JP6924346B2 - フィルタープレスのろ布洗浄方法及びろ布洗浄装置 - Google Patents

フィルタープレスのろ布洗浄方法及びろ布洗浄装置 Download PDF

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Description

本発明は、上水汚泥、下水汚泥、または産業廃水汚泥等を処理するろ布走行型フィルタープレスのろ布洗浄に関し、ろ液の排出量に応じて洗浄水量を制御するろ布洗浄方法に関する。
従来、特許文献1のように、複数のろ過室を備え、ろ過室ごとに一対のろ布を設置するフィルタープレスは、全てのろ過室のろ布を一斉に下方へ走行させることで脱水ケーキを剥離していた。ろ板下方には洗浄ノズルを複数設け、走行するろ布に洗浄水を噴射することで、全てのろ布を一度に洗浄していた。
ろ布の洗浄方法として、無端状のろ布を走行させるフィルタープレスにおいて、ろ布に近接させた送風機の空気圧力の変化を検出して目詰まりを検知し、洗浄装置の洗浄水量、水圧、時間などを制御してろ布を洗浄する技術が、特許文献2で開示されている。
特公平02−57963号公報 特開昭59−127608号公報
一般的にフィルタープレスは、複数のろ過室に原液を供給し、それぞれのろ過室で脱水を行うため、ろ過室ごとにろ布の汚れ具合が異なる。例えば、ろ布を走行させて脱水ケーキが速やかに剥離した場合はろ布の目詰まりが発生しにくいが、脱水ケーキがろ布の隙間に深く入りこんだ場合はろ布を走行させても剥離できず、ろ布は目詰まりを起こす。
目詰まりしたろ布を洗浄するために、特許文献1のような一対のろ布を一斉に走行させるフィルタープレスでは、全てのろ布を同時に洗浄している。しかし、全てのろ布に対して洗浄水を噴射するため、目詰まりしていないろ布に対しては過剰な洗浄となり、大量の洗浄水を必要としていた。
また、複数の一対のろ布の目詰まりを検知する検出部を設け、個別にろ布を洗浄しようとすると、全てのろ布に対して検出部と洗浄装置を設ける必要があり、装置が大型となり製造コストも増大してしまう。
特許文献2のフィルタープレスでは、ろ布の目詰まりの度合いに応じて洗浄水量や水圧を制御することで洗浄効果を高めているが、ろ布洗浄装置を一カ所に設けたのでは、ろ布の全面を洗浄するのに長い時間を必要とする。また、ろ布洗浄装置の後段で目詰まりを検知する検出部を設けているため、ろ布の目詰まりを検知してからろ布洗浄装置を制御したのでは目詰まりを解消することができない。
本発明は、各ろ過室のろ液量から各ろ布の目詰まりの度合いを判断し、各ろ布の目詰まりの度合いに応じて洗浄水量をそれぞれ制御するフィルタープレスのろ布洗浄方法及びろ布洗浄装置を提供する。
表裏にろ布を張設した複数のろ板を並列してろ過室を形成し、ろ板を開板することでろ過室に形成した脱水ケーキを排出し、ろ布ごとに設けた洗浄管でろ布を洗浄し、洗浄管の電動バルブを開閉して洗浄水量を制御するフィルタープレスのろ布洗浄方法において、予め幅を持たせた基準ろ液量と、電動バルブの基準開度を設定し、ろ布から透過したろ液流量をそれぞれのろ布に対応する流量計にて計測し、それぞれの流量計に対応するろ布からの累積ろ液量を制御装置にて算出し、累積ろ液量が基準ろ液量の範囲内である場合当該累積ろ液量の算出に係る流量計に対応するろ布を洗浄する洗浄管の電動バルブ基準開度より小さい開度にて洗浄し、累積ろ液量が基準ろ液量より少ない場合当該累積ろ液量の算出に係る流量計に対応するろ布を洗浄する洗浄管の電動バルブを基準開度にて洗浄することで、目詰まりしたろ布に対しては、洗浄水量を増加し洗浄能力を高め、目詰まりしていないろ布に対しては、洗浄水量を低減し過剰な洗浄を行わない。
