(57)【要約】【課題】脱水効率に優れ、処理時間の短縮化、及び、単純な構成で装置の小型化を図ることのできる汚泥処理方法及び汚泥処理装置を提供する。【解決手段】複数の濾板４２，…が濾布４３を介在させて互いに対向して配置され、互いに隣接する濾板４２、４２間に形成された濾過室４４にスラリーを打ち込んで、濾布４３に濾過させる。その後、濾過室４４内に圧縮空気を供給し、次いで、濾布４３から脱水された濾液の流量を計測し、計測された濾液の流量に基づいて、圧縮空気の供給を停止し、濾過室４３から脱水ケーキを排出する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の濾板が濾布を介在させて互いに対向して配置され、互いに隣接する濾板間に形成された濾過室にスラリーを打ち込んで、前記濾布に濾過させることによって濾液と脱水ケーキとに分離する汚泥処理方法であって、
前記濾過室に打ち込まれたスラリーを前記濾布に濾過させた後に、前記濾過室内に圧縮空気を供給し、
次いで、前記濾布から脱水された濾液の流量を計測し、計測された前記濾液の流量に基づいて、前記圧縮空気の供給を停止し、前記濾過室から脱水ケーキを排出することを特徴とする汚泥処理方法。
【請求項２】
互いに対向して配置された複数の濾板と、該濾板の表面に設けられた濾布と、互いに隣接する濾板間に形成された濾過室とを備え、該濾過室にスラリーを打ち込んで前記濾布に濾過させることによって濾液と脱水ケーキとに分離する汚泥処理装置であって、
前記濾過室に打ち込まれたスラリーを前記濾布に濾過させた後に、前記濾過室内に圧縮空気を供給する圧縮空気供給手段と、
前記圧縮空気供給手段によって前記濾布から脱水された濾液の流量を計測する流量計測手段と、
前記濾過室に打ち込まれたスラリーを前記濾布に濾過させた後に、前記圧縮空気供給手段の駆動を開始させ、前記流量計測手段によって計測された前記濾液の流量に基づいて、前記圧縮空気供給手段の駆動を停止させる制御手段とを備えることを特徴とする汚泥処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の濾板が濾布を介在させて互いに対向して配置され、互いに隣接する濾板間に形成された濾過室にスラリーを打ち込んで、前記濾布に濾過させることによって濾液と脱水ケーキとに分離する汚泥処理方法及び汚泥処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、泥水式シールド工法の余剰泥水処理時のように、工事で発生する掘削土砂混入のスラリー状の泥水（以下、スラリーと言う）は、掘削土砂などの固形分を除去することにより再利用することができる。このような用途に用いられる固液分離装置としてフィルタープレスが知られている。
フィルタープレスは、凹面を有した複数の濾板を開閉可能な構造とし、この濾板を包むように濾布が張設されている。そして、濾板を油圧シリンダで押圧することによって閉じた状態で、濾布間に形成される濾過室にスラリーをポンプで打ち込んで、濾布を介して濾液を濾板の表面に排出するとともに濾布に固化した脱水ケーキを捕集する。その後、再び、濾過室内にスラリーを打ち込み、濾過室内に脱水ケーキが一杯になった時点でスラリーの供給を停止し、濾板を開放して脱水ケーキの排出を行うものである。
【０００３】
ところで、上述のようにポンプを使用して濾過室内にスラリーを打ち込んだ場合、その際のスラリーの打ち込み圧力及び濾過室内の残圧によってスラリーが濾過されて、濾液と脱水ケーキとに分離されるが、スラリーの打ち込み圧力及び濾過室内の残圧により脱水される水分量には限界があるため、排出される脱水ケーキの含水率は高かった。また、特にフィルタープレスに打ち込まれるスラリーの濃度が低い場合は、ある一定量以上のスラリーを打ち込んでも濾布に目詰まりが生じ易く、脱水効率が悪い。
【０００４】
そこで、スラリーの脱水効率を向上させる技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
この技術では、複数の濾板と、濾板間に形成されたケーキ生成室（濾過室）と、該ケーキ生成室内に介在し、各処理液をケーキ生成室内に供給するための処理液送入口を有する中間板と、ケーキ生成室内に張設された濾布とを備えている。また、ケーキ生成室内に処理液送入口を介してスラリーを導入するスラリー供給管と、ケーキ生成室内に処理液送入口を介して圧縮空気を供給する通気脱水用エア供給管と、濾布の濾過面の裏側から圧縮空気を供給し処理液送入口から排出させる逆エア用エア供給管とを備えている。
