JP2006043522A - 配管内清浄方法及びシステム - Google Patents

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Abstract

【課題】配管系を構成する配管の内壁面を損傷することが無く、しかも、下水道処理場等から排出される有機性汚泥を有効利用することを可能ならしめる様な配管内清浄方法及びそれに用いられる清浄システムの提供。
【解決手段】有機性汚泥を焼成して多数の粒体(1)を生成する工程と、生成された粒体(1)を清浄化するべき配管(2)に供給する工程と、供給された粒体(1)を清浄化するべき配管(2)に流過させる工程、とを有する。
【選択図】図1

Description

本発明は、各種配管系を構成する配管の内壁面(配管内)を清掃して、清浄化する技術に関する。
下水処理施設の処理工程において、消毒剤及び無機凝集剤や有機凝集剤等を使用するが、係る薬剤等は配管を経由して供給されているため、配管内にスケールが付着し、安定した供給が阻害される。そのため、定期的に、配管内を清掃する必要がある。
従来の配管洗浄工法として、超高圧洗浄や薬品洗浄等の方法を行っていた。
しかし、超高圧洗浄では、配管の脱着に時間と労力を費やしてしまい、施工現場の周辺を汚してしまうという問題を有するのに加えて、曲管部等の作業では実施が不可能である。砂やブラストでは、配管内壁に損傷を与えてしまう恐れがある。
一方、薬品洗浄では、コストが非常に高く、また、強酸性水を使用するため、排水時にpHを中性に整えるために、更なる経費と時間が必要になってしまうという問題がある。
その他の従来技術として、例えば、管内に堆積する土砂等を除去清掃する技術が提案されている(例えば、特許文献1)。しかし、係る従来技術は、管内壁に付着したスカム等の異物を除去するものではない。
一方、下水道処理場では、大量の有機性汚泥が生成されてしまい、係る有機性汚泥の処理コストが膨大となっている。
下水道処理場で生成される有機性汚泥を有効利用したいが、有機性汚泥の有効利用法はコンポストや建設用資材として一部利用さているが、より多くの利用法を求めている。
特開2002−285636号公報
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、配管系を構成する配管の内壁面を損傷することが無く、しかも、下水道処理場等から排出される無機化された有機性汚泥を有効利用することを可能ならしめる様な配管内清浄方法及びそれに用いられる清浄システムの提供を目的としている。
本発明の配管内清浄方法は、有機性汚泥を焼成して無機化された多数の粒体(1)を生成する工程と、生成された粒体(1)を清浄化するべき配管(2)に供給する工程と、供給された粒体(1)を清浄化するべき配管(2)に流過させる工程、とを有することを特徴としている(請求項1)。
ここで、前記粒体(1)を生成する工程は、例えば、下水処理場で大量に生じる有機性汚泥を脱水する工程と、脱水された有機性汚泥を1mm〜3mm程度の粒体として造粒する工程と、造粒された有機性汚泥を400℃〜1300℃で焼成する工程とを有しているのが好ましい。
本発明の配管内清浄方法において、前記(生成された粒体1を)清浄化するべき配管(2)に供給する工程では、清浄化するべき配管(2)に、(前記粒体1に加えて、)当該配管(2)の内壁を被覆する被覆用材料(ライニング用材料、コーティング用材料等1C)を供給するのが好ましい(請求項2)。
具体的には、前記生成された粒体(1A)は、その外殻部(1B)のみが焼成された有機性汚泥で構成されており、内部に被覆用材料(ライニング用材料、コーティング用材料等1C)が収容されているのが好ましい。
或いは、前記粒体(1)は焼成された有機性汚泥で構成されており、粒体(1)を清浄化するべき配管(2)に供給する工程では、前記粒体(1)と共に、被覆用材料(ライニング用材料、コーティング用材料等1C)を清浄化するべき配管(2)に供給するのが好ましい。
