JP2005342544A - 沈砂の洗浄と夾雑物の除去装置 - Google Patents

Abstract

【課題】沈砂池等よりポンプを用いて回収された沈砂から夾雑物を効率よく分離し、その後洗浄された沈砂と夾雑物とを、それぞれ個別的に除去、排出できるようにした沈砂の洗浄と夾雑物の除去装置を提供すること。
【解決手段】下部をホッパー形とし、内上部には発生する旋回流により攪拌にて沈砂を洗浄するようにした整流筒６を備えた沈砂分離洗浄槽１と、このホッパー部１１の下部に配設された沈砂洗浄搬送用のスクリューコンベア２と、このスクリューコンベア２の上方位置で、スクリューコンベア２による搬出方向の全搬送工程に沿って所定間隔毎に取り付けて夾雑物を上向流を利用して吸い上げるようにした複数本の上向流管４と、沈砂分離洗浄槽１内にて分離浮遊された夾雑物のみを除去するようにしたし渣分離装置３とより構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、沈砂の洗浄と夾雑物の除去装置に関し、特に、下水処理場内の沈砂池より回収された沈砂（汚砂を含み、以下「沈砂」という。）を洗浄するとともに、該沈砂洗浄工程で分離した夾雑物と、洗浄後の沈砂とを個別的に、かつ簡易な１台の装置で確実に除去、排出するようにした沈砂の洗浄と夾雑物の除去装置に関するものである。

従来、下水処理場や浄水場等の沈砂池からポンプを用いて揚砂された沈砂（汚砂）は、比重差分離、遠心分離等を用いた固液分離装置により、沈砂の洗浄中に浮遊する夾雑物を越流水と共に越流させて、底部に沈殿する砂分のみを回収するようにしている。
しかしながら、揚砂された沈砂には、ヘドロや人糞等の溶解可能な有機性夾雑物や廃プラスチックの不溶解な有機性夾雑物が含まれており、その攪拌洗浄によってある程度の夾雑物は除去されるが、攪拌だけでは分離除去できなかった夾雑物は洗浄後の沈砂と混じり合った状態で槽底に沈殿し、堆積する。
また、比重が沈砂とほぼ等しい廃プラスチックや、砂が付着したタバコのフィルター、或いは繊維類等の夾雑物は、固液分離装置の分離槽内で沈降し、沈砂と共に回収されることとなる。

ところで、近年、廃棄物に関する規制が厳しくなり、夾雑物が含まれている沈砂は、産業廃棄物として取り扱われるので、その処分コストが膨大となり問題となっている。
一方、沈砂を一般廃棄物として処分（又は再利用）するためには、熱灼減量を１０％以下に加え、廃プラスチック、タバコのフィルター等の自然界に存在しない夾雑物を確実に分離除去する必要がある。

しかしながら、沈砂の回収率と夾雑物の除去率は、トレードオフの関係にあり、固液分離装置で夾雑物の除去率を改善しようとすると、沈砂の回収率が著しく悪化し、沈砂池内に貯留された沈砂を回収するための機器の運転時間が長くなり、ランニングコストが上昇するとともに、沈砂中の夾雑物を完全に除去できないという問題があった。
また、沈砂から分離された夾雑物は、含水率が高く、腐敗しやすいため、臭気の発生等の衛生上の問題を有していた。

本発明は、上記従来の沈砂の洗浄処理の有する問題点に鑑み、沈砂池等よりポンプを用いて回収された沈砂から夾雑物を効率よく分離し、その後洗浄された沈砂と夾雑物とを、それぞれ個別的に除去、排出できるようにした沈砂の洗浄と夾雑物の除去装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の沈砂の洗浄と夾雑物の除去装置は、投入される沈砂混合水を旋回攪拌させることで、沈砂混合水中の沈砂を洗浄するようにし、洗浄後の沈砂を下部に堆積させ、この洗浄した沈砂上に堆積する夾雑物を複数本の上向流管にて分離、排出するようにした沈砂分離洗浄槽と、し渣分離装置とより構成したことを特徴とする。