表裏にろ布を張設した複数のろ板を並列してろ過室を形成するフィルタープレスのろ布洗浄装置において、ろ過床に開口し、ろ板外部に貫通するろ液通路と、各ろ液通路に設けた流量計と、各ろ布をそれぞれ洗浄する洗浄管と、各洗浄管に設けて洗浄水量を制御する電動バルブと、各流量計で計測したろ液を透過したろ布に対応する洗浄管の電動バルブをそれぞれ制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、予め幅を持たせた基準ろ液量と、電動バルブの基準開度を設定し、ろ液通路から排出される累積ろ液量を算出し、累積ろ液量が基準ろ液量の範囲内である場合、電動バルブを基準開度より小さくし、累積ろ液量が基準ろ液量より少ない場合、電動バルブの開度を基準開度とすることで、目詰まりしたろ布に対しては、洗浄水量を増加し洗浄能力を高め、目詰まりしていないろ布に対しては、洗浄水量を低減し過剰な洗浄を行わない。
前記制御装置は、予め幅を持たせた基準ろ液量と、電動バルブの基準開度を設定し、ろ液通路から排出される累積ろ液量を算出し、累積ろ液量が基準ろ液量の範囲内である場合、電動バルブを全閉し、累積ろ液量が基準ろ液量より少ない場合、電動バルブの開度を基準開度とすることで、洗浄水の使用量を大幅に削減できる。
前記累積ろ液量が基準ろ液量より多い場合、フィルタープレスの運転を停止し警報を発することで、ろ布の破損を知らせる。
複数のろ布を用いて脱水を行うフィルタープレスにおいて、複数のろ布のうち、目詰まりしたろ布を洗浄する洗浄管から噴出する洗浄水量のみを上昇させることで、目詰まりしていないろ布に対して過剰な洗浄をすることがない。目詰まりしていないろ布に対しては、洗浄水の噴射を止めてもよく、洗浄水の使用量を削減できる。
ろ液排出路に流量計を設けるだけで、各ろ過室のろ布の目詰まりの状況が判別できるため、大きな設備を必要としない。また、電動バルブの開度を制御するだけで洗浄水の噴射量を制御するため、簡便な装置となる。
本発明に係るフィルタープレスの略側面図である。 同じく、閉板したろ板の略縦断面図である。 同じく、開板したろ板の略縦断面図である。 本発明に係る別形態1の閉板したろ板の略縦断面図である。 本発明に係る別形態1の開板したろ板の略縦断面図である。 本発明に係る別形態2の閉板したろ板の略縦断面図である。 本発明に係る別形態2の開板したろ板の略縦断面図である。 本発明に係るろ板の正面図である。 同じく、制御装置の構成図である。
図1は、本発明に係るフィルタープレスの略側面図である。
本発明に係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に支持された一対の平行なガイドレール4が支架されている。このガイドレール4には、複数のろ板5が前後進可能に載置されている。複数のろ板5間にはろ板5の表裏にそれぞれろ布6が設けられる。複数のろ板5の上方に、ろ板5に沿って洗浄管7を支持させ、洗浄管7には複数のノズルを配置する。
リアフレーム3には開閉装置8を支架し、開閉装置8を伸長させてろ板5のリアフレーム3側に備えたムーバブルヘッド9をフロントフレーム2方向に押圧することによりろ板5を閉板する。閉板したろ板5間のろ過室10に原液を供給すれば、原液はろ布6により固液分離され、ろ液はろ布6を通過して外部に排出される。ろ布6で補足された固形物はろ過室10内でケーキ層を形成しながら脱水される。
脱水終了後、開閉装置8を収縮してろ板5を開板する。連結リンク11によって決められた所定の間隔で、ろ板5を一斉に開板することができる。そして、ろ過室10内のケーキを落下させて、機外へ排出するようにしている。
複数のろ板5から構成されるろ板群を複数形成し、ろ板群ごとに開閉してケーキを排出してもよい。
図2は、本発明に係るフィルタープレスの閉板したろ板の略縦断面図である。
