WO2002078815A1

WO2002078815A1 - Systeme d'epuration de type presse a filtre, procede d'epuration, clapet de non-retour, et vanne d'ouverture/de fermeture

Info

Publication number: WO2002078815A1
Application number: PCT/JP2002/003206
Authority: WO
Inventors: Seiji Uchiyama
Original assignee: Temjin Eco System Co., Ltd.
Priority date: 2001-03-30
Filing date: 2002-03-29
Publication date: 2002-10-10
Also published as: US20040149649A1; CN1261184C; CN1499993A; TW536416B

Description

明細書フィルタープレス式脱水システム、脱水方法、脱気装置、逆止弁及び開閉弁技術分野

この発明は、フィルタープレス式の脱水システムの改良に関する。背景技術

現在、建設廃土等の無機系汚泥や、生ゴミゃ下水汚泥といった有機系汚泥の減容化を図るため、これらスラリー状の汚泥を圧送ポンプを用いてフィルタープレス機内に高圧で打ち込み、スラリーの固液分離を行うフィルタープレス式脱水システムが用いられている。

第 1 8図は、一般的なフィルタ一プレス式脱水システム 10 の構成例を示すものであり、ピストン式の圧送ポンプ 12 と、フィルタ一プレス機 14 と、モータ及び油圧ポンプからなる油圧駆動源 15 と、電磁制御式の第 1 の開閉弁 16及び第 2の開閉弁 18 と、エアコンプレッサ 20 と、スラリー供給源 22 と、貯水槽 24 とを備えている。

上記スラリー供給源 22 は、例えば生ゴミカッター及び吸引ポンプを備えた流動化槽よりなる。この流動化槽内には水が充填されており、投入された生ゴミはカッターによつて適当な粒径に破砕されつつ水分と混練されてスラリー化され、吸引ポンプによって送泥パイプ 26内に送られる。この送泥パイプ 26及び第 1 の開閉弁 16 を経由して圧送ポンプ 12 のシリンダ 28 内に到達したスラリーは、ピストン 30 の加圧動作によって圧縮され、第 2の開閉弁 18 を経由してフィルタプレス機 14 内に所定の圧力で打ち込まれる。フィルタ一プレス機 14内には、第 1 9図に示すように、多数の濾板 32 が横方向に開閉自在に並列配置されており、脱水時には各濾板 32 がプレス機 34によって閉方向に加圧固定され、濾板 32， 32間に濾室 36が形成される。

各濾板 32の中央部には、スラリー導入孔 38が貫設されている。また、濾板の左右両面には濾水溝 40 が刻設されており、その表面は濾布 42 によつて被われている。

上記圧送ポンプ 12 によって打ち込まれたスラリー 44 は、上記スラリ一導入子 L 38 を伝ってフィルタ一プレス機 14内を進行し、各濾板 32 間に形成された濾室 36 内に拡散する。そして、スラリーが濾布 42 の表面に押圧されることによって水分が濾過され、固体成分が分離される。

濾布 42 を透過した水分は、濾水溝 40 を伝って濾板 32 の下方に設けられた排水口 46に導かれ、集水管 48 を介して外部に排出される。

この濾水は、排水管 50 を経由して貯水槽 24 に到達し、その一部はポンプ 52 によって流動化槽に戻され、残りは排水処理される。

圧送ポンプ 12 による 1 回分の打込動作が終了すると、第 2の開閉弁 18 が閉じられると共にビストン 30 が下降し、同時に第 1 の開閉弁 16 が開いて新たなスラリー 44がシリンダ 28内に充填される。

この圧送ポンプ 12 によるスラリー 44 の打込動作を所定時間継続すると、フィルタープレス機 14 の各濾室 36 内は水分が抜けて固化した脱水ケーキ 54で満たされることとなる。

この段階に至ると、電磁開閉弁 25 が開かれると共に、エアコンプレツサ 20から高圧のエアが濾板 32 のスラリ一導入孔 38 に逆方向から供給され、導入孔 38 内に詰まったスラリーが帰還経路 27 を迪つてスラリー供給源 22 に戻された後、濾板 32 が左右に開かれる。この結果、濾板 32， 32 間に蓄積された脱水ケーキ 54は自重によって剥離落下し、排出ホッパ 56を介してベルトコンベア 58上に導かれる。

このフィルタープレス式脱水システム 10 を用い、上記圧送ポンプ 12 によってフィルタープレス機 14内の最終的な脱水圧力を 3.5〜4.0Mp a以上に高めることで、従来、有効な脱水が困難とされてきた有機系のスラリ一についても高い脱水効果を実現することが可能となった。

例えば、生ゴミを含むスラリーを脱水対象とした場合でも含水率 50 % 以下の脱水ケーキ 54 が得られ、廃棄物の減容化に大いに貢献できるものと期待されている。

しかしながら、従来のフィルタープレス式脱水システム 10にあっては、十分な脱水効果を奏するためには比較的長時間を要するという問題があつた。

第 2 0図はフィルタープレス機 14 内の脱水圧力と排水量との関係を示したグラフであり、図示の通り、フィルタープレス機 14 への打込開始と同時に急激に排水量が立ち上がり、脱水開始から僅か 10 分程度でピークに達してしまい、その後は圧力が上昇するにもかかわらず排水量が低下していき、結局必要な排水量を得るためには長時間の圧縮処理が必要となつている。

この原因としては、圧縮初期の段階で生成されたケーキが固く締まって抵抗となり、後続の脱水が阻害されることが考えられる。すなわち、第 2 1 図の（a )に示すように、圧縮開始直後はケーキ層 54 が薄いため抵抗が少なく、大量の濾水 62が濾布 42 を透過して排出される力《、第 2 1 図の（b ) に示すように、すぐにケーキ層 54 が厚くなリ、また加圧されて固く締まつてくる。この結果、圧送ポンプ 12 が高い圧力を付加しても水分が濾布 42 に到達し難くなり、排水量が減少していく。このため、必要な脱水量を得るためには長時間の処理を要することとなる。

この問題を解決する一つの方策としては、脱水時の濾板 32， 32 間の距離を狭く設定することが挙げられる。この場合には、個々の濾室 36 内のケーキ厚みが薄くなリ、その分抵抗を低く抑えることが可能となる。ただし、これでは必要な処理能力を稼ぐために濾板 32 の枚数を増やす必要があり、フィルタープレス機 14 の大型化やコストアップに直結するという問題がある。機器の小型化や低コスト化の観点からすれば、ある程度濾板 32， 32 間の距離を広く設定し、濾板 32 の枚数を抑える必要がある。

また、他の方策としては、スラリー 44 中に脱水助剤を添加しておき、ケーキ層 54 中に水路を形成することが挙げられる。これならば、ケーキ層 54 が厚く形成されていても上記水路を伝って水分は濾布 42 に容易に到達できるため、濾板 32， 32 間の距離を比較的広く設定することができる。

ただし、この方法は無機汚泥に対してはある程度有効であるとしても、有機汚泥には適用できないという問題がある。すなわち、有機汚泥の場合にはタンパク質、炭水化物、油脂、繊維質、無機質から構成されており、物理的には親水性コロイドを形成しているが、この親水性コロイドゃバクテリァの細胞膜を破壊するには 3.5Mpa以上の脱水圧力が必要とされ、この高圧によって脱水助剤による水路が圧潰されてしまう。

したがって、この発明の第 1 の目的は、濾板間に形成される脱水ケーキの厚さを比較的厚く設定しつつも、脱水効率を高めることで脱水時間の短縮を可能とする技術を提供することにある。

つぎに、一口に有機系の汚泥といっても、その成分は生成原因物質ゃ処理方法、季節等によって様々であり、バクテリアの含有率が特に高い汚泥に対しては、フィルタープレス機による濾過処理だけでは十分な脱水効果が得られない場合があった。

したがって、この発明の第 2の目的は、スラリー状の有機系汚泥にバクテリアが多く含まれる場合であっても、フィルタープレス機を用いた高効率の脱水処理を可能とする技術を提供することにある。

