計も後述のものに限られない。絞り型や回転型の汎用の流量測定装置でもよい。

本実施形態では、濾液流量測定装置８２は、堰９２と該堰９２の手前の液位を検出して流量信号を発信するフロート式センサ９４とで構成されている。該フロート式センサ９４は、前記液位を流量信号（例えば、電流値）として制御装置８６内の記憶部に送信後、演算部で流量に換算するものである。ここで堰９２は、三角堰が望ましいが、四角堰や全幅堰であってもよい。

フロート式センサ９４のフロート９４ａの濾液流入側には、整流板９６が配置されている。該整流板９６は、気液分離器４２内に流入してきた濾液の勢いが強いと液面レベルが大きく変動するおそれがあるので、それを防止するものである。

気液分離器４２は、分離器ケースの前後に処理された濾液の入口９７と出口９８とを備える。また、上部に空気の抜け穴である排気口１００を、下部にドレン抜き１０２をそれぞれ備えている。この気液分離器４２は、真空ポンプ４０からの音を減衰させる役割も果たしている。

本実施形態では、気液分離器４２を平面縦長矩形の箱型としたが、円筒形状としてもよい。

制御装置における刃送り速度制御部は、指示入力手段８８からの入力により算出又は自動的に算出された設定刃送り速度の指示信号を取り込む。そして、刃送り駆動手段の制御モータ７５に、設定刃送り速度に対応する回転速度に定値制御する駆動信号の発信を継続する。こうして、掻取り刃４８を任意の設定刃送り速度で設定時間稼働させる。即ち、制御モータ７５の駆動により、スクレーパ装置４６のウォーム軸７４が回転し、掻取り刃４８が設定刃送り速度で所定時間稼働する。

そして、設定刃送り速度（目標値）で設定時間稼働後、フロート式センサ９４からの流量信号が制御装置８６の記憶部に設定間隔で順次入力・保持された後、演算部に入力されて単位時間当りの濾過速度（例えば、Ｌ／ｈ）が算出される。このとき、該濾過速度が設定刃送り速度時における対応濾過速度として表示部に順次出力される。

次に、モータ制御信号によりモータ回転速度を段階状に変化させる。即ち、刃送り速度を設定時間毎に、設定速度差（通常、微小設定速度差）を有して変化(減少又は増大)させて、掻取り刃４８を稼働させる。こうして、設定速度差を有して異なる２以上の刃送り速度についてそれぞれ濾液流量が計測されて、濾過速度／刃送り速度関係式が求められる。

なお、本実施形態では、指示入力手段８８と表示手段９０とは別体であるが、指示入力手段８８と表示手段９０とが一体の装置（例えば、タッチパネル式の表示装置）であってもよい。また、表示手段９０として印刷装置を用い、濾過速度／刃送り速度との関係式を、該印刷装置に出力してもよい。

この準備運転によって、表示装置に表示された濾過速度／刃送り速度関係式に基づいて、要求処理量及び前記最長稼働時間から求められる最低濾過速度以上の濾過速度に対応する刃送り速度を設定して、準備運転から本運転に移行する。

ここで、“稼働時間短縮優先工程”、及び、“プリコート材使用量削減優先工程”を選択し、選択指令を予め記憶部に入力しておくことが望ましい。オペレータが運転開始の開始指令を運転開始ボタン等で入力すれば、準備運転および本運転終了まで自動で運転が可能となる。なお、要求処理量および最長稼働時間は記憶部に初期入力されており、演算処理されて最低刃濾過速度が記憶部に保持されていることが望ましい。

ここで、“稼働時間短縮優先工程”とは、プリコート材使用量削減よりも、濾過速度増大を優先する工程をいう。他方、“プリコート材使用量削減優先工程”とは、稼働時間の短縮よりも、プリコート材使用量の削減を優先する工程をいう。

