固液分離装置
【課題】加圧構成の大型化を来たすことなく多様な種類の汚泥について良好な処理性能を発揮できる固液分離装置を提供する。
【解決手段】固液分離装置１は、混和槽部２と、固液分離部４とを有し、固液分離部４には濾過体３が設けられている。濾過体３の上部には濾過体３上を搬送される汚泥８５を加圧する加圧体９と、該加圧体９を平行運動させる加圧体駆動機構が設けられている。加圧体９の底面には汚泥８５を搬送する複数の送り羽根１９が固定されている。
【解決手段】固液分離装置１は、混和槽部２と、固液分離部４とを有し、固液分離部４には濾過体３が設けられている。濾過体３の上部には濾過体３上を搬送される汚泥８５を加圧する加圧体９と、該加圧体９を平行運動させる加圧体駆動機構が設けられている。加圧体９の底面には汚泥８５を搬送する複数の送り羽根１９が固定されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚泥（畜産糞尿、食品工場などの排水処理から発生する含油汚泥、下水処理から発生する余剰汚泥、金属加工、メッキ、建設系、食肉加工場、弁当製造などの食品加工等の現場から発生する汚泥等の概念を含む）中に含まれる固形物と水分とを分離する固液分離装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の固液分離装置としては、例えば特許文献１に記載のものが知られている。これは、汚泥の搬送方向に延びる固定プレート群と可動プレート群とを互いに交互に位置するように配置して濾過体を構成し、可動プレート群を搬送方向の前後・上下に変位する平行運動をさせることにより汚泥を重力脱水しながら搬送するものである。
処理対象物としての汚泥は、高分子凝集剤によって適度にフロック化（約５〜１０ｍｍ程度の塊）されて濾過体の入口側に投入され、プレート間の受け渡し作用によって出口側に向けて搬送される。
濾過体の上部には搬送される汚泥を加圧して更なる脱水を促すウエイトプレート（加圧体）が設けられており、濾過体の搬送面とウエイトプレートとの間の空間は出口側に向って狭まるように構成されている。
特許文献２においても同様のウエイトプレートが設けられている。
【０００３】
濾過体の構成は上記のようなプレートを交互配置したフィルタ方式の他に、濾布を用いたものやベルト搬送方式のものも知られているが、この種のフィルタ脱水方式では、スクリュ作用で軸方向に圧縮しながら搬送する方式に比べて、濾過体の搬送面は開放系となっている関係から、脱水機能を向上させるべくウエイトプレート等により出口側に向って加圧する構成は共通となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−０００８８８号公報
【特許文献２】特開平０６−１５５０９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したウエイトプレート等による加圧脱水方式では、ウエイトプレートの重量（例えばウエイトプレートに載せる重りの重量）が大きいほど脱水機能は向上するが、その分汚泥の搬送に対する抵抗も高まって処理効率の低下を来たしていた。
この問題を解消すべく、加圧体として回転ドラムを設けて加圧と搬送を同時に行う方式も提案されている。この方式によれば、汚泥の停滞は解消できるが、濾過体上の汚泥に接するドラムの外周面積を大きくしなければ十分な加圧時間が確保できず、ドラムの大径化によるコストアップと装置の大型化を避けられない。
ドラムの大径化を制限した場合、処理対象物の種類が限られてくる。すなわち、加圧力が不足するため、処理性能を維持するためには、紙やワラなどの繊維質を多量に含むパルプ排水、養豚汚水など特定の汚水に限定される。
【０００６】
本発明は、このような現状に鑑みてなされたもので、加圧構成の大型化を来たすことなく多様な種類の汚泥について良好な処理性能を発揮できる固液分離装置の提供を、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、処理対象物をその入口側から出口側へ向けて脱水しながら搬送する濾過体と、該濾過体の上部に設けられ、前記濾過体上の処理対象物を加圧する加圧手段とを有する固液分離装置において、前記加圧手段が、処理対象物に前記濾過体との間で挟むように接する加圧体と、該加圧体を、搬送方向の前後及び上下に変位する平行運動をさせる加圧体駆動機構とからなり、処理対象物に加圧と共に搬送力を付与せしめることを特徴とする。
【０００８】
請求項１に記載の発明は、請求項１に記載の固液分離装置において、前記濾過体の搬送面に対向する前記加圧体の下面が、前記出口側へ向って処理対象物に対する加圧力を徐々に強める形状を有していることを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の固液分離装置において、前記加圧体の下面に処理対象物を搬送する送り羽根が設けられていることを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の固液分離装置において、前記送り羽根が搬送方向に間隔をおいて複数設けられていることをと特徴とする。
【０００９】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の固液分離装置において、前記各送り羽根は、前記出口側へ向って搬送量が異なる形状を有していることを特徴とする。
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１つに記載の固液分離装置において、前記加圧体の出口側に、処理対象物の最終的な排出量を調整可能な圧力調整手段が設けられていることを特徴とする。
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の固液分離装置において、前記圧力調整手段が、一端部が前記加圧体に固定された圧力調整板と、前記加圧体に支持され、回転操作することにより前記圧力調整板の前記出口側寄りに位置する自由端部を上下に変位させるネジ部材とを有していることを特徴とする。
【００１０】
請求項８に記載の発明は、請求項１〜７のいずれか１つに記載の固液分離装置において、前記濾過体の搬送面が、前記出口側へ向けて上り勾配を有していることを特徴とする。
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の固液分離装置において、前記濾過体が、前記入口側から出口側へ延びるプレートをその長手方向と略直交するプレート厚み方向に略一定の間隔で複数配置して一体化した第１のプレート群と、前記長手方向に延びる各プレートを第１のプレート群のプレート間に入り込むように配置して一体化した第２のプレート群とを有し、第１のプレート群と第２のプレート群のうち少なくとも一方を、互いのプレート上面が交互に変位するように平行運動を行わせることにより、処理対象物を前記入口側から前記出口側へ向けて搬送する構成を有していることを特徴とする。
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の固液分離装置において、前記濾過体の前記出口側寄りの部分は、第１のプレート群と第２のプレート群との間で処理対象物の受け渡しが可能で且つ搬送力が低減ないし消失するように、第１のプレート群と第２のプレート群のうちの少なくとも一方のプレートの形状が設定されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、加圧体の平行運動によって大型化を来たすことなく効率的に加圧と搬送を行うことができ、処理対象物の性状や種類の制限を受けることなく処理効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る固液分離装置の概要側面図である。
【図２】同装置の概要平面図である。
【図３】図２のＳ−Ｓ線での概要断面図である。
【図４】加圧体を保持するフック部の主要部を示す図である。
【図５】加圧体の概要平面図である。