また、本発明の配管内清浄システムは、有機性汚泥を(例えば、400℃〜1300℃で加熱して)焼成した多数の粒体(1)を清浄化するべき配管(2)に供給する手段(例えば、当該焼成された粒体1を貯蔵手段11と、貯蔵手段11と清浄化するべき配管2とを連通する配管12)と、供給された粒体(1)を清浄化するべき配管(2)内で流過させる手段(たとえは、真空ポンプ5、送風ブロワ6等)、とを有することを特徴としている(請求項3)。
ここで、有機性汚泥を(例えば、400℃〜1300℃で加熱して)焼成した多数の粒体(1)を生成する手段を有し、粒体(1)を生成する当該手段は、例えば下水処理場(の汚泥槽21)で大量に生じる有機性汚泥を脱水する脱水手段(脱水機22)と、脱水された有機性汚泥を1mm〜3mm程度の粒体として造粒する造粒手段(造粒機23)と、造粒された有機性汚泥を400℃〜1300℃で加熱する加熱手段(加熱炉24等)とを有しているのが好ましい。
本発明の配管内清浄システムにおいて、前記(生成された粒体1を)清浄化するべき配管(2)に、当該配管(2)の内壁を被覆する被覆用材料(ライニング用材料、コーティング用材料10C等)を供給する手段(7)を有するのが好ましい(請求項4)。
具体的には、粒体を生成する前記手段は、外殻部(1B)のみが焼成された有機性汚泥で構成され、当該外殻部(1B)の内部には被覆用材料(ライニング用材料、コーティング用材料1C等)が収容されている粒体(1A)を生成する様に構成されているのが好ましい。
或いは、前記粒体(1)は焼成された有機性汚泥で構成されており、粒体(1)を清浄化するべき配管(2)に供給する粒体供給系統(8、8A)と、被覆用材料(ライニング用材料、コーティング用材料1C等)を清浄化するべき配管(2)に供給する被覆用材料供給系統(9、9A)と、前記粒体供給系統(8、8A)と被覆用材料供給系統(9、9A)とを選択的に清浄化するべき配管(2)に接続する手段(開閉弁V1、V2及び/又は三方弁V3と、コントローラ50)とを有しているのが好ましい。
上述した構成を具備する本発明によれば、有機性汚泥を焼成して多数の粒体を生成する工程を有しており、有機性汚泥を焼成して生成された粒体(1、1A)は、砂やブラストに比較して、軟らかく、ある程度の弾性を保有しているので、清浄する配管内壁に衝突しても、配管壁は損傷しない。
また、下水道処理場等から排出される有機性汚泥を焼成した粒体(1、1A)を使用するので、当該有機性汚泥が配管内の清掃という用途で有効利用出来る。
そして本発明によれば、下水処理施設の配管中に多数存在するフランジ継手を全て外すこと無く、配管中の最も上流側の部分及び最も下流側の部分におけるフランジ継手を外して、当該フランジ継手間の配管を本発明のシステムと接続することにより、当該配管を洗浄することが出来る。すなわち、多数のフランジ継手を外すと言う煩雑な作業を省略することが出来るため、配管の洗浄作業に費やされる労力及びコストを大幅に低減することが出来る。
本発明によれば、有機性汚泥を焼成して生成された粒体(1、1A)を用いて配管の内壁に付着した異物を除去するが、係る粒体(1、1A)の表面に存在する凹凸が、除去するべき異物を吸着させ易い、という効果を有している。そして、表面に異物を吸着させ易い前記粒体(1、1A)を利用することにより、異物を効率良く除去することが出来るのである。
また、本発明で用いられる「有機性汚泥を焼成して生成された粒体(1、1A)」は、その比重が砂等に比較して小さい。砂を用いて配管内壁の異物を除去する場合は、砂が配管の底部に堆積してしまう恐れがあるが、前記粒体(1、1A)は配管中に堆積するほど比重が大きくないので、砂の場合のような「堆積」の問題は生じないのである。
本発明において、清浄化するべき配管(2)に、(前記粒体1に加えて、)当該配管の内壁を被覆する被覆用材料(ライニング用材料、コーティング用材料1C等)を供給すれば、スケール及びスライム等の異物が剥ぎ取られた配管内壁(2i)に、当該被覆用材料10Cが被覆されるので、配管内壁(2i)がさらに清浄化されると共に、配管内壁(2i)の傷が当該被覆用材料(1C)で被覆されるので、当該傷が錆等より保護される。
