JP2001174387A - 汚泥分析計の排水装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 異物による目詰まりを防止し、かつ配管にお
ける外部との連通を遮断することができる汚泥分析計の
排水装置を提供する。 【解決手段】 汚泥試料を供給する汚泥供給系１６と、
余剰な汚泥を投棄する攪拌槽２６と、攪拌槽２６から汚
泥排水が流入する排水槽２７と、排水槽２７の汚泥排水
を排水する排水サイフォン管路２８と、排水サイフォン
管路２８にジェット水を噴射する圧力水管路３２と、圧
力水管路３２に介装した制御バルブ３３と、制御バルブ
３３を制御する排水制御装置３７ｂと、汚泥供給系１６
を制御する汚泥供給制御装置３７ａとを備え、汚泥供給
制御装置３７ａは、汚泥廃棄時に汚泥廃棄信号を排水制
御装置３７ｂに発信し、排水制御装置３７ｂは、汚泥廃
棄信号の受信時に制御バルブ３３を開栓して、排水サイ
フォン管路２８にジェット水を噴射してサイフォンの成
立を誘起する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、汚泥分析計の排水
装置に関し、汚泥溶融炉等において用いる汚泥分析計の
汚水を排出する技術に係るものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、下水処理施設では、汚泥の効率的
処分を目的として広域汚泥処理を採用する傾向にある。
しかし、搬入される汚泥性状は時間変動を生じ易く、焼
却、溶融処理プラントの安定運転に影響を及ぼしてい
る。このような、処理プラントにおいて汚泥の含水率、
強熱減量を事前に計測することは、プラントの安定運転
を行なうために重要である。

【０００３】この測定は、日本下水道協会が定める試験
方法に基づいて行なっている。水分は、試料汚泥を１０
５〜１１０℃で２時間乾燥し、経過後の全蒸発残留物の
重量を測定し、乾燥前の試料汚泥の重量との差を算出す
る。強熱減量は、含水率計測後の全蒸発残留物を６００
±２５℃で１時間強熱灰化し、経過後の強熱残留物の重
量を測定し、全蒸発残留物の重量との差を算出する。

【０００４】従来の汚泥含水率や強熱減量の計測装置に
おいては、溶融炉等へ汚泥を供給する送泥本管から汚泥
を計測装置へ引き込み、引き込んだ汚泥から試料汚泥
（５ｇ）を予め重量計測した試料皿に採取し、始めに加
熱計量室内において試料汚泥の重量を計測する。次に、
乾燥工程における加熱によって試料汚泥の水分を蒸発さ
せ、その後に全蒸発残留物の重量を計測し、この計測値
と乾燥前の試料汚泥の重量との差を算出して水分量を求
め、水分量を乾燥前の試料汚泥の重量で除算して含水率
を算出する。続いて、強熱灰化工程における加熱によっ
て燃焼させ、その後に強熱残留物の重量を計測し、この
計測値と全蒸発残留物の重量との差を全蒸発残留物の重
量で除算して強熱減量として算出する。

【０００５】この一連の計測処理工程が終了した時点
で、計測操作サイクルの最初に戻り、前回に引き込んだ
汚泥を廃棄し、新たに送泥本管から汚泥を計測装置へ引
き込み、計測操作を繰り返す。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の構成に
おいて、計測操作サイクルの最初において、前回に引き
込んだ汚泥は排水系に投入して廃棄しており、廃棄する
汚泥は攪拌槽へ投入して希釈後に排水槽へ送っている。
この希釈水には、加熱ランプなどの機器冷却排水を使用
し、排水槽から排水ポンプで系外へ排出している。

【０００７】ところで、汚泥には固形異物（石など）や
し渣が混入しており、これらの異物が排水系のポンプや
バルブ等の排水機器に詰まり、動作不良を生じることが
ある。その際には、分析計の運転を停止して、清掃のメ
ンテナンスを行なう必要がある。この異物の詰まりを防
止するために大型の排水機器を設置することは、精密な
重量計測を行なう分析計では困難であり、排水機器を介
さずに直接に外部に排出する場合には、配管を通して分
析計内部と外部が連通し、外部の空気が流入して計測精
度に影響を与え、分析計内の臭気が配管を通して外部へ
漏れ出る問題がある。

