JPS61268310A - 電気浸透脱水装置 - 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】 【発明の属する技術分野】

この発明は例えば下水処理場で発生した汚泥等を対象に
泥漿を脱水処理してケーキ化する電気浸透脱水装置に関
する。

【従来技術とその問題点】 頭記した汚泥等を対象に電気浸透を応用して泥漿を連続
処理する電気浸透脱水装置として第４図のごとき構成の
ものが従来より実施されている。 第４図において、１はその外周に電極２を配備した陽極
側の回転ドラム、３は前記回転ドラム１の周域に対向し
てスプロケット間に張架された陰極側の電極部材を兼ね
たプレスベルト、４はプレスベルト３に重ね合わせて張
架された濾布などのフィルタベルト、５はベルトの駆動
モータであり、前記回転ドラム１とフィルタベルト４と
の対向面域に泥漿搬送通路６が形成され、さらに通路６
の入口側には泥漿供給水ソバ７を設置し、これ等で電気
浸透脱水装置の本体を構成している。なお前記の通路６
はその入口側から出口側に向けて通路幅が漸次狭まるよ
うに形成されている。また前記ホッパ７に向けてその入
口側には泥漿供給手段としてベルトコンベア８が配備さ
れ、さらに前記のプレスベルト３を接地側としてこれに
対向する回転ドラム１には直流電源装置９のプラス側端
子が給電刷子、集電用スリップリングを介して接続され
ている。なお１０は系外に通じる濾水光は皿、１１は脱
水ケーキの回収容器、１２はフィルタベルト４に付着し
ている脱水ケーキを掻き落とすスクレーパである。 かかる構成で駆動モータ５を運転し、かつ電源装置９よ
り電極２とプレスベルト３との間に電圧を印加した状態
で、泥漿供給用のベルトコンベア８からホッパ７を通じ
て泥漿搬送通路６へ被脱水処理物としての泥漿Ａを供給
すると、泥漿は回転ドラム１とプレスベルト３との間に
サンドウィンチ状に挟まれて矢印Ｐ方向へベルト搬送さ
れ、この搬送過程で機械的な圧搾力に加えて対向電極間
に形成された電場の作用を受けるようになる。これによ
り泥漿Ａの含有水は正に帯電されて陰極プレスベルト３
側に流動し、この電極部材に放電するとともにフィルタ
ベルト４を透過して汚泥から分離脱水され、濾水光は皿
１０に滴下して系外に排水される。一方、搬送通路６内
に残った汚泥は前記の脱水動作により濃縮して低含水率
の脱水ケーキＢになり、通路６の出口より送出されスク
レーパ１２によりフィルタベルト４から剥離されて回収
容器ｌｌ内に回収される。 ところで上記した従来における電気浸透脱水装置では、
回転ドラム１側の電極２は電極の交換性を考慮して複数
のセグメントからなる分割体として構成されているもの
の、各電極セグメントは金属製のドラム本体と電気的に
導通する形で一体に設置されている。したがって電極２
は全周域で同電位に帯電されており、通路６の全域に亙
り通路内を満たしている泥＠Ａを通じて対向するプレス
ベルト３へ向けて電流が流れることなる。 一方、泥漿搬送通路６内での搬送過程で行われる脱水作
用に着目して見ると、通路６の入口側に供給された汚泥
Ａは液相に近い高含水率の水分を含んでおり、通路６内
の入口に近い領域では特に電気浸透を作用させなくても
回転ドラム１とプレスベルト３との間で加圧される機械
的な圧搾力により充分に脱水が進行する。これに対し通
路内の中間域では次第に泥漿の含水率が低下してくるの
で機械的な圧搾による脱水効果がなくなりこの領域では
電気浸透脱水作用が有効に発揮されるよになる。さらに
通路の出口側に近い領域では泥漿の含水率が充分に低下
してその電気的な比抵抗が高まるので電気浸透脱水作用
は殆ど有効に働かなくなる。 しかして先記のように従来の構成では通路６の全域に亙
って陽極と陰極との間で通電が行われ、特に通路の入口
側に近い領域では電気浸透脱水を要しないにもかかわら
ずこの部分を通過する泥漿は高含水率でその比抵抗が小
さいためにこの部分に必要以上に大電流が通流すること
になる。この結果として電気浸透脱水に消費する電力量
が必要以上に大となって運転効率が低下する。また別な
問題として泥漿内に導電性の異物が混在していると、こ
の異物が電極２とプレスベルト３との間をブリッジして
短絡状態を形成し、これにより電極２上の短絡部分にに
過電流が流れて局部的に過熱し、その部分を溶解する等
の損傷を与えるおそれがある。このために電源装置９と
の間の給電回路に過電流の通流を阻止する例えばヒユー
ズのごとき短絡保護手段を設けることも考えられるが、
前記のようにドラム側の電極２が全周域で電気的に導通
されている構成では、電極間の短絡状態が局部的に発生
した場合にも短絡保護手段が作動した際には電極２の全
域で通電が阻止されるために、局部的な短絡発生箇所以
外の正常な領域でも電気浸透脱水作用が中断してしまう
不具合を招くことになる。

