(57)【要約】【課題】加温媒体の供給圧力を上げずに加温媒体の流量を増加させ、かつろ板の全面を均一に加温することができるろ板を提供する。【解決手段】フィルタープレス装置のろ板であって、加温媒体が流通する加温媒体流路１６と、加温媒体流路中に配置した偏流防止部１８を備え、加温媒体流路１６は、直状流路部１６４と、上流側の直状流路部１６４と下流側の直状流路部１６４の間に形成する反転流路部１６２、１６３からなり、偏流防止部１８は、加温媒体流路１６を流路幅方向において分割するように断続的に配置する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルタープレス装置のろ板であって、
加温媒体が流通する加温媒体流路と、
加温媒体流路中に配置した偏流防止部を備え、
加温媒体流路は、直状流路部と、上流側の直状流路部と下流側の直状流路部の間に形成する反転流路部からなり、
偏流防止部は、加温媒体流路を流路幅方向において分割するように断続的に配置することを特徴とするろ板。
【請求項２】
偏流防止部は、直状流路部と反転流路部の接続部で離間して配置されることを特徴とする請求項１に記載のろ板。
【請求項３】
直状流路部に配置する偏流防止部が反転流路部の最短内周経路よりも伸張していることを特徴とする請求項２に記載のろ板。
【請求項４】
加温媒体流路は、板状の主部材と主部材の一側面を覆って配置する蓋材の間に形成し、加温媒体流路を形成する堤体を主部材と蓋材の少なくとも何れか一方に配置したことを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載のろ板。
【請求項５】
主部材は、蓋材で覆われた一側面と表裏をなす他側面に凹部を有し、凹部を覆って配置したダイヤフラムを有することを特徴とする請求項４に記載のろ板。
【請求項６】
請求項１から５の何れか１項に記載のろ板を有することを特徴とするフィルタープレス装置。
【請求項７】
ろ板の相互間を閉じ、加温媒体を各ろ板の加温媒体流路に供給してろ室の内部を加温し、加温媒体流路を流れる加温媒体が、偏流防止部の上流側端部で分流し、下流側端部で合流し、分流と合流を繰り返して加温媒体の偏流を抑制することを特徴とするフィルタープレス装置の加温脱水方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルタープレス装置に使用されるろ板の構造に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、汚泥の脱水を行う方法として、例えば特許文献１に記載するものがある。これは、脱水対象の有機汚泥に有機溶媒を混合するものであり、有機溶媒は常温常圧下において液体であり揮発性を有するものである。この有機溶媒を混合した有機汚泥を脱水機に供給して脱水工程を行い、脱水工程において脱水機に設けた加温手段により有機汚泥を有機溶媒の沸点以上に加温して、有機汚泥に混合されている有機溶媒を気化させて有機溶媒を回収するとともに、脱水を図るものである。
【０００３】
また、特許文献２には、フィルタープレスの加温板が開示されている。このフィルタープレスは、ろ板と加温板が交互に配置され、相対向するろ板と加温板との間に濾布を介して濾室が形成されている。加温板は、樹脂板の両面に所定厚さの金属板を張り合わせた三層構造を有しており、樹脂板に形成した加温媒体流通路内を加温媒体が通過することにより、金属板の両面から濾室内のケーキを加温するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１９３４３８
【特許文献２】特開２００６−１８７７１７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１において、脱水機の効率を高めるためには、有機汚泥を短時間のうちに所定温度にまで昇温することが必要である。ろ板を通して汚泥を加温する場合に、単位時間当たりに汚泥に与えることが可能な熱量は加温媒体の流量に比例する。流量は流路断面積と流速の積であり、流速は供給圧力に比例する。しかし、加温媒体の供給圧力を増加させるためには、ろ板の耐圧構造を高める必要がある。
