JP2004209367A

JP2004209367A - 沈殿物回収移送装置及び下水処理システム

Info

Publication number: JP2004209367A
Application number: JP2002381074A
Authority: JP
Inventors: Shiro Odaka; 志郎小高; Konosuke Yamaoka; 幸之助山岡
Original assignee: Maezawa Industries Inc
Current assignee: Maezawa Industries Inc
Priority date: 2002-12-27
Filing date: 2002-12-27
Publication date: 2004-07-29

Abstract

【課題】設備負荷を軽減し、効率的に沈殿物（例えば、沈殿池の汚泥等）を排出できるようにした沈殿物回収移送装置を提供する。
【解決手段】貯留池の底に半割形状の固定パイプ１１を埋め込むことで、上面が開口した断面半円形の沈殿物回収溝１０を設ける。回収溝１０の内部に回転パイプ１２を回転自在に配設する。回転パイプ１２は、回収溝１０の上面開口部を開閉可能で、開位置にあるとき回収溝１０の内周壁に沿った状態に保持され、且つ、閉位置にあるとき回収溝１０と共に断面円形の閉空間１３を形成する半円筒部１２ａを備える。回転パイプ１２を閉位置に移動した状態で、閉空間１３内に閉じ込められた沈殿物Ｆを液体と共に外部に排出する。沈殿物Ｆの排出は、排出管の排出口の高さと貯留池の水位との水頭差を利用したサイフォンの原理とエアリフトの原理を利用して行う。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水処理施設に使用される沈殿物回収移送装置、及び、同装置を使用した下水処理システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、沈殿池に汚泥やスラッジ等の沈殿物が堆積すると、水路が狭められて流速が増し、フロックの破壊等を生じて沈殿効率が低下する。そこで、一般にこれを防止するために、沈殿池には機械的な汚泥掻き寄せ機を主体とする排泥装置が備えられ、池底に沈降堆積した汚泥を排泥ピットに寄せ集めて、排泥管の開閉により汚泥を排出するようにしている（例えば、特許文献１、２、３参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−２３９１０７号公報
【特許文献２】
特開２０００−３４２９０６号公報
【特許文献３】
特開２０００−２８８３１１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、これら従来の排泥装置は、堆積汚泥の排出効率を高めるため、排泥ピットや掻き寄せ機などの大がかりな設備が必須であり、設備コストが嵩む問題があった。
【０００５】
本発明は、上記事情を考慮し、設備負荷を軽減し、効率的に沈殿物（例えば、沈殿池の汚泥等）を排出できるようにした沈殿物回収移送装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明の沈殿物回収移送装置は、貯留池の底に上面が開口した断面半円形の沈殿物回収溝を設け、この沈殿物回収溝の内部に、該回収溝の上面開口部を開閉可能であり、開位置にあるとき回収溝の内周壁に沿った状態に保持され、且つ、閉位置にあるとき回収溝と共に断面円形の閉空間を形成する半円筒部を備えた回転パイプを周方向スライド自在に配設し、更に、回転パイプを開位置と閉位置との間で回転駆動するパイプ駆動機構と、回転パイプを閉位置に移動した状態で前記閉空間内に閉じ込められた沈殿物を液体と共に外部に排出する排出機構とを設けたことを特徴とする。
【０００７】
