固液分離装置
【課題】平行プレート搬送方式の固液分離装置において、投入口側での良好な脱水機能を得ることができ、且つ、排出口側における脱水機能の向上と固形物流出抑制の両立を図れ、処理効率の向上に寄与できるようにする。
【解決手段】濾過体１４は、互いに円運動に基づく上下左右変位の平行運動をする第１のプレート群２８と、第２のプレート群３０を有している。第１のプレート群２８は一定間隔で配置された複数のＡプレートから構成されている。第２のプレート群３０は、Ａプレートと同じ厚みを有する複数のＢプレートと、Ｂプレートよりも厚みの大きい複数のＣプレートからなる分割構成となっている。図示しない加圧手段で加圧される排出口側ではプレート間のギャップが狭くなっており、加圧脱水しても固形物の流出が抑制される。
【解決手段】濾過体１４は、互いに円運動に基づく上下左右変位の平行運動をする第１のプレート群２８と、第２のプレート群３０を有している。第１のプレート群２８は一定間隔で配置された複数のＡプレートから構成されている。第２のプレート群３０は、Ａプレートと同じ厚みを有する複数のＢプレートと、Ｂプレートよりも厚みの大きい複数のＣプレートからなる分割構成となっている。図示しない加圧手段で加圧される排出口側ではプレート間のギャップが狭くなっており、加圧脱水しても固形物の流出が抑制される。
【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】
この種の汚泥は水分を多量に（９９％程度）含んでおり、そのままの状態（原水）では堆肥化等の処理が困難であるため、フロック化処理後固液分離装置により脱水し、含水率が約８０％程度の脱水ケーキとすることが行われている。
固液分離装置としては、従来より、パンチングメタルで円筒状に形成された濾過体と、この濾過体の中に設けられたスクリューとを備えたスクリュープレス型脱水機と呼ばれるものが知られている。
濾過体の中に投入された処理対象物をスクリューで軸方向に搬送しながらパンチングメタルの穴から水分を排出し、軸方向下流側に向けて脱水率を高める方式となっている。新たな濾過面を形成すべく濾過体の内面をスクリューエッジで掻き取るように構成されている。
【０００３】
しかしながら、このスクリュープレス型脱水機の場合には、パンチングの穴が目詰まりを起こすため、定期的に濾過体の外側から高圧水を多量に当てて洗浄する必要があり、面倒であるとともにランニングコストが高くつくという問題があった。
また、円筒形の濾過体ではその全周を濾過面として有効に利用することは困難であり、処理対象物の投入直後に利用できる濾過面は実質的に円周上の半分程度である。
【０００４】
上記目詰まりや濾過面の使用効率の低さの問題を解消するものとして、例えば特許文献１、２に記載の平行プレート搬送方式のものが知られている。
これは、多数の帯板状のプレートを処理対象物の搬送方向と直交する方向に積層配置して一体化した２つのプレート群を互いに噛み合うように組み合わせ、少なくとも一方のプレート群に、円運動に基づく上下左右変位を伴う平行運動を行わせることにより、プレート上面の変位動作によりその長手方向に搬送するものである。
一方のプレート群の上面と他方のプレート群の上面が互いに上下にずれながら平行運動がなされることにより、処理対象物はプレート上面での受け渡し原理により次々と変位して搬送される。
２つのプレート群が噛み合った状態での各プレート間のギャップは、処理対象物の投入口側から排出口側の全体に亘って略一定となっており、水分はこれらのギャップから排出される。
【０００５】
上記平行プレート搬送方式の装置によれば、投入された処理対象物は、各プレートの上面の集まりである略平面の上に広がって載るため、濾過面の使用効率が非常に高く、また、平行運動によるプレート間の擦り合わせ動作により目詰まりも解消でき、洗浄等のメンテナンスは実質的に不要（メンテナンスフリー）となっている。
【０００６】
【特許文献１】特許第３８９４３６６号公報
【特許文献２】特開平６−１５５０９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記平行プレート搬送方式では、各プレート間のギャップがプレートの長手方向全体に亘って略一定となっているため、水分と固形物の分離機能が高いとは言えなかった。
この種の固液分離装置では、脱水率を高めるために、一般的に排出口側を高くした上り勾配として重力による加圧を高めたり、さらには排出口側にプレート群に対して処理対象物を加圧する加圧手段（ウエート等）を設けることが行われている。
このような排出口側加圧構成において、プレート間のギャップが一定であると、投入口側を基準にして脱水機能の観点から適正に設定されたギャップが、加圧条件が異なる排出口側でも維持される結果、排出口側で固形物が水分と一緒に排出される度合いが高くなり、濾過水を原水槽へ戻したときの負荷が大きくなる等の問題があった。
特に加圧手段を設ける構成では固形物の流出度合いが大きい。この問題を解消すべく、プレート間のギャップを排出口側を基準に設定すると、投入口側での脱水効率が極端に悪くなり処理効率が低下することとなる。
【０００８】
本発明は、上記従来の平行プレート搬送方式の問題に鑑みてなされたもので、投入口側での良好な脱水機能を得ることができ、且つ、排出口側における脱水機能の向上と固形物流出抑制の両立を図れ、処理効率の向上に寄与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】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明では、処理対象物の投入口側から排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、前記処理対象物を前記投入口側から前記排出口側へ向けて搬送する固液分離装置において、前記プレート厚み方向における前記プレート間のギャップが、前記排出口側では前記投入口側よりも小さいことを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の発明では、請求項１記載の固液分離装置において、第１のプレート群と第２のプレート群のうちいずれか一方の各プレートの前記排出口側の厚みを大きくしたことを特徴とする。
請求項３記載の発明では、請求項２記載の固液分離装置において、前記排出口側の厚みを大きくする方のプレート群の各プレートが、前記投入口側に位置する第１の分割プレートと、前記排出口側に位置し第１の分割プレートよりも厚みの大きい第２の分割プレートとに分割されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項４記載の発明では、請求項３記載の固液分離装置において、第２の分割プレートの厚みを変えることにより、前記排出口側における前記プレート間のギャップを調整可能であることを特徴とする。
請求項５記載の発明では、請求項３又は４記載の固液分離装置において、第１の分割プレートと第２の分割プレートとの境界部下方に仕切り板が設けられ、第１の分割プレート領域での処理物と第２の分割プレート領域での処理物とを分離して回収可能であることを特徴とする。
