JP2004122042A - 集砂揚砂装置 - Google Patents

Abstract

【課題】分流式下水道の沈澱池において、沈砂の濁質の舞上りを防止した故障しにくく設備費及び運転費が廉価な集砂揚砂装置を提供する。
【解決手段】沈澱池集砂ピット２Ｂを具備した沈澱池２の沈澱池底面２Ａに噴射口を沈澱池集砂ピット２Ｂに向けて配設された複数個の沈澱池ノズル３と、沈澱池集砂ピット２Ｂに配設された沈澱池ジェットポンプ５と、圧力水ポンプ６と、水源から前記圧力水ポンプ６に吸引され加圧されて吐出された圧力水の供給先を切替える集揚砂切替え手段とを有し、前記圧力水が、前記集揚砂切替え手段により沈澱池集砂水配管４を通って沈澱池ノズル３に供給され噴射口から噴射されて、前記沈澱池２の底面に堆積した沈砂を押し流して沈澱池集砂ピット２Ｂ内に集砂する集砂揚砂装置において、沈澱池ノズル３に供給される圧力水の圧力が０．１〜０．４ＭＰａであることを特徴とする集砂揚砂装置とした。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
下水道の方式は合流式と分流式とに大別される。合流式下水道は雨水と汚水が同一の管を流れるものであり、管の設置費用が比較的廉価で済むという利点を有する反面、大雨が降ると一部の未処理水が河川等に放流されてしまうという問題点がある。これに対して分流式下水道は雨水と汚水が別々の管を流れるものであり、前述のような合流式下水道の問題点が無いので広く採用されている。前記分流式下水道の下水処理施設には、雨水に含まれる沈降性物質（主に砂）を沈澱分離するための沈砂池と、汚水に含まれる沈降性物質（砂、泥、有機濁質等）を沈澱分離するための沈澱池とが設置され、これらは通常隣接あるいは比較的接近して設置される。そこで、沈殿池あるいは沈砂池に堆積した沈降性物質を搬出する必要が生じ、その搬出装置の一つとして、堆積した沈降性物質を後述する手段により沈砂池あるいは沈澱池の各々１ヵ所の集砂ピットに集め、各々ポンプによって吸い上げる集砂揚砂装置がある。
【０００２】
以下本明細書では、「沈砂池あるいは沈澱池に堆積した沈降性物質」を「沈砂」と記述し、後述する雨水あるいは汚水に含まれた（堆積前の）状態の前記沈降性物質を「水中砂」と記述し、前記沈砂を１ヵ所に集めることを「集砂」と記述し、「集められた沈砂がポンプによって吸い上げられる」ことを「揚砂」と記述し、「雨水あるいは汚水が流れる方向」を「長手方向」、前記「長手方向」に直交する水平方向を「幅方向」と記述する。
【０００３】
本発明は前記分流式下水道の汚水の集砂揚砂装置、ならびに汚水の沈澱池と雨水の沈砂池が併設されている分流式下水道の沈澱池及び沈砂池の集砂揚砂装置に関するものである。
【０００４】
前記集砂のための装置には次の二つがある。第１の集砂装置は沈砂池あるいは沈澱池底部に設置した水中牽引式、水中リンクベルト式、水中回転式等の機械式掻き寄せ機により集砂する機械式集砂装置である。第２の集砂装置は、上記機械式掻き寄せ機の代わりに、ノズルを設置し、前記ノズルから噴射される水により底面に堆積した沈砂を押し流して集砂する噴射ノズル式集砂装置である。
【０００５】
前記機械式集砂装置あるいは噴射ノズル式集砂装置は、いずれも底面に設置され常時水没しているため、構成部品を耐食性の優れた材質とする必要があるが、機械式集砂装置は可動部を有し構成部品の種類が多いため、構成部品のかなりの部分を耐食性の優れた材質としても一部は耐食性の優れない材質となり、腐食による故障が起きやすく、修理のためには雨水あるいは汚水を抜き取り沈砂を掻き出す必要があり、維持管理に手間がかかるという問題点があった。その点、噴射ノズル式集砂装置は可動部が無く主要な構成部品はノズルと配管だけなのでそれらを耐食性の優れた材質とすることは容易であり、腐食による故障が起きにくいので好ましく用いられる。また、機械式集砂装置では、構造が複雑で高価になり易い上に機械的動作に起因する磨耗のための故障が生じ易いが、噴射ノズル式集砂装置は構造が単純なので廉価で済み機械的動作がないので故障が生じにくく、より好ましい。
【０００６】
