JPS6189000A - 含水汚泥の脱水、固形化装置 - 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】 この発明は、大量の水分を含有する汚泥から水分を効果
的に抽出、排出し、汚泥中の固形質物質を、その含有水
分が従来からのものに比較して格段に低い、所謂「ケー
キ」状のものとして回収できるようにした装置に関する
ものである。従来からこのような機能を有する装置が耳
々の方法を応用し実現されており、大別して真空ｍ！！
Ｓ法、加圧源δ法、遠心分離法等が代表的なものである
。特に最近のように資源のリサイクルが要望される中で
は残渣であるケーキを焼却廃棄処分する上でその燃料費
の軽減を図ることのみならず、ケーキを種々の方法で１
１１利用することも望まれ、より潰れた含水汚泥の脱水
、同形化装置の開発が望まれる。而して、真空瀘適法、
加圧１１１過法等いずれの方法によっても、その要点は
濾布を用いて汚泥を濾過する点において変るところはな
い、ところで、濾布を用いて汚泥を濾過する場合におい
て如何にしても濾布の目詰まり現象を生じ、また癌布面
近傍の汚泥の脱水現象のみが進行することに起因して脱
水作用の減衰が顕著に現れ、脱水効率が低下し、最終的
に得られるケーキの含水率が著しく高いものになってし
まう、更に、得られたケーキの態様は表面のみが硬化し
、中心部分の含水率が高いスラッジ状のものとなるため
、ケーキとはいえ、水のしたたる泥状のものにすぎない
、従って、脱水効率を高め、含水率の低いケーキを得る
ためには濾布の目詰まり現象を常に回避しつつ濾過脱水
を進行させる必要がある。ここで、真空濾過法、加圧濾
過法等による場合の濾布の目詰まり現象について分析し
てみると１次のようなものであると推察される。真空又
は加圧によって濾布を通して汚泥中の水を引く場合にお
いて、当初は水が濾布を通じて比較的勢いよく流れ出る
が、その水が汚泥中の懸濁粒子を濾布面まで運び、濾布
によって濾過され濾ｌσ表面に停留・堆積する。而して
、比較的短い時間中は濾布近傍に水が流出してゆく毛細
管状の流路が形成され脱水が進行するが１時間が紅過す
るにつれて懸濁粒子が多く堆積し、且つ汚泥自体が高加
圧されていることから毛細管流路は非宮に不安定状態と
なり更には圧縮面に相当する濾布面では粒子が濾布に押
し付けられ、遂には毛ｍ管流路は破壊され、閉塞状１Ｂ
となり、これによって更に汚泥中の圧力が高まり、濾布
面に粒子が強圧で押し付けられて、ａ布自体にも目詰ま
り現象が生じる。このようになると、もはや濾過・脱水
の進行は不ＩＩ）能となり、濾布を通じて水は流出しな
くなる。この状態でケーキを剥離させると、ケーキの表
面のみが固化しており、内部が泥状の丁度ｆ最中」のよ
うなものになっていることが経験的に知られている。こ
のような分析からみると、脱水を進行させ、含水率の低
いケーキを得るには濾布の目詰まり現象を防止し、且つ
毛細管流路を真空又は加圧濾過中に常に維持、形成せし
めておく必要がある１本発ＩＩは従来では一般的には真
空濾過法として、又は加圧濾過法として独立に構成され
ていた含水汚泥の脱水、固形化装置を卓越した創意・工
夫により一の装置として組み合わせることにより、濾布
の目詰まり現象を防止し、脱水の進行中に毛細管流路を
維持・形成せしめることを可能とし、含水汚泥の脱水効
率を飛躍的に高め、結果として得られるケーキの含水率
を極めて低くすることにより、ケーキの処分、又は有効
利用を図り易くすることを目的とするものである。尚、
真空・加圧濾過を同時的に実現する装置自体は簡単な装
置として「泥状物質の脱水装置」　（特公昭４５−７９
１６）又は「本漬繊維屑の脱水装置」　（実公昭４Ｏ−
２００８０）等考案されているが、これらはいずれも汚
泥等の片側のみからの加圧Φ真空脱水を行うものであり
、大量の汚泥等の脱水は不可能であり、薄く且つ不均一
なケーキしか出来ず、結局は従来の加圧脱水方式による
装置、又は真空脱水方式による装置と大差はない、又、
それらの！Ａ置においては濾布ベルトが使用されている
が、ベルトとしたため、機能面から濾布の選択は限定さ
れ、又濾布ベルトの一部のみが強圧下に置かれるためそ
の疲労は著しく、これらの装置が産業上利用される余地
はないであろうと経験的に推察される。

