JPS62247810A - 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脱水する装置に係り、
特に汚泥ケーキを自撚可能な程度に圧搾脱水する装置に
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３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、さらに低
含水率の汚泥を得るには連通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
る前処理を施して調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１然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ろ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。さら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。さら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。

さらに従来あるフィルタープレスでは圧力流体による高
圧力により圧搾することが、またダイヤフラムにより均
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ろ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〕

上記目的達成のために２本発明においては１次のような
技術的手段を採用したのである。

すなわち第１の発明においては。

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、　前記圧搾板の表面には可撓性を有するダイヤフラ
ムを装着すると共に、このダイヤフラムの背面側に圧力
流体源と連通ずる流体室を設ける。

Ｃ８前記ろ過板の表面にはろ布および多数の貫通孔を有
する保護板を設けると共に、この保護板の背面側に外部
へ通ずる排水口と連通ずる多数のろ液溝を設ける。

Ｄ、　前記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排出面が圧搾板の上部表面に臨むよ
うに設ける。

Ｅ、　前記ダイヤフラムを盆状若しくは皿状、変形自在
および周縁部が前記ろ過板表面と摺動自在となるように
形成する。

Ｆ、　　さらに前記ダイヤフラム上方の一部を通常は表
面側に突出させ背面側に負圧を印加することにより背面
側に反転して内容積を変化自在に形成する。

また第２の発明においては。

八、　圧搾板を互いに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、　前記圧搾板の表面には可撓性を有するダイヤフラ
ムを装着すると共に、対向する一方の圧搾板のダイヤフ
ラムの表面にろ布を張設しかつ両方のダイヤフラムの背
面側に圧力流体源と連通ずる流体室を設ける。

Ｃ１前記圧搾板の上方には汚泥供給装置をその供給シュ
ート排出面が何れか一方の圧搾板の上部表面に臨むよう
に設ける。

Ｄ、　前記ダイヤフラムを盆状若しくは皿状、変形自在
および周縁部が前記他の圧搾板表面と摺動自在となるよ
うに形成する。

Ｅ、　　さらに前記シュート排出面に臨む圧搾板に装着
したダイヤフラム上方の一部を通常は表面側に突出させ
背面側に負圧を印加することにより背面側に反転して内
容積変化自在に形成する。

Ｆ、　前記ろ布を張設した圧搾板に装着したダイヤフラ
ムのろ布対向面には外部へ通ずる排水口と連通ずる多数
の溝を設ける。

という技術的手段を各々講じたのである。

〔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を設けると共に、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
うに下方が解放する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１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１　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１
１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の上部表面にしｎむように設け、かつシュー）１
３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。而してダイヤフラム１６の上方の一部は１通常
は表面側に突出させた状態に形成しておき、背面側に負
圧を印加した場合には鎖線１６ｂで示すように背面側に
反転して、内容積が増大するように形成する。このよう
にダイヤフラム１６の一部を反転させる範囲は、ダイヤ
フラム１６の寸法および容量等によって異なるが、前記
汚泥供給用のシュート１３との関係を勘案して、第３図
に示ずｌ−Ｔ寸法が１０〜３００＋ｕ、好ましくは５０
〜１００ｍｍとするのがよい。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。１８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３０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ｖｉ、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、外部に解放する
排出口１９と連通させる。

なお２３はろ過室であり、ダイヤフラム１６およびろ布
２６が形成する空間である。

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が定量になると、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。この場合ダイヤフラム１６は、
第３図において流体室１７に負圧を印加した状態、すな
わち鎖＆’ｊｌ１６ｂで示すように背面側に反転して、
内容積を増大した状態としであるから、前記汚泥のろ過
室２３内への投入を円滑に行うことができる。ろ過室２
３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およびろ
布２６を介して汚泥堆積を挟持した状態となる。而して
ダイヤフラム１６の背面側に印加した負圧を解除すれば
、ダイヤフラム１６は第３図に実線で示すように１反転
していた上部が表面側に突出した状態に復帰する。次に
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／　ｃ−）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ろ液とし
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。

