JP2006095413A

JP2006095413A - 砂分離洗浄装置

Info

Publication number: JP2006095413A
Application number: JP2004284166A
Authority: JP
Inventors: Taisuke Nakano; 泰典中野; Terukazu Araoka; 輝一新阜
Original assignee: Hitachi Kiden Kogyo Ltd
Current assignee: Hitachi Kiden Kogyo Ltd
Priority date: 2004-09-29
Filing date: 2004-09-29
Publication date: 2006-04-13

Abstract

【課題】沈砂池から揚砂された沈砂に含まれる夾雑物を効率よく洗浄、分離し、砂分のみを分離することができるようにした砂分離洗浄装置を提供すること。
【解決手段】汚砂混合水が導入される上固液分離洗浄槽１と、上固液分離洗浄槽１の下に設置される下攪拌洗浄槽２とを備え、上固液分離洗浄槽１は、接線方向に汚砂混合水を流入させることにより周壁に沿い下降する旋回流を発生させる円筒状の上部槽本体３と、上部槽本体３の中心付近で下攪拌洗浄槽２と連通して立設されるとともに、上部槽本体３の底部付近で流入口４１を形成し、旋回流を流入口４１から上昇流として導入し上部槽本体３の外に越流させる上昇流管４と、上部槽本体３の底部に配設され、沈降した汚砂を上昇流管４の流入口４１に送る供給スクリュー５とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、砂分離洗浄装置に関し、特に、沈砂池から回収された夾雑物を含む沈砂を洗浄し、砂分のみを分離するようにした砂分離洗浄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は、比重差分離、遠心分離等を用いた固液分離装置により固液分離され、砂分のみを回収するようにしている。

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、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、沈砂に含まれる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いう問題があった。

本発明は、上記従来の沈砂の処理に関する問題点に鑑み、沈砂池から揚砂された沈砂に含まれる夾雑物を効率よく洗浄、分離し、砂分のみを分離することができるようにした砂分離洗浄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、本発明の砂分離洗浄装置は、汚砂混合水が導入される上固液分離洗浄槽と、該上固液分離洗浄槽の下に設置される下攪拌洗浄槽とを備えた砂分離洗浄装置において、前記上固液分離洗浄槽が、接線方向に汚砂混合水を流入させることにより周壁に沿い下降する旋回流を発生させる円筒状の上部槽本体と、上部槽本体の中心付近で下攪拌洗浄槽と連通して立設されるとともに、上部槽本体の底部付近で流入口を形成し、前記旋回流を該流入口から上昇流として導入し上部槽本体の外に越流させる上昇流管と、上部槽本体の底部に配設され、沈降した汚砂を上昇流管の流入口に送る供給スクリューとを備え、前記下攪拌洗浄槽が、上昇流管の下方に傾斜して設置され、上昇流管から沈降する汚砂を濾す細目スクリーンと、下攪拌洗浄槽内の水を攪拌する攪拌装置と、細目スクリーンにより濾され沈降した砂を下攪拌洗浄槽の外に搬出する搬出スクリューとを備えたことを特徴とする。

この場合において、上部槽本体の上部に、反転した旋回流を流入させ上部槽本体の外に越流させる逆さ裁頭円錐状の分離ホッパを設けることができる。

本発明の砂分離洗浄装置によれば、汚砂混合水が導入される上固液分離洗浄槽と、該上固液分離洗浄槽の下に設置される下攪拌洗浄槽とを備え、前記上固液分離洗浄槽が、接線方向に汚砂混合水を流入させることにより周壁に沿い下降する旋回流を発生させる円筒状の上部槽本体と、上部槽本体の中心付近で下攪拌洗浄槽と連通して立設されるとともに、上部槽本体の底部付近で流入口を形成し、前記旋回流を該流入口から上昇流として導入し上部槽本体の外に越流させる上昇流管と、上部槽本体の底部に配設され、沈降した汚砂を上昇流管の流入口に送る供給スクリューとを備え、前記下攪拌洗浄槽が、上昇流管の下方に傾斜して設置され、上昇流管から沈降する汚砂を濾す細目スクリーンと、下攪拌洗浄槽内の水を攪拌する攪拌装置と、細目スクリーンにより濾され沈降した砂を下攪拌洗浄槽の外に搬出する搬出スクリューとを備えることから、旋回流により夾雑物を含む汚砂を上部槽本体の底部に沈降させ、供給スクリューにより上昇流管の流入口に供給し、比重が小さい夾雑物を上昇流により除去する一方、比重が大きい夾雑物と砂とを下攪拌洗浄槽に沈降させ、攪拌装置により攪拌しながら細目スクリーンで濾すことができ、これにより、細目スクリーンの目詰まり要因となる繊維類を除去しながら、砂利や廃プラスチックを分離し、高度に洗浄された砂のみを搬出スクリューにより搬出することができる。

