JP6263395B2 - 脱水処理設備 - Google Patents

Description

本発明は、脱水処理設備に係り、特に濁水等に凝集剤を添加することで形成されるフロックを脱水して脱水ケーキを得る脱水処理設備に関する。

濁水の清浄化技術としては、濁水に凝集剤を添加して濁水中の固形物と凝集剤とを反応させることで固形物を含有するフロックを形成させる方法がよく用いられている。かかる方法により形成されるフロックは、含水率が高いため、廃棄する前段階で脱水されることになる。フロック脱水用の設備は、既に周知であるが、その一例としては、特許文献１に記載された装置のように濾布を用いた脱水処理装置が挙げられる。

特許文献１に記載の脱水処理装置では、研磨排水に凝集剤を添加してフロックを形成し、かかるフロックを含有する排水を濾過室へ導き、当該濾過室内でフロック含有水を濾布にて固液分離する。これにより、フロック中の水分は、濾布を通過し濾過水として回収される。その一方で、フロック中の固形分は、濾布表面で堆積して脱水ケーキを形成するようになる。そして、特許文献１に記載の脱水処理装置では、脱水終了後、脱水ケーキが濾布表面から剥ぎ落され、シュータを通じてケーキ運搬用の台車に向けて搬送される。かかる台車により脱水ケーキが回収され、その後、所定の廃棄場まで搬送される。

特開２００１−３３４１１０号公報

ところで、フロックの脱水処理のスピードを向上させる目的から脱水処理装置を複数台備えることがある。つまり、各脱水処理装置では、フロックの受入、脱水、脱水ケーキの剥離及び排出という一連の工程を間欠的に行うことになるが、脱水処理装置が複数台あれば、一台の脱水処理装置で脱水ケーキの剥離を行っている間、他の脱水処理装置にてフロックの受入及び脱水を行うことが可能である。この結果、フロックの受入及び脱水が連続的に行われるようになる結果、処理速度の高速化を図ることが可能となる。

一方で、各脱水処理装置から排出される脱水ケーキを回収するための機器を脱水処理装置別に用意しようとすると、その分、機器数が多くなり設備コストが嵩んでしまう。また、かかる構成では、脱水ケーキの排出を行っていない状態にある脱水処理装置用の回収機器については稼働しないので、機器の運転効率の面から考えても不合理である。

そこで、本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、フロックの脱水処理を高速化するとともに脱水ケーキを合理的に回収することが可能な脱水処理装置を提供することである。

前記課題は、本発明の脱水処理装置によれば、（Ａ）固形物を含有するフロックを貯留し、開閉自在な底部を有する貯留槽と、（Ｂ）該貯留槽内で前記フロックを脱水することで前記固形物の脱水ケーキを形成させる脱水機構と、（Ｃ）前記貯留槽内で形成された前記脱水ケーキを回収する回収器と、を備え、（Ｄ）前記貯留槽は、所定方向に並んだ状態で複数配置されており、（Ｅ）前記回収器は、複数の前記貯留槽の下部に形成されたスペース内で前記所定方向に移動可能であり、前記底部が開状態となった前記貯留槽の下部に位置し、該貯留槽内で形成された前記脱水ケーキを、前記底部を通じて受け入れることにより解決される。

上記の構成（Ａ）乃至（Ｅ）を備える本発明の脱水処理装置では、貯留槽が複数設けられていることで、フロックの受入及び脱水を連続して行うことが可能となり、フロックの脱水処理がより速く進行することになる。また、脱水ケーキの回収器は、貯留槽の間で共通の機器となっている。つまり、本発明の脱水処理装置では、回収器が複数の貯留槽の下部に形成されたスペース内を移動することで、各貯留槽の底部が開いて脱水ケーキが排出される際には、当該貯留槽の下に回収器を配置し、的確に脱水ケーキを回収することが可能となる。これにより、貯留槽別に回収器を備える場合に比して、設備コストが抑えられ、また、回収器の運転効率についても向上することとなる。

また、上記の脱水処理装置において、前記回収器は、ミキシングスクリューであり、該ミキシングスクリュー内に固化剤を添加する固化剤添加装置を備え、前記ミキシングスクリューは、受け入れた前記脱水ケーキと前記固化剤添加装置により添加された前記固化剤とを混練すると、より好適である。
上記の構成であれば、回収器を貯留槽間で共通の機器とすることで得られる効果が、より有意義なものとなる。すなわち、脱水ケーキを所定の硬度に調整するための機器としてのミキシングスクリューは、比較的大型の機器であり、また、起動用の動力（電力）を要する。したがって、ミキシングスクリューを貯留槽間で共通の機器とすることにより得られる効果、すなわち、設備コストを削減するとともに運転効率を向上させるという効果が、際立って奏されることになる。