つぎに、有機系スラリーにおける親水性コロイドゃ細胞膜の破壊を効果的に実現するためには、圧送ポンプ 12 に供給される前段階において可能な限り表面付着水や間隙水を除去しておくことが望ましいといえる。

しかしながら、スラリー中の水分を低減させると、スラリーの流動性が損なわれるため団塊を形成し易くなリ、このスラリ一の団塊間に多くの空気が混入することとなる。

そして、第 2 2図に示すように、圧送ポンプ 12 のシリンダ 28 内ゃフィルタープレス機 14 に連通する送泥管 26 b内に空気溜 45 が多数存在していると、せっかくピストン 30 によってスラリー 44 を圧縮しても空気溜 45 によって逆ボンビング現象が生じ、押出し作用が吸収されてしまうこととなる。この結果、本来であれば高圧でフィルタープレス機 14 内に打ち込まれる害のスラリー 44が、圧送ポンプ 12 とフィルタープレス機 14 との間で停滞してしまい、所期の脱水効果を挙げられなくなるという問題が生じる。

したがって、この発明の第 3の目的は、圧送ポンプにおける加圧時においてスラリー中の空気を効果的に除去することを可能とする技術を提供す」とにある。

ところで、上記のように圧送ポンプ 12 の前後には必ず一対の開閉弁を設ける必要がある。すなわち、圧送ポンプ 12 の前段に介装される第 1 の開閉弁 16 は、ピストン 30 が後退する際に開いてスラリーをシリンダ 28 内に充填させると共に、ピストン 30 が前進する際には閉じてスラリーが逆流することを防止する機能を果たしている。これに対し圧送ポンプ 12 の後段に介装される第 2の開閉弁 18 は、ピストン 30 が後退する際に閉じてスラリーの逆流を防ぎ、ピストン 30 が前進する際には開いてスラリ一をフィルタープレス機 14側に送り出す機能を果たす。

油圧などの流体制御分野においてこのような機能が求められる場合には, 第 2 3図に示すポール型逆止弁 61が一般に用いられる。

これはバルブケース 62 内にボール（鋼球） 63 と、台座部 64 と、スプリング 65 とを収納させたものであり、スプリング 65 の付勢を受けたボ —ル 63 によって通常は流入口 66が閉塞されている。また、台座部 64の背面 64 aは排出口 68 と対向する位置に配置されており、 OUT 側からの圧力が加わる構造となっている。

そして、「スプリング 65 の付勢力 + OUT 側の圧力」よりも大きな IN 側の圧力が流入口 66 に加えられた場合には、ボール 63 が後退して流入口 66 が開放され、流体が内部に流入する。この流体は、ケース 62 内の流路 67を経由して排出口 68から吐出される。

このボール型逆止弁 61 の場合、構造が極めて単純であるのみならず、 IN 側の圧力がスプリング 65 の付勢力 + OUT 側の圧力よりも大きくなつた場合には自然に開放され、特別な制御手段を講じる必要がないという利点を備えている。

しかしながら、フィルタープレス式脱水システムにおいてこのような構造の逆止弁を用いると、固形成分を含んだスラリー状物質がスプリング 65 の間を通り抜けることとなり、スプリング 65 にスラリーが固着してその作動を阻害するようになるという問題が生じる。

このため、スラリーの脱水分野においては、電気信号によって開閉制御できる電磁開閉弁を圧送ポンプ 12の前後に介装することが行われている。この場合には、開閉制御にスプリングを用いる必要がないため、スラリ一がスプリングに付着して動作不良を起こすという問題は生じない。

また、フィルタ一プレス機 14 内のスラリーを供給源 22 に戻す場合、両方の電磁開閉弁を同時に開けばスラリーを圧送ポンプ 12 を経由して供給源 22 に戻すことができ、場によっては帰還経路 27 や電磁開閉弁 25 を省略できる利点もある。

しかしながら、フィルタ一プレス機 14 における脱水処理が進み、フィルタープレス機 14 側の圧力が上昇するに従って電磁開閉弁のタイミング制御が難しくなリ、圧送ポンプ 12 のピストン 30 が戻リ工程に入つた際に誤ってフィルタープレス機 14 側の電磁開閉弁を開放すると、スラリーの逆流現象が生じて大きな衝撃音が発生し、圧送ポンプ 12 や配管系にダメージを与える危険性があった。

したがって、この発明の第 4の目的は、スラリーの付着によって動作不良を起こすことのない逆止弁や開閉弁を提供することにある。発明の開示

上記の第 1 の目的を達成するため、この発明に係る第 1 のフィルタープレス式脱水システムは、フィルタープレス機と、スラリー供給源から導かれたスラリーを圧縮してフィルタープレス機に打ち込む油圧駆動の圧送ポンプと、圧送ポンプに供給される油圧の流量を加減する圧力制御バルブと、フィルタープレス機から排出される濾水の流量を検出する流量センサと、上記フィルタープレス機における脱水圧力を検出する圧力センサと、上記流量センサ及び圧力センサからの入力信号に応じて上記圧力制御バルブに対する制御信号を出力する制御手段とを備えたことを特徴としている。

また、この発明に係るフィルタ一プレス式脱水システムの制御方法は、上記流量センサによって検出された単位時間当たリの濾水の流量が予め設定された流量よりも多い場合には、上記圧送ポンプに供給する圧油の流量を減少させてフィルタープレス機内の脱水圧力を低下させ、上記流量センザによって検出された単位時間当たりの濾水の流量が予め設定された流量よリも少ない場合には、上記圧送ポンプに供給する圧油の流量を増加させてフィルタープレス機内の脱水圧力を上昇させ、以てフィルタ一プレス機内の脱水進度を調整することを特徴としている。

このように、フィルタープレス機から排出される濾水の流量が予め設定されたパターンから外れている場合には圧送ポンプに供給する圧油の流量を増減させて加圧力を調節することにより、フィルタープレス機内の脱水圧力を調整することができ、ひいては脱水の進度を制御することが可能となる。

このため、脱水の初期段階でケーキ層が固く締まらないように圧送ポンプの加圧力を抑制し、比較的高い脱水効率を長時間維持することが可能となる。これにより、一定の脱水量を得るまでの時間を短縮化することもできる。

上記の第 2の目的を達成するため、この発明に係る第 2のフィルタープレス式脱水システムは、フィルタープレス機と、スラリーを圧縮して上記フィルタ一プレス機に打ち込む圧送ポンプと、該圧送ポンプの前段に配置される前処理装置とを備えたフィルタープレス式脱水システムであって、上記前処理装置は、スラリー供給源側から上記圧送ポンプ側にスラリーを移送するための送泥路と、該送泥路上の汚泥に対してマイクロ波を照射するためのマイクロ波発振機とを備えたことを特徴としている。

マイクロ波加熱の特徴として、一般に以下のものが挙げられる。

(1) 高速加熱性

マイクロ波は光速度で瞬間的に被加熱物の中に浸透して熱に変換されるため、予熱時間や熱伝導に要する時間が不要である。

(2) 高熱効率性

被加熱物自体が発熱体となるため、周囲の空気や設備を熱するロスが生じない。

(3) 取扱容易性瞬時の起動停止切替え、及び出力調整による温度制御が容易である。 (4) 均一加熱性

被加熱物の各部が同時に発熱するので、複雑な形状のものでも比較的均一に加熱することができる。

したがって、送泥路上を移送中のスラリーにマイクロ波を照射することにより、短時間の中に内部に含まれるバクテリアの細胞膜や親水コロイドを加熱，破壊することが十分に可能となる。

このように、マイク口波の照射によって事前にスラリー内の細胞膜や親水コロイドを加熱 ■ 破壊しておくことにより、フィルタープレス機によつて効果的な脱水処理が可能となる。

マイクロ波の照射は、あくまでも内包水分の膨張による細胞膜や親水コロイドの破壊が目的であり、スラリー全体の乾燥までは企図していないため、ランニングコス卜の上昇も最小限に抑えることができる。