【図６】加圧体の底面を示す図である。
【図７】加圧体とフック部を示す分解図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は右側面図である。
【図８】各送り羽根を示す図で、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は各左側面図、（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）、（ｈ）は各正面図である。
【図９】圧力調整板を示す図で、（ａ）は左側面図、（ｂ）は正面図である。
【図１０】圧力調整板を変位させる調整用ボルトを支持するブラケットを示す図で、（ａ）は左側面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は平面図である。
【図１１】加圧体の平行運動を示す図で、（ａ）は最も汚泥に入り込んだ状態を示す図、（ｂ）は最も出口側に変位した状態を示す図、（ｃ）は最も上方に変位した状態を示す図、（ｄ）は最も入口側に変位した状態を示す図である。
【図１２】図１で示した固液分離装置の搬送方向と直交する方向の断面図である。
【図１３】第１のプレート群と第２のプレート群のプレート配置構造を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図１４】第２のプレート群を有する第２のプレートユニットの概要斜視図である。
【図１５】濾過体を偏芯カムにより平行運動させる機構を示す斜視図である。
【図１６】第１のプレートユニットと第２のプレートユニットにおける偏芯カムの位相差を示す図である。
【図１７】プレートの平行運動による処理対象物の搬送原理を示す模式図である。
【図１８】プレートの上下変位による処理対象物の絞り込み作用（脱水作用）を示す模式図である。
【図１９】第１のプレート群と第２のプレート群におけるプレートの形状の変形例を示す図である。
【図２０】濾過体の搬送力とプレートとの関係を示す図で、（ａ）は加圧体との関係で搬送力が高まることを説明するための図、（ｂ）は濾過体における加圧体に対応する領域での搬送力を消失させるプレート形状を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を図を参照して説明する。なお、各図において、適宜、部材の厚みを省略している。
図１に示すように、固液分離装置１は、収容した処理対象物としての汚泥に凝集剤を投入してフロック化するための混和槽部２と、混和槽部２からのフロック化汚泥を固液分離処理する濾過体３を備えた固液分離部４と、濾過体３の上部に設けられた加圧手段５とを有している。なお、濾過体３は分かり易くするために模式的に表示しており、その詳細については後述する。
固液分離部４には、攪拌モータ６と、攪拌部材７が備えられている。攪拌モータ６は、図２に示すように、混和槽部２の筐体上面に固定されたプレート８に支持されている。
図１に示すように、濾過体３はフロック化汚泥（以下、単に「汚泥」という）２１の入口側（混和槽部２側）から出口側へ向って上り勾配となるように斜めに配置されている。
【００１４】
加圧手段５は、上面が開口した箱状の加圧体（ウエイトプレート）９と、該加圧体９を平行運動させる加圧体駆動機構とを有している。加圧体９の上面には加圧体９を支持するフック部１０が複数（ここでは４個）設けられている。図２に示すように、各フック部１０は加圧体９の上面に固定された断面コ字状のプレート１１に固定されている。
図１に示すように、各フック部１０は、カム軸受１５と、カム軸受１５とプレート１１との間に挿入される複数の調整板１６と、カム軸受１５と調整板１６とをプレート１１に一体に固定する固定ボルト１７とを有している。
加圧体９は濾過体３との間で挟む汚泥８５の容積が出口側に向って減少するような形状を有しており、汚泥８５に接触する底面１８には、汚泥８５を強制的に搬送する送り羽根１９が搬送方向に間隔をおいて複数設けられている。
【００１５】
加圧体９の出口側側面（前側面）には、出口側端部における汚泥８５の排出量を調整するための圧力調整手段２０が設けられている。
圧力調整手段２０は、加圧体９の前側面に固定される薄肉の圧力調整板２１と、圧力調整板２１と共に前側面に固定されるブラケット２２と、ブラケット２２に支持され、回転操作することにより圧力調整板２１を上下に変位させるネジ部材としての調整用ボルト２３とを有している。ブラケット２２の上面には、調整用ボルト２３を保持するためのナット５１が固定されている。
【００１６】
調整用ボルト２３を螺進方向に回すと圧力調整板２１の自由端部２１ａが下方へ曲がって変位し、出口側端部の開口面積が狭くなって排出量が少なくなる。すなわち、汚泥８５の出口側近傍の圧力が高められる。調整用ボルト２３を逆に回すと出口側端部の開口面積が広くなって汚泥８５の出口側近傍の圧力が低くなる。
加圧体９の搬送方向の前後及び上下に変位する平行運動により、汚泥８５は加圧されながら搬送され、加圧力が強くても送り羽根１９により確実に搬送される。
汚泥８５の圧力は加圧体９による加圧力と圧力調整手段２０による圧力との複合的結果として生じる。図１において、符号ＷＬは液面を示している。
【００１７】
図２、図３に示すように、固液分離部４の側板２４、２５の外側には２組の軸受２６が固定されており、各組の軸受２６間には、シャフト２７、２９が支持されている。
出口側に位置する駆動軸としてのシャフト２７の手前側端部は軸受２６を貫通して延びており、図示しないブラケットに支持された駆動モータ３１に接続されている。シャフト２７にはプーリ３３が固定されている。
入口側に位置するシャフト２９の手前側端部も軸受２６を貫通して延びており、プーリ３７が固定されている。プーリ３３とプーリ３７との間にはタイミングベルト４１が掛け回されており、シャフト２７、２９は駆動モータ３１によって同期回転する。駆動モータ３１とシャフト２７との接続はギヤ列を介した構成としてもよい。
シャフト２７、２９はそれぞれ２つのフック部１０に挿通され、これによって加圧体９はシャフト２７、２９に吊られた状態となっている。
図４に示すように、カム軸受１５には挿通孔１５ａが形成されており、挿通孔１５ａには、偏芯カム４３が固定されたシャフト２７、２９が、偏芯カム４３が挿通孔１５ａに収容される状態に挿通されている。図４において、符号１５ｂはボルト挿通孔を示している。
上述したフック部１０、軸受２６、シャフト２７、２９、駆動モータ３１、プーリ３３、３７、タイミングベルト４１は、加圧体駆動機構を構成している。
【００１８】
図５に示すように、加圧体９の上面に固定された、フック部１０を支持するためのプレート１１には、固定ボルト１７を螺合するためのネジ穴１１ａが形成されている。
加圧体９の前側板９ａにはネジ穴９ｄ（図７参照）が形成されており、圧力調整板２１とブラケット２２は、固定ネジ４５で前側板９ａに固定されている。
図６に示すように、加圧体９の底面９ｂには、送り羽根１９を固定するための複数のネジ穴９ｃが形成されている。図７に示すように、送り羽根１９は固定ネジ５２で固定されている。
【００１９】
加圧体９の平行運動だけでは粘性の高い汚泥が付着して停滞する可能性があり、より効果的に汚泥８５を搬送するために送り羽根１９が設けられている。
図８に示すように、各送り羽根１９の形状、サイズはそれぞれの位置における搬送機能に鑑みて異ならせている。入口側から出口側に向って汚泥８５の性状は次第に流動性がなくなって硬くなり減容化される。入口側ではより多くの汚泥を搬送し、出口側に向って次第に少なくなるように送り込む量を変える必要があるためである。
【００２０】
図８（ａ）、（ｅ）は、最も入口側の領域に位置する送り羽根１９Ａを示している。出口側に向って次の領域に位置する（ｂ）、（ｆ）に示す送り羽根１９Ｂと、（ｃ）、（ｇ）に示す送り羽根１９Ｃは、送り羽根１９Ａよりも搬送量を少なくするために溝５３が形成されている。