このように噴射ノズル式集砂装置で集砂された沈砂をジェットポンプによって揚砂するようにして、前記ジェットポンプを駆動するために供給される圧力水を配管の切替えにより、ノズルに供給して集砂にも使用する圧力水兼用揚砂集砂方式とすれば、集砂用の圧力水ポンプが不要となるの機器費を廉価にすることができより一層好ましい。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このため、沈砂池では前記圧力水兼用揚砂集砂方式が実施されている。そして沈澱池でも圧力水兼用揚砂集砂方式が実施できれば、廉価で故障が生じにくい沈澱池の集砂揚砂装置とすることができる。また、沈砂池の沈砂池ジェットポンプの駆動用ポンプである圧力水ポンプから供給される圧力水の供給先を配管の切替えにより、沈砂池ジェットポンプ、沈砂池の沈砂池ノズル、沈澱池の沈澱池ジェットポンプ、沈澱池の沈澱池ノズルに切替えられるようにして圧力水ポンプを１台で済ますことが可能であるとともに、揚砂と集砂が同時にならないようにすることにより圧力水ポンプの負荷の増大を回避し、比較的小型の圧力水ポンプとすることができるので、設備費及び運転費（電力費等）を廉価にすることができる。なお、分流式下水道の下水処理施設では、沈澱池の集砂揚砂装置は通常、毎日、運転されるが、沈砂池の集砂揚砂装置は大雨の翌日に運転されるだけであるので前記のように圧力水ポンプを兼用しても運転スケジュールに支障はない。また、分流式下水道の下水処理施設においては沈砂池と沈澱池とは通常隣接あるいは比較的接近して設置されるので、圧力水ポンプを１台にして前記圧力水を前述のように複数の供給先に供給するようにしても、圧力水ポンプから前記複数の供給先への配管長さはあまり大きくはならず、配管費用が増大する懸念は少ない。
【０００８】
しかし沈澱池の沈砂には泥、有機濁質等の濁質が比較的多く含まれており、沈澱池で噴射ノズル式集砂装置による集砂を実施すると、沈澱池ノズルから噴射される圧力水により前記濁質が舞上り、そのかなりの部分が下流に流れて揚水ポンプ等の下流機器に悪影響を与えるとともに、下流の水質汚濁の原因にもなるという問題点があり、沈澱池ではノズルによる集砂は実施できなかった。なお沈砂池では沈砂の大部分は砂であり、濁質は比較的少ないので、前記沈澱池のような舞上りの問題は殆ど生じない。
【０００９】
特開平９−１４１００７号公報には、沈澱池で噴射ノズル式集砂装置による沈砂の舞上りを防止するために、昇降手段付の仕切板を池底近傍に設置した集砂揚砂装置が示されている。しかしこの集砂揚砂装置は沈砂の舞上りを防止するためには有効であるが、前記昇降手段付の仕切板を沈澱池に設置することは実用的ではなく、設備費も高価になるという問題点がある。
【００１０】
本発明の目的は前記問題点に鑑み、前記分流式下水道の沈澱池において、沈砂の濁質の舞上りを防止した故障しにくく設備費及び運転費が廉価な集砂揚砂装置を提供することである。更に本発明の目的は沈砂池と沈澱池が併設されている分流式下水道の下水処理施設において、沈澱池の沈砂の濁質の舞上りを防止した故障しにくく設備費及び運転費が廉価な集砂揚砂装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
噴射ノズル式集砂装置において沈砂を集砂ピットまで押し流す力は、ノズルの噴射口から噴射される圧力水の単位時間当たりの噴射量に依存する。前記噴射量が多いと噴射される圧力水の速度も大きく沈砂を押し流す力も大きくなり、噴射量が少ないと噴射される圧力水の速度も小さく沈砂を押し流す力も小さくなる。そして前記噴射量は圧力水のノズルへの供給圧力が大きいと多くなり、前記供給圧力が小さいと少なくなる。このため、沈砂を集砂ピットまで押し流せるようにするために前記供給圧力を適正な値に設定する必要がある。供給圧力が低すぎると押し流す力が小さすぎて沈砂が集砂ピットまで届かず集砂不良となる。しかし必要以上に高くすると、押し流す力が大きすぎて前記沈澱池の沈砂の濁質の舞上りという問題を生じる。
【００１２】
従来は圧力水ポンプから吐出される高圧の圧力水をそのまま沈砂池ノズルに供給して、濁質の舞上りが生じることなく集砂できたため、沈澱池ノズルにも同様の高圧の圧力水を供給したところ、濁質の舞上りが生じた。そこで本発明者は沈澱池ノズルに供給される圧力水の圧力を変えて実験する等種々検討を重ね、圧力水ポンプの吐出圧が、ジェットポンプを駆動するために０．５〜１．２ＭＰａという高い値のものであるのに対して、沈澱池ノズルに供給される圧力水の圧力は低い値であっても沈澱池の集砂が可能であることを見出し、前記圧力の好ましい範囲を設定することにより前記問題点を解決し本発明を完成した。
【００１３】