この前処理装置として、例えばマイク口波透過性素材よりなる円筒体と、該円筒体内に配置されたスクリューフィーダと、該スクリューフィーダを回転駆動させるモータと、上記円筒体の外周を気密に覆うマイクロ波反射性素材よリなる外殻部と、該外殻部内に配置されたマイク口波発振機とを備えたものを用いることができる。この場合、円筒体及びスクリューフィ —ダが「送泥路」に該当する。

マイクロ波発振機から出力されたマイクロ波は、外殻部の内面で反射され、円筒体内を移動中にスラリーに照射される。

また、この発明に係るスラリーの脱水方法は、スラリー供給源から移送されたスラリーに対してマイクロ波を照射し、内部に含まれる細胞膜や親水コロイドを加熱 ■ 破壊する工程と、このスラリーを圧縮してフィルタープレス機に打ち込む工程と、フィルタープレス機内の濾布によってスラリ一の固液分離を実行する工程とを備えたことを特徴としている。上記の第 3の目的を達成するため、この発明に係る脱気装置は、圧送ポンプとフィルタープレス機との間に介装される脱気装置であって、圧送ポンプから供給されたスラリーを取り込む導入口と、圧送ポンプ側からフィルタープレス機側に向けて口径が拡大する口径拡張部と、排気誘導管を有する空気排出部と、圧送ポンプ側からフィルタ一プレス機側に向けて口径が縮小する口径収縮部と、スラリーをフィルタ一プレス機に向けて送り出す吐出口とを備え、上記排気誘導管の少なくとも一端には排気管が接続されると共に、上記口径収縮部側の表面には通気口が形成されており、該通気口に流入した空気が上記排気管を経由して外部に排出されるように構成した。上記導入口—口径拡張部—空気排出部一口径収縮部—吐出口は、それぞれ連通状態となされている。

しかして、圧送ポンプから上記導入口に勢いよく供給されたスラリーは、流路の口径（断面積）が急拡大する口径拡張部においてその流速が減ぜられる。この結果、スラリーの内部圧力が低下し、内包していた空気が膨張してスラリーから遊離する。

この空気に対しては、再び流路が狭まる口径収縮部において後方へ押し出される力が作用するため、排気誘導管の通気口から排気管を経由して外部に排出される。

上記空気排出部は、口径拡張部と口径収縮部との間に、着脱自在に介装されることが望ましい。

この結果、上記通気口に固形物が詰まった場合でも、取り外して洗浄したり、新品と交換することが容易となる。

上記空気排出部として、それぞれ排気誘導管を有する第 1 の排出ュニット及び第 2の排出ユニットを備えたものを採用し、これを上記口径拡張部と口径収縮部との間にスライド自在に介装することにより、口径拡張部及ぴ口径収縮部間に介装される排出ュニッ卜と、外部に露出する排出ュニッ卜とを、交代可能となしてもよい。

この場合、一方のユニットの排気誘導管が目詰まりを起こした場合、他方のュニットを装置内部に装填すると共に、外部に排出されたュニッ卜の排気誘導管に対して洗浄を施すことが可能となリ、メンテナンス性の向上が図れる。

上記空気排出部の排気誘導管内に、多孔質のセラミックフィルタあるいは中空繊維フィルタを装着させてもよい。

この結果、空気誘導管内に固形物が進入することを有効に防止できると共に、外部に排出される空気の浄化も実現できる。

上記空気排出部の排気誘導管は、例えば断面が略楔形状をなすように形成されており、その尖端部が圧送ポンプ側に向くと共に、平面部がフィルタープレス機側に向くように位置決め配置され、該平面部に上記通気口が形成される。

このように、断面楔形の排気誘導管を用い、その尖端部を圧送ポンプ側に向けることにより、スラリー通過時の抵抗を低減できる。これに対し、空気抵抗の大きい平面部に通気口を設けることにより、空気を効率よく通気口に導くことができる。

上記排気管に開閉弁を介装させると共に、フィルタープレス機側の圧力を検出する圧力センサを設け、さらにフィルタープレス機側の圧力が設定値以上になった場合に上記開閉弁を閉じる制御手段を設けることが望ましい。

フィルタ一プレス機側の圧力が高くなると、圧送ポンプから供給されるスラリーの流速が低下し、上記した空気の膨張 ■ 遊離効果がなくなると同時に、スラリ一が排気誘導管の通気口に向けて逆流する可能性が生じるため、上記開閉弁を自動的に閉じる機構を設けることが有効である。

上記の第 4の目的を達成するため、この発明に係る逆止弁は、流入口及び排出口を有するケースと、該ケース内に配置され、上記流入口と対向する第 1 の開口部と、上記排出口と対向する第 2の開口部とを有する弁体収納部と、上記流入口と排出口とを連通する流路と、上記第 1の開口部内に摺動自在に収納され、上記流入口を開閉するキャップ状の弁体と、上記第 2の開口部内に摺動自在に収納されたキャップ状の受圧部材と、上記弁体と受圧部材とを接続する連結部と、上記弁体収納部内に配置され、上記弁体を閉方向に付勢するスプリングと、上記弁体の外面と第 1の開口部の内面との間に介装され、上記弁体収納部内に液体が流入することを防止する第 1 のシール部材と、上記受圧部材の外面と第 2の開口部の内面との間に介装され、上記弁体収納部内に液体が流入することを防止する第 2のシール部材とを備えたことを特徴としている。

この場合、弁体を閉じ方向に付勢するスプリングが、弁体、受圧部材、及びシール部材を介して液密に封止された弁体収納部内に配置されておリ . スラリーに直接触れることがないため、動作不良を起こす危険性がない。

また、この発明に係る開閉弁は、流入口及び排出口を有するケースと、該ケース内に配置され、上記流入口と対向する第 1 の開口凹部と、上記排出口と対向する第 2の開口凹部と、両開口凹部を区画する隔壁部と、該隔壁部に形成された貫通孔とを有する弁体収納部と、上記流入口と排出口とを連通する流路と、上記第 1 の開口凹部内に摺動自在に収納され、上記流入口を開閉するキャップ状の弁体と、上記第 2の開口凹部内に摺動自在に収納されたキャップ状の受圧部材と、上記貫通孔に摺動自在に揷通された状態で、その先端部が上記弁体に接続されると共に、後端部が上記受圧部材に接続され、以て弁体と受圧部材とを一体化する連結部と、上記第 1 の開口凹部内に配置され、上記弁体を閉方向に付勢するスプリングと、上記弁体の外面と第 1 の開口凹部の内面との間に介装され、第 1 の開口凹部内を液密に封止する第 1 のシール部材と、上記受圧部材の外面と第 2の凹部の内面との間に介装され、第 2の開口凹部内を液密に封止する第 2のシール部材と、上記連結部材の外面と上記貫通孔の内面との間に介装され、第 1 の開口凹部と第 2の開口凹部間で液体が流通することを防止する第 3のシール部材と、上記第 1 の開口凹部と連通された第 1 の油圧ポートと、上記第 2の開口凹部と連通された第 2の油圧ポートとを備えたことを特徴としている。

この開閉弁は、上記逆止弁と基本構成を共通にするため、通常時は逆止弁として同様の機能を発揮し得る。もちろん、スプリングは液密に封止された第 1 の開口凹部内に収納されているため、スラリー付着による動作不良の虞は全くない。

さらに、電磁切換弁等を用いて第 2の油圧ポー卜に圧油を導くと同時に第 1 の油圧ポートをタンクに接続することにより、弁体ゃ受圧部材に加わる圧力にかかわらず、強制的に開放することができる。このため、脱水処理の最終段階において、濾板のスラリー導入孔内に詰まっているスラリ一をフィルタープレス機側からスラリー供給源側に戻す場合でも、わざわざ迂回専用の電磁開閉弁や帰還経路を設ける必要がなくなる。図面の簡単な説明

