JPH06304797A - 汚泥脱水装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、各種ローラや汚泥が瀘布ベルトの
両面に交互に接触するように構成し、濾布ベルトの寿命
を長く且つ濾過能力の低下を防止できる汚泥脱水装置を
提供する。 【構成】 本発明は、濾布ベルト部材を１８０度捩じっ
て両端を連結した無端濾布ベルト３，４を使用してい
る。汚泥１は無端濾布ベルト３，４間の剪断脱水部Ｓで
剪断脱水され、脱水ケーキ１０となって剥離する。無端
濾布ベルト３，４は、反転ガイドローラ２１に案内され
て反転し、汚泥１が接していた濾布ベルトの面と反対側
の面が次の汚泥１に接触する。汚泥１及び各種ローラ
６，７，８，１４は、濾布ベルト面の表と裏に交互に接
触することになり、無端濾布ベルト３，４の損傷は大幅
に低減される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、上下水、産業排水そ
の他の水処理において発生する汚泥を連続的に脱水する
汚泥脱水装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】無端状の２本の濾布ベルトを対面重合状
態で複数個のローラ群に走行可能に掛装し、これら濾布
ベルト間に汚泥を挟持して加圧脱水する汚泥脱水装置に
は、種々のものがある。中でも近年、加圧脱水部に加え
て、さらに複数個の剪断ローラを備えた剪断脱水部を設
けた汚泥脱水装置が注目されている。これらの汚泥脱水
装置は濾布ベルト間で加圧脱水された汚泥に剪断ローラ
による剪断力を与えて剪断脱水し、脱水効果を更に向上
させたものである。

【０００３】上記汚泥脱水装置としては、例えば、特公
昭６４−３６００号公報、実公平２−３４０００号公報
等に開示されたものがある。図１１に示すように、従来
の汚泥脱水装置は、供給部５２から汚泥５１の供給を受
ける無端状の濾布ベルト５３と、汚泥５１の供給を受け
ない無端状の濾布ベルト５４とが、駆動装置５５に連結
された同一速度で回転する駆動ローラ５６及び複数個の
ローラ群５７に、対面重合状態で平行走行可能に掛装さ
れたものである。汚泥５１は、濾布ベルト５３と５４の
重合部に対向して設けられた加圧ローラ５８で加圧脱水
され、さらに濾布ベルト５３，５４の走行方向下流側に
設けられた太陽ローラ６３と複数の遊星ローラ６４とか
らなる剪断脱水部Ｓで剪断脱水される。そして、剪断脱
水によって得られた脱水ケーキ６０は、圧搾ローラ５９
を経た後、濾布ベルト５３と５４が離れるのに伴って、
濾布ベルト５３，５４から剥離してコンベヤ６１上に落
下する。また、汚泥剥離後に、汚泥５１が付着した濾布
ベルト５３，５４は、濾過能力の低下防止のため、洗浄
装置６２で洗浄される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記汚
泥脱水装置で使用されている従来の濾布ベルト５３，５
４は、図１２に示すような、帯状濾布ベルト部材の両端
Ａ，ＣとＢ，Ｄとを連結して作製した無端状の濾布ベル
トであるため、以下のような問題点がある。まず、濾布
ベルト５３と５４は、両者とも片面即ち内側面だけが駆
動ローラ５６、ローラ群５７及び加圧ローラ５８のロー
ラ面と接触し、更に、圧搾ローラ５９や遊星ローラ６４
が接触するのも濾布ベルト５３，５４の内側面である。
このように、濾布ベルト５３，５４の内側面だけが各種
ローラと接触することになるので、濾布ベルト５３，５
４の内側面の一方の面のみがローラとの接触で摩耗し、
ローラ回転が滑らかでないために過大な摩擦が生じて瀘
布ベルトの損傷、破損、切断等が発生し易く、濾布ベル
トの寿命が短いという問題点がある。

【０００５】また、濾布ベルト５３，５４が汚泥５１に
接触するのは外側面だけであるから、脱水時に濾液は常
に濾布の外側面から内側面に流れることになり、それ故
に、濾液中の濁質分、有機物、重金属類が濾布内部に蓄
積され易く、濾過能力の低下が起こり易いという問題点
がある。

【０００６】上記のように、従来の汚泥脱水装置は、各
種ローラが濾布ベルトの内側面だけに接触し、汚泥が濾
布ベルトの外側面だけに接触することに起因するもので
あることから、従来の汚泥脱水装置においては、各種ロ
ーラや汚泥が濾布ベルトのどちらの面にも接触するよう
に構成することが課題であった。