【００１２】
請求項６記載の発明では、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、前記排出口側において前記処理対象物を前記プレート群に対して加圧する手段を有していることを特徴とする。
請求項７記載の発明では、請求項１〜６のいずれか１つに記載の固液分離装置において、第１のプレート群と第２のプレート群は位相差をもって共に平行運動することを特徴とする。
【００１３】
請求項８記載の発明では、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、第１のプレート群と第２のプレート群のうち、少なくとも平行運動をする方の各プレートの上縁部は凹凸形状を有していることを特徴とする。
請求項９記載の発明では、請求項８記載の固液分離装置において、前記プレートの上縁部は凸部が前記排出口側へ傾斜した波形を有していることを特徴とする。
請求項１０記載の発明では、請求項１〜９のいずれか１つに記載の固液分離装置において、第１のプレート群と第２のプレート群からなる濾過体が前記排出口側に向かって上り勾配となるように傾斜していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、排出口側の加圧脱水部で加圧してもプレート間のギャップから固形物が漏れることを抑制できるので、加圧脱水部での加圧力を高めて脱水機能を一層高めることができ、脱水ケーキの含水率を低下させることができるとともに処理効率の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図を参照して説明する。まず、第１の実施形態を図１乃至図９に基づいて説明する。ここでは、食品工場などの有機系排水処理施設から発生する余剰汚泥処理に係る汚泥脱水について例示する。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、固液分離システム１は、固液分離装置２と、処理対象物としての汚泥を収容し、又は凝集剤を投入してフロック化するための混和槽４と、混和槽４から固液分離装置２へ汚泥を供給するための移流ホース６とを有している。混和槽４内の汚泥は攪拌モータ８と、該攪拌モータ８の回転軸に連結された攪拌部材１０により攪拌される。
固液分離装置２は、架台ケーシングとしての筐体１２と、筐体１２内に設けられ、搬送方向下流側（排出口側）が上り勾配となる濾過面を有する濾過体１４と、筐体１２の投入口側（入口側）において濾過体１４の上面に設けられた濃縮ガイド１６と、排出口側（出口側）において汚泥を加圧する加圧手段１８と、脱水処理された固形物（脱水ケーキ）を外部へ排出するシュータ２０等を有している。
【００１６】
高分子凝集剤を投入して混和槽４内で適正なフロック（約５〜１０ｍｍ程度の塊）を形成する。十分な大きさのフロックが得られた後に移流ホース６を介してフロック化汚泥２１が濾過体１４の投入口側にオーバーフローの状態で投入される。
濾過体１４の処理領域は、主に重力を利用した濃縮作用で水分を除去する重力濃縮部と、加圧手段１８により強制的に加圧して脱水する加圧脱水部とに分けられている。
濃縮ガイド１６は、濾過体１４の搬送方向と直交する幅方向に間隔をおいて設けられた一対のガイドプレート２２、２２からなる。各ガイドプレート２２は、搬送方向に沿った平行部２２ａと、濾過面上の中央部に寄るように傾斜した傾斜部２２ｂとからなる屈曲形状を有している。平行部２２ａの投入口側端が後述する第１のプレートユニット７２の側板に固定されている。
濾過体１４の投入口側に供給されたフロック化汚泥２１は濃縮ガイド１６により搬送方向下流側（排出口側）に向けて中央部に寄せられ、これにより重力濃縮部での濃縮作用が一層高められる。
【００１７】
加圧手段１８は、一端側（搬送方向上流側）を回転自在に支持され、なだらかな湾曲形状を有する加圧プレート２４と、加圧プレート２４の搬送方向下流側上面に固定された重り２６とを有している。
濾過体１４の濾過面と加圧プレート２４との間の隙間は、搬送方向下流側に向かって楔状に漸減し、フロック化汚泥２１の搬送が進行するに伴い、徐々に加圧が高まるようになっている。
濃縮ガイド１６により中央部に寄せられたフロック化汚泥２１は、加圧手段１８により今度は逆に中央部からサイドへ延ばされる。これにより均一にプレスが掛かりやすくなる。このように、濃縮ガイド１６と加圧手段１８の連携により脱水効果を高めるようになっている。
【００１８】
濃縮ガイド１６によるガイド長さには供給されるフロック化汚泥２１の汚泥濃度により適正な大きさがある。例えば図２に示すように、汚泥濃度の違いに応じて適正なガイド長さが設定できるように、調整可能な構成とすることもできる。
同図に示すように、上記第１のプレートユニット７２の側板に固定される固定板２１を別途設け、平行部２２ａに搬送方向に延びる長穴２２ａ−１を１つ以上形成し、固定板２１に一体に設けたネジ軸２３を長穴２２ａ−１に挿通してナット部材２５で止めるようにする。
この場合、刻印等の目盛りＭを平行部２２ａに形成し、フロック化汚泥２１の種類に応じて固定板２１のエッジ２１ａを対応する目盛りＭに合わせて長さを調整すれば調整が容易となる。
フロック化汚泥２１の種類（性状）によって加圧手段１８による加圧力も適正な範囲がある。図示しないが、汚泥性状の違いに応じて適正な加圧力を設定できるように、重り２６の重量を調整できるようになっている。重量調整は、例えば、重り２６を分割構成としたり、水などの液体タンク構成として液量を調整すればよい。
【００１９】
図３に示すように、濾過体１４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、排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４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、投入口側と排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１４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、投入口側と排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、投入口側と排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。
【００２０】
本実施形態における各部材の具体的な寸法は以下の通りである。
Ａプレートの厚みｔＡ：１．５ｍｍ
Ｂプレートの厚みｔＢ：１．５ｍｍ
Ｃプレートの厚みｔＣ：２．０ｍｍ
スペーサ３４の長さｗ１：２．５ｍｍ
スペーサ３６の長さｗ２：２．０ｍｍ
ＡプレートとＢプレート間のギャップｇ１：０．５ｍｍ
ＡプレートとＣプレート間のギャップｇ２：０．２５ｍｍ
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。
【００２１】