第 1 図は、この発明に係る第 1 のフィルタープレス式脱水システムの全体構成を示す概念図である。

第 2図は、上記脱水システムにおける排水量と脱水圧力との関係を示すグラフである。

第 3図は、上記脱水システムにおける脱水圧力の制御パターンを示すグラフである。

第 4図は、上記脱水システムにおける脱水圧力の制御パターンを示すグラフである。第 5図は、上記脱水システムにおける脱水圧力の制御パターンを示すグラフである。

第 6図は、この発明に係る第 2のフィルタープレス式脱水システムの全体構成を示す概念図である。

第 7図は、上記脱水システムにおける前処理装置の構造を示す模式図である。

第 8図は、この発明に係る脱気装置を組み込んだ第 3のフィルタープレス式脱水システムの全体構成を示す概念図である。

第 9図は、脱気装置の内部構造を示す縦断面図である。

第 1 0図は、脱気装置の内部構造を示す横断面図である。

第 1 1 図は、脱気装置の他の構成例を示す横断面図である。

第 1 2図は、第 1 1 図の A— A断面図である。

第 1 3図は、この発明に係る逆止弁の構造（閉塞時）を示す断面図である。

第 1 4図は、上記逆止弁の構造（開放時）を示す断面図である。

第 1 5図は、第 1 3図の B— B断面図である。

第 1 6図は、この発明に係る開閉弁の構造（閉塞時）を示す断面図である。

第 1 7図は、上記開閉弁の構造（開放時）を示す断面図である。

第 1 8図は、一般的なフィルタープレス式脱水システムの全体構成を示す概念図である。

第 1 9図は、フィルタ一プレス機における脱水のメカニズムを示す模式図である。

第 2 0図は、従来の脱水システムにおける排水量と脱水圧力との関係を示すグラフである。

第 2 1 図は、フィルタープレス機における脱水ケーキ生成のメカニズムを示す模式図である。

第 2 2図は、従来の脱水システムにおけるスラリーと空気溜との関係を示す部分断面図である。

第 2 3図は、ボール型逆止弁の構造を示す断面図である。発明を実施するための最良の形態

第 1 図は、この発明に係る第 1 のフィルタープレス式脱水システム 100 の全体構成を示す概念図であり、第 1 8図で示した従来の脱水システムと同様、ピストン式の圧送ポンプ 12 と、フィルタープレス機 14 と、第 1 の開閉弁 16及び第 2の開閉弁 18 と、エアコンプレッサ 20を備えている。また、図示は省略したが、上記と同様のスラリー供給源 22 が送泥管 26 を介して第 1 の電磁弁 18 に接続されており、また排水管 50 は上記と同様の貯水槽 24に接続されている。

この脱水システム 100 にあっては、さらに、排水管 50 の途中に介装された流量センサ 170 と、第 2の開閉弁 18 及びフィルタープレス機 14 とを連通する送泥管 26 の途中に介装された圧力センサ 172 と、圧送ポンプ 12 と油圧駆動源 15 との間に介装された圧力制御バルブ 174 (リリーフバルブ）と、制御部 176 とを備えている。

上記制御部 176 は、プログラマブルコントローラやパソコン等の CPU と、制御プログラムを格納した記憶手段を備えており、信号増幅部 178 を介して上記流量センサ 170、圧力センサ 172、及び圧力制御バルブ 174 と電気的に接続されている。

上記圧力制御バルブ 174 は、制御部 176 からの制御信号に応じて油圧駆動源 15 から圧送ポンプ 12 に供給される圧油の流量を無段階に調整可能とするものであり、具体的には電磁比例制御弁より構成される。

以下において、この脱水システム 10 によるスラリーの脱水工程について説明する。

まず、スラリー供給源から送り出されたスラリーは、送泥管 26 を経由して第 1 の開閉弁 16 に到達し、圧送ポンプ 12 のシリンダ 28及び第 2の開閉弁 18 を通過してフィルタープレス機 14内に充填される。

フィルタープレス機 14 の各濾室内にスラリーが一通り行き渡った時点で、第 1 の開閉弁 16 が閉じられ、油圧駆動源 15 から圧油の供給を受けて圧送ポンプ 12 のピストン 30が圧縮方向に移動し、シリンダ 28 内のスラリーをフィルタープレス機 14側に打ち込む。

つぎに、第 2の開閉弁 18 を閉じると同時にピストン 30 が戻り、第 1 の開閉弁 16 を開いてスラリーがシリンダ 28内に充填される。

ここで第 1 の開閉弁 16 を閉じると同時に第 2の開閉弁 18 を開き、ピス卜ン 30 を駆動させることにより、スラリーがフィルタープレス機 14 に圧送される。

圧送ポンプ 12 による上記のスラリー打込動作を継続することにより、フィルタープレス機 14の集水管 48 から排水管 50 に向けて濾水が流れ出す。

この排水管 50 を通過する濾水の流量は流量センサ 170 によつて検出され、制御部 176に入力される。

また、圧送ポンプ 12 からフィルタープレス機 14 に向かうスラリーの打込圧力（=フィルタープレス機 14内の脱水圧力）も圧力センサ 172 によって検出され、制御部 176 に入力される。

制御部 176 (こおいては、各センサからの入力信号を所定のプログラムに従って演算処理し、圧送ポンプ 12 による加圧力を加減すべく圧力制御弁 174に制御信号を出力する。

これを受けた圧力制御弁 174 は、油圧駆動源 15 から圧送ポンプ 12 に供給される圧油の流量を調節し、圧送ポンプ 12の加圧力を制御する。このように、フィルタープレス機 14 から排出される濾水の流量とフィルタープレス機 14 内の脱水圧力に応じて圧送ポンプ 12 による加圧力を加減することにより、フィルタープレス機 14 における脱水効率を最適化することができる。

すなわち、従来の脱水システム 10 の場合には圧送ポンプ 12 の加圧力を制御することは特に行われず、フィルタープレス機 14 内の抵抗に応じて脱水圧力が自然に決定されていたため、第 2 0図のグラフに示したように、脱水初期の段階で急激に脱水圧力が伸びて多くの排水量が得られる代わりに、すぐにケーキ層 54 が固く締まって水通りを阻害し、排水量が一気に減少することとなる。

これに対し、この発明に係る第 1 の脱水システム 100 の場合には、第 2図に示すように、脱水圧力の上昇を比較的緩やかなカーブを描くように調整することでケーキ層 54 の固化具合を制御し、以て排水量が急速に減少することを抑えることができる。

具体的には、単位時間当たりの濾水の排出量がプログラムされた設定値よリも多い場合、制御部 176 は圧力制御弁 174 に制御信号を出力して圧送ポンプ 12に供給する圧油の量を必要量低減させる。同時に、制御部 176 は圧力センサ 172 からの出力を監視し、フィルタープレス機 14内の脱水圧力が狙い通りに低下した ;！とを確認する。

反対に、単位時間当たりの濾水の排出量がプログラムされた設定値よりも少ない場合、制御部 176 は圧力制御弁 174 に制御信号を出力して圧送ポンプ 12 に供給する圧油の量を必要量増加させる。同時に、制御部 176 は圧力センサ 172 からの出力を監視し、フィルタープレス機 14 内の脱水圧力が狙い通りに上昇したことを確認する。

この結果、第 2図の通り排水量のピークを比較的長時間維持することができ、従来の場合と同じ排水量をより短時間で得ることが可能となる。上記脱水圧力の上昇パターンは丄定ではなく、脱水対象となるスラリーの特性に応じて当然に異なったものとなる。特に有機系汚泥の場合、その組成によって脱水の難易やケーキの形成進度に大きな差異があるため、第 2図に示した理想的な排水量の推移を実現するためには脱水圧力を処理対象毎にきめ細かく制御することが必要となる。

例えば、第 3図に示すように、脱水工程の前半までは圧力を徐々に上昇させ、ピーク近くに達した時点でその圧力を維持したり、第 4図に示すように、圧力の上昇、下降を繰り返しながら全体として圧力が上昇するように圧送ポンプ 12 の加圧制御を行うことが該当する。第 5図は両パターンの折衷型を示すものであり、脱水工程の前半までは圧力の上昇，下降を繰リ返した後、ピーク圧力まで滑らかに上昇させ、この圧力を暫く維持するように圧送ポンプ 12の加圧制御が行う場合である。

