特許 6853949 ドラム型濃縮機

(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】6853949

(24)【登録日】2021年3月17日

(45)【発行日】2021年4月7日

(54)【発明の名称】ドラム型濃縮機

(51)【国際特許分類】

   B01D 33/048 20060101AFI20210329BHJP

   B01D 33/58 20060101ALI20210329BHJP

   B01D 33/80 20060101ALI20210329BHJP

   C02F 11/126 20190101ALI20210329BHJP

【ＦＩ】

   B01D33/14

   B01D33/34

   C02F11/126

【請求項の数】2

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2016-239089(P2016-239089)

(22)【出願日】2016年12月9日

(65)【公開番号】特開2018-94466(P2018-94466A)

(43)【公開日】2018年6月21日

【審査請求日】2018年11月30日

(73)【特許権者】

【識別番号】000197746

【氏名又は名称】株式会社石垣

(72)【発明者】

【氏名】西原 康昭

【審査官】 佐々木 典子

(56)【参考文献】

【文献】 西独国特許出願公開第０３６３５１７８（ＤＥ，Ａ）

【文献】 特開２００２−００１５８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１３４３１６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０１Ｄ ３３／００−３３／８２

Ｃ０２Ｆ １１／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

多数の細孔を有する円筒状のろ過体（１）と、
ろ過体（１）に固着して中心軸（１９）に巻き掛けられた螺旋状のスパイラル（２ａ）とでドラム体（３）を構成し、
中心軸（１９）を中空として形成した供給管（９）と、
ドラム体（３）の内部で供給管（９）に開口した汚泥の供給口（２０）と、
ドラム体（３）に掛け回した走行自在な排水ろ材（４）と、
を備え、
排水ろ材（４）は開口率が大きく内部に保水機能を有していないこと
を特徴とするドラム型濃縮機。

【請求項2】

前記排水ろ材（４）を無端状に構成し、ドラム体（３）と駆動ロール（１５）に掛け回すとともに、
排水ろ材（４）を洗浄するための洗浄装置（２１）を備えた
ことを特徴とする請求項１に記載のドラム型濃縮機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、搬送スパイラルを内設した円筒状のろ過体を有するドラム型濃縮機において、ろ過体に摺接するように排水ろ材を走行させることで排水作用を促進し、連続的に安定した濃縮汚泥を生成するドラム型濃縮機に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、下水、し尿、あるいは食品生産加工排水等の有機性汚泥を濃縮するベルト型濃縮機あるいはドラム型濃縮機は一般に知られている。ベルト型濃縮機あるいはドラム型濃縮機は連続的に汚泥を濃縮する装置であり、連続的に汚泥を装置に供給し、連続的に濃縮汚泥を装置から排出している。

【0003】

特許文献１で開示されているように、スプロケット間に樹脂製の無端ベルトを掛け渡し、一方のスプロケット近傍のベルト上に汚泥を供給し、無端ベルトで固液分離を行いつつ他方のスプロケットへ搬送して濃縮汚泥を得るベルト型濃縮機は公知である。

【0004】

特許文献２で開示されているように、螺旋翼をろ布で囲んだ円筒状のドラム式の脱水機において、内部に汚泥を供給して円筒体を回転させ、ろ布で固液分離を行いつつ螺旋翼で濃縮汚泥を搬送するドラム型濃縮機は公知である。

【0005】

特許文献３で開示されているように、螺旋状のスクリュー羽根を巻き掛けているスクリュー軸で汚泥を搬送しつつ円筒状のろ材で濃縮するドラム式の脱水機において、円筒周面をパンチングメタル等の金属ろ材で構成しているドラム式の濃縮機は公知である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００２−２５３９１０号公報

【特許文献2】実開昭５６−４４８１９号公報

【特許文献3】特許第３８３２３３０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

特許文献１のようなベルト型濃縮機では、固液分離する際に、例えば藻類のような長尺な紐状、あるいは繊維分が絡み合ったような複雑な形状をしている場合には、安定した濃縮ができない。具体的には、水平設置されたベルト上に供給された汚泥が、濃縮されている間にベルト上で姿勢を変えることがないため、固形物の上方あるいは内部に溜まっている液分を下方のベルトでろ過することができない。

