JP2005224788A - 沈砂池設備、それを用いた沈砂の除去方法及び沈砂池 - Google Patents

Abstract

【課題】設備コストが低減され、かつ、メンテナンスが容易な沈砂池設備及びそれを用いた沈砂の除去方法を提供すること。
【解決手段】一つの沈砂池１０を平面視複数に分割し分割域１１Ａ…を形成し、分割域１１Ａ…に対してそれぞれ沈砂ピット１２Ａ…を設け、各沈砂ピット１２Ａ…にそれぞれ吸引用の吸引管１Ａ…が配設され、該吸引管１Ａ…は合流された後に排出システム６に接続されている。この吸引管１Ａ…には水を沈砂ピット１２Ａ…に送給する送水管２及び／又は空気を吸引管１Ａ…に送給する送気管３Ａ…を接続することができ、また、各分割域１１Ａ…には噴射ノズル１６Ａ…をそれぞれ配設することができ、これらの噴射ノズル１６Ａ…へは水を送水するノズル用送水管２Ａ…が接続される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、沈砂池設備、それを用いた沈砂の除去装置及び沈砂池に関する。

家庭汚水等を処理する下水処理施設における沈砂池では、沈砂池の底盤（底部）に沈砂が溜まる沈砂ピットを設け、この沈砂ピットに向けて吸引管が配設され、その吸引管はサンドポンプなどの水中ポンプやジェットポンプなどの揚砂ポンプに接続され、沈砂ピットに溜まった沈砂はこれらの揚砂ポンプにより滞留水と共に排出されていた。

このような沈砂池では、底盤の構造や周囲に種々の装備を付すことにより、沈砂を効率よく揚砂ポンプで排出できるように多数の工夫がなされている（例えば、特許文献１〜５参照。）。

例えば、特許文献１又２では、沈砂が溜まる底部を複数のゾーンに区画するように仕切りを設け、揚砂ポンプの吸込口のある方向へ沈砂を誘導する水噴出用のノズルを配設している。

また、特許文献３では長手方向に沿ってスクリューコンベアが配設された溝を設けている。また、特許文献４では、底盤に複数の凹凸条を設け各凹条に０．１〜０．４ＭＰａ程度の圧力水を噴出させて集砂ピットへ沈砂を誘導している。

また、特許文献５では、汚水の流下方向に向けて順にノズル、集砂ピット及びスクリューコンベアを配設させている。

これらのいずれの技術においても、揚砂ポンプは沈砂ピットの周囲に配置されていた。
特開２００２−２８２６１０号公報 特開２００２−２８２６０９号公報 特開２００２−２８２６０７号公報 特開２００２−１５９８０３号公報 特開２００２−１８６９５５号公報

しかしながら、従来の沈砂池設備では、揚砂ポンプは沈砂池内に配設されているので不使用時には昇降装置により汚水面より引き上げることはできても、設備のメンテナンスに多数の工数が必要であるという課題があった。

また、このような揚砂ポンプは各沈砂池のそれぞれに必要であるので、沈砂池の数が増大すると、それに従って設備の維持コストが嵩むという課題があった。

トラフへの給水ノズルの設置、スクリューコンベアの設置など、沈砂池の構造を複合化させて沈砂池を大面積化させることにより沈砂池の数を低減すれば揚砂ポンプの設置台数も低減できるが、このように沈砂池の構造を複雑にすれば設備費が増大するだけでなく、複雑化により増設された各給水ノズルやスクリューコンベアの運転コストが嵩むという新たな課題が発生する。

そこで、この発明は、設備コストが低減され、かつ、メンテナンスが容易な沈砂池設備、それを用いた沈砂の除去方法及びそれに用いる沈砂池を提供することを課題とする。

上記課題を解決するため検討したところ、一つの沈砂池を平面視多数に分割して各分割域にそれぞれ沈砂ピットを形成すれば、沈砂池の構造を簡易にしても沈砂の除去が行えることを見出した。

また、この場合、各沈砂ピットに対して吸引管を配設し、各吸引管を合流させて排出システムに接続すれば、沈砂設備全体の構成を簡略化できる。また、この吸引管の先端を複数の沈砂ピット間に跨って移動可能とすれば移動の数に応じて各吸引管の合流点の個数を削減することができる。

また、このように構成すれば、沈砂池の構造が簡略化されることにより一つの真空ポンプで吸引できる沈砂池の面積を広げることが可能となる。

そして、この沈砂池の面積を更に広げた場合、吸引された沈砂を回収するために設けられる貯留室の容積を増大させるよりも複数設けることが好ましいこと、及び複数設けた貯留室を連続運転が可能に構成すれば、真空ポンプの稼働率を増大させることが可能であることを見出した。

これにより、各沈砂池（又は沈砂ピット）の数に応じて配設されていた揚砂ポンプに対して、揚砂ポンプの数を低減できること。さらには、揚砂ポンプの数が沈砂ピットに対して少なくなることによりポンプの吸水能力の低下が懸念されるが、各吸引管にそれぞれバルブを設け、各バルブを開閉することにより吸水される沈砂ピットの数を制限すれば、吸水能力の低下は避けられることを見出し本発明に到達した。