いずれの工程の場合も、スクレーパ装置が“稼働時間短縮優先工程”又は“プリコート材使用量削減優先工程”の本運転に自動的に移行する。

前記のいずれの工程の場合も、図６に示すような濾過速度／刃送り速度関係式がプラトー域（平坦域）を含み、かつ、該プラトー域の対応濾過速度が、要求処理量及び要求稼働時間で算出される濾過速度と一致する場合は、刃送り速度が遅い方から見て、前記プラトー域の開始刃送り速度を前記本運転の刃送り速度とする。

該プラトー域における刃送り速度での装置稼働はプリコート材の無駄な使用となるので、本運転における前記刃送り速度を、該プラトー域を除く範囲から設定するようなプログラムを記憶部に初期入力しておく。

＜真空濾過装置の運転方法＞
次に、上記真空濾過装置を用いての真空濾過装置の運転方法を、図５(Ａ)、(Ｂ)、(Ｃ)に示すフロー図に従って具体的に説明する。

（０）予め要求処理量（例えば、１日の処理量；１〜１０ｍ^３）および最長稼働時間（例えば、８時間）を記憶部に初期入力しておくことが望ましい。そうすると、要求処理量と最長稼働時間から最低濾過速度が算出されて記憶部に保持される。

（１）準備運転（濾過速度算出工程）
1)前記初期設定値入力後、ステップ状に変化させた複数点（Ｎ個）の掻取り刃の送り速度を入力する。本実施形態では、刃送り速度の範囲を“0.04〜0.14mm/min”とし、設定速度差を全て同一の“0.01mm/min”とした（表１・図６参照）が、設定速度差は、すべて同一である必然性はない。また、刃送り速度の測定範囲および設定速度差の幅は、濾過装置の仕様、濾過原液の種類、処理量等に対応させて、任意に設定することができる。

また、基準となる設定刃送り速度（例えば、従来のバレル研摩廃水の設定刃送り速度である0.10mm/min）を挟んで、0.01mm/minの設定速度差で順次、設定刃送り速度（目標値）をステップ状に減少又は増大させるようにシーケンス制御する濾過速度計測プログラムを表示手段９０上で作成して記憶部に初期入力しておいてもよい。

2)次に、“稼働時間短縮優先工程”又は“プリコート材使用量削減優先工程”のいずれかを選択する工程選択信号を入力した（工程選択ボタンを押す。）後、測定開始の命令信号を入力する（準備運転開始ボタンを押す。）。

3)濾液流量測定装置８２は、最初に刃送り速度0.10mm/minについて測定する。刃送り速度が0.10mm/minの設定速度となるように、制御モータ（減速機付モータ）７５に駆動信号が制御装置８６から出力される。

4)ウォーム軸７４を駆動させる制御モータ７５が、刃送り速度0.10mm/minに対応する回転速度で稼働することで、掻取り刃が、設定刃送り速度0.10mm/minで稼動する。

5)制御装置８６は、濾液流量測定装置８２から入力された刃送り速度0.10mm/min時の濾液流量を、濾液流量測定装置８２からの流量検出信号として、間欠的に記憶部に入力して一時的に保持する。濾液流量の測定時間は、指示入力手段８８から任意に調整することができる（例えば、約5〜10min程度）。また、濾液流量は、間欠測定を繰り返し、測定時間内の全ての結果をデータとして、一時的に制御装置の記憶部に保持（格納）する。この間欠測定は、例えば、２秒間隔で１回とする。

6)制御装置８６の演算部は、設定測定時間が経過後、測定時間の全ての濾液流量の結果から、刃送り速度0.10mm/minの時の濾過速度の平均値を算出し、ディスプレイ９０に画面表示する。

7)次に、濾液流量測定装置８２は、刃送り速度0.10mmより、設定速度差：0.01mmずつ減少又は増大した刃送り速度Ａmm/min時の濾液流量を前記4)〜8)の工程を繰り返すことで、設定した刃送り速度に対する濾液流量を測定する。

8)こうして、制御装置８６が、複数点の刃送り速度における濾過速度を順次算出することにより、濾過速度／刃送り速度関係式を算出して準備運転を終了する。

（２）本運転：
9)上記で算出された濾過速度／刃送り速度関係式から、オペレータが選択した“稼働時間短縮優先工程”又は“プリコート材使用量削減優先工程”に従って最適な刃送り速度を算出・設定する。