また、上記の脱水処理装置において、前記スペース内で前記所定方向に前記回収器を搬送する搬送機構と、複数の前記貯留槽の各々の前記底部の開閉、及び前記搬送機構の運転を制御するコントローラと、を備え、該コントローラは、複数の前記貯留槽のうち、いずれか一つの貯留槽の前記底部を閉状態から開状態に切り換える前に、前記いずれか一つの貯留槽の下部に前記回収器が向かうように前記搬送機構を制御し、前記いずれか一つの貯留槽の下部に前記回収器が至ってから前記いずれか一つの貯留槽の前記底部を閉状態から開状態に切り換えると、より一層好適である。
上記の構成であれば、コントローラが搬送機構を制御することにより、回収器は、脱水ケーキが排出される貯留槽の下部に適切に配置されるようになる。また、コントローラが貯留槽の底部を開くタイミングは、当該貯留槽の下部に回収器が至った後となるように設定されているため、脱水ケーキが回収器に回収されずにこぼれ落ちてしまう事態を回避することが可能となる。

また、上記の脱水処理装置において、前記貯留槽の架台をなし、伸縮可能な脚部を有するベース部材を更に備え、前記コントローラは、前記脚部の伸縮を制御し、前記回収器は、上方に突出したガイド部を上端部に備えており、該ガイド部の内側に前記底部の下端が位置した状態で該底部から排出される前記脱水ケーキを受け入れ、前記コントローラは、前記いずれか一つの貯留槽の下部に前記回収器が向かうように前記搬送機構を制御する前に前記脚部を伸ばし、前記いずれか一つの貯留槽の下部に前記回収器が至った後に前記脚部を縮めると、益々好適である。
上記の構成であれば、回収器が脱水ケーキを回収する際には、コントローラがベース部の脚部を縮めることで、回収器のガイド部の内側に貯留槽の底部の下端が入り込んだ状態となる。これにより、回収器が適切かつ確実に脱水ケーキを回収するようになる。また、回収器の移動時には、コントローラがベース部の脚部を伸ばすことで、回収器のガイド部の内側にあった貯留槽の底部の下端がガイド部外に出るようになるので、回収器の移動がスムーズに行われるようになる。

また、上記の脱水処理装置において、前記脱水機構は、前記貯留槽内に設置された袋状の膜体を有し、該膜体内側の空気を排気することで前記貯留槽内の前記フロックを脱水して前記膜体の外表面に前記脱水ケーキを形成させ、前記膜体内側に空気を封入することで前記脱水ケーキを前記外表面から剥離させると、さらに好適である。
上記の構成であれば、脱水ケーキ回収時に回収器のガイド部の内側に貯留槽の底部の下端が入り込む構成がより有利になる。分かり易く説明すると、膜体内に空気を封入することで脱水ケーキを剥離させるので、剥離した脱水ケーキが飛散する可能性がある。このとき、回収器のガイド部の内側に貯留槽の底部の下端が入り込んでいれば、脱水ケーキが飛散したとしても、適切に回収器に回収されることとなる。

本発明の脱水処理装置によれば、フロックの脱水処理を高速化するとともに脱水ケーキを合理的に回収することが可能となる。

濁水清浄化システムの概念図である。 脱水処理中の各時点における貯留槽内の様子を示す図である（その１）。 脱水処理中の各時点における貯留槽内の様子を示す図である（その２）。 脱水処理中の各時点における貯留槽内の様子を示す図である（その３）。 脱水処理中の各時点における貯留槽内の様子を示す図である（その４）。 本発明の一実施形態に係る脱水処理設備の全体像を示す図である。 脱水モジュールが車両に積載された状態を図示している。 貯留槽の側面図である。 貯留槽の底部の構造に関する説明図である。 所定方向に並んだ２器の貯留槽を示す図である。 ミキシングスクリューの内部構造を示す断面図である。 ミキシングスクリューのガイド部の説明図である。 搬送機構の説明図である。 ミキシングスクリュー搬送時における脱水処理設備の状態を示す図である。 本発明の一実施形態に係る脱水処理設備の構成を示す制御ブロック図である。 脱水処理の流れを示すフロー図である。

以下、本発明の一実施形態（以下、本実施形態）について、図を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明の理解を容易にするための一例に過ぎず、本発明を限定するものではない。また、本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。

本実施形態に係る脱水処理設備１０は、図１に図示の濁水清浄化システムＳに組み込まれており、同システムＳの上流側で形成されたフロックを脱水するものである。図１は、濁水清浄化システムＳの概念図である。

濁水清浄化システムＳについて概説すると、金属粒子等の固形物を含有する濁水を送水している間に、凝集剤投入装置１が送水ライン中に凝集剤を投入する。これにより、濁水中の固形物が凝集剤と反応しフロックを形成する。フロックを含有した水が沈降槽２まで搬送されると、沈降槽２の底部にフロックが沈降して堆積し、沈降槽２の上層には、分離された清澄水が層状に貯留されるようになる。沈降槽２の底部に堆積したフロックは、適宜抜き取られ、スラリーポンプ３によって搬送される。そして、脱水処理設備１０は、搬送されてくるフロックを貯留槽４にて受け入れ、その後、貯留槽４内でフロックを脱水する処理を行う。