また、揚砂ポンプの設置位置を沈砂池外の、例えば陸上とすれば、メンテナンスが飛躍的に向上することも併せて見出した。

即ち本発明は、沈砂池に設けられた沈砂ピットに吸引用の吸引管を配設し、該吸引管を排出システムに接続して沈砂ピットに堆積した沈砂を排水と共に排出する沈砂池設備において、少なくとも一つの沈砂池を平面視複数に分割して分割域を形成し、該分割域に対してそれぞれ沈砂ピットを設けることを特徴とする沈砂池設備である。

このような沈砂池設備によれば、沈砂池の構造が簡略でも沈砂の収集が容易であり、多数の沈砂ピットは必要であるが、沈砂設備全体としての設備コストが低減され、かつ、メンテナンスが容易な沈砂池設備、それを用いた沈砂の除去方法及びそれに用いる沈砂池を提供することができる。

また、このような沈砂池設備によれば、排水ポンプを沈砂池外の、例えば、陸上に配設することが可能であり、メンテナンスが飛躍的に向上する。

この吸引管には、該吸引管に水を送給する送水管及び／又は該吸引管に空気を送給する送気管を接続することができる。

また、各分割域には、水を噴射するノズルを配設することができ、これらのノズルへは水を送水するノズル用送水管を接続することができる。

また、各吸引管、送水管、送気管及び／又はノズル用送水管はそれぞれ電動弁又は空気作動弁等の制御弁を備え、該制御弁の開閉とポンプの運転とを制御する制御装置とを備えることが好ましい。

また、前記排出システムは、沈砂を排水と共に貯留する複数の貯留室を備えていることが好ましい。これらの貯留室は、沈砂を排水と共に吸引するために直接的又は間接的に減圧発生源に接続される。

この場合の複数の貯留室は独立して運転可能であれば、貯留室に堆積された沈砂を交互に又は順次に排出することにより排出系を連続運転させることが可能となる。

また、上下に連通可能であり、常時は上下の貯留室が連通されることにより一体となって１つの貯留室として機能するが、下方に配置された貯留室に堆積した沈砂を排出する際には、上方に位置する貯留室が下方に位置する貯留室とは独立して前記減圧発生源に接続されて運転可能であれば、同様に排出系を連続運転することもできる。この場合下方に配置される貯留室は、減圧発生源に直接接続されていても、また、上方に配置される貯留室を介して間接的に減圧発生源に接続されていてもよい。

また、貯留室に移送用の圧縮空気を送給できる配管を配設したり、貯留室の後流側に移送設備を配設することにより、揚程が高い位置に沈砂の回収装置が配設されている場合に対応することもできる。

これにより、運転開始時には、送水管及び／又は送気管を利用して吸引管から沈砂ピットに向けて水又は空気を排出して各沈砂ピットに形成されたブリッジを解消した後、及び／又はノズル用送水管を利用してノズルから水を噴射して沈砂ピットに堆積した沈砂を攪拌したり又は沈砂を吸引口へ向けて誘導しながら排水ポンプ及び吸引管を利用して各沈砂ピットの沈砂を順次滞留する滞留水と共に排出することができる。

本発明に従えば、設備コストが低減され、かつ、メンテナンスが容易な沈砂池設備、沈砂の除去方法及び沈砂池を提供することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について実施例を図面に基づいて説明する。

以下、本発明を実施するための実施例１について図面を参照しつつ説明する。

先ず、図１〜図３は本発明に係る沈砂池設備の概要を説明する図であり、図１は概要を平面的に説明する図、図２は概要を縦断面により説明する図、図３は概要を横断面により説明する図である。

この沈砂池設備は、図１に示すように、流入渠などの上流側２１から流入する下水を沈砂池１０で沈砂させ、揚砂ポンプにより沈砂ピットに溜まった沈砂を排出するものであり、下流側にはポンプ井２２が配設されている。

この沈砂池１０は、図中符号１１Ａ〜１１Ｋで示すように、平面視、稜線１４により分割され、１０の分割域が形成されている。

各分割域１１Ａ〜１１Ｋは、それらの稜線１４から中央に向けて下降する傾斜面１３ａ〜１３ｄが形成され、各傾斜面１３ａ〜１３ｄの最下部には沈砂ピット１２Ａ〜１２Ｋが設けられている。これにより、一つの沈砂池１０に対してすり鉢状の複数の沈砂ピット１２Ａ〜１２Ｋが設けられている。

また、各沈砂ピット１２Ａ〜１２Ｋには、図２に示すように、それぞれ吸引口１Ａａ〜１Ｋａを向けた吸引管１Ａ〜１Ｋが配設されている。この各吸引管１Ａ〜１Ｋは、それぞれ制御弁としての電動弁４（４Ａ〜４Ｋ：４Ａ〜４Ｅのみ図示。）を介してそれぞれ合流して一つの吸引管１に接続されている。

この吸引管１は二つに分岐され、一方は、電動弁５を介してメンテナンスなどが容易に行えるように沈砂池１０の外部（又は地上部）に配設された排出システム６に接続されている。また、他方は電動弁７を介してポンプ井２２の水を送給する送水ポンプ８に接続され、その送水ポンプ８は送水管２によりポンプ井２２内の水を吸引できるように構成されている。また、この図で符号Ｗ．Ｌ．は滞留水が滞留している水面を表している。