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
先ず、図1を参照して第1実施形態を説明する。
図1において、全体を符号J1で示す管内清浄システムは、例えば、清浄するべき下水管(被清浄下水管)2の一端2aに第1の接続管12を介して粒体貯蔵手段11が接続される。その粒体貯蔵手段11には、下水処理場等の沈殿槽等によって貯められた有機性汚泥を、例えば400〜1300℃で加熱して焼成して生成された粒体1が貯蔵されている。
一方、前記被清浄下水管2の他端2bは、第2の接続管13を介して高圧吸引車(所謂、バキュームカー)14の真空タンク15に接続される。
当該下水管2の清浄作業に際しては、先ず、高圧吸引車14の真空ポンプ16を稼動し、真空タンク15内の真空度(負圧の大きさ)を高める。真空タンク15内の内圧(負圧)が所定以上になったら、高圧吸引車14側の図示しないバルブを開放して、前記第2の接続管13と真空タンク15とを連通させる。
すると、前記貯蔵手段11に貯蔵されていた当該粒体1が第1の接続管12を介して勢いよく被清浄下水管2内に吸引される。
被清浄下水管2の吸引された当該粒体1は、下水管2の内壁に付着した図示しないスケール等の異物と衝突し、これら異物を剥ぎ落とす。
異物及び異物を剥ぎ落とした粒体1は共に、第2の接続管13を介して、高圧吸引車14の真空タンク15内に吸引されて回収される。
上述した構成の第1実施形態によれば、有機性汚泥を焼成した粒体1は、砂やブラストよりは軟らかく、ある程度の弾性を保有しているので、配管内壁に衝突しても、当該管内壁を損傷しない。
また、本実施形態では、下水道処理場等から排出される有機性汚泥を焼成して粒体1を生成しており、当該有機性汚泥を、各種配管内の清掃という用途で、有効利用できる。
次に、図2〜図4を参照して第2実施形態を説明する。
図2の配管内清浄システムJ2の構成を説明する前に、図3を参照して、当該清浄用粒体の生成手段の構成及び、生成工程に付いて説明する。
当該清浄用粒体の生成手段100は、例えば、下水処理場の汚泥槽21から回収した汚泥の水分を除去するための脱水機22と、脱水された有機汚泥を(粒状化)粒体化する造粒機23と、粒体となった有機汚泥を加熱して乾燥させる加熱炉24と、乾燥した当該粒体を袋詰めにするホッパ25とによって概略構成されている。
当該粒体の生成工程は、先ず、下水処理場の汚泥槽21に沈殿・堆積した図示しない有機性汚泥を図示しない投入手段によって脱水機22内に投入し、脱水する。
脱水された有機汚泥は、投入機E1によって造粒機23に投入され、所定の大きさに造粒される。
所定の大きさに造流された有機汚泥は、投入機E2によって加熱炉24に投入され、高温300〜1300度で加熱され焼成される。
焼成された当該粒体1は図示しない冷却エリアで所定の温度以下に冷ました後、一旦ホッパ25に貯留され、必要に応じ袋詰めされる。
図4は、焼成された当該清浄用焼成粒体1の組成を示している。
すなわち、焼成された粒体1は、ポリオレフィン樹脂ワニス1a、変性エポキシ樹脂ワニス1b、炭化水素系1c、シリコンオイル1d、アルファセラミック1e、添加剤1f、安定剤1gによって構成されている。
次に、図2を参照して、第2実施形態における配管内清浄システムJ2の構成を説明する。
当該システムJ2は、当該焼成粒体1を貯蔵する貯蔵手段11と、清浄するべき配管(被清浄配管、例えば下水管)2と、前記貯蔵手段11と被清浄配管2とを接続する第1の接続管12と、真空タンク3と、集塵機(集塵サイクロン)4と真空ポンプ5とによって構成されている。
前記第1の接続管12と被清浄管2とは接続され、被清浄管2と真空タンク3とは図示しない手段によって接続されている。その真空タンク3と集塵サイクロン4、及び、集塵サイクロン4と真空ポンプ5は、何れも図示しない手段によって接続されている。