【０００６】
特許文献２に開示する加温媒体流通路は、流路断面が狭い流路を単調な九十九折れ状に形成しており、加温媒体が偏流を伴うことなく整流状態で流れ、ろ板の全面を均一に加温する。しかし、狭い流路において加温媒体の流量を増やすためには、加温媒体の供給圧力を高める必要がある。
【０００７】
また、加温媒体の流量を増加させる他の方法として加温媒体が流れる流路の断面積を増加させることがある。この流路断面の拡幅は、加熱媒体の偏流、短絡等が生じる要因となる。すなわち、流路断面が広くなると、流路において加温媒体の一部が滞留し、加温媒体の流れに偏流が生じ、加温媒体が流路の全域に均一に流れず、ろ板面を均一に加温できない原因となる。
【０００８】
本発明は上記課題を解決するものであり、加温媒体の供給圧力を上げずに加温媒体の流量を増加させ、かつろ板の全面を均一に加温することができるろ板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のろ板は、フィルタープレス装置のろ板であって、加温媒体が流通する加温媒体流路と、加温媒体流路中に配置した偏流防止部を備え、加温媒体流路は、直状流路部と、上流側の直状流路部と下流側の直状流路部の間に形成する反転流路部からなり、偏流防止部は、加温媒体流路を流路幅方向において分割するように断続的に配置することを特徴とする。
【００１０】
本発明のろ板において、偏流防止部は、直状流路部と反転流路部の接続部で離間して配置されることを特徴とする。
【００１１】
本発明のろ板において、直状流路部に配置する偏流防止部が反転流路部の最短内周経路よりも伸張していることを特徴とする。
【００１２】
本発明のろ板において、加温媒体流路は、板状の主部材と主部材の一側面を覆って配置する蓋材の間に形成し、加温媒体流路を形成する堤体を主部材と蓋材の少なくとも何れか一方に配置したことを特徴とする。
【００１３】
本発明のろ板において、主部材は、蓋材で覆われた一側面と表裏をなす他側面に凹部を有し、凹部を覆って配置したダイヤフラムを有することを特徴とする。
【００１４】
本発明のフィルタープレス装置は、上記の何れかのろ板を有することを特徴とする。
【００１５】
本発明のフィルタープレス装置の加温脱水方法は、ろ板の相互間を閉じ、加温媒体を各ろ板の加温媒体流路に供給してろ室の内部を加温し、加温媒体流路を流れる加温媒体が、偏流防止部の上流側端部で分流し、下流側端部で合流し、分流と合流を繰り返して加温媒体の偏流を抑制することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
以上の本発明において、加温媒体流路を流れる流体が偏流防止部の上流側端部で分流し、偏流防止部の下流側端部で合流し、加温媒体流路を流れる流体が分流と合流を繰り返す。このため加温媒体流路の流路幅を広げても偏流を抑制することができ、流路幅の拡幅により同圧条件下において加温媒体流路を流れる流量を増加させることができる。
【００１７】
また、直状流路部では加温媒体の流れが流路幅方向で偏流せずに安定し、反転流路部では加温媒体の流れが攪拌され、加温媒体が安定と攪拌を繰り返しながら加温媒体流路を流れるので、加温媒体が供給口から排出口へ短絡して流れる短絡流が発生せず、ろ板面を均一に加温することができる。また、整流部の上流側端部で分流する際にも攪拌作用は生じる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態における加温ろ板の加温媒体流路を示す図
【図２】同実施の形態における蓋材を示す正面図
【図３】同実施の形態における蓋材を装着した加温ろ板の背面図
【図４】同実施の形態における加温ろ板の一部破断正面図
【図５】同実施の形態におけるフィルタープレスのろ過工程を示す断面図
【図６】同実施の形態におけるフィルタープレスの圧搾工程を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本発明は、無端状ろ布式のフィルタープレスに限らず、ろ布固定式のフィルタープレスやフィルタープレス脱水機等に適用可能である。また、本発明は溶媒脱水に限らず、通常の汚泥脱水にも適用可能である。