貯留池内の原水を静置すると、沈殿物（汚泥等）が池底に沈降する。貯留池の底には、開口部を上方に向けた沈殿物回収溝が設けられており、回転パイプの半円筒部を回収溝の内周壁に沿った開位置に保持し、回収溝の上面開口部を開いていると、沈殿物が回収溝内に入り堆積する。一定以上の堆積が進んだ段階で、回転パイプを閉位置まで略半回転すると、回転パイプの半円筒部が回収溝の上面開口部を閉鎖し、回収溝と回転パイプの半円筒部により形成される閉空間内に沈殿物が閉じ込められる。この状態で排出機構を作動させると、前記閉空間に閉じ込められた沈殿物が外部に移送される。従って、掻き寄せ手段や汚泥ピットなどの設備が不要になり、設備コストを低減することができる。
【０００８】
請求項２の発明の沈殿物回収移送装置は、請求項１において、前記上面が開口した断面半円形の沈殿物回収溝を、貯留池の池底に埋め込んだ半割パイプで構成したことを特徴とする。
【０００９】
前記沈殿物回収溝は、貯留池の底壁を構成するコンクリート面でそのまま形成することもできるが、請求項２の発明では、沈殿物回収溝を、貯留池の池底に埋め込んだ半割パイプで構成している。このように半割パイプを池底に埋めた場合、断面半円形の沈殿物回収溝を簡単に構成することができるので、設備コストを更に低減できる。また、既成の半割パイプの内周面はコンクリート面よりも平滑にできているので、回転パイプを円滑に回転させることができる。なお、半割パイプとしては、鋼管を加工したものを利用するのがコスト面からは好ましいが、他の金属パイプを加工したものを利用してもよいし、樹脂等の他材料のパイプを加工したものを利用してもよい。
【００１０】
請求項３の発明の沈殿物回収移送装置は、請求項１または２において、前記回転パイプの外周に、回収溝内で回転パイプを回転させたときに回転パイプと回収溝の隙間に溜まった沈殿物を掻き取るトラフスクレーパを設けたことを特徴とする。
【００１１】
前記回転パイプの外周面と回収溝の内周面との間には、回転パイプが回転する上で必要な隙間があいているが、ここに沈殿物が残留すると、回転パイプの回転動作に支障を来す可能性がある。そこで、請求項３の発明では、回転パイプの外周にトラフスクレーパを設け、回収溝内で回転パイプを回転させたときにその隙間に溜まった沈殿物を掻き取るようにしている。こうすることで、回転パイプと回収溝の隙間への沈殿物の残留を防止することができ、回転パイプの円滑駆動を確保することができる。
【００１２】
請求項４の発明の沈殿物回収移送装置は、請求項１〜３のいずれかにおいて、前記排出機構が、前記回収溝の端部に接続され且つ排出口の高さ位置が前記貯留池の予定貯留水水位よりも低い位置に設定された排出管と、該排出管を開閉する弁と、からなることを特徴とする。
【００１３】
請求項４の発明では、沈殿物の揚送にサイフォンの原理を利用することができる。即ち、回収溝の上への沈殿物の堆積を待つ間は排出管の弁を閉じておき、堆積した沈殿物を排出するために回転パイプを回転させてその半円筒部で回収溝の上面開口部を閉鎖した段階で、排出管の弁を開く。そうすると、排出管の排出口が貯留池の水位より低い位置にあるから、サイフォンの原理により、回収溝と回転パイプの半円筒部とで形成される閉空間内に閉じ込められた沈殿物が、液体と共に移送されて排出口から排出される。従って、移送のための特別な動力を用いることなく、弁を操作するだけで、サイフォンの原理により沈殿物を移送することができる。
【００１４】
請求項５の発明の沈殿物回収移送装置は、請求項１〜３のいずれかにおいて、前記排出機構が、前記回収溝に接続された排出管と、該排出管を開閉する弁と、前記排出管内の沈殿物を揚送するエアリフトポンプと、からなることを特徴とする。
【００１５】
請求項５の発明では、エアを排出管内に噴出させることにより、エアリフトの原理で排出管内の沈殿物を効率良く揚送することができる。
【００１６】
請求項６の発明は、請求項５記載の沈殿物回収移送装置を利用した下水処理システムであって、前記貯留池が沈殿池であり、前記エアリフトポンプで利用するエアとして、活性汚泥槽に送り込むエアから分岐したものを利用することを特徴とする。
【００１７】
