固液分離装置
【課題】濾液排出ギャップの目詰まりを防止できると共に、装置の維持管理に要するコストを低減することのできる固液分離装置を提供する。
【解決手段】回転駆動されるスクリュー２０のまわりに微小な濾液排出ギャップをあけて配列された多数の濾過部材２４を有する濾過体３と、その濾過部材２４を回転駆動する駆動装置とを具備し、濾過部材２４はスクリュー２０に接触しない状態で配置されていて、濾過体３に入り込んだ処理対象物を、回転するスクリュー２０によって濾過体３の出口３４に向けて移動させながら、その処理対象物から分離された濾液を濾液排出ギャップを通して、濾過体３外に排出させ、含液率の低下した処理対象物を出口３４から濾過体外に排出させる。
【解決手段】回転駆動されるスクリュー２０のまわりに微小な濾液排出ギャップをあけて配列された多数の濾過部材２４を有する濾過体３と、その濾過部材２４を回転駆動する駆動装置とを具備し、濾過部材２４はスクリュー２０に接触しない状態で配置されていて、濾過体３に入り込んだ処理対象物を、回転するスクリュー２０によって濾過体３の出口３４に向けて移動させながら、その処理対象物から分離された濾液を濾液排出ギャップを通して、濾過体３外に排出させ、含液率の低下した処理対象物を出口３４から濾過体外に排出させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体を含む処理対象物から液体を分離する固液分離装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体を含む処理対象物、例えば、廃豆腐、食品加工排水、下水処理物或いは養豚場から排出される廃水などの有機系汚泥、切削屑を含む切削油、メッキ廃液、インク廃液、顔料廃液、塗料廃液などの無機系汚泥、或いは野菜屑や果実の皮、食品残渣、おからなどの処理対象物から液体を分離するために固液分離装置を用いることは従来より周知である。従来の固液分離装置は、複数の固定板及び可動板を有する濾過体と、その濾過体を貫通して延びるスクリューを具備し、回転するスクリューによって可動板を押し動かすと共に、濾過体に入り込んだ処理対象物を、回転するスクリューによって濾過体の出口に向けて移動させながら、その処理対象物から分離された濾液を、濾過体の濾液排出ギャップを通してその濾過体外へ排出させ、含液率の低下した処理対象物を濾過体の出口からその濾過体の外部に排出させるように構成されている（例えば、特許文献1乃至4参照）。
【０００３】
上記形式の固液分離装置によれば、回転するスクリューによって可動板を押し動かして、該可動板を固定板に対して積極的に運動させることができるので、可動板を駆動する専用の駆動装置を設けずとも、可動板と固定板の間の濾液排出ギャップに入り込んだ固形物を効率よく排出させ、濾液排出ギャップの目詰まりを防止することができる。
【０００４】
ところが、この形式の固液分離装置においては、回転するスクリューによって可動板を押動させるように構成されているので、可動板がスクリューとの摩擦によって比較的早期に摩耗し、その摩耗した可動板を新たなものと交換しなければならず、装置の維持管理費が嵩む欠点を免れなかった。
【０００５】
【特許文献１】特許第２８２６９９１号公報
【特許文献２】特許第３５６５８４１号公報
【特許文献３】特許第３６３８５９７号公報
【特許文献４】特許第３９０４５９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、濾液排出ギャップの目詰まりを防止できると共に、装置の維持管理に要するコストを低減することのできる固液分離装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、回転駆動されるスクリューと、該スクリューのまわりに微小な濾液排出ギャップをあけて配列された複数の濾過部材を有する濾過体と、少なくとも１つの濾過部材を回転駆動する駆動装置とを具備し、前記複数の濾過部材は前記スクリューに接触しない状態で配置されていて、前記濾過体に入り込んだ処理対象物を、回転するスクリューによって濾過体の出口に向けて移動させながら、その処理対象物から分離された濾液を前記濾液排出ギャップを通して、濾過体外に排出させ、含液率の低下した処理対象物を前記出口から濾過体外に排出させるように構成されている。
【０００８】
また、上記固液分離装置において、前記駆動装置は、互いに隣り合う２つの濾過部材のうちの少なくとも一方の濾過部材を回転駆動するように構成されていると有利である。
【０００９】
さらに、上記固液分離装置において、前記濾過体を処理対象物移動方向に沿って複数の濾過領域に分けると共に、互いに隣り合う２つの濾過領域のうちの処理対象物移動方向上流側の濾過領域の濾液排出ギャップを、下流側の濾過領域の濾液排出ギャップよりも広く設定すると有利である。
【００１０】
また、上記固液分離装置において、前記濾液排出ギャップを、処理対象物移動方向上流側から下流側に向けて漸次狭く設定すると有利である。
【００１１】
さらに、上記固液分離装置において、前記濾過体を処理対象物移動方向に沿って複数の濾過領域に分けると共に、互いに隣り合う２つの濾過領域のうちの処理対象物移動方向上流側の濾過領域の濾液排出ギャップを、下流側の濾過領域の濾液排出ギャップよりも狭く設定すると有利である。
【００１２】
また、上記固液分離装置において、前記濾液排出ギャップを、処理対象物移動方向上流側から下流側に向けて漸次広く設定すると有利である。
【００１３】
さらに、上記固液分離装置において、回転駆動される濾過部材のうちの少なくとも１つの濾過部材の周面に凹凸が形成されていると有利である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、隣り合う濾過部材の間の濾液排出ギャップを通して濾液を濾過体外に排出させることができると共に、濾過部材がスクリューに接触していないので、濾過部材の摩耗を抑えることができる。これにより固液分離装置の維持管理に要するコストを低減できる。しかも回転駆動される濾過部材と、その隣の濾過部材の間の濾液排出ギャップに固形物が詰まる不具合を効果的に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態例を図面に従って詳細に説明する。
【００１６】
図１は固液分離装置の一例を示す縦断面図である。この固液分離装置によって、液体を含む各種の処理対象物を固液分離することが可能であるが、ここでは、多量の水分を含んだ汚泥を脱水処理する場合について説明する。
【００１７】
ここに示した固液分離装置は、入口部材１と、出口部材２と、これらの間に配置された濾過体３とを有している。入口部材１は、図２にも示すように上部が開口した箱状に形成され、その上部開口によって、汚泥が投入される投入口４が構成されている。符号７は入口部材１の底壁を示す。また濾過体３を向いた側の入口部材１の側壁５には開口６が形成されている。入口部材１の側壁５は下方に延び、その下端部が図示していないボルトとナットによって支持フレームのステー３５に着脱可能に固定されている。
【００１８】
出口部材２は、図３にも示すように、下部が開口した箱状に形成され、濾過体３を向いた側の側壁９と、これとは反対側の側壁１０と、これらの側壁９，１０の間に配置された２つの中間壁１１，１２を有し、これらの壁９、１０，１１，１２の上部には上壁１３が着脱可能に連結され、側壁９と中間壁１１にはパイプ１４の各端部が固着されている。側壁９と中間壁１１には、パイプ１４の各端部の開口に整合して位置する開口１５，１６がそれぞれ形成されている。また、側壁９の下端部は、支持フレームのステー１７に、図示していないボルトとナットとによって着脱可能に固定支持されている。両中間壁１１，１２の間の空間の下部開口は、脱水処理された汚泥が排出される排出口１８を構成している。
【００１９】