【０００８】本発明は上記した課題を解決するものであ
り、排水機器を介することなく、汚泥の排出を行なうこ
とで異物による目詰まりを防止し、かつ配管における外
部との連通を遮断することができる汚泥分析計の排水装
置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の汚泥分析計の排水装置は、汚泥試料を供給
ノズルに供給する汚泥供給系と、供給ノズルに対向して
開口し、汚泥供給系の余剰な汚泥を投棄する攪拌槽と、
攪拌槽からオーバーフローで汚泥排水が流入する排水槽
と、排水槽の汚泥排水を排水する排水サイフォン管路
と、攪拌槽に連通する冷却水排水管路と、排水サイフォ
ン管路内に上方に向けてジェット水を噴出する圧力水管
路と、圧力水管路に介装した制御バルブと、制御バルブ
を制御する排水制御装置と、汚泥供給系を制御する汚泥
供給制御装置とを備え、汚泥供給制御装置は、汚泥廃棄
時に汚泥廃棄信号を排水制御装置に発信し、排水制御装
置は、汚泥廃棄信号の受信時に制御バルブを開栓して、
排水サイフォン管路内にジェット水を噴出してサイフォ
ンの成立を誘起する構成としたものである。

【００１０】上記した構成により、計測時に機器冷却排
水は冷却水排水管路から攪拌槽へ流入し、攪拌槽は常に
満水状態となり、攪拌槽内の排水が排水槽へ越流し、排
水槽内の排水が排水サイフォン管路に流入する。排水操
作の通常状態において、排水サイフォン管路はその頂部
がサイフォンの成立する満管状態とならず、排水は攪拌
槽から排水槽への流入量に見合って排水サイフォン管路
の頂部を越流して槽外へ流れ出る。

【００１１】このとき、排水槽内に没した部分の排水サ
イフォン管路は満管状態であり、排水サイフォン管路に
存在する排水が、装置の内外の連通を遮断する水封作用
を発揮し、外部の空気が計測精度に影響を及ぼすことが
ない。一方、汚泥の廃棄時に汚泥供給制御装置は汚泥供
給系を操作して余剰な汚泥を満水状態の攪拌槽へ投棄す
る。この汚泥は機器冷却排水によって希釈されてオーバ
ーフローで排水槽へ越流する。このとき、汚泥供給制御
装置は汚泥廃棄信号を排水制御装置に発信する。汚泥廃
棄信号を受信した排水制御装置は、制御バルブを予め設
定する所定時間だけ開栓し、圧力水管から排水サイフォ
ン管路内にジェット水を噴出する。排水サイフォン管路
内にジェット水が流れることで、そのエジェクタ効果に
よって排水サイフォン管路の開口周囲の槽内水および汚
泥を吸い込み、サイフォンの成立を誘起する。このた
め、少量のジェット水によってサイフォンが成立し、ジ
ェット水が噴出する間にエジェクタ効果によって排水槽
の底部に滞留する汚泥を排水サイフォン管路内に吸引し
て排出する。

【００１２】排水サイフォン管路のサイフォンが成立す
ると、排水槽内の排水が排水サイフォン管路を通して急
速に槽外へ流出し、同時に排水槽内の汚泥を排出する。
排水サイフォン管路の基端の開口が水面上に露出した時
点でサイフォンがブレイクして排水を停止する。排水槽
の水位は攪拌槽から排水が越流するにしたがって上昇
し、排水が排水サイフォン管路の頂部を越流する位置ま
で回復し、この次のジェット水の噴出時まで通常状態を
維持する。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１において、計測装置１は計測
装置本体２と計測制御盤３とからなり、計測装置本体２
は汚泥採取室４、加熱計量室５、電子天秤室６、廃棄室
７に区画してそれぞれ閉塞空間を形成している。

【００１４】電子天秤室６には計測機器として電子天秤
８を配置し、電子天秤８の天秤皿９を加熱計量室５の内
部に配置し、この天秤皿９に汚泥試料１０を採取する試
料皿１１を載置している。加熱計量室５は、上部に熱源
としてのハロゲンランプ装置１２を配置し、側壁面上部
に脱臭ファン１３を設けており、一側の壁面に形成した
開口５ａを開閉する扉装置１４を有している。

