JPH0413003B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は、例えば下水処理場における活性汚
泥処理により生じた余剰汚泥等を被脱水処理物と
して電気浸透脱水と圧搾濾過を同時に行つて脱水
処理する電気浸透式脱水機の運転制御方法に関す
る。

【従来技術とその問題点】

電気浸透脱水を応用して泥漿を連続式に脱水処
理する電気浸透式脱水機として、例えば第５図の
ごとき構成のものが知られている。図において、
１はスプロケツト２に張架された陽極側の電極部
材を兼ねたエンドレスのプレスベルト、３は前記
ベルト１に対向してスプロケツト４に張架された
フイルタベルト、５はフイルタベルト３の移動径
路に沿つて固定設置された前記陽極に対向する陰
極側電極、６はベルト駆動モータであり、前記プ
レスベルト１とフイルタベルト３との対向面域に
泥漿搬送通路７が画成され、さらに泥漿搬送通路
７の入口側には泥漿供給ホツパ８を設置し、これ
らで脱水機本体を構成している。また前記陰極電
極５を接地側として相手電極側のプレスベルト１
には直流電源装置９が接続されている。なお１０
は系外に通じ濾水受け皿、１１は脱水ケーキの回
収容器である。 上記の構成で、ホツパ８から泥漿搬送通路７へ
泥漿１２を送り込むとともに、一方では駆動モー
タ６を運転し、泥漿１２を搬送通路内でプレスベ
ルト１とフイルタベルト３との間にサンドウイツ
チ状挟んで出口へ向けて矢印Ｐ方向へ搬送しつ
つ、電源装置９より給電を行えば、泥漿１２には
機械的に圧搾力に加えて対向電極間に形成された
電場が作用し、泥漿に含まれている水は正に帯電
されて陰極側に流動し、この電極部材へ放電する
とともに、フイルタベルト３および陰極５の透孔
を透過して脱水される所謂電気浸透脱水が行われ
ることになる。なおフイルタベルト３を透過した
濾水は濾水受け皿１０へ滴下し、ここから系外に
排水される。これに対して脱水された泥漿はケー
キ化され、脱水ケーキ１２′として通路７の出口
より送り出され、スクレーパ１３を経て回収容器
１１に回収される。 このようにして脱水処理された汚泥は、焼却処
分、ないしはコンポスト化して肥料として再利用
されるが、この場合に脱水率が低いと焼却処理す
るにしても補助燃料が必要になる等の問題がある
ために、脱水処理によつて得られた脱水ケーキの
含水率は出来るだけ低く、例えば50％以下である
ことが望まれる。しかし従来の電気浸透脱水機を
使用して汚泥を含水率50％以下にまで脱水処理す
ることがなかなか困難であり、この点から脱水効
率の高い電気浸透脱水機の出現が望まれている。 かかる観点から、発明者は電気浸透脱水機の改
良をテーマに電気浸透脱水機の脱水特性を検討す
るために、第６図に示すバツチ処理方式の電気浸
透脱水実験装置を用いて各種実験を行つたので、
以下その実験内容を述べる。第６図において、１
４はシリンダ形の脱水容器で、その底部には濾布
１５とともに陰極側電極１６が配備され、一方陽
極側電極１７はエアシリンダ１８で昇降操作され
るピストン１９に取付けて容器内に配備されてい
る。なお、２０は空気パージ弁である。被脱水処
理物の泥漿試料１２としては某下水処理場から採
取した汚泥に凝集材を添加して含水率90％まで重
力スクリーンで濃縮したものを使用し、また電源
９の印加電圧60V，圧搾圧力４Kg／cm²の条件で加
圧しながら電気浸透脱水を行つた。この実験結果
から、第７図のように脱水時間の進行に伴つて汚
泥の電気抵抗が増大し、汚泥に流れる電流が時間
とともに低下する傾向のあることが認められた。
この現象は汚泥の脱水進行に伴う含水率の低下に
つれて電気抵抗が増大するものと考えられ、この
ような抵抗の増大が障害になつて特に脱水工程の
後半では十分な電気浸透脱水の効果が発揮できな
いことが判明した。一方別な実験として１回の脱
水時間を短くとり、同じ試料について圧搾圧力を
一定のまま汚泥に流す電流値を変えて電気浸透脱
水を行つた。その実験結果を第８図に示す。第８
図から明らかなように、電流値が大であるほどそ
の脱水効果は大きく、このことから電気浸透脱水
では、脱水工程中に泥漿に流れる電流の大きさが
脱水効果に大きく影響を及ぼすとが判る。

