特許 5938306 泥土脱水装置及びフィルター装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5938306

(24)【登録日】2016年5月20日

(45)【発行日】2016年6月22日

(54)【発明の名称】泥土脱水装置及びフィルター装置

(51)【国際特許分類】

   C02F 11/12 20060101AFI20160609BHJP

   B01D 24/00 20060101ALI20160609BHJP

   B01D 29/11 20060101ALI20160609BHJP

   B01D 29/00 20060101ALI20160609BHJP

【ＦＩ】

   C02F11/12 DZAB

   C02F11/12 C

   B01D29/08 520A

   B01D29/08 530A

   B01D29/08 540C

   B01D29/10 510C

   B01D29/10 520A

   B01D29/10 530D

   B01D29/00 Z

【請求項の数】4

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2012-196706(P2012-196706)

(22)【出願日】2012年9月7日

(65)【公開番号】特開2014-50794(P2014-50794A)

(43)【公開日】2014年3月20日

【審査請求日】2015年6月18日

(73)【特許権者】

【識別番号】599090062

【氏名又は名称】株式会社アサヒテクノ

(74)【代理人】

【識別番号】100090033

【弁理士】

【氏名又は名称】荒船 博司

(74)【代理人】

【識別番号】100093045

【弁理士】

【氏名又は名称】荒船 良男

(72)【発明者】

【氏名】高橋 茂吉

【審査官】 富永 正史

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−０９０００５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２８７２６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０９６１４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭４７−０１５９５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５３−１２２２４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−２０６０９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０６０２７６３９（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特表２００１−５１９７１０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０２Ｆ １１／００−１１／２０

Ｂ０１Ｄ ２４／００

Ｂ０１Ｄ ２９／００

Ｂ０１Ｄ ２９／１１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

濾過材が充填されて周囲がスクリーンで覆われた容器と、
前記容器内に挿入された給気管及び吸引管と、
前記給気管に接続された圧気供給装置と、
前記吸引管に接続された真空吸引装置と、を備える泥土脱水装置であって、
前記容器の中央に前記給気管及び吸引管を兼ねる大径管を配置して、
前記容器の周囲に前記給気管を複数配置したことを特徴とする泥土脱水装置。

【請求項2】

前記大径管の周囲に外管スクリーンを備えることを特徴とする請求項１に記載の泥土脱水装置。

【請求項3】

請求項２に記載の泥土脱水装置に用いるフィルター装置であって、
前記容器内で前記外管スクリーンの周囲にサンドフィルターを充填してなることを特徴とするフィルター装置。

【請求項4】

前記サンドフィルターを内周側と外周側に仕切る浄化フィルターを備えることを特徴とする請求項３に記載のフィルター装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、泥土を脱水する装置と、その泥土脱水装置に用いるフィルター装置に関する。

【背景技術】

【0002】

本出願人は、一般家庭や工場等の小規模な事業所単位でも、簡易な設備で確実に汚泥乾燥を行える汚泥乾燥装置を提案した（特許文献１参照）。
特許文献１の汚泥乾燥装置は、汚泥を収容する収容室と、その収容室をほぼ真空状態に維持する真空吸引ポンプと、収容室における汚泥中の水を加熱し気化させる加熱手段とを備える。また、収容室における汚泥中の水を吸い出して排水する排水ポンプを備える。さらに、収容室における汚泥を攪拌する攪拌手段を備える。

【0003】

また、本出願人は、大深度真空排水・圧密脱水工法と併用する小井戸の排水工法を提案した（特許文献２参照）。
特許文献２の大深度真空排水・圧密脱水工法と併用する小井戸の排水工法は、ＳＷＰ（スーパーウェルポイント）工法によって掘削した地盤の表面に湧出した地下水の水位が上昇する個所に、ＳＷＰ工法用パイプ孔よりも遙かに細径の削孔を施した後に、下端に吸込み部を備えたライザーパイプを挿入打設し、その上端部位をＳＷＰ工法用パイプ内に連通するヘッダーパイプに連結し、バキュームポンプの駆動によって、ライザーパイプ内に取り込んだ地下水をＳＷＰ工法用パイプ内に供出すると共に、当該パイプのＤＷ（ディープウェル）用揚水ポンプから外部に排水する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第４１５５７８９号（特開２００４−１３６１７５）公報

【特許文献2】特許第４２８０２１３号（特開２００６−５７２９４）公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、泥土を脱水するという観点において、特許文献１の装置は構成が複雑であり、特許文献２の設備は大掛かりなものとなる問題があった。

