(57)【要約】【課題】  有機物を液体と成形体に分離する脱液・成形装置及び前記を用いた脱液、成形方法を提供すること。【解決手段】  成形装置１は、加圧容器であるダイ４、圧力付与装置の一部である上パンチ２、そして下パンチ３とベース５を一体とした下側の加圧容器などが備えられている。そしてダイ４には、上方に上パンチ２に配置される。上パンチ２は、先端部に有機樹脂製のＯリング６ａを持つ。下パンチ３には有機樹脂製のＯリング６ｂが取付けられる。下パンチ３の上面には濾過板１３が上に置かれている。下パンチ３及びベース５には、４個の排液路９が形成され、そして排液口１０に繋がっている。そして排液口１０は吸液装置に接続されている。吸液装置７は、吸液管１２、吸引濾過瓶１２そして油回転型真空ポンプ８で構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
植物廃棄物を、少なくとも加圧容器、圧力付与装置と吸液装置を備えた脱液・成形装置を用いて液体を分離し、かつ植物廃棄物の成形体を作成することを特徴とする。
【請求項２】
植物廃棄物が剪定枝、枯草、わら、バガス、コーヒー糟、竹、笹、間伐材、建築廃材、農業廃棄物、籾殻、麦稈、または茶粕であることを特徴とする請求項１の記載の脱液・成形方法および脱液・成形装置。
【請求項３】
下水、し尿、家畜糞尿、生ごみ等の有機性廃棄物及び各種産業排水の処理によって発生する有機性汚泥を少なくとも加圧容器、圧力付与装置と吸液装置を備えた脱液・成形装置を用いて液体を分離し、かつ成形体を製作することを特徴とする。
【請求項４】
果物、野菜を少なくとも加圧容器、圧力付与装置と吸液装置を備えた脱液・成形装置を用いて果物ジュース、野菜ジュースを造り、果物ジュース、野菜ジュース取り終えた後のほぼ乾燥した成形体を製作することを特徴とする。
【請求項５】
機械的な圧力が１００Ｋｇ／ｃｍ２以上そして、１０ｔｏｎ／ｃｍ２以下であることを特徴とする請求項１〜４に記載の脱液・成形方法および脱液・成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、有機物の脱液・成形方法に関する。例えば果物、野菜からジュースを作成する際に用いる。また、下水、し尿、家畜糞尿、生ごみ等の有機性廃棄物及び各種産業排水の処理によって発生する有機性汚泥を脱液、成形する際に用いる。さらに廃棄植物である剪定枝、枯草、わら、バガス、コーヒー糟、竹、笹、間伐材、建築廃材、農業廃棄物、籾殻、麦稈、または茶粕などを脱液、成形する際に用いる。
本発明によれば、処理有機物からの脱液量を最大にでき、脱液した有機物を密度高く成形できる。
【背景技術】
【０００２】  従来より、下水処理場、し尿処理場、産業廃棄物廃水処理施設などから発生する汚泥は、高分子凝集剤や無機凝集剤の添加などの調質を行った後に脱水機で脱水し、埋立処分や焼却処分されている。この目的で使用される脱水機として、濾布を備えたフィルタープレスと、フィルタープレス内の圧力を減圧する装置とを備え、フィルタープレス内の汚泥を加熱する手段を備えた装置があり、濾布上に汚泥のフィルターケーキを形成し、これを剥離して回収する。【０００３】  このようなフィルタープレス型の脱水機においては、濾布からの乾燥ケーキの剥離性が悪く、剥離が不完全の状態で剥離作業を終了してフィルタープレスを閉枠せざるをえない状況になったり、あるいはフィルターケーキの表面に、フィルターケーキ内部への伝熱を阻害する薄膜が形成されてフィルターケーキ内部の水分の蒸発効率が低下するという問題点があった。【０００４】  フィルタープレス型脱水機におけるフィルターケーキの剥離性を改善する方法の一例としては、フィルタープレス内の圧力の上限２００ｍｂａｒとすると共に、フィルタープレス内のフィルタープレートの温度を下限４０℃に制御することによって、フィルターケーキの熱可塑相を回避するというものがある。【０００５】  しかしながら、この方法では、処理対象の汚泥の性状によって効果はまちまちであり、特に余剰汚泥のようにバイオポリマーを多く含む汚泥や、腐敗の進んだ汚泥などの場合には、圧力と温度の制御だけではフィルターケーキの剥離性が全く改善されず、脱水乾燥処理に支障をきたしていた。