JP2014030794A - 固液分離装置 - Google Patents

Abstract

【課題】排出口側でのプレート間ギャップを投入口側よりも小さくしてなる平行プレート搬送方式の固液分離装置において、プレート製造の精度の良否に左右されることなく、平行運動のための可動構成を容易に得ることができるようにする。
【解決手段】濾過体１４は、前段プレート部１４Ａと、後段プレート部１４Ｂとからなる。前段プレート部１４Ａは、互いに円運動に基づく上下左右変位の平行運動をする第１のプレート群２８と、第２のプレート群３０を有している。後段プレート部１４Ｂは、同様に平行運動する第３のプレート群３１と第４のプレート群３３とからなる。後段プレート部１４Ｂと前段プレート部１４Ａは、プレートの長手方向におけるつながりが無く独立して組み立てられ、ｇ２＜ｇ１である。
【選択図】図４

Description

本発明は、汚泥（畜産糞尿、食品工場などの排水処理から発生する含油汚泥、下水処理から発生する余剰汚泥、金属加工、メッキ、建設系、食肉加工場、弁当製造などの食品加工等の現場から発生する汚泥等の概念を含む）中に含まれる固形物と水分とを分離する固液分離装置に関する。

この種の汚泥は水分を多量に（９９％程度）含んでおり、そのままの状態（原水）では堆肥化等の処理が困難であるため、フロック化処理後固液分離装置により脱水し、含水率が約８０％程度の脱水ケーキとすることが行われている。
固液分離装置としては、従来より、パンチングメタルで円筒状に形成された濾過体と、この濾過体の中に設けられたスクリューとを備えたスクリュープレス型脱水機と呼ばれるものが知られている。
濾過体の中に投入された処理対象物をスクリューで軸方向に搬送しながらパンチングメタルの穴から水分を排出し、軸方向下流側に向けて脱水率を高める方式となっている。新たな濾過面を形成すべく濾過体の内面をスクリューエッジで掻き取るように構成されている。

しかしながら、このスクリュープレス型脱水機の場合には、パンチングの穴が目詰まりを起こすため、定期的に濾過体の外側から高圧水を多量に当てて洗浄する必要があり、面倒であるとともにランニングコストが高くつくという問題があった。
また、円筒形の濾過体ではその全周を濾過面として有効に利用することは困難であり、処理対象物の投入直後に利用できる濾過面は実質的に円周上の半分程度である。

上記目詰まりや濾過面の使用効率の低さの問題を解消するものとして、例えば特許文献１に記載の平行プレート搬送方式のものが知られている。
これは、多数の帯板状のプレートを処理対象物の搬送方向と直交する方向に積層配置して一体化した２つのプレート群を互いに噛み合うように組み合わせ、少なくとも一方のプレート群に、円運動に基づく上下左右変位を伴う平行運動を行わせることにより、プレート上面の変位動作によりその長手方向に搬送するものである。

一方のプレート群の上面と他方のプレート群の上面が互いに上下にずれながら平行運動がなされることにより、処理対象物はプレート上面での受け渡し原理により次々と変位して搬送される。
投入口側（濃縮領域）では主に重力を利用した濃縮作用で水分を除去し、排出口側（脱水領域）では短い搬送距離で脱水効率を高めるべく加圧手段により加圧するようになっている。
排出口側での脱水率を高めるために、排出口側でのプレートの厚み方向（積層方向）におけるプレート間のギャップを、投入口側でのギャップよりも小さくしている。
このようにすれば、排出口側の脱水領域で加圧してもプレート間のギャップから固形物が漏れることを抑制できるので、脱水領域での加圧力を高めて脱水機能を一層高めることができ、脱水ケーキの含水率を低下させることができるとともに処理効率の向上を図ることができる。

排出口側でのプレート間ギャップの狭小化は、１つのプレート群における各プレートを、投入口側と排出口側とで分割し、排出口側の分割プレートの厚みを大きくすることによって実現している。
実際には、濃縮領域でのプレート間ギャップは０．５ｍｍ程度、脱水領域でのプレート間ギャップは半分の０．２５ｍｍ程度となっている。
この方法によれば、一体物のプレートの排出口側のみの厚みを大きくする構成に比べて、全てのプレートをそれぞれ厚みが一定のものとすることができるため、プレート製造に係るコスト高を回避できる利点を有している。

上記平行プレート搬送方式の装置によれば、投入された処理対象物は、各プレートの上面の集まりである略平面の上に広がって載るため、濾過面の使用効率が非常に高く、また、平行運動によるプレート間の擦り合わせ動作により目詰まりも解消でき、洗浄等のメンテナンスは実質的に不要（メンテナンスフリー）となっている。

