JPH0671493A - 含水物の脱水処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 含水物から脱水する脱水処理装置において、
含水物から圧搾ロールにて水分を搾り出し、搾り出した
水が加圧により容易に離水することのない装置とする。 【構成】 少なくとも１本の圧搾ロールを含む複数のロ
ールに掛装され、少なくとも部分的に対向して走行可能
とされた上下ろ布ベルトの外側に１枚または１組以上の
吸水性樹脂を有する吸水性ベルトを装着し、圧搾ロール
により搾り出された水分を吸水性ベルトに吸収させるよ
うにする。上記吸水性ベルトは下記の方法で製作され
る。 １）吸水性樹脂を表面にコーティングする。 ２）種々の形状に成形した吸水性樹脂を埋め込む。 ３）袋状ベルトの内部に吸水性樹脂を充填する。 ４）吸水性樹脂を繊維状に加工し織布する、不織布にす
るあるいは基布に植毛する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、圧搾ロールにて搾り出
された水分を吸水性ベルトに吸収させる含水物の脱水処
理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】複数のロールに掛装され少なくとも部分
的に対向して走行可能とされた上下ろ布ベルトの外側に
１枚または２枚の毛細管吸水力を利用したフェルト（不
織布）やスポンジ状ベルトを吸水性ベルトとして装着し
た脱水装置や、ろ布ベルトそのものを吸水性のフェルト
やスポンジ状ベルトに置き換えた脱水装置などがある。

【０００３】具体的には、上下ろ布ベルトの外側に２枚
のスポンジ状ベルトを吸水性ベルトとして装着した脱水
装置が特公昭５６−１５２９３号公報に提案されてい
る。該脱水装置の主要脱水部は、対面してそれぞれ独立
して駆動されるが相互に同期性を保って走行する、挟持
される被脱水物からみて、エンドレスのろ布ベルト、ス
ポンジ状吸水ベルトおよび多孔板状のスラットコンベア
からなり、ろ布ベルトの間に被脱水物を挟持して、被脱
水物を搬送しつつ、多孔板状のスラットコンベア側から
加圧して脱水するものである。ここで、加圧脱水された
水はスポンジ状ベルトに保持されるのではなく受け皿に
流出される。

【０００４】上記特公昭５６−１５２９３号公報の例か
らわかるように、従来の脱水装置では吸水性ベルトとし
てフェルトやスポンジ状ベルトを使用しているが、これ
らベルトは毛細管作用による吸水力を利用したベルトで
あるため、いったん水分を吸収しても圧力がかかると再
び水分を放出し含水物に水分を戻してしまうという欠点
があり、従って圧力をかけて水分を搾り出しながらその
水分を吸収除去させることは原理的に不可能であり、そ
のため吸水性ベルトを使用しても脱水効果が充分に発揮
されないというのが現状であった。

【０００５】また、特開昭６３−１４０２８１号公報に
は、対向して周回する１対のコンベアーベルトの表面に
吸水性高分子化合物を付着させ、吸水性高分子化合物を
被吸水物質と接触させることにより水切りする方法が示
されている。ここで開示された水切り作用は、吸水性樹
脂（高分子化合物）の化学的作用に基づく脱水対象物と
の直接接触による水分除去であり、水分除去に関して物
理的な力の作用は寄与していない。従って上記公報に開
示された方法を本願に適用しても充分な脱水効果は発揮
されない。特に、有機性汚泥を脱水する工程に適用した
場合には、吸水性ベルトの吸水性高分子化合物面に汚泥
が付着することが予想され、付着した汚泥をスクレーパ
等で剥離しようとすると吸水性高分子化合物の強度から
して高分子化合物がスクレーパにより削り取られるので
実用的でないなどの問題がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、従来
の脱水処理装置の上記諸欠点をすべて解消できる新規脱
水処理装置を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記問題点は本発明の脱
水処理装置によって解決される。すなわち、少なくとも
１本の圧搾ロールを含む複数のロールに掛装し、少なく
とも部分的に対向して走行可能とされた上下ろ布ベルト
の外側に１枚または１組以上の吸水性樹脂を有する吸水
性ベルトを装着し、前記圧搾ロールにて搾り出された水
分を該吸水性ベルトに吸収させるようにしたことを特徴
とする含水物の脱水処理装置である。

