以下に、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態により本発明が限定されるものではない。
図1は、本実施形態に係る脱水システムの構成を示す模式的な図である。以下、鉛直方向に沿った方向を、方向Zとする。さらに言えば、方向Zは、鉛直方向の上方、すなわち地表から離れる方向に沿った方向であり、方向Zと反対の方向が、鉛直方向の下方、すなわち地表に近づく方向に沿った方向である。また、方向Zに直交する方向を、方向Xとし、方向Z及び方向Xに直交する方向を、方向Yとする。方向X及び方向Yは、水平に沿った方向である。
図1に示すように、本実施形態に係る脱水システム1は、汚泥Sを脱水するシステムであり、汚泥脱水装置10と、後段脱水装置12とを有する。脱水システム1は、前段の汚泥脱水装置10で汚泥Sを重力ろ過した後、汚泥脱水装置10よりも後段の後段脱水装置12で加圧脱水することにより、汚泥Sを脱水ケーキとして排出する汚泥処理設備である。汚泥Sは、下水や工場排水に含まれる汚泥である。
(汚泥脱水装置の全体構成)
図1に示すように、汚泥脱水装置10は、凝集混和槽20と、せき止め板21と、撹拌部22と、側板23と、薬剤添加部24と、ろ布26と、ローラ28a、28b、28c、28d、28eと、水切り部30と、支持部31と、水受け部40A、40Bと、棒体44と、傾斜板58と、制御部59とを有する。
凝集混和槽20は、汚泥脱水装置10による脱水前の汚泥Sが投入される槽である。撹拌部22は、凝集混和槽20内に設けられ、制御部59の制御により回転することで、凝集混和槽20内の汚泥Sを撹拌する。薬剤添加部24は、凝集混和槽20内の汚泥Sに薬剤F1を添加する装置である。薬剤添加部24は、添加口24Aが、凝集混和槽20の方向Z側(鉛直方向上方)に設けられており、添加口24Aから、凝集混和槽20内の汚泥Sに、薬剤F1を添加する。撹拌部22は、薬剤F1が添加された汚泥Sを撹拌することで、薬剤F1を、汚泥S内に分散させる。
ここで、薬剤F1は、高分子凝集剤であり、例えば、アニオン性高分子凝集剤やカチオン性高分子凝集剤である。ただし、薬剤F1は、汚泥Sの固形成分を凝集させる薬剤であれば、任意の薬剤であってよい。また、薬剤添加部24は、添加口24Aが凝集混和槽20の方向Z側に設けられているが、添加口24Aの位置はこれに限られない。薬剤添加部24は、ろ布26に供給される前の汚泥Sに薬剤F1を添加できる位置に、添加口24Aが設けられていればよい。
凝集混和槽20には、投入口20Aが設けられている。投入口20Aは、ろ布26に汚泥Sを供給するための開口である。投入口20Aは、ろ布26の方向Z側、すなわち、ろ布26よりも鉛直方向上方に設けられている。凝集混和槽20内において、薬剤F1が添加されて分散した汚泥Sは、投入口20Aから、ろ布26の上面26Aに投入される。
ろ布26は、上面26Aと底面26Bとを有するベルト状の部材である。上面26Aは、後述する前区間B1および後区間B2において、ろ布26の方向Z側(鉛直方向上側)となる表面である。底面26Bは、上面26Aと反対側の表面であり、後述する前区間B1および後区間B2において、ろ布26の方向Zと反対側(鉛直方向下側)となる表面である。また、ろ布26は、上面26Aから底面26Bへ、液体を透過する部材で形成されている。ろ布26は、例えば、通水性を持った長尺帯状のろ布や、微細な孔部が網目状に複数形成された長尺帯状の金属スクリーン等によって構成される。
ろ布26は、ローラ28a、28b、28c、28d、28eに巻き掛けられ、一方向に周回駆動される無端状のろ布ベルトである。ろ布26は、十分な張力でローラ28a、28b、28c、28d、28eに巻き掛けられている。ろ布26は、制御部59により図示しない図示しないモータ等の駆動源を駆動させることで、図1中に示す矢印の方向(図1では反時計周りの方向)に走行可能である。
汚泥脱水装置10においてろ布26が汚泥Sを搬送する区間は、前区間B1と後区間B2とに区分される。前区間B1は、ろ布26が搬送方向A1に移動(走行)する区間である。搬送方向A1は、方向Yに向かうに従って方向Z側に傾斜した方向である。前区間B1は、ローラ28aとローラ28bとの間の区間である。ローラ28aは、投入口20Aの方向Zと反対側(鉛直方向下方)に設けられており、ローラ28bは、ローラ28aよりも方向Y側であって、ローラ28aよりも方向Z側に設けられている。ろ布26は、前区間B1において、ローラ28a、28bに巻き掛けられている。従って、ろ布26は、前区間B1において、ローラ28aの位置からローラ28bの位置に向かうに従って方向Z側に傾斜して延在しており、ローラ28a、28bの回転により、ローラ28aの位置からローラ28bの位置に向けて移動する。従って、このローラ28aの位置からローラ28bの位置に向けてのろ布26が移動する方向が、搬送方向A1となり、方向Yに向かうに従って方向Z側に傾斜した方向となる。
前区間B1には、上述した投入口20Aと、せき止め板21と、側板23と、水切り部30と、支持部31とが設けられている。せき止め板21は、ろ布26の上面26Aから、方向Zに延在する板である。せき止め板21は、投入口20Aよりも、前区間B1の搬送方向A1と反対側に設けられることで、汚泥Sをせき止め、汚泥Sが搬送方向A1と反対側に滑り落ちることを抑制する。側板23は、ろ布26の両側部のそれぞれに設けられており、ろ布26の両側部から方向Zに延在する板である。ろ布26の両側部とは、ろ布26の方向X側の端部(後述の図3に示す側端部26D)と、方向Xの反対側の端部(後述の図3に示す側端部26C)とである。側板23は、前区間B1の全区間、すなわちローラ28aの位置からローラ28bの位置までにわたって設けられているが、前区間B1の一部の区間にのみ設けられていてもよい。水切り部30は、前区間B1において汚泥Sから分離した分離水を、ろ布26の底面から分離させる機能を有し、支持部31は、ろ布26を支持する機能を有する。水切り部30および支持部31の構成については後述する。
