JP2006305549A - 流水トラフを利用した砂、ごみの分別方法 - Google Patents

Abstract

【課題】流水トラフ内において沈砂中の砂分とごみとはそれぞれ流水トラフ内の異なる位置を、また異なる速度にて流下していくことを利用し、流水トラフ内流下途中で沈砂の砂分とごみとを分別するようにした流水トラフを利用した砂、ごみの分別方法を提供すること。
【解決手段】沈砂中の砂分とごみとを分別して排出するようにした流水トラフ１の出口側内に、比重差及び形状の違いにより生じる流下してくる砂とごみとの境目位置に、水の流下方向に沿うようにして分別板２を配設し、流水トラフ１内を流下する砂とごみとをその比重差及び形状の違いにより水流を利用して分別して排出するようにする。
【選択図】図１

Description

本発明は、流水トラフを利用した砂、ごみの分別方法に関し、特に、下水処理場等の沈砂池から掻き揚げなどにて発生した沈砂の搬送工程中において、該沈砂に含有するごみを簡易に分別除去するようにした流水トラフを利用した砂、ごみの分別方法に関するものである。

従来、下水処理場の沈砂洗浄システムにおいて、特に限定されるものではないが、例えば、沈砂池底部に沈殿する沈砂を、Ｖバケット式揚砂機等により掻き揚げ、この沈砂を流水トラフを用いて所要の処理工程へ搬送するようにしている。この搬送手段としての流水トラフは、図１に示すように、Ｕ型又はＶ型の断面形状をした鋼製のトラフの一端側から前記沈砂を水或いは汚水と共に流し、この水流にて沈砂等の搬送物、例えば、ごみが混じった砂を搬送するようにしたものであり、かつ搬送物の沈砂がトラフ底部に溜まることがないように搬送方向に向かって流水トラフの底部に勾配を付けるようにして設けている。

ところで、沈砂池から揚砂された汚砂には、比重が大きく、水流抵抗が小さい沈砂と、比重が小さく、水流抵抗が大きい形状のごみとが混在している状態であり、この比重、形状等の違いにより流水トラフ内での流れ方が異なる。
一般に、沈砂は、比重が大きく、水流抵抗が小さい形状のため、水流に乗りにくいのでトラフ底付近を水流より遅い速度で搬送され、反対に、ごみは、比重が小さく、水流抵抗が大きい形状のため、水流に乗り易いので水面近くを水の流速とほぼ同速で、比較的速い速度で流下搬送される。

ところが、従来の流水トラフは、搬送方向に向かって勾配を設けているが、流水トラフ内に供給される沈砂が混じった水は常に同じ流速で流下するようになっているので、流水トラフ内を流下させただけでは、沈砂中の砂とごみとが分別されずに、該流水トラフの終端部（出口）から砂とごみとが混じった状態で排出される。このため、流水トラフの後段に除塵機能付の分別機を設置して、この分別機でごみを分別除去するようにしている。このため、沈砂洗浄システムの構成が複雑、大型化し、設備費が嵩むという問題があった。
また、下水処理場の沈砂池の土木構造や他設備の配置等の影響で分別機を設置できない場合、砂とごみとの分別ができないという問題があった。

本発明は、上記従来の流水トラフの有する問題点に鑑み、流水トラフ内において沈砂中の砂分とごみとはそれぞれ流水トラフ内の異なる位置を、また異なる速度にて流下していくことを利用し、流水トラフ内流下途中で沈砂の砂分とごみとを分別するようにした流水トラフを利用した砂、ごみの分別方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本第１発明の流水トラフを利用した砂、ごみの分別方法は、沈砂中の砂分とごみとを分別して排出するようにした流水トラフの出口側内に、比重差及び形状の違いにより生じる流下してくる砂とごみとの境目位置に、水の流下方向に沿うようにして分別板を配設し、流水トラフ内を流下する砂とごみとをその比重差及び形状の違いにより水流を利用して分別して排出するようにしたことを特徴とする。