【発明の目的】

この発明は上記の点にかんがみなされたもので
あり、その目的は脱水工程の全区間を通じて効果
的な脱水が行えるようにした電気浸透脱水機の運
転制御方法を提供することにある。

【発明の要点】

上記目的を達成するために、この発明は脱水処
理工程の脱水開始から脱水終了までの全脱水区間
を複数段の小区間に分割区分し、かつ各小区間ご
とにその小区間における泥漿の脱水状態に対応す
る適正な通電電流密度および圧搾圧力をそれぞれ
個別に設定して運転制御を行う電気浸透式脱水機
の運転制御方法において、前記各小区間ごとに給
電回路に電流制御手段を備え、泥漿に流れる電流
密度をその小区間の給電回路の電流測定値から求
め、該電流密度とその小区間の電流密度設定値と
を比較して、両者間に差があればその差をなくす
ように前記電流制御手段を介して各小区間の電流
制御を行い、前記電流設定値は、脱水終了近傍の
複数の小区間における後段の電流密度が少なくと
もその前段の小区間の電流密度と同等以上に設定
され、かつ前記圧搾圧力の設定値は、後段の小区
間に行くほど大に設定されてなるようにすること
により、各脱水小区間、特に後半の脱水工程にお
ける脱水効率の低下を抑えて全体としての脱水効
率を高め、含水率の低い脱水ケーキが得られるよ
うにしたものである。

