JP2779321B2 - 下水処理汚泥等の加圧濾過脱水用濾布及びその濾布を用いたフィルタープレス - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、調質された下水処理汚
泥を加圧濾過脱水して固液分離を行ない脱水ケーキを形
成した後、この加圧濾過脱水に用いた装置に装着された
濾布から該ケーキを良好に離脱させる改善された構造の
濾布及びその濾布を用いたフィルタープレスに関するも
のである。

【０００２】ここに調質とは、汚泥の濃縮・脱水条件に
適合するように調整することによって、濃縮・脱水効率
の改善あるいは装置性能の向上などを図るための前処理
を意味する。

【０００３】

【従来の技術】下水処理汚泥を効率よく加圧濾過脱水す
るためには、有効な下水処理汚泥の調質技術が必要であ
る。

【０００４】近年、下水道の分流方式への移行や生活様
式の変遷等により汚泥中の有機物含有率が増加し、濃縮
汚泥濃度が低下する方向にある。このため脱水性の悪化
が進行しており、汚泥調質法の改善が強く望まれてい
る。

【０００５】通常、汚泥調質は凝集剤の添加によって行
なわれ、凝集剤としては塩化第二鉄や高分子凝集剤等が
使用されてきた。その中で、塩化第二鉄とさらに濾過助
剤として消石灰を添加して調質する方法は最も低含水率
のケーキが得られるとしてよく利用されてきた。

【０００６】しかし、近年の汚泥性状の悪化のために、
消石灰の添加調整においてもケーキ含水率の低減は難し
く、濾布からのケーキ剥離も円滑に行なえなかった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
難脱水性下水処理汚泥で生成されたケーキに対して良好
なケーキ剥離性を示し、濾布中層に沈着した微細粒子の
洗浄除去も容易で目詰りが起き難く、連続使用時間も長
期化できる濾布及びそれに適合した機構を具備するフィ
ルタープレスを提供せんとするものである。

【０００８】一方、前記下水処理汚泥の調質方法は、濾
過脱水性は幾分向上するものの、消石灰を汚泥の懸濁物
質（ＳＳ）分に対し４０〜６０％添加することになって
脱水ケーキ量が増大し、乾燥粉体のため取扱いの困難な
消石灰を混入することと相まって、さらに改善された下
水処理汚泥調質法が要求されている。

【０００９】そのための一方法として、下水処理汚泥を
電気分解処理で調質し、フィルタープレスによってこの
調質汚泥（以下、電解汚泥と呼称する。）を脱水する方
法も併せて実行したところ、脱水ケーキ量は従来法の６
０〜７０％量に減少した。しかしながら、この電解汚泥
は従来法で調質された汚泥よりも一層粒子が細かく難脱
水性で、通常の濾布や濾過ケーキの剥離操作では容易に
ケーキを濾布表面から離脱させ得ないものである。

【００１０】そこで、本発明の目的は、この電解汚泥を
加圧濾過脱水して生成したケーキでもケーキ剥離が良好
で、濾布中層に沈着した鉄分を含む微細粒子の洗浄除去
も容易で目詰りを起こし難い濾布及びそれに適合した機
構を具備するフィルタープレスを提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、表面を覆う経糸が合成樹脂製マルチフィ
ラメント糸を主体とする糸条で構成され、中層にある緯
糸が合成樹脂製モノフィラメントの単糸又は撚合せ糸で
構成され、平織、緯畝織又はたたみ織等の平滑な表面を
形成する組織になしたことを特徴とする下水処理汚泥等
の加圧濾過脱水用濾布を提供するものである。

【００１２】濾布の表面がマルチフィラメントで覆わ
れ、かつ、平織、たたみ様表面と言ったシンプルな構造
で平滑性に富むため、脱水機操作時のケーキ剥離・濾布
洗浄がきわめて円滑に実行できる一方、モノフィラメン
トで構成された緯糸空隙へのFe(OH)₃ の沈着がきわめて
少なく、目詰りの進行が遅くなる。

【００１３】ここに言うたたみ様（たたみ織）表面の組
織とは、図１に例示するように、経２重織で表経糸（２
１）及び裏経糸（２２）が緯糸（２３）３本毎に各々の
中間位置で絡んで組織されるようになしたものである。