【００１５】汚泥採取室４には、試料皿１１をハンドリ
ングするためのロボットハンド１５を配置するとともに
と、汚泥試料１０を供給する汚泥供給系１６と、計測後
の残留物を吸引除去する吸引系１７と、汚泥供給系１６
に残る余剰な汚泥を投棄する排水系１８とがそれぞれ開
口している。汚泥供給系１６は、基端側が汚泥を焼却炉
等へ供給する送泥本管（図示省略）に連通し、途中に汚
泥加圧ポンプ１９ａ、給泥バルブ１９ｂを有し、先端に
供給ノズル２０を接続している。供給ノズル２０は、ノ
ズル口２０ａを有する先端部２０ｂが下方に向けて屈曲
している。

【００１６】供給ノズル２０には先端部２０ｂの頂部側
に圧縮空気を供給する圧縮空気供給系２２が接続してい
る。吸引系１７は廃棄室７に配置した吸引ブロア２３お
よび集灰缶２４を有している。排水系１８は汚泥採取室
４に開口する投入口部２５と、廃棄室７に配置した攪拌
槽２６および排水槽２７と、排水槽２７に連通する排水
サイフォン管２８とを有しており、排水サイフォン管２
８は基端側開口２８ａが排水槽２７の中央部の底部付近
に位置し、先端側開口２８ｂが槽外に位置している。攪
拌槽２６は排水槽２７へオーバーフローする越流堰２６
ａおよび攪拌器２９を有している。

【００１７】排水槽２７は槽底部にピットを形成し、底
面をピットに向けて傾斜面に形成すうることもでき、ピ
ットに排水サイフォン管２８の基端側開口２８ａを配置
することもできる。ハロゲンランプ装置１２には、冷却
水を供給する冷却水供給管路３０と、使用した機器冷却
水を排出するための冷却水排水管路３１とが接続してお
り、冷却水排水管路３１は先端が投入口部２５に連通し
ている。

【００１８】圧力水管路３２は制御バルブ３３を介して
排水サイフォン管２８の内部に連通し、先端にはノズル
部３４を設けている。ノズル部３４はジェット水を排水
サイフォン管２８の内部に上方に向けて噴射する。これ
らの機器を制御する計測制御盤３は、ハロゲンランプ装
置１２の出力を制御するランプコントローラ３５と、ラ
ンプコントローラ３５への指示量を調節する指示調節計
３６と、パーソナルコンピュータ３７からなる。パーソ
ナルコンピュータ３７は、加熱計量室５に配置した温度
センサー３８、電子天秤８からの出力を受け取り、ロボ
ットハンド１５、汚泥加圧ポンプ１９ａ、給泥バルブ１
９ｂ、給気バルブ２２ａ、吸引ブロア２３、制御バルブ
３３等の各機器を制御して計測操作と汚泥廃棄操作を行
なうものである。

【００１９】図２に示すように、パーソナルコンピュー
タ３７には、汚泥加圧ポンプ１９ａ、給泥バルブ１９ｂ
を制御する汚泥供給制御装置３７ａと、制御バルブ３３
を制御する排水制御装置３７ｂとを機能回路として設け
ている。汚泥供給制御装置３７ａは汚泥廃棄時に汚泥廃
棄信号を排水制御装置３７ｂに発信し、排水制御装置３
７ｂは汚泥廃棄信号の受信時に制御バルブ３３を予め設
定したタイマー時間毎に、もしくはレベル計（図示省
略）の上限水位信号を受けて設定時間（約５秒）にわた
って開栓し、この動作を汚泥廃棄信号が消えた後におい
ても所定時間継続する。

【００２０】以下、上記した構成における作用を説明す
る。計測操作の１サイクルの初期状態において試料皿１
１は加熱計量室５の天秤皿９の上にある。パーソナルコ
ンピュータ３７は、加熱計量室５の扉装置１４を開放
し、ロボットハンド１５を操作して試料皿１１を採取位
置へ移動する。次に、汚泥供給系１６の給泥バルブ１９
ｂを設定開放時間だけ開栓して、供給ノズル２０に設定
採取用量の汚泥を供給する。給泥バルブ１９ｂを閉栓し
た後に設定経過時間を経た時点で、供給ノズル２０に接
続した圧縮空気供給系２２の給気バルブ２２ａを開栓し
て、供給ノズル２０の先端部２０ｂの汚泥を圧縮空気で
押し出して汚泥試料を試料皿１１に切り出す。