前区間B1には、投入口20Aから汚泥Sが供給される。前区間B1には、脱水が進行する前の汚泥Sが供給されるため、前区間B1は、含水量が多い汚泥Sが供給される区間であるといえる。投入口20Aからの汚泥Sは、前区間B1におけるろ布26の上面26Aに供給される。ろ布26は、前区間B1において、上面26Aに載せた投入口20Aからの汚泥Sを、搬送方向A1に搬送する。ろ布26は、前区間B1において、汚泥Sを搬送方向A1に搬送しつつ、重力により、汚泥Sから、液体成分である分離水を分離する。ろ布26は、汚泥Sの分離水を、上面26Aから底面26Bまで透過させて、底面26Bから分離水を流下させる。これにより、ろ布26は、前区間B1において、重力ろ過により、汚泥Sを脱水する。
また、前区間B1は、ろ布26が、方向Yに向かうに従って方向Z側に傾斜している区間である。前区間B1に供給された含水量の多い汚泥Sは、重力により方向Yと反対側に移動するが、せき止め板21によってせき止められて、ろ布26の移動に伴い搬送方向A1側に搬送される。また、側板23も、ろ布26上の汚泥Sをせき止めて、汚泥Sが方向X側から流下することを抑制する。すなわち、せき止め板21と側板23とは、前区間B1におけるろ布26上の汚泥Sをせき止めて、汚泥Sが搬送方向A1以外の方向から流下することを抑制する。汚泥Sは、前区間B1において、せき止め板21と、側板23と、ろ布26とに囲まれ、重力によりそれらに押し付けられることで、脱水がより促進される。このように前区間B1にせき止め板21と側板23とを設けることで、汚泥Sを減容化し、前区間B1に汚泥Sを連続して適切な速度で投入しても、常に一定の貯留量を維持する事が可能となる。
このように、前区間B1では、含水量の多い汚泥Sが、重力脱水される。前区間B1に供給される汚泥Sの含水率は、例えば98%以上99.5%以下である。そして、前区間B1から後区間B2に供給される汚泥S、すなわち、後区間B2の入口における、前区間B1で脱水された後の汚泥Sの含水率は、例えば94%以上96%以下である。ただし、含水率はこれらの値に限られない。
後区間B2は、ろ布26が搬送方向A2に移動(走行)する区間である。後区間B2は、ローラ28bとローラ28cとの間の区間であり、前区間B1よりも後段側(搬送方向A1の下流側)の区間である。本実施形態では、搬送方向A2は、方向Yに沿った方向である。ローラ28cは、ローラ28bよりも方向Y側に設けられているが、方向Zにおける位置は、ローラ28bと略同一となる。ろ布26は、後区間B2において、ローラ28b、28cに巻き掛けられている。従って、ろ布26は、後区間B2において、ローラ28bの位置からローラ28cの位置まで延在しており、ローラ28b、28cの回転により、ローラ28bの位置からローラ28cの位置に向けて移動する。このローラ28bの位置からローラ28cの位置に向けてのろ布26が移動する方向が、搬送方向A2となり、方向Yに沿った方向となる。このように、搬送方向A2は、方向Yに沿っていて方向Zへ傾斜していないが、搬送方向A1よりも、方向Zへの傾斜が小さければよい。なお、搬送方向A1、A2は、方向Xに対して直交している。すなわち、方向Xは、搬送方向A1、A2及び方向Zに直交する方向であり、ろ布26の幅方向であるといえる。
前区間B1内を搬送方向A1に沿って搬送されてきた汚泥Sは、ローラ28bの位置を境界として、後区間B2に搬入される。ろ布26は、前区間B1よりも搬送方向A1側の区間である後区間B2において、上面26Aに載せた汚泥Sを、搬送方向A2に搬送する。ろ布26は、後区間B2において、前区間B1で脱水された汚泥Sを、搬送方向A2に搬送しつつ、更に重力ろ過により脱水する。
棒体44は、後区間B2におけるろ布26の上面26Aに設けられており、後区間B2の全域にわたって複数設けられている。棒体44は、位置が固定されており、ろ布26の走行と共に移動するものではない。棒体44は、下端部が、ろ布26の上面26Aから方向Z側に若干離間している。棒体44は、ろ布26の上面26Aを搬送される汚泥Sと接触することで、汚泥Sを分散させ、その水切りを促進するための障害物である。棒体44の設置位置や本数、形状等は、適宜変更可能である。
汚泥Sは、ろ布26によって後区間B2を搬送されつつ、重力脱水された後、汚泥脱水装置10における後区間B2の出口から排出・落下され、次工程の後段脱水装置12に投入される。また、傾斜板58は、汚泥脱水装置10の出口と後段脱水装置12との間に設けられるガイドであり、汚泥脱水装置10から排出・落下した汚泥を、後段脱水装置12の投入位置となるろ布62上へと導く。
後区間B2では、このように、前区間B1で脱水された後の汚泥Sが、重力脱水される。後区間B2の出口における汚泥S、すなわち後区間B2で脱水された後の後段脱水装置12の入口における汚泥Sの含水率は、例えば90%以上94%以下である。ただし、含水率はこれらの値に限られない。
