プリコート式真空濾過装置
【課題】 従来のプリコート式真空濾過装置において、異物等が混入している廃水にも対応可能であると共に、掻取り刃の摩耗が濾過面の場所にかかわらず均一に生ずることで、真空濾過装置の運転効率を向上させること。
【解決手段】 原液槽３６とフィルタドラム３８とスクレーパ手段４６（４８）とを備えたプリコート式の真空濾過装置。フィルタドラム３８は、外筒部５８の内側に同心的に内筒部５６を配し、内筒部５６と外筒部５８との円環状空間を仕切り板６０で等分割して複数個の濾室６２を形成する。該各濾室６２には仕切り板６０の回転方向側内側面の付近においては回転軸を兼ねる濾過主管６４より分岐される枝管６６に接続する。スクレーパ手段４６は、濾過面に対して前進可能なホルダ７８に薄肉の掻き取り刃４８を先端部側逃げ可能に弾性押圧して支持して構成する。
【解決手段】 原液槽３６とフィルタドラム３８とスクレーパ手段４６（４８）とを備えたプリコート式の真空濾過装置。フィルタドラム３８は、外筒部５８の内側に同心的に内筒部５６を配し、内筒部５６と外筒部５８との円環状空間を仕切り板６０で等分割して複数個の濾室６２を形成する。該各濾室６２には仕切り板６０の回転方向側内側面の付近においては回転軸を兼ねる濾過主管６４より分岐される枝管６６に接続する。スクレーパ手段４６は、濾過面に対して前進可能なホルダ７８に薄肉の掻き取り刃４８を先端部側逃げ可能に弾性押圧して支持して構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原液槽とフィルタドラムとスクレーパ手段とを備えたプリコート式真空濾過装置及び該濾過装置を用いた廃水処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
図１のフローシートに示すような、廃水に凝集剤を添加して、廃水中に含まれる固形分を結合させ、大径化した後に固液分離する廃水処理システムにおいて、連続処理の要請がある。
【０００３】
この連続処理の要請に際して、プリコートをせずに直接濾布で固形成分を捕獲するドラム式真空濾過装置が多用されている（特許文献１参照）。
【０００４】
しかし、直接濾布で固形成分を捕獲するドラム式の真空濾過装置では、安定して、高清澄度の濾液（処理水）を得難いという問題点があった。
【０００５】
そこで、より高清澄度の濾液を得るために、スクレーパ装置を備えたプリコート式の真空濾過装置を使用することが考えられる（特許文献２参照）。
【０００６】
しかし、汎用のスクレーパ装置では、たとえば、湿式集塵機発生水におけるワークやゴミの混入など粗大な異物が混入している場合、スクレーパ装置の掻取り刃の破損やプリコート層の破損が発生する。このため、そのような異物が混入した廃水処理には適していなかった。
【０００７】
そこで、特許文献２の請求の範囲に記載の下記構成の掻取り刃を使用することが考えられる。
【０００８】
「プリコート濾過機の円筒面に対向して支持台に取付けられたスクレーパ装置のホルダーに0.1〜0.6ｍｍの薄鋼板よりなる掻き取り刃を押さえ金具により弾性支持したことを特徴とするプリコート濾過機におけるケーキのスクレーパ装置。」
しかし、掻取り刃が、薄くて弾性保持されている場合、下記のような問題点が発生することが分かった。
【０００９】
これは、掻取り刃によって掻き取る箇所において、ドラム上に形成された固形分（廃水中の固形物による層およびプリコート層）の含水率が、一定でない場合、掻取り刃の摩耗量に差が生じ、掻取り性能の低下を招いたり、プリコート層を破損し濾過性能の低下を生じたりする。
【００１０】
なお、特許文献３に記載されたプリコート式真空濾過装置は、フィルタドラムの上方から原液を供給するトップフィード型のもので、本発明の特許性に影響を与えるものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】実公昭５１−２３０９９号公報
【特許文献２】実公昭５２−３７９１６号公報、
【特許文献３】特開平８−３８８１８号公報
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の真空濾過装置を適用する廃水処理装置の一例を示すフローシートである。
【図２】本発明を適用するプリコート式の真空濾過装置の原理説明図である。
【図３】本発明に適用する濾室分割タイプのフィルタドラムの作用説明のための側面モデル図（Ａ）および正面モデル図（Ｂ）である。
【図４】本発明に適用するスクレーパ装置の全体正面図（Ａ）及び掻取り刃保持部の拡大図（Ｂ）である。
【図５】本発明に適用するフィルタドラムと原液槽底部との間にパドル（ファンタービ形）の回転攪拌翼を配した真空濾過装置の側面モデル図（Ａ）及び正面モデル図（Ｂ）である。
【図６】同じく揺動攪拌翼を配した真空濾過装置の側面モデル図（Ａ）及び正面モデル図（Ｂ）である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、上記にかんがみて、従来のプリコート式真空濾過装置において、異物等が混入している廃水にも対応可能であると共に、掻取り刃が薄くても摩耗が発生しがたく、真空濾過装置の運転効率を向上させることを本発明の課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決すべく、鋭意開発に努力をした結果、特許文献２に記載のスクレーパ装置を備えたプリコート式真空濾過装置において、ドラム構成を、特許文献１に記載の下記構成とすれば、生成するケーキ含水率を安定化することができ、掻取り刃が受ける掻取り抵抗が安定して掻取り刃の摩耗量に偏りがないことを知見して、下記構成の真空濾過装置に想到した。参照のため図符号を付す。
【００１５】
原液槽３６とフィルタドラム３８とスクレーパ手段４６（４８）とを備えたプリコート式の真空濾過装置において、
フィルタドラム３８は、外筒部５８の内側に所定隙間をおいて同心的に内筒部５６を配し、内筒部５６と外筒部５８との円環状空間を仕切板６０で等分割して複数個の濾室６２を形成するとともに、該各濾室６２には仕切板６０の回転方向側内側面の付近においては回転軸を兼ねる濾液主管６４より分岐される枝管６６が接続されている構成であり、また、
スクレーパ手段４６は、フィルタドラム３８の濾過面に対して前進可能なホルダー７８に先端肉厚１ｍｍ未満の掻き取り刃４８が先端部側逃げ可能に弾性押圧されて支持されている構成である、ことを特徴とする。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明のプリコート式真空濾過装置（以下単に「真空濾過装置」という。）の一実施形態について、廃水処理装置（廃水処理システム）の真空脱水装置に適用した場合について説明する。
【００１７】
図１に廃水処理装置のフローシートの一例を示す。このフローシートは、研磨廃水、酸性廃水、フレキソインキ廃水等の廃水処理を想定したものである。
【００１８】
基本構成として、廃液槽１２と反応槽１４と脱水装置（真空濾過装置）１６とを備えている。そして、反応槽１４には、アルカリ液槽１８と無機凝集剤槽２０とが付設されている。
【００１９】
本実施形態では、アルカリ液槽１８には、消石灰（Ｃａ（ＯＨ）２）の水分散液を貯留し、無機凝集剤槽２０には、硫酸バンド（Ａｌ２（ＳＯ４）３・ｎＨ２Ｏ）、ＰＡＣ（Ａｌ２（ＯＨ）ｎＣｌ６−ｎ）等の水分散液を貯留する。なお、それらの各槽１８、２０は、攪拌機２２、２２を備えるとともに、各槽１８、２０と反応槽１４との間には、供給ポンプを備えた供給配管２６、２６Ａが配されている。