図５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の投入口側と排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の投入口側と排出口側には、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３参照）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の排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。
【００２２】
図３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の投入口側と排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は投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。
【００２３】
図６に示すように、筐体１２の投入口側には従動軸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７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。
【００２４】
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８（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）にフロック化汚泥２１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２１は図８（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排出口側へ移動する。
【００２５】
その後、図８（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２１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２１は徐々に排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２１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９に示すように、プレートが上昇してフロック化汚泥２１を受け取るときに、プレートがフロック化汚泥２１に突き上げるようにフロック化汚泥２１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。
【００２６】
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２１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２１は濾過体１４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。
【００２７】
本実施形態に係る固液分離装置２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２１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。
【００２８】
なお、本実施形態では、図５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２１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。
【００２９】
加圧脱水部でのプレート間ギャップを重力濃縮部に比べて狭くする方法としては他に、投入口側から排出口側全体に亘る長さを有する一体物のプレートにおいて排出口側の厚みを大きくする方法、Ｃプレートを、図４の１つのＣプレートに二点鎖線で例示するように、薄肉プレートＣｔを厚み方向に複数枚重ねて厚みを大きくする方法等を採用することができる。
本実施形態のように、大きな厚みを有する単板のＣプレートをスペーサを介して厚み方向に積層する方式では、製造及び組み立てが容易で、上記他の方法に比べてコスト的に有利である。特に、一体物のプレートにおいて排出口側の厚みを大きくする方法との比較において、同じ材質の場合（例えばステンレス）、加工費用の観点から圧倒的に有利である。
一体物方式では例えば強化プラスチックによる樹脂成形方法により低コスト化を図ることもできる。
【００３０】
厚みの異なるＣプレート（単板）を複数種類用意し、処理対象物の種類（性状）に応じて組み替えてギャップｇ２を調整してもよい。このようにすれば、同じ装置で種々の処理対象物に対応できる。
この場合、薄肉プレートＣｔの枚数を調整する方法も有効である。
【００３１】
図１０に第２の実施形態を示す。なお上記実施形態と同一部分は同一符号で示し、特に必要がない限り既にした構成上及び機能上の説明は省略して要部のみ説明する（以下の他の実施形態において同じ）。
第１の実施形態では、Ａプレート、Ｂプレート、Ｃプレートの各プレート上縁部をフラットな面としたが、凹凸形状とすれば、搬送性（排出口側への押し込み性）を高めることができる。
本実施形態では凹凸形状を、凸部が排出口側へ傾斜した波形としているので、搬送力をさらに高めることができる。
加圧脱水部では加圧力による押し戻し作用が生じるが、波形ではこれに十分に対抗でき、十分な搬送力が得られる。
【００３２】
図１１に第３の実施形態を示す。
プレート上縁部に凹凸（波形）を形成する場合、一般的にレーザー加工法が用いられるが、搬送方向全体に亘って波形を形成した場合、高コスト化を避けられない。
本実施形態では、凹凸タイプのコスト的有利性を実現すべく、加圧脱水部に対応した部分のみ、すなわちＣプレートとＡプレートの一部のみに波形加工を施している。Ｂプレートは第１の実施形態と同様に上縁が平らなフラットタイプである。
このように必要な部分のみに凹凸形状を付与することにより、レーザー加工等による加工費を抑えつつ、加圧脱水部において十分な加圧力を付与することができ、低コスト構成で低含水率を高めることができる。
【００３３】
図１２に第４の実施形態を示す。
本実施形態に係る固液分離装置８２は、高分子凝集剤を使用せずに、プレート間のギャップより物理的に大きな固形物をだけを回収すること、いわゆるスクリーンとしての使用を目的としている。なお、図において加圧手段１８は省略しており、図示しないが濾過体１４におけるプレート構造は図１１で示したものと同様の構造を採用している。
高分子凝集剤を使用せずに（非フロック化）、固形物だけを回収するスクリーンとしての使用形態としては、例えば、畜産糞尿排水などに多量に含まれる藁、豚毛などの夾雑物の分離、あるいはディスポーザ排水に含まれる生ゴミ破砕クズの分離脱水などがある。
このようなスクリーンとしての使用においては、その後処理として堆肥化するために可能な限り低含水率が求められるが、加圧脱水部でのプレート間ギャップを狭くするとともに、上記のようにプレート上縁部の形状を凹凸形状とすることにより、スクリーンとしての使用性を向上させることができる。