請求項６の発明では、活性汚泥処理に使用するエアレーション用のエアの一部を利用して、排出管内の沈殿物（汚泥）をエアリフトするため、沈殿物の移送のための付帯設備を軽減することができ、効率的な処理が可能となる。
【００１８】
請求項７の発明は、請求項６において、前記沈殿池が最終沈殿池であり、前記エアリフトポンプによって揚送する汚泥を活性汚泥槽に送り込むことを特徴とする。
【００１９】
請求項７の発明では、最終沈殿池の沈降汚泥を、エアレーション用のエアの一部を利用してエアリフトしながら活性汚泥槽に送り込むので、より効率的な処理が可能となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は実施形態の沈殿物回収移送装置の要部構成図、図２は同沈殿物回収移送装置を装備した貯留池の全体構成を示す断面図、図３は同貯留池の底部に装備した固定パイプ及び回転パイプの構成を拡大して示す断面図、図４は固定パイプ及び回転パイプを取り出して示す斜視図、図５は図２のＶ−Ｖ矢視断面図、図６は図３のＶＩ−ＶＩ矢視断面図である。
【００２１】
図２に示す貯留池１は下水処理システムにおける沈殿池であり、原水は、図２の左側から流入して右側から出ていく。この貯留池１の池底１ａには、上面が開口した断面半円形の沈殿物回収溝１０を構成する半割形状の固定パイプ１１が埋め込まれている。固定パイプ１１は、原水の流れ方向に対して平行に互いに所定間隔をおいて複数設置されている。各固定パイプ１１は、図４に示すように、長手方向中央部の大半が上面の開放した半円筒部１１ａとして構成されており、両端部だけが全周円筒部１１ｂとして構成されている。なお、全周円筒部１１ｂについても、先にパイプを半割にしておき、後から上側の半円筒部分を下側の半円筒部分に組み付けて構成してもよい。
【００２２】
図１に示すように、沈殿物回収溝１０を構成する半割形状の固定パイプ１１は、池底１ａを構成する両側傾斜壁１ｂ、１ｂの底部に埋め込まれており、沈降堆積した沈殿物Ｆが全て沈殿物回収溝１０に集まるようになっている。このように半割形状の固定パイプ１１を池底１ａのコンクリート底壁に埋め込んだ場合、断面半円形の沈殿物回収溝１０を簡単に池底１ａに構成することができるので、設備コストを低減できる利点がある。また、既成製品の固定パイプ１１の内周面はコンクリート面よりも平滑にできているので、後述する回転パイプ１２を円滑に回転させることができるという利点が得られる。なお、固定パイプ１１としては、例えば鋼管を加工したものを利用するのがコスト面からは好ましいが、他の金属パイプを加工したものを利用してもよいし、樹脂等の他材料のパイプを加工したものを利用してもよい。
【００２３】
半割形状の固定パイプ１１で構成される沈殿物回収溝１０の内部には、図１の矢印Ａで示す周方向に回転スライド自在に回転パイプ１２が配設されている。この回転パイプ１２は、図４に示すように、固定パイプ１１の半円筒部１１ａの上面開口部を開閉可能な半円筒部１２ａと、パイプ状の形態を保持するための全周円筒部１２ｂとを有している。全周円筒部１２ｂは、図１、図３に示す軸受機構１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃによって回転支持される部分であり、長手方向の両端と、両端間の適当な間隔をおいた数箇所に設けられ、全周円筒部１２ｂ以外の部分が半円筒部１２ａとなっている。
【００２４】
軸受機構１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃは、図３、図６に示すように、軸受ハウジング１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃと、各軸受ハウジング１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃに装備されることで回転パイプ１２を回転自在に支持する軸受１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃとからなる。軸受１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃとしては、例えば、ライニング材などの滑り軸受を利用することができる。