特開２００９−２４７９８２号公報

特許文献１におけるプレートの種類を分かりやすく説明すると、濃縮領域から脱水領域全体に亘って延びるＡプレートと、濃縮領域に設けられるＢプレート（厚みはＡプレートと同じ）と、Ｂプレートの延長として脱水領域に設けられる厚みの大きいＣプレートとからなっている。
脱水領域でのプレート厚み方向におけるプレート間ギャップは、上記のように０．２５ｍｍ程度である。
このレベルのギャップを、排出口側において、厚みの異なるＡプレートとＣプレートとを多数枚積層して得るには、ＡプレートとＣプレートの厚みを１／１００のレベルの誤差に保つことが要求される。

しかしながら、実際的にはプレートの製造誤差を上記範囲内に収めることは極めて困難である。ＡプレートとＣプレートとをスペーサを介して交互に多数枚積層していくと、積層方向に誤差が積み重なって、積層方向奥側ではＡプレートとＣプレートとの間にスペーサを介する余地が無くなり、平行運動のための可動構成の組み付けができない虞があった。

本発明は、このような現状に鑑みてなされたもので、排出口側でのプレート間ギャップを投入口側よりも小さくしてなる平行プレート搬送方式の固液分離装置において、プレート製造の精度の良否に左右されることなく、平行運動のための可動構成を容易に得ることができる固液分離装置の提供を、その目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、濃縮領域から脱水領域全体に亘って延びるプレートの存在よる連続性を絶って、濃縮領域と脱水領域とでそれぞれ独立したプレート群とし、脱水領域における積層方向の誤差が、濃縮領域のプレートの影響を受けないようにした。

具体的には、請求項１に記載の発明は、処理対象物の投入口側から排出口側へ延びる複数のプレートを、その長手方向と略直交するプレート厚み方向に略一定の間隔で複数配置し、前記複数のプレートを２群以上に分けて各々の群を個別に一体化し、前記プレート群のうち少なくとも一つのプレート群を平行運動を行わせることによりプレート上面が相対的に変位するようにし、前記処理対象物を前記投入口側から前記排出口側へ向けて搬送する固液分離装置において、前記プレート群が、前記投入口側寄りに配置される前段プレート部と、前記排出口側寄りに配置される後段プレート部とに分けられ、前記前段プレート部と前記後段プレート部は、前記長手方向におけるプレートの連続性がなく独立しており、前記プレート厚み方向における前記プレート間のギャップを、前記後段プレート部では前記前段プレート部よりも小さくしたことを特徴とする。

本発明によれば、平行プレート搬送方式の固液分離装置において、プレートの寸法精度の良否に拘らず容易に排出口側でのプレート間ギャップを小さくできるとともに、平行運動のための可動構成を得ることができ、脱水効率を高めることができる。

本発明の第１の実施形態に係る固液分離装置の概要断面図で、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は平面図である。 濃縮ガイドの調整型の一部を示す分解斜視図である。 図１で示した固液分離装置の前段プレート部における搬送方向と直交する方向の断面図である。 前段プレート部と後段プレート部のプレート群のプレート配置構造を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。 第２のプレート群及び第４のプレート群を有する第２のプレートユニットの概要斜視図である。 濾過体を偏芯カムにより平行運動させる機構を示す斜視図である。 第１のプレートユニットと第２のプレートユニットにおける偏芯カムの位相差を示す図である。 プレートの平行運動による処理対象物の搬送原理を示す模式図である。 プレートの上下変位による処理対象物の絞り込み作用（脱水作用）を示す模式図である。 第２の実施形態に係る固液分離装置の前段プレート部における搬送方向と直交する方向の断面図である。 第３の実施形態に係る前段プレート部及び後段プレート部のプレート形状を示す側面図である。 第４の実施形態に係る後段プレート部のプレート形状を示す側面図である。 第５の実施形態に係る固液分離装置の概要断面図である。

以下、本発明の実施形態を図を参照して説明する。まず、第１の実施形態を図１乃至図９に基づいて説明する。ここでは、食品工場などの有機系排水処理施設から発生する余剰汚泥処理に係る汚泥脱水について例示する。なお、各図において、適宜、部材の厚みを省略している。
図１に示すように、固液分離システム１は、固液分離装置２と、処理対象物としての汚泥を収容し、又は凝集剤を投入してフロック化するための混和槽４とを有している。
混和槽４内の汚泥は攪拌モータ８と、該攪拌モータ８の回転軸に連結された攪拌部材１０により攪拌される。