【００３４】
筐体８４の投入口側には、濾過体１４上に供給される処理対象物の量を規制する投入量規制手段８６が設けられており、常に一定の運転水位を確保できるようになっている。
投入量規制手段８６は、筐体８４の投入口側に固定された排出管８８と、排出管８８の上部に摺動可能に嵌合されたレベル調整管９０と、排出管８８の底部に接続されたホース９２等を有している。
レベル調整管９０は排出管８８に対してネジ部材９４で任意の位置に固定され、この位置調整によりレベル調整される。
処理対象物（汚水）の種類によっては、濾過体１４との処理能力との関係で最適な供給量があり、その供給量を超えて供給すると濾過体１４の処理機能を阻害し、処理効率を低減させることになる。
運転水位（レベル調整管９０の上面）を超える汚水は排出管８８に取り込まれ、ホース９２で原水槽９６に戻された後再びポンプで供給される。
【００３５】
汚水は筐体８４の外部から定量供給してもよいが、その供給量と濾過体１４の実際の処理量とが釣り合うとは限らないため、この観点からも濾過体１４の実際の処理状態に常に最適に合わせることができる投入量規制手段８６を設けることの実益は大きい。
また、供給量が略一定に規制されると、プレートの円運動による動きで濾過体１４の投入口側において、海岸の波うち際のように搬送方向前後に揺れる波が生じ、豚毛や藁などの帯状ＳＳ（Ｓｕｓｐｅｎｄeｄ Ｓｏｌｉｄｓ；懸濁・浮遊物質）が搬送方向と直交する方向に横たわるように陸側（水位ラインと濾過体１４との境界部）に打ち上げられる現象が生じる。
この波打ち効果により、搬送方向に延びるプレート間ギャップと帯状ＳＳとが交差した微細なフィルタ面が形成され、フィルタ機能が一層高められる。この波打ち効果は、濾過体１４が傾斜した上記各実施形態においても得ることができる。
本実施形態ではスクリーンとしての使用例において投入量規制手段８６を設ける構成を例示したが、上記各実施形態においても同様に設けることができる。
また、特許文献１に開示されているように、投入量規制手段８６を平行運動する濾過体１４に一体に形成してもよい。
【００３６】
上記実施形態では、固液分離についての使用を示したが、排出口側でプレート間のギャップが狭くなる濾過体１４の構造は、例えば塗料や顔料の分級機として使用することも可能である。
この場合、加圧手段１８は必要なく、プレート群も全てフラット型でよい。処理水分割トレー方式とすることで、塗料や顔料等を１回の搬送で分級することができる。すなわち、従来のように２段階でふるいに掛ける必要がない。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る固液分離装置の概要断面図で、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は平面図である。
【図２】濃縮ガイドの調整型の一部を示す分解斜視図である。
【図３】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４】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５】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６】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７】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８】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９】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１０】第２の実施形態に係るプレートの形状を示す側面図である。
【図１１】第３の実施形態に係るプレートの形状を示す側面図である。
【図１２】第４の実施形態に係る固液分離装置の概要断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１４ 濾過体
１８ 加圧手段
２１ 処理対象物としてのフロック化汚泥
２８ 第１のプレート群
３０ 第２のプレート群
５２ 仕切り板
ｇ１、ｇ２ ギャップ
Ｂ 第１の分割プレート
Ｃ 第２の分割プレート
【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】
この種の汚泥は水分を多量に（９９％程度）含んでおり、そのままの状態（原水）では堆肥化等の処理が困難であるため、フロック化処理後固液分離装置により脱水し、含水率が約８０％程度の脱水ケーキとすることが行われている。
固液分離装置としては、従来より、パンチングメタルで円筒状に形成された濾過体と、この濾過体の中に設けられたスクリューとを備えたスクリュープレス型脱水機と呼ばれるものが知られている。
濾過体の中に投入された処理対象物をスクリューで軸方向に搬送しながらパンチングメタルの穴から水分を排出し、軸方向下流側に向けて脱水率を高める方式となっている。新たな濾過面を形成すべく濾過体の内面をスクリューエッジで掻き取るように構成されている。
【０００３】
しかしながら、このスクリュープレス型脱水機の場合には、パンチングの穴が目詰まりを起こすため、定期的に濾過体の外側から高圧水を多量に当てて洗浄する必要があり、面倒であるとともにランニングコストが高くつくという問題があった。
また、円筒形の濾過体ではその全周を濾過面として有効に利用することは困難であり、処理対象物の投入直後に利用できる濾過面は実質的に円周上の半分程度である。
【０００４】
上記目詰まりや濾過面の使用効率の低さの問題を解消するものとして、例えば特許文献１、２に記載の平行プレート搬送方式のものが知られている。
これは、多数の帯板状のプレートを処理対象物の搬送方向と直交する方向に積層配置して一体化した２つのプレート群を互いに噛み合うように組み合わせ、少なくとも一方のプレート群に、円運動に基づく上下左右変位を伴う平行運動を行わせることにより、プレート上面の変位動作によりその長手方向に搬送するものである。
一方のプレート群の上面と他方のプレート群の上面が互いに上下にずれながら平行運動がなされることにより、処理対象物はプレート上面での受け渡し原理により次々と変位して搬送される。
２つのプレート群が噛み合った状態での各プレート間のギャップは、処理対象物の投入口側から排出口側の全体に亘って略一定となっており、水分はこれらのギャップから排出される。
【０００５】
上記平行プレート搬送方式の装置によれば、投入された処理対象物は、各プレートの上面の集まりである略平面の上に広がって載るため、濾過面の使用効率が非常に高く、また、平行運動によるプレート間の擦り合わせ動作により目詰まりも解消でき、洗浄等のメンテナンスは実質的に不要（メンテナンスフリー）となっている。
【０００６】
【特許文献１】特許第３８９４３６６号公報
【特許文献２】特開平６−１５５０９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記平行プレート搬送方式では、各プレート間のギャップがプレートの長手方向全体に亘って略一定となっているため、水分と固形物の分離機能が高いとは言えなかった。