【発明の実施例】

以下この発明を図示の実施例に基づいて説明す
るに際し、まずこの発明における脱水工程の全区
間および小区間を次ぎのように定義する。すなわ
ち、先記したバツチ処理方式、連続処理方式のう
ちバツチ処理方式では脱水開始から終了までの全
脱水時間を脱水工程の全区間、この全区間を複数
の時間間隔に分割した各区分を小区分と定義す
る。これに対し連続処理方式では、脱水機の泥漿
入口から出口までの泥漿搬送路にそつた物理的空
間を全区間、この全区間を複数に分割した各区分
を小区間と定義する。 実施例 １：第１図はこの発明による連続処理方
式の電気浸透脱水機の構成を示すものであり、脱
水機本体は、その脱水区間でベルト同士が重なり
合うようにスプロケツト間に一対のエンドレスの
濾布ベルト３０，３１を張架し、かつこれを駆動
モータ６で駆動するようにして泥漿の搬送系を構
成するとともに、該搬送系の泥漿入口と出口との
間の全区間を符号ＩないしＶの小区間に区分した
上で、各小区間ごとに泥漿搬送路を挟んでその両
側に一対の電極３２，３３、および電極３２と３
３との間で泥漿を加圧する加圧シリンダ３４を配
備して構成されており、かつ各小区間の加圧シリ
ンダ３４に対しては、あらかじめ各区間ごとに個
別に設定された圧搾圧力Ｐ１ないしＰ５が設定圧
力として与えられている。また前記の各小区間ご
とに陽極側の電極３２と電源９との間の給電回路
内には、それぞれ電流制御器３５、回路電流の電
流検出器３６が配備されており、この電流制御器
３５には前記の圧搾圧力と同様に各小区間ごとに
設定された泥漿の通電電流密度Ｉ１ないしＩ５が
電流設定値として与えられ、電流検出器３６で検
出した実際の回路電流から求めた電極間の電流密
度と前記の電流設定値とを比較し、両者間に差が
あればその差をなくすように電流制御器３５が電
流制御を行う。ここで前記した各小区間の圧力設
定値および電流設定値についてのその設定例を示
すと、まず圧力設定値Ｐ１ないしＰ５は泥漿入口
から後段の小区間に行くにしたがつて圧搾圧力が
段階的に増大するように設定されている。一方、
電流設定値Ｉ１ないしＩ５は、特に後段の小区間
での電流が急激に低下することのないように、第
５図に示した従来方式のものに比べて泥漿の脱水
進行に伴う電気抵抗の増加分を補償して十分な電
気浸透脱水が維持し得る適正な電流値に設定され
ている。 次ぎに上記構成の脱水動作について述べる。図
示されてない泥漿供給ホツパより脱水機本体の上
方の泥漿入口に供給された泥漿が、ベルトの運行
により最初の小区間に到達すると、ここでいつ
たん搬送系の駆動が停止し、前記のようにあらか
じめ設定された圧搾圧力Ｐ１、電流密度Ｉ１の設
定条件で所定の時間だけ電気浸透脱水が行われ
る。しかる後にベルトが再び運行して小区間Ｉで
脱水した泥漿を次ぎの小区間まで搬送されたと
ころで再度搬送系が停止する。この過程で小区間
Ｉには新たに入口側から泥漿が送りこまれること
になる。ここで再び各小区間Ｉ，において所定
の圧搾圧力、電流値で電気浸透脱水が行われる。
以下同様な操作を繰り返すことにより、泥漿はＩ
からの各小区間の順にそれぞれ所定の圧搾圧力
Ｐ１ないしＰ５、電流密度Ｉ１ないしＩ５の条件
で電気浸透脱水が行われ、最後に脱水ケーキ１
２′となつて出口より容器１１へ排出される。し
かもここで各小区間Ｉないしでは、泥漿の脱水
進行状況を考慮に入れてその小区間の圧搾圧力、
電流があらかじめ適正値に設定されているので、
従来のように後段に至つて電気浸透脱水効果の低
下することがなく、全脱水区間を通じて高効率な
電気浸透脱水が行われることになる。また電流の
制御方式として実際の回路電流を検出した上で設
定値と比較して制御を行うようにしたので、泥漿
の性状等に左右されることなく適正な電流制御が
行える。 第２図、第３図は上記の制御方式をもとに、第
１図の電気浸透脱水機を用いて下水処理場の混合
汚泥の脱水処理を行つた実機運転の制御パターン
を示すものである。このうち第２図の制御パター
ンは含水率90％以上の比較的高含水率の汚泥を扱
う場合に適しており、前半の小区間Ｉ，は汚泥
の含水率が高いので圧搾圧力だけで予備脱水を行
うようにして消費電力の節減を図り、多少汚泥の
含水率が低下した小区間から圧搾圧力に加えて
電極に電流を供給して電気浸透脱水する。また特
に圧搾圧力は後段にいくに従つて設定圧力が増大
するように設定され、かつ電流は最後の小区間に
至るまで十分高い電流を維持するように設定され
ている。なお最終段の小区間ではここを通過す
る泥漿の含水率はかなり低下しているので、この
区間の電流をいたずらに高くしようとすると電源
電圧を極めて高い電圧にする必要があるので、所
望のケーキ含水率が得られるように電流値を調整
するのがよい。この制御パターンで行つた実機運
転結果により、初期含水率90％の汚泥を脱水処理
して含水率50％の脱水ケーキを得ることができ
た。また第３図の制御パターンは比較的加圧脱水
性がよい汚泥に適したパターンであり、小区間
ないしのうち区間，では電流の供給を行わ
ず加圧脱水によつて脱水を進行させるようにした
ものである。この場合の各区間の圧搾圧力設定値
は、第２図の漸増加圧のパターンと比べて無通電
区間，の圧力増加が大となるように設定され
ている。なおこの制御パターンで比較的脱水性の
よい汚泥を脱水処理した実機運転により、初期含
水率88％の汚泥を含水率48％の脱水ケーキに変え
ることができた。 実施例 ２：第６図に示したバツチ処理方式の電
気浸透脱水装置を用い、かつ該装置に先の実施例
で述べたと同様な電気制御装置を組合せた上で、
第４図の制御パターンのように全脱水時間を15分
として、この脱水時間を５等分して３分間隔の小
区間ないしを定め、各小区間ごとに圧力、電
流を図示Ａ，Ｂ線で示すように設定して加圧式電
気浸透脱水を行つた。ここで区間〜では、電
極間の印加電圧を60V一定のままの条件で泥漿へ
の通電を行い、区間，では電流値が4A／cm²
となるように電流制御を行い、かつ圧力について
は区間からの間に２〜10Kg／cm²まで段階的に
増大するように加圧圧力を調整した。なお図中点
線で表したＣ，Ｄ線は、前記実施例と対比するた
めに実験を行つた従来方式の制御パターンであ
り、特に電流については全脱水時間を通じて印加
電圧60Vのまま電流制御を行わない場合の電流変
化の推移を表している。 上記の制御パターンＡ，ＢとＣ，Ｄの各条件で
下水場の汚泥（初期含水率90％）を脱水処理した
ところによれば、従来の制御パターンでは脱水ケ
ーキの含水率が60％であつたが、実施例の制御パ
ターンではケーキの含水率が49％まで低下した。
なお従来方式で圧搾圧力を10Kg／cm²に高めて実験
を行つてみたが、その結果はケーキ含水率を50％
以下に下げることができなかつた。このことから
も、実施例の制御パターンでは、電流と圧搾圧力
の相乗効果が有効に働いていると考えられる。