この場合、上部槽本体の上部に、反転した旋回流を流入させ上部槽本体の外に越流させる逆さ裁頭円錐状の分離ホッパを設けることにより、旋回流をスムーズに発生させるとともに、浮遊するし渣類を、分離ホッパ口で発生する上昇流により水と共に越流させて除去することができる。

以下、本発明の砂分離洗浄装置の実施の形態を、図面に基づいて説明する。

図１〜図４に、本発明の砂分離洗浄装置の一実施例を示す。
この砂分離洗浄装置Ａは、汚砂混合水が導入される上固液分離洗浄槽１と、該上固液分離洗浄槽１の下に設置される下攪拌洗浄槽２とを備えている。
上固液分離洗浄槽１は、接線方向に汚砂混合水を流入させることにより周壁に沿い下降する旋回流を発生させる円筒状の上部槽本体３と、上部槽本体３の中心付近で下攪拌洗浄槽２と連通して立設されるとともに、上部槽本体３の底部付近で流入口４１を形成し、前記旋回流を該流入口４１から上昇流として導入し上部槽本体３の外に越流させる上昇流管４と、上部槽本体３の底部に配設され、沈降した汚砂を上昇流管４の流入口４１に送る供給スクリュー５とを備えている。
また、下攪拌洗浄槽２は、上昇流管４の下方に傾斜して設置され、上昇流管４から沈降する汚砂を濾す細目スクリーン６と、下攪拌洗浄槽２内の水を攪拌する攪拌装置７と、細目スクリーン６により濾され沈降した砂を下攪拌洗浄槽２の外に搬出する搬出スクリュー１０とを備えている。

上部槽本体３の上部には、反転した旋回流を流入させ上部槽本体３の外に越流させる逆さ裁頭円錐状の分離ホッパ８が設けられるとともに、該分離ホッパ８と上部槽本体３の周壁との間を旋回流が通るように汚砂混合水の流入管３１が接線方向に接続されている。
分離ホッパ８の周囲には、該分離ホッパ８の越流水を受ける環状の越流トラフ９が設置されており、また、越流トラフ９の直径方向には、上昇流管４の越流水を受ける外向き傾斜の直線状トラフ９１が設けられている。これらトラフに越流した水はオーバーフロー管９２から排出される。

上昇流管４は、その下部が上部槽本体３の底壁３２を貫通するとともに、その上部が、前記直線状トラフ９１に接続されている。
この上昇流管４は、上部槽本体３の底部付近で流入口４１を形成し、上部槽本体３の旋回流を該流入口４１から上昇流として導入し、前記直線状トラフ９１に越流させる。
この場合、上昇流管４の上部には堰板４２が設けられており、この堰板４２の高さを調整することにより上昇流の速度を調整することができる。
すなわち、堰板４２を上げると上昇流管４内の上昇流速度が下がって、分離ホッパ口８１の上昇流速度が上がり、堰板４２を下げると上昇流管４内の上昇流速度が上がって、分離ホッパ口８１の上昇流速度が下がる。
また、上昇流管４の上部は細く絞られており、この細径部４３によっても上昇流管４内の上昇流速度を高めることができる。

供給スクリュー５は、逆さ四角錐状に形成された上部槽本体下部の底部に配設され、沈降した汚砂を上昇流管４の流入口４１に送る左右１対のスクリューを備えている。
左右１対のスクリューは、羽根の向きが逆に形成されることにより、同一回転方向で上昇流管４の流入口４１に汚砂を送るように設けられている。

一方、下攪拌洗浄槽２の細目スクリーン６は、上昇流管４の下方に傾斜して設置され、上昇流管４から沈降する汚砂を濾すとともに、砂利や廃プラスチック等の夾雑物を傾斜端部に貯留する。
傾斜端部に貯留された夾雑物は、必要に応じて夾雑物引抜管６１から引き抜くことができる。

攪拌装置７は、下攪拌洗浄槽２内の水を攪拌水引抜管７１から導入し、攪拌洗浄ノズル７２又は逆洗ノズル７３から噴射する攪拌ポンプ７４を備えている。
攪拌水引抜管７１は細目スクリーン６の下流側に設置することにより、攪拌ポンプ７４内に異物が入らないようにし、攪拌洗浄ノズル７２や逆洗ノズル７３は、細目スクリーン６が詰まらないように該スクリーン６に水流を吹き付けるようにする（水は下洗浄槽内を循環するだけで別途洗浄水は必要としない）。