貯留槽４内での脱水処理について説明すると、貯留槽４の内部には、図１に示すように、袋状の膜体（具体的には濾布体５ａ）を不図示の枠体に複数支持して構成されたユニット（以下、濾布体ユニット５）が配置されている。より詳細に説明すると、貯留槽４内には、上下に並ぶように２つの濾布体ユニット５が配置されている。そして、各濾布体ユニット５に備えられた複数の濾布体５ａの各々が真空ポンプ６に接続されている。この真空ポンプ６は、各濾布体５ａの内側の空気を排気する排気動作を行う。

以上の構成の下、貯留槽４内に貯留されたフロックに対して真空脱水方式にて脱水処理が行われる。以下、図２Ａ〜２Ｄを参照しながら脱水処理の手順について説明する。図２Ａ〜２Ｄは、脱水処理中の各時点における貯留槽４内の様子を示す図である。

脱水処理は、先ず、図２Ａに示すように貯留槽４内にフロックが所定量貯留された状態で真空ポンプ６が排気動作を行うところから始まる。かかる排気動作によって各濾布体５ａ内が減圧されると、フロックが濾布体５ａの外表面に引き寄せられる。そして、フロック中の水分が濾布体５ａを通過する一方で、フロック中の固形物が濾布体５ａの外表面上に留まるようになる。すなわち、真空ポンプ６が排気動作を行うことで、濾布体５ａによるフロックの固液分離が実行されることとなる。なお、濾布体５ａを通過した液状水、すなわち濾過水は、濾過水槽９に送水され濾過水槽９内に貯められる。

真空ポンプ６が一定時間排気動作を行った後には、図２Ｂに示すように、上下に並ぶ２つの濾布体ユニット５のうち、上段の濾布体ユニット５の濾布体５ａに対しては排気動作を中断する。これにより、上段の濾布体ユニット５の各濾布体５ａの内側には空気が封入される結果、濾布体５ａの外表面に付着していた固形物が剥離される。一方、下段の濾布体ユニット５の濾布体５ａに対しては引き続き排気動作が行われる。これにより、下段の濾布体ユニット５の各濾布体５ａでは、その外表面に付着する固形物が徐々に増加し、層状に堆積していく。

以降、図２Ａ及び図２Ｂの状態が交互に切り換わるように真空ポンプ６による排気動作の実施及び中断（厳密には、一部分のみの中断）が繰り返される。これにより、上段の濾布体ユニット５では、濾布体５ａの外表面における固形物の付着量が比較的少ない状態が続く。その一方で、下段の濾布体ユニット５では、濾布体５ａの外表面に固定物の堆積物、すなわち、脱水ケーキが形成されるようになる。このように上下２つの濾布体ユニット５は、それぞれ異なる用途で用いられ、上段の濾布体ユニット５は、主に濾過水を確保する目的で用いられており、下段の濾布体ユニット５は、主に脱水ケーキを形成する目的で用いられている。

そして、脱水処理を所定時間実行した時点で、真空ポンプ６による排気動作を続行しつつ、貯留槽４内の残留フロックを排出する。排出された残留フロックについては、例えば不図示の返送ポンプにて沈降槽２に向けて搬送するとよい。残留フロックの排出後、図２Ｃに示すように貯留槽４の底部４ａが開放され、底部４ａの開放に連動する形で真空ポンプ６による排気動作が停止する。これにより、下段の濾布体ユニット５の各濾布体５ａの内側に空気が封入されるようになり、結果として、図２Ｄに示すように濾布体５ａの外表面上に形成された脱水ケーキが剥離されるようになる。

剥離した脱水ケーキは、開放された貯留槽４の底部４ａを通じて槽外に排出される。排出された脱水ケーキは、貯留槽４の下方位置に配置されている回収器に受け入れられ、同回収器にて所定の処理を施される。具体的に説明すると、本実施形態では、回収器としてミキシングスクリュー７（厳密には、ミキシングスクリューコンベア）が設けられている。ミキシングスクリュー７は、貯留槽４から落下してくる脱水ケーキを受け入れ、スクリュー室内へと導く。一方、スクリュー室には固化剤添加装置８から固化剤が添加され、ミキシングスクリュー７は、受け入れた脱水ケーキと固化剤添加装置８により添加された固化剤とを混練して混練物を形成する。所定の硬度に調整された混練物は、ミキシングスクリュー７に設けられた排出口（不図示）から排出され、最終的に運搬車等によって所定の廃棄場まで搬送される。

ところで、本実施形態では、図１に示すように、貯留槽４が複数、具体的には２器設けられている。また、スラリーポンプ３から延出したフロック搬送ラインは、２つの貯留槽４のそれぞれに向かって分岐しており、各分岐ラインには、それぞれ、電磁弁からなる切り換えバルブＶ１、Ｖ２が設置されている。この切り換えバルブＶ１、Ｖ２の開閉により、フロックが実際に搬送される経路及びその搬送先である貯留槽４を切り換えることが可能となる。

そして、各貯留槽４では脱水処理中の一連の工程（具体的にはフロックの受け入れ、脱水、脱水ケーキの剥離及び排出）が間欠的に行われる。一方で、本実施形態では貯留槽４が２器設けられているため、脱水処理を連続して実行することが可能となる。すなわち、一方の貯留槽４で底部４ａが開放されて脱水ケーキの剥離及び排出が行われている間、他方の貯留槽４にてフロックの受入及び脱水を行うことが可能である。これにより、本実施形態では、貯留槽４が１器のみである構成に比して、脱水処理をより高速に実行することが可能となる。