この排出システム６としては、例えば、自給式陸上ポンプ、真空ポンプが用いられる。この自給式陸上ポンプの一例は自給式遠心ポンプ装置である。国際公開ＷＯ９８／０４８３３号公報で開示される自給式遠心ポンプ装置は、ポンプ起動、運転、停止の全行程にわたって主ポンプ側と真空装置側との間で液の浸入を防ぐことで完全自動運転が行えて設備及び管理コストの低減が図れるので好ましい。

また、真空ポンプの一例としては、株式会社鶴見製作所の真空発生装置ＥＶＰ型を備えた連続吸排気装置ＶＥＴ型などの真空発生型（又はブロア型）を例示することができる。真空発生装置により吸込口から吸引された沈砂及び滞留水などの吸引物はサイクロン状態でエアと吸引物とが分離される。いずれも、ポンプ本体が陸上にあるので、水中ポンプに比べてメンテナンスが容易である。

また、この排出システム６としては減圧発生源に接続された沈砂を排水とともに貯留する複数の貯留室を備えるように構成してよい。これらの詳細は後述する実施例２以降により詳細に説明される。

各電動弁４Ａ〜４Ｋ，５，７及び排出システム６、送水ポンプ８は制御装置（不図示）に接続され、この制御装置により各電動弁４Ａ〜４Ｋ，５，７の開閉と排出システム６、送水ポンプ８の運転とが制御されている。

次に、この沈砂池設備の運転状況について説明する。

まず、ステップ１では、制御装置からの指令により逆洗が行われる。制御装置は、各電動弁４Ａ〜４Ｋ，５，７を閉鎖状態から電動弁４Ａ〜４Ｋ及び電動弁７の開放を指令する。送水ポンプ８が作動していない場合には、制御装置は送水ポンプ８の作動を指令する。これによりポンプ井２２の水は吸引管１（１Ａ〜１Ｋ）を逆流して吸引管１（１Ａ〜１Ｋ）内が洗浄される。また、これによりポンプ井の水は吸引口１Ａａ〜１Ｋａから排出され、各沈砂ピット１２Ａ〜１２Ｋ付近に堆積する沈砂が攪拌され、各沈砂ピット１２Ａ〜１２Ｋにブリッジが形成されている場合には、これによりブリッジが解消される。

次に、ステップ２は、各沈砂ピット１２Ａ〜１２Ｋの沈砂を順次除去する行程である。まず、ステップ１の状態から、電動弁４Ａの開放は維持されたまま、他の電動弁４Ｂ〜４Ｋ及び電動弁７の閉鎖が指令される。一方で電動弁５の開放が指令されて排出システム６が作動する。これにより、沈砂が滞留水とともに吸引口１Ａａから吸引管１を介して排出システム６に吸引される。沈砂ピット１２Ａ内の沈砂除去が行われる所定時間の経過後、電動弁４Ｂが開放されて電動弁４Ａが閉鎖される。これにより、沈砂ピット１２Ａの沈砂除去から沈砂ピット１２Ｂの沈砂除去に運転が切り替わる。

沈砂ピット１２Ｂ内の沈砂の除去が行われる所定時間の経過後、電動弁４Ｃが開放されて電動弁４Ｂが閉鎖される。これにより、沈砂ピット１２Ｂの沈砂除去から沈砂ピット１２Ｃの沈砂除去に運転が切り替わる。

以降同様にして、沈砂ピット１２Ｂから１２Ｃ、１２Ｃから１２Ｄ…へと運転が切り替わり、最後に沈砂ピット１２Ｋの沈砂の除去が終了すると、全ての電動弁が閉鎖されて運転が停止する。

このような運転は、沈砂の堆積程度にもよるが、通常であれば、１日１回から数回程度の運転で充分である。各沈砂ピット１２Ａ〜１２Ｋからの沈砂の除去は３分程度で終了できるので、例えば、幅５ｍ程度、長さが２０ｍ程度の大型の沈砂池でも、１０分割することにより、各回の運転を３０分強程度で行える。

複数の沈砂池１０…が隣接されていれば、複数の沈砂池１０…からの吸引管１…をさらに合流させて一つの排出システム６で運転することも可能である。

これにより、本発明の沈砂池設備によれば、沈砂池は、多数の分割域に分割され、各分割域に対して沈砂ピットが配置されているので、沈砂ピットの数は増大するが、各沈砂ピットに配設された吸引管が合流された後排出システムに接続されているので、各沈砂ピット毎に揚砂ポンプを設置する必要がなく、また、排出システムは、沈砂池外の陸上に配設できるので、維持管理が容易となり維持費も飛躍的に低減できる。

また、沈砂池を分割することにより一つの沈砂ピットの面積が少なくてよいので、各沈砂ピットの構造が簡単でも各沈砂ピットへの集砂は充分に可能である。

これにより、本発明に従えば、設備コストが低減され、かつ、メンテナンスが容易な沈砂池設備及び沈砂の除去方法を提供することができる。
［変形例１］
この変形例１に係る沈砂池設備では、図４に示すように、各吸引管１Ａと１Ｂ、１Ｃと１Ｄ、…が合流されてそれぞれ吸引管１ＡＢ，１ＣＤ…が形成され、それらの吸引管１ＡＢ，１ＣＤ…は、それぞれ電動弁４ＡＢ，４ＣＤを介して吸引管１に合流されている。その他の構成は図１〜図３の場合と同一乃至は均等である。