この場合において、分別板を、可動式とすることができる。

また、本第２発明の流水トラフを利用した砂、ごみの分別方法は、沈砂中の砂分とごみとを分別して排出するようにした流水トラフの出口側内に、砂とごみとをその比重差及び形状の違いにより水流を利用して分別できるよう段差壁を形成するようにしたことを特徴とする。

また、この場合において、段差壁の先端角を円弧形に形成することができる。

また、本第３発明の流水トラフを利用した砂、ごみの分別方法は、比重差により流水トラフ内底面に沈積する砂と、水流に乗って流下するごみとを、流水トラフ内を流下する水の流速及び／又は流量を選択的に変化させることで沈砂中の砂分とごみとを分別するようにしたことを特徴とする。

また、この場合において、沈砂中の砂分とごみの分別を流水トラフの下方に配設した切替ダンパーの操作にて行うようにすることができる。

また、本第４発明の流水トラフを利用した砂、ごみの分別方法は、流水トラフの横方向に沈砂排出口を分岐して配設した流水トラフにおいて、流水トラフの分岐部の底部に、沈砂排出口側が下流側に傾斜する斜め方向の分別板を配設し、流水トラフから沈砂排出口に沈砂を案内するようにしたことを特徴とする。

この場合において、沈砂排出口の分岐入口に流水トラフの水流を遮蔽する遮蔽板を配設するとともに、該遮蔽板と流水トラフの底面との間に沈砂が流入する隙間を設けることができる。

また、分岐入口の下流側端部で、遮蔽板と分岐入口の間に水を流入させる流水隙間を設けることができる。

また、遮蔽板の下流側端部を流水トラフ側に折曲することができる。

本第１発明の流水トラフを利用した砂、ごみの分別方法によれば、沈砂中の砂分とごみとを分別して排出するようにした流水トラフの出口側内に、比重差及び形状の違いにより生じる流下してくる砂とごみとの境目位置に、水の流下方向に沿うようにして分別板を配設し、流水トラフ内を流下する砂とごみとをその比重差及び形状の違いにより水流を利用して分別するようにしているため、従来のように流水トラフの後段側に分別機を設置する必要がなく、流水トラフ内を流下させるだけの簡単な方法で自然と沈砂中の砂分とごみとが分別して排出することができるので、機器点数が減り、その設備費が低減できるとともに、維持管理費等のランニングコストも低減することができる。

また、分別板を可動式としているので、分別板、特に分別板の先端部分に大量のごみが絡みついた場合でも、分別板の揺動にてこの絡みつきごみを水流により削ぎ落とすようになって除去でき、絡みつきごみの成長を抑制して効果的な砂とごみの分別が継続的に行うことができる。

また、本第２発明の流水トラフを利用した砂、ごみの分別方法によれば、沈砂中の砂分とごみとを分別して排出するようにした流水トラフの出口側内に、砂とごみとをその比重差及び形状の違いにより水流を利用して分別できる段差壁を形成するようにしているので、段差壁の手前と後とにより砂排出口とごみ排出口とを分別して形成することができ、この段差壁を越えるごみと段差壁を越流することができない砂分とを、他の動力や構成を用いることなく分別することができる。

また、段差壁の先端角を円弧形に形成することにより、段差壁の先端部におけるごみの絡みつきを未然に防止することができる。

また、本第３発明の流水トラフを利用した砂、ごみの分別方法によれば、比重差により流水トラフ内底面に沈積する砂と、水流に乗って流下するごみとを、流水トラフ内を流下する水の流速及び／又は流量を変化させることで砂とごみとを分別するようにしているので、既設の流水トラフを用いても、流水方法を変えるだけで簡易に沈砂中の砂分とごみとの分別を簡易な方法で確実に行うことができる。