【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、前
記した従来構成における欠点を除去し、泥漿搬送通路内
における電気浸透脱水領域を必要な範囲に限定して少な
い消費電力量で高効率運転が行え、かつ泥漿内の異物混
入による電極間の短絡に対しても容易に対処して安全に
保護できるようにした電気浸透脱水装置を提供すること
を目的とする。

【発明の要点】

上記目的を達成するために、この発明は回転ドラム側の
電極をドラム周面上に並べてその相互間を絶縁隔離した
複数の電極セグメントで構成するとともに、これら電極
セグメントのうち泥漿搬送通路上に指定した電気浸透脱
水領域に対向位置する電極セグメントを選択して電源よ
り給電機構を介して電圧を印加゛することにより、通電
領域を泥漿搬送通路内に指定した電気浸透脱水領域に限
定し、通路入口側に近い圧搾脱水ｇ域での不要な通電を
省いて消費電力の節電化が図れるようにしたものである
。 またこの場合に脱水ケーキの含水率を常時監視し、その
状態によって電気浸透脱水領域を適宜に調整して通電す
べき陽極側の電極セグメント数を選択制御することによ
り、機内に供給される泥漿の性状の変動を補償して含水
率一定の脱水ケーキを得ることができることになる。さ
らに前記構成において電源装置からの給電回路を電極セ
グメント別に形成し、かつ各給電回路毎に過電流を制限
する短絡保護手段を設けることにより、異物混入による
電流制限域を短絡発生箇所に局部的に止め、電気浸透脱
水の中断が全体領域に波及しないようにして短絡保護に
対処することが可能となる。

