(57)【要約】【課題】原液の供給量が少ない場合であっても、濾過助剤の添加量を適切に制御できる濾過助剤添加装置を提供する。【解決手段】濾過助剤添加装置１は、濾過機２５に供給される前の原液が一時的に貯留される添加槽２２に粉体の濾過助剤を添加する粉体供給機１１と、添加槽２２に供給される原液の流量を測定する流量計１２と、粉体供給機１１の動作を制御する制御装置１３とを備える。制御装置１３は、流量計１２の測定値に基づいて、添加槽２２への原液の積算流量を求め、積算流量が目標量に達するたびに、粉体供給機１１を動作させて目標量の原液に見合う量の濾過助剤を排出させ、停止させる。粉体供給機１１を間欠的に運転することで、濾過助剤の平均的な添加量を低減でき、原液の供給量が少ない場合であっても、濾過助剤の添加量を適切に制御できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
濾過機に供給される前の原液が一時的に貯留される添加槽に粉体の濾過助剤を添加する粉体供給機と、
前記添加槽に供給される前記原液の流量を測定する流量計と、
前記粉体供給機の動作を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記流量計の測定値に基づいて、前記添加槽への前記原液の積算流量を求め、
前記積算流量が目標量に達するたびに、前記粉体供給機を動作させて該目標量の前記原液に見合う量の前記濾過助剤を排出させ、停止させる
ことを特徴とする濾過助剤添加装置。
【請求項２】
請求項１記載の濾過助剤添加装置と、
前記添加槽と、
前記濾過機と、を備える
ことを特徴とする濾過設備。
【請求項３】
前記添加槽から排出された原液を一時的に貯留し、撹拌する撹拌槽を備える
ことを特徴とする請求項２記載の濾過設備。
【請求項４】
粉体供給機を用いて、濾過機に供給される前の原液が一時的に貯留される添加槽に粉体の濾過助剤を添加する方法であって、
前記添加槽への前記原液の積算流量が目標量に達するたびに、前記粉体供給機を動作させて該目標量の前記原液に見合う量の前記濾過助剤を排出させ、停止させる
ことを特徴とする濾過助剤添加方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、濾過助剤添加装置、濾過設備および濾過助剤添加方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、濾過対象の原液に濾過助剤を添加する装置、その装置を備える濾過設備、および濾過対象の原液に濾過助剤を添加する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
原液を濾過機で濾過するにあたり、予め原液に濾過助剤を添加することがある（例えば、特許文献１）。原液に濾過助剤を添加することで、濾過機の濾過速度が向上するとともに、濾過の継続時間（濾材が目詰まりし、所定の濾過速度が得られなくなるまでの時間）が延びる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭５６−１２１６０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
濾過助剤を粉体のまま原液に添加するには、粉体供給機が用いられる。粉体供給機の排出速度を調整することで、原液への濾過助剤の添加速度を調整できる。特定のプロセスからの排水を原液として濾過するような場合、原液の発生量はそのプロセスに依存する。したがって、場合によっては、原液の供給量が少なくなり、粉体供給機の排出速度を下限に設定しても、濾過助剤を過剰に添加してしまうことがある。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑み、原液の供給量が少ない場合であっても、濾過助剤の添加量を適切に制御できる濾過助剤添加装置、およびその濾過助剤添加装置を備える濾過設備を提供することを目的とする。
