JPH02258005A - 脱水処理方法 - 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］ 本発明は、汚泥、産業廃棄物等の水分を多く含んだスラ
リーを効率よく脱水する脱水処理方法に関する。

［従来の技術］ 従来より汚泥等をはじめとするスラリーを廃棄する際に
は、そのスラリーに含まれる水分を十分に除去する必要
がある。そのため従来では、その多くが圧搾等の機械的
脱水により処理されていた。

しかし、このような圧搾等の機械的脱水では、脱水時に
おける、濾過面からの水扱けに伴い、濾過面でスラリー
粒子の濃縮と変形による圧密閉塞がケーキ内部よりも早
く生じ、濾液の流出が著しく妨げられる。その結果、圧
搾等の加圧を高くしても、濾過面での圧密閉塞をさらに
進行させるのみで、スラリー全体を効率よく脱水するこ
とができなかった。

そこで最近では、スラリー粒子が水のようなイオンを含
む液体と接触することによって、スラリー粒子表面に負
の電荷が発生することを利用した電気浸透脱水も行われ
ている。この方法は、濾過面近傍に負電極を設けて表面
が負に帯電したスラリー粒子を濾過面と反発させること
で、濾過面でのスラリーの圧密現象を低減させ、水分を
濾過し易くするものである。また、前述した機械的脱水
を行った後に、電気浸透によってスラリー粒子表面に電
気的吸引力で集っている水分をさらに電気的な脱水する
複合的脱水方法も提案されている。

［発明が解決しようとする課題］ 従来からの電気浸透脱水による処理方法は、圧搾、遠心
分離等をはじめとする機械的脱水方法に比べ、大きな脱
水効果を有するが、その効果を得るためには大量の電力
が消費されるなど、エネルギ効率の面において大きな問
題があった。

また、機械的脱水の後に電気浸透脱水を行う複合的な最
近の方法でも、機械的脱水を先に行うため濾過面におけ
るスラリーの圧密現象の発生を防止できず、脱水効率等
の大幅な改善ができなかった。

そこで本発明は、電気浸透脱水と機械的脱水との新規な
組合せにより、大幅な脱水効率の向上と省エネルギ化を
図ることを課題とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明の脱水処理方法は、発泡作用を有する脱水促進剤
をスラリーに混合する第１工程と、前記脱水促進剤が混
合されたスラリーを電気浸透脱水する第２工程と、前記
電気浸透脱水によって処理されたスラリーを機械的脱水
する第３工程と、を包含して成っている。

ここで脱水促進剤としては、アルミニウム粉末をはじめ
、発泡作用を有する種々の物質を用いることができる。

また、発泡作用を有する脱水促進剤の他に、吸水性ポリ
マー等の脱水促進剤をさらに添加することもできる。脱
水促進剤を混合する方法としては、撹拌混合が望ましい
が、特にこれに限定されず他の混合方法も可能である。

機械的脱水としては一般に圧搾が用いられるが、特に圧
搾に限定されず、遠心力や真空、加圧を利用するなど種
々の方法の機械的脱水を用いることができる。

［作用］ 本発明の脱水処理方法は、発泡作用を有する脱水促進剤
をスラリーに混合してから電気浸透脱水を行い、その後
に圧搾等の機械的脱水を行う一連の工程を有する脱水処
理方法である。

脱水促進剤の混合によって、多くの水分を含んだスラリ
ー中に多数の気泡が発生し、この気泡はスラリー粒子間
に入り込んでスラリーを海綿状に変成するので、これが
電気浸透における電極間の抵抗の増大を伴って、水分の
流出速度を増加させるものと考えられる。このように、
発泡作用を有する脱水促進剤によって発生する気泡は、
流出速度に比例する脱水量を増加させるとともに、電気
の消費量を低減させる作用を有している。