このようなフィルタープレスを使用してスラリーを濾過し脱水するためには、まず、ケーキ生成室内にスラリー供給管からスラリーを導入して濾過した後、通気脱水用エア供給管を介して圧縮空気を供給する。このときに、スラリー中の水分が濾布側へと抜ける。次いで、逆エア用エア供給管によってケーキ生成室内の濾布の裏側から圧縮空気を供給する。すると、ケーキ生成室内に補集されて濾布側に押しつけられていた脱水ケーキは、逆の中間板側へと押しつけられる。その後、再びケーキ生成室内にスラリーを導入して濾過し、通気脱水及び逆エアを行い、ケーキ生成室内に脱水ケーキが一杯になるまでこれらの工程を繰り返す。そして、ケーキ生成室内に脱水ケーキが一杯になると、開板し、脱水ケーキを取り出している。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−５２３０７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
以上のようにスラリーを濾液と脱水ケーキとに分離するためには、ケーキ生成室内にスラリーを導入して濾過し、通気脱水及び逆エアを供給した後、ケーキ生成室内が脱水ケーキで一杯になるまで上述した一連の工程を繰り返し、最後に脱水ケーキを取り出している。したがって、一旦、濾過して脱水された脱水ケーキが補集されたケーキ生成室内にスラリーが導入されるため、脱水された脱水ケーキに再び水分が入り込むこととなり脱水効率が悪かった。
また、逆エアを供給した後は、ケーキ生成室内の脱水ケーキは中間板側に押しつけられているため、このような状態でスラリーをケーキ生成室内に、中間板に形成された処理液送入口から導入しようとすると、その処理液送入口が脱水ケーキで塞がれていることから、スラリーをケーキ生成室内に導入しづらいという問題もあった。
また、ケーキ生成室内が脱水ケーキで一杯になるまで上記一連の工程を繰り返した後に脱水ケーキを取り出しているので、その処理工程数が多く、濾過処理に時間がかかっていた。
しかも、上記従来の装置は、中間板、通気脱水のための通気脱水用エア供給管、逆エアを供給するための逆エア用エア供給管、これら供給管の開閉を行う供給弁、供給管からケーキ生成室内に貫通する複数の導入口等が設けられており、装置の構造が複雑で大型化するという問題もあった。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、脱水効率に優れ、処理時間の短縮化、及び、単純な構成で装置の小型化を図ることのできる汚泥処理方法及び汚泥処理装置を提供することを課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、例えば、図１〜図３に示すように、複数の濾板４２，…が濾布４３を介在させて互いに対向して配置され、互いに隣接する濾板４２、４２間に形成された濾過室４４にスラリーを打ち込んで、前記濾布４３に濾過させることによって濾液と脱水ケーキとに分離する汚泥処理方法であって、
前記濾過室４４に打ち込まれたスラリーを前記濾布４３に濾過させた後に、前記濾過室４４内に圧縮空気を供給し、
次いで、前記濾布４３から脱水された濾液の流量を計測し、計測された前記濾液の流量に基づいて、前記圧縮空気の供給を停止し、前記濾過室４３から脱水ケーキを排出することを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明は、例えば、図１〜図３に示すように、互いに対向して配置された複数の濾板４２，…と、該濾板４２の表面に設けられた濾布４３と、互いに隣接する濾板４２、４２間に形成された濾過室４４とを備え、該濾過室４４にスラリーを打ち込んで前記濾布４３に濾過させることによって濾液と脱水ケーキとに分離する汚泥処理装置１００であって、
前記濾過室４３に打ち込まれたスラリーを前記濾布４３に濾過させた後に、前記濾過室４４内に圧縮空気を供給する圧縮空気供給手段（例えば、エアコンプレッサ３）と、
前記圧縮空気供給手段３によって前記濾布４３から脱水された濾液の流量を計測する流量計測手段（例えば、流量計６）と、