【００１４】上記濾布を構成する経糸及び緯糸の材質と
しては、耐薬品性にすぐれるポリプロピレンが好適であ
る。

【００１５】上記濾布を構成する経糸のマルチフィラメ
ントの単繊維の太さは、捕捉率を高めて濾過もれを少な
くするため、５〜３５デニールが好適である。５デニー
ルより小さいときは、糸表面が毛羽立ちやすく、濾布の
使用に伴って濾布表面に毛羽ができ、濾室内で形成され
たケーキが毛羽に絡みついてケーキ剥離が悪くなり、一
方、３５デニールより大きいときは、濾布表面が太い繊
維で覆われて粗い凹凸を有する表面になってケーキ剥離
が悪くなり、いずれも濾布が早期に目詰まりを起こすと
いう不具合が生じる。

【００１６】また、本発明は、下水処理汚泥を塩化第二
鉄等の凝集剤及び必要に応じて添加した濾過助材にて調
質し、この調質汚泥を加圧濾過脱水する装置において、
多数並列した濾板の間に、表面を覆う経糸が合成樹脂製
マルチフィラメント糸を主体とする糸条で構成され、中
層にある緯糸が合成樹脂製モノフィラメントの単糸又は
撚合せ糸で構成され、平織、緯畝織又はたたみ織等の平
滑な表面を形成する組織になした濾布を走行自在に吊設
し、この濾布間に上記調質汚泥を供給し、固液分離され
たケーキを、濾布を下方に走行させ、下方の位置からロ
ーラー類を介して該濾布が相互に離れるように反転駆動
させて排出することを特徴とするフィルタープレスを提
供するものである。

【００１７】上記フィルタープレスに供給する調質汚泥
は電気分解処理により調質されたものであってもよい。

【００１８】

【作用】本発明による濾布は、表面がマルチフィラメン
トで覆われ、かつ、平織、たたみ様表面と言ったシンプ
ルな構造で平滑性に富むため、脱水機操作時のケーキ剥
離・濾布洗浄がきわめて円滑に実行できる一方、モノフ
ィラメントで構成された緯糸空隙へのFe(OH)₃ の沈着が
きわめて少なく、目詰りの進行を鈍らせることができ
る。

【００１９】以下、ケーキ剥離操作が難しく、濾布の目
詰りが発生しやすい上記改質汚泥の調質法の概念及びそ
の汚泥の脱水に対する濾布の挙動及びフィルタープレス
剥離操作を述べる。

【００２０】下水汚泥は言わば一種の電解質水溶液で、
これに一対の電極を入れて直流電圧を印加すれば、電解
質水溶液の正イオンは陰極へ、負イオンは陽極に移動し
電流が流れる（図２）。この結果、電極面と汚泥との界
面で化学変化が起こる（図２（ａ））。図２（ｂ）にお
いて、電極材としては、後述の改質促進材との関連を考
え合わせ、鉄材が用いられる。

【００２１】まず、陽極から鉄イオンの溶出反応が起
きる。

【００２２】 Ｆｅ → Ｆｅ²⁺ ＋ ２ｅ^- Ｆｅ → Ｆｅ³⁺ ＋ ３ｅ^- 次に、電気分解により塩素及び水素のガスが発生す
る。

【００２３】 ２Ｃｌ- → Ｃｌ₂ ↑ ＋ ２ｅ^- （陽極反応） ２Ｈ⁺ → ２ｅ^- ＋ Ｈ₂ ↑（陰極反応） 溶出した鉄イオンは水和反応によって水酸化鉄を生成
する。

【００２４】 Ｆｅ²⁺ ＋ ２（ＯＨ）- → Ｆｅ（ＯＨ）₂ Ｆｅ³⁺ ＋ ３（ＯＨ）- → Ｆｅ（ＯＨ）₃ 生成した水酸化鉄が汚泥に作用して凝集フロックを生
成する。また、電気力及び発生塩素による酸化反応も期
待される。

【００２５】理論的には上記原理・概念で汚泥は改質さ
れるが、改質効率の問題、消費電力量、電極機能の劣化
等の問題が絡み、連続処理を行なうためには改質促進剤
の添加が必要になってくる。改質性能、電極機能保持、
経済性及び従来から使用している塩化第二鉄の添加設備
をそのまま流用できるメリット等を考えに入れると、塩
化第二鉄が最適である。

【００２６】このようにして調質された汚泥のＳＳフロ
ックは、フロック自体としては強固であるが、形成され
た粒子塊は、従前の塩化第二鉄で凝集させ、これに濾過
助剤として生石灰を加えて調質した汚泥の粒子塊より細
かい傾向にある。したがって、濾布表面に形成される濾
過ケーキは圧密化されやすく、濾過抵抗が高くなって厚
味は薄く、腰がなく、濾布表面に粘着する傾向がある。