また、本実施形態では、貯留槽４が複数設けられているのに対して、貯留槽４から排出される脱水ケーキを回収するミキシングスクリュー７の設置台数は、１台のみとなっている。つまり、本実施形態において、ミキシングスクリュー７は、貯留槽４の間で共通の機器となっている。一方で、ミキシングスクリュー７は、比較的大型な機器であり、起動用の動力（電力）を要する。したがって、ミキシングスクリュー７の設置台数が１台のみとなっていることにより、設備コストの削減と運転効率の向上が図られている。

以上までに説明してきた内容を踏まえ、以下、本実施形態に係る脱水処理設備１０の構成について、より詳細に説明する。本実施形態に係る脱水処理設備１０は、図３に示す外観を呈し、同図に図示した脱水モジュール１１と回収モジュール１２とを有する。図３は、本実施形態に係る脱水処理設備１０の全体像を示す図である。なお、説明の都合上、図３中、ミキシングスクリュー７については、その断面図を図示している。

脱水モジュール１１は、スラリーポンプ３の吐出口とフレキシブルチューブ等を介して接続される接続配管Ｐを備え、当該接続配管Ｐを通じて搬送されてくるフロックを受け入れて脱水する機構である。

脱水モジュール１１は、主たる構成要素として、２器の貯留槽４と、各貯留槽４内に設置された濾布体ユニット５と、真空ポンプ６と、濾過水槽９とを備えている。貯留槽４、真空ポンプ６及び濾過水槽９は、鋼材製の枠体であるベース部材２０に固定支持されてモジュール化している。ベース部材２０は、貯留槽４の架台をなす部材であり、ベース部材本体２１と、ベース部材本体２１から下方に延出した複数の脚部２２と、を有する。ベース部材本体２１は、貯留槽４、真空ポンプ６及び濾過水槽９を支持する土台をなしている。複数の脚部２２は、それぞれ、その中途位置にジャッキ部２２ａを備えており、ジャッキ部２２ａの昇降動作に伴って上下方向に伸縮可能となっている。

脱水モジュール１１は、図４に示すように、運搬車両Ｔの荷台に積載可能となっており、モジュール単独での運搬が可能となっている。図４は、脱水モジュール１１が運搬車両Tに積載された状態を図示している。なお、同図に示すように、モジュール運搬中、ベース部材２０の各脚部２２は、ジャッキ部２２ａが下降して縮んだ状態となっている。

そして、脱水モジュール１１を積載した運搬車両Ｔが目的地に到着すると、各脚部２２のジャッキ部２２ａが上昇して当該各脚部２２が伸びた状態となる。かかる状態になると、各脚部２２の下端が地面に付き、さらに、ベース部材本体２１が運搬車両Ｔの荷台から幾分浮き上がるようになる。その後、運搬車両Ｔが引き抜かれることにより、脱水モジュール１１の設置が完了する。

脱水モジュール１１の構成機器について説明すると、貯留槽４は、固形物を含有するフロックを貯留する槽であり、本実施形態では、図５に示すように２つのホッパ部を連ねた形状となっている。図５は、貯留槽４の側面図である。貯留槽４を構成する２つのホッパ部の各々の内部空間は、互いに連通している。また、各ホッパ部の内部空間には、それぞれ、上下２段の濾布体ユニット５が設置されている。換言すると、貯留槽４内には計４個の濾布体ユニット５が設置されていることになる。

また、各ホッパ部にはシュータ状の底部４ａが備えられ、当該底部４ａは、開閉自在となっている。より具体的に説明すると、底部４ａの下端は、開口端となっており、当該開口端には、図６に図示したゲート４ｂが回動自在に配置されている。このゲート４ｂの回動動作に伴い、底部４ａの下端の開閉状態が切り替わる。図６は、貯留槽４の底部４ａの構造に関する図である。

なお、本実施形態では、前述したように２器の貯留槽４が設けられており、これら２器の貯留槽４は、図７に示すように互いに隣り合った状態でベース部材本体２１に固定されている。すなわち、本実施形態において、２器の貯留槽４は、所定方向（具体的には、貯留槽４の奥行方向と一致する方向であり、図５において紙面を貫く方向）に並んだ状態で配置されている。図７は、所定方向に並んだ２器の貯留槽４を示す図であり、図５に図示した２器の貯留槽４を図中のＡ方向から見たときの図である。

濾布体ユニット５（厳密には、上下２段のうち、下段の濾布体ユニット５）と真空ポンプ６とは、本発明の脱水機構を構成し、各貯留槽４内でフロックを脱水するためのものである。具体的に説明すると、真空ポンプ６が濾布体ユニット５中の各濾布体５ａ内の空気を排気することで、貯留槽４内のフロックが固液分離され、フロック中の液状水が濾布体５ａを通過する。一方で、フロック中の固形物は、濾布体５ａの外表面上に留まって脱水ケーキを形成する。また、真空ポンプ６が停止すると濾布体５ａ内に空気が封入されるようになり、当該濾布体５ａの外表面に付着していた脱水ケーキが剥離するようになる。
濾過水槽９は、濾布体５ａを通過した液状水である濾過水を一時的に貯めておくための容器である。