【0006】

本発明の課題は、簡単な装置で泥土を脱水できるようにすることである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、
濾過材が充填されて周囲がスクリーンで覆われた容器と、
前記容器内に挿入された給気管及び吸引管と、
前記給気管に接続された圧気供給装置と、
前記吸引管に接続された真空吸引装置と、を備える泥土脱水装置を特徴とする。

【0008】

さらに、請求項１に記載の発明は、
前記容器の中央に前記給気管及び吸引管を兼ねる大径管を配置して、
前記容器の周囲に前記給気管を複数配置したことを特徴とする。

【0009】

請求項２に記載の発明は、
請求項１に記載の泥土脱水装置であって、
前記大径管の周囲に外管スクリーンを備えることを特徴とする。

【0012】

請求項３に記載の発明は、
請求項２に記載の泥土脱水装置に用いるフィルター装置であって、
前記容器内で前記外管スクリーンの周囲にサンドフィルターを充填してなるフィルター装置を特徴とする。

【0013】

請求項４に記載の発明は、
請求項３に記載のフィルター装置であって、
前記サンドフィルターを内周側と外周側に仕切る浄化フィルターを備えることを特徴とする。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、簡単な装置で泥土を脱水することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明を適用した一実施形態の構成を示すもので、泥土脱水装置の配置例を示した平面図（ａ）と破断側面図（ｂ）である。

【図2】図１（ｂ）の泥土脱水装置の拡大図である。

【図3】実施形態２の泥土脱水装置を示す縦断面図である。

【図4】実施形態３の泥土脱水装置を示す縦断面図である。

【図5】実施形態４の泥土脱水装置を示す縦断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、図を参照して本発明を実施するための形態を詳細に説明する。
（実施形態１）
図１（ａ）及び（ｂ）は本発明を適用した一実施形態の構成として泥土脱水装置の配置例を示したもので、１は泥土貯留槽、２は底板、３は面状排水材、４は鉄板プレート、１０は泥土脱水装置である。

【0017】

図示のように、泥土貯留槽１の一辺部に沿って底板２の上方に面状排水材３が設けられて、この面状排水材３の内側に沿って鉄板プレート４が設けられ、面状排水材３の上には泥土脱水装置１０が設置されている。

【0018】

図２は泥土脱水装置１０を拡大したもので、１１は容器、１２は底蓋、１３は上蓋、１５は巻線スクリーン、２１は給気管、２２は給気孔、２６は開閉弁、３１は大径管、３２は給気孔兼吸引孔、３３は外管スクリーン、３４は給気管、３５は吸引管、３６は開閉弁、３７は開閉弁、４１は濾過材である。

【0019】

図示のように、泥土脱水装置１０は、容器１１と、その周囲に設けた複数の給気管２１と、容器１１の中央に設けた大径管３１と、容器１１の内部に充填した濾過材４１と、図示しない圧気供給装置及び真空吸引装置とから構成される。

【0020】

すなわち、容器１１は、底蓋１２及び上蓋１３により、例えば高さ１５００ｍｍで直径４５０ｍｍの円筒状をなす、濾過材が充填された巻線スクリーン１５の上下を閉じたものである。この巻線スクリーン１５は円筒状の濾過材によるスクリーン外周に鋼線を巻き付けて構成される。
さらに、上蓋１３の周囲に、例えば直径２５ｍｍの給気管２１を貫通して４本等間隔に配置するとともに、上蓋１３の中央に、例えば直径５０ｍｍの大径管３１を貫通して配置したものである。

【0021】

給気管２１は、底蓋１２の直上まで延びる下端部に給気孔２２を有して、上蓋１３から上方に突出した部分に開閉弁２６を備えて、その開閉弁２６より上流側端部に図示しない圧気供給装置が接続されている。

【0022】

大径管３１は、底蓋１２の直上まで延びる下端部に給気孔兼吸引孔３２を有して、その下端部から上蓋１３の下方部までの外周に、例えば直径１００ｍｍの円筒状の濾過材が充填された外管スクリーン３３を装着したもので、上蓋１３から上方に突出した部分において、二股状の給気管３４及び吸引管３５が形成されている。
さらに、給気管３４に開閉弁３６が備えられて、その開閉弁３６より上流側端部に図示しない圧気供給装置が接続されている。
また、吸引管３５に開閉弁３７が備えられて、その開閉弁３７より下流側端部に図示しない真空吸引装置が接続されている。

【0023】

そして、以上の給気管２１及び大径管３１を配置した容器１１の内部には、主濾過材としてのサンドフィルター４１が充填されている。

【0024】

次に、泥土脱水装置１０の作用について説明する。

【0025】

まず、図１において、泥土貯留槽１には、図示しない泥土が貯留され、泥土貯留槽１の一辺部に沿って設けた面状排水材３から底板２の上に水分が排水される。
また、泥土中の泥土脱水装置１０には、その容器１１の周囲の巻線スクリーン１５から水分が内部のサンドフィルター４１まで浸み込んでいる。