なお、後区間B2には、前区間B1で脱水された後の汚泥Sが供給されるため、後区間B2における汚泥Sの含水率は、前区間B1における汚泥Sの含水率よりも低い。そのため、後区間B2での脱水を促進するよう、後区間B2に、汚泥Sを加圧脱水するための機構を設けてもよい。この機構としては、例えば、ろ布26の上面26A側に設けられ、汚泥Sをろ布26側に押し付ける機構(ローラなど)が挙げられる。また、この機構としては、例えば、ろ布26の上面26A側に設けられて、方向X側に延在するスクリューが挙げられ、このスクリューは、回転することにより汚泥Sを方向Xの中央側に集めることで、汚泥Sを圧縮して脱水を促進することができる。また、後区間B2には、例えば無機系凝集剤など、薬剤F1と種類が異なる薬剤を汚泥Sに添加する薬剤添加部を設けてもよい。
また、水受け部40Aは、前区間B1におけるろ布26の底面26Bよりも方向Zと反対側(鉛直方向下方)に設けられている。水受け部40Aは、水切り部30および支持部31よりも方向Zと反対側に設けられている。水受け部40Aは、前区間B1の全域にわたって設けられている。水受け部40Aは、前区間B1におけるろ布26の底面26B、および水切り部30から流下された分離水を受け止めて回収する。水受け部40Aで回収した分離水は、廃棄されてもよいし、ろ布26等の洗浄水などとして再利用されてもよい。
また、水受け部40Bは、後区間B2におけるろ布26の底面26Bよりも方向Zと反対側(鉛直方向下方)に設けられている。水受け部40Bは、後区間B2の全域にわたって設けられている。水受け部40Bは、後区間B2におけるろ布26の底面26Bから流下された分離水を受け止めて回収する。
制御部59は、汚泥脱水装置10及び後段脱水装置12の各部の制御を行う制御装置である。制御部59は、例えば、撹拌部22による撹拌を制御したり、薬剤添加部24の薬剤F1の添加量やタイミングを制御したり、ろ布26の走行速度を制御したりする。
(後段脱水装置の全体構成)
次に、後段脱水装置12について説明する。後段脱水装置12は、汚泥脱水装置10から搬送された汚泥Sを、一対のろ布62、63間で搬送しながら加圧脱水する脱水装置である。後段脱水装置12は、ろ布62、63と、ローラ64a、64b、64c、64d、64e、64f、64g、64h、64i、64j、64k、64l、64m、64n、64o、64p、64qと、均し板65と、排出トレイ66と、スクレーバ68と、水受け部70とを有する。
下側のろ布62は、例えば、通水性を持った長尺帯状のろ布や、微細な孔部が網目状に複数形成された長尺帯状の金属スクリーン等によって構成される。ろ布62は、十分な張力で複数のローラ64aからローラ64n間に巻き掛けられており、図示しないモータ等の駆動源により、図1中に示す矢印の方向(図1では時計周り方向)に走行可能である。
略同様に、上側のろ布63についても、例えば、通水性を持った長尺帯状のろ布や、微細な孔部が網目状に複数形成された長尺帯状の金属スクリーン等によって構成される。ろ布63は、十分な張力で複数のローラ64o,64b,64c,64d,64e,64f,64g,64h,64i,64j,64p,64q間に巻き掛けられており、図示しないモータ等の駆動源により、図1中に示す矢印の方向(図1では反時計周り方向)に走行可能である。
ろ布62とろ布63とは、ローラ64b〜64i間での外周面(表面)同士を上下に蛇行させながら当接(又は近接)配置した部分において、汚泥Sを加圧脱水する。また、ろ布62とろ布63とは、ローラ64j,64p間での外周面(表面)同士を当接(又は近接)配置した部分において、汚泥Sをさらに加圧圧搾して、汚泥Sを所望の水分率の脱水ケーキとして、外部に排出する。
均し板65は、後段脱水装置12の入口付近に設けられる。さらに詳しくは、均し板65は、汚泥脱水装置10からろ布62上への汚泥Sの落下位置の下流側(汚泥Sの搬送方向の下流側)であって、鉛直方向上方に配置される。均し板65は、下流側に向かって次第に鉛直方向下方に傾斜したプレート部材であり、汚泥Sを鉛直方向下方に押さえつける方向に付勢された板ばね部材で形成してもよい。均し板65は、汚泥脱水装置10の出口からろ布62上へと落下・投入された汚泥Sの高さをある程度均一化させ、ろ布62、63間に円滑に導入する。
排出トレイ66は、後段脱水装置12の出口に設けられる。排出トレイ66は、ローラ64jの外周面を走行するろ布62に近接するよう配置されている。ろ布62とろ布63とで加圧圧搾された汚泥S(脱水ケーキ)は、排出トレイ66上を滑りながら排出される。また、スクレーバ68(掻き取り板)は、排出トレイ66の鉛直方向上方に設けられている。スクレーバ68は、ローラ64pの外周面を走行するろ布63に近接するように配置されている。ローラ64j,64p間からろ布63に付着したままの汚泥Sは、スクレーバ68によって掻き取られて排出トレイ66へと排出される。後段脱水装置12の出口における汚泥S、すなわち後段脱水装置12で脱水された後の排出トレイ66から排出される汚泥Sの含水率は、例えば70%以上85%以下である。ただし、含水率はこれらの値に限られない。
また、水受け部70は、ろ布62、63よりも方向Zと反対側(鉛直方向下方)に設けられている。水受け部70は、ろ布62、63による加圧で汚泥Sから分離された分離水を受け止めて回収する。
(水切り部について)