この種の固液分離装置では、脱水率を高めるために、一般的に排出口側を高くした上り勾配として重力による加圧を高めたり、さらには排出口側にプレート群に対して処理対象物を加圧する加圧手段（ウエート等）を設けることが行われている。
このような排出口側加圧構成において、プレート間のギャップが一定であると、投入口側を基準にして脱水機能の観点から適正に設定されたギャップが、加圧条件が異なる排出口側でも維持される結果、排出口側で固形物が水分と一緒に排出される度合いが高くなり、濾過水を原水槽へ戻したときの負荷が大きくなる等の問題があった。
特に加圧手段を設ける構成では固形物の流出度合いが大きい。この問題を解消すべく、プレート間のギャップを排出口側を基準に設定すると、投入口側での脱水効率が極端に悪くなり処理効率が低下することとなる。
【０００８】
本発明は、上記従来の平行プレート搬送方式の問題に鑑みてなされたもので、投入口側での良好な脱水機能を得ることができ、且つ、排出口側における脱水機能の向上と固形物流出抑制の両立を図れ、処理効率の向上に寄与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】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明では、処理対象物の投入口側から排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、前記処理対象物を前記投入口側から前記排出口側へ向けて搬送する固液分離装置において、前記プレート厚み方向における前記プレート間のギャップが、前記排出口側では前記投入口側よりも小さいことを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の発明では、請求項１記載の固液分離装置において、第１のプレート群と第２のプレート群のうちいずれか一方の各プレートの前記排出口側の厚みを大きくしたことを特徴とする。
請求項３記載の発明では、請求項２記載の固液分離装置において、前記排出口側の厚みを大きくする方のプレート群の各プレートが、前記投入口側に位置する第１の分割プレートと、前記排出口側に位置し第１の分割プレートよりも厚みの大きい第２の分割プレートとに分割されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項４記載の発明では、請求項３記載の固液分離装置において、第２の分割プレートの厚みを変えることにより、前記排出口側における前記プレート間のギャップを調整可能であることを特徴とする。
請求項５記載の発明では、請求項３又は４記載の固液分離装置において、第１の分割プレートと第２の分割プレートとの境界部下方に仕切り板が設けられ、第１の分割プレート領域での処理物と第２の分割プレート領域での処理物とを分離して回収可能であることを特徴とする。
【００１２】
請求項６記載の発明では、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、前記排出口側において前記処理対象物を前記プレート群に対して加圧する手段を有していることを特徴とする。
請求項７記載の発明では、請求項１〜６のいずれか１つに記載の固液分離装置において、第１のプレート群と第２のプレート群は位相差をもって共に平行運動することを特徴とする。
【００１３】
請求項８記載の発明では、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、第１のプレート群と第２のプレート群のうち、少なくとも平行運動をする方の各プレートの上縁部は凹凸形状を有していることを特徴とする。
請求項９記載の発明では、請求項８記載の固液分離装置において、前記プレートの上縁部は凸部が前記排出口側へ傾斜した波形を有していることを特徴とする。
請求項１０記載の発明では、請求項１〜９のいずれか１つに記載の固液分離装置において、第１のプレート群と第２のプレート群からなる濾過体が前記排出口側に向かって上り勾配となるように傾斜していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、排出口側の加圧脱水部で加圧してもプレート間のギャップから固形物が漏れることを抑制できるので、加圧脱水部での加圧力を高めて脱水機能を一層高めることができ、脱水ケーキの含水率を低下させることができるとともに処理効率の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図を参照して説明する。まず、第１の実施形態を図１乃至図９に基づいて説明する。ここでは、食品工場などの有機系排水処理施設から発生する余剰汚泥処理に係る汚泥脱水について例示する。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、固液分離システム１は、固液分離装置２と、処理対象物としての汚泥を収容し、又は凝集剤を投入してフロック化するための混和槽４と、混和槽４から固液分離装置２へ汚泥を供給するための移流ホース６とを有している。混和槽４内の汚泥は攪拌モータ８と、該攪拌モータ８の回転軸に連結された攪拌部材１０により攪拌される。
固液分離装置２は、架台ケーシングとしての筐体１２と、筐体１２内に設けられ、搬送方向下流側（排出口側）が上り勾配となる濾過面を有する濾過体１４と、筐体１２の投入口側（入口側）において濾過体１４の上面に設けられた濃縮ガイド１６と、排出口側（出口側）において汚泥を加圧する加圧手段１８と、脱水処理された固形物（脱水ケーキ）を外部へ排出するシュータ２０等を有している。
【００１６】
高分子凝集剤を投入して混和槽４内で適正なフロック（約５〜１０ｍｍ程度の塊）を形成する。十分な大きさのフロックが得られた後に移流ホース６を介してフロック化汚泥２１が濾過体１４の投入口側にオーバーフローの状態で投入される。
濾過体１４の処理領域は、主に重力を利用した濃縮作用で水分を除去する重力濃縮部と、加圧手段１８により強制的に加圧して脱水する加圧脱水部とに分けられている。
濃縮ガイド１６は、濾過体１４の搬送方向と直交する幅方向に間隔をおいて設けられた一対のガイドプレート２２、２２からなる。各ガイドプレート２２は、搬送方向に沿った平行部２２ａと、濾過面上の中央部に寄るように傾斜した傾斜部２２ｂとからなる屈曲形状を有している。平行部２２ａの投入口側端が後述する第１のプレートユニット７２の側板に固定されている。
濾過体１４の投入口側に供給されたフロック化汚泥２１は濃縮ガイド１６により搬送方向下流側（排出口側）に向けて中央部に寄せられ、これにより重力濃縮部での濃縮作用が一層高められる。
【００１７】
加圧手段１８は、一端側（搬送方向上流側）を回転自在に支持され、なだらかな湾曲形状を有する加圧プレート２４と、加圧プレート２４の搬送方向下流側上面に固定された重り２６とを有している。
濾過体１４の濾過面と加圧プレート２４との間の隙間は、搬送方向下流側に向かって楔状に漸減し、フロック化汚泥２１の搬送が進行するに伴い、徐々に加圧が高まるようになっている。