以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。

図１は本実施例の全体を示した正面図であり、装置の主
要部は両側の固定設置板ｌの間に架設された４本の！Ａ
２によって支持・配設される。即ち、２枚の支持板３及
び４の間に架設されたガイド５に滑動的に支持され、油
圧シリング６によって可動とされる加圧槽７、支持板３
と固定設置板１の間に固定されている油圧シリング８に
よって可動とされる押圧ピストン９゜及び支持板４に周
定される底ｉ１０が一軸上略木］Ｌに併設される。又、
それらの主要部の下側にタンク１１及び１２を１没置す
る。これらの各部は図２に示されるように、次のような
構成を右している。加圧槽７は開放拳月穎を可能とする
弁又はバルブ１３を介した原料受入口１４を有した略円
筒状のものである。押圧ピストン９は該加圧槽７の内側
に嵌合し、多数の排水用細小孔１５が穿設され、その表
面に濾布１６を施した加圧面１１７に中空空間１８が形
成されるようにリング状スペーサー１９を介して排気口
２０及び排水口２１を略対称位置に穿設した４盤２２を
重着したものであり、これは前述の油圧シリンダ８のロ
ッド２３と連結している。底盤１０も押圧ピストン９と
殆ど同様の構成を有しており、該加圧＃ｅ７の内側に家
合し、多数の排水用細小孔２４が穿設され、その表面に
濾布２５を施した加圧面盤２６に中空空間２７が形成さ
れるように支持板４への装着用フランジも兼ねたリング
状スペーサー２８を介して排気口２９及び排水口３０を
穿設した４盤３１を重着したものであり、上記フランジ
部において支持板４へ装着される。夕７り１１及び１２
はほぼ同様の構成をイダするものであり、タンク１１は
上側にポート３２及び３３紮、下側にブを付きポート３
４を設けたものであり、又タンク１２は上側にポート３
５及び３６を、下側に弁付きポート３７を設けたもので
ある。押圧ピストン９、底盤１０、及びタンク１１．１
２は適所に設置される２台の減圧ポンプ３８．３９と柔
軟なパイプで次のように連通される。即ち、減圧ポンプ
３８と押圧ピストン９の排気口２０及びタンク１１のポ
ート３２を、押圧ピストン９の排水口２１とタンク１１
のポート３３とをそれぞれ柔軟なパイプで連通し、又減
圧ポンプ３９と底ｉ１０の排気ｏ２９及びタンク１２の
ポート３６とをそれぞれパイプで連通する。

以上に本発明の一実施例である装置の構成について説明
したが、以下に本装置の作動状態について空気圧表示記
号等を用いた筒略図である図３から図６に基づき説明す
る。

図３は作動ち初の状態を示す、この状態では加圧槽７．
押圧ピストン９及び底ｆｉｌＯはそれぞれ分解状態にあ
る０次に油圧シリンダ６及び８を駆動させることによっ
て、図４に示すように加圧槽７、押圧ピストン９及び底
盤ｌＯを組合せ、加圧槽７の中に構成される空間へ開放
状疋１にある弁又はバルブ１３を通じて原料投入口１４
から含水汚泥を投入する。含水汚泥の投入が完了した後
１図５に示されるように弁又はバルブ１３を封鎖し、又
タンク１１及び１２の弁付きポート３４及び３７を封鎖
し、押圧ピストン９を押圧方向へ駆動させると同特に減
圧ポンプ３８及び３９を駆動させることによって押圧ピ
ストン９及び底盤１０の中の中空空間１８及び２７を減
圧する。この状態において、含水汚泥は強加圧状態にな
り、内部に反力を生じると同時に押圧ピストン９の濾布
１６との接触面では、中空空間１８の減圧により加圧面
［１７の排水用細小孔１５を通じて濾布１６方向へ吸水
力が生じ、含水汚泥中ので濁粒子のみが濾布１６で濾過
されて、水だけが中空空間１８中に流入する。この現象
は底盤ｌＯの濾布２５と含水汚泥との接触面についても
同様であり、中空空＋１１１２７の減圧により加圧面盤
２６の排水用細小孔２４を通じて濾布２５方向へ吸水力
が生じ。