また、出口部材２の側壁１０には、モータ１９が固定支持され、しかも入口部材１と、濾過体３と、出口部材２には、スクリュー２０が挿通されている。このスクリュー２０は、軸部２１と、これに一体に形成されたらせん状の羽根部２２とを有していて、かかるスクリュー２０は、入口部材１の側壁５に形成された開口６と、濾過体３の内部を貫通し、出口部材２の側壁９に形成された開口１５、及びパイプ１４の内部を通り、さらに中間壁１１，１２及び側壁１０にそれぞれ形成された開口を貫通して延びている。また、このスクリュー２０の一方の端部は入口部材１の側壁８に固定された軸受け２３に回転自在に支持され、その他方の端部はモータ１９の出力軸に固定連結されている。モータ１９が作動することによって、スクリュー２０はその中心軸線のまわりに回転駆動される。
【００２０】
一方、濾過体３は、図２のIV−IV線拡大断面図である図４にも示すように、スクリュー２０のまわりに配列された複数の、図４の例では２８本の濾過部材２４を有している。本例の各濾過部材２４は、丸棒状の部材より成り、これらの濾過部材２４は、互いにほぼ平行に延びていると共に、スクリュー２１に対してもほぼ平行に延びている。かかる濾過部材２４は、例えば金属又は硬質樹脂などの高剛性材料により構成されている。また、濾過部材２４を、板状部材や、多角形断面の棒状部材などによって構成することもできる。なお、図４においては、スクリュー２０の羽根部２２を簡略化して示してある（図５及び図６においても同じ）。
【００２１】
上述した複数の濾過部材２４の一方の端部は、図１、図２及び図４に示すように第１の軸受板２５に形成された各軸受孔５０に嵌合して、その第１の軸受板２５に支持されている。第１の軸受板２５は、図１及び図２に示すように、入口部材１の側壁５にボルトとナットによって着脱可能に固定されている。その際、第１の軸受板２５に形成された中心孔２６と、側壁５に形成された開口６とが整合し、前述のように、開口６と中心孔２６とに、スクリュー２０が貫通して延びている。また、この中心孔２６と開口６を介して、入口部材１の内部空間と、複数の濾過部材２４の内側空間とが連通している。
【００２２】
複数の濾過部材２４の他方の端部も、図１及び図３に示すように、第２の軸受板２７に形成された各軸受孔５１に嵌合して、該第２の軸受板２７に支持されている。この第２の軸受板２７は出口部材２の側壁９にボルトとナットとによって着脱可能に固定されている。その際、この第２の軸受板２７に形成された中心孔２８と、側壁９及び中間壁１１に形成された開口１５，１６と、パイプ１４の内部空間とが整合して、前述のように、中心孔２８、開口１５，１６及びパイプ１４の内部空間をスクリュー２０が貫通している。しかも、その中心孔２８、開口１５，１６及びパイプ１４の内部空間を介して、複数の濾過部材２４の内側空間と２つの中間壁１１，１２の間の空間とが連通している。
【００２３】
また、図１に示すように、本例の濾過体３の各濾過部材２４は、その長手方向中間部においても、ボルトとナットによって支持板２９に着脱可能に固定された第３及び第４の２つの軸受板３０，３１を貫通して、その各軸受板３０，３１に支持されている。支持板２９は、その下端部が、支持フレームのステー３２に図示していないボルトとナットとによって着脱可能に固定されている。
【００２４】
上述のように、本例の濾過体３は、スクリュー２０のまわりに、その周方向に沿って配列された複数の濾過部材２４と、その濾過部材２４を支持する複数の軸受板２５，２７，３０，３１を有しているが、濾過部材２４をかかる軸受板２５，２７，３０，３１以外の支持手段によって支持することもできる。
【００２５】
図４から判るように、互いに隣り合う濾過部材２４の間には、例えば０．１５mm乃至０．５mm程の微小な濾液排出ギャップＧがあけられていて、スクリュー２０のまわりに多数の濾液排出ギャップＧが形成されている。しかもこれらの濾過部材２４は、スクリュー２０の外周部に近接してはいるが、該スクリュー２０に接触することはない。このように、本例の濾過体３は、スクリュー２０のまわりに微小な濾液排出ギャップＧをあけて配列された複数の濾過部材２４を有し、その複数の濾過部材２４は、スクリュー２０に接触しない状態で配置されている。
【００２６】
次に、本例の固液分離装置の基本的な動作例を説明する。
【００２７】
多量の水分を含んだ汚泥が、図示していないフロック化装置に供給され、そのフロック化装置において、汚泥に凝集剤が混入されて撹拌され、これによって汚泥がフロック化される。フロック化された汚泥（図には示さず）は、図１に矢印Ａで示すように、投入口４から入口部材１内に流入する。かかる汚泥の含水率は、例えば９９重量％程度である。このとき、スクリュー２０はモータ１９によって回転駆動されているので、入口部材１に流入した汚泥は、矢印Ｂで示すように、入口部材１の側壁５に形成された開口６と、第１の軸受板２５に形成された中心孔２６を通って、複数の濾過部材２４の内側の空間に流入する。フロック化された汚泥が濾過体３の入口３３から、その濾過体３の内部に入り込むのである。
【００２８】
上述のようにして濾過体３の内部に入り込んだ汚泥は、モータ１９により回転駆動されたスクリュー２０によって、図１に矢印Ｃで示したように、濾過体３の軸線方向他端側の出口３４へ向けて搬送される。このとき、汚泥から分離された水分、すなわち濾液が、隣り合う濾過部材２４の間の濾液排出ギャップＧを通して、濾過体３外に排出される。排出された濾液は、ステー１７，３２，３５に固定された濾液受け部材３６に受け止められ、次いで濾液排出管３７を通って流下する。この濾液には未だ多少の固形分が含まれているので、当該濾液は他の汚泥と共に再度固液分離装置に供給されて脱水処理される。
【００２９】
上述のように濾過体３内の汚泥の含水率が下げられ、含水量の減少した汚泥が、図１に矢印Ｄで示すように、濾過体３の軸線方向他端側の出口３４から排出される。出口３４から排出された汚泥は、開口１５，１６及びパイプ１４の内部空間を通り、矢印Ｅで示すように、両中間壁１１，１２の間の空間に排出される。このとき、パイプ１４に対向して、背圧板３９が設けられ、出口３４から排出される汚泥が背圧板３９に当り、該出口３４から排出される汚泥の量が規制される。これにより、濾過体内の圧力が高められ、汚泥に対する脱水効率が高められる。図示した例では、背圧板３９はスクリュー２０の軸部２１に、ボルト５２によって位置調整可能に固定されている。濾過体３から排出された汚泥は、出口部材２の下部の排出口１８を通して下方に落下する。このようにして脱水処理された後の汚泥の含水率は、例えば８０乃至８５重量％程度である。
【００３０】
上述のように、固液分離装置は、濾過体３の入口３３からその濾過体３に入り込んだ処理対象物を、回転するスクリュー２０によって濾過体３の出口３４に向けて移動させながら、その処理対象物から分離された濾液を隣り合う濾過部材２４の間の濾液排出ギャップＧを通して、濾過体外に排出させ、含液率の低下した処理対象物を濾過体３の出口３４から濾過体外に排出させるように構成されている。
【００３１】
上述した固液分離装置によれば、隣り合う濾過部材２４の間の濾液排出ギャップＧを通して濾液を濾過体外に排出させることができ、しかも濾過部材２４がスクリュー２０に接触していないので、濾過部材２４の摩耗を抑えることができる。このため、濾過部材２４の摩耗を押え、その寿命を伸ばすことができ、固液分離装置の維持管理に要するコストを低減することができる。
【００３２】
濾過体３の内部を汚泥が搬送されるとき、その内部の圧力が高められるので、その圧力によって、隣り合う濾過部材２４の間の濾液排出ギャップＧに詰まった固形物をその濾液排出ギャップＧから押し出して、濾液排出ギャップＧの目詰まりを防止することが可能である。ところが、上述した構成だけであると、その濾液排出ギャップＧに固形物が詰まるおそれもある。
【００３３】
