(57)【要約】【課題】  原液スラリーをフィルタープレスに供給するポンプを不要とし、且つ簡易な装置で、且つ種々異なる性状を有する各種のスラリーに対し、任意の含水率を容易に制御可能なるスラリーの脱水装置及び脱水方法を提供する。【解決手段】  フィルタープレス１６と、フィルタープレス１６の濾過室２２に圧縮空気にて加圧した原液スラリーを供給する原液供給手段と、圧縮空気のみを供給する圧縮空気供給手段を有し、濾過室２２に供給する原液スラリーと圧縮空気とを交互に切替えて、脱水前期と脱水後期との処理を行う。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルタープレスと、該フィルタープレスの濾過室に圧縮空気にて加圧した原液スラリーを供給する原液供給手段と、圧縮空気のみを供給する圧縮空気供給手段をを有し、前記濾過室に供給する原液スラリーと圧縮空気とを交互に切替可能にしたことを特徴とするスラリーの脱水装置。
【請求項２】
フィルタープレスの濾過室に原液スラリーを供給後、脱水するスラリーの脱水方法において、
スラリーポンプにより原液スラリーを常圧状態の圧力タンクに供給後、該圧力タンク内の原液スラリーを空気圧縮機にて加圧状態にした後、前記フィルタープレスの濾過室に供給及び脱水して脱水ケーキを生成する脱水前期と、
前記原液スラリーの供給及び脱水を中止し、その後、圧縮空気のみを前記脱水前期にて生成した脱水ケーキ中に吹込み脱水する脱水後期とを有することを特徴とするスラリーの脱水方法。
【請求項３】
請求項２記載のスラリーの脱水方法において、前記脱水後期における圧縮空気の吹込み圧力を０．５Ｍｐａ以上、且つ吹込み時間を２００〜６００秒間とすることを特徴とするスラリーの脱水方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、製紙工業界におけるパルプ処理物、化学工業界における炭酸カルシウム処理物、更には、食品工業界における澱粉、オカラ処理物等、処理物の中に空隙が存在するいわゆる圧縮性スラリーの脱水をフィルタープレスにて行うスラリーの脱水装置及び脱水方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、各種の産業化において、発生する種々の汚泥、残土などを分離及び減容化し、例えば埋立て材として利用したり、土壌改良材への各種用材化等として活用する装置として、フィルタープレスが各種の産業界に幅広く利用されている。このフィルタープレスの脱水工程において、脱水効率の向上及び安定化を目的とした種々の技術が、例えば、特許文献１及び２に開示されている。
【０００３】
特許文献１に記載の技術の概要は、脱水工程を前期と後期に２分し、原液スラリーをフィルタープレスの濾過室に供給そして脱水し、脱水ケーキを生成する脱水前期には、原液供給ポンプを使用し、また、脱水後期には、加圧状態で、内部に原液スラリーを供給させてなる圧力タンクから原液を圧縮空気にて供給、脱水する内容のものである。前記のとおりの圧力タンク等を２台配設して交互に運転することにより、原液スラリーは、連続してフィルタープレスに供給されるため安定した脱水を実施することが可能となる。
【０００４】
また、特許文献２に記載の方法は、脱水工程を前期と後期に２分し、原液スラリーをフィルタープレスの濾過室に供給そして脱水し、脱水ケーキを生成する脱水前期には、原液供給ポンプを使用し、また、脱水後期には、前期原液供給ポンプによる原液スラリーの供給、脱水を中止し、その後、圧縮空気のみを前記脱水前期にて生成した脱水ケーキ中に吹き込み脱水する方法である。これにより特に、後期の圧縮空気の吹き込みにより簡易な装置で脱水率を向上させることが可能となる。
【０００５】
【特許文献１】特公昭６２−４１０４９号公報
【特許文献２】特開平３−２３８００７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記特許文献１及び特許文献２に開示されている技術のものは、以下の課題を有しており、実用化のための技術としては、まだまだ改良の余地を有していた。