これにより、沈砂ピット１２Ａの沈砂と沈砂ピット１２Ｂの沈砂とが吸引管１Ａ及び吸引管１Ｂにより同時並行的に吸引されて二つの沈砂ピット１２Ａ、１２Ｂの沈砂除去が同時に行われる。沈砂ピット１２Ａ〜１２Ｋが小さいので、このように複数の沈砂ピット（例えば、沈砂ピット１２Ａと１２Ｂ）から同時に沈砂を排出するように構成してもよい。
［変形例２］
この変形例２に係る沈砂池設備では、図５に示すように、各吸引口１Ａａ〜１Ｋａ（図では１Ａａ〜１Ｅａのみ図示）の直上に、空気を吸引管１Ａ〜１Ｋ（図では１Ａ〜１Ｅのみ図示）を介して各沈砂ピット１２Ａ〜１２Ｋ（図では１２Ａ〜１２Ｅのみ図示）内に送給する送気管３Ａ〜３Ｋ（図では３Ａ〜３Ｅのみ図示）がそれぞれ配管されている。この送気管３Ａ〜３Ｋは不図示の電動弁を介してコンプレッサに接続されている。

また、ポンプ井２２内の水を吸水する送水管２は送水ポンプ８を介して各分割域１１Ａ〜１１Ｋ（図では１１Ａ〜１１Ｅのみ図示）に向けて分割され、その各分割配管２Ａ〜２Ｋ（図では２Ａ〜２Ｅのみ図示）は電動弁９Ａ〜９Ｋ（図では９Ａ〜９Ｅのみ図示）を介してそれぞれ多数（図では２本）に分割され、各先端にはスプレノズル２Ａａ〜２Ｋａが配設されている。

以上の構成によれば、ポンプ井の水は、各スプレノズル２Ａａ〜２Ｋａからそれぞれの分割域１１Ａ〜１１Ｋにある各々の吸引口１Ａａ〜１Ｋａに向けてスプレされる。

これにより、ステップ１の運転開始時に、送気管３Ａ〜３Ｋを利用して吸引口１Ａａ〜１Ｋａから空気をバブリングさせれば、各沈砂ピット１２Ａ〜１２Ｋに強固なブリッジが形成されていても、このブリッジを破壊することができる。

また、各電動弁９Ａ〜９Ｋを開放させれば、各スプレノズル２Ａａ〜２Ｋａからはポンプ井の水がスプレされて各分割域１１Ａ〜１１Ｋに堆積した沈砂は攪拌されつつそれぞれの吸引口１Ａａ〜１Ｋａに向けて誘導される。

各電動弁９Ａ〜９Ｋを制御装置に接続して、例えば、沈砂ピット１２Ａの沈砂を排出する際には電動弁９Ａのみ開放させて他の電動弁９Ｂ〜９Ｋを閉鎖させれば、ノズル２Ａａから噴出する水により分割域１１Ａ内の沈砂は吸引口１Ａａ付近に誘導されるので、効率的に沈砂を除去できる。

また、バルブ４Ａを開放して吸引口１Ａａから沈砂を吸引する吸引時に送気管３Ａから空気を送給すると、排出システム６の位置が１０ｍを超えて高い位置（例えば、１８ｍ程度）にある場合にも沈砂の送給が可能となる。

その他の構成及び作用効果は図１〜図３の場合と同様である。
［変形例３］
この変形例３では、すり鉢型の沈砂ピットに対して、トラフを設けることにより一層効率的に集砂できる構造を提供している。

ここで、沈砂池１０は、図６に示すように、８の分割域１１Ａ〜１１Ｈに分割されている。

各分割域１１Ａ〜１１Ｈには、流れに交叉する方向に沈砂ピット１２Ａ〜１２Ｈが配設されている。各沈砂ピット１２Ａ〜１２Ｈに先端を向けて流れ方向に各５条（合計１０条）のＵ字管１５が配設されている。各Ｕ字管の末端の稜線１４付近には、それぞれ沈砂ピット１２Ａ〜１２Ｈに向けて水を噴射する噴射ノズル１６Ａ〜１６Ｈがそれぞれ設けられている。また、沈砂ピット１２Ａ〜１２Ｈには、両端から中央に位置する吸引口１Ａａ〜１Ｈａに向けて沈砂が集まるように一対の噴射ノズル１７Ａ〜１７Ｈが配設されている。

これらの噴射ノズル１６Ａ…，１７Ａ…は、図７に示すように、ポンプ井２２に接続された送水ポンプ８に電動弁９Ａ〜９Ｈを介して接続され、その電動弁９Ａ〜９Ｈは不図示の制御装置に接続されている。各電動弁９Ａ〜９Ｈを開放すれば、ポンプ井２２の水は送水ポンプ８により各噴射ノズル１６Ａ〜１６Ｈ及び１７Ａ〜１７Ｈから噴出されて各Ｕ字管１５内に堆積されている沈砂をそれぞれの沈砂ピット１２Ａ〜１２Ｈに誘導させることができる。

これにより、沈砂ピット１２Ａの排水が行われている間には、電動弁９Ａが開放されて、Ｕ字管１５内に沈積した沈砂が噴射ノズル１６Ａ及び１７Ａから噴出される噴出水に誘導されて各Ｕ字管１５内を吸引口１Ａａ…に向けて誘導される。