【００２０】
本実施の形態では、無端状ろ布式のフィルタープレス装置において、有機汚泥とアルコール系溶媒とを攪拌混合した汚泥を処理対象とする。
【００２１】
図１〜図６に示すように、フィルタープレス装置の基本構造は、接近離間自在に配列された複数のろ板、ここでは加温ろ板１と、無端状のろ布２からなる。ろ布２は、ローラ３の間に掛け渡し、加温ろ板１の表裏を覆って配置し、相対向する加温ろ板１の間に二重に配置したろ布２の間がろ室４をなす。
【００２２】
加温ろ板１は、板状の主部材１１の表裏の一側面に第１凹部１３を有し、他側面に第２凹部１２を有している。第２凹部１２を覆ってダイヤフラム１４を配置し、第１凹部１３を覆って蓋材１５を配置している。
【００２３】
主部材１１と蓋材１５の材質は、アルミニウムであり、硬質アルマイト処理により有機溶媒による劣化を防ぐことができる。このように、主部材１１と蓋材１５の材質を同一金属にして加温の熱による線膨張率を同じにすることで、金属疲労による破壊を防ぐことができる。
【００２４】
また、主部材１１と蓋材１５の材質は、ステンレス、銅等とすることも可能であり、樹脂材とすることも可能である。
【００２５】
表面処理は硬質アルマイト処理である必要はなく、ろ液の性状（酸、アルカリ、腐食性等）に応じてメッキ処理（硬質クロムメッキ、亜鉛メッキ、ニッケルメッキ等）や塗装（樹脂、耐食塗料）による処理でもよい。
【００２６】
主部材１１と蓋材１５は、金属材を削って凹部を形成しているが、主部材１１を鋳造することで第１凹部１３、第２凹部１２を形成することも可能である。
【００２７】
第２凹部１２は、ダイヤフラム１４で仕切られた内側が加圧側で圧搾用流体、ここでは温水の供給領域をなし、ダイヤフラム１４で仕切られた外側が被加圧側で圧搾対象物の有機汚泥の貯留領域をなしてろ室４に対応する。
【００２８】
第１凹部１３は、蓋材１５と対向する面に、加温媒体、ここでは温水が流れる加温媒体流路１６が形成されており、加温媒体流路１６の堤体をなす流路形成部１７と、加温媒体流路１６を流路幅方向において分割する偏流防止部１８を有し、偏流防止部１８を加温媒体流路１６の中に流路形成部１７から独立して中州状に断続して配置している。
【００２９】
流路形成部１７は、第１凹部１３を囲む周縁部１７１と、周縁部１７１から上方に伸びる主幹部１７２を有しており、主幹部１７２が第１凹部１３を左右の一側領域１３１と他側領域１３２に区分している。
【００３０】
また、主幹部１７２から周縁部１７１に向けて左右両側の外方に伸びる複数の第１枝部１７４と、周縁部１７１から主幹部１７２に向けて内方に伸びる複数の第２枝部１７３を有している。
【００３１】
第１枝部１７４および第２枝部１７３により第１凹部１３の一側領域１３１と他側領域１３２のそれぞれを上下方向で複数に区分し、一側領域１３１において第１枝部１７４と第２枝部１７３の間に区分領域１３３を形成し、他側領域１３２において第１枝部１７４と第２枝部１７３の間に区分領域１３４を形成している。
【００３２】
主幹部１７２の終端と周縁部１７１との間には、第１凹部１３の一側領域１３１と他側領域１３２を連通する連通口１６１が形成されている。
【００３３】
第１枝部１７４の終端と周縁部１７１との間には、外側反転流路部１６２が形成されており、第２枝部１７３の終端と主幹部１７２との間には、内側反転流路部１６３が形成されている。外側反転流路部１６２、内側反転流路部１６３は、一側領域１３１における区分領域１３３を相互に連通し、他側領域１３２における区分領域１３４を相互に連通している。
【００３４】
加温媒体流路１６は、一側領域１３１の区分領域１３３および他側領域１３２の区分領域１３４に直状流路部１６４を有し、上流側の直状流路部１６４と下流側の直状流路部１６４の相互間を外側反転流路部１６２または内側反転流路部１６３で接続している。
【００３５】