搬出スクリュー１０は、下攪拌洗浄槽２の下部に上向きに傾斜するように設置されており、細目スクリーン６により濾され沈降した清浄な砂を、下攪拌洗浄槽２の外に搬出することができる。

次に、この砂分離洗浄装置Ａの動作を説明する。
この砂分離洗浄装置Ａは、図４に示すように、沈砂池１２の揚砂ポンプ１３から揚砂された汚砂を攪拌することで付着した汚れを溶出し、臭気を除去すると共に、汚砂中に含まれる様々な夾雑物を段階的に除去することができる。
上固液分離洗浄槽１は、旋回流による汚砂の攪拌、し渣類（繊維類、ビニール類、葉、木くず等）の分離を目的とし、下攪拌洗浄槽２は、上記一段洗浄後の二段攪拌、比重が大きい廃プラスチック等の分離を目的としている。

まず、円筒状をなした上固液分離洗浄槽１に、接線方向に揚砂ポンプ１３から汚砂混合水を流入させることで旋回流を発生させ、汚砂の攪拌を行う。
ここで、旋回流がスムーズに発生するように逆さ裁頭円錐形状をなした分離ホッパ８を設置し、また、浮遊するし渣類は、分離ホッパ口８１で発生する上向流により槽周囲に設置した堰から水と共に越流し、除去される。

一方、沈降した砂や夾雑物（し渣類、廃プラスチック等）は、定量供給スクリュー５により中央に集砂され、上昇流管４に導入される。
比重の小さいし渣類は、上昇流により保持され、レジューサ４４等で上昇流管４を絞ることでし渣を吸い上げ、越流させる。
この過程を経ることで、下攪拌洗浄槽２に設けた細目スクリーン６が目詰まりする原因となる繊維類等をほぼ完全に除去することができる。
また、比重の大きい砂、砂利、廃プラスチック等は、上昇流により一旦保持されるが、量が多くなると、上昇流に抗して下攪拌洗浄槽２へ沈降する。

下攪拌洗浄槽２に沈降した砂、砂利、廃プラスチック等は、攪拌装置７により攪拌され、細目スクリーン６により砂利、廃プラスチックが分離され、図４に示すように、洗浄された沈砂のみが搬出スクリュー１０により後段の貯留ホッパ１５、もしくはフライトコンベヤやスキップホイスト等の搬送装置１６に搬出される。

揚砂が完了すると、攪拌装置７の弁を切り替え、逆洗ノズル７３により細目スクリーン６の逆洗を行い、該スクリーン６に絡み付いた夾雑物を取り除き、一定時間経過後、夾雑物引抜管６１の電動弁を開け、分離された廃プラスチック、砂利等を排出する。
夾雑物引抜管６１は、オーバーフロー管９２やドレン管１１と接続し、沈砂池１２内に設置した細目除塵機１４の前に排水するようにし、分離されたし渣を、この細目除塵機１４で掻き揚げて搬出するようにする。
この場合、砂利が多く、細目除塵機１４の前に砂利が溜まり、レーキが噛み込む等の不具合が危惧されるときは、排水中に含まれる夾雑物を分離するため、細目除塵機１４の前にし渣分離機等を設置することができる。

次に、この砂分離洗浄装置Ａの応用的な使用方法を下記に示す。
揚砂した汚砂を上固液分離洗浄槽１で固液分離して一旦貯留し、パイプに穴を開けた水抜きパイプ等（図示省略）で水を抜き、貯留した砂を次回の揚砂時まで自然乾燥させる。
夾雑物を含んだ砂を乾燥させることにより、次回揚砂した際に、砂と共に沈降していた繊維類、種子類等が浮遊しやすくなるため（特に種子類は含水率が高いと沈降しやすく乾燥すると水に浮遊しやすい性質をもつ）、上固液分離洗浄槽１でのし渣分離効果が高くなる。
これにより、下攪拌洗浄槽２に設置した細目スクリーン６の目詰まりが少なくなるので、スクリーン目幅を前述に比べて更に小さくすることが可能となり、更なる高度洗浄が可能となる。

また、大雨等で揚砂量が通常より多い場合は、揚砂時に貯留量が過大になると砂が流出するため、ロードセル等の重量計を用いて汚砂の貯留量を制御し、貯留量が規定値に達すると定量供給スクリュー５を駆動するようにする。
なお、この使用方法は、砂発生量が少ない地域、例えば、中小都市のポンプ場、処理場内沈砂池等に適している。
また、この砂分離洗浄装置Ａに於ける汚砂中の除去対象夾雑物は、繊維類、木の葉、ビニール類等の比重の小さいし渣、及び比重の大きい廃プラスチック等全ての夾雑物を対象としており、専用の沈砂埋立処分場が十分に確保されていないなどの、高度洗浄が必要な場合での適用が特に効果的である。