また、砂とごみの分別を流水トラフの下方に配設した切替ダンパーの操作にて行うようにしているので、分別をより確実に行うことができる。

一方、本第４発明の流水トラフを利用した砂、ごみの分別方法によれば、流水トラフの横方向に沈砂排出口を分岐して配設した流水トラフにおいて、流水トラフの分岐部の底部に、沈砂排出口側が下流側に傾斜する斜め方向の分別板を配設し、流水トラフから沈砂排出口に沈砂を案内するようにすることから、流水トラフの底を流れる沈砂は分別板にぶつかり斜めに案内されながら沈砂排出口に落下する一方、ごみは分別板の上層を流れて通過することができ、これにより、下水処理場の沈砂洗浄システムで流水トラフの横方向に排出口を配置しなければならない場合でも、沈砂中の砂分とごみとの分別を簡易かつ効果的に行うことができる。

この場合、沈砂排出口の分岐入口に流水トラフの水流を遮蔽する遮蔽板を配設するとともに、該遮蔽板と流水トラフの底面との間に沈砂が流入する隙間を設けることにより、沈砂排出口に流出するし渣を最大限少なくすることができ、砂とごみの分離効果を向上させることができる。

また、分岐入口の下流側端部で、遮蔽板と分岐入口の間に水を流入させる流水隙間を設けることにより、し渣の絡みつきや異物噛み込み等で遮蔽板とトラフ底面との隙間が閉塞するおそれがある場合でも、前記流水隙間によって沈砂排出口に向かう流れが阻害されないため、前記隙間の閉塞を防止することができる。

また、遮蔽板の下流側端部を流水トラフ側に折曲することにより、遮蔽板の下流側で水流を遠ざけて、流水隙間へのし渣の絡みつきや異物の噛み込み等を防止することができる。

以下、本発明の流水トラフを利用した砂、ごみの分別方法の実施の形態を、図面に基づいて説明する。

図１〜図３に、本発明の流水トラフを利用した砂、ごみの分別方法の第１実施例を示す。
一端側から沈砂池から掻き揚げたごみが混合された沈砂を投入し、かつこれに流水を注ぐことで沈砂を流水トラフ１内をその出口側に向かって流下するように配設するとともに、この流水トラフ１の底部１１を出口側に向かって傾斜するように構成する。
また、流水トラフ１の出口側には、沈砂中の砂分ＳとごみＤとを分別してそれぞれ排出するように砂排出口１２とごみ排出口１３とを配置するとともに、流水トラフ出口側内に、流下する沈砂中の砂分ＳとごみＤとが自然とその比重差及び形状の違いによって分別できるようにした分別板２を配設する。

この分別板２は、流水トラフ１の出口側に配設するが、これは図１に示すように、流水トラフ１内を比重差及び形状の違いにより生じる流下してくる砂ＳとごみＤとの境目位置にほぼ水平にして設置する。
ところで、沈砂池から揚砂された汚砂には、比重の大きな砂分Ｓと、比重が比較的小さなごみＤとが混在しているので、この砂分ＳとごみＤとの比重、形状等の違いにより流水トラフ内での流れ方が異なる。比重が大きい砂分は流水トラフ１内を流下する際、その水流に乗りにくく、トラフ底付近を水流より遅い速度で流下搬送され、反対にごみは比重が小さく、水流に乗り易いので水面近くを水の流速とほぼ同速で流下搬送される。
したがって、比重が大きい砂分Ｓは流水トラフ１内底部に沿ってゆっくりと流下し、ごみＤは流水トラフ１内水面付近を水流に乗って流下搬送される。この流下する砂分とごみとの間には境目が生じるようになる。
この砂分とごみの境目となる位置に、水の流下方向に沿うようにして、これは特に限定されるものではないが、例えば、ほぼ水平となるようにして分別板２を配設する。この分別板２により、流水トラフ内を流下する砂ＳとごみＤとをその比重差及び形状の違いにより水流を利用することにより、分別板より上部はごみＤが流れ、分別板より下部は沈砂Ｓが流れて砂分とごみとが自然と分別されるようにする。

