特許 7152009 汚泥脱水装置

(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】

(24)【登録日】2022-10-03

(45)【発行日】2022-10-12

(54)【発明の名称】汚泥脱水装置

(51)【国際特許分類】

   C02F 11/12 20190101AFI20221004BHJP

【ＦＩ】

C02F11/12 ZAB

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2018191642

(22)【出願日】2018-10-10

(65)【公開番号】P2020058979

(43)【公開日】2020-04-16

【審査請求日】2021-08-03

(73)【特許権者】

【識別番号】591182961

【氏名又は名称】日本仮設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104330

【弁理士】

【氏名又は名称】杉山 誠二

(72)【発明者】

【氏名】菊原 歩

(72)【発明者】

【氏名】吉澤 俊正

【審査官】富永 正史

(56)【参考文献】

【文献】特開平１０－１９３１８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】実公昭４７－０１７４３５（ＪＰ，Ｙ１）

【文献】特開２００４－２３０３６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０２－１９８６０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０４１０５５５８（ＵＳ，Ａ）

【文献】特開昭６２－２３０４９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６０－０３４７９９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ０２Ｆ １１／００－１１／２０

Ｂ０１Ｄ ３３／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

汚泥から水分を除去する汚泥脱水装置であって、
汚泥投入口から汚泥排出口に向かって上向きに傾斜し、前記汚泥投入口から前記汚泥排出口まで長手方向に延びた下側ベルトコンベアと、
前記下側ベルトコンベアの上方に前記下側ベルトコンベアの搬送ベルトに接触するように上向きに傾斜して位置し、前記下側ベルトコンベアの途中から前記汚泥排出口まで長手方向に延びた上側ベルトコンベアとを備え、
前記下側ベルトコンベアの小径のキャリアローラと前記上側ベルトコンベアの大径のキャリアローラのピッチが実質的に同一であり、
前記上側ベルトコンベアが、左右一対のフレームと、前記フレームの両端にそれぞれ配置された駆動プーリおよび被動プーリと、前記駆動プーリと前記被動プーリとの間に掛け渡されたエンドレスな搬送ベルトと、前記搬送ベルトの下側部分を支持する多数のキャリアローラとを有し、
前記下側ベルトコンベアが、左右一対のフレームと、前記フレームの両端にそれぞれ配置された駆動プーリおよび被動プーリと、前記駆動プーリと前記被動プーリとの間に掛け渡されたエンドレスな搬送ベルトと、前記搬送ベルトの上側部分を支持する多数のキャリアローラとを有し、
前記上側ベルトコンベアの前記フレームの下面と前記下側ベルトコンベアの前記フレームの上面が密着するように構成されていることを特徴とする汚泥脱水装置。

【請求項2】

前記下側ベルトコンベアの前記搬送ベルトの上面が、前記下側ベルトコンベアの前記フレームの上面よりも所定距離だけ下方に位置するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載された汚泥脱水装置。

【請求項3】

前記下側ベルトコンベアにおいて前記フレームと前記搬送ベルトの両縁との間に隙間が実質的に生じないように構成されており、前記上側ベルトコンベアにおいて前記フレームと前記搬送ベルトの両縁との間に隙間が実質的に生じないように構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載された汚泥脱水装置。

【請求項4】

前記汚泥投入口が、前記上側ベルトコンベアの側の端部が前記搬送ベルトの中心線に沿って幅狭になるような平面形状に形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載された汚泥脱水装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、汚泥から水分を除去する汚泥脱水装置に関する。

【背景技術】

【0002】

下水処理場の下水処理工程や工場の廃液処理工程等で発生する汚泥は基本的に、固形分と水分とからなる。そのため、汚泥を処理する際には、固形分と水分を分離する必要がある。従来、汚泥から水分を分離する手段として、汚泥をアコーディオン状の濾布に包んで収縮させることによって脱水するフィルタプレス法、スパイラル軸の始点から終点に向かって螺旋間隔を徐々に狭めた装置内に汚泥を投入して脱水するスクリュープレス法等が知られている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

しかしながら、フィルタプレス法では、基本的にバッチ処理となるため、被処理汚泥を連続して処理することができず、処理量に制限があるうえ、濾布が目詰まりするという課題がある。また、スクリュープレス法では、装置が比較的複雑で大掛かりなものになるという課題がある。

