WO2010035364A1 - 吸引式濾過濃縮装置 - Google Patents

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WO2010035364A1
WO2010035364A1 PCT/JP2009/000702 JP2009000702W WO2010035364A1 WO 2010035364 A1 WO2010035364 A1 WO 2010035364A1 JP 2009000702 W JP2009000702 W JP 2009000702W WO 2010035364 A1 WO2010035364 A1 WO 2010035364A1
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filter cloth
filtration
filter
support plate
suction
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PCT/JP2009/000702
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山根浩靖
國谷正
酒井英治
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メタウォーター株式会社
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Priority to US12/442,396 priority patent/US20110259807A1/en
Priority to KR1020097005266D priority patent/KR20090057254A/ko
Priority to JP2009513147A priority patent/JP4994444B2/ja
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    • B01D29/661—Regenerating the filter material in the filter by flushing, e.g. counter-current air-bumps by using gas-bumps

Definitions

  • the present invention relates to a suction filtration and concentration device, and more particularly to a sludge filtration and concentration device capable of ensuring filtration performance without reducing filtration efficiency.
  • a suction filtration concentration device has been used to concentrate, for example, agglomerated sludge generated in a water purification plant.
  • An example of a suction type filtration concentration apparatus is disclosed in Patent Document 1.
  • This suction type filtration concentration apparatus has a sludge tank for storing sludge to be filtered and concentrated, and a plurality of filter plates that extend in the vertical direction of the sludge tank and are arranged adjacent to each other in the sludge tank.
  • Each filter plate includes a support plate and a bag-like filter cloth that is integrally stitched with the support plate, accommodates the support plate, and forms a filtration chamber therein.
  • a filtrate discharge pipe is provided in communication, and the filtrate is discharged through the filtrate discharge pipe. Furthermore, a suction part that sucks the filter cloth through the filtration chamber and a bulging part that bulges the filter cloth through the filtration chamber are provided, and a coil spring that constantly applies tension to each of the plurality of filter plates, It arrange
  • the support plate 302 has a concavo-convex portion extending in the longitudinal direction on the surface thereof, and the filtrate is in the space between the inner surface of the filter cloth 300 and the adjacent convex portion 304 of the support plate 302.
  • the flow path 306 is formed, and the filtrate that has passed through the filter cloth 300 passes through the filtrate flow path 306 extending over the entire vertical direction of the filter cloth 300 and is discharged to the outside of the sludge filtration and concentration device. Ensuring water permeability of the filtrate in the flow path 306 is important for ensuring filtration performance.
  • the flow path of the filtrate formed between the filter cloth and the support plate causes clogging and reduces the filtration performance. More specifically, when filtration is performed for a long time, a small amount of fine solids penetrates into the flow path of the filtrate through the filter cloth, and is formed in a narrow space between the filter cloth and the support plate. This causes clogging of the flow path of the filtrate, and the water permeability of the filtrate is hindered. Thereby, filtration performance falls.
  • an object of the present invention is to provide a sludge filtration and concentration device capable of ensuring filtration performance without reducing filtration efficiency.
  • a suction sludge filtration and concentration device is: A sludge tank for containing sludge to be filtered and concentrated; and a filter plate disposed in the sludge tank and extending in a vertical direction of the sludge tank.
  • the filter plate has irregularities extending in a vertical direction on a surface thereof.
  • a mesh-like support plate, and a bag-like filter cloth for accommodating the support plate, whereby a filtration chamber is formed by the inner surface of the filter cloth and the support plate, and A main flow path of the filtrate extending in the vertical direction is formed between the inner surface of the filter cloth and the recess of the support plate, and further, suction means for sucking the filter cloth through the filtration chamber, and the filter cloth through the filtration chamber
  • suction filtration and concentration apparatus comprising a filter cloth bulging means for bulging the filter cloth by supplying air toward the filter, and a filtrate discharge pipe having one end communicating with the filtration chamber.
  • the lateral length of the filter cloth is set to be longer than the lateral length of the support plate over the entire vertical direction thereof, whereby the suction means has a predetermined negative pressure in the sludge tank.
  • a temporary sub-flow path for the filtrate is formed which communicates with the filtration chamber and extends in the vertical direction of the filtration chamber.
  • the water in the sludge is guided to the filtration chamber through the filter cloth and supported by sucking the sludge contained in the sludge tank by the suction means.
  • the sludge By flowing through the main flow path of the filtrate formed on the plate and being discharged to the outside through the filtrate discharge pipe, the sludge can be attached to the outer surface of the filter cloth while being dehydrated and concentrated.
  • the filter cloth is caused by water pressure due to sludge and a predetermined negative pressure applied through the filtration chamber.
  • a space extending in the vertical direction of the filter cloth is formed between the inner surface of the non-contact portion of the filter cloth and the surface of the support plate, and this space is a filtration chamber constituted by the inner surface of the filter cloth and the support plate. Communicate with. Therefore, the filtrate that has passed through the filter cloth can flow in the vertical direction using this space, and functions as a sub-flow path for the main flow path of the filtrate formed on the support plate, thereby improving the water permeability of the filtrate. Is possible.
  • the suction means is capable of performing the filtration function for a long time without adversely affecting the filter cloth. It is necessary to set the negative pressure by the predetermined negative pressure. This predetermined negative pressure value is determined according to the material, size, thickness, amount of sludge adhering to the surface, etc. of the filter cloth.
  • the sub-flow path of the filtrate is a temporary one that is newly formed each time filtration is performed and disappears each time the filter cloth swells. It is possible to function as a sub-flow channel with respect to the main flow channel without fear of clogging due to foreign matters, which is caused in the main flow channel formed in the above. Therefore, the filtration performance is ensured through maintaining the water permeability of the filtrate without reducing the filtration efficiency due to stopping the operation of the suction type filtration concentration device to eliminate the clogging generated in the main flow path. It becomes possible.
  • the filter cloth is integrally stitched to the support plate, and is divided in the lateral direction of the corresponding filter plate by a plurality of stitches extending in the vertical direction, and the filter chamber is formed for each section,
  • the horizontal length of the portion of the filter cloth divided by the adjacent seam is set to be longer than the horizontal length of the support plate corresponding to the division over the entire vertical direction, thereby For each section, a temporary secondary flow path for the filtrate should be formed.
  • the negative pressure caused by the suction means is preferably set to a predetermined value or more so that the wrinkle-shaped non-contact portion formed on the filter cloth during filtration does not impair the soundness of the filter cloth.
  • the predetermined value may be higher than ⁇ 0.09 Mpa when the filter cloth is made of nylon.
  • the filtrate discharge pipe may be a siphon-type filtrate discharge pipe arranged in an inverted U shape and extending downward.
  • a plurality of the filter plates are provided so that the flat portions extend in the vertical direction and are aligned adjacent to each other in the sludge tank.
  • the section length in the horizontal direction of the filter cloth portion is preferably determined according to the amount of protrusion toward the adjacent filter plates when the filter cloth is bulged and the interval between the adjacent filter plates.
  • the support plate may be made of polyethylene.
  • the support plate may be made of EVA resin.
  • a suction filtration and concentration apparatus includes: A filtration and concentration tank containing a treatment liquid containing an object to be concentrated by filtration; and a filter plate disposed in the filtration and concentration tank and extending in the vertical direction of the filtration and concentration tank.
  • a support plate having a concavo-convex shape extending in the direction and having a mesh shape, and a bag-like filter cloth for accommodating the support plate, whereby a filtration chamber is formed by the inner surface of the filter cloth and the support plate.
  • a main passage for the filtrate extending in the vertical direction is formed between the inner surface of the filter cloth and the concave portion of the support plate, and suction means for sucking the filter cloth through the filtration chamber;
  • a suction-type filtration and concentration apparatus comprising: a filter cloth bulging means for expanding the filter cloth by supplying air toward the filter cloth through the filtration chamber; and a filtrate discharge pipe having one end communicating with the filtration chamber.
  • the length of the filter cloth in the lateral direction is set to be longer than the lateral length of the support plate over the entire vertical direction thereof, thereby causing the suction means to create a predetermined negative pressure in the filtration and concentration tank.
  • the secondary flow path of the filtrate formed on the inner surface of the filter cloth when the filtration concentration target contained in the processing liquid is filtered and concentrated is formed on the support plate. It communicates with the main flow path with the filtration chamber, but it is a temporary one that is newly formed each time it is filtered and disappears every time the filter cloth swells. It is possible to function as a sub-flow path to the main flow path without causing a clogging due to foreign matters, which is caused by the main flow path formed on the plate, thereby reducing the filtration performance without reducing the filtration efficiency. It is possible to secure.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a suction type filtration concentration apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic perspective view showing a state in which a plurality of filter plates are arranged adjacent to each other in the suction filtration and concentration apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic side view showing a filter plate in the suction filtration and concentration apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a partial plan view showing a state in which a plurality of filter plates are suspended and supported by a sludge tank in the suction filtration and concentration apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 shows a situation in which the filter cloth of the adjacent filter plate swells in the suction filtration and concentration apparatus according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. It is a conceptual diagram which shows the condition where filtration is performed with the filter cloth of an adjacent filter plate.