ここで、真空タンク3は比重が大きいか、或いは容積が大きな異物M1を分離するために設けられている。
そして、集塵サイクロン4は、比重が小さく、容積も小さい異物(固体)M2を、気体から分離する気固分離手段として設けられている。
また、真空ポンプ5は、非常に精密な機械なので、異物が浸入すると破損する恐れがある。そのため、確実な気固分離が為されるように、真空タンク3と集塵サイクロン4とが介装されている。
図2に基づいて、当該システムJ2による清浄作業を説明する。
先ず、真空ポンプ5を作動させると、第1の接続管12の先端から貯蔵手段11内に貯蔵された当該粒体(有機性汚泥を造粒して焼成した粒体)1が清浄するべき下水管(被清浄管)2内に吸引される。
吸引された粒体1は管内壁面に付着しているスカム等の異物に衝突して、これらの異物を剥ぎ取る。
剥ぎ取られた異物及び当該粒体1は、真空タンク3内に流入する。真空タンク3は、スカムの内、比重が大きいか、或いは容積が大きな異物M1を分離する。
真空タンク3内で、比重が大きいか、或いは容積が大きな異物M1が分離された残りの異物M2は、次の集塵サイクロン4に吸引される。集塵サイクロン4では、比重が小さく、容積も小さい異物(固体)M2を、気体から分離する。
すなわち、集塵サイクロン4は、気体から比重が小さく、容積も小さい異物(固体)M2を分離する気固分離手段として設けられている。
スカム(異物)M2を連行した粒体(有機性汚泥を造粒して焼成した粒体)1は、スカム(異物)M2と共に真空タンク3から回収され、廃棄される。
図2〜図4の第2実施形態の作用効果は、概ね図1の第1実施形態と同様である。
ところで、前述した通り、真空ポンプ5は、非常に精密な機械なので、異物が浸入すると破損する恐れがある。そこで、真空ポンプ5に代えて、送風用のブロワを設ければ、当該ブロワは異物が多少浸入しても破損しない。
そのため、集塵サイクロンのみを設ければよい。
その様な趣旨で構成されているので、図5で示す第3実施形態である。
図5に基づいて、第3実施形態を説明する。
図5の第3実施形態の配管内清浄システムJ3は、貯蔵手段11と、清浄するべき配管(被清浄配管、例えば下水管)2と、前記貯蔵手段11と被清浄配管2とを接続する第1の接続管12と、集塵機(集塵サイクロン)4と送風ブロワ6とによって構成されている。
図5の第3実施形態は、図2〜図4の第2実施形態に対して、真空タンク3を排除し、真空ポンプ5に変えて送風ブロワ6を装備した実施形態で、その他の構成及び作用効果は第2実施形態と同様である。
次に、図6を参照して、第4実施形態を説明する。
図1、図2〜図4、図5の各実施形態は、下水管等の配管を清掃するためのものであるが、図6の第4実施形態は、家庭内のいわゆる「水回り」から下水管に至るまでの領域、及び/又は下水管、を清掃することが可能である。
図6において、第4実施形態の管内清浄システムJ4は、当該焼成粒体1と、貯蔵手段11と、第1の接続管12と、真空タンク3と、集塵サイクロン4と真空ポンプ5とを有している。
前記第1の接続管12からは夫々、或いは同時にキッチンのシンクK、トイレT、風呂B、洗面台Wに当該焼成粒体1を投入する様に構成されている。
そして、キッチンのシンクK、トイレT、風呂B、洗面台Wの各排水口は、集中排水管20に接続されている。その集中排水管20の一端1bは、図示しない接続管によって真空タンク3に接続され、さらに集塵サイクロン4、真空ポンプ5に順次接続される。
集中排水管20を清浄化するに当り、先ず、焼成粒体1を例えばキッチンのシンクKから投入する。その際、個々の水周り機器における吸入効率を上げるために、その他の水周り機器の排水口は図示しないプラグで塞いでおくことが好ましい。
次に、集中排水管20の他端20aを栓(プラグ)で閉鎖し、真空ポンプ5或いは図示しない送風ブロワにより焼成粒体1を吸引する。
尚、送風ブロワの場合は、真空タンク3を省略することも可能である。
