JP4445035B1 - 吸引式濾過濃縮装置 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図1
Description
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。
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を大型化するに伴って、以下のような技術的問題が引き起こされる。
このように、濾過時を基準に、コイルスプリングにより濾過板に対して一定の張力を付加するとしても、濾布の膨出により、張力は低下し、一方濾布の膨潤により、張力は増大し、この張力の変動幅は、吸引式濾過濃縮装置の大型化に伴って大きくならざるを得ない。
このような張力の変動幅を吸収するようなコイルスプリングとして、コイルスプリングの長さ自体を長くすることが考えられるが、限られた汚泥槽内のスペース内で、その分濾過面積の低減が引き起こされる。また、コイルスプリングのバネ剛性を増大することも考えられるが、その分コイルスプリングの伸長量が小さくなることから、濾布の膨出に伴う支持板の収縮が抑制され、それにより濾布が十分に膨出できず、濾布に付着した濃縮汚泥の剥離性が低下したり、あるいは濾布の膨出力に負けてコイルスプリングが塑性変形を起こし、伸びきった状態で張力を喪失したりする危険性がある。
本発明の目的は、大型化するに際し、標準品のSUS製コイルスプリングを採用しつつ、濾過板に加えられる張力を常時ほぼ一定に維持することが可能な吸引式濾過濃縮装置を提供することにある。
濾過濃縮対象である汚泥を収容する汚泥槽と、それぞれ平面部が上下方向に延び、該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し、各濾過板は、網目状の支持板と、支持板に対して一体的に縫合され、該支持板を収容する袋状の濾布とを有し、それにより濾布の内部には濾過室が形成され、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、該濾過室を通じて前記濾布を膨出する膨出手段と、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とを有する、吸引式濾過濃縮装置において、
前記濾布は、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、前記各区分は、前記濾布の膨出の際の膨出余裕しろを備える、構成としている。
このとき、各区分ごとに膨出余裕しろが設けられていることから、濾布を膨出させる際、濾布に過度の張りを引き起こして、濾布の細孔が拡げられて正常な濾過機能を達成できなくなったり、あるいは濾布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。
以上のように、濾過効率を向上しつつ、濾布の健全性を維持することが可能となる。
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のが好ましい。
それに対して、濾布を汚泥に長期間浸漬させることに伴い、濾布が膨潤する際、濾布の膨潤に伴って、支持板には、支持板の横向きに張力が作用するところ、濾布を汚泥に浸漬することに伴う支持板の平面内の伸長あるいは支持板の平面性をくずすような変形が実質的に生じないほどに支持板が硬質であることから、支持板は、このような張力により横向きに伸びることなく、略一定の長さを維持することが可能である。よって、支持板の長さが実質的に変わらないことにより、弾性部材の長さも変動しないことから、弾性部材による張力が略一定に保持され、弾性部材の縮みに伴う張力の増大に起因する、濾布の細孔の拡がり、あるいは濾布の破損を回避することが可能である。
特に、このような吸引式濾過濃縮装置を大型化するに際し、濾過時に濾過板に作用する張力の増減もそれに応じて大きくなるところ、別途高価な特注の弾性部材を準備する必要なしに、安価な標準品の弾性部材を利用することにより、複数の濾過板を極力近接して配置する一方、それぞれの濾過板の濾過面積を最大限に確保しつつ、濾過時に濾過板に作用する張力の変動を抑制することにより、濾布の膨出および長期間の浸漬に伴う上記技術的問題点を解決することが可能である。
加えて、前記濾過板の外周には、該濾過板を囲む濾過枠が設けられ、
前記濾布の上部は、前記濾過枠の上部より懸架支持されるのでもよい。
さらに、前記濾布の下部には、おもり部材が取り付けられ、その重さにより前記濾布に対して下方に張力が加えられるのでもよい。
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、ポリエチレン製あるいはEVA樹脂製であるのがよい。
また、前記弾性部材は、SUS製コイルスプリングであるのがよい。
上記目的を達成するために、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、それぞれ平面部が上下方向に延び、該濾過濃縮槽内で互いに隣接して整列する複数の濾過板とを有し、各濾過板は、網目状の支持板と、支持板に対して一体的に縫合され、該支持板を収容する袋状の濾布とを有し、それにより濾布の内部には濾過室が形成され、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、該濾過室を通じて前記濾布を膨出する膨出手段と、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とを有する、吸引式濾過濃縮装置において、
前記濾布は、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、前記各区分は、前記濾布の膨出の際の膨出余裕しろを備える、構成としている。
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。
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。
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。
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。
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。
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。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。
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。
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。
濃縮汚泥を濾布18から剥離させるために、濾布18を膨出させる際、濾布18は、濾過板14の横方向に沿って区分されていることから、各区分ごとに濾布18が膨出することにより、隣接する濾過板14に向かう膨出部20の張り出しを抑制し、濾布18を区分しない場合に比べて、隣接する濾過板14をより近接配置することが可能であり、それにより複数の濾過板14により構成される総濾過面積を最大限に確保することが可能である。
このとき、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を膨出させる際、濾布18に過度の張りを引き起こして、濾布18の細孔が拡げられて正常な濾過機能を達成できなくなったり、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。
以上のように、濾過効率を向上しつつ、濾布18の健全性を維持することが可能となる。
それに対して、濾布18を汚泥に長期間浸漬させることに伴い、濾布18が膨潤する際、濾布18の膨潤に伴って、支持板50には、支持板50の横向きに張力が作用するところ、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ないほどに支持板50が硬質であることから、支持板50は、このような張力により横向きに伸びることなく、略一定の長さを維持することが可能である。よって、支持板50の長さが実質的に変わらないことにより、コイルスプリング54の長さも変動しないことから、コイルスプリング54による張力が略一定に保持され、コイルスプリング54の縮みに伴う張力の増大に起因する、濾布18の細孔の拡がり、あるいは濾布18の破損を回避することが可能である。
特に、このような吸引式濾過濃縮装置10を大型化するに際し、濾過時に濾過板14に作用する張力の増減もそれに応じて大きくなるところ、別途高価な特注のSUS製コイルスプリングを準備する必要なしに、安価な標準品のSUS製コイルスプリングを利用することにより、複数の濾過板14を極力近接して配置する一方、それぞれの濾過板14の濾過面積を最大限に確保しつつ、濾過時に濾過板14に作用する張力の変動を抑制することにより、濾布18の膨出および長期間の浸漬に伴う上記技術的問題点を解決することが可能である。
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。
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
Claims (1)
- 濾過濃縮対象である汚泥を収容する汚泥槽と、それぞれ平面部が上下方向に延び、該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し、各濾過板は、網目状の支持板と、支持板に対して一体的に縫合され、該支持板を収容する袋状の濾布とを有し、それにより濾布の内部には濾過室が形成され、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、該濾過室を通じて前記濾布を膨出する膨出手段と、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とを有する、吸引式濾過濃縮装置において、
前記濾布は、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、前記各区分は、前記濾布の膨出の際の膨出余裕しろを備え、
前記濾過板の外周には、該濾過板を囲む濾過枠が設けられ、
前記濾布の上部は、前記濾過枠の上部より懸架支持され、
前記濾布の下部には、おもり部材が取り付けられ、その重さにより前記濾布に対して下方に張力が加えられる、ことを特徴とする吸引式濾過濃縮装置。
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