所定の搬送量を維持できるように、送り羽根１９Ｂと送り羽根１９Ｃとでは溝５３の位置を異ならせている。すなわち、出口側に向って溝５３が連続しないようにしている。
最も出口側（加圧体９の略中央部）に位置する送り羽根１９Ｄは、薄肉で上下方向の高さを短くし且つ溝を形成した形状としている。各送り羽根１９において、符号１９ａは固定ネジ５２の挿通孔を示している。
【００２１】
図９に示すように、圧力調整板２１には、固定ネジ４５を挿通するための４つの挿通孔２１ｂが形成されている。
図１０に示すように、Ｌ字形のブラケット２２には、その側面に固定ネジ４５を挿通するための４つの挿通孔２２ａが形成され、上面に調整用ボルト２３を挿通するための３つの挿通孔２２ｂが形成されている。
【００２２】
図１１に基づいて、加圧体９の平行運動を説明する。
図１１（ａ）は加圧体９が濾過体３の搬送面上の汚泥８５を最も加圧している状態を示している。この状態からシャフト２７、２９が右回りに９０°回転すると、図１１（ｂ）に示す状態となり、加圧体９は最も出口側へ移動（変位）する。この間、汚泥８５は強くに加圧されつつ送り羽根１９により搬送される。
図１１（ｂ）に示す状態から、シャフト２７、２９がさらに右回りに９０°回転すると、図１１（ｃ）に示す状態となり、汚泥８５に対する加圧力が最も弱くなる。この状態からシャフト２７、２９がさらに右回りに９０°回転すると、図１１（ｄ）に示す状態となり、加圧体９は最も入口側に位置する。
以上の動作が連続的に生じ、汚泥８５はその性状にかかわらず効果的に加圧されながら搬送される。
【００２３】
以下に濾過体３を詳細に説明する。
図１２に示すように、濾過体３は、第１のプレート群２８と第２のプレート群３０が互いに櫛歯状に噛み合った構成を有しており、出口側に設けられたモータ３２の駆動力により互いに上下左右方向に変位する平行運動（後述）を行うようになっている。
図１３に示すように、第１のプレート群２８は、帯板状のＡプレートをその厚み方向にスペーサ３４を介して一定の間隔で多数枚積層配置し、入口側と出口側の端部に長ボルト３５Ａを挿通して一体に組み付けられている。
第２のプレート群３０は、重力濃縮部に配置された第１の分割プレートとしての帯板状のＢプレートと、加圧脱水部に配置された第２の分割プレートとしての帯板状のＣプレートの２種類のプレートを有している。したがって、濾過体３は３種類のプレートから構成されている。
Ｂプレートは、Ａプレートと同様にその厚み方向にスペーサ３４を介して一定の間隔で多数枚積層配置され、入口側と出口側の端部に長ボルト３５Ｂを挿通して一体に組み付けられている。
Ｃプレートは、その厚み方向にスペーサ３６を介して一定の間隔で多数枚積層配置され、入口側と出口側の端部に長ボルト３５Ｂを挿通して一体に組み付けられている。
【００２４】
Ｃプレートの厚みを大きくすることにより、加圧脱水部におけるプレート間のギャップｇ２は、重力濃縮部におけるギャップｇ１の半分に狭められている。
ＢプレートとＣプレート間の隙間ｇ３は、処理対象物の搬送が長手方向で滑らかに進行するようにできるだけ小さい方がよい。
【００２５】
図１４に示すように、Ｂプレート群とＣプレート群は、Ｌ字形の一対の側板３８、３９間に長ボルト３５Ｂを支持することにより位置決めされ、これらは第２のプレートユニット４０を構成している。符号３８ａ、３９ａはボルト挿通孔を、４２はナットを示している。第２のプレートユニット４０の入口側と出口側は図示しない側板で塞がれている。
側板３８の底面３８ａの入口側と出口側には、偏芯カムホルダ４４が固定されている。偏芯カムホルダ４４は、側板３８の底面３８ｂにボルト４６とナット４７（図１２参照）により固定されるＬ字形のブラケット４８と、ブラケット４８に固定されたカム受け５０を有している。
偏芯カムホルダ４４は側板３８の出口側にも同様に固定されており、側板３９においても同様である。同図において、符号３８ｃ、３９ｃはボルト挿通孔を示す。
第２のプレートユニット４０における重力濃縮部と加圧脱水部との境界には仕切り板５２が固定されており、重力濃縮部の処理水と加圧脱水部の処理水とを分けて回収できるようになっている。
側板３８の底面３８ｂと側板３９の底面３９ｂの間の隙間５４は水分の落下用空間としてなる。
仕切り板５２によって区画される領域に対応して、筐体１２（固液分離部４の筐体で、側板２４、２５を含む）の底面部１２ａも仕切り板５５で２つの領域に区画されており、各領域に設けられた排水口５６、５８から処理水を移送できるようになっている。
【００２６】
図１２に示すように、モータ３２に接続された駆動軸６０は筐体１２の側板の外側に固定された軸受６２、６４に回転可能に支持されている。駆動軸６０には４つの偏芯カム６６Ａ、６６Ｂ、６６Ｃ、６６Ｄが固定されており、内方２つの偏芯カム６６Ａ、６６Ｂはそれぞれ第２のプレートユニット４０の偏芯カムホルダ４４のカム受け５０に回転可能に収容されている。
第１のプレート群２８は側板３８、３９よりも外側に位置するＬ字形の一対の側板６８、７０間に長ボルト３５Ａを支持することにより位置決めされ、これらは第１のプレートユニット７２を構成している。
上記加圧手段１８の加圧プレート２４は側板６８、７０間に回動自在に支持されている。なお、第２のプレートユニット４０と同様に、第１のプレートユニット７２の入口側と出口側も図示しない側板で塞がれており、上記濃縮ガイド１６の平行部２２ａは入口側の側板に固定されている。
第２のプレートユニット４０と同様に、側板６８、７０の底面には偏芯カムホルダ４４が固定されており、外方２つの偏芯カム６６Ｃ、６６Ｄはこれらの偏芯カムホルダ４４のカム受け５０に回転可能に収容されている。
【００２７】
図１５に示すように、筐体１２の入口側には従動軸７４が駆動軸６０と同様に支持されており、駆動軸６０と同様に４つの偏芯カム６６Ａ、６６Ｂ、６６Ｃ、６６Ｄが固定されている。
駆動軸６０と従動軸７４のモータ３２側には、それぞれチェーンスプロケット７６、７８が固定されており、これらにチェーン８０が掛け回されてモータ３２の駆動力が従動軸７４に伝達されるようになっている。
図１６に示すように、各偏芯カム６６はδの偏芯量（ここでは５ｍｍ）を有し、Ａプレートを有する第１のプレートユニット７２に対応する偏芯カム６６Ｃ、６６Ｄと、Ｂプレート及びＣプレートを有する第２のプレートユニット４０に対応する偏芯カム６６Ａ、６６Ｂは、１８０°の位相差をもつように設定されている。
すなわち、Ａプレートと、Ｂプレート及びＣプレートとの間のプレート上面（上縁）の上下変位が最大となるように設定されている。但し、この位相差に限定される趣旨ではない。
【００２８】
上記のように第１のプレートユニット７２と第２のプレートユニット４０が偏芯カム６６Ａ、６６Ｂ、６６Ｃ、６６Ｄを介して支持されている構成により、Ａプレートからなる第１のプレート群２８と、Ｂプレート及びＣプレートからなる第２のプレート群３０は互いに１８０°の位相差をもって、上記偏芯量による円運動に基づく上下・左右変位を伴う平行運動をする。
図１７（ａ）は、Ａプレート群のプレート上面で形成されるフィルタ面（濾過面、搬送面）にフロック化汚泥８５が載っている状態を示している。この状態で上記平行運動によりＡプレート群のフィルタ面と、Ｂプレート群及びＣプレート群のプレート上面で形成されるフィルタ面とが互いに上下に変位して入れ替わり、フロック化汚泥８５は図１７（ｂ）に示すように、Ｂプレート群及びＣプレート群のフィルタ面で持ち上げられて出口側へ移動する。
【００２９】
その後、図１７（ｃ）に示すように、Ｂプレート群及びＣプレート群のフィルタ面上のフロック化汚泥８５は、再び入れ替わることにより上昇するＡプレート群のフィルタ面に受け渡される。
この動作が繰り返されることにより、フロック化汚泥８５は徐々に出口側へ搬送される。
第１のプレート群２８と第２のプレート群３０は互いに上下に変位するので、フロック化汚泥８５を搬送する濾過面は偏芯カム６６の１回転毎に新しい濾過面として現れることになる。