各ろ板5には、表裏に凹状のろ過床12が形成されている。ろ過床12にはそれぞれろ布6が張設され、ろ板5の閉板時に隣接するろ板5の相対向するろ過床12との間でろ過室10を区画形成する。
ろ過室10のろ布6間には給液板13を配置しており、並列したろ板5を閉板した時に、給液板13の開口がろ板5上部中央に形成した原液供給路14を連通するよう配置する。
給液板13の開口からろ過室10と連通する原液通路15を形成しており、原液供給路14から原液通路15を介してろ過室10のろ布6間に原液を供給する。ろ過室10に供給された原液はろ布6によって固液分離され、ろ布6を通過したろ液はろ板5表裏のろ過床12下部に開口したろ液通路16a、16bに流入する。
ろ液通路16a、16bはろ板5を独立して貫通し、ろ板5の外部で排出管17と連結する。
各ろ布6を透過したろ液はそれぞれ別々のろ液通路16a、16bに流入し、各ろ液通路16a、16bを通ったろ液が排出管17から一斉に排出される。各ろ液通路16a、16bにはそれぞれ流量計18を設け、各ろ布6から透過したろ液量を測定する。
この際に、ろ布6が目詰まりしているとろ布6を透過するろ液の量が減少し、ろ液通路16に流入するろ液量も減少する。また、ろ布6が破損していると、破損個所から漏れが発生し、ろ液通路16に流入する量が増加する。
図3は、本発明に係るフィルタープレスの開板したろ板の略縦断面図である。
原液脱水後、並列したろ板5が開板することで、ろ過室10に形成された脱水ケーキがろ過室10から排出される。
ろ板5の上方には洗浄水供給管19が設けられ、洗浄水供給管19には電動バルブ20を介して洗浄管7を接続している。洗浄管7は、ろ板5の表裏に吊設するろ布6ごとに設け、ろ布6と同じ数の洗浄管7を設ける。
洗浄管7の洗浄ノズルから洗浄水を噴射し、それぞれろ布6を洗浄する。各洗浄管7の電動バルブ20は開度を操作することで洗浄水量を制御でき、ろ布6が目詰まりした際には対応する洗浄管7の洗浄水の量が多くなるように電動バルブ20を制御し、目詰まりを解消する。
図4は、本発明に係る別形態1の閉板したろ板の略縦断面図である。
本発明の別形態1のフィルタープレスでは、ろ板5の表裏に開口したろ液通路16が、ろ板5内部で連通してろ板5外部に貫通することで、ろ板5ごとに一カ所からろ液を排出する。ろ板5の表裏から合流したろ液通路16に流量計18を備えることで、ろ板5の表裏に張設したろ布6を透過したろ液の流量が計測できる。
図5は、本発明に係る別形態1の開板したろ板の概略縦断面図である。
図4のようにろ液通路16を形成した場合、流量計18はろ板5の表裏に張設したろ布6から透過したろ液の流量を計測するため、流量計18の値からはろ板5表裏に張設したろ布6の目詰まりが判断できる。従って、別形態1のフィルタープレスでは流量計18の計測値を基にろ板5の表裏に張設した2枚のろ布6を洗浄する。
洗浄管7をろ板5ごとに上部に設け、洗浄管7は、ろ板5の表裏に張設されたろ布6に向かって洗浄ノズルを配置する。各洗浄管7と洗浄水供給管19は電動バルブ20を介して接続する。流量計18で計測したろ液流量に応じて、流量計18を配置したろ板5に対応する洗浄管7に接続した電動バルブ20を制御し、洗浄水量を変化させる。
図6は、本発明に係る別形態2の閉板したろ板の略縦断面図である。
本発明の別形態2のフィルタープレスでは、ろ板5の表又は裏のいずれか一方に開口したろ液通路16が、ろ板5外部に貫通することで、各ろ過室10のろ液を排出する。ろ液通路16に流量計18を設けることで、各ろ過室10から排出されるろ液の流量が計測できる。
図7は、本発明に係る別形態2の開板したろ板の略縦断面図である。
図6のようにろ液通路16を構成した場合、流量計18は、ろ過室10を形成する隣接するろ板5の表裏に張設された一対のろ布6から透過したろ液の流量を計測するため、流量計18の値からはろ過室10を形成する一対のろ布6の目詰まりが判断できる。従って、別形態2のフィルタープレスでは流量計18の計測値を基にろ過室10を形成する一対のろ布6を洗浄する。