【発明の実施例】

第１図はこの発明の実施例の構成図、第２図は第１図に
おける陽極側の電極構造図、第３図は運転動作の説明図
であり、各図において第４図に対応する部材には同じ符
合が付しである。すなわち図示実施例によれば回転ドラ
ム１の外周に装備された電極２は第２図のようにドラム
周上に並べて分割配備された多数の電極セグメント２ａ
からなり、かつ各電極セグメント２ａの相互間が絶縁体
２ｂおよび絶縁材の保持板２ｃを介して相互に絶縁隔離
されている。一方、前記の電極２に対してドラム１の回
転軸上には符合１３で示す分割形の集電用スリップリン
グが設置されており、このスリップリング１３を構成し
ている各セグメント１３ａと前記電極セグメント２ａと
は１対１で対応してリード線１４により相互接続されて
いる。また前記スリップリング１３に対向してその周面
上には符合１５で示す分割形の給電刷子が配備されてい
る。この給電刷子１５は第３図に明示されているように
スリップリング１３のセグメントピッチに合わせて分割
された複数個の刷子セグメント１５ａを刷子保持具１５
ｂに保持してなり、かつスリップリング１３に対し後述
する電気浸透脱水領域を指定する所定の相対位置に設置
されている。ここで給電刷子１５の各刷子セグメントか
らは個々に給電回路としてのリード線１６が引き出して
あり、かつ該リード線１６の途中に介挿した符合１７で
示す通電選択スイッチ装置の各スイッチ接点１７ａおよ
び符合１８で示すヒユーズ、ツェナーダイオード等を使
用した短絡保護手段を介して電源装置９のプラス側端子
に接続されている。なお１９は脱水ケーキの含水率の検
出手段として給電回路に介挿した電流検出器である。 一方、第１図における泥漿搬送通路６の経路に沿って区
分けした通路区分１．ｎ、Ｈのうち、区分Ｉは機械的圧
搾により泥漿の脱水を行う領域、区分■はその時点で電
気浸透脱水を行っている領域、区分■は脱水ケーキの搬
送領域をそれぞれ表しており、先記した給電刷子１５は
上記の電気浸透脱水領域■の範囲を指定してその領域に
対応位置する電極セグメント２ａへ電源電圧を印加する
ようにその設置位置が定められいる。またこの状態で通
電選択スイッチ装置１７の各スー「ソチ接点１８ａを選
択的にオン、オフ制御することによって通電されるべき
電極セグメン１−２ａが選択される。 次に第３図により当該電気浸透脱水装置の運転動作に付
いて説明する。第３図は回転ドラム１の同上に並ぶ各電
極セグメン）２ａに付いて符合ａ〜ｈで表した電極セグ
メントのうちｄ−ｈに対応する給電回路に介挿した通電
選択スイッチ装置１７のスイッチ接点１７ａをオン、電
極セグメントａ〜Ｃに対応するスイッチ接点をオフとし
て電極セグメン）ｄ−ｈに通電してこの部分に電気浸透
脱水領域を指定して運転を行ってい状態を示している。 したがって泥漿搬送通路６内では電極セグメントＣとｄ
との間に脱水区分Ｉと■との境が、電極セグメンｌ−ｈ
の後部に区分■と■との境が形成されており、この状態
で連続式に供給される泥漿Ａは区分Ｉで機械的な圧搾に
より脱水が進行し、続いて区分■で電気浸透脱水が行わ
れてケーキ化し、さらに脱水ケーキは区分■内をベルト
搬送して出口側に搬出されるように脱水処理が行われる
。このように電気浸透脱水領域■を泥漿搬送通路６内に
おける中間域に指定してこの領域に対応する電極セグメ
ントにのみ通電を行うことにより、通路入口側に近い機
械的な圧搾脱水領域■への通電を省くことができ、これ
により余分な電力消費を抑えて節電化が図れることにな
る。 ところで下水処理場等で発生する汚泥を対象として脱水
処理を行う場合には、汚泥の性状、特にその濃度が様々
に変動する。この場合に電気浸透脱水装置を運転条件を
変えずにそのまま運転し続けると脱水処理後の脱水ケー
キの含水率が変化してしまうことになる。すなわち供給
泥禁の濃度が通常の状態より低い場合には、充分に脱水
されない状態のまま搬出されるので脱水ケーキの含水率
が所定値より高くなり、脱水ケーキを焼却処理する場合
に支障を来す。逆に泥漿の濃度が高い場合には過剰脱水
となり、それだけ電気浸透脱水に余分に電力を消費する
ことになり不経済である。したがって泥漿の性状に対応
して電気浸透脱水装置を適正制御することが必要となる
。この問題に対しては、前記した構成で電気浸透脱水領
域の指定範囲を脱水ケーキの含水率状態に応じて詞整す
ることにより最適な運転制御を行うことが可能となる。 次にこの運転制御を図示例で説明する。すなわち、まず
前述した電流検出器１９により電気浸透脱水領域となる
区分Ｈの最終位置に対応する電極セグメントｈを通流す
る電流を検出することにより、その電流の大きさから脱
水ケーキの含水率が判定できる。つまり脱水ケーキの含
水率が低（なればケーキの電気的抵抗が高まり、したが
って電極りの通流電流は小となる。逆に脱水処理が不充
分で脱水ケーキの含水率が高まれば抵抗が小さく、電極
りを流れる通電電流は大きな値を示す。このことを基礎
に図示実施例では、電流検出器１９の検出値を基にこの
値から脱水ケーキの含水率を換算し、その信号をフィー
ドバック信号として通電選択スイッチ装置１７に与える
。これにより該装置１７では所定の含水率の脱水ケーキ
を得るために必要な電気浸透脱水領域を自動的に判断し
てこの領域に対応する電極セグメント２ａへの通電制御
を行うように各給電回路に介挿したスイッチ接点を選択
的にオン、オフ制御する。すなわち脱水ケーキの含水率
が所定値より高くなれば第３図の運転状態から通電すべ
き電極セグメントの選択個数を増し、逆に脱水ケーキの
含水率が低下するようになれば電極セグメントの通電選
択個数を減らすように通電選択スイッチ装置１７を制御
する。これにより泥漿の性状変動を補償して常に脱水ケ
ーキが一定の含水率となるように装置を最適制御するこ
とができる。 次に図示における短絡保護手段１８の動作に付いて述べ
る。先述したように装置へ供給される泥漿Ａに金属等の
導電性の高い異物が混在していると、泥漿搬送通路６内
に送りこまれた異物が陽極と陰極との間にブリッジして
電極間の電気抵抗が極端に低下し、このために電極に過
大な電流が流れて電極を過熱し部分的に溶損を与えるお
それがある。 かかる点図示例では通電中の各電極セグメント２ａに対
応する給電回路中にはそれぞれ各回路毎に過電流の通流
を制限する短絡保護手段１８が介挿されており、泥漿と
一緒に通路６内に異物が侵入した場合には、その異物の
搬送位置に対向する電極セグメントの通電電流が過大と
なると直ちに短絡保護手段１８が作動してその給電回路
の通電電流を遮断ないし制限して電極を安全に保護する
。しかもこの場合に異物の存在しない他の正常な領域で
は電極セグメントへの給電が続行して電気浸透脱水が行
われており、通電制限を受ける電極セグメントは電気浸
透脱水領域のうちの一部にとどまるので装置全体として
の電気浸透脱水性能に殆ど影響を及ぼすことがない。