吸引能力の高いシステムであれば、全ての水周り機器(キッチンK、トイレT、風呂B、洗面台W)の排水口と貯蔵手段11とを同時に連通させ、一度に全ての水周り機器の配管内の異物を吸引する様に構成することも可能である。
次に、図7〜図9を参照して第5実施形態を説明する。
図7〜図9の第5実施形態は、有機性汚泥を焼成して粒体の外殻1Bを形成(図7参照)し、その内部にライニング用の材料(例えば、被覆材料1C)を充填した粒体1Aを形成して、清浄化するべき配管に流す様に構成した実施形態である。
その様に構成された第5実施形態では、粒体1Aが配管2の配管内壁2iに衝突して、スケール及びスライム等を引き剥がす(図8参照)。
それと共に、有機性汚泥を焼成した外殻1Bは脆いので、配管2の内壁2iに衝突すると直ちに破壊し、外殻1Bの内側に充填されたライニング用材料1Cが配管内壁2iに付着する。
スケール及びスライム等を引き剥がされた配管内壁2iに、ライニング用材料1Cが新たに被覆され(図9参照)、配管内壁2iがさらに清浄化される。
次に、図10〜図12を参照して第6実施形態を説明する。
図10〜図12の第6実施形態は、焼成粒体を供給する系統と、例えば、粉粒体で構成されたライニング用材料を供給する系統との2系統を設け、焼成粒体とライニング用材料とを同時に供給して、スカム等の除去(剥ぎ取り)と配管内壁面の被覆とを同時に行うか、或いは、焼成粒体を供給してスカム等を剥ぎ取って除去した後に、ライニング用材料を供給して配管内壁面を被覆する様に構成されたシステムである。
ここで、粉粒体で構成されたライニング用材料は、管内壁との衝突により潰れて、広い範囲に亘って管内壁を被覆する様な性質である。
図10及び図11を参照して第6実施形態の一実施例を説明する。
図10において、当該システムJ6は、焼成粒体1を供給する系統8と、ライニング用材料1Cを供給する系統9の2系統と、その2系統8、9の供給を制御する制御手段(コントロールユニット)50を有している。
前記焼成粒体1を供給する系統8は、当該粒体1の貯蔵手段11と、第1の開閉弁V1を介装し、貯蔵手段11から被清浄配管2に粒体1を搬送する第1の接続管120を有している。
一方、ライニング用材料1Cを供給する系統9は、被覆用材料1Cを供給する供給手段7と、第2の開閉弁V2を介装し、被覆用材料供給手段7から被清浄配管2に粒体被覆用材料1Cを搬送する第2の接続管72を有している。
尚、被清浄配管2以降は、図2、図5、図6の各実施形態の何れかと同様に構成されている。
第6実施形態の一実施例J6では、焼成粒体1と被覆用材料1Cとを同時に供給して、スカム等の除去(剥ぎ取り)と配管内壁面の被覆とを同時に行うか、或いは、焼成粒体1を供給してスカム等を剥ぎ取って除去した後に、被覆用材料1Cを供給するか、が選択可能である。焼成粒体1と被覆用材料1Cとを同時に供給するか、或いは、焼成粒体1を供給した後に被覆用材料1Cを供給するかについては、清浄化するべき配管の種類、配管に付着したスカムの種類、その他の条件により、ケース・バイ・ケースで判断される。
コントロールユニット50は、当該選択及び、被覆用材料1Cを供給するタイミング(開閉弁V1、V2の開閉タイミング)を制御する様に構成されている。尚、図10における符号Lは、コントロールユニット50と開閉弁V1、V2を結ぶ制御信号ラインを示す。
図11を参照して、第6実施形態の一実施例における焼成粒体1とライニング用材料1Cの供給制御について説明する。
先ず、ステップS1において、コントロールユニット50は、焼成粒体1と被覆用材料1Cを同時に供給するか否かを判断して、同時に供給するのでなければ(ステップS1のNO)、ステップS2に進み、同時に供給するのであれば(ステップS1のYES)、ステップS7まで進む。
ステップS2では、開閉弁V1を開放し、焼成粒体1を被清浄管2に供給し、ステップS3に進む。ステップS3では、開放した状態で所定の時間t2が経過するまでその状態を維持する。所定時間t2が経過したなら(ステップS3のYES)、ステップS4に進み、開閉弁V1を閉じ、開閉弁V2を開放する。開方弁V1の閉止によって焼成粒体1の管内への供給はストップし、開閉弁V2の開放によって、被覆用材料1Cの供給が始まる。