【0004】

本発明は、このような現状に鑑みて開発されたものであって、連続して処理することができ、比較的構造が簡単な汚泥脱水装置を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本願請求項１に記載された汚泥脱水装置は、汚泥投入口から汚泥排出口に向かって上向きに傾斜し、前記汚泥投入口から前記汚泥排出口まで長手方向に延びた下側ベルトコンベアと、前記下側ベルトコンベアの上方に前記下側ベルトコンベアの搬送ベルトに接触するように上向きに傾斜して位置し、前記下側ベルトコンベアの途中から前記汚泥排出口まで長手方向に延びた上側ベルトコンベアとを備え、前記下側ベルトコンベアの小径のキャリアローラと前記上側ベルトコンベアの大径のキャリアローラのピッチが実質的に同一であり、前記上側ベルトコンベアが、左右一対のフレームと、前記フレームの両端にそれぞれ配置された駆動プーリおよび被動プーリと、前記駆動プーリと前記被動プーリとの間に掛け渡されたエンドレスな搬送ベルトと、前記搬送ベルトの下側部分を支持する多数のキャリアローラとを有し、前記下側ベルトコンベアが、左右一対のフレームと、前記フレームの両端にそれぞれ配置された駆動プーリおよび被動プーリと、前記駆動プーリと前記被動プーリとの間に掛け渡されたエンドレスな搬送ベルトと、前記搬送ベルトの上側部分を支持する多数のキャリアローラとを有し、前記上側ベルトコンベアの前記フレームの下面と前記下側ベルトコンベアの前記フレームの上面が密着するように構成されていることを特徴とするものである。

【0007】

本願請求項２に記載された汚泥脱水装置は、前記請求項１の汚泥脱水装置において、前記下側ベルトコンベアの前記搬送ベルトの上面が、前記下側ベルトコンベアの前記フレームの上面よりも所定距離だけ下方に位置するように構成されていることを特徴とするものである。

【0008】

本願請求項３に記載された汚泥脱水装置は、前記請求項１又は２の汚泥脱水装置において、前記下側ベルトコンベアにおいて前記フレームと前記搬送ベルトの両縁との間に隙間が実質的に生じないように構成されており、前記上側ベルトコンベアにおいて前記フレームと前記搬送ベルトの両縁との間に隙間が実質的に生じないように構成されていることを特徴とするものである。

【0009】

本願請求項４に記載された汚泥脱水装置は、前記請求項１から請求項３のいずれか１項の汚泥脱水装置において、前記汚泥投入口が、前記上側ベルトコンベアの側の端部が前記搬送ベルトの中心線に沿って幅狭になるような平面形状に形成されていることを特徴とするものである。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、連続して処理することができる汚泥脱水装置１０が得られる。汚泥脱水装置１０では、ベルトコンベア１６が汚泥投入口１２に向かって下向きに傾斜しているため、汚泥中の水分は搬送方向と逆方向に流下する。また、汚泥脱水装置１０は、搬送部と脱水部に大別して構成されているため、使用用途等に応じて、所望の形態に容易に修正することができる。また、汚泥脱水装置１０では、上側ベルトコンベア１８の各フレーム１８ａの下面と下側ベルトコンベア１６の各フレーム１６ａの上面が密着するように構成されているため、汚泥や水分が側方に漏洩するのを防止することができる。また、汚泥脱水装置１０では、搬送ベルト１８ｄの厚さ及び脱水された固形分の厚さを考慮して、搬送ベルト１６ｄの上面が位置決めされている。また、汚泥脱水装置１０では、ベルトコンベア１６、１８においてフレーム１６ａ、１８ａと搬送ベルト１６ｄ、１８ｄの両縁との間に隙間が実質的に生じないように構成されているため、汚泥や水分が漏洩して下方に流出するのが回避されるとともに、搬送ベルト１６ｄ、１８ｄの蛇行を防止することができる。さらに、汚泥脱水装置１０では、汚泥投入口１２の上側ベルトコンベア１８の側の端部１２ａが幅狭になるような平面形状に形成されているため、被処理汚泥全体をむらなく脱水することができる。本発明の汚泥脱水装置１０は、比較的簡単な構造であるため、製造コストが比較的安価であり、維持管理も容易である。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の好ましい実施の形態に係る汚泥脱水装置の部分切り取り斜視図である。

【図2】図１の汚泥脱水装置の長手方向断面図である。

【図3】下側ベルトコンベアと上側ベルトコンベアを分離して示した斜視図である。

【図4】図４（ａ）は、上側ベルトコンベアの始端個所を示した拡大斜視図、図４（ｂ）は、上下のキャリアローラの位置関係を示した拡大断面図である。

【図5】図１の汚泥脱水装置の平面図である。

【図6】図５の部分６の拡大図である。

【図7】汚泥投入口を示した斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

次に図面を参照して、本発明の好ましい実施の形態に係る汚泥脱水装置について詳細に説明する。図１は、汚泥脱水装置の部分切り取り斜視図、図２は、汚泥脱水装置の長手方向断面図である。図１および図２において全体として参照符号１０で示される本発明の好ましい実施の形態に係る汚泥脱水装置は、汚泥投入口１２から汚泥排出口１４に向かって上向きに傾斜し、汚泥投入口１２から汚泥排出口１４まで長手方向に延びた下側ベルトコンベア１６を備えている。