即ち、特許文献１に記載の技術において、脱水前期には、原液供給ポンプを使用している。この場合のポンプとして、通常遠心ポンプが使用されるが、このポンプは、常にスラリー中に存在している固形分粒子と接触しているため、磨耗による部品交換の頻度が高く、保守が大変である。また遠心ポンプによる空隙を含む圧縮スラリーの脱水は、困難である。
また、脱水後期では、前記のとおり、圧縮空気によって、加圧状態で、内部に原液スラリーを供給させてなる圧力タンクから原液を圧縮空気にて供給、脱水する内容のものである。従って、遠心ポンプの圧力以上に圧縮空気の圧力を上げる必要があり、圧力タンク等の設備が過大となる。
【０００７】
次に、特許文献２に記載の技術は、特許文献１に記載の技術と同様、脱水前期に原液供給ポンプを使用している。従って、ポンプの磨耗による部品交換の頻度が高く、保守が大変である。また遠心ポンプによる空隙を含む圧縮スラリーの脱水は、困難である。更には、脱水後期では、圧縮空気のみを前記脱水前期にて生成した脱水ケーキ中に吹き込み脱水するものであるが、当該明細書には、圧縮空気の適切なる圧力、吹き込み時間等、一切開示されていないため種々の性状を有するスラリーに対し、安定、且つ、適切なる脱水を実施することができない。更に、脱水ケーキ中に吹き込む方法として、１回のケーキ生成工程を複数に分割、例えば実施例では、５分間の濾過、各分割工程毎に、一旦スラリーの供給を止めて、エアをその都度吹き込む方法である。従って、制御が複雑となり、スラリーの性状に対して最適な条件で操業することが困難である。
【０００８】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、原液スラリーをフィルタープレスに供給するポンプを不要とし、且つ簡易な装置で、且つ種々異なる性状を有する各種のスラリーに対し、任意の含水率を容易に制御可能なるスラリーの脱水装置及び脱水方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的に沿う第１の発明に係るスラリーの脱水装置は、フィルタープレスと、該フィルタープレスの濾過室に圧縮空気にて加圧した原液スラリーを供給する原液供給手段と、圧縮空気のみを供給する圧縮空気供給手段を有し、前記濾過室に供給する原液スラリーと圧縮空気とを交互に切替可能に構成した。
【００１０】
また、前記目的に沿う第２の発明に係るスラリーの脱水方法は、フィルタープレスの濾過室に原液スラリーを供給後、脱水するスラリーの脱水方法において、
スラリーポンプにより原液スラリーを常圧状態の圧力タンクに供給後、該圧力タンク内の原液スラリーを空気圧縮機にて加圧状態にした後、前期フィルタープレスの濾過室に供給及び脱水して脱水ケーキを生成する脱水前期と、
前記原液スラリーの供給及び脱水を中止し、その後、圧縮空気のみを前記脱水前期にて生成した脱水ケーキ中に吹込み脱水する脱水後期とを有する。
ここで、この発明において、前記脱水後期における圧縮空気の吹込み圧力を０．５Ｍｐａ以上、且つ吹込み時間を２００〜６００秒間とするのが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のスラリーの脱水装置及び脱水方法においては、以下のような効果を有する。
（１）従来技術のように圧力の高い脱水前期において、原液スラリーの濾過室への供給にポンプは使用せず、圧縮空気を使用する。従って、磨耗によるポンプ部品交換等が殆ど皆無となり、保守が容易である。
また脱水前期における脱水には、遠心ポンプを使用せず圧縮空気によりスラリーを加圧して搬送させるため空隙を含む圧縮スラリーの脱水も可能である。
（２）脱水前期における原液の供給圧力、及び脱水後期における圧縮空気の吹込圧力、吹込時間を規定することにより種々性状が異なる原液スラリーの脱水において、脱水ケーキの含水率を容易に用材化可能なる６５％以下に実施することが可能となり、効率的な用材化の実施が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここで、図１は本発明の一実施の形態に係るスラリーの脱水装置の概要を示す説明図、図２はフィルタープレスの要部を示す断面図、図３（Ａ）〜（Ｃ）は本発明の一実施の形態に係るスラリーの脱水方法の説明図、図４は同スラリーの脱水方法の各機器の動作工程図、図５はエアドライ時間とケーキ含水率を示すグラフである。