第４図に、この方法の有効性を表す実験結果を示す。こ
の実験では、スラリーとしてベントナイトを純水で撹拌
混合した濃度３．９ｗｔ％のベントナイトスラリーを用
い、発泡作用を有する脱水促進剤としてアルミニウム粉
末を０．６ｗｔ％用いた。実験結果によると、アルミニ
ウム粉末を混合しないベントナイトのみのスラリーの場
合（図中の命で示す）は、脱水量が７０ｍ９程度に達す
るまで０．２Ａ程度の電流が流れ続け、消費電力も急激
に上昇している。これに対しアルミニウム粉末がベント
ナイトに混合されたスラリーの場合（図中のＯで示す）
は、流れる電流はすぐに０゜０３Ａ程度と混合しない場
合に比べ１／７程度に小さくなる。消費電力も脱水量に
ほぼ比例してゆるやかに上昇する。このことは、アルミ
ニウム粉末を混合していない場合は、大量の電力を消費
しても脱水量はあまり増加しないが、アルミニウム粉末
を混合することで、少ない電力の消費で多くの水分が脱
水できることを明瞭に示している。

また、本発明の方法では圧搾等の機械的脱水を・行う前
に、電気浸透脱水を行っている。そのため機械的脱水時
には、すでに電気浸透によってスラリーはケーキ層と水
の層とに分離している。そのことによって、フィルタ等
における目詰まりが防止され、機械的脱水での脱水効率
はさらに向上する。

［実施例］ 本発明にかかる実施例の脱水処理方法を第１図、第２図
を参照して説明する。第１図は本実施例の概略を表わす
工程図である。第２図は本実施例の脱水処理方法で脱水
処理を行う脱水装置の概略構成図である。

本実施例は、脱水促進剤としてアルミニウム粉末を用い
、機械的脱水として圧搾による脱水を行う汚泥液等をは
じめとするスラリーの脱水処理方法である。

本実施例の工程は第１図に示すように、処理するスラリ
ーを適度な濃度に濾過する前処理工程と、発泡作用を有
するアルミニウム粉末をスラリーに混合する第１工程と
、第１工程によって処理されたスラリーを電気浸透脱水
する第２工程と、第２工程によって脱水され、ケーキ状
になったスラリーを圧搾によりさらに脱水する第３工程
と、第３工程によって得られたスラリーのケーキを排出
した後に、装置の洗浄を行う後処理工程とから成ってい
る。

本実施例の脱水処理方法によってスラリーの脱水を行う
脱水処理装置は、第２図に示すように前処理工程である
スラリーを濾過する工程および第１工程であるスラリー
に脱水促進剤を混合する第１処理槽１と、第２工程であ
る電気浸透脱水工程と第３工程である機械的脱水工程お
よび後処理工程であるケーキを排出し、装置を洗浄する
工程とを行う第２処理槽２とから構成されている。

第１処理槽１は上端部に汚泥液等のスラリーの原液が注
入される注入口１１を有し全体として略方形のタンク状
をしている。そして側面の１つである連接面１ａで第２
処理槽２と連接されている。

底面１６は連接面１ａに向ってゆるやかに下がる傾斜を
有している。連接面１ａの下端部には第２処理槽２の処
理空間に連通ずる連通孔１８が形成されている。そして
、スライド式のシャッター１７によってその連通孔１８
は開閉される。

また、連接面１ａに対向する側面には第１フイルタ１５
が鉛直方向より内側に傾斜された状態で装設されている
。第１フイルタ１５の目の荒さは濾過条件に応じて設定
される。上面には発泡作用を有する脱水促進剤であるア
ルミニウム粉末を投入する促進剤投入器１２が装設され
ている。そして撹拌混合するための撹拌器１４とその動
力である駆動モータ１３が装設されている。撹拌器１４
は螺旋状のフィン１４１を有しており、回転によって下
部のスラリーを上方へ移動する。また、第１フイルタ１
５より濾過された濾過水を排水する第１ドレン１９が配
設されている。