固液分離装置２は、架台ケーシングとしての筐体１２と、筐体１２内に設けられ、搬送方向下流側（排出口側）が上り勾配となる濾過面を有する濾過体１４と、筐体１２の投入口側において濾過体１４の上面に設けられた濃縮ガイド１６と、排出口側において汚泥を加圧する加圧手段１８と、脱水処理された固形物としての脱水ケーキを外部へ排出するシュータ２０等を有している。

高分子凝集剤を投入して混和槽４内で適正なフロック（約５〜１０ｍｍ程度の塊）を形成する。十分な大きさのフロックが得られた後に、混和槽４の一側面４ａからフロック化汚泥２１が濾過体１４の投入口側にオーバーフローの状態で投入される。
濾過体１４の処理領域は、主に重力を利用した濃縮作用で水分を除去する重力濃縮部と、加圧手段１８により強制的に加圧して脱水する加圧脱水部とに分けられている。
濃縮ガイド１６は、濾過体１４の搬送方向と直交する幅方向に間隔をおいて設けられた一対のガイドプレート２２、２２からなる。各ガイドプレート２２は、搬送方向に沿った平行部２２ａと、濾過面上の中央部に寄るように傾斜した傾斜部２２ｂとからなる屈曲形状を有している。平行部２２ａの投入口側端が後述する第１のプレートユニット７２の側板に固定されている。
濾過体１４の投入口側に供給されたフロック化汚泥２１は濃縮ガイド１６により搬送方向下流側（排出口側）に向けて中央部に寄せられ、これにより重力濃縮部での濃縮作用が一層高められる。

加圧手段１８は、一端側（搬送方向上流側）を回転自在に支持され、なだらかな湾曲形状を有する加圧プレート２４と、加圧プレート２４の搬送方向下流側上面に固定された重り２６とを有している。
濾過体１４の濾過面と加圧プレート２４との間の隙間は、搬送方向下流側に向かって楔状に漸減し、フロック化汚泥２１の搬送が進行するに伴い、徐々に加圧が高まるようになっている。
濃縮ガイド１６により中央部に寄せられたフロック化汚泥２１は、加圧手段１８により今度は逆に中央部からサイドへ延ばされる。これにより均一にプレスが掛かりやすくなる。このように、濃縮ガイド１６と加圧手段１８の連携により脱水効果を高めるようになっている。

濃縮ガイド１６によるガイド長さには、供給されるフロック化汚泥２１の汚泥濃度により適正な大きさがある。例えば図２に示すように、汚泥濃度の違いに応じて適正なガイド長さが設定できるように、調整可能な構成とすることもできる。
同図に示すように、上記第１のプレートユニット７２の側板に固定される固定板２１を別途設け、平行部２２ａに搬送方向に延びる長穴２２ａ−１を１つ以上形成し、固定板２１に一体に設けたネジ軸２３を長穴２２ａ−１に挿通してナット部材２５で止めるようにする。

この場合、刻印等の目盛りＭを平行部２２ａに形成し、フロック化汚泥２１の種類に応じて固定板２１のエッジ２１ａを対応する目盛りＭに合わせて長さを調整すれば調整が容易となる。
フロック化汚泥２１の種類（性状）によって加圧手段１８による加圧力も適正な範囲がある。図示しないが、汚泥性状の違いに応じて適正な加圧力を設定できるように、重り２６の重量を調整できるようになっている。重量調整は、例えば、重り２６を分割構成としたり、水などの液体タンク構成として液量を調整すればよい。

図４に示すように、濾過体１４は、投入口側寄りに配置される前段プレート部１４Ａと、排出口側寄りに配置される後段プレート部１４Ｂとに分けられている。
前段プレート部１４Ａと後段プレート部１４Ｂは、搬送方向におけるプレートの連続性がなく独立している。
前段プレート部１４Ａは、複数のＡプレートを一体化した第１のプレート群２８と、Ａプレートよりも搬送方向の長さが短い複数のＢプレートを一体化した第２のプレート群３０とから構成されている。
後段プレート部１４Ｂは、Ｂプレートよりも搬送方向の長さが短い複数のＣプレートを一体化し、第１のプレート群２８と同期して平行運動を行う第３のプレート群３１と、複数のＣプレートを一体化し、第１のプレート群２８と同期して平行運動を行う第４のプレート群３３とから構成されている。

図３は、前段プレート部１４Ａでの断面を示している。同図に示すように、第１のプレート群２８と第２のプレート群３０が互いに櫛歯状に噛み合った構成を有している。第１〜第４のプレート群は、排出口側に設けられたモータ３２の駆動力により互いに上下左右方向に変位する平行運動（後述）を行うようになっている。