【発明の効果】

以上述べたようにこの発明によれば、脱水処理
工程の脱水開始から脱水終了までの全脱水区間を
複数段の小区間に分割区分し、かつ各小区間ごと
にその小区間における泥漿の脱水状態に対応する
適正な通電電流密度および圧搾圧力をそれぞれ個
別に設定して運転制御を行う電気浸透式脱水機の
運転制御方法において、前記各小区間ごとに給電
回路に電流制御手段を備え、泥漿に流れる電流密
度をその小区間の給電回路の電流測定値から求
め、該電流密度とその小区間の電流密度設定値と
を比較して、両者間に差があればその差をなくす
ように前記電流制御手段を介して各小区間の電流
制御を行い、前記電流設定値は、脱水終了近傍の
複数の小区間における後段の電流密度が少なくと
もその前段の小区間の電流密度と同等以上に設定
され、かつ前記圧搾圧力の設定値は、後段の小区
間に行くほど大に設定されてなるようにしたこと
により、脱水工程の全区間を通じで各小区間ごと
に効果的な加圧式電気浸透脱水を行うことがで
き、特に従来方式で問題となつていた脱水工程の
後半における脱水効率の低下を抑えて脱水効率の
改善を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例に係る連続処理方式
の電気浸透脱水機の構成図、第２図、第３図はそ
れぞれ第１図の装置による運転制御パターン図、
第４図はバツチ処理方式における実施例の運転制
御パターン図、第５図は従来における連続処理方
式の電気浸透脱水機の構成図、第６図はバツチ処
理方式の電気浸透脱水機の構成図、第７図、第８
図はそれぞれ従来方式による電気浸透脱水の運転
特性図である。 〜……脱水小区間、９……電源、１２……
泥漿、１２′……脱水ケーキ、３２，３３……電
極、３４……加圧シリンダ、３５……電流制御装
置、３６……電流検出器、１〜５……通電電
流設定値、Ｐ１〜Ｐ５……圧搾圧力設定値。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 対向電極の間に被脱水処理物としての泥漿を
   供給し、電極間に電圧を印加して泥漿に通電を与
   えつつ、さらに泥漿に圧搾圧力を加えて脱水を行
   う電気浸透式脱水機における脱水処理工程の脱水
   開始から脱水終了までの全脱水区間を複数段の小
   区間に分割区分し、かつ各小区間ごとにその小区
   間における泥漿の脱水状態に対応する適正な通電
   電流密度および圧搾圧力をそれぞれ個別に設定し
   て運転制御を行う電気浸透式脱水機の運転制御方
   法において、前記各小区間ごとに給電回路に電流
   制御手段を備え、泥漿に流れる電流密度をその小
   区間の給電回路の電流測定値から求め、該電流密
   度とその小区間の電流密度設定値とを比較して、
   両者間に差があればその差をなくすように前記電
   流制御手段を介して各小区間の電流制御を行い、
   前記電流設定値は、脱水終了近傍の複数の小区間
   における後段の電流密度が少なくともその前段の
   小区間の電流密度と同等以上に設定され、かつ前
   記圧搾圧力の設定値は、後段の小区間に行くほど
   大に設定されてなることを特徴とする電気浸透式
   脱水機の運転制御方法。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の運転制御方法に
   おいて、脱水区間の小区間は、連続脱水処理工程
   における泥漿入口から脱水ケーキ出口に至る泥漿
   搬送路をその搬送方向に沿つて分割した小区分で
   あることを特徴とする電気浸透式脱水機の運転制
   御方法。