JPH0685844B2 - 電気浸透式脱水機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、下水処理場等で発生した余剰汚泥，あるい
は食品その他の工業分野で発生したスラリ状物質の泥漿
を被脱水処理物として、この被脱水処理物を電気浸透作
用により脱水処理する電気浸透式脱水機の構成に関す
る。

〔従来の技術〕

頭記した電気浸透式脱水機に付いては従来より回転ドラ
ム型，プレスコンベア型等が知られているが、その原理
的な基本構造は第５図の如くである。図において１は陽
極、２は陽極１に被脱水処理物の供給間隙を隔てて対向
する陰極、３は陰極２の電極面上に被着された濾過材、
４は陽極１と陰極２との間に電圧を印加する直流電源で
ある。ここで前記陰極２には電極基材の表裏を貫通して
比較的径大な濾水排水溝2aが電極面上に分散開口してあ
る。また濾過材３は濾水のみを透過させる濾過機能と併
せて陽極１と陰極２とが直接接触して電気的に短絡する
のを防止する絶縁機能を持たせたものであり、通常はナ
イロン，テトロン繊維で編んだ濾布が使用されている。

次に上記構成による電気浸透脱水の動作原理に付いて述
べる。陽極１と陰極２との間に被脱水処理物である泥漿
５を供給し、電源４より陽極１と陰極２との間に電圧を
印加すると、陽極１と陰極２との間に形成された電場に
より泥漿５に電気浸透が作用するようになる。この電気
浸透作用により、泥漿５の懸濁粒子は負に帯電して陽極
側に移動する力を受けるのに対し、泥漿５の含有水は正
に帯電して陰極側に移動して集められ、ここから濾過材
３を透過し、さらに陰極２の排水溝2a内を自由に流下し
て矢印Ｐのように系外に分離排水されるようになる。な
おこの電気浸透脱水過程で、泥漿５は濾過材３に接触し
ているが、電気的には濾過材３に含浸した導電性の濾水
を導電媒体として陰極２と導通している。

これにより泥漿は脱水されて低含水率の脱水ケーキに変
わり、回収後に焼却処分，ないしコンポスト化して肥料
に再利用される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで上記した従来構成の電気浸透式脱水機では次記
のような問題点がある。すなわち第６図は第５図におけ
る陰極2,および濾過材３の一部を拡大した断面図を示す
ものであるが、ここで陰極２の電極面上に被着されてい
る濾過材３の面域に付いて陰極２の電極基材に当接して
いる領域Ａと排水溝2aを覆っている領域Ｂとに分けてミ
クロ的に見ると、領域Ａでは泥漿５より分離した濾水が
符号5aで示すように濾過材３と陰極２の電極基材面との
間の空隙を充満するように保持されて陰極２と泥漿５と
の間を電気的に導通させているが、これに対し領域Ｂで
は濾過材３を透過した濾水が排水溝2aを流下して系外に
排出されるので濾過材３には殆ど濾水が保持されない。
このため領域Ｂに存在する泥漿５はその周囲領域Ａに存
在する泥漿，濾過材３の含浸濾水5aを介して陰極２と電
気的に導通するようになり、したがってこの部分の泥漿
含有水は電気浸透作用により図示の点線Ｑで示すように
領域Ａから領域Ｂへ迂回してから排水溝2aへ排水される
ような長い移動経路を辿ることになる。つまり前記した
通電分布により陰極側では電気浸透作用が有効に働く部
分が領域Ａに制約されるようになり、この結果として領
域Ｂでは泥漿の脱水進行が遅く，かつ脱水率も低下する
ことになる。

しかも上記のように陰極２上での通電領域が排水溝2aに
対応する領域Ｂを除いた残りの領域Ａに制約される場合
には、この通電分布が原因となって電気浸透脱水時にお
ける泥漿５の実効電気抵抗は排水溝2aのない平坦な陰極
を使用した場合と比べて約20〜30％増大し、かつこれに
伴って電気浸透脱水に消費する電力も泥漿５の実効電気
抵抗の増大分に比例して増すことが実験結果からも確認
されている。

このように陰極２の電極面に開口した濾水排水溝2aが径
大で、この排水溝内に流入した濾水が溝内に留まること
なく系外に流出するようにした従来の構造では、濾水を
導電媒体とする泥漿と陰極との間の導電性が低下して消
費電力量が増す等、高い電気浸透脱水効率が得られな
い。

この発明は上記問題の点にかんがみ成されたものであ
り、その目的は被脱水処理物から分離した濾水の排水機
能を確保しつつ、しかも陰極の全領域で電気浸透が良好
に作用するようにした電気浸透式脱水機を提供すること
にある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するために、この発明によれば、陰極
側の濾水排水経路に被脱水処理物より分離した濾水の一
部を常時濾過材，および陰極の排水溝中に充満保持させ
る圧力損失付与手段を設けて構成するものとする。

〔作用〕

上記の構成において、圧力損失付与手段は例えば陰極お
よび濾過材を収容したオーバーフロー排水口付きの濾水
受け皿，あるいは陰極の電極面に分散開口した排水溝と
しての毛管孔であり、電気浸透作用により濾過材を透過
した濾水の流出に対して圧力損失を与え、濾過材，およ
び陰極の排水溝中に濾水が常に充満している状態を形成
する。したがって電気浸透脱水時には濾過材，排水溝中
に充満している濾水を導電媒体として被脱水処理物と陰
極の間には全領域で高い導電性が確保されることにな
り、これにより被脱水処理物の実効電気抵抗が低値とな
り、少ない消費電力で高効率な電気浸透脱水を達成する
ことができる。