含水汚泥中の１渇粒子のみが濾布１６によって濾過され
て、水だけが中空空間２７中に流入する。而して、中空
空間１８及び２７に流入した水は重力の関係からそれら
空間の下方に流れ藷ることになるが、パイプのｉ！Ｒｎ
によって中空空間部１８及び２７とタンク１１及び１２
の内圧は等しくなっており、水は中空空１８１部１８及
び２７かもそれらの排水口２１及び３０とタック１１及
び１２のポート３３及び３６を連通しているパイプを通
じて重力の作用でタンク１１及び１２の中へ流入し、貯
留される。ここで中空空間１８及び２７とタンク１１及
び１２内が動圧になるのは、減圧ポンプ３８と押圧ビス
トノ９の排気口２０及びタンク１１のポート３２とが、
又減圧ポンプ３９と底盟工０の排気口２９及びタンク１
２のポート３５とが連通されているからである、このよ
うにして、含水ｌり泥中の脱水された水はタンク１１及
び１２の中に全て１佇留され、脱水工程は完了する。

この後、減圧ポンプ３８及び３９を停止し、タック１１
及び１２の下側の弁付きポート３４及び３７を開放し、
組合わされていた加圧槽７及び押圧ピストン９をそれぞ
れ油圧シリンダ６及び８を逆方向へ駆動させることによ
り解体する。この場合汚泥の脱水後のケーキは図６に示
すように底１ｔｏの濾布２５面に調敲が容易な状７Ｉｉ
（で付着しており、これを図１に簡易に示しであるよう
なプッシャー４０によって剥離させ、下方に落下させ、
更にスライサー４１によってこれを粉砕後、コンベアー
４２で適所に１１ｊｌｌすることとすれば極めて便利で
ある。尚。

このｕｕにタンク１１及び１２の中にｉ７留された水は
弁付きポート３４及び３７を通じて適所に排水される。

以上１本発明の実施例である装置の作動状態を１サイク
ルについて説明したが、その後に図３から図６の作業１
程を杼り返し実施できることは当へである。尚、このｌ
サイクルの所安時間は約３分収度である。

本発明の装置は次のような顕著な効果を奏する０本発明
の装置は、濾布面で加圧・吸引作用を可能にするもので
あり１毛細管流路を常に維持発達させなから含水汚泥を
脱水・固形化する。これは加圧Ｉ！！過法適法空濾過法
に見られるように脱水の進行に伴い当初に濾布面近傍に
形成される流路が同近傍に加わる圧力上昇によって破壊
・閉塞され、濾布面近傍のみが脱水・固形化される状態
（図７参照）と異なり、加圧・吸引の相乗効果により濾
布面近傍の流路が脱水時に宮に維持されること（図８参
照）を意味する。従って、脱水完了時まで濾布面近傍に
毛細管が縦横に生じているため濾布面近傍に２〜粒子が
強圧で付着し目詰まりを生ずることを防ｄ二することか
でさる。又、従来のＩ！！過方式の場合、脱水後のケー
キ残留水分８０〜７５％が限界であるのに対し１本発明
に係る装置では有機汚泥の場合には脱水防剤を使用すれ
ばケーキの残留水分が３０％まで、無機汚泥等の場合に
は助剤なしにケーキの残留水分が１５％まで落すことが
可能となる。本発明の’Ａ置では含水汚泥の脱水を押圧
ピストン及び底魯の両面から行なうことができるため、
毛細管流路がケーキの中心部まで達し、極めて均一なケ
ーキを作ることができ、従来の！！過方式ではケーキの
厚さがｌＯミリを越えると脱水効率の著しい低下がみら
れたのに対し１本発明の装置により固形化されたケーキ
は一ヒ記残留水分を保持し、それほどの脱水効率の低下
をみることなく５０ミリ程度までのものを作ることが可
能となる。このように、ケーキの残留゛水分を飛１Ｎ的
に低下させることができることによりケーキの体積を大
幅に減少させることができる０例えば、ケーキ残留水分
７５％と３０％を有機系汚泥処理で比較すれば、ケーキ
残留水分ｊ１ｔについては約７分の１゜処理すべきケー
キのｇ５については約３分の１となる。従って、ケーキ
の運搬及び乾燥等の処理費用の軽減が図れる。特に１本
発明の装置によって固形化されたケーキには毛細管流路
が形成されているため、乾燥の進行が極めて？〈脱水・
解砕したものにあっては殆ど風乾で足り、乾燥のための
重油等の燃費が全く不安となる。又、本発明の装置にお
いては、ケーキの２ｑ雌性が極めて良いものとなる。こ
れは脱水作業が終り、減圧ポンプを停止したまま、加圧
槽、押圧ピストン、及び底盤を解体すると、それらが組
合わされていた状態での圧力から急激に大気圧に戻るた
め、中空空間側から逆圧がａ布を通じてケーキに作用し
、濾布に食込んだ粒子を浮上させることによりケーキの
剥離性を良好なものにするからである。このような効果
はケーキが残留水分の多いスラッジ状のものでは望むへ
くもなく、濾布のＵ詰まり防止上毛黄なものである。而
して、末完り１の装置においてはケーキの取り出し作業
が非常に簡単となり、濾布全体の清浄も筒単にブラシを
かける程度で足り、必然的に濾布の耐久寿命も長くなる
。又。