このため、従来のように流水トラフの後段側に砂、ごみの分別機を設置する必要がなく、流水トラフ内を流下させるだけの簡単な方法で自然と沈砂中の砂分とごみとを分別し、それぞれの排出口１２、１３から排出されるようになり、かつシステムの機器点数が減るようになって設備費が低減できるとともに、維持管理費等のランニングコストも低減することができる。
なお、沈砂排出口１２より排出された沈砂Ｓは、さらに後段処理の設備へ搬出され、またごみＤは分別板２の上を通過してごみ排出口１３より排水とともに排出されるが、排水に混入したごみＤは、ごみ排出口１３の下方に配設された網かご等で捕捉するようにしたり、再度沈砂池内に戻したり、ドラム型スクリーン等（図示省略）を用いて捕捉、除去することができる。

また、この分別板２は、図１に示すように、砂分が通過する程度の隙間を残して沈砂排出口１２の上方全面を覆うように配設するか、又は図２に示すように、沈砂排出口１２の上方の後半分を覆うように配設する。
この分別板２により沈砂排出口１２の上方の後半分を覆う場合、流水トラフから沈砂排出口１２へ流入する砂分が多い場合に有効である。
また、図３に示すように、分別板２をＬ字形に形成し、その上端をヒンジ２０とし、流水トラフ側に振り子状に揺動可能にして取り付ける。これにより、ごみ濃度が高い場合において、分別板２にごみＤが絡みつき成長すると沈砂排出口１２を塞ぐおそれがあるが、大量のごみＤが分別板２に絡みついた場合でも、水流によりごみを削ぎ落とす力が作用するようになって、分別板２でのごみの成長を抑えることができる。

図４に、本発明の流水トラフを利用した砂、ごみの分別方法の第２実施例を示す。
この第２実施例は、流水トラフ１の出口側に沈砂排出口１２とごみ排出口１３とを配設する点は第１実施例と同じである。この沈砂排出口１２とごみ排出口１３とを分けるようにして段差壁２１を配設する。
この段差壁２１は、図４（Ａ）に示すように、その頂面を第１実施例において分別板２を配設した位置、即ち比重の大きな砂分Ｓと、比重が比較的小さなごみＤとがその比重差及び形状の違いにより分離されて流下してくる位置となるようにする。これにより、比重の大きな砂分は段差壁２１にて堰き止められるようになって沈砂排出口１２内へ流下し、また比重の小さなごみは段差壁２１の頂面を越流するようになってごみ排出口１３内へ流下し、砂とごみとが分別される。

なお、この場合、図４（Ｂ）に示すように、段差壁２１の先端角を円弧形２１ａに形成することができる。これにより、流下するごみ量が多く、段差壁２１の先端部にごみＤが絡みつきやすい場合でも、段差壁２１の円弧形２１ａの先端面によりごみの絡みつきが未然に防止することができる。

図５〜図６に、本発明の流水トラフを利用した砂、ごみの分別方法の第３実施例を示す。
この第３実施例においては、流水トラフ１の底面をほぼ水平となるように設置し、流水トラフの勾配を無くすか、もしくは可能な限り少なくするものとし、出口側には１つの排出口１４を配設し、さらにこの流水トラフ１の後段側に、特に限定されるものではないが、例えば、図６に示すように、切替ダンパー３を配設して構成する。
また、この流水トラフ１ヘ供給或いは送水する水は、給水量を選択的に変化するようにする。これは、特に限定されるものではないが、例えば、給水ポンプ（図示省略）の運転台数を切り替えるか、或いは給水ポンプの給水能力を切り替えるようにする。

