JPH0671492A - 含水物の脱水処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 含水物から脱水する脱水処理装置において、
含水物から圧搾ロールにて水分を搾り出し、搾り出した
水が加圧により容易に離水することのない装置とする。 【構成】 少なくとも１本の圧搾ロールを含む複数のロ
ールに掛装し、少なくとも部分的に対向して走行可能と
された上下ベルトを有し、該上下ベルトのうち少なくと
も１本は吸水樹脂を有する吸水性ベルトであり、該上下
ベルトの間に含水物を挟持して、圧搾ロールにより搾り
出された水分を吸水性ベルトに吸収させるようにする。
上記吸水性ベルトは下記の方法で製作される。 １）吸水性樹脂を表面にコーティングする。 ２）種々の形状に成形した吸水性樹脂を埋め込む。 ３）袋状ベルトの内部に吸水性樹脂を充填する。 ４）吸水性樹脂を繊維状に加工し織布する、不織布にす
るあるいは基布に植毛する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、圧搾ロールにて搾り出
された水分を吸水性ベルトに吸収させる含水物の脱水処
理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】複数のロールに掛装され対向して走行可
能とされた上下ベルトの少なくとも１枚をフェルト（不
織布）やスポンジ状ベルトとし、フェルトやスポンジ状
ベルトの毛細管吸水力を利用して上下ベルトの間に挟持
した含水物を脱水する脱水処理装置、あるいは複数のロ
ールに掛装され対向して走行可能とされた透水性のろ布
ベルトの外側に１枚または２枚（１対）のフェルトやス
ポンジ状ベルトを装着して上下ろ布ベルトの間に挟持し
た含水物を間接的にフェルトやスポンジ状ベルトによっ
て脱水する脱水装置などがある。

【０００３】具体的には、上下ろ布ベルトの外側に２枚
のスポンジ状ベルトを吸水性ベルトとして装着した脱水
装置が特公昭５６−１５２９３号公報に提案されてい
る。該脱水装置の主要脱水部は、対面してそれぞれ独立
して駆動されるが相互に同期性を保って走行する、挟持
される被脱水物からみて、エンドレスのろ布ベルト、ス
ポンジ状吸水ベルトおよび多孔板状のスラットコンベア
からなり、ろ布ベルトの間に被脱水物を挟持して、被脱
水物を搬送しつつ、多孔板状のスラットコンベア側から
加圧して脱水するものである。ここで、加圧脱水された
水はスポンジ状ベルトに保持されるのではなく受け皿に
流出される。

【０００４】上記特公昭５６−１５２９３号公報の例か
らわかるように、従来の脱水装置では脱水作用を行う吸
水性ベルトとしてフェルトやスポンジ状ベルトを使用し
ているが、毛細管作用による吸水力を利用したベルトで
あるため、いったん水分を吸収しても圧力がかかると再
び水分を放出し含水物に水分を戻してしまうという欠点
があり、従って圧力をかけて水分を搾り出しながらその
水分を吸収除去させることは原理的に不可能であり、そ
のため吸水性ベルトを使用しても脱水効果が充分に発揮
されないというのが現状であった。

【０００５】また、特開昭６３−１４０２８１号公報に
は、対向して周回する１対のコンベアーベルトの表面に
吸水性高分子化合物を付着させ、吸水性高分子化合物を
被吸水物質と接触させることにより水切りする方法が示
されている。ここで開示された水切り作用は、吸水性樹
脂（高分子化合物）の化学的作用に基づく脱水対象物と
の直接接触による水分除去であり、水分除去に関して物
理的な力の作用は寄与していない。従って上記公報に開
示された方法を本願に適用しても充分な脱水効果は発揮
されない。特に、有機性汚泥を脱水する工程に適用した
場合には、吸水性ベルトの吸水性高分子化合物面に汚泥
が付着し、付着した汚泥をスクレーパ等で剥離しようと
すると吸水性高分子化合物の強度からして高分子化合物
がスクレーパにより削り取られるので実用的でないなど
の問題がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、従来
の脱水処理装置の上記諸欠点をすべて解消できる新規脱
水処理装置を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記問題点は本発明の脱
水処理装置によって解決される。すなわち、複数のロー
ルに掛装し、少なくとも部分的に対向して走行可能とさ
れた上下ベルトを有し、該上下ベルトの間に含水物を挟
持して脱水する脱水処理装置において、該装置中に少な
くとも１本の圧搾ロールを有し、かつ該上下ベルトの少
なくとも１枚が吸水性樹脂を有する吸水性ベルトである
ことを特徴とする含水物の脱水処理装置である。上記本
発明の脱水処理装置が従来の脱水処理装置に対して特に
特徴とするところは、複数のロールに掛装された上下ベ
ルトの間に含水物を挟持して脱水する装置のロール群の
うち少なくとも１本は含水物中の水分を搾り出す機能を
有する圧搾ロールであり、さらに圧搾ロールにより含水
物中の水分を搾り出す部分に吸水性ベルトが存在するこ
とにある。