次にステップS5では、開閉弁V2を開放した状態で所定の時間t3が経過するまでその状態を維持する。所定時間t3が経過したなら(ステップS3のYES)、ステップS6に進み、開閉弁V2を閉じ、制御を終了する。
ステップS7では、開閉弁V1、V2を同時に開放し、焼成粒体1及び被覆用材料1Cを被清浄管2に供給し、ステップS8に進む。ステップS8では、V1、V2が開放した状態で所定の時間t1が経過するまでその状態を維持する。t1が経過したなら(ステップS8のYES)、ステップS9に進み、開閉弁V1、V2を閉じ、制御を終了する。
図12で示す第6実施形態の変形例6JAでは、図10の構成の焼成粒体1を供給する系統8に介装された第1の開閉弁V1、及び被覆用材料1Cを供給する系統9に介装された第2の開閉弁V2を廃止し、焼成粒体1を供給する系統8Aと被覆用材料C1を供給する系統9Aとの合流部に、三方弁V3を介装した例である。
従って、コントロールユニット50は、当該三方弁V3のみを開閉制御すればよい。その他の構成及び作用効果は図10の例と同様である。
図10〜図12の第6実施形態によれば、清浄化するべき配管の長さ、内径、居住する住人の数、使用期間(メンテナンスの周期)等を入力することにより、前記所定時間t1、t2、t3が、例えば図示しないマップ等によって決定され、システムの接続管を当該配管に接続するだけで、清浄化作業は全て自動で進められる。
また、清浄化作業が終了した時点で、モニタカメラ(CCDカメラ)を当該配管に挿入し、清浄化の度合いを確認することによって、万全を帰すことが出来る。
図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではないことを付記する。
本発明の第1実施形態の構成図。 本発明の第2実施形態の構成図。 本発明の焼成粒体の組成を示す成分表。 本発明の焼成粒体の生成手段の構成図。 本発明の第3実施形態の構成図。 本発明の第4実施形態の構成図。 本発明の第5実施形態における焼成粒体の断面図。 第5実施形態の焼成粒体によって管壁に付着したスカムを剥ぎ取る様を示した様態図。 第5実施形態の焼成粒体中の被覆材によって管壁をコーティングする様を示した様態図。 本発明の第6実施形態の一構成例を示すブロック図。 本発明の第6実施形態の構成の変形例を示すブロック図。 本発明の第6実施形態の制御方法を示すフローチャート。
符号の説明
1A・・・粒体
1B・・・外殻部
1C・・・コーティング用材料
1J、2J、3J、4J、6J、・・・配管内清浄システム
2・・・配管/被清浄管
2i・・・配管内壁
3・・・真空タンク
4・・・集塵機
5・・・真空ポンプ
6・・・送風ブロワ
7・・・被覆用材料供給手段
8、8A・・・粒体供給系統
9、9A・・・被覆用材量供給系統
11・・・貯蔵手段
12・・・第1の接続管
13・・・第2の接続管
14・・・高圧吸引車
15・・・真空タンク
16・・・真空ポンプ
20・・・排水管
100・・・清浄用粒体の生成手段

Claims (4)

  1. 有機性汚泥を焼成して多数の無機化粒体を生成する工程と、生成された粒体を清浄化するべき配管に供給する工程と、供給された粒体を清浄化するべき配管に流過させる工程、とを有することを特徴とする配管内清浄方法。
  2. 前記粒体を清浄化するべき配管に供給する工程では、清浄化するべき配管に、当該配管の内壁を被覆する被覆用材料を供給する請求項1の配管内清浄方法。
  3. 有機性汚泥を焼成した多数の粒体を清浄化するべき配管に供給する手段と、供給された粒体を清浄化するべき配管内に流過させる手段、とを有することを特徴とする配管内清浄システム。
  4. 前記清浄化するべき配管に、当該配管の内壁を被覆する被覆用材料を供給する手段を有する請求項3の配管内清浄システム。
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