図１８に示すように、プレートが上昇してフロック化汚泥８５を受け取るときに、プレートがフロック化汚泥８５に突き上げるようにフロック化汚泥８５を搾り込み、脱水が促される。したがって、第１のプレート群２８と第２のプレート群３０のプレート上面の高低差が最も大きいときに水分が落下する量が多い。
プレート上面の高低差が最も小さくなったときは、重力濃縮部では、上記プレートの搾り込み作用による脱水は期待できず、単に重力のみによる脱水作用となる。
【００３０】
ＢプレートとＡプレートの平行運動が行われる重力濃縮部では、フロック化汚泥８５は主に重力を利用した濃縮作用で水分が除去される。換言すれば、単にザルの目から水が抜けるのと同様の脱水作用となる。
したがって、水の分離に伴う固形分の流出は極めて少ない処理水が得られる。
加圧脱水部では加圧手段１８によりフロック化汚泥８５は濾過体３の濾過面に加圧されるため、フロックに抱き込まれた水分の流出が促される。
加圧手段１８は短い搬送距離で処理効率を上げるためには必要であるが、重力濃縮部でのプレート間のギャップがそのまま維持された場合、水分と共に多量の固形物が流出することになる。
一般に、汚水処理プラントの中では、脱水機から離脱した処理水は再び汚水処理の原水槽に戻されることが多いために、処理水に固形物が多く含まれることは汚水処理装置に余計な負担を与えることにつながり、好ましくない。
したがって、従来においては、固形分の流出が極めて少ない重力濃縮部と、強制加圧により固形分の流出が多い加圧脱水部での処理水は分けて回収した方が望ましく、加圧脱水部での処理水をそのまま汚水処理系（浄化槽）に排出することは困難となっていた。
【００３１】
本実施形態に係る固液分離部４では、上述のように、加圧脱水部でのプレート間ギャップｇ２は０．２５ｍｍで、重力濃縮部のプレート間ギャップｇ１（０．５ｍｍ）の半分となっているため、加圧されても固形分の流出が抑制される。
加圧脱水部ではフロック化汚泥８５の容積が次第に小さくなることと、フィルタ面のギャップ（プレート間ギャップ）の目幅が小さくなることで、重力濃縮部と同様のギャップを有している場合に比べて圧力が高まり、良好に脱水される。
圧力が高まるに伴い、僅かなギャップ（ｇ２）から水分が除去され、脱水された固形物はシュータ２０より落下する。
従来の平行プレート搬送方式では、搬送方向全体に亘ってプレート間ギャップ幅が同じであるため、脱水ケーキの含水率を低下させようとして加圧脱水部における加圧力を高めても、ギャップから漏れ出る固形物の量が増えるだけであった。
これに対し、本実施形態に係る固液分離装置２では固形物の流出を抑制しながら脱水ケーキの含水率を良好に低下させることができる。
【００３２】
なお、本実施形態では、図１４に示すように、重力濃縮部と加圧脱水部との境界に仕切り板５２を設けて処理水を分けて回収するようにしているが、加圧脱水部での処理水も重力濃縮部での処理水と同様に直接浄化槽に回すことが可能となる。
フロック化汚泥８５の種類、ギャップｇ２の大きさによっては、重力濃縮部と加圧脱水部での処理水を分けて回収する構成は不要である。
【００３３】
図１９に示すように、ＡプレートとＢプレートの上面に波形を形成して入口側での搬送力を高めるようにしてもよい。
上記の平行運動によって濾過体３は搬送力を有しているが、加圧手段５による搬送力とも相まって搬送力が高まり、加圧体９の領域で十分に圧力を受けることなく排出される懸念がある。
これを防止するためには、インバータなどで駆動速度そのものを抑制する方法もあるが、処理効率の低下を避けられない。
そこで、Ｃプレートの搬送能力（ＣプレートとＢプレートが一体になったプレートの場合には略出口側半分の搬送能力）を消失させる構成とする。
すなわち、図２０（ａ）に示すように、Ａプレートに対して相対的にＣプレートが偏芯量δ位置ずれすることにより搬送力が生じるが、（ｂ）に示すように、Ｃプレートの高さをＡプレートに対する位置ずれ量分小さくする。このようにすれば、ＡプレートとＣプレート間での汚泥８５の受け渡しはできるが搬送力は生じない。
【００３４】
上記実施形態では、Ａプレート群と、Ｂプレート群及びＣプレート群とが共に平行運動をする構成としたが、いずれか一方群を固定する構成としてもよい。
また、ＢプレートとＣプレートとからなる分割構成としたが、搬送方向におけるＣプレートの領域に亘って一定の厚みを有するＢプレート群のみとしてもよい。
また、濾過体３をプレート群の組み合わせによるフィルタ方式としたが、濾布やベルトによって搬送する方式においても同様に実施することができる。
【符号の説明】
【００３５】
３ 濾過体
５ 加圧手段
９ 加圧体
９ｂ 加圧体の下面
１９ 送り羽根
２０ 圧力調整手段
２１ 圧力調整板
２１ａ 自由端部
２３ ネジ部材としての調整用ボルト
８５ 処理対象物としての汚泥
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚泥（畜産糞尿、食品工場などの排水処理から発生する含油汚泥、下水処理から発生する余剰汚泥、金属加工、メッキ、建設系、食肉加工場、弁当製造などの食品加工等の現場から発生する汚泥等の概念を含む）中に含まれる固形物と水分とを分離する固液分離装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の固液分離装置としては、例えば特許文献１に記載のものが知られている。これは、汚泥の搬送方向に延びる固定プレート群と可動プレート群とを互いに交互に位置するように配置して濾過体を構成し、可動プレート群を搬送方向の前後・上下に変位する平行運動をさせることにより汚泥を重力脱水しながら搬送するものである。
処理対象物としての汚泥は、高分子凝集剤によって適度にフロック化（約５〜１０ｍｍ程度の塊）されて濾過体の入口側に投入され、プレート間の受け渡し作用によって出口側に向けて搬送される。
濾過体の上部には搬送される汚泥を加圧して更なる脱水を促すウエイトプレート（加圧体）が設けられており、濾過体の搬送面とウエイトプレートとの間の空間は出口側に向って狭まるように構成されている。
特許文献２においても同様のウエイトプレートが設けられている。
【０００３】
濾過体の構成は上記のようなプレートを交互配置したフィルタ方式の他に、濾布を用いたものやベルト搬送方式のものも知られているが、この種のフィルタ脱水方式では、スクリュ作用で軸方向に圧縮しながら搬送する方式に比べて、濾過体の搬送面は開放系となっている関係から、脱水機能を向上させるべくウエイトプレート等により出口側に向って加圧する構成は共通となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−０００８８８号公報
【特許文献２】特開平０６−１５５０９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したウエイトプレート等による加圧脱水方式では、ウエイトプレートの重量（例えばウエイトプレートに載せる重りの重量）が大きいほど脱水機能は向上するが、その分汚泥の搬送に対する抵抗も高まって処理効率の低下を来たしていた。
この問題を解消すべく、加圧体として回転ドラムを設けて加圧と搬送を同時に行う方式も提案されている。この方式によれば、汚泥の停滞は解消できるが、濾過体上の汚泥に接するドラムの外周面積を大きくしなければ十分な加圧時間が確保できず、ドラムの大径化によるコストアップと装置の大型化を避けられない。
ドラムの大径化を制限した場合、処理対象物の種類が限られてくる。すなわち、加圧力が不足するため、処理性能を維持するためには、紙やワラなどの繊維質を多量に含むパルプ排水、養豚汚水など特定の汚水に限定される。
【０００６】
本発明は、このような現状に鑑みてなされたもので、加圧構成の大型化を来たすことなく多様な種類の汚泥について良好な処理性能を発揮できる固液分離装置の提供を、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、処理対象物をその入口側から出口側へ向けて脱水しながら搬送する濾過体と、該濾過体の上部に設けられ、前記濾過体上の処理対象物を加圧する加圧手段とを有する固液分離装置において、前記加圧手段が、処理対象物に前記濾過体との間で挟むように接する加圧体と、該加圧体を、搬送方向の前後及び上下に変位する平行運動をさせる加圧体駆動機構とからなり、処理対象物に加圧と共に搬送力を付与せしめることを特徴とする。