  • the suction-type filtration concentration apparatus 10 includes a sludge tank 12 that stores sludge that is an object of filtration concentration, a plurality of filter plates 14 disposed in the sludge tank 12, and a suction unit that sucks sludge. 16 and a bulging portion 20 for bulging a filter cloth 18 provided on each of the plurality of filter plates 14.
  • the sludge tank 12 is a container having a bottomed rectangular cross section, and has a volume capable of installing a plurality of filter plates 14 to be described later.
  • a sludge supply / discharge pipe 24 for supplying sludge into the sludge tank 12 communicates with the side wall 22 of the sludge tank 12, and through a sludge supply / discharge valve 26 provided in the middle of the sludge supply / discharge pipe 24.
  • a sludge supply / discharge pump 28 capable of forward / reverse operation is connected.
  • the sludge supply / discharge valve 26 is opened and the sludge supply / discharge pump 28 is operated to supply the sludge into the sludge tank 12, while the sludge supply / discharge pump 28 is operated in the reverse direction.
  • the unconcentrated sludge in the tank 12 can be discharged from the sludge tank 12.
  • a concentrated sludge discharge pipe 30 for discharging the concentrated sludge accumulated at the bottom of the sludge tank 12 communicates with the bottom of the sludge tank 12, and a concentrated sludge discharge valve 32 is provided in the middle of the concentrated sludge discharge pipe 30. Is provided. By opening the concentrated sludge discharge valve 32, the concentrated sludge accumulated at the bottom of the sludge tank 12 is discharged to the outside through the concentrated sludge discharge pipe 30 due to gravity drop.
  • the plurality of filter plates 14 (14 ⁇ / b> A to 14 ⁇ / b> E) are arranged adjacent to each other with a predetermined distance D in the sludge tank 12 with the flat portion 13 extending in the vertical direction. ing. As the distance D between adjacent filter plates 14 is reduced, the number of filter plates 14 that can be installed in the sludge tank 12 can be increased, thereby increasing the total filtration area. However, as will be described later, it is necessary to swell the filter cloth 18 in order to peel the concentrated sludge adhering to the filter cloth 18 of the filter plate 14. Therefore, the filter cloth 18 comes into contact with the adjacent filter plate 14 and cannot be effectively used as a filter area. Thus, it is good to determine the space
  • Each of the plurality of filter plates 14 is connected to a filtrate storage tank 36 installed outside the sludge tank 12 via a distribution pipe 34 at an upper portion thereof, and one end of a filtrate discharge pipe 38 is connected to the filtrate storage tank 36.
  • the filtrate discharge pipe 38 is connected in communication and extends vertically downward, and a filtrate discharge valve 40 is provided in the middle.
  • Each distribution pipe 34 and the filtrate discharge pipe 38 are connected in an inverted U shape through the filtrate storage tank 36, and the filtrate filtered in the sludge tank 12 is put out of the sludge tank 12 by using the principle of siphon. It is supposed to be discharged.
  • a suction pipe 31 is branched and connected to the distribution pipe 34, and a vacuum pump 35 is connected to the suction pipe 31 via a suction valve 33 provided in the middle.
  • a vacuum pump 35 is connected to the suction pipe 31 via a suction valve 33 provided in the middle.
  • One end of the distribution pipe 34 is connected to a horizontal pipe 15 provided on the upper part of the filter plate 14, and a lower part of the horizontal pipe 15 is divided by an adjacent seam 74, which will be described later, of the filter cloth 18.
  • a discharge hole (not shown) is provided for each section. Thereby, for each section of the filter cloth 18, compressed air is supplied by the compressor 46 through the corresponding discharge holes, or siphon type suction is performed by the vacuum pump 35.
  • the filter plate 14 includes a filter frame 48, a support plate 50 disposed inside the filter frame 48, a filter cloth 18 in a bag shape so as to accommodate the support plate 50 therein, A plurality of coil springs 54 provided between the filter frame 48 and the support plate 50 are schematically configured.
  • the filter frame 48 has a hollow rectangular shape and has both sides 60 and 62 between the upper side 56, the lower side 58, and the upper and lower sides.
  • the filter plate 14 is suspended and supported from the inner surface 68 of the sludge tank 12 by both ends of the upper side 56. More specifically, as shown in FIG.
  • extension portions 64 are provided at both ends of the upper side 56, respectively, while a pair of guide plates 70 projecting inward on the inner side surface 68 of the sludge tank 12. 72, and an engagement plate 66 fixed to the upper surface of the extension portion 64 with the end portion of the extension portion 64 disposed between the pair of guide plates 70, 72 is provided on the upper surface of the pair of guide plates 70, 72. It is supposed to be placed on. Thereby, each filter plate 14 is suspended and supported from the sludge tank 12. The distance between adjacent filter plates 14 is determined by selecting a pair of guide plates that suspend and support the filter plate 4.
  • the distance between adjacent filter plates 14 may be changed as appropriate by selecting a pair of guide plates that suspend and support the filter plate 14 according to the length of the section of the filter cloth 18 that will be described later. .
  • the support plate 50 is made of a net or mesh net, has a rectangular shape, and an infinite number of small openings are provided in the support plate 50.
  • An uneven portion (not shown) extending in the vertical direction is provided on the surface of the support plate 50, so that the vertical direction of the support plate 50 is between the concave portion of the support plate 50 and the inner surface of the filter cloth 18.
  • a plurality of main flow paths (not shown) for the filtrate extending in the direction are formed.
  • the filtrate filtered by the filter cloth 18 flows through the main flow path in the filter cloth 18 and is discharged to the outside through the sludge discharge pipe 38, and ensures the water permeability of the filtrate in the main flow path. Is important in securing the filtration performance of the filter cloth 18.
  • the support plate 50 is made of resin, as will be described later, the deformation in such a manner that the support plate 50 is elongated in the plane or the flatness of the support plate 50 is lost when the filter cloth 18 is immersed in sludge. It is made of a hard material that does not substantially occur and that does not substantially cause contraction in the plane of the support plate 50 due to swelling of the filter cloth 18 or deformation that destroys the flatness of the support plate 50. Is good. Specifically, for example, polyethylene or EVA resin is preferable. By adopting such a material, when the filter cloth 18 is immersed in sludge for a long time or when the filter cloth 18 is expanded, the tension acting on the filter plate 14 by the coil spring 54 described later is always maintained. It becomes possible to make it substantially constant.
  • the filter cloth 18 is preferably made of chemical fiber, particularly nylon.
  • the filter cloth 18 is formed by overlapping a pair of rectangular cloth bodies to sew the peripheral edges, or by bending a single rectangular cloth body so that opposing edges overlap each other, and the peripheral edges are separated. It is good to form in a bag shape by sewing.
  • a plurality of eyelets 78 are provided around the filter cloth 18, and one end of a coil spring 54 described later is hooked to the eyelets 78.
  • a plurality of seams 74 extending in the vertical direction of the sludge tank 12 are provided in the filter cloth 18, and the filter cloth 18 is stitched together with the support plate 50 accommodated therein by each seam 74.
  • the filter cloth 18 is divided along the horizontal direction (direction substantially orthogonal to the vertical direction of the sludge tank 12), and a filtration chamber 76 is formed between the inner surface of the filter cloth 18 and the support plate 50 for each section. (See FIG. 5).
  • the intervals between the adjacent seams 74 do not need to be uniform, but by arranging the filter plates 14 as close as possible within a range where there is no risk of contact between the adjacent filter plates 14, the filter plate 14 as a whole is arranged. What is necessary is just to set from a viewpoint of ensuring the total filtration area to the maximum.
  • the length is set to be longer than the length, so that a margin for bulging when the filter cloth 18 is bulged is provided for each section.
  • the filter cloth 18 is sucked through the filtration chamber 76 for each section of the filter cloth 18, so that most of the filter cloth 18 is attracted to the support plate 50.
  • a wrinkle-shaped non-contact portion 71 that is in close contact with the support plate 50 but not in close contact with the support plate 50 is formed in the vertical direction.
  • a space extending in the vertical direction of the filter cloth 18 is formed between the inner surface of the non-contact portion 71 of the filter cloth 18 and the surface of the support plate 50.
  • the filter chamber 76 communicates with the support plate 50.
  • the filtrate that has passed through the filter cloth 18 can flow in the vertical direction using this space, and functions as a sub-flow channel 99 for the main flow channel of the filtrate formed on the support plate 50.
  • the subchannel 99 is formed for each section, and the water permeability of the filtrate can be improved.
  • the filter cloth 18 is expanded, the pores of the filter cloth 18 are expanded without the filter cloth 18 being excessively stretched, and the normal filtration function is lost, or the filter cloth 18 is blurred. It is possible to prevent this.
  • the plurality of coil springs 54 are between the side 60 of the filter frame 48 and the side 61 of the filter cloth 18, between the side 62 of the filter frame 48 and the side 63 of the filter cloth 18, and of the filter frame 48. It is disposed between the lower side 58 and the lower side 59 of the filter cloth 18. What is necessary is just to set suitably the space
  • a plurality of connecting members 65 are arranged between the upper side 56 of the filter frame 48 and the upper side 57 of the filter cloth 18, and one end of each connecting member 65 is hooked to the eyelet 78 of the filter cloth 18.
