JP7022278B2 - フィルタープレスの浸透圧脱水方法及び浸透圧脱水システム - Google Patents
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Description
また、脱水ケーキ中に含まれる物質の回収や除去のために、圧搾工程後のろ過室に洗浄液を供給し、脱水ケーキを洗浄する技術が特許文献1に開示されている。
溶液として海水を使用することで、ろ過室から排出した海水をそのまま海へ放流することができる。
汚泥は加圧脱水のように機械的な脱水を行った後に浸透圧脱水を行うため、少量の溶液で汚泥を浸漬させることができ、加圧脱水より短時間で低含水率の脱水ケーキを得ることができる。
フィルタープレスのろ過室を利用すれば、洗浄に利用した溶液を容易に排出できる。
この発明で用いるフィルタープレスは、フロントフレーム1とリア―フレーム2に一対のレール3が橋架してあり、レール3上に多数のろ板4・・・が支架してある。並列したろ板4は、フィルタープレート4aとダイアフラム19を張設したダイアフラム板4bが交互に配設してある。
リア―フレーム2の上部にろ布駆動機9を配設し、ろ布駆動機9がフロントフレーム1とリア―フレーム2の上部に支架したろ布昇降用のスライドシャフト10に連動連結してある。スライドシャフト10はろ布8を吊設したチェーン等を連結し、スライドシャフト10が駆動することでろ布8が昇降する。よって、ろ布駆動機9を駆動することでろ布8が昇降する。
並列したろ板4の下方にろ布洗浄排水を受けるドリッピングパン11が配設してある。
ろ板4の中央部に凹面状のろ過床12が形成してあり、ろ板4を閉板した時にろ板4の前面に吊設したろ布8、8間にろ過室13が形成される。ろ板4の上部にろ過室13を連通する原液供給口14が設けてある。原液供給口14からろ過室13に原液を供給し、供給した原液をろ過床12に張設したろ布8で固液分離を行う。
また、ろ板4下部一方の側壁部にはろ板4を貫通するろ液排出口15を開口し、ろ板4下部他方の側壁部にはろ板4を貫通する溶液供給口16を開口する。ろ板4を閉板した時には、並列したろ板4のろ液排出口15及び溶液供給口16がそれぞれ連通する。
ろ過床12の下部には、ろ液排出口15に連通するろ液排出通路17を形成する。また、同様に溶液供給口16に連通する溶液供給通路18を形成する。
ろ板4下部には図示しないろ布洗浄ノズルが追設してあり、ろ布8に洗浄水を噴射して、目詰まりしたろ布8を走行させながら再生する。その他、ろ布8の洗浄には公知の技術が利用できる。
ダイアフラム板4bは、ろ過床12に膨張自在なダイアフラム19を張設している。そして、ダイアフラム板4bには図示しない圧力水パイプを連結している。圧力水パイプでダイアフラム19に圧力水を供給することでダイアフラム19を膨張させ、ろ過室13の脱水ケーキを圧搾脱水する。
複数のろ板4が並列することで、各ろ板4の原液供給口14、ろ液排出口15、溶液供給口16がそれぞれ連通し、原液の流路、ろ液の流路、溶液の流路が形成される。
ろ布8で分離されたろ液は、ろ過室13からろ液排出通路17を通ってろ液排出口15へ流出し、フィルタープレスから排出される。
そして、浸透圧脱水の際には溶液供給口16から供給した溶液が溶液供給通路18を通ってろ過室13に流入し、脱水ケーキの浸透圧脱水を行う。
有機性汚泥、例えば下水汚泥を脱水して生成された脱水ケーキは多くの微生物を含有しているため、脱水ケーキに高濃度の溶液を接触させることで、浸透圧の作用により微生物の細胞膜から水分が排出される。すなわち、脱水ケーキを高濃度の溶液に浸漬することで、脱水ケーキの含水率をさらに低下させることができる。
高濃度の溶液は、塩水、海水などが利用に適しており、2~5%の塩分濃度であれば十分な浸透圧で微生物の細胞膜から水分を排出することができる。
これは、細胞膜を通過する溶媒分子の数が、高濃度溶液中の溶媒分子よりも、低濃度溶液中の溶媒分子の方が多くなることによって起こる。
結果として、溶媒は溶質濃度の高い溶液の方へ移動し、濃度が平衡状態に達するまで続く。
リア―フレーム2に配設した油圧シリンダー6によって、並列して配設しているろ板4を閉板し、締め付け、多数のろ過室13を形成すると共に、原液供給口14を連結して原液供給通路を形成する。このとき、原液供給管20の弁Vaと溶液供給管23の弁Vcは閉じ、ろ液排出管22の弁Vbは開いている。
原液供給管20に配設している弁Vaを開くと共に、原液供給ポンプ21を起動する。原液は原液供給管20から原液供給口14を介し、ろ過室13に配設されたろ布8、8間に圧入される。原液は各ろ過室13内に十分に行き渡り、ろ過室13に張設されたろ布8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8を透過して固液分離されたろ液は、ろ過室13からフィルタープレート4a、ダイアフラム板4bのろ過床12に形成されたろ液排出通路17を介してろ液排出口15へ流出する。ろ液排出口15へ流出したろ液は、ろ液排出口15からろ液排出管22を通り、外部へ排出される。
圧入工程S2は予め定められた一定時間の間継続する。ろ過室13内は固形分が蓄積し、脱水ケーキを形成する。