この場合において、し渣分離装置を、し渣排出槽内で沈砂分離洗浄槽からの排水エネルギを利用して回転させて流出する夾雑物を除去するように構成することができる。

また、この場合において、スクリューコンベアを、個別運転可能とし、沈砂分離洗浄槽下部位置に２本並列配置することができる。

また、この場合において、沈砂分離洗浄槽の下部位置に形成した排水孔より水抜きを行うように構成することができる。

また、この場合において、スクリューコンベアに沿って配設した複数本の上向流管の上端を排水用のトラフに接続することができる。

本発明の沈砂の洗浄と夾雑物の除去装置によれば、投入される沈砂混合水を旋回攪拌させることで、沈砂混合水中の沈砂を洗浄するようにし、洗浄後の沈砂を下部に堆積させ、この洗浄した沈砂上に堆積する夾雑物を複数本の上向流管にて分離、排出するようにした沈砂分離洗浄槽と、し渣分離装置とより構成しているから、攪拌洗浄することによって沈砂上に堆積する夾雑物を、複数本の上向流管にて吸い上げて確実に分離除去できるので夾雑物の除去性能が向上し、沈砂の高度洗浄を可能とすることができ、さらに分離した夾雑物をし渣分離装置により個別的に除去排出することができる。

また、し渣分離装置を、し渣排出槽内で沈砂分離洗浄槽からの排水エネルギを利用して回転させて流出する夾雑物を除去するように構成することにより、他の動力を用いることなく、し渣分離装置を回転でき、分離した夾雑物の除去、排出を確実に行うことができる。

また、スクリューコンベアを、個別運転可能とし、沈砂分離洗浄槽下部位置に２本並列配置することにより、沈砂の洗浄時を低速で、洗浄後の沈砂の排出を高速となるよう選択的に駆動して、それぞれ適正な速度で搬送することができるので、洗浄をより確実に、かつ排出を短時間で行うことができる。

また、沈砂分離洗浄槽の下部位置に形成した排水孔より水抜きを行うように構成することにより、洗浄後の沈砂の水切りが簡易に、かつ回収した沈砂の処理が簡易に行うことができる。

また、スクリューコンベアに沿って配設した複数本の上向流管の上端をトラフに接続することにより、スクリューコンベアに沿ったどの位置からも発生する夾雑物を上向流管にて確実にトラフ内に吸い上げられるので、次工程の夾雑物の除去排出が確実に行うことができる。

以下、本発明の沈砂の洗浄と夾雑物の除去装置の実施の形態を、図面に基づいて説明する。

図１〜図２に、本発明の沈砂の洗浄と夾雑物の除去装置の一実施例を示す。
この沈砂の洗浄と夾雑物の除去装置Ａは、下部をホッパー形とし、内上部には発生する旋回流により攪拌にて沈砂を洗浄するようにした整流筒６を備えた沈砂分離洗浄槽１と、このホッパー部１１の下部に配設された沈砂洗浄搬送用のスクリューコンベア２と、このスクリューコンベア２の上方位置で、スクリューコンベア２による搬出方向の全搬送工程に沿って所定間隔毎に取り付けて夾雑物を上向流を利用して吸い上げるようにした複数本の上向流管４と、沈砂分離洗浄槽１内にて分離浮遊された夾雑物のみを除去するようにしたし渣分離装置３とより構成するようにしている。

沈砂分離洗浄槽１は、沈砂池内などから回収され、ポンプ圧送された所定量の沈砂を貯留して洗浄水（又は沈砂混合水）にて洗浄し易いようにした矩形、その他の形状をしており、その底部は、図２に示すように、下細がり状で傾斜角度を、特に限定されるものではないが、例えば、７０度前後の急角度としたホッパー部１１とし、このホッパー部１１の下部位置でその全長に亘ってスクリューコンベア２、２を２列に並列配設するとともに、上部には沈砂池から回収された沈砂混合水を旋回させて供給するようにした整流筒６と、沈砂分離洗浄槽１の上部から夾雑物を含む汚水が越流により排出するようにした可動堰１５を端部に備えた排水用のトラフ１４を配設して構成するようにする。
また、この沈砂分離洗浄槽１の上内部には、設定された流入量以上の沈砂混合水が流入した場合、越流により排出するための非常時用の越流堰１２を配設する。

また、整流筒６には沈砂混合水供給管７を接続するが、この沈砂混合水供給管７を整流筒６に対して接線方向となるように接続し、これにより、沈砂分離洗浄槽上部に配設した整流筒６を介して沈砂池内などからポンプ圧送にて供給される沈砂混合水或いは洗浄水を沈砂分離洗浄槽１内に供給する際、整流筒６内で発生する旋回流にて沈砂を攪拌洗浄されるようにする。

