株式会社マキノ

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「遠心分離機のほうが含水率が低い」という誤解 データで正しく比較する

「遠心分離機のほうが含水率が低いはず」と考えて、フィルタープレスより先に検討候補に入れた経験はないでしょうか。
高速回転で水を振り切る遠心力は確かに強力ですが、固液分離の現場で測定された含水率(分離後の固形分に残る水分の割合)の数値は、遠心分離機が70〜85%、フィルタープレスが50〜70%と、大小の関係が逆になっています。
方式の違いが含水率と産廃コストにどれほど影響するか、データと仕組みから確認します。

主要3方式の含水率 フィルタープレスが最も低い数値を実現する

脱水方式を選ぶ前に、まず数値を確認しておく必要があります。
固液分離の主要3方式の含水率を比較すると、フィルタープレスが50〜70%、遠心分離機が70〜85%、ベルトプレスが85%以上です。

脱水方式 一般的な含水率の範囲
フィルタープレス 50〜70%
遠心分離機 70〜85%
ベルトプレス 85%以上

フィルタープレスと遠心分離機の差は、最大で35ポイントになります。
含水率が5%改善するだけで廃棄物の重量は年間数百トン単位で減少し、産廃処理費を1トンあたり約2万円とすると年間数百万円のコスト差に直結します。
遠心分離機とフィルタープレスの差は15〜35ポイントですから、この差をそのまま放置した場合のコスト影響は、設備の選定段階では見過ごされやすい大きさです。

「どちらの方式でも大差ない」という感覚で選んだ方式が、5年・10年のスパンで見たときに大きなコスト差をつくることがあります。
方式選定の前に含水率の比較データを確認することが、長期的なコスト管理の出発点になります。

高速回転のイメージが「遠心分離機は乾く機械」という印象を生む理由

遠心分離機が「よく乾く機械」と思われやすい背景には、2つの要因があります。

日常経験から来るイメージ

洗濯機の脱水槽、生野菜の水切り器など、高速回転で水を飛ばす場面は生活の中に多くあります。
「回れば回るほど乾く」という直感は日常経験と合っているため、そのイメージが工場の脱水機選定にそのまま持ち込まれやすい状況にあります。
しかし洗濯物の脱水は布の繊維が比較的大きく水を離しやすい状態にあるのに対して、産業廃水の汚泥は粒子が細かく、粒子間に水が強く保持されています。
同じ「回転脱水」という言葉でも、対象物の性状がまったく異なります。

特定業界での採用実績が「汎用的に優れた機械」に見える

食品・医薬品・化学の一部では遠心分離機が主力として使われています。
ただしそれらの用途は、固体粒子が比較的大きくて分離しやすいスラリー(液体に微細な固体が混じったドロドロの液体)か、含水率の目標が70〜80%程度で十分なケースが中心です。
産業廃水の汚泥や製造排水に含まれる微粒子とは、そもそも性状の前提が異なります。
採用実績の多い業界から受けた印象で「汎用的に優れた機械」と判断してしまうと、方式選定の落とし穴にはまることがあります。

圧力で絞り込むフィルタープレスが低含水率を実現できる理由

フィルタープレスは、ろ布(液体だけを通して固体を堰き止める特殊なフィルター)でスラリーを挟み込み、圧力をかけて固形分から水を押し出す装置です。
マキノが扱う機種では最大1.5MPa(大気圧の約15倍に相当する圧力)での加圧が可能で、この高圧が低含水率の実現を支えています。

ケーキ層が形成されるほど脱水が深まる

ろ過が進むにつれて、ろ布の表面に固体が積み重なりケーキ層(ろ過が進むにつれてろ布の表面に積み重なる固体の層)が形成されます。
このケーキ層自体が二次フィルターとして機能し、圧力をかけるほど層の内部から水が押し出される構造になります。
固体粒子が絡み合った層に均一な圧力がかかることで、粒子間の微細なすき間から水が搾り出されます。
加圧式の脱水が深い含水率まで達成できる理由は、この仕組みにあります。

遠心力が届かない「粒子間の水」を圧力で取り除く

産業廃水に含まれる細かい粒子は、粒子どうしのすき間が極めて狭く、水が毛細管力(細い管の中で液体が自然に引き付けられる現象)で強く保持された状態になっています。
この状態の水は遠心力で振り切るには結合が強すぎます。
均一な圧力で物理的に押し込む方式のほうが、粒子間に保持された水を効率よく取り除けます。