【０００７】そこで、この発明の目的は、上記の課題を
解決することであり、一対の濾布ベルトを使用して該濾
布ベルト間で汚泥を押圧して脱水し、特に、各濾布ベル
トの両面を順次繰り返して反転させて汚泥に接する面に
し、濾布ベルトの両面とも脱水に利用できるように構成
し、それによって濾布ベルトの寿命を長くし、濾過脱水
の濾過能力の低下を防止する汚泥脱水装置を提供するこ
とである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の目的
を達成するために、以下のように構成されている。即
ち、この発明は、複数個のローラに走行可能にそれぞれ
掛装され且つ途中で１８０度反転した状態で無端状に連
結された一対の無端濾布ベルト、該無端濾布ベルトの一
部を互いに対面重合させて前記無端濾布ベルト間に構成
された剪断脱水部、及び前記濾布ベルト間の前記剪断脱
水部を走行する汚泥に挟圧することによって剪断脱水を
行うため前記汚泥に剪断力を与える複数の剪断ローラ、
を有することを特徴とする汚泥脱水装置に関する。

【０００９】この汚泥脱水装置において、１８０度反転
した状態の前記無端濾布ベルトは、１本の濾布ベルト部
材を途中で１８０度反転させて両端を連結することで構
成されるものである。

【００１０】

【作用】この発明による汚泥脱水装置は、上記のように
構成されているので、次のように作用する。即ち、この
汚泥脱水装置は、濾布ベルト単位を一回ねじって両端を
連結した無端状の帯、即ち、メービウスの帯の原理を応
用したものである。メービウスの帯の原理を利用した濾
布ベルト単位は、図１に示すように、濾布ベルト単位の
一端Ａ，Ｂと他端Ｃ，Ｄを１８０度ねじって即ち反転し
て、ＤがＡに、ＣがＢに重なるように、両端の辺を重ね
て連結した曲面であって、曲面全体として裏表の区別を
持たないものである。

【００１１】即ち、濾布ベルト単位の一方の面の中央線
に沿って伝わって行くと一回りして反対側の面に達し、
もう一回りすると元の面に戻ることになる。このような
濾布ベルトを使用すれば、濾布ベルトの濾布面には裏と
表がなくなり、駆動ローラ、ローラ群、加圧ローラ、或
いは圧搾ローラ、遊星ローラ等の各種ローラと接する面
は、内側面、外側面と称していた従来の濾布ベルトで言
えば両面となり、濾布ベルトの表面損傷は大幅に低減す
ることができる。

【００１２】また、汚泥が接する面も、従来の濾布面で
いう表面と裏面の両面に相当するので、脱水時に濾液は
濾布の一方の面から他方の面に順次交互に繰り返して流
れることになり、従って、濾液中の濁質分、有機物、重
金属類が濾布内部に蓄積され難く、濾過能力の低下が起
こり難い。従って、瀘布ベルトの濾布面の汚染が大幅に
低減される。

【００１３】

【実施例】以下、図面を参照しながら、この発明による
汚泥脱水装置について説明する。図１〜図１０はこの発
明による汚泥脱水装置の実施例を示している。図１〜図
３は濾布ベルトの製作工程を示す説明図であり、図１は
濾布ベルトの製造に用いられる長方形の帯を示す正面
図、図２は長方形の帯を１８０度ねじった時の状態を示
す正面図、図３は完成した濾布ベルトの斜視図である。
この発明の汚泥脱水装置に使用される濾布ベルトは、図
１に示すような帯状の濾布ベルト部材３Ｆ，４Ｆで製作
される。即ち、図２に示すように、濾布ベルト部材３
Ｆ，４Ｆを１８０度捩じって即ち反転させ、図３に示す
ように、濾布ベルト部材３Ｆ，４Ｆをその端部の点Ｄが
点Ａに、点Ｃが点Ｂに重なるように、両端の辺を重ねて
連結することにより、濾布ベルト３，４は製作される。
濾布ベルト３，４は、メービウスの帯と称される原理を
応用した曲面を有するものであり、濾布ベルト３，４の
中央線に沿って進んで行くと、一回りして元の位置の反
対側の面に達し、もう一回りすると元の位置の面に戻っ
てくるものである。上記の原理を利用することによって
濾布ベルト３，４は、曲面全体としては、表と裏の面の
区別がないものとして使用できるようになる。