特にフィルターケーキの表面に薄膜が形成されることでフィルターケーキ内部への伝熱が阻害されるという問題の解決策としては、これまで提案されたものはない。【０００６】  ところで、近年、水処理の高度化、水処理対象排水の性状の変化・多様化などにより、汚泥の脱水性（脱水のし易さ）は悪化している。その中で、籾殻や大鋸屑、コーヒー糟などを脱水助剤として汚泥に添加して脱水を行う方法が提案されている（特許文献１、２）。【０００７】  一方、ダイオキシン発生を抑制するために、近年、剪定枝や枯草等の植物廃棄物のオンサイトでの焼却処分が禁止されるようになっており、これら植物廃棄物の処分方法が大きな問題となっている。したがって、これらの植物廃棄物を汚泥の脱水助剤として使用することは、植物廃棄物の処分を兼ねることになり有用である。しかしながら、これらの植物廃棄物を脱水助剤として使用するには植物廃棄物を粉砕または粉砕して使用する必要があるが、通常のせん断破砕では破砕物が水に馴染みにくく、汚泥との混合が不十分で、脱水助剤としての効果が十分ではなかった。【０００８】
【特許文献１】特開昭６０−２２５６９９号公報
【特許文献２】特開昭６０−２２２１１８号公報
【０００９】  そこで、植物廃棄物の有効利用法およびフィルタープレス型脱水機による汚泥の脱水処理におけるフィルターケーキの剥離性を向上し、且つ、フィルターケーキ内部への伝熱性を低下させる薄膜の形成を抑制し、これによってフィルタープレス型脱水機による汚泥の脱水乾燥処理の処理効率大幅に向上させるために特許文献３に記載した方法を提案している。
【特許文献３】特開２００６−２６６０４号公報
【００１０】  しかしながら、特許文献３においては、フィルタープレス型脱水機による汚泥の脱水処理におけるフィルターケーキの剥離性を向上し、且つ、フィルターケーキ内部への伝熱性を低下させる薄膜の形成を抑制し、これによってフィルタープレス型脱水機による汚泥の脱水乾燥処理の処理効率大幅に向上させるために、植物を膨張粉砕処理法で粉砕する。【００１１】  したがって、特許文献３においてもフィルタープレス型脱水機の前工程として、膨張粉砕処理工程が必要となり、装置が必要となる。そして装置を稼動するエネルギーが必要となる。さらに装置のメインテナンスが必要となるという問題点がる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】  本願発明は、上記課題を解決するものであり、下水、し尿、家畜糞尿、生ごみ等の有機性廃棄物及び各種産業排水の処理によって発生する有機性汚泥、そして植物廃棄物の脱液、成形する方法および脱液・成形装置を提供することを目的とする。【００１３】  前記植物廃棄物は、たとえば剪定枝、枯草、わら、バガス、コーヒー糟、竹、笹、間伐材、建築廃材、農業廃棄物、籾殻、麦稈、または茶粕である。
【課題を解決するための手段】
【００１４】  本発明は、植物廃棄物を、少なくとも加圧容器、圧力付与装置と吸液装置を備えた脱液・成形装置を用いて液体を分離し、かつ植物廃棄物成形体を製作するものである。【００１５】  前記植物廃棄物が剪定枝、枯草、わら、バガス、コーヒー糟、竹、笹、間伐材、建築廃材、農業廃棄物、籾殻、麦稈、または茶粕であるものとすることである。【００１６】  本発明はまた、下水、し尿、家畜糞尿、生ごみ等の有機性廃棄物及び各種産業排水の処理によって発生する有機性汚泥を少なくとも加圧容器、圧力付与装置と吸液装置を備えた脱液・成形装置を用いて液体を分離し、成形体を製作するものである。【００１７】  本発明はまた、果物、野菜を少なくとも加圧容器、圧力付与装置と吸液装置を備えた脱液・成形装置を用いて果物ジュース、野菜ジュースを造り、果物ジュース、野菜ジュース取り終えた後のほぼ乾燥した成形体を製作するものである。【００１８】  本発明はまた、前記の構成で機械的な成形圧力が１００Ｋｇ／ｃｍ２以上そして、１０ｔｏｎ／ｃｍ２以下とするものである。
【発明の効果】
