(57)【要約】【課題】被処理含水物の電気浸透脱水を安定して行うことができる電気浸透脱水方法及び装置を提供する。【解決手段】濾布よりなるコンベヤベルト１がローラ２，３間にエンドレスに架け渡されており、無端回動可能とされている。コンベヤベルト１の搬送方向に陽極ユニット２１〜２５が配列されている。陽極ユニット２１〜２５の陽極板３３の下面部に温度センサ４０が設けられており、電気浸透脱水処理されている汚泥の温度を検知する。この温度が所定温度例えば９０℃以上になった場合に印加電圧を低下させ、発泡を防止する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極と陰極との間で被処理含水物を挟み、圧搾しながら両極間に通電して脱水する電気浸透脱水方法において、
電気浸透脱水処理されている被処理含水物の温度及び発泡の少なくとも一方を検知し、検知温度が所定温度以上であるか、又は発泡が検知されたときに温度低下処理及び泡消去処理の少なくとも一方を行うことを特徴とする電気浸透脱水方法。
【請求項２】
請求項１において、温度低下処理は陽極と陰極との間の印加電圧又は通電電流を低下させる処理であり、泡消去処理は、該印加電圧又は通電電流を低下させる処理、送風処理及び水洗処理の少なくとも１つの処理であることを特徴とする電気浸透脱水方法。
【請求項３】
対向配置された電極と、
対向する電極間に通電する通電手段と、
対向する電極同士の間に配置された濾材と、
該濾材同士の間又は濾材と一方の電極との間で被処理含水物を挟圧するための挟圧手段と
を有する電気浸透脱水装置において、
電気浸透脱水処理されている被処理含水物の温度及び発泡の少なくとも一方を検知する検知手段と、
検知温度が所定温度以上であるか、又は発泡が検知されたときに温度低下処理及び泡消去処理の少なくとも一方を行う処理手段とを備えたことを特徴とする電気浸透脱水装置。
【請求項４】
請求項３において、前記処理手段による温度低下処理は陽極と陰極との間の印加電圧又は通電電流を低下させる処理であり、泡消去処理は、該印加電圧又は通電電流を低下させる処理、送風処理及び水洗処理の少なくとも１つであることを特徴とする電気浸透脱水装置。
【請求項５】
請求項３又は４において、前記陽極の被処理含水物との接触部に、前記検知手段としての温度センサが設けられていることを特徴とする電気浸透脱水装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排水の生物処理汚泥、上水汚泥などの含水物を脱水するための電気浸透脱水方法及び装置に関するものであり、特に電気浸透脱水処理されている被処理含水物からの発泡を防止するようにした電気浸透脱水方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
排水の生物処理過程で発生する汚泥などの含水物を脱水処理する方法として、電気浸透脱水が周知である（特許文献１〜５、非特許文献１）。この電気浸透脱水処理では、被処理含水物に通電して、マイナスに荷電した汚泥を陽極側に引き寄せ、一方、汚泥の間隙水を陰極側に移動させて分離させながら加圧力をかけて脱水するため、機械的脱水処理の場合に比べて、脱水効率が高く、汚泥の含水率を更に低減することが可能である。
【０００３】
特許文献１の電気浸透脱水装置は、無端回動する下側フィルタベルト（陰極）と無端回動する上側プレスベルト（陽極）との間で汚泥を電気浸透脱水処理するように構成したものである。
【０００４】
特許文献２の電気浸透脱水装置は、上側プレスベルトとは別個に陽極としての電極ドラムを配置し、この電極ドラムによって上下のベルトを挟圧するように構成している。
【０００５】