【0008】

また、特許文献２のようなドラム式の円筒体をろ布で構成している濃縮機は、ろ布による毛細管吸水機能を有するため、汚泥からの吸水機能は優れるが、その一方で高い毛細管吸水機能がろ液の排出抵抗を大きくする。

【0009】

特許文献３のような多数の細孔を有するパンチングメタル等で構成した円筒スクリーンを有する一般的なドラム式濃縮機は、孔径を大きくすると排出抵抗が小さくなりろ液が抜けやすくなるが、汚泥も抜けるため回収率が悪くなる。孔径を小さくすると汚泥が抜け難くなり回収率が向上するが、排出抵抗が大きくなりろ液が抜け難くなる。円筒スクリーンの孔径に応じた汚泥の調質が必要となり調整が複雑になる。

【0010】

この発明はドラム型濃縮機に排水作用を有するろ材を組み合わせ、汚泥の回収率が良好で安定的に濃縮可能なドラム型濃縮機を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0011】

この発明は、多数の細孔を有する円筒状のろ過体と、ろ過体に固着して中心軸
に巻き掛けられた螺旋状のスパイラルとでドラム体を構成し、中心軸を中空として形成した供給管と、ドラム体の内部で供給管に開口した汚泥の供給口と、ドラム体に掛け回した走行自在な排水ろ材と、を備え、排水ろ材は開口率が大きく内部に保水機能を有していないことで、ドラム体内で汚泥を揉み解して複雑な形状の汚泥も安定的に濃縮できる。また、ろ過体に溜まるろ液を排水ろ材に吸着させて滴下することで、濃縮機能を向上させるとともに、ろ過体の細孔を小さくできるため、汚泥の回収率が向上するものである。さらに、供給管を中心軸とし、中心軸に螺旋状のスパイラルを巻き掛けると、運転中に隣段への汚泥の越流の心配がなく、多量の処理運転にも対応できる。

【0012】

また、排水ろ材を無端状に構成し、ドラム体と駆動ロールに掛け回すとともに、排水ろ材を洗浄するための洗浄装置を備えるので、排水ろ材の洗浄を行いつつ連続的な濃縮運転が可能となる。

【発明の効果】

【0014】

この発明によれば、ドラム体の回転によってドラム体内で汚泥を揉み解し、圧密度を変化させることで効率的な固液分離が可能となる。
ドラム型濃縮機のろ過体に走行自在な排水ろ材を摺接しているので、ろ過体の細孔近傍に溜まるろ液を排水ろ材で吸着し、ろ過体によるろ過抵抗が低減して濃縮作用が向上する。
ろ過体の細孔に発生する表面張力作用を軽減できるため、ろ過体の細孔の孔径を小さくでき、汚泥の回収率が向上する。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明に係るドラム型濃縮機の概略正面図である。

【図2】同じく、ドラム型濃縮機の概略縦断側面図である。

【図3】同じく、ドラム型濃縮機の背面図である。

【図4】他の実施例１のドラム型濃縮機の概略正面図である。

【図5】他の実施例２のドラム型濃縮機の正面図である。

【図6】他の実施例３のドラム型濃縮機の正面図である。

【図7】他の実施例４のドラム型濃縮機の一部縦断側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

図１はドラム型濃縮機の概略正面図である。円筒状のろ過体１の内周面に、平板を螺旋状に成形したリボン状の中空スパイラル２を固着してドラム体３を構成している。ろ過体１は多数の細孔を有するパンチングメタル等の金属ろ材、あるいはろ過機能を有する公知のろ布で構成する。

【0017】

ドラム体３の底部に排水ろ材４を掛け回し、ドラム体３と摺接しつつ走行させる。排水ろ材４はベルト状で液分を透過させる機能を有する。円筒状のろ過体１上に表面張力で留まっているろ液に接触し、毛細管現象で排水ろ材４に吸着させた後、下面から排水する。排水ろ材４としては、目の粗いろ布や網等の液分透過機能を有し、保水機能を有していない公知のろ材を使用できる。
ドラム体３の下方には、排水ろ材４を透過して滴下するろ液を貯留あるいは配送するろ液受け６を配設している。

【0018】

図２はドラム型濃縮機の概略縦断側面図である。ろ過体１の前後端は、円環状の外環７，７に接続して補強している。外環７は、排水ろ材４両端の走行代を確保するために、軸方向に所定の幅を有している。