脱水システム1は、以上のように構成された汚泥脱水装置10と後段脱水装置12とにより、汚泥Sから分離水を分離することで、汚泥Sを脱水する。ここで、汚泥Sは、最前段である前区間B1においては、含水量が多くなっているため、分離される分離水の量も多くなる。前区間B1において汚泥Sから分離された分離水は、ろ布26の底面26Bにしみ出し、底面26Bから分離されて、水受け部40Aに流下される。しかし、分離水は、ろ布26の底面26Bに到達したら、すぐに底面26Bから分離されるわけでなく、表面張力により、底面26Bに保持される。分離水が底面26Bに保持されたままだと、ろ布26が、保持された分離水で目詰まりを起こすおそれがある。この場合、分離水が、汚泥Sの固形成分と接触を続けることとなり、汚泥Sの脱水効率が低下する。それに対し、本実施形態に係る汚泥脱水装置10は、前区間B1に水切り部30を設けることで、ろ布26の底面26Bに保持された分離水を効果的に水切りして、分離水の底面26Bからの分離を促進する。これにより、汚泥脱水装置10は、汚泥Sの脱水効率の低下を抑制している。以下、水切り部30について具体的に説明する。
図2及び図3は、本実施形態に係る水切り部の構成を示す模式図である。図3は、水切り部30を搬送方向A1から見た図である。図2に示すように、水切り部30は、前区間B1において、ろ布26の底面26B側に設けられている。水切り部30は、方向Z側の端部である上端部32Aが、ろ布26の底面26Bに接触している。水切り部30は、前区間B1において、搬送方向A1に沿って複数設けられている。水切り部30は、位置が固定されているため、ろ布26の移動(走行)に伴って一緒に移動せず、また、回転もしない。すなわち、ろ布26は、水切り部30上を摺動する。
ここで、ろ布26は、投入口20Aが設けられた位置からローラ28bが設けられた位置までの前区間B1において、搬送方向A1側(方向Y側)に向かうに従って鉛直方向上方に傾斜している。従って、水切り部30は、投入口20Aとローラ28bが設けられた位置との間の、ろ布26が傾斜した区間に設けられているといえる。なお、ローラ28bが設けられた位置は、投入口20Aよりも搬送方向A1側の位置である、下流位置であるともいえる。
図3に示すように、水切り部30は、基部32と、落水部34とを有する。基部32は、方向Xに沿って、すなわち搬送方向A1に直交する方向に沿って延在する板状の部材である。ここで、ろ布26の方向Xと反対側の端部を側端部26Cとし、側端部26Cと反対側の端部、すなわち、ろ布26の方向X側の端部を側端部26Dとする。この場合、基部32は、ろ布26の側端部26Cから側端部26Dにわたって延在している。より具体的には、基部32の方向Xと反対側の端部を側端部32Cとし、側端部32Cと反対側の端部、すなわち基部32の方向X側の端部を側端部32Dとする。この場合、基部32は、側端部32Cから側端部32Dまで、方向Xに沿って延在しており、側端部32Cが、ろ布26の側端部26Cよりも方向Xと反対側に位置し、側端部32Dが、ろ布26の側端部26Dよりも方向X側に位置している。ただし、基部32は、側端部32Cが、ろ布26の側端部26Cよりも方向X側に位置していなければよく、側端部32Cが、方向Xにおいて、ろ布26の側端部26Cと同位置にあってもよい。同様に、基部32は、側端部32Dが、ろ布26の側端部26Dよりも方向Xと反対側に位置していなければよく、側端部32Dが、方向Xにおいて、ろ布26の側端部26Dと同位置にあってもよい。また、基部32は、必ずしも方向X(搬送方向A1)と直交する方向に沿って延在していなくてもよく、側端部32Cから側端部32Dまで、搬送方向A1に交差する方向に延在していればよい。言い換えれば、基部32の延在方向は、搬送方向A1に交差する方向であればよい。
また、図3に示すように、基部32は、方向Z側(鉛直方向上側)の端部である上端部32Aから、方向Zと反対側(鉛直方向下側)の端部である下端部32Bまで、方向Zと反対側(鉛直方向下方)に向かって延在している。基部32は、上端部32Aが、ろ布26の底面26B、すなわち搬送方向A1に沿っており、ろ布26の底面26Bに接触している。また、基部32は、下端部32Bが、上端部32Aと平行となっている。また、基部32は、図2に示すように、搬送方向A1と反対側の表面32Eと、搬送方向A1側の表面32Fとが、搬送方向A1に対して垂直な面となっている。なお、水切り部30は、基部32を必ずしも有していなくてよく、落水部34のみを有していてもよい。
図3に示すように、落水部34は、方向Z側(鉛直方向上側)の端部である上端部34Aが、基部32の下端部32Bに接続される板状の部材である。落水部34は、基部32の下端部32Bにおいて、基部32の延在方向、すなわち方向Xに沿って、複数設けられる。複数の落水部34は、ろ布26の側端部26Cから側端部26Dにわたって並んでいる。より具体的には、落水部34の上端部34Aにおける方向Xと反対側の端部を、側端部34Cとし、上端部34Aにおける方向X側の端部を、側端部34Dとする。この場合、複数の落水部34は、最も方向Xと反対側に位置する落水部34(図3の例では最も右側の落水部34)の側端部34C1から、最も方向X側に位置する落水部34(図3の例では最も左側の落水部34)の側端部34D1まで、方向Xに沿って延在している。側端部34C1は、ろ布26の側端部26Cよりも方向Xと反対側に位置しており、さらに言えば、基部32の側端部32Cよりも方向X側に位置している。また、側端部34D1は、ろ布26の側端部26Dよりも方向X側に位置しており、さらに言えば、基部32の側端部32Dよりも方向Xと反対側に位置している。ただし、側端部34C1は、ろ布26の側端部26Cよりも方向X側に位置していなければよく、方向Xにおいて、ろ布26の側端部26Cと同位置にあってもよい。同様に、側端部34D1は、ろ布26の側端部26Dよりも方向Xと反対側に位置していなければよく、方向Xにおいて、ろ布26の側端部26Dと同位置にあってもよい。