洗浄管7をろ過室10ごとに上部に設け、洗浄管7は、ろ過室10に張設された一対のろ布6に向かって洗浄ノズルを配置する。各洗浄管7と洗浄水供給管19は電動バルブ20を介して接続する。流量計18で計測したろ液流量に応じて、流量計18を配置したろ過室10に対応する洗浄管7に接続した電動バルブ20を制御し、洗浄水量を変化させる。
以下、図2、3に記載のフィルタープレスに基づき本発明のろ布洗浄装置、及び洗浄方法を説明する。
図8は、本発明に係るろ板の正面図である。
図9は、本発明に係る制御装置の構成図である。
ろ液の集合するろ過床12の下部には、ろ液を排出するろ液通路16の一端を開口してあり、ろ板5の肉厚内を貫通して他端をろ板5の外側部に設けた排出管17に接続している。
各ろ過室10から排出管17にろ液通路16が接続され、ろ液通路16から流入してくるろ液は、排出管17を介して外部へ排出する。
各ろ液通路16には流量計18を設け、各ろ布6を透過したろ液の流量を測定する。
図8のろ板5には、ろ液通路16と排出管17をろ板5の一方側のみ設けているが、ろ板5の両側にろ液通路16と排出管17を設けてろ液の流量を測定してもよい。測定したろ液の流量は制御装置21に送信される。
各ろ板5上方には、各ろ布6に洗浄水を噴射する洗浄ノズルを備えた洗浄管7を設けている。洗浄管7は各ろ布6にぞれぞれ設け、洗浄管7の一端は、電動バルブ20を介して洗浄水供給管19と接続する。電動バルブ20は制御装置21の信号に基づき開閉され、洗浄水の洗浄水量を調節することができる。
複数のろ液通路16にそれぞれ設けた流量計18で測定した流量を制御装置21に送信し、制御装置21でそれぞれのろ布6を透過して排出された累積ろ液量Vを算出する。ろ布6が目詰まりすると累積ろ液量Vが減少するため、算出した累積ろ液量Vに応じて各ろ布6に対応する洗浄管7に接続した電動バルブ20の開度を決定する。制御装置21から送られた信号に基づき電動バルブ20を制御し、各ろ布6の目詰まりに応じた洗浄水量で洗浄を行う。
本発明の制御装置21は、算出した累積ろ液量Vと基準とするろ液量(基準ろ液量V0)を比較し、以下のように複数の電動バルブ20をそれぞれ制御する。
基準ろ液量V0は、ろ布6が目詰まりせずに正常な脱水が行われ排出されたろ液の総量であり、幅を持たせて所定の値を設定する。基準ろ液量V0は、所定の値を設定してもよいが、複数のろ液通路16から排出されたろ液流量の平均値から算出してもよい。
電動バルブ20は、ろ布6を洗浄するための所定の開度となる基準開度D0を設定する。
算出した累積ろ液量Vが基準ろ液量V0の範囲に含まれる場合、ろ布6は目詰まりしていないため電動バルブ20の開度を基準開度D0より予め定めた開度だけ小さくし、ろ布6を洗浄する。
算出した累積ろ液量Vが基準ろ液量V0より少ない場合、電動バルブ20の開度を基準開度D0とする。このとき、ろ布6が目詰まりしているため、ろ布6の目詰まりを解消するには洗浄水量を上昇させる必要がある。
目詰まりしていないろ布6に対応する電動バルブ20の開度を基準開度D0より小さくすることで、他の洗浄管に流入する洗浄水の量が増加する。従って、基準開度D0の電動バルブ20の洗浄管7では洗浄水の量が増加し、ろ布6の目詰まりを解消できるようになる。
累積ろ液量Vと基準ろ液量V0の差に応じて電動バルブ20を絞る開度を決定してもよい。その際、差が大きいほど電動バルブ20の開度は小さくなる。
また、累積ろ液量Vに応じて、電動バルブ20の開度を段階的に減少させる制御を行ってもよい。
電動バルブ20の開度が予め定めた最小開度となった場合には、ろ布6の洗浄能力が著しく低下するため、警告を発しフィルタープレス1の運転を停止する。