所定時間後に沈砂ピット１２Ａ内の沈砂の排出が完了すると、電動弁９Ｂが開放されて電動弁９Ａが閉鎖される。また、また、電動弁４Ｂが開放されて電動弁４Ａが閉鎖される。これにより、沈砂ピット１２Ａ内の沈砂の排出が終了して沈砂ピット１２Ｂの沈砂の排出に切り替わる。順次沈砂ピット１２Ａ〜１２Ｈの沈砂の排出を行う。

このように沈砂ピット１２Ａ〜１２ＨにはＵ字管１５によりトラフを形成して沈砂を誘導してもよい。この場合のトラフの構造及び噴射ノズルの構造などは、沈砂池に対して一つの沈砂ピットを設ける従来の場合に比べて構造が簡略であってもよく、従って沈砂池設備の維持管理が廉価となる。

その他の作用効果は図１〜図３の場合と同様である。

以下、本発明を実施するための実施例２について図面を参照しつつ説明する。なお、実施例１と同一乃至は均等な部位部材は同一番号を付して詳細な説明は省略することがある。

先ず、図８は本発明に係る沈砂池設備の概要を説明する図である。この図において符号１０は平面視複数に分割された多数の分割域１１Ａ、１１Ｂ…が形成され、その分割域１１Ａ、１１Ｂ…に対してそれぞれ沈砂ピット１２Ａ、１２Ｂ…が設けられた沈砂池であり、以下に説明する条件を除いては実質的に変形例を含む実施例１で説明した沈砂池と同一乃至は均等である。

各沈砂ピット１２Ａ、１２Ｂ…にはそれぞれ先端の吸引口（ノズル）１Ａａ、１Ｂａ…を各沈砂ピット１２Ａ、１２Ｂ…に向けて吸引管１Ａ、１Ｂが配設され、その吸引管１Ａ、１Ｂはそれぞれ電動弁４Ａ、４Ｂ…を介して一本の吸引管１に合流された後、排出システム６に接続されている。

ここで、この実施例２の沈砂池１０では、一つの沈砂池１０の面積が広く、従って各分割域１１Ａ…の個数が多いことにより、一つの排出システム６の排出すべき沈砂の排出量が増大されている。

この排出システム６は、真空ポンプなどの真空発生装置６´と複数の固液分離用のタンク（貯留室）６０１…とから大略構成されている。

このタンク６０１の一例は図９に示されている。このタンク６０１は、略円筒状に形成され、上方に向けて液流入口６０１ａ及び排気口６０１ｂが設けられ、下方は円錐状となってその最下端には固液排出口６０１ｃが設けられている。

この液流入口６０１ａには空気操作式ボール弁などの吸水弁６１１を介して吸引１に接続されている。この吸水弁６１１は実施例１における電動弁５と同一の役割を果たすものである。

また、排気口６０１ｂは空気操作式バタフライ弁等の排気弁６２１を介して真空発生装置６´に接続され、固液排出口６０１ｃは、空気操作式ボール弁などの排水弁６３１を介して排水設備（不図示）が接続されている。

また、このタンク６０１の側方には空気流入口６０１ｄが設けられ、この空気流入口６０１ｄには空気操作式のボール弁等の空気弁６４１を介して圧縮空気製造設備（不図示）が接続されている。

また、このタンク６０１には符号ＰＧで示す圧力計、符号ＰＳ１で示す安全弁、符号ＬＳ１で示す水位計が設けられ、この水位計ＬＳ１はそれぞれ、符号Ｈ，Ｍ，Ｌで示される高位Ｈ，中位Ｍ，低位Ｌの水位を測定可能に配設されている。そして、これらの各操作弁及び水位、圧力等は不図示の制御系に接続されている。

ここで、この実施例２の排出システム６は、図８に示すように、二つの固液分離用のタンク６０１、６０２を備えている。このタンク６０１とタンク６０２は同一であっても異なっていてもよいが、この実施例では同一容積の同一構造を有している。タンク６０２の各部の説明を符号の末尾のみを「１」から「２」へと差し替えて説明する。例えば、符号６１２は吸水弁６１１と同一乃至は均等な吸水弁であり、タンク６０２に設けられている。以下同様であるので詳細な説明は省略する。

この図８において、吸引管１は二つに分岐してそれぞれ吸水弁６１１，６１２を介して液流入口６０１ａ，６０２ａからタンク６０１，６０２に接続されている。また、各排気口６０１ｂ、６０２ｂはそれぞれ排気弁６２１，６２２を介して合流された後、真空発生装置６´に接続されている。

これらの各操作弁等は手動で操作してもよいが、非常時にはバイパスなどを利用することにより手動で操作可能とされているが、常時は不図示の制御系に接続されて、制御系の指令により開閉が指示されて運転される。

次に、この沈砂池設備の運転状況の一例について説明するが、説明の便宜上、タンク６０１、６０２が共に空状態であって分割域１１Ａから順次排水を行う一例について説明する。なお、本実施例では、排出システム６の連続運転を可能とするものであるので、原則、真空発生装置６´は常時運転されているものとし、また、便宜上各弁は初期状態では閉鎖されているものとする。

まず、ステップ１では、制御装置からの指令により逆洗が行われる。制御装置は、各電動弁４Ａ、４Ｂ…、７及び各吸水弁６１１，６１２が閉鎖状態であることを確認し、電動弁４Ａ、４Ｂ…及び電動弁７の開放を指令する。