隣り合う落水部34は、側端部34Cと側端部34Dとが、互いに接しており、側端部34Cと側端部34Dとの間には、隙間が設けられていない。すなわち、落水部34は、それぞれの上端部34Aが、方向Xに沿って隙間なく並んでいる。なお、落水部34は、基部32と同様に、必ずしも方向Xに沿って延在(配列)していなくてよく、側端部34Cから側端部34Dまで、搬送方向A1に交差する方向に延在していればよい。言い換えれば、落水部34の延在方向は、搬送方向A1に交差する方向であればよい。
また、図2に示すように、落水部34は、搬送方向A1と反対側の表面34Eが、基部32の表面32Eに沿っており、搬送方向A1側の表面34Fが、基部32の表面32Fに沿っている。すなわち、落水部34の搬送方向A1に沿った長さは、基部32の搬送方向A1に沿った長さと同じになっている。
また、図3に示すように、落水部34は、基部32の下端部32Bに接続される上端部34Aから、方向Zと反対側(鉛直方向下側)の端部である下端部34Bまで、方向Zと反対側(鉛直方向下方)に向かって延在している。落水部34は、上端部34Aから下端部34Bに向かうに従って、方向Xに沿った長さ(幅)が短くなっており、下端部34Bが尖った形状となっている。すなわち、落水部34は、搬送方向A1から見た場合、上端部34Aを底辺として下端部34Bを頂点とする三角形状となっている。また、言い換えれば、落水部34は、方向Xと反対側の表面である側面35Aと、方向X側の表面である側面35Bとの間の方向Xに沿った長さが、下端部34Bに向かうに従って短くなっているともいえる。そして、側面35Aは、下端部34Bに向かうに従って方向X側に傾斜する平面状の表面となっており、側面35Bは、下端部34Bに向かうに従って方向Xと反対側に傾斜する平面状の表面となっている。ただし、落水部34は、側面35Aと側面35Bとの間の長さが下端部34Bに向かうに従って短くなるものであればよく、例えば、側面35A、35Bが曲面状であってもよいし、側面35A、35Bの一方のみが傾斜する直角三角形形状となっていてもよい。以下、側面35A、35Bを区別しない場合は、側面35と記載する。
このように、落水部34は、上端部34Aから下端部34Bに向かうに従って、方向Xに沿った幅が短くなっている。ただし、落水部34は、上端部34Aから下端部34Bに向かうに従って、上端部34Aから下端部34Bに向かう方向に交差した方向の長さが短くなっていればよく、必ずしも方向Xに沿った幅が短くならなくてもよい。例えば、落水部34は、搬送方向A1と反対側の表面34Eと、搬送方向A1側の表面34Fとの間の長さ(厚み)、すなわち搬送方向A1に沿った長さが、上端部34Aから下端部34Bに向かうに従って短くなってもよい。
次に、水切り部30の寸法関係について説明する。図3に示すように、落水部34の、上端部34Aにおける方向Xに沿った長さ(幅)、すなわち側端部34Cから側端部34Dまでの長さを、幅W1とする。幅W1は、1cm以上4cm以下であることが好ましい。
また、図3に示すように、落水部34の上端部34Aから下端部34Bまでの長さ(高さ)を、高さH1とする。また、基部32の上端部32Aから下端部32Bまでの長さ(高さ)を、高さH2とし、ろ布26の上面26Aから底面26Bまでの長さ(高さ)を、高さH3とする。この場合、高さH1は、1cm以上4cm以下であることが好ましく、0.1cm以上1.0cm以下であることがより好ましい。また、高さH2は、1cm以上4cm以下であることが好ましく、0.1cm以上1.0cm以下であることがより好ましい。また、高さH1は、高さH2より長いことが好ましい。
水切り部30は、このような構造となっており、前区間B1において、ろ布26の底面26Bに接触するように設けられている。さらに、図2に示すように、前区間B1には、支持部31が設けられている。支持部31は、ろ布26の底面26B側に設けられており、方向Z側(鉛直方向上側)の端部である上端部31Aが、ろ布26の底面26Bに接触している。支持部31は、位置が固定されているため、ろ布26の移動(走行)に伴って一緒に移動せず、また、回転もしない。支持部31は、上端部31Aでろ布26の底面26Bと接触することで、ろ布26を支持している。図2の例では、支持部31は、2つ設けられ、1つが、最も搬送方向A1側の水切り部30よりも搬送方向A1側に位置し、他の1つが、最も搬送方向A1と反対側の水切り部30よりも搬送方向A1と反対側に位置している。すなわち、水切り部30は、2つの支持部31の間に設けられている。
ここで、水切り部30の搬送方向A1に沿った長さ、すなわち反対側の表面34Eと表面34Fとの間の長さ(厚み)を、厚みD1とする。また、支持部31の搬送方向A1に沿った長さ(厚み)を、厚みD0とする。この場合、厚みD1は、厚みD0より小さいことが好ましい。また、厚みD1は、0.1cm以上4cm以下であることが好ましい。水切り部30は、このように厚みD1を薄くすることで、ろ布26のメッシュ(分離水の通り道)を塞ぐ面積を小さくすることができる。
本実施形態においては、このように、水切り部30に加えて支持部31も設けられている。ただし、支持部31は、必ずしも設けられていなくてもよい。この場合でも、支持部31の代わりに、水切り部30が、ろ布26を支持することができる。