【発明の効果】

以上述べたようにこの発明によれば、回転ドラム側の電
極をドラム周面上に並べてその相互間を絶縁隔離した複
数の電極セグメントで構成するとともに、これら電極セ
グメントのうち泥漿搬送通路上に指定した電気浸透脱水
領域に対向位置する電極セグメントを選択して電源より
給電機構を介して電圧を印加するように構成したことに
より、従来装置のように泥漿搬送通路全域に亙り電極に
通電させる方式のものと比べてて元来電気浸透脱水を必
要としない入口側に近い機械的圧搾脱水領域での通電を
省き、余分な電力消費を抑えて効果的な節電化を図るこ
とができる。またかかる構成において、脱水ケーキの含
水率を常時監視しその状況に応じて電気浸透脱水領域を
適宜に調整し、通電すべき陽極側の電極セグメントの選
択数を制御することにより、機内に供給される泥漿の性
状変動を補償して常に含水率一定の脱水ケーキを得るこ
とができ、さらに各電極セグメントに対応する各給電回
路毎に過電流を阻止する短絡保護手段を設けることによ
り、異物混入による電流制限域を短絡発生箇所に局部的
に止めて電気浸透脱水の中断が全体領域に波及しないよ
うにして短絡保護に対処することも可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例の構成図、第２図は第１図に
おける電極の詳細構造図、第３図は第１図の実施例によ
る運転動作の説明図、第４図は従来における電気浸透脱
水装置の構成図である。図において、 １：回転ドラム、２：陽極側の電極、２ａ：電極セグメ
ント、２ｂ：電極セグメント相互間を隔離する絶縁体、
３：陰極側のプレスベルト、４：フィルタベルト、６：
泥！ｌｉ搬送通路、９；電源装置、１３：分割形の集電
用スリップリング、１３ａニスリツプリングのセグメン
ト、１５：給電刷子、１５ａ：刷子セグメント、１６：
給電回路のリード線、１７：通電選択スイッチ装置、１
７ａ：スイッチ接点、１８：短絡保護手段、１９：電流
検出器、■：電気浸透脱水領域。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）外周面に電極を配した陽極側の回転ドラムと該回転
   ドラムの周域に対向して張架された陰極側の電極ベルト
   との間に泥漿搬送通路を形成し、前記電極間に直流電源
   より電圧を印加した状態で脱水通路内へ泥漿を供給搬送
   することにより泥漿を機械的な圧搾脱水および電気浸透
   脱水する電気浸透脱水装置において、前記回転ドラム側
   の電極をドラム周面上に並べてその相互間を絶縁隔離し
   た複数の電極セグメントで構成するとともに、これら電
   極セグメントのうち泥漿搬送通路上に指定した電気浸透
   脱水領域に対向位置する電極セグメントを選択して電源
   側より給電機構を介して電圧を印加するようにしたこと
   を特徴とする電気浸透脱水装置。 ２）特許請求の範囲第１項記載の電気浸透脱水装置にお
   いて、電圧印加される電極セグメント毎に該電極セグメ
   ントに対応する給電回路が過電流を制限する短絡保護手
   段を備えていることを特徴とする電気浸透脱水装置。 ３）特許請求の範囲第１項記載の電気浸透脱水装置にお
   いて、給電機構が各電極セグメントと個々に対応して接
   続された回転ドラム側に設置の分割形の集電用スリップ
   リングと、該スリップリングに対向する電源側の給電刷
   子とからなることを特徴とする電気浸透脱水装置。 ４）特許請求の範囲第３項記載の電気浸透脱水装置にお
   いて、給電刷子が各刷子セグメント毎に電気浸透脱水領
   域を指定する通電選択スイッチ装置を介して電源から引
   き出した給電回路に接続されている複数の刷子セグメン
   トからなる分割形の給電刷子であることを特徴とする電
   気浸透脱水装置。 ５）特許請求の範囲第４項記載の電気浸透脱水装置にお
   いて、通電選択スイッチ装置は脱水ケーキの含水率検出
   値をフィードバック信号として通電すべき陽極側電極セ
   グメントを選択し、該電極セグメントに対応する給電刷
   子の給電回路を個々にオン、オフ制御するものであるこ
   とを特徴とする電気浸透脱水装置。 ６）特許請求の範囲第５項記載の電気浸透脱水装置にお
   いて、脱水ケーキの含水率検出手段として電気浸透脱水
   領域内の後部位置の電極に対応する給電回路に電流検出
   器を備え、該電極を通流する電流検出値を脱水ケーキの
   含水率に換算して通電選択スイッチ装置のフィードバッ
   ク信号とすることを特徴とする電気浸透脱水装置。 ７）特許請求の範囲第２項および第４項記載の電気浸透
   脱水装置において、給電刷子の各刷子セグメントに対応
   する給電回路毎にそれぞれの回路内に短絡保護手段を備
   えていることを特徴とする電気浸透脱水装置。