第１の発明は、沈澱池集砂ピットを具備した沈澱池の底面に噴射口を前記集砂ピットに向けて配設された複数個のノズルと、前記集砂ピットに配設されたジェットポンプと、圧力水ポンプと、水源から前記圧力水ポンプに吸引され加圧されて吐出された圧力水の供給先を切替える集揚砂切替え手段とを有し、前記圧力水が、前記集揚砂切替え手段により集砂水配管を通って前記ノズルに供給され噴射口から噴射されて、前記沈澱池の底面に堆積した沈砂を押し流して前記集砂ピット内に集砂し、前記圧力水が、前記集揚砂切替え手段により前記ジェットポンプに供給されジェットポンプを駆動して、前記集砂された沈砂をジェットポンプが揚砂する集砂揚砂装置であって、前記ノズルに供給される圧力水の圧力が０．１〜０．４ＭＰａであることを特徴とする集砂揚砂装置である。
【００１４】
第２の発明は、集砂ピットを具備した沈澱池の底面に噴射口を前記集砂ピットに向けて配設された複数個のノズルと、前記集砂ピットに配設されたジェットポンプと、圧力水ポンプと、水源から前記圧力水ポンプに吸引され加圧されて吐出された圧力水の供給先を切替える沈砂沈澱池切替え手段と、集砂ピットを具備した沈砂池の底面に噴射口を前記沈砂池の集砂ピットに向けて配設された複数個のノズルと、前記沈砂池の集砂ピットに配設されたジェットポンプとを有し、前記圧力水が、前記沈砂沈澱池切替え手段により集砂水配管を通って前記沈澱池に配設されたノズルに供給され噴射口から噴射されて、前記沈澱池の底面に堆積した沈砂を押し流して前記沈澱池の集砂ピット内に集砂し、前記圧力水が、前記沈砂沈澱池切替え手段により前記沈澱池のジェットポンプに供給されジェットポンプを駆動して、前記沈澱池の集砂ピット内に集砂された沈砂をジェットポンプが揚砂し、前記圧力水が、前記沈砂沈澱池切替え手段により前記沈砂池に配設されたノズルに供給され噴射口から噴射されて、前記沈砂池の底面に堆積した沈砂を押し流して前記沈砂池の集砂ピット内に集砂し、前記圧力水が、前記沈砂沈澱池切替え手段により前記沈砂池のジェットポンプに供給されジェットポンプを駆動して、前記沈砂池の集砂ピット内に集砂された沈砂をジェットポンプが揚砂する集砂揚砂装置であって、前記圧力水ポンプに吸引され加圧されて吐出された圧力水が前記沈澱池ノズル、前記沈澱池ジェットポンプ、前記沈砂池ノズルおよび前記沈砂池ジェットポンプに供給されることを特徴とする集砂揚砂装置である。本発明において前記沈澱池に配設されたノズルに供給される圧力水の圧力が０．１〜０．４ＭＰａであることが好ましい。
【００１５】
第３の発明は、前記集砂水配管の少なくとも一部の断面積が、圧力水ポンプの吐出口の断面積よりも小さいことを特徴とする第１の発明の集砂揚砂装置又は第２の発明の集砂揚砂装置である。
【００１６】
第４の発明は、前記集砂水配管に調整弁を設けたことを特徴とする第１の発明の集砂揚砂装置又は第２の発明の集砂揚砂装置である。
【００１７】
第５の発明は、前記圧力水ポンプが可変速ポンプであることを特徴とする第１の発明の集砂揚砂装置又は第２の発明の集砂揚砂装置である。
【００１８】
第６の発明は、前記集砂水配管及び／又は前記沈澱池ノズルに前記圧力水を前記水源に戻すリターン配管を設けるとともに前記リターン配管に調整弁を設けたことを特徴とする第１の発明の集砂揚砂装置又は第２の発明の集砂揚砂装置である。
【００１９】
【作用】
第１の発明により、沈澱池ノズルに供給される圧力水の圧力を適切な値にして、濁質の舞上りを防止しながら沈澱池の沈砂を集砂することができる。
【００２０】
第２の発明により、１台の圧力水ポンプだけで沈澱池ノズルと沈澱池ジェットポンプあるいは沈砂池ノズルと沈砂池ジェットポンプに圧力水を供給することができ、沈澱池ノズルと沈澱池ジェットポンプあるいは沈砂池ノズルと沈砂池ジェットポンプに各々専用の集砂ポンプあるいは駆動用ポンプを設けなくても済む。そして、沈澱池の集砂と揚砂、沈砂池の集砂と揚砂が重複せず別々の時刻に行われるので圧力水ポンプの負荷の増大を回避し、比較的小型の圧力水ポンプとすることができる。
【００２１】
第３の発明により、断面積が小さい箇所での沈澱池集砂水配管の有効断面積を減らして圧力損失を生じさせ、沈澱池ノズルへ供給される圧力水の圧力を低下させて上記（第１に記載）の値とすることができる。
【００２２】
第４の発明により、前記調整弁を全開にすれば沈澱池集砂水配管の調整弁の有る箇所での圧力水の圧力損失は無く、ノズルへ高水圧の圧力水が供給されるが、調整弁の開度を適切に調整することにより、調整弁の有る箇所での沈澱池集砂水配管の有効断面積を減らして圧力損失を生じさせ、ノズルへ供給される圧力水の圧力を低下させて上記（第１に記載）の値とすることができる。