以上説明した水切り部30の機能について、以下で説明する。図4は、本実施形態における水切り部の機能を説明する図である。上述のように、汚泥脱水装置10は、前区間B1において、凝集混和槽20の投入口20Aから供給された汚泥Sを、ろ布26の上面26Aに載せて、搬送方向A1に搬送する。ろ布26は、重力により、汚泥Sから液体成分である分離水Wを分離する。分離水Wは、ろ布26を透過して、ろ布26の上面26Aから底面26Bまで移動する。底面26Bまで移動した分離水Wは、表面張力により、底面26Bに保持される。ここで、ろ布26の底面26Bは、水切り部30の上端部32Aに接触している。従って、底面26Bに保持された分離水Wは、水切り部30に水切りされて、底面26Bから、水切り部30の基部32の表面に流れて、底面26Bから分離される。基部32の表面に流れた分離水Wは、重力により、基部32の鉛直方向下方にある落水部34の表面まで流れる。落水部34の表面に流れた分離水Wは、落水部34の下端部34Bに到達し、下端部34Bから、鉛直方向下方に流下する。
ここで、落水部34は、下端部34Bに向かうに従って、幅が小さくなっており、下端部34Bにおける面積が小さくなっている。そのため、落水部34は、下端部34Bにおいて保持できる分離水Wの量が少なくなり、流下させる分離水Wの量が多くなる。このように、水切り部30は、落水部34が保持する分離水Wの量を少なくすることで、底面26Bに保持された分離水Wが流れ込む量を多くして、底面26Bに保持された分離水Wの量を少なくすることができる。従って、この水切り部30によると、分離水Wの底面26Bからの分離を促進して、汚泥Sの脱水効率の低下を抑制することが可能となる。
また、前区間B1において、ろ布26は、搬送方向A1と反対側(方向Yと反対側)に向かうに従って、鉛直方向下方に傾斜している。従って、ろ布26の底面26Bの分離水Wは、重力により搬送方向A1と反対側に向かい、水切り部30の搬送方向A1側の表面に流れやすくなる。そのため、この水切り部30によると、分離水Wの底面26Bからの分離をさらに促進することができる。なお、ろ布26は、搬送方向A1に走行しているため、分離水Wは、ろ布26の走行に伴い、水切り部30の搬送方向A1と反対側の表面にも流れ込む。従って、この水切り部30によると、分離水Wの底面26Bからの分離をさらに促進することができる。
また、落水部34は、側面35同士が、下端部34Bに向かうに従って、互いの長さが短くなるように傾斜する平面状となっている。従って、側面35に流れこんだ分離水Wは、スムーズに下端部34Bに移動して、より分離が促進される。
以上説明したように、本実施形態に係る汚泥脱水装置10は、ろ布26と、水切り部30とを有する。ろ布26は、上面26Aに汚泥Sを載せて搬送方向A1に搬送する。水切り部30は、搬送方向A1に交差する方向である延在方向に沿って延在している。水切り部30は、鉛直方向上側の端部である上端部32Aが、ろ布26の底面26Bに接触している。水切り部30は、上端部32Aから、鉛直方向下側の端部である下端部34Bに向かうに従って、上端部32Aから下端部34Bへの方向に交差する方向の長さが、短くなる。
ろ布26上の汚泥Sから分離された分離水Wは、ろ布26の底面26Bに保持される。本実施形態に係る汚泥脱水装置10は、ろ布26の底面26Bに設けられた水切り部30が、下端部34Bに向かうに従って、上端部32Aから下端部34Bへの方向に交差する方向の長さが、短くなる。そのため、水切り部30によってろ布26の底面26Bから掻き取られた分離水Wは、水切り部30の下端部34Bから流下しやすくなる。そのため、この水切り部30によると、分離水Wの底面26Bからの分離を促進して、汚泥Sの脱水効率の低下を抑制することができる。また、水切り部30は、搬送方向A1に交差する方向に延在する。従って、この水切り部30は、幅方向(方向X)においてろ布26との接触長さを長く保つことができ、幅方向に広がった分離水Wを効果的に掻き取ることができる。
また、水切り部30は、ろ布26の搬送方向A1及び鉛直方向(方向Z)に直交する方向、すなわち方向Xの、一方の端部(側端部26C)から他方の端部(側端部26D)にわたって設けられる。この水切り部30は、ろ布26の側端部26Cから側端部26Dにわたって設けられているため、ろ布26の幅方向の全区間において、ろ布26と接触している。従って、この水切り部30によると、幅方向においてろ布26との接触長さを長く保つことができ、幅方向に広がった分離水Wをより効果的に掻き取ることができる。
また、水切り部30は、上端部32Aから下端部34Bに向かうに従って、水切り部30の延在方向における長さ(図3の側面35Aと側面35Bとの間の長さ)が、短くなる。この水切り部30は、下端部34Bに向かうに従って延在方向における長さを短くすることで、分離水Wを適切に分離することができる。
また、水切り部30は、上端部32Aから下端部34Bに向かうに従って、搬送方向A1における長さ(図2の厚みD1)が、短くなってもよい。この水切り部30は、下端部34Bに向かうに従って搬送方向A1における長さを短くすることで、分離水Wを適切に分離することができる。