そこで、本例の固液分離装置には、前述の濾過部材２４をその中心軸線のまわりに回転させる駆動装置が設けられている。以下、この駆動装置に関する構成を明らかにする。
【００３４】
図１及び図３に示すように、出口部材２の内部に位置するスクリュー２０の軸部２１の部分には、駆動ギア４１が固定されている。一方、出口部材２の側壁９，１０には、支持軸４２が、図示していない軸受を介して回転自在に支持されており、この支持軸４２は、２つの中間壁１１，１２を貫通して延びている。かかる支持軸４２には、第１及び第２の中間ギア４３，４４が固定され、第１の中間ギア４３は上述の駆動ギア４１に噛み合っている。
【００３５】
図３のＶ−Ｖ線拡大断面図である図５に示すと共に、先に詳しく説明したように、スクリュー２０のまわりには、これを取り囲むように多数の濾過部材２４が設けられている。その際、図５においては、これらの濾過部材２４のうちの１つ置きの濾過部材に符号２４Ａを付し、その各濾過部材２４Ａの間に位置する濾過部材には符号２４Ｂを付してあるが、図３及び図５から判るように、濾過部材２４Ａは、第２の軸受板２７と出口部材２の側壁９を貫通して、側壁９と中間壁１１との間の空間にまで突出し、その突出した濾過部材２４Ａの端部には、図５に示したように、互いに順次噛み合っている従動ギア４５がそれぞれ固定されている。図５に示すように、これらの従動ギア４５のうちの１つの従動ギア４５Ａが前述の第２の中間ギア４４に噛み合っている。
【００３６】
また、従動ギア４５が固定された各濾過部材２４Ａは、第１乃至第４の軸受板２５，２７，３０，３１に回転自在に支持されている。これに対し、濾過部材２４Ｂは、出口部材２の側壁９を貫通することはない。しかもこれらの濾過部材２４Ｂは、第１乃至第４の軸受板２５，２７，３０，３１に回転可能に支持されていてもよいし、回転不能に支持されていてもよい。なお、図５においては、各ギアを簡略化して単なる円で示してある（図６及び図７においても同じ）。
【００３７】
前述のように、図１に示したモータ１９が作動を開始すると、スクリュー２０が回転を始め、これに伴ってそのスクリュー２０に固定された駆動ギア４１が回転する。これにより、順次、第１の中間ギア４３、支持軸４２及び第２の中間ギア４４がそれぞれ回転し、これに伴って互いに連続的に噛み合った多数の従動ギア４５がそれぞれ回転し、これによってその各従動ギア４５の固定された各濾過部材２４Ａが、その中心軸線のまわりに回転する。
【００３８】
上述のように、互いに隣り合う２つの濾過部材２４Ａ，２４Ｂのうちの一方の濾過部材２４Ａが回転駆動されるので、隣り合う濾過部材２４Ａ，２４Ｂの間の濾液排出ギャップＧに入り込んだ固形物は、その回転する濾過部材２４Ａによって効率よく濾過体３の外部に掻き出される。このようにして、濾液排出ギャップＧに固形物が詰まってしまう不具合をより確実に阻止することができるのである。
【００３９】
本例の固液分離装置においては、モータ１９と、スクリュー２０の軸部２１と、多数のギア４１，４３，４４，４５と、支持軸４２とによって、１つ置きの濾過部材２４Ａを回転駆動する駆動装置が構成されている。その際、モータ１９は、濾過部材２４Ａとスクリュー２０を回転駆動する駆動源を兼ねているので、固液分離装置全体の構造の簡素化とコストの低減を達成できる。
【００４０】
本例の固液分離装置は、前述のように、隣り合う２つの濾過部材２４Ａ，２４Ｂのうちの一方の濾過部材２４Ａを回転駆動するように構成されているが、駆動装置によって、全ての濾過部材２４を、その中心軸線のまわりに回転駆動するように構成することもできる。この場合には、互いに隣り合う２つの濾過部材２４Ａ，２４Ｂの両方の濾過部材が回転駆動され、これによって濾液排出ギャップＧに入り込んだ固形物の掻き取り効果を特に高めることができる。
【００４１】
上述したところから了解されるように、駆動装置は、互いに隣り合う２つの濾過部材２４Ａ，２４Ｂのうちの少なくとも一方の濾過部材を回転駆動するように構成されていることが好ましいのである。
【００４２】
図６は、他の例を示す図５と同様な断面図である。この図６に示した固液分離装置においては、符号２４Ｃ，２４Ｄ，２４Ｅで示した濾過部材が順次互いに隣り合っているが、これらの濾過部材２４Ｃ，２４Ｄ，２４Ｅには、従動ギアが固定されておらず、これらの濾過部材２４Ｃ，２４Ｄ，２４Ｅが回転駆動されることはない。図６に示した固液分離装置の他の構成は、図１乃至図５に示した構成と変わりはない。
【００４３】
図６に示した固液分離装置においては、互いに隣り合う濾過部材２４Ｃ，２４Ｄ，２４Ｅの間の濾液排出ギャップＧの間に入り込んだ固形分の除去効率は低下するが、他の濾液排出ギャップに入り込んだ固形分は効率よく除去して、その濾液排出ギャップをクリーニングすることができる。
【００４４】
また、図６に示した回転駆動されない３本の濾過部材２４Ｃ，２４Ｄ，２４Ｅの代わりに、図７に示すように１つの板状又はその他の形態の濾過部材２４Ｆを配置することもできる。この濾過部材２４Ｆも回転駆動されることはない。
【００４５】
上述したところから理解されるように、スクリュー２０のまわりに配設された複数の濾過部材２４のうちの少なくとも１つの濾過部材を、駆動装置によって、その中心軸線のまわりに回転駆動するように構成することによって、本発明の所期の目的を達成することができるのである。
【００４６】
ところで、濾液排出ギャップＧの最適な大きさは、固液分離すべき処理対象物の性状などによって決まるが、本例の固液分離装置のように、凝集剤によってフロック化した汚泥などの処理対象物を固液分離するときは、処理対象物移動方向上流側の濾過体３の部分の濾液排出ギャップＧの大きさを、下流側の部分の濾液排出ギャップＧの大きさよりも大きく設定すると、処理対象物から効率よく液体分を分離することができる。
【００４７】
より具体的に示すと、図１に示したように、濾過体３を処理対象物移動方向に沿って複数の濾過領域ＡＲ１，ＡＲ２に分けると共に、図８の（ａ）に模式的に示したように、互いに隣り合う２つの濾過領域ＡＲ１，ＡＲ２のうちの処理対象物移動方向上流側の濾過領域ＡＲ１の濾液排出ギャップＧ１を、下流側の濾過領域ＡＲ２の濾液排出ギャップＧ２よりも広く設定するのである。例えば、濾液排出ギャップＧ１を０．５ｍｍに設定し、濾液排出ギャップＧ２を０．１５ｍｍに設定する。図８の（ａ）に示した例では、上流側の濾過領域ＡＲ１に位置する濾過部材２４の部分の直径Ｄ１を、下流側の濾過領域ＡＲ２に位置する濾過部材２４の部分の直径Ｄ２よりも小さく設定することによって、両領域ＡＲ１，ＡＲ２における濾液排出ギャップＧ１，Ｇ２の大きさが、Ｇ１＞Ｇ２となるようにしている。図１に示した固液分離装置においては、濾過体３を２つの濾過領域ＡＲ１，ＡＲ２に分けたが、これを３以上に分けたときも、上述したところと同じく構成する。
【００４８】
上述した構成によれば、凝集剤によってフロック化された処理対象物が濾過体３の処理対象物移動方向上流側の濾過領域ＡＲ１を通過するとき、その処理対象物中の濾液が、比較的大きく設定された濾液排出ギャップＧ１を通して効率よく迅速に排出される。このとき、処理対象物フロックのサイズは、かなり大きなものとなっているので、そのフロックが比較的大きな濾液排出ギャップＧ１を通して大量に排出されることはない。一方、処理対象物移動方向上流側の濾過領域ＡＲ１を通過した液体含有量の減少した処理対象物が、処理対象物移動方向下流側の濾過領域ＡＲ２を通過するときは、濾液排出ギャップＧ２が比較的狭く設定されているので、その処理対象物の固形分が濾液排出ギャップＧ２を通して大量に排出されることはない。液体含有量の減少した処理対象物の固形分が濾液排出ギャップＧ２から大量に排出されることを阻止しながら、その処理対象物から液体分を効率よく絞り出すことができるのである。
【００４９】
図８の（ａ）に示したように濾液排出ギャップＧが段階的に変化しているのではなく、濾液排出ギャップＧが、処理対象物移動方向上流側から下流側に向けて漸次狭く設定されているときも上述したところと同様な作用効果を奏することができる。
