JPS62227600A - 汚泥の高圧脱水装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、汚泥に内在する水分を自燃可能な程度まで圧
搾脱水する装置に係り、特に圧搾脱水中の汚泥の密封装
置の改良に関するものである。

〔従来の技術〕

従来産業排水もしくは都市下水の沈殿槽または濃縮槽等
から回収した汚泥は２重力脱水、真空脱水、遠心脱水、
ベルトプレス、フィルタープレス等の脱水手段により脱
水するのが最も一般的である。しかしこのような脱水手
段では、含水率が６５〜８０％が限度であり、更に低含
水率の汚泥を得るには通風乾燥もしくは天日乾燥によら
ざるを得なかった。しかしながら、これらの乾燥手段に
おいては、広大な占有面積を必要とするのみならず、悪
臭を発散する等の環境汚染を誘起する欠点がある。また
もう一つの乾燥手段に加熱方式によるものがあるが、こ
の場合多量の燃料を要する等の問題点がある。このよう
な問題点を解決するために開発された手段として、含水
率７０〜８０％程度に脱水した汚泥ケーキを破砕細粒化
した後。

各々の粒子表面に透水性乾燥粉体を付着させる前処理を
施してｉＪｌ質粒状汚泥を形成し、これをさらに脱水す
る方法がある。この方法に用いられる脱水装置としては
１例えば特開昭５９−１９３７９２号公報に記載される
ような圧搾プレスによるものがある。すなわち圧搾プレ
スの上下ろ過板間に。

ろ布を回動自在に設け、ろ布間に収容した汚泥堆積を圧
搾プレスにより圧搾することにより、汚泥中の水分を強
制的に排出しようとするものである。

それと共に被脱水物である汚泥に高圧搾力を印加できる
可能性のある脱水機としてフィルタープレスが考えられ
る。すなわち一対のろ過板を互いに対向させてろ過室を
形成し、該ろ過室内に汚泥スラリーを圧入した後、ろ過
板内に介装したダイヤフラムによって圧搾することによ
り、汚泥中の水分を強制的に排出しようとするものであ
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前記公報記載のような圧搾プレスによれば、汚泥中の水
分が排水されて、自燃可能な程度まで含水率を低下させ
ることができるのであるが、圧搾効率の点で未だ改良の
余地が存在する。すなわち汚泥の圧搾は、上下ろ過板す
なわち剛体によるものであるため、圧搾中に堆積汚泥粒
間の内部流動もしくは汚泥粒の剪断現象を誘起する。こ
のような現象が現われた場合には、汚泥粒内及び粒間の
毛細管から構成されるる液排出のための所謂「水路（み
ずみち）」が破壊される結果、脱水効率を低下させるこ
とになる。更に不規則な自由表面を有する堆積汚泥を、
規則的な平面を有する剛体により圧搾するため、汚泥に
対する圧力伝播が不均一であり、これも同様に脱水効率
を低下させる原因となる。更にまた汚泥を直接的に圧搾
させる形式であるため、比較的大なるエネルギーを要し
。

装置全体が大型となり、設置に要する占有面積が大であ
る等、未だ改良すべき点が存在するのである。

更に従来あるフィルタープレスでは圧力流体による高圧
力で圧搾することが、また、ダイヤフラムによる均一圧
搾することが可能であるにもかかわらず、フィルタープ
レスの大きな特徴である濾過室の多室構造化が可能であ
ることを継承しながら、調質粒状汚泥などの固形物を脱
水するためには、固形物の供給方法が解決困難な問題で
あった。

本発明は上記のような点を解決する目的で創作されたも
のであり、調質粒状汚泥などの固形物を内部流動もしく
は剪断現象を誘起せずに均一かつ効率よく圧搾脱水する
ダイヤプラム式脱水装置であり、特に汚泥の供給時およ
び圧搾脱水時における密封手段を改良したダイヤフラム
式脱水装置を提供することを目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点解決のために２本発明においては。