【００２７】したがって、該調質汚泥の濾過脱水には、
それに続く濾過ケーキの排出工程でケーキが一対の２枚
の濾布で挟まれて下方へ強制移動させられ、濾板下端で
該一対の２枚の濾布が相互にケーキから離れる方向に駆
動され濾布表面から強制的に引き離されるように操作さ
れる必要がある。この汚泥の濾過脱水に用いる脱水機
は、その濾材の表面構造を比較的緻密なものにしなけれ
ば固形物捕捉がきわめて悪くなるため、ケーキ排出工程
の事情を考慮に入れ、特公昭５５−３８１６７号公報、
特公昭５１−４２３４１号公報、実公昭５４−２７１６
７号公報等に示される濾布や濾布ユニットを装着する単
式フィルタープレスが選定される。

【００２８】これに該当する単式フィルタープレスにお
ける濾布の操作状況を図３に従って説明すると次のとお
りである。

【００２９】一対の濾板（１ａ）と圧搾濾板（１ｂ）の
間に濾布（Ｃａ，Ｃｂ）がセットされ、汚泥フィード口
（Ｆ）から汚泥（Ｓ）が濾室（２）内に圧入され、濾液
（ＦＲ）が排出されて濾過が進行する。汚泥圧入後、ダ
イヤフラム（Ｄ）に加圧水を送入するとケーキ（３）は
圧搾されて薄くなる。

【００３０】圧搾後、一対の濾板（１ａ）と圧搾濾板
（１ｂ）は相互の密着力を解かれ、濾布（Ｃａ，Ｃｂ）
が降下してケーキ（３）を剥離させるに充分な間隔だけ
開かれ、濾布（Ｃａ，Ｃｂ）はローラー（Ｒａ，Ｒｂ）
を介して相互に離れるように走行させられ、ケーキ
（３）は強制的に濾布（Ｃａ，Ｃｂ）から剥離される。
ケーキの剥離排出後、濾布（Ｃａ，Ｃｂ）はその表裏か
らジェット水流（４）で洗浄される。

【００３１】前述のとおり電気分解処理汚泥の濾過脱水
ケーキは薄く、粘着性に富むものであるから、その濾布
表面は単純な構造で平滑性に富むものでなければならな
い。すなわち、２／２綾織のように綾目が立てばその綾
目にケーキが食い込み、ケーキを強制剥離しても食い込
み分が表面に残留し、洗浄してもなかなか離脱せず目詰
りが進行する。

【００３２】一方、電極として使用する鉄材は第一鉄イ
オンとして溶出し、その大部分は固形物の凝集に貢献す
るが、一部は濾布の繊維中に残留し、機械操作中の空気
との接触で酸化され、水酸化第二鉄として固化沈着し目
詰りを進行させる。

【００３３】本発明の下水処理汚泥の加圧濾過脱水用の
濾布は、汚泥粒子のフロック状態等の性状を吟味し、濾
過圧搾によって形成された濾過ケーキの剥離・排出を円
滑ならしめ、もし若干のケーキ分が表面に残留しても濾
過操作１サイクル中の水洗いによって容易に残留ケーキ
分を流し去ることを可能ならしめ、しかも濾布内部に沈
着形成された微粒子塊や水酸化第二鉄スケールも稀薄塩
酸にて容易に分解除去できる構造になしたものである。

【００３４】

【実施例】以下、本発明の下水処理汚泥の加圧脱水用濾
布の構造と作用効果を、実施例及び比較例について行な
った前記電解汚泥の濾過試験結果に基づいて説明する。

【００３５】試験に供した汚泥の性状、調質条件及び濾
過脱水条件はそれぞれ表１、表２及び表３に示すとおり
である。なお、表１において、ＴＳは固形物濃度、ＳＳ
は懸濁物質濃度、ＶＴＳは有機物含有率を表す。

【００３６】

【表１】

【００３７】

【表２】

【００３８】

【表３】

【００３９】表４に濾過性能測定結果を示す。

【００４０】

【表４】

【００４１】本発明の加圧濾過脱水用濾布の実施例と比
較例の濾布の構造・性能を一覧表にまとめると表５、表
６および表７のとおりである。なお、これらの表の「糸
の形態」の欄において、Ｆはマルチフィラメント、Ｍは
モノフィラメントを表し、Ｆ＋Ｍはこれら両者の併用を
意味する。

【００４２】実施例１〜４は、濾布の組織が実施例２の
み３／１経二重たたみ織（図１）で、他はすべて平織で
ある。経糸がマルチフイラメントとモノフイラメントの
併用で、緯糸がモノフイラメントであって、材質がポリ
プロピレンである点はすべての実施例に共通しており、
糸の太さ、密度、厚さ、通気度を僅かに変化させたもの
である。