【００２３】
第５の発明により、圧力水ポンプの回転速度を調整して、揚砂時は高速回転とし揚砂に必要な吐出圧を確保し、沈澱池の集砂時は低速回転とし沈澱池ノズルへ供給される圧力水の圧力を低下させて上記（第１の発明に記載）の値とすることができる。
【００２４】
第６の発明により、調整弁を全閉すればリターン配管を通って水源に戻る圧力水の量はゼロなので高水圧の圧力水の全量が沈澱池ノズルへ供給されるが、調整弁の開度を大きくするにつれ、リターン配管を通って水源に戻る圧力水の量が増え、その分、沈澱池ノズルへ供給される圧力水の量が減り沈澱池ノズルに供給される圧力水の圧力を低下させて上記（第１の発明に記載）の値とすることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について、図を参照しながら説明する。
＜実施形態１＞
図１は本発明の実施形態１を説明するための、分流式下水道の下水処理施設に設けられる沈砂池及び沈澱池を模式的に示す側断面図である。図２は前記沈澱池の特に沈澱池ノズルと集砂ピットを模式的に示す図１の平面図であり、複数個の沈澱池ノズルをＡ〜Ｃ群に分けた状態を説明する図である。図３（ａ）は沈澱池ノズルの噴射口を正面に見た正面図、（ｂ）は（ａ）の側面図、（ｃ）は（ｂ）の平面図である。図４（ａ）は他の態様の沈澱池ノズルの噴射口を正面に見た正面図、（ｂ）は（ａ）の側面図、（ｃ）は（ｂ）の平面図である。
【００２６】
沈砂池Ｓ２に図１の紙面左から右方向に雨水Ｓ１が流入する。この沈砂池Ｓ２の沈砂池底面Ｓ２Ａは、長手方向の略中央部に凹形状の集砂ピットＳ２Ｂを有し、沈砂池ジェットポンプＳ５の吸入口が集砂ピットＳ２Ｂ内に配設される。沈砂池底面Ｓ２Ａには複数個の沈砂池ノズルＳ３がその噴射口を沈砂池集砂ピットＳ２Ｂに向けて配設される。流入した雨水Ｓ１に含まれる水中砂の大部分は沈砂池底面Ｓ２Ａに沈澱堆積して図示省略の沈砂となる。このようにして水中砂の大部分が除去された雨水Ｓ１は沈砂池の下流に流下し、その一部は図示省略の給水ポンプにより給水管８を通って、水槽７に供給され図示省略の水源となる。なお水源はこれに限定されず、後述する沈澱池の下流に流下する汚水でも良く、ノズル及びジェットポンプを詰まらせないように大きい侠雑物が除去されていれば任意の水とすることができる。また水源は水槽７に貯留されたものに限定されず、例えば沈砂池及あるいは沈澱池の下流の水等、任意の場所の水で良い。
【００２７】
沈澱池２に図１の紙面左から右方向に汚水１が流入する。この沈澱池底面２Ａは、長手方向の略中央部に凹形状の沈澱池集砂ピット２Ｂを有し、沈澱池ジェットポンプ５の吸入口が沈澱池集砂ピット２Ｂ内に配設される。沈澱池底面２Ａには複数個の沈澱池ノズル３がその噴射口を沈澱池集砂ピット２Ｂに向けて配設される。流入した汚水１に含まれる水中砂の大部分は沈澱池底面２Ａに沈澱堆積して図示省略の沈砂となる。
【００２８】
水槽７の前記水源が圧力水ポンプ６に吸引され加圧され吐出されて圧力水となり、沈砂沈澱池切替え手段である沈澱池の沈澱池駆動弁１０及び沈澱池集砂弁１１ならびに沈砂池の沈砂池駆動弁Ｓ１０及び沈砂池集砂弁Ｓ１１の開閉により次のように圧力水の供給先が切替えられる。
（１）沈澱池駆動弁１０を閉、沈澱池集砂弁１１を開、沈砂池駆動弁Ｓ１０を閉、沈砂池集砂弁Ｓ１１を閉にして圧力水を沈澱池集砂水配管４を通して沈澱池ノズル３に供給し、沈澱池ノズル３の噴射口から噴射させて、沈澱池底面２Ａに堆積した沈砂を押し流して沈澱池集砂ピット２Ｂ内に集砂する。
（２）沈澱池駆動弁１０を開、沈澱池集砂弁１１を閉、沈砂池駆動弁Ｓ１０を閉、沈砂池集砂弁Ｓ１１を閉にして圧力水を沈澱池駆動水配管１２を通して沈澱池ジェットポンプ５に供給し沈澱池ジェットポンプ５を駆動して、前記沈澱池集砂ピット２Ｂ内に集砂された沈砂を沈澱池ジェットポンプ５で揚砂する。
（３）沈澱池駆動弁１０を閉、沈澱池集砂弁１１を閉、沈砂池駆動弁Ｓ１０を閉、沈砂池集砂弁Ｓ１１を開にして圧力水を沈砂池集砂水配管Ｓ４を通して沈砂池ノズルＳ３に供給し、沈砂池ノズルの噴射口から噴射させて、沈砂池底面Ｓ２Ａに堆積した沈砂を押し流して集砂ピットＳ２Ｂ内に集砂する。