【００１９】  本発明の脱液・成形装置を用いた脱液、成形により、植物廃棄物または、下水、し尿、家畜糞尿、生ごみ等の有機性廃棄物及び各種産業排水の処理によって発生する有機性汚泥から液体を分離して５質量％以下の含液率を持つ前記の成形体を作成できる。また、果物、野菜から他の装置に比較して多い果物ジュース、野菜ジュースを造り、そして果物ジュース、野菜ジュース取り終えた後のほぼ乾燥した成形体を製作することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】  以下、本発明に用いる脱液・成形装置１の実施の形態について図１の構造概略図を用いて説明する。脱液・成形装置１は、加圧容器であるダイ４、圧力付与装置の一部である上パンチ２、そして下パンチ３とベース５を一体とした下側の加圧容器などが備えられている。なお圧力付与装置は、図示しない油圧による加圧シリンダと上パンチ２とからなる。【００２１】  ダイ４は鋼製であり、内径約０．１ｍそして高さ約１ｍである。そしてダイ４には、上方に上パンチ２に配置される。上パンチ２は、鋼製である。先端部に有機樹脂製のＯリング６ａを持つ。【００２２】  ベース５と下パンチ３は鋼製で、そして一体で製作される。下パンチ３には有機樹脂製のＯリング６ｂが取付けられる。下パンチ３の上面には濾過板１３が上に置かれている。濾過板１３はステンレス製であり、濾過精度に合わせて、ファインメッシュ、補強メッシュ、保護メッシュを合わせて数層に重ね、焼結により完全に一体化加工した多孔質金属である。そして、濾過されるものにより、濾過板１３をフッ素樹脂でコーティングすることもある。【００２３】  下パンチ３及びベース５には、４個の排液路９が形成され、そして排液口１０に繋がっている。【００２４】  そして排液口１０は吸液装置７に接続されている。吸液装置は、吸液管１１、吸引濾過瓶１２、油回転型真空ポンプ８で構成されている。【００２５】  次に本発明の脱液・成形装置１を用いた植物廃棄物からの液体の分離と、植物廃棄物からの液体を分離した植物の成形体の製造方法について説明する。【００２６】  竹を約０．７ｍの長さに切断して、これをダイ４中に入れる。次に図示しない加圧シリンダを下降させる。これとほぼ同時に油回転型真空ポンプ８を稼動する。上パンチ２をダイ４の中で下方に押し込む。そして竹に圧力を加え、成形圧が約３ｔｏｎ／ｃｍ２になるまで約３分間で加圧する。上パンチ２による加圧中も油回転型真空ポンプ８を稼動しており、加圧され濾過板１３により分離された液体は真空ポンプ８により吸引される。そして、竹から液体を吸引濾過する。濾過経路は、濾過板１３、下パンチ３及びベース５の４個の排液路９、排液口１０、吸液管１１そして吸引濾過瓶１２である。そして、竹の成形体の含水率は約２質量％であった。【００２７】  この機械的圧力と真空ポンプによる吸引力の相乗効果により竹は、他の液体分離方法では実現不可能な質量５％以下の含液率まで達成できる。つまり、非圧縮性の流体である液体を真空ポンプで脱液することにより、竹同志に機械的圧力を加えることができ、竹を成形できるのである。【００２８】  以上述べたように簡単な装置で、竹の成形体の含液率を５質量％以下にでき、且つ取り扱いが容易な成形体にできるので従来の液体を分離する方法での含液率の問題、および竹の廃棄の取り扱いの問題を解決できる。竹の含液率を小さくすることで、例えば竹を燃料として使用するとき燃焼効率が高くなる。そして、脱液・成形の効果により竹のかさ密度を高めることができるので燃料としての貯蔵スペースを小さくできる。【００２９】  植物廃棄物が竹だけでなく、剪定枝、枯草、わら、バガス、コーヒー糟、笹、間伐材、建築廃材、農業廃棄物、籾殻、麦稈、または茶粕におい���も竹と同様な従来の液体を分離する方法での含液率の問題、および取り扱いの問題を解決できる。【００３０】  参考までに、脱液能力の最も高いと云われているフィルタープレスの廃棄植物の含液率の限界は約３０質量％であるといわれている。これは、フィルタープレスに用いられるフィードポンプが、圧力が高くても約１０Ｋｇ／ｃｍ２であり本発明の方法と比較して１桁以上圧力が低いからである。これに比較して本発明の脱液・成形装置の脱液能力の限界は約５質量％以下である。機械的圧力が高ければもちろんほとんど液体分を含まない状態までにできる。これは、成形装置の加圧力がフィルタープレスに比較して大きいことと、そして吸液装置を持っていることによるものである。