例えば、２台の給水ポンプを用いる場合、１台の給水ポンプのみを運転すると、必然的に流水トラフ１への給水量は少なくなるので、流水トラフ１内の流速も遅くなる。これにより、比重の大きな砂分Ｓは流水トラフ１の内底部に溜まるようになり、比重の小さなごみＤだけが流水トラフ１内を搬送流下し、その出口側に設けた排出口１４より外部へ排出される。
この流水トラフ１の排出口１４の下方位置には、フライトコンベア等のコンベアからなる搬出手段３２の先端側を二股に分岐し、その一方を沈砂排出口３３、他方をごみ排出口３４とし、この分岐位置に切替弁３１を備えて構成する切替ダンパー３が配設されている。この切替ダンパー３の切替弁３１をごみ排出口３４のしさ系設備側に切り替えてごみをしさ系設備に搬出する。そして、沈砂池内の揚砂完了後、流水トラフ１ヘ送水する給水ポンプのもう１台を駆動し、２台同時に運転する。これにより、流水トラフ１ヘの送水量は増すものとなり、流水トラフ内の流速も早くなり、トラフ内底部に溜まっていた沈砂Ｓが流れるようになって搬送される。この時は後段機器の切替ダンパーを沈砂系設備側に切り替えておくと、沈砂Ｓは沈砂排出口３３を経て沈砂系設備へ搬出される。

図７に、本発明の流水トラフを利用した砂、ごみの分別方法の第４実施例を示す。
下水処理場の沈砂洗浄システムにおいては、配置の都合により、流水トラフ１の横方向に沈砂排出口１２を分岐して配設しなければならない場合がある。
このような場合において、流水トラフ１の分岐部の底部に、沈砂排出口側が下流側に傾斜する斜め方向の分別板２を配設し、流水トラフ１から沈砂排出口１２に沈砂Ｓを案内するようにする。
分別板２はＬ字形に屈曲された背の低い板からなり、流水トラフ１の中心線に対して斜め方向に取り付けられている。
これにより、流水トラフ１の底を流れる沈砂Ｓは分別板２にぶつかり、水流によって斜め下流方向に案内されながら沈砂排出口に落下する。
一方、ごみＤは、分別板２の上層を流れて通過することができ、これにより、沈砂中の砂分とごみとの分別を簡易かつ効果的に行うことができる。

この場合、図８（Ａ）（Ｂ）に示すように、沈砂排出口１２の分岐入口に流水トラフ１の水流を遮蔽する遮蔽板４を配設するとともに、該遮蔽板４と流水トラフ１の底面との間に沈砂Ｓが流入する隙間４１を設けることができる。遮蔽板４は可動とし、下の隙間４１を任意に調整できるようにする。
これにより、沈砂排出口１２に流出するし渣を最大限少なくすることができ、砂とごみの分離効果を向上させることができる。
なお、図８（Ｂ）において、分別板２は省略している（図７（Ｂ）参照）。

また、図８（Ｃ）に示すように、分岐入口の下流側端部で、遮蔽板４と分岐入口との間に水を流入させる流水隙間４２を設けることもできる。
これにより、し渣の絡みつきや異物噛み込み等で前記隙間４１が閉塞するおそれがある場合でも、前記流水隙間４２によって沈砂排出口１２に向かう流れが阻害されないようにすることで、隙間４１の閉塞を防止することができる。
この場合、同図に示すように、遮蔽板４の下流側端部４３を流水トラフ１側に折曲することにより、遮蔽板４の下流側で水流を遠ざけるようにして、流水隙間４２へのし渣の絡みつきや異物の噛み込み等を防止することができる。

以上、本発明の流水トラフを利用した砂、ごみの分別方法について、複数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したり、或いは複数の実施例を適宜組み合わせたりすることができるものである。

本発明の流水トラフを利用した砂、ごみの分別方法は、分別機能付の流水トラフを用いることで、砂とごみの比重差及び形状の違いにより水流を利用して砂とごみとを分別することができることから、下水処理場における沈砂洗浄システムの用途に好適に用いることができるほか、例えば、沈砂池設備の用途にも用いることができる。