【０００８】本発明の脱水処理装置に使用される吸水性
ベルトは以下の方法によって製作されるベルトである。 （１）加圧により容易に離水することのない吸水性樹脂
をベルトの表面にコーティングしたベルト、または吸水
性樹脂を種々の形状に成形したものを走行ベルトに埋め
込んだベルト。 （２）加圧により容易に離水することのない吸水性樹脂
を袋状ベルトの内部に充填したベルト （３）加圧により容易に離水することのない吸水性樹脂
を繊維状に加工し、織布したベルト、不織布にしたベル
トあるいは基布に植毛したベルト 本発明の脱水処理装置には少なくとも１枚の吸水性ベル
トが存在することが必須であるが、２枚以上存在しても
よく、それらが上記（１）〜（３）のうちの異なった方
法で製作された吸水性ベルトであっても良い。

【０００９】上記加圧により容易に離水することのない
という意味は、例えば相対向する１対の圧搾ロールによ
って吸水性ベルト内の吸水した吸水性樹脂がうける圧力
が５０ｋｇ／ｃｍ² 程度であっても吸水した吸水性樹脂
から離水することはないという意味である。また吸水性
ベルトに含まれる吸水した吸水性樹脂が直接含水物と接
しても互いに付着しないときは問題はないが、相互に付
着する場合には吸水性ベルトの含水物と接する界面に透
水性部材を介在させる。

【００１０】本発明の脱水処理装置によれば、従来のス
ポンジやフェルトからなる吸水性ベルトを使用した場合
のように加圧によりいったん吸収された水が容易に離水
されることはなく、また圧力のかかった状態で水分を吸
収させることが可能となったため、複数個の圧搾ロール
に吸水性ベルトを掛装しても吸水性ベルトに保有された
水が離水して再び含水物に水分を戻すという懸念はなく
なり、また単数個の圧搾ロールであっても圧力のかかる
側に吸水性ベルトを掛装することができるようになった
ため、従来より飛躍的に脱水率を高めることが可能とな
った。

【００１１】また、含水物と吸水樹脂は相互に付着性が
なく、スクレーパによって吸水性ベルトから脱水された
含水物を剥離する必要がないか、あるいは含水物と吸水
樹脂は介在する透水性部材によって間接接触とされ、含
水物は透水性部材に付着し、スクレーパは透水性部材と
接触することになるため前記吸水樹脂を損傷することな
く処理可能となった。該吸水性ベルトに装備された吸水
性樹脂は自重の１０〜１０００倍の吸水能力があるが、
いずれは飽和状態になるので、その都度ベルトを交換す
るか、または吸水性樹脂の再生装置を吸水性ベルトの中
間部に設け、ベルトを再生使用することもできる。

【００１２】吸水性樹脂の種類としては、メチルセルロ
ース、ポリビニールメチルエーテル、ポリエチレンオキ
サイド、ポリ−Ｎ−ジアルキルアクリルアミド、ポリア
クリル酸ソーダ、酢酸ビニール−アクリル酸エステル共
重合体ケン化物、酢酸ビニール−マレイン酸メチル共重
合体ケン化物、イソブチレン−無水マレイン酸共重合
体、ポリアクリルニトリル加水分解物、澱粉−アクリル
ニトリルグラフト共重合体ケン化物、澱粉−アクリル酸
グラフト共重合体、多糖類−アクリル酸グラフト共重合
体およびこれらの架橋物などがあり、それらを単独もし
くは組合せて使用できる。勿論上記吸水性樹脂をろ布な
どの表面に塗布加工する場合には水などに溶解してその
溶液を塗布乾燥して吸水性樹脂層とすることがあるが、
塗布加工後に樹脂層を架橋処理してもよい。