【００３１】  また、成形圧力は、竹同志を密着させるために、少なくとも１００Ｋｇ／ｃｍ２以上の圧力が必要であり、そして、成形圧力が高すぎると成形面積が小さくなるために処理能力が小さくなるために１０ｔｏｎ／ｃｍ２以下で十分である。ここでは真空ポンプによる液体の吸引力が作用していることが前提である。【００３２】  上記では、植物廃棄物を処理する例について述べたが、植物廃棄物以外にも下水、し尿、家畜糞尿、生ごみ等の有機性廃棄物及び各種産業排水の処理によって発生する有機性汚泥も本発明の脱液・成形装置を用いて、脱液して、成形できる。【００３３】  例えば生ごみを図１の脱液・成形装置を用いて処理する例について説明する。先ず生ごみをダイ４に入れる。次に油回転型真空ポンプ８を稼動する。【００３４】  図示しない加圧シリンダを下降させ、上パンチ２をダイ４の中で下方に押し込む。そして生ごみに圧力を加え、成形圧が約１ｔｏｎ／ｃｍ２になるまで約２分間で加圧する。上パンチ２による加圧中も油回転型真空ポンプ８を稼動しており、加圧され濾過板１３により分離された液体は真空ポンプ８により吸引される。そして、生ごみから液体を吸引濾過する。濾過経路は、濾過板１３、下パンチ３及びベース５の４個の排液路９、排液口１０、吸液管１１そして吸引濾過瓶１２である。そして、生ごみの成形体の含水率は約２質量％であった。これにより、生ごみの体積が小さくなるので、取り扱いが容易になる。そして生ごみ中の液体が少なくなるため、例えば焼却する時の熱量を小さくすることができる。【００３５】  また、生ごみだけでなく上記と同じ方法、同じ装置を用いて下水、し尿、家畜糞尿等の有機性廃棄物及び各種産業排水の処理によって発生する有機性汚泥も脱液し、成形できる。【００３６】  この機械的圧力と真空ポンプによる吸引力の相乗効果により生ごみは、他の液体分離方法では実現不可能な質量５％以下の含液率まで達成できる。つまり、非圧縮性の流体である液体を真空ポンプで脱液することにより、生ごみ同志に機械的圧力を加えることができるのである。【００３７】  以上述べたように簡単な装置で、生ごみの成形体の含液率を５質量％以下にでき、且つ取り扱いが容易な成形体にできるので従来の液体を分離する方法での含液率の問題、および取り扱いの問題を解決できる。【００３８】  さらに図１に示す脱液・成形装置を用いて、他の方法に比較して果物ジュース、野菜ジュースの収率を高めることができる。【００３９】  り��ごをダイ４の中に入れる。そして図示しない加圧シリンダを下降させ、上パンチ２をダイ４の中で下方に押し込む。次に油回転型真空ポンプ８を稼動する。りんごに圧力を加え、成形圧が約１ｔｏｎ／ｃｍ２になるまで約１分間で加圧する。上パンチ２による加圧中も油回転型真空ポンプ８を稼動しており、加圧され濾過板１３により分離された、りんごジュースは真空ポンプ８により吸引される。濾過経路は、濾過板１３、下パンチ３及びベース５の４個の排液路９、排液口１０、吸液管１１そして吸引濾過瓶１２である。そして、りんごジュースが絞りとられたりんごカスの成形体の含液率は約１質量％であった。これにより、りんごカスの体積が小さくなるので、取り扱いが容易になる。そしてりんごカス中の液体が少なくなるため、例えば焼却する時の熱量を小さくすることができる。【００４０】  また、りんごジュースだけでなく上記と同じ方法、同じ装置を用いて梨ジュース、トマトジュース、にんじんジュースなどの果物ジュースや野菜ジュースを製造できる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】  本発明の脱液・成形方法および脱液・成形装置は、液体を含む有機物の脱液、脱液した成形体の製造に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の構成の成形装置を示す構造概略図である。
【符号の説明】
【００４３】１    脱液・成形装置
２    上パンチ
３    下パンチ
４    ダイ
５    ベース
６    Ｏリング
７    吸水装置
８    真空ポンプ
９    排液路
１０  排液口
１１  吸液管
１２  吸引濾過瓶
１３  濾過板
１４  竹
【図１】
2010137211.tif 000003