  • the other end is fixed to the upper side 56 of the filter frame 48.
  • the connecting member 65 is preferably a hanging fitting such as a shackle.
  • the plurality of coil springs 54 are preferably made of SUS from the viewpoint of corrosion resistance, and several tens of the coil springs 54 are arranged around the periphery of the filter plate 14. Instead, it is better to use standard products.
  • sludge is supplied into the sludge tank 12. More specifically, with the sludge discharge valve 32 closed, the sludge supply / discharge valve 26 is opened and the sludge supply / discharge pump 28 is operated to remove the sludge to be filtered and concentrated through the sludge supply / discharge pipe 24.
  • the sludge tank 12 is supplied to the top level of the filter plate 14.
  • the sludge in the sludge tank 12 is prepared to be filtered and concentrated by a siphon method.
  • the suction valve 33 by opening the suction valve 33 and operating the vacuum pump 35, the liquid in the filter cloth 18 is sucked into the filtrate storage tank 36 through the distribution pipe 34.
  • the filtrate guided into the filtration chamber 76 can be discharged to the outside through the sludge discharge pipe 38 by siphon action. It becomes possible.
  • the sludge in the sludge tank 12 is filtered and concentrated. More specifically, the sludge in the sludge tank 12 is sucked toward the outer surface of the filter cloth 18 by the siphon principle, and the moisture in the sludge passes through the filter cloth 18 and is filtered as a filtrate. The sludge, which is guided to the filtration chamber 76 in the cloth 18 and dehydrated and dehydrated and concentrated, adheres to the outer surface of the filter cloth 18. At that time, since the swell margin is provided for each section of the filter cloth 18, most of the filter cloth 18 in each section is attached to the support plate 50 by suction of the filter cloth 18.
  • a non-contact portion 71 that is in close contact but not in close contact with the support plate 50 is formed in a wrinkle shape extending in the vertical direction of the filter cloth 18.
  • the non-contact portion 71 extends in a meandering manner in the longitudinal direction of the filter plate 14.
  • a space extending in the vertical direction of the filter cloth 18 is formed between the inner surface of the non-contact portion 71 of the filter cloth 18 and the surface of the support plate 50, and this space is supported by the inner surface of the filter cloth 18. It communicates with a filtration chamber 76 constituted by the plate 50.
  • the filtrate that has passed through the filter cloth 18 can flow in the vertical direction using this space, functions as a sub-flow channel 99 for the main flow channel of the filtrate formed on the support plate 50, and allows the filtrate to pass therethrough. It is possible to improve aqueous properties.
  • the wrinkle-shaped non-contact portion 71 is newly formed for each section every time it is filtered, and therefore has a small tendency to adversely affect the soundness of the filter cloth, but by using the filter cloth 18 for a long time.
  • the filter cloth 18 may have a kind of habit, and the non-contact portion 71 may be formed at the same position each time filtration is performed.
  • the negative pressure value is preferably higher than ⁇ 0.09 Mpa, but this value depends on the material, size, thickness, amount of sludge adhering to the surface, etc. It is better to decide accordingly.
  • the unconcentrated sludge in the sludge tank 12 is opened through the sludge supply / discharge pipe 24 by opening the sludge supply / discharge valve 26 and operating the sludge supply / discharge pump 28 in reverse to the sludge supply. Is discharged outside the sludge tank 12.
  • the filter cloth 18 is bulged to peel off the concentrated sludge adhering to the filter cloth 18. More specifically, the air inflow valve 44 is opened, and compressed air is supplied from the compressor 46 through the air inflow pipe 42, the filtrate storage tank 36, the distribution pipes 34, and the horizontal pipes 15 into the filtration chambers 76 of the filter plates 14. To do. As a result, the filter cloth 18 whose countless pores are blocked by the concentrated sludge swells away from the support plate 50. At that time, the entire surface of the filter cloth 18 is stretched away from the support plate 50, whereby the entire inner surface of the filter cloth 18 is separated from the surface of the support plate 50 and the wrinkle-shaped non-adhered portion 71 disappears.
  • the internal sub-flow channel 99 also disappears.
  • the filter cloth 18 is bulged and filtered again, the wrinkle-shaped non-contact portion 71 is formed again as described above. As a result, a secondary flow path 99 for the filtrate is formed.
  • the filter cloth 18 is provided with a swell margin for each section, the filter cloth 18 is prevented from being excessively stretched to prevent the pores from expanding or the filter cloth 18 from being blurred. Is possible.
  • the support plate 50 that is integrally stitched to the filter cloth 18 receives a compressive force and attempts to shrink in the lateral direction of the support plate 50 (left-right direction in FIG. 5). By adopting the hard support plate 50, the lateral length of the support plate 50 is maintained substantially constant, and thereby the tension by the coil spring 54 acting from the side of the support plate 50 is maintained substantially constant. Is possible.
  • the separated concentrated sludge is discharged to the outside of the sludge tank 12. More specifically, the sludge discharge valve 32 is opened, and the concentrated sludge accumulated on the bottom of the sludge tank 12 by being peeled off from the filter cloth 18 is discharged to the outside of the sludge tank 12 through the concentrated sludge discharge pipe 30 by gravity. . This completes the sludge filtration and concentration operation.
  • the filter cloth 18 is immersed in the sludge for a long time and thereby swells, whereby the support plate 50 also tries to extend in the lateral direction (left-right direction in FIG. 5).
  • the length of the support plate 50 in the lateral direction is kept substantially constant, whereby the tension by the coil spring 54 acting from the side of the support plate 50 can be kept almost constant.
  • the concentrated sludge discharged to the outside of the sludge tank 12 is further concentrated separately by a dehydrator, formed into a cake, and subjected to incineration or landfill disposal.
  • the suction type filtration concentration apparatus 10 having the above configuration, the sludge contained in the sludge tank 12 is sucked by the suction means 16 so that the water in the sludge passes through the filter cloth 18 and the filtration chamber 76.
  • the horizontal length of the filter cloth 18 is set to be longer than the horizontal length of the support plate 50 in the entire vertical direction, so that the water pressure by the sludge and the predetermined negative pressure applied through the filtration chamber 76 are set.
  • the filter cloth 18 is pressed against the surface of the support plate 50, and most of the filter cloth 18 is in close contact with the surface of the support plate 50, but a wrinkle-shaped non-contact portion 71 is also formed at the same time.
  • a space extending in the vertical direction of the filter cloth 18 is formed between the inner surface of the non-contact portion 71 of the filter cloth 18 and the surface of the support plate 50, and this space is formed between the inner surface of the filter cloth 18 and the support plate 50. It connects with the filtration chamber 76 comprised by these. Therefore, the filtrate that has passed through the filter cloth 18 can flow in the vertical direction using this space, functions as a sub-flow channel 99 for the main flow channel of the filtrate formed on the support plate 50, and allows the filtrate to pass therethrough. It is possible to improve aqueous properties.
  • the entire surface of the filter cloth 18 is stretched away from the support plate 50. While the entire inner surface of the cloth 18 is separated from the surface of the support plate 50, the wrinkle-shaped non-contact portion 71 also disappears. As a result, the internal sub-flow channel 99 also disappears. However, when the filter cloth 18 is bulged and filtered again, the wrinkle-shaped non-contact portion 71 is formed again as described above. As a result, a secondary flow path 99 for the filtrate is formed.
  • the filter function can be performed for a long time without adversely affecting the filter cloth 18. It is necessary to set the negative pressure by the suction means 16 to a predetermined negative pressure.
  • This predetermined negative pressure value is determined according to the material, size, thickness, amount of sludge adhering to the surface, etc. of the filter cloth.
  • the secondary flow path 99 of the filtrate is newly formed every time filtration is performed and disappears every time the filter cloth 18 bulges, and has a self-cleaning function in this respect. It is possible to function as a sub-flow channel 99 for the main flow channel without fear of clogging due to foreign matters as caused in the main flow channel formed in the support plate 50.
  • the filtration performance is ensured through maintaining the water permeability of the filtrate without reducing the filtration efficiency due to stopping the operation of the sludge filtration and concentration apparatus 10 to eliminate the clogging generated in the main flow path. It becomes possible.
  • FIG. 6 is a view similar to FIG. 3 in the suction filtration and concentration apparatus according to the second embodiment of the present invention.
  • a weight member 80 is installed in the lower part of the filter plate 14. More specifically, a horizontally long prismatic weight member 80 having a predetermined weight hangs down from the lower portion of the filter plate 14 via a plurality of suspension fittings 82. As shown in FIG. 6 (B), each of the plurality of hanging fittings 82 connects a U-shaped main body 86 having a pair of extending portions 84 parallel to each other and the ends of the pair of extending portions 84. The weight member 80 is suspended from the main body via a coil spring 90. The plurality of suspension fittings 82 are arranged so that the filter frame 48 is interposed between the pair of extending portions 84, and are connected to the filter cloth 18 by passing the connecting rod 88 through the eyelet 78 of the filter cloth 18.
  • the coil spring is installed in the lower part of the filter plate 14 as in the first embodiment, the coil spring is excessively compressed by the weight of the concentrated sludge that gradually adheres to the surface of the filter cloth 18 during filtration.