【００５０】
上記構成によれば、凝集剤によって予めフロック化された処理対象物を、効率よく固液分離することができる。ところが、凝集剤の添加されていない処理対象物や、凝集剤によってフロック化されていても、そのフロックのサイズが小さな処理対象物を、上述した構成の固液分離装置によって固液分離処理すると、濾過体３の処理対象物移動方向上流側濾過領域ＡＲ１を通る処理対象物の液体分だけでなく、固形分までもが、比較的大きな濾液排出ギャップＧ１を通して排出されてしまい、これによって処理対象物の固液分離効率が低下する。例えば、水分中に細かな植物繊維を含むパルプ原料や、同様に水分中に細かな繊維を含むパルプ排水を、凝集剤を添加せずに、上述した固液分離装置により処理すると、濾過体の処理対象物方向上流側の濾過領域ＡＲ１において、その処理対象物の繊維が、大量に濾液排出ギャップＧ１を通して濾過体３外に排出されてしまい、固液分離効率が低下してしまうのである。微小サイズのフロックを含有する原料や汚泥を固液分離するとき、或いは無機酸化物や無機水酸化物などの無機原料を、凝集剤を添加することなく固液分離するときなども同様である。
【００５１】
そこで、上述の如き処理対象物を固液分離するときは、図１に示したように、濾過体３を処理対象物移動方向に沿って複数の濾過領域ＡＲ１，ＡＲ２に分けると共に、図８の（ｂ）に示したように、互いに隣り合う２つの濾過領域ＡＲ１，ＡＲ２のうちの処理対象物移動方向上流側の濾過領域ＡＲ１の濾液排出ギャップＧ１を、下流側の濾過領域ＡＲ２の濾液排出ギャップＧ２よりも狭く設定するとよい。例えば、濾液排出ギャップＧ１を０．１５ｍｍに設定し、濾液排出ギャップＧ２を０．５ｍｍに設定するのである。図８の（ｂ）に示した具体例においても、上流側の濾過領域ＡＲ１に位置する濾過部材２４の部分の直径Ｄ１を、下流側の濾過領域ＡＲ２に位置する濾過部材２４の部分の直径Ｄ２よりも大きく設定することによって、両領域ＡＲ１，ＡＲ２における濾液排出ギャップＧ１，Ｇ２の大きさが、Ｇ１＜Ｇ２となるようにしている。この場合も、濾過領域ＡＲ１，ＡＲ２を３以上に分けたときも、上述したところと同じく構成する。
【００５２】
上述した構成によれば、例えば、水分中に細かな繊維を多量に含む処理対象物が濾過体３の上流側の濾過領域ＡＲ１を通るとき、その処理対象物中の固形分である繊維が、濾液排出ギャップＧ１を通して大量に排出されることはない。上流側の濾過領域ＡＲ１における濾液排出ギャップＧ１の幅は狭くなっているからである。これに対し、処理対象物中の水分はその狭い濾液排出ギャップＧ１を通して濾過体３の外部に流出する。
【００５３】
濾過体３内の処理対象物が下流側の濾過領域ＡＲ２を通るとき、この領域ＡＲ２の濾液排出ギャップＧ２は、上流側の濾過領域ＡＲ１における濾液排出ギャップＧ１よりも広くなっているが、このとき処理対象物の水分は既に減少していて、その処理対象物自体が互いに絡みついているので、濾液排出ギャップＧ２が広くとも、その処理対象物が濾液排出ギャップＧ２を通して大量に排出されることはない。一方、濾液排出ギャップＧ２が広いので、処理対象物中の水分は、その濾液排出ギャップＧ２を通して効率よく外部に流出する。
【００５４】
上述のようにして、処理対象物に対する固液分離効率を高めることができる。これは、フロック化されていない他の処理対象物や、微小サイズのフロックを含む処理対象物などを固液分離する際も同様である。
【００５５】
図８の（ｂ）に示したように濾液排出ギャップＧが段階的に変化しているのではなく、濾液排出ギャップＧが、処理対象物移動方向上流側から下流側に向けて漸次広く設定されているときも上述したところと同様な作用効果を奏することができる。
【００５６】
また、図８の（ａ），（ｂ）に示したように、上流側の濾過領域ＡＲ１に位置する濾過部材２４の部分の直径Ｄ１と、下流側の濾過領域ＡＲ２に位置する濾過部材２４の部分の直径Ｄ２を互いに異ならせる場合、径の異なる濾過部材２４の各部分２４Ｘ，２４Ｙを別々の部材により構成し、その両部材２４Ｘ，２４Ｙを着脱可能に連結して、１本の濾過部材２４として用いるように構成することもできる。このようにすれば、各種直径の濾過部材２４の部分２４Ｘ，２４Ｙを用意しておき、固液分離すべき処理対象物の性状に合った濾過部材部分２４Ｘ，２４Ｙを選択してこれらを連結することができるので、処理対象物の性状に合った大きさの濾液排出ギャップＧ１，Ｇ２を容易に得ることができる。また、濾過部材部分２４Ｘ，２４Ｙの交換も容易に行うことができる。
【００５７】
ところで、前述のように回転駆動される濾過部材２４のうちの少なくとも１つの濾過部材の周面に凹凸が形成されていると、濾液排出ギャップＧに入り込んだ固形物に大きな掻き取り力を加えることができるので、その固形物の除去効率を高めることができる。例えば、図９に示すように、濾過部材２４の周面に、その長手方向に延びる多数の突部４６を形成する。或いは濾過部材２４の周面にらせん状の多数の溝を形成することもできる。
【００５８】
以上、本発明の好ましい実施形態例を説明したが、本発明はこれらの構成に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】固液分離装置の概略縦断面図である。
【図２】図１の部分拡大図である。
【図３】図１の部分拡大図である。
【図４】図２のIV−IV線拡大断面図である。
【図５】図３のＶ−Ｖ線拡大断面図である。
【図６】図５とは異なる例を示す、図５と同様な断面図である。
【図７】図５とは異なる他の例を示す、図５と同様な断面図である。
【図８】隣り合う濾過部材の間の濾液排出ギャップを説明する図である。
【図９】外周面に凹凸を形成した濾過部材を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００６０】
３ 濾過体
２０ スクリュー
２４，２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ，２４Ｄ，２４Ｅ，２４Ｆ 濾過部材
３４ 出口
ＡＲ１，ＡＲ２ 濾過領域
Ｇ，Ｇ１，Ｇ２ 濾液排出ギャップ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体を含む処理対象物から液体を分離する固液分離装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体を含む処理対象物、例えば、廃豆腐、食品加工排水、下水処理物或いは養豚場から排出される廃水などの有機系汚泥、切削屑を含む切削油、メッキ廃液、インク廃液、顔料廃液、塗料廃液などの無機系汚泥、或いは野菜屑や果実の皮、食品残渣、おからなどの処理対象物から液体を分離するために固液分離装置を用いることは従来より周知である。従来の固液分離装置は、複数の固定板及び可動板を有する濾過体と、その濾過体を貫通して延びるスクリューを具備し、回転するスクリューによって可動板を押し動かすと共に、濾過体に入り込んだ処理対象物を、回転するスクリューによって濾過体の出口に向けて移動させながら、その処理対象物から分離された濾液を、濾過体の濾液排出ギャップを通してその濾過体外へ排出させ、含液率の低下した処理対象物を濾過体の出口からその濾過体の外部に排出させるように構成されている（例えば、特許文献1乃至4参照）。
【０００３】
上記形式の固液分離装置によれば、回転するスクリューによって可動板を押し動かして、該可動板を固定板に対して積極的に運動させることができるので、可動板を駆動する専用の駆動装置を設けずとも、可動板と固定板の間の濾液排出ギャップに入り込んだ固形物を効率よく排出させ、濾液排出ギャップの目詰まりを防止することができる。
【０００４】
ところが、この形式の固液分離装置においては、回転するスクリューによって可動板を押動させるように構成されているので、可動板がスクリューとの摩擦によって比較的早期に摩耗し、その摩耗した可動板を新たなものと交換しなければならず、装置の維持管理費が嵩む欠点を免れなかった。