【０００８】上記本発明の脱水処理装置が従来の脱水処
理装置に対して特に特徴とするところは、複数のロール
群のうち少なくとも１本は含水物中の水分を搾り出す機
能を有する圧搾ロールであり、さらに圧搾ロールにより
含水物中の水分を搾り出す部分に吸水性ベルトが存在す
ることにある。

【０００９】本発明の脱水処理装置に使用される吸水性
樹脂を有する吸水性ベルトは以下の方法によって製作さ
れるベルトである。 （１）加圧により容易に離水することのない吸水性樹脂
を走行ベルトの表面にコーティングしたベルト、または
吸水性樹脂を種々の形状に成形したものを走行ベルトに
埋め込んだベルト。 （２）加圧により容易に離水することのない吸水性樹脂
を袋状ベルトの内部に充填したベルト （３）加圧により容易に離水することのない吸水性樹脂
を繊維状に加工し、織布したベルト、不織布にしたベル
トあるいは基布に植毛したベルト 本発明の脱水処理装置には少なくとも１枚の吸水性ベル
トが存在することが必須であるが、２枚以上存在しても
よく、それらが上記（１）〜（３）のうちの異なった方
法で製作された吸水性ベルトであっても良い。

【００１０】上記加圧により容易に離水することのない
という意味は、例えば相対向する１対の圧搾ロールによ
って吸水性ベルト内の吸水した吸水性樹脂がうける圧力
が５０ｋｇ／ｃｍ² 程度であっても吸水した吸水性樹脂
から離水することはないという意味である。

【００１１】本発明の脱水処理装置によれば、従来のス
ポンジやフェルトからなる吸水性ベルトを使用した場合
のように加圧によりいったん吸収された水は容易に離水
されることはなく、また圧力のかかった状態で水分を吸
収させることが可能となったため、複数個の圧搾ロール
に吸水性ベルトを掛装しても吸水性ベルトに保有された
水が吐きだされて再び含水物に水分が戻るという懸念は
なくなり、また単数個の圧搾ロールであっても圧力のか
かる側に吸水性ベルトを掛装することができるようにな
ったため、従来より飛躍的に脱水率を高めることが可能
となった。

【００１２】また、含水物と吸水性ベルトとは間接接触
であるので含水物がろ布ベルトに付着しスクレーパを用
いて付着した含水物を除去してもスクレーパはろ布ベル
トと接触することになるため前記吸水樹脂を損傷するこ
となく処理可能となった。該吸水性ベルトに装備された
吸水性樹脂は自重の１０〜１０００倍の吸水能力がある
が、いずれは飽和状態になるので、その都度ベルトを交
換するか、または吸水性樹脂の再生装置を吸水性ベルト
の中間部に設けベルトを再生使用することもできる。

【００１３】吸水性樹脂の種類としては、メチルセルロ
ース、ポリビニールメチルエーテル、ポリエチレンオキ
サイド、ポリ−Ｎ−ジアルキルアクリルアミド、ポリア
クリル酸ソーダ、酢酸ビニール−アクリル酸エステル共
重合体ケン化物、酢酸ビニール−マレイン酸メチル共重
合体ケン化物、イソブチレン−無水マレイン酸共重合
体、ポリアクリルニトリル加水分解物、澱粉−アクリル
ニトリルグラフト共重合体ケン化物、澱粉−アクリル酸
グラフト共重合体、多糖類−アクリル酸グラフト共重合
体およびこれらの架橋物などがあり、それらを単独もし
くは組合せて使用できる。勿論上記吸水性樹脂をろ布な
どの表面に塗布加工する場合には水などに溶解してその
溶液を塗布乾燥して吸水性樹脂層とすることがあるが、
塗布加工後に樹脂層を架橋処理してもよい。