前記濾過室４４に打ち込まれたスラリーを前記濾布４３に濾過させた後に、前記圧縮空気供給手段３の駆動を開始させ、前記流量計測手段６によって計測された前記濾液の流量に基づいて、前記圧縮空気供給手段３の駆動を停止させる制御手段（例えば、制御部８）とを備えることを特徴とする。
【００１０】
請求項１又は請求項２の発明によれば、濾過室に打ち込まれたスラリーを濾布に濾過させた後に、濾過室内に圧縮空気を供給することによって、スラリーの打ち込み圧力及び濾過室内の残圧により、濾過室内の水分が一旦出された後でも、まだ濾過室内に残留している水分を脱水することが可能となる。つまり、圧縮空気によってさらに水分が濾布側に押圧されることとなり、スラリーの打ち込み圧力及び濾過室内の残圧で脱水することが困難とされていた水分量を超えて脱水することができる。よって、排出される脱水ケーキの含水率を低くすることができる。また、スラリーの濃度が低い場合でも濾布に目詰まりが生じることなく、脱水効率を向上させることができる。
また、従来ではスラリーを導入して濾過し、通気脱水及び逆エアを供給した後、ケーキ生成室内が脱水ケーキで一杯になるまでこの一連の工程を繰り返していたが、本発明では、濾布から脱水された濾液の流量を計測し、計測された流量に基づいて圧縮空気の供給を停止し、その後、スラリーを再び導入することなく脱水ケーキを排出するので、一旦濾過して脱水された脱水ケーキに再び水分が入り込むこともなく、脱水される濾液の流量を適宜設定することで、一回の処理でスラリー中の水分を限界まで脱水することができ、脱水効率をより一層向上させることができる。加えて、従来のように一旦スラリーを脱水した後に、再びスラリーを導入することもないので、スラリーをケーキ生成室内に導入しづらいという問題も回避することができる。
さらに、以上のように処理工程数を省略することができるため、処理時間を短縮することもでき、しかも、多数の処理工程に伴って使用する部品を低減でき、装置の構造が単純となり小型化を図ることが可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施の形態の汚泥処理装置の概略構成図、図２は、濾過室の側断面図、図３（ａ）は、圧縮空気を供給する前の濾過室内のスラリー中の水分や土砂の状態を示す拡大側断面図であり、図２（ｂ）は、圧縮空気を供給した後の濾過室内のスラリー中の水分や土砂の状態を示す拡大側断面図である。
【００１２】
まず、本発明の汚泥処理装置の構成について説明する。
図１に示すように、汚泥処理装置１００は、スラリー槽１、スラリー用圧力ポンプ２、エアコンプレッサ（圧縮空気供給手段）３、フィルタープレス４、濾液受け５、流量計（流量計測手段）６、原水槽７、制御部（制御手段）８等を備えている。
なお、スラリー槽１、スラリー用圧力ポンプ２、エアコンプレッサ３、フィルタープレス４、濾液受け５、流量計６はそれぞれパイプ９によって接続されており、スラリー用圧力ポンプ２とフィルタープレス４との間及びエアコンプレッサ３とフィルタープレス４との間にはそれぞれ逆止弁１０、１０が設けられている。
【００１３】
スラリー槽１にはスラリーが貯留されており、スラリー用圧力ポンプ２がパイプ９を介して接続されている。
【００１４】
スラリー用圧力ポンプ２は、スラリー槽１内のスラリーをパイプ９内に導入してフィルタープレス４内に打ち込むものである。また、スラリー用圧力ポンプ２は、スラリーの打ち込み圧力を検出する圧力センサ（図示しない）が設けられている。
スラリー用圧力ポンプ２には、後述する制御部８によって駆動の開始及び終了が制御され、圧力センサによって検出された圧力に基づいてスラリー用圧力ポンプ２の打ち込み圧力が調整される。
【００１５】
エアコンプレッサ３は、圧縮空気をパイプ９内に導入してフィルタープレス４内に供給するものである。また、エアコンプレッサ３は、圧縮空気の圧力を検出する圧力センサ（図示しない）が設けられている。
エアコンプレッサ３には、後述する制御部８によって駆動の開始及び終了が制御され、圧力センサによって検出された圧力に基づいてエアコンプレッサ３からの圧縮空気の圧力が調整される。
【００１６】
フィルタープレス４は、図１及び図２に示すように、略水平に設けられた一対の案内レール４１、４１に前後移動可能に互いに対向して配置された複数の濾板４２，…と、該濾板４２，…の表面に張設された濾布４３と、互いに隣接する濾板４２、４２間に形成された濾過室４４とからなる濾板ユニット４５を備えている。
