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1. (WO2007004283) HEATING TYPE ROTARY PRESSURE DEHYDRATOR
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明 細書

加熱型回転加圧脱水機

技術分野

[0001] 本発明は、汚泥や、加工食品の原料又はその半加工品等、固体物質と液体物質 の混合物 (処理対象物)を濾過,圧縮して脱水処理を行う装置であって、特に、回転 軸周りに形成された環状の濾室内を進行させるに従って、処理対象物に次第に圧力 を加えて脱水処理を行う回転加圧脱水機に関する。

背景技術

[0002] 回転加圧脱水機(ロータリープレスフィルタ)は、特開 2001— 113109号公報に示 されて、るように、回転軸周りに形成された環状の濾室内に液状の処理対象物(処 理原液)を導入し、二枚のドーナツ状スクリーンを回転させることによって処理対象物 を前方へと進行させ、次第に圧力を加えて脱水処理を行う装置である。

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0003] 本発明の発明者らは、この種の回転加圧脱水機に関して長年にわたり研究を続け てきた結果、濾室内温度を高温にして、進行中の処理対象物を加熱することができ れば、濾室内の圧搾力による脱水にカ卩えて、処理対象物の乾燥を促進することがで き、排出されるケーキの含水率を好適に低下させることができる、という知見を得るに 至った。そこで更なる研究が行われ、これを実現するための装置として、本発明に係 る加熱型回転加圧脱水機が完成された。

課題を解決するための手段

[0004] 本発明の「加熱型回転加圧脱水機」は、回転軸周りに形成された環状の濾室内に 液状の処理対象物を導入し、スクリーンを回転させることによって処理対象物を前方 へと進行させ、次第に圧力を加えて脱水処理を行う装置において、濾室及び導入し た処理対象物を加熱するための手段を有してヽることを特徴としてヽる。

[0005] 尚、加熱手段として、加熱媒体 (高温のスチーム、高温の気体、高温の液体等)の 流路を形成し、又は、加熱媒体を噴射するノズル或いは電熱線等を配置することが 好ましぐまた、これらの加熱手段は、回転加圧脱水機を構成する内輪スぺーサ、外 輪スぺーサ、ディフレクタ、スクレーノ、及び z又は、フィルトレーシヨンホイールの内 部に(或いは、それらに近接して)形成或いは配置することが好ま U、。

[0006] また、加熱手段として、内輪スぺーサ等に加熱媒体の流路を形成した場合には、当 該流路内を流下した加熱媒体が、脱水機本体外へ排出されるように構成することも できるし、最終的に濾室内に流入するように構成することもできる。

[0007] 本発明の「加熱型脱水システム」は、回転軸周りに形成された環状の濾室内に液状 の処理対象物を導入し、スクリーンを回転させることによって処理対象物を前方へと 進行させ、次第に圧力を加えて脱水処理を行う回転加圧脱水機と、当該回転加圧脱 水機に導入する処理対象物に対して予め凝集処理を行うフロキユレータとからなるも のであり、フロキユレータ内の処理対象物を加熱するための手段を有していることを 特徴としている。尚、加熱手段としては、加熱媒体の流路を形成し、又は、加熱媒体 を滞留させるジャケット或いは電熱線等を配置することが好ま U、。

発明の効果

[0008] 本発明に係る「加熱型回転加圧脱水機」は、加熱手段によって濾室を加熱すること により、処理対象物を加熱し、その乾燥を促進することができる。従って、圧入濾過、 圧搾による脱水にカ卩え、乾燥の促進によって、ケーキ出口力も排出されるケーキにお ける含水率を効果的に低下させることができる。

[0009] また、流路内を流下した加熱媒体が、最終的に濾室内に流入するように構成した場 合には、濾室及び処理対象物を直接的に加熱することができ、より効果的に昇温さ せることができる。

[0010] 本発明の「加熱型脱水システム」は、フロキユレータ内の処理対象物の温度を上昇 させることができ、その結果、処理対象物の改質、固液分離性の向上という効果を期 待することができ、このようにして改質が行われた処理対象物を回転加圧脱水機に導 入することにより、回転加圧脱水機における脱水性が向上し、排出されるケーキにお ける含水率を好適に低下させることができる。