また、スクリューコンベア２は、円筒形でホッパー部１１内に沈殿する沈砂を導入できるよう上部が開口したケーシング２１内に、スクリュー軸の外周に羽根を螺旋状に巻き付けてなるスクリュー２２を挿通するようにして配設し、このケーシング２１の一端側に配設したモータ、変速機等により可逆転及び可調速可能とした駆動装置２３にて回転駆動されるように構成し、かつこのケーシング２１の一端部には洗浄工程中の沈砂を再度整流筒６内に供給するようにした洗浄用シュート２５と、他端部には洗浄後の洗砂を排出するための排出シュート２６とを配設し、さらに必要に応じて前記ケーシング２１及び／又はホッパー部１１の下部に、微少な排水孔（図示省略）を穿孔して排水可能とする。なお、この排水孔は洗砂が流出しない程度の口径或いはスリット幅とする。

し渣分離装置３は、沈砂分離洗浄槽１の一側部に配設したし渣排出槽１３内で、かつトラフ１４の可動堰１５を経て排出される夾雑物を含む汚水が流入する位置に配置するもので、し渣排出槽１３内にて上面が開口した状態で固定される円筒スクリーン３１と、該円筒スクリーン３１内に回転可能に配設される回転レーキ３２と、該回転レーキ３２と同軸に配設した駆動パドル３３とより構成する。
この駆動パドル３３は、ピン構造となっていて、自動的に屈伸してトラフ１４からの排水エネルギを用いて駆動パドル３３を回転させる。この排水エネルギ利用は、初期回転時のみで、初期回転後は駆動パドルのバランス変化で自動回転させるようにする。
これにより、排水用のトラフ１４から流入する汚水中の夾雑物を除去し、濾過された汚水を円筒スクリーン３１よりし渣分離装置３を経て排水口より排水するようにし、円筒スクリーン３１内にて濾過除去された夾雑物は回転レーキ３２にて掻き揚げ排出されるようにする。

上向流管４は、スクリューコンベア２の軸方向に沿ってその全搬送工程に亘って、所定間隔毎に複数本（特に限定されるものではないが、図示の実施例では５本）を配置するが、これはスクリューコンベア２、２付近での夾雑物をその近傍の汚水と共に吸い込み易いように、各上向流管４の下端の開口面を２本並列するスクリューコンベア２、２のほぼ中間位置で、かつスクリューコンベア２、２の近傍位置となるようにしてほぼ垂直に配設する。
また、このすべての上向流管４の上端は、沈砂分離洗浄槽１の上方位置で、かつスクリューコンベア２と平行するように配設した排水用のトラフ１４に接続し、これにより、スクリューコンベア２の全工程におけるその近傍の汚水を各上向流管４より吸い上げられるようにし、このように順次上昇してくる夾雑物を汚水と共にトラフ１４内に導入されるようにする。
また、上向流管４の外周囲には、沈積する洗浄砂により上向流管４が埋没しないよう円筒形の埋没防砂筒５を配設する。

この埋没防砂筒５は、上向流管４の径よりも大径の円筒体で、その下端面が上向流管４の下端面より下方となるように配設し、これにより例え上向流管４の下端部位置或いはそれ以上に沈砂にて埋没しても、埋没防砂筒５の上端の隙間から汚水を吸い込むことができるようにし、上向流管４による汚水等の吸込不能に陥るまで埋没しないようにするとともに、浮遊夾雑物も汚水と共に埋没防砂筒５の上端或いは下端のいずれかから確実に吸い込むことができるようにする。

整流筒６は、図１に示すように、下面が開口した筒状で、上部外周に接線方向から沈砂混合水が投入できるよう沈砂混合水供給管７を取り付け、これにより、該整流筒６内に供給又は投入される沈砂池等からの沈砂混合水は、整流筒６内で旋回流となり、沈砂が攪拌されることにより洗浄され、沈砂と夾雑物との分離が行われ、沈砂分がその重量にて槽底に沈降するようにする。
また、この沈砂混合水供給管７は分岐して沈砂分離洗浄槽１の槽底にほぼ達する長さのサイフォン管８を接続し、かつ該サイフォン管８及び沈砂混合水供給管７に仕切弁７１、７２を配設し、この２つの仕切弁７１、７２を開閉操作することで沈砂混合水の整流筒６内への供給と、サイフォン管８による逆洗と汚水の排水の切り替えを行えるようにする。
なお、沈砂分離洗浄槽１の槽壁に沿って配設されるサイフォン管８の外周には、特に限定されるものではないが、例えば、半円形の防砂管８１を沿うように配設し、沈砂にてサイフォン管８が埋設されないようにする。

