JP3141542B2 - 電気浸透式脱水機 - Google Patents
電気浸透式脱水機Info
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- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
- C02F11/006—Electrochemical treatment, e.g. electro-oxidation or electro-osmosis
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/42—Electrodialysis; Electro-osmosis ; Electro-ultrafiltration; Membrane capacitive deionization
- B01D61/56—Electro-osmotic dewatering
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
- C02F11/12—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening
- C02F11/121—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening by mechanical de-watering
- C02F11/123—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening by mechanical de-watering using belt or band filters
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、下水処理場などで発生
する汚泥を脱水処理する電気浸透式脱水機、特に回転ド
ラムとプレスベルトを組合わせたベルトプレス機として
好適な脱水機の電極部の構造に関する。
する汚泥を脱水処理する電気浸透式脱水機、特に回転ド
ラムとプレスベルトを組合わせたベルトプレス機として
好適な脱水機の電極部の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】電気浸透式脱水機として、頭記のように
回転ドラムとプレスベルトを組合わせた構成のものが特
開昭５６−６０６０４号公報などで公知である。図４は
かかる回転ドラム形電気浸透式脱水機の構成を示すもの
であり、図において、１は陽極電極を兼ねた回転ドラ
ム、２は回転ドラム１との間に汚泥通路を隔てて対向配
置した陰極電極を兼ねた通水性のプレスベルト、３，４
は回転ドラム１，プレスベルト２の脱水域表面に重ね合
わせて張架した布製の濾布ベルト、５は直流電源、６は
濾水受である。
回転ドラムとプレスベルトを組合わせた構成のものが特
開昭５６−６０６０４号公報などで公知である。図４は
かかる回転ドラム形電気浸透式脱水機の構成を示すもの
であり、図において、１は陽極電極を兼ねた回転ドラ
ム、２は回転ドラム１との間に汚泥通路を隔てて対向配
置した陰極電極を兼ねた通水性のプレスベルト、３，４
は回転ドラム１，プレスベルト２の脱水域表面に重ね合
わせて張架した布製の濾布ベルト、５は直流電源、６は
濾水受である。
【０００３】かかる構成で、回転ドラム１とプレスベル
ト２との間に電圧を印加し、かつ回転ドラム１を矢印方
向に回転させながら汚泥通路に汚泥７を供給すると、汚
泥７は機械的な圧搾力を受けつつ、同時に汚泥の含有水
が電場の作用により＋に荷電されて陰極側に流動し、濾
布４，プレスベルト２を透過して濾水受６に滴り落ちて
系外に排水され、脱水後の汚泥は低含水率の脱水ケーキ
として回収される。また、機械的な圧搾力により回転ド
ラム側に押し出された一部の浸出水は濾布３を透過し、
ドラム表面の排水溝を通じて系外に排水される。
ト２との間に電圧を印加し、かつ回転ドラム１を矢印方
向に回転させながら汚泥通路に汚泥７を供給すると、汚
泥７は機械的な圧搾力を受けつつ、同時に汚泥の含有水
が電場の作用により＋に荷電されて陰極側に流動し、濾
布４，プレスベルト２を透過して濾水受６に滴り落ちて
系外に排水され、脱水後の汚泥は低含水率の脱水ケーキ
として回収される。また、機械的な圧搾力により回転ド
ラム側に押し出された一部の浸出水は濾布３を透過し、
ドラム表面の排水溝を通じて系外に排水される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記した従
来構造の電気浸透式脱水機では脱水性の面で次記のよう
な難点がある。すなわち、電極を兼用する回転ドラム