また、水切り部30は、延在方向に沿って、複数の落水部34を有している。落水部34は、下端部34Bに向かうに従って、上端部32Aから下端部34Bへの方向に交差する方向の長さが、短くなる。この水切り部30は、落水部34を複数有するため、分離水Wを流下させる下端部34Bを、複数有することになる。従って、この水切り部30によると、分離水Wの流下量をより多くすることができ、汚泥Sの脱水効率の低下をより適切に抑制することができる。
また、本実施形態に係る汚泥脱水装置10は、ろ布26に汚泥Sを投入する投入口20Aを有している。ろ布26は、投入口20Aから、投入口20Aよりも搬送方向A1側の下流位置まで、下流位置に向かうに従って鉛直方向上方に傾斜している。水切り部30は、投入口20Aと下流位置との間に設けられる。ろ布26は、投入口20Aから下流位置までの前区間B1において、鉛直方向上方に傾斜している。従って、ろ布26の底面26Bに保持された分離水Wは、重力によって、投入口20A側に移動する。水切り部30は、このような傾斜した位置に設けられることで、投入口20A側に移動する分離水Wを受け止め、より効率的に掻き取ることができる。
なお、本実施形態においては、水切り部30は、前区間B1にのみ設けられ、他の区間(すなわち、後区間B2や後段脱水装置12)には設けられていないが、前区間B1以外でも、水切り効果を向上させたい任意の区間に設けることができる。ただし、水切り部30は、走行するろ布26と接触するため、多く配置し過ぎると、ろ布26を摩耗させるおそれがある。従って、水切り部30は、後段脱水装置12に設けず、汚泥脱水装置10に設けることが好ましい。さらに言えば、本実施形態のように、汚泥脱水装置10のうちでも、後区間B2に設けず前区間B1に設けることが好ましい。すなわち、本実施形態のように、水切り部30を、分離水Wの量が多くなる前区間B1だけに集中的に設けることにより、脱水効率を向上させつつ、ろ布26の摩耗を抑制することが好ましい。
以下、本実施形態に係る水切り部30の他の例について説明する。
図5は、本実施形態に係る水切り部の他の例を示す図である。本実施形態に係る水切り部30は、図2に示すように、上端部32Aから下端部34Bに向かう方向が、搬送方向Aに直交しており、鉛直方向に対して傾斜していたが、図5に示す水切り部30は、上端部32Aから下端部34Bに向かう方向が、鉛直方向に沿っている。
図5に示す基部32の上端部32Aは、ろ布26の底面26B、すなわち搬送方向A1に沿っている。一方、基部32の下端部32Bは、鉛直方向に直交する方向、すなわち方向X及び方向Yに沿っている。すなわち、基部32は、台形形状となっている。落水部34は、上端部34Aが、この下端部32Bに接続されているため、上端部34Aから下端部34Bに向かう方向が、鉛直方向に沿っている。このように、落水部34を、鉛直方向に沿わせることで、落水部34の表面の分離水Wが、下端部34Bに流れ込むことを促進して、汚泥Sの脱水効率の低下をより効果的に抑制できる。
図6は、本実施形態に係る水切り部の他の例を示す図である。図6の(A)は、本実施形態に示す水切り部30である。それに対し、図6の(B)に示す他の例の水切り部30aは、落水部34aの形状が、本実施形態の落水部34とは異なる。落水部34aは、上端部34Aaから下端部34Baに向かうに従って、延在方向である方向Xに沿った長さ(幅)が小さくなりつつ、搬送方向A1に沿った長さ(厚み)も小さくなっている。すなわち、落水部34aは、錐形状となっている。落水部34aは、このように錐形状となることで、下端部34Baにおける面積をより小さくすることができ、下端部34Baからの分離水Wの流下量を、より多くすることができる。なお、落水部34aは、円錐状であるが、例えば三角錐や四角錐など、多角錐形状であってもよい。
また、図6の(C)に示す他の例の水切り部30bは、落水部34bが、1つとなっている。落水部34bは、ろ布26の側端部26Cから側端部26Dにわたって設けられている。落水部34bは、上端部34Abから下端部34Bbに向かうに従って、延在方向である方向Xに沿った長さ(幅)が小さくなっている。従って、この落水部34bを用いた場合でも、下端部34Bbからの分離水Wの流下量を多くすることができ、汚泥Sの脱水効率の低下を抑制することができる。この水切り部30bは、落水部34bが1つであるため、製造を容易にすることができる。なお、落水部34bは、落水部34aと同様に、搬送方向A1に沿った長さ(厚み)も小さくなっていてもよい。
図7は、本実施形態に係る水切り部の他の例を示す図である。図7に示す水切り部30c、30d、30eは、下端部34Bc、34Bd、34Beが、尖っておらず曲面状となっている点で、図6に示す水切り部30、30a、30bとは異なる。図7の(A)は、水切り部30cの落水部34cを示しており、図6の(A)の落水部34に対して、下端部34Bcが曲面状となっている。図7の(B)は、水切り部30dの落水部34dを示しており、図6の(B)の落水部34aに対して、下端部34Bdが曲面状となっている。図7の(C)は、水切り部30eの落水部34eを示しており、図6の(C)の落水部34bに対して、下端部34Beが曲面状となっている。水切り部30c、30d、30eは、このように下端部が曲面状となっていても、下端部の面積が小さくなっているため、下端部からの分離水Wの流下量を多くすることができ、汚泥Sの脱水効率の低下を抑制することができる。