次に、本発明の沈砂の洗浄と夾雑物の除去装置の作用について説明する。
沈砂池等からポンプ圧送された沈砂混合水は、沈砂混合水供給管７に接続された仕切弁７１を解放し、サイフォン管８側の仕切弁７２を閉じることにより沈砂混合水を整流筒６内に供給するが、沈砂混合水を直接沈砂分離洗浄槽１内に投入することもできる。
この整流筒６内にその接線方向から沈砂混合水が投入されると、整流筒６内で沈砂混合水に旋回流が発生し、この旋回流にて沈砂は攪拌され、夾雑物は分離して浮遊するとともに、沈砂は洗浄されつつ比重差を利用して槽底に沈殿貯留される。この場合、沈砂分離洗浄槽１のホッパー部１１は、その傾斜角度を、例えば、７０度前後の急角度としているので、沈降する沈砂はホッパー部１１の内面に付着しにくく（ブリッジを生じず）、槽底のスクリューコンベア２の位置に達するものとなる。

また、沈砂混合水の洗浄時、或いはホッパー部１１内に一定量の沈砂が堆積した場合、スクリューコンベア２を駆動することにより、スクリューコンベア２内に沈殿堆積する沈砂は、掘り起こされるようになってスクリューコンベア２の回転方向に沿って搬送移動するものとなる。
この夾雑物の除去が、図示のように、スクリューコンベア２が２台並列配置される場合には、各スクリューコンベア２、２をそれぞれ個別的に、すなわち、一方のスクリューコンベア２が駆動されているときは他方のスクリューコンベア２が停止するようにして、比較的低速で交互に回転駆動することにより、底部に沈殿した沈砂は該スクリューの回転により攪拌されつつ搬送されるとき、洗浄も同時に行われるようになって、その正回転方向に沿って、例えば、沈砂洗浄時には図１において右方へゆっくりと搬送される。
このとき、沈砂上に堆積する夾雑物は、スクリューコンベア２に沿って配設された複数の上向流管４にて順次吸い上げられる。

この場合、スクリュー付近の砂が掘り起こされ、夾雑物は上向流管４により吸い上げられ除去されるが、汚水中に浮遊するようになった夾雑物が一つの上向流管４で除去されなかったとしても複数本の上向流管４がスクリューコンベアに沿って配設されているので、スクリューの回転により順次搬送され、次々と上向流管４により吸い上げられ、除去されるようになる。このように、前段の上向流管４にて吸い上げにより除去されなかった夾雑物も、次位の上向流管４により吸い上げられるようになって、スクリューコンベア右端の洗浄用シュート２５の位置に達するまでにはほぼ夾雑物は除去されるようになり、夾雑物の除去性能を上げることができる。
このように浮遊夾雑物が汚水と共に順次上向流管４により上方のトラフ１４内まで吸い上げられるようになり、このトラフ１４からは堰板１５を越流してし渣排出槽１３内に投入される。

このようにして沈砂を洗浄するが、１段の洗浄、すなわち、整流筒６内で発生する旋回流による攪拌洗浄と、スクリューコンベア２の駆動により搬送される沈砂の洗浄、夾雑物の分離除去が十分にできない場合、洗浄用シュート２５にブースターポンプ（図示省略）を接続して洗浄用シュート２５からの沈砂を汚水と共に再度整流筒６内に返送する。これにより沈砂は沈砂分離洗浄槽１、スクリューコンベア２、ブースターポンプ、沈砂混合水供給管７、整流筒６、沈砂分離洗浄槽１を順次循環するようになって２段或いは３段の洗浄を繰り返すようにして、沈砂の洗浄、夾雑物の分離除去を完了するように行うことができる。

なお、分離除去された夾雑物は、上向流管４にて汚水とともに吸い上げられ、トラフ１４を経てし渣排出槽１３内に投入される。このし渣排出槽１３内には円筒スクリーン３１内に回転可能に配設される回転レーキ３２と、駆動パドル３３とより構成するし渣除去装置が配設されているので、夾雑物は円筒スクリーン３１にて濾過により除去され、回転レーキ３２にて掻き揚げ排出されるとともに、円筒スクリーン３１にて濾過された汚水は、し渣排出槽１３の下部の排水口３４より外部へ排水される。