偏流防止部１８は、直状流路部１６４に配置する直状部１９と、外側反転流路部１６２および内側反転流路部１６３に配置する攪拌部２０を有し、直状部１９と攪拌部２０は相互に離間し、独立して設けている。
【００３６】
直状部１９は、第１枝部１７４および第２枝部１７３と平行をなし、加温媒体流路１６の直状流路部１６４を流れ方向に沿った複数の平行流路に仕切る。攪拌部２０は、外側反転流路部１６２および内側反転流路部１６３の中央部に位置し、加温媒体流路１６の流れ方向および流路幅方向のほぼ中央に配置しており、直状部１９が第１枝部１７４の先端（反転流路部の最短内周経路に相当）よりも外側反転流路部１６２の側に伸張し、第２枝部１７３の先端（反転流路部の最短内周経路に相当）よりも内側反転流路部１６３の側に伸張している。
【００３７】
直状部１９と攪拌部２０の形状は、本実施の形態に開示した形状に限らず、丸形、楕円形、矩形、波形、曲線形等の形状とすることができ、直状部１９および攪拌部２０は、単数であっても良く、複数に分割しても良い。
【００３８】
なお上記実施の形態では、偏流防止部１８として直状部１９と攪拌部２０を設けているが、何れか一方だけを設けてもよい。
【００３９】
フィルタープレス装置は、圧搾時にろ板１の表面に非常に高い圧力が働く。このため、加温媒体流路１６中に偏流防止部１８を設けることで、前記圧力を分散させて受けて加温媒体の流路を確保することができる。
【００４０】
偏流防止部１８は、直状部１９が周縁部１７１および主幹部１７２との間に開口１８１を有する。また、攪拌部２０が、外側反転流路部１６２において、直状部１９との間に開口１８２を有し、周縁部１７１との間に開口１８３を有し、第１枝部１７４との間に開口１８４を有し、内側反転流路部１６３において、上下の直状部１９との間に開口１８５を有し、主幹部１７２との間に開口１８６を有し、第２枝部１７３との間に開口１８７を有する。
【００４１】
周縁部１７１は、加温媒体流路１６の始端に連通する供給口１６５と、加温媒体流路１６の終端に連通する排出口１６６を有する。
【００４２】
蓋材１５は、外側面に複数の溝部１５１を有し、溝部１５１は蛇行しながら上下方向に伸び、かつ並列に配置されている。各溝部１５１の下端は排水路１５２に連通している。
【００４３】
各加温ろ板１には、圧搾用流体の温水２００を供給してダイヤフラム１４を膨張させる第１の温水供給経路２３０と、温水２００を排出してダイヤフラム１４を収縮させる第１の温水排出経路２３１とが接続されている。
【００４４】
各溝部１５１は蛇行させることで、圧搾によってろ液を排出するときの集水効率を上げることができる。
【００４５】
また、各溝部１５１を直線状にしてもよいが、圧力による応力が集中する場合は蛇行させた方が応力を分散させることができる。
【００４６】
さらに、各加温ろ板１には、加温媒体の温水２０１を加温媒体流路１６に供給する第２の温水供給経路２３３と、温水２０１を加温媒体流路１６から排出する第２の温水排出経路２３４とが接続されている。
【００４７】
各加温ろ板１には、有機汚泥をろ室４に注入する汚泥注入通路２１が形成されている。また、各加温ろ板１の間には、フィード部材２２が別途部材（図示省略）に支持されて配設されている。各フィード部材２２には、汚泥注入通路２１から分岐してろ室４に通じる分岐通路２３が形成されている。
【００４８】
また、各加温ろ板１には、ろ室４で圧搾された有機汚泥から発生するろ液を排出するろ液排出通路２４が形成されており、排水路１５２がろ液排出通路２４に連通している。
【００４９】
本実施の形態における主幹部１７２は必ずしも必要ではなく、脱水時の圧搾圧が小さい場合は、流路形成部１７や偏流防止部１８により蓋材１５を支えることができ、主幹部１７２は不要である。この場合には、加温媒体流路１６の全体を、上下方向において折り返す流路に形成すればよい。
【００５０】
本実施の形態に係る加温ろ板１に形成した加温媒体流路１６、流路形成部１７、偏流防止部１８の配置パターンは、左右の何れかに９０度回転させた形態とすることも可能であり、加温媒体流路１６、流路形成部１７、偏流防止部１８の形態は本実施の形態に限るものではない。