【００２０】
上記廃液槽１２は、前記研磨廃水等を貯留し、廃液槽１２と反応槽１４との間には、供給ポンプを備えた廃液供給配管２８が配されている。
【００２１】
反応槽１４は、攪拌機２２Ａを備えている。そして、反応槽１４の底部と脱水装置１６との間には、原液（フロックを含んだ廃水：スラッジ）の供給ポンプを備えた原液の供給配管３１が配されている。なお、必然的ではないが、原液供給パイプ３１の途中に高分子凝集剤（薬液）の供給配管３０が接続されている。
【００２２】
そして、廃液（例えば、研磨廃水）が供給された反応槽１４では、廃液のｐＨをアルカリ液にてアルカリ側に調節し、廃液中の微粒子をマイナスに荷電させる。その後、無機凝集剤を供給して攪拌することにより、凝集剤中のプラスの荷電が粒子のマイナスの荷電と反応し、粒子は互いにくっつきあうことで、フロック（凝集塊）が形成される。
【００２３】
そして、フロックを含んだ廃水（スラッジ）を脱水装置（真空濾過装置）１６へ供給する。ここで、スラッジに高分子凝集剤を添加（供給）することにより、含まれるフロックをさらに大径化できるとともにフロック強度（耐破壊強度）を増大させることができる。
【００２４】
なお、高分子凝集剤としては、上記例示の廃液の場合、アニオン系のものを使用する。アニオン系高分子凝集剤としては、例えば、アルギン酸ナトリウム、ＣＭＣナトリウム塩、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリアクリルアミド部分加水分解塩等をあげることができる。
【００２５】
そして、本実施形態では脱水装置１６は、基本的には、図２に示すような原理を備えたプリコート式真空濾過装置を使用する。
【００２６】
即ち、原液槽（濾過槽）３６と、原液槽３６に下側を浸漬させて配されるフィルタドラム３８とを備えている。該フィルタドラム３８の中心回転軸側と、真空ポンプ４０を備えた気密分離槽（減圧室）４２との間が濾液配管４４で接続されている。
【００２７】
そして、該フィルタドラム３８は強制駆動により低速回転可能（例えば、0.5〜２min−１）とされ、該フィルタドラム３８の回転方向に対面する側にスクレーパ手段（スクレーパ装置）の掻取り刃４８が配されている。該スクレーパ手段は、掻取り刃４８を所定速度で前進可能とされ、ケーキ４９が付着したプリコート層５０を連続的に剥離して常に新しいプリコート層５０の表面を露出させる。こうして、安定した連続濾過を可能とし清澄度の高い処理水が得られるものである。なお、フィルタドラム３８の外周面は、図２の部分拡大図に示す如く、例えば、金網や多孔板で形成された外筒部５８の上面に濾布５４を張設して形成されている。
【００２８】
上記汎用のフィルタドラム３８は、本実施形態では、下記構成とされている（図３参照）。
【００２９】
特許文献１の第２柱から一部変更を加えて引用する。
【００３０】
回転自在とするフィルタドラム３８の内筒部５６と外筒部５８との間を仕切板６０により複数個の均等な濾室６２を区画形成すると共に各濾室６２にはその仕切板６０の回転方向内側面の付近においては回転軸を兼ねる濾液主管６４より分岐された枝管６６を続かせ、該フィルタドラム３８をその下半部が槽内に位置するように原液槽（濾過槽）３６を設置してある。
【００３１】
フィルタドラム３８は、外筒部５８が金網で形成され、該金網にプリコート層５０の支持体である濾布５４が張設固定されている。フィルタドラム３８の両側中央に設けられた回転軸を兼ねる濾液主管６４はその中間部に駆動用のチェーンホイール６８を取り付けるとともに端部は中空の回転継手を介して図示しないバキューム装置に接続させている。
【００３２】
このように形成されたものは、先ず、原液槽３６に所定濃度のプリコート液をプリコート槽（図示せず）から供給し、フィルタドラム３８を低速回転させると同時にバキューム装置（真空ポンプ４０）を駆動させる。このとき、内筒部５６と外筒部５８との間に仕切板６０をもって区画形成されている複数個の均等な濾室６２内は濾液主管から分岐された枝管６６が続かせてある。
【００３３】
このため、槽内に原液（プリコート液又は反応液）がない空のときは、均等に減圧されて外筒部５８を通じ等量の大気を吸引するものである。
【００３４】
次に、図示の如く、矢示方向に右回転する６個の濾室６２よりなるフィルタドラム３８の下半部を槽内に位置させて、槽内に原液（プリコート液又は反応液）を供給した場合の吸引作用は下記の如くになる。
【００３５】
濾過ゾーンに相当する右下位置Ａに至った濾室６２はその表面に原液中の分散質を吸着させると共に濾室６２中に濾液を吸引することになる。このとき、枝管６６の吸引口部には未だ濾液が達しないので濾室６２中に吸引された濾液は濾液主管６４に送られることはない。
【００３６】
こうして、フィルタドラム３８が徐々に回動されて左下位置Ｂに至った濾室６２ｂはその内部に吸引されている濾液が枝管６６の吸引口部に達することとなるため枝管６６、濾液主管６４を経て濾液は徐々に吸引排出され、濾室６２の外筒部５８の表面には左下位置に置いて吸着されたケーキが剥離することのない程度に吸引力が働くことになる。
【００３７】
次いで、左位置Ｃに回動されてきた濾室６２においては内部の濾液が左下位置Ｂと同様枝管６６の吸引部に達している。このため、枝管６６、濾液主管６４を経て濾液は更に排出され濾室６２の表面上半部はこれに吸着されているケーキを介して大気と通じることとなる。このとき、枝管６６の吸引口部が濾液中に位置しているため、該上半部の空気通過量は微量であり、他の濾室６２に対する吸引力に悪影響を及ぼすことがない。
【００３８】
更に、左上位置Ｄまで回動された濾室６２は前記左位置Ｃと同様に左位置Ｃと左上位置Ｄにおいてケーキ中の水分は濾室６２中に吸引されて乾燥ゾーンとしての働きをすることになる。このため、濾室６２中の濾液量も減少する。
【００３９】
次いで、右上位置Ｅまで回動された濾室６２は内部の濾液が回転方向側に流動して枝管６６の吸引口部は解放されて濾室６２の表面より吸引する大気の量は若干増加する。このとき、濾室６２の内部に残っている濾液が濾室６２の表面の下方部分にある。このため、直接大気を吸引する濾室６２ｅの表面の少なくとも他の濾室６２に対する吸引力に余り悪影響を及ぼすことがなく、濾過ゾーンあたる右下位置Ａや左下位置Ｂ等との真空バランスを良くしている。この右上位置Ｅに濾室６２が回動されてきた際に、該濾室６２の外周に掻取り刃４８の先端を臨ませておくことにより左位置Ｃと左上位置Ｄよりなる乾燥ゾーンにおいて乾燥されたケーキが付着したプリコート層を剥離することができる。
【００４０】
次いで、右位置Ｆまで濾室６２が回動されてくると濾室６２は前記右上位置Ｅと同様に作用する。このとき、濾室６２の下方部は徐々に濾過槽中の原液に浸漬されてくることにより表面から吸引される大気量は右上位置Ｅにおける大気の吸引量よりもいっそう減少し、他の濾室６２の吸引に対する悪影響は殆どないものとなる。
【００４１】
このような過程を経てフィルタドラム３８は、回動を続けることによって乾燥ゾーンである左位置Ｃや左上位置Ｄ或いは剥離ゾーンである右上位置Ｅ、剥離ゾーンと濾過ゾーンとの間に当たる右下位置Ａや左下位置Ｂの真空効率は極めて高くなり、切替弁はなくても効率的な濾過作業を連続して行なうことができることとなる。