【０００８】
請求項１に記載の発明は、請求項１に記載の固液分離装置において、前記濾過体の搬送面に対向する前記加圧体の下面が、前記出口側へ向って処理対象物に対する加圧力を徐々に強める形状を有していることを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の固液分離装置において、前記加圧体の下面に処理対象物を搬送する送り羽根が設けられていることを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の固液分離装置において、前記送り羽根が搬送方向に間隔をおいて複数設けられていることをと特徴とする。
【０００９】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の固液分離装置において、前記各送り羽根は、前記出口側へ向って搬送量が異なる形状を有していることを特徴とする。
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１つに記載の固液分離装置において、前記加圧体の出口側に、処理対象物の最終的な排出量を調整可能な圧力調整手段が設けられていることを特徴とする。
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の固液分離装置において、前記圧力調整手段が、一端部が前記加圧体に固定された圧力調整板と、前記加圧体に支持され、回転操作することにより前記圧力調整板の前記出口側寄りに位置する自由端部を上下に変位させるネジ部材とを有していることを特徴とする。
【００１０】
請求項８に記載の発明は、請求項１〜７のいずれか１つに記載の固液分離装置において、前記濾過体の搬送面が、前記出口側へ向けて上り勾配を有していることを特徴とする。
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の固液分離装置において、前記濾過体が、前記入口側から出口側へ延びるプレートをその長手方向と略直交するプレート厚み方向に略一定の間隔で複数配置して一体化した第１のプレート群と、前記長手方向に延びる各プレートを第１のプレート群のプレート間に入り込むように配置して一体化した第２のプレート群とを有し、第１のプレート群と第２のプレート群のうち少なくとも一方を、互いのプレート上面が交互に変位するように平行運動を行わせることにより、処理対象物を前記入口側から前記出口側へ向けて搬送する構成を有していることを特徴とする。
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の固液分離装置において、前記濾過体の前記出口側寄りの部分は、第１のプレート群と第２のプレート群との間で処理対象物の受け渡しが可能で且つ搬送力が低減ないし消失するように、第１のプレート群と第２のプレート群のうちの少なくとも一方のプレートの形状が設定されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、加圧体の平行運動によって大型化を来たすことなく効率的に加圧と搬送を行うことができ、処理対象物の性状や種類の制限を受けることなく処理効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る固液分離装置の概要側面図である。
【図２】同装置の概要平面図である。
【図３】図２のＳ−Ｓ線での概要断面図である。
【図４】加圧体を保持するフック部の主要部を示す図である。
【図５】加圧体の概要平面図である。
【図６】加圧体の底面を示す図である。
【図７】加圧体とフック部を示す分解図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は右側面図である。
【図８】各送り羽根を示す図で、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は各左側面図、（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）、（ｈ）は各正面図である。
【図９】圧力調整板を示す図で、（ａ）は左側面図、（ｂ）は正面図である。
【図１０】圧力調整板を変位させる調整用ボルトを支持するブラケットを示す図で、（ａ）は左側面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は平面図である。
【図１１】加圧体の平行運動を示す図で、（ａ）は最も汚泥に入り込んだ状態を示す図、（ｂ）は最も出口側に変位した状態を示す図、（ｃ）は最も上方に変位した状態を示す図、（ｄ）は最も入口側に変位した状態を示す図である。
【図１２】図１で示した固液分離装置の搬送方向と直交する方向の断面図である。
【図１３】第１のプレート群と第２のプレート群のプレート配置構造を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図１４】第２のプレート群を有する第２のプレートユニットの概要斜視図である。
【図１５】濾過体を偏芯カムにより平行運動させる機構を示す斜視図である。
【図１６】第１のプレートユニットと第２のプレートユニットにおける偏芯カムの位相差を示す図である。
【図１７】プレートの平行運動による処理対象物の搬送原理を示す模式図である。
【図１８】プレートの上下変位による処理対象物の絞り込み作用（脱水作用）を示す模式図である。
【図１９】第１のプレート群と第２のプレート群におけるプレートの形状の変形例を示す図である。
【図２０】濾過体の搬送力とプレートとの関係を示す図で、（ａ）は加圧体との関係で搬送力が高まることを説明するための図、（ｂ）は濾過体における加圧体に対応する領域での搬送力を消失させるプレート形状を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を図を参照して説明する。なお、各図において、適宜、部材の厚みを省略している。
図１に示すように、固液分離装置１は、収容した処理対象物としての汚泥に凝集剤を投入してフロック化するための混和槽部２と、混和槽部２からのフロック化汚泥を固液分離処理する濾過体３を備えた固液分離部４と、濾過体３の上部に設けられた加圧手段５とを有している。なお、濾過体３は分かり易くするために模式的に表示しており、その詳細については後述する。
固液分離部４には、攪拌モータ６と、攪拌部材７が備えられている。攪拌モータ６は、図２に示すように、混和槽部２の筐体上面に固定されたプレート８に支持されている。
図１に示すように、濾過体３はフロック化汚泥（以下、単に「汚泥」という）２１の入口側（混和槽部２側）から出口側へ向って上り勾配となるように斜めに配置されている。
【００１４】
加圧手段５は、上面が開口した箱状の加圧体（ウエイトプレート）９と、該加圧体９を平行運動させる加圧体駆動機構とを有している。加圧体９の上面には加圧体９を支持するフック部１０が複数（ここでは４個）設けられている。図２に示すように、各フック部１０は加圧体９の上面に固定された断面コ字状のプレート１１に固定されている。
図１に示すように、各フック部１０は、カム軸受１５と、カム軸受１５とプレート１１との間に挿入される複数の調整板１６と、カム軸受１５と調整板１６とをプレート１１に一体に固定する固定ボルト１７とを有している。
加圧体９は濾過体３との間で挟む汚泥８５の容積が出口側に向って減少するような形状を有しており、汚泥８５に接触する底面１８には、汚泥８５を強制的に搬送する送り羽根１９が搬送方向に間隔をおいて複数設けられている。
【００１５】
加圧体９の出口側側面（前側面）には、出口側端部における汚泥８５の排出量を調整するための圧力調整手段２０が設けられている。