【００５１】
以下、上記構成の作用を説明する。
（閉板工程）
各加温ろ板１の間を閉じる。温水２０１を、第２の温水供給経路２３３から各加温ろ板１の加温媒体流路１６に供給し、加温媒体流路１６から第２の温水排出経路２３４へ排出して、温水２０１によって第２凹部１２に対応するろ室４の内部を加温しておく。
【００５２】
加温媒体流路１６には、周縁部１７１の供給口１６５から加温媒体流路１６の始端側に温水２０１が流入し、加温媒体流路１６の終端に連通する排出口１６６から温水２０１が流れ出る。
【００５３】
加温媒体流路１６では、偏流防止部１８が流路形成部１７から独立して中州状に存在するので、加温媒体流路１６を流れる温水２０１が偏流防止部１６の直状部１９、攪拌部２０の上流側端部で分流し、下流側端部で合流し、加温媒体流路１６を流れる温水２０１が分流と合流を繰り返す。このため、加温媒体流路１６の流路幅を広げても偏流を抑制することができ、流路幅の拡幅により同圧条件下において加温媒体流路を流れる流量を増加させることができる。
【００５４】
また、直状部１９によって仕切られた直状流路部１６４では、加温媒体の温水２０１の流れが安定し、外側反転流路部１６２、内側反転流路部１６３では、攪拌部２０によって温水２０１の流れが攪拌される。このため、温水２０１が安定と攪拌を繰り返しながら加温媒体流路１６を流れて蓋材１５のろ板面を均一に加温する。
【００５５】
また、流路形成部１７が第１枝部１７４および第２枝部１７３を左右に伸ばし、蓋材１５の溝部１５１が上下方向に伸びることで、肉厚が薄くなる溝部１５１の背面側を流路形成部１７の第１枝部１７４および第２枝部１７３が所定間隔に受け止めることで、蓋材１５の耐圧強度が向上する。
【００５６】
上述したように、本実施の形態に係る加温ろ板１に形成した加温媒体流路１６、流路形成部１７、偏流防止部１８の配置パターンは、左右の何れかに９０度回転させた形態とすることも可能である。この場合に、溝部１５１は排水しやすいように直線状とし、排水し易い角度で設ければよい。
（ろ過工程）
ろ過工程では、アルコール系溶媒を含む有機汚泥が、各加温ろ板１の汚泥注入通路２１を通り、汚泥注入通路２１から各フィード部材２２の分岐通路２３を経て、各ろ室４に注入される。これにより、図５に示すように、有機汚泥が各ろ室４においてろ過される。この際、ろ室４は、加温媒体流路１６を通る温水２０１により、加温されるため、ろ室４に注入された有機汚泥も所定温度に加温される。
（圧搾工程）
ろ過工程を行った後に、図６に示すように、温水２００を、第１の温水供給経路２３０から各加温ろ板１に供給し、ダイヤフラム１４の圧搾用流体の供給領域１４１に通水し続ける。これにより、ダイヤフラム１４が膨張して、ろ室４の有機汚泥が圧搾されて脱水される。温水２００で圧搾することで、加温ろ板１、ろ室４の温度低下を防ぐことができる。
【００５７】
ろ過工程と圧搾工程とにおいて発生したろ液は、各加温ろ板１の蓋材１５の溝部１５１、排水路１５２を流れ、ろ液排出通路２４を通って排出される。
【符号の説明】
【００５８】
１    加温ろ板
２    ろ布
３    ローラ
４    ろ室
１１    主部材
１２    第２凹部
１３    第１凹部
１４    ダイヤフラム
１５    蓋材
１６    加温媒体流路
１７    流路形成部
１８    偏流防止部
１９    直状部
２０    攪拌部
１３１    一側領域
１３２    他側領域
１３３、１３４  区分領域
１４１    供給領域
１４２    貯留領域
１５１    溝部
１５２    排水路
１６１    連通口
１６２    外側反転流路部
１６３    内側反転流路部
１６４    直状流路部
１６５    供給口
１６６    排出口
１７１    周縁部
１７２    主幹部
１７３    第２枝部
１７４    第１枝部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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