  • the filter cloth 18 can always be pulled downward by the weight member, so that it is possible to prevent the filter cloth 18 from slackening due to the adhesion of the concentrated sludge.
  • the filter frame 48 is disposed so as to be interposed between the pair of extending portions 84, the filter plate 14 contacts the pair of extending portions 84, thereby preventing excessive swinging of the filter plate 14. It is also possible.
  • the target of filtration and concentration includes incineration ash, milk, juice, and the like contained in an alkaline solution.
  • the target of filtration and concentration includes incineration ash, milk, juice, and the like contained in an alkaline solution.
  • the suction type filtration concentration apparatus according to the invention is applicable to these.
  • the siphon type suction filtration and concentration apparatus 10 has been described.
  • the suction pump is not limited as long as the negative pressure value is set in consideration of the influence on the filter cloth 18.
  • the suction type suction filtration and concentration apparatus 10 may be used.
  • the coil spring 54 is employed as the elastic member.
  • the elastic member is not limited thereto, and may be a rubber plate or the like as long as a desired tension can be achieved.
  • the suction filtration and concentration apparatus is applicable not only to water treatment system technical fields including clean water, middle water and sewage but also to a wide range of technical fields such as food fields and chemical industry fields. Of these, it is particularly useful when a suction filtration and concentration device applied in a process for concentrating sludge generated in a water treatment process such as a water purification plant or a sewage treatment plant is enlarged.
  • FIG. 1 It is a schematic block diagram of the suction type filtration concentration apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention.
  • the suction type filtration concentration apparatus concerning a 1st embodiment of the present invention it is a schematic perspective view showing the state where a plurality of filtration plates are arranged adjacent. It is a schematic side view which shows the filter plate in the suction type filtration concentration apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention.
  • the suction type filtration concentration apparatus concerning a 1st embodiment of the present invention it is a partial top view showing the state where a plurality of filter plates are suspended and supported by a sludge tank.
  • FIG. 1st embodiment of the present invention In the suction filtration and concentration apparatus according to the first embodiment of the present invention, FIG.
  • FIG. 5 (A) shows a situation in which the filter cloth of the adjacent filter plate is swollen
  • FIG. 5 (B) is the adjacent filter plate.
  • Sludge filtration and concentration device 12 Sludge tank 14 Filter plate 15 Horizontal pipe 16 Suction part 18 Filter cloth 20 Swelling part 22 Side wall 24 Sludge supply / discharge pipe 26 Sludge supply / discharge valve 30 Concentrated sludge discharge pipe 32 Concentration Sludge discharge valve 34 Distribution pipe 35 Vacuum pump 36 Filtrate storage tank 42 Air inflow pipe 44 Air inflow valve 46 Compressor 50 Support plate 54 Coil spring 56 Upper side 58 Lower side 60, 62 Side 71 Non-contact part 74 Seam 76 Filtration chamber 78 Eyelet 80 Weight member 82 Suspension fitting 84 Extension part 86 Main body 88 Connecting rod 90 Spring 99 Sub flow path

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Abstract

濾過濃縮対象物を収容する濾過濃縮槽１２と、該濾過濃縮槽１２内に配置される濾過板１４とを有し、該濾過板１４は、表面に上下方向に延びる凹凸を有し、かつ網目状とされた支持板５０と、該支持板５０を収容する袋状の濾布１８とを有し、それにより該濾布１８の内面と該支持板５０とにより濾過室７６が形成されるとともに、該濾布１８の内面と該支持板５０の凹部との間に、上下方向に延びる濾液の主流路が形成され、さらに、濾布１８を吸引する吸引手段１６と、濾布１８を膨出させる濾布膨出手段２０と、一端が前記濾過室７６に連通する濾液排出管３８を有する、吸引式濾過濃縮装置において、前記濾布１８の横方向の長さは、前記支持板５０の横方向の長さより長く設定され、所定負圧のもとで濾過濃縮する際、前記濾過室７６に連通し、該濾過室７６の上下方向に延びる、濾液の一時的な副流路９９が形成されることを特徴とする吸引式濾過濃縮装置。

Description

吸引式濾過濃縮装置
　本発明は、吸引式濾過濃縮装置に関し、より詳細には、濾過効率を減少させることなく、濾過性能を確保することが可能な汚泥濾過濃縮装置に関する。
従来から、たとえば浄水場において発生する凝集汚泥を濃縮するのに、吸引式濾過濃縮装置が用いられている。吸引式濾過濃縮装置の一例が、特許文献１に開示されている。