【００４２】
次に、スクレーパ手段（スクレーパ装置）４６の詳細について説明する（図４参照）。
【００４３】
以下、特許文献２の第２〜３柱から編集上の変更を加えて以下に引用する。
【００４４】
機枠７２上に設けられた支持台７４には、フィルタドラム３８の外周面に形成されたプリコート層５０に向かって移動できるスクレーパ装置４６が傾斜して取り付けられている。
【００４５】
スクリュー軸７６が支持台に取り付けられた軸受に軸支されており、スクリュー軸７６はプリコート層５０に対して傾斜して取り付けられると共に該スクリュー軸７６の先端にホルダー７８が直角に固定されている。該ホルダー７８の一端には切欠部８０が設けられて該切欠部８０にかみそり刃状の厚さ１ｍｍ以下（望ましくは0.1〜0.6ｍｍ）の薄鋼板よりなる掻取り刃４８が載せられている。該掻取り刃４８の全面はこれを押える突起部８１をもつ山形状の弾性薄板よりなる押え金具８２により切欠部８０の面に保持される。該押え金具８２は締付用ボルト８４を締付けることにより掻取り刃４８を押え金具８２の先端部と突起部８７の先端部により弾性支持して緊締しうるようになっている。なお、スクリュー軸７６の雄ねじ部８６は雌ネジ８８を持つスリーブ９０にねじ込まれている。該スリーブ９０の外径部分はウォームホイール９２にキー止めされている。ウォームホイール９２はウォーム軸９４をもつウォーム９６に噛合う。ウォーム９６とウォームホイール９２とは軸受けと一体となったギヤーケース９８内に収納されている。また、ウォーム軸９４は図示されない係脱装置によりウォームホイール９２に係脱自在になっている。さらに、スクリュー軸７６の端部にはスクリュー軸７６の前進を阻止するストッパ用カラー１００が取り付けられ、スクリュー軸７６に嵌められたスリーブ９０にはハンドル９９が取り付けられている。
【００４６】
このように構成されたものは、ウォーム軸９４を回転してウォーム９６を回転させれば、スクリュー軸７６はプリコート層５０に向かってゆるやかに前進しケーキが付着したプリコート層を傾斜した掻取り刃４８の刃先により薄く削りとることができる。この際、掻取り刃４８の刃先部分は摩耗するが、掻取り刃４８の厚さは0.1〜0.6ｍｍと極めて薄いため、刃先部分が摩耗しても厚刃の場合に見られるような平坦部をもつ刃先になることがない。このためケーキ掻取り時に刃先に作用する摩擦抵抗は厚刃の場合より少なくてケーキ層の切削作用は余り変わらない。
【００４７】
したがって、ケーキ掻取りにより露出したプリコート層には縞状の目詰まりが生ずることがなく、ホルダー７８に取り付けられた掻取り刃４８は長時間の使用に耐えることができる。
【００４８】
また、掻取り刃４８は弾性薄板よりなる押え金具８２により弾性支持されている。このため、掻取り刃４８は全体としてホルダー７８に無理なく装着されてケーキ中に硬い塊状の異物が介在するような場合でも掻取り刃４８は押え金具８２の弾性作用により先端部分が微小変形して異物を乗り越え、又は掬いだすことができ、刃先はその先端部に加わる衝撃によって刃こぼれを起こすことはない。
【００４９】
なお、掻取り刃４８の厚さは前記の如く、0.1〜0.6ｍｍとすることが望ましいが、掻取り刃４８の材質によっては、0.05〜１ｍｍの範囲まで可能である。
【００５０】
さらに、本実施形態では、フィルタドラム３８が前記の如く、吸引濾過圧を切替弁を使用せずに、安定した吸引圧で濾過可能としてあるため、プリコート層に付着するケーキの含水率が安定している。したがって、掻取り位置におけるケーキ付着プリコート層の表面強度の波打ち（変動）が小さい。このため、異物と干渉しない常態時において、掻取り刃の切削が円滑に行なわれ、また、掻取り刃の摩耗はドラムの位置に関わらず均等に生じることになり、掻き取り性能の低下やプリコート層の破損による濾過性能の低下を生じることがない。
【００５１】
そして、本実施形態の更に望ましい形態は、上記構成において、原液槽３６の底壁とフィルタドラム３８との間に攪拌翼（攪拌手段）を配されているものとすることにある。
【００５２】
この攪拌手段は、濾過槽（原液槽）３６にフロックの沈降堆積を防止するために設置するものである。フロックの堆積は、濾過効率の低下を招く。
【００５３】
攪拌手段としては、水平回転攪拌式（パドル式）（図５）、揺動攪拌式（揺りかご式）（図６）等が考えられる。
【００５４】
水平回転攪拌式の場合は、フロックの沈降堆積を防止するには、パドル（回転翼）１０２の回転数を増大させる必要がある。しかし、回転数を増大させると、フロックが破壊して、フロック径が小さくなるため、フロックを捕獲するプリコート層を形成する濾過助剤の粒径を大きくできない。濾過助剤の粒径を大きくすることができれば、プリコート層の粒子間隙が大きくなって、濾過速度が増大する。ちなみに、従来の濾過助剤（例えば珪藻土）の汎用粒径は４０μｍ程度であった。
【００５５】
また、回転軸１０４の軸受け部を原液槽３６内に設ける必要があり、液封シール構造とする必要がある。
【００５６】
上記水平回転攪拌式に対して揺動攪拌式は、揺動レバーの原動軸を液外（フィルタドラムの回転軸部位）に設ける構造となる。このため、原液槽３６内に軸支のためのシール構造が不要である。また、原液槽の底部に沿って、攪拌部材を緩やかに揺動させることにより、フロックを破壊せずに沈降防止が容易である。
【００５７】
ここで、揺動攪拌翼の形態は、原液槽３６の円弧状底部に沿って揺動する棒体、アングル体、帯板体であってもよいが、図６に示すような投影円弧状の面状枠体や面状多孔体の円弧状攪拌翼１０６とすることが望ましい。
【００５８】
このとき、円弧状攪拌翼１０６と攪拌槽底面との隙間は、形成フロックの大きさによるが、例えば、１〜２５ｍｍとする。
【００５９】
円弧状攪拌翼１０６の形態は、円弧状であれば特に限定されず、多孔板状でもよいが、一対の円弧状板の間を、等間隔で配した棒材やアングルや羽板で連結したものが、攪拌効果が得易くて望ましい。
【００６０】
なお、円弧状攪拌翼１０６の揺動駆動は、図示しないが、原動機に連結された汎用の往復運度機構を使用して行なう。
【００６１】
次に、上記攪拌装置を備えた真空濾過装置の使用態様について説明をする。
【００６２】
１）プリコート操作
濾過助剤分散液を、原液槽３６へポンプ供給する。なお、濾過助剤としては、特に限定されず、例えば、珪藻土やパーライト等を使用できる。
【００６３】
そして、フィルタドラム３８を低速回転（例えば、１min−１）させるとともに真空吸引(例えば、４０ｋＰａ)し、さらに、円弧状攪拌翼１０６を揺動運動（往復運動）させる。このときの往復運動サイクルは、２０〜５０Ｈｚとする。
【００６４】
このとき、スクレーパ装置の掻取り刃４８の先端は、フィルタドラム３８の外周面からプリコート層５０の設定厚み分を離した位置に静止させておく。
【００６５】
円弧状攪拌翼１０６を往復揺動運動させることにより、大きな粒径の濾過助剤でも原液槽３６の底部に堆積することない。また、フィルタドラム３８の濾布面には、プリコート液に浸漬して入る状態で、前述の如く、高い吸引圧が作用する。このため、粒径の大きな濾過助剤を効率よくフィルタドラム３８に張り付かせて、プリコート層が効率よく形成される。ここで、例えば、珪藻土の場合、４０〜８０μｍの粒径のものを使用する。
【００６６】
なお、クラック防止のために、プリコート時、清水を供給する。
【００６７】
２）凝集操作