Ａ、圧搾板とろ過板とを垂直表面を介して水平方向に対
向させ、かつ垂直および水平両方向相対移動自在に配設
する。

Ｂ、前記圧搾板およびろ過板の少なくとも一方に可撓性
材料からなるダイヤフラムを装着する。

Ｃ，ダイヤフラムと対向する圧搾板および／またはろ過
板にはろ布を張設する。

Ｄ、圧搾板およびろ過板の上方には汚泥供給装置をその
供給シュートがダイヤフラムを装着した圧搾板またはろ
過板の上部表面に臨むように設ける。

Ｅ、前記ろ過板または圧搾板の表面には対向するダイヤ
フラムを包囲するように弾性材料からなる内側シールお
よび外側シールを設ける。

Ｆ、内側シールの圧縮率を外側シールの圧縮率より小さ
く形成する。

Ｇ、内側シール表面と圧搾板における密着面との距離よ
りも外側シール表面と圧搾板における密着面との距離を
小に形成する。

という技術的手段を採用したのである。

〔実施例〕

第１図および第２図は各々本発明の実施例を模式的に示
す正面図および第１図のＡ−Ａ線断面図である。両図に
おいて１はフレームであり、長手方向両端部に支持板１
ａ、ｌｂを各々一体的に設け、支持板１ａ、ｌｂ間には
それらの上部にガイドロッド６を２水平行に設ける。次
に支持板１ｂには油圧シリンダー８ぞ設けると共に、シ
リンダー８のピストンロッド９の先端部には締結板１４
を装着する。而して支持板１ａおよび締結板１４には後
述するろ布を表面に装着したろ過板１５を対向させて固
着する。ろ過板１５．１５間には圧搾板２およびろ過板
３を交互に配設する。すなわち圧搾板２およびろ過板３
の両側面部に固着したガイド４ａ、４ｂを介して前記ガ
イドロッド６と係合させる。なお圧搾板２に固着するガ
イド４ａは、第２図に示すように下方が開放するＵ字形
の溝を設ける。而して隣接する圧搾板２およびろ過板３
とを略同−長さのチェノ３０によって連結する。従って
圧搾板２およびろ過板３はピストンロッド９の作動によ
り９両者の密着離脱が自在であると共に水平方向移動自
在である。次に１１は昇降装置であり、フレーム１上に
設けると共に、ガイドロッド７に装着したガイド５を介
して前記圧搾板２と摺動自在かつ係脱自在とする。従っ
て昇降装置１１の作動により、圧搾板２は垂直方向に移
動自在である。次に圧搾板２およびろ過板３の上方には
汚泥ホッパー１２を設け、その直下に汚泥供給用のシュ
ート１３を圧搾板２の上部表面に臨むように設け、かつ
シュート１３はろ過板３に固着して水平方向移動自在と
する。

次に第３図は圧搾板２およびろ過板３が密着した状態を
示す要部拡大断面図である。同図において１６はゴム等
の可撓性材料からなるダイヤフラムであり、盆状若しく
は皿状にかつ変形自在に形成して、圧搾板２の表面に装
着する。２７は押え板であり、ダイヤフラム１６の周縁
部を圧搾板２の表面に固着する。ダイヤフラム１６の背
面と圧搾板２の内面との間には流体室１７を設ける。１
８は圧力流体供給口であり、前記流体室１７と連通させ
ると共に、配管系を介して圧力流体供給装置（図示せず
）と連結する。次にろ過板３の表面にはろ布２６および
多数の貫通孔を有する保護板２５を設け１周縁部を押え
板３１を介してろ過板３の表面に固着する。而して保護
板２５の背面とろ過板３の内面との間には多数の溝（図
示せず）からなるろ液室２４を設けると共に、外部に開
放する排出口１９と連通させる。なお２３は口過室であ
り、ダイヤフラム１６およびろ布２６が形成する空間で
ある。

次に第５図は第３図におけるＢ部拡大図であり。

同一部分は第３図と同一の参照符号で示す。同図におい
て２２は内側シールであり、ゴム合成樹脂等の弾性材料
によって、自由状態における横断面形状を円形に形成す
ると共に、対向して配設するダイヤフラム１６を包囲す
るように形成し、ろ過板３に設けた溝２２ａ内に配設す
る。次に２１は外側シールであり、前記内側シール２２
と同様な弾性材料によって、自由状態における横断面の
一部の輪郭が略円形若しくは楕円形となるように。

かつ内部に中空部２１ａが存在するように形成する。さ
らに外側シール２１は、前記内側シール２２の近傍の外
方に、これを包囲するように形成し。

周縁の平坦部２１ｂに押え板２７を介装して、ろ過板３
の表面に装着する。上記内側シール２２および外側シー
ル２１は、各々の表面を対向する圧搾板２に設けた押え
板２７の表面と密着するように配設するのであるが、内
側シール２２表面と押え板２７表面との距離よりも、外
側シール２１表面と押え板２７表面との距離を小さく形
成する。

すなわち外側シール２１が内側シール２２よりも先に押
え板２７の表面に密着するように形成する。

さらに内側シール２２の圧縮率を外側シール２１の圧縮
率より小さく形成する。

以上の構成により汚泥を圧搾脱水する作用について記述
する。まず第１図に示すように圧搾板２およびろ過板３
が密着状態において（油圧シリンダー８が作動しない状
態）、昇降装置１１を作動させてガイドロッド７および
ガイド５を介して。