（４）沈澱池駆動弁１０を閉、沈澱池集砂弁１１を閉、沈砂池駆動弁Ｓ１０を開、沈砂池集砂弁Ｓ１１を閉にして圧力水を沈砂池駆動水配管Ｓ１２を通して沈砂池ジェットポンプＳ５に供給しジェットポンプＳ５を駆動して、前記集砂ピットＳ２Ｂ内に集砂された沈砂をジェットポンプＳ５で揚砂する。
【００２９】
発明が解決しようとする課題において説明したように、沈澱池の集砂揚砂装置は通常、毎日、運転されるが、沈砂池の集砂揚砂装置は大雨の翌日に運転されるだけであるので、前記（１）〜（４）の内、（１）〜（２）の実施頻度は高いが、（３）〜（４）の実施頻度は低い。
【００３０】
実施形態１の集砂揚砂装置は、このように沈砂沈澱池切替え手段で圧力水の供給先が切替えられるので、１台の圧力水ポンプだけで沈澱池ノズルと沈澱池ジェットポンプあるいは沈砂池ノズルと沈砂池ジェットポンプに圧力水を供給することができ、沈澱池ノズルと沈澱池ジェットポンプあるいは沈砂池ノズルと沈砂池ジェットポンプに各々専用の集砂ポンプあるいは駆動用ポンプを設けなくても済むので設備費が廉価で済むという長所がある。そして、沈澱池の集砂と揚砂、沈砂池の集砂と揚砂が重複せず別々の時刻に行われるので圧力水ポンプの負荷の増大を回避し、比較的小型の圧力水ポンプとすることができるので、設備費及び運転費（電力費等）を廉価にすることができる。また、発明が解決しようとする課題において説明したように、分流式下水道の下水処理施設においては沈砂池と沈澱池とは通常隣接あるいは比較的接近して設置されるので、圧力水ポンプを１台にして前記圧力水を前述のように複数の供給先に供給するようにしても、圧力水ポンプから前記複数の供給先への配管長さはあまり大きくはならず、配管費用が増大する懸念は少ないため、沈砂池と沈澱池が併設されている分流式下水道の下水処理施設の揚砂において実施形態１の集砂揚砂装置は好ましく使用される。
【００３１】
圧力水ポンプ６の吐出圧力は０．５〜１．２ＭＰａであり、より好ましは０．６〜１．１ＭＰａ、更により好ましくは０．７〜１．０ＭＰａである。吐出圧力が０．５ＭＰａ未満ではジェットポンプの揚砂が不十分となり、吐出圧力が１．２ＭＰａを越えると過剰品質となりコストアップとなる。
【００３２】
沈澱池ノズル３の形状寸法は、図３に示すように４０ＡのＳＧＰ管を噴射口が幅方向に細長く広がるように変形させて成形したものであり、入口の直径Ｄが４１．６ｍｍ、噴射口の幅方向寸法Ｗが５８ｍｍ、高さ方向寸法Ｈが１６ｍｍ、広がり角度Ｅが１０度、前記変形させた部分の長手方向寸法Ｌが８０ｍｍとする。そして噴射口の面積Ｆが８７０平方ミリメートルとする。このようにすることにより噴射口から噴射される水が適度な扇型の広がりとなり、底面に堆積した沈砂を押し流して集砂する作用が好適に行われる。そして沈澱池ノズル３の配置は、幅方向の配列ピッチ寸法Ｘが０．４ｍ、長手方向の配列ピッチ寸法Ｙが３ｍとする。
【００３３】
沈澱池ノズルの寸法は上記に限定されず、入口の直径Ｄが２１〜５３ｍｍ、幅方向寸法Ｗが２８〜７０ｍｍ、高さ方向寸法Ｈが１４〜２２ｍｍ、角度Ｅが８〜１４度、噴射口の面積Ｆが４００〜１０００平方ミリメートルとなるようにすれば良い。入口の直径Ｄ、幅方向寸法Ｗ、高さ方向寸法Ｈあるいは面積Ｆが前記値より小さくなると圧力水に含まれる侠雑物が詰まる可能性がある。入口の直径Ｄ、幅方向寸法Ｗ、高さ方向寸法Ｈあるいは面積Ｆが前記値より大きくなると圧力水の消費量が不必要に大きくなり不経済である。変形させた部分の角度Ｅが前記値より小さくなると噴射される水の扇型の広がりが不足し、扇型の外側で集砂不良となる。角度Ｅが前記値より大きくなると噴射される水の扇型の広がりが過大となりその分、沈砂を集砂ピットに押し流す力が不足し集砂不良となる。
【００３４】
沈澱池ノズル３の配置は上記に限定されず、長手方向の配列ピッチ寸法Ｙが２．２〜３．２ｍとなるようにしても良い。３．２ｍを越えると長手方向に隣接する沈澱池ノズル３の中間部で集砂が不十分となる。２．２ｍ未満では、長手方向に隣接する沈澱池ノズル３の間隔が不必要に小さくなり不経済である。幅方向の配列ピッチ寸法ＸについてはＸ単独では規定できず、噴射口の面積Ｆとの関連付けで次のように、幅方向の１列の複数個の噴射口の面積Ｆの合計値Ｆｔ（単位：平方ミリメートル）を沈澱池底面の幅方向寸法Ｗ２Ａ（単位：ｍ）で除したＦｔ÷Ｗ２Ａ＝Ｆａの値を１９００〜２３００（単位：平方ミリメートル／ｍ）となるようにする。これは例えば、Ｗ２Ａが４．８ｍ、Ｆが８００平方ミリメートルの場合、Ｘが０．４ｍとすると幅方向の１列のノズル３の数ＮはＷ２Ａ÷Ｘ＝４．８÷０．４＝１２で、Ｆｔ＝Ｆ×Ｎ＝８００×１２＝９６００、Ｆａ＝Ｆｔ÷Ｗ２Ａ＝９６００÷４．８＝２０００平方ミリメートル／ｍである。