【００１４】本発明の吸水性ベルトのうちの１種類のベ
ルトは、上記吸水性樹脂を走行ベルトの表面にコーティ
ングすることにより製作される。基材となる走行ベルト
は、ゴム、織布、非吸水性樹脂などの材料で形成される
が、吸水性樹脂と接着性のよいことが前提となる。また
吸水性樹脂を走行ベルトにコーティングする際、走行ベ
ルトと吸水性樹脂との接着親和性が悪い場合や吸水性樹
脂層の変形の大きな場合、吸水性樹脂を直接コーティン
グすると樹脂が剥がれて脱落するおそれがあるので、接
着面には走行ベルトと吸水性樹脂との接着をよくする界
面処理を施工したり、まず変形の小さな樹脂を塗布し、
その外側に変形の大きな樹脂をコーティングするように
すると耐久性の大きな吸水性ベルトが製作できる。

【００１５】本発明の吸水性ベルトのうちの別種類のベ
ルトは、走行ベルトに種々の形状に成形した吸水性樹脂
を埋め込むことにより製作される。この場合には、ゴム
製や非吸水性樹脂製のベルトに樹脂を埋め込む切り欠き
を設け、接着剤で樹脂を接着してもよいし、化学繊維に
成形した吸水性樹脂を数珠状に取りつけたものをベルト
中に埋め込んでもよい。なお、樹脂の接着部分は、樹脂
の架橋密度を高め、吸水による変形量が少なくなるよう
にしたほうがよい。また、その形状は、ビーズ状、多角
形、その他何でもよく、特に形状は問わない。

【００１６】本発明の吸水性ベルトのうちの別種類のベ
ルトとして、袋状に加工したベルト中に吸水性樹脂を充
填して吸水性ベルトを製作する場合、袋中に充填する吸
水性樹脂の形状としては、パウダー状、ビーズ状、繊維
状のいずれかもしくはそれら形状のものを混合して使用
する。袋状ベルトの種類としては、中に充填した樹脂が
外部に流出しない程度の目開きを有するものであればよ
く、材質的には織布、金網などのものが使用される。吸
水性樹脂を単に袋状ベルトに充填しただけでは樹脂の分
布が偏る可能性があるので、袋が小分けにされるように
加工するか、小分けされた袋を繋ぎ合わせて１枚の吸水
性ベルトを製作するようにすると樹脂の偏りもなくな
り、均一な吸水能力を期待できる。

【００１７】本発明の吸水性ベルトのうちのさらに別種
類のベルトである、樹脂を紡糸し、織布して吸水性ベル
トとする場合は、吸水性樹脂から紡糸した糸は強度が弱
いため、織布として張力を受ける縦糸には従来のポリエ
ステルなどの繊維を用い、横糸に吸水性樹脂から紡糸し
た糸を用いる。織布方法としては単純な平織りの方が好
ましいが、吸水性樹脂から紡糸した横糸の吸脱水による
伸縮が大きい場合ニット織布としてもよい。

【００１８】また吸水性樹脂繊維の強度を高めるため、
紡糸する際化学繊維を芯線として用い、芯線を被覆する
ように吸水性樹脂を架橋成形させた糸としてもよい。ま
た、吸水性ベルトを不織布から製作する本発明のさらに
別種類のベルトの場合、化学繊維の基布の両面に、短繊
維状の吸水性樹脂繊維を絡めていわゆるフェルトを形成
してもよいし、化学繊維の基布の片面に、短繊維状の吸
水性樹脂繊維をニードルパンチングし、脱糸防止のため
裏面を樹脂コーティングしてもよい。さらに、化学繊維
の基布の片面に、短繊維状の吸水性樹脂繊維を植毛し、
電気溶着してもよい。