回収モジュール１２は、貯留槽４の底部４ａの開放に連動して該底部４ａから排出される脱水ケーキを回収し、当該脱水ケーキの硬度を所望の硬度に調整する機構である。回収モジュール１２は、主たる構成要素として、ミキシングスクリュー７と、固化剤添加装置８と、後述する搬送機構２３と、を有する。これらの機器をモジュール化して構成された回収モジュール１２は、脱水モジュール１１と同様、モジュール単独での運搬が可能であり、運搬車両Ｔの荷台に積載可能となっている。

そして、回収モジュール１２が目的地まで搬送されると、荷台から降ろされて所定位置にセットされる。より具体的に説明すると、荷台から降ろされた回収モジュール１２は、図３に示すように、貯留槽４の下部のスペース内にミキシングスクリュー７が位置するようにセットされる。

ミキシングスクリュー７は、底部４ａが開状態となった貯留槽４の下方位置に位置し、当該貯留槽４内で形成された脱水ケーキを回収する。ミキシングスクリュー７の構造を概説すると、図８に示すように、スクリュー７ａと、スクリュー室を構成する円筒状のケーシング７ｂと、ケーシング７ｂの上面から突出して設けられたガイド部７ｃと、を備える。図８は、ミキシングスクリュー７の内部構造を示す断面図である。

ここで、ガイド部７ｃは、貯留槽４の底部４ａから投下されてくる脱水ケーキをスクリュー室内に導く目的でミキシングスクリュー７の上端部に備えられた部位であり、図９に示すように、下方に位置するほど幅狭な形状となっている。図９は、ミキシングスクリュー７のガイド部７ｃの説明図であり、図８に図示したミキシングスクリュー７を図中のＢ−Ｂ方向から見たときの図である。

そして、本実施形態では、底部４ａが開状態となった貯留槽４の下方位置でミキシングスクリュー７が脱水ケーキを受け入れる際、ガイド部７ｃの内側に底部４ａの下端が位置した状態（図３に図示した状態）となっている。かかる状態でミキシングスクリュー７が脱水ケーキを受け入れるので、脱水ケーキは、適切かつ確実にスクリュー室へ導かれるようになる。特に、本実施形態では、濾布体５ａ内に空気を封入することで濾布体５ａの外表面に付着した脱水ケーキを剥離させるため、剥離した脱水ケーキが飛散する可能性がある。このとき、ガイド部７ｃの内側に貯留槽４の底部４ａの下端が入り込んでいれば、脱水ケーキが飛散したとしても、適切にスクリュー室に導くことが可能となる。

なお、貯留槽４の底部４ａの下端がガイド部７ｃの内側に位置するようになるには、底部４ａの下端をガイド部７ｃの上端よりも下方に位置させることになる。かかる位置関係は、ベース部材２０の各脚部２２のジャッキ部２２ａを下降して当該各脚部２２を縮めることにより達成される。

固化剤添加装置８は、ミキシングスクリュー７が脱水ケーキを回収した後に所定量の固化剤をスクリュー室内に投入する装置である。なお、本実施形態において、固化剤添加装置８は、ミキシングスクリュー７のケーシング７ｂの所定箇所に取り付けられた不図示の支持台に固定されている。

搬送機構２３は、２器の貯留槽４の下部に形成されたスペース内でミキシングスクリュー７（厳密には、ミキシングスクリュー７とこれに固定された固化剤添加装置８の双方）を搬送する機構である。ここで、搬送機構２３による搬送方向は、２器の貯留槽４が並んだ方向と一致する。つまり、本実施形態において、ミキシングスクリュー７は、上記のスペース内で、２器の貯留槽４が並ぶ方向に移動可能となっており、具体的には、一方の貯留槽４の直下位置と他方の貯留槽４の直下位置との間を往復することが可能である。

搬送機構２３の構成については特に限定されるものではないが、一例を示すと、図８及び図１０に示す構成が考えられる。図１０は、搬送機構２３の説明図である。なお、図１０ではミキシングスクリュー７を幾分簡略化して示している。

図８及び図１０に示す構成の搬送機構２３について説明すると、ミキシングスクリュー７が載置される鋼材製の枠体２４と、枠体２４の下部に固定されたキャスタ２５と、２器の貯留槽４が並ぶ方向に沿って配置されたレール２６と、を有する。さらに、搬送機構２３は、不図示の搬送モータ及び伝達機構を備えている。そして、搬送モータの動力が伝達機構を介してキャスタ２５へ伝達されると、キャスタ２５がレール２６に沿って走行するようになる。この結果、枠体２４とこれに積載されたミキシングスクリュー７が、２器の貯留槽４が並ぶ方向に移動するようになる。

