JP2005046783A - 篩渣圧送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 篩渣を、汚泥を使用することなく密閉配管中を圧送することが可能であり、圧送中の摩擦抵抗が小さく、且つ、圧送先での焼却に支障を来たすことがない篩渣圧送装置を提供する。
【解決手段】 ホッパ１の排出口にはピストンポンプ２が接続され、ピストンポンプ２の吐出口３に密閉配管５が接続されている。ピストンポンプ２の吐出口３及び密閉配管５の途中には、高粘度流体の注入口７が設けられている。各注入口７は、供給配管９を介して高粘度流体注入装置８に接続されている。篩渣２１は、ホッパ１内に投入され、ピストンポンプ２によって密閉配管５の中に送り出される。シーケンサ１３は、ピストンポンプ２を駆動する油圧ユニット１１の負荷及び各圧力検出器１０の出力を監視し、それらの値が予め設定された基準値を超えたとき、各注入口７から高粘度流体を注入する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、下水の処理の過程においてスクリーンで回収された塵芥類（篩渣：しさ）を、容積型の圧送装置を用いて密閉配管を介して圧送するための装置に係り、特に下水ポンプ場の沈砂池で掻き揚げられた篩渣を圧送する場合に適した装置に係る。

一般に、上記のような篩渣を容積型のポンプを用いて密閉配管を介して圧送する場合、配管の立ち上り部分で篩渣の水分が抜けて、密閉配管の壁面との間の摩擦抵抗が増える。その結果、篩渣が密閉配管の壁面に付着し、これが引き金となって、配管の立ち上り部分で詰まりが発生する。また、配管の立ち上り部分で篩渣の水分が抜けるということは、この箇所に空気が入って溜まることを意味する。篩渣の間に溜まった空気は圧縮性であるので、一種の空気バネとなって、圧送ポンプの押出力（推力）が当該箇所より先には伝達されなくなる。これと先の摩擦抵抗の増大とが相侯って、篩渣の圧送不能に陥る。

このような問題を解決するため、篩渣に流動性のある含水物を混合して圧送する技術が開発されている。その例として、図３に、特開２００２−０９６０９５公報に記載されている「し渣搬送装置」の構成を示す。この装置は、下水処理の過程でスクリーンで回収された篩渣を搬送するための装置である。

ホッパ３４の排出口には、ピストンポンプ３１が接続され、ピストンポンプ３１から伸びる圧送管３３の途中には滑剤注入装置３７が挿入されている。篩渣３８は、大塊不燃物粉砕除去機３６で破砕された後、ホッパ３４内に投入される。汚泥３９は、別口からホッパ３４内に投入される。篩渣３８と汚泥３９との混合物は、押し込み機３５により、ホッパ３４からピストンポンプ３１内に押し込まれ、次いで、圧送シリンダ３２により圧送管３３内を圧送され、焼却炉まで搬送される。

圧送管３３の途中には圧力検出用のセンサ４０が取り付けられており、検出結果に応じてバルブ４２を開いて滑剤を滑剤注入装置３７に供給したり、あるいは、モータ４１の作動状態を変化させて、汚泥３９のホッパ４への供給量を調整したりして、ピストンポンプ３１の吐出圧力を制御する。この装置によれば、圧送管の立ち上がり部分での篩渣からの水の抜け、及びそれに伴う摩擦抵抗の増大を防いで、篩渣の長距離圧送が可能になる。

なお、上記の文献中において、供給される滑剤の例として挙げられているのは水のみである。

上記の技術には、次のような問題点があった。即ち、流動性を付与する目的で篩渣に混合される汚泥は、下水処理場では比較的容易に入手することができるが、下水ポンプ場では一般に入手が困難である。このため、下水ポンプ場では、上記の技術を採用することができない。また、汚泥は、臭気が強いので、周囲の衛生環境を悪化させるという問題点もある。汚泥には、止水性と気密性の二面の役割を担わせていると考えられるが、そのためには、汚泥の必要投入量としてかなりの量が必要となる。そのほか、滑剤としての水の注入量が増えると、篩渣と汚泥の混合物の固体輸送ではなくスラリー輸送となってしまい、搬送先の焼却炉での焼却が困難になるおそれもある。
特開２００２−０９６０９５公報

本発明は、以上のような従来の篩渣圧送装置の問題点に鑑み成されたものである。本発明の目的は、篩渣を、汚泥を使用することなく密閉配管中を圧送することが可能であり、圧送中の摩擦抵抗が小さく、且つ、圧送先での焼却に支障を来たすことがない篩渣圧送装置を提供することにある。

本発明の篩渣圧送装置は、
スクリーンで回収された篩渣を、容積型の押出し装置を用いて密閉配管を介して圧送する装置において、
前記押出し装置の吐出口または前記密閉配管の途中に接続され、ベントナイト、油脂類及び吸水ゲルの内のいずれかの高粘度流体を注入するための注入装置を備えたことを特徴とする。