発明を実施するための最良の形態

[0011] 以下、本発明の好適な実施形態について説明する。図 1は、本発明の第 1の実施

形態に係る回転加圧脱水機 1の内部構造を示す垂直断面図である。この図において 、 2は回転軸、 3は内輪スぺーサ、 4は外輪スぺーサ、 5はスクリーン、 6はディフレクタ 、 8は原液供給口、 9はケーキ出口である。この回転加圧脱水機 1は、これらの要素の ほか、外部ケーシング、駆動装置、制御装置等によって構成されている。

[0012] 本実施形態の回転加圧脱水機 1は、下水処理施設等において汚泥を処理する際 に使用されるものであり、原液供給口 8から環状の濾室 10内に、固形分濃度 1〜4% の汚泥 (処理原液)を導入し、スクリーン 5を回転させることによって汚泥を前方へと進 行させ、次第に圧力を加えて濾過圧縮し、ケーキ出口 9から、固形分濃度 20〜30% 程度 (含水率 70〜80%程度)の汚泥ケーキを排出することができる装置である。

[0013] 本実施形態においては、図 1に示すように、回転軸 2、内輪スぺーサ 3、及び、ディ フレクタ 6の内部〖こ空洞 21, 22, 23が形成されている。これらのうち、内輪スぺーサ 3 内の空洞 21は、上流側端部 21a、下流側端部 21bと、それらの中間の周回部分 21c とによって構成されており、上流側端部 21aは回転軸 2と接する内周面に、下流側端 部 21bは濾室 10に臨む外周面に達している。周回部分 21cは、内輪スぺーサ 3の外 周面から一定の深さの位置を、回転方向に沿ってほぼ一周するような形となっている

[0014] 回転軸 2の内部の空洞 22は、一方の端部が内輪スぺーサ 3内の空洞 21 (の上流 側端部 21a)と繋がっており、他方の端部は装置外へと繋がっている。ディフレクタ 6 の内部の空洞 23は、内輪スぺーサ 3の外周面と接する湾曲面において一端が開口 するとともに、ディフレクタ 6の上面に設置されたノズル 24に連通している。

[0015] 内輪スぺーサ 3内の空洞 21の下流側端部 21b (内輪スぺーサ 3の外周面に達する 端部)には、バルブ 25が取り付けられている。このバルブ 25は、内輪スぺーサ 3の回 転動作中において、下流側端部 21bが濾室 10に面している際には閉じられている。 そして、下流側端部 21bの位置力ディフレクタ 6の空洞 23の開口位置と一致してい る間、バルブ 25が開放されるような構造となっている。

[0016] 本実施形態においては、これらの空洞 21, 22, 23は、濾室 10内を加熱するスチー ムの流路として機能する。具体的に説明すると、装置外より回転軸 2の空洞 22内へ 高圧、高温(100〜350°C程度)のスチームが供給されるようになっており、回転軸 2 の空洞 22内へ流入したスチームは、常時繋がっている内輪スぺーサ 3内の空洞 21 へそのまま流入して、くことになる。

[0017] 但し、内輪スぺーサ 3内の空洞 21の下流側端部 21bは、濾室 10に面している間は バルブ 25が閉じられているため、流入したスチームは回転軸 2及び内輪スぺーサ 3 内に滞留することになる。そして、回転軸 2及び内輪スぺーサ 3の回転が進み、図 2に 示すように、下流側端部 21bの位置力ディフレクタ 6の空洞 23の開口位置と一致し た場合には、バルブ 25が開放されることになり、スチームは内輪スぺーサ 3内の空洞 21力 、ディフレクタ 6の空洞 23内へ流入する。

[0018] ディフレクタ 6内の空洞 23は、上面に設置されたノズル 24に連通しており、これらの ノズル 24は、濾室 10内空間に向力つて開口しているため、供給源から所定の圧力を 受けて空洞 23内へ流入したスチームは、ノズル 24から濾室 10内へ噴射されることに なる。