本発明の流水トラフを利用した砂、ごみの分別方法の第１実施例を示し、（Ａ）は正面縦断面図、（Ｂ）は側面縦断面図である。 本発明の流水トラフを利用した砂、ごみの分別方法の第１実施例の変形例を示す正面縦断面図である。 本発明の流水トラフを利用した砂、ごみの分別方法の第１実施例の変形例を示す正面縦断面図である。 本発明の流水トラフを利用した砂、ごみの分別方法の第２実施例を示す正面縦断面図である。 本発明の流水トラフを利用した砂、ごみの分別方法の第３実施例を示し、（Ａ）はごみ排出時の正面縦断面図、（Ｂ）は砂排出時の正面縦断面図である。 同実施例における砂、ごみの切替排出時の説明図である。 本発明の流水トラフを利用した砂、ごみの分別方法の第４実施例を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は縦断正面図である。 同実施例の変形例を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は縦断正面図、（Ｃ）は他の変形例を示す平面図である。

符号の説明

Ｓ 沈砂
Ｄ ごみ
１ 流水トラフ
１１ 流水トラフの底部
１２ 沈砂排出口
１３ ごみ排出口
１４ 排出口
２ 分別板
２０ ヒンジ
２１ 段差壁
３ 切替ダンパー
３１ 切替弁
３２ 搬出手段
３３ 沈砂排出口
３４ ごみ排出口
４ 遮蔽板
４１ 隙間
４２ 流水隙間
４３ 遮蔽板の下流側端部

Claims (10)

1. 沈砂中の砂分とごみとを分別して排出するようにした流水トラフの出口側内に、比重差及び形状の違いにより生じる流下してくる砂とごみとの境目位置に、水の流下方向に沿うようにして分別板を配設し、流水トラフ内を流下する砂とごみとをその比重差及び形状の違いにより水流を利用して分別して排出するようにしたことを特徴とする流水トラフを利用した砂、ごみの分別方法。
2. 分別板を、可動式としたことを特徴とする請求項１記載の流水トラフを利用した砂、ごみの分別方法。
3. 沈砂中の砂分とごみとを分別して排出するようにした流水トラフの出口側内に、砂とごみとをその比重差及び形状の違いにより水流を利用して分別できるよう段差壁を形成するようにしたことを特徴とする流水トラフを利用した砂、ごみの分別方法。
4. 段差壁の先端角を円弧形に形成したことを特徴とする請求項３記載の流水トラフを利用した砂、ごみの分別方法。
5. 比重差により流水トラフ内底面に沈積する砂と、水流に乗って流下するごみとを、流水トラフ内を流下する水の流速及び／又は流量を選択的に変化させることで沈砂中の砂分とごみとを分別するようにしたことを特徴とする流水トラフを利用した砂、ごみの分別方法。
6. 沈砂中の砂分とごみの分別を流水トラフの下方に配設した切替ダンパーの操作にて行うようにしたことを特徴とする請求項５記載の流水トラフを利用した砂、ごみの分別方法。
7. 流水トラフの横方向に沈砂排出口を分岐して配設した流水トラフにおいて、流水トラフの分岐部の底部に、沈砂排出口側が下流側に傾斜する斜め方向の分別板を配設し、流水トラフから沈砂排出口に沈砂を案内するようにしたことを特徴とする流水トラフを利用した砂、ごみの分別方法。
8. 沈砂排出口の分岐入口に流水トラフの水流を遮蔽する遮蔽板を配設するとともに、該遮蔽板と流水トラフの底面との間に沈砂が流入する隙間を設けたことを特徴とする請求項７記載の流水トラフを利用した砂、ごみの分別方法。
9. 分岐入口の下流側端部で、遮蔽板と分岐入口の間に水を流入させる流水隙間を設けたことを特徴とする請求項８記載の流水トラフを利用した砂、ごみの分別方法。
10. 遮蔽板の下流側端部を流水トラフ側に折曲したことを特徴とする請求項９記載の流水トラフを利用した砂、ごみの分別方法。

Images