JPS642405B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 この発明は下水処理場あるいはし尿処理場等の
処理工程で生じた汚泥等の泥漿を脱水処理する電
気浸透式脱水機に関する。

〔従来技術とその問題点〕

頭記処理場で発生する汚泥は、環境汚染の問題
もあつてそのまま河川などに廃棄することなく、
脱水処理してケーキ化した上で埋立、焼却ないし
はコンポスト化して肥料に再利用するようにして
いる。この場合に汚泥脱水ケーキの含水率が50％
以下であれば、焼却炉での自然焼却が可能である
し、またコンポスト化プロセスにおける汚泥含水
率の調整が容易となることから、脱水機の性能と
しては脱水処理後のケーキの含水率を50％程度ま
で低下させることが一応の目標とされている。

しかして、有機物が主成分である前記汚泥は水
との結び付が強く脱水が困難であつて、既存の機
械式脱水機では、例えば消石灰などの多量の凝集
剤を用いて濃縮処理を行つても高々脱水ケーキの
含水率60％程度が脱水限界であり、それ以上に脱
水率を高めることは実用的困難であるとされてい
る。このために脱水性能の向上策として電気浸透
法を利用した脱水機が一部で開発されるようにな
つている。その一例として既存のベルトプレス式
脱水機のプレスベルトとフイルタベルトを対向電
極として両者間に電圧を印加し、ベルト間に供給
される汚泥に機械的な圧搾力を加えつつ電場を作
用させることにより電気浸透脱水を行うようにし
たものが知られている。（特開昭53−16376号公報
参照） 次にかかる電気浸透式脱水機の従来例を第１図
に示す。図において、１，２はそれぞれ左右一対
のスプロケツト１ａ，１ｂおよび２ａ，２ｂの間
に架け渡したプレスベルトおよびフイルタベルト
であり、両ベルトは相互間に間隔を隔てて相対向
するように平行配置されており、両者間に泥漿圧
搾通路３を画成している。またフイルタベルト２
は駆動モータ４により矢印Ａ方向に駆動され、か
つその下方には系外の排水路に通じる水受皿５
が設置してある。一方、前記の各ベルト１，２は
電極を兼ねるように導電性材から作られており、
スプロケツトを介して電源装置６の陽極側がプレ
スベルト１へ、陰極側がフイルタベルト２へそれ
ぞれ接続配線されている。また泥漿圧搾通路３は
その左端を入口、右端を出口として、入口側には
泥漿供給ホツパ７が、出口側にはシユート８を介
して脱水ケーキ受け容器９が配備してある。

上記構成において、プレスコンベア１とフイル
タベルト２との間に電圧を印加しつつホツパ７よ
り供給した高含水率の泥漿１０を泥漿圧搾通路３
に沿い、ベルト間にサンドウイツチ状に挾んで矢
印Ｐ方向へベルト搬送すれば、泥漿１０には機械
的な圧搾力に加えて電場が作用し、泥漿中の水に
は正に電荷されて陰極側のフイルタベルト２の方
へ向けて流動して放電し、ここからフイルタベル
ト２を透過して水受皿５に滴下して系外に排出
される、いわゆる電気浸透脱水が行われる。これ
に対し脱水された泥漿はケーキ化され脱水ケーキ
１０′となつて通路３の出口より送り出され、シ
ユート８を経て容器９へ回収される。

一方、上記脱水方式における電気浸透による
過効果は電極間の印加電圧を一定とすれば、電場
の強さおよび泥漿の通電性が高い程その効果は大
きい。ところで第１図のように入口から出口へ向
けて泥漿圧搾通路内を搬送される泥漿１０は搬送
過程で次第に脱水が進行し、これに伴つて泥漿の
含水率も変化する。つまり入口側に近い領域では
泥漿の含水率が高く通電性も高いが、出口側へ進
むにしたがつて含水率が低下してその電気抵抗が
増大し、通電性が悪化する。この結果、泥漿圧搾
通路３の全域で十分な脱水効果を得ることができ
ない。勿論印加電圧をあらかじめ十分高く設定し
ておけば、ある程度の解決も可能であるが、この
方法では消費電力が増して経済運転が望めない。