濾板ユニット４５の下方には、スラリーを濾過した後の濾液をフィルタープレス４の下流側に配置された原水槽７に排出するための濾液受け５が設けられている。
また、フィルタープレス４は、濾過時に濾板ユニット４５を一端側に押しつける油圧駆動源４６と、濾過時に一端側に押しつけられた濾板ユニット４５を固定するためのファーストヘッド４７と、該ファーストヘッド４７と逆側に設けられて濾板ユニット４５を押しつけるためのルーズヘッド４８と、油圧駆動源４６を固定するリアヘッド４９とを備えている。
【００１７】
濾板４２は、図２に示すように、その厚み方向両面の周辺部を除く部分に凹部４２ａ、４２ａがそれぞれ形成されており、これら凹部４２ａ、４２ａの表面には濾液を排出するための多数の排出溝部（図示しない）が形成されている。これら排出溝部の表面に濾布４３が貼設されている。さらに、濾板４２の凹部４２ａの中央部には、該濾板４２を貫通するスラリー導入孔４２ｂが形成されている。このように隣接する濾板４２、４２がそれぞれの凹部４２ａ、４２ａを互いに対向させることによって濾過室４４が形成されている。
【００１８】
ファーストヘッド４７の中央部には、各濾過室４４へスラリーを導入するためのスラリー導入口（図示しない）が形成されており、このスラリー導入口にはスラリー用圧力ポンプ２に通じるパイプ９が接続されている。
油圧駆動源４６としては、例えば油圧シリンダと油圧ポンプ等が使用されるが、濾板ユニット４５を開閉自在に加圧固定することができるものであれば、これに限らず例えばジャッキ等であっても良い。
【００１９】
流量計６は、フィルタープレス４から排出されて濾液受け５内に貯留され、パイプ９内を通過する濾液の流量を測定するものである。また、流量計６により計測された濾液の流量に基づいて、制御部８がエアコンプレッサ３の駆動を停止する。
【００２０】
制御部８は、スラリー用圧力ポンプ２の駆動を開始させて、スラリー槽１に貯留されているスラリーをフィルタープレス４内に所定の圧力で打ち込ませる。このとき、圧力センサによって打ち込み圧力が検出され、所定の圧力となるようにスラリー用圧力ポンプ２の駆動を調整する。
そして、所定の打ち込み時間が経過すると、スラリー用圧力ポンプ２の駆動を停止するように制御する。
次いで、エアコンプレッサ３の駆動を開始させて、フィルタープレス４内に所定の圧力で圧縮空気を供給させる。このとき、圧力センサによって圧縮空気の圧力が検出され、所定の圧力となるようにエアコンプレッサ３の駆動を調整する。
そして、フィルタープレス４から排出され流量計６によって測定された濾液の流量が所定量以下に達すると、エアコンプレッサ３の駆動を停止するように制御する。
【００２１】
次に、上記汚泥処理装置１００を使用して、スラリーを濾過し脱水することによって濾液と脱水ケーキとに分離する汚泥処理方法について、図１〜図３を参照して説明する。
まず、油圧シリンダ４６によって濾板ユニット４５を閉鎖状態となるように押圧しておく。そして、制御部８がスラリー用圧力ポンプ２の駆動を開始させる。これによって、スラリー用圧力ポンプ２がスラリー槽１に貯留されているスラリーをパイプ９内に送り、さらに逆止弁１０を経由させてフィルタープレス４内に所定の圧力で打ち込む。スラリーを打ち込む圧力は、例えば５〜６ｋｇ／ｃｍ２に設定し、打ち込み時間は９０〜１２０分とする。
【００２２】
フィルタープレス４内に打ち込まれたスラリーは、ファーストヘッド４７のスラリー導入口及び濾板４２，…のスラリー導入孔４２ｂ，…を通って各濾過室４４，…内に拡散する。そして、スラリーが打ち込まれる際の圧力によってスラリーが濾布４３の表面に押圧され、水分が濾過されて固体成分の脱水ケーキが濾過室４４内に満たされる。濾布４３を濾過した濾液は、排出溝部を通って濾板ユニット４５の下方の濾液受け６に排出される。
【００２３】
このようにスラリー用圧力ポンプ２によりスラリーの打ち込みが完了した状態の濾過室４４内は、図３（ａ）に示すように、打ち込まれたスラリーの圧力によりスラリーは濾布４３に濾過されて脱水され、その後、濾過室４４内の残圧によりある程度まで脱水されて、土砂を含んだ脱水ケーキが濾過室４４内に満たされているが、ある程度水分が濾過室４４内に残留しており、脱水ケーキの水分含有率は高くなっている。
【００２４】