【0026】

なお、泥土脱水装置１０は、給気管２６に備えた開閉弁２６が開位置にあり、給気管３４に備えた開閉弁３６も開位置にあって、吸引管３５に備えた開閉弁３７は閉位置にある。

【0027】

この状態で、圧気供給装置を作動して、周囲４本の給気管２１と中央１本の大径管３１に圧気を供給すると、その下端部の給気孔２２から円筒状の容器１１内のサンドフィルター４１の水分中に周囲から勢いよく圧気が噴出するとともに、給気孔兼吸引孔３２から外管スクリーン３３を通してサンドフィルター４１の中央から水分中に勢いよく圧気が噴出して、容器１１の周囲の巻線スクリーン１５から泥土中に圧気が分散して放出される。

【0028】

この圧気の分散放出を所定時間継続することで、泥土貯留槽１内の泥土中に圧気を行渡らせる。
その後、給気管２６の開閉弁２６を閉位置に、給気管３４の開閉弁３６も閉位置にそれぞれ切り換え、吸引管３５の開閉弁３７を開位置に切り換えてから、真空吸引装置を作動して、大径管３１に真空圧を作用すると、その下端部の給気孔兼吸引孔３２から容器１１内のサンドフィルター４１中の水分及び空気が吸引される。

【0029】

この水分及び空気の吸引は、容器１１の周囲の巻線スクリーン１５から泥土中に作用して、泥土貯留槽１内の泥土中の水分及び空気が大径管３１から吸引管３５を経て真空吸引装置に吸引される。
これにより、泥土中の水分を効果的に吸引して、泥土を脱水することができる。

【0030】

以上、実施形態の泥土脱水装置１０によれば、簡単な装置構成で泥土を脱水することができる。

【0031】

（実施形態２）
図３は実施形態２の泥土脱水装置を５０示すもので、前述した実施形態１と同様、１は泥土貯留槽、２は底板、３は面状排水材であって、５はアルミプレート、５１は網状管、５２はキャップシート、５３はサンドフィルター、６１は大径管、６２は給気孔兼吸引孔、６３は透水管である。

【0032】

図示例では、実施形態１の鉄板プレート４に代えてアルミプレート５が設けられて、面状排水材３を貫通して泥土脱水装置５０が設置されている。

【0033】

図示のように、泥土脱水装置５０は、外周の網状管５１の上面をキャップシート５２で閉じて、内部にサンドフィルター５３を充填したもので、中央を貫通する大径管６１の下部に給気孔兼吸引孔６２を有し、その大径管６１の外周に濾過材が充填された透水管６３を装着して構成される。

【0034】

このような泥土脱水装置５０によっても、圧気供給装置を作動して大径管６１に圧気を供給すると、その下端部の給気孔兼吸引孔６２から濾過材及び透水管６３を通してサンドフィルター５３の中央から水分中に勢いよく圧気が噴出して、容器周囲の網状管５１から泥土中に圧気が分散して放出される。この圧気の分散放出を所定時間継続して泥土貯留槽１内の泥土中に圧気を行渡らせる。

【0035】

その後、真空吸引装置を作動して大径管３１に真空圧を作用すると、その下端部の給気孔兼吸引孔３２から容器内のサンドフィルター５３中の水分及び空気が吸引される。この水分及び空気の吸引は、容器周囲の網状管５１から泥土中に作用して、泥土貯留槽１内の泥土中の水分及び空気が大径管３１から真空吸引装置に吸引される。
こうして、泥土中の水分を効果的に吸引して、泥土を脱水することができる。

【0036】

（実施形態３）
図４は実施形態３の泥土脱水装置（兼水質浄化装置）７０を示すもので、前述した実施形態１と同様、１は泥土貯留槽、２は底板であって、７１は網状管、７３はサンドフィルター、７５は浄化フィルター、８１は大径管、８２は吸引孔、８３は透水管、８４は吸引管、８５は揚水管、８６は水中ポンプ、９１は給気管である。

【0037】

図示のように、泥土脱水兼水質浄化装置７０は、外周の網状管７１の上下両面を閉じて、内部にサンドフィルター７３を充填するとともに、そのサンドフィルター７３を浄化フィルター７５で内周側と外周側とに仕切ったもので、中央を貫通する大径管８１の下部に吸引孔８２を有し、その大径管６１の下部外周に濾過材が充填された透水管８３が装着される。

