JPH01189311A - 電気浸透式脱水機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、下水処理場、し尿処理場等の処理工程で多
量に発生した余剰汚泥等を脱水処理する電気浸透式脱水
機に関する。

〔従来の技術〕

頭記の各種処理場で多量に発生した余剰汚泥等は、脱水
処理後に通常はその脱水ケーキを焼却ないしコンポスト
化して処分されることから、脱水機として在来の機械プ
レス式脱水機に比べて高い脱水率の得られる電気浸透式
脱水機が多用されるようになっている。

ここでベルトプレス型電気浸透式脱水機を例に、前記余
剰汚泥を脱水処理する従来の電気浸透脱水機の構成を第
３図によ、り説明する０図において、ｌは泥漿供給ホッ
パ、２はホッパ１に通じる泥漿通路３の下側に沿うて一
対のローラ４の間に張架された陰極側電極を兼ねるフィ
ルタベルト、５はフィルタベルト２の駆動モータ、６は
泥漿通路３を隔ててフィルタベルト２に対向するように
ローラフの間に張架された陽極側電極を兼ねるプレスベ
ルト、８は前記の陽極、陰極側電極を兼ねる各ベルト６
．２に電圧を印加する直流電源、９はフィルタベルト２
の下方に配置した濾液光は皿である。なお前記各ベルト
２．６には耐蝕性の高い金属、カーボン等の導電材料で
作られた排水、ガス抜き溝を有するキャタピラ形ベルト
、ないしは導電線材を網状に織ったネット状ベルトが用
いられている。

かかる電気浸透式脱水機の脱水作用は周知であり、直流
電源８より各ベルト２．６の間に電圧を印加し、駆動モ
ータ５でフィルタベルト２を駆動した状態でホッパ１よ
り泥漿通路３へ被脱水処理物である汚泥等の泥漿１０を
供給することにより、泥５１１０は通路３に沿ってその
入口側から出口側へベルト搬送される過程でフィルタベ
ルト２とプレスベルト６との間にサンドインチ状に挟ま
れて圧搾力を受けるとともに、対向電極間に形成された
電場に基づ（電気浸透作用が加わるようになる。

これにより泥ｆｉｌＯ（余剰汚泥のζ電位（界面動電位
）は負）に含まれている水分は正に帯電して陰極側に流
動し、フィルタベルト２を透過して濾水受は皿９に滴下
した後に系外に排出される。一方、脱水された泥５ｉ１
０はそのままベルト搬送されて通路３の出口より脱水ケ
ーキ１１となワて回収され、その後に焼却、ないしコン
ポスト化して処分される。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで上記した従来の電気浸透式脱水機のままでは、
電気浸透脱水に要する消費電力量が大となる他に、下水
処理場で発生した余剰汚泥等のように各種成分の懸濁粒
子を含んでいる泥漿を脱水処理した場合には脱水ケーキ
のｐＨが原汚泥と比べて大幅に変化し、その後に脱水ケ
ーキを処分する上で問題が生じる。

この点に付いて次に下水処理場で発生する余剰汚泥を例
に第４図により説明する。第４図は第３図における泥漿
通路途中の断面を示すものであり、陰極側のプレスベル
ト６と陰極側のフィルタベルト２との間に余剰汚泥とし
ての泥漿１０が挟まれ、この状態でベルト搬送されなが
ら電気浸透脱水作用を受ける。ここで下水処理場等で発
生する通常の余剰汚泥はζ電位が負であり、汚泥の含有
水は陰極側のフィルタベルト２に向けて流動し、フィル
タベルト２を透過して系外に排出される。このように余
剰汚泥の含有水はフィルタベルト２に向けて一方的に流
動するために電気浸透脱水が進行するに連れて特に陽極
側のプレスベルト６に接する側では１０ａで示す泥漿部
分の含水率が大きく低下して乾燥状態になる。ところで
泥漿１０が導電性を持つのは泥漿中の含を水に溶解して
いるイオンが電場の作用で移動するためであり、したが
って前記のようにプレスベルト６に接する側の泥漿１０
ａが乾燥状態になると泥漿の抵抗が増して導電性が低下
し、電極間に挟まれた泥漿中を電流が流れにくくなる。