【０００５】
【特許文献１】特許第２８２６９９１号公報
【特許文献２】特許第３５６５８４１号公報
【特許文献３】特許第３６３８５９７号公報
【特許文献４】特許第３９０４５９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、濾液排出ギャップの目詰まりを防止できると共に、装置の維持管理に要するコストを低減することのできる固液分離装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、回転駆動されるスクリューと、該スクリューのまわりに微小な濾液排出ギャップをあけて配列された複数の濾過部材を有する濾過体と、少なくとも１つの濾過部材を回転駆動する駆動装置とを具備し、前記複数の濾過部材は前記スクリューに接触しない状態で配置されていて、前記濾過体に入り込んだ処理対象物を、回転するスクリューによって濾過体の出口に向けて移動させながら、その処理対象物から分離された濾液を前記濾液排出ギャップを通して、濾過体外に排出させ、含液率の低下した処理対象物を前記出口から濾過体外に排出させるように構成されている。
【０００８】
また、上記固液分離装置において、前記駆動装置は、互いに隣り合う２つの濾過部材のうちの少なくとも一方の濾過部材を回転駆動するように構成されていると有利である。
【０００９】
さらに、上記固液分離装置において、前記濾過体を処理対象物移動方向に沿って複数の濾過領域に分けると共に、互いに隣り合う２つの濾過領域のうちの処理対象物移動方向上流側の濾過領域の濾液排出ギャップを、下流側の濾過領域の濾液排出ギャップよりも広く設定すると有利である。
【００１０】
また、上記固液分離装置において、前記濾液排出ギャップを、処理対象物移動方向上流側から下流側に向けて漸次狭く設定すると有利である。
【００１１】
さらに、上記固液分離装置において、前記濾過体を処理対象物移動方向に沿って複数の濾過領域に分けると共に、互いに隣り合う２つの濾過領域のうちの処理対象物移動方向上流側の濾過領域の濾液排出ギャップを、下流側の濾過領域の濾液排出ギャップよりも狭く設定すると有利である。
【００１２】
また、上記固液分離装置において、前記濾液排出ギャップを、処理対象物移動方向上流側から下流側に向けて漸次広く設定すると有利である。
【００１３】
さらに、上記固液分離装置において、回転駆動される濾過部材のうちの少なくとも１つの濾過部材の周面に凹凸が形成されていると有利である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、隣り合う濾過部材の間の濾液排出ギャップを通して濾液を濾過体外に排出させることができると共に、濾過部材がスクリューに接触していないので、濾過部材の摩耗を抑えることができる。これにより固液分離装置の維持管理に要するコストを低減できる。しかも回転駆動される濾過部材と、その隣の濾過部材の間の濾液排出ギャップに固形物が詰まる不具合を効果的に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態例を図面に従って詳細に説明する。
【００１６】
図１は固液分離装置の一例を示す縦断面図である。この固液分離装置によって、液体を含む各種の処理対象物を固液分離することが可能であるが、ここでは、多量の水分を含んだ汚泥を脱水処理する場合について説明する。
【００１７】
ここに示した固液分離装置は、入口部材１と、出口部材２と、これらの間に配置された濾過体３とを有している。入口部材１は、図２にも示すように上部が開口した箱状に形成され、その上部開口によって、汚泥が投入される投入口４が構成されている。符号７は入口部材１の底壁を示す。また濾過体３を向いた側の入口部材１の側壁５には開口６が形成されている。入口部材１の側壁５は下方に延び、その下端部が図示していないボルトとナットによって支持フレームのステー３５に着脱可能に固定されている。
【００１８】
出口部材２は、図３にも示すように、下部が開口した箱状に形成され、濾過体３を向いた側の側壁９と、これとは反対側の側壁１０と、これらの側壁９，１０の間に配置された２つの中間壁１１，１２を有し、これらの壁９、１０，１１，１２の上部には上壁１３が着脱可能に連結され、側壁９と中間壁１１にはパイプ１４の各端部が固着されている。側壁９と中間壁１１には、パイプ１４の各端部の開口に整合して位置する開口１５，１６がそれぞれ形成されている。また、側壁９の下端部は、支持フレームのステー１７に、図示していないボルトとナットとによって着脱可能に固定支持されている。両中間壁１１，１２の間の空間の下部開口は、脱水処理された汚泥が排出される排出口１８を構成している。
【００１９】
また、出口部材２の側壁１０には、モータ１９が固定支持され、しかも入口部材１と、濾過体３と、出口部材２には、スクリュー２０が挿通されている。このスクリュー２０は、軸部２１と、これに一体に形成されたらせん状の羽根部２２とを有していて、かかるスクリュー２０は、入口部材１の側壁５に形成された開口６と、濾過体３の内部を貫通し、出口部材２の側壁９に形成された開口１５、及びパイプ１４の内部を通り、さらに中間壁１１，１２及び側壁１０にそれぞれ形成された開口を貫通して延びている。また、このスクリュー２０の一方の端部は入口部材１の側壁８に固定された軸受け２３に回転自在に支持され、その他方の端部はモータ１９の出力軸に固定連結されている。モータ１９が作動することによって、スクリュー２０はその中心軸線のまわりに回転駆動される。
【００２０】
一方、濾過体３は、図２のIV−IV線拡大断面図である図４にも示すように、スクリュー２０のまわりに配列された複数の、図４の例では２８本の濾過部材２４を有している。本例の各濾過部材２４は、丸棒状の部材より成り、これらの濾過部材２４は、互いにほぼ平行に延びていると共に、スクリュー２１に対してもほぼ平行に延びている。かかる濾過部材２４は、例えば金属又は硬質樹脂などの高剛性材料により構成されている。また、濾過部材２４を、板状部材や、多角形断面の棒状部材などによって構成することもできる。なお、図４においては、スクリュー２０の羽根部２２を簡略化して示してある（図５及び図６においても同じ）。
【００２１】
上述した複数の濾過部材２４の一方の端部は、図１、図２及び図４に示すように第１の軸受板２５に形成された各軸受孔５０に嵌合して、その第１の軸受板２５に支持されている。第１の軸受板２５は、図１及び図２に示すように、入口部材１の側壁５にボルトとナットによって着脱可能に固定されている。その際、第１の軸受板２５に形成された中心孔２６と、側壁５に形成された開口６とが整合し、前述のように、開口６と中心孔２６とに、スクリュー２０が貫通して延びている。また、この中心孔２６と開口６を介して、入口部材１の内部空間と、複数の濾過部材２４の内側空間とが連通している。
【００２２】
複数の濾過部材２４の他方の端部も、図１及び図３に示すように、第２の軸受板２７に形成された各軸受孔５１に嵌合して、該第２の軸受板２７に支持されている。この第２の軸受板２７は出口部材２の側壁９にボルトとナットとによって着脱可能に固定されている。その際、この第２の軸受板２７に形成された中心孔２８と、側壁９及び中間壁１１に形成された開口１５，１６と、パイプ１４の内部空間とが整合して、前述のように、中心孔２８、開口１５，１６及びパイプ１４の内部空間をスクリュー２０が貫通している。しかも、その中心孔２８、開口１５，１６及びパイプ１４の内部空間を介して、複数の濾過部材２４の内側空間と２つの中間壁１１，１２の間の空間とが連通している。
【００２３】
また、図１に示すように、本例の濾過体３の各濾過部材２４は、その長手方向中間部においても、ボルトとナットによって支持板２９に着脱可能に固定された第３及び第４の２つの軸受板３０，３１を貫通して、その各軸受板３０，３１に支持されている。支持板２９は、その下端部が、支持フレームのステー３２に図示していないボルトとナットとによって着脱可能に固定されている。