【００１４】図４はこの発明による汚泥脱水装置の一実
施例を示す説明図である。供給部２から汚泥１の供給を
受ける無端状の濾布ベルト３及び汚泥１の供給を受けな
い無端状の濾布ベルト４は、駆動装置５に連結されて同
一速度で回転する駆動ローラ６及び複数個のローラ群７
に、対面重合状態で並行走行可能にそれぞれ掛装されて
いる。

【００１５】濾布ベルト３と濾布ベルト４との対面重合
する重合部では、濾布ベルト３，４に対して加圧ローラ
８が対向して設けられている。また、加圧ローラ８に続
いて、濾布ベルト３と濾布ベルト４との対面重合する重
合部には、太陽ローラ１３と、複数個の剪断ローラであ
る遊星ローラ１４とから成る剪断脱水部Ｓが配備されて
いる。重合した濾布ベルト３と濾布ベルト４は、剪断脱
水部Ｓに掛装され、次いで圧搾ローラ９に掛装されてい
る。圧搾ローラ９を経た後に、濾布ベルト３と濾布ベル
ト４は二手に分かれ、その際、脱水ケーキ１０は濾布ベ
ルト３，４から剥離してコンベヤ１１上に落下する。脱
水ケーキ１０の濾布ベルト３，４からの剥離後、それぞ
れの濾布ベルト３，４は洗浄装置１２でそれぞれ洗浄さ
れる。

【００１６】剪断脱水部Ｓの構造は、図５及び図６に示
すとおりであり（特公昭６４−３６００号公報参照）、
太陽ローラ１３とこれに外装する複数の遊星ローラ１４
を備え、太陽ローラ１３の回転軸１５の両端部がフレー
ム１６に回転可能に保持されている。太陽ローラ１３と
遊星ローラ１４とは共に、外周に歯車を形成した円形の
支持部材１７にそれぞれ自転自在に支持されている。こ
の支持部材１７の外周歯車部はピニオン歯車２０に噛み
合っており、ピニオン歯車２０は、図示しない可変速モ
ータにチェーン１９を介して連なる鎖車１８と一体回転
する。即ち、可変速モータによって、鎖車１８及びピニ
オン歯車２０を介して支持部材１７が回転し、その回転
に伴って遊星ローラ１４が太陽ローラ１３に対して公転
することになる。

【００１７】図４に示すように、濾布ベルト３は、途中
で濾布ベルト３が１８０度反転しており、濾布ベルト３
の反転部は駆動ローラ６と汚泥１の供給部２との間に位
置している。濾布ベルト３の反転を円滑なものにするた
めに反転ガイドローラ２１が設けられている。反転ガイ
ドローラ２１は、濾布ベルト３を両側から挟んで走行方
向に沿って配設され、濾布ベルト３の反転のための鉛直
状態及び傾斜状態を案内保持している。洗浄装置１２で
洗浄された濾布ベルト３は多量の洗浄水を含んでいる
が、反転ガイドローラ２１で濾布ベルト３を圧搾するこ
とによって、濾布ベルト３の水切りが容易に行われる。
このため、反転ガイドローラ２１は水切りローラとも称
される。反転部分では濾布ベルト３が鉛直方向に向いて
いるので、濾布ベルト３から表出した水は、下方に向か
ってスムーズに排水され、水切り受け皿２２に回収され
る。また、他方の濾布ベルト４についても、その反転部
分には、濾布ベルト３の場合と同様に、反転ガイドロー
ラ２１即ち水切りローラ２１が設けられている。

【００１８】水切り機能を有する反転ガイドローラ２１
としては、例えば、図７、図８及び図９に示すようなも
のがある。図７に示す反転ガイドローラ２１は、滑らか
なローラ面を有する一般的なローラであり、一対の反転
ガイドローラ２１で濾布ベルト３，４を挟圧して汚泥を
脱水するものである。図８に示す反転ガイドローラ２１
は、ローラ面に鉛直方向或いは傾斜方向に水切り溝２３
を形成したローラであり、一対の反転ガイドローラ２１
で濾布ベルト３，４を挟圧して汚泥を脱水するものであ
る。これらの水切り溝２３は直線状でも曲線状でも格子
状でもよい。また、ローラ面に突起やリブを形成するこ
とによって濾布ベルト３，４から表出した洗浄水がスム
ーズに排出される通路が形成されるならば、水切り溝２
３はどのような形態のものでもよい。更に、図９に示す
反転ガイドローラ２１は、スポンジ等の円柱状の吸水体
２４と、吸水体２４の周囲に配置されたローラ２５とか
ら構成したものである。反転ガイドローラ２１は吸水体
２４で水分除去を行うことができる。