減圧ポンプによる減圧度及び押圧ビストノによる押圧力
は含水汚泥の性質に応じて最良の脱水効果が得られるよ
うに任意にその調整ができる。

【図面の簡単な説明】

図１は装置全体を示した正面図、図２は装置の要部断面
図１図３から図６は作動状態を示した惰略図１図７は加
圧濾過法又は真空註−法における脱水進行状態での濾布
面近傍の断面図、　□ＵＡ８は加圧・吸引力が作用して
いる脱水進行状態での濾布面近傍の断面図を示す。 各図において、１・・・固定設置板、２・・・梁、３及
び４・・・支持板、５・・・カイト、６・・・油圧シリ
ンダ、７・・・加圧槽、８・・・油圧シリンダ、９・・
・押圧ピストン、１０・・・底盤、１１及び１２・・・
タンク、１３・・・ｊｔ又はパルプ、１４・・・原料投
入口、１５・・・排水用細小孔、１６・・・濾布、１７
・・・加圧面盤、１８・・・中空空間、１９・・・スペ
ーサー、２０・・・排気口、２１・・・排水口、２２・
・・蓋盤、２３・・・ロッド、２４・・・排水用細小孔
、２５・・・濾布。 ２６・・・加圧面盤、２７・・・中空空間、２８・・・
スペーサー、２９・・・排気口、３０・・・排水口、３
１・・・蓋盤、３２及び３３・・・ポート、３４・・・
弁付きポート、３５及び３６・・・ポート、３７・・・
弁付きポート、３８及び３９・・・減圧ポンプ、４０・
・・プッシャー、４１・・・スライサー、４２・・・コ
／へ７−　を示す。 代理人　弁理士　水　井　利　和 図７ 図８

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 開放・封鎖の可能な原料受入口を有する略円筒状の可動
   加圧槽、該加圧槽の内側に嵌合し多数の排水用細小孔が
   穿設され、その表面に濾布を施した加圧面盤に排気口（
   Ａ）及び排水口 （Ｂ）を略対称位置に穿設した蓋盤を中空空間を介して
   重着した押圧ピストン、該加圧槽の内側に嵌合し多数の
   排水用細小孔が穿設され、その表面に濾布を施した加圧
   面盤に排気口（Ｃ）及び排水口（Ｄ）を略対称位置に穿
   設した蓋盤を中空空間を介して重着した固定底盤、上側
   に２ポート（Ｅ）及び（Ｆ）、下側に弁付ポート（Ｇ）
   を設けたタンク、２台の減圧ポンプ （Ｋ）及び（Ｌ）とからなり、加圧槽、押圧ピストン、
   及び底盤を一軸上略水平に並設し、それらの下側に２個
   のタンクを並設し、減圧ポンプ（Ｋ）と排気口（Ａ）及
   びポート（Ｆ）を、排水口（Ｂ）とポート（Ｅ）をそれ
   ぞれ柔軟なパイプで、減圧ポンプ（Ｌ）と排気口（Ｃ）
   及びポート（Ｉ）を、排水口（Ｄ）とポート （Ｈ）をそれぞれパイプで連通した含水汚泥の脱水、固
   形化装置。