廃液は凝集反応槽１４のレベル計のＬ位置信号を受けてＨ位置になるまで、廃液槽１２から凝集反応槽１４に供給ポンプで供給する。
【００６８】
反応槽１４には、同時に、消石灰等のアルカリ液が、アルカリ液槽１８から反応槽１４へポンプ供給する。このアルカリ液の供給は、反応槽１４内の廃液が、装備されたｐＨ計で所定のアルカリ性となるまで攪拌しながら行なう。
【００６９】
同時に反応槽１４に無機凝集剤液を凝集剤槽２０から、装備されたｐＨ計で所定のｐＨ(例えば、6.5〜7.5)となるまで攪拌しながらポンプ供給する。
【００７０】
凝集剤の供給を行った後、攪拌を停止し、生成フロックを反応槽１４底部に沈降させてもよいが、フロックを生成させながら、連続的に真空濾過装置１６の原液槽３６に同時的に供給してもよい。
【００７１】
３）濾過操作
原液（スラッジ）は、原液槽３６に装備されたＬ位置の信号を受けてＨ位置になるまで、反応槽１４から原液槽３６へ供給する。
【００７２】
このとき、フィルタドラム３８は、各濾室６２を真空吸引するとともに、低速回転させる。また、スクレーパ装置４６の掻取り刃４８はプリコート層５０の表面位置にあり、所定速度で前進するようになっている。このときの前進速度は、0.05〜0.15ｍｍ／minとする。
【００７３】
なお、アニオン系の高分子凝集剤を、原液供給配管３１途中で供給することが望ましい。このため、フロックは１〜５ｍｍまで生長する。高分子凝集剤の添加量は、例えば、凝集後のＳＳ濃度が4000mg／Lまでの廃液に対しては、1.0〜5.0mg／Lとする。
【００７４】
高分子凝集剤の添加量が過多であると、余剰の高分子凝集剤の粘性により、濾過抵抗が増大し、過少であると、高分子凝集剤による添加効果、フロックの強度増大及び濾過助剤の大径化を可能とすることが困難となる。
【００７５】
そして、フロックが成長した状態でも、揺りかご式の円弧状攪拌翼１０６により緩やかに揺動攪拌するため、フロックが沈降することがなく、フロックが破壊されることも殆どない。このときの、往復サイクルは２０〜５０Ｈｚとする。
【００７６】
そして、前述の如く、各濾室６２の吸引圧は濾過に十分な真空度に維持されているため、良好にフロックがプリコート層に捕獲されてケーキとなる。
【実施例】
【００７７】
本発明の効果を確認するために、比較例とともに行なった実施例について説明する。
【００７８】
濾過処理設定時間：８ｈ
＜実験方法＞
処理対象物は、鉄系金属部品の湿式流動バレル研磨（砥材：アルミナ系）により発生したバレル研磨廃水：４ｍ３（ｓｓ濃度：1200ｍｇ）とした。
【００７９】
真空濾過装置の仕様は、下記のものを使用して行なった。
【００８０】
原液槽・・・幅830ｍｍ×長さ524ｍｍ×高さ426ｍｍ、底面Ｒ：558ｍｍ
フィルタドラム・・・大きさ：600Φ×300Ｌ、濾過面積：0.5ｍ2、回転速度：１min−１
パドル式・・・２枚板翼（長さ103ｍｍ×径110ｍｍ）を回転軸に９０°の角度にて交互に取り付けたもの。
【００８１】
揺りかご式・・・開き角度α：６０°の円弧状板を４本のアングル（４０ｍｍ×４０ｍｍ×５ｍｍ）で両端の中間２本で連結させたもの（長さ（円弧側投影）600ｍｍ×幅432ｍｍ）。原液槽底部との隙間：２０ｍｍ
（１）廃水の前処理
１）上記研磨廃水（廃液）を反応槽１４に廃液槽１２からポンプにより、該研磨水がｐＨ：９〜１０になるまで、攪拌しながら、消石灰を添加する。
【００８２】
２）さらに、攪拌を継続しながら、中性になるまで無機系凝集剤である硫酸バンドを添加する。
【００８３】
（２）真空濾過装置の前処理
１）原液槽３６に、水0.15ｍ３及び、表１に示す各粒径の濾過助剤（珪藻土：新東ブレーター株式会社製ＦＡ２０００またはＦＡ６０００）を入れる（ＦＡ２０００：１０ｋｇ、ＦＡ６０００：７ｋｇ）。
【００８４】
２）フィルタドラム３８を回転（１min−１）させながら、真空ポンプ４０を作動させることにより（吸引圧：300mmＨｇ：39.6kPa）、ドラム周面にプリコート層（濾過助剤層：50ｍｍ）を形成する。このとき、攪拌装置も作動させた（パドル式：３９min−１、揺りかご式：３０Ｈｚ）。
【００８５】
（３）濾過処理
１）反応槽１４で生成させたスラッジを、原液ポンプを作動させて、反応槽１４から原液供給配管３１を介して原液槽３６へ供給する。なお、実施例３では、原液供給配管３１の途中で高分子凝集剤（新東ブレーター株式会社製ハイパークリアＣ−３０）を２０ｇ添加する。
【００８６】
２）フィルタドラム３８を低速回転（１min−１）させながら、真空ポンプ４０を作動させること（吸引圧：300mmＨｇ：39.6kPa）により、真空濾過を行なう。
【００８７】
この際、スクレーパ送り用モータを作動させて、掻取り刃（スクレーパ）４８を前進させる（送り速度：0.07mm・min−１）。同時に、パドル１０２又は揺動攪拌翼１０６を作動させる（パドル式：３９min−１、揺りかご式：３０Ｈｚ）。
【００８８】
また、各実施例および比較例で使用した真空濾過装置は、自社製実験用装置において、フィルタドラム構造、掻取り刃板厚、攪拌手段を表１に示すものとした。
【００８９】
（４）試験結果
各実施例・比較例・参照例の試験結果を表１に示す。
【表１】
【００９０】
表１から、本発明の望ましい態様の各実施例は、濾過完了時間が短くて済むことが確認できた。
【００９１】
なお、参照例は、攪拌手段を配しないため、本実施例では濾過できなかったが、廃液が沈降性でない場合は、実施可能である。
【符号の説明】
【００９２】
１２ 廃液槽
１４ 反応槽
１６ 脱水装置（真空濾過装置）
３６ 原液槽
３８ フィルタドラム
４８ 掻取り刃
５０ プリコート層
５４ 濾布
５６ フィルタドラムの内筒部
５８ フィルタドラムの外筒部
６０ 濾室の仕切板
６２ 分割濾室
１０２ パドル形攪拌翼
１０６ 円弧板状攪拌翼
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原液槽とフィルタドラムとスクレーパ手段とを備えたプリコート式真空濾過装置及び該濾過装置を用いた廃水処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
図１のフローシートに示すような、廃水に凝集剤を添加して、廃水中に含まれる固形分を結合させ、大径化した後に固液分離する廃水処理システムにおいて、連続処理の要請がある。
【０００３】
この連続処理の要請に際して、プリコートをせずに直接濾布で固形成分を捕獲するドラム式真空濾過装置が多用されている（特許文献１参照）。
【０００４】
しかし、直接濾布で固形成分を捕獲するドラム式の真空濾過装置では、安定して、高清澄度の濾液（処理水）を得難いという問題点があった。
【０００５】
そこで、より高清澄度の濾液を得るために、スクレーパ装置を備えたプリコート式の真空濾過装置を使用することが考えられる（特許文献２参照）。
【０００６】
しかし、汎用のスクレーパ装置では、たとえば、湿式集塵機発生水におけるワークやゴミの混入など粗大な異物が混入している場合、スクレーパ装置の掻取り刃の破損やプリコート層の破損が発生する。このため、そのような異物が混入した廃水処理には適していなかった。
【０００７】
そこで、特許文献２の請求の範囲に記載の下記構成の掻取り刃を使用することが考えられる。
【０００８】