算出した累積ろ液量Vが基準ろ液量V0より多い場合、ろ布6が破損して原液が流出している可能性があるため、警報を発しフィルタープレス1の運転を停止する。
また、剥離性の良い脱水ケーキの場合、目詰まりしていないろ布6に対応する電動バルブ20を閉止(全閉)状態とし、目詰まりしていないろ布6に対しては洗浄を行わない制御を行ってもよい。
なお、全ての流量計18で、計測した計測値から算出された累積ろ液量Vが基準ろ液量V0の範囲に含まれる場合、目詰まりしているろ布6が無いため、全ての電動バルブ20の開度を基準開度D0として洗浄する。
上述したフィルタープレスのろ布洗浄方法を詳述する。
まず、初期設定として予め正常な脱水が行われている際のろ液の排出量(基準ろ液量V0)を、幅を持たせて設定する。
また、ろ布6を洗浄するための、電動バルブ20の基準開度D0を設定する。
予め全ての電動バルブ20を基準開度D0で開いておく。
<閉板工程>
複数のろ板5を開閉装置8によって閉板し、ろ板5間にろ過室10を形成する。ろ板5のろ過床12にはろ布6が張設されており、対向するろ過床12に張設されたろ布6でろ過室10を覆う。
<圧入工程>
原液供給路14からろ過室10のろ布6間に原液を圧入する。ろ布6は圧入した原液から水分を分離し、ろ布6間に脱水ケーキを形成する。ろ布6で分離したろ液はろ板5のろ過床12を伝って下方に流れ、ろ過床12下部に開口したろ液通路16からろ過室10外へ排出される。ろ液はろ液通路16から排出管17に流入し、機外へ排出される。
なお、ろ過室10にダイアフラムを備えたフィルタープレス1の場合は、圧入工程後にダイアフラムを膨張させて圧搾を行う圧搾工程を追加してもよい。
<ろ液流量の計測>
圧入工程(圧搾工程)中に、各ろ液通路16に設けた流量計18によって、ろ板5表裏に張設された各ろ布6を透過して排出されたろ液流量をそれぞれ計測する。流量計18で計測したろ液流量の計測値は、制御装置21に送信される。制御装置21は、ろ液流量から、各ろ布6を透過してろ液通路16に排出された累積ろ液量Vをそれぞれ算出する。
<ろ液量比較>
制御装置21では、各ろ布6を透過した累積ろ液量Vと基準ろ液量V0を比較し、比較結果に応じて、各ろ布6を洗浄する洗浄管7に対応した電動バルブ20を制御する信号を発信する。
<電動バルブの操作>
1つの電動バルブ20aは以下のように制御する。
流量計18aの計測値から制御装置21で算出された累積ろ液量Vaと基準ろ液量V0を比較し、累積ろ液量Vaが基準ろ液量V0の範囲に含まれる場合、電動バルブ20aの開度を基準開度D0より予め定めた開度だけ小さくなるよう制御する。
累積ろ液量Vaが基準ろ液量V0より少ない場合、電動バルブ20aの開度を基準開度D0となるよう制御する。
累積ろ液量Vaが基準ろ液量V0より多い場合、フィルタープレス1の運転を停止し警告を発信する。
他の電動バルブ20も同様に、各ろ布6を透過して排出された累積ろ液量Vと基準ろ液量V0を比較し、それぞれ制御する。
<開板工程>
制御装置21により全ての電動バルブ20の開度を操作した後、脱水ケーキを排出するため開閉装置8によりろ板5を開板する。開板により脱水ケーキは自重又はろ布6の振動により機外へ落下する。
<洗浄工程>
開板により脱水ケーキが剥離したろ布6に洗浄管7から洗浄水を噴射する。
目詰まりしていないろ布6に対しては洗浄管7の電動バルブ20が基準開度D0より小さいため、洗浄水量が減少している。
目詰まりしたろ布6に対応する洗浄管7は、電動バルブ20の開度が基準開度D0であり、目詰まりしていないろ布6に対応する電動バルブ20を小さくしたことから、噴射される洗浄水量は上昇しているため、ろ布6の目詰まりが解消する。