10)前記9)の設定刃送り速度に対応する駆動信号が制御モータ７５に入力される。

11)ウォーム軸を回転させる制御モータ７５が、前記9)で設定した刃送り速度となるような回転速度で稼働して、真空濾過装置の本運転が始動する。

12)真空濾過装置１６が、要求処理量を濾過して本運転が終了する。

上記では、準備運転開始前に“稼働時間短縮優先工程”又は“プリコート材使用量削減優先工程”の選択ボタンを押しておいて、本運転条件が自動的に設定される構成の真空濾過装置による運転について説明したが、本発明は前述の方法に限られない。

例えば、画面に表示した濾過速度／刃送り速度関係式（グラフ図）から、最適刃送り速度をオペレータが入力して、本運転を行なってもよい。また、稼働時間と要求処理量とを予め入力しておいて、準備運転の結果から本運転を行ってもよい。

また、翌日からは、本運転開始に先立ち、オペレータが前記本運転の場合と同様、稼働時間短縮優先工程又はプリコート材使用量削減優先工程の最適刃送り速度等を入力して、本運転の稼動を開始すればよい。

濾過原液の種類を変更する場合は、当然、再度、準備運転工程から真空濾過装置の稼働を開始する。

バレル研摩廃水（ＳＳ5000ｍｇ／Ｌ）を用いて、本実施形態に記載の制御方式で、図６に示すように、刃送り速度0.10mm/minを含む１１点の送り速度を設定して、掻取り刃速度と濾過速度との関係式を求めた。なお、真空圧（絶対圧）は４０ｋPaとした。図６から、刃送り速度は、0.10〜0.13mm/minの間は濾過速度が増大し、0.13mm/min以上では、濾過速度／刃送り速度の関係式が、濾過速度が増大しないプラトー域を含むことが分かる。即ち、0.13mm/minより刃送り速度を増大させても、濾過速度が増大せず、プリコート材使用量が増大することが分かる。

例えば、“稼働時間短縮優先工程”を選択し、処理条件を初期入力した場合“稼動時間”と“要求処理量”とから”濾過速度“が算出される。そして、濾過速度が最大となる後段正比例域の終点の刃送り速度0.13mmm／min以下の後段正比例域（刃送り速度：0.10〜0.13mm／min）で自動運転される。

他方、“プリコート材使用量削減優先工程”を選択し、処理条件を初期入力した場合は、“最長稼働時間”と“要求処理量”とから “最低濾過速度”が算出される。

そして、前段正比例域の終点の刃送り速度0.07mm/min以下の範囲で、各算出された“最低濾過速度”に対応する刃送り速度に設定されて自動運転される。即ち、プラトー域を除く正比例域の範囲で刃送り速度が設定される。

当然、オペレータが望む濾過原液処理量および稼働時間を、準備運転後、キーボード等を介して入力すれば濾過速度が算出され、該濾過速度の算出値に基づいて、刃送り速度が設定されて濾過装置が本運転に移行することも可能である。

上記何れの場合も、プリコート材使用が無駄となるプラトー域での設定刃送り速度による本運転が回避でき、プリコート材使用量の相対的な削減につながる。

１６ 真空濾過装置
３６ 濾過槽
３８ フィルタドラム
４２ 気液分離器
４６ スクレーパ装置
４８ 掻取り刃
８２ 濾液流量測定装置
８６ 制御装置（ＰＬＣ）
８８ キーボード（指示入力手段）
９０ ディスプレイ（表示手段）
９２ 三角堰
９４ フロート式センサ
９６ 整流板

Claims (9)