特許文献３の電気浸透脱水装置は、無端回動するコンベヤベルトの上に汚泥を供給し、コンベヤベルトの下側の陰極板とコンベヤベルトの上方の陽極ユニットとの間で含水物を挟圧すると共に電流を通電して電気浸透脱水するように構成したものである。陽極ユニットはコンベヤ移動方向に複数個配設されている。各陽極ユニットの底面部には水平な陽極板が設置されている。この陽極板はエアシリンダによって押し下げ可能とされると共に、スプリングによって引き上げ可能とされている。コンベヤは、陽極板を上昇させた状態で、１スパン（陽極ユニットの設置間隔）分だけ含水物を移動させる。
【０００６】
特許文献４，５の電気浸透脱水装置は、両極を有した左右１対の濾板の間に２葉の濾布を配置している。濾布同士の間に汚泥を供給し、濾布を介して汚泥を挟圧すると共に、電極間に通電することにより、汚泥が電気浸透脱水処理される。処理後は、濾板を離反させ、次いで濾布同士を離反させて脱水物を取り出す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１−１８９３１１
【特許文献２】特開平６−１５４７９７
【特許文献３】ＷＯ２００７／１４３８４０
【特許文献４】特公平７−７３６４６
【特許文献５】特許第３５７６２６９
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】水処理管理便覧（平成１０年９月３０日丸善）Ｐ．３３９〜３４１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
電気浸透脱水部では電気抵抗のある汚泥に電流を印加するため、ジュール熱が発生する。したがって汚泥は脱水されながら加温され、６０〜１００℃程度の高温にまで昇温することがある。また、このように汚泥が昇温すると、汚泥内部の水の一部は水蒸気に変化する。このような汚泥の昇温や水蒸気発生により、次のような問題が生じる。
【００１０】
ｉ）  ジュール熱により汚泥中の水が蒸発するため、エネルギー効率が悪化する（電気浸透脱水の脱水効率がエネルギーが０．２〜０．３ｋＷｈ／ｋｇ−ｗａｔｅｒに対し、蒸発による脱水効率は約０．７ｋＷｈ／ｋｇ−ｗａｔｅｒ）。
ii）  ジュール熱により汚泥中の水が蒸発すると、周囲のスラリ状の汚泥が水蒸気や、電解により発生する酸素・水素を取り込んで発泡し、装置から溢れる。
【００１１】
本発明は、電気浸透脱水処理されている被処理含水物の過度な昇温や泡の発生を防止することができる電気浸透脱水方法及び装置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】
【００１２】
請求項１の電気浸透脱水方法は、陽極と陰極との間で被処理含水物を挟み、圧搾しながら両極間に通電して脱水する電気浸透脱水方法において、電気浸透脱水処理されている被処理含水物の温度及び発泡の少なくとも一方を検知し、検知温度が所定温度以上であるか、又は発泡が検知されたときに温度低下処理及び泡消去処理の少なくとも一方を行うことを特徴とするものである。
【００１３】
請求項２の電気浸透脱水方法は、請求項１において、温度低下処理は陽極と陰極との間の印加電圧又は通電電流を低下させる処理であり、泡消去処理は、該印加電圧又は通電電流を低下させる処理、送風処理及び水洗処理の少なくとも１つの処理であることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項３の電気浸透脱水装置は、対向配置された電極と、対向する電極間に通電する通電手段と、対向する電極同士の間に配置された濾材と、該濾材同士の間又は濾材と一方の電極との間で被処理含水物を挟圧するための挟圧手段とを有する電気浸透脱水装置において、電気浸透脱水処理されている被処理含水物の温度及び発泡の少なくとも一方を検知する検知手段と、検知温度が所定温度以上であるか、又は発泡が検知されたときに温度低下処理及び泡消去処理の少なくとも一方を行う処理手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１５】