【００１９】次に、この汚泥脱水装置の作動について説
明する。図４に示すように、駆動装置即ちモータ５のス
イッチを入れると、駆動ローラ６，６がそれぞれ矢印方
向に回転し、駆動ローラ６，６の回転に伴って、ローラ
群７，７に掛装された濾布ベルト３，４が走行する。濾
布ベルト３，４は、濾布ベルト部材３Ｆ，４Ｆを１８０
度捩じって即ち反転させ、濾布ベルト部材３Ｆ，４Ｆの
両端を連結した無端状の濾布ベルトである。従って、図
１０に示すように、例えば、Ｅ方向又はＦ方向に濾布ベ
ルト３，４が蛇行しようとする力が働いた場合でも、濾
布ベルト３，４元に戻る力が働くので、濾布ベルト３，
４はローラ６，７の軸線方向に蛇行を生じることはな
い。

【００２０】脱水されるべき汚泥１は、供給部２から濾
布ベルト３上に供給され、重力脱水されつつ移送され
る。濾布ベルト３はローラ７で転向して濾布ベルト４と
対面重合し、両濾布ベルト３，４間に汚泥１を転走挟持
しつつ加圧ローラ８で加圧脱水する。

【００２１】次いで、加圧脱水された汚泥１は、濾布ベ
ルト３，４に挟持されたまま剪断脱水部Ｓに至る。剪断
脱水部Ｓでは、重合した濾布ベルト３，４は緊張されな
がら複数の遊星ローラ１４の外側を走行し、遊星ローラ
１４による剪断力を順次受ける。この時、モータにより
支持部材１７を回転させることによって、遊星ローラ１
４の公転速度と重合した濾布ベルト３，４の走行速度の
差によって生ずる相対速度だけ、遊星ローラ１４と重合
した濾布ベルト３，４との接触部が移動し、遊星ローラ
１４による剪断回数を増加させることができ、効率的な
汚泥１の脱水が行われる。

【００２２】上記のようにして、加圧脱水及び剪断脱水
を受けた汚泥１は、次いで、圧搾ローラ９で圧搾され
て、脱水ケーキ１０になり、その後、濾布ベルト３，４
が二手に分かれたところで、脱水ケーキ１０は濾布ベル
ト３，４から剥離落下し、コンベヤ１１等で搬送され
る。

【００２３】脱水ケーキ１０が剥離された後に、濾布ベ
ルト３，４は、洗浄装置１２から洗浄水の噴射を受けて
洗浄される。洗浄された濾布ベルト３，４は反転ガイド
ローラ２１に案内されて走行するうちに徐々に幅方向に
水平な状態から鉛直状態に変化し、次いで再び水平状態
に変化して反対側の面が上になり、濾布ベルト３，４は
それぞれ反転する。従って、汚泥１に接していた濾布ベ
ルト３，４の面は、反転後、再度重合部に至ると、今度
は反対側の面が汚泥１に接することになる。このように
濾布ベルト３，４は、一周するごとに汚泥１が接触する
面が交互に変化する。同様に、各種ローラが接する濾布
ベルト３，４の面も交互に変化するので、濾布ベルト
３，４の表面損傷は大幅に低減することになる。

【００２４】更に、洗浄装置１２はそれぞれの濾布ベル
ト３，４に一台設置されているだけであるが、濾布ベル
ト３，４が一周するごとに反転するので、濾布ベルト
３，４の両面が交互に洗浄されることになる。洗浄水は
濾布ベルト３，４の汚泥１との接触面と反対側の面、即
ち濾液の通過方向と逆の面から噴射されるので、濾液中
の濁質分、有機物、重金属類が濾布内部に蓄積され難
く、濾過能力の低下を防止することができる。勿論、洗
浄水を噴射する濾布ベルト３，４の面は汚泥１に接して
いた面であってもよい。

【００２５】水切り機能を有する反転ガイドローラ２１
は、濾布ベルト３，４を両側から圧搾するので、瀘布に
含まれた洗浄水は濾布面から表出し、水切り受け皿２２
に排出される。その時、反転ガイドローラ２１及び濾布
ベルト３，４は鉛直状態あるいは傾斜状態であるから、
濾布から表出した洗浄水は反転ガイドローラ２１の表面
又は水切り溝２３を伝わってスムーズに排出される。