[0019] このように、高温のスチームが回転軸 2内、内輪スぺーサ 3内、ディフレクタ 6内を流 れていく過程で、内輪スぺーサ 3等が加熱され、更に、内輪スぺーサ 3、及び、ディフ レクタ 6の熱が濾室 10、及び、濾室 10内の汚泥に伝わって、それらが加熱されること になる。また、本実施形態においては、高温のスチームがノズル 24力も濾室 10内へ 流入するように構成されているため、濾室 10及び汚泥は、内輪スぺーサ 3等を介して 間接的に加熱されることに加えて、直接的にも加熱されることになる。

[0020] 加熱されて濾室 10内が高温になると、汚泥が加熱される結果、濾室 10内を進行中 の汚泥或いは汚泥ケーキの乾燥が進むことになる。従って、圧入濾過、圧搾による脱 水に加え、乾燥により、ケーキ出口 9から排出される汚泥ケーキにおける含水率を効 果的〖こ低下させることができる。

[0021] 尚、スチームは水分を含んでいるため、ある程度脱水が進んでケーキ状になった汚 泥に向けてスチームが噴射されると、それらが湿潤し、折角低下させた含水率が再び 上昇してしまうということになりかねない。従って、濾室 10及び汚泥を直接的に加熱 すべぐスチームが最終的に濾室 10内へ流下するように構成する場合には、濾室 10 内のエリアのうち、導入された汚泥の脱水が未だそれほど進んでいないエリア(例え ば、図 1、及び、図 2に示すように、原液供給口 8付近のエリアなど、回転軸 2を中心と して原液供給口 8から 90° の範囲内のエリア)においてスチームが濾室 10内に流入 するように構成することが望ま、。

[0022] また、スチームは、空洞 21内を流下した後、最終的に濾室 10内へ排出されるので はなぐ装置外へ排出されるように構成することもできる。例えば、図 3 (本発明の第 2 の実施形態に係る回転加圧脱水機 1の垂直断面図)に示すように、回転軸 2の内部 に、いずれも装置外へと繋がっている二つの空洞 22a, 22bを形成し、一方の空洞 2 2aを通って内輪スぺーサ 3内の空洞 21に流入したスチームが、当該空洞 21内を流 下した後、回転軸 2内の他方の空洞 22bから装置外へ排出されるように構成しても良 い。

[0023] 図 4は、本発明の第 3の実施形態に係る回転加圧脱水機 1の垂直断面図である。

本実施形態においては、スチームの流路として機能する空洞は、内輪スぺーサ 3側 ではなぐ外輪スぺーサ 4側に形成されている。具体的に説明すると、図 4に示されて いるように、この回転加圧脱水機 1においては、外輪スぺーサ 4の内側において、外 輪スぺーサ 4の内側面から一定の間隔を置いて金属プレート 26が配置されており、 外輪スぺーサ 4の内側面と金属プレート 26との間のスペース(外輪スぺーサ 4の内側 面、金属プレート 26、及び、両側部を閉塞する側部プレートによって四方が閉塞され てなる断面矩形状の空洞 27)に高圧、高温のスチームが供給されるように構成され ている。

[0024] 尚、図 4において 28は、外輪スぺーサ 4に設けられたスチームの導入路であり、 29 , 29はノス、ノレである。これらのノス、ノレ 29, 29は、空?同 27と連通状態にあり、力つ、濾 室 10内空間(原液供給口 8付近のエリア)に向かって開口して、る。

[0025] 本実施形態においては、装置外から、高温のスチームが外輪スぺーサ 4のスチー ム導入路 28を介して空洞 27内へ高圧供給されるようになっており、高温のスチーム 力 空洞 27内を所定方向(図中に示した矢印の方向)へ向力つて流下して、く過程 で、金属プレート 26が加熱され、更に、その熱が濾室 10、及び、濾室 10内の汚泥に 伝わって、それらが加熱されることになる。また、本実施形態においては、高温のスチ ームがノズル 29から濾室 10内へ流入するように構成されているため、濾室 10及び汚 泥は、間接的な加熱に加え、直接的にも加熱されることになる。