第２処理槽２は堅牢な側壁を有する筒状をしている。そ
の内側の上方部分にはアクチュエータ２４が内設され、
アクチュエータ２４に連結された圧搾板２３を駆動する
。底部には堅牢な保持部材によって保持された第２フイ
ルタ２２が配設されている。圧搾板２３の下面と第２フ
イルタ２２の下面には１対の電極２１ａ、２１ｂが配設
されている。そして、第２フイルタ２２の下方には、所
定の角度を有して第２フイルタ２２と一体として連結さ
れた第２ドレン２５が、枢支部２６ａによって回動可能
に枢支されている。第２ドレン２５は、多数の洗浄ノズ
ル２７ａおよび洗浄液注入部２７ｂを持ち、ゴム等の弾
性部材で形成された先端部２５１を有している。また、
枢支部２６ａの対向する部分には、解除可能なロック装
置２６ｂが配設され、第２フイルタ２２の端部を保持し
ている。ざらにその端部をワイヤー等によって回動させ
るとともに所定の位置に保持する回動装置２８が装設さ
れている。

そして、第１ドレン１９と第２ドレン２５から排出され
た水を集合して排水する排水部２９が本脱水装置の最下
方部分に配設されている。

（前処理工程） 脱水処理を行う汚泥液等のスラリーを第１処理槽１の注
入口１１より脱水装置内部に注入する。

このとき、第２処理槽２との連通孔１８はシャッター１
７により閉鎖されている。

スラリーが注入されたら、所定の時間その状態に保持す
る。第１フイルタ１５によって一定量の水が濾過される
。第１フイルタ１５の目を適当に設定することによって
濾過された後のスラリーの濃度をある程度コントロール
することが可能となる。また第１フイルタ１５は側面に
形成され、しかも内側に傾斜しているため、付着物があ
ってもその自重によって落下し易いので、目詰りが生じ
にくい。たとえ、目詰りが発生してもスラリーの注入の
度に、その飛沫や乱流によってその目詰りは取り除かれ
易くなる。

この前処理工程を行うことで、これ以降の脱水工程での
無駄を減らすことができる。

（第１工程） 第１工程では、脱水促進剤としてのアルミニウム粉末が
促進剤投入器１２によって第１処理部１に投入される。

そして、駆動モータ１３によって回転する撹拌器１４で
アルミニウム粉末とスラリーとは十分に撹拌混合される
。撹拌器１４は螺旋状のフィン１４１をもち、回転によ
って下方部分を上方に移動させることができるため、ア
ルミニウム粉末とスラリーとは効率よく混合される。そ
うすることによって、スラリー中にアルミニウム粉末に
よって発生した気泡が万遍なく混合される。

本実施例では、スラリーに混入するアルミニウム粉末の
量は、例えば含水率９４％程度のスラリーに対し重量％
で０．６％程度としている。このとき、発生した気泡に
よりスラリーの体積は見掛は上３０％程度増加する。

（第２工程） 第１工程によって気泡が十分に混合されたスラリーは、
シャッター１７が上方にスライドすると第１処理槽１と
第２処理槽２とを連通ずる連通孔１８を通り第２処理槽
２内へ流れ込む。このとき、第１処理槽１の底面１６が
傾斜しているため、スラリーは容易に移動できる。スラ
リーが第２処理槽２の連通孔１８より下方の処理空間に
流入し終った後、アクチュエータ２４をフリーの状態に
して圧搾板２３をその自重によって下降させスラリーの
上面に密着させる。アクチュエータ２４は、動力源を停
止させたフリーの状態のときには摺動自在となるように
設定されている。このため圧搾板２３は自重により降下
でき、常にスラリー上面に適度な押圧力を持ちながら密
着し続けることができる。

そして、圧搾板２３の下面と底面の第２フイルタ２２の
下方に配設された１対の電極２１ａ、２１ｂ間に所定の
電圧が印加される。このとき圧搾板２３の下面に配設さ
れた電極２１ａは正電極に、第２フイルタ２２の下方に
配設された電極２１ｂは負電極となっている。このよう
に電圧が印加されたスラリーは、スラリー粒子の周囲に
引き付けられていた水が電気浸透作用によってスラリー
粒子から引き離されて、スラリー粒子と水の層とに分離
される。また、第２フィルタ２２面では、電極２１ｂの
負の電圧に対し表面が負に帯電したスラリー粒子が反撥
するため、第２フィルタ２２面でのスラリー粒子の圧密
現象はほとんど発生しない。