圧搾板２を上昇させる。第４図において供給コンベヤ（
図示せず）から汚泥ホッパー１２へ投入した調質粒状汚
泥２９が定量となると、ホッパーゲート２８が開き、汚
泥は直下に移動したシュート１３を介して圧搾板２とろ
過板３との間に生じた空隙よりろ過室２３内へ投入され
る。ろ過室２３への汚泥の投入が完了すると、圧搾板２
は昇降装置１１の作動により下降位置まで下がる。この
状態で脱水準備が完了し第３図に示すように、圧搾板２
とろ過板３との間にダイヤフラム１６及びろ布２６を介
して汚泥堆積を挟持した状態となる。

そして油圧シリンダー８を作動して、圧搾板２およびろ
過板３を強固に締結した後、圧力流体供給装置から配管
系（いずれも図示せず）を介して。

圧力流体供給口１８を経て流体室１７内に圧力流体（例
えば５０ｋｇ／ｃｏＯを導入すると、その圧力によりダ
イヤフラム１６は水平方向に均一に押圧されて調質粒状
汚泥２９を圧搾し、ダイヤフラム１６は鎖線１６ａで示
すように変形する。汚泥中に含まれる水分はる液として
ろ布２６及び保護板２５を通過し、ろ液室２４に配設し
た多数の溝を介して排出口１９から系外へ排出される。

この場合排出口１９を負圧源もしくは吸気口２０を加圧
空気源と接続すると、汚泥からのる液の排出をより促進
する効果がある。一定時間経過後、圧力流体の印加を解
きピストンロッド９を介して締結板１４を後退させるこ
とにより、圧搾板２とろ過板３とを離脱させて脱水ケー
キを系外へ排出する。

この場合チェノ３０により圧搾板２とろ過板３とをある
一定間隔に保持し、脱水ケーキの排出を円滑に行わせる
。次に再び圧搾板２はピストンロッド９を介して締結板
１４を前進させろ過板３と密着させ次に昇降装置１１を
介して上昇し、この状態で次へのサイクルのための汚泥
の受入れが可能となる。

次に上記汚泥の圧搾脱水する場合における内側シール２
２および外側シール２１の作用について記述する。まず
第４図に示す汚泥の供給時においては、圧搾板２とろ過
板３とは単に密着した状態であり９両者間には面圧２〜
３　ｋｇ　／　ｃｆｆｌ程度しか作用していない。すな
わち、この状態においては。

供給した汚泥をダイヤフラム１６が形成する空間内に単
に支持しているのみでよい。従ってこの場合には、第５
図に示すように、外側シール２１は鎖線にて示すように
押え板２７の表面に密着し。

外形および中空部２１ａを自由状態における円形から楕
円形に変化させてダイヤフラム１６内に汚泥を密封支持
する。汚泥の供給が完了した後、圧搾板２を下降させて
圧搾板２とろ過板３とを強固に押圧した場合には、ダイ
ヤフラム１６を包囲する内側シール２２が圧搾板２に設
けた押え板２７の表面に密着して、　　５　Ｑ　ｋｇ／
ＣｒＡ若しくはそれ以上に及ぶ高圧脱水時の面圧に抗し
て、汚泥の完全な密封を確保するのである。

本実施例においては、内側および外側各シール２２．２
１の横断面形状を自由状態において外形および中空部を
各々円形に形成した例を示したが。

上記両者の形状は円形以外の楕円形若しくは多角形等の
他の閉鎖幾何学的形状を選定することができ、要するに
横断面形状の変化によって汚泥の密封作用を生ずるもの
であればよい。従って外側シール２１は横断面形状を無
垢としてもよく、圧縮率を例えば１５％以上若しくは外
側シールを形成する弾性材料の硬度がＨｓで６０以下で
あればよい。また本実施例においては圧搾板２が上昇す
ることにより生じた空隙から汚泥を投入する例を示した
が、ろ過板３が下降しても作用は同一であり。

圧搾板２とろ過板３との間に垂直方向の相対移動があれ
ばよい。

次サイクルの汚泥を受は入れるために圧搾板２を上昇さ
せるのに圧搾板２とろ過板３が密着状態で上昇する例を
示したが圧搾板２．ろ過板３が開枠状態で上昇した後、
ピストンロッド９を介して締結板１４を前進させ密着状
態にさせてもよい。

また圧搾板２とろ過板３の開閉、圧着の動作を油圧シリ
ンダー８による直動の例を示したが、トグル機構等を利
用して油圧シリンダーを小形化することも可能であり、
要するに圧搾板２′とろ過板３とを水平方向に移動自在
に配設し、圧力流体供給口１８を介し流体室１７へ供給
される流体の圧力に抗する反力を有する機能がある限り
、他の形式の装置でもよい。また昇降装置１１はガイド
ロッド７をチェノを介し回動自在に配設する等、圧搾板
２が水平方向の任意の位置で上下方向に昇降する機能を
有するものである限り、他の形式の昇降装置でもよい。