送水ポンプ８の作動を指令することによりポンプ井２２の水は吸引管１（１Ａ、１Ｂ…）を逆流して吸引管１（１Ａ、１Ｂ…）内が洗浄される。また、これによりポンプ井の水は吸引口１Ａａ、１Ｂａ…から排出され、各沈砂ピット１２Ａ、１２Ｂ…付近に堆積する沈砂が攪拌され、各沈砂ピット１２Ａ、１２Ｂ…にブリッジが形成されている場合には、これによりブリッジが解消される。この逆洗は送水ポンプ８を利用したポンプ井の水を利用しているが雑用水等を用いるように設計変更してもよい。

次に、ステップ２は、各沈砂ピット１２Ａ、１２Ｂ…の沈砂を順次除去する行程である。このステップ２には、本発明の排出システム６を連続運転可能とするためのタンク６０１，６０２の切り替え運転（ステップ２１）及びタンク６０１，６０２の排水処理（ステップ２２）が含まれる。このため、水位計ＬＳ１は絶えず、又は定期的にタンク６０１，６０２内の水位を測定して測定結果を制御装置に送信する。これは、タンク６０１，６０２を許容能力範囲内に維持するためのものであり、例えば、一方のタンク６０１（又は６０２）の水位がＨに達した場合には、タンク６０１（６０２）を利用した排出システム６から、タンク６０２（又は６０１）を利用した排出システム６へ切り替えるためのものであり、また、一方のタンク６０１（又は６０２）の水位がＬに達した場合には、タンク６０１（６０２）の排水が完了したことを確認するために利用するものであり、詳細には後述される。

まず、ステップ１の状態から、電動弁４Ａの開放は維持されたまま、他の電動弁４Ｂ…及び電動弁７の閉鎖が指令される。排水弁６３１、空気弁６４２などのタンク６０１に接続される各弁が閉鎖状態であることを確認した後、吸水弁６１１及び排気弁６２１の開放が指令されてタンク６０１を利用した排出システム６が作動する。

これにより、沈砂が滞留水とともに吸引口１Ａａから吸引管１を介して排出システム６に吸引されてタンク６０１内に滞留する。沈砂ピット１２Ａ内の沈砂除去が行われる所定時間の経過後、電動弁４Ｂが開放されて電動弁４Ａが閉鎖される。これにより、沈砂ピット１２Ａの沈砂除去から沈砂ピット１２Ｂの沈砂除去に運転が切り替わる（ステップ２１）。

沈砂ピット１２Ｂ内の沈砂の除去が行われる所定時間の経過後、電動弁４Ｃが開放されて電動弁４Ｂが閉鎖される。これにより、沈砂ピット１２Ｂの沈砂除去から沈砂ピット１２Ｃの沈砂除去に運転が切り替わる。

以降同様にして、沈砂ピット１２Ｂから沈砂ピット１２Ｃへと、沈砂ピット１２Ｃから沈砂ピット１２Ｄ…へと運転が切り替わる。

ここで、この実施例２では、沈砂池１０の面積が増大されていることにより、最後の沈砂ピット１２Ｋの沈砂の除去が終了する以前にタンク６０１の水位がＨに達する。

運転中、タンク６０１の水位がＨに達したと制御系が判断すると、制御系は排水弁６３２などのタンク６０２の他の弁が閉鎖されていることを確認の上、全体の真空系に影響を与えないように排気弁６２２を徐々に開放した後、吸水弁６１２の開放を指示して、二つのタンク６０１，６０２を用いた排出システム６に移行する。

所定の時間の後（又は即座に）、二つのタンク６０１、６０２を用いた排出システム６の運転が安定するので、制御系は吸水弁６１１及び排気弁６２１を閉鎖する。これにより、タンク６０１を利用した排出システム６からタンク６０２を利用した排出システム６への移行（ステップ２１）が終了する。

ステップ２１が完了するとタンク６０１内の排水処理（ステップ２２）がスタートする。この排水処理は、図９に示す大気開放弁６６１を開放することによりタンク６０１内を常圧に開放するとともに排水弁６３１を開放することによりタンク６０１内に貯留された沈砂を含む排水をタンク内から除去する工程である。

このとき、空気弁６４１を開放することにより圧縮空気を積極的にタンク６０１内に送り込んでもよい。図９に示す雑用水を供給する吸水弁６５１を適宜の段階で送り込むことによりタンク６０１内の沈砂をきれいに排出することができる。

排出された沈砂を含む排水は、常法により沈砂と分離されて回収される。沈砂池１０が地下に配設され、沈砂分離装置が地上に配設されて落差がある場合には、この排出システム６では揚砂ができない場合が生じるが、そのような場合には、吸水弁６１１，排気弁６２１及び排水弁６３１などのタンク６０１の各弁を閉鎖した状態で空気弁６４１を開放してタンク６０１内を加圧とする。その後、排水弁６３１を開放することにより圧縮空気を用いて高所に移送することもできる。

もちろん、排水弁６３１の下流側に１又は複数の移送ポンプを用いて排水を移送してもよい。また、例えば、排水を別途に攪拌付きの貯留タンクに貯留してその後に移送ポンプにより移送してもよい。

以上のように構成すれば、沈砂ピットの面積が増大されても、面積に応じて沈砂ピットの分割域の数を増大させて配管を設けるという簡単な構成により沈砂を除去することができる。