請求項４の電気浸透脱水装置は、請求項３において、前記処理手段による温度低下処理は陽極と陰極との間の印加電圧又は通電電流を低下させる処理であり、泡消去処理は、該印加電圧又は通電電流を低下させる処理、送風処理及び水洗処理の少なくとも１つであることを特徴とするものである。
【００１６】
請求項５の電気浸透脱水装置は、請求項３又は４において、前記陽極の被処理含水物との接触部に、前記検知手段としての温度センサが設けられていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明では、電気浸透脱水処理されている被処理含水物の温度又は発泡を検知し、被処理含水物の温度が所定温度よりも低くなるように温度制御するか、又は泡消去処理を行う。これにより、被処理含水物の過度な昇温や、被処理含水物の発泡が防止され、被処理含水物を効率よく電気浸透脱水処理することができる。また、被処理含水物からの水の蒸発を抑制できるため、脱水に要するエネルギー消費量を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】（ａ）図は実施の形態に係る電気浸透脱水装置の概略的な縦断面図、（ｂ）図は（ａ）図のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図２】実施の形態に係る電気浸透脱水装置のコンベヤベルト搬送時の概略的な縦断面図である。
【図３】別の実施の形態に係る電気浸透脱水装置の概略的な縦断面図である。
【図４】さらに別の実施の形態に係る電気浸透脱水装置の概略的な縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照して実施の形態について説明する。第１図（ａ）及び第２図は、第１の実施の形態に係る電気浸透脱水装置の長手方向（ベルト回動方向）に沿う縦断面図であり、第１図（ｂ）は第１図（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。なお、第１図は脱水工程の様子を示しており、第２図は、この電気浸透脱水装置のベルト送り工程の様子を示している。
【００２０】
濾布よりなるコンベヤベルト１がローラ２，３間にエンドレスに架け渡されており、無端回動可能とされている。
【００２１】
このコンベヤベルト１の上面側が搬送側となっており、下面側が戻り側となっている。コンベヤベルト１の搬送側の下面に板状の陰極４が配置されている。この陰極４は金属などの導電材よりなる板状部材であり、上下方向に貫通する多数の孔を有している。陰極４はローラ２の直近からローラ３の直近まで延在している。
【００２２】
このコンベヤベルト１の上面（搬送部）の搬送方向上流部に被処理含水物（この実施の形態では汚泥Ｓ）を供給するようにホッパー５が設けられている。
【００２３】
陰極４の下側に、陰極４の前記孔を通って落下してくる濾液を受けとめるトレー６が設けられている。
【００２４】
トレー６で集められた濾液は、配管７を介して水処理設備へ送られる。なお、一部の濾液をホッパー５に返送して汚泥に添加してもよい。
【００２５】
コンベヤベルト１の搬送部の上方に陽極ユニット２１，２２，２３，２４，２５が設置されている。なお、第１図（ｂ）の通り、コンベヤベルト１の搬送部の両サイドに側壁板２０が立設されており、コンベヤベルト１上の汚泥が側方へはみ出ないように構成されている。陽極ユニット２１〜２５は側壁板２０，２０間に配置されている。
【００２６】
この実施の形態では陽極ユニットがコンベヤベルト搬送方向に５個配置されているが、これに限定されない。陽極ユニットは、コンベヤベルト搬送方向に通常は２〜５個程度配置されていればよい。
【００２７】
各陽極ユニット２１〜２５は、下面に固着された陽極板３３と、エアシリンダ（図示略）を有している。エアシリンダは、上端が電気浸透脱水装置の本体に固定され、エアシリンダ内にエアを供給すると、陽極板３３が下方に移動する。エアシリンダからエアを排出すると、陽極板３３が引き上げられて、上昇する。
【００２８】