「プリコート濾過機の円筒面に対向して支持台に取付けられたスクレーパ装置のホルダーに0.1〜0.6ｍｍの薄鋼板よりなる掻き取り刃を押さえ金具により弾性支持したことを特徴とするプリコート濾過機におけるケーキのスクレーパ装置。」
しかし、掻取り刃が、薄くて弾性保持されている場合、下記のような問題点が発生することが分かった。
【０００９】
これは、掻取り刃によって掻き取る箇所において、ドラム上に形成された固形分（廃水中の固形物による層およびプリコート層）の含水率が、一定でない場合、掻取り刃の摩耗量に差が生じ、掻取り性能の低下を招いたり、プリコート層を破損し濾過性能の低下を生じたりする。
【００１０】
なお、特許文献３に記載されたプリコート式真空濾過装置は、フィルタドラムの上方から原液を供給するトップフィード型のもので、本発明の特許性に影響を与えるものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】実公昭５１−２３０９９号公報
【特許文献２】実公昭５２−３７９１６号公報、
【特許文献３】特開平８−３８８１８号公報
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の真空濾過装置を適用する廃水処理装置の一例を示すフローシートである。
【図２】本発明を適用するプリコート式の真空濾過装置の原理説明図である。
【図３】本発明に適用する濾室分割タイプのフィルタドラムの作用説明のための側面モデル図（Ａ）および正面モデル図（Ｂ）である。
【図４】本発明に適用するスクレーパ装置の全体正面図（Ａ）及び掻取り刃保持部の拡大図（Ｂ）である。
【図５】本発明に適用するフィルタドラムと原液槽底部との間にパドル（ファンタービ形）の回転攪拌翼を配した真空濾過装置の側面モデル図（Ａ）及び正面モデル図（Ｂ）である。
【図６】同じく揺動攪拌翼を配した真空濾過装置の側面モデル図（Ａ）及び正面モデル図（Ｂ）である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、上記にかんがみて、従来のプリコート式真空濾過装置において、異物等が混入している廃水にも対応可能であると共に、掻取り刃が薄くても摩耗が発生しがたく、真空濾過装置の運転効率を向上させることを本発明の課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決すべく、鋭意開発に努力をした結果、特許文献２に記載のスクレーパ装置を備えたプリコート式真空濾過装置において、ドラム構成を、特許文献１に記載の下記構成とすれば、生成するケーキ含水率を安定化することができ、掻取り刃が受ける掻取り抵抗が安定して掻取り刃の摩耗量に偏りがないことを知見して、下記構成の真空濾過装置に想到した。参照のため図符号を付す。
【００１５】
原液槽３６とフィルタドラム３８とスクレーパ手段４６（４８）とを備えたプリコート式の真空濾過装置において、
フィルタドラム３８は、外筒部５８の内側に所定隙間をおいて同心的に内筒部５６を配し、内筒部５６と外筒部５８との円環状空間を仕切板６０で等分割して複数個の濾室６２を形成するとともに、該各濾室６２には仕切板６０の回転方向側内側面の付近においては回転軸を兼ねる濾液主管６４より分岐される枝管６６が接続されている構成であり、また、
スクレーパ手段４６は、フィルタドラム３８の濾過面に対して前進可能なホルダー７８に先端肉厚１ｍｍ未満の掻き取り刃４８が先端部側逃げ可能に弾性押圧されて支持されている構成である、ことを特徴とする。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明のプリコート式真空濾過装置（以下単に「真空濾過装置」という。）の一実施形態について、廃水処理装置（廃水処理システム）の真空脱水装置に適用した場合について説明する。
【００１７】
図１に廃水処理装置のフローシートの一例を示す。このフローシートは、研磨廃水、酸性廃水、フレキソインキ廃水等の廃水処理を想定したものである。
【００１８】
基本構成として、廃液槽１２と反応槽１４と脱水装置（真空濾過装置）１６とを備えている。そして、反応槽１４には、アルカリ液槽１８と無機凝集剤槽２０とが付設されている。
【００１９】
本実施形態では、アルカリ液槽１８には、消石灰（Ｃａ（ＯＨ）２）の水分散液を貯留し、無機凝集剤槽２０には、硫酸バンド（Ａｌ２（ＳＯ４）３・ｎＨ２Ｏ）、ＰＡＣ（Ａｌ２（ＯＨ）ｎＣｌ６−ｎ）等の水分散液を貯留する。なお、それらの各槽１８、２０は、攪拌機２２、２２を備えるとともに、各槽１８、２０と反応槽１４との間には、供給ポンプを備えた供給配管２６、２６Ａが配されている。
【００２０】
上記廃液槽１２は、前記研磨廃水等を貯留し、廃液槽１２と反応槽１４との間には、供給ポンプを備えた廃液供給配管２８が配されている。
【００２１】
反応槽１４は、攪拌機２２Ａを備えている。そして、反応槽１４の底部と脱水装置１６との間には、原液（フロックを含んだ廃水：スラッジ）の供給ポンプを備えた原液の供給配管３１が配されている。なお、必然的ではないが、原液供給パイプ３１の途中に高分子凝集剤（薬液）の供給配管３０が接続されている。
【００２２】
そして、廃液（例えば、研磨廃水）が供給された反応槽１４では、廃液のｐＨをアルカリ液にてアルカリ側に調節し、廃液中の微粒子をマイナスに荷電させる。その後、無機凝集剤を供給して攪拌することにより、凝集剤中のプラスの荷電が粒子のマイナスの荷電と反応し、粒子は互いにくっつきあうことで、フロック（凝集塊）が形成される。
【００２３】
そして、フロックを含んだ廃水（スラッジ）を脱水装置（真空濾過装置）１６へ供給する。ここで、スラッジに高分子凝集剤を添加（供給）することにより、含まれるフロックをさらに大径化できるとともにフロック強度（耐破壊強度）を増大させることができる。
【００２４】
なお、高分子凝集剤としては、上記例示の廃液の場合、アニオン系のものを使用する。アニオン系高分子凝集剤としては、例えば、アルギン酸ナトリウム、ＣＭＣナトリウム塩、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリアクリルアミド部分加水分解塩等をあげることができる。
【００２５】
そして、本実施形態では脱水装置１６は、基本的には、図２に示すような原理を備えたプリコート式真空濾過装置を使用する。
【００２６】
即ち、原液槽（濾過槽）３６と、原液槽３６に下側を浸漬させて配されるフィルタドラム３８とを備えている。該フィルタドラム３８の中心回転軸側と、真空ポンプ４０を備えた気密分離槽（減圧室）４２との間が濾液配管４４で接続されている。
【００２７】
そして、該フィルタドラム３８は強制駆動により低速回転可能（例えば、0.5〜２min−１）とされ、該フィルタドラム３８の回転方向に対面する側にスクレーパ手段（スクレーパ装置）の掻取り刃４８が配されている。該スクレーパ手段は、掻取り刃４８を所定速度で前進可能とされ、ケーキ４９が付着したプリコート層５０を連続的に剥離して常に新しいプリコート層５０の表面を露出させる。こうして、安定した連続濾過を可能とし清澄度の高い処理水が得られるものである。なお、フィルタドラム３８の外周面は、図２の部分拡大図に示す如く、例えば、金網や多孔板で形成された外筒部５８の上面に濾布５４を張設して形成されている。
【００２８】
上記汎用のフィルタドラム３８は、本実施形態では、下記構成とされている（図３参照）。
【００２９】
特許文献１の第２柱から一部変更を加えて引用する。