スラリー用圧力ポンプ２が上記所定時間、スラリーをフィルタープレス４内に打ち込むと、制御部８はスラリー用圧力ポンプ２の駆動を停止させ、エアコンプレッサ３の駆動を開始させる。これによって、エアコンプレッサ３が圧縮空気をパイプ９内に送り、逆止弁１０を経由させてフィルタープレス４内に所定の圧力で供給する。圧縮空気を供給する際の圧力は、例えば５〜６ｋｇ／ｃｍ２に設定する。
【００２５】
フィルタープレス４内に供給された圧縮空気は、ファーストヘッド４７のスラリー導入口及び濾板４２，…のスラリー導入孔４２ｂ，…を通って各濾過室４４，…内に供給されて、図３（ａ）に示す状態から、図３（ｂ）に示すように、圧縮空気が濾過室４４内の濾液を濾布４３側に押圧することによってさらに濾過される。濾布４３を濾過した濾液は、上述のように排出溝部を通って濾板ユニット４５の下方の濾液受け６に排出される。
【００２６】
そして、濾液受け６に排出された濾液はパイプ９を通じて流量計６へと流れる。流量計６は、排出された濾液の流量を測定し、濾液の流量が所定の流量以下に達していると、制御部８がエアコンプレッサ３の駆動を停止させる。所定の流量以上に濾液が排出されていた場合は、所定の流量以下となるまでエアコンプレッサ３の駆動を継続させる。
なお、流量計６を経由した濾液は、さらに下流の原水槽７へと流れる。
【００２７】
濾液の流量が所定の流量以下に達し、エアコンプレッサ３の駆動が停止されると、油圧シリンダ４６による濾板ユニット４５の閉鎖状態を解除して濾板４２，…を開板し、濾過４３室内の脱水ケーキを取り出す。
その後、再び、油圧シリンダ４６によって濾板ユニット４５を閉鎖状態となるように押圧し、制御部８がスラリー用圧力ポンプ２の駆動を開始させることによってスラリー槽１からフィルタープレス４へスラリーを打ち込むといった上述の一連の操作を繰り返し、順次、スラリーを濾液と脱水ケーキとに分離する。
【００２８】
以上、本発明の実施の形態の汚泥処理方法及び汚泥処理装置１００によれば、スラリーを濾過室４４に打ち込み濾布４３に濾過させた後に、濾過室４４内に圧縮空気を供給するので、圧縮空気によって水分が濾布４３側に押圧されることとなり、スラリーの打ち込み圧力及び濾過室４３内の残圧で脱水することが困難とされていた水分量を超えて脱水することができる。
また、圧縮空気を供給した後に、濾布４３から脱水された濾液の流量を計測し、計測された流量に基づいて圧縮空気の供給を停止し、その後、スラリーを再び導入することなく脱水ケーキを排出するので、脱水される濾液の流量を適宜設定することで、一回の処理でスラリー中の水分を限界まで脱水することができ、よって、脱水効率をより一層向上させることができる。
さらに、従来に比して処理工程数を省略することができるため、処理時間を短縮することもでき、しかも、多数の処理工程に伴って使用する部品を低減でき、装置１００の構造が単純となり小型化を図ることが可能となる。
【００２９】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【００３０】
【発明の効果】
請求項１又は請求項２の発明によれば、スラリーを濾過室に打ち込み濾布に濾過させた後に、濾過室内に圧縮空気を供給するので、圧縮空気によって水分が濾布側に押圧されることとなり、脱水効率に優れる。
また、圧縮空気を供給した後に、濾布から脱水された濾液の流量を計測し、計測された流量に基づいて圧縮空気の供給を停止し、その後、脱水ケーキを排出するので、脱水される濾液の流量を適宜設定することで、スラリー中の水分を限界まで脱水することができ、よって、含水率のより低い脱水ケーキを排出することができる。
さらに、従来に比して処理工程数を省略することができるため、処理時間の短縮化及び装置の小型化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示すためのもので、汚泥処理装置の概略構成図である。
【図２】同、濾過室の側断面図である。
【図３】同、（ａ）は、圧縮空気を供給する前の濾過室内の拡大側断面図、（ｂ）は、圧縮空気を供給した後の濾過室内の拡大側断面図である。
【符号の説明】
３  エアコンプレッサ（圧縮空気供給手段）
６  流量計（流量計測手段）
８  制御部（制御手段）
４２  濾板
４３  濾布
４４  濾過室
１００  汚泥処理装置
【図１】
2004261689.tif 000003
【図２】
2004261689.tif 000004
【図３】
2004261689.tif 000005