一定時間、原液の圧入を行った後、原液供給ポンプ21を停止し、弁Vaを閉じる。その後、圧力水パイプから供給した圧力水によりろ過室13内のダイアフラム19を膨張させる。ダイアフラム19はろ過室13内で膨張し、脱水ケーキに対して圧搾を行い、脱水ケーキに含まれる水分をさらに排出する。圧搾工程S3は予め定められた一定時間の間継続する。
圧搾工程S3終了後、圧力水の供給を停止し、ろ液排出管22の弁Vbを閉止する。
次に溶液供給管23の弁Vcを開き、溶液供給ポンプ24を駆動させ、溶液をろ過室13内に供給する。この時、ダイアフラム19から圧力水を少量排出する。
溶液は溶液供給管23から溶液供給口16を通り、溶液供給口16からろ板4のろ過床12に連通した溶液供給通路18を介してろ過室13に供給される。
溶液は、ろ過室13の脱水ケーキがすべて浸漬するようにろ過室13上部まで供給する。溶液を所定量だけ供給した後、弁Vcを閉止して溶液供給ポンプ24を停止する。
浸透圧脱水には高濃度の溶液を用いるため、溶液に浸漬した微生物は、浸透圧の作用で細胞膜から水分が外部へ排出される。従って、高濃度の溶液で浸透圧脱水することで、脱水ケーキからさらに水分を取り除くことができる。
また、溶液を供給し、所定時間だけ脱水ケーキに浸漬することで、浸透圧が十分に作用し脱水ケーキの含水率を低下させることができる。
ろ過室13に溶液を供給し、所定時間が経過した後に溶液を排出する。ろ液排出管22の弁Vbを開くことで、ろ液排出通路17からろ液排出管22を通って浸透圧脱水に使用した溶液を排出する。この時、ダイアフラム19に圧力水を供給してダイアフラム19を膨張させると、溶液を効率よく排出できる。溶液は、浸透圧の作用で脱水ケーキを形成する微生物から排出された水分と混ざった状態で排出される。浸透圧脱水前の脱水ケーキと比較すると、浸透圧脱水後の脱水ケーキは浸透圧の作用で微生物から排出された水分だけ、含水率が低下している。
洗浄液排出後、必要に応じて溶液供給管23をブロワーに接続し、エアーブローにより残留した水分を排出してもよい。
溶液の排出を行った後、ダイアフラム19に供給した圧力水を排出する。その後、油圧シリンダー6を収縮させ、ろ板4を一定間隔で開板する。開板したろ過室13内のケーキは、ろ布駆動機9によりろ布8を昇降させることで下方に排出する。ろ布8を昇降して脱水ケーキを排出後、閉板工程S1に戻って再び脱水を行うためにろ板4を閉板する。
8 ろ布
13 ろ過室
14 原液供給口
15 ろ液排出口
16 溶液供給口
19 ダイアフラム
S2 圧入工程
S3 圧搾工程
S4 浸透圧脱水工程
S5 溶液排出工程
Claims (10)
- ろ布(8)を張設したろ過室(13)に有機性汚泥を供給して脱水ケーキを生成するフィルタープレスの脱水方法において、
汚泥をろ過室(13)に圧入してろ過する圧入工程(S2)と、
高濃度の溶液をろ過室(13)に供給する浸透圧脱水工程(S4)と、
溶液をろ過室(13)から排出する溶液排出工程(S5)と、
を有することを特徴とするフィルタープレスの浸透圧脱水方法。 - 前記溶液として2~5%の塩分濃度の溶液を用いる
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浸透圧脱水方法。 - 前記溶液として海水を用いる
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浸透圧脱水方法。 - 前記圧入工程(S2)後、ろ過室(13)内に設けたダイアフラム(19)を膨張させる圧搾工程(S3)を有する
ことを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか一項に記載の浸透圧脱水方法。 - 前記溶液排出工程(S5)は、ろ過室(13)内に設けたダイアフラム(19)を膨張させる
ことを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れか一項に記載の浸透圧脱水方法。 - 複数のろ板(4)を並列してろ板(4、4)間にろ過室(13)を形成し、ろ過室(13)に有機性汚泥を供給して脱水するフィルタープレスの浸透圧脱水システムにおいて、
ろ布(8)を張設したろ過室(13)に原液を圧入する原液供給口(14)と、
ろ布(8)で分離したろ液をろ過室(13)から排出するろ液排出口(15)と、
ろ過室(13)に高濃度の溶液を供給する溶液供給口(16)と、を備え、
ろ過室(13)の脱水ケーキが浸漬するように溶液を供給し、所定時間が経過した後、ろ過室(13)から溶液を排出する
ことを特徴とするフィルタープレスの浸透圧脱水システム。 - 前記溶液として2~5%の塩分濃度の溶液を用いる
ことを特徴とする請求項6に記載のフィルタープレスの浸透圧脱水システム。 - 前記溶液として海水を用いる
ことを特徴とする請求項7に記載のフィルタープレスの浸透圧脱水システム。 - 前記ろ過室(13)に原液を圧入した後、ろ過室(13)に備えるダイアフラム(19)を膨張して圧搾脱水する
ことを特徴とする請求項6乃至請求項8の何れか一項に記載のフィルタープレスの浸透圧脱水システム。 - 前記ろ過室(13)から溶液を排出した後、ダイアフラム(19)を膨張して圧搾脱水する
ことを特徴とする請求項9に記載のフィルタープレスの浸透圧脱水システム。
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