【００２１】次に、扉装置１４を開放し、汚泥試料１０
を採取した試料皿１１をロボットハンド１５で天秤皿９
に載置し、扉装置１４を閉じて電子天秤８で採取した汚
泥試料の重量を計測し、計測した値を記憶する。ランプ
コントローラ３５はハロゲンランプ装置１２を所定の出
力で点灯し、汚泥試料１０を設定温度に加熱し、汚泥試
料１０を乾燥させる。乾燥工程の終了時における電子天
秤８による計測重量を蒸発残留物の重量として記憶す
る。

【００２２】次に、指示調節計３６によりハロゲンラン
プ装置１２の出力を増し、試料皿１１に残る蒸発残留物
を設定温度に加熱し、汚泥試料１０を強熱灰化する。強
熱灰化工程の終了時における電子天秤８による計測重量
を強熱残留物の重量として記憶し、強熱減量を算出す
る。次に、ロボットハンド１５により試料皿１１を加熱
計量室５から取り出し、試料皿１１を廃棄位置で吸引系
１７に対応させる。吸引ブロア２３を駆動して試料皿１
１の強熱残留物を吸引除去し、吸引した灰を集灰缶２４
に貯留する。加熱計量室５の扉装置１４を開放し、ロボ
ットハンド１５により試料皿１１を天秤皿の計測位置に
戻す。その後、脱臭ファン１３によって加熱計量室５の
空気を排気することにより加熱計量室５および試料皿１
１を冷却し、初期状態に復帰する。

【００２３】上述した計測時において、排水系１８では
機器冷却排水系の冷却水排水管路３１から機器冷却排水
が排水槽２７へ流入し、排水槽２７から排水サイフォン
管路２８を通って排水が槽外へ流れ出る。この排水操作
の通常状態においては、排水サイフォン管路２８はその
頂部２８ｃがサイフォンの成立する満管状態とならず、
排水は攪拌槽２６から排水槽２７への流入量に見合って
排水サイフォン管路２８の頂部２８ｃを越流して槽外へ
流れ出る。このとき、排水槽２７内に没した部分の排水
サイフォン管路２８は満管状態であり、排水サイフォン
管路２８に存在する排水が、装置の内外の連通を遮断す
る水封作用を発揮し、外部の空気が計測精度に影響を及
ぼすことがない。

【００２４】パーソナルコンピュータ３７は、汚泥試料
を採取する操作サイクルの始めにおいて、汚泥加圧ポン
プ１９ａを駆動し、給泥バルブ１９ｂを開栓して現在に
おいて本管を流れる汚泥と同質の新たな汚泥をリアルタ
イムに取り込んで、汚泥供給系１６および供給ノズル２
０に導くとともに、汚泥供給系１６および供給ノズル２
０内に残留する汚泥を廃棄し、汚泥試料を廃棄汚泥とし
て満水状態の攪拌槽２６へ投棄し、汚泥廃棄信号を排水
制御装置３７ｂに発信する。汚泥は機器冷却排水によっ
て希釈されてオーバーフローで排水槽２７へ越流する。

【００２５】図３に示すように、汚泥廃棄信号を受信し
た排水制御装置３７ｂは、制御バルブ３３を予め設定す
る所定時間（５秒）だけ開栓し、圧力水管３２を通して
供給する圧力水をノズル部３４から排水サイフォン管路
内にジェット水として噴出する。排水サイフォン管路２
８にジェット水が流れると、そのエジェクタ効果によっ
て排水サイフォン管路２８の基端側開口２８ａの周囲の
槽内水および汚泥が吸い込まれ、サイフォンの成立が誘
起される。このため、少量のジェット水によってサイフ
ォンが成立し、ジェット水が噴出する間にエジェクタ効
果によって排水槽２７の底部に滞留する汚泥を排水サイ
フォン管路２８に吸引して排出する。排水サイフォン管
路２８は基端側開口２８ａが排水槽２７の中央部の槽底
部付近に開口することにより、槽底部に滞留する汚泥を
効率良く吸い込むことができる。

【００２６】排水サイフォン管路２８のサイフォンが成
立すると、排水槽２７の排水が排水サイフォン管路２８
を通して急速に槽外へ流出し、同時に排水槽２７の汚泥
を排出する。排水槽２７の水位が低下して、排水サイフ
ォン管路２８の基端側開口２８ａが水面上に露出した時
点でサイフォンがブレイクして排水を停止する。この状
態で、排水槽２７の水位は攪拌槽２６から排水が越流す
るにしたがって上昇し、排水が排水サイフォン管路２８
の頂部２８ｃを越流する位置まで回復し、この次の注水
時まで通常状態を維持する。そして、予め設定したタイ
マー時間毎に、もしくはレベル計の上限水位信号を受け
た時に上述した操作を繰り返し、この動作を汚泥廃棄信
号が消えた後においても所定時間継続する。

