(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
開閉自在に並列した多数のろ板（５…）間にろ過室（７）を形成し、このろ過室（７）のろ材面にろ過助剤でプレコート層を生成した後、ろ過室（７）に原液を供給してろ過脱水を行なうフイルタープレスにおいて、原液にポリ塩化アルミまたは硫酸バンドの凝集剤を添加して、フロック状の懸濁物質を生成させ、この懸濁物質を脱水機で塑性状態まで加圧脱水を行なって、水酸化アルミニウムの親水層を破壊し、懸濁物質の粒子の荷電を中和して、疎水性とすると共に、脱水ケーキ（Ａ）を破砕して０．１〜０．８ｍｍ程度の粒径に調整し、破砕した粉末状の破砕ケーキ（Ｂ）に水を混合し、この混合水をフイルタープレス（１）のろ過室（７）に供給して、ろ材面に破砕ケーキ（Ｂ）の微粒子のプレコート層を生成させることを特徴とするフイルタープレスのろ過方法。
【請求項２】
上記破砕ケーキ（Ｂ）を水に混合すると共に、ろ過室（７）のろ過面積当たり０．２〜１．５Ｋｇ／ｍ2の破砕ケーキ（Ｂ）のプレコート層をろ材面に生成させることを特徴とする請求項１記載のフイルタープレスのろ過方法。
【請求項３】
開閉自在に並列した多数のろ板（５…）間にろ過室（７）を形成し、このろ過室（７）のろ材面にろ過助剤でプレコート層を生成した後、ろ過室（７）に原液を供給してろ過脱水を行なうフイルタープレスにおいて、原液にポリ塩化アルミまたは硫酸バンドの凝集剤を添加してフロック状の懸濁物質を生成させる凝集混和槽（８）と、凝集混和槽（８）から供給した原液中の濁質を脱水するフイルタープレス（１）と、脱水ケーキ（Ａ）を粉砕して０．１〜０．８ｍｍ程度の粒径に調整する破砕機（１４）と、破砕ケーキ（Ｂ）を分別する篩の目が１ｍｍ程度の篩分機（１５）と、分別した破砕ケーキ（Ｂ）を水に混合する混合槽（１７）を設けると共に、この混合槽（１７）をフイルタープレス（１）の原液の供給管（１９）に連結して、混合槽（１７）からろ過室（７）に破砕ケーキ（Ｂ）の混合水を供給し、ろ過面積当たり０．２〜１．５Ｋｇ／ｍ2の破砕ケーキ（Ｂ）のプレコート層をろ材面に生成させた後、凝集混和槽（８）からろ過室（７）に原液を供給してろ過脱水を行なうことを特徴とするフイルタープレスのろ過装置。
【請求項４】
上記ろ過室（７）のろ材が、ろ板（５）のろ過床（５ａ）に張設した金属ろ材（６）であることを特徴とする請求項３記載のフイルタープレスのろ過装置。
【請求項５】
上記ろ過室（７）のろ材が、ろ板（５、５）間に吊設したろ布（２４、２４）であることを特徴とする請求項３記載のフイルタープレスのろ過装置。
【請求項６】
上記ろ過室（７）のろ材が、ろ板（５）のろ過床（５ａ）に張設したウエッジワイヤー（２８）からなり、ウエッジワイヤー（２８）のスリット側をろ材面として、そのスリットを上下方向に配設したことを特徴とする請求項３または４記載のフイルタープレスのろ過装置。
【請求項７】
上記ろ布（２４）を吊設したろ板（５）の上方に加振装置（２５）を設け、並列したろ板（５）を開板してろ布（２４）の支持バー（２３）を加振させることを特徴とする請求項５記載のフイルタープレスのろ過装置。
【請求項８】
上記並列したろ板（５…）の上方に昇降自在なスクレーパ（３３）を配設し、このスクレーパ（３３）を開板したろ板（５）のろ材面に摺接させることを特徴とする請求項４または６記載のフイルタープレスのろ過装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、上水汚泥、下水汚泥及び産業排水汚泥等の処理に適したフイルタープレスに関し、特に、ろ板間に形成したろ過室にろ過助剤でプレコート層を生成した後、ろ過室に原液を圧入してろ過脱水を行なうフイルタープレスのろ過方法とそのろ過装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、開閉自在に並列した多数のろ板間にろ過室を形成し、このろ過室に原液を圧入してろ過脱水を行なうフイルタープレスは良く知られており、ろ過圧が掛けられるフイルタープレスは、非圧縮性のあるケーキほど有利であり固液分離装置として多く採用されている。