JPS607840Y2 - 凍結融解処理装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は三次処理下水の如き汚泥等被処理材を処理槽内
に均一したレベルで投入することが可能で、処理槽の有
効利用をはかると共に、未凍結汚泥が発生するのを防い
で処理効率を高めることができる凍結融解処理装置に関
する。

汚泥等水分を多量に含む被処理材を廃棄処理する場合に
は、予め十分な脱水を行うことが必要であるが、含有水
分を脱除する手段として被処理材を凍結した後に融解し
て水の分離を効率的に行わせる処理方式がひろく利用さ
れている。

この処理手段を用いて汚泥を脱液処理するに際して、特
に留意すべき点は被処理材の凍結が迅速かつ均一に威さ
れることであり、か）る点に応え得るものとしては、第
１図に示す如く凍結運転時に冷却器として作用する複数
枚の平板形の熱交換器４，４を処理槽２に収納して、所
定間隔を存する多列の平行に配置し槽壁に支持してなる
構造の凍結融解処理装置が提案されている。

この装置は、熱交換器４，４の熱交換面と被処理材との
接触面積が大きいために迅速にかつ平均的に凍結させる
ことができるが、各熱交換器４゜４の両側縁が処理槽壁
に対して密に接していることから、比較的粘度が高い汚
泥の場合には、投入時において各区画室間での移動が円
滑に行われない。

従って、汚泥の界面が一部では低く、一部では熱交換器
４の上縁に達する程度に高くなる不均一な充填状態を呈
して、界面が高い部分では凍結時の体積膨張によって汚
泥が熱交換器４の上縁からはみ出して凍結が十分に行わ
れなくなり、その状態のま）で融解を行うと、一部に未
改質汚泥を生じ、その後の脱水に際して濾過性能が著し
く低下して処理効率を悪化させることとなる。

一方、凍結後の融解時においても、加熱器として作用す
る熱交換器４に接している凍結汚泥の面は逸早く融解し
て、この融解水は粘性が低いために、熱交換器４の支持
個所に微小間隙があると、界面の高い側から低い側に流
動する現象が起って、凍結界面の高いところでは凍結汚
泥と熱交換器４の面との間に空隙が生じて伝熱不良を来
し、従って完全融解に要する時間が長くなるのもまた欠
点として挙げられる。

このように従来装置が種々の欠点を有している実状に対
処して本考案は威されたものであり、特に平板形をなす
複数枚の熱交換器を処理槽内において固定するための支
持構造を、同一側の側縁に臨む側方部に空隙が存し、か
つ被処理材がこの側縁に沿って流動し得る如き片持ちあ
るいは両持ちとなす一方、上記側縁に臨む側方部の前記
空隙に、平板形熱交換器の一枚又は所定間隔を存し並設
した複数枚を、前記各熱交換器に略々直角となし、かつ
前記各側縁との間に間隙が保たれる如く配置固定したこ
とを特徴とする。

か）る特徴を有する本考案の具体的内容に関して添付図
面に示される実施例によって以下詳細に説明する。

第２図および第３図は凍結融解処理装置の１例を示すも
のであって、頂部が開口している竪形ケーシング１の内
部上方には、開口を頂部に、底蓋３が開閉可能に設けら
れてなる取出口を底部にそれぞれ備えてなる断熱構造の
処理槽２が収納されている。

この処理槽２内には、凍結運転時に冷却器として、融解
運転時に加熱器として夫々作用する平板形をなす複数枚
の熱交換器４，４を収納していて、約１−乃至５−の範
囲内の所定間隔を存する多列の平行に竪置きすると共に
、各々の両側縁の一方あるいは両方を処理槽２の内壁に
支持固定せしめている。

上述の構造になる装置は底Ｍ３をエヤシリンダ５で閉じ
て、処理槽２を上部開放槽の状態とし、該槽内に被処理
材例えば汚泥を熱交換器４，４の上縁部分に達しない範
囲の一定量投入して処理を開始するが、先ず図示しない
冷凍装置によって得られる低温ブラインをブラインヘッ
ダ６を介して、各熱交換器４，４に循環的に流通するこ
とにより、処理槽２内の汚泥と熱交換させ、汚泥を凍結
せしめる。