このために電気浸透脱水に必要な電流を流すには泥漿通
路の出口側に行くほど電極間の印加電圧を高める必要が
ある等、結果的に消費電力量が増大する。

また余剰汚泥にはＮａ”　、Ｃａ”　、　　Ｋ”　、Ｓ
ｏ＃”−、ＣＩ−。

ＮＯ３−等のイオンを含んでいる。これらのイオンは電
場の方向にしたがって流動し、Ｎａ”　、　Ｃａ”　。

Ｋ゛等の陽イオンは含有水とともに陰極側のフィルタベ
ルト２に向けて移動して系外に排出されるのに対し、Ｓ
Ｏｅ”、　ＣＩ−、ＮＯ３−等の陰イオンは陽極側のプ
レスベルト６に向けて移動する。しかして泥漿の含有水
は全て陰極側に移動するので陰イオンは排出されずに殆
どが泥漿中にとどまることになる。この結果、フィルタ
ベルト２を通じて系外に排出される濾液には前記した陽
イオンを多（含んでｐＨがアルカリ性に偏るのに対して
、脱水処理後の脱水ケーキは前記した陰イオンが多く残
留して酸性に偏るようになる。

一方、余剰汚泥の脱水ケーキを焼却炉で焼却したり、あ
るいはコンポスト化して処分する場合には、できるかぎ
り脱水ケーキはＤＨが中性に近いほど好ましく、脱水ケ
ーキのｐＨが酸性であると焼却炉の寿命を縮めたり、ま
たコンポスト化するには土壌への影響を考慮して酸性に
偏るのを抑えるために脱水ケーキに対して別な中和処理
が必要になる。

この発明は上記の点にかんがみ成されたものであり、そ
の目的は余剰汚泥等の電気浸透脱水に要する消費電力量
の節減化を図るとともに、併せて脱水処理後の脱水ケー
キのｐＨが原泥漿と比べて大きく変化するのを抑えるこ
とができるようにした電気浸透式脱水機を提供すること
にある。

〔課題を解決するための手段〕

上記問題点を解決するために、この発明によれば、泥漿
通路を挟んで一対の電極を対向配備し、該電極間に電圧
を印加した状態で前記通路に供給した泥漿を電気浸透脱
水させる電気浸透商品脱水機において、泥漿に含まれる
懸濁粒子のζ電位極性と反対極性の電極側より該電極と
接する泥漿部分に向けて前記懸濁粒子のζ電位が負であ
る場合にはアルカリ性液を、ζ電位が正である場合には
酸性液を外部より供給する液供給手段を備えて構成する
ものとする。

〔作用〕

上記において、液供給手段は被脱水処理物である泥漿の
懸濁粒子のζ電位極性に対応してあらかじめ別に用意し
た酸性、ないしアルカリ性液を前記ζ電位の極性と反対
極性の電極側より該電極と接する泥漿部分に向けてシャ
ワーノズルより撒布するか、あるいは懸濁粒子のζ電位
極性と同極性の電極側を通じて排出された濾液を、送液
ライン。

シャワーノズルを通じて前記電極と対向する反対極性の
電極側から泥漿に向けて撒布するようにしたものである
。

これにより泥漿の懸濁粒子のζ電位極性が負である場合
にはアルカリ性液が、またζ電位が正である場合には酸
性液が濾液排出側の電極と対向する反対極性の電極側よ
り該電極に接する泥漿に向けて供給されるようになる。

したがって電気浸透脱水の進行に伴う泥漿の乾燥化を防
いで泥漿通路全域で電気浸透脱水に必要な導電性を保つ
ことができるとともに、同時に脱水処理により濾水とと
もに排出される泥漿中のイオン性成分を泥漿に加えて脱
水ケーキのｐｉが極端に酸性、アルカリ性に偏るのを防
止することができる。