第 6図は、この発明に係る第 2のフィルタープレス式脱水システム 200 の全体構成を示す概念図であリ、第 1 8図で示した従来の脱水システム 10 と同様、ピストン式の圧送ポンプ 12 と、フィルタ一プレス機 14 と、モータ及び油圧ポンプからなる油圧駆動源 15 と、第 1 の開閉弁 16 及び第 2の開閉弁 18 と、エアコンプレッサ 20 を備えている。

また、第 1 の開閉弁 16 の前段には、スラリー投入ホッパー 270 と、前処理装置 272 とが配置されている。

上記前処理装置 272 は、第 7図に示すように、円筒体 276 と、この円筒体 276 内に配置されたスクリューフィーダ 278 と、このスクリューフィ一ダ 278 を回転駆動するための減速モータ 280 と、円筒体 276 の外周を気密に覆う外殻部 282 と、この外殻部 282 の内部に配置された一対のマイク口波発振機 284 と、各マイク口波発振機 284 の O N Z O F Fや出力を制御するための制御装置 286 とを備えている。

円筒体 276は、マイク口波の透過特性に優れた樹脂材ょリ構成される。また、上記外殻部 282 の少なくとも内面は、マイクロ波の反射特性に優れた金属材ょり構成される。

スクリユーフィーダ 278 のフィンのピッチは、マイクロ波の波長 ( 12.2cm) を考慮し、 12.2cm以上に設定されている。

円筒体 276の先端小径部 287は、第 1 の開閉弁 16 と連通接続されている。

また、円筒体 276 の後端部には分岐管 288 が設けられており、この分岐管 288を介して投入ホッパー 270の開口部 290 と連通接続されている。以下において、この脱水システム 200 によるスラリーの脱水工程について説明する。

まず、投入ホッパー 270内にスラリー状の有機系汚泥が投入されると、攪拌スクリユー 292 の回転によって混練されながら開口部 290 から円筒体 276内に供給される。

円筒体 276 内においては、スクリューフィーダ 278 の回転によって汚泥が先端方向に移送される。そして、スラリーが外殻部 282 内に達した時点で、マイクロ波発振機 284 から出力されたマイクロ波を受けて加熱される。

この結果、バクテリァの細胞内や親水コロイド内に蓄積された水分が膨張し、細胞膜や親水コロイドが構造破壊される。

マイクロ波による加熱処理済みのスラリーは、第 1 の開閉弁 16 を介して圧送ポンプ 12内に供給される。

後は上記と同様、圧送ポンプ 12 のシリンダ 28及び第 2の開閉弁 18 を通過してスラリーはフィルタープレス機 14内に充填される。

そして、フィルタ一プレス機 14 の各濾室内にスラリーが一通り行き渡つた時点で、第 1 の開閉弁 16 が閉じられ、油圧駆動源 15 から圧油の供給を受けて圧送ポンプ 12のピストン 30が圧縮方向に移動し、シリンダ 28 内のスラリーをフィルタープレス機 14側に打ち込む。

ここで第 1 の開閉弁 16 を閉じると同時に第 2の開閉弁 18 を開き、ピストン 30 を駆動させることにより、スラリーがフィルタープレス機 14 に圧送される。

圧送ポンプ 12 による上記のスラリー打込動作を継続することにより、汚泥に含まれる水分が濾布を介して固体成分と分離される。分離された濾水は、フィルタープレス機 14の集水管 48から外部に排出される。

上記のように、前処理装置 272 内においてスラリーに含まれる細胞膜や親水コ口ィドが加熱 ■ 破壊されているため、例え汚泥中に多量のバクテリアが含まれていたとしても、フィルタープレス機 14 において極めて効果的な脱水処理が可能となる。

第 8図は、この発明に係る第 3のフィルタープレス式脱水システム 300 の全体構成を示す概念図であリ、第 1 8図で示した従来の脱水システム 10 と同様、ピストン式の圧送ポンプ 12 と、フィルタ一プレス機 14 と、油圧駆動源 15 と、第 1 の開閉弁 16及び第 2の開閉弁 18 と、エアコンプレッサ 20 と、スラリ一供給源 22 と、貯水槽 24とを備えている。

この第 3の脱水システム 300 にあっては、さらに、第 2の開閉弁 18 とフィルタープレス機 14 との間に介装された脱気装置 362 と、送泥管 26 bの途中に介装された圧力センサ 363 と、脱気装置 362 の排気系に介装された電磁開閉弁 364 と、圧力センサ 363及び電磁開閉弁 364 と電気的に接続された制御部 365 を備えている。

上記制御部 365 は、プログラマブルコントローラやパソコン等の CPU と、制御プログラムを格納した記憶手段を備えている。

上記脱気装置 362 は、第 9図の縦断面図及び第 1 0図の横断面図に示すように、略直方体形状の筐体 366 と、スラリーの導入口 367 と、筐体 366内に収容された口径拡張部 368 と、空気排出部 369 と、口径収縮部 370 と、スラリーの吐出口 371 とを備えている。

上記導入口 367 は、圧送ポンプ 12 側の送泥管 26 a と連通接続されており、該送泥管 26 a と略等しい口径を備えている。

また、上記吐出口 371 は、フィルタープレス機 14 側の送泥管 26 b と連通接続されており、該送泥管 26 b と略等しい口径を備えている。

口径拡張部 368 は、導入口 367 と一体形成されており、圧送ポンプ 12 側からフィルタープレス機 14 側に向けて口径が拡張する漏斗形状を備えている。

また、上記口径収縮部 370は、上記吐出口 371 と一体形成されており、圧送ポンプ 12 側からフィルタープレス機 14 側に向けて口径が縮小する漏斗形状を備えている。

空気排出部 369 は、口径拡張部 368 と口径収縮部 370 との間に介装されており、略矩形状の枠部材 372 と、該枠部材 372 の底面 373 に立設された複数本の排気誘導管 374を備えている。

上記枠部材 372 は、口径拡張部 368 の開口部と連通する第 1 の開口部 375 と、口径収縮部 370 の開口部と連通する第 2の開口部 376 を備えており、各排気誘導管 374 は第 1 の開口部 375 と第 2の開口部 376 との間に所定の間隔をおいて配列されている。

各排気誘導管 374 は、第 1 0図に示すように、断面が略楔形状を備えておリ、その尖端部 374 aが圧送ポンプ 12側がに向くと共に、平面部 374 bがフィルタープレス機 14側に向くように位置決めされている。

この平面部 374 bには、上から下に向けて多数の通気口 377 が所定の間隔をおいて穿設されており、各通気口 377 は排気誘導管管 374 の中心部を貫く空洞部 374 c と連通されている。各排気誘導管 374 の上端開口部 374 dは、共通の集気ボックス 378 に連通接続されておリ、該集気ボックス 378 には排気管 379 が連通接続されている。

上記枠部材 372 は、筐体 366 内のガイド部 380 に沿ってスライド自在に装着されており、他の空気排出部 369 と容易に交換可能となされている。

なお、枠部材 72 の表面と口径拡張部 368及び口径収縮部 370の端面との間には、それぞれ適当なシール部材 38 1 が介装されており、気密性が確保されている。

以下において、この第 3の脱水システム 300 によるスラリーの脱水ェ程について説明する。

まず、スラリー供給源 22 から送り出されたスラリーは、送泥管 26 を経由して第 1 の開閉弁 16 に到達し、圧送ポンプ 12 のシリンダ 28、第 2 の開閉弁 18、脱気装置 362 を通過してフィルタープレス機 14 内に充填される。

フィルタープレス機 14 の各濾室内にスラリーが一通り行き渡った時点で、油圧駆動源 15 から圧油の供給を受けて圧送ポンプ 12 のピストン 30 が圧縮方向に移動し、シリンダ 28内のスラリーをフィルタ一プレス機 14 側に打ち込む。