でＦａが２０００平方ミリメートル／ｍであり、別の例としてはＷ２Ａが４ｍ、Ｆが１０００平方ミリメートルの場合、Ｘが０．５ｍでＦａが２０００平方ミリメートル／ｍである。Ｆａが１９００平方ミリメートル／ｍ未満では、Ｆｔが不足して噴射水量も不足となり集砂不良となる。Ｆａが２３００平方ミリメートル／ｍを越えると噴射水量が不必要に大きくなり不経済である。
【００３５】
沈澱池ノズル３に供給される圧力水の好ましい圧力は０．１〜０．４ＭＰａであり、より好ましくは０．１２〜０．３８ＭＰａ、更により好ましくは０．１３〜０．３６ＭＰａである。圧力が０．１ＭＰａ未満では集砂が不十分となり、圧力が０．４ＭＰａを越えると堆積した沈砂の一部が舞上り下流機器に悪影響を与えるとともに、下流の水質汚濁の原因にもなるので望ましくない。
【００３６】
このように沈澱池ノズル３に供給される圧力水の好ましい圧力は圧力水ポンプ６の吐出圧力より低いので、実施形態１では沈澱池集砂水配管４の沈澱池集砂弁１１と沈澱池ノズル３の間に調整弁９を設けて、調整弁９の開度を適切に調整することにより、調整弁９の有る箇所での沈澱池集砂水配管４の有効断面積を減らして、汚水沈澱池の沈澱池ノズル３へ供給される圧力水の圧力を低下させている。なお、調整弁９を設ける代わりに沈澱池集砂水配管４の管径を小さくして有効断面積を減らしても同様な効果が得られる。
【００３７】
沈砂池ノズルは沈澱池ノズルと同じものとし、沈砂池集砂水配管は沈澱池集砂水配管と同じものとする。このようにすることによりノズルあるいは配管部品を１種類に統一でき、製作あるいは購入上有利なためである。なおこれに限定されず沈澱池ノズルと沈砂池ノズルとはちがうものとしても良い。図１は模式図なので沈澱池と沈砂池は同じ形状に描かれているが、沈澱池と沈砂池では形状寸法が異なることはありえるし、ノズルの数量配置も異なることはありえる。前述のように沈砂池では濁質の舞上りが少ないので、沈砂池ノズルに供給される圧力水の圧力は０．４ＭＰａを越えても良い。
【００３８】
水深変動等により沈砂の流動性が多少変化することもありえるので、調整弁９により沈澱池集砂水配管４の有効断面積を減らす度合いを調整可能にしておくことは望ましいことである。
【００３９】
沈澱池集砂ピット２Ｂの上流側（図１、２の紙面左側）の複数の沈澱池ノズル３は、図２に示すように沈澱池集砂ピット２Ｂに近い順にＡ群、Ｂ群、Ｃ群に分けて、各々の群が独立して調整弁９により沈澱池ノズル３に供給される圧力水の圧力を調整できるようにしている。前記Ａ〜Ｃ群の分け方はこれに限定されず任意であり、細かくする程多種に調整できて望ましいが、逆に調整弁９等の設備費が高価となるし、運転制御も複雑になるという不都合も増大するので、あまり細かくすることは好ましくない。図１、２では長手方向に群を分けたが、これに限定されず例えば沈砂の堆積量が幅方向で偏りがあるような沈砂池の場合は幅方向にも群を分けるようにしても良い。図２では複数の沈澱池ノズル３の幅方向の数はＡ〜Ｃの各群同数としたが、これに限定されず幅方向の数が群毎に異なるようにしても良い。沈澱池集砂ピット２Ｂの下流側（図１、２の紙面右側）の複数の沈澱池ノズル３も同様である。
【００４０】
調整弁、駆動弁、集砂弁は電動弁であり、図示省略の制御盤により制御駆動される。なお、集砂揚砂装置が小規模で単純な場合は前記各弁の内少なくとも一部を手動弁としても良い。
【００４１】
沈澱池ノズルの形状は上記図３を参照して説明したものに限定されず種々の変形した態様とすることができ、その変形例を図４を参照して説明する。図４に示す沈澱池ノズル１０３は、ＳＧＰ管である基部１０３Ａと基部１０３Ａの一端（図４（ｂ）（ｃ）の紙面左側）に配設された端板１０３Ｂと、基部１０３Ａと反対側の端板１０３Ｂの面に配設されたノズル部１０３Ｃとからなる。ノズル部１０３Ｃは扁平な角管であり、長手方向（図４（ｂ）（ｃ）の紙面左右方向）の一端が噴射口であり、他端が端板１０３Ｂへの取り付け口であり、平面寸法は噴射口の方が端板１０３Ｂへの取り付け口よりも大きく、図４（ｃ）のように角度Ｅで噴射口が広がるようにする。端板１０３Ｂへの取り付け口に対応する端板穴が端板１０３Ｂに設けられ、基部１０３Ａに送水された圧力水が前記端板穴を通って噴射口から噴射する。そして入口の直径Ｄ、噴射口の幅方向寸法Ｗ、高さ方向寸法Ｈ、角度Ｅ、噴射口の面積Ｆの値は上記と同じである。また基部１０３ＡはＳＧＰ管に限定されず任意のパイプとすることができ、形状も丸パイプに限定されず角パイプでも良い。