１，プレスベルト２を電気的な絶縁物である濾布３，４
が覆っているために汚泥と接する電極の実効面積が減少
し（電流は濾布の布目に浸透した液を通じて電極から汚
泥に流れる）、汚泥７と電極との間の導電性が低下す
る。かかる点、電気浸透の集水側となる陰極側では、電
極に接する汚泥が十分に水分を含んでいるので電極と汚
泥との間に高い導電性が維持されるのに対して、陽極側
の回転ドラム１では、電気浸透作用の進行に伴い汚泥の
含有水は陰極側に移動して陽極側の電極面に接する汚泥
の含水率が減少して比表面導電度が低下する。このため
に益々電流が流れ難くなり、結果として電気浸透流量、
つまり脱水能力が低下する（電気浸透流量は汚泥中に流
れる電流に比例する）。
来構造の電気浸透式脱水機では脱水性の面で次記のよう
な難点がある。すなわち、電極を兼用する回転ドラム
１，プレスベルト２を電気的な絶縁物である濾布３，４
が覆っているために汚泥と接する電極の実効面積が減少
し（電流は濾布の布目に浸透した液を通じて電極から汚
泥に流れる）、汚泥７と電極との間の導電性が低下す
る。かかる点、電気浸透の集水側となる陰極側では、電
極に接する汚泥が十分に水分を含んでいるので電極と汚
泥との間に高い導電性が維持されるのに対して、陽極側
の回転ドラム１では、電気浸透作用の進行に伴い汚泥の
含有水は陰極側に移動して陽極側の電極面に接する汚泥
の含水率が減少して比表面導電度が低下する。このため
に益々電流が流れ難くなり、結果として電気浸透流量、
つまり脱水能力が低下する（電気浸透流量は汚泥中に流
れる電流に比例する）。
【０００５】なお、陽極側で電極と汚泥との間の導電性
低下を防ぐために、回転ドラム１には濾布ベルト３を使
わずに電極面と汚泥とが直接接し合うようにした試みも
なされているがが、この場合には汚泥含有水が電気分解
して発生した非導電性のガスが抜けずに気泡（−に荷電
されている）となって電極の表面に溜り、これが電極と
汚泥との間の通電を阻害するといった不具合が生じる。
低下を防ぐために、回転ドラム１には濾布ベルト３を使
わずに電極面と汚泥とが直接接し合うようにした試みも
なされているがが、この場合には汚泥含有水が電気分解
して発生した非導電性のガスが抜けずに気泡（−に荷電
されている）となって電極の表面に溜り、これが電極と
汚泥との間の通電を阻害するといった不具合が生じる。
【０００６】本発明は上記の点にかんがみなされたもの
であり、その目的は前記課題を解決し、電極と汚泥間で
高い通電性を確保しつつ、汚泥と接する電極面から含有
水，電解発生ガスを停滞なく系外に排除できるようにし
た脱水性能の高い電気浸透式脱水機、特にその電極部の
構造を提供することにある。
であり、その目的は前記課題を解決し、電極と汚泥間で
高い通電性を確保しつつ、汚泥と接する電極面から含有
水，電解発生ガスを停滞なく系外に排除できるようにし
た脱水性能の高い電気浸透式脱水機、特にその電極部の
構造を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明によ
り電気浸透式脱水機を次記のように構成することにより
達成される。 （１）解決手段１：少なくとも陽極側の電極については
電極板を汚泥に直接接触させるとともに、該電極板に
水, ガスの抜き穴を分散開口し、かつ該抜き穴を覆って
電極板の裏面側に濾材を密着布設する。
り電気浸透式脱水機を次記のように構成することにより
達成される。 （１）解決手段１：少なくとも陽極側の電極については
電極板を汚泥に直接接触させるとともに、該電極板に
水, ガスの抜き穴を分散開口し、かつ該抜き穴を覆って
電極板の裏面側に濾材を密着布設する。
【０００８】（２）解決手段２：少なくとも陽極側の電
極については電極板を汚泥に直接接触させるとともに、
該電極板に水, ガスの抜き穴を分散開口し、かつ該抜き
穴の内部に濾材を装填する。 （３）解決手段３：少なくとも陽極側の電極については
電極板を汚泥に直接接触させるとともに、電極板の汚泥
と接する側の板面上に一端を外部に引出して毛細管機能
を有する帯状の濾材を分散布設する。
極については電極板を汚泥に直接接触させるとともに、
該電極板に水, ガスの抜き穴を分散開口し、かつ該抜き
穴の内部に濾材を装填する。 （３）解決手段３：少なくとも陽極側の電極については
電極板を汚泥に直接接触させるとともに、電極板の汚泥
と接する側の板面上に一端を外部に引出して毛細管機能
を有する帯状の濾材を分散布設する。
【０００９】
【作用】上記した解決手段の各構成によれば、まず電極
と汚泥とは濾布を介することなく直接接触し合うので、
両者間の通電に関与する電極の実効面積が大となり、こ
れにより高い導電性が確保される。また、陽極側の電極
