JPS5936507A - ベルトコンベヤ方式によるスラツジの連続式電気浸透脱水装置 - Google Patents

ベルトコンベヤ方式によるスラツジの連続式電気浸透脱水装置

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JPS5936507A
JPS5936507A JP57144756A JP14475682A JPS5936507A JP S5936507 A JPS5936507 A JP S5936507A JP 57144756 A JP57144756 A JP 57144756A JP 14475682 A JP14475682 A JP 14475682A JP S5936507 A JPS5936507 A JP S5936507A
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sludge
belt
dewatering
dehydration
electroosmotic
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裕志 吉田
Tadashi Shinkawa
新川 正
Hiroshi Yukawa
油川 博
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OYAMA KOGYO KOUTOU SENMON GATSUKOUCHIYOU
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OYAMA KOGYO KOUTOU SENMON GATSUKOUCHIYOU
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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】 特にベルトコンベヤを用いて電気浸透を応用してスラッ
ジを連続的に脱水する新規な装置に関するものである。
従来、スラッジの脱水は、重力の池、遠心力、真空若し
くは加圧による通気、振動又は圧搾などの機械的脱水操
作が大部分であり、これらの機械的操作による脱水装置
は実際に工業的規模で実用化され運転されている。然し
なから、ゲル状又は微細なコロイド状粒子のスラッジな
どに対しては、これらの機械的操作による脱水は極めて
困難である0 電気浸透脱水法は、固液界面に生ずる電気浸透現象をス
ラッジの脱水に応用するものであり、従来の一般的な機
械的脱水方法とは作用機構が黒なり、ゲル状スラッジ等
のいわゆる難脱水性スラッジに対して特に有効であるこ
とが知られている。
また、従来の機械的脱水操作と併用することにより、ス
ラッジの含水率をさらに減少できることから、乾燥工程
の前処理操作としても応用の可能性が大きいものである
電気浸透脱水法に関する従来の装置は回分式のもので、
大量のスラッジを工業的規模で連続的に脱水処理する装
置は皆無である。
本発明は電気浸透作用を応用して、高含水率のスラッジ
をベルトコンベヤを用いて連続的に且つ工業的規模で脱
水し、低含水率のスラッジとして連続的に回収する装置
を提供することを目的とする。
本発明の連続式電気浸透脱水装置は、スラッジを間に受
取る横長の上下部つのベルトから成す、上部ベルトには
導電性の板状ベルトを用い、下部ベルトには漉布とその
導電性の網若しくは多孔板とを重ねて一体にした構造の
もの又はベルトに使用し得る適当な導電性p材を用い、
ベルトからの剪断力がスラッジに作用しないように該上
下部ベルトがスラッジ移送方向と同一方向に且つスラッ
ジ移送速度と同一走行速度で循環走行するベルトコンベ
ヤと、これらの上下部ベルトを電極とじてベルト状の上
下両電極間のスラッジに直流電場を印加することによっ
て生ずる電気浸透作用により、連続的に上下のベルト間
に送入したスラッジから脱水区間で水分を下部ベルトか
ら下方に脱水する直流電圧印加装置と、ベルトコンベヤ
の脱水区間の出口部で脱水スラッジをベルトコンベヤカ
ラ自動連続的に剥離する剥離装置とを具える。
本発明においては、下部ベルト下側に真空室を設置する
ことにより、真空吸引脱水を行なうことができる。さら
に、上部ベルトと下部ベルトとの間隔をスラッジ移送方
向に向って漸次に小とし、脱水区間の切断面の高さがス
ラッジ送入口より出口部方向に小さくなるように上部ベ
ルトを緩やかな傾斜をつけることによって、スラッジが
脱水区間の出口部に向って進行するにつれて漸次に大き