【００２４】
上述のように、本例の濾過体３は、スクリュー２０のまわりに、その周方向に沿って配列された複数の濾過部材２４と、その濾過部材２４を支持する複数の軸受板２５，２７，３０，３１を有しているが、濾過部材２４をかかる軸受板２５，２７，３０，３１以外の支持手段によって支持することもできる。
【００２５】
図４から判るように、互いに隣り合う濾過部材２４の間には、例えば０．１５mm乃至０．５mm程の微小な濾液排出ギャップＧがあけられていて、スクリュー２０のまわりに多数の濾液排出ギャップＧが形成されている。しかもこれらの濾過部材２４は、スクリュー２０の外周部に近接してはいるが、該スクリュー２０に接触することはない。このように、本例の濾過体３は、スクリュー２０のまわりに微小な濾液排出ギャップＧをあけて配列された複数の濾過部材２４を有し、その複数の濾過部材２４は、スクリュー２０に接触しない状態で配置されている。
【００２６】
次に、本例の固液分離装置の基本的な動作例を説明する。
【００２７】
多量の水分を含んだ汚泥が、図示していないフロック化装置に供給され、そのフロック化装置において、汚泥に凝集剤が混入されて撹拌され、これによって汚泥がフロック化される。フロック化された汚泥（図には示さず）は、図１に矢印Ａで示すように、投入口４から入口部材１内に流入する。かかる汚泥の含水率は、例えば９９重量％程度である。このとき、スクリュー２０はモータ１９によって回転駆動されているので、入口部材１に流入した汚泥は、矢印Ｂで示すように、入口部材１の側壁５に形成された開口６と、第１の軸受板２５に形成された中心孔２６を通って、複数の濾過部材２４の内側の空間に流入する。フロック化された汚泥が濾過体３の入口３３から、その濾過体３の内部に入り込むのである。
【００２８】
上述のようにして濾過体３の内部に入り込んだ汚泥は、モータ１９により回転駆動されたスクリュー２０によって、図１に矢印Ｃで示したように、濾過体３の軸線方向他端側の出口３４へ向けて搬送される。このとき、汚泥から分離された水分、すなわち濾液が、隣り合う濾過部材２４の間の濾液排出ギャップＧを通して、濾過体３外に排出される。排出された濾液は、ステー１７，３２，３５に固定された濾液受け部材３６に受け止められ、次いで濾液排出管３７を通って流下する。この濾液には未だ多少の固形分が含まれているので、当該濾液は他の汚泥と共に再度固液分離装置に供給されて脱水処理される。
【００２９】
上述のように濾過体３内の汚泥の含水率が下げられ、含水量の減少した汚泥が、図１に矢印Ｄで示すように、濾過体３の軸線方向他端側の出口３４から排出される。出口３４から排出された汚泥は、開口１５，１６及びパイプ１４の内部空間を通り、矢印Ｅで示すように、両中間壁１１，１２の間の空間に排出される。このとき、パイプ１４に対向して、背圧板３９が設けられ、出口３４から排出される汚泥が背圧板３９に当り、該出口３４から排出される汚泥の量が規制される。これにより、濾過体内の圧力が高められ、汚泥に対する脱水効率が高められる。図示した例では、背圧板３９はスクリュー２０の軸部２１に、ボルト５２によって位置調整可能に固定されている。濾過体３から排出された汚泥は、出口部材２の下部の排出口１８を通して下方に落下する。このようにして脱水処理された後の汚泥の含水率は、例えば８０乃至８５重量％程度である。
【００３０】
上述のように、固液分離装置は、濾過体３の入口３３からその濾過体３に入り込んだ処理対象物を、回転するスクリュー２０によって濾過体３の出口３４に向けて移動させながら、その処理対象物から分離された濾液を隣り合う濾過部材２４の間の濾液排出ギャップＧを通して、濾過体外に排出させ、含液率の低下した処理対象物を濾過体３の出口３４から濾過体外に排出させるように構成されている。
【００３１】
上述した固液分離装置によれば、隣り合う濾過部材２４の間の濾液排出ギャップＧを通して濾液を濾過体外に排出させることができ、しかも濾過部材２４がスクリュー２０に接触していないので、濾過部材２４の摩耗を抑えることができる。このため、濾過部材２４の摩耗を押え、その寿命を伸ばすことができ、固液分離装置の維持管理に要するコストを低減することができる。
【００３２】
濾過体３の内部を汚泥が搬送されるとき、その内部の圧力が高められるので、その圧力によって、隣り合う濾過部材２４の間の濾液排出ギャップＧに詰まった固形物をその濾液排出ギャップＧから押し出して、濾液排出ギャップＧの目詰まりを防止することが可能である。ところが、上述した構成だけであると、その濾液排出ギャップＧに固形物が詰まるおそれもある。
【００３３】
そこで、本例の固液分離装置には、前述の濾過部材２４をその中心軸線のまわりに回転させる駆動装置が設けられている。以下、この駆動装置に関する構成を明らかにする。
【００３４】
図１及び図３に示すように、出口部材２の内部に位置するスクリュー２０の軸部２１の部分には、駆動ギア４１が固定されている。一方、出口部材２の側壁９，１０には、支持軸４２が、図示していない軸受を介して回転自在に支持されており、この支持軸４２は、２つの中間壁１１，１２を貫通して延びている。かかる支持軸４２には、第１及び第２の中間ギア４３，４４が固定され、第１の中間ギア４３は上述の駆動ギア４１に噛み合っている。
【００３５】
図３のＶ−Ｖ線拡大断面図である図５に示すと共に、先に詳しく説明したように、スクリュー２０のまわりには、これを取り囲むように多数の濾過部材２４が設けられている。その際、図５においては、これらの濾過部材２４のうちの１つ置きの濾過部材に符号２４Ａを付し、その各濾過部材２４Ａの間に位置する濾過部材には符号２４Ｂを付してあるが、図３及び図５から判るように、濾過部材２４Ａは、第２の軸受板２７と出口部材２の側壁９を貫通して、側壁９と中間壁１１との間の空間にまで突出し、その突出した濾過部材２４Ａの端部には、図５に示したように、互いに順次噛み合っている従動ギア４５がそれぞれ固定されている。図５に示すように、これらの従動ギア４５のうちの１つの従動ギア４５Ａが前述の第２の中間ギア４４に噛み合っている。
【００３６】
また、従動ギア４５が固定された各濾過部材２４Ａは、第１乃至第４の軸受板２５，２７，３０，３１に回転自在に支持されている。これに対し、濾過部材２４Ｂは、出口部材２の側壁９を貫通することはない。しかもこれらの濾過部材２４Ｂは、第１乃至第４の軸受板２５，２７，３０，３１に回転可能に支持されていてもよいし、回転不能に支持されていてもよい。なお、図５においては、各ギアを簡略化して単なる円で示してある（図６及び図７においても同じ）。
【００３７】
前述のように、図１に示したモータ１９が作動を開始すると、スクリュー２０が回転を始め、これに伴ってそのスクリュー２０に固定された駆動ギア４１が回転する。これにより、順次、第１の中間ギア４３、支持軸４２及び第２の中間ギア４４がそれぞれ回転し、これに伴って互いに連続的に噛み合った多数の従動ギア４５がそれぞれ回転し、これによってその各従動ギア４５の固定された各濾過部材２４Ａが、その中心軸線のまわりに回転する。
【００３８】
上述のように、互いに隣り合う２つの濾過部材２４Ａ，２４Ｂのうちの一方の濾過部材２４Ａが回転駆動されるので、隣り合う濾過部材２４Ａ，２４Ｂの間の濾液排出ギャップＧに入り込んだ固形物は、その回転する濾過部材２４Ａによって効率よく濾過体３の外部に掻き出される。このようにして、濾液排出ギャップＧに固形物が詰まってしまう不具合をより確実に阻止することができるのである。
【００３９】
本例の固液分離装置においては、モータ１９と、スクリュー２０の軸部２１と、多数のギア４１，４３，４４，４５と、支持軸４２とによって、１つ置きの濾過部材２４Ａを回転駆動する駆動装置が構成されている。その際、モータ１９は、濾過部材２４Ａとスクリュー２０を回転駆動する駆動源を兼ねているので、固液分離装置全体の構造の簡素化とコストの低減を達成できる。