特に、スラリー中に混合されたアルミニウム粉末によっ
て発生した気泡が電気浸透による脱水作用を大きく促進
するため効率よく脱水が行われる。

脱水された水は第２ドレン２５を経て排水部２９によっ
て装置外部に排水される。

（第３工程〉 第３工程は第２工程の電気浸透脱水されたスラリーをさ
らに圧搾によって脱水する工程である。

アクチュエータ２４を駆動させて圧搾板２３を押し下げ
、スラリーに適度の押圧力を加えることで、スラリーは
圧搾される。スラリーに残っていた水分は搾り出され第
２フイルタ２２から排出される。このときスラリーは、
第２工程の電気浸透脱水の際にスラリー粒子と水の層と
に分離されているため、本工程の圧搾による機械的脱水
においても、水の層がスラリー粒子から離れて押し出さ
れ易くなり脱水が効率よく行われる。

なお、この圧搾を行うときには、圧搾板２３はすでに連
通孔１８より下方に位置しているので、連通孔１８より
スラリーが逆流したり、シャッター１７が損傷を受ける
ことはない。

脱水された水分は第２ドレン２５を経て排水部２９によ
って装置外部に排水される。

第３工程までですべての脱水処理が完了する。

（俊処理工程） 圧搾板２３を少し上昇させた後、第２フイルタ２２等を
支持していたロック装置２６ｂを解除する。そして、回
動装置２８を作動させることで、第２フイルタ２２等は
枢支部２６ａを回動中心として下方に回動し、スラリー
が脱水された残滓で形成されたケーキが、自重によって
外部に排出される。ケーキの排出が不完全の場合は、圧
搾板２３を下降させて強制的にケーキを排出する。

ケーキを排出した後、回動装置２８を作動させ、第２フ
イルタ２２の端部を引き上げ、第２ドレン２５の先端部
２５１が排出部２９よりわずかに上方に位置したときに
回動装置２８を停止させる。

このとき、第２フイルタ２２の端部は完全に第２処理槽
２の側壁下端より外部に露出している。この状態で洗浄
液注入部２７ｂより注入された洗浄液を、第２ドレン２
５の上面に配設されている多数の洗浄ノズル２７ａによ
って第２フイルタ２２および電極２１ｂの下方より吹き
付ける。これにより第２フイルタ２２等は洗浄される。

第２フイルタ２２の端部は完全に第２処理槽２の側壁下
端から外部に露出しているため、第２フイルタ２２の上
面に残留していた汚れや付着物等も外へ流れ出て、排出
部２９によって外部に排出される。

洗浄が終了した後、もう−度回動装置２８が駆動され、
最初の位置に第２フイルタ２２等が配置され、ロック装
置２６ｂが作動し第２フイルタ２２等を保持する。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明の脱水処理方法
は、気泡発泡作用を有する脱水促進剤を用いて電気浸透
脱水を行うことで、従来の電気浸透脱水に比べ高い脱水
効果が実現でき、しかも電力消費量を少なくすることが
できる。

また、本発明の脱水処理方法は、機械的脱水の前に電気
浸透脱水を行う方法であるので、機械的脱水時には、ス
ラリーはケーキ層と水の層とに分離され、しかもフィル
タの目詰りも防止できるため、脱水効率の一層の向上が
可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる実施例の脱水処理方法の概略工
程図であり、第２図は本実施例で用いた脱水装置の概略
構成図である。第３図は、本発明での発泡作用を有する
脱水促進剤の有効性を示す実験結果である。 １・・・第１処理槽　　　　２・・・第２処理槽１２・
・・促進剤投入器　１４・・・撹拌器２１　ａ、　２　
ｌ　ｂ−！極 ２２・・・第２フイルタ　２３・・・圧搾板第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）発泡作用を有する脱水促進剤をスラリーに混合す
   る第１工程と、 前記促進剤が混合されたスラリーを電気浸透脱水する第
   ２工程と、 前記電気浸透脱水によって処理されたスラリーをさらに
   機械的脱水する第３工程と、 を包含して成る脱水処理方法。