つぎに、ピストン 30 が戻ると同時に第 2の開閉弁 18 が閉じ、第 1 の開閉弁 16が開いてスラリ一がシリンダ 28内に充填される。

ここで再びピストン 30 を駆動させると、第 1 の開閉弁 16 が閉じると同時に第 2の開閉弁 18 が開き、スラリーがフィルタ一プレス機 14 側に圧送され、脱気装置 362 を通過する過程でスラリー中の空気が効果的に除去される。

ここで、上記脱気装置 362 における空気除去のメカニズムについて説明する。

まず、圧送ポンプ 12の駆動によってスラリーが高圧で打ち出されると、空気溜を含んだスラリーは一定以上の流速で脱気装置 362 の導入口 367 に送り込まれる。

つぎに、スラリーが導入口 367 よりも断面積が急拡大する口径拡張部 368 に達すると、そこで流速が急激に減ぜられ、内部圧力が低下する。この結果、スラリーに内包された空気溜が膨張し、スラリーから遊離することとなる。

そして、口径収縮部 370 において流路が再び狭まるため、膨張した空気には収縮に伴い後方に押し出される力が働き、上記通気口 377 内に誘導されることとなる。

通気口 377 から空洞部 374 cに達した空気は、排気誘導管 374 内を上昇して集気ボックス 378 に集められ、排気管 379 を介して外部に排出される。

脱水処理が進行し、ケーキ層の増大によってフィルタープレス機 14 側の圧力が上昇してくると、口径拡張部 368 に供給されるスラリーの流速が低下し、空気溜の膨張 ■ 遊離効果が低減すると共に、スラリーが通気口 377 内に逆流する可能性も高まるため、電磁開閉弁 364 を閉鎖して脱気処理が停止される。具体的には、圧力センサ 363 から入力される圧力が設定値以上となった時点で、制御部 365 から電磁開閉弁 364 に制御信号が出力され、排気管 379が自動的に閉鎖される。

上記の脱気装置 362 を継続的に使用していくと、どうしても固形物が通気口 377内に入り込み、目詰まりを起こすこととなる。この場合には、空気排出部 369 を筐体 366 から抜き出して洗浄したり、新しいものと交換すればよい。あるいは、排気管 379から洗浄水を供給して排気誘導管 374 内を逆洗し、固形物を通気口 377から排出させることもできる。

さらに、上記排気誘導管 374 の空洞部 374 c内に多孔質のセラミックフィルタや中空繊維フィルタを装着させることにより、上記目詰まりを有効に防止できると同時に、外部に排出される空気の浄化を行うことができる。

第 1 1 図及び第 1 2図は、脱気装置 362 の他の構成例を示しておリ、空気排出部 369 の枠部材 372 内に二組の排気ユニットを備えたことを特徴としている。

すなわち、枠部材 372 内には 4本の排気誘導管 374 を備えた第 1 の排気ユニット 382 と、同じく 4本の排気誘導管 374 を備えた第 2の排気ュニット 383 が配置されており、各ュニッ卜の排気誘導管 374 はそれぞれ異なる集気ボックス 378に連通接続されている。

また、枠部材 372の両側面には連結片 384 a ， 384 bが接続されている。筐体 366 の下面には油圧駆動のシリンダ 385 が装着されておリ、該シリンダ 385 の一対の駆動軸 385 a ， 385 bはそれぞれ上記連結片 384 a ， 384 bに接続されている。

このため、上記シリンダ 385 の駆動軸 385 a ， 385 bを左右に駆動させることにより、空気排出部 369 は筐体 366 のガイド部 380 に沿ってスライド移動し、筐体 366 内にセットされる排気ユニットを切り替えることが可能となる。

このように、空気排出部 369 に二組の排気ユニットを設け、シリンダ駆動によって筐体 366 内にセットされるユニットを交代可能に構成した結果、脱気装置 362 の運転効率やメンテナンス性を向上させることができる。すなわち、一方のユニットを使用して脱気を行っていたところ、目詰まリを起こして脱気効果が落ちてきた場合には、即座に枠部材 372 をスライドさせて他方のユニットと交代することにより、脱気効果を持続させることができる。

筐体 366 外に取り出されたユニットに対しては、第 1 1 図に示すようにシャワー 386 によって排気誘導管 374 の表面を洗浄したり、第 1 2図に示すように排気管 379 に洗浄水を導き、排気誘導管 374 内を逆洗することができる。

因みに、排気管 379 には 4個の電磁開閉弁が介装されており、第 1 の排気ユニット 382 を脱気処理に用いると同時に第 2の排気ユニット 383 を逆洗する場合には、第 1 の開閉弁 364 a及び第 2の開閉弁 364 bを開き、第 3の開閉弁 364 c及び第 4の開閉弁 364 dを閉じておく。

反対に、第 2の排気ユニット 383 を脱気処理に用いると同時に第 1 の排気ユニット 382 を逆洗する場合には、第 3の開閉弁 364 c及び第 4の開閉弁 364 dを開き、第 1 の開閉弁 364 a及び第 2の開閉弁 364 bを閉じておけばよい。

この発明に係る逆止弁 470 は、第 1 8図に示したフィルタープレス式脱水システム 10 において、圧送ポンプ 12 の前後に介装されて第 1 の開閉弁 16 及び第 2の開閉弁 18 として機能するものであリ、第 1 3図〜第 1 5図に示すように、スラリ一の流入口 471 及び排出口 472 を備えた円筒状のバルブケース 473 と、円筒状の弁体収納部 474 と、先端が尖ったキャップ状（コーン状）の弁体 475 と、キャップ状の受圧部材 476 と、連結棒 477 と、コイルスプリング 478 とを備えている。

上記弁体収納部 474 は、ケース 473 の内面に立設された 3枚の支持部材 479 によつてケース 473 の中央付近に支持されておリ、流入口 471 と対向する第 1 の開口凹部 480 と、排出口 472 と対向する第 2の開口凹部 481 と、両開口凹部間を区画する隔壁部 482 とを備えている。また、この隔壁部 482 の中央部には、第 1 の開口凹部 480 と第 2の開口凹部 481 間を貫く貫通孔 483 が形成されている。

弁体収納部 474 の外周面とバルブケースの内周面との間には、スラリ一の流路 484が形成されている。

上記弁体 475は、第 1 の開口凹部 480内に摺動自在に収納されている。また、上記受圧部材 476 は、第 2の開口凹部 481 内に摺動自在に収納されている。

上記スプリング 478 は、弁体 475 の内部に揷入され、弁体 475 と共に第 1 の開口凹部 480 内に収納されている。この結果、スプリング 478 の一端は弁体 475の内面に接すると共に、他端は隔壁部 482 に接している。上記隔壁部 482 の貫通孔 483 には連結棒 477が揷通されており、その先端部はスプリング 478 を揷通した上で弁体 475 の内面にネジ止めされている。また、連結棒 477 の後端部は受圧部材 476 の平面部 476 a を貫通し、外側でナツト 485によってネジ止めされている。

この結果、弁体 475 と受圧部材 476は連結棒 477を介して一体化され、一方が摺動すると他方も同じ方向に摺動することとなる。

第 1 の開口凹部 480 の内周面と弁体 475 の外周面との間には、シール部材としての O リング 486 が介装されており、また第 2の開口凹部 481 の内周面と受圧部材 476 の外周面との間にも Oリング 486 が介装されている。

この結果、第 1 の開口凹部 480 は弁体 475 及び Oリング 486 によって液密に封止されることとなり、第 2の開口凹部 481 も受圧部材 476 及び ◦リング 486によって液密に封止されることとなる。

したがって、弁体 475 ゃ受圧部材 476 が摺動を繰り返しても、スラリ一が第 1 の開口凹部 480 や第 2の開口凹部 481 内に進入する危険性はない。

上記弁体 475 は、通常は上記スプリング 478 によつて流入口 471 を閉 • じる方向に付勢されている。また、上記受圧部材 476 の平面部 476 a には、排出口 472側からの圧力がかかる。

