JPS6068017A - 電気浸透式脱水機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 この発明は下水処理場あるいはし尿処理場等の処理工程
で生じた汚泥等の泥漿を脱水処理する電気浸透式脱水機
に関する。

〔従来技術とその問題点〕

頭記処理場で発生する汚泥は、環境汚染の問題もあって
そのまま河川などに廃棄することなく、脱水処理してケ
ーキ化した上で埋立、焼却々いしはコンポスト化して肥
料に再利用するようにしている。この場合に汚泥脱水ケ
ーキの含水率が十分に低ければ焼却炉での自然焼却が可
能であるし、またコンポスト化プロセスにおける汚泥含
水率の調整が容易となる。しかして、有機物が主成分で
ある前記汚泥は水との結び付が強−く脱水が困難でどの
多量の凝集剤を用いて濃縮処理を行っても高々脱水ケー
キの含水率６０チ程度が脱水限界であり、それ以上に脱
水率を高めることは実用的に困難であるとされている。

このために脱水性能の向上策として電気浸透法を利用し
た脱水機が一部で開発されるようになっている０その一
例として既存のベルトプレス式脱水機のプレスベルトと
フィルタベルトを対向電極として両者間に電圧を印加し
、ベルト間に供給される汚泥に機械的な圧搾力を加えつ
つ電場を作用させることにより電気浸透脱水を行うよう
にしたものが知られている。この脱水方式によれば純機
械式脱水機に比べて脱水性能はかなり改善されるものの
、ベルトプレスへ投入される汚泥はプレ脱水を行っであ
る程度ケーキ化されたものに限られ、含水率９０％以上
の殆ど生に近い汚泥を直接供給しだのでは、機内搬送の
途中で汚泥がベルト間の汚泥通路から横洩れしてし捷い
、汚泥損失が極めて大きく実用に供し得ない０ このために、電気浸透部の対向電極を同心配置の管状電
極となして両電極間に画成された泥漿通路へ泥漿を送り
込んで電気浸透を行い、かつ内側の管状電極の局面を治
水透過スクリーン面としてここを透過した炉水を系外へ
排水するように構成した電気浸透式脱水機が既に提案さ
れている。かかる脱水機によれば先制のベルト方式とは
異なり、搬送途中で泥漿が通路から横洩れ１．７てしま
うおそれがないので、流動性の高い高含水率の泥漿をそ
のｉｔ投入して脱水処理することができる利点がある。

しかしながら反面、含水率の高い泥漿を低含水率の脱水
ケーキにまで一気に電気浸透で脱水する方式では、これ
に要する消費電力量は非常に犬となる。すなわち、第１
図は発明者の行った電気浸透脱水の笑験で、泥漿の初期
含水率と、これを含水率５５％まで脱水させるのに要す
る消費′電力量との関係を表わしたものであり、図から
明らかなように電気浸透脱水を行う前の泥漿の初期含水
率が低い程脱水処理に要する消費電力量が少なくて済む
０つまシミ気浸透部へ送シ込む以前のＴｈｉ］段工程で
何等かの様槻的方法によるプレ脱水を行うことにより電
気浸透部での消費電力量が節減できる。乙の観点から電
気浸透式脱水機の前段に独立した重力式あるいは圧搾式
のプレ脱水機を設備して両者をライン上で連けいし、泥
漿脱水システムを構成することが試みられた。しかし電
気浸透式脱水機と別個にプレ脱水機を設備することは脱
水機間を結ぶ泥漿移送手段も含めて設備費および設備空
間が増す等の問題が新たに派生する。

〔発明の目的〕

この発明は上記の点にかんがみなされたものであシ、前
記従来の問題を解決し、高含水率の泥漿を直接供給して
効呆的に脱水処理が行え、しかも電気浸透脱水に要する
消費電力量が少なく、かつ全体としてコンパクトな構成
となる電気浸透式脱水機を提供することを目的とする。

〔発明の要点〕

上記目的を達成するためにこの発明は、泥漿供給ホッパ
に連結された脱水機本体の横軸形外筒の前半部を電気絶
縁性材で作られた水切シ用スクリーン円筒体、および後
半部を電気浸透部の一方の電極となる導電性円筒体とし
て構成するとともに、前記外筒内には局面を沢水スクリ
ーン面となし、かつ外周に泥漿圧搾搬送用スクリュー羽
根を装備した中空回転軸を挿入し、前記外周の電極部と
回転軸を対向電極として両者間に霜；圧を印加しつつ、
ホッパよシ外筒と回転軸との間に画成された泥漿搬送路
へ送り込まれた被脱水物としての泥漿を出口へ向けてス
クリュー羽根で搬送することにより、同一機内の前半域
でスクリーンを通じて重力および圧搾式のプレ脱水を行
った後に、後半域では電気浸透によシ回転軸のフィルタ
面を透過させて脱水を行うようにし、これによシ消費電
力量の節電化および全体構造のコンパクト化を図シつつ
、高含水率の泥漿を効率よく連続脱水処理できるように
したもの−である。