ここで、ベントナイトとは、例えば、モンモリロナイト分の多いＮａ−ベントナイトまたはＮａ交換ベントナイトであって、水中でベントナイト２ｇが２０ｍＬ以上の膨潤容積を示す高膨潤性ベントナイトである。

油脂類とは、例えば、特別管理廃棄物に該当しない廃油、鉛等の極圧添加剤を含まない廃グリース、または動植物性油脂類などである。

吸水ゲルとは、例えば、ポリアクリル酸系高分子、でんぷん系の半合成高分子、またはカルボキシメチルセルロース系の半合成高分子などである。

本発明の篩渣圧送装置によれば、圧送配管中に上記のような高粘度流体を注入することによって、配管の壁面に上記高粘度流体の膜が形成される。このため、密閉配管の立ち上り部分で篩渣から水分が分離しても、上記高粘度流体の膜が潤滑性を備えているので、篩渣と配管の壁面との間の摩擦抵抗の上昇が抑えられる。その結果、篩渣の詰まりを防止するとともに、押出し装置の負荷を軽減することができる。

好ましくは、本発明の篩渣圧送装置は、前記押出し装置の運転負荷を監視し、その運転負荷が予め設定された基準値を超えたときに、前記注入装置から前記高粘度流体を注入する制御装置を更に備える。

このように、押出し装置の運転負荷に応じて、前記高粘度流体を適宜注入することによって、ランニングコストの増大を抑えることができる。

また、前記押出し装置の運転負荷を監視する代わりに、あるいは、運転負荷を監視すると並行して、前記密閉配管内の圧力を監視し、その圧力が予め設定された基準値を超えたときに、前記注入装置から前記高粘度流体を注入しても良い。

あるいは、本発明の篩渣圧送装置は、前記押出し装置の運転ストローク数をカウントし、そのカウント数が予め設定された値に到達したときに、前記注入装置から前記高粘度流体を注入する制御装置を更に備える。

また、前記高粘度流体の注入を、前記押出し装置の運転頻度に合わせて間欠的に注入することにより、前記高粘度流体に「栓」の役割を担わせることができる。それによって、配管の立ち上がり部分における篩渣からの水の分離を防止することができる。

本発明の篩渣圧送装置によれば、以下の効果が得られる。

ａ．汚泥を使用しないので、汚泥の入手が困難なところでも実施することができる。また、汚泥に起因する悪臭発生の問題が無い。

ｂ．篩渣と汚泥を混合するための装置類が不要となり、汚泥を混合することに起因するトラブル（例えば、破砕機への篩渣の絡み付き）がなくなる。

ｃ．上記高粘度流体は、汚泥を使用する場合と比較して少ない注入量で済むので、篩渣の輸送効率が向上する。

ｄ．押出し装置に上記高粘度流体の注入点を設けられない場合でも、密閉配管の要所に注入点を設けることにより、篩渣を円滑に圧送することができる。従って、本発明の篩渣圧送装置は既存のシステムに対しても適用することができる。

図１に、本発明に基づく篩渣圧送装置の構成の一例を示す。図中、２はピストンポンプ（容積型の押出し装置）、５は密閉配管、８は高粘度流体注入装置、１０は圧力検出器、１３はシーケンサ（制御装置）、２１は篩渣を表す。

ホッパ１の排出口にはピストンポンプ２が接続され、ピストンポンプ２の吐出口３にゲート弁２３を介して密閉配管５が接続されている。密閉配管５の先端は、貯留設備４まで伸びている。ピストンポンプ２は、油圧ユニット１１によって駆動される。ピストンポンプ２の吐出口３及び密閉配管５の途中には、高粘度流体の注入口７が設けられている。この例では、ピストンポンプ２の吐出口の他に、密閉配管５の途中の３箇所に高粘度流体の注入口７が設けられている。各注入口７は、供給配管９を介して高粘度流体注入装置８に接続されている。各注入口７の下流側には、それぞれ圧力検出器１０が取り付けられている。

篩渣２１は、ホッパ１内に投入され、ピストンポンプ２によって密閉配管５の中に送り出される。シーケンサ１３は、ピストンポンプ２を駆動する油圧ユニット１１の負荷を監視し、その負荷が予め設定された基準値を超えたとき、高粘度流体の注入装置８から供給配管９を介して各注入口７から高粘度流体を注入する。これと並行して、シーケンサ１３は各圧力検出器１０の出力を監視し、その圧力が予め設定された基準値を超えたときにも、各注入口７から高粘度流体を注入する。

図２に、高粘度流体の注入口７の断面図を示す。注入口７には、供給配管９から高粘度流体２２が注入される。高粘度流体２２は、密閉配管５の壁面に付着して、膜状に壁面を覆い、潤滑剤の役目を果たす。これにより、密閉配管５内で篩渣２１を円滑に圧送することができる。

