JP2005111375A - スカム加圧浮上濃縮装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 加圧浮上濃縮槽から排出されるスカムの水分量を調整できるようにして、スカム処理施設までの移送がスムースに行えるようにする。
【解決手段】 浮上したスカムを加圧浮上濃縮槽に設けられたスカム排出トラフに向けて掻寄せるスクレーパと、前記加圧浮上濃縮槽の槽壁上部で、かつ、湾曲中心位置がその加圧浮上濃縮槽側に位置するように形成された湾曲面と、回転軸を有するとともに、その回転軸に羽根を有する、前記スクレーパで掻寄せられたスカムを前記スカム排出トラフに排出する前記湾曲面近くに設けられた排出機と、その排出機の回転軸を回転駆動するとともに、その回転数を調整する機能を有する駆動源とを有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば、下水処理施設で発生するスカム含有汚水のスカムを加圧浮上により濃縮分離するスカム加圧浮上濃縮装置に関する。

従来、この種のスカム加圧浮上濃縮装置は、加圧浮上濃縮槽にスカムや汚泥を含む汚水（本発明では、このような汚水を「スカム含有汚水」としている。）を供給するとともに、空気（ガス）を溶解した加圧水を添加混合し、スカムを加圧水により生成された気泡に同伴させて浮上させて濃縮し、濃縮されたスカムをスクレーパで加圧浮上分離槽外に排出するように構成されている（特許文献１参照）。そして、加圧浮上分離槽外に排出されたスカムは、スクリューポンプ等の圧送手段を介して脱水機や焼却炉等を備えたスカム処理施設へ搬送（移送）されて処理されるように構成されている。
特開２００１−３３４２５９号公報

しかしながら、上記従来のスカム加圧浮上濃縮装置は、加圧浮上濃縮槽から排出されたスカムのスカム処理施設への搬送が良好に行われないことがあった。すなわち、下水処理場に設けられるスカム加圧浮上濃縮装置において、加圧浮上濃縮槽とスカム処理施設との間の距離は、通常、数百ｍから数ｋｍ離れており、その間をパイプを介してスカムの移動が行われるが、スカムに対する水分量が不足すると、途中で目詰まりを起こし、この目詰まりを避けようとして水分量を多くすると、スカム処理施設の負荷が増大してしまうという欠点が出てくる。

そこで、本発明は、上記欠点を解決するためになされたものであって、その目的は、加圧浮上濃縮槽から排出されたスカムを遠く離れたスカム処理施設へ円滑に搬送できるようにしたスカム加圧浮上濃縮装置を提供することにある。

本発明に係るスカム加圧浮上濃縮装置は、上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、浮上したスカムを加圧浮上濃縮槽に設けられたスカム排出トラフに向けて掻寄せるスクレーパと、前記加圧浮上濃縮槽の槽壁上部で、かつ、湾曲中心位置がその加圧浮上濃縮槽側に位置するように形成された湾曲面と、回転軸を有するとともに、その回転軸に羽根を有する、前記スクレーパで掻寄せられたスカムを前記スカム排出トラフに排出する前記湾曲面近くに設けられた排出機と、その排出機の回転軸を回転駆動するとともに、その回転数を調整する機能を有する駆動源と、を有することを特徴としている。
本発明の請求項２に記載のスカム加圧浮上濃縮装置は、羽根は、等間隔に複数枚設けられるものであることを特徴としている。
本発明の請求項３に記載のスカム加圧浮上濃縮装置は、回転数の調整は、駆動源のモータの回転数を調整して行うものであることを特徴としている。

請求項１に記載のスカム加圧浮上濃縮装置は、浮上したスカムを加圧浮上濃縮槽に設けられたスカム排出トラフに向けて掻寄せるスクレーパと、前記加圧浮上濃縮槽の槽壁上部で、かつ、湾曲中心位置がその加圧浮上濃縮槽側に位置するように形成された湾曲面と、回転軸を有するとともに、その回転軸に羽根を有する、前記スクレーパで掻寄せられたスカムを前記スカム排出トラフに排出する前記湾曲面近くに設けられた排出機と、その排出機の回転軸を回転駆動するとともに、その回転数を調整する機能を有する駆動源とを有するので、スカムに含まれる水分量の調整を容易に行うことができ、加圧浮上濃縮槽からスカム処理施設までのスカム搬送を円滑に行うことができる。
請求項２に記載のスカム加圧浮上濃縮装置は、羽根は、等間隔に複数枚設けられるので、スカムの水分量の調整をよりスムースに行うことができる。
請求項３に記載のスカム加圧浮上濃縮装置は、回転数の調整は、駆動源のモータの回転数を調整して行うので、スカムの水分量の調整を円滑に行うことができる。