【００１９】次に、上記諸種の吸水性樹脂を有する吸水
性ベルトのうち、メチルセルロース、ポリビニールメチ
ルエーテル、ポリエチレンオキサイド、ポリ−Ｎ−ジア
ルキルアクリルアミドなどの温度により疏水性から親水
性あるいはその逆の転移を示す吸水性樹脂を用いて吸水
性ベルトを製作した場合は、これら吸水性樹脂の吸水能
力はせいぜい自重の１０〜２００倍程度と大きくないた
め、吸水性ベルトを周回させて繰り返し再生使用する。
この場合周回の途中に再生装置を設け樹脂を再生しなけ
ればならないが、その方法として、例えば、熱による再
生方法がある。それは樹脂の種類によっても異なるが、
一般に水を含んだ樹脂を３５〜７０℃に加熱して樹脂を
収縮させ、中に取り込んだ水を放出させるものである。
その場合、常温に近いところで再生できる樹脂のほうが
熱効率的に有利である。

【００２０】これに対して上記吸水性樹脂を有する吸水
性ベルトのうち、架橋澱粉−アクリルニトリルグラフト
共重合体ケン化物、架橋澱粉−アクリル酸グラフト共重
合体、架橋多糖類−アクリル酸グラフト共重合体や架橋
アクリル酸共重合体などの高吸水性ポリマーを含む吸水
性ベルトを製作した場合は、これら吸水性樹脂の吸水能
力は自重の１００〜１０００倍と大きいため再生処理は
行わず、一定の吸水量に達した後廃棄する方が有利であ
る。吸水性ベルトは脱水装置の圧縮ゾーン後半に掛装し
たほうが脱水すべき水分の絶対量が少ないため樹脂のラ
イフが伸び経済的に有利となる。

【００２１】

【作用】本発明は、５０ｋｇｆ／ｃｍ² 以下の加圧では
離水することのない吸水性樹脂を有する吸水性ベルトを
装備した脱水処理装置であり、吸水性樹脂は、いったん
吸収した水を容易に離水することはないため、複数個の
圧搾ロールに吸水性ベルトを掛装しても、吸水性ベルト
に保有された水が吐き出されて再び含水物を濡らすとい
う懸念はなくなり、また圧力のかかった状態で水を吸収
させることが可能となったため、圧力のかかる側に吸水
性ベルトを掛装することができ、従来より飛躍的に脱水
率を高めることが期待できるものである。

【００２２】

【実施例】図１、２は本発明を応用した実施例を示す。
図１は、対向ロール型脱水機の圧縮部後半に、吸水性樹
脂をコーティングした吸水性ベルト４、５を掛装したも
のである。吸水性ベルトの中間には、吸収性樹脂の再生
装置６、７が設けてあり、そこで吸水性樹脂を再生する
ことにより吸水性ベルトは繰り返し使用される。

【００２３】脱水されるべき含水物は、供給ボックス１
に供給され、そこで適度な厚みに調整された後、圧搾ロ
ール１０を含む対向ロールのある圧搾部に移送される。
圧搾部は容積が順次小さくなるように設計されているの
で次第に含水物に圧力がかかり脱水される。圧搾部後半
は高圧脱水部であり、そこでは含水物はさらに高い圧力
がかかり脱水されるが、吸水性ベルトが装着されている
ので搾り出された水は直ちに吸水性樹脂に吸収され、再
び含水物に吸水されることはない。脱水された含水物は
スクレーパ８、９で掻取られ回収される。

【００２４】図２はベルトプレス型脱水機に吸水性ベル
ト４を掛装したものである。吸収性樹脂の再生装置６は
同じく吸水性ベルト４の中間に設けてある。水平ロール
では、ろ布ベルトの張力に基づく圧力がロール面に発生
し、その圧力で含水物は脱水される。吸水性ベルトは、
圧搾ロール１０の後半一本の片側のみに取り付けてある
が、両面に取り付けることもできるし、複数個の圧搾ロ
ールに取り付ければさらに効果的である。