【００２７】汚泥の廃棄操作を終了して後に、給泥バル
ブ１９ｂを閉栓して汚泥の供給を一旦停止し、給気バル
ブ２２ａを開栓して圧縮空気供給系２２から圧縮空気を
供給ノズル２０の先端部２０ｂに供給する。この圧縮空
気は供給ノズル２０の頂部側に作用し、供給ノズル先端
部２０ｂに残留する汚泥をノズル外へ押し出して除去す
るとともに、ノズル内を洗浄する。

【００２８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、通常時に
排水は攪拌槽から排水槽への流入量に見合って排水サイ
フォン管路の頂部を越流して槽外へ流出し、排水槽内に
没した部分の排水サイフォン管路に存在する排水が、装
置の内外の連通を遮断する水封作用を発揮し、外部の空
気が計測精度に影響を及ぼすことがない。汚泥の廃棄時
には、圧力水管路から噴出する少量のジェット水によっ
てサイフォンが成立し、そのエジェクタ効果によって排
水サイフォン管路の開口の周囲の槽内水および汚泥を吸
い込んで排出することができ、サイフォンの成立後はサ
イフォン効果によって排水槽内の排水と汚泥を排出する
ことができる。したがって、排水機器を介することな
く、汚泥の排出を行なうことで異物による目詰まりを防
止し、かつ配管における外部との連通を遮断することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す計測装置の摸式図で
ある。

【図２】同計測装置の機器冷却水の排水経路を示す摸式
図である。

【図３】同装置のタイムチャートである。

【符号の説明】

１ 計測装置 ２ 計測装置本体 ３ 計測制御盤 ４ 汚泥採取室 ５ 加熱計量室 ５ａ 開口 ６ 電子天秤室 ７ 廃棄室 ８ 電子天秤 ９ 天秤皿 １０ 汚泥試料 １１ 試料皿 １２ ハロゲンランプ装置 １３ 脱臭ファン １４ 扉装置 １５ ロボットハンド １６ 汚泥供給系 １７ 吸引系 １８ 排水系 １９ａ 汚泥加圧ポンプ １９ｂ 給泥バルブ ２０ 供給ノズル ２０ａ ノズル口 ２０ｂ 先端部 ２２ 圧縮空気供給系 ２３ 吸引ブロア ２４ 集灰缶 ２５ 投入口部 ２６ 攪拌槽 ２６ａ 越流堰 ２７ 排水槽 ２８ 排水サイフォン管 ２８ａ 基端側開口 ２８ｂ 先端側開口 ２８ｃ 頂部 ２９ 攪拌器 ３０ 冷却水供給管路 ３１ 冷却水排水管路 ３２ 圧力水管路 ３３ 制御バルブ ３４ ノズル部 ３５ ランプコントローラ ３６ 指示調節計 ３７ パーソナルコンピュータ ３７ａ 汚泥供給制御装置 ３７ｂ 排水制御装置 ３８ 温度センサー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 黒田 誠 大阪府大阪市浪速区敷津東一丁目２番47号 株式会社クボタ内 Ｆターム(参考） 4D059 BB01 BB02 BB04 CA21 CA28 CB19 EA01 EA20 EB20

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 汚泥試料を供給ノズルに供給する汚泥供
   給系と、供給ノズルに対向して開口し、汚泥供給系の余
   剰な汚泥を投棄する攪拌槽と、攪拌槽からオーバーフロ
   ーで汚泥排水が流入する排水槽と、排水槽の汚泥排水を
   排水する排水サイフォン管路と、攪拌槽に連通する冷却
   水排水管路と、排水サイフォン管路内に上方に向けてジ
   ェット水を噴出する圧力水管路と、圧力水管路に介装し
   た制御バルブと、制御バルブを制御する排水制御装置
   と、汚泥供給系を制御する汚泥供給制御装置とを備え、 汚泥供給制御装置は、汚泥廃棄時に汚泥廃棄信号を排水
   制御装置に発信し、排水制御装置は、汚泥廃棄信号の受
   信時に制御バルブを開栓して、排水サイフォン管路内に
   噴出してサイフォンの成立を誘起することを特徴とする
   汚泥分析計の排水装置。