〔実施例〕

第１図、第２図はそれぞれ下水処理場から発生する余剰
汚泥（ζ電位が負）を被脱水物として電気浸透脱水処理
を行う本発明の異なる実施例を示すものであり、第３図
に対応する同一部材には同じ符号が付しである。

まず第１図の実施例において、電気浸透式脱水の基本構
造は第３図と同一であるが、特に本発明により陽極側電
極を兼ねるプレスベルト６側よりプレスベルトに接する
泥漿ｌＯに向けてアルカリ性液を撒布供給する液供給手
段が新たに設けである。

この液供給手段は、アルカリ性の供給液１２を貯留した
タンク１３と、該タンク１３よりポンプ１４を介して引
出した送液ライン１５と、送液ライン１５に接続してプ
レスベルト６側より泥漿通路３に向けて並置配備したシ
ャワーノズル１６とから構成されている。

かかる構成で、ホッパ１より泥漿通路３に供給したζ電
位が負である余剰汚泥を電気浸透脱水処理する過程でア
ルカリ性の液１２が送液ライン１５゜シャワーノズル１
６を通じて陽極のプレスベルト６側より泥ａｌｔｏに向
けて撒布する。これにより特にプレスベルト６に接する
側では泥漿１０に供給液１２が含浸されて湿潤状態を保
つようになる。したがって泥漿の乾燥化を防いで電気浸
透に必要な導電性を保ち、消費電力量の増大化を防ぐこ
とができる。また同時に濾水とともに陰極側のフィルタ
ベルト２を透過して排出される陽イオン性の成分を補償
するようにアルカリ性の液が補給されることがら泥漿の
ｐＨが中和されて極端に酸性に偏ることがなくなり、脱
水処理後の脱水ケーキのｐＨを原泥漿と略同程度まで戻
すことができる。

次に第１図の実施例による装置を用いて行った実験結果
に付いて述べる。実験条件としては下水処理場の余剰汚
泥（ζ電位が負）を通常のベルトプレスで含水率８８％
までプレ脱水した汚泥を供試料とし、アルカリ性液には
ＮａＯＨの水溶液（０，５重量％）を用い、供試料を含
水率７０％まで電気−透脱水処理した。この実験結果に
よれば、脱水ケーキ１トン当たりの脱水処理に要する消
費電力量は２５０ＫＩＩＨ，脱水ケーキのｐＨは６．２
であった。これに対し、アルカリ性液の供給を行わない
従来方式で同じ供試料を含水率７０％まで脱水した実験
結果によれば、脱水ケーキ１トン当たりの消費電力量は
４８０ＫＷＨ１脱水ケーキのＰＨは３．１であり、本発
明の方式により消費電力量の大幅な節減化と、併せて脱
水ケーキのｐＨが酸性に偏るのを防止できることが確認
された。

次に本発明の別な実施例を第２図に示す、この実施例で
はプレスベルト６側より泥５１１０に向けて供給する供
給液としてフィルタベルト２を透過して排出された濾液
を活用するものであり、液の液供給手段はフィルタベル
ト２を透過して排１した濾液を貯留するタンク１２と、
該タンク１２から引出してプレスベルト６側に並置配備
したシャワーノズル１６との間に配管した送液ライン１
５を装備して構成されている。

かかる構成で、プレスベルト６を陽極、フィルタベルト
２を陰極として電圧を印加して余剰汚泥（ζ電位が負）
を電気浸透脱水した場合、フィルタベルト２を透過して
排出される濾液は泥漿の含有水の他に陽イオンの成分を
多く含んだアルカリ性液となる。したがってタンク１２
に回収した濾液を送液ライン１５．シャワーノズル１６
を通じて陽極のプレスベルト６側より泥５ｉ１０に向け
て撒布することにより、第１図の実施例で述べたと同様
な効果を奏することができる。