【００３０】
回転自在とするフィルタドラム３８の内筒部５６と外筒部５８との間を仕切板６０により複数個の均等な濾室６２を区画形成すると共に各濾室６２にはその仕切板６０の回転方向内側面の付近においては回転軸を兼ねる濾液主管６４より分岐された枝管６６を続かせ、該フィルタドラム３８をその下半部が槽内に位置するように原液槽（濾過槽）３６を設置してある。
【００３１】
フィルタドラム３８は、外筒部５８が金網で形成され、該金網にプリコート層５０の支持体である濾布５４が張設固定されている。フィルタドラム３８の両側中央に設けられた回転軸を兼ねる濾液主管６４はその中間部に駆動用のチェーンホイール６８を取り付けるとともに端部は中空の回転継手を介して図示しないバキューム装置に接続させている。
【００３２】
このように形成されたものは、先ず、原液槽３６に所定濃度のプリコート液をプリコート槽（図示せず）から供給し、フィルタドラム３８を低速回転させると同時にバキューム装置（真空ポンプ４０）を駆動させる。このとき、内筒部５６と外筒部５８との間に仕切板６０をもって区画形成されている複数個の均等な濾室６２内は濾液主管から分岐された枝管６６が続かせてある。
【００３３】
このため、槽内に原液（プリコート液又は反応液）がない空のときは、均等に減圧されて外筒部５８を通じ等量の大気を吸引するものである。
【００３４】
次に、図示の如く、矢示方向に右回転する６個の濾室６２よりなるフィルタドラム３８の下半部を槽内に位置させて、槽内に原液（プリコート液又は反応液）を供給した場合の吸引作用は下記の如くになる。
【００３５】
濾過ゾーンに相当する右下位置Ａに至った濾室６２はその表面に原液中の分散質を吸着させると共に濾室６２中に濾液を吸引することになる。このとき、枝管６６の吸引口部には未だ濾液が達しないので濾室６２中に吸引された濾液は濾液主管６４に送られることはない。
【００３６】
こうして、フィルタドラム３８が徐々に回動されて左下位置Ｂに至った濾室６２ｂはその内部に吸引されている濾液が枝管６６の吸引口部に達することとなるため枝管６６、濾液主管６４を経て濾液は徐々に吸引排出され、濾室６２の外筒部５８の表面には左下位置に置いて吸着されたケーキが剥離することのない程度に吸引力が働くことになる。
【００３７】
次いで、左位置Ｃに回動されてきた濾室６２においては内部の濾液が左下位置Ｂと同様枝管６６の吸引部に達している。このため、枝管６６、濾液主管６４を経て濾液は更に排出され濾室６２の表面上半部はこれに吸着されているケーキを介して大気と通じることとなる。このとき、枝管６６の吸引口部が濾液中に位置しているため、該上半部の空気通過量は微量であり、他の濾室６２に対する吸引力に悪影響を及ぼすことがない。
【００３８】
更に、左上位置Ｄまで回動された濾室６２は前記左位置Ｃと同様に左位置Ｃと左上位置Ｄにおいてケーキ中の水分は濾室６２中に吸引されて乾燥ゾーンとしての働きをすることになる。このため、濾室６２中の濾液量も減少する。
【００３９】
次いで、右上位置Ｅまで回動された濾室６２は内部の濾液が回転方向側に流動して枝管６６の吸引口部は解放されて濾室６２の表面より吸引する大気の量は若干増加する。このとき、濾室６２の内部に残っている濾液が濾室６２の表面の下方部分にある。このため、直接大気を吸引する濾室６２ｅの表面の少なくとも他の濾室６２に対する吸引力に余り悪影響を及ぼすことがなく、濾過ゾーンあたる右下位置Ａや左下位置Ｂ等との真空バランスを良くしている。この右上位置Ｅに濾室６２が回動されてきた際に、該濾室６２の外周に掻取り刃４８の先端を臨ませておくことにより左位置Ｃと左上位置Ｄよりなる乾燥ゾーンにおいて乾燥されたケーキが付着したプリコート層を剥離することができる。
【００４０】
次いで、右位置Ｆまで濾室６２が回動されてくると濾室６２は前記右上位置Ｅと同様に作用する。このとき、濾室６２の下方部は徐々に濾過槽中の原液に浸漬されてくることにより表面から吸引される大気量は右上位置Ｅにおける大気の吸引量よりもいっそう減少し、他の濾室６２の吸引に対する悪影響は殆どないものとなる。
【００４１】
このような過程を経てフィルタドラム３８は、回動を続けることによって乾燥ゾーンである左位置Ｃや左上位置Ｄ或いは剥離ゾーンである右上位置Ｅ、剥離ゾーンと濾過ゾーンとの間に当たる右下位置Ａや左下位置Ｂの真空効率は極めて高くなり、切替弁はなくても効率的な濾過作業を連続して行なうことができることとなる。
【００４２】
次に、スクレーパ手段（スクレーパ装置）４６の詳細について説明する（図４参照）。
【００４３】
以下、特許文献２の第２〜３柱から編集上の変更を加えて以下に引用する。
【００４４】
機枠７２上に設けられた支持台７４には、フィルタドラム３８の外周面に形成されたプリコート層５０に向かって移動できるスクレーパ装置４６が傾斜して取り付けられている。
【００４５】
スクリュー軸７６が支持台に取り付けられた軸受に軸支されており、スクリュー軸７６はプリコート層５０に対して傾斜して取り付けられると共に該スクリュー軸７６の先端にホルダー７８が直角に固定されている。該ホルダー７８の一端には切欠部８０が設けられて該切欠部８０にかみそり刃状の厚さ１ｍｍ以下（望ましくは0.1〜0.6ｍｍ）の薄鋼板よりなる掻取り刃４８が載せられている。該掻取り刃４８の全面はこれを押える突起部８１をもつ山形状の弾性薄板よりなる押え金具８２により切欠部８０の面に保持される。該押え金具８２は締付用ボルト８４を締付けることにより掻取り刃４８を押え金具８２の先端部と突起部８７の先端部により弾性支持して緊締しうるようになっている。なお、スクリュー軸７６の雄ねじ部８６は雌ネジ８８を持つスリーブ９０にねじ込まれている。該スリーブ９０の外径部分はウォームホイール９２にキー止めされている。ウォームホイール９２はウォーム軸９４をもつウォーム９６に噛合う。ウォーム９６とウォームホイール９２とは軸受けと一体となったギヤーケース９８内に収納されている。また、ウォーム軸９４は図示されない係脱装置によりウォームホイール９２に係脱自在になっている。さらに、スクリュー軸７６の端部にはスクリュー軸７６の前進を阻止するストッパ用カラー１００が取り付けられ、スクリュー軸７６に嵌められたスリーブ９０にはハンドル９９が取り付けられている。
【００４６】
このように構成されたものは、ウォーム軸９４を回転してウォーム９６を回転させれば、スクリュー軸７６はプリコート層５０に向かってゆるやかに前進しケーキが付着したプリコート層を傾斜した掻取り刃４８の刃先により薄く削りとることができる。この際、掻取り刃４８の刃先部分は摩耗するが、掻取り刃４８の厚さは0.1〜0.6ｍｍと極めて薄いため、刃先部分が摩耗しても厚刃の場合に見られるような平坦部をもつ刃先になることがない。このためケーキ掻取り時に刃先に作用する摩擦抵抗は厚刃の場合より少なくてケーキ層の切削作用は余り変わらない。
【００４７】
したがって、ケーキ掻取りにより露出したプリコート層には縞状の目詰まりが生ずることがなく、ホルダー７８に取り付けられた掻取り刃４８は長時間の使用に耐えることができる。
【００４８】
また、掻取り刃４８は弾性薄板よりなる押え金具８２により弾性支持されている。このため、掻取り刃４８は全体としてホルダー７８に無理なく装着されてケーキ中に硬い塊状の異物が介在するような場合でも掻取り刃４８は押え金具８２の弾性作用により先端部分が微小変形して異物を乗り越え、又は掬いだすことができ、刃先はその先端部に加わる衝撃によって刃こぼれを起こすことはない。