上記のダイヤフラム１６による汚泥圧搾の状態を第５図
によって説明する。同図において、同一部分は前記第１
図〜第４図と同一の参照符号で示す。

第５図（ａ）は汚泥投入前の状態を示し、ダイヤフラム
１６は上方の一部を表面側に突出した状態となっている
。次に流体室１７に負圧を印加すると第５図（ｂ）に示
すように、ダイヤフラム１６の上方の一部は背面側に反
転して内容積を増大すると共に３汚泥供給用のシュート
１３（図示せず、第４図参照）に臨む部分を開口して、
汚泥の投入を円滑にする。第５図（ｃ）は調質粒状汚泥
２９の投入が完了した状態を示す。次ｔこ第５図（ｄ）
は、圧搾板２を下降させて調質粒状汚泥２９をダイヤフ
ラム１６とろ過板３との間に挟持した状態を示す。この
状態から流体室１７の負圧印加を解除すると、ダイヤフ
ラムｌＧ上方の一部は、第５図（ｅ）に示すように表面
側に突出して原形を復帰し、ダイヤフラム１６の表面ば
調質粒状汚泥２９と隙間なく密着した状態となる。この
状態で圧搾脱水を行えば、汚泥相互間の内部流動若しく
は剪断現象等の不都合の発生を防止できるのである。す
なわち、第６図に示すように、ダイヤフラム１６に何等
特別の配慮をしない場合においては、圧搾板２とろ過板
３とを密着させた状態では、第６図（ｂ）に示すように
調質粒状汚泥２９の上方のダイヤフラム１６内に空隙２
９ａを生じる。従ってこの状態で圧搾脱水をするとダイ
ヤフラム１６内において、汚泥相互間に内部流動若しく
は剪断現象を惹起することとなるのである。

一定時間経過後、第１図において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とをある一定間隔で保持し、脱水ケーキの排
出を円滑に行わせる。次に再び圧搾板２はビス１−ンロ
ソド９を介して締結板１４を前進させろ過板３と密着さ
せ１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。

第７図は本願の第２の発明の実施例を示す要部拡大断面
図であり、前記第３図と対応するもので。

同一部分は同図と同一の参照符号で示す。同図において
、２ａば圧搾板であり１表面にダイヤフラム１６Ｃを装
着し、さらにその表面に一定間隔を介してろ布３２を張
設する。すなわちダイヤフラム１６Ｃは盆状若しくは皿
状にかつ変形自在に形成し。

かつダイヤフラム１６ｃの表面に第８図に示すように取
付部３４を一体的に突設し、押え板４２およびポルト３
３を介してろ布３２を固着すると共に、第７図に示すよ
うにろ布３２の周縁部はダイヤフラム１６ｃと共に、押
え板２７によって圧搾板２ａの表面に固着する。次にダ
イヤフラム１６ｃの表面には第９図に要部拡大平面図で
示すように、多数の溝３７を設ける。すなわちダイヤフ
ラム１６Ｃの表面に直方体状の突起３５を一体にかつ一
定の間隔を置いて１例えば千鳥状に配設すれば、突起３
５相互間および突起３５と閉鎖状に形成した周縁部３６
との間に多数の溝３７を形成することができる。次に３
８は排出口でありダイヤフラム周縁部の適宜位置に穿設
し、一方を前記溝と、他方を圧搾板２ａの下方に設けた
外気と通ずる排出口４１と、若しくは圧搾板２ａの上方
に設けた外気と通ずる吸気口４０と各々連通させる。

第１０図はダイヤフラムの他の実施例を示す要部平面図
であり、突起３５を短円柱状に形成し、かつそれらを千
鳥状に配設したものである。

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
するが、装置全体の動作は前記第１の発明における実施
例と同一であるので省略し、前記と異なる点のみを第７
図を参照して説明する。同図において、ダイヤフラム１
６および１６ｃの背面に形成した流体室１７に圧力流体
を導入すると、ダイヤフラム１６および１６Ｃは鎖ｍ１
６ａに示すように変形して５画質粒状汚泥２９を圧搾す
る。この場合汚泥中に含まれる水分はる液としてろ布３
２を通過して、ダイヤフラム１６Ｃの表面に形成された
多数の溝３７を（第９図および第１０図参照）を介して
、排出口４１を経て系外に排出される。而して前記発明
の実施例と同様に、排出口４１を負圧源に、若しくは吸
気口４０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作用がある。一定時間後、圧力流体
の印加を解いて圧搾板２ａ、２ｂを解放する以後の動作
は、前記発明の実施例と同様である。