【００２５】
回転パイプ１２は、その回転位置によって、半円筒部１２ａにより沈殿物回収溝１０の上面開口部を開閉する機能を果たす。図１（ａ）に示す開位置にあるときには、回収溝１０の内周壁に沿った状態に保持され、沈殿物Ｆが集積できるようになる。また、図１（ｂ）に示す閉位置にあるときには、回収溝１０と共に断面円形の閉空間１３を形成する。
【００２６】
図２に示すように、回転パイプ１２の長手方向の一端側（原水の流れ方向の上流側）には、回転パイプ１２を開位置と閉位置との間で回転駆動するためのパイプ駆動機構２０が設けられている。パイプ駆動機構２０は、図５に示すように、貯留池１の上部に設けられたモータ２１と、モータ２１の回転を伝達する伝達軸２２と、伝達軸２２の回転を回転パイプ１２の回転運動に変換するウォームピニオン２３及びウォームホイール２４とからなる。なお、ウォームピニオン２３及びウォームホイール２４は、回転パイプ１２の一端を支持する軸受機構１５Ａのハウジング１６Ａなどに装備されている。
【００２７】
また、図２に示すように、固定パイプ１１の一端部（原水の流れ方向の上流側の端部）には、汚泥排出機構３０が接続されている。汚泥排出機構３０は、回転パイプ１２を閉位置に移動した状態で回転パイプ１２及び固定パイプ１１で形成される閉空間１３内に閉じ込められた沈殿物（汚泥）Ｆ〔図１（ｂ）参照〕を液体と共に外部に排出するもので、水平排出管３１及び垂直排出管３３と、水平排出管３１に介在された開閉弁３２とで構成されている。この場合、垂直排出管３３の上端排出口３４は、その高さ位置Ｈ２が、貯留池１の予定貯留水水位Ｈ１よりも所定量Ｈだけ低い位置に設定されており、サイフォンの原理でパイプ１１、１２内の沈殿物を排出口３４まで移送できるようになっている。なお、排出口３４は排泥槽３７内に開口している。
【００２８】
この場合、垂直排出管３３の下部には、エアリフトポンプを構成するエアＡＲの噴出口３６が設けられており、この噴出口３６からエアＡＲを噴出することにより、排出管３３内の沈殿物を揚送できるようになっている。
【００２９】
また、固定パイプ１１の他端開口部（原水の流れ方向の下流側の端部開口）には、流量調整用のゲートバルブ４１が設けられている。このゲートバルブ４１は、貯留池１の上部からスピンドル４２を操作することで制御できるようになっている。
【００３０】
次に作用を説明する。
貯留池１内の原水を静置すると、沈殿物（汚泥等）Ｆが池底１ａに沈降する。貯留池１の池底１ａには、開口部を上方に向けた沈殿物回収溝１０が設けられており、図１（ａ）に示すように、回転パイプ１２の半円筒部１２ａを回収溝１０の内周壁に沿った開位置に保持し、回収溝１０の上面開口部を開いていると、沈殿物Ｆが回収溝１０内に入り堆積する。このときは、排出機構３０の開閉板３２は閉じておく。
【００３１】
一定以上の堆積が進んだ段階で、回転パイプ１２を図１（ｂ）に示す閉位置まで略半回転すると、回転パイプ１２の半円筒部１２ａが回収溝１０の上面開口部を閉鎖し、回収溝１０と回転パイプ１２の半円筒部１２ａにより形成される閉空間１３内に沈殿物Ｆが閉じ込められる。
【００３２】
この状態で開閉弁３２を開くと、閉空間１３に閉じ込められた沈殿物Ｆがサイフォンの原理を利用して外部に移送される。即ち、堆積した沈殿物Ｆを排出するために回転パイプ１２を回転させてその半円筒部１２ａで回収溝１０の上面開口部を閉鎖した段階で、排出管３１の開閉弁３２を開く。すると、垂直排出管３３の排出口３４が貯留池１の水位より低い位置にあるから、サイフォンの原理により、回収溝１０と回転パイプ１２の半円筒部１２ａとで形成される閉空間１３内に閉じ込められた沈殿物Ｆが、ゲートバルブ４１側の開口から流入する液体と共に移送されて排出口３４から排泥槽３７内に排出される。従って、移送のための特別な動力を用いることなく、開閉弁３２を操作するだけで、サイフォンの原理により沈殿物（汚泥）Ｆを移送することができる。