そして、フイルタープレスのろ過室に吊設したろ布に珪藻土でプレコート層を生成して原液中のスラッジを集積させ、医薬品などのエキスを清澄ろ過させる操作技術は、例えば、特許第２６４０９６０号公報に記載してあるように公知である。また、フイルタープレスのろ布の代りに、ろ材としてろ過床にメタルメッシュを張設したろ板も、例えば、実開平５−１３５０６号公報に記載のようにこの発明の出願人が提案している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のフイルタープレスにろ布を用いるものにあっては、ろ布を洗浄しても、ろ布の目に微細粒子の固着や結晶の析出等が繰返し行なわれ、目詰りによるろ過能力が低下していた。また、原液の圧入によりろ過室に吊設したろ布は、収縮と形状が変形して復元せず、ろ布の取替えが必要であった。そして、ろ布面に珪藻土をコーティングするフイルタープレスにあっては、原液中の抽出エキス等の清澄ろ過が行なえるものであるが、廃棄されるケーキが高価な珪藻土で増量され環境問題となる恐れがあった。また、メタルメッシュを用いたろ材にあっては、ろ布と比較して目詰りし難く、耐久性が良いものであるが、ケーキの圧密度が高くなるとケーキがろ材に食込み、ケーキの剥離性が著しく悪くなる恐れがあった。この発明は、費用を要する珪藻土等を使用せず、脱水システム系内で発生する脱水ケーキや他系のケーキ等の廃棄物をリサイクルしてプレコート材として利用して、安価で環境に適したフイルタープレスを提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この発明の要旨は、開閉自在に並列した多数のろ板間にろ過室を形成し、このろ過室のろ材面にろ過助剤でプレコート層を生成した後、ろ過室に原液を供給してろ過脱水を行なうフイルタープレスにおいて、原液にポリ塩化アルミまたは硫酸バンドの凝集剤を添加して、生成された水酸化アルミによる粘着力とプラスの荷電により原水中の濁質を凝集させてフロック状の懸濁物質を生成させ、この懸濁物質を脱水機で塑性状態まで加圧脱水を行なって、水酸化アルミニウムの親水層を破壊し、懸濁物質の粒子の荷電を中和して、疎水性とすると共に、脱水ケーキＡを破砕して０．１〜０．８ｍｍ程度の粒径に調整し、破砕した粉末状の破砕ケーキＢに原液やろ過液、あるいは水道水等の水を混合し、この混合水をフイルタープレスのろ過室に供給して、ろ材面に破砕ケーキの微粒子のプレコート層を生成させた後、ろ過室に原液を供給してろ過脱水を行なうフイルタープレスのろ過方法であり、脱水ケーキをリサイクルしてプレコート材として利用できるものである。したがって、安価で環境に適したものとなり、排出されるケーキの増量もないものである。
【０００５】
具体的には、この破砕ケーキを水に混合してろ過室容積の１．５〜３．０倍の混合水とすると共に、ろ過室のろ過面積当たり０．２〜１．５Ｋｇ／ｍ2の破砕ケーキのプレコート層をろ材面に生成させるもので、ろ材の孔径より大きな粒径の破砕ケーキを使用して、ろ材より小さい孔径を有するプレコート層を脱水ケーキで作るので、より清澄なろ液の確保が可能となり、ろ材の目詰りも無くなるものである。そして、ろ材の孔径より大きな粒子をプレコート層としてろ材面にコーティングするので、ろ材への食込みがなく、簡単にケーキを剥離させることができる。
【０００６】
上記ろ過方法を実施する装置が、開閉自在に並列した多数のろ板間にろ過室を形成し、このろ過室のろ材面にろ過助剤でプレコート層を生成した後、ろ過室に原液を供給してろ過脱水を行なうフイルタープレスにおいて、原液にポリ塩化アルミまたは硫酸バンドの凝集剤を添加してフロック状の懸濁物質を生成させる凝集混和槽と、凝集混和槽から供給した原液中の濁質を脱水するフイルタープレスと、脱水ケーキを粉砕して０．１〜０．８ｍｍ程度の粒径に調整する破砕機と、破砕ケーキを分別する篩の目が１ｍｍ程度の篩分機と、分別した破砕ケーキを水に混合してろ過室容積の１．５〜３倍の混合水とする混合槽を設けると共に、この混合槽をフイルタープレスの原液の供給管に連結して、混合槽からろ過室に破砕ケーキの混合水を供給し、ろ過面積当たり０．２〜１．５Ｋｇ／ｍ2の破砕ケーキのプレコート層をろ材面に生成させた後、凝集混和槽からろ過室に原液を供給してろ過脱水を行なうフイルタープレスのろ過装置である。