このための解決策として、第２図に示すように
陽極側電極を兼ねたプレスベルトを泥漿圧搾通路
３に沿つてベルトフイルタ２と平行な複数段のプ
レスベルト１Ａ，１Ｂ，１Ｃに分割し、各分割プ
レスベルト１Ａ，１Ｂ，１Ｃごとにそれぞれ異な
つた電圧V₁，V₂，V₃（V₁＜V₂＜V₃）を印加する
ようにした方式が従来知られている。この方式に
よれば脱水の進行状況に合わせて印加電圧が段階
的に高く設定されているので、脱水進行に伴う電
気抵抗の増大分を補償して電場が強化され、これ
によつて余分な電力消費を押えつつ泥漿圧搾通路
の全域で効果的な電気浸透脱水を行うことが可能
となる。

しかしながら、上記方式を採用するにはプレス
ベルトを独立的に複数分割しなければならず、給
電回路を含めて構造が複雑となり製作費が高くな
る難点がある。さらに加えて、上記の構成のまま
では、実験の結果期待した脱水性能が得られない
ことが判明した。その主たる理由は次記の点にあ
る。すなわち泥漿は脱水の進行に伴つて含水率が
減少すると、その体積が減容する。このために平
行配置のプレスベルトとフイルタベルトとの間に
サンドウイツチ状に挾まれたまま搬送される泥漿
は、出口側へ近づくにしたがつて減容するので電
極と泥漿との密着性が悪化する。この結果泥漿へ
の通電性低下は勿論のこと、機械的な圧搾力も十
分に加わらなくなり、期待通りの脱水性能が発揮
できなくなる。機械的な圧搾力を可変にすること
を考慮した従来例として、特表昭56−500678号公
報や特開昭56−60603号公報に記載された装置が
知られている。しかしながらこれらの従来装置に
おいては、泥漿の流動性に応じて加圧力を調整す
る機能がないために脱水性能が不十分ないしは脱
水効率が低下する問題があつた。

〔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、上記従来機で述べた印加電圧の分割化を行
うような複雑手段を講じることなしに、その入口
から出口に至る泥漿圧搾通路の全域にわたり脱水
の進行に合わせて効果的に電気浸透作用および機
械的圧搾力を泥漿に加えることができるように巧
みに構成した高脱水性能の電気浸透式脱水機を提
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、この発明は陽極側
電極と陰極側電極との間に画成された泥漿圧搾通
路に泥漿を送り込み、この通路内での搬送過程で
泥漿を電気浸透脱水する脱水機において、対向電
極間の泥漿圧搾通路の所定の間隙を該通路の入口
から出口へ向けて次第に縮小して構成し、かつ泥
漿を前記所定間隙内で加圧可能なプレス装置を少
なくとも一方の電極側に備えたことにより、脱水
の進行に伴う泥漿の減容分を補償して通路全域に
わたり泥漿を電極に密着させて良好な通電性と強
い圧搾力を与えられるようにし、脱水性能の向上
を図るようにしたものである。