【0019】

前端部の外環７には内部の汚泥が漏れないよう蓋８を施している。蓋８には汚泥の供給管９を挿通している。蓋８から挿通された供給管９は、前端部の外環７近傍に汚泥を供給する。供給管９は図示しない供給装置に接続している。なお、蓋８は外環７すべてを覆う必要はなく、内部の汚泥が溢れ出ない高さを有していればよい。

【0020】

前端部の外環７にはスプロケットを形成しており、チェーン１０によりスパイラル駆動機１１と連結されている。前後端の外環７，７、円筒状のろ過体１およびスパイラル２は一体的に回転自在な構成としている。スパイラル２の回転により、前端部の外環７近傍に供給された汚泥はろ過体１によりろ過されつつ、液分が減少した濃縮汚泥は後端部の外環７方向に搬送される。
後端部の外環７は開放されており、濃縮された汚泥は、外環７の下方に配設された濃縮汚泥受け１２に排出される。

【0021】

図３はドラム型濃縮機の背面図である。蓋８の中心部に有する開口１３から汚泥の供給管９を挿通しているので、ドラム体３と一体的に蓋８が回転しても供給管９は固定した状態で安定してドラム体３の内部に汚泥を供給できる。

【0022】

実施例では、ドラム体３をチェーン１０で回転自在に駆動しているが、プーリーや歯車等、公知の継ぎ手を用いることができる。また、必要に応じてろ過体１を洗浄する洗浄装置を配設してもよい。

【0023】

図４は、他の実施例１のドラム型濃縮機の概略正面図である。ドラム体３の底部に掛け回す排水ろ材４は、例えば図４（ａ）のように、ドラム体３と駆動ロール１５に無端状に巻き掛けて走行させてもよく、図４（ｂ）のように、駆動ロール１５により一方から他方へ巻き取られるように構成してもよい。

【実施例】

【0024】

図５は、他の実施例２のドラム型濃縮機の正面図であって、ドラム体３の上方には、一対のリターンロール１４，１４と駆動ロール１５および従動ロール１６を配設し、リターンロール１４の内側と、駆動ロール１５および従動ロール１６の外側から排水ろ材４を掛け回して無端状に張設している。駆動ロール１５には図示しないロール駆動機を接続してあり、駆動ロール１５を回転させることで無端状の排水ろ材４を走行自在に構成している。駆動ロール１５と従動ロール１６間には排水ろ材４を洗浄するための洗浄装置２１を配設している。なお、洗浄装置２１の設置位置は上記位置に限定することはなく、洗浄方法も水・エア噴射、浸漬等、公知の方法を用いてよい。また、必要に応じて洗浄液受けを配設する。

【0025】

ドラム体３の下方には、排水ろ材４に摺接するように一対のサポートロール１８，１８を配設している。なお、サポートロール１８の位置や数は、ドラム体３の直径や汚泥の供給量等に応じて適宜配設する。

【0026】

なお、本装置に係る構成要件をサポートする部材、例えば、フレーム、軸受、リブ等は、仕様や条件に応じて適宜配設する。

【0027】

汚泥は図示しない汚泥供給ポンプ等で供給管９を介してドラム体３内部の前端の外環７近傍に供給される。内部に供給された汚泥は、重力濃縮作用により円筒状のろ過体１から液分を透過される。

【0028】

また、ろ過体１内の汚泥は、ドラム体３の回転に沿って底部から中心軸近くの高さまで搬送された後、自重によって底部に落泥する。この時、汚泥の揉み解し作用により汚泥内部の液分が表面に抽出され、ろ過体１による固液分離が促進される。螺旋状のスパイラル２の回転作用により、内部の汚泥は排出側に搬送され、その間にも揉み解し作用を受けてさらに濃縮される。スパイラル２のピッチや平板の高さ等は、搬送する汚泥が隣段に越流しないよう供給量等に応じて適宜設定する。

【0029】

円筒状のろ過体１は多数の細孔を有している。供給する汚泥に応じて開口率、孔径等を定めているが、汚泥の回収率を高くするためには孔径を小さく設定する必要がある。
孔径が小さい場合は、多量のろ液を排出する場合は自重により細孔から滴下するが、ろ液が少ない場合は、表面張力により細孔内あるいはろ過体の外周面に張り付いてろ液が滴下しない。