【０００７】
破砕ケーキをプレコートするろ過室のろ材は、ろ板のろ過床に張設した金属ろ材とすれば、ろ材の寿命が長くなり、廃棄されるろ材のリサイクルも可能となる。また、ろ材面をろ板間に吊設したろ布とすれば、プレコート層によりろ布にＳＳが堆積することが少なくなり、ろ布の寿命を長く保つことができる。そして、ろ材面をろ板のろ過床に張設したウエッジワイヤーとし、ウエッジワイヤーのスリット側をろ材面として、そのスリットを上下方向に配設すれば、スリット面は目詰りし難く、ケーキの剥離性も良くなるもので、変形や収縮がなく寸法安定性に勝れるものである。なお、有機質を多く含む原液にあっては、ろ布を吊設したろ板の上方に加振装置を設け、ろ板を開板してろ布の支持バーを加振させてもよいものである。また、並列したろ板の上方に昇降自在なスクレーパを配設し、このスクレーパを開板したろ板の金属ろ材やろ布のろ材面に摺接させてろ過室のろ材面に生成された脱水ケーキを排出してもよいものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
この発明に係るフイルタープレスのろ過方法並びにその装置は、上記のように構成してあり、浄水汚泥や下水汚泥、或は産業排水に含まれる粘度粒子や有機質等はマイナスに荷電しており、これらの濁質にポリ塩化アルミや硫酸バンドを添加すると水酸化アルミニウムが生成され、水酸化アルミニウムによる粘着力とアルミニウムのプラスの荷電により濁質が凝集され、フロック状の懸濁質を数％含む原液となる。この原液を金属ろ材やろ布を介してろ過することにより、固形状に脱水されてくる。真空程度のろ過圧で形成した含水率の高いケーキでは、水に漬けるとスラリーに戻つてしまう。しかし、３〜７Ｋｇ／ｃｍ2の加圧力を加え脱水すると、塑性状態となり水に漬けてもスラリー状に戻ったり、潮解したりすることがなくなる。これは、加圧力によりろ過が進行し、粒子間の距離が近づき結合が極めて強い状態となり、水酸化アルミニウムの親水層も破壊される。そして、脱水ケーキは粒子の荷電も完全に中和され、外部に水を引寄せる親水力が弱まり疎水性となるものである。
【０００９】
フイルタープレスで加圧脱水して塑性状態となつた脱水ケーキを粉砕し、この破砕ケーキを原液やろ液、或は水道水等の水に混ぜてフイルタープレスのろ過室に供給すると、金属ろ材やろ布で破砕ケーキが捕捉され、ろ材面にプレコート層が形成される。このプレコート層は、ろ材孔径より大きな粒径の破砕ケーキを使用して、より小さい孔径を有するプレコート層を容易に作ることができる。次に、原液を供給すると、凝集された濁質が破砕ケーキのプレコート面で捕捉され、清澄ろ過が行われる。ろ過する原液は、ろ材孔径より小さな孔径のプレコート層でろ過することになり、直接ろ材ろ過よりも高精度にできるものであり、粒子がろ材を目抜けしてろ材やろ板のろ液流路にＳＳが堆積するのを防止することもできる。そして、ろ過室に形成されたケーキは破砕ケーキのプレコート層により容易に剥離される。
【００１０】
これらのコーティング材として使用する破砕ケーキの微粒子は、高圧下でろ過されて疎水性に変化して、結合力が強まって粒子の電荷も中和されているため、高圧のろ過にさらされても、再び水と結合することがないものである。そして、プレコート層を形成する破砕ケーキの微粒子は強度もあり、高圧密度でも破砕ケーキがろ材の目に食込んで剥離性を悪くすることもないものである。このプレコート層はろ過の支持材及び通水性を助ける役目も果たし、金属ろ材やろ布等のろ材と脱水されたケーキとの間に破砕ケーキが介在することで、珪藻土と同様の剥離改善の効果を果たすものである。また、ろ材として、ウエッジワイヤーを使用したものにあっては、スリットより大きな粒径の破砕ケーキのプレコート層により、ウエッジワイヤーの表面にプレコートして高圧密度でも破砕ケーキがウエッジワイヤーのスリットに食込むことがなく、剥離性が維持されるものである。
【００１１】
【実施例】