以上の搬送機構２３が設けられていることにより、各貯留槽４の底部４ａの開閉状態が切り替わると、これに連動してミキシングスクリュー７が移動するようになる。これにより、本実施形態では、底部４ａが開状態となった貯留槽４（換言すると、脱水ケーキが底部４ａから排出される貯留槽４）の直下にミキシングスクリュー７を配置し、上記の貯留槽４から排出される脱水ケーキを適切に受け入れることが可能となる。

なお、ミキシングスクリュー７が貯留槽４から排出される脱水ケーキを受け入れる際、ガイド部７ｃの内側に底部４ａの下端が位置した状態となっている。かかる状態のままミキシングスクリュー７を搬送しようとすると、ガイド部７ｃが底部４ａと干渉してしまう。このため、ミキシングスクリュー７の搬送にあたり、図１１に示すようにベース部材２０の各脚部２２のジャッキ部２２ａを上昇させて当該各脚部２２を伸ばすこととしている。これにより、それまでガイド部７ｃの内側に入り込んでいた貯留槽４の底部４ａがガイド部７ｃの外（上方）に位置するようになる。この結果、ミキシングスクリュー７は、ガイド部７ｃが底部４ａと干渉することなくスムーズに移動するようになる。
図１１は、ミキシングスクリュー７搬送時における脱水処理設備１０の状態を示す図であり、図３に対応した図である。

そして、ミキシングスクリュー７が一方の貯留槽４の下部から他方の貯留槽４の下部まで移動すると、上記のジャッキ部２２ａが下降してベース部材２０の各脚部２２が縮んだ状態に復帰する。これにより、ミキシングスクリュー７の移動後には再び、ガイド部７ｃの内側に貯留槽４（厳密には、移動先の貯留槽４）の底部４ａの下端が位置した状態となる。

ところで、本実施形態に係る脱水処理設備１０では、脱水処理中の一連の工程がすべて自動的に行われることになっている。より具体的に説明すると、脱水処理設備１０は、図１２に示すように、上述した各機器の動作を制御するコントローラ３０と、操作者の入力操作を受け付ける操作パネル３１と、を有する。図１２は、脱水処理設備１０の構成を示す制御ブロック図である。

コントローラ３０は、脱水処理設備１０中の各機器を制御し、特に本実施形態ではタイマー制御によって各機器を制御する。すなわち、本実施形態では、脱水処理中の各工程に対して予め実行時間が設定されており、コントローラ３０は、脱水処理中の各工程が設定された実行時間だけ実行されるように各機器を制御する。なお、脱水処理中の各工程の実行時間の設定値をはじめ、コントローラ３０による制御の条件値（すなわち、運転管理値）については操作パネル３１を通じて変更可能である。

コントローラ３０による制御の対象について説明すると、図１２に示すように、スラリーポンプ３の運転（発停）、切り換えバルブＶ１，Ｖ２のオンオフ、真空ポンプ６の運転（発停）、各貯留槽４でのゲート４ｂの開閉、ミキシングスクリュー７の運転（発停）、搬送機構２３による搬送動作、固化剤添加装置８による固化剤添加動作、及び、ベース部材２０の脚部２２におけるジャッキ部２２ａの昇降動作が挙げられる。ここで、各貯留槽４でのゲート４ｂの開閉は、２器の貯留槽４の各々の底部４ａの開閉を意味する。また、ジャッキ部２２ａの昇降動作は、脚部２２の伸縮を意味する。

以下、脱水処理中の各工程におけるコントローラ３０の制御の内容について図１３を参照しながら説明する。図１３は、脱水処理の流れを示すフロー図である。

脱水処理の開始にあたり、コントローラ３０は、沈降槽２の底部からフロックを抜き出して貯留槽４に向けて搬送するためにスラリーポンプ３を起動する（Ｓ００１）。これと同時に、コントローラ３０は、一方の貯留槽４にのみフロックが搬送されるように２つの切り換えバルブＶ１、Ｖ２の開閉を制御する（Ｓ００２）。これにより、一方の貯留槽４においてフロックの受け入れが開始されるようになる。なお、この時点で、ミキシングスクリュー７は、他方の貯留槽４（フロックを受け入れていない方の貯留槽４）の下方に位置している。また、ベース部材２０の各脚部２２は、縮んだ状態にある。このため、他方の貯留槽４は、その底部４ａの下端がミキシングスクリュー７のガイド部７ｃの内側に入り込んだ状態となっている。

一方の貯留槽４においてフロックの受け入れが開始された後、コントローラ３０は、貯留槽４に貯留されたフロックを脱水するために真空ポンプ６を起動する（Ｓ００３）。このとき、貯留槽４内に配置された上下２段の濾布体ユニット５のうち、下段の濾布体ユニット５の各濾布体５ａに接続された真空ポンプ６については、連続運転するように制御するのに対し、上段の濾布体ユニット５の各濾布体５ａに接続された真空ポンプ６については、断続運転するように制御することとなっている。