【００４２】
上記は汚水沈澱池の沈澱池ノズル３がリターン路を持たない所謂一方向方式のノズルの場合であるが、沈澱池ノズル３がリターン路を持つ所謂リターン方式のノズルとしても良く、この場合は前記リターン路となるリターン配管（図示せず）が水槽７に戻るようにし、調整弁をリターン配管に設置する。一方向方式の場合とは逆にリターン方式の場合は調整弁の開度を小さくすると沈澱池ノズル３に供給される圧力水の圧力が大きくなり、開度を大きくすると沈澱池ノズル３に供給される圧力水の圧力が小さくなる。前記リターン配管は沈澱池ノズル３に設置されることには限定されず、沈澱池集砂水配管４の途中に設置されて水槽７に戻るようにしても良い。
【００４３】
実施形態１において沈砂池Ｓ２ならびに沈砂池ノズルＳ３、沈砂池ジェットポンプＳ５、沈砂池駆動弁Ｓ１０及び沈砂池集砂弁Ｓ１１が無い構成としても良い。このようにすると沈澱池駆動弁１０及び沈澱池集砂弁１１が集揚砂切替え手段となり、次のように圧力水の供給先が切替えられる。
（ア）沈澱池駆動弁１０を閉、沈澱池集砂弁１１を開にして圧力水を沈澱池集砂水配管４を通して沈澱池ノズル３に供給し、沈澱池ノズルの噴射口から噴射させて、沈澱池底面２Ａに堆積した沈砂を押し流して沈澱池集砂ピット２Ｂ内に集砂する。
（イ）沈澱池駆動弁１０を開、沈澱池集砂弁１１を閉にして圧力水を沈澱池ジェットポンプ５に供給し沈澱池ジェットポンプを駆動して、前記沈澱池集砂ピット２Ｂ内に集砂された沈砂を沈澱池ジェットポンプ５で揚砂する。
【００４４】
＜実施形態２＞
集砂時、圧力水ポンプの吐出圧、吐出量を変更可能とすれば、ノズルに供給される圧力水の圧力も変更可能となる。実施形態２は上記のことを用いるものであり、実施形態１と同様な集砂揚砂装置において汚水沈澱池の調整弁９を無くし、圧力水ポンプをインバータモータ方式等の可変速方式のポンプとしたものである。実施形態１において調整弁９の開度を調整して沈澱池ノズル３に供給される圧力水の圧力を調整したが、実施形態２においては圧力水ポンプの回転速度を調整して沈澱池ノズル３に供給される圧力水の圧力を調整するものであり、それ以外は実施形態１と同様である。
【００４５】
本発明においては上記実施形態１、２を組み合わせることができる。
【００４６】
以上、本発明の実施形態について説明したが本発明は前記実施形態に限定されず、種々の形態とすることができ、本発明の趣旨に合致する任意の集砂揚砂装置とすることができる。沈澱池あるいは沈砂池の形状、ノズルの数量あるいは配列、各弁あるいはポンプの操作もしくは制御方法等は機能を満足する任意のものとすることができる。そして本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改良ならびに変更が可能であることは勿論である。
【００４７】
【発明の効果】
▲１▼本願第１の発明によれば、分流式下水道の沈澱池において、沈砂の濁質の舞上りを防止した故障しにくく設備費及び運転費が廉価な集砂揚砂装置を提供することができる。更に本発明によれば沈砂池と沈澱池が併設されている分流式下水道の下水処理施設において、沈澱池の沈砂の濁質の舞上りを防止した故障しにくく設備費及び運転費が廉価な集砂揚砂装置を提供ことができる。
▲２▼本願第２の発明によれば、１台の圧力水ポンプだけで沈澱池ノズルと沈澱池ジェットポンプあるいは沈砂池ノズルと沈砂池ジェットポンプに圧力水を供給することができ、沈澱池ノズルと沈澱池ジェットポンプあるいは沈砂池ノズルと沈砂池ジェットポンプに各々専用の集砂ポンプあるいは駆動用ポンプを設けなくても済む。そして、沈澱池の集砂と揚砂、沈砂池の集砂と揚砂が重複せず別々の時刻に行われるので圧力水ポンプの負荷の増大を回避し、比較的小型の圧力水ポンプとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１を説明するための、分流式下水道の下水処理施設に設けられる沈砂池及び沈澱池を模式的に示す側断面図である。
【図２】沈澱池の特に沈澱池ノズルと沈澱池集砂ピットを模式的に示す図１の平面図であり、複数個の沈澱池ノズルをＡ〜Ｃ群に分けた状態を説明する図である。
【図３】（ａ）は沈澱池ノズルの噴射口を正面に見た正面図、（ｂ）は（ａ）の側面図、（ｃ）は（ｂ）の平面図である。