この発明に係るフイルタープレスのろ過装置について、図面に基づき詳述すると、先ず、図１はろ過装置のフローチャートであって、ろ過脱水を行なうフイルタープレス１は、前後のフレーム２、３に支架したガイドレール４上に開閉自在なろ板５…が並列してある。図２に示すろ板の実施例では、ろ板５のろ過床５ａに金属ろ材６が張設してあり、ろ板５、５間にろ過室７が形成してある。図１に示すように、凝集混和槽８の凝集汚泥を圧入ポンプ９でフイルタープレス１のろ過室７に圧入するようにしてあり、ろ板５の原液供給路１０からろ過室７に圧入した原液を金属ろ材６で固液分離して、ろ液をろ過床５ａに連通するろ液孔１１から取出すようにしてある。ろ過室７の金属ろ材６で捕捉した脱水ケーキＡを、ろ板５…を開板してコンベアー１２上に排出させるようにしてある。ろ過室７に３〜７Ｋｇ／ｃｍ2の加圧力を加え脱水すると、脱水ケーキＢは、粒子間の距離が近づき結合が極めて強い状態となり、水酸化アルミニウムの親水層も破壊され、粒子の荷電も完全に中和され、外部に水を引寄せる親水力が弱まり疎水性とすることができる。そして、脱水ケーキＡをコンベアー１２で供給フイーダー１３に搬送して、破砕機１４で破砕するようにしてある。粉砕した破砕ケーキＢを篩の目が１ｍｍ程度の目開きの篩分機１５で分別し、０．１〜０．８ｍｍの破砕ケーキＢをケーキホッパー１６に貯留するようにしてある。
【００１２】
分別した破砕ケーキＢの微粒子を混合槽１７に投入して水と攪拌混合し、ろ過室７のろ材面全体にコーティングできるように、ろ過室容積の１．５〜３．０倍の液量としてある。なお、供給する水は水道水、ろ過液、或は原液等が使用できるものである。塑性状態の破砕ケーキは、水に漬けてもスラリー状に戻ったり、潮解したりすることがなくなる。この混合槽１７の給液管１８が、フイルタープレス１の原液の供給管１９に供給ポンプ２０を介して連結してあり、混合槽１７から破砕ケーキＢの微粒子の混合水をろ過室７に供給し、ろ材面積当たり０．２〜１．５Ｋｇ／ｍ2の破砕ケーキＢのプレコート層を金属ろ材６のろ材面に生成させさせるようにしてある。そして、ろ材孔径より大きな粒径の破砕ケーキでプレコート層をろ材面に生成させるもので、ろ材孔径より大きな粒径の破砕ケーキを使用して、より小さい孔径を有するプレコート層を作ることができる。
【００１３】
次に、凝集混和槽１０からろ過室７に原液を供給してろ過脱水を行なうようにしてあり、ろ材孔径より大きな粒子をプレコート層としてろ材にコーティングするため、ろ材の目詰りが無くなり、ろ材への食込みがないので簡単に剥離させることができる。実際のろ過では、使用するろ材とろ過原液の粒径分布を考慮して、プレコートに使用する助剤の粒径を決定することになる。例えば、５０μの孔径を有するろ材に７０〜１００μ程度の助剤をプレコートすると、助剤が球形と仮定して、このプレコート層は粒径の約１／３程度の孔径となるため、２５〜３０μ程度の孔径となり、ろ材に比べ約半分の孔径となる。なお、Ｖ１、Ｖ２は原液の供給管１９と混合槽１７からの給液管１８に設けた開閉弁である。プレコート材として使用するケーキは、ろ過脱水を行なうフイルタープレス自体のケーキを使用してもよいが、他の浄水汚泥等をろ過脱水するフイルタープレスやスクリュープレス等の脱水機のケーキを利用してもよいものである。なお、コーティング材として使用した残余の破砕ケーキＢは、乾燥あるいは焼成して、園芸利用や吸着剤、あるいは建設資材等に有功利用されるものである。
【００１４】
図３はろ板に配設するろ材の他の実施例であって、ろ板５の肩部に立設した支持杆２１、２１にスプリング２２が挿通してあり、支持杆２１に支持バー２３が揺動可能に支架されて、この支持バー２３にろ布２４が吊設してある。図４に示すように、並列したろ板５…に沿って加振装置２５が配設してあり、加振装置２５はろ布２４を吊設した支持バー２３の両端下部に当接させた加振シャフト２６と加振シャフト２６に付設したバイブレーター２７とから構成してある。そして、ろ板５…を開板して、バイブレーター２７で加振シャフト２６を振動させ、ろ布２４の支持バー２３を加振して、ろ布２４、２４間に挟持した脱水ケーキＡを剥離するようにしてある。
【００１５】