この吸引式濾過濃縮装置は、濾過濃縮対象である汚泥を収容する汚泥槽と、それぞれ汚泥槽の上下方向に延び、汚泥槽内で互いに隣接して整列する複数の濾過板とを有する。各濾過板は、支持板と、支持板に対して一体的に縫合され、支持板を収容し、内部に濾過室を形成する袋状の濾布とを有する。この濾過室には、濾液排出管が連通して設けられ、濾液排出管を通じて濾液を排出するようにしている。さらに、濾過室を通じて濾布を吸引する吸引部と、濾過室を通じて濾布を膨出させる膨出部とが設けられるとともに、複数の濾過板のそれぞれに対して常時張力を付加するコイルスプリングが、各濾過板の周囲に配置されている。
このような構成によれば、濾過の際、汚泥槽内の汚泥は、吸引されて濾布により濾過され、濾布の外表面に濃縮された汚泥が付着するとともに、濾布を通過し、濾過室に導かれた濾液は、濾液排出管を通じて、汚泥槽の外部に回収することが可能である。
特に、図７に示すように、支持板３０２は、その表面に長手方向に延びる凹凸部を有し、濾布３００の内面と支持板３０２の隣り合う凸部３０４との間のスペースに濾液が流れる流路３０６が形成され、濾布３００を通過した濾液は、濾布３００の上下方向全体に亘って延びる濾液の流路３０６を通って、汚泥濾過濃縮装置の外部に排出される点において、流路３０６における濾液の通水性の確保は、濾過性能を確保するうえで重要である。
一方、濃縮汚泥の回収の際、濾過室を通じて濾布の内表面に向かって圧搾空気を供給することにより、濾布が膨出し、それにより濾布の外表面に付着した濃縮汚泥を剥離させ、汚泥槽の底に溜まった濃縮汚泥を排出し、別途機械脱水処理を行うことにより、ケーキとして焼却あるいは埋立処分することが可能である。このような汚泥の濾過濃縮処理により、加圧あるいは真空等による機械脱水処理におけるエネルギー負荷を軽減することが可能である。
しかしながら、このような従来の吸引式濾過濃縮装置には、以下のような技術的問題点が存する。
すなわち、濾布と支持板との間に形成される濾液の流路が目詰まりを引き起こし、濾過性能を低下させる点である。より詳細には、濾過を長時間に亘って行うと、濾布を通じて微小の固形分が若干ではあるが濾液の流路内に侵入し、濾布と支持板との間の狭いスペースに形成される濾液の流路の目詰まりの原因となり、濾液の通水性が阻害される。これにより、濾過性能が低下する。たとえば、浄水場において発生する凝集汚泥を処理するのに用いられる大型の汚泥濾過濃縮装置の場合、２４時間連続運転を行うと、３カ月ないし１２カ月でこのような濾過性能の低下が引き起こされる。
濾過性能を回復するためには、定期的に汚泥濾過濃縮装置の運転を止めて、濾過板の洗浄を行い、微小の固形分を除去する必要がある。このため、装置の稼働効率が低下し、濾過効率が減少する。
以上の技術的問題に鑑み、本発明の目的は、濾過効率を減少させることなく、濾過性能を確保することが可能な汚泥濾過濃縮装置を提供することにある。
上記課題を達成するために、本発明に係る吸引式汚泥濾過濃縮装置は、
濾過濃縮対象である汚泥を収容する汚泥槽と、該汚泥槽内に配置され、該汚泥槽の上下方向に延びる濾過板とを有し、該濾過板は、表面に上下方向に延びる凹凸を有し、かつ網目状とされた支持板と、該支持板を収容する袋状の濾布とを有し、それにより該濾布の内面と該支持板とにより濾過室が形成されるとともに、該濾布の内面と該支持板の凹部との間に、上下方向に延びる濾液の主流路が形成され、さらに、該濾過室を通じて前記濾布を吸引する吸引手段と、前記濾過室を通じて前記濾布に向かって空気を供給することにより、前記濾布を膨出させる濾布膨出手段と、一端が前記濾過室に連通する濾液排出管とを有する、吸引式濾過濃縮装置において、
前記濾布の横方向の長さは、その上下方向全体に亘って、前記支持板の横方向長さより長く設定され、それにより前記吸引手段によって所定負圧のもとで、前記汚泥槽内の汚泥を濾過濃縮する際、前記濾過室に連通し、該濾過室の上下方向に延びる、濾液の一時的な副流路が形成される、構成としている。
　　以上の構成を有する吸引式濾過濃縮装置によれば、汚泥槽内に収容された汚泥を吸引手段により吸引することにより、汚泥中の水分は、濾布を通過して濾過室に案内され、支持板に形成される濾液の主流路を流れ、濾液排出管を通じて外部に排出されることにより、汚泥を脱水しつつ濾布の外表面に付着させて、濃縮させることが可能である。
その際、濾布の横方向の長さは、その上下方向全体に亘って、支持板の横方向長さより長く設定されていることから、汚泥による水圧および濾過室を通じて加わる所定負圧により濾布が支持板の表面に対して押圧され、濾布の大部分は支持板の表面に密着するが、しわ状の非密着部分も同時に形成される。この濾布の非密着部分の内面と支持板の表面との間には、濾布の上下方向に延びるスペースが形成され、このスペースは、濾布の内面と支持板とにより構成される濾過室に連通する。よって、濾布を通過した濾液は、このスペースを利用して上下方向に流れることが可能であり、支持板に形成される濾液の主流路に対する副流路として機能し、濾液の通水性を向上することが可能である。
濾布の表面に付着した濃縮汚泥を剥離するために、濾布膨出手段により濾布を膨出させる際、濾布表面全体が支持板から遠ざかる向きに張ることにより、濾布の内表面全体が支持板の表面から離れるとともに、しわ状の非密着部分も消失する。これにより、内部の副流路も消失するが、濾布の膨出を解除して再び濾過を行う際には、上述のように、再度しわ状の非密着部分が形成され、それにより濾液の副流路が形成される。
この場合、繰り返し形成されるしわ状の非密着部分により濾布が傷むことから、濾布に対して悪影響を及ぼすことなしに、長時間に亘って濾過機能を奏することが可能な程度に吸引手段による負圧を所定負圧に設定する必要がある。この所定負圧値は、濾布の材質、大きさ、厚み、表面に付着する汚泥の量等に応じて決定される。
以上のように、濾液の副流路は、濾過のたびに新たに形成され、濾布の膨出のたびに消失する一時的なものであり、この点において自浄作用を有することから、支持板に形成される主流路に引き起こされるような、異物による目詰まりの恐れなく、主流路に対する副流路として機能することが可能である。よって、主流路に生じた目詰まりを解消すべく吸引式濾過濃縮装置の運転を停止することに起因して濾過効率を減少させることなく、濾液の通水性を維持することを通じて濾過性能を確保することが可能となる。
 
また、前記濾布は、前記支持板に対して一体的に縫合され、上下方向に延びる複数の縫い目により、対応する濾過板の横方向に区分され、各区分ごとに前記濾過室を形成し、
隣合う縫い目によって区分される前記濾布の部分の横方向の長さは、その上下方向全体に亘って、該区分に相当する前記支持板の横方向長さより長く設定され、それにより、前記各区分ごとに、濾液の一時的な副流路が形成されるのがよい。
さらに、前記吸引手段によって引き起こされる負圧は、濾過時に濾布に形成されるしわ状の非密着部が濾布の健全性を損ねない程度の所定値以上に設定されるのがよい。
さらにまた、前記所定値は、前記濾布がナイロン製である場合、―０．０９Ｍｐａより高いのがよい。
加えて、前記濾液排出管は、逆Ｕ字状に配置され、下方に延びるサイフォン式濾液排出管であるのがよい。
さらに、前記濾過板は、それぞれ平面部が上下方向に延び、前記汚泥槽内で互いに隣接して整列するように複数設けられるのがよい。
さらにまた、前記濾布の部分の横方向の区分長さは、濾布を膨出したときの隣接する濾過板に向かう張り出し量および隣接する濾過板同士の間隔に応じて決定されるのがよい。
加えて、前記支持板は、ポリエチレン製でもよい。
また、前記支持板は、ＥＶＡ樹脂製でもよい。
上記課題を達成するために、本発明に係る吸引式濾過濃縮装置は、
濾過濃縮対象物を含有する処理液を収容する濾過濃縮槽と、該濾過濃縮槽内に配置され、該濾過濃縮槽の上下方向に延びる濾過板とを有し、該濾過板は、表面に上下方向に延びる凹凸を有し、かつ網目状とされた支持板と、該支持板を収容する袋状の濾布とを有し、それにより該濾布の内面と該支持板とにより濾過室が形成されるとともに、該濾布の内面と該支持板の凹部との間に、上下方向に延びる濾液の主流路が形成され、さらに、該濾過室を通じて前記濾布を吸引する吸引手段と、前記濾過室を通じて前記濾布に向かって空気を供給することにより、前記濾布を膨出させる濾布膨出手段と、一端が前記濾過室に連通する濾液排出管とを有する、吸引式濾過濃縮装置において、
前記濾布の横方向の長さは、その上下方向全体に亘って、前記支持板の横方向長さより長く設定され、それにより前記吸引手段によって所定負圧のもとで、前記濾過濃縮槽内の濾過濃縮対象物を濾過濃縮する際、前記濾過室に連通し、該濾過室の上下方向に延びる、濾液の一時的な副流路が形成される、構成としている。
本発明に係る吸引式濾過濃縮装置によれば、処理液中に含有する濾過濃縮対象物を濾過濃縮する際に濾布の内面に形成される濾液の副流路は、支持板に形成される主流路とともに濾過室に連通するものであるが、濾過のたびに新たに形成され、濾布の膨出のたびに消失する一時的なものであり、この点において自浄作用を有することから、支持板に形成される主流路に引き起こされるような、異物による目詰まりの恐れなく、主流路に対する副流路として機能することが可能であり、それにより、濾過効率を減少させることなく、濾過性能を確保することが可能である。