な加圧圧搾力がスラッジに加わるようにすれば、脱水効
果を−だんと向上させることができる。このように本発
明は電気浸透脱水操作に真空脱水操作及び圧搾脱水操作
を併用し、難脱水性のスラッジの効果的な脱水を連続的
に実施できる。
(7) 次に図面について本発明の脱水装置を詳細に説明する。
第1図において、スラッジは攪拌機1を取付けた貯槽2
で濃度を均一にされ、スラッジ移送ポンプ8によって流
量調節弁4とスラッジの流動を調整するスラッジ導入部
5とを経てベルトコンベヤを設置した脱水区間6に送入
される。脱水区間6の形状は、図示するように縦断面が
横長の長方形で、スラッジ移送方向に対して直角な面上
で矩形の切断面を有し、上面には支持板7で押えられる
横長の上部ベルト8が設けられ、底面には適当数の絶縁
性ローラー9(滑りの良い支持板でもよい)で支持され
る横長の下部ベルト10が設けられている。この上部ベ
ルト8には金属などの導電性の板状ベルトを使用し、下
部ベルト10は脱水液を通過させる為に固液分離用のp
布とその下側に接して金属などの導電性の網若しくは多
孔板とを重ねて一体にした構造のベルトである。なお、
下部ベルト10は、ベルトとして使用され得る適当な導
電性P材例えば炭素繊維戸材を用いれば構造上(8) 簡単化される。これらの上下部ベルト8及び10を電極
として、脱水区間6を連続的に移送されるスラッジに直
流電場を印加する。
電極の極性は固体微粒子が分散媒(液体)に対してもつ
界面動電位が正であるか負であるかによって定める。例
えば、製紙用白色粘土スラッジの場合についていえば、
粒子の界面動電位が負であり、水は正に帯電するので、
上部電極を正、下部電極を負とすると、下部ベル)10
の下方の受水器11に脱水液が流出する。
脱水区間6の入口部と出口部には、図示するように上下
部ベルト8及び10の両端に回転ドラム12.18.1
4及び15をそれぞれ設置し、無段変速機16の回転を
■ベルト車17,18及びVベルト19等を用いて、脱
水区間6の出口部に設置された回転ドラム14および1
5に伝達し、これらを駆動装置として上下部ベルト8お
よび10を摩擦又は噛み合わせによってスリップしない
ように走行させる。電気浸透脱水の場合は脱水が進行す
るとともに上部電極近傍のスラッジの含水率が減少する
為、上部ベルト8の近傍のスラッジはベルトに粘着する
ようになり流動性が悪くなる。従って、上下部ベルト8
及び10はベルトからの剪断力がスラッジに作用しない
ように、スラッジの移送方向と同一方向に且つスラッジ
移送速度と同一速度で循環走行させる。ベルトの走行速
度はスラッジの特性及び印加される電場強度によって宙
めるが、脱水に必要な滞留時間を与えるものでなければ
ならない。なお、図中の20.21及び22は上下部ベ
ルト8及び10に適度の緊張度を与えるための絶縁性ロ
ーラーであり、28は受水器11に取付けた排水弁であ
る。
前述のベルトコンベヤを設置した脱水区間6の入口部に
連続的に送入されるスラッジが、脱水区間6の出口部に
向って進行する間に電気浸透作用と重力作用とによって
下部ベルト10の下方に脱水されく脱水区間6の出口部
外側で脱水されたスラッジはかき取り器24及び25に
よってベルトコンベヤから自動連続的に剥離され、排出
される。また、P材としても用いる下部ベルト10は、
脱水区間6の出口部で反転した後に洗浄器26によって
水洗する。
第2図はベルトコンベヤ部分の脱水区間6における電気
回路説明図であり、直流電源27によって脱水区間6を
走行する導電性の上下部ベルト8及び10に導線28を
接触させて、脱水区間6を移送されるスラッジに直流電
場を印加する。ここで導線28は上下部ベルト8及び1
0の両電極間に与える電位差を一様とする為、図示する
ようにスラッジ移送方向に適当な間隔で1また、スラッ
ジ移送方向に対して直角方向即ち奥行き方向にも適当な
間隔で、それぞれのベルトに接触させる。
また、電極の極性は、例えば製紙用白色粘土スラッジの
場合には、図示するように、上部ベルト8側が正、下部
ベルト10側が負である。なお、図中の29及び80は
直流電圧計及び直流電流計を示す。
次に第8図に示した装置は第1図の装置に多少の改良を
施したもので、脱水区間6におけるベルトコンベヤ部分
の詳細説明図である。即ち、第1図の装置では、受水器
11は脱水区間6の全体に(11) わたって設けられていて、排水弁28を閉じることによ
ってこれを真空室とし、電気浸透脱水に真空脱水を併用
することができるが、スラッジの含水率はスラッジ移送