【００３３】
また、この移送の際に、エアＡＲを垂直排出管３３の下部に設けた噴出口３４から噴出させることにより、エアリフトの原理で、排出管３１、３３内の沈殿物を効率良く揚送することができる。
【００３４】
このように貯留池１の池底１ａに固定パイプ１１と回転パイプ１２を配設し、更に、回転パイプ１２を回転させる駆動機構２０と、サイフォン及びエアリフトの原理を利用した排出機構３０を設けるだけで、効率良く沈降堆積汚泥を排出できるようにしたので、従来のように機械式で複雑な構造の掻き寄せ手段や汚泥ピットなどの設備を設ける必要がなく、設備コストを低減することができる。
【００３５】
図７は前記沈殿物回収移送装置を適用した下水処理システムの概略構成を示す図である。
この下水処理システムは、原水１２１が流入する沈砂池１０１と、沈砂池１０１を通過した原水が順次流入する最初沈殿池１０２、エアレーションタンク（活性汚泥槽）１０３、最終沈殿池１０４と、処理水を消毒する消毒タンク１０５と、最初沈殿池１０２からの生汚泥１２５及び最終沈殿池１０４からの余剰汚泥１２７を処理する汚泥処理設備１０６とを有しており、最終沈殿池１０４の排泥手段１１２として前記沈殿物回収移送装置を利用している。
【００３６】
この場合、沈殿物回収移送装置（排泥手段１１２）のエアリフトポンプで利用するエアＡＲとして、エアレーションタンク（活性汚泥槽）１０３に送り込むエアから分岐したエアＡＲを利用している。また、最終沈殿池１０４のエアリフトポンプによって揚送した汚泥のうち、返送汚泥をエアレーションタンク（活性汚泥槽）１０３に移送するようにしている。
【００３７】
このようにエアレーション用のエアの一部を利用して最終沈殿池１０４の汚泥を移送するようにした場合、汚泥移送のための付帯設備を軽減することができ、効率的な処理が可能となる。
【００３８】
なお、最初沈殿池１０２の排泥手段１１０として前記沈殿物回収移送装置を利用してもよいし、その場合のエアリフト用のエアとして、エアレーション用のエアの一部を利用してもよい。
【００３９】
また、他の貯留池に本発明の沈殿物回収移送装置を適用することも可能であり、下水処理システム以外の施設に本発明の沈殿物回収移送装置を適用することもできる。
【００４０】
また、上記実施形態では、半割形状のパイプ（固定パイプ１１）を池底１ａのコンクリート壁に埋め込むことで沈殿物回収溝１０を構成した場合について述べたが、図８に示すように、貯留池の底壁を構成するコンクリート面でそのまま沈殿物回収溝８１を形成することもできる。
【００４１】
また、図８に示すように、回転パイプ８２の外周に、回収溝８１内で回転パイプ８２を回転させたときに回転パイプ８２と回収溝８１の隙間Ｓに溜まった沈殿物を掻き取るトラフスクレーパ８５を設けてもよい。こうした場合、回収溝８１内で回転パイプ８２を回転させたときにその隙間Ｓに溜まった沈殿物を掻き取ることができるので、回転パイプ８２と回収溝８１の隙間Ｓへの沈殿物の残留を防止することができ、回転パイプ８２の円滑駆動を確保することができる。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１〜５の発明の沈殿物回収移送装置によれば、貯留池の底に断面半円形の沈殿物回収溝を設け、この沈殿物回収溝の内部に、回収溝の上面開口部を開閉する半円筒部を備えた回転パイプを配設し、更に、回転パイプを駆動するパイプ駆動機構と、回収溝内の沈殿物を液体と共に排出する排出機構とを設けた構成としているので、簡単な構造で効率良く沈殿物を排出することができる。従って、従来のように機械式で複雑な構造の掻き寄せ手段や汚泥ピットなどの設備を設ける必要がなく、設備コストを低減することができる。
【００４３】