下水場あるいは浄水場において発生する汚泥を濾過濃縮対象とした場合を例として、本発明に係る吸引式濾過濃縮装置１０の第１実施形態を図面を参照しながら、以下に詳細に説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る吸引式濾過濃縮装置の概略構成図である。図２は、本発明の第１実施形態に係る吸引式濾過濃縮装置において、複数の濾過板が隣接して配置されている状態を示す概略斜視図である。図３は、本発明の第１実施形態に係る吸引式濾過濃縮装置における濾過板を示す概略側面図である。図４は、本発明の第１実施形態に係る吸引式濾過濃縮装置において、複数の濾過板が汚泥槽により懸架支持されている状態を示す部分平面図である。図５は、本発明の第１実施形態に係る吸引式濾過濃縮装置において、図５（Ａ）は、隣合う濾過板の濾布が膨出している状況を示し、図５（Ｂ）は、隣合う濾過板の濾布により濾過が行われている状況を示す概念図である。
図１に示すように、吸引式濾過濃縮装置１０は、濾過濃縮対象である汚泥を収容する汚泥槽１２と、汚泥槽１２内に配置された複数の濾過板１４と、汚泥を吸引する吸引部１６と、複数の濾過板１４それぞれに設けられた濾布１８を膨出させる膨出部２０とから概略構成されている。
汚泥槽１２は、有底の矩形断面の容器であり、後に説明する複数の濾過板１４を内部に設置可能な容積を有する。汚泥槽１２の側壁２２には、汚泥槽１２内に汚泥を供給する汚泥供給／排出管２４の一端が連通し、汚泥供給／排出管２４の途中に設けられた汚泥供給／排出弁２６を介して、正逆作動可能な汚泥供給／排出ポンプ２８が接続されている。これにより、汚泥供給／排出弁２６を開き、汚泥供給／排出ポンプ２８を作動することにより、汚泥を汚泥槽１２内に供給する一方、汚泥供給／排出ポンプ２８を逆に作動することにより、汚泥槽１２内の未濃縮の汚泥を汚泥槽１２から排出することが可能なようにしている。また、汚泥槽１２の底部には、汚泥槽１２の底に溜まった濃縮汚泥を排出する濃縮汚泥排出管３０の一端が連通し、濃縮汚泥排出管３０の途中には、濃縮汚泥排出弁３２が設けられている。濃縮汚泥排出弁３２を開くことにより、汚泥槽１２の底に溜まった濃縮汚泥が重力落下により、濃縮汚泥排出管３０を通じて外部に排出されるようにしている。
図２に示すように、複数の濾過板１４（１４Ａないし１４Ｅ）は、汚泥槽１２内において、平面部１３が上下方向に延びる状態で、所定の間隔Ｄを隔てて互いに隣接して整列配置されている。隣り合う濾過板１４同士の間隔Ｄを小さくするほど、汚泥槽１２内に設置可能な濾過板１４の枚数を増やし、それにより総濾過面積を増大することが可能である。しかしながら、後に説明するように、濾過板１４の濾布１８に付着した濃縮汚泥を剥離するために濾布１８を膨出する必要があり、この濾布１８の膨出により、濾布１８が隣りの濾過板１４に向かって張り出すことから、濾布１８が隣りの濾過板１４に接触し、濾過面積として有効に利用できなく恐れがある。このように、隣合う濾過板１４が接触しないようにしつつ、濾過面積を最大限に確保する観点から、隣合う濾過板１４同士の間隔を定めるのがよい。
複数の濾過板１４はそれぞれ、その上部において分配管３４を介して、汚泥槽１２の外部に設置された濾液貯留槽３６に接続され、この濾液貯留槽３６には、濾液排出管３８の一端が連通して接続され、濾液排出管３８は、鉛直下方に延び、途中に濾液排出弁４０が設けられている。
濾液貯留槽３６を通じて各分配管３４と濾液排出管３８とが、逆Ｕ字状に接続されており、サイフォンの原理を利用して、汚泥槽１２内で濾過された濾液を汚泥槽１２外に排出するようにしてある。さらに、分配管３４には、吸引管３１が分岐して接続され、吸引管３１には、途中に設けられた吸引弁３３を介して真空ポンプ３５が接続している。これにより、吸引弁３３を開いた状態で、真空ポンプ３５を作動することにより、汚泥槽１２内の処理すべき液を分配管３４内に吸引し、サイフォンの原理を利用して、濾液排出管３８を通じて、濾液を外部に排出する準備を行うことができるようにしている。
一方、濾液貯留槽３６には、空気流入管４２の一端が連通して接続され、その途中に設けられた空気流入弁４４を介してコンプレッサー４６に接続されている。これにより、空気流入弁４４を開いた状態で、コンプレッサー４６を作動することにより、圧搾空気が空気流入管４２、濾液貯留槽３６、および各分配管３４を通じて、各濾過板１４の濾過室７６に供給され、後に説明する濃縮汚泥を濾布１８から剥離する際、濾布１８を膨出させるようにしている。
なお、分配管３４の一端は、濾過板１４の上部に設けられた水平管１５に接続され、この水平管１５の下部には、後に説明する隣合う縫い目７４により区画される、濾布１８の区分ごとに、排出孔（図示せず）が設けられている。これにより、濾布１８の区分ごとに、対応する排出孔を通じて、コンプレッサー４６により圧搾空気を供給したり、あるいは真空ポンプ３５によりサイフォン式の吸引を行うようにしている。
複数の濾過板１４のそれぞれの構成は、同様であるので、濾過板１４の１つについてその構成を以下に説明する。
図３に示すように、濾過板１４は、濾過枠４８と、濾過枠４８の内部に配置された支持板５０と、支持板５０を内部に収容するように袋状とした濾布１８と、濾過枠４８と支持板５０との間に設けられた複数のコイルスプリング５４とから概略構成されている。濾過枠４８は、中空の矩形形状をなし、上辺５６、下辺５８および上下辺との間の両側辺６０、６２を有する。濾過板１４は、上辺５６の両端部により汚泥槽１２の内側面６８より懸架支持されている。より詳細には、図４に示すように、上辺５６の両端部にはそれぞれ、延長部６４が設けられる一方、汚泥槽１２の内側面６８には、内部に向かって突出する一対のガイド板７０，７２が設けられ、延長部６４の端部を一対のガイド板７０，７２の間に配置して、延長部６４の上面に固定された係合板６６が、一対のガイド板７０，７２の上面に載置されるようにしてある。これにより、各濾過板１４は、汚泥槽１２から懸架支持されるようにしている。濾過板４を懸架支持する一対のガイド板の選択により、隣合う濾過板１４同士の間隔が決定されるが、たとえば、濃縮汚泥の濾布１８への付着量、吸引による負圧の大きさ、後に説明する濾布１８の横方向の区分長さ等に応じて、濾過板１４を懸架支持する一対のガイド板を選択することにより、隣合う濾過板１４の間隔を適宜変えるようにしてもよい。
支持板５０は、ネットあるいはメッシュ網等からなり、矩形形状とされ、無数の小開口が支持板５０に設けられている。支持板５０の表面には、その上下方向に延びる凹凸部（図示せず）が設けられ、それにより、支持板５０の凹部と濾布１８の内面との間には、支持板５０の上下方向に延びる濾液の主流路（図示せず）が複数形成されるようにしている。これにより、濾布１８により濾過された濾液は、濾布１８内で主流路を流れ、汚泥排出管３８を通じて外部に排出されるようにしており、主流路内における濾液の通水性を確保することは、濾布１８の濾過性能を確保する点において重要である。
支持板５０は、樹脂製であるが、後に説明するように、濾布１８を汚泥に浸漬することに伴う支持板５０の平面内の伸長あるいは支持板５０の平面性をくずすような変形が実質的に生じず、かつ濾布１８を膨出させることに伴う支持板５０の平面内の収縮あるいは支持板５０の平面性をくずすような変形が実質的に生じないような硬質の材質であるのがよい。具体的には、たとえばポリエチレン製あるいはＥＶＡ樹脂製がよい。このような材質を採用することにより、濾布１８を汚泥に長時間浸漬したり、濾布１８を膨出させたりする場合に、後に説明するコイルスプリング５４により濾過板１４に作用する張力が常時略一定となるようにすることが可能となる。
濾布１８は、化学繊維製が好ましく、とくにナイロン製がよい。濾布１８は、たとえば、一対の矩形状の布体を重ね合わせて周縁部どうしを縫ったり、あるいは一枚の矩形状の布体を対向する縁どうしが重なり合うように折り曲げて、周縁部どうしを縫ったりすることにより袋状に形成するのがよい。濾布１８の周囲には、複数の鳩目７８が設けられ、後に説明するコイルスプリング５４の一端が、鳩目７８にフックされるようにしている。
濾布１８には、汚泥槽１２の上下方向に延びる縫い目７４が複数設けられ、各縫い目７４により、濾布１８はその内部に収容される支持板５０と一体的に縫合されている。それにより濾布１８は、横方向（汚泥槽１２の上下方向にほぼ直交する方向）に沿って区分され、区分ごとに、濾布１８の内面と支持板５０との間に濾過室７６が形成されるようにしている（図５参照）。隣合う縫い目７４の間隔は、均等である必要はないが、隣接する濾過板１４同士が接触する危険がない範囲で濾過板１４同士を極力近接して配置することにより、濾過板１４全体としての総濾過面積を最大限に確保する観点から、設定すればよい。
より詳細には、図５（Ａ）に示すように、表面に濃縮汚泥が付着した濾布１８から濃縮汚泥を剥離するために、コンプレッサー４６により濾過室７６に圧搾空気を送り込むことにより、濾布１８を膨出させる際、濾布１８は隣接する濾過板１４に向かって張り出すことになるが、濾布１８を横方向に沿って区分し、各区分ごとに濾布１８が膨出することにより、この張り出し量Ｐを小さくし、以て隣接する濾過板１４同士の間隔Ｄを狭めることが可能となる。
さらに、濾布１８の隣合う縫い目７４で区分される各区分ごとに、濾布１８の横方向の長さが、その上下方向全体に亘って、この区分に対応する支持板５０の横方向の長さより長く設定されており、それにより区分ごとに、濾布１８を膨出させる際の膨出余裕しろが設けられている。これにより、図５（Ｂ）に示すように、濾過時には、濾布１８の区分ごとに、濾過室７６を通じて濾布１８が吸引されることにより、濾布１８の大部分は、支持板５０に密着する一方、支持板５０に密着しないしわ状の非密着部分７１がその上下方向に形成される。