1. 濾過原液を貯留する濾過槽と、フィルタドラムと、掻取り刃を有するスクレーパ装置とを備えるプリコート式の真空濾過装置であって、
   前記真空濾過装置は、さらに、演算部と記憶部と刃送り速度制御部とを有する制御装置と、該制御装置の入力側に接続される濾液流量測定装置とを備えるとともに、
   前記スクレーパ装置は、設定された刃送り速度で前記掻取り刃を前記フィルタドラム方向に移動させる刃送り駆動手段を備え、
   該刃送り駆動手段は、該制御装置の出力側に接続され、
   前記制御装置は、濾過運転の初期に前記刃送り駆動手段を、設定速度差を有して異なる２以上の刃送り速度でそれぞれ一定時間稼働させるとともに、前記濾過流量測定装置からの流量信号を前記記憶部に送信し、前記演算部で、前記各刃送り速度での濾過速度（濾過流量の平均値）が順次算出されて、刃送り速度に対する濾過速度の関係式が求められ、
   該刃送り速度に対する濾過速度の関係式に基づき設定される刃送り速度が前記刃送り速度制御部に出力され、
   ていることを特徴とする真空濾過装置。
2. 前記刃送り速度は、前記記憶部に入力された、“稼働時間短縮優先”工程又は“プリコート材使用量削減優先”工程の指令プログラムのうち、オペレータが選択した一方の前記指令プログラムと、前記演算部で算出された刃送り速度に対する濾過速度の関係式と、により設定されることを特徴とする請求項１に記載の真空濾過装置。
3. 準備運転において、前記演算部で算出された刃送り速度に対する濾過速度の関係式と、前記オペレータが入力した“稼働時間”および“濾過原液処理量”により算出される濾過速度とから刃送り速度が設定され、前記真空濾過装置が前記準備運転から本運転に移行可能とされていることを特徴とする請求項１に記載の真空濾過装置。
4. 前記濾液流量測定装置は、真空濾過装置の濾液排出路に付設された気液分離器内に配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の真空濾過装置。
5. 前記濾液流量測定装置は、堰と、該堰手前の液位を検知して流量信号を発信するフロート式センサと、で構成されている堰流量計であることを特徴とする請求項４に記載の真空濾過装置。
6. 前記堰流量計の濾液流入側に整流板が配置されていることを特徴とする請求項５に記載の真空濾過装置。
7. 濾過原液を貯留する濾過槽と、プリコート材および濾過原液の固形物を表面に堆積させるフィルタドラムと、前記フィルタドラムの表面に堆積したプリコート材および濾液中の固形物を掻き取るための掻取り刃を備えたスクレーパ装置とを備え、前記掻取り刃は刃送り駆動手段により設定刃送り速度に制御可能なプリコート式の真空濾過装置の運転方法であって、
   前記プリコート材を前記フィルタドラムの表面に堆積させる工程と、
   前記掻取り刃を該フィルタドラム方向に移動させる工程と、
   前記フィルタドラムの表面に堆積した該プリコート材の表面に濾過原液の固形物を堆積させるとともに、該掻取り刃で表面に付着した該固形物を掻き取り、濾過原液の濾過を行う工程と、を備え、
   前記濾過原液の濾過を行う工程は、
   前記濾過原液を、真空濾過装置を用いて本運転をするに先立つ準備運転において、設定速度差を有して異なる２以上の刃送り速度の単位時間内における濾液流量を計測演算して濾過速度を求めて、前記刃送り速度に対する前記濾過速度の関係式を求めた後、該刃送り速度に対する前記濾過速度の関係式から、選択される刃送り速度を設定し、
   前記設定された刃送り速度で濾過原液の濾過を行う、
   ことを特徴とする真空濾過装置の運転方法。
8. 前記刃送り速度に対する前記濾過速度の関係式がプラトー域を含む場合であって、本運転における前記刃送り速度を、該プラトー域を除く正比例域の範囲から設定することを特徴とする請求項７に記載の真空濾過装置の運転方法。
9. 前記準備運転における、前記刃送り速度の設定速度差を、０．０５０〜０．１５０ｍｍ／ｍｉｎの間で設定するとともに、その各刃送り速度における測定時間を５〜１０ｍｉｎに設定することを特徴とする請求項７又は８に記載の真空濾過装置の運転方法。

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