従来の沈砂池では、排出システム６の稼働率が極端に低かったが、本発明のように構成することにより排出システムの稼働率を上げることができる。

また、一つの沈砂池を分割させるだけでなく、複数の沈砂池１０…からの各吸引管１をさらに合流させて一つの排出システム６で運転することも可能である。

また、さらに沈砂池と沈砂分離装置とに落差があっても対応することができる。これにより、本発明に従えば、設備コストが低減され、かつ、メンテナンスが容易な沈砂池設備及び沈砂の除去方法を提供することができる。

その他の構成及び作用効果は実施例１と同一乃至は均等であるので詳細な説明は省略する。
［変形例４］
この変形例４は、連続運転した場合の沈砂ピット１２Ａ…内への排水の逆流を抑えるための運転例である。

沈砂ピット１２Ａ…内に沈砂が多数堆積された状態で、ステップ２１が実行されると、一時的に吸引口１Ａａ…から多量の排水が逆流して堆積した沈砂を拡散させることもあるので、この変形例４では、実施例２において、制御系の排気弁６２２の開放指示を各沈砂ピット１２Ａ…の切り替え時と合わせることにより、これを解消している。

例えば、タンク６０１の水位がＨに達したと制御系が判断すると、沈砂ピット１２Ａ…の移行を中断して、制御系は排水弁６３２などのタンク６０２の他の弁が閉鎖されていることを確認の上、全体の真空系に影響を与えないように排気弁６２２を徐々に開放した後、吸水弁６１２の開放を指示して、二つのタンク６０１，６０２を用いた排出システム６に移行する。

所定の時間の後（又は即座に）、二つのタンク６０１、６０２を用いた排出システム６の運転が安定するので、制御系は吸水弁６１１及び排気弁６２１を閉鎖する。これにより、タンク６０１を利用した排出システム６からタンク６０２を利用した排出システム６への移行（ステップ２１）が完全に終了する。

その後、沈砂ピット１２Ａ…の移行が行われる。これにより、排水が逆流しても、排水が逆流する沈砂ピット１２Ａ…の沈砂の除去が完了しているので、沈砂が拡散することはない。
［変形例５］
この変形例５では、図１０に示すように、上下に二つの貯留室１６１、１６２を備えた回収タンク１６０がフィルター装置１６３を介して真空発生装置６´に接続されて排出システム６が構成されている。

貯留室１６１の一端には吸引管１が接続され、上方には排気管１６４を介してフィルタ装置１６３に接続されている。また、貯留室１６２の下端にはシート弁などの排出弁１６５が配設され、貯留室１６１と貯留室１６２との間にはシート弁１６６が配設されている。

また、貯留室１６２の側方の上方にはピンチ弁１６８を介してフィルタ装置１６３に接続される排気管１６７と、貯留室１６２を大気に開放する開放弁１６９が配設されている。この図で符号ＬＳ１及びＬＳ２はそれぞれ水位計である。

これにより、真空発生装置６´の吸引によりフィルター装置１６３が減圧となり、それに応じて排気管１６４及び排気管１６７を通じて貯留室１６１及び１６２内が減圧となる。この状態でシート弁１６６は開放され、吸引管１から沈砂を含む排水が吸水されて貯留室１６２に貯留される。

水位計ＬＳ１が所定の水位に達すると、ピンチ弁１６８が閉鎖されて開放弁１６９が開放される。これにより貯留室１６２は大気に開放されて常圧となり、シート弁１６６が閉鎖されて排出弁１６５が開放されて貯留室１６２に貯留された沈砂を含む排水が排出される。

この間、吸引管１からの吸引は継続されて、貯留室１６１内に堆積される。所定時間経過後に貯留室１６２に貯留された貯留物が排出された後、開放弁１６９及び排出弁１６５を閉鎖してピンチ弁１６８を開放することにより再び貯留室１６２は減圧となりシート弁１６６が開放されて排出操作時に貯留室１６１に堆積された沈砂を含む排水は重力により貯留室１６２に移動する。

これにより、排出システム６を連続運転が可能となり、実施例２と同様な作用効果を得ることができる。

このような排出システム６としては、例えば、株式会社鶴見製作所の真空発生装置ＥＶＰ型を備えた連続吸排気装置ＶＥＴ型などの真空発生型（又はブロア型）を利用することが可能である。

以上、この発明の実施の形態を図面により詳述してきたが、具体的な構成はこの実施の形態に限らず、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれる。

例えば、各吸引管や各スプレノズルへ送水される水は、ポンプ井の水を用いていたが、この水は、ポンプ井の水に限らずに上水（水道水）、工業用水などを利用してもよい。ポンプ井の水を利用するのが最もコスト的に有利であるが、上水、工業用水などを利用すれば、ノズルの詰まりなどが低減されて安定に運転が可能である。

また、複数の貯留室として貯留室が二つの場合について説明したが、貯留室は３つ又はそれ以上であってもよい。この場合、図８の例では、タンク（貯留室）の数が３以上並列に配列され、図１０の例では回収タンク１６０の数が３以上並列に配列される。