濾過体１４の構成を詳細に説明する。
図４に示すように、前段プレート部１４Ａにおける第１のプレート群２８は、帯板状のＡプレートをその厚み方向にスペーサ３４を介して一定の間隔で多数枚積層配置し、投入口側と排出口側の端部に長ボルト３５Ａを挿通して一体に組み付けられている。
Ａプレートの排出口側の支持は、第２のプレート群３０の平行運動を妨げないように、下方に延びる脚部Ａ−１に長ボルト３５Ａを挿通するようになっている。
第２のプレート群３０は、Ａプレートと厚みが同じで搬送方向の長さのみが異なる帯板状のＢプレートを、その厚み方向にスペーサ３４を介して一定の間隔で、且つ、Ａプレート間に位置するように多数枚積層配置し、投入口側と排出口側の端部に長ボルト３５Ｂを挿通して一体に組み付けられている。
Ｂプレートは、投入口側と排出口側に形成された下方に延びる脚部Ｂ−１、Ｂ−２に長ボルト３５Ｂを挿通して支持されている。

後段プレート部１４Ｂにおける第３のプレート群３１は、Ａプレート、Ｂプレートと厚みが同じで搬送方向の長さがＢプレートよりも短いＣ１プレートを、その厚み方向にスペーサ３６を介して一定の間隔で多数枚積層配置し、投入口側と排出口側の端部に長ボルト３５Ｃを挿通して一体に組み付けられている。
Ｃ１プレートは、投入口側と排出口側に形成された下方に延びる脚部Ｃ１−１、Ｃ１−２に長ボルト３５Ｃを挿通して支持されている。
第４のプレート群３３は、厚みと長さがＣ１プレートと同じＣ２プレートを、その厚み方向にスペーサ３６を介して一定の間隔で、且つ、Ｃ１プレート間に位置するように多数枚積層配置し、投入口側と排出口側の端部に長ボルト３５Ｃを挿通して一体に組み付けられている。
Ｃ２プレートは、投入口側と排出口側に形成された下方に延びる脚部Ｃ２−１、Ｃ２−２に長ボルト３５Ｃを挿通して支持されている。
Ｃ２プレートの脚部間隔は、Ｃ１プレートの脚部間隔よりも小さく設定されており、互いの平行運動の妨げないようになっている。
なお、図４（ｂ）は各プレートの側面図であるが、分かりやすくするために上下方向の位置をずらしている。

本実施形態における各部材の具体的な寸法は以下の通りである。
Ａプレートの厚みｔＡ：１．５ｍｍ
Ｂプレートの厚みｔＢ：１．５ｍｍ
Ｃ１、Ｃ２プレートの厚みｔＣ：１．５ｍｍ
スペーサ３４の長さｗ１：２．５ｍｍ
スペーサ３６の長さｗ２：２．０ｍｍ
ＡプレートとＢプレート間のギャップｇ１：０．５ｍｍ
Ｃ１プレートとＣ２プレート間のギャップｇ２：０．２５ｍｍ

上記のように、前段プレート部１４Ａと後段プレート部１４Ｂは、搬送方向におけるプレートの連続性はなく、別個独立に組み立てられる。
プレートの連続性がなくても、前段プレート部１４Ａによって搬送された処理対象物を後段プレート部１４Ｂで受け継いで搬送することにより、濾過体１４全体としての搬送性に問題ない。
後段プレート部１４Ｂは前段プレート部１４Ａとは別個独立に組み立てられるので、例えば本実施形態のように、厚みが同じＣ１プレートとＣ２プレートを用いる場合、スペーサの長さを前段プレート部１４Ａのスペーサよりも短くすることにより、容易にプレート間ギャップを小さくすることができる。

Ｃ１プレート、Ｃ２プレート、スペーサ３６の製造精度に誤差があっても、前段プレート部１４Ａとの間にプレートの連続性がないので、前段プレート部１４Ａのプレート構成に影響を及ぼすことはなく、加圧脱水部における脱水効率を高めるための狭小ギャップを得ることができる。
すなわち、特許文献１で懸念された製造誤差の積み重ねによる、平行運動のための可動構成の阻害問題を生じることなく、換言すれば、プレートの製造精度を気にすることなく、脱水効率を高めるための狭小ギャップを容易に実現できる。

本実施形態では、加圧脱水部におけるプレート間のギャップｇ２は、重力濃縮部におけるギャップｇ１の半分に狭められている。
前段プレート部１４Ａと後段プレート部１４Ｂ間の隙間ｇ３は、処理対象物の搬送が長手方向で滑らかに進行するようにできるだけ小さい方がよい。