【００２５】（実施例１）図３は本発明の１実施例を示
したものである。含水物供給ボックス１１に供給する含
水物は、予め凝集剤を添加し調質した汚泥か、または通
常の脱水機や遠心分離機で脱水した脱水汚泥のどちらで
あってもよいが、ここではし尿余剰汚泥を通常のベルト
プレス型脱水機により脱水した脱水汚泥の場合について
述べる。使用した脱水汚泥の含水率は８５％であった。
その脱水汚泥を上下ろ布１２、１３の間に厚さ１０ｍｍ
で供給し、対向ロール１８、１９で圧搾脱水した。対向
ロール１８、１９の回りには吸収性樹脂繊維で織布した
吸水ベルト１４、１５が掛装してあり、対向ロール１
８、１９で搾り出された水を吸水ベルト１４、１５で吸
水できるようにした。また、搾りロール２０、２１は吸
水ベルトとして、従来の毛細管作用に基づくフェルト状
ベルトを装着した場合に、フェルト状ベルトに保有され
た水を搾り出すためのものであり、吸収性樹脂を使用す
る場合には特に必要ない。

【００２６】図４は、図３の装置を用いて脱水汚泥を繰
り返して圧搾したときの脱水性能を吸収性樹脂繊維で織
布した吸水ベルトを用いた場合と従来のフェルト製吸水
ベルトを用いた場合とを比較したものである。フェルト
製吸水ベルトを用いた場合には汚泥の含水率は８０％で
飽和するのに対して、本発明の吸水性樹脂繊維で織布し
た吸水ベルトを用いた場合には汚泥の含水率は繰り返し
脱水する毎に８５％、８０％、７５％、７２．５％、７
１％・・・と脱水が進み含水率は低下する。

【００２７】

【発明の効果】脱水装置において、ろ布ベルトの外側に
吸収性樹脂を含む吸水性ベルトを装着し、ロール群中に
圧搾ロールを装備して、含水物から圧搾ロールにより水
を搾り出し、圧力のかかった状態で搾り出された水を吸
収させることが可能となるため、従来より飛躍的に脱水
率を向上することが期待でき、含水物の減容化が図れ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】対向ロール型脱水機の後半に吸水性ベルトを取
りつけた脱水処理装置の１例を示す模式図。

【図２】ベルトプレス型脱水機に吸水性ベルトを取りつ
けた脱水処理装置の１例を示す模式図。

【図３】対向ロール型脱水機に吸収性樹脂繊維で織布し
た吸水ベルトを取りつけた脱水処理装置の１例を示す模
式図。

【図４】図３の装置を用いて脱水汚泥を脱水したときの
性能を従来装置の性能と比較したグラフ。

【符号の説明】

１，１１ 供給ボックス ２，３，１２，１３ ろ布ベルト ４，５，１４，１５ 吸水性ベルト ６，７ 吸収性樹脂の再生装置 ８，９ １６，１７ スクレーパ １０，１８，１９ 圧搾ロール ２０，２１ 搾りロール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ２６Ｂ 13/26 9140−3Ｌ (72)発明者 宮下 才知 東京都港区港南１丁目６番27号 荏原イン フィルコ株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも１本の圧搾ロールを含む複数
   のロールに掛装し、少なくとも部分的に対向して走行可
   能とされた上下ろ布ベルトの外側に１枚または１組以上
   の吸水性樹脂を有する吸水性ベルトを装着し、前記圧搾
   ロールにて搾り出された水分を該吸水性ベルトに吸収さ
   せるようにしたことを特徴とする含水物の脱水処理装
   置。
2. 【請求項２】 前記吸水性ベルトは、加圧により容易に
   離水することのない吸水性樹脂を走行ベルトの表面にコ
   ーティングしたベルト、または吸水性樹脂を種々の形状
   に成形したものを走行ベルトに埋め込んだベルトである
   請求項１記載の含水物の脱水処理装置。
3. 【請求項３】 前記吸水性ベルトは、加圧により容易に
   離水することのない吸水性樹脂を袋状ベルトの内部に充
   填したベルトである請求項１記載の含水物の脱水処理装
   置。
4. 【請求項４】 前記吸水性ベルトは、加圧により容易に
   離水することのない吸水性樹脂を繊維状に加工し織布し
   たベルト、不織布にしたベルト、または基布に植毛した
   ベルトである請求項１記載の含水物の脱水処理装置。