【００４０】
本例の固液分離装置は、前述のように、隣り合う２つの濾過部材２４Ａ，２４Ｂのうちの一方の濾過部材２４Ａを回転駆動するように構成されているが、駆動装置によって、全ての濾過部材２４を、その中心軸線のまわりに回転駆動するように構成することもできる。この場合には、互いに隣り合う２つの濾過部材２４Ａ，２４Ｂの両方の濾過部材が回転駆動され、これによって濾液排出ギャップＧに入り込んだ固形物の掻き取り効果を特に高めることができる。
【００４１】
上述したところから了解されるように、駆動装置は、互いに隣り合う２つの濾過部材２４Ａ，２４Ｂのうちの少なくとも一方の濾過部材を回転駆動するように構成されていることが好ましいのである。
【００４２】
図６は、他の例を示す図５と同様な断面図である。この図６に示した固液分離装置においては、符号２４Ｃ，２４Ｄ，２４Ｅで示した濾過部材が順次互いに隣り合っているが、これらの濾過部材２４Ｃ，２４Ｄ，２４Ｅには、従動ギアが固定されておらず、これらの濾過部材２４Ｃ，２４Ｄ，２４Ｅが回転駆動されることはない。図６に示した固液分離装置の他の構成は、図１乃至図５に示した構成と変わりはない。
【００４３】
図６に示した固液分離装置においては、互いに隣り合う濾過部材２４Ｃ，２４Ｄ，２４Ｅの間の濾液排出ギャップＧの間に入り込んだ固形分の除去効率は低下するが、他の濾液排出ギャップに入り込んだ固形分は効率よく除去して、その濾液排出ギャップをクリーニングすることができる。
【００４４】
また、図６に示した回転駆動されない３本の濾過部材２４Ｃ，２４Ｄ，２４Ｅの代わりに、図７に示すように１つの板状又はその他の形態の濾過部材２４Ｆを配置することもできる。この濾過部材２４Ｆも回転駆動されることはない。
【００４５】
上述したところから理解されるように、スクリュー２０のまわりに配設された複数の濾過部材２４のうちの少なくとも１つの濾過部材を、駆動装置によって、その中心軸線のまわりに回転駆動するように構成することによって、本発明の所期の目的を達成することができるのである。
【００４６】
ところで、濾液排出ギャップＧの最適な大きさは、固液分離すべき処理対象物の性状などによって決まるが、本例の固液分離装置のように、凝集剤によってフロック化した汚泥などの処理対象物を固液分離するときは、処理対象物移動方向上流側の濾過体３の部分の濾液排出ギャップＧの大きさを、下流側の部分の濾液排出ギャップＧの大きさよりも大きく設定すると、処理対象物から効率よく液体分を分離することができる。
【００４７】
より具体的に示すと、図１に示したように、濾過体３を処理対象物移動方向に沿って複数の濾過領域ＡＲ１，ＡＲ２に分けると共に、図８の（ａ）に模式的に示したように、互いに隣り合う２つの濾過領域ＡＲ１，ＡＲ２のうちの処理対象物移動方向上流側の濾過領域ＡＲ１の濾液排出ギャップＧ１を、下流側の濾過領域ＡＲ２の濾液排出ギャップＧ２よりも広く設定するのである。例えば、濾液排出ギャップＧ１を０．５ｍｍに設定し、濾液排出ギャップＧ２を０．１５ｍｍに設定する。図８の（ａ）に示した例では、上流側の濾過領域ＡＲ１に位置する濾過部材２４の部分の直径Ｄ１を、下流側の濾過領域ＡＲ２に位置する濾過部材２４の部分の直径Ｄ２よりも小さく設定することによって、両領域ＡＲ１，ＡＲ２における濾液排出ギャップＧ１，Ｇ２の大きさが、Ｇ１＞Ｇ２となるようにしている。図１に示した固液分離装置においては、濾過体３を２つの濾過領域ＡＲ１，ＡＲ２に分けたが、これを３以上に分けたときも、上述したところと同じく構成する。
【００４８】
上述した構成によれば、凝集剤によってフロック化された処理対象物が濾過体３の処理対象物移動方向上流側の濾過領域ＡＲ１を通過するとき、その処理対象物中の濾液が、比較的大きく設定された濾液排出ギャップＧ１を通して効率よく迅速に排出される。このとき、処理対象物フロックのサイズは、かなり大きなものとなっているので、そのフロックが比較的大きな濾液排出ギャップＧ１を通して大量に排出されることはない。一方、処理対象物移動方向上流側の濾過領域ＡＲ１を通過した液体含有量の減少した処理対象物が、処理対象物移動方向下流側の濾過領域ＡＲ２を通過するときは、濾液排出ギャップＧ２が比較的狭く設定されているので、その処理対象物の固形分が濾液排出ギャップＧ２を通して大量に排出されることはない。液体含有量の減少した処理対象物の固形分が濾液排出ギャップＧ２から大量に排出されることを阻止しながら、その処理対象物から液体分を効率よく絞り出すことができるのである。
【００４９】
図８の（ａ）に示したように濾液排出ギャップＧが段階的に変化しているのではなく、濾液排出ギャップＧが、処理対象物移動方向上流側から下流側に向けて漸次狭く設定されているときも上述したところと同様な作用効果を奏することができる。
【００５０】
上記構成によれば、凝集剤によって予めフロック化された処理対象物を、効率よく固液分離することができる。ところが、凝集剤の添加されていない処理対象物や、凝集剤によってフロック化されていても、そのフロックのサイズが小さな処理対象物を、上述した構成の固液分離装置によって固液分離処理すると、濾過体３の処理対象物移動方向上流側濾過領域ＡＲ１を通る処理対象物の液体分だけでなく、固形分までもが、比較的大きな濾液排出ギャップＧ１を通して排出されてしまい、これによって処理対象物の固液分離効率が低下する。例えば、水分中に細かな植物繊維を含むパルプ原料や、同様に水分中に細かな繊維を含むパルプ排水を、凝集剤を添加せずに、上述した固液分離装置により処理すると、濾過体の処理対象物方向上流側の濾過領域ＡＲ１において、その処理対象物の繊維が、大量に濾液排出ギャップＧ１を通して濾過体３外に排出されてしまい、固液分離効率が低下してしまうのである。微小サイズのフロックを含有する原料や汚泥を固液分離するとき、或いは無機酸化物や無機水酸化物などの無機原料を、凝集剤を添加することなく固液分離するときなども同様である。
【００５１】
そこで、上述の如き処理対象物を固液分離するときは、図１に示したように、濾過体３を処理対象物移動方向に沿って複数の濾過領域ＡＲ１，ＡＲ２に分けると共に、図８の（ｂ）に示したように、互いに隣り合う２つの濾過領域ＡＲ１，ＡＲ２のうちの処理対象物移動方向上流側の濾過領域ＡＲ１の濾液排出ギャップＧ１を、下流側の濾過領域ＡＲ２の濾液排出ギャップＧ２よりも狭く設定するとよい。例えば、濾液排出ギャップＧ１を０．１５ｍｍに設定し、濾液排出ギャップＧ２を０．５ｍｍに設定するのである。図８の（ｂ）に示した具体例においても、上流側の濾過領域ＡＲ１に位置する濾過部材２４の部分の直径Ｄ１を、下流側の濾過領域ＡＲ２に位置する濾過部材２４の部分の直径Ｄ２よりも大きく設定することによって、両領域ＡＲ１，ＡＲ２における濾液排出ギャップＧ１，Ｇ２の大きさが、Ｇ１＜Ｇ２となるようにしている。この場合も、濾過領域ＡＲ１，ＡＲ２を３以上に分けたときも、上述したところと同じく構成する。
【００５２】
上述した構成によれば、例えば、水分中に細かな繊維を多量に含む処理対象物が濾過体３の上流側の濾過領域ＡＲ１を通るとき、その処理対象物中の固形分である繊維が、濾液排出ギャップＧ１を通して大量に排出されることはない。上流側の濾過領域ＡＲ１における濾液排出ギャップＧ１の幅は狭くなっているからである。これに対し、処理対象物中の水分はその狭い濾液排出ギャップＧ１を通して濾過体３の外部に流出する。
【００５３】
濾過体３内の処理対象物が下流側の濾過領域ＡＲ２を通るとき、この領域ＡＲ２の濾液排出ギャップＧ２は、上流側の濾過領域ＡＲ１における濾液排出ギャップＧ１よりも広くなっているが、このとき処理対象物の水分は既に減少していて、その処理対象物自体が互いに絡みついているので、濾液排出ギャップＧ２が広くとも、その処理対象物が濾液排出ギャップＧ２を通して大量に排出されることはない。一方、濾液排出ギャップＧ２が広いので、処理対象物中の水分は、その濾液排出ギャップＧ２を通して効率よく外部に流出する。