〔発明の実施例〕

第３図、第４図はそれぞれ異なるこの発明の実
施例を示すものである。このうち第３図の実施例
は、第１図と同様なプレスベルト１とフイルタベ
ルト２とを組合わせたベルトプレス方式の実施例
であり、電源装置６の陽極側は給電ローラ１１を
介して導電性のプレスベルト１に接続され、一方
の陰極側は泥漿圧搾通路３に沿つてフイルタベル
ト２の背面に密着するように配置された電極板１
２に接続されている。さらにプレスベルト１に対
向して泥漿搬送領域の背後には、油圧シリンダ１
３、調整ボルト１４等を介してプレスベルト１を
通路３へ向けて加圧するプレス装置１５が配備さ
れている。プレス装置１５は、調整ボルト１４、
油圧シリンダ１３以外にローラ５５、ローラ支持
板５６を備え、ローラ５５によりプレスベルト１
を介して泥漿を加圧する。調整ボルト１４は、ボ
ルト１４ａとナツト１４ｂとストツパー板１４ｃ
とから構成されており、ナツト１４ｂを回転させ
ることにより、ローラ支持板５６を上下方向へ移
動できるように構成している。このような調整ボ
ルト１４を設けることにより、油圧シリンダ１３
がローラ支持板５６およびローラ５５を介してプ
レスベルト１を加圧しても、ストツパー板１４ｃ
によつて規定される位置よりも下方にローラ支持
板５６が移動できないようにしている。このよう
に、プレス装置１５は泥漿の流動性状に応じて設
定する所定間隙内で加圧可能な構成としている。
かかる構成において、この発明によりプレスベル
ト１は陰極側電極１２を含むフイルタベルト２と
相対的に傾斜配置されており、かつその傾きはプ
レスベルト１とフイルタベルト２との対向面間に
画成されている泥漿圧搾通路３の入口側で電極間
の通路間隙D₁が大、出口側での通路間隙D₂が小
となる向きに定めてある。これにより、通路３は
その上下方向の幅寸法が入口から出口へ向けて漸
次縮小する形状になる。これにより泥漿圧搾通路
３の各位置における電位傾度、つまり電場の強さ
は入口から出口へ向けて漸増する。

上記構成により、ホツパ７より泥漿圧搾通路３
へ供給された汚泥等の泥漿１０はプレスベルト１
とフイルタベルト２との間に挾まれて出口側へ向
けてベルト搬送される。この搬送過程で機械的な
圧搾力に加えて電場による電気浸透が作用し、脱
水が進行する。この場合に、脱水の進行に伴つて
泥漿１０は含水率が減少して電気抵抗の増大およ
体積の減容化が進むが、一方ではプレスベルト１
とフイルタベルト２との間の通路間隙が出口へ向
けて次第に縮小し、一方電場の強さは漸増してい
るので、泥漿は体積の減容分および電気抵抗増加
分を補償してベルト１と２の間に密着しつつベル
ト側から強力な圧搾力と強い電場が加わり良好な
通電性が維持される。かくして泥漿圧搾通路３の
全行程域にわたり、効果的な電気浸透脱水を行わ
せることができ、これにより従来機では到達し得
なかつた低含水率まで泥漿を脱水することが可能
となる。さらに、泥漿の流動性状に応じた所定間
隙内で加圧可能なように、プレス装置１５を設け
る構成としたので、泥漿の流動性の大小に応じて
脱水空間の厚さと加圧力を調整することができ、 第４図の実施例は、第３図の実施例におけるプ
レスベルトの代りに陽極側電極として導電性の回
転ドラム１６を用い、この回転ドラム１６の周域
一部を取り巻くようにフイルタベルト２と重ね合
わせた陰極側の金属製プレスコンベア１７を対向
配置し、回転ドラム１６との対向面間に泥漿圧搾
通路３を画成したものである。なおプレスコンベ
ア１７はスプロケツト１７ａ〜１７ｄの間に張架
され、かつその泥漿圧搾通路域に対向して背面側
には第３図で述べたと同様なプレス装置１５が配
備されている。なお、第４図におけるプレス装置
１５は、泥漿圧搾通路の入口から出口へ向けて例
えば３分割してプレスコンベア１７側に設けてあ
る。また電源装置６の陽極側は刷子を介して回転
ドラム１６の回転軸１６ａへ、陰極側はプレスコ
ンベア１７のスプロケツト軸へそれぞれ接続さ
れ、回転ドラム１６、プレスコンベア１７を陽
極、陰極側電極として両電極間に電圧を印加す
る。かかる構成において、この発明により回転ド
ラム１６とこれに対面するプレスベルト１７の円
弧領域部とを相対的に偏心して対向させ、両者間
に画成された泥漿圧搾通路３は、その入口側の電
極間通路間隙D₁が大、出口側の通路間隙D₂が小
となるように構成されている。したがつて第３図
で述べたと同様に、入口から出口へ向けて通路間
隙がD₁からD₂へ漸次縮小する泥漿圧搾通路３が
画成されることになる。これにより第３図の実施
例と同様に入口から出口に至る泥漿圧搾通路３の
全行程域で効果的な電気浸透脱水が達成できる。
さらに、第４図の実施例において、プレス装置１
５は３分割されているので、例えば流動性の大き
い泥漿の場合、泥漿供給口付近では弱く加圧され
ながら泥漿が保持され、排出口方向に泥漿が移動
するにつれて脱水が進行して流動性が小さくなる
のに応じて、泥漿を強く加圧するようにすること
ができ、脱水性能が一層向上できる。