図５はろ板に張設するろ材の他の実施例であって、ろ板５のろ過床５ａにパンチングメタル２９が敷設してあり、パンチングメタル２９の上面にウエッジワイヤー２８が張設してある。ウエッジワイヤー２８のスリット側をろ材面として、そのスリットを上下方向に配設し、ウエッジワイヤー２８の拡開された楔状の先端部をろ板５のろ過床５ａに当設してあり、ウエッジワイヤー２８が楔状に裏面に向って拡開してあり、ろ液の排出が良好となるものである。そして、スリットより大きな粒径の破砕ケーキのプレコート層により、高圧密度でも破砕ケーキがウエッジワイヤーのスリットに食込むことがなく、剥離性が維持することができる。なお、金属ろ材６は、ウエッジワイヤー２８の他に、メタルスクリーン或は金網であってもよいものである。
【００１６】
図６は剥離装置の他の実施例であって、並列したろ板５…の上方に架台３０に支架したシリンダー３１が垂設してあり、シリンダー３１のピストンロッド３２の先端部にスプリング３４で付勢したスクレーパ３３が設けてある。そして、開板した前後のろ板５、５の間を降下させ、ろ板５に張設したウエッジワイヤー２８に摺接させてろ過室７のケーキＡを剥離させるようにしてある。また、架台３０から洗浄管３５が垂下してあり、ケーキＡを剥離したウエッジワイヤー２８のスリット面を洗浄するようにしてある。なお、この剥離装置は、図３に示すろ板５、５間に吊設したろ布２４にも使用が可能である。また、金属ろ材６を張設したろ板５に、図４に示す加振装置２５を配設してもよいものである。
【００１７】
【発明の効果】
以上のように、この発明のフイルタープレスのろ過方法並びにそのろ過装置は、高価な珪藻土等を使用せず、脱水システム系内で発生する脱水ケーキや他系のケーキ等の廃棄物をプレコート材として利用して、安価で環境に適したフイルタープレスとなるものである。即ち、従来のフイルタープレスに用いるろ布は、ろ布の収縮や変形と、ろ過能力の低下による取替えが必要であった。また、ろ布面に珪藻土をコーティングするものにあっては、廃棄されるケーキが珪藻土で増量され環境問題となる恐れがあった。そして、金属ろ材を用いるものにあっては、ケーキの圧密度が高くなるとろ材にケーキが食込み、剥離性が悪くなるものであるが、この発明にあっては、ポリ塩化アルミや硫酸バンドを添加した原水を脱水機で塑性状態まで加圧脱水するので、水酸化アルミニウムの親水層も破壊され、粒子の荷電も完全に中和されて疎水性となるものである。この脱水ケーキを破砕して、フイルタープレスのろ材面に脱水ケーキの微粒子でプレコート層を生成させるので、ケーキの微粒子が、圧入する原液に漬かってもスラリー状に戻ったり、潮解したりすることがないものである。
【００１８】
プレコート層としてろ材孔径より大きな破砕ケーキの粒子をろ材面にコーティングするため、ろ材の目詰りが無くなり、ろ材への食込みもないもので、破砕ケーキのプレコート層によりろ過室に形成されたケーキを容易に剥離することができる。そして、ろ過する原液は、ろ材孔径より小さな孔径のプレコート層でろ過することになり、直接ろ材ろ過よりも高精度となり、粒子がろ材を目抜けしてろ材やろ板のろ液流路にＳＳが堆積することもないものである。また、脱水ケーキをプレコート材としてリサイクルできるので、廃棄するケーキが増量されることもないものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明に係るフイルタープレスのろ過装置のフローチャートである。
【図２】  同じく、ろ板に金属ろ材を張設したろ過室の一部切断斜視図である。
【図３】  同じく、ろ布を吊設したろ板の斜視図である。
【図４】  同じく、加振装置を配設したろ板の正面図である。
【図５】  同じく、ろ板にウエッジワイヤーを張設したろ過室の縦断側面図である。
【図６】  同じく、ろ板間に配設したスクレーパの側面図である。
【符号の説明】
１  フイルタープレス
５  ろ板
５ａ  ろ過床
６  金属ろ材
７  ろ過室
８  凝集混和槽
１４  破砕機
１５  篩分機
１７  混合槽
１９  供給管
２３  支持バー
２４  ろ布
２５  加振装置
２８  ウエッジワイヤー
３３  スクレーパ
Ａ  脱水ケーキ
Ｂ  破砕ケーキ
【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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【図６】
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