【００５４】
上述のようにして、処理対象物に対する固液分離効率を高めることができる。これは、フロック化されていない他の処理対象物や、微小サイズのフロックを含む処理対象物などを固液分離する際も同様である。
【００５５】
図８の（ｂ）に示したように濾液排出ギャップＧが段階的に変化しているのではなく、濾液排出ギャップＧが、処理対象物移動方向上流側から下流側に向けて漸次広く設定されているときも上述したところと同様な作用効果を奏することができる。
【００５６】
また、図８の（ａ），（ｂ）に示したように、上流側の濾過領域ＡＲ１に位置する濾過部材２４の部分の直径Ｄ１と、下流側の濾過領域ＡＲ２に位置する濾過部材２４の部分の直径Ｄ２を互いに異ならせる場合、径の異なる濾過部材２４の各部分２４Ｘ，２４Ｙを別々の部材により構成し、その両部材２４Ｘ，２４Ｙを着脱可能に連結して、１本の濾過部材２４として用いるように構成することもできる。このようにすれば、各種直径の濾過部材２４の部分２４Ｘ，２４Ｙを用意しておき、固液分離すべき処理対象物の性状に合った濾過部材部分２４Ｘ，２４Ｙを選択してこれらを連結することができるので、処理対象物の性状に合った大きさの濾液排出ギャップＧ１，Ｇ２を容易に得ることができる。また、濾過部材部分２４Ｘ，２４Ｙの交換も容易に行うことができる。
【００５７】
ところで、前述のように回転駆動される濾過部材２４のうちの少なくとも１つの濾過部材の周面に凹凸が形成されていると、濾液排出ギャップＧに入り込んだ固形物に大きな掻き取り力を加えることができるので、その固形物の除去効率を高めることができる。例えば、図９に示すように、濾過部材２４の周面に、その長手方向に延びる多数の突部４６を形成する。或いは濾過部材２４の周面にらせん状の多数の溝を形成することもできる。
【００５８】
以上、本発明の好ましい実施形態例を説明したが、本発明はこれらの構成に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】固液分離装置の概略縦断面図である。
【図２】図１の部分拡大図である。
【図３】図１の部分拡大図である。
【図４】図２のIV−IV線拡大断面図である。
【図５】図３のＶ−Ｖ線拡大断面図である。
【図６】図５とは異なる例を示す、図５と同様な断面図である。
【図７】図５とは異なる他の例を示す、図５と同様な断面図である。
【図８】隣り合う濾過部材の間の濾液排出ギャップを説明する図である。
【図９】外周面に凹凸を形成した濾過部材を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００６０】
３ 濾過体
２０ スクリュー
２４，２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ，２４Ｄ，２４Ｅ，２４Ｆ 濾過部材
３４ 出口
ＡＲ１，ＡＲ２ 濾過領域
Ｇ，Ｇ１，Ｇ２ 濾液排出ギャップ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転駆動されるスクリューと、該スクリューのまわりに微小な濾液排出ギャップをあけて配列された複数の濾過部材を有する濾過体と、少なくとも１つの濾過部材を回転駆動する駆動装置とを具備し、前記複数の濾過部材は前記スクリューに接触しない状態で配置されていて、前記濾過体に入り込んだ処理対象物を、回転するスクリューによって濾過体の出口に向けて移動させながら、その処理対象物から分離された濾液を前記濾液排出ギャップを通して、濾過体外に排出させ、含液率の低下した処理対象物を前記出口から濾過体外に排出させる固液分離装置。
【請求項２】
前記駆動装置は、互いに隣り合う２つの濾過部材のうちの少なくとも一方の濾過部材を回転駆動するように構成されている請求項１に記載の固液分離装置。
【請求項３】
前記濾過体を処理対象物移動方向に沿って複数の濾過領域に分けると共に、互いに隣り合う２つの濾過領域のうちの処理対象物移動方向上流側の濾過領域の濾液排出ギャップを、下流側の濾過領域の濾液排出ギャップよりも広く設定した請求項１又は２に記載の固液分離装置。
【請求項４】
前記濾液排出ギャップを、処理対象物移動方向上流側から下流側に向けて漸次狭く設定した請求項１又は２に記載の固液分離装置。
【請求項５】
前記濾過体を処理対象物移動方向に沿って複数の濾過領域に分けると共に、互いに隣り合う２つの濾過領域のうちの処理対象物移動方向上流側の濾過領域の濾液排出ギャップを、下流側の濾過領域の濾液排出ギャップよりも狭く設定した請求項１又は２に記載の固液分離装置。
【請求項６】
前記濾液排出ギャップを、処理対象物移動方向上流側から下流側に向けて漸次広く設定した請求項１又は２に記載の固液分離装置。
【請求項７】
回転駆動される濾過部材のうちの少なくとも１つの濾過部材の周面に凹凸が形成されている請求項１乃至６のいずれかに記載の固液分離装置。
【請求項１】
回転駆動されるスクリューと、該スクリューのまわりに微小な濾液排出ギャップをあけて配列された複数の濾過部材を有する濾過体と、少なくとも１つの濾過部材を回転駆動する駆動装置とを具備し、前記複数の濾過部材は前記スクリューに接触しない状態で配置されていて、前記濾過体に入り込んだ処理対象物を、回転するスクリューによって濾過体の出口に向けて移動させながら、その処理対象物から分離された濾液を前記濾液排出ギャップを通して、濾過体外に排出させ、含液率の低下した処理対象物を前記出口から濾過体外に排出させる固液分離装置。
【請求項２】
前記駆動装置は、互いに隣り合う２つの濾過部材のうちの少なくとも一方の濾過部材を回転駆動するように構成されている請求項１に記載の固液分離装置。
【請求項３】
前記濾過体を処理対象物移動方向に沿って複数の濾過領域に分けると共に、互いに隣り合う２つの濾過領域のうちの処理対象物移動方向上流側の濾過領域の濾液排出ギャップを、下流側の濾過領域の濾液排出ギャップよりも広く設定した請求項１又は２に記載の固液分離装置。
【請求項４】
前記濾液排出ギャップを、処理対象物移動方向上流側から下流側に向けて漸次狭く設定した請求項１又は２に記載の固液分離装置。
【請求項５】
前記濾過体を処理対象物移動方向に沿って複数の濾過領域に分けると共に、互いに隣り合う２つの濾過領域のうちの処理対象物移動方向上流側の濾過領域の濾液排出ギャップを、下流側の濾過領域の濾液排出ギャップよりも狭く設定した請求項１又は２に記載の固液分離装置。
【請求項６】
前記濾液排出ギャップを、処理対象物移動方向上流側から下流側に向けて漸次広く設定した請求項１又は２に記載の固液分離装置。
【請求項７】
回転駆動される濾過部材のうちの少なくとも１つの濾過部材の周面に凹凸が形成されている請求項１乃至６のいずれかに記載の固液分離装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−２０２１９１（Ｐ２００９−２０２１９１Ａ）
【公開日】平成２１年９月１０日（２００９．９．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−４５７９１（Ｐ２００８−４５７９１）
【出願日】平成２０年２月２７日（２００８．２．２７）
【出願人】（５９１００７０２２）アムコン株式会社 (28)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年９月１０日（２００９．９．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月２７日（２００８．２．２７）
【出願人】（５９１００７０２２）アムコン株式会社 (28)
【Ｆターム（参考）】
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