【００１３】
図１に示すように、本発明の一実施の形態に係るスラリーの脱水装置１０は、圧縮空気の発生源１１と、圧縮空気の発生源１１にエア加圧弁１２を介して接続されるスラリー加圧タンク１３と、圧縮空気の発生源１１にエア供給弁１４を介して接続され、かつスラリー加圧タンク１３にスラリー供給弁１５を介して接続されるフィルタープレス１６とを有している。ここで、エア供給弁１４はスラリー加圧タンク１３の上部に、スラリー供給弁１５はスラリー加圧タンク１３の底部に接続されている。
また、スラリー加圧タンク１３のスラリー元弁１７ａを介してスラリーポンプ１７が接続され、所定のスラリー（原液スラリー）をスラリー加圧タンク１３内に供給できるようになっている。そして、圧縮空気の発生源１１は、コンプレッサー（空気圧縮機）１８とエアタンク１９とを有し、例えば、０．５ＭＰａ以上１ＭＰａ以下の圧縮空気をエアタンク１９に常時溜めている。
【００１４】
スラリー加圧タンク１３の頂部には前記したエア供給弁１４の他に、スラリーポンプ１７にてスラリーをスラリー加圧タンク１３内に入れる場合に開放するエア開放弁２０が設けられている。
図２に示すように、フィルタープレス１６は内部に濾布で構成される複数の濾過室２２を有し、これらの濾過室２２はスラリー及びエアの供給配管２３が連結されている。また、隣り合う濾過室２２の間には濾板２４が設けられ、フィルタープレス１６の前側には固定フレーム２５が、後ろ側には可動フレーム２６がそれぞれ設けられている。可動フレーム２６には油圧シリンダー２７によって前側に押圧され、これによって、濾過室２２内のスラリーの脱水が行われる。
なお、ここで、圧縮空気の発生源１１と、エア加圧弁１２と、スラリー加圧タンク１３とスラリー供給弁１５とで、フィルタープレス１６の濾過室２２に圧縮空気にて加圧した原液スラリーを供給する原液供給手段を構成している。また、圧縮空気の発生源１１と、エア供給弁１４とで、フィルタープレス１６内に圧縮空気のみを供給する圧縮空気供給手段を構成している。
【００１５】
続いて、このスラリーの脱水装置１０の動作を、図３（Ａ）〜（Ｃ）及び図４を参照しながら説明する。
（１）脱水準備工程
図３（Ａ）に示すように、エア供給弁１４、スラリー供給弁１５及びエア加圧弁１２を閉じ、エア開放弁２０及びスラリー元弁１７ａを開いた状態で、スラリーポンプ１７を駆動し、スラリーを常圧状態のスラリー加圧タンク１３内に入れる。スラリーポンプ１７の停止は、スラリー加圧タンク１３内に設けられた図示しない液面計が所定量のスラリーを検知したことによって行うのがよい。
（２）脱水前期
図３（Ｂ）に示すように、エア供給弁１４、スラリー元弁１７ａ、及びエア開放弁２０を閉じた状態で、エア加圧弁１２及びスラリー供給弁１５を開く。これによって、スラリー加圧タンク１３内に貯留されていたスラリーが圧縮空気の発生源１１からの圧縮空気により加圧されてフィルタープレス１６内に押し込まれ、フィルタープレス１６での脱水が行われ、脱水ケーキが生成される。なお、この場合のエアタンク１９内の圧縮空気の圧力は０．５〜０．６ＭＰａ程度であるが、スラリーをスラリー加圧タンク１３から押し出してフィルタープレス１６に供給できれば十分であるので、脱水前期は、もっと低い圧力でもよい。
（３）脱水後期
所定量のスラリーをフィルタープレス１６内に供給した後、エア加圧弁１２、エア開放弁２０、スラリー供給弁１５、及びスラリー元弁１７ａを閉じた状態で、エア供給弁１４を開くと、エアタンク１９内の圧縮空気がフィルタープレス１６内に供給され、スラリー（脱水ケーキ）中の水分が圧縮空気（圧力は０．５ＭＰａ以上）に押圧され、更に圧縮空気の流れに曝されて、スラリー（脱水ケーキ）の脱水が促進する。なお、吹き込み時間を長くしても、含水率は大きく下がらないので、通常含水率が６５〜６０％程度を目安にし、２００秒以内又は４００秒以内、最長でも６００秒以内とするのがよい。長くすると、その分だけエネルギー（コンプレッサー１８の電力）の損失となる。圧力を高くするとよりケーキの含水率は下がることになるが、１ＭＰａを超えると、圧力の増加ほど含水率は大きくは下がらないので、最高でも１ＭＰａ程度を使用するのがよい。