なお、上記の高粘度流体として、好ましくは、モンモリロナイト分の多いＮａ−ベントナイトまたはＮａ交換ベントナイトであって、水中でベントナイト２ｇが２０ｍＬ以上の膨潤容積を示す高膨潤性ベントナイトを使用する。これらのベントナイトは、潤滑性に優れ、比較的少量の注入で密閉配管の内壁面の摩擦抵抗の上昇を抑えることができる。

その他、上記の高粘度流体として、特別管理廃棄物に該当しない廃油、鉛等の極圧添加剤を含まない廃グリース、または動植物性油脂類などの油脂類を使用することができる。

更に、上記の高粘度流体として、ポリアクリル酸系高分子、でんぷん系の半合成高分子、またはカルボキシメチルセルロース系の半合成高分子などの吸水ゲルを使用することができる。吸水ゲルは、自己の体積の数千倍もの水を吸水して膨れ、潤滑性にも優れるので、添加量が少量で済み、経済的である。

そのような吸水ゲルの具体的な例として、以下に示す高吸水性ポリマーがある：
ａ．硝酸第二セリウムアンモニウムを資材としてアクリロニトリルやアクリル酸ソーダをグラフト重合し、次いでアルカリで加水分解したもの；
ｂ．でんぷんに二官能性モノマーを共重合するか、あるいは重合後に架橋剤で三次元化したもの；
ｃ．セルロースとモノクロロ酢酸からカルボキシメチルセルロースを得て、架橋したもの；
ｄ．酢酸ビニルとアクリル酸メチルを重合し、アルカリでけん化したもの；
ｅ．アクリル酸ソーダと二官能性のモノマーを共重合し、アクリル酸ソーダを架橋したもの。

なお、上記の例では、油圧ユニット１１の負荷及び密閉配管５内の圧力を監視し、それらの値に基づいて高粘度流体の注入を制御しているが、その代わりに、ピストンポンプ２の運転ストローク数をカウントし、そのカウント数が予め設定された値に到達したときに、高粘度流体を注入しても良い。

また、上記の例では、高粘度流体の注入口をピストンポンプ２の吐出口３及び密閉配管５の途中に設けているが、その代りに、篩渣の投入口に、直接、高粘度流体を注入するようにしても良い。

本発明に基づく篩渣圧送装置の一例を示す概略構成図。 高粘度流体の注入口の構造の一例を示す部分拡大断面図。 従来の篩渣圧送装置の例を示す図。

符号の説明

１・・・ホッパ、２・・・ピストンポンプ（容積型の押出し装置）、３・・・吐出口、４・・・貯留設備、５・・・密閉配管、７・・・注入口、８・・・高粘度流体注入装置、９・・・供給配管、１０・・・圧力検出器、１１・・・油圧ユニット、１３・・・シーケンサ（制御装置）、２１・・・篩渣、２２・・・高粘度流体、２３・・・ゲート弁。

Claims (7)

1. スクリーンで回収された篩渣を、容積型の押出し装置を用いて密閉配管を介して圧送する装置において、
   前記押出し装置の吐出口または前記密閉配管の途中に接続され、ベントナイト、油脂類及び吸水ゲルの内のいずれかの高粘度流体を注入するための注入装置を備えたことを特徴とする篩渣圧送装置。
2. 前記ベントナイトは、モンモリロナイト分の多いＮａ−ベントナイトまたはＮａ交換ベントナイトであって、水中でベントナイト２ｇが２０ｍＬ以上の膨潤容積を示す高膨潤性ベントナイトであることを特徴とする請求項１に記載の篩渣圧送装置。
3. 前記油脂類は、特別管理廃棄物に該当しない廃油、極圧添加剤を含まない廃グリース、または動植物性油脂類の内のいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の篩渣圧送装置。
4. 前記吸水ゲルは、 ポリアクリル酸系高分子、でんぷん系の半合成高分子、またはカルボキシメチルセルロース系の半合成高分子の内のいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の篩渣圧送装置。
5. 前記押出し装置の運転負荷を監視し、その運転負荷が予め設定された基準値を超えたときに、前記注入装置から前記高粘度流体を注入する制御装置を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載の篩渣圧送装置。
6. 前記密閉配管の途中に設けられ、前記密閉配管内の圧力を検出する圧力検出器と、
   この圧力検出器からの出力を監視し、その圧力が予め設定された基準値を超えたときに、前記注入装置から前記高粘度流体を注入する制御装置と、
   を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載の篩渣圧送装置。
7. 前記押出し装置の運転ストローク数をカウントし、そのカウント数が予め設定された値に到達したときに、前記注入装置から前記高粘度流体を注入する制御装置を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載の篩渣圧送装置。

Images