図５に示すように、前段プレート部１４Ａにおける第２のプレート群３０と、後段プレート部１４Ｂにおける第４のプレート群３３は、Ｌ字形の一対の側板３８、３９間に長ボルト３５Ｂ、３５Ｃを支持することにより位置決めされ、これらは第２のプレートユニット４０を構成している。符号３８ａ、３９ａはボルト挿通孔を、４２はナットを示している。第２のプレートユニット４０の投入口側と排出口側は図示しない側板で塞がれている。

側板３８の底面３８ａの投入口側と排出口側には、偏芯カムホルダ４４が固定されている。偏芯カムホルダ４４は、側板３８の底面３８ｂにボルト４６とナット４７（図３参照）により固定されるＬ字形のブラケット４８と、ブラケット４８に固定されたカム受け５０を有している。
偏芯カムホルダ４４は側板３８の排出口側にも同様に固定されており、側板３９においても同様である。同図において、符号３８ｃ、３９ｃはボルト挿通孔を示す。

第２のプレートユニット４０における重力濃縮部と加圧脱水部との境界には仕切り板５２が固定されており、重力濃縮部の処理水と加圧脱水部の処理水とを分けて回収できるようになっている。
側板３８の底面３８ｂと側板３９の底面３９ｂの間の隙間５４は水分の落下用空間としてなる。
仕切り板５２によって区画される領域に対応して、筐体１２の底面部１２ａも仕切り板５５で２つの領域に区画されており、各領域に設けられた排水口５６、５８から処理水を移送できるようになっている。

図３に示すように、モータ３２に接続された駆動軸６０は筐体１２の側板の外側に固定された軸受６２、６４に回転可能に支持されている。駆動軸６０には４つの偏芯カム６６Ａ、６６Ｂ、６６Ｃ、６６Ｄが固定されており、内方２つの偏芯カム６６Ａ、６６Ｂはそれぞれ第２のプレートユニット４０の偏芯カムホルダ４４のカム受け５０に回転可能に収容されている。
第１のプレート群２８は側板３８、３９よりも外側に位置するＬ字形の一対の側板６８、７０間に長ボルト３５Ａを支持することにより位置決めされ、これらは第１のプレートユニット７２を構成している。

上記加圧手段１８の加圧プレート２４は側板６８、７０間に回動自在に支持されている。なお、第２のプレートユニット４０と同様に、第１のプレートユニット７２の投入口側と排出口側も図示しない側板で塞がれており、上記濃縮ガイド１６の平行部２２ａは投入口側の側板に固定されている。
第２のプレートユニット４０と同様に、側板６８、７０の底面には偏芯カムホルダ４４が固定されており、外方２つの偏芯カム６６Ｃ、６６Ｄはこれらの偏芯カムホルダ４４のカム受け５０に回転可能に収容されている。

図６に示すように、筐体１２の投入口側には従動軸７４が駆動軸６０と同様に支持されており、駆動軸６０と同様に４つの偏芯カム６６Ａ、６６Ｂ、６６Ｃ、６６Ｄが固定されている。
駆動軸６０と従動軸７４のモータ３２側には、それぞれチェーンスプロケット７６、７８が固定されており、これらにチェーン８０が掛け回されてモータ３２の駆動力が従動軸７４に伝達されるようになっている。

図７に示すように、各偏芯カム６６はδの偏芯量（ここでは５ｍｍ）を有し、Ａプレート及びＣ１プレートを有する第１のプレートユニット７２に対応する偏芯カム６６Ｃ、６６Ｄと、Ｂプレート及びＣ２プレートを有する第２のプレートユニット４０に対応する偏芯カム６６Ａ、６６Ｂは、１８０°の位相差をもつように設定されている。
すなわち、Ａプレート及びＣ１プレートと、Ｂプレート及びＣ２プレートとの間のプレート上面（上縁）の上下変位が最大となるように設定されている。但し、この位相差に限定される趣旨ではない。

上記のように第１のプレートユニット７２と第２のプレートユニット４０が偏芯カム６６Ａ、６６Ｂ、６６Ｃ、６６Ｄを介して支持されている構成により、Ａプレートからなる第１のプレート群２８及びＣ１プレートからなる第３のプレート群３１と、Ｂプレートからなる第２のプレート群３０及びＣ２プレートからなる第４のプレート群３３は互いに１８０°の位相差をもって、上記偏芯量による円運動に基づく上下・左右変位を伴う平行運動をする。

図８（ａ）は、Ａプレート群のプレート上面で形成されるフィルタ面（濾過面）にフロック化汚泥２１が載っている状態を示している。この状態で上記平行運動によりＡプレート群及びＣ１プレート群のフィルタ面と、Ｂプレート群及びＣ２プレート群のプレート上面で形成されるフィルタ面とが互いに上下に変位して入れ替わり、フロック化汚泥２１は図８（ｂ）に示すように、Ｂプレート群及びＣ２プレート群のフィルタ面で持ち上げられて排出口側へ移動する。