【００１６】
適当量のスラリーが濾過室２２内に溜まった場合には、エア供給弁１４及びスラリー供給弁１５を閉じて油圧シリンダー伸ばし、可動フレーム２６を固定フレーム２５に近づけてスラリーの脱水を行う。その他の工程については通常のフィルタープレスの作業を行うことになる。
【実施例】
【００１７】
次に、本発明の作用、効果を確認するために行った実施例について以下に説明する。
前記のとおり、各種の産業界において発生し、フィルタープレスにて分離して減容化し、例えば、土地改良材等として活用されるスラリーには多くの種類がある。本実施例においては、種々あるスラリーの中より、脱水しがたいスラリーとして、代表的な珪藻土を主成分とするスラリーを用いた。この珪藻土を主成分とするスラリーは、湖より採取したものを使用した。
【００１８】
スラリーを濾過室に供給し、脱水して脱水ケーキを生成させ（脱水前期）、その後、前記原液スラリーの供給及び脱水を中止し、その後、系列１〜３（即ち、０．４ＭＰａ、０．５ＭＰａ、０．７ＭＰａ）の圧力で、圧縮空気のみを脱水前期にて生成した脱水ケーキ中に吹き込み（脱水後期）、そのときの吹込時間とケーキ含水率測定結果を、図５に示す。
脱水処理後の種々の用材として、ケーキ含水率は、低いほど望ましいが、経済的には、６５％以下が一般に言われている再度活用する場合の好適なるケーキ含水率である。
図５から明らかなように、脱水前期である原液スラリーの供給圧力が０．４ＭＰａ及び脱水後期における圧縮空気の吹込み圧力が０．４Ｍｐａでは、脱水後期において、圧縮空気の吹込み時間を長くしてもケーキ含水率が６５％以下にはならない。
【００１９】
一方、脱水前期である原液スラリーの供給圧力が０．５Ｍｐａ及び脱水後期における圧縮空気の吹込み圧力が０．５Ｍｐａでは、脱水後期において、圧縮空気の吹込み時間を２００秒以上にするとケーキ含水率が６５％以下となる。また、６００秒以上の吹込時間では、ケーキ含水率の低下は、殆ど起こらないので、経済的に吹込時間は、６００秒以下でよいことになる。
なお、脱水前期における原液スラリーのフィルタープレスへの供給圧力の設定について、基本的にフィルタープレスの濾過室までに原液スラリーを供給可能な圧力、例えば最低０．１Ｍｐａあればよい。特に原液スラリーの粘性が高いスラリー、沈降性の高いスラリーなどにおいては、適宜その圧力を上げて実施するとよい。脱水後期における圧縮空気の吹込み圧力は、圧縮空気が脱水前期で生成した脱水ケーキ中を通過しやすくするため、脱水前期の圧力以上にする必要がある。
前記実施の形態は、具体的数字を用いて説明したが、本発明の要旨を変更しない範囲で数字（例えば、圧力、時間）の変更はあり得る。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施の形態に係るスラリーの脱水装置の概要を示す説明図である。
【図２】フィルタープレスの要部を示す断面図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｃ）は本発明の一実施の形態に係るスラリーの脱水方法の説明図である。
【図４】同スラリーの脱水方法の各機器の動作工程図である。
【図５】エアドライ時間とケーキ含水率を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２１】
１０：スラリーの脱水装置、１１：圧縮空気の発生源、１２：エア加圧弁、１３：スラリー加圧タンク、１４：エア供給弁、１５：スラリー供給弁、１６：フィルタープレス、１７：スラリーポンプ、１７ａ：スラリー元弁、１８：コンプレッサー、１９：エアタンク、２０：エア開放弁、２２：濾過室、２３：供給配管、２４：濾板、２５：固定フレーム、２６：可動フレーム、２７：油圧シリンダ
【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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