これに対し、流入口 471側から「スプリング 478の付勢力 +排出口 472 側の圧力」よりも大きな圧力が加えられた場合には、第 1 4図に示すように弁体 475が後方に移動し、流入口 471が開放される。

なお、第 1 の開口凹部 480 の内周面にはストツパ 487 が突設されているため、弁体 475 が後退し過ぎて受圧部材 476 の全体が第 2の開口凹部 481から飛び出してしまうことはない。

以下に、この逆止弁 470 を第 1 の開閉弁及び第 2の開閉弁として組み込んだフィルタ一プレス式脱水システム 10 によるスラリーの脱水工程について説明する（第 1 8図の第 1 の開閉弁 16 及び第 2の開閉弁 18 を、第 1 の逆止弁 470 a及び第 2の逆止弁 470 b と読み替える）。

まず、スラリー供給源 22 から送り出されたスラリーは、送泥管 26 を経由して第 1 の逆止弁 470 a に到達し、弁体 475 を押圧する。この結果、流入口 471 が開いてスラリーが内部に流入し、流路 484 を経由して排出口 472から圧送ポンプ 12のシリンダ 28内に送り出される。

つぎにスラリーは、第 2の逆止弁 470 bの弁体 475を押圧して流入口 471 を開き、排出口 472からフィルタープレス機 14に送り出される。

フィルタープレス機 14 の各濾室 36 内にスラリーが一通り行き渡った時点で、油圧駆動源 15 から圧油の供給を受けて、圧送ポンプ 12 のビストン 30が圧縮方向に移動する。

この際、第 1 の逆止弁 470 aの受圧部材 476 にはビストン 30 による圧力が加わるため、その流入口 471 は閉じられる。これに対し、第 2の逆止弁 470 bの弁体 475 にはビストン 30 による圧力が加わるため、その流入口 47 1 は開かれる。この結果、シリンダ 28 内のスラリーはフィルタ一プレス機 14側に打ち込まれる。

つぎに、ピストン 30 が戻り始めると、今度は第 1 の逆止弁 470 aの受圧部材 476 及び第 2の逆止弁の弁体 475 に負圧がかかるため、第 1 の逆止弁 470 aが開かれると共に、第 2の逆止弁 470 bは閉塞される。この結果、シリンダ 28内に新たなスラリーが充填される。

ここで再びビストン 30 を駆動させると、上記と同様、第 1 の逆止弁 470 aが閉じると同時に第 2の逆止弁 470 bが開き、スラリーがフィルタープレス機 14側に圧送される。

圧送ポンプ 12 による上記のスラリー打込動作を継続することにより、フィルタープレス機 14の集水管 48から排水管 50 に向けて濾水が流れ出す。

脱水工程の最終段階にいたると、上記のように電磁開閉弁 25 が開かれると共に、エアコンプレッサ 20から高圧のエアがフィルタ一プレス機 14 内に供給され、濾板 32 のスラリー導入孔 38 内に詰まったスラリーが帰還経路 27 を迪つてスラリ一供給源 22に戻される。

この逆止弁 470 にあっては、スプリング 478 が第 1 の開口凹部 480 内に収納され、スラリーと接触することがないため、スラリーの付着による動作不良を起こす危険性が一切ない。

第 1 6図及び第 1 7図は、この発明に係る開閉弁 488 を示しておリ、図示の通り上記の逆止弁 470 と大部分の構成を共通にするため、同一部材には同一の符号を用いることで重複説明を避け、以下においては相違点を中心に説明する。

まず第 1 に、弁体収納部 474の隔壁部 482 に設けられた貫通孔 483 の内周面と、連結棒 477 の外周面との間には O リング 486 が嵌装されており、この結果、第 1 の開口凹部 480 と第 2の開口凹部 48 1 間において液密性が確保されている。

第 2に、ケース 473には第 1 の油圧ポー卜 489 と第 2の油圧ポート 490 が設けられており、第 1 の油圧ポート 489 は第 1 の油路 491 を介して第 1 の開口凹部 480 と連通接続されると共に、第 2 .の油圧ポート 490 は第 2の油路 492を介して第 2の開口凹部 481と連通接続されている。

この第 1 の油圧ポート 489 及び第 2の油圧ポート 490 には、電磁切換弁 493 が接続されている。この結果、この電磁切換弁 493 に制御信号を出力して油圧の方向を切り換えることにより、弁体 475 ゃ受圧部材 476 に加わる圧力の大小に関わらず、強制的に開閉することが可能となる。例えば、第 1 の油圧ポート 489 に圧油を供給すると同時に、第 2の油圧ポート 490 をタンクに接続すれば、第 1 の開口凹部 480 内に圧油が充填され、弁体 475 を内側から圧迫するため、例え流入口 471 側から啓開圧力が加わっていたとしても、流入口 471が開放されることはない。

これに対し、第 2の油圧ポート 490 に圧油を供給すると同時に、第 1 の油圧ポート 489 をタンクに接続すれば、第 2の開口凹部 48 1 内に圧油が充填され、受圧部材 476 を内側から圧迫するため、例え排出口 472 側から圧力が加わっていたとしても、流入口 471が強制的に開放される。

この開閉弁 488 を、第 1 8図のフィルタープレス式脱水システム 10 における第 1 の開閉弁及び第 2の開閉弁として用いた場合、何れの油圧ポー卜にも圧油を供給しない場合には、上記の逆止弁 470 と全く同様に動作する（以下、第 1 8図の第 1 の開閉弁 16 及び第 2の開閉弁 18 を、第 1 の開閉弁 488 a及び第 2の開閉弁 488 bと読み替える）。

すなわち、圧送ポンプ 12 のピストン 30 が後退するときには、第 1 の開閉弁 488 aが開くと共に第 2の開閉弁 488 bが閉じてスラリーがシリンダ 28内に充填され、ピストン 30が前進するときには、第 1 の開閉弁 488 aが閉じると共に第 2の開閉弁 488 bが開いてスラリーがフィルタープレス機 14側に圧送される。

この際、弁体 475 の開閉動作は弁体 475 及び受圧部材 476 に加わる圧力によって自動的に決定されるため、従来の電磁開閉弁のように開閉のタイミングを誤ってフィルタ一プレス機 14 側からスラリーが逆流する危険性はない。

また、スプリング 478 がスラリーに接することもないため、ボール型逆止弁 61のように動作不良を起こす虞もない。

フィルタープレス機 14 からスラリーを戻す場合には、電磁切換弁 493 に制御信号を出力して第 2の油圧ポート 490 に圧油を供給すると共に、第 1 の油圧ポー卜 489 をタンクに接続することにより、第 1 の開閉弁 488 a及び第 2の開閉弁 488 b強制的に開放すればよく、わざわざ迂回用の電磁開放弁 25や帰還経路 27 を用意する必要はない。産業上の利用可能性

この発明に係る第 1 のフィルタープレス式脱水システム及ぴ制御方法によれば、フィルタープレス機から排出される濾水の流量に応じてフィルタ一プレス機内の脱水圧力を調整することができ、脱水の進度を制御することが可能となる。

このため、脱水の初期段階でケーキ層が固く締まらないように圧送ボンプの加圧力を抑制し、比較的高い脱水効率を長時間維持することにより、一定の脱水量を得るまでの時間を短縮化することが可能となる。

この発明に係る第 2のフィルタープレス式脱水システム及び脱水方法によれば、マイク口波の照射によつて事前にスラリ一内の細胞膜や親水コ口イドを加熱 ' 破壊しておくことができ、後続するフィルタ一プレス機によつて効果的な脱水処理が可能となる。

この発明に係る脱気装置を用いれば、圧送ポンプとフィルタープレス機との間においてスラリー中に含まれる空気を効果的に除去できるため、圧送ポンプの加圧動作がスラリーに着実に伝わり、所期の圧力でフィルタ一プレス機に打ち込むことが可能となる。