【0038】

そして、大径管８１には、閉じられた上面に吸引管８４が接続されて、上面中央に揚水管８５が挿入されている。揚水管８５の下部には水中ポンプ８７が備えられている。
また、サンドフィルター７３の浄化フィルター７５で仕切られた内周側と外周側には、各々複数の多孔管による給気管９１が挿入されている。

【0039】

このような泥土脱水兼水質浄化装置７０によれば、周囲複数で内外二重配置の給気管９１に圧気を供給すると、その周囲の多孔部から円筒状容器内の浄化フィルター７５で仕切られた内周側と外周側のサンドフィルター７３の水分中に周囲から勢いよくそれぞれ圧気が噴出して、容器周囲の網状管７１から泥土中に圧気が分散して放出される。この圧気の分散放出を所定時間継続して泥土貯留槽１内の泥土中に圧気を行渡らせる。

【0040】

その後、真空吸引装置を作動して吸引管８４から大径管８１に真空圧を作用すると、その下端部の吸引孔８２から容器内のサンドフィルター７３中の水分及び空気が吸引される。この水分及び空気の吸引は、容器周囲の網状管７１から泥土中に作用して、泥土貯留槽１内の泥土中の水分及び空気が大径管８１に吸引される。
そして、大径管８１内の空気は吸引管８４から真空吸引装置に吸引される。

【0041】

また、大径管８１内の水は、サンドフィルター７３を内周側と外周側に仕切る浄化フィルター７５で既に浄化されていて、水中ポンプ８６から揚水管８５を通って図示しない浄水タンクに貯留される。

【0042】

以上のようにして、泥土中の水分を効果的に吸引して、泥土を脱水するとともに、水質を浄化した浄水を得ることができる。

【0043】

（実施形態４）
図５は実施形態４の泥土脱水装置１００を示すもので、１０１は内筒管、１０２は吸水孔、１０３は外管スクリーン、１０４は内管スクリーン、１０５はフィルター材、１０６は吸気管、１０７は動力線、１０８は送気口、１０９は送水口、１１１は揚水管、１１２は水中ポンプ、１２１は給気管である。

【0044】

図示のように、泥土脱水装置１００は、底壁をスリット加工して下端周囲に吸水孔１０２を有する内筒管１０１の下部に外管スクリーン１０３、内管スクリーン１０４及びその間のフィルター材１０５を備えている。また、内筒管１０１の上面に吸気管１０６及び動力線１０７が接続され、内筒管１０１の上部外周に送気口１０８及び送水口１０９を備えている。

【0045】

そして、内筒管１０１の内部に揚水管１１１が挿入されて、揚水管１１１の下部に水中ポンプ１１２が備えられている。
さらに、外管スクリーン１０３及び内管スクリーン１０４の間に、フィルター材１０５に挿入する給気管１２１が配置されている。この給気管１２１は円周方向等間隔に４本備えられている。

【0046】

このように、内筒管１０１、外管スクリーン１０３、内管スクリーン１０４、フィルター材１０５、揚水管１１１、水中ポンプ１１２及び給気管１２１等をユニット化した泥土脱水装置１００を使用してもよい。

【0047】

（変形例）
以上の実施形態の他、具体的な細部構造等について適宜に変更可能であることは勿論である。
なお、開閉弁の開閉動作は手動操作でも自動制御でもよい。
また、本発明は、台船内を利用した真空気化脱水工法としても適用可能である。

【符号の説明】

【0048】

１ 泥土貯留槽
２ 底板
３ 面状排水材
４ 鉄板プレート
５ アルミプレート
１０ 泥土脱水装置
１１ 容器
１２ 底蓋
１３ 上蓋
１５ 巻線スクリーン
２１ 給気管
２２ 給気孔
２６ 開閉弁
３１ 大径管
３２ 給気孔兼吸引孔
３３ 外管スクリーン
３４ 給気管
３５ 吸引管
３６ 開閉弁
３７ 開閉弁
４１ 濾過材（サンドフィルター）
５０ 泥土脱水装置
５１ 網状管
５２ キャップシート
５３ サンドフィルター
６１ 大径管
６２ 給気孔兼吸引孔
６３ 透水管
７０ 泥土脱水兼水質浄化装置
７１ 網状管
７３ サンドフィルター
７５ 浄化フィルター
８１ 大径管
８２ 吸引孔
８３ 透水管
８４ 吸引管
８５ 揚水管
８６ 水中ポンプ
９１ 給気管
１００ 泥土脱水装置
１０１ 内筒管
１０２ 吸水孔
１０３ 外管スクリーン
１０４ 内管スクリーン
１０５ フィルター材
１０６ 吸気管
１０７ 動力線
１０８ 送気口
１０９ 送水口
１１１ 揚水管
１１２ 水中ポンプ
１２１ 給気管

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】