【００４９】
なお、掻取り刃４８の厚さは前記の如く、0.1〜0.6ｍｍとすることが望ましいが、掻取り刃４８の材質によっては、0.05〜１ｍｍの範囲まで可能である。
【００５０】
さらに、本実施形態では、フィルタドラム３８が前記の如く、吸引濾過圧を切替弁を使用せずに、安定した吸引圧で濾過可能としてあるため、プリコート層に付着するケーキの含水率が安定している。したがって、掻取り位置におけるケーキ付着プリコート層の表面強度の波打ち（変動）が小さい。このため、異物と干渉しない常態時において、掻取り刃の切削が円滑に行なわれ、また、掻取り刃の摩耗はドラムの位置に関わらず均等に生じることになり、掻き取り性能の低下やプリコート層の破損による濾過性能の低下を生じることがない。
【００５１】
そして、本実施形態の更に望ましい形態は、上記構成において、原液槽３６の底壁とフィルタドラム３８との間に攪拌翼（攪拌手段）を配されているものとすることにある。
【００５２】
この攪拌手段は、濾過槽（原液槽）３６にフロックの沈降堆積を防止するために設置するものである。フロックの堆積は、濾過効率の低下を招く。
【００５３】
攪拌手段としては、水平回転攪拌式（パドル式）（図５）、揺動攪拌式（揺りかご式）（図６）等が考えられる。
【００５４】
水平回転攪拌式の場合は、フロックの沈降堆積を防止するには、パドル（回転翼）１０２の回転数を増大させる必要がある。しかし、回転数を増大させると、フロックが破壊して、フロック径が小さくなるため、フロックを捕獲するプリコート層を形成する濾過助剤の粒径を大きくできない。濾過助剤の粒径を大きくすることができれば、プリコート層の粒子間隙が大きくなって、濾過速度が増大する。ちなみに、従来の濾過助剤（例えば珪藻土）の汎用粒径は４０μｍ程度であった。
【００５５】
また、回転軸１０４の軸受け部を原液槽３６内に設ける必要があり、液封シール構造とする必要がある。
【００５６】
上記水平回転攪拌式に対して揺動攪拌式は、揺動レバーの原動軸を液外（フィルタドラムの回転軸部位）に設ける構造となる。このため、原液槽３６内に軸支のためのシール構造が不要である。また、原液槽の底部に沿って、攪拌部材を緩やかに揺動させることにより、フロックを破壊せずに沈降防止が容易である。
【００５７】
ここで、揺動攪拌翼の形態は、原液槽３６の円弧状底部に沿って揺動する棒体、アングル体、帯板体であってもよいが、図６に示すような投影円弧状の面状枠体や面状多孔体の円弧状攪拌翼１０６とすることが望ましい。
【００５８】
このとき、円弧状攪拌翼１０６と攪拌槽底面との隙間は、形成フロックの大きさによるが、例えば、１〜２５ｍｍとする。
【００５９】
円弧状攪拌翼１０６の形態は、円弧状であれば特に限定されず、多孔板状でもよいが、一対の円弧状板の間を、等間隔で配した棒材やアングルや羽板で連結したものが、攪拌効果が得易くて望ましい。
【００６０】
なお、円弧状攪拌翼１０６の揺動駆動は、図示しないが、原動機に連結された汎用の往復運度機構を使用して行なう。
【００６１】
次に、上記攪拌装置を備えた真空濾過装置の使用態様について説明をする。
【００６２】
１）プリコート操作
濾過助剤分散液を、原液槽３６へポンプ供給する。なお、濾過助剤としては、特に限定されず、例えば、珪藻土やパーライト等を使用できる。
【００６３】
そして、フィルタドラム３８を低速回転（例えば、１min−１）させるとともに真空吸引(例えば、４０ｋＰａ)し、さらに、円弧状攪拌翼１０６を揺動運動（往復運動）させる。このときの往復運動サイクルは、２０〜５０Ｈｚとする。
【００６４】
このとき、スクレーパ装置の掻取り刃４８の先端は、フィルタドラム３８の外周面からプリコート層５０の設定厚み分を離した位置に静止させておく。
【００６５】
円弧状攪拌翼１０６を往復揺動運動させることにより、大きな粒径の濾過助剤でも原液槽３６の底部に堆積することない。また、フィルタドラム３８の濾布面には、プリコート液に浸漬して入る状態で、前述の如く、高い吸引圧が作用する。このため、粒径の大きな濾過助剤を効率よくフィルタドラム３８に張り付かせて、プリコート層が効率よく形成される。ここで、例えば、珪藻土の場合、４０〜８０μｍの粒径のものを使用する。
【００６６】
なお、クラック防止のために、プリコート時、清水を供給する。
【００６７】
２）凝集操作
廃液は凝集反応槽１４のレベル計のＬ位置信号を受けてＨ位置になるまで、廃液槽１２から凝集反応槽１４に供給ポンプで供給する。
【００６８】
反応槽１４には、同時に、消石灰等のアルカリ液が、アルカリ液槽１８から反応槽１４へポンプ供給する。このアルカリ液の供給は、反応槽１４内の廃液が、装備されたｐＨ計で所定のアルカリ性となるまで攪拌しながら行なう。
【００６９】
同時に反応槽１４に無機凝集剤液を凝集剤槽２０から、装備されたｐＨ計で所定のｐＨ(例えば、6.5〜7.5)となるまで攪拌しながらポンプ供給する。
【００７０】
凝集剤の供給を行った後、攪拌を停止し、生成フロックを反応槽１４底部に沈降させてもよいが、フロックを生成させながら、連続的に真空濾過装置１６の原液槽３６に同時的に供給してもよい。
【００７１】
３）濾過操作
原液（スラッジ）は、原液槽３６に装備されたＬ位置の信号を受けてＨ位置になるまで、反応槽１４から原液槽３６へ供給する。
【００７２】
このとき、フィルタドラム３８は、各濾室６２を真空吸引するとともに、低速回転させる。また、スクレーパ装置４６の掻取り刃４８はプリコート層５０の表面位置にあり、所定速度で前進するようになっている。このときの前進速度は、0.05〜0.15ｍｍ／minとする。
【００７３】
なお、アニオン系の高分子凝集剤を、原液供給配管３１途中で供給することが望ましい。このため、フロックは１〜５ｍｍまで生長する。高分子凝集剤の添加量は、例えば、凝集後のＳＳ濃度が4000mg／Lまでの廃液に対しては、1.0〜5.0mg／Lとする。
【００７４】
高分子凝集剤の添加量が過多であると、余剰の高分子凝集剤の粘性により、濾過抵抗が増大し、過少であると、高分子凝集剤による添加効果、フロックの強度増大及び濾過助剤の大径化を可能とすることが困難となる。
【００７５】
そして、フロックが成長した状態でも、揺りかご式の円弧状攪拌翼１０６により緩やかに揺動攪拌するため、フロックが沈降することがなく、フロックが破壊されることも殆どない。このときの、往復サイクルは２０〜５０Ｈｚとする。
【００７６】
そして、前述の如く、各濾室６２の吸引圧は濾過に十分な真空度に維持されているため、良好にフロックがプリコート層に捕獲されてケーキとなる。
【実施例】
【００７７】
本発明の効果を確認するために、比較例とともに行なった実施例について説明する。
【００７８】
濾過処理設定時間：８ｈ
＜実験方法＞
処理対象物は、鉄系金属部品の湿式流動バレル研磨（砥材：アルミナ系）により発生したバレル研磨廃水：４ｍ３（ｓｓ濃度：1200ｍｇ）とした。
【００７９】
真空濾過装置の仕様は、下記のものを使用して行なった。
【００８０】
原液槽・・・幅830ｍｍ×長さ524ｍｍ×高さ426ｍｍ、底面Ｒ：558ｍｍ
フィルタドラム・・・大きさ：600Φ×300Ｌ、濾過面積：0.5ｍ2、回転速度：１min−１
パドル式・・・２枚板翼（長さ103ｍｍ×径110ｍｍ）を回転軸に９０°の角度にて交互に取り付けたもの。
【００８１】