さらに含水率を下げたい場合には、ろ布に内蔵されたダイヤフラムでろ過後にさらに絞り込む圧搾式(MDFWシリーズ)があります。
WAP型(水圧圧搾と空気乾燥を組み合わせた機種)では含水率60%前後の達成も可能です。
遠心分離機の70〜85%と比較すると、最大で25ポイントの差が生まれます。

自社スラリーの性質を起点に方式を選ぶ

「フィルタープレスのほうが含水率が低い」と確認できたとしても、すべてのスラリーでフィルタープレスが最適というわけではありません。
方式選定で本当に問うべきは「どちらの機種が高性能か」ではなく、「自社のスラリーにどちらが合っているか」です。

遠心分離機が有利なケース

粒径が比較的大きく、固体と水の分離が容易なスラリーでは、遠心分離機が連続処理の観点で有利なことがあります。
含水率の目標が70〜80%程度で十分な場合や、大量のスラリーを短時間で連続処理したい用途では、遠心分離機の構造的な特性が活きます。

フィルタープレスが選ばれるケース

含水率の最小化と産廃コスト削減を優先する場合、フィルタープレスの優位は数値上も明確です。
粒径が細かく粘度の高い汚泥、金属水酸化物を含む廃水、繊維質を含む廃液など、遠心分離機では含水率目標に届かないスラリーが数多くあります。
こうした性状のスラリーでは、1.5MPaの圧搾圧力とスラリーに合わせたろ布の選定が最終的な含水率を決定的に変えます。

マキノでは、導入前にテクニカルセンターでのテストを実施し、実際のスラリーサンプルを使って含水率を実測します。
必要なサンプル量は概ね10リットルから、ポリタンク1本(20リットル程度)です。
この実測データをもとに、スラリーの粒径・粘度・温度に最適な機種・ろ布・圧力の組み合わせを設計します。
「遠心分離機かフィルタープレスか迷っている」という段階でのご相談も歓迎します。

スラリー性状を起点に方式を比べると正確な判断ができる

遠心分離機の含水率は70〜85%、フィルタープレスは50〜70%です。
「高速回転だから乾きやすいはず」という印象は日常経験からは自然ですが、産業廃水処理の現場では成立しないことが多く、方式間の差は最大35ポイントに達します。
含水率が10%改善した場合、産廃処理費の年間コストは数百万円規模で変わります。

1932年の創業以来、マキノは6,000例以上の納入実績を通じて、スラリーの性状を起点にした設計を積み重ねてきました。
「遠心分離機とフィルタープレスのどちらが自社に合うのか」と迷われている方は、テクニカルセンターでのテストのご相談からお気軽にどうぞ。

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FAQ|よくある質問

遠心分離機からフィルタープレスに切り替えると、産廃コストはどれくらい変わりますか?

スラリーの性状と現状の含水率によりますが、含水率が10%改善した場合、廃棄物の重量は年間数百トン単位で減少します。産廃処理費を1トンあたり約2万円とすると、年間数百万円のコスト削減につながる計算です。

フィルタープレスへの投資回収期間は産廃コストの削減額次第で1〜3年が目安です。まずはテクニカルセンターでのテストで現状の含水率と改善余地を実測することが出発点になります。

フィルタープレスの含水率50〜70%は、どんなスラリーでも達成できますか?

スラリーの性状によって到達できる含水率は変わりますが、粒径が細かく粘度の高い汚泥でも、1.5MPaの高圧圧搾と最適なろ布の選定で50〜70%の範囲に収まるケースが多くあります。

さらに低い含水率を目指す場合は、ダイヤフラムで絞り込む圧搾式(MDFWシリーズ)やWAP型(水圧圧搾と空気乾燥の組み合わせ)で60%前後まで達成できます。スラリーのサンプルでテクニカルセンターでのテストを行うことで、到達できる含水率の目安を事前に確認できます。

テクニカルセンターでのテストでは、何が確認できますか?

実際のスラリーサンプル(概ね10リットルからポリタンク1本、20リットル程度)を使い、フィルタープレスで達成できる含水率の実測値、最適な圧力と処理時間の組み合わせ、ろ布の種類による差、ケーキ層の剥離状態などを確認します。

この結果を機種選定と設計の根拠として使うため、導入後のミスマッチを防ぐうえで有効です。期間・費用はスラリーの性質や試験条件によって異なりますので、まずはお問い合わせください。

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