【００１３】本発明の吸水性ベルトのうちの１種類のベ
ルトは、上記吸水性樹脂を走行ベルトの表面にコーティ
ングすることにより製作される。基材となる走行ベルト
は、ゴム、織布、非吸水性樹脂などの材料で形成される
が、吸水性樹脂と接着性のよいことが前提となる。また
吸水性樹脂を走行ベルトにコーティングする際、走行ベ
ルトと吸水性樹脂との接着親和性が悪い場合や変形の大
きな場合、吸水性樹脂を直接コーティングすると樹脂が
剥がれて脱落するおそれがあるので、接着面には走行ベ
ルトと吸水性樹脂との接着をよくする界面処理を施工し
たり、まず変形の小さな樹脂を塗布し、その外側に変形
の大きな樹脂をコーティングするようにすると耐久性の
大きな吸水性ベルトが製作できる。また、上記コーティ
ングされる吸水性樹脂が脱水する含水物に付着し易い樹
脂である場合にはコーティングは走行ベルトの裏面にの
み塗布し、走行ベルトを介在させて脱水する吸水性ベル
トとする。

【００１４】本発明の吸水性ベルトのうちの別種類のベ
ルトは、走行ベルトに種々の形状に成形した吸水性樹脂
を埋め込むことにより製作される。この場合には例えば
ゴム製や非吸水性樹脂製のベルトに樹脂を埋め込む切り
欠きを設け、接着剤で樹脂を接着してもよいし、化学繊
維に成形した吸水性樹脂を数珠状に取りつけたものをベ
ルト中に埋め込んでもよい。なお、樹脂の接着部分は、
樹脂の架橋密度を高め、吸水による変形量が少なくなる
ようにしたほうがよい。また、その形状は、ビーズ状、
多角形、その他何でもよく、特に形状は問わない。

【００１５】袋状に加工したベルト中に吸水性樹脂を充
填して吸水性ベルトを製作する本発明の別種類の吸水性
ベルトの場合は、袋中に充填する吸水性樹脂の形状とし
ては、パウダー状、ビーズ状、繊維状のいずれかもしく
はそれら形状のものを混合して使用する。袋状ベルトの
種類としては、中に充填した樹脂が外部に流出しない程
度の目開きを有するものであればよく、材質的には織
布、金網などのものが使用される。吸水性樹脂を単に袋
状ベルトに充填しただけでは樹脂の分布が偏る可能性が
あるので、袋が小分けにされるように加工するか、小分
けされた袋を繋ぎ合わせて１枚の吸水性ベルトを製作す
るようにすると樹脂の偏りもなくなり、均一な吸水能力
を期待できる。

【００１６】本発明の吸水性ベルトのうちのさらに別種
類のベルトの場合は、吸水性樹脂を紡糸して、織布して
吸水性ベルトとする、吸水性樹脂から紡糸した糸は強度
が弱いため、織布として張力を受ける縦糸には従来のポ
リエステルなどの繊維を用い、横糸に吸水性樹脂から紡
糸した糸を用いる。織布方法としては単純な平織りの方
が好ましいが、吸水性樹脂から紡糸した横糸の吸脱水に
よる伸縮が大きい場合ニット織布としてもよい。

【００１７】また吸水性樹脂繊維の強度を高めるため、
紡糸する際化学繊維を芯線として用い、芯線を被覆する
ように吸水性樹脂を架橋成形させた糸としてもよい。ま
た、吸水性ベルトを不織布から製作する本発明のさらに
別種類のベルトの場合、化学繊維の基布の両面に、短繊
維状の吸水性樹脂繊維を絡めていわゆるフェルトを形成
してもよいし、化学繊維の基布の片面に、短繊維状の吸
水性樹脂繊維をニードルパンチングし、脱糸防止のため
裏面を樹脂コーティングしてもよい。さらに、化学繊維
の基布の片面に、短繊維状の吸水性樹脂繊維を植毛し、
電気溶着してもよい。