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は、一実施の形態に係るスカム加圧浮上濃縮装置の概略構成図、図２は、図１のＡ−Ａ線拡大断面図、図３は、排出機部分の斜視図である。図１中、１は、上面形状が方形（四角形）で、所定の容量及び所定の深さを有する加圧浮上濃縮槽であって、その加圧浮上濃縮槽１の中間部分には、下水処理場の沈殿池の導水渠等で収集されたスカム含有汚水が汚水供給管Ｌ1 を介して供給されるように構成されている。

この加圧浮上濃縮槽１の水面近くの上部には、浮上したスカムを加圧浮上濃縮槽１の一つの槽壁側（図１では右側の槽壁側）に掻寄せるためのスクレーパ２が設けられている。このスクレーパ２は、図示しないモータからなる駆動源で回転するチェーン２ａに所定の間隔を保って複数（図示の例では２枚）の掻寄板２ｂ，２ｂを設けて構成されている。これら掻寄板２ｂ，２ｂには、掻寄板２ｂが加圧浮上濃縮槽１の水面側に位置したときに、その水面から所定深さ没する長さを有するスポーク２ｃが所定の間隔を保って複数本それぞれ設けられている。したがって、チェーン２ａで掻寄板２ｂ，２ｂが移動されると、スポーク２ｃ，２ｃ…で掻寄せられたスカムは、上記一つの槽壁側に設けられている排出機３に集められ、そして、その排出機３を介してその一つの槽壁外に設けられているスカム排出トラフ１ａに排出させる。このようにスクレーパ２をスポーク構成にすると、水の余分な移動を生じさせることなくスカムのみを効率よく移動させることができる。上記排出機３は、後述する駆動源で回転される（図３の矢印イ参照）回転軸３ａに複数枚（図示の例では３枚）の掻上羽根（本発明の「羽根」に該当する。）３ｂ，３ｂ，３ｂを等間隔に放射状に有して構成され、その回転軸３ａ（羽根３ｂ）の長さは、上記一つの槽壁の一辺の長さにほぼ等しくなるように決められている。

この排出機３の設けられている槽壁の形状は、図３に示されるように、加圧浮上濃縮槽１内に中心位置を有する湾曲面１ｂに形成されており、その湾曲面１ｂの中心位置を通る位置に上記排出機３の回転軸３ａが位置されている。そして、この回転軸３ａに設けられる掻上羽根３ｂ，３ｂ，３ｂは、その先端部側に合成ゴム又は天然ゴム等からなる部材３ｂ′，３ｂ′，３ｂ′がそれぞれ設けられ、そして、その先端部がその湾曲面１ｂとわずかな間隙を有するように決められている。この回転軸３ａには、交流モータからなるモータＭと、そのモータＭの回転数を減速する歯車機構で構成される減速機１０ａとからなる駆動源１０が接続されている。この駆動源１０のモータＭは、周波数変換回路（インバータ）を備えた制御回路１１を介して回転数が制御されるように構成されている。したがって、モータＭは、制御回路１１を介して回転数を任意に調整することができ、これにより、排出機３の回転数を任意に調整することができる。なお、排出機３の回転数は原水（スカム含有汚水）の性質等によって一様ではないが、概ね０．１〜２．０ｒｐｍの範囲内で調整される。また、モータは交流モータに限らず直流モータでもよく、また、回転数の調整は、制御回路１１によらず、減速機１０ａの歯車の組合わせを変更するような構成でもよい。しかし、上述のような周波数変換回路を用いる回転数調整は、構成が容易で安価に実施できる特長がある。さらに、この排出機３は、回転軸３ａを支持する図示しない軸支機構を移動機構（図示せず）を介して所定距離（例えば０〜２０ｍｍ）上下動できるように構成されている（図３の矢印ロ参照）。したがって、排出機３が上に移動されたときはスカムに同伴される水の量は少なくなり、また、下に移動されたときはスカムに同伴される水の量を多くすることができる。

図１中、Ｌ2 は分離水取出管であって、加圧浮上濃縮槽１の底面より上で、スカム含有汚水の汚水供給管Ｌ1 の位置よりも下の位置からスカムを分離した排水を取出してその加圧浮上濃縮槽１の上部に設けられている分離排水トラフ１ｃに排出できるように構成されている。そして、この分離排水トラフ１ｃには、上記スカム排出トラフ１ａの溢流壁１ｄの高さより少し低い位置にこの分離排水トラフ１ｃ内の分離排水をオーバーフローにより沈砂池等の他の水処理施設へ排出管Ｌ3 を介して排出できるように構成されている。したがって、この加圧浮上濃縮槽１の水位は、オーバーフローの位置により決められる。また、このオーバーフローの位置は、図示しない堰上下機構により所定高さを上下動できるように構成されている。したがって、水位が高くなったときは排出機３により排出されるスカムに同伴される水の量が多くなり、その水位が低くなったときはスカムに同伴される水の量を少なくすることができる。

図１中、Ｌ4 は加圧水供給管であって、加圧水となる三次処理水がポンプＰを介して汚水供給管Ｌ1 に供給されるように構成されている。そして、この加圧水供給管Ｌ4 には、ポンプＰの下流側において、図示しないコンプレッサで生成された圧縮空気が供給されて、水（三次処理水）に空気（ガス）の溶解された加圧水が製造されるように構成されている。