そして、一方の貯留槽４におけるフロックの受け入れを開始してから所定時間が経過した時点で（Ｓ００４）、コントローラ３０は、フロックの搬送先が一方の貯留槽４から他方の貯留槽４に切り換わるように２つの切り換えバルブＶ１、Ｖ２の開閉を制御する（Ｓ００５）。これにより、一方の貯留槽４でのフロックの受け入れが終了し、その代わりに、他方の貯留槽４でのフロックの受け入れが開始されるようになる。

また、コントローラ３０は、上記のバルブ制御Ｓ００５とともに、ベース部材２０の各脚部２２のジャッキ部２２ａを上昇させる（Ｓ００６）。これにより、当該各脚部２２が伸びる結果、ガイド部７ｃの内側に入り込んでいた貯留槽４の底部４ａがガイド部７ｃの外（上方）に位置するようになる。

その後、コントローラ３０は、搬送機構２３を制御して、他方の貯留槽４の下方位置から一方の貯留槽４の下方位置へミキシングスクリュー７を移動させる（Ｓ００７）。ミキシングスクリュー７が一方の貯留槽４の下方位置に到達した後、コントローラ３０は、ベース部材２０の各脚部２２のジャッキ部２２ａを下降させて、当該各脚部２２を縮める（Ｓ００８）。これにより、一方の貯留槽４の底部４ａの下端がミキシングスクリュー７のガイド部７ｃ内に入り込むようになる。

以上までの工程が終了すると、コントローラ３０は、一方の貯留槽４内に残っている残留フロックを排出するための制御を実施した上で、当該貯留槽４の底部４ａに備えられたゲート４ｂを制御する（Ｓ００９）。これにより、閉状態にあった一方の貯留槽４の底部４ａが開状態に切り替わるようになる。

その後、コントローラ３０が真空ポンプ６を停止すると（Ｓ０１０）、濾布体ユニット５（厳密には下段の濾布体ユニット５）の各濾布体５ａから脱水ケーキが剥離されるようになる。剥離された脱水ケーキは、開状態となった底部４ａを通じて貯留槽４外に排出され、その下方に位置するミキシングスクリュー７によって受け入れられる。

そして、一方の貯留槽４の底部４ａが開状態に切り替わってから所定時間が経過すると（Ｓ０１１）、コントローラ３０は、ミキシングスクリュー７を起動させるとともに（Ｓ０１２）、固化剤添加装置８を制御して所定量の固化剤をスクリュー室内に投入させる（Ｓ０１３）。これにより、ミキシングスクリュー７内では脱水ケーキと固化剤が混練され、所定の硬度となるように脱水ケーキ（厳密には、混練物）の硬度が調整される。そして、ミキシングスクリュー７が起動してから所定時間が経過した時点で（Ｓ０１４）、コントローラ３０は、ミキシングスクリュー７を停止する（Ｓ０１５）。

ミキシングスクリュー７にて脱水ケーキの回収及び硬度調整が行われている間、コントローラ３０は、他方の貯留槽４に貯留されたフロックを脱水するために真空ポンプ６を起動する（Ｓ０１６）。なお、図１３では、図示の都合上、ミキシングスクリュー７の停止（Ｓ０１５）の後に真空ポンプ６を起動する工程（Ｓ０１６）が記載されているが、実際には、フロックの搬送先が一方の貯留槽４から他方の貯留槽４に切り換わる時点で起動する。
以降、コントローラ３０は、前述の制御内容Ｓ００４〜Ｓ０１６を繰り返し実施する。

以上までに説明してきたように、本実施形態においてコントローラ３０は、フロックの受け入れ及び脱水が連続して行われるようにスラリーポンプ３、切り換えバルブＶ１、Ｖ２及び真空ポンプ６を制御する。また、コントローラ３０は、脱水ケーキが底部４ａから排出される貯留槽４の下部にミキシングスクリュー７が配置されるように搬送機構２３を制御する。

特に、本実施形態において、コントローラ３０は、２器の貯留槽４のうち、いずれか一つの貯留槽４の底部４ａを閉状態から開状態に切り換える前に、当該貯留槽４の下部にミキシングスクリュー７が向かうように搬送機構２３を制御する。そして、コントローラ３０は、上記貯留槽４の下部にミキシングスクリュー７が至ってから、その底部４ａに備えられたゲート４ｂを制御して当該底部４ａを閉状態から開状態に切り換えることとしている。このように本実施形態では、貯留槽４の底部４ａを開くタイミングが、当該貯留槽４の下部にミキシングスクリュー７が至った後となるように設定されている。この結果、貯留槽４の下部にミキシングスクリュー７が配置されていない状態のまま当該貯留槽４内の脱水ケーキを排出することで脱水ケーキが回収されずにこぼれ落ちてしまうような事態を回避することが可能となる。

さらに、本実施形態において、コントローラ３０は、ミキシングスクリュー７が移動先の貯留槽４の下部に向かうように搬送機構２３を制御する前にはベース部材２０の各脚部２２を伸ばすこととし、ミキシングスクリュー７が移動先の貯留槽４の下部に至った後には再び脚部２２を縮めることとした。これにより、脱水ケーキ回収時には、ミキシングスクリュー７のガイド部７ｃの内側に貯留槽４の底部４ａの下端が入り込んだ状態となるので、脱水ケーキは、適切かつ確実にミキシングスクリュー７内に回収されるようになる。また、ミキシングスクリュー７の搬送時には、ガイド部７ｃの内側にあった貯留槽４の底部４ａの下端がガイド部７ｃの外に出るようになるので、ミキシングスクリュー７の移動がスムーズに行われるようになる。