エアシリンダの上端は電気浸透脱水装置の本体であるビーム（図示略）に取り付けられている。このビームは、コンベヤベルト１の上方に固定設置されている。
【００２９】
各陽極ユニット２１〜２５の陽極板３３と陰極４に対して、直流電源装置４２から直流電圧が印加される。
【００３０】
各陽極ユニット２１〜２５の陽極板３３の下面部に温度センサ４０が設けられている。この温度センサ４０としては、サーミスタ、熱電対などが好適であるが、これに限定されない。この実施の形態では、陽極板３３にセンサ設置孔が上下方向に貫設され、この孔に温度センサ４０が差し込まれている。温度センサ４０は陽極板３３の下面と略面一状に位置しているが、それよりも若干下方に突出して設けられてもよい。
【００３１】
この温度センサ４０の検知温度信号は、制御装置４１に入力される。制御装置４１は、この温度センサ４０の検知温度が所定温度Ｔ℃以下となるように、直流電源装置４２の陽極板３３、陰極４間への印加電圧を制御する。電圧は、陽極ユニット２１〜２５が正、陰極板４が負となるように印加される。各陽極ユニット２１〜２５に対し略同一の電圧を印加するのが装置の運転管理を容易とする点からして好適であるが、搬送方向下流側ほど電圧を高くしたり、逆に低くしたりしてもよい。
【００３２】
なお、定電圧方式とし、温度センサ４０の検知温度がＴ℃以下となるように通電電流値を制御するようにしてもよい。この所定温度Ｔ℃は、９０〜１００℃特に９５〜１００℃の間から選択されることが好ましい。
【００３３】
このように構成された電気浸透脱水装置によって汚泥の脱水処理を行うには、ホッパー５内に供給された汚泥Ｓをコンベヤベルト１上に送り出し、各陽極ユニット２１〜２５と陰極４との間に直流電圧を印加すると共に、各陽極ユニット２１〜２５のエアシリンダにエアを供給し、この汚泥を陽極ユニット２１〜２５の陽極板３３で上方から押圧する。
【００３４】
各陽極ユニット２１〜２５のエアシリンダに対し同一の圧力のエアを供給してもよく、下流側の陽極ユニットほど供給エア圧を大きく又は小さくするようにしてもよい。
【００３５】
温度センサ４０の検知温度が上記Ｔ℃以下（未満）となるように陽極ユニット２１〜２５と陰極板４との間に通電すると共に陽極ユニット２１〜２５の陽極板３３で汚泥をプレスすることにより、汚泥が電気浸透脱水される。そして、脱水濾液がコンベヤベルト１を透過し、陰極板４の孔を通過してトレー６上に落下する。トレー６上に落下した濾液は、配管７を介して水処理設備に送られて処理される。なお、このトレー６からの電気伝導率の高い濾液をホッパー５内に供給するようにした場合には、陽極ユニット２１〜２５と陰極板４との間の汚泥の電気伝導率が高くなり、脱水性が向上する。これにより、得られる脱水汚泥の含水率が低いものとなる。
【００３６】
第１図のように各陽極ユニット２１〜２５に通電すると共に、陽極ユニット２１〜２５によって汚泥をプレスするときには、コンベヤベルト１は停止している。陽極ユニット２１〜２５によって所定時間プレス及び通電を行った後、各陽極ユニット２１〜２５のエアシリンダからエアを排出し、第２図の通り、陽極板３３を上昇させる。そして、コンベヤベルト１を陽極ユニット２１〜２５の配列ピッチの１ピッチ分だけ移動させる。これにより、陽極ユニット２５の下側に位置していた汚泥は、脱水汚泥として送り出され、各陽極ユニット２１〜２４の下側に位置していた汚泥はそれぞれ１段だけ下流側の陽極ユニット２２〜２５の下側に移動する。また、ホッパー５から未脱水処理汚泥が陽極ユニット２１の下側に導入される。次いで、各陽極ユニット２１〜２５の陽極板３３を押し下げると共に各陽極ユニット２１〜２５と陰極４との間に通電し、汚泥の電気浸透脱水処理を行う。以下、この工程を繰り返すことにより、汚泥を電気浸透脱水処理する。
【００３７】