図8は、本実施形態に係る水切り部の他の例を示す図である。図8に示す水切り部30f、30g、30hは、下端部34Bf、34Bg、34Bhが、尖っておらず平面状となっている点で、図6に示す水切り部30、30a、30bとは異なる。図8の(A)は、水切り部30fの落水部34fを示しており、図6の(A)の落水部34に対して、下端部34Bfが平面状となっている。図8の(B)は、水切り部30gの落水部34gを示しており、図6の(B)の落水部34aに対して、下端部34Bgが平面状となっている。図8の(C)は、水切り部30hの落水部34hを示しており、図6の(C)の落水部34bに対して、下端部34Bhが平面状となっている。水切り部30f、30g、30hは、このように下端部が平面状となっていても、下端部の面積が小さくなっているため、下端部からの分離水Wの流下量を多くすることができ、汚泥Sの脱水効率の低下を抑制することができる。
図9は、本実施形態に係る水切り部の他の例を示す図である。図9に示す水切り部30iは、落水部34iが階段状になっている点で、本実施形態の水切り部30と異なる。図9に示すように、落水部34iは、上端部34Aiから下端部34Biに向かうに従って、方向Xに沿った幅が短くなっている。ただし、落水部34iは、下端部34Biに向かうに従って、方向Xに沿った幅が、連続的に短くなっておらず、段階的に短くなっている。すなわち、落水部34iは、方向X側及び方向Xと反対側の側面35iが、階段状となっている。落水部34iは、このように階段状となっていても、下端部34Biの面積が小さくなっているため、下端部34Biからの分離水Wの流下量を多くすることができ、汚泥Sの脱水効率の低下を抑制することができる。
図10は、本実施形態に係る水切り部の他の例を示す図である。図10に示す水切り部30jは、落水部34jが半円状になっている点で、本実施形態の水切り部30と異なる。図10に示すように、落水部34jは、上端部34Ajから下端部34Bjに向かうに従って、方向Xに沿った幅が短くなっている。ただし、落水部34iは、方向X側及び方向Xと反対側の側面35iが曲面(円弧)状となっており、半円形状となっている。落水部34iは、このような形状となっていても、下端部34Bjの面積が小さくなっているため、下端部34Bjからの分離水Wの流下量を多くすることができ、汚泥Sの脱水効率の低下を抑制することができる。
(実施例1)
次に、本実施形態の実施例1について説明する。実施例1においては、本実施形態の水切り部30を単体で用い、水切り部30の表面に水滴を供給し、どの程度の量の水滴を供給した場合に、その水滴が自重により水切り部30から流下したかを調べる試験を行った。なお、実施例1においては、水切り部30を、上端部32Aから下端部34Bに向かう方向が、鉛直方向下方に沿わせるように配置した。
また、実施例1では、比較例に係る水切り部30Xについても、同様の試験を行った。図11は、比較例に係る水切り部を示す図である。図11に示すように、水切り部30Xは、上端部32Axから下端部34Bxに向かうに従って、長さが小さくなっておらず、長さが一定となっている。
実施例1においては、比較例に係る水切り部30Xを用いた場合、水滴が自重で流下するまでに供給した水滴の量は、56μLであった。一方、本実施形態に係る水切り部30を用いた場合、水滴が自重で流下するまでに供給した水滴の量は、20μLであった。実施例1によると、本実施形態に係る水切り部30は、水滴が自重で流下するまでに供給した水滴の量が少なくてすみ、言い換えれば、水を流下させ易いことが分かる。
(実施例2)
次に、本実施形態の実施例2について説明する。実施例2においては、本実施形態の水切り部30の上端部32Aを、ろ布26の底面26Bに接触させた状態で、ろ布26の上面26Aに汚泥Sを供給して、ろ布26及び水切り部30の鉛直方向下方に設けられた水受け部に流下された分離水Wの流量を測定した。ろ布26は、鉛直方向上方に15度傾斜して配置した。また、水切り部30を、ろ布26の底面26Bに、合計4つ配置した。また、実施例2においては、比較例に係る水切り部30Xを1つ配置したものと、比較例に係る水切り部30Xを4つ配置したものとについても、同様の試験を行った。
図12は、実施例2における試験結果を示すグラフである。図12の横軸は、時間(秒)を示し、ろ布26に汚泥Sが投入されることでろ布26に加えられた重量を感知した1秒前を、0秒とする。図12の縦軸は、時間毎の、水受け部に流下された分離水Wの量(分離水量)を示す。図12の直線LX1は、比較例に係る水切り部30Xを1つ配置したものの試験結果を示し、直線LX2は、比較例に係る水切り部30Xを4つ配置したものの試験結果を示し、直線Lは、本実施形態に係る水切り部30を4つ配置したものの試験結果を示す。図12に示すように、本実施形態に係る水切り部30を用いた場合、比較例に係る水切り部30Xを用いた場合よりも、分離水の流下量が多くなることが分かる。例えば、本実施形態に係る水切り部30を4つ配置した場合、比較例に係る水切り部30Xを4つ配置した場合よりも、分離水の流下量が、約1.3倍となる。このように、実施例2によると、本実施形態に係る水切り部30を用いると、分離水Wの流下量が多くなることが分かる。
以上、本発明の実施形態を説明したが、これら実施形態等の内容により実施形態が限定されるものではない。また、前述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、前述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。さらに、前述した実施形態等の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。