揺りかご式・・・開き角度α：６０°の円弧状板を４本のアングル（４０ｍｍ×４０ｍｍ×５ｍｍ）で両端の中間２本で連結させたもの（長さ（円弧側投影）600ｍｍ×幅432ｍｍ）。原液槽底部との隙間：２０ｍｍ
（１）廃水の前処理
１）上記研磨廃水（廃液）を反応槽１４に廃液槽１２からポンプにより、該研磨水がｐＨ：９〜１０になるまで、攪拌しながら、消石灰を添加する。
【００８２】
２）さらに、攪拌を継続しながら、中性になるまで無機系凝集剤である硫酸バンドを添加する。
【００８３】
（２）真空濾過装置の前処理
１）原液槽３６に、水0.15ｍ３及び、表１に示す各粒径の濾過助剤（珪藻土：新東ブレーター株式会社製ＦＡ２０００またはＦＡ６０００）を入れる（ＦＡ２０００：１０ｋｇ、ＦＡ６０００：７ｋｇ）。
【００８４】
２）フィルタドラム３８を回転（１min−１）させながら、真空ポンプ４０を作動させることにより（吸引圧：300mmＨｇ：39.6kPa）、ドラム周面にプリコート層（濾過助剤層：50ｍｍ）を形成する。このとき、攪拌装置も作動させた（パドル式：３９min−１、揺りかご式：３０Ｈｚ）。
【００８５】
（３）濾過処理
１）反応槽１４で生成させたスラッジを、原液ポンプを作動させて、反応槽１４から原液供給配管３１を介して原液槽３６へ供給する。なお、実施例３では、原液供給配管３１の途中で高分子凝集剤（新東ブレーター株式会社製ハイパークリアＣ−３０）を２０ｇ添加する。
【００８６】
２）フィルタドラム３８を低速回転（１min−１）させながら、真空ポンプ４０を作動させること（吸引圧：300mmＨｇ：39.6kPa）により、真空濾過を行なう。
【００８７】
この際、スクレーパ送り用モータを作動させて、掻取り刃（スクレーパ）４８を前進させる（送り速度：0.07mm・min−１）。同時に、パドル１０２又は揺動攪拌翼１０６を作動させる（パドル式：３９min−１、揺りかご式：３０Ｈｚ）。
【００８８】
また、各実施例および比較例で使用した真空濾過装置は、自社製実験用装置において、フィルタドラム構造、掻取り刃板厚、攪拌手段を表１に示すものとした。
【００８９】
（４）試験結果
各実施例・比較例・参照例の試験結果を表１に示す。
【表１】
【００９０】
表１から、本発明の望ましい態様の各実施例は、濾過完了時間が短くて済むことが確認できた。
【００９１】
なお、参照例は、攪拌手段を配しないため、本実施例では濾過できなかったが、廃液が沈降性でない場合は、実施可能である。
【符号の説明】
【００９２】
１２ 廃液槽
１４ 反応槽
１６ 脱水装置（真空濾過装置）
３６ 原液槽
３８ フィルタドラム
４８ 掻取り刃
５０ プリコート層
５４ 濾布
５６ フィルタドラムの内筒部
５８ フィルタドラムの外筒部
６０ 濾室の仕切板
６２ 分割濾室
１０２ パドル形攪拌翼
１０６ 円弧板状攪拌翼
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原液槽とフィルタドラムとスクレーパ手段とを備えたプリコート式の真空濾過装置において、
前記フィルタドラムは、外筒部の内側に所定隙間をおいて同心的に内筒部を配し、該内筒部と前記外筒部との円環状空間を仕切り板で等分割して複数個の濾室を形成するとともに、該各濾室には前記仕切り板の回転方向側内側面の付近においては回転軸を兼ねる濾液主管より分岐される枝管が接続されている構成であり、また、
前記スクレーパ手段は、前記フィルタドラムの濾過面に対して前進可能なホルダーに先端肉厚１ｍｍ未満の掻取り刃が先端部側逃げ可能に弾性押圧されて支持されている構成である、
ことを特徴とするプリコート式真空濾過装置。
【請求項２】
前記原液槽の底壁と前記フィルタドラムとの間に攪拌翼が配されていることを特徴とする請求項１記載のプリコート式真空濾過装置。
【請求項３】
前記攪拌翼が、前記フィルタドラムと同心円状に配される揺動運動可能な円弧状翼とされ、さらに、前記原液槽の底壁上面が該円弧状翼の下面側が沿う円弧面とされていることを特徴とする請求項２記載のプリコート式真空濾過装置。
【請求項４】
前記フィルタドラムの外周面に形成されるプリコート層が平均粒子径４０〜８０μｍの濾過助剤からなることを特徴とする請求項３記載のプリコート式真空濾過装置。
【請求項５】
廃水に薬剤を添加してフロックを形成する反応凝集装置と、該反応凝集装置からのフロック含有液をケーキと清澄水とに濾過分離する濾過分離装置とを備えた廃水処理システムにおいて、
前記濾過分離装置が請求項１、２、３又は４記載のプリコート式真空濾過装置であることを特徴とする廃水処理システム。
【請求項６】
前記反応凝集装置の反応槽から前記プリコート式真空濾過装置の原液槽への原液供給配管の途中に高分子凝集剤供給手段を備えていることを特徴とする請求項５記載の廃水処理システム。
【請求項１】
原液槽とフィルタドラムとスクレーパ手段とを備えたプリコート式の真空濾過装置において、
前記フィルタドラムは、外筒部の内側に所定隙間をおいて同心的に内筒部を配し、該内筒部と前記外筒部との円環状空間を仕切り板で等分割して複数個の濾室を形成するとともに、該各濾室には前記仕切り板の回転方向側内側面の付近においては回転軸を兼ねる濾液主管より分岐される枝管が接続されている構成であり、また、
前記スクレーパ手段は、前記フィルタドラムの濾過面に対して前進可能なホルダーに先端肉厚１ｍｍ未満の掻取り刃が先端部側逃げ可能に弾性押圧されて支持されている構成である、
ことを特徴とするプリコート式真空濾過装置。
【請求項２】
前記原液槽の底壁と前記フィルタドラムとの間に攪拌翼が配されていることを特徴とする請求項１記載のプリコート式真空濾過装置。
【請求項３】
前記攪拌翼が、前記フィルタドラムと同心円状に配される揺動運動可能な円弧状翼とされ、さらに、前記原液槽の底壁上面が該円弧状翼の下面側が沿う円弧面とされていることを特徴とする請求項２記載のプリコート式真空濾過装置。
【請求項４】
前記フィルタドラムの外周面に形成されるプリコート層が平均粒子径４０〜８０μｍの濾過助剤からなることを特徴とする請求項３記載のプリコート式真空濾過装置。
【請求項５】
廃水に薬剤を添加してフロックを形成する反応凝集装置と、該反応凝集装置からのフロック含有液をケーキと清澄水とに濾過分離する濾過分離装置とを備えた廃水処理システムにおいて、
前記濾過分離装置が請求項１、２、３又は４記載のプリコート式真空濾過装置であることを特徴とする廃水処理システム。
【請求項６】
前記反応凝集装置の反応槽から前記プリコート式真空濾過装置の原液槽への原液供給配管の途中に高分子凝集剤供給手段を備えていることを特徴とする請求項５記載の廃水処理システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−２３４３２５（Ｐ２０１０−２３４３２５Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−８７２８３（Ｐ２００９−８７２８３）
【出願日】平成２１年３月３１日（２００９．３．３１）
【出願人】（０００１９１００９）新東工業株式会社 (474)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月３１日（２００９．３．３１）
【出願人】（０００１９１００９）新東工業株式会社 (474)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]