方向すなわち脱水区間6の出口部に近づくにつれて減少
するので\第8図に示すように脱水区間6の横長方向に
適当数に分割した真空室81を設置し、これを受水器と
して各分割区域ごとに異なる真空度即ちスラッジ含水率
が減少する脱水区間6の出口部方向に行くにつれて大き
い真空度を与えるようにし、より効果的な真空脱水を併
用できるようにしたものである。また、同図に示されて
いる上うに、脱水区間6を進行するスラッジにしだいに
増加する加圧圧搾力が加わるようにする為、水平に設置
された下部ベルト10に対して上部ベルト8をスラッジ
移送方向に向って僅かに小さくなるように角度をもたせ
1脱水区間6の切断面の高さがスラッジ送入口より出口
部方向に小さくなるように緩やかな傾斜をつけることに
よって、電気浸透脱水に圧搾脱水を併用できるようにし
たものである。このような装置の(12) 定電圧条件の下での操作では、スラッジ移送方向に漸次
に電極間距離が小さくなる為、加圧圧搾力と同時に漸次
に増加する電場強度を与えることができ、電気浸透脱水
速度は電場強度に比例するので、−だんと効率の良い電
気浸透脱水を行なうことができる。
第3図のように改良された装置を用いることによって、
真空脱水及び圧搾脱水を電気浸透脱水に併用でき、さら
に脱水効果が高められる。
本発明による脱水装置の特色は、電気浸透によってスラ
ッジの脱水をべ/l/)コンベヤ方式で連続的に行ない
得ること、また装置に多少の改良を加えることによって
電気浸透脱水操作と真空脱水及び圧搾脱水の機械的脱水
操作をそれぞれ別個にあるいは両方を同一装置で併用で
き、脱水効果をさらに高め・られる点にある。
本発明による装置を用いた操業例を次に示す。
操業例 密度2.859/cm”平均粒径9.7 μm s界面
動電位が負の製紙用白色粘土の微粒子を水に混合攪袢し
て得たスラッジを、第1図および第2図に示した脱水装
置を用いて脱水した。脱水区間は長さ1850 m、高
さ80m1幅(奥行き)100IIIBであった。スラ
ッジの固体濃度は重力(自然)沈降で槽底に堆積して得
られる濃度を目安として、これより若干高濃度で均一に
できる程度のものとした。
スラッジ初濃度を70重量%とじ、このスラッジをo、
 o6cm”/秒の流量で、連続的にベルトコンベヤ部
の脱水区間に供給した。この場合スラッジの脱水区間滞
留時間は1000分であった。
ベルトコンベヤの走行速度をスラッジ移送速度と同じ0
.802CI11/’!1)として、ベルト状の上部電
極と下部電極間に定電圧条件の下で、直流電圧10及び
20Vを印加して(電場強度はそれぞれ8.88゜6−
67 V/cmとなる)、電気浸透脱水を行なった。
第4図に示すように、脱水区間全体の脱水流量は印加電
圧が0の場合即ち重力(自然)脱水だけの場合に比べて
、印加電圧がNOVの場合は約5倍、20■の場合は約
20倍となり、印加電圧の増加とともに著しく増大した
。また、スラッジ移送方向における脱水流量は、脱水区
間入口部において大きく、出口部に近づくにつれて漸次
に減少したO 第5図は上記と同じ条件で操業した場合の排出スラッジ
濃度と印加電圧との関係を示したものであるが、電気浸
透脱水を実施した場合、上部ベルト近傍の排出スラッジ
は下部ベルト近傍のスラッジに比べて著しく脱水されて
いて、スラッジ濃度が大きくなっていることが観察され
たが、本図においてはその平均値をとつ゛Cグラフにし
た。図に示されるように、排出スラッジ濃度は印加電圧
が増加するとともに大きくなり(本図ではほぼ直線関係
で示されている)印加電圧20Vの場合では82.5重
量%にまで脱水され、脱水率(注、脱水率とはスラッジ
の初期含水量に対する排出スラッジの含水量の百分率を
いう)は約58%であった。
因みに、この場合の上部ベルト近傍のスラッジ濃度は約
85重量%となった。
以上、本発明を特定の例及び数値につき説明したが、本
発明の人混な精神と視野を逸脱することなく種々な変更
と修整が可能なこと勿論である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明装置の一例を示す線図的縦断面図1 第2図はその電気回路説明図、 第8図は本発明装置の池の例を示す線図的縦断面図、 第4図および第5図は本発明装置を用いて得た操業成績
の一例をそれぞれ示す特性線図である。11・・・攪拌
機      2・・・貯槽3・・・スラッジ移送ポン
プ 4・・・流量調節弁    5・・・スラッジ導入部6
・・・脱水区間     7・・・支持板8・・・上部