所定時間の経過後に、凍結汚泥が所定低温に達した時点
となれば、低温ブラインの循環流通を停止し、図示しな
い加熱装置によって得られる高温ブラインを、ブライン
ヘッダ６を介して各熱交換器４，４に切り換えて循環流
通し、処理槽２内の凍結汚泥を加熱融解する。

そして融解完了後、高温ブラインの流通を停めると共に
、底蓋３を開いて、汚泥を排出し次の脱水工程に送る。

このようにして凍結、爾後の融解を行うことにより、汚
泥の脱水性が良くなることは周知であり、以上の操作を
繰り返し行って汚泥処理を間断なく実行できる。

前記熱交換器４の一例は第４図および第５図に構造例を
示しているように、外面が平滑で対設させた２枚の平板
７，７と、丙子板間に介在させた複数個のスペーサ８．
訃・・とからなっていて、処理槽２の縦断面形状および
後記する熱交換器４の支持形態に対応させた五角形状の
平板７，７の間に介在したスペーサ８，８・・・を第４
図々示の如きパターン配列し、スペーサ８．訃・・と平
板７，７の接合部および平板７，７の全周縁接合部を水
密的に溶着することによって、水平方向の通路が段を威
して連接するジグザグ状の流体通路９が内部に形成され
ている。

なお、熱交換器４の正面形状は、処理槽２の縦断面形状
および熱交換器４の支持形態に応じて変形することはも
ちろんであり、また、第４図において１０．１１は流体
通路９の両端に連絡したブライン入口及び出口である。

か）る構造となした各熱交換器４，４は、前述したよう
に、所定間隔を保持した状態で処理槽２の内壁に支持固
定させるが、この固定に際しては、支持される両側縁の
全部が槽壁に対して水密的に接する如き形態をとるので
はなく、同一側となる一方（第２図において右方）の側
縁を略々全長に亘らせて槽壁に水密的に支持固定し他方
の側縁は自由状態にさせておく如き片持ち、あるいは、
さらに他方（第２図において左方）の側縁の下部若しく
は上部を部分的にブラケットを介して槽壁に支持固定す
る如き両持ちの状態となしており、かかる支持形態をと
ることによって、自由状態若しくは部分的支持状態にお
かれる前記他方の各側縁に沿って収容された被処理材が
流動し得る如く威している。

此の場合において、前記他方の各側縁は横一線に並んで
、しかもその各側縁に臨む側方部に適当寸法の空隙Ｇが
存する如く支持せしめるものであって、熱交換器４の巾
方向寸法を処理槽２の内法寸法に対して狭くしておくこ
とが必要である。

上記構造になる処理装置は、さらに、熱交換器４と同様
な平板状をなす熱交換器１２を処理槽２内に備えている
。

この熱交換器１２は第６図および第７図に配置形態を示
しているように、各熱交換器４，４に対し略々直角とな
る如く、前記空隙Ｇの個所に配置し適宜手段により固定
せしめる。

しかして前記熱交換器１２は対向する熱交換器４．４の
側縁との間に適当な間隙が保たれる如く熱交換器４，４
とは離隔して設けることが要件であって、この間隙は平
行に配列した熱交換器４゜４の間隙に対し約半分かまた
はそれ以下に設定することが望ましい。

このように間隙寸法を規定することによって、熱交換器
４，４間で凍結が完了すると同時またはそれ以前に間隙
部に存する汚泥が凍結完了して未凍結のま）残ることが
なくなる。

しかし乍ら、前記間隙部分に存する汚泥の量が全収容量
に比べて逼るかに少い場合には、一部分が未凍結の状態
になることがあっても、僅少量であるために処理性能に
及ぼす影響は極く小さいものであるところから、必ずし
も凍結完了の条件を満足させることを要しない。