【００１８】次に、上記諸種の吸水性樹脂を有する吸水
性ベルトのうち、メチルセルロース、ポリビニールメチ
ルエーテル、ポリエチレンオキサイド、ポリ−Ｎ−ジア
ルキルアクリルアミドなどの温度により保水性の転移を
示す吸水性樹脂を用いて吸水性ベルトを製作した場合
は、これら吸水性樹脂の吸水能力はせいぜい自重の１０
〜２００倍程度と大きくないため、吸水性ベルトを周回
させて繰り返し再生使用する。この場合周回の途中に再
生装置を設け樹脂を再生しなければならないが、その方
法として、例えば、熱による再生方法がある。それは樹
脂の種類によっても異なるが、一般に水を含んだ樹脂を
３５〜７０℃に加熱して樹脂を収縮させ、中に取り込ん
だ水を放出させるものである。その場合、常温に近いと
ころで再生できる樹脂のほうが熱効率的に有利である。

【００１９】これに対して上記吸水性樹脂を有する吸水
性ベルトのうち、架橋澱粉−アクリルニトリルグラフト
共重合体ケン化物、架橋澱粉−アクリル酸グラフト共重
合体、架橋多糖類−アクリル酸グラフト共重合体や架橋
アクリル酸共重合体などの高吸水性ポリマーを含む吸水
性ベルトを製作した場合は、これら吸水性樹脂の吸水能
力は自重の１００〜１０００倍と大きいため再生処理は
行わず、一定の吸水量に達した後廃棄する方が有利であ
る。

【００２０】本発明の吸水性ベルトは含水物を搬送する
ベルトであるので、ベルトの基布は従来のベルト式脱水
装置におけるろ布ベルトと同等な強度のものとし、また
基布には含水物中の固形物が入り込まない程度の目開き
のものを使用する。また、圧搾ロールは脱水機の圧縮ゾ
ーン後半に装備したほうが含水物中の水分の絶対量が少
ないため圧搾の効果が大きく有利である。

【００２１】

【作用】本発明は、５０ｋｇｆ／ｃｍ² 以下の加圧では
離水することのない吸水性樹脂を有する吸水性ベルトを
装備したベルトプレス型脱水処理装置であり、吸水性樹
脂がいったん吸収した水を圧搾ロールで加圧しても離水
することはないため、複数個の圧搾ロールに吸水性ベル
トを掛装しても、吸水性ベルトに保有された水が離水し
て再び含水物に水分を戻すという懸念はなくなり、また
圧力のかかった状態で水を吸収させることが可能となっ
たため、圧力のかかる側に吸水性ベルトを掛装すること
ができ、従来より飛躍的に脱水率を高めることが期待で
きるものである。

【００２２】

【実施例】図１、２は本発明を応用した実施例を示す。
図１は、対向ロール型脱水機の圧縮部後半に、吸水性樹
脂をろ布ベルトの裏面にコーティングした吸水性ベルト
２、３を掛装したものである。吸水性ベルトの中間に
は、吸収性樹脂の再生装置４、５が設けてあり、そこで
吸水性樹脂を再生することにより吸水性ベルトは繰り返
し使用される。

【００２３】脱水されるべき含水物は、供給ボックス１
に供給され、そこで適度な厚みに調整された後、圧搾ロ
ール６を含む対向ロールのある圧搾部に移送される。圧
搾部は容積が順次小さくなるように設計されているので
次第に含水物に圧力がかかり脱水される。圧搾部後半は
高圧脱水部であり、そこでは含水物はさらに高い圧力が
かかり脱水されるが、脱水した水は直ちに吸水ベルトに
含まれる吸水性樹脂に吸収され、再び含水物に吸水され
ることはない。脱水された含水物はスクレーパ７、８で
掻取られ回収される。

【００２４】図２はベルトプレス型脱水機に吸水性ベル
ト２、３を掛装したものである。吸水性ベルトの周回す
る行程の中間には、吸収性樹脂の再生装置４、５が設け
てあり、そこで吸水性樹脂を再生するのは図１の対向ロ
ール型脱水機の場合と同様である。ベルトプレス型脱水
機では、ろ布ベルトの張力に基づく圧力が圧搾ロール６
のロール面に発生し、その圧力で含水物は脱水される。
脱水した水は直ちに吸水性ベルトに含まれる吸水性樹脂
に吸収され、再び含水物に吸水されることはない。複数
個の圧搾ロールに取り付ければさらに効果的である。脱
水された含水物はスクレーパ７、８で掻取られ回収され
る。