圧力調整手段２０は、加圧体９の前側面に固定される薄肉の圧力調整板２１と、圧力調整板２１と共に前側面に固定されるブラケット２２と、ブラケット２２に支持され、回転操作することにより圧力調整板２１を上下に変位させるネジ部材としての調整用ボルト２３とを有している。ブラケット２２の上面には、調整用ボルト２３を保持するためのナット５１が固定されている。
【００１６】
調整用ボルト２３を螺進方向に回すと圧力調整板２１の自由端部２１ａが下方へ曲がって変位し、出口側端部の開口面積が狭くなって排出量が少なくなる。すなわち、汚泥８５の出口側近傍の圧力が高められる。調整用ボルト２３を逆に回すと出口側端部の開口面積が広くなって汚泥８５の出口側近傍の圧力が低くなる。
加圧体９の搬送方向の前後及び上下に変位する平行運動により、汚泥８５は加圧されながら搬送され、加圧力が強くても送り羽根１９により確実に搬送される。
汚泥８５の圧力は加圧体９による加圧力と圧力調整手段２０による圧力との複合的結果として生じる。図１において、符号ＷＬは液面を示している。
【００１７】
図２、図３に示すように、固液分離部４の側板２４、２５の外側には２組の軸受２６が固定されており、各組の軸受２６間には、シャフト２７、２９が支持されている。
出口側に位置する駆動軸としてのシャフト２７の手前側端部は軸受２６を貫通して延びており、図示しないブラケットに支持された駆動モータ３１に接続されている。シャフト２７にはプーリ３３が固定されている。
入口側に位置するシャフト２９の手前側端部も軸受２６を貫通して延びており、プーリ３７が固定されている。プーリ３３とプーリ３７との間にはタイミングベルト４１が掛け回されており、シャフト２７、２９は駆動モータ３１によって同期回転する。駆動モータ３１とシャフト２７との接続はギヤ列を介した構成としてもよい。
シャフト２７、２９はそれぞれ２つのフック部１０に挿通され、これによって加圧体９はシャフト２７、２９に吊られた状態となっている。
図４に示すように、カム軸受１５には挿通孔１５ａが形成されており、挿通孔１５ａには、偏芯カム４３が固定されたシャフト２７、２９が、偏芯カム４３が挿通孔１５ａに収容される状態に挿通されている。図４において、符号１５ｂはボルト挿通孔を示している。
上述したフック部１０、軸受２６、シャフト２７、２９、駆動モータ３１、プーリ３３、３７、タイミングベルト４１は、加圧体駆動機構を構成している。
【００１８】
図５に示すように、加圧体９の上面に固定された、フック部１０を支持するためのプレート１１には、固定ボルト１７を螺合するためのネジ穴１１ａが形成されている。
加圧体９の前側板９ａにはネジ穴９ｄ（図７参照）が形成されており、圧力調整板２１とブラケット２２は、固定ネジ４５で前側板９ａに固定されている。
図６に示すように、加圧体９の底面９ｂには、送り羽根１９を固定するための複数のネジ穴９ｃが形成されている。図７に示すように、送り羽根１９は固定ネジ５２で固定されている。
【００１９】
加圧体９の平行運動だけでは粘性の高い汚泥が付着して停滞する可能性があり、より効果的に汚泥８５を搬送するために送り羽根１９が設けられている。
図８に示すように、各送り羽根１９の形状、サイズはそれぞれの位置における搬送機能に鑑みて異ならせている。入口側から出口側に向って汚泥８５の性状は次第に流動性がなくなって硬くなり減容化される。入口側ではより多くの汚泥を搬送し、出口側に向って次第に少なくなるように送り込む量を変える必要があるためである。
【００２０】
図８（ａ）、（ｅ）は、最も入口側の領域に位置する送り羽根１９Ａを示している。出口側に向って次の領域に位置する（ｂ）、（ｆ）に示す送り羽根１９Ｂと、（ｃ）、（ｇ）に示す送り羽根１９Ｃは、送り羽根１９Ａよりも搬送量を少なくするために溝５３が形成されている。
所定の搬送量を維持できるように、送り羽根１９Ｂと送り羽根１９Ｃとでは溝５３の位置を異ならせている。すなわち、出口側に向って溝５３が連続しないようにしている。
最も出口側（加圧体９の略中央部）に位置する送り羽根１９Ｄは、薄肉で上下方向の高さを短くし且つ溝を形成した形状としている。各送り羽根１９において、符号１９ａは固定ネジ５２の挿通孔を示している。
【００２１】
図９に示すように、圧力調整板２１には、固定ネジ４５を挿通するための４つの挿通孔２１ｂが形成されている。
図１０に示すように、Ｌ字形のブラケット２２には、その側面に固定ネジ４５を挿通するための４つの挿通孔２２ａが形成され、上面に調整用ボルト２３を挿通するための３つの挿通孔２２ｂが形成されている。
【００２２】
図１１に基づいて、加圧体９の平行運動を説明する。
図１１（ａ）は加圧体９が濾過体３の搬送面上の汚泥８５を最も加圧している状態を示している。この状態からシャフト２７、２９が右回りに９０°回転すると、図１１（ｂ）に示す状態となり、加圧体９は最も出口側へ移動（変位）する。この間、汚泥８５は強くに加圧されつつ送り羽根１９により搬送される。
図１１（ｂ）に示す状態から、シャフト２７、２９がさらに右回りに９０°回転すると、図１１（ｃ）に示す状態となり、汚泥８５に対する加圧力が最も弱くなる。この状態からシャフト２７、２９がさらに右回りに９０°回転すると、図１１（ｄ）に示す状態となり、加圧体９は最も入口側に位置する。
以上の動作が連続的に生じ、汚泥８５はその性状にかかわらず効果的に加圧されながら搬送される。
【００２３】
以下に濾過体３を詳細に説明する。
図１２に示すように、濾過体３は、第１のプレート群２８と第２のプレート群３０が互いに櫛歯状に噛み合った構成を有しており、出口側に設けられたモータ３２の駆動力により互いに上下左右方向に変位する平行運動（後述）を行うようになっている。
図１３に示すように、第１のプレート群２８は、帯板状のＡプレートをその厚み方向にスペーサ３４を介して一定の間隔で多数枚積層配置し、入口側と出口側の端部に長ボルト３５Ａを挿通して一体に組み付けられている。
第２のプレート群３０は、重力濃縮部に配置された第１の分割プレートとしての帯板状のＢプレートと、加圧脱水部に配置された第２の分割プレートとしての帯板状のＣプレートの２種類のプレートを有している。したがって、濾過体３は３種類のプレートから構成されている。
Ｂプレートは、Ａプレートと同様にその厚み方向にスペーサ３４を介して一定の間隔で多数枚積層配置され、入口側と出口側の端部に長ボルト３５Ｂを挿通して一体に組み付けられている。
Ｃプレートは、その厚み方向にスペーサ３６を介して一定の間隔で多数枚積層配置され、入口側と出口側の端部に長ボルト３５Ｂを挿通して一体に組み付けられている。
【００２４】
Ｃプレートの厚みを大きくすることにより、加圧脱水部におけるプレート間のギャップｇ２は、重力濃縮部におけるギャップｇ１の半分に狭められている。
ＢプレートとＣプレート間の隙間ｇ３は、処理対象物の搬送が長手方向で滑らかに進行するようにできるだけ小さい方がよい。
【００２５】
図１４に示すように、Ｂプレート群とＣプレート群は、Ｌ字形の一対の側板３８、３９間に長ボルト３５Ｂを支持することにより位置決めされ、これらは第２のプレートユニット４０を構成している。符号３８ａ、３９ａはボルト挿通孔を、４２はナットを示している。第２のプレートユニット４０の入口側と出口側は図示しない側板で塞がれている。
側板３８の底面３８ａの入口側と出口側には、偏芯カムホルダ４４が固定されている。偏芯カムホルダ４４は、側板３８の底面３８ｂにボルト４６とナット４７（図１２参照）により固定されるＬ字形のブラケット４８と、ブラケット４８に固定されたカム受け５０を有している。
偏芯カムホルダ４４は側板３８の出口側にも同様に固定されており、側板３９においても同様である。同図において、符号３８ｃ、３９ｃはボルト挿通孔を示す。
第２のプレートユニット４０における重力濃縮部と加圧脱水部との境界には仕切り板５２が固定されており、重力濃縮部の処理水と加圧脱水部の処理水とを分けて回収できるようになっている。
側板３８の底面３８ｂと側板３９の底面３９ｂの間の隙間５４は水分の落下用空間としてなる。