【0013】

下側ベルトコンベア１６は、左右一対のフレーム１６ａと、フレーム１６ａの両端にそれぞれ配置された駆動プーリ１６ｂおよび被動プーリ１６ｃと、駆動プーリ１６ｂを回転駆動させるためのモータ（図示せず）と、駆動プーリ１６ｂと被動プーリ１６ｃとの間に掛け渡されたエンドレスな搬送ベルト１６ｄと、搬送ベルト１６ｄの上側部分を支持する多数のキャリアローラ１６ｅとを有している。搬送ベルト１６ｄは、ゴム等の弾性材料で形成されている。

【0014】

なお、下側ベルトコンベア１６に、搬送ベルト１６ｄの下側部分（戻り部分）を支持する多数のリターンローラ、及び、搬送ベルト１６ｄに引張力を与えるテンションローラを配置してもよいが、図面の簡略化のため、省略されている。

【0015】

汚泥脱水装置１０はまた、下側ベルトコンベア１６の上方に接触した状態で上向きに傾斜して位置し、下側ベルトコンベア１６の途中から汚泥排出口１４まで長手方向に延びた上側ベルトコンベア１８を備えている。

【0016】

上側ベルトコンベア１８は、左右一対のフレーム１８ａと、フレーム１８ａの両端にそれぞれ配置された駆動プーリ１８ｂおよび被動プーリ１８ｃと、駆動プーリ１８ｂを回転駆動させるためのモータ（図示せず）と、駆動プーリ１８ｂと被動プーリ１８ｃとの間に掛け渡されたエンドレスな搬送ベルト１８ｄと、搬送ベルト１８ｄの下側部分を支持する多数のキャリアローラ１８ｅとを有している。搬送ベルト１８ｄは、ゴム等の弾性材料で形成されている。

【0017】

なお、上側ベルトコンベア１８に、搬送ベルト１８ｄの上側部分（戻り部分）を支持する多数のリターンローラ、及び、搬送ベルト１８ｄに引張力を与えるテンションローラを配置してもよいが、図面の簡略化のため、省略されている。

【0018】

下側ベルトコンベア１６のキャリアローラ１６ｅのピッチと上側ベルトコンベア１８のキャリアローラ１８ｅのピッチは、実質的に同一である。すなわち、図２に最も良く示されるように、下側ベルトコンベア１６の各キャリアローラ１６ｅの回転中心と上側ベルトコンベア１８の各キャリアローラ１８ｅの回転中心は、搬送ベルトに直交する線Ｌ上に位置するように構成されている。また、図示されているように、キャリアローラ１６ｅは小径であり、キャリアローラ１８ｅは、大径である。ここで、大径、小径とは、両者（キャリアローラ１６ｅ、１８ｅ）の相対的な径を表すことを意味しており、具体的な径を表すものではない。上下のキャリアローラ１６ｅ、１８ｅのピッチが実質的に同一であり、上側に位置する各キャリアローラ１８ｅが相対的に大径であるため、上下の搬送ベルト１６ｄ、１８ｄ間を進行する被処理汚泥が、キャリアローラ１６ｅ、１８ｅの位置する個所で大きな圧縮力を受けることとなり、これにより、被処理汚泥を効率的に圧縮することができる。

【0019】

汚泥処理装置１０は、図２に示されるように、下側ベルトコンベア１６のみが配置される搬送部と、下側ベルトコンベア１６と上側ベルトコンベア１８の両方が配置される脱水部に大別される。これにより、汚泥脱水装置１０は、用途や各種設置条件に応じて、所望のように設計することができる。例えば、被処理汚泥の発生（投入）個所と処理後の排出個所を離した方が好ましいような場合には搬送部の距離を長くし、或いは、被処理汚泥の種類が処理が難しいものであるような場合には脱水部の距離を長くするようなことが想定される。また、図示されている汚泥処理装置１０は搬送部と脱水部が一体のものとして示されているが、搬送部と脱水部を別体に製造し、使用時に両者を連結するようなことも可能である。

【0020】

好ましくは、上側ベルトコンベア１８の各フレーム１８ａの下面と下側ベルトコンベア１６の各フレーム１６ａの上面は、図４（ａ）に示されるように、密着するように構成されている。これにより、汚泥や水分が側方に漏洩するのを防止することができる。

【0021】

また、好ましくは、下側ベルトコンベア１６の搬送ベルト１６ｄの上面は、図４（ｂ）に示されるように、各フレーム１６ａの上面よりも距離ｘだけ下方に位置するように構成されている。距離ｘは通常、３ｍｍ～５ｍｍ程度である。このように構成したのは、搬送ベルト１８ｄの厚さ及び脱水された固形分（脱水ケーキ）の厚さを考慮したためである（すなわち、このように構成しなければ、下側ベルトコンベア１６のフレーム１６ａの上方を固形分が移動することを危惧したためである）。