【００２５】（実施例１）図３は本発明の１実施例を示
したものである。含水物供給ボックス１１に供給する含
水物は、予め凝集剤を添加し調質した汚泥か、または通
常の脱水機や遠心分離機で脱水した脱水汚泥のどちらで
あってもよいが、ここではし尿余剰汚泥を通常の脱水機
により脱水した脱水汚泥の場合について述べる。使用し
た脱水汚泥の含水率は８５％であった。その脱水汚泥を
ろ布の裏面に短繊維状の吸水性樹脂繊維を植毛して製作
した吸水性ベルト１２、１３の間に厚さ１０ｍｍで供給
し、対向ロール１４、１５で圧搾脱水した。脱水した水
は直ちに吸水性ベルトに含まれる吸水性樹脂に吸収され
る。脱水された汚泥が吸水性ベルト１２、１３に付着し
ている場合にはスクレーパ１７、１８で掻取られ回収さ
れる。また、吸水性ベルトの周回する行程の中間には、
吸収性樹脂の再生装置１６、１７が設けてあり、そこで
吸水性樹脂を再生する。

【００２６】図４は、図３の装置を用いて脱水汚泥を繰
り返して圧搾したときの脱水性能を吸水性樹脂繊維で織
布した吸水ベルトを用いた場合と従来のスポンジ製吸水
ベルトを用いた場合とを比較したものである。スポンジ
製吸水ベルトを用いた場合には汚泥の含水率は８０％で
飽和するのに対して、本発明の吸水性樹脂繊維で織布し
た吸水ベルトを用いた場合には汚泥の含水率は繰り返し
脱水する毎に８５％、８０％、７５％、７２．５％、７
１％・・・と脱水が進み含水率は低下する。

【００２７】

【発明の効果】脱水装置において、吸水性樹脂を含んだ
吸水性ベルトを装着し、ロール群中に圧搾ロールを装備
して、含水物から圧搾ロールにより水を搾り出し、圧力
のかかった状態で搾り出された水を吸収させることが可
能となるため、従来より飛躍的に脱水率を向上すること
が期待でき、含水物の減容化が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】対向ロール型脱水装置のベルトを吸水性ベルト
とした脱水処理装置の１例を示す模式図。

【図２】ベルトプレス型脱水装置のベルトを吸水性ベル
トとした脱水処理装置の１例を示す模式図。

【図３】対向ロール型脱水装置のベルトを吸収性樹脂繊
維で織布した吸水ベルトとした脱水処理装置の１例を示
す模式図。

【図４】図３の装置を用いて脱水汚泥を脱水したときの
性能を従来装置の性能と比較したグラフ。

【符号の説明】

１，１１ 供給ボックス ２，３，１２，１３ 吸水ベルト ４，５，１６，１７ 吸収性樹脂の再生装置 ６，１４，１５ 圧搾ロール ７，８ １８，１９ スクレーパ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮下 才知 東京都港区港南１丁目６番27号 荏原イン フィルコ株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のロールに掛装し、少なくとも部分
   的に対向して走行可能とされた上下ベルトを有し、該上
   下ベルトの間に含水物を挟持して脱水する脱水処理装置
   において、該装置中に少なくとも１本の圧搾ロールを有
   し、かつ該上下ベルトの少なくとも１枚が吸水性樹脂を
   有する吸水性ベルトであることを特徴とする含水物の脱
   水処理装置。
2. 【請求項２】 前記吸水性ベルトは加圧により容易に離
   水することのない吸水性樹脂をベルトの表面にコーティ
   ングしたベルト、または吸水性樹脂を種々の形状に成形
   したものをベルトに埋め込んだベルトである請求項１記
   載の含水物の脱水処理装置。
3. 【請求項３】 前記吸水性ベルトは加圧により容易に離
   水することのない吸水性樹脂を袋状ベルトの内部に充填
   したベルトである請求項１記載の含水物の脱水処理装
   置。
4. 【請求項４】 前記吸水性ベルトは加圧により容易に離
   水することのない吸水性樹脂を繊維状に加工し、織布し
   たベルト、不織布にしたベルトあるいは基布に植毛した
   ベルトである請求項１記載の含水物の脱水処理装置。