[0026] 加熱されて濾室 10内が高温になると、汚泥が加熱される結果、濾室 10内を進行中 の汚泥或いは汚泥ケーキの乾燥が進むことになる。従って、圧入濾過、圧搾による脱 水に加え、乾燥により、ケーキ出口 9から排出される汚泥ケーキにおける含水率を効 果的に低下させることができる。尚、空洞 27内を流下したスチームが、濾室 10内では なぐ装置外へ排出されるように構成することもできる。また、空洞 27は、外輪スぺー サ 4の内部に形成しても良!、。

[0027] 更に、図 5 (本発明の第 4の実施形態に係る回転加圧脱水機 1の垂直断面図)に示 すように、高温スチームを流下させる空洞 23を、ディフレクタ 6内部にのみ形成して、 濾室 10及び汚泥を加熱するように構成しても良ぐまた、スクリーン 5を外側から支え る、「フィルトレーシヨンホイール」と呼ばれる部材の内部、或いは、スクリーン 5の内側 面に付着した微粒子塊を搔き落とすために設置されて、るスクレーバ 14の内部に空 洞を形成して、濾室 10及び汚泥を加熱するよう〖こ構成することもできる。

[0028] 尚、フィルトレーシヨンホイールの内部、或いは、スクレーバの内部に空洞を形成す る場合、フィルトレーシヨンホイール、或いは、スクレーバの所定の位置にノズルを設 置し、スクリーン表面 (外側面、或いは、内側面)に向けて高温のスチームが吹き付け られるように構成することもできる。この場合、スクリーン表面に付着した汚泥固形物 を好適に除去することができる。

[0029] また、上記実施形態においては、濾室 10等を加熱する手段として空洞 21, 22, 23 , 27内に高温のスチームを供給する例について説明した力他の加熱媒体 (例えば 、高温のドライエアー、高温の液体等)を使用することもでき、更に、電熱線等を配置 して濾室 10等を加熱するような構成としてもよい。尚、回転加圧脱水機 1が設置され るプラント内に余剰スチームがある場合には、それを使用することにより、余剰エネル ギーを有効活用することができる。

[0030] また、この回転加圧脱水機の前段に設置される汚泥のフロキユレータ (凝集槽)をジ ャケット状に構成し、或いは、フロキユレータの外側に配管を行ってスチームの流路を 形成し、当該ジャケット内或いはノイブ内に高温のスチームを供給し、循環させるよう に構成することもできる。この場合、フロキユレータ内の汚泥の温度を上昇させること ができ、その結果、汚泥の改質、汚泥の固液分離性の向上という効果を期待すること

ができ、このようにして改質が行われた汚泥を回転加圧脱水機に導入することにより、 回転加圧脱水機における脱水性が向上し、排出される汚泥ケーキにおける含水率を 好適に低下させることができる。

産業上の利用可能性

[0031] 以上に説明したように、本発明に係る「加熱型回転加圧脱水機」は、加熱手段によ つて濾室を加熱することにより、処理対象物を加熱し、その乾燥を促進することができ る。従って、圧入濾過、圧搾による脱水にカ卩え、乾燥の促進によって、ケーキ出口か ら排出されるケーキにおける含水率を効果的に低下させることができる。

[0032] また、流路内を流下した加熱媒体が、最終的に濾室内に流入するように構成した場 合には、濾室及び処理対象物を直接的に加熱することができ、より効果的に昇温さ せることができる。

[0033] 本発明の「加熱型脱水システム」は、フロキユレータ内の処理対象物の温度を上昇 させることができ、その結果、処理対象物の改質、固液分離性の向上という効果を期 待することができ、このようにして改質が行われた処理対象物を回転加圧脱水機に導 入することにより、回転加圧脱水機における脱水性が向上し、排出されるケーキにお ける含水率を好適に低下させることができる。

図面の簡単な説明

[0034] [図 1]本発明の第 1の実施形態に係る回転加圧脱水機 1の垂直断面図。

[図 2]本発明の第 1の実施形態に係る回転加圧脱水機 1の垂直断面図。

[図 3]本発明の第 2の実施形態に係る回転加圧脱水機 1の垂直断面図。

[図 4]本発明の第 3の実施形態に係る回転加圧脱水機 1の垂直断面図。

[図 5]本発明の第 4の実施形態に係る回転加圧脱水機 1の垂直断面図。