【００２６】

【発明の効果】この発明による汚泥脱水装置は、上記の
ように構成されているので、次のような効果を有する。
即ち、この発明による汚泥脱水装置は、瀘布ベルトにメ
ービウスの帯の曲面の原理を応用したものであるから、
濾布ベルトの表面と裏面のいずれも汚泥を脱水するため
の面を構成することになる。従って、各種ローラが濾布
ベルトに接する面は、従来の濾布面の表と裏の両面に相
当し、濾布ベルトの表面損傷は大幅に低減する。即ち、
各種のローラが濾布ベルトの片面だけに接していた従来
の汚泥脱水装置に比較して、濾布ベルトの寿命は、例え
ば、約２倍になる。

【００２７】また、汚泥が接する濾布ベルトの面も、従
来の濾布面で言う表と裏の両面に相当するので、脱水時
に濾液は濾布ベルトの一方の面から他方の面に交互に流
れることになり、それ故に、濾液中の濁質分、有機物、
重金属類が濾布内部に蓄積され難く、濾過能力の低下が
起こり難い。従って、瀘布ベルトの濾布面の汚泥が大幅
に低減されることになる。

【００２８】更に、従来の汚泥脱水装置は、運転中に濾
布ベルトがローラの軸線方向に蛇行するということがあ
ったが、この発明による汚泥脱水装置では、濾布ベルト
が蛇行した場合に、元に戻る力が働くので、濾布ベルト
の走行について安定した運転が可能となった。

【００２９】また、従来の汚泥脱水装置は、図１１に示
すように、一本の濾布ベルトに対して洗浄装置を一台設
けた場合には、濾布ベルトを一方の面から洗浄するのみ
であった。これに対して、この発明による汚泥脱水装置
は、一台の洗浄装置で、汚泥と接した濾布ベルトの面と
逆の面、即ち、濾液の通過方向と逆方向の面から、濾布
ベルトの両面の洗浄を交互に繰り返し行うことができ
る。従って、この発明による汚泥脱水装置は、濾布ベル
トの濾過能力の低下を防止することになる。また、従来
は、濾布ベルトの洗浄を、濾布ベルトの両面から行おう
とすれば、当然、濾布の内側面と外側面のそれぞれに洗
浄装置を設置する必要があり、洗浄装置の台数が多くな
るという問題点があったが、この汚泥脱水装置では、洗
浄装置を一箇所に設置するだけで濾布ベルトの裏と表が
洗浄できるので、洗浄装置の設置台数が少なくなり、装
置全体のコストの低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による汚泥脱水装置の第一実施例にお
ける無端濾布ベルトを製作するために使用される濾布ベ
ルト部材を示す正面図である。

【図２】図１に示す濾布ベルト部材を１８０度ねじった
即ち反転させた状態を示す正面図である。

【図３】この発明による汚泥脱水装置に使用される完成
した無端濾布ベルトの一実施例を示す斜視図である。

【図４】この発明による汚泥脱水装置の一実施例を示す
説明図である。

【図５】この汚泥脱水装置における剪断脱水部の部分断
面正面図である。

【図６】図５のＱ−Ｑ線における断面図である。

【図７】水切りローラの一例を示す斜視図である。

【図８】水切りローラの別の例を示す斜視図である。

【図９】水切りローラの更に別の例を示す平面図であ
る。

【図１０】濾布ベルトの蛇行を説明するための説明図で
ある。

【図１１】従来の汚泥脱水装置の一例を示す側面図であ
る。

【図１２】従来の濾布ベルトを示す斜視図である。

【符号の説明】

１ 汚泥 ３，４ 濾布ベルト ３Ｆ，４Ｆ 濾布ベルト部材 ５ 駆動装置 ６ 駆動ローラ ７ ローラ群 ８ 加圧ローラ ９ 圧搾ローラ １０ 脱水ケーキ １２ 洗浄装置 ２１ 反転ガイドローラ Ｓ 剪断脱水部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数個のローラに走行可能にそれぞれ掛
   装され且つ途中で１８０度反転した状態で無端状に連結
   された一対の無端濾布ベルト、該無端濾布ベルトの一部
   を互いに対面重合させて前記無端濾布ベルト間に構成さ
   れた剪断脱水部、及び前記濾布ベルト間の前記剪断脱水
   部で走行する汚泥を挟圧して剪断脱水を行うため前記汚
   泥に剪断力を与える複数の剪断ローラ、を有することを
   特徴とする汚泥脱水装置。
2. 【請求項２】 １８０度反転した状態の前記無端濾布ベ
   ルトは、１本の濾布ベルト部材を途中で１８０度反転さ
   せて両端を連結することで構成されることを特徴とする
   請求項１に記載の汚泥脱水装置。