なお、本実施例では予め全ての電動バルブ20を基準開度D0で開いているが、目詰まりしていないろ布6に対して洗浄を行わない場合、予め全ての電動バルブ20を全閉しておき、目詰まりしたろ布6に対応する電動バルブ20のみを基準開度D0に開いて洗浄することでも本発明の効果を得られる。
1 フィルタープレス
5 ろ板
6 ろ布
7 洗浄管
10 ろ過室
16 ろ液通路
18 流量計
20 電動バルブ
21 制御装置

Claims (4)

  1. 表裏にろ布(6)を張設した複数のろ板(5)を並列してろ過室(10)を形成し、
    ろ板(5)を開板することでろ過室(10)に形成した脱水ケーキを排出し、
    ろ布(6)ごとに設けた洗浄管(7)でろ布(6)を洗浄し、
    洗浄管(7)の電動バルブ(20)を開閉して洗浄水量を制御するフィルタープレスのろ布洗浄方法において、
    予め幅を持たせた基準ろ液量(V0)と、電動バルブ(20)の基準開度(D0)を設定し、
    布(6)から透過したろ液流量をそれぞれのろ布(6)に対応する流量計(18)にて計測し、
    それぞれの流量計(18)に対応するろ布(6)からの累積ろ液量(V)を制御装置(21)にて算出し、
    累積ろ液量(V)が基準ろ液量(V0)の範囲内である場合当該累積ろ液量(V)の算出に係る流量計(18)に対応するろ布(6)を洗浄する洗浄管(7)の電動バルブ(20)基準開度(D0)より小さい開度にて洗浄し、
    累積ろ液量(V)が基準ろ液量(V0)より少ない場合当該累積ろ液量(V)の算出に係る流量計(18)に対応するろ布(6)を洗浄する洗浄管(7)の電動バルブ(20)を基準開度(D0)にて洗浄する
    ことを特徴とするフィルタープレスのろ布洗浄方法。
  2. 表裏にろ布(6)を張設した複数のろ板(5)を並列してろ過室(10)を形成するフィルタープレスのろ布洗浄装置において、
    ろ過床(12)に開口し、ろ板(5)外部に貫通するろ液通路(16)と、
    各ろ液通路(16)に設けた流量計(18)と、
    各ろ布(6)をそれぞれ洗浄する洗浄管(7)と、
    各洗浄管(7)に設けて洗浄水量を制御する電動バルブ(20)と、
    各流量計(18)で計測したろ液を透過したろ布(6)に対応する洗浄管(7)の電動バルブ(20)をそれぞれ制御する制御装置(21)と、を備え、
    前記制御装置(21)は、
    予め幅を持たせた基準ろ液量(V0)と、電動バルブ(20)の基準開度(D0)を設定し、
    ろ液通路(16)から排出される累積ろ液量(V)を算出し、
    累積ろ液量(V)が基準ろ液量(V0)の範囲内である場合、電動バルブ(20)を基準開度(D0)より小さくし、
    累積ろ液量(V)が基準ろ液量(V0)より少ない場合、電動バルブ(20)の開度を基準開度(D0)とする
    ことを特徴とするフィルタープレスのろ布洗浄装置。
  3. 前記制御装置(21)は、
    予め幅を持たせた基準ろ液量(V0)と、電動バルブ(20)の基準開度(D0)を設定し、
    ろ液通路(16)から排出される累積ろ液量(V)を算出し、
    累積ろ液量(V)が基準ろ液量(V0)の範囲内である場合、電動バルブ(20)を全閉し、
    累積ろ液量(V)が基準ろ液量(V0)より少ない場合、電動バルブ(20)の開度を基準開度(D0)とする
    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ろ布洗浄装置。
  4. 前記累積ろ液量(V)が基準ろ液量(V0)より多い場合、フィルタープレスの運転を停止し警報を発する
    ことを特徴とする請求項2又は請求項3に記載のフィルタープレスのろ布洗浄装置。
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