上記の各実施例においては圧搾板２若しくは２ａ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若しくは圧搾板２ｂが下降しても作用は
同一であり、圧搾板２，２ａとろ過板３若しくは圧搾板
２ｂとの間に垂直方向の相対移動があればよい。また次
サイクルの汚泥を受は入れるために、圧搾板２，２ａを
上昇させる場合、圧搾板２とろ過板３若しくは圧搾板２
ａ、２ｂが密着した状態で上昇する例を示したが。

これらが解放状態で上昇した後、ピストンロッド９を介
して締結板１４を前進させて密着状態にさせてもよい。

さらに圧搾板２，２ａとろ過板３若しくは圧搾板２ｂ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２，２ａと
ろ過板３若しくは圧搾板２ｂ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若しくは１６Ｃを構成する材料は
ゴムのみに限定せず、圧搾板２．２３とろ過板３若しく
は圧搾板２ｂとの間に挟持された状態で調質粒状汚泥２
９を対向するろ布２６若しくは３２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若しくは１６ｃ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。またさらに上記実施
例においては、圧搾板２とろ過板３若しくは圧搾板２ａ
との間隔保持手段として、チェノ３０を使用する例を示
したが、チェノの他にもローブ。

ベルトその他の間隔保持手段を使用できる。

また第２の発明において、ダイヤフラム１６ｃのろ面対
向面に設ける突起３５の形状は自由に選定でき、要する
に汚泥からのろ液が流通する溝３７が形成される限り、
形状には制限はない。また突起３５の配設に当たっては
、ダイヤフラム１６Ｃを構成する材料と同一かつ一体化
する構成にするのみでなく、異種材料による突起３５を
ダイヤフラム１６Ｃ上に接着手段等により配設してもよ
い。またろ布３２を圧搾板２ａに張設した例を示したが
、圧搾板２ｂに張設してもよく、要するに一方の圧搾板
２ａ若しくは２ｂに張設すればよい。

Ｃ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。

（２）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。

（３）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。

（４）　　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解放防止に必要最
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（ａ）〜（ｅ）は第３図に示すダイヤフラムの動作説
明図、第６図（ａ）（ｂ）は比較例におけるダイヤフラ
ムの状態説明図、第７図は他の発明の実施例を示す要部
拡大断面図、第８図は第７図におけるＢ部拡大断面図、
第９図は第７図の実施例における要部拡大平面図、第１
０図は他の実施例における要部拡大平面図である。 ２．２ａ：圧搾板、３：ろ過板、８：油圧シリンダー、
１１：昇降装置、　　１６，１６ｃ　：ダイヤフラム。 ２５：保護板、　２６．３２：ろ布。

Claims (2)

【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
   対向させ、かつ垂直および水平両方向相対移動自在に配
   設し、前記圧搾板の表面には可撓性を有するダイヤフラ
   ムを装着すると共に、このダイヤフラムの背面側に圧力
   流体源と連通する流体室を設け、前記ろ過板の表面には
   ろ布および多数の貫通孔を有する保護板を設けると共に
   、この保護板の背面側に外部へ通ずる排水口と連通する
   多数のろ液溝を設け、前記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排出面が圧搾板の上
   部表面に臨むように設け、前記ダイヤフラムを盆状若し
   くは皿状、変形自在および周縁部が前記ろ過板表面と摺
   動自在となるように、さらにダイヤフラム上方の一部を
   通常は表面側に突出させ背面側に負圧を印加することに
   より背面側に反転して内容積を変化自在に形成したこと
   を特徴とする汚泥の高圧脱水装置。
2. （２）圧搾板を互いに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し
   、前記圧搾板の表面には可撓性を有するダイヤフラムを
   装着すると共に、対向する一方の圧搾板のダイヤフラム
   の表面にろ布を張設しかつ両方のダイヤフラムの背面側
   に圧力流体源と連通する流体室を設け、前記圧搾板の上
   方には汚泥供給装置をその供給シュート排出面が何れか
   一方の圧搾板の上部表面に臨むように設け、前記ダイヤ
   フラムを盆状若しくは皿状、変形自在および周縁部が前
   記他の圧搾板表面と摺動自在となるように、さらにシュ
   ート排出面が臨むダイヤフラム上方の一部を通常は表面
   側に突出させ背面側に負圧を印加することにより背面側
   に反転して内容積を変化自在に形成すると共に、前記の
   一方の圧搾板に装着したダイヤフラムのろ布対向面には
   外部へ通ずる排水口と連通する多数の溝を設けたことを
   特徴とする汚泥の高圧脱水装置。