濃縮ガイド１６により中央部に寄せられたフロック化汚泥２１は、加圧手段１８により今度は逆に中央部からサイドへ延ばされる。これにより均一にプレスが掛かりやすくなる。このように、濃縮ガイド１６と加圧手段１８の連携により脱水効果を高めるようになっている。
【００１８】
濃縮ガイド１６によるガイド長さには供給されるフロック化汚泥２１の汚泥濃度により適正な大きさがある。例えば図２に示すように、汚泥濃度の違いに応じて適正なガイド長さが設定できるように、調整可能な構成とすることもできる。
同図に示すように、上記第１のプレートユニット７２の側板に固定される固定板２１を別途設け、平行部２２ａに搬送方向に延びる長穴２２ａ−１を１つ以上形成し、固定板２１に一体に設けたネジ軸２３を長穴２２ａ−１に挿通してナット部材２５で止めるようにする。
この場合、刻印等の目盛りＭを平行部２２ａに形成し、フロック化汚泥２１の種類に応じて固定板２１のエッジ２１ａを対応する目盛りＭに合わせて長さを調整すれば調整が容易となる。
フロック化汚泥２１の種類（性状）によって加圧手段１８による加圧力も適正な範囲がある。図示しないが、汚泥性状の違いに応じて適正な加圧力を設定できるように、重り２６の重量を調整できるようになっている。重量調整は、例えば、重り２６を分割構成としたり、水などの液体タンク構成として液量を調整すればよい。
【００１９】
図３に示すように、濾過体１４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、排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４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、投入口側と排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１４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、投入口側と排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、投入口側と排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。
【００２０】
本実施形態における各部材の具体的な寸法は以下の通りである。
Ａプレートの厚みｔＡ：１．５ｍｍ
Ｂプレートの厚みｔＢ：１．５ｍｍ
Ｃプレートの厚みｔＣ：２．０ｍｍ
スペーサ３４の長さｗ１：２．５ｍｍ
スペーサ３６の長さｗ２：２．０ｍｍ
ＡプレートとＢプレート間のギャップｇ１：０．５ｍｍ
ＡプレートとＣプレート間のギャップｇ２：０．２５ｍｍ
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。
【００２１】
図５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の投入口側と排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の投入口側と排出口側には、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３参照）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の排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。
【００２２】
図３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の投入口側と排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は投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。
【００２３】
図６に示すように、筐体１２の投入口側には従動軸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７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。
【００２４】
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８（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）にフロック化汚泥２１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２１は図８（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排出口側へ移動する。
【００２５】
その後、図８（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２１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２１は徐々に排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２１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９に示すように、プレートが上昇してフロック化汚泥２１を受け取るときに、プレートがフロック化汚泥２１に突き上げるようにフロック化汚泥２１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。
【００２６】
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２１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２１は濾過体１４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。
【００２７】
本実施形態に係る固液分離装置２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２１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。
【００２８】
なお、本実施形態では、図５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２１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。
【００２９】
加圧脱水部でのプレート間ギャップを重力濃縮部に比べて狭くする方法としては他に、投入口側から排出口側全体に亘る長さを有する一体物のプレートにおいて排出口側の厚みを大きくする方法、Ｃプレートを、図４の１つのＣプレートに二点鎖線で例示するように、薄肉プレートＣｔを厚み方向に複数枚重ねて厚みを大きくする方法等を採用することができる。