ちなみに、本実施形態では、コントローラ３０の制御がタイマー制御となっており、脱水処理中の各工程が設定された実行時間だけ実行されるようになっているが、これに限定されるものではない。例えば、脱水処理設備１０中の各機器の状態を監視するためのセンサを設け、該センサからの出力信号を受信することをトリガーとしてコントローラ３０の制御が実行されることとしてもよい。例えば、貯留槽４内に貯留されているフロックの水位（レベル）を監視するセンサを設け、当該センサからの出力信号をコントローラ３０が受信した時点で、フロックを受け入れる貯留槽４を切り換えるように切り換えバルブＶ１、Ｖ２の開閉を制御することとしてもよい。また、脱水ケーキの形成量を監視するセンサを設け、当該センサからの出力信号を受信した時点で、脱水ケーキ回収に係る一連の工程を開始することとしてもよい。また、ミキシングスクリュー７内で固化剤と混練されている脱水ケーキの硬度等を監視するセンサを設け、当該センサからの出力信号を受信した時点で、ミキシングスクリュー７の運転を制御（停止）することとしてもよい。

１ 凝集剤投入装置
２ 沈降槽
３ スラリーポンプ
４ 貯留槽
４ａ 底部、４ｂ ゲート
５ 濾布体ユニット
５ａ 濾布体
６ 真空ポンプ
７ ミキシングスクリュー
７ａ スクリュー、７ｂ ケーシング、７ｃ ガイド部
８ 固化剤添加装置
９ 濾過水槽
１０ 脱水処理設備
１１ 脱水モジュール
１２ 回収モジュール
２０ ベース部材
２１ ベース部材本体
２２ 脚部
２２ａ ジャッキ部
２３ 搬送機構
２４ 枠体
２５ キャスタ
２６ レール
３０ コントローラ
３１ 操作パネル
Ｐ 接続配管
Ｓ 濁水清浄化システム
Ｔ 運搬車両
Ｖ１，Ｖ２ 切り換えバルブ

Claims (5)

1. 固形物を含有するフロックを貯留し、開閉自在な底部を有する貯留槽と、
   該貯留槽内で前記フロックを脱水することで前記固形物の脱水ケーキを形成させる脱水機構と、
   前記貯留槽内で形成された前記脱水ケーキを回収する回収器と、を備え、
   前記貯留槽は、所定方向に並んだ状態で複数配置されており、
   前記回収器は、複数の前記貯留槽の下部に形成されたスペース内で前記所定方向に移動可能であり、前記底部が開状態となった前記貯留槽の下部に位置し、該貯留槽内で形成された前記脱水ケーキを、前記底部を通じて受け入れることを特徴とする脱水処理設備。
2. 前記回収器は、ミキシングスクリューであり、
   該ミキシングスクリュー内に固化剤を添加する固化剤添加装置を備え、
   前記ミキシングスクリューは、受け入れた前記脱水ケーキと前記固化剤添加装置により添加された前記固化剤とを混練することを特徴とする請求項１に記載の脱水処理設備。
3. 前記スペース内で前記所定方向に前記回収器を搬送する搬送機構と、
   複数の前記貯留槽の各々の前記底部の開閉、及び前記搬送機構の運転を制御するコントローラと、を備え、
   該コントローラは、複数の前記貯留槽のうち、いずれか一つの貯留槽の前記底部を閉状態から開状態に切り換える前に、前記いずれか一つの貯留槽の下部に前記回収器が向かうように前記搬送機構を制御し、前記いずれか一つの貯留槽の下部に前記回収器が至ってから前記いずれか一つの貯留槽の前記底部を閉状態から開状態に切り換えることを特徴とする請求項１又は２に記載の脱水処理設備。
4. 前記貯留槽の架台をなし、伸縮可能な脚部を有するベース部材を更に備え、
   前記コントローラは、前記脚部の伸縮を制御し、
   前記回収器は、上方に突出したガイド部を上端部に備えており、該ガイド部の内側に前記底部の下端が位置した状態で該底部から排出される前記脱水ケーキを受け入れ、
   前記コントローラは、前記いずれか一つの貯留槽の下部に前記回収器が向かうように前記搬送機構を制御する前に前記脚部を伸ばし、前記いずれか一つの貯留槽の下部に前記回収器が至った後に前記脚部を縮めることを特徴とする請求項３に記載の脱水処理設備。
5. 前記脱水機構は、前記貯留槽内に設置された袋状の膜体を有し、該膜体内側の空気を排気することで前記貯留槽内の前記フロックを脱水して前記膜体の外表面に前記脱水ケーキを形成させ、前記膜体内側に空気を封入することで前記脱水ケーキを前記外表面から剥離させることを特徴とする請求項４に記載の脱水処理設備。

Images