【0022】

図６に示されるように、下側ベルトコンベア１６において、各フレーム１６ａと搬送ベルト１６ｄの両縁１６ｄ１、１６ｄ２との間に隙間が実質的に生じないように構成されている。同様に、上側ベルトコンベア１８において、各フレーム１８ａと搬送ベルト１８ｄの両縁１８ｄ１、１８ｄ２との間に隙間が実質的に生じないように構成されている。これにより、汚泥や水分が漏洩して下方に流出するのが回避されるとともに、搬送ベルト１６ｄ、１８ｄの蛇行を防止することができる。

【0023】

図７は、好ましい形態の汚泥投入口１２を示した斜視図である。図７に示される汚泥投入口１２は、脱水部の側（従って、上側ベルトコンベア１８の側）に位置し、下側ベルトコンベア１６の搬送方向と直交するように配置された短辺壁１２ａと、短辺壁１２ａと反対側に位置し、短辺壁１２ａと平行に配置された長辺壁１２ｂと、短辺壁１２ａと長辺壁１２ｂとを連結する一対の斜辺壁１２ｃ、１２ｄとを有する平面視で台形状に形作られている。短辺壁１２ａには開口１２ａ１が設けられており、長辺壁１２ｂ、及び斜辺壁１２ｃ、１２ｄの下端には、細長いゴム片１２ｂ１、１２ｃ１、１２ｄ１がそれぞれ取り付けられている。汚泥投入口１２の上面と下面は開放しており、下面（従って、ゴム片１２ｂ１、１２ｃ１、１２ｄ１）が下側ベルトコンベア１６の搬送ベルト１６ｄ上に載っている。

【0024】

汚泥投入口１２の平面形状を、上述のように上側ベルトコンベア１８の側が幅狭になるように形成することにより、汚泥投入口１２に投入された被処理汚泥が開口１２ａ１から搬送ベルト１６ｄの中心線付近に収束した状態で出るので、被処理汚泥全体をむらなく脱水することができる。すなわち、被処理汚泥が搬送ベルト１６ｄ、１８ｄ間で圧縮されると、搬送ベルト１６ｄ、１８ｄの両端に逃げようとするが、最初に被処理汚泥を搬送ベルト１６ｄの中心線付近に収束させることにより、このような事態を極力回避することができる。

【0025】

なお、汚泥投入口１２の下端にゴム片１２ｂ１、１２ｃ１、１２ｄ１を設けたことにより、搬送ベルト１６ｄの上面とゴム片１２ｂ１、１２ｃ１、１２ｄ１が常時接触することになるが、搬送ベルト１６ｄの上面とゴム片１２ｂ１、１２ｃ１、１２ｄ１との摩擦変動により生ずる隙間から被処理汚泥の水分の一部が汚泥処理口１２から流出して、排出口２０から排出される。

【0026】

以上のように構成された汚泥脱水装置１０の使用について説明する。図２に示されるように、被処理汚泥を汚泥投入口１２に投入し、ベルトコンベア１６、１８を駆動させる。すると、投入された被処理汚泥は、汚泥投入口１２の特徴的な平面形状により、搬送ベルト１６ｄの中心線付近に収束した状態で出て、上側ベルトコンベア１８が配置された脱水部に搬送される。そして、脱水部において被処理汚泥は圧縮され、脱水された固形分は汚泥排出口１４から排出される。一方、被処理汚泥中の水分は、重力により搬送ベルト１６ｄ上を流下し、汚泥脱水装置１０の下部に位置する排出口２０から排出される。

【0027】

本発明は、以上の発明の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。

【0028】

例えば、図示されている汚泥脱水装置１０の各構成要素（汚泥投入口１２、汚泥排出口１４、下側ベルトコンベア１６、上側ベルトコンベア１８、排水口２０、支柱２２）の細部や寸法、基数などは、単なる例示的なものにすぎない。

【符号の説明】

【0029】

１０ 汚泥脱水装置
１２ 汚泥投入口
１２ａ 短辺壁
１２ａ１ 出口開口
１２ｂ 長辺壁
１２ｂ１ ゴム片
１２ｃ 斜辺壁
１２ｃ１ ゴム片
１２ｄ 斜辺壁
１２ｄ１ ゴム片
１４ 汚泥排出口
１６ 下側ベルトコンベア
１６ａ フレーム
１６ｂ 駆動プーリ
１６ｃ 被動プーリ
１６ｄ 搬送ベルト
１６ｅ キャリアローラ
１８ 上側ベルトコンベア
１８ａ フレーム
１８ｂ 駆動プーリ
１８ｃ 被動プーリ
１８ｄ 搬送ベルト
１８ｅ キャリアローラ
２０ 排水口
２２ 支柱

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】