【図４】（ａ）は他の態様の沈澱池ノズルの噴射口を正面に見た正面図、（ｂ）は（ａ）の側面図、（ｃ）は（ｂ）の平面図である。
【符号の説明】
１　汚水
２　沈澱池
２Ａ　沈澱池底面
２Ｂ　沈澱池集砂ピット
３、１０３　沈澱池ノズル
４　沈澱池集砂水配管
５　沈澱池ジェットポンプ
６　圧力水ポンプ
７　水槽
８　給水管
９　調整弁
１０　沈澱池駆動弁
１１　沈澱池集砂弁
１２　沈澱池駆動水配管
１０３Ａ　基部
１０３Ｂ　端板
１０３Ｃ　ノズル部
Ｓ１　雨水
Ｓ２　沈砂池
Ｓ２Ａ　沈砂池底面
Ｓ２Ｂ　沈砂池集砂ピット
Ｓ３　沈砂池ノズル
Ｓ４　沈砂池集砂水配管
Ｓ５　沈砂池ジェットポンプ
Ｓ１０　沈砂池駆動弁
Ｓ１１　沈砂池集砂弁
Ｓ１２　沈砂池駆動水配管

Claims (7)

1. 沈澱池集砂ピットを具備した沈澱池底面に噴射口を沈澱池集砂ピットに向けて配設された複数個の沈澱池ノズルと、沈澱池集砂ピットに配設された沈澱池ジェットポンプと、圧力水ポンプと、水源から前記圧力水ポンプに吸引され加圧されて吐出された圧力水の供給先を切替える集揚砂切替え手段とを有し、
   前記圧力水が、前記集揚砂切替え手段により沈澱池集砂水配管を通って沈澱池ノズルに供給され噴射口から噴射されて、前記沈澱池底面に堆積した沈砂を押し流して沈澱池集砂ピット内に集砂し、前記圧力水が、前記集揚砂切替え手段により沈澱池ジェットポンプに供給され沈澱池ジェットポンプを駆動して、前記集砂された沈砂を沈澱池ジェットポンプが揚砂する集砂揚砂装置であって、
   沈澱池ノズルに供給される圧力水の圧力が０．１〜０．４ＭＰａであることを特徴とする集砂揚砂装置。
2. 沈澱池集砂ピットを具備した沈澱池底面に噴射口を沈澱池集砂ピットに向けて配設された複数個の沈澱池ノズルと、沈澱池集砂ピットに配設された沈澱池ジェットポンプと、圧力水ポンプと、水源から前記圧力水ポンプに吸引され加圧されて吐出された圧力水の供給先を切替える沈砂沈澱池切替え手段と、沈砂池集砂ピットを具備した沈砂池底面に噴射口を沈砂池集砂ピットに向けて配設された複数個の沈砂池ノズルと、前記沈砂池集砂ピットに配設された沈砂池ジェットポンプとを有し、
   前記圧力水が、前記沈砂沈澱池切替え手段により沈澱池集砂水配管を通って沈澱池ノズルに供給され噴射口から噴射されて、前記沈澱池底面に堆積した沈砂を押し流して前記沈澱池の沈澱池集砂ピット内に集砂し、前記圧力水が、前記沈砂沈澱池切替え手段により沈澱池ジェットポンプに供給され沈澱池ジェットポンプを駆動して、沈澱池集砂ピット内に集砂された沈砂を沈澱池ジェットポンプが揚砂し、前記圧力水が、前記沈砂沈澱池切替え手段により沈砂池ノズルに供給され噴射口から噴射されて、沈砂池底面に堆積した沈砂を押し流して沈砂池集砂ピット内に集砂し、前記圧力水が、前記沈砂沈澱池切替え手段により沈砂池ジェットポンプに供給され沈砂池ジェットポンプを駆動して、沈砂池集砂ピット内に集砂された沈砂を沈砂池ジェットポンプが揚砂する集砂揚砂装置であって、
   前記圧力水ポンプに吸引され加圧されて吐出された圧力水が前記沈澱池ノズル、前記沈澱池ジェットポンプ、前記沈砂池ノズルおよび前記沈砂池ジェットポンプに供給されることを特徴とする集砂揚砂装置。
3. 前記沈澱池ノズルに供給される圧力水の圧力が０．１〜０．４ＭＰａであることを特徴とする請求項２に記載の集砂揚砂装置。
4. 前記沈澱池集砂水配管の少なくとも一部の断面積が、圧力水ポンプの吐出口の断面積よりも小さいことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の集砂揚砂装置。
5. 前記沈澱池集砂水配管に調整弁を設けたことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の集砂揚砂装置。
6. 前記圧力水ポンプが可変速ポンプであることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の集砂揚砂装置。
7. 前記沈澱池集砂水配管及び／又は前記沈澱池ノズルに前記圧力水を前記水源に戻すリターン配管を設けるとともに前記リターン配管に調整弁を設けたことを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の集砂揚砂装置。

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