仕切り板５２によって区画される領域に対応して、筐体１２（固液分離部４の筐体で、側板２４、２５を含む）の底面部１２ａも仕切り板５５で２つの領域に区画されており、各領域に設けられた排水口５６、５８から処理水を移送できるようになっている。
【００２６】
図１２に示すように、モータ３２に接続された駆動軸６０は筐体１２の側板の外側に固定された軸受６２、６４に回転可能に支持されている。駆動軸６０には４つの偏芯カム６６Ａ、６６Ｂ、６６Ｃ、６６Ｄが固定されており、内方２つの偏芯カム６６Ａ、６６Ｂはそれぞれ第２のプレートユニット４０の偏芯カムホルダ４４のカム受け５０に回転可能に収容されている。
第１のプレート群２８は側板３８、３９よりも外側に位置するＬ字形の一対の側板６８、７０間に長ボルト３５Ａを支持することにより位置決めされ、これらは第１のプレートユニット７２を構成している。
上記加圧手段１８の加圧プレート２４は側板６８、７０間に回動自在に支持されている。なお、第２のプレートユニット４０と同様に、第１のプレートユニット７２の入口側と出口側も図示しない側板で塞がれており、上記濃縮ガイド１６の平行部２２ａは入口側の側板に固定されている。
第２のプレートユニット４０と同様に、側板６８、７０の底面には偏芯カムホルダ４４が固定されており、外方２つの偏芯カム６６Ｃ、６６Ｄはこれらの偏芯カムホルダ４４のカム受け５０に回転可能に収容されている。
【００２７】
図１５に示すように、筐体１２の入口側には従動軸７４が駆動軸６０と同様に支持されており、駆動軸６０と同様に４つの偏芯カム６６Ａ、６６Ｂ、６６Ｃ、６６Ｄが固定されている。
駆動軸６０と従動軸７４のモータ３２側には、それぞれチェーンスプロケット７６、７８が固定されており、これらにチェーン８０が掛け回されてモータ３２の駆動力が従動軸７４に伝達されるようになっている。
図１６に示すように、各偏芯カム６６はδの偏芯量（ここでは５ｍｍ）を有し、Ａプレートを有する第１のプレートユニット７２に対応する偏芯カム６６Ｃ、６６Ｄと、Ｂプレート及びＣプレートを有する第２のプレートユニット４０に対応する偏芯カム６６Ａ、６６Ｂは、１８０°の位相差をもつように設定されている。
すなわち、Ａプレートと、Ｂプレート及びＣプレートとの間のプレート上面（上縁）の上下変位が最大となるように設定されている。但し、この位相差に限定される趣旨ではない。
【００２８】
上記のように第１のプレートユニット７２と第２のプレートユニット４０が偏芯カム６６Ａ、６６Ｂ、６６Ｃ、６６Ｄを介して支持されている構成により、Ａプレートからなる第１のプレート群２８と、Ｂプレート及びＣプレートからなる第２のプレート群３０は互いに１８０°の位相差をもって、上記偏芯量による円運動に基づく上下・左右変位を伴う平行運動をする。
図１７（ａ）は、Ａプレート群のプレート上面で形成されるフィルタ面（濾過面、搬送面）にフロック化汚泥８５が載っている状態を示している。この状態で上記平行運動によりＡプレート群のフィルタ面と、Ｂプレート群及びＣプレート群のプレート上面で形成されるフィルタ面とが互いに上下に変位して入れ替わり、フロック化汚泥８５は図１７（ｂ）に示すように、Ｂプレート群及びＣプレート群のフィルタ面で持ち上げられて出口側へ移動する。
【００２９】
その後、図１７（ｃ）に示すように、Ｂプレート群及びＣプレート群のフィルタ面上のフロック化汚泥８５は、再び入れ替わることにより上昇するＡプレート群のフィルタ面に受け渡される。
この動作が繰り返されることにより、フロック化汚泥８５は徐々に出口側へ搬送される。
第１のプレート群２８と第２のプレート群３０は互いに上下に変位するので、フロック化汚泥８５を搬送する濾過面は偏芯カム６６の１回転毎に新しい濾過面として現れることになる。
図１８に示すように、プレートが上昇してフロック化汚泥８５を受け取るときに、プレートがフロック化汚泥８５に突き上げるようにフロック化汚泥８５を搾り込み、脱水が促される。したがって、第１のプレート群２８と第２のプレート群３０のプレート上面の高低差が最も大きいときに水分が落下する量が多い。
プレート上面の高低差が最も小さくなったときは、重力濃縮部では、上記プレートの搾り込み作用による脱水は期待できず、単に重力のみによる脱水作用となる。
【００３０】
ＢプレートとＡプレートの平行運動が行われる重力濃縮部では、フロック化汚泥８５は主に重力を利用した濃縮作用で水分が除去される。換言すれば、単にザルの目から水が抜けるのと同様の脱水作用となる。
したがって、水の分離に伴う固形分の流出は極めて少ない処理水が得られる。
加圧脱水部では加圧手段１８によりフロック化汚泥８５は濾過体３の濾過面に加圧されるため、フロックに抱き込まれた水分の流出が促される。
加圧手段１８は短い搬送距離で処理効率を上げるためには必要であるが、重力濃縮部でのプレート間のギャップがそのまま維持された場合、水分と共に多量の固形物が流出することになる。
一般に、汚水処理プラントの中では、脱水機から離脱した処理水は再び汚水処理の原水槽に戻されることが多いために、処理水に固形物が多く含まれることは汚水処理装置に余計な負担を与えることにつながり、好ましくない。
したがって、従来においては、固形分の流出が極めて少ない重力濃縮部と、強制加圧により固形分の流出が多い加圧脱水部での処理水は分けて回収した方が望ましく、加圧脱水部での処理水をそのまま汚水処理系（浄化槽）に排出することは困難となっていた。
【００３１】
本実施形態に係る固液分離部４では、上述のように、加圧脱水部でのプレート間ギャップｇ２は０．２５ｍｍで、重力濃縮部のプレート間ギャップｇ１（０．５ｍｍ）の半分となっているため、加圧されても固形分の流出が抑制される。
加圧脱水部ではフロック化汚泥８５の容積が次第に小さくなることと、フィルタ面のギャップ（プレート間ギャップ）の目幅が小さくなることで、重力濃縮部と同様のギャップを有している場合に比べて圧力が高まり、良好に脱水される。
圧力が高まるに伴い、僅かなギャップ（ｇ２）から水分が除去され、脱水された固形物はシュータ２０より落下する。
従来の平行プレート搬送方式では、搬送方向全体に亘ってプレート間ギャップ幅が同じであるため、脱水ケーキの含水率を低下させようとして加圧脱水部における加圧力を高めても、ギャップから漏れ出る固形物の量が増えるだけであった。
これに対し、本実施形態に係る固液分離装置２では固形物の流出を抑制しながら脱水ケーキの含水率を良好に低下させることができる。
【００３２】
なお、本実施形態では、図１４に示すように、重力濃縮部と加圧脱水部との境界に仕切り板５２を設けて処理水を分けて回収するようにしているが、加圧脱水部での処理水も重力濃縮部での処理水と同様に直接浄化槽に回すことが可能となる。
フロック化汚泥８５の種類、ギャップｇ２の大きさによっては、重力濃縮部と加圧脱水部での処理水を分けて回収する構成は不要である。
【００３３】
図１９に示すように、ＡプレートとＢプレートの上面に波形を形成して入口側での搬送力を高めるようにしてもよい。
上記の平行運動によって濾過体３は搬送力を有しているが、加圧手段５による搬送力とも相まって搬送力が高まり、加圧体９の領域で十分に圧力を受けることなく排出される懸念がある。
これを防止するためには、インバータなどで駆動速度そのものを抑制する方法もあるが、処理効率の低下を避けられない。
そこで、Ｃプレートの搬送能力（ＣプレートとＢプレートが一体になったプレートの場合には略出口側半分の搬送能力）を消失させる構成とする。
すなわち、図２０（ａ）に示すように、Ａプレートに対して相対的にＣプレートが偏芯量δ位置ずれすることにより搬送力が生じるが、（ｂ）に示すように、Ｃプレートの高さをＡプレートに対する位置ずれ量分小さくする。このようにすれば、ＡプレートとＣプレート間での汚泥８５の受け渡しはできるが搬送力は生じない。
【００３４】
上記実施形態では、Ａプレート群と、Ｂプレート群及びＣプレート群とが共に平行運動をする構成としたが、いずれか一方群を固定する構成としてもよい。
また、ＢプレートとＣプレートとからなる分割構成としたが、搬送方向におけるＣプレートの領域に亘って一定の厚みを有するＢプレート群のみとしてもよい。