また、本発明は、原液の供給量が少ない場合であっても、濾過助剤の添加量を適切に制御できる濾過助剤添加方法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】
【０００６】
第１発明の濾過助剤添加装置は、濾過機に供給される前の原液が一時的に貯留される添加槽に粉体の濾過助剤を添加する粉体供給機と、前記添加槽に供給される前記原液の流量を測定する流量計と、前記粉体供給機の動作を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記流量計の測定値に基づいて、前記添加槽への前記原液の積算流量を求め、前記積算流量が目標量に達するたびに、前記粉体供給機を動作させて該目標量の前記原液に見合う量の前記濾過助剤を排出させ、停止させることを特徴とする。
第２発明の濾過設備は、第１発明の濾過助剤添加装置と、前記添加槽と、前記濾過機と、を備えることを特徴とする。
第３発明の濾過設備は、第２発明において、前記添加槽から排出された原液を一時的に貯留し、撹拌する撹拌槽を備えることを特徴とする。
第４発明の濾過助剤添加方法は、粉体供給機を用いて、濾過機に供給される前の原液が一時的に貯留される添加槽に粉体の濾過助剤を添加する方法であって、前記添加槽への前記原液の積算流量が目標量に達するたびに、前記粉体供給機を動作させて該目標量の前記原液に見合う量の前記濾過助剤を排出させ、停止させることを特徴とする。
【０００７】
なお、本明細書において、「流量」は、単位時間当たりに流れる流体の量を意味する。「積算流量」は、特定の期間に流れる流体の積算量を意味する。「供給量」は、特定箇所に供給される流体の流量を意味する。「添加速度」は、単位時間当たりに添加される物質の量を意味する。「添加量」は、特定の期間に添加される物質の積算量を意味する。「排出速度」は、単位時間当たりに特定箇所から排出される物質の量を意味する。
【発明の効果】
【０００８】
第１発明によれば、粉体供給機を間欠的に運転することで、濾過助剤の平均的な添加量を低減でき、原液の供給量が少ない場合であっても、濾過助剤の添加量を適切に制御できる。
第２発明によれば、濾過助剤の添加量が過剰にならないので、原液を効率よく濾過できる。
第３発明によれば、濾過助剤が添加された原液を撹拌槽で再度撹拌するので、濾過助剤を間欠的に添加しても、濾過機に供給される原液の濾過助剤濃度を均一にできる。
第４発明によれば、粉体供給機を間欠的に運転することで、濾過助剤の平均的な添加量を低減でき、原液の供給量が少ない場合であっても、濾過助剤の添加量を適切に制御できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係る濾過設備の説明図である。
【図２】原液の積算流量の時間変化と、濾過助剤の添加タイミングとを示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
（濾過設備）
図１に示すように、本発明の一実施形態に係る濾過設備ＡＡは、原液を濾過して、濾液と残渣とを得る設備である。原液は濾過対象の液体であり、濾過により除去される懸濁物質が含まれている。原液は、例えば、特定のプロセスで発生する排液である。この場合、濾過設備ＡＡへの原液の供給量は、そのプロセスにおける排液の発生量に依存する。
【００１１】
原液は、まず、貯留槽２１に一時的に貯留される。貯留槽２１は配管３１を介して添加槽２２に接続されている。配管３１に設けられたポンプ３２の駆動により、貯留槽２１から添加槽２２に原液が移送される。
【００１２】
原液は添加槽２２に一時的に貯留される。濾過助剤添加装置１により添加槽２２に濾過助剤が添加される。添加槽２２には撹拌機が設けられている。撹拌機により原液が撹拌され、濾過助剤が分散する。濾過助剤として、特に限定されないが、珪藻土、パーライトなどが用いられる。
【００１３】