なお、下水処理場の余剰汚泥のように泥漿１０のζ電位
が負である場合には前記のようにプレスベルト６を陽極
、フィルタベルト２を陰極として電圧を印加して電気浸
透脱水することにより濾液は下側のフィルタベルト２を
透過して排出され、また泥漿ｌＯが水酸化アルミニュウ
ムスラッジのようにζ電位が正である場合には、前記と
は逆にフィルタベルト２を陽極、プレスベルト６を陰極
として電圧を印加することにより濾液が同様に下側のフ
ィルタベルト２を透過して排出されることになる。した
がって第２図の実施例に示した液供給手段を用いること
により、フィルタベルト２とプレスベルト６の電極極性
を切換えるのみで正、負のζ電位を持つ泥漿のいずれに
も対応できて好都合である。

次に第２図の実施例による装置を使用し、水酸化アルミ
ニウムスラッジを被脱水物の供試料として電気浸透脱水
した実験結果を述べる。なお水酸化アルミニウムスラッ
ジはζ電位が正であることから先記のようにフィルタベ
ルト２を陽極、プレスベルト６を陰極として電圧を印加
した。ここで含水率８５％の水酸化アルミニウムスラン
ジを含水率７０％まで脱水したところ、フィルタベルト
２側から排出された濾液のｐＨは２．５、脱水ケーキ１
トン当たりの消費電力量は４５０ＫＷＨ１脱水ケーキの
ｐＨは８．０であった。これに対して濾液を泥漿に還流
させない従来方式では、消費電力量が脱水ケーキ１トン
当たり６４０に賀Ｈ１脱水ケーキの９Ｈは１０．５であ
り、第１図の実施例で述べたと同様に消費電力量の節減
化と併せて脱水ケーキのｐＨの極端な偏りを防止できる
ことが確認された。

【発明の効果〕

以上述べたようにこの発明によれば、泥漿通路を挟んで
一対の電極を対向配備し、該電極間に電圧を印加した状
態で前記通路に供給した泥漿を電気浸透脱水させる電気
浸透商品脱水機において、泥漿に含まれる懸濁粒子のζ
電位極性と反対極性の電極側より該電極と接する泥漿部
分に向けて前記懸濁粒子のζ電位が負である場合にはア
ルカリ性液を、ζ電位が正である場合には酸性液を外部
より供給する液供給手段を備え、電気浸透脱水中に濾液
排出側の電極と反対極性の電極側より泥漿へ向けて前記
条件に合う液を供給するよう構成したことにより、電気
浸透脱水の進行に伴う泥漿の乾燥化を防ぎ、泥漿の導電
性を保って消費電力量を節減化できるとともに、同時に
濾液とともに泥漿中から排出されるイオン性成分を補償
して脱水処理後の脱水ケーキのｐＨが極端に酸性、アル
カリ性に偏るの防止し、脱水ケーキを焼却、コンポスト
化して処分する際の問題を解消できる等の効果が得られ
る

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図はそれぞれ本発明の異なる実施例の構成
図、第３図は従来における電気浸透式脱水機の構成図、
第４図は第３図の泥漿通路断面図である。各図において
、 １ｉｉ極を兼ねたフィルタベルト、３：泥漿通路、６：
電極を兼ねたプレスベルト、ａ：直ｉｔ源、９：濾液受
は皿、１０：泥漿、１１：脱水ケーキ、１２：供給液、
１３：タンク、１５：送液ライン、１６：第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）泥漿通路を挟んで一対の電極を対向配備し、該電極
   間に電圧を印加した状態で前記通路に供給した泥漿を電
   気浸透脱水させる電気浸透式脱水機において、泥漿に含
   まれる懸濁粒子のζ電位の極性と反対極性の電極側より
   該電極と接する泥漿部分に向けて前記懸濁粒子のζ電位
   が負である場合にはアルカリ性液を、ζ電位が正である
   場合には酸性液を外部より供給する液供給手段を備えた
   ことを特徴とする電気浸透式脱水機。 ２）特許請求の範囲第１項記載の電気浸透式脱水機にお
   いて、液供給手段が懸濁粒子のζ電位極性と同極性の電
   極側を通じて排出された濾液を、送液ライン、シャワー
   ノズルを通じて前記電極と対向する反対極性の電極側か
   ら泥漿に向けて撒布供給するものであることを特徴とす
   る電気浸透式脱水機。