各区分ごとに、濾布１８の非密着部分７１の内面と支持板５０の表面との間には、濾布１８の上下方向に延びるスペースが形成され、このスペースは、濾布１８の内面と支持板５０とにより構成される濾過室７６に連通する。よって、濾布１８を通過した濾液は、このスペースを利用して上下方向に流れることが可能であり、支持板５０に形成される濾液の主流路に対する副流路９９として機能する。これにより、各区分ごとに、副流路９９が形成され、濾液の通水性を向上することが可能である。
一方、濾布１８を膨出させる際、濾布１８が過度に張ることなしに、濾布１８の細孔が拡げられて正常な濾過機能を喪失したり、あるいは濾布１８がやぶけたりするのを未然に防止することが可能である。
複数のコイルスプリング５４は、濾過枠４８の側辺６０と濾布１８の側辺６１との間、濾過枠４８の側辺６２と濾布１８の側辺６３との間、および濾過枠４８の下辺５８と濾布１８の下辺５９との間に配置されている。濾過枠４８の両側辺６０、６２、下辺５８それぞれにおいて設置される隣り合うコイルスプリング５４同士の間隔は、濾布１８の大きさ、付着する濃縮汚泥量等に応じて、適宜設定すればよい。より詳細には、各コイルスプリング５４は、その一端部が濾布１８の鳩目７８にフックされる一方、その他端部が濾過枠４８の側辺６０、６２あるいは下辺５８に固定されている。
これに対して、濾過枠４８の上辺５６と濾布１８の上辺５７との間には、複数の連結部材６５が配置され、各連結部材６５の一端が濾布１８の鳩目７８にフックされる一方、他端が濾過枠４８の上辺５６に固定されている。連結部材６５は、たとえばシャックル等の吊金具であるのがよい。このような構成により、濾過板１４は上下および両側の全周に亘って常時張力が付加され、この張力により濾過板１４が不動静止状態に保持され、たとえば吸引濾過する際に濾過板１４がばたついたり、ぐらついたりして、吸引濾過することにより濾布１８に付着する濃縮汚泥が自然剥離したり、あるいは隣接する濾過板１４に接触して、濾過面積が有効に活用できなくなったりする事態を防止するようにしている。複数のコイルスプリング５４は、耐蝕性の観点から、ＳＵＳ製が好ましく、濾過板１４の周囲に亘って数十本配置し、濾過板１４の枚数がたとえば、数十枚に及ぶことから、特注品ではなく標準品を採用するのがよい。
 
以上の構成を有する濾過濃縮装置１０について、運転方法を含めその作用を以下に説明する。
まず、汚泥槽１２内に汚泥を供給する。より詳細には、汚泥排出弁３２を閉じた状態で、汚泥供給／排出弁２６を開き、汚泥供給／排出ポンプ２８を作動することにより、汚泥供給／排出管２４を通じて濾過濃縮対象である汚泥を、濾過板１４の頂部のレベルまで汚泥槽１２内に供給する。
次いで、汚泥槽１２内の汚泥をサイフォン式により濾過濃縮する準備を行う。より詳細には、吸引弁３３を開き、真空ポンプ３５を作動することにより、濾布１８内の液体が、分配管３４を通じて濾液貯留槽３６内に吸引される。分配管３４の濾過板１４側の端部と、濾液貯留槽３６とのレベル差に応じて、サイフォン作用により、濾過室７６内に導かれた濾液を汚泥排出管３８を通じて外部に排出することが可能となる。
次いで、汚泥槽１２内の汚泥を濾過濃縮する。より詳細には、汚泥槽１２内の汚泥は、サイフォンの原理により、濾布１８の外表面に向かって吸引され、その際、汚泥中の水分は、濾布１８を通過して、濾液として濾布１８内の濾過室７６に導かれ、汚泥が脱水され、脱水され濃縮された汚泥は、濾布１８の外表面に付着する。その際、濾布１８の各区分ごとに、膨出余裕しろが設けられていることから、濾布１８が吸引されることにより、各区分中の濾布１８の大部分は、支持板５０に密着した状態となるが、支持板５０に密着しない非密着部７１が、濾布１８の上下方向に延びるしわ状に形成される。図３に示すように、非密着部７１は、濾過板１４の長手方向に蛇行形態で延びる。
区分ごとに、濾布１８の非密着部分７１の内面と支持板５０の表面との間には、濾布１８の上下方向に延びるスペースが形成され、このスペースは、濾布１８の内面と支持板５０とにより構成される濾過室７６に連通する。よって、濾布１８を通過した濾液は、このスペースを利用して上下方向に流れることが可能であり、支持板５０に形成される濾液の主流路に対する副流路９９として機能し、濾液の通水性を向上することが可能である。
このしわ状の非密着部７１は、濾過のたびごとに、区分ごとに新たに形成されるので、濾布の健全性に悪影響を与える傾向は小さいが、濾布１８を長時間使用することにより、濾布１８に一種のくせがつき、濾過のたびに、同じ位置に非密着部７１が形成されることもある。このような場合には、たとえば、濾過室７６内に生じる負圧を調整することにより、非密着部７１の生成に起因する濾布１８に対する悪影響を防止することが可能である。たとえば、濾布１８がナイロン製の場合、負圧値は、―０．０９Ｍｐａより高いのが好ましいが、この値は、濾布の材質、大きさ、厚み、表面に付着する汚泥の量等に応じて決定するのがよい。
各濾過板１４には、その周囲からコイルスプリング５４によって常時張力が付加されているので、不動静止状態に維持される。それにより、濾布１８の外表面に付着した濃縮汚泥が、濾過板１４がばたついたり、ぐらついたりすることにより、濾布１８の外表面から剥離するような事態を防止することが可能である。
次いで、汚泥槽１２内の未濃縮の汚泥を汚泥槽１２外部に排出する。より詳細には、汚泥供給／排出弁２６を開き、汚泥供給／排出ポンプ２８を汚泥の供給の際と逆に作動することにより、汚泥供給／排出管２４を通じて汚泥槽１２内の未濃縮の汚泥を汚泥槽１２外部に排出する。
次いで、濾布１８を膨出させることにより、濾布１８に付着した濃縮汚泥を剥離させる。より詳細には、空気流入弁４４を開き、コンプレッサー４６より空気流入管４２、濾液貯留槽３６、各分配管３４および各水平管１５を通じて、圧搾空気を各濾過板１４の濾過室７６内に供給する。それにより、濃縮汚泥により無数の細孔が閉塞された濾布１８は、支持板５０から離れる向きに膨出する。
その際、濾布１８表面全体が支持板５０から遠ざかる向きに張ることにより、濾布１８の内表面全体が支持板５０の表面から離れるとともに、しわ状の非密着部分７１も消失する。これにより、内部の副流路９９も消失するが、濾布１８の膨出を解除して再び濾過を行う際には、上述のように、再度しわ状の非密着部分７１が形成され、それにより濾液の副流路９９が形成される。
また、濾布１８には、各区分ごとに、膨出余裕しろが設けられているので、濾布１８が過度に張って、細孔が拡がったりあるいは濾布１８がやぶけたりするのを防止することが可能である。さらに、濾布１８の膨出に伴い、濾布１８に対して一体に縫合された支持板５０は圧縮力を受け、支持板５０の横方向に縮もうとするが（図５において左右方向）、硬質の支持板５０を採用することにより、支持板５０の横方向の長さはほぼ一定に維持され、それにより、支持板５０の側方から作用するコイルスプリング５４による張力をほぼ一定に維持することが可能である。
次いで、剥離した濃縮汚泥を汚泥槽１２の外部に排出する。より詳細には、汚泥排出弁３２を開き、濾布１８から剥離されることにより汚泥槽１２の底に溜まった濃縮汚泥を重力作用により濃縮汚泥排出管３０を通じて、汚泥槽１２の外部に排出する。
以上で、汚泥の濾過濃縮作業が完了する。
濾布１８は、長時間汚泥中に浸漬され、それにより膨潤し、それにより支持板５０も横方向に伸長しようとするが（図５において左右方向）、硬質の支持板５０であることから、支持板５０の横方向の長さはほぼ一定に維持され、それにより、支持板５０の側方から作用するコイルスプリング５４による張力をほぼ一定に維持することが可能である。
汚泥槽１２の外部に排出された濃縮汚泥は、別途脱水機によりさらに濃縮されて、ケーキ状に形成され、焼却あるいは埋立処分に付される。
 
　以上の構成を有する吸引式濾過濃縮装置１０によれば、汚泥槽１２内に収容された汚泥を吸引手段１６により吸引することにより、汚泥中の水分は、濾布１８を通過して濾過室７６に案内され、支持板５０に形成される濾液の主流路を流れ、濾液排出管３８を通じて外部に排出されることにより、汚泥を脱水しつつ濾布１８の外表面に付着させて、濃縮させることが可能である。
その際、濾布１８の横方向の長さは、その上下方向全体に亘って、支持板５０の横方向長さより長く設定されていることから、汚泥による水圧および濾過室７６を通じて加わる所定負圧により濾布１８が支持板５０の表面に対して押圧され、濾布１８の大部分は支持板５０の表面に密着するが、しわ状の非密着部分７１も同時に形成される。この濾布１８の非密着部分７１の内面と支持板５０の表面との間には、濾布１８の上下方向に延びるスペースが形成され、このスペースは、濾布１８の内面と支持板５０とにより構成される濾過室７６に連通する。よって、濾布１８を通過した濾液は、このスペースを利用して上下方向に流れることが可能であり、支持板５０に形成される濾液の主流路に対する副流路９９として機能し、濾液の通水性を向上することが可能である。
濾布１８の表面に付着した濃縮汚泥を剥離するために、濾布膨出手段２０により濾布１８を膨出させる際、濾布１８表面全体が支持板５０から遠ざかる向きに張ることにより、濾布１８の内表面全体が支持板５０の表面から離れるとともに、しわ状の非密着部分７１も消失する。これにより、内部の副流路９９も消失するが、濾布１８の膨出を解除して再び濾過を行う際には、上述のように、再度しわ状の非密着部分７１が形成され、それにより濾液の副流路９９が形成される。
この場合、繰り返し形成されるしわ状の非密着部分７１により濾布が傷むことから、濾布１８に対して悪影響を及ぼすことなしに、長時間に亘って濾過機能を奏することが可能な程度に吸引手段１６による負圧を所定負圧に設定する必要がある。この所定負圧値は、濾布の材質、大きさ、厚み、表面に付着する汚泥の量等に応じて決定される。