洗浄が完了した沈砂はホッパー部１１の底部に沈積するが、まだ沈砂分離洗浄槽１内には多量の汚水が貯留されているので、この水抜きを行ってからスクリューコンベア２の逆回転駆動にてスクリューコンベア２の左方へ搬送し、排出するようにする。
この沈砂分離洗浄槽１内の水抜きを行う前に、仕切弁７１、７２を切り替え、すなわち、沈砂混合水供給管７側に接続された仕切弁７１を閉じ、サイフォン管側の仕切弁７２を解放することでサイフォン管８側へ送水されるようになり、このようにして一定時間逆洗を行う。逆洗後、沈砂混合水の供給を停止すると、サイフォン現象にて水は逆流して沈砂分離洗浄槽１内の汚水を排水し、一定量になるまで排水が行われる。そして、該サイフォン現象による排水が不能になった時点でさらに沈砂分離洗浄槽１の側部に配設した水抜孔（図示省略）から行うこともできるが、ホッパー部及び／又はスクリューコンベア２のケーシング２１に形成した排水孔より行う。これにより、沈砂の洗浄後、一定時間後に沈砂分離洗浄槽１内の水を排水することができる。

このようにして一定量の水抜きが完了した後、２本のスクリューコンベア２、２を同時に高速逆回転駆動することで、この沈砂をスクリューコンベア２の左方へ高速で搬送するものとなり、沈砂の排出は短時間内にて行うことができる。そしてスクリューコンベア２の端部に達して洗砂排出シュート２６より外部へ排出される。
なお、この場合、スクリューコンベア２にて洗砂排出シュート２６側へ搬送される洗砂中には洗浄後の水も残留しているので、洗砂排出シュート２６に排水口２７を配設して、洗砂排出シュート２６内の水を排水口２７より排出するようにする。これにより、洗砂排出シュート２６より排出される洗砂は含水量の少ないものとなり、これをトラック等に排出することができる。

以上、本発明の沈砂の洗浄と夾雑物の除去装置について、実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。

本発明の沈砂の洗浄と夾雑物の除去装置は、スクリューコンベアによる搬送時に沈砂の攪拌によって巻き上がる夾雑物を、その搬送方向に沿って配設した複数本の上向流管にて吸い上げ除去し、かつし渣除去装置にて排出するという特性を有していることから、沈砂の洗浄と夾雑物の洗浄除去の用途に好適に用いることができる。

本発明の沈砂と洗浄と夾雑物の除去装置の一実施例を示す正面縦断面図である。 側面図で、（Ａ）は左側面図、（Ｂ）は右側面図である。

符号の説明

Ａ 沈砂の洗浄と夾雑物の除去装置
１ 沈砂分離洗浄槽
１１ ホッパー部
１２ 越流槽
１３ し渣排出槽
１４ トラフ
２ スクリューコンベア
２１ ケーシング
２２ スクリュー
２３ 駆動装置
２５ 洗浄用シュート
２６ 排出シュート
３ し渣分離装置
３１ 円筒スクリーン
３２ 回転レーキ
３３ 駆動パドル
４ 上向流管
５ 埋没防砂筒
６ 整流筒
７ 沈砂混合水供給管
７１ 仕切弁
７２ 仕切弁
８ サイフォン管

Claims (5)

1. 投入される沈砂混合水を旋回攪拌させることで、沈砂混合水中の沈砂を洗浄するようにし、洗浄後の沈砂を下部に堆積させ、この洗浄した沈砂上に堆積する夾雑物を複数本の上向流管にて分離、排出するようにした沈砂分離洗浄槽と、し渣分離装置とより構成したことを特徴とする沈砂の洗浄と夾雑物の除去装置。
2. し渣分離装置を、し渣排出槽内で沈砂分離洗浄槽からの排水エネルギを利用して回転させて流出する夾雑物を除去するように構成したことを特徴とする請求項１記載の沈砂の洗浄と夾雑物の除去装置。
3. スクリューコンベアを、個別運転可能とし、沈砂分離洗浄槽下部位置に２本並列配置したことを特徴とする請求項１又は２記載の沈砂の洗浄と夾雑物の除去装置。
4. 沈砂分離洗浄槽の下部位置に形成した排水孔より水抜きを行うように構成したことを特徴とする請求項１、２又は３記載の沈砂の洗浄と夾雑物の除去装置。
5. スクリューコンベアに沿って配設した複数本の上向流管の上端を排水用のトラフに接続したことを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の沈砂の洗浄と夾雑物の除去装置。

Images