この実施の形態では、温度センサ４０で検知される汚泥温度が上記所定温度Ｔ℃以下となるように通電が制御されるので、汚泥の過度な昇温や汚泥からの過大な水蒸気発生が防止され、汚泥が効率よく電気浸透脱水処理される。また、水蒸気発生に起因した汚泥の発泡が防止されるため、装置から汚泥が溢れることが防止され、汚泥を安定して電気浸透脱水処理することができる。
【００３８】
［別の実施の形態］
第３図は、汚泥の発泡を検知し、泡を消去するようにエア（風）を吹きつけるよう構成した実施の形態に係る電気浸透脱水装置の断面図であり、第１図（ｂ）と同様部分の断面を示している。
【００３９】
この実施の形態では、陽極ユニット２１〜２５と側壁板２０との間を上昇してくる泡を検知するように泡センサ５０が陽極ユニット２１〜２５の側面に設けられている。この泡センサ５０としては、電気伝導率の測定センサなどを用いることができる。泡が泡センサ５０に接触すると、泡センサの電気伝導率検出値が変化するので、泡が泡センサ５０のレベルまで上昇してきたことが検知される。ただし、泡センサとしては電気伝導率センサ以外のセンサを用いてもよい。そのようなセンサとしては、泡を光学的に検知するものや、泡によって駆動されるリミットスイッチなどが例示される。
【００４０】
このセンサ５０の検知信号は、ブロワ５２の制御装置５１に入力されている。センサ５０によって泡上昇が検知された場合には、ブロワ５２を作動させ、ダクト５３を介してノズル５４から該当する陽極ユニットと側壁板２０との間にエアを吹き出し、泡を消去する。
【００４１】
第３図では、泡センサ５０が泡を検知するとエア（送風）によって泡を消去しているが、泡センサ５０が泡を検知した場合に、陽極板３３と陰極４との間の印加電圧又は通電電流を低下させてもよい。
【００４２】
また、第１図（ｂ）の温度センサ４０の検知温度が所定温度をＴ℃以上となったときに、第３図のようにエアを送風して泡消去を行うようにしてもよい。
【００４３】
上記実施の形態の電気浸透脱水装置では陽極ユニット２ １〜２５とコンベヤベルト１及び陰極４によって汚泥を電気浸透脱水するようにしているが、本発明は別型式の電気浸透脱水装置にも適用可能である。例えば、第４図のように陽極ドラム６１と、陰極を兼ねるコンベヤベルト６２との間で汚泥Ｓを挟圧する電気浸透脱水装置６０にも本発明を適用できる。また、図示はしないが、本発明は濾材同士の間で被処理物を挟圧する形式の電気浸透脱水装置にも適用することができる。例えば、前記特許文献４（特公平７−７３６４６）、特許文献５（特許第３５７６２６９）、非特許文献１（水処理管理便覧Ｐ．３４０表８・６）のように１対の濾板間で圧搾膜及び電極を介して汚泥を挟圧する加圧圧搾型電気浸透脱水装置にも適用することができる。これらの場合も、電気浸透脱水処理されている汚泥の温度やその発泡をセンサで検知し、通電制御又はエア送風を行う。
【００４４】
本発明では、このような通電制御とエア送風との双方を行ってもよい。
【００４５】
本発明では、所定温度以上の温度又は発泡が検知された場合、装置内の汚泥を排出した後、装置の内部等を水で洗う水洗処理を行ってもよい。この水洗処理を行うために、散水ノズルなどの散水設備を装置に設置してもよい。
【００４６】
第１図（ｂ）では、陽極板３３の下面部に温度センサ４０を設けているが、陽極板３３の上部や側面部、側壁板２０、陰極４など、図示以外の箇所に設けてもよい。ただし、陽極板３３と汚泥との界面付近が最も昇温し易いので、陽極板下面部に温度センサを配置するのが好ましい。
【符号の説明】
【００４７】
１  コンベヤベルト
２，３  ローラ
４  陰極
５  ホッパー
６  トレー
２１〜２５  陽極ユニット
３３  陽極板
４０  温度センサ
４１  制御装置
５０  泡センサ
５１  制御装置
５２  ブロワ
５４  ノズル
【図１】
2011072925.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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