添加槽２２の下流には、撹拌槽２３、２４が設けられている。添加槽２２と撹拌槽２３、２４とは直列に接続されている。添加槽２２から排出された原液は第１の撹拌槽２３に供給され、第１の撹拌槽２３から排出された原液は第２の撹拌槽２４に供給される。原液の移送は、例えば、オーバーフローにより行なわれる。撹拌槽２３、２４には撹拌機が設けられている。撹拌槽２３、２４は濾過助剤を含む原液を一時的に貯留するとともに、撹拌して濾過助剤を分散する。
【００１４】
なお、本実施形態では、２つの撹拌槽２３、２４が設けられている。したがって、添加槽２２と撹拌槽２３、２４とを合わせて３つの槽が直列に接続されている。その分、原液の滞留時間が長くなり、濾過助剤を均一に分散できる。撹拌槽２３、２４の数は特に限定されない、１つでもよいし、３つ以上でもよい。また、撹拌槽２３、２４を設けなくてもよい。
【００１５】
最終段の撹拌槽２４は配管３３を介して濾過機２５に接続されている。配管３３に設けられたポンプ３４の駆動により、撹拌槽２４から濾過機２５に原液が移送される。原液は濾過機２５により濾過される。濾過機２５からは濾液と残渣とが排出される。濾過機２５の種類は特に限定されない。濾過機２５として、例えば、フィルタープレスが用いられる。
【００１６】
濾過機２５には濾過助剤を含む原液が供給される。濾過助剤の作用により、濾過機２５の濾過速度が向上するとともに、濾過の継続時間が延びる。なお、予め濾過助剤を分散させた原液を濾過機２５に通して濾過する操作を「ボディフィード」と称する。本実施形態の濾過設備ＡＡはボディフィードを行なう。
【００１７】
原液の濾過に先立ち、濾過助剤を分散させた清澄液を濾過機２５に通して、濾材表面に濾過助剤の層を形成する操作を「プリコート」と称する。ボディフィードと共に、プリコートを行なってもよい。
【００１８】
（濾過助剤添加装置）
つぎに、濾過助剤添加装置１の構成を説明する。
濾過助剤添加装置１は粉体供給機１１を有する。粉体供給機１１は内部に保持した粉体を切り出して排出する装置である。粉体供給機１１の構成は特に限定されないが、粉体を保持するホッパーと、ホッパーの下部に設けられた排出部とを有することが一般的である。排出部として、ロータリーバルブ、スクリューコンベア、フライトコンベア、テーブルフィーダなどがある。排出部を駆動する電動機の回転速度を調整することで、粉体の排出速度を調整できる。粉体供給機１１には粉体の濾過助剤が保持されている。粉体供給機１１は濾過助剤を粉体のまま添加槽２２に添加する。
【００１９】
濾過助剤添加装置１は流量計１２を有する。流量計１２は配管３１を流れる原液の流量、すなわち、添加槽２２に供給される原液の流量を測定する。また、濾過助剤添加装置１は粉体供給機１１の動作を制御する制御装置１３を有する。流量計１２の測定値は制御装置１３に入力されている。制御装置１３は流量計１２の測定値に基づき、粉体供給機１１の動作を制御する。より詳細には、制御装置１３は粉体供給機１１の排出部を駆動する電動機の回転速度を調整して、濾過助剤の排出速度を調整する。
【００２０】
一般に、濾過助剤は、清澄液に分散させた後、その液を原液に添加する。これに対して本実施形態の濾過助剤添加装置１は、濾過助剤を粉体のまま原液に添加する。そのため、濾過助剤を清澄液に分散させる設備、すなわち、タンク、撹拌機などが必要ない。そのため、濾過設備ＡＡの設備コストを低減できるとともに、省スペース化できる。
【００２１】
（濾過助剤添加方法）
つぎに、濾過助剤添加装置１による濾過助剤の添加方法を説明する。
濾過助剤の添加速度ｆは、原液の濾過助剤濃度ρが目標濃度ρtになるよう調整される。ここで、濾過助剤の目標濃度ρtは、原液の濾過助剤濃度ρとして最適な値に設定される。濾過助剤の目標濃度ρtは予め試験などにより求められる。原液の流量をｉとすると、濾過助剤の目標添加速度ｆtは式（１）で表わされる。式（１）から分かるように、原液の流量ｉの増減にあわせて、濾過助剤の添加速度ｆを増減させればよい。
ｆt＝ρt・ｉ    ・・・（１）
【００２２】
ところが、原液の流量ｉが少なすぎると、粉体供給機１１の排出速度を下限に設定しても、濾過助剤の添加速度ｆが目標添加速度ｆtよりも速くなることがある。この場合、濾過助剤を過剰に添加してしまうことになる。
【００２３】