その後、図８（ｃ）に示すように、Ｂプレート群及びＣ２プレート群のフィルタ面上のフロック化汚泥２１は、再び入れ替わることにより上昇するＡプレート群及びＣ１プレート群のフィルタ面に受け渡される。
この動作が繰り返されることにより、フロック化汚泥２１は徐々に排出口側へ搬送される。
第１のプレート群２８及び第３のプレート群３１と第２のプレート群３０及び第４のプレート群３３は互いに上下に変位するので、フロック化汚泥２１を搬送する濾過面は偏芯カム６６の１回転毎に新しい濾過面として現れることになる。

図９に示すように、プレートが上昇してフロック化汚泥２１を受け取るときに、プレートがフロック化汚泥２１に突き上げるようにフロック化汚泥２１を搾り込み、脱水が促される。したがって、第１のプレート群２８と第２のプレート群３０のプレート上面の高低差が最も大きいときに水分が落下する量が多い。
プレート上面の高低差が最も小さくなったときは、重力濃縮部では、上記プレートの搾り込み作用による脱水は期待できず、単に重力のみによる脱水作用となる。

ＢプレートとＡプレートの平行運動が行われる重力濃縮部では、フロック化汚泥２１は主に重力を利用した濃縮作用で水分が除去される。換言すれば、単にザルの目から水が抜けるのと同様の脱水作用となる。
したがって、水の分離に伴う固形分の流出は極めて少ない処理水が得られる。
加圧脱水部では加圧手段１８によりフロック化汚泥２１は濾過体１４の濾過面に加圧されるため、フロックに抱き込まれた水分の流出が促される。

加圧手段１８は短い搬送距離で処理効率を上げるためには必要であるが、重力濃縮部でのプレート間のギャップがそのまま維持された場合、水分と共に多量の固形物が流出することになる。
一般に、汚水処理プラントの中では、脱水機から離脱した処理水は再び汚水処理の原水槽に戻されることが多いために、処理水に固形物が多く含まれることは汚水処理装置に余計な負担を与えることにつながり、好ましくない。
従来においては、固形分の流出が極めて少ない重力濃縮部と、強制加圧により固形分の流出が多い加圧脱水部での処理水は分けて回収した方が望ましく、加圧脱水部での処理水をそのまま汚水処理系（浄化槽）に排出することは困難となっていた。

特許文献１に記載の発明と同様に、本実施形態に係る固液分離装置２では、上述のように、加圧脱水部でのプレート間ギャップｇ２は０．２５ｍｍで、重力濃縮部のプレート間ギャップｇ１（０．５ｍｍ）の半分となっているため、加圧されても固形分の流出が抑制される。
加圧脱水部ではフロック化汚泥２１の容積が次第に小さくなることと、フィルタ面のギャップ（プレート間ギャップ）の目幅が小さくなることで、重力濃縮部と同様のギャップを有している場合に比べて圧力が高まり、良好に脱水される。
圧力が高まるに伴い、僅かなギャップ（ｇ２）から水分が除去され、脱水された固形物（脱水ケーキ）はシュータ２０より落下する。
搬送方向全体に亘ってプレート間ギャップ幅が同じである従来の平行プレート搬送方式では、脱水ケーキの含水率を低下させようとして加圧脱水部における加圧力を高めても、ギャップから漏れ出る固形物の量が増えるだけであった。
これに対し、本実施形態に係る固液分離装置２では固形物の流出を抑制しながら脱水ケーキの含水率を良好に低下させることができる。

なお、本実施形態では、図５に示すように、重力濃縮部と加圧脱水部との境界に仕切り板５２を設けて処理水を分けて回収するようにしているが、加圧脱水部での処理水も重力濃縮部での処理水と同様に直接浄化槽に回すことが可能となる。
フロック化汚泥２１の種類、ギャップｇ２の大きさによっては、重力濃縮部と加圧脱水部での処理水を分けて回収する構成は不要である。

加圧脱水部でのプレート間ギャップを重力濃縮部に比べて狭くする方法としては、上記に限定されず、厚みの異なるＣプレートを複数種類用意し、処理対象物の種類（性状）に応じて組み替えてギャップｇ２を調整してもよい。このようにすれば、同じ装置で種々の処理対象物に対応できる。