また、同様に真空発生源を含む排出システム６が複数並列に配設されていてもよい。

本発明に係る沈砂池設備の概要を説明する平面図である。 図１のＸ−Ｘ線で切断した断面により本発明に係る沈砂池設備の概要を説明する縦断面図である。 図１のＹ−Ｙ線で切断した横断面図である。 変形例１に係る沈砂池設備を説明する断面図である。 変形例２に係る沈砂池設備を説明する断面図である。 変形例３に係る沈砂池設備を説明する断面図である。 図６の要部配管図である。 本発明に係る沈砂池設備の概要を説明する図である。 本発明に用いるタンクを説明する図である。 本発明に用いる排出システムを説明する図である。

符号の説明

１（１Ａ〜１Ｋ，１ＡＢ，１ＣＤ）：吸引管
１Ａａ〜１Ｋａ：吸引口
２：送水管
２Ａ〜２Ｋ：分割配管（ノズル用送水管）
２Ａａ〜２Ｋａ：スプレノズル（ノズル）
３Ａ〜３Ｋ：送気管
４Ａ〜４Ｋ：電動弁
５，７，９Ａ〜９Ｋ：電動弁
６：排出システム
８：送水ポンプ（ポンプ井水の送給ポンプ）
１０：沈砂池
１１Ａ〜１１Ｋ：分割域
１２Ａ〜１２Ｋ：沈砂ピット
１３ａ〜１３ｄ：傾斜面
１４：稜線
１５：Ｕ字管
１６Ａ〜１６Ｈ：噴射ノズル
１７Ａ〜１７Ｈ：噴射ノズル
２１：上流側
２２：ポンプ井
１６０：回収タンク
１６１：貯留室
１６２：貯留室
１６３：フィルタ装置
１６４：排気管
１６５：排出弁
１６６：シート弁
１６７：排気管
１６８：ピンチ弁
１６９：開放弁
６０１，６０２：タンク（貯留室）
６０１ａ：液流入口
６０１ｂ：排気口
６０１ｃ：固液排出口
６０１ｄ：空気流入口
６１１，６１２：吸水弁
６２１，６２２：排気弁
６３１，６３２：排水弁
６４１，６４２：空気弁
６５１：吸水弁
６６１：大気開放弁
ＰＧ：圧力計
ＰＳ１：安全弁
ＬＳ１、ＬＳ２：水位計

Claims (13)

1. 沈砂池に設けられた沈砂ピットに吸引用の吸引管を配設し、該吸引管を排出システムに接続して沈砂ピットに堆積した沈砂を排水と共に排出する沈砂池設備において、
   少なくとも一つの沈砂池を平面視複数に分割して分割域を形成し、該分割域に対してそれぞれ沈砂ピットを設けることを特徴とする沈砂池設備。
2. 前記の各沈砂ピットにそれぞれ吸引用の吸引管が配設され、該吸引管は合流された後に前記排出システムに接続されていることを特徴とする請求項１記載の沈砂池設備。
3. 前記吸引管には該吸引管に水を送給する送水管及び／又は該吸引管に空気を送給する送気管が接続されているか、及び／又は前記各分割域には水を噴射するノズルがそれぞれ配設され、該ノズルへは水を送水するノズル用送水管が接続されていることを特徴とする請求項２記載の沈砂池設備。
4. 前記各吸引管、送水管、送気管及び／又はノズル用送水管はそれぞれ制御弁を備え、該制御弁の開閉とポンプの運転とを制御する制御装置とを備えていることを特徴とする請求項３記載の沈砂池設備。
5. 前記排出システムには排水ポンプが接続され、該排水ポンプは、沈砂池外に配設されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の沈砂池設備。
6. 前記排出システムには自給式陸上ポンプ又は真空ポンプが配設されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の沈砂池設備。
7. 前記排出システムは、沈砂を排水と共に貯留する複数の貯留室を備え、該貯留室は直接的又は間接的に減圧発生源に接続されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の沈砂池設備。
8. 前記複数の貯留室は独立して運転可能であることを特徴とする請求項７に記載の沈砂池設備。
9. 前記複数の貯留室は、
   上下に連通又は遮断が可能であり、
   常時は上下の貯留室が連通されることにより一体となって１つの貯留室として機能するが、下方に配置された貯留室に堆積した沈砂を排出する際には、上方に位置する貯留室が下方に位置する貯留室とは遮断されて独立して前記減圧発生源に接続されて運転可能であることにより連続運転が可能であることを特徴とする請求項７に記載の沈砂池設備。
10. 前記貯留室には、移送用の圧縮空気を送給できる配管が配設されていることを特徴とする請求項７記載の沈砂池設備。
11. 前記貯留室の後流側には、移送設備が配設されていることを特徴とする請求項７記載の沈砂池設備。
12. 請求項３〜１１に記載の沈砂池設備を用い、運転開始時には、前記送水管及び／又は送気管を利用して吸引管から沈砂ピットに向けて水又は空気を排出して各沈砂ピットに形成されたブリッジを解消した後、及び／又は前記ノズル用送水管を利用して前記ノズルから水を噴射して沈砂ピットへ堆積した沈砂を攪拌したり又は沈砂を吸引口へ向けて誘導しながら前記排出システム及び吸引管を利用して各沈砂ピットの沈砂を順次滞留する滞留水と共に排出することを特徴とする沈砂の除去方法。
13. 一つの沈砂池を平面視複数に分割して分割域を形成し、該分割域に対してそれぞれ沈砂ピットを設けることを特徴とする沈砂池。

Images