〔発明の実施例〕

第２図はこの発明の実施例を示すものでアシ、脱水機は
横軸形外筒１０１回転軸２０．泥漿搬送用スクリユー羽
根３０９回転軸駆動装置４０および電源装置５０等を主
要部品として構成されている。このうち、外筒１０は図
面右側の前半部をプレ脱水部としてこの部分が電気絶縁
性材料で作られた水切り用スクリーン円筒体１１で構成
され、図面左側の後半部は電気浸透脱水部の一方の電極
を構成する導電性円筒体１２として構成され、両者がボ
ルト１３で一体に組立結合されている。また外筒１０の
泥漿入口１４には泥漿供給ホッパ１５が連結され、反対
側の出口１６にはコーン形状の脱水ケーキ分離ソｊイド
１７が向い合わせに間隙を隔てて対向設置されている。

一方、回転軸２０はその周面に多数のＦ水透過用の透孔
２１’ｌｉ−穿孔してスクリーン面となし、その内方に
軸端の開口を通じて機外の排水管６０に連通する炉水搬
出路２２を画成した例えばステンレス製の中空軸として
構成され、かつ軸受２３，２４を介して前記外筒１０の
軸中心に沿うように挿入配置されている。なお上記の透
孔２１は外筒１０の導電性円筒体１２と対向する一気浸
透部の領域に穿孔されておシ、さらに回転軸２０は全体
として外筒１０の入口側から出口側へ向けて漸次外径寸
法が拡大するようなテーパー軸として構成されている。

また泥漿搬送用のスクリュー羽根３０は前記ホッパ１５
よシ外筒１０へ投入された泥漿を出口１６へ向けて圧搾
搬送するものであシ、そのスクリュー羽根本体の外周縁
には外筒１０の内壁面に接して摺動する電気的絶縁性材
、例えば硬質ゴム製のシールパツキンを嵌着して電気絶
縁している。駆動装置４ｏは、駆動モータ４１と、例え
ば歯車式の動力伝達機構４２からなシ、モータ駆動によ
シ回転軸２０を所定の向きに緩速回転駆動するものであ
る。さらに電源装置５０は直流電源で、前記外筒１０の
導電性外筒１２を陽極、回転軸２０を陰極として両電極
へ電圧を印加するように給電線５１を介して外筒電極部
１２に接続した通電端子具１８および回転軸２０の通電
端子部２５に接続されている。壕だ符号６１は前記外筒
のプレ脱水部をカバーしてその下方に設置された系外の
排水系に連なる炉水受皿である０なお完配排水管６０を
含む機外のＦ水排水系には、必要に応じて排水用の吸引
ポンプが接続されている。

上記の構成において、電源装置５０よシ給電を行えば、
脱水機本体における後半域の電気浸透部で、外筒１０の
導電性円筒部１２と回転軸２０との間に電場が形成され
る。この状態で駆動装置４０によシ回転軸２０を駆動し
つつホッパ１５から入口１４を通じて外筒１０の内部で
回転軸２０との間に画成されだ泥漿通路７０へ多量の水
を含んだ含水率の高い被処理泥漿８０を投入すれば、泥
漿は矢印Ａのように通路内をスクリュー羽根３０で圧搾
力および撹拌力を受けながら出口１６へ向けて進行する
。また同時に外筒１０人口近傍の泥漿にはホッパ内に滞
留し九泥漿８００重量が上方よシ荷重される。したがっ
て外筒１０へ送シ込まれた泥漿は、まず泥漿８０の自重
によシスクリーン部を通じて重力式脱水が行われる。さ
らにスクリュー羽根３０の搬送動作によシ圧搾力を受け
る泥漿はプレ脱水部を通過する過程で泥漿に含まれる水
が外筒１０のスクリーン部を透過し、圧搾式脱水が行わ
れる。なお上記のプレ脱水工程でスクリーン円筒体１１
を透過し九痙水は矢印Ｂのように流水受皿６１へ流下し
、ここから系外へ排水される。一方、プレ脱水された泥
漿は引き続いてスクリュー羽根３０によって後半域の電
気浸透部に移送される。ここでは先述のように円筒体１
２と回転軸２０を対向電極として両者間に電場が形成さ
れている。したがって泥漿の含有水は正に帯電され、電
場の向きにしたがって陰極側型５極となる回転軸２０の
方へ流動して電極面に放電し、ここから回転軸２０透孔
２工を透過して矢印Ｃのように軸内の炉水搬出路２２へ
集まシ、排水管６０を経て機外へ排出される。一方脱水
された泥漿は固形のケーキ状とな）、円筒体２０の出口
１６を通じて機外へ搬出、される。