図１０に第２の実施形態を示す。なお上記実施形態と同一部分は同一符号で示し、特に必要がない限り既にした構成上及び機能上の説明は省略して要部のみ説明する（以下の他の実施形態において同じ）。
上記実施形態では、第１のプレート群２８及び第３のプレート群３１と、第２のプレート群３０及び第４のプレート群３３とを共に平行運動させる構成としたが、片方を固定し、他方のみを平行運動させる構成としてもよい。
本実施形態では、筐体１２の内部に、固定用ブラケット９７、９８を固定し、これらの固定用ブラケット９７、９８に側板６８、７０をボルト４６とナット４７で固定している。
複数のＡプレートからなる第１のプレート群２８と、複数のＣ１プレートからなる第３のプレート群３１とが固定されていても、第２のプレート群３０と第４のプレート群３３とが平行運動することにより、プレート上面は相対的に変位し、上述した原理による搬送機能が得られる。

上記各実施形態では、前段プレート部１４Ａにおけるプレート群と、後段プレート部１４Ｂにおけるプレート群とを同期させ、１つのモータ３２で駆動する簡易構成としたが、前段プレート部１４Ａと後段プレート部１４Ｂにそれぞれ駆動源を設け、独立して平行運動を行わせるようにしてもよい。

図１１に第３の実施形態を示す。
濾過体１４では、投入口側から排出口側に向って少しずつ固液分離が行われ、排出口では含水率８５％程度の手で握っても水が出ない脱水ケーキとなる。
この含水率を得るためには、排出口に向って十分なフロック化汚泥の密度を高める必要がある。つまり、フロック化汚泥は投入口側では柔らかく、排出口側では硬くなる必要がある。
投入口側と排出口側の搬送能力が同じであるとすれば、ウエイトプレート（加圧プレート）などを具備したとしても、十分な汚泥の密度を得ることができない可能性がある。

従って、前段プレート部１４Ａにおける濃縮プレート群（第１のプレート群２８及び第２のプレート群３０）は、搬送能力を高めるプレート形状が望ましい。
第１の実施形態では、Ａプレート、Ｂプレート、Ｃプレートの各プレート上縁部をフラットな面としたが、凹凸形状とすれば、搬送性（排出口側への押し込み性）を高めることができる。
本実施形態では凹凸形状を、凸部が排出口側へ傾斜した波形としているので、搬送力をさらに高めることができる。

後段プレート部１４Ｂにおける脱水プレート群（第３のプレート群３１及び第４のプレート群３３）は、徐々に波形が小さくなる形状や、図示のようなフラット形状が望ましい。
加圧脱水部では加圧力による押し戻し作用が生じるが、波形にした場合、これに十分に対抗でき、十分な搬送力が得られる。

図１２に示すように、後段プレート部１４Ｂにおける平行運動を行う第４のプレート群３３の形状を、上縁高さが排出口側へ向かって低くなるプレート形状としてもよい（第４の実施形態）。
仮に偏芯量をδｍｍとして、Ｃ２プレートからなる第４のプレート群３３のみが平行運動をする場合、Ｃ２プレートの高さを排出口側に向って最大δ／２ｍｍ低くなるようにする。
このようにすれば、排出口側ではＣ１プレートよりＣ２プレートがせりあがらないため、搬送能力が低下し、その分内圧が高まることになる。
このときの汚泥の搬送は、濃縮プレート群による排出口側へ向う搬送能力が伝達されるだけのものとなる。

図１３に第５の実施形態を示す。
本実施形態に係る固液分離装置８２は、高分子凝集剤を使用せずに、プレート間のギャップより物理的に大きな固形物をだけを回収すること、いわゆるスクリーンとしての使用を目的としている。なお、図において加圧手段１８は省略しており、図示しないが濾過体１４におけるプレート構造は図１１で示したものと同様の構造を採用している。
高分子凝集剤を使用せずに（非フロック化）、固形物だけを回収するスクリーンとしての使用形態としては、例えば、畜産糞尿排水などに多量に含まれる藁、豚毛などの夾雑物の分離、あるいはディスポーザ排水に含まれる生ゴミ破砕クズの分離脱水などがある。

このようなスクリーンとしての使用においては、その後処理として堆肥化するために可能な限り低含水率が求められるが、加圧脱水部でのプレート間ギャップを狭くするとともに、上記のようにプレート上縁部の形状を凹凸形状とすることにより、スクリーンとしての使用性を向上させることができる。

筐体８４の投入口側には、濾過体１４上に供給される処理対象物の量を規制する投入量規制手段８６が設けられており、常に一定の運転水位を確保できるようになっている。
投入量規制手段８６は、筐体８４の投入口側に固定された排出管８８と、排出管８８の上部に摺動可能に嵌合されたレベル調整管９０と、排出管８８の底部に接続されたホース９２等を有している。
レベル調整管９０は排出管８８に対してネジ部材９４で任意の位置に固定され、この位置調整によりレベル調整される。
処理対象物（汚水）の種類によっては、濾過体１４との処理能力との関係で最適な供給量があり、その供給量を超えて供給すると濾過体１４の処理機能を阻害し、処理効率を低減させることになる。
運転水位（レベル調整管９０の上面）を超える汚水は排出管８８に取り込まれ、ホース９２で原水槽９６に戻された後再びポンプで供給される。