本実施形態のように、大きな厚みを有する単板のＣプレートをスペーサを介して厚み方向に積層する方式では、製造及び組み立てが容易で、上記他の方法に比べてコスト的に有利である。特に、一体物のプレートにおいて排出口側の厚みを大きくする方法との比較において、同じ材質の場合（例えばステンレス）、加工費用の観点から圧倒的に有利である。
一体物方式では例えば強化プラスチックによる樹脂成形方法により低コスト化を図ることもできる。
【００３０】
厚みの異なるＣプレート（単板）を複数種類用意し、処理対象物の種類（性状）に応じて組み替えてギャップｇ２を調整してもよい。このようにすれば、同じ装置で種々の処理対象物に対応できる。
この場合、薄肉プレートＣｔの枚数を調整する方法も有効である。
【００３１】
図１０に第２の実施形態を示す。なお上記実施形態と同一部分は同一符号で示し、特に必要がない限り既にした構成上及び機能上の説明は省略して要部のみ説明する（以下の他の実施形態において同じ）。
第１の実施形態では、Ａプレート、Ｂプレート、Ｃプレートの各プレート上縁部をフラットな面としたが、凹凸形状とすれば、搬送性（排出口側への押し込み性）を高めることができる。
本実施形態では凹凸形状を、凸部が排出口側へ傾斜した波形としているので、搬送力をさらに高めることができる。
加圧脱水部では加圧力による押し戻し作用が生じるが、波形ではこれに十分に対抗でき、十分な搬送力が得られる。
【００３２】
図１１に第３の実施形態を示す。
プレート上縁部に凹凸（波形）を形成する場合、一般的にレーザー加工法が用いられるが、搬送方向全体に亘って波形を形成した場合、高コスト化を避けられない。
本実施形態では、凹凸タイプのコスト的有利性を実現すべく、加圧脱水部に対応した部分のみ、すなわちＣプレートとＡプレートの一部のみに波形加工を施している。Ｂプレートは第１の実施形態と同様に上縁が平らなフラットタイプである。
このように必要な部分のみに凹凸形状を付与することにより、レーザー加工等による加工費を抑えつつ、加圧脱水部において十分な加圧力を付与することができ、低コスト構成で低含水率を高めることができる。
【００３３】
図１２に第４の実施形態を示す。
本実施形態に係る固液分離装置８２は、高分子凝集剤を使用せずに、プレート間のギャップより物理的に大きな固形物をだけを回収すること、いわゆるスクリーンとしての使用を目的としている。なお、図において加圧手段１８は省略しており、図示しないが濾過体１４におけるプレート構造は図１１で示したものと同様の構造を採用している。
高分子凝集剤を使用せずに（非フロック化）、固形物だけを回収するスクリーンとしての使用形態としては、例えば、畜産糞尿排水などに多量に含まれる藁、豚毛などの夾雑物の分離、あるいはディスポーザ排水に含まれる生ゴミ破砕クズの分離脱水などがある。
このようなスクリーンとしての使用においては、その後処理として堆肥化するために可能な限り低含水率が求められるが、加圧脱水部でのプレート間ギャップを狭くするとともに、上記のようにプレート上縁部の形状を凹凸形状とすることにより、スクリーンとしての使用性を向上させることができる。
【００３４】
筐体８４の投入口側には、濾過体１４上に供給される処理対象物の量を規制する投入量規制手段８６が設けられており、常に一定の運転水位を確保できるようになっている。
投入量規制手段８６は、筐体８４の投入口側に固定された排出管８８と、排出管８８の上部に摺動可能に嵌合されたレベル調整管９０と、排出管８８の底部に接続されたホース９２等を有している。
レベル調整管９０は排出管８８に対してネジ部材９４で任意の位置に固定され、この位置調整によりレベル調整される。
処理対象物（汚水）の種類によっては、濾過体１４との処理能力との関係で最適な供給量があり、その供給量を超えて供給すると濾過体１４の処理機能を阻害し、処理効率を低減させることになる。
運転水位（レベル調整管９０の上面）を超える汚水は排出管８８に取り込まれ、ホース９２で原水槽９６に戻された後再びポンプで供給される。
【００３５】
汚水は筐体８４の外部から定量供給してもよいが、その供給量と濾過体１４の実際の処理量とが釣り合うとは限らないため、この観点からも濾過体１４の実際の処理状態に常に最適に合わせることができる投入量規制手段８６を設けることの実益は大きい。
また、供給量が略一定に規制されると、プレートの円運動による動きで濾過体１４の投入口側において、海岸の波うち際のように搬送方向前後に揺れる波が生じ、豚毛や藁などの帯状ＳＳ（Ｓｕｓｐｅｎｄeｄ Ｓｏｌｉｄｓ；懸濁・浮遊物質）が搬送方向と直交する方向に横たわるように陸側（水位ラインと濾過体１４との境界部）に打ち上げられる現象が生じる。
この波打ち効果により、搬送方向に延びるプレート間ギャップと帯状ＳＳとが交差した微細なフィルタ面が形成され、フィルタ機能が一層高められる。この波打ち効果は、濾過体１４が傾斜した上記各実施形態においても得ることができる。
本実施形態ではスクリーンとしての使用例において投入量規制手段８６を設ける構成を例示したが、上記各実施形態においても同様に設けることができる。
また、特許文献１に開示されているように、投入量規制手段８６を平行運動する濾過体１４に一体に形成してもよい。
【００３６】
上記実施形態では、固液分離についての使用を示したが、排出口側でプレート間のギャップが狭くなる濾過体１４の構造は、例えば塗料や顔料の分級機として使用することも可能である。
この場合、加圧手段１８は必要なく、プレート群も全てフラット型でよい。処理水分割トレー方式とすることで、塗料や顔料等を１回の搬送で分級することができる。すなわち、従来のように２段階でふるいに掛ける必要がない。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る固液分離装置の概要断面図で、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は平面図である。
【図２】濃縮ガイドの調整型の一部を示す分解斜視図である。
【図３】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４】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５】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６】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７】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８】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９】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１０】第２の実施形態に係るプレートの形状を示す側面図である。
【図１１】第３の実施形態に係るプレートの形状を示す側面図である。
【図１２】第４の実施形態に係る固液分離装置の概要断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１４ 濾過体