では機械的圧搾などにより汚泥から浸出して電極面に集
まった水，および汚泥水の電気分解に伴って発生したガ
スは次のようにして停滞なく外部に排出される。すなわ
ち、解決手段１の構成によれば、浸出水，発生ガスは電
極板の抜き穴を通じて裏面側に抜け出て後に濾材を透過
して外部に排出され、一方では抜き穴に入り込んだ汚泥
粒子は濾材に捕捉されて外部への漏出が阻止される。ま
た、解決手段２の構成では、電極板の抜き穴の内部に装
填した濾材により泥粒子の漏出を阻止しつつ浸出水，発
生ガスが外部に排出される。さらに、解決手段３の構成
では毛細管機能を有する帯状の濾材がウイックとして機
能し、電極面に集まった浸出水，発生ガスを外部に導い
て排出する。なお、前記構成は、陽極側のみならず陰極
側の電極に採用しても有効に機能する。
と汚泥とは濾布を介することなく直接接触し合うので、
両者間の通電に関与する電極の実効面積が大となり、こ
れにより高い導電性が確保される。また、陽極側の電極
では機械的圧搾などにより汚泥から浸出して電極面に集
まった水，および汚泥水の電気分解に伴って発生したガ
スは次のようにして停滞なく外部に排出される。すなわ
ち、解決手段１の構成によれば、浸出水，発生ガスは電
極板の抜き穴を通じて裏面側に抜け出て後に濾材を透過
して外部に排出され、一方では抜き穴に入り込んだ汚泥
粒子は濾材に捕捉されて外部への漏出が阻止される。ま
た、解決手段２の構成では、電極板の抜き穴の内部に装
填した濾材により泥粒子の漏出を阻止しつつ浸出水，発
生ガスが外部に排出される。さらに、解決手段３の構成
では毛細管機能を有する帯状の濾材がウイックとして機
能し、電極面に集まった浸出水，発生ガスを外部に導い
て排出する。なお、前記構成は、陽極側のみならず陰極
側の電極に採用しても有効に機能する。
【００１０】
【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。なお、各実施例の図で図４に対応する同一部材には
同じ符号が付してある。 実施例１：図１は本発明の請求項１に対応する実施例を
示すものであり、回転ドラム１の周面上には電極板（陽
極）８が電極板よりも幅広な濾材９を介して被着されて
おり、かつ電極板８の板面には水，ガスの抜き穴８ａが
分散開口している。ここで、抜き穴８ａは例えば直径3.
５mmの円形穴で、３０mmピッチの間隔に配列して打ち抜
き加工されている。また、濾材９は例えばポリプロピレ
ン繊維で作られた厚さ５mm程度の不織布である。そし
て、回転ドラム１には図４に示した濾布３を採用せず、
電極板８の表面と汚泥通路に供給された汚泥７とが直接
接し合うようにして運転を行う。
る。なお、各実施例の図で図４に対応する同一部材には
同じ符号が付してある。 実施例１：図１は本発明の請求項１に対応する実施例を
示すものであり、回転ドラム１の周面上には電極板（陽
極）８が電極板よりも幅広な濾材９を介して被着されて
おり、かつ電極板８の板面には水，ガスの抜き穴８ａが
分散開口している。ここで、抜き穴８ａは例えば直径3.
５mmの円形穴で、３０mmピッチの間隔に配列して打ち抜
き加工されている。また、濾材９は例えばポリプロピレ
ン繊維で作られた厚さ５mm程度の不織布である。そし
て、回転ドラム１には図４に示した濾布３を採用せず、
電極板８の表面と汚泥通路に供給された汚泥７とが直接
接し合うようにして運転を行う。
【００１１】かかる構成で、図４と同様に回転ドラム１
に被着した陽極側の電極板８と陰極側のプレスベルト２
との間に直流電圧を印加しつつ電極間の汚泥通路に汚泥
７を供給すると、汚泥の含有水が電気浸透作用により陰
極のプレスベルト２側に移動し、濾布４を透過して系外
に排水される。この場合に陽極側の電極板８と汚泥７と
は濾布（絶縁物）の介在無しに直接接触し合ってている
ので、両者間には高い通電性が確保さる。かかる点につ
き発明者の行った評価試験によれば、電極と汚泥との間
の通電性が高くなった分だけ電気浸透能力が向上するこ
とが観察されており、従来方式（図４）と比べて同等な
電気浸透脱水能力を得るのに、印加電圧を１００Ｖから
７０Ｖに低めて消費電力を節減できることが確認でき
た。
に被着した陽極側の電極板８と陰極側のプレスベルト２
との間に直流電圧を印加しつつ電極間の汚泥通路に汚泥
７を供給すると、汚泥の含有水が電気浸透作用により陰
極のプレスベルト２側に移動し、濾布４を透過して系外
に排水される。この場合に陽極側の電極板８と汚泥７と
は濾布（絶縁物）の介在無しに直接接触し合ってている
ので、両者間には高い通電性が確保さる。かかる点につ
き発明者の行った評価試験によれば、電極と汚泥との間
の通電性が高くなった分だけ電気浸透能力が向上するこ
とが観察されており、従来方式（図４）と比べて同等な