【0030】

そこで、表面張力によりろ過体１に張り付いているろ液を、ろ過体１から剥離するために排水ろ材４を摺接させる。排水ろ材４は毛細管現象を利用してろ液を吸収する機能を有するもので、ろ過体１のろ液と接触すると、ろ液が排水ろ材４に吸着される。また、同時に排水ろ材４は排水機能に優れたもので、開口率が大きく内部に保水機能を有してなく、ろ液の自重で容易に滴下する構造を有している。

【0031】

具体的には、親水性を有する材質で開口率が大きく目の粗いろ布や網等で排水ろ材４を構成することで、上記作用効果を奏することができる。

【0032】

排水ろ材４と摺接したろ過体１は、細孔近傍に張り付いていたろ液が排水ろ材４側に吸着されるので、排出抵抗が低減されるとともに、細孔の毛細管現象により汚泥からのろ液を吸収しやすくなり処理能力が向上する。また、細孔の孔径を小さくしても排水能力が下がらないので、ドラム体３内部の汚泥抜けが減少して、汚泥の回収率が向上する。

【0033】

ろ過体１に排水ろ材４を摺接させる位置は、ろ過体１からろ液が排出される位置であればよく、汚泥性状や供給量等に応じて張力等に応じて、リターンロール１４の間隔、高さを適宜設定し、排水ろ材４の巻き掛け角度を調整する。

【0034】

濃縮度はドラム体３の回転速度あるいは排水ろ材４の走行速度を制御することによって調整できる。

【0035】

ドラム体３の回転速度を遅くすると、内部の汚泥の滞留時間が長くなり、濃縮度が高くなる。逆に、ドラム体３の回転速度を速くすると、内部の汚泥の滞留時間が短くなり、濃縮度が低くなる。

【0036】

排水ろ材４の走行速度を速くすると、ろ過体１に排水ろ材４が接触する割合
が高くなり、ろ過体１にろ液がたまる頻度が低くなり排水抵抗が下がるので濃縮度が高くなる。逆に、排水ろ材４の走行速度を遅くすると、ろ過体１に排水ろ材４が接触する割合が低くなり、ろ過体１にろ液がたまりやすくなり排水抵抗が上がるので濃縮度が低くなる。

【0037】

図６は、他の実施例３のドラム型濃縮機の正面図であって、２台のドラム体３，３を並設し、１枚の無端状の排水ろ材４を２台のドラム体３，３に掛け回している。

【0038】

排水ろ材４を一方のドラム体３に掛け回し、その上方のリターンロール１４で反転させた後、他方のドラム体３の上方のリターンロール１４を介して他方のドラム体３に掛け回し、それぞれのリターンロール１４から駆動ロール１５および従動ロール１６に掛け回している。

【0039】

駆動ロール１５をロール駆動機で駆動することで排水ろ材４が複数のドラム体３間を走行する。

【0040】

なお、ドラム体３の回転は、それぞれに独立したスパイラル駆動機１１，１１を接続してもよく、あるいは、並設したドラム体３を１巻のチェーン１０で接続し、単機のスパイラル駆動機１１で同時に回転させてもよい。

【0041】

図７は、他の実施例４のドラム型濃縮機の一部縦断側面図であって、ろ過体１の内周面に固着したリボン状の中空スパイラルに代わって、中心軸１９に螺旋状のスパイラル２ａを巻き掛けると共にスパイラル２ａとろ過体１の内周面を固着させドラム体３を形成してもよい。この場合、中心軸１９をドラム体３から延出させ、中心軸１９をスパイラル駆動機１１と接続してもよい。

【0042】

汚泥の供給は、中心軸１９を中空として、汚泥の供給管９を兼用する。中心軸１９の前縁の外環７近傍に供給口２０を開口する。中心軸１９に螺旋状のスパイラル２ａを巻き掛けると、隣段への汚泥の越流の心配がない。

【産業上の利用可能性】

【0043】

この発明に係るドラム型濃縮機は、汚泥の回収率と処理能力が向上する装置である。特に、複雑な形状をしている固形分を含む汚泥でも安定的に濃縮することができ、後段のスクリュープレスやベルトプレス等による脱水処理に負荷が掛からず、全体の管理性が向上するものである。

【符号の説明】

【0044】

１ ろ過体
２，２ａ スパイラル
３ ドラム体
４ 排水ろ材
９ 供給管
１５ 駆動ロール
１９ 中心軸
２１ 洗浄装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】