以上のように、濾液の副流路９９は、濾過のたびに新たに形成され、濾布１８の膨出のたびに消失する一時的なものであり、この点において自浄作用を有することから、支持板５０に形成される主流路に引き起こされるような、異物による目詰まりの恐れなく、主流路に対する副流路９９として機能することが可能である。
よって、主流路に生じた目詰まりを解消すべく汚泥濾過濃縮装置１０の運転を停止することに起因して濾過効率を減少させることなく、濾液の通水性を維持することを通じて濾過性能を確保することが可能となる。
 
以下に、本発明の第２実施形態を説明する。以下の説明では、第１実施形態と同様な要素には、同様な参照番号を付すことによりその説明は省略し、本実施形態の特徴部分について詳細に説明する。図６は、本発明の第２実施形態に係る吸引式濾過濃縮装置における、図３と同様な図である。
図６（Ａ）に示すように、本実施形態の特徴は、濾過板１４の下部におもり部材８０を設置した点にある。より詳細には、所定重量の横長の角柱状のおもり部材８０が、複数の吊り金具８２を介して、濾過板１４の下部より垂下している。複数の吊り金具８２のそれぞれは、図６（Ｂ）に示すように、互いに並行な一対の延出部８４を備えたＵ字型の本体８６と、一対の延出部８４それぞれの先端を連結する連結棒８８とを有し、おもり部材８０は、コイルスプリング９０を介して本体から垂下するようにしている。複数の吊り金具８２は、一対の延出部８４の間に濾過枠４８が介在するように配置され、濾布１８の鳩目７８に連結棒８８を通すことにより濾布１８に連結される。
第１実施形態のように、濾過板１４の下部にコイルスプリングを設置するとすれば、濾過の際、濾布１８の表面に徐々に付着する濃縮汚泥の重さによってコイルスプリングが過度に押し縮められるところ、このような構成によれば、おもり部材により濾布１８を常時下方に引っ張ることが可能となるので、濃縮汚泥の付着に伴う濾布１８の弛みを防止することが可能である。さらに、濾過枠４８が一対の延出部８４の間に介在するように配置されているので、濾過板１４が一対の延出部８４に当たることにより、濾過板１４の過度な揺動を防止することも可能となる。
以上、本発明の実施形態を詳細に説明したが、本発明の範囲から逸脱しない範囲内において、当業者であれば種々の修正あるいは変形が可能である。たとえば、第１実施形態においては、濾過濃縮の対象が汚泥の場合を説明したが、それに限定されることなく、たとえば濾過濃縮の対象としては、アルカリ溶液中に含有した焼却灰、牛乳、ジュース等飲料液中に含有した異物、濁質水中の濁質物等があり、濾過濃縮の対象に応じて、濾布の種類、細孔径の大きさ、吸引力等の条件を適切に設定する限り、本発明に係る吸引式濾過濃縮装置は、これらに対して適用可能である。
また、第１実施形態においては、サイフォン式の吸引式濾過濃縮装置１０を説明したが、それに限定されることなく、濾布１８に対する影響を考慮して負圧値を設定する限り、吸引ポンプを利用した吸引式の吸引式濾過濃縮装置１０でもよい。また、第１実施形態においては、弾性部材として、コイルスプリング５４を採用したが、これに限定されることなく、所望の張力を奏することが可能である限り、ゴム板等でもよい。
　本発明に係る吸引式濾過濃縮装置は、上水、中水および下水を含めた水処理系技術分野に限らず、食品系分野、化学工業系分野等広範囲の技術分野に対して適用可能であり、そのなかでも、浄水場や下水処理場等の水処理工程において発生する汚泥の濃縮工程において適用される吸引式濾過濃縮装置を大型化する場合に特に有用である。
 
本発明の第１実施形態に係る吸引式濾過濃縮装置の概略構成図である。 本発明の第１実施形態に係る吸引式濾過濃縮装置において、複数の濾過板が隣接して配置されている状態を示す概略斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る吸引式濾過濃縮装置における濾過板を示す概略側面図である。 本発明の第１実施形態に係る吸引式濾過濃縮装置において、複数の濾過板が汚泥槽により懸架支持されている状態を示す部分平面図である。 本発明の第１実施形態に係る吸引式濾過濃縮装置において、図５（Ａ）は、隣合う濾過板の濾布が膨出している状況を示し、図５（Ｂ）は、隣合う濾過板の濾布により濾過が行われている状況を示す概念図である。 本発明の第２実施形態に係る吸引式濾過濃縮装置における、図３と同様な図である。 従来の吸引式濾過濃縮装置の支持板の概略断面図である。
符号の説明
Ｐ　張り出し量
Ｄ　間隔
１０　汚泥濾過濃縮装置
１２　汚泥槽
１４　濾過板
１５　水平管
１６　吸引部
１８　濾布
２０　膨出部
２２　側壁
２４　汚泥供給／排出管
２６　汚泥供給／排出弁
３０　濃縮汚泥排出管
３２　濃縮汚泥排出弁
３４　分配管
３５　真空ポンプ
３６　濾液貯留槽
４２　空気流入管
４４　空気流入弁
４６　コンプレッサー
５０　支持板
５４　コイルスプリング
５６　上辺
５８　下辺
６０、６２　側辺
７１　非密着部
７４　縫い目
７６　濾過室
７８　鳩目
８０　おもり部材
８２　吊り金具
８４　延出部
８６　本体
８８　連結棒
９０　スプリング
９９　副流路

Claims (11)

  1. 濾過濃縮対象である汚泥を収容する汚泥槽と、該汚泥槽内に配置され、該汚泥槽の上下方向に延びる濾過板とを有し、該濾過板は、表面に上下方向に延びる凹凸を有し、かつ網目状とされた支持板と、該支持板を収容する袋状の濾布とを有し、それにより該濾布の内面と該支持板とにより濾過室が形成されるとともに、該濾布の内面と該支持板の凹部との間に、上下方向に延びる濾液の主流路が形成され、さらに、該濾過室を通じて前記濾布を吸引する吸引手段と、前記濾過室を通じて前記濾布に向かって空気を供給することにより、前記濾布を膨出させる濾布膨出手段と、一端が前記濾過室に連通する濾液排出管とを有する、吸引式濾過濃縮装置において、
    前記濾布の横方向の長さは、その上下方向全体に亘って、前記支持板の横方向長さより長く設定され、それにより前記吸引手段によって所定負圧のもとで、前記汚泥槽内の汚泥を濾過濃縮する際、前記濾過室に連通し、該濾過室の上下方向に延びる、濾液の一時的な副流路が形成される、ことを特徴とする吸引式濾過濃縮装置。
  2. 前記濾布は、前記支持板に対して一体的に縫合され、上下方向に延びる複数の縫い目により、対応する濾過板の横方向に区分され、各区分ごとに前記濾過室を形成し、
    隣合う縫い目によって区分される前記濾布の部分の横方向の長さは、その上下方向全体に亘って、該区分に相当する前記支持板の横方向長さより長く設定され、それにより、前記各区分ごとに、濾液の一時的な副流路が形成される、請求項１に記載の吸引式濾過濃縮装置。
  3. 　　前記吸引手段によって引き起こされる負圧は、濾過時に濾布に形成されるしわ状の非密着部が濾布の健全性を損ねない程度の所定値以上に設定される、請求項１に記載の吸引式濾過濃縮装置。
  4. 　　前記所定値は、前記濾布がナイロン製である場合、―０．０９Ｍｐａより高い、請求項３に記載の吸引式濾過濃縮装置。
  5. 前記濾液排出管は、逆Ｕ字状に配置され、下方に延びるサイフォン式濾液排出管である、請求項３に記載の吸引式濾過濃縮装置。
  6. 前記濾過板は、それぞれ平面部が上下方向に延び、前記汚泥槽内で互いに隣接して整列するように複数設けられる、請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の吸引式濾過濃縮装置。
  7. 　　前記濾布の部分の横方向の区分長さは、濾布を膨出したときの隣接する濾過板に向かう張り出し量および隣接する濾過板同士の間隔に応じて決定される、請求項２に記載の吸引式濾過濃縮装置。
  8. 　　前記複数の濾過板のそれぞれの周囲に亘って配置され、各濾過板に対して常時張力を付加する張力付加手段がさらに設けられ、
    各濾過板の両側方から張力を付加する張力付加手段は、各濾過板の横方向に延びる弾性部材からなり、
    前記支持板は、前記濾布を汚泥に浸漬することに伴う前記支持板の平面内における伸長、および前記濾布を膨出させることに伴う前記支持板の平面内における収縮が実質的に生じず、かつ前記濾布の浸漬および膨出に伴って、前記支持板の平面性をくずすような変形を生じないほどに硬質の支持板である、請求項６に記載の吸引式濾過濃縮装置。
  9. 　　前記支持板は、ポリエチレン製である、請求項８に記載の吸引式濾過濃縮装置。
  10. 　　前記支持板は、ＥＶＡ樹脂製である、請求項８に記載の吸引式濾過濃縮装置。
  11. 濾過濃縮対象物を含有する処理液を収容する濾過濃縮槽と、該濾過濃縮槽内に配置され、該濾過濃縮槽の上下方向に延びる濾過板とを有し、該濾過板は、表面に上下方向に延びる凹凸を有し、かつ網目状とされた支持板と、該支持板を収容する袋状の濾布とを有し、それにより該濾布の内面と該支持板とにより濾過室が形成されるとともに、該濾布の内面と該支持板の凹部との間に、上下方向に延びる濾液の主流路が形成され、さらに、該濾過室を通じて前記濾布を吸引する吸引手段と、前記濾過室を通じて前記濾布に向かって空気を供給することにより、前記濾布を膨出させる濾布膨出手段と、一端が前記濾過室に連通する濾液排出管とを有する、吸引式濾過濃縮装置において、
    前記濾布の横方向の長さは、その上下方向全体に亘って、前記支持板の横方向長さより長く設定され、それにより前記吸引手段によって所定負圧のもとで、前記濾過濃縮槽内の濾過濃縮対象物を濾過濃縮する際、前記濾過室に連通し、該濾過室の上下方向に延びる、濾液の一時的な副流路が形成される、ことを特徴とする吸引式濾過濃縮装置。
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