特に、請求項４の発明によれば、サイフォンの原理を利用して沈殿物を排出するようにしたので、沈殿物移送のために特別な動力を必要とせず、効率良く沈殿物の排出を行うことができる。また、請求項５の発明によれば、エアリフトの原理で沈殿物を揚送するようにしたので、エアを準備するだけで高効率の沈殿物移送が可能となる。
【００４４】
また、請求項６、７の発明の下水処理システムによれば、活性汚泥処理に使用するエアレーション用のエアの一部を利用して沈殿池内の沈殿物（汚泥）をエアリフトするため、沈殿物の移送のための付帯設備を軽減することができ、効率的な処理が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の要部構成図で、（ａ）は半割形状の固定パイプ１１の上面を開放した状態、（ｂ）は閉鎖した状態をそれぞれ示す図であり、上側の図は斜視図、下側の図は断面図である。
【図２】本発明の実施形態の沈殿物回収移送装置を設備した貯留池の全体構成を示す断面図である。
【図３】同貯留池の底部に装備した固定パイプ１１及び回転パイプ１２の構成を拡大して示す断面図である。
【図４】図３の固定パイプ１１及び回転パイプ１２を取り出して示す斜視図である。
【図５】図２のＶ−Ｖ矢視断面図である。
【図６】図３のＶＩ−ＶＩ矢視断面図である。
【図７】本発明の実施形態の下水処理システムの構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の他の実施形態の構成図で、（ａ）は回収溝８１の上面を開放した状態、（ｂ）は回転パイプ８２を回転して閉鎖した状態を示す図である。
【符号の説明】
１貯留池
１ａ池底
１０沈殿物回収溝
１１固定パイプ
１１ａ半円筒部
１２回転パイプ
１２ａ半円筒部
１３閉空間
２０パイプ駆動機構
３０排出機構
３１水平排出管
３２開閉弁
３３垂直排出管
３４排出口
３６エア噴出口
８１沈殿物回収溝
８２回転パイプ
１０２最初沈殿池（貯留池）
１０３エアレーションタンク（活性汚泥槽）
１０４最終沈殿池（貯留池）
Ｆ沈殿物
ＡＲエア
Ｓ隙間

Claims

貯留池の底に上面が開口した断面半円形の沈殿物回収溝を設け、この沈殿物回収溝の内部に、該回収溝の上面開口部を開閉可能であり、開位置にあるとき前記回収溝の内周壁に沿った状態に保持され、且つ、閉位置にあるとき前記回収溝と共に断面円形の閉空間を形成する半円筒部を備えた回転パイプを周方向スライド自在に配設し、更に、前記回転パイプを前記開位置と閉位置との間で回転駆動するパイプ駆動機構と、前記回転パイプを閉位置に移動した状態で前記閉空間内に閉じ込められた沈殿物を液体と共に外部に排出する排出機構とを設けたことを特徴とする沈殿物回収移送装置。
前記上面が開口した断面半円形の沈殿物回収溝を、貯留池の池底に埋め込んだ半割パイプで構成したことを特徴とする請求項１記載の沈殿物回収移送装置。
前記回転パイプの外周に、回収溝内で回転パイプを回転させたときに回転パイプと回収溝の隙間に溜まった沈殿物を掻き取るトラフスクレーパを設けたことを特徴とする請求項１または２記載の沈殿物回収移送装置。
前記排出機構が、前記回収溝の端部に接続され且つ排出口の高さ位置が前記貯留池の予定貯留水水位よりも低い位置に設定された排出管と、該排出管を開閉する弁と、からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の沈殿物回収移送装置。
前記排出機構が、前記回収溝に接続された排出管と、該排出管を開閉する弁と、前記排出管内の沈殿物を揚送するエアリフトポンプと、からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の沈殿物回収移送装置。
請求項５記載の沈殿物回収移送装置を利用した下水処理システムであって、前記貯留池が沈殿池であり、前記エアリフトポンプで利用するエアとして、活性汚泥槽に送り込むエアから分岐したものを利用することを特徴とする下水処理システム。
前記沈殿池が最終沈殿池であり、前記エアリフトポンプによって揚送する汚泥を活性汚泥槽に送り込むことを特徴とする請求項６記載の下水処理システム。