上記のプレ脱水および電気浸透脱水動作は泥漿圧搾通路
７０の入口から出口に至る全域で連続的に進行し、これ
によシ泥漿の連続脱水処理が可能となる。しかも上記の
脱水動作は外筒１０を外被とする閉じた通路内で行われ
るので、機内搬送の行程で泥漿が外部へ未処理のまま洩
れることがな＜、シたがって殆ど生の状態に近い流動性
の高い高含水率の泥漿もそのまま投入して脱水処理が行
えることになる。また搬送羽根にスクリュー羽根を採用
し、かつ回転軸２０をテーパ軸とし７たことによシ、泥
漿はせん断、撹拌に加えて圧搾力も受けるのでプレ脱水
および電気浸透作用が十分に働き、固形分と液分との分
離がスムーズに行える。

さらに大きな特長は、ホッパ１５に投入された例えば含
水率９０〜９５％の高含水率の泥漿は、まずプレ脱水部
で５〜１０ｑ６の水分が脱水され、含水率が低くなった
状態で電気浸透部へ送シ込剪れるので、第１図で述べた
ように電気浸透部で消費される電力量が少なくて済む。

かかる点について投入泥漿の含水率および脱水処理後の
脱水ケーキの含水率を同一条件として、プレ脱水部の無
い従来機と比較テストを行った結果、プレ脱水部を設け
たことにより約１５チの消費電力の節減が得られた。ま
たスクリュー羽根付きの回転軸を共通に、これと対向す
る外筒の前半部と後半部にプレ脱水部と電気浸透部を一
体に組合わせて構成したことによシ、先述したように各
独立した電気浸透式脱水機とプレ脱水機を連けいして設
備するものと比べてコンパクトに構成でき、かつ設備費
も安価となる。

〔発明の効果〕

上述のようにこの発明によれば、プレ脱水部を構成する
前半のスクリーン円筒体と電気浸透部の一方の電極を構
成する後半の導電性円筒体を一体結合して外筒を構成す
るとともに、該外筒の中に外周に泥漿搬送用のスクリュ
ー羽根を装備し、かつ周面にｐ木造過用のスクリーン面
を形成した中空回転軸を挿入配備し、前記外筒の導電性
円筒体と回転軸とを対向電極として両者間に電圧を印加
しつつ、ホッパを経て外筒内の泥漿通路へ導入された泥
漿をその出口へ向けて前記スクリュー羽根で搬送し、こ
れによシ機内の前半域でプレ脱水、後半域で電気浸透脱
水を行うように構成したことによシ、コンパクトな構成
でしかも電気浸透部で消費する電力量の節減化を図υつ
つ高含水率の泥漿を直接投入して脱水処理できる等、頭
記下水処理設備に生じる汚泥の脱水処理に適した脱水性
能のすぐれた電気浸透式脱水機を提供することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は電気浸透脱水法による泥漿初期含水率と消費電
力との関係を表わした特性図、第２図はこの発明の実施
例の主要部を断面した構成図である。 １０・・・・外筒、１１・・・・・・スクリーン円筒体
、１２・・・・・・導電性円筒体、１４・・・・・・泥
漿入口、１５・・・・・・泥漿供給ホッパ、１６・・・
・・・泥漿出口、２０・・・・・回転軸、２１・・・・
・・沢木造過用の透孔、２２・・・・・炉水搬出路、３
０・・・・・・スクリュー羽根、４０・・・・・・回転
軸駆動装置、５０・・・・・・電源装置、６０・・・・
・・排水管、６１・・・・・・炉水受皿、７０・・・・
・・泥漿通路、８０・・・・・・泥漿、Ａ・・・・・・
泥漿搬送方向、Ｂ、Ｃ・・・・・・Ｆ水排出方向。 代理人弁理士山　口 才１図 泥雪舌のイ刀其目含水キ（０ん）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）前牛部をプレ脱水部を構成する絶縁材で作られた水
   切シ用のスクリーン円筒体、および後半部を電気浸透部
   の一方の電極を構成する導電性円筒体となして両者を一
   体に結合して組立構成された横軸形外筒と、該外筒の入
   口側に連結された泥漿供給ホッパと、周面にＦ水透過用
   の透孔が多数穿孔され、かつその内方に系外の排水系へ
   連なる炉水搬出路が画成された導電性材の中空体として
   なる前記外筒内に挿入配備された回転軸と、該回転軸の
   外周に取付けられた泥漿圧搾搬送用スクリュー羽根と、
   前記回転軸の駆動装置と、前記外筒の導電性円筒体と回
   転軸を対向電極として両者間に電圧を印加する電源装置
   とからなシ、外筒と回転軸との間の空間を泥漿通路とし
   てここにホッパを経て導入された泥漿を、泥漿通路の前
   半域では外筒のスクリーン部を通じて重力および圧搾式
   のプレ脱水を行い、しかる後に後半域で電気浸透脱水を
   行うことを特徴とする電気浸透式脱水機。 ２、特許請求の範囲第１項記載の脱水機において、回転
   軸は泥漿通路の入口側で小径、出口側で大径となるテー
   パ軸であることを特徴とする電気浸透式脱水機。