この発明に係る逆止弁にあっては、弁体を閉じ方向に付勢するスプリングが、弁体、受圧部材、及びシール部材を介して液密に封止された弁体収納部内に配置されており、スラリーに直接触れることがないため、動作不良を起こす危険性が全くなくなる。

この発明に係る開閉弁にあっては、通常時は上記逆止弁と同じ作用効果を発揮すると共に、電磁切換弁等を用いて第 2の油圧ポー卜に圧油を導くと同時に第 1 の油圧ポートをタンクに接続することにより、弁体や受圧部材に加わる圧力にかかわらず、強制的に開放することができる。

このため、脱水処理の最終段階において、濾板のスラリー導入孔内に詰まっているスラリーをフィルタ一プレス機側からスラリ一供給源側に戻す場合でも、わざわざ迂回専用の電磁開閉弁や帰還経路を設ける必要がなくなる利点がある。

Claims

請求の範囲

1 . フィルタープレス機と、スラリー供給源から導かれたスラリーを圧縮してフィルタ一プレス機に打ち込む油圧駆動の圧送ポンプと、圧送ポンプに供給される圧油の流量を加減する圧力制御バルブと、フィルタープレス機から排出される濾水の流量を検出する流量センサと、上記フィルタープレス機における脱水圧力を検出する圧力センサと、上記流量センサ及び圧力センサからの入力信号に応じて上記圧力制御バルブに対する制御信号を出力する制御手段とを備えたことを特徴とするフィルタープレス式脱水システム。

2 . 請求の範囲 1 に記載のフィルタープレス式脱水システムにおいて、上記流量センサによつて検出された単位時間当たリの濾水の流量が予め設定された流量よりも多い場合には、上記圧送ポンプに供給する圧油の流量を減少させてフィルタープレス機内の脱水圧力を低下させ、上記流量センサによって検出された単位時間当たリの濾水の流量が予め設定された流量よリも少ない場合には、上記圧送ポンプに供給する圧油の流量を増加させてフィルタ一プレス機内の脱水圧力を上昇させ、以てフィルタープレス機内の脱水進度を調整することを特徴とするフィルタープレス式脱水システムの制御方法。

3 . フィルタープレス機と、スラリーを圧縮して上記フィルタ一プレス機に打ち込む圧送ポンプと、該圧送ポンプの前段に配置される前処理装置とを備えたフィルタープレス式脱水システムであって、

上記前処理装置は、スラリー供給源側から上記圧送ポンプ側にスラリーを移送するための送泥路と、該送泥路上の汚泥に対してマイク口波を照射するためのマイクロ波発振機とを備えたことを特徴とするフィルタープレス式脱水システム。

4 . 上記前処理装置が、マイクロ波透過性素材よりなる円筒体と、該円筒体内に配置されたスクリューフィーダと、該スクリユーフィーダを回転駆動させるモータと、上記円筒体の外周を気密に覆うマイクロ波反射性素材よリなる外殻部と、該外殻部内に配置されたマイク口波発振機とを備えていることを特徴とする請求の範囲 3に記載のフィルタ一プレス式脱水システム。

5 .スラリー供給源から移送されたスラリーに対してマイクロ波を照射し、内部に含まれる細胞膜や親水コロイドを加熱 ' 破壊する工程と、

このスラリーを圧縮してフィルタープレス機に打ち込む工程と、フィルタ一プレス機内の濾布によってスラリーの固液分離を実行するェ程と、

を備えたことを特徴とするスラリーの脱水方法。

6 . 圧送ポンプとフィルタープレス機との間に介装される脱気装置であつて、

圧送ポンプから供給されたスラリーを取り込む導入口と、

該導入口と連通し、圧送ポンプ側からフィルタープレス機側に向けて口径が拡大する口径拡張部と、

該口径拡張部と連通し、排気誘導管を有する空気排出部と、

該空気排出部と連通し、圧送ポンプ側からフィルタープレス機側に向けて口径が縮小する口径収縮部と、

該口径収縮部と連通し、スラリーをフィルタープレス機に向けて送り出す吐出口とを備え、

上記排気誘導管の少なくとも一端には排気管が接続されると共に、上記口径収縮部側の表面には通気口が形成されておリ、該通気口に流入した空気が上記排気管を経由して外部に排出されるように構成したことを特徴とする脱気装置。

7 . 上記空気排出部は、口径拡張部と口径収縮部との間に着脱自在に介装されていることを特徴とする請求の範囲 6に記載の脱気装置。

8 . 上記空気排出部は、それぞれ排気誘導管を有する第 1 の排出ユニット及び第 2のュニッ卜を備え、上記口径拡張部と口径収縮部との間にスライド自在に介装され、以て口径拡張部と口径収縮部との間に介装される排出ユニットを交代可能となしたことを特徴とする請求の範囲 6に記載の脱気装置。

9 . 上記空気排出部の排気誘導管内には、多孔質のセラミックフィルタあるいは中空繊維フィルタが装着されていることを特徴とする請求の範囲 6 〜 8の何れかに記載の脱気装置。

1 0 . 上記空気排出部の排気誘導管は断面が略楔形状をなしておリ、その尖端部が圧送ポンプ側に向くと共に、平面部がフィルタープレス機側に向くように位置決め配置され、該平面部に上記通気口が形成されていることを特徴とする請求の範囲 6 〜 9の何れかに記載の脱気装置。

1 1 . 上記排気管に介装された開閉弁と、フィルタープレス機側の圧力を検出する圧力センサと、フィルタープレス機側の圧力が設定値以上になつた場合に上記開閉弁を閉じる制御手段とを備えたことを特徴とする請求の範囲 6 〜 1 0の何れかに記載の脱気装置。

1 2 . 流入口及び排出口を有するケースと、

該ケース内に配置され、上記流入口と対向する第 1 の開口部と、上記排出口と対向する第 2の開口部とを有する弁体収納部と、

上記流入口と排出口とを連通する流路と、

上記第 1 の開口部内に摺動自在に収納され、上記流入口を開閉するキヤップ状の弁体と、

上記第 2の開口部内に摺動自在に収納されたキャップ状の受圧部材と、上記弁体と受圧部材とを接続する連結部と、

上記弁体収納部内に配置され、上記弁体を閉方向に付勢するスプリング上記弁体の外面と第 1 の開口部の内面との間に介装され、上記弁体収納部内に液体が流入することを防止する第 1 のシール部材と、

上記受圧部材の外面と第 2の開口部の内面との間に介装され、上記弁体収納部内に液体が流入することを防止する第 2のシール部材と、

を備えたことを特徴とする逆止弁。

1 3 . 流入口及び排出口を有するケースと、

該ケース内に配置され、上記流入口と対向する第 1 の開口凹部と、上記排出口と対向する第 2の開口凹部と、両開口凹部を区画する隔壁部と、該隔壁部に形成された貫通孔とを有する弁体収納部と、

上記流入口と排出口とを連通する流路と、

上記第 1の開口凹部内に摺動自在に収納され、上記流入口を開閉するキヤップ状の弁体と、

上記第 2の開口凹部内に摺動自在に収納されたキャップ状の受圧部材と上記貫通孔に摺動自在に揷通された状態で、その先端部が上記弁体に接続されると共に、後端部が上記受圧部材に接続された連結部と、

上記第 1の開口凹部内に配置され、上記弁体.を閉方向に付勢するスプリングと、

上記弁体の外面と第 1 の開口凹部の内面との間に介装され、第 1 の開口凹部内を液密に封止する第 1 のシール部材と、

上記受圧部材の外面と第 2の開口凹部の内面との間に介装され、第 2の開口凹部内を液密に封止する第 2のシール部材と、

上記連結部材の外面と上記貫通孔の内面との間に介装され、第 1 の開口凹部と第 2の開口凹部間で液体が流通することを防止する第 3のシール部材と、

上記第 1 の開口凹部と連通された第 1 の油圧ポートと、上記第 2の開口凹部と連通された第 2の油圧ポートと、を備えたことを特徴とする開閉弁。