〔実施例〕

第１図，第２図と第３図，および第４図はそれぞれこの
発明の異なる実施例を示すものであり、第５図に対応す
る同一部材には同じ符号が付してある。

（実施例１） 第１図に示す実施例において、陰極側には第５図で述べ
た排水溝付きの陰極２と濾過材３を収容した圧力損失付
与手段としての濾水受け皿６が装備されている。この濾
水受け皿６は上面を開放した容器であり、その周縁には
高さレベルを濾過材３の設置高さに合わせてオーバーフ
ロー排水口6aが開口している。

かかる構成において、まず電気浸透脱水の開始時にはあ
らかじめ濾水受け皿６内にオーバーフロー排水口6aの高
さまで導電媒体となる水を補給して置く。次いで電気浸
透脱水を開始すると、電気浸透作用により泥漿５の含有
水は陰極側に移動し、ここから濾過材５を透過し，さら
に陰極２の排水溝2aを通じて濾水受け皿６内に流れ込ん
だ後に受け皿６のオーバーフロー排水口6aを通じて系外
に排水される。したがってこの場合に濾過材3,および陰
極２は圧力損失付与手段である濾水受け皿６に滞留して
いる濾水中に浸漬していて濾過材3,排水溝2aには濾水が
充満した状態にあり、これにより第６図で述べた領域A,
Bの間で殆ど差異なしに泥漿５と陰極２との間には濾水5
aを導電媒体として均一な通電分布，および高い導電性
が確保されるようになる。

したがって泥漿５に対し陰極２の全領域で電気浸透がむ
らなく作用することになり、かくして第５図の従来例と
比べて少ない消費電力で効率の高い電気浸透脱水が行わ
れるようになる。

（実施例２） 第２図，第３図に示した実施例は、原理的には第１図の
実施例と同様であり、構造的に陰極２と濾水受け皿６と
が一体物として構成されている。すなわち電極材料と同
じステンレス製の濾水受け洗６の底部には多数条のリブ
状突起として成形された陰極２が一体に設けてあり、さ
らに受け皿６の周縁には陰極２の電極面に被着した濾過
材３の設置レベルに合わせてオーバーフロー排水口6aが
開口した構成に成る。

（実施例３） 第４図はさらに異なる実施例を示すものであり、その構
成は基本的に第５図に示した従来例と略同一であるが、
陰極２には排水溝として電極基材に多数の毛管孔2bを分
散開口したものである。ここで毛管孔6bの孔径はその毛
管力で水を孔内に充満保持するように選定されている。
かかる構成により毛管孔2bが該孔を通じて系外に流出す
る濾水に対し圧力損失を与えることになり、したがって
電気浸透作用で濾過材３を透過した濾水の一部は常に濾
過材３の全域および濾水の排水溝である陰極２の毛管孔
2b内に充満した状態が保持されることになり、これによ
り泥漿５と陰極２との間に高い導通状態を確保して前記
各実施例と同様に泥漿５を少ない消費電力で効率よく電
気浸透脱水することができる。

〔発明の効果〕

以上述べたようにこの発明によれば、電気浸透式脱水機
に対しその陰極側の濾水排水経路に被脱水処理物より分
離した濾水の一部を常時濾過材，および陰極の排水溝中
に充満保持させる圧力損失付与手段を設けて構成したこ
とにより、濾水の排水機能を確保しつつ，濾過材を介し
ての被脱水処理物と陰極との間に高い導電性を確保する
ことができ、これにより少ない消費電力で高効率な電気
浸透脱水を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例の構成断面図、第２図は第１図
の応用実施例を示す構成断面図、第３図は第２図におけ
る陰極側の構成を示す斜視図、第４図はさらに異なる実
施例を示す陰極側の部分拡大断面図、第５図は従来の電
気浸透式脱水機の構成断面図、第６図は第５図における
陰極側の部分拡大断面図である。各図において、 1:陽極、2:陰極、2a:陰極の濾水排水溝、2b:圧力損失付
与手段としての毛管孔、3:濾過材、4:電源、5:被脱水処
理物としての泥漿、6:圧力損失付与手段としての濾水受
け皿、6a:オーバーフロー排水口。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】泥漿供給間隙を隔てて相対向する陽極およ
   び濾水排水溝を形成した陰極と、陰極の電極面上に被着
   した濾過材と、陽極と陰極との間に電圧を印加する電源
   とから成り、前記陽極と陰極間に被脱水処理物を供給し
   て電圧を印加することにより、被脱水処理物の含有水を
   陰極側に集め、ここから濾過材，陰極の排水溝を通じて
   系外へ分離排水するようにした電気浸透式脱水機におい
   て、前記陰極側の濾水排水経路に被脱水処理物より分離
   した濾水の一部を常時濾過材，および陰極の排水溝中に
   充満保持させる圧力損失付与手段を設けたことを特徴と
   する電気浸透式脱水機。
2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項記載の電気浸透式脱
   水機において、圧力損失付与手段が濾過材および陰極を
   収容したオーバーフロー排水口付きの濾水受け皿である
   ことを特徴とする電気浸透式脱水機。
3. 【請求項３】特許請求の範囲第２項記載の電気浸透式脱
   水機において、濾水受け皿が陰極と一体構成されている
   ことを特徴とする電気浸透式脱水機。
4. 【請求項４】特許請求の範囲第１項記載の電気浸透式脱
   水機において、圧力損失付与手段が陰極を貫通して電極
   面上に多数分散開口した排水溝としての毛管孔であるこ
   とを特徴とする電気浸透式脱水機。