スカム含有汚水量に対する加圧水量は、周知のスカム加圧浮上濃縮装置と同様に、原水（スカム含有汚水）に対して１５〜３０％用意される。ここで用いられる三次処理水は、加圧浮上濃縮槽１の設置されている下水処理場から発生したもので、したがって、下水処理場全体としての処理負荷は一定である。なお、本発明でいう三次処理水とは、例えば、丸善株式会社から平成２年４月２５日第７刷発行の「用水廃水便覧」Ｐ．６１２に示されているように、汚水をスクリーン等で固液分離して得られた一次処理水を生物学的な処理で二次処理水を得、この二次処理水をろ過等のさらに高級な処理を施して得られた処理水を指している。

なお、図示の例では、加圧水は、汚水供給管Ｌ1 の途中に供給されるように構成されているが、スカム含有汚水とは別に加圧水を加圧浮上濃縮槽１内に供給してもよい。しかし、図示のように汚水供給管Ｌ1 中に加圧水を供給すると、スカム含有汚水に対する加圧水の添加混合が効果的に行われるので、スカムの浮上濃縮を効率よく行える効果がある。

上記構成からなるスカム加圧浮上濃縮装置においては、汚水供給管Ｌ1 を介して加圧水の添加混合されたスカム含有汚水が加圧浮上濃縮槽１内に供給されると、スカム含有汚水中に溶解されていた空気（ガス）が気泡として現われ、その気泡がスカムに付着してスカムを加圧浮上濃縮槽１の上方へ移動させる。スカムは、発生する気泡により次から次へと上方へ持ち上げられてスカムの濃縮が行われる。このようにして濃縮されたスカムは、スクレーパ２を介して排出機３側に集められ、その集められたスカムは、排出機３を介してスカム排出トラフ１ａに排出される。スカム排出トラフ１ａに排出されたスカムは、図示しないスクリューポンプ等からなる圧送手段により脱水機や焼却炉等を備えたスカム処理施設へ送られて処理される。

排出機３を介して加圧浮上濃縮槽１からスカム排出トラフ１ａに排出されるスカムに対する水分量は、排出機３の回転数制御により調整される。すなわち、排出機３の回転数が大きくなれば、スカムに対する水分量が多くなり、その回転数が小さくなれば、その水分量は小さくなる。どの程度の水分量にするかは、加圧浮上濃縮槽１からスカム処理施設までの移送距離及びスカムの性質により決められるが、スカムが途中で目詰まりを起こすことがなく、かつ、必要以上の水分量とならないように決められる。また、この水分量調整は、排出機３の回転数調整と共に、又は排出機３の回転数を一定として排出機３の高さを変化させて、あるいは加圧浮上濃縮槽１の水位を調整して行うこともできる。

なお、上述の例では、加圧水を三次処理水としたが、加圧浮上濃縮槽１からの分離排水をろ過機を介してろ過処理してろ過水を得、これを加圧水としてもよい。この場合のろ過機としては、例えば、目開きが数ｍｍ（例えば２ｍｍ）のバースクリーン等が使用される。

本発明の一実施の形態に係るスカム加圧浮上濃縮装置の概略構成図である。 図１のＡ−Ａ線拡大断面図である。 排出機部分の斜視図である。

符号の説明

１ 加圧浮上濃縮槽
１ａ スカム排出トラフ
１ｂ 湾曲面
１ｃ 分離排水トラフ
２ スクレーパ
２ａ チェーン
２ｂ 掻寄板
２ｃ スポーク
３ 排出機
３ａ 回転軸
３ｂ 羽根（掻上羽根）
３ｂ′ 部材
Ｐ ポンプ
１０ 駆動源
１０ａ 減速機
１１ 制御回路
Ｍ モータ

Claims (3)

1. 浮上したスカムを加圧浮上濃縮槽に設けられたスカム排出トラフに向けて掻寄せるスクレーパと、
   前記加圧浮上濃縮槽の槽壁上部で、かつ、湾曲中心位置がその加圧浮上濃縮槽側に位置するように形成された湾曲面と、
   回転軸を有するとともに、その回転軸に羽根を有する、前記スクレーパで掻寄せられたスカムを前記スカム排出トラフに排出する前記湾曲面近くに設けられた排出機と、
   前記排出機の回転軸を回転駆動するとともに、その回転数を調整する機能を有する駆動源と、
   を有することを特徴とするスカム加圧浮上濃縮装置。
2. 請求項１に記載のスカム加圧浮上濃縮装置において、羽根は、等間隔に複数枚設けられるものであることを特徴とするスカム加圧浮上濃縮装置。
3. 請求項１又は２に記載のスカム加圧浮上濃縮装置において、回転数の調整は、駆動源のモータの回転数を調整して行うものであることを特徴とするスカム加圧浮上濃縮装置。

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