ベルト    9・・・絶縁性支持ローラー10・・・
下部ベルト11・・・受水器12、 18.14. 1
5・・・回転ドラム16・・・無段変速機    17
.18・・・■ベルト車19・・・Vベルト

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 スラッジを間に受取る横長の上下部つのベルトから
    成り、上部ベルトには導電性の板状ベルトを用い、下部
    ベルトにはp布とその下側に導電性の網若しくは多孔板
    とを重ねて一体にした構造のもの又はベルトに使用し得
    る適当な導電性P材を用い、ベルトからの剪断力がスラ
    ッジに作用しないように該上下部ベルトがスラッジ移送
    方向と同一方向に且つスラッジ移送速度と同一走行速度
    で循環走行するベルトコンベヤと、 これらの上下部ベルトを電極としてベルト状の両電極間
    のスラッジに直流電場を印加することによって生ずる電
    気浸透作用により、連続的に上下のベルト間を進行する
    スラッジから脱水区部で水分を下部ベルトから下方に脱
    水する直流電圧印加装置と、 ベルトコンベヤの脱水区間の出口部で脱水スラッジをベ
    ルトコンベヤから自動連続的に剥離する剥離装置と を具えることを特徴とするベルトコンベヤ方式によるス
    ラッジの連続式電気浸透脱水装置。 a 特許請求の範囲1記載の電気浸透脱水装置において
    、脱水区間を進行するスラッジに漸次に大きな加圧圧搾
    力が加わるように上部ベルトと下部ベルトとの間隔をス
    ラッジ移送方向に向って漸次に小とし、脱水区間の切断
    面の高さがスラッジ送入口より出口部方向に小さくなる
    ように上部ベルトを緩やかな傾斜をつけて設置すること
    によってスラッジ含水率が減少するスラッジ移送方向に
    漸次に増加する電場強度を与え、これにより電気浸透脱
    水を行なうと同時に圧搾脱水を行なうようにした電気浸
    透脱水装置。 & スラッジを間に受取る横長の上下部つのベルトから
    成り、上部ベルトには導電性の板状ベルトを用い、下部
    ベルトにはp布とその下側に導電性の網若しくは多孔板
    とを重ねて一体にした構造のもの又はベルトに使用し得
    る ゝ適当な導電性p材を用い、ベルトからの剪断力が
    スラッジに作用しないように該上下部ベルトがスラッジ
    移送方向と同一方向に且つスラッジ移送速度と同一走行
    速度で循環走行するベルトコンベヤと、 これらの上下部ベルトを電極としてベルト状の両電極間
    のスラッジに直流電場を印加することによって生ずる電
    気浸透作用により、連続的に上下のベルト間に送入した
    スラッジから脱水区間で水分を下部ベルトから下方に脱
    水する直流電圧印加装置と、 スラッジの脱水を圧力差により促進する為下部ベルトの
    下方に設けた真空室と、 ベルトコンベヤの脱水区間の出口部で脱水スラッジをベ
    ルトコンベヤから自動連続的に剥離する剥離装置と を具えることを特徴とするベルトコンベヤ方式によるス
    ラッジの連続式電気浸透脱水装置b(8) 生 特許請求の範囲8記載の電気浸透脱水装置において
    、下部ベルト下側に1個の又は複数個の区域に分割した
    真空室を設け、複数個の区域に分割した真空室の真空度
    をベルトコンベヤの出口部に接近するにつれて大とし、
    これにより電気浸透と同時に真空脱水を行なうようにし
    た電気浸透装置。 & 特許請求の範囲4記載の電気浸透脱水装置において
    、脱水区間を進行するスラッジに漸次に大きな加圧圧搾
    力が加わるように上部ベルトと下部ベルトとの間隔をス
    ラッジ移送方向に向って漸次に小とし、脱水区間の切断
    面の高さがスラッジ送入口より出口部方向に小さくなる
    ように上部ベルトを緩やがな傾斜をつけて設置すること
    によって、スラッジ含水率が減少するスラッジ移送方向
    に漸次に増加する電場強度を与え、これにより電気浸透
    脱水を行なうと同時に圧搾脱水をも行なうようにした電
    気浸透脱水装置。 (4)
JP57144756A 1982-08-23 1982-08-23 ベルトコンベヤ方式によるスラツジの連続式電気浸透脱水装置 Granted JPS5936507A (ja)

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