さらにダイヤフラム１６を構成する材料はゴムのみに限
定せず、圧搾板２とろ過板３との間に挟持された状態で
調質粒状汚泥２９を対向するろ布２６とで包み込み、か
つ流体圧力により変形し得る限り他の可撓性材料を選定
できる。

尚、ダイヤフラム１６の背面への圧力印加流体としては
水が最も一般的であるが、油、空気等信の流体も使用で
きる。また更に本実施例においては。

圧搾板２とろ過板３との間隔保持手段として、チェノ３
０を使用する例を示したが、チェノの他にもロープ、ベ
ルトその他の間隔保持手段を使用できる。

〔発明の効果〕

本発明の汚泥の高圧脱水装置は以上記述のような構成及
び作用であるから、下記のような効果を奏することがで
きる。

（１）　　汚泥をダイヤフラム内に供給する場合には。

シールの形状変形のみで支持するから、圧搾板とろ過板
との相対移動における摩擦抵抗が極めて小さく、シール
およびダイヤフラム等の構成部材の摩耗が少なく、長期
間の使用に耐え得る。

（２）汚泥の圧搾脱水時には、シール内に存在する空間
部は場合によっては消滅する程大巾な変形が可能である
から、汚泥の密封作用を完全に遂行することができる。

（３）汚泥は可撓性材料から形成するダイヤフラムによ
り均一に圧搾されるから、汚泥内には汚泥粒の内部流動
もしくは剪断現象が誘起されない。

汚泥粒内及び粒間の毛細管から構成されるる液排出のた
めの所謂「水路（みずみち）」が破壊されることなく、
脱水効率を著しく向上させ得る。

（４）不規則な自由表面を有する堆積汚泥に対しても、
ダイヤフラムが可撓性を有するため容易に汚泥表面に順
応する結果、流体圧力の伝播が均一であり、脱水効率が
高い。

（５）汚泥を圧搾する手段は専ら流体圧によるものであ
るため、従来の圧搾プレスと比較して大型のラムもしく
はピストン等の流体圧駆動装置が不要であり、装置全体
がコンパクトかつ占有面積が小さい。

（６）　　ろ過室室数を増やすだけで大容量化が可能で
あり、圧力流体による圧搾力が内力として相殺され、締
結力は一室分の圧搾力に打ち勝ちかつ開放防止に必要最
小限に低減できるため、従来の圧搾プレスに比べて全ろ
過面積当たりの必要圧力を小さくできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を模式的に示す正面図。 第２図は第１図のＡ−Ａ線断面図、第３図は圧搾板およ
びろ過板の要部拡大断面図、第４図は動作説明図、第５
図は第３図におけるＢ部拡大図である。 ２：圧搾板、３：ろ過板、８：油圧シリンダー。 １１：昇降装置、１６：ダイヤフラム、２１：外側シー
ル、２２：内側シール、２５：保護板、２６：ろ布。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）圧搾板とろ過板とを垂直表面を介して水平方向に
   対応させ、かつ垂直および水平両方向相対移動自在に配
   設し、前記圧搾板およびろ過板の少なくとも一方に可撓
   性材料からなるダイヤフラムを装置し、ダイヤフラムと
   対向する圧搾板および／またはろ過板にはろ布を張設し
   、圧搾板およびろ過板の上方には汚泥供給装置をその供
   給シュートがダイヤフラムを装着した圧搾板またはろ過
   板の上部表面に臨むように設け、前記ろ過板または圧搾
   板の表面には対向するダイヤフラムを包囲するように弾
   性材料からなる内側シールおよび外側シールを設け、内
   側シールの圧縮率を外側シールの圧縮率より小さく形成
   すると共に、内側シール表面と圧搾板における密着面と
   の距離よりも外側シール表面と圧搾板における密着面と
   の距離を小に形成したことを特徴とする汚泥の高圧脱水
   装置。
2. （２）外側シール横断面形状において中空部が存在する
   特許請求の範囲第１項記載の汚泥の高圧脱水装置。
3. （３）内側シールおよび外側シールの横断面外形が自由
   状態において円形若しくは楕円形である特許請求の範囲
   第１項記載若しくは第２項記載の汚泥の高圧脱水装置。
4. （４）外側シールの圧縮率が１５％以上である特許請求
   の範囲第１項〜第３項何れかに記載の汚泥の高圧脱水装
   置。
5. （５）外側シールを形成する弾性材料の硬度（Ｈｓ）が
   ６０以下である特許請求の範囲第１項〜第４項何れかに
   記載の汚泥の高圧脱水装置。