なお、前記空隙Ｇの寸法が可成り大きいときには熱交換
器１２を一枚でなく、所定間隔を存して並設した複数枚
の熱交換器１２．１２を配設するようにすればよい。

以上述べた例は平行配列した熱交換器４，４の片側部分
に熱交換器１２を配置した構造であって、熱交換器４，
４が片持ち状態で処理槽２の壁に支持される場合に適用
されるものであって、第８図へに示したものは１側縁を
全体で、他側縁を下方部分で支持したものでありこの他
に、熱交換器４，４が片持ちの２群で配設される第８図
イの場合には、中央部に熱交換器１２を配設すればよく
、また、口の場合には、熱交換器４，４が両側縁下方で
部分的に支持され、両側縁の側方に夫々空隙Ｇが存する
ときは熱交換器４，４を両側から挟むように熱交換器１
２を設置すればよく、適当な変形手段は当然可能なこと
である。

上記の構造になる処理装置は、汚泥が収容される熱交換
器４，４間の空間部分は前記間隙部ち熱交換器４，４の
側縁と熱交換器１２との間を通して連通される結果、投
入し、た汚泥は熱交換器４゜４間の各空間部分に対し不
均一な状態で投入されたとしても、前記間隙を介して汚
泥が流動するので汚泥界面は一様なレベルとなって高低
差が生じることは全くなく、しかも各部における汚泥を
同時に凍結することが可能である。

本考案装置は以上説明した内容により明らかな如く、凍
結運転時に冷却器として作用する平板形をなす複数枚の
熱交換器４，４を、所定間隔を存する多列の平行に竪置
きして処理槽２内に収納し、各両側縁のうちの同一側と
なる少くとも一方の側方部に空隙が存する如く、片持ち
あるいは両持ちとなして固定する一方、平板形をなす熱
交換器１２の一枚又は所定間隔を存し並設した複数枚を
、前記熱交換器４，４に対して略々直角となし、かつ同
一側の各側縁との間に間隙が保たれる如く、前記空隙の
個所に配置固定したから、熱交換器４，４間に存在する
汚泥は前記間隙を通して相互に流通するために界面が均
一化し、従来装置の如く界面の高低差を生じる如き不都
合は解消されて、一部の汚泥が凍結運転中の容積増加に
よって熱交換器の上縁からはみ出すことにより、未凍結
汚泥が残存する如き従来装置とは異なり、全量を凍結さ
せて処理効率を高めることができる。

さらに、汚泥界面が均一化することによって、融解時に
おいても均一に溶解が行われ、融解中の凍結汚泥と熱交
換器の冷却面との間に空隙が生じて伝熱不良となる問題
も解消され完全融解に要する時間を短縮することが可能
となり、凍結の迅速化、均一化と相俟って被処理材の処
理を効率的に行い得る効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の処理装置の略示構造図、第２図および第
３図は本考案装置例に係る正面図および一部切欠斜視図
、第４図および第５図は本考案装置に係る熱交換器の正
面図および側面図、第６図および第７図は同じく処理槽
部分の一部切欠斜視図および略示断面図、第８図イ９口
、ハは本考案装置の各側に係る処理槽部分の略示断面図
である。 ２・・・・・・処理槽、４・・・・・・熱交換器、１２
・・・・・・熱交換器、Ｇ・・・・・・空隙。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 凍結運転時に冷却器として作用する平板形をなす複数枚
   の熱交換器４，４を、所定間隔を存する多列の平行に竪
   置きして処理槽２内に収納し、各両側縁のうちの同一側
   となる少くとも一方の側方部に空隙が存する如く、片持
   ちあるいは両持ちとなして固定する一方、平板形をなす
   熱交換器１２の一枚又は所定間隔を存し並設した複数枚
   を、前記熱交換器４，４に対して略々直角となし、かつ
   同一側の各側縁との間に間隙が保たれる如く、前記空隙
   の個所に配置固定したことを特徴とする凍結融解処理装
   置。