【００４３】比較例１〜５は、糸の材質は実施例と同じ
ポリプロピレンであるが、比較のため、糸の形態、糸の
太さ、密度、厚さ、通気度、組織をそれぞれ変えたもの
である。

【００４４】

【表５】

【００４５】

【表６】

【００４６】

【表７】

【００４７】

【発明の効果】表５、表６および表７から明らかなとお
り、本発明の実施例１〜４はいずれも、寿命が各比較例
の濾布耐用命数よりも大幅に長く、きわめて円滑な濾過
・脱水操業が可能になったことが分かる。これは、各実
施例の濾布のクロス表面がマルチフィラメントで覆わ
れ、しかも、平織、たたみ様表面と言ったシンプルな構
造で平滑性に富むため、脱水機操作時のケーキ剥離・濾
布洗浄がきわめて円滑に実行できる一方、モノフィラメ
ントで構成された緯糸空隙へのFe(OH)₃ の沈着がきわめ
て少なく、目詰りの進行が遅くなった結果によるもので
ある。

【００４８】このように、本発明によれば、難脱水性下
水処理汚泥で生成されたケーキに対して良好なケーキ剥
離性を示し、濾布中層に沈着した微細粒子の洗浄除去も
容易で目詰りが起き難く、連続使用時間も長期化できる
濾布及びそれに適合した機構を具備するフィルタープレ
スを提供することができる。

【００４９】なお、以上は主にケーキ剥離が難しく、目
詰りを発生させやすい分類に属する電気分解調質汚泥に
ついて述べたが、本発明に用いた濾布（フィルタークロ
ス）で従前の各種調質汚泥の濾過・脱水を行なっても当
然きわめて有利な結果が得られることは勿論のことであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】たたみ様組織の経糸方向断面図である。

【図２】汚泥処理の説明図である。

【図３】フィルタープレスの説明図である。

【符号の説明】

Ｃａ、Ｃｂ 濾布 Ｄ ダイヤフラム Ｓ 汚泥 １ａ 濾板 １ｂ 圧搾濾板 ２ 濾室 ３ ケーキ ４ ジェット水流 ２１ 経糸 ２２ 経糸 ２３ 緯糸

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｃ０２Ｆ 11/14 ＺＡＢ Ｃ０２Ｆ 11/14 ＺＡＢＢ (56)参考文献 実開 平４−57212（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−94505（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B01D 25/12 B01D 21/01 102 B01D 39/08 C02F 11/12 C02F 11/14

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下水処理汚泥を塩化第二鉄等の凝集剤及
   び必要に応じて添加した濾過助材にて調質し、この調質
   汚泥を加圧濾過脱水する装置に装着される濾布におい
   て、表面を覆う経糸が合成樹脂製マルチフィラメント糸
   を主体とする糸条で構成され、中層にある緯糸が合成樹
   脂製モノフィラメントの単糸又は撚合せ糸で構成され、
   平織、緯畝織又はたたみ織等の平滑な表面を形成する組
   織になしたことを特徴とする下水処理汚泥等の加圧濾過
   脱水用濾布。
2. 【請求項２】 経糸及び緯糸の材質がポリプロピレンで
   あることを特徴とする請求項１の下水処理汚泥等の加圧
   濾過脱水用濾布。
3. 【請求項３】 経糸のマルチフィラメントの単繊維の太
   さが５〜３５デニールであることを特徴とする請求項１
   の下水処理汚泥等の加圧濾過脱水用濾布。
4. 【請求項４】 下水処理汚泥を塩化第二鉄等の凝集剤及
   び必要に応じて添加した濾過助材にて調質し、この調質
   汚泥を加圧濾過脱水する装置において、多数並列した濾
   板の間に、表面を覆う経糸が合成樹脂製マルチフィラメ
   ント糸を主体とする糸条で構成され、中層にある緯糸が
   合成樹脂製モノフィラメントの単糸又は、撚合せ糸で構
   成され、平織、緯畝織又はたたみ織等の平滑な表面を形
   成する組織になした濾布を走行自在に吊設し、この濾布
   間に上記調質汚泥を供給し、固液分離されたケーキを、
   濾布を下方に走行させ下方の位置からローラー類を介し
   て該濾布が相互に離れるように反転駆動させて排出する
   ことを特徴とするフィルタープレス。
5. 【請求項５】 上記調質汚泥が電気分解処理により調質
   されていることを特徴とする請求項４のフィルタープレ
   ス。