なお、上記各実施例に示した脱水機を用い、下
水処理場の消化汚泥、混合汚泥、浄水場の沈澱池
から採取した汚泥等を試料として、脱水処理を行
つた実験結果によれば、いずれも脱水ケーキの含
水率をほぼ50％まで脱水できることが確認され
た。

〔発明の効果〕

以上述べたようにこの発明によれば、陽極側電
極と陰極側電極との対向面間に画成された泥漿圧
搾通路の通路間隙を通路入口から出口へ向けて漸
次縮小するように構成し、かつ泥漿を所定間隙内
で加圧可能なプレス装置を設けたことにより、泥
漿の流動性の大小に応じて脱水空間の厚さと加圧
力を調整することができ、従つて泥漿圧搾通路内
における搬送過程での脱水の進行に伴う泥漿の電
気抵抗増加および泥漿体積の減容分を補償し、泥
漿の流動性の大小に拘らず通路内全域で十分に強
い圧搾力と良好な通電性を与えて効果的な電気浸
透脱水を行うことができる。しかも第２図に示し
た従来機のように電極、印加電圧を分割するよう
な複雑な手段を講じる必要もなく、頭記した下水
処理場等で発生する汚泥の脱水処理用として好適
な脱水性能の優れた電気浸透式脱水装置を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はそれぞれ従来における電
気浸透式脱水機の略示構成図、第３図および第４
図はそれぞれ異なるこの発明の実施例の構成図で
ある。 １……プレスベルト、２……フイルタベルト、
３……泥漿圧搾通路、４……駆動モータ、５……
過受皿、６……電源装置、７……泥漿供給ホツ
パ、１０……泥漿、１０′……脱水ケーキ、１６
……回転ドラム、１７……プレスコンベア、Ｐ…
…泥漿の通路内搬送方向、D₁……通路入口側の
通路間隙、D₂……通路出口側の通路間隙。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 相対向して配置された陽極側電極と陰極側電
   極との間に泥漿圧搾通路を画成し、前記電極間に
   電圧を印加しつつ泥漿圧搾通路の入口へ供給され
   た泥漿を出口へ向けて搬送することにより、電気
   浸透作用で泥漿の含有水を一方の電極側へ集め、
   ここから過部材を透過して系外へ分離排出する
   ようにした電気浸透式脱水機において、前記対向
   電極間の泥漿圧搾通路の所定間隙を該通路の入口
   から出口へ向けて漸次縮小して構成し、かつ泥漿
   を前記所定間隙内で加圧可能なプレス装置を少な
   くとも一方の電極側に備えてなることを特徴とす
   る電気浸透式脱水機。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の脱水機におい
   て、泥漿圧搾通路が陽極側のプレスベルトと、該
   プレスベルトに対し相対的に傾斜して対向する陰
   極側のフイルタベルトとの間に画成されているこ
   とを特徴とする電気浸透式脱水機。 ３ 特許請求の範囲第１項記載の脱水機におい
   て、泥漿圧搾通路が陽極側の回転ドラムと、該回
   転ドラムの周域一部を偏心的に取り巻いて構成さ
   れた陰極側のフイルタベルト付きプレスコンベア
   との間に画成されていることを特徴とする電気浸
   透式脱水機。 ４ 特許請求の範囲第３項記載の脱水機におい
   て、プレス装置は泥漿圧搾通路の入口から出口へ
   向けて複数個分割してプレスコンベア側に備えて
   なることを特徴とする電気浸透式脱水機。