汚水は筐体８４の外部から定量供給してもよいが、その供給量と濾過体１４の実際の処理量とが釣り合うとは限らないため、この観点からも濾過体１４の実際の処理状態に常に最適に合わせることができる投入量規制手段８６を設けることの実益は大きい。
また、供給量が略一定に規制されると、プレートの円運動による動きで濾過体１４の投入口側において、海岸の波うち際のように搬送方向前後に揺れる波が生じ、豚毛や藁などの帯状ＳＳ（Ｓｕｓｐｅｎｄeｄ Ｓｏｌｉｄｓ；懸濁・浮遊物質）が搬送方向と直交する方向に横たわるように陸側（水位ラインと濾過体１４との境界部）に打ち上げられる現象が生じる。

この波打ち効果により、搬送方向に延びるプレート間ギャップと帯状ＳＳとが交差した微細なフィルタ面が形成され、フィルタ機能が一層高められる。この波打ち効果は、濾過体１４が傾斜した上記各実施形態においても得ることができる。
本実施形態ではスクリーンとしての使用例において投入量規制手段８６を設ける構成を例示したが、上記各実施形態においても同様に設けることができる。
また、特許文献１に開示されているように、投入量規制手段８６を平行運動する濾過体１４に一体に形成してもよい。

上記実施形態では、固液分離についての使用を示したが、排出口側でプレート間のギャップが狭くなる濾過体１４の構造は、例えば塗料や顔料の分級機として使用することも可能である。
この場合、加圧手段１８は必要なく、プレート群も全てフラット型でよい。処理水分割トレー方式とすることで、塗料や顔料等を１回の搬送で分級することができる。すなわち、従来のように２段階でふるいに掛ける必要がない。

１４ 濾過体
１４Ａ 前段プレート部
１４Ｂ 後段プレート部
１８ 加圧手段
２１ 処理対象物としてのフロック化汚泥
２８ 第１のプレート群
３０ 第２のプレート群
３１ 第３のプレート群
３３ 第４のプレート群
ｇ１、ｇ２ ギャップ
Ａ、Ｂ、Ｃ１、Ｃ２ プレート

Claims (7)

1. 処理対象物の投入口側から排出口側へ延びる複数のプレートを、その長手方向と略直交するプレート厚み方向に略一定の間隔で複数配置し、前記複数のプレートを２群以上に分けて各々の群を個別に一体化し、前記プレート群のうち少なくとも一つのプレート群を平行運動を行わせることによりプレート上面が相対的に変位するようにし、前記処理対象物を前記投入口側から前記排出口側へ向けて搬送する固液分離装置において、
   前記プレート群が、前記投入口側寄りに配置される前段プレート部と、前記排出口側寄りに配置される後段プレート部とに分けられ、前記前段プレート部と前記後段プレート部は、前記長手方向におけるプレートの連続性がなく独立しており、
   前記プレート厚み方向における前記プレート間のギャップを、前記後段プレート部では前記前段プレート部よりも小さくしたことを特徴とする固液分離装置。
2. 請求項１に記載の固液分離装置において、
   前記排出口側において前記処理対象物を前記プレート群に対して加圧する手段を有していることを特徴とする固液分離装置。
3. 請求項１又は２に記載の固液分離装置において、
   前記前段プレート部のプレート群のうち、少なくとも平行運動をする方の各プレートの上縁部は凹凸形状を有していることを特徴とする固液分離装置。
4. 請求項３記載の固液分離装置において、
   前記プレートの上縁部は凸部が前記排出口側へ傾斜した波形を有していることを特徴とする固液分離装置。
5. 請求項１又は２に記載の固液分離装置において、
   前記後段プレート部のプレート群のうち、平行運動をする方の各プレートの上縁高さが、前記排出口側へ向かって低くなっていることを特徴とする固液分離装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１つに記載の固液分離装置において、
   前記前段プレート部と前記後段プレート部の境界部下方に仕切り板が設けられ、前記前段プレート部での処理物と前記後段プレート部での処理物とを分離して回収可能であることを特徴とする固液分離装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１つに記載の固液分離装置において、
   前記前段プレート部と前記後段プレート部とからなる濾過体が、前記排出口側に向かって上り勾配となるように傾斜していることを特徴とする固液分離装置。

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