１８ 加圧手段
２１ 処理対象物としてのフロック化汚泥
２８ 第１のプレート群
３０ 第２のプレート群
５２ 仕切り板
ｇ１、ｇ２ ギャップ
Ｂ 第１の分割プレート
Ｃ 第２の分割プレート
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理対象物の投入口側から排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、前記処理対象物を前記投入口側から前記排出口側へ向けて搬送する固液分離装置において、
前記プレート厚み方向における前記プレート間のギャップが、前記排出口側では前記投入口側よりも小さいことを特徴とする固液分離装置。
【請求項２】
請求項１記載の固液分離装置において、
第１のプレート群と第２のプレート群のうちいずれか一方の各プレートの前記排出口側の厚みを大きくしたことを特徴とする固液分離装置。
【請求項３】
請求項２記載の固液分離装置において、
前記排出口側の厚みを大きくする方のプレート群の各プレートが、前記投入口側に位置する第１の分割プレートと、前記排出口側に位置し第１の分割プレートよりも厚みの大きい第２の分割プレートとに分割さ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記載の固液分離装置において、
第２の分割プレートの厚みを変えることにより、前記排出口側における前記プレート間のギャップを調整可能であることを特徴とする固液分離装置。
【請求項５】
請求項３又は４記載の固液分離装置において、
第１の分割プレートと第２の分割プレートとの境界部下方に仕切り板が設けられ、第１の分割プレート領域での処理物と第２の分割プレート領域での処理物とを分離して回収可能であ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、
前記排出口側において前記処理対象物を前記プレート群に対して加圧する手段を有していることを特徴とする固液分離装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１つに記載の固液分離装置において、
第１のプレート群と第２のプレート群は位相差をもって共に平行運動す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、
第１のプレート群と第２のプレート群のうち、少なくとも平行運動をする方の各プレートの上縁部は凹凸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９】
請求項８記載の固液分離装置において、
前記プレートの上縁部は凸部が前記排出口側へ傾斜した波形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１〜９のいずれか１つに記載の固液分離装置において、
第１のプレート群と第２のプレート群からなる濾過体が前記排出口側に向かって上り勾配となるように傾斜していることを特徴とする固液分離装置。
【請求項１】
処理対象物の投入口側から排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、前記処理対象物を前記投入口側から前記排出口側へ向けて搬送する固液分離装置において、
前記プレート厚み方向における前記プレート間のギャップが、前記排出口側では前記投入口側よりも小さいことを特徴とする固液分離装置。
【請求項２】
請求項１記載の固液分離装置において、
第１のプレート群と第２のプレート群のうちいずれか一方の各プレートの前記排出口側の厚みを大きくしたことを特徴とする固液分離装置。
【請求項３】
請求項２記載の固液分離装置において、
前記排出口側の厚みを大きくする方のプレート群の各プレートが、前記投入口側に位置する第１の分割プレートと、前記排出口側に位置し第１の分割プレートよりも厚みの大きい第２の分割プレートとに分割さ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記載の固液分離装置において、
第２の分割プレートの厚みを変えることにより、前記排出口側における前記プレート間のギャップを調整可能であることを特徴とする固液分離装置。
【請求項５】
請求項３又は４記載の固液分離装置において、
第１の分割プレートと第２の分割プレートとの境界部下方に仕切り板が設けられ、第１の分割プレート領域での処理物と第２の分割プレート領域での処理物とを分離して回収可能であ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、
前記排出口側において前記処理対象物を前記プレート群に対して加圧する手段を有していることを特徴とする固液分離装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１つに記載の固液分離装置において、
第１のプレート群と第２のプレート群は位相差をもって共に平行運動す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、
第１のプレート群と第２のプレート群のうち、少なくとも平行運動をする方の各プレートの上縁部は凹凸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９】
請求項８記載の固液分離装置において、
前記プレートの上縁部は凸部が前記排出口側へ傾斜した波形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１〜９のいずれか１つに記載の固液分離装置において、
第１のプレート群と第２のプレート群からなる濾過体が前記排出口側に向かって上り勾配となるように傾斜し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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００９−２４７９８２（Ｐ２００９−２４７９８２Ａ）
【公開日】平成２１年１０月２９日（２００９．１０．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−９８６２４（Ｐ２００８−９８６２４）
【出願日】平成２０年４月４日（２００８．４．４）
【特許番号】特許第４１８３７４０号（Ｐ４１８３７４０）
【特許公報発行日】平成２０年１１月１９日（２００８．１１．１９）
【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２１年１０月２９日（２００９．１０．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月４日（２００８．４．４）
【特許番号】特許第４１８３７４０号（Ｐ４１８３７４０）
【特許公報発行日】平成２０年１１月１９日（２００８．１１．１９）
【出願人】（５０２１４１３９３）ジャステック株式会社 (11)
【Ｆターム（参考）】
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