電気浸透脱水能力を得るのに、印加電圧を１００Ｖから
７０Ｖに低めて消費電力を節減できることが確認でき
た。
【００１２】一方、この脱水過程で機械的な圧搾力によ
り汚泥７から回転ドラム１の電極板８側に押し出された
浸出水、および電気分解により発生したガスは、電極板
８に開口した抜き穴８ａを通じて電極板の裏面側に抜け
出た後、濾材９を透過して停滞なく外部（回転ドラムの
側方）に排出される。なお、浸出水と一緒に電極板８の
透過穴８ａに入り込んだ汚泥粒子などは濾材９に捕捉さ
れるので外部に漏れ出ることがない。
り汚泥７から回転ドラム１の電極板８側に押し出された
浸出水、および電気分解により発生したガスは、電極板
８に開口した抜き穴８ａを通じて電極板の裏面側に抜け
出た後、濾材９を透過して停滞なく外部（回転ドラムの
側方）に排出される。なお、浸出水と一緒に電極板８の
透過穴８ａに入り込んだ汚泥粒子などは濾材９に捕捉さ
れるので外部に漏れ出ることがない。
【００１３】実施例２：図２は本発明の請求項２に対応
した実施例を示すものである。この実施例は先記実施例
１の応用例であり、回転ドラム１の周面には例えばポリ
プロピレン繊維で編んだネット１０を介して電極板８が
被着されており、さらに電極板８に分散開口した抜け穴
８ａの穴内には濾材１１が装填されている。この濾材１
１は、例えば図２（ｂ）で表すように支持対１１ａにナ
イロン繊維を植設したものが使用される。
した実施例を示すものである。この実施例は先記実施例
１の応用例であり、回転ドラム１の周面には例えばポリ
プロピレン繊維で編んだネット１０を介して電極板８が
被着されており、さらに電極板８に分散開口した抜け穴
８ａの穴内には濾材１１が装填されている。この濾材１
１は、例えば図２（ｂ）で表すように支持対１１ａにナ
イロン繊維を植設したものが使用される。
【００１４】かかる構成により、実施例１と同様に電極
板８の表面近くに集まった浸出水，発生ガスは抜け穴８
ａの濾材１１を透過して電極板の裏面側に抜け出た後、
ネット１０を潜り抜けて停滞なく外方に排出される。ま
た、汚泥粒子は濾材１１に捕捉されるので抜き穴８ａを
通じて外方に漏れ出ることはない。 実施例３：図３は本発明の請求項３に対応した実施例を
示すものであり、回転ドラム１の周面上に被着した電極
板８に対し、その外周面上には帯状の濾材として毛細管
機能を持った複数条のウイック１２が適当なピッチ間隔
置きに分散して巻装されている。このウイック１２は図
３（ｂ）で示すように例えば太さ0.３mm程度のポリプロ
ピレン繊維の束１２ａを同じ繊維１２ｂで結束したもの
であり、電極板８の上に巻き付け固定されている。
板８の表面近くに集まった浸出水，発生ガスは抜け穴８
ａの濾材１１を透過して電極板の裏面側に抜け出た後、
ネット１０を潜り抜けて停滞なく外方に排出される。ま
た、汚泥粒子は濾材１１に捕捉されるので抜き穴８ａを
通じて外方に漏れ出ることはない。 実施例３：図３は本発明の請求項３に対応した実施例を
示すものであり、回転ドラム１の周面上に被着した電極
板８に対し、その外周面上には帯状の濾材として毛細管
機能を持った複数条のウイック１２が適当なピッチ間隔
置きに分散して巻装されている。このウイック１２は図
３（ｂ）で示すように例えば太さ0.３mm程度のポリプロ
ピレン繊維の束１２ａを同じ繊維１２ｂで結束したもの
であり、電極板８の上に巻き付け固定されている。
【００１５】かかる構成により、電気浸透脱水時に回転
ドラム１の電極板８の表面近くに集まった浸出水，発生
ガスは、ウイック１２の繊維束内の隙間（毛細管）を伝
わって回転ドラムの上面側（汚泥と接してない）に導か
れ、ここから周辺に排出する。しかも、ウイック１２は
電極板８の極く僅かな表面一部を線状に覆っているだけ
であり、汚泥との間の通電に関与する電極の実効面積は
殆ど影響を受けることがないので、汚泥との間で高い導
電性が確保される。
ドラム１の電極板８の表面近くに集まった浸出水，発生
ガスは、ウイック１２の繊維束内の隙間（毛細管）を伝
わって回転ドラムの上面側（汚泥と接してない）に導か
れ、ここから周辺に排出する。しかも、ウイック１２は
電極板８の極く僅かな表面一部を線状に覆っているだけ
であり、汚泥との間の通電に関与する電極の実効面積は
殆ど影響を受けることがないので、汚泥との間で高い導
電性が確保される。
【００１６】
【発明の効果】以上述べたように本発明の構成によれ
ば、電極の表面全体を濾布で覆うことなく、汚泥と直接
接触し合うよにして電極と汚泥との間に高い導電性を確
保しつつ、しかも電極面に集まった水，および発生ガス
を停滞なく系外に排出することができ、これにより電気
浸透式脱水機の効率が大幅に改善する。
ば、電極の表面全体を濾布で覆うことなく、汚泥と直接