なお、一般的に行なわれているように、濾過助剤を分散させた清澄液（以下、「濾過助剤分散液」と称する。）を原液に添加する場合には、上記の問題は生じない。この場合には、濾過助剤分散液の濾過助剤濃度を調整できることに加え、濾過助剤分散液の添加速度をポンプの排出量で調整できることから、原液への濾過助剤の添加速度の調整幅が大きいからである。
【００２４】
本実施形態の濾過助剤添加装置１は、連続的に供給される原液に対して、濾過助剤を間欠的に添加する。これにより、濾過助剤の時間平均的な添加量を低減して、原液の濾過助剤濃度ρを目標濃度ρtに調整する。具体的には、以下に説明する制御を行なう。
【００２５】
制御装置１３には流量計１２の測定値（原液の流量ｉ）が入力されている。制御装置１３は、流量計１２の測定値ｉに基づいて、添加槽２２への原液の積算流量Ｉを求める。ここで、積算流量Ｉは原液の流量ｉを時間積分して求められる。
【００２６】
図２のグラフに示すように、積算流量Ｉは時間の経過とともに増加する。図２のグラフにおいてＩtは目標量である。目標量Ｉtは予め制御装置１３に設定されている。制御装置１３は時刻ｔ＝０から流量ｉの積分を開始して積算流量Ｉを求める。制御装置１３は積算流量Ｉが目標量Ｉtに達したら、積算流量Ｉの値を０に戻し、再び流量ｉの積分を開始して積算流量Ｉを求める。
【００２７】
制御装置１３は積算流量Ｉが目標量Ｉtに達するたびに、粉体供給機１１を動作させて、濾過助剤を添加槽２２に添加する。この際、粉体供給機１１は目標量Ｉtの原液に見合う量（以下、「目標添加量Ｆt」と称する。）の濾過助剤を添加する。ここで、濾過助剤の目標添加量Ｆtは、目標量Ｉtの原液の濾過助剤濃度ρが目標濃度ρtとなる量である。濾過助剤の目標添加量Ｆtは式（２）で表わされる。
Ｆt＝ρt・Ｉt    ・・・（２）
【００２８】
制御装置１３は、積算流量Ｉが目標量Ｉtに達するたびに、粉体供給機１１から目標添加量Ｆtの濾過助剤を排出させ、停止させる。ここで、粉体供給機１１の排出速度は下限に設定してもよいし、下限でなくてもよい。粉体供給機１１の動作時間は、排出速度と目標添加量Ｆtとから求められる。
【００２９】
以上のように、濾過助剤添加装置１は粉体供給機１１を間欠的に運転する。これにより、濾過助剤の平均的な添加量を低減できる。そのため、原液の供給量が少ない場合であっても、濾過助剤の添加量を適切に制御できる。濾過助剤の添加量が過剰にならないので、原液を効率よく濾過できる。
【００３０】
ところで、原液に対して濾過助剤を間欠的に添加すると、原液の濾過助剤濃度が時間的に変動する恐れがある。濾過助剤を添加する時間間隔を、添加槽２２における原液の滞留時間よりも十分に短くすれば、原液の濾過助剤濃度の変動を抑えることができる。濾過助剤を添加する時間間隔は、目標量Ｉtにより調整できる。目標量Ｉtを添加槽２２の有効容積の１／２以下とすることが好ましい。そうすれば、濾過助剤を添加する時間間隔を、添加槽２２における原液の平均滞留時間の１／２以下にでき、原液の濾過助剤濃度の変動を抑えることができる。
【００３１】
また、本実施形態の濾過設備ＡＡは、添加槽２２の下流に撹拌槽２３、２４が接続されている。濾過助剤が添加された原液を撹拌槽２３、２４で再度撹拌するので、濾過助剤を間欠的に添加しても、濾過機２５に供給される原液の濾過助剤の濃度を均一にできる。
【００３２】
〔その他の実施形態〕
上記実施形態では、制御装置１３が粉体供給機１１の動作を自動的に制御したが、これに代えて、作業員が粉体供給機１１の動作を制御してもよい。この場合、作業員は流量計１２の測定値に基づき、適切なタイミングで粉体供給機１１を間欠的に動作させる。
【符号の説明】
【００３３】
ＡＡ  濾過設備
１    濾過助剤添加装置
１１  粉体供給機
１２  流量計
１３  制御装置
２１  貯留槽
２２  添加槽
２３  撹拌槽
２４  撹拌槽
２５  濾過機
【図１】
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【図２】
2020028855.tif 000004