かくして、本実施例の砂分離洗浄装置Ａは、汚砂混合水が導入される上固液分離洗浄槽１と、該上固液分離洗浄槽１の下に設置される下攪拌洗浄槽２とを備え、前記上固液分離洗浄槽１が、接線方向に汚砂混合水を流入させることにより周壁に沿い下降する旋回流を発生させる円筒状の上部槽本体３と、上部槽本体３の中心付近で下攪拌洗浄槽２と連通して立設されるとともに、上部槽本体３の底部付近で流入口４１を形成し、前記旋回流を該流入口４１から上昇流として導入し上部槽本体３の外に越流させる上昇流管４と、上部槽本体３の底部に配設され、沈降した汚砂を上昇流管４の流入口４１に送る供給スクリュー５とを備え、前記下攪拌洗浄槽２が、上昇流管４の下方に傾斜して設置され、上昇流管４から沈降する汚砂を濾す細目スクリーン６と、下攪拌洗浄槽２内の水を攪拌する攪拌装置７と、細目スクリーン６により濾され沈降した砂を下攪拌洗浄槽２の外に搬出する搬出スクリュー１０とを備えることから、旋回流により夾雑物を含む汚砂を上部槽本体３の底部に沈降させ、供給スクリュー５により上昇流管４の流入口４１に供給し、比重が小さい夾雑物を上昇流により除去する一方、比重が大きい夾雑物と砂とを下攪拌洗浄槽２に沈降させ、攪拌装置７により攪拌しながら細目スクリーン６で濾すことができ、これにより、細目スクリーン６の目詰まり要因となる繊維類を除去しながら、砂利や廃プラスチックを分離し、高度に洗浄された砂のみを搬出スクリュー１０により搬出することができる。
この場合、上部槽本体３の上部に、反転した旋回流を流入させ上部槽本体３の外に越流させる逆さ裁頭円錐状の分離ホッパ８を設けることにより、旋回流をスムーズに発生させるとともに、浮遊するし渣類を、分離ホッパ口８１で発生する上昇流により水と共に越流させて除去することができる。

以上、本発明の砂分離洗浄装置について、その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。

本発明の砂分離洗浄装置は、細目スクリーンの目詰まり要因となる繊維類を除去しながら、砂利や廃プラスチックを分離し、高度に洗浄された砂のみを搬出できることから、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の処理に好適に用いることができる。

本発明の砂分離洗浄装置の一実施例を示す断面図である。図１のＡ矢視図である。図１のＢ矢視断面図である。同実施例の砂分離洗浄装置の設置例を示し、（ａ）はその一例の断面図、（ｂ）は他の例の断面図である。

符号の説明

Ａ砂分離洗浄装置
１上固液分離洗浄槽
２下攪拌洗浄槽
３上部槽本体
３１流入管
３２底壁
４上昇流管
４１流入口
４２堰板
４３細径部
４４レジューサ
５供給スクリュー
６細目スクリーン
６１夾雑物引抜管
７攪拌装置
７１攪拌水引抜管
７２攪拌洗浄ノズル
７３逆洗ノズル
７４攪拌ポンプ
８分離ホッパ
８１分離ホッパ口
９越流トラフ
９１直線状トラフ
９２オーバーフロー管
１０搬出スクリュー
１１ドレン管
１２沈砂池
１３揚砂ポンプ
１４細目除塵機
１５貯留ホッパ
１６搬送装置

Claims

汚砂混合水が導入される上固液分離洗浄槽と、該上固液分離洗浄槽の下に設置される下攪拌洗浄槽とを備えた砂分離洗浄装置において、前記上固液分離洗浄槽が、接線方向に汚砂混合水を流入させることにより周壁に沿い下降する旋回流を発生させる円筒状の上部槽本体と、上部槽本体の中心付近で下攪拌洗浄槽と連通して立設されるとともに、上部槽本体の底部付近で流入口を形成し、前記旋回流を該流入口から上昇流として導入し上部槽本体の外に越流させる上昇流管と、上部槽本体の底部に配設され、沈降した汚砂を上昇流管の流入口に送る供給スクリューとを備え、前記下攪拌洗浄槽が、上昇流管の下方に傾斜して設置され、上昇流管から沈降する汚砂を濾す細目スクリーンと、下攪拌洗浄槽内の水を攪拌する攪拌装置と、細目スクリーンにより濾され沈降した砂を下攪拌洗浄槽の外に搬出する搬出スクリューとを備えたことを特徴とする砂分離洗浄装置。
上部槽本体の上部に、反転した旋回流を流入させ上部槽本体の外に越流させる逆さ裁頭円錐状の分離ホッパを設けたことを特徴とする請求項１記載の砂分離洗浄装置。