接触し合うよにして電極と汚泥との間に高い導電性を確
保しつつ、しかも電極面に集まった水，および発生ガス
を停滞なく系外に排出することができ、これにより電気
浸透式脱水機の効率が大幅に改善する。
【図１】本発明の実施例１に対応する回転ドラム形電気
浸透式脱水機の構成断面図
浸透式脱水機の構成断面図
【図２】本発明の実施例２に対応する回転ドラム形電気
浸透式脱水機の構成図であり、（ａ）は回転ドラム部の
断面図、（ｂ）は（ａ）図における要部の部分拡大図
浸透式脱水機の構成図であり、（ａ）は回転ドラム部の
断面図、（ｂ）は（ａ）図における要部の部分拡大図
【図３】本発明の実施例３に対応する回転ドラム形電気
浸透式脱水機の構成図であり、（ａ）は回転ドラム部の
断面図、（ｂ）は（ａ）図におけるウイックの構造図
浸透式脱水機の構成図であり、（ａ）は回転ドラム部の
断面図、（ｂ）は（ａ）図におけるウイックの構造図
【図４】従来における回転ドラム形電気浸透式脱水機全
体の概要構成図
体の概要構成図
１ 回転ドラム ２ プレスベルト（陰極） ５ 直流電源 ７ 汚泥 ８ 電極板（陽極） ８ａ 抜き穴 ９ 濾材 １１ 濾材 １２ ウイック（帯状濾材）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−119906（ＪＰ，Ａ) 特公 昭63−45605（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C02F 11/12 B01D 61/56
Claims (3)
- 【請求項１】汚泥通路となる空間を隔てて対向し合う陽
極および陰極の電極間に直流電圧を印加し、前記空間に
供給した汚泥の含有水を電気浸透作用により陰極の電極
側に集めて系外に分離排水させる電気浸透式脱水機にお
いて、少なくとも陽極側の電極については電極板を汚泥
に直接接触させるとともに、該電極板に水, ガスの抜き
穴を分散開口し、かつ該抜き穴を覆って電極板の裏面側
に濾材を密着布設したことを特徴とする電気浸透式脱水
機。 - 【請求項２】汚泥通路となる空間を隔てて対向し合う陽
極および陰極の電極間に直流電圧を印加し、前記空間に
供給した汚泥の含有水を電気浸透作用により陰極の電極
側に集めて系外に分離排水させる電気浸透式脱水機にお
いて、少なくとも陽極側の電極については電極板を汚泥
に直接接触させるとともに、該電極板に水, ガスの抜き
穴を分散開口し、かつ該抜き穴の内部に濾材を装填した
ことを特徴とする電気浸透式脱水機。 - 【請求項３】汚泥通路となる空間を隔てて対向し合う陽
極および陰極の電極間に直流電圧を印加し、前記空間に
供給した汚泥の含有水を電気浸透作用により陰極の電極
側に集めて系外に分離排水させる電気浸透式脱水機にお
いて、少なくとも陽極側の電極については電極板を汚泥
に直接接触させるとともに、電極板の汚泥と接する側の
板面上に一端を外部に引出して毛細管機能を有する帯状
の濾材を分散布設したことを特徴とする電気浸透式脱水
機。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04178711A JP3141542B2 (ja) | 1992-07-07 | 1992-07-07 | 電気浸透式脱水機 |
| US08/054,880 US5401375A (en) | 1991-05-09 | 1993-04-30 | Electro-endosmosis type dehydrator |
| KR1019930010856A KR0137000B1 (ko) | 1992-07-07 | 1993-06-15 | 전기침투식 탈수기 |
| DE69310272T DE69310272T2 (de) | 1992-07-07 | 1993-07-05 | Vorrichtung zur Entwässerung durch Elektroosmose |
| EP93110738A EP0578182B1 (en) | 1992-07-07 | 1993-07-05 | Electro-endosmosis type dehydrator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04178711A JP3141542B2 (ja) | 1992-07-07 | 1992-07-07 | 電気浸透式脱水機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0615298A JPH0615298A (ja) | 1994-01-25 |
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