また、濾過体３をプレート群の組み合わせによるフィルタ方式としたが、濾布やベルトによって搬送する方式においても同様に実施することができる。
【符号の説明】
【００３５】
３ 濾過体
５ 加圧手段
９ 加圧体
９ｂ 加圧体の下面
１９ 送り羽根
２０ 圧力調整手段
２１ 圧力調整板
２１ａ 自由端部
２３ ネジ部材としての調整用ボルト
８５ 処理対象物としての汚泥
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理対象物をその入口側から出口側へ向けて脱水しながら搬送する濾過体と、該濾過体の上部に設けられ、前記濾過体上の処理対象物を加圧する加圧手段とを有する固液分離装置において、
前記加圧手段が、処理対象物に前記濾過体との間で挟むように接する加圧体と、該加圧体を、搬送方向の前後及び上下に変位する平行運動をさせる加圧体駆動機構とからなり、処理対象物に加圧と共に搬送力を付与せしめることを特徴とする固液分離装置。
【請求項２】
請求項１に記載の固液分離装置において、
前記濾過体の搬送面に対向する前記加圧体の下面が、前記出口側へ向って処理対象物に対する加圧力を徐々に強める形状を有していることを特徴とする固液分離装置。
【請求項３】
請求項２に記載の固液分離装置において、
前記加圧体の下面に処理対象物を搬送する送り羽根が設けられていることを特徴とする固液分離装置。
【請求項４】
請求項３に記載の固液分離装置において、
前記送り羽根が搬送方向に間隔をおいて複数設けられていることをと特徴とする固液分離装置。
【請求項５】
請求項４に記載の固液分離装置において、
前記各送り羽根は、前記出口側へ向って搬送量が異なる形状を有していることを特徴とする固液分離装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１つに記載の固液分離装置において、
前記加圧体の出口側に、処理対象物の最終的な排出量を調整可能な圧力調整手段が設けられていることを特徴とする固液分離装置。
【請求項７】
請求項６に記載の固液分離装置において、
前記圧力調整手段が、一端部が前記加圧体に固定された圧力調整板と、前記加圧体に支持され、回転操作することにより前記圧力調整板の前記出口側寄りに位置する自由端部を上下に変位させるネジ部材とを有していることを特徴とする固液分離装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１つに記載の固液分離装置において、
前記濾過体の搬送面が、前記出口側へ向けて上り勾配を有していることを特徴とする固液分離装置。
【請求項９】
請求項８に記載の固液分離装置において、
前記濾過体が、前記入口側から出口側へ延びるプレートをその長手方向と略直交するプレート厚み方向に略一定の間隔で複数配置して一体化した第１のプレート群と、前記長手方向に延びる各プレートを第１のプレート群のプレート間に入り込むように配置して一体化した第２のプレート群とを有し、第１のプレート群と第２のプレート群のうち少なくとも一方を、互いのプレート上面が交互に変位するように平行運動を行わせることにより、処理対象物を前記入口側から前記出口側へ向けて搬送する構成を有していることを特徴とする固液分離装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の固液分離装置において、
前記濾過体の前記出口側寄りの部分は、第１のプレート群と第２のプレート群との間で処理対象物の受け渡しが可能で且つ搬送力が低減ないし消失するように、第１のプレート群と第２のプレート群のうちの少なくとも一方のプレートの形状が設定されていることを特徴とする固液分離装置。
【請求項１】
処理対象物をその入口側から出口側へ向けて脱水しながら搬送する濾過体と、該濾過体の上部に設けられ、前記濾過体上の処理対象物を加圧する加圧手段とを有する固液分離装置において、
前記加圧手段が、処理対象物に前記濾過体との間で挟むように接する加圧体と、該加圧体を、搬送方向の前後及び上下に変位する平行運動をさせる加圧体駆動機構とからなり、処理対象物に加圧と共に搬送力を付与せしめることを特徴とする固液分離装置。
【請求項２】
請求項１に記載の固液分離装置において、
前記濾過体の搬送面に対向する前記加圧体の下面が、前記出口側へ向って処理対象物に対する加圧力を徐々に強める形状を有していることを特徴とする固液分離装置。
【請求項３】
請求項２に記載の固液分離装置において、
前記加圧体の下面に処理対象物を搬送する送り羽根が設けられていることを特徴とする固液分離装置。
【請求項４】
請求項３に記載の固液分離装置において、
前記送り羽根が搬送方向に間隔をおいて複数設けられていることをと特徴とする固液分離装置。
【請求項５】
請求項４に記載の固液分離装置において、
前記各送り羽根は、前記出口側へ向って搬送量が異なる形状を有していることを特徴とする固液分離装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１つに記載の固液分離装置において、
前記加圧体の出口側に、処理対象物の最終的な排出量を調整可能な圧力調整手段が設けられていることを特徴とする固液分離装置。
【請求項７】
請求項６に記載の固液分離装置において、
前記圧力調整手段が、一端部が前記加圧体に固定された圧力調整板と、前記加圧体に支持され、回転操作することにより前記圧力調整板の前記出口側寄りに位置する自由端部を上下に変位させるネジ部材とを有していることを特徴とする固液分離装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１つに記載の固液分離装置において、
前記濾過体の搬送面が、前記出口側へ向けて上り勾配を有していることを特徴とする固液分離装置。
【請求項９】
請求項８に記載の固液分離装置において、
前記濾過体が、前記入口側から出口側へ延びるプレートをその長手方向と略直交するプレート厚み方向に略一定の間隔で複数配置して一体化した第１のプレート群と、前記長手方向に延びる各プレートを第１のプレート群のプレート間に入り込むように配置して一体化した第２のプレート群とを有し、第１のプレート群と第２のプレート群のうち少なくとも一方を、互いのプレート上面が交互に変位するように平行運動を行わせることにより、処理対象物を前記入口側から前記出口側へ向けて搬送する構成を有していることを特徴とする固液分離装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の固液分離装置において、
前記濾過体の前記出口側寄りの部分は、第１のプレート群と第２のプレート群との間で処理対象物の受け渡しが可能で且つ搬送力が低減ないし消失するように、第１のプレート群と第２のプレート群のうちの少なくとも一方のプレートの形状が設定されていることを特徴とする固液分離装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２０１１−２３０１０５（Ｐ２０１１−２３０１０５Ａ）
【公開日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１０５６９９（Ｐ２０１０−１０５６９９）
【出願日】平成２２年４月３０日（２０１０．４．３０）
【特許番号】特許第４５８５０４４号（Ｐ４５８５０４４）
【特許公報発行日】平成２２年１１月２４日（２０１０．１１．２４）
【出願人】（５０２１４１３９３）ジャステック株式会社 (11)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月３０日（２０１０．４．３０）
【特許番号】特許第４５８５０４４号（Ｐ４５８５０４４）
【特許公報発行日】平成２２年１１月２４日（２０１０．１１．２４）
【出願人】（５０２１４１３９３）ジャステック株式会社 (11)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]