JP2006320776A - スカム収集装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 汚水の水位の変化に追随することが可能であり、スカムを収集する際にスカム収集部材内への十分な水流が得られるスカム収集装置を提供する。
【解決手段】 本発明のスカム収集装置１は、汚水が流入する導水渠に設けられ、フロート装置３、負圧室４、スカム排出管７が下部に接続するスカム案内筒５からなる。フロート装置３は、伸縮自在で有底のジャバラ筒１１及びボールタップ８を備え、本体上端が常時汚水の水面下に没している。上面が閉塞された負圧室４は、下端がジャバラ筒１１の内部に位置し、スカム案内筒５の周囲及び上方を囲繞する。有底のスカム案内筒５は、フロート装置の底板２０を固定し、その下方から貫通して水面上方に突出している。また、スカム排出管７の開口面７ａにノズル６ａを臨ませた流体圧送管６がスカム案内筒５に接続されている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、導水渠や沈殿池等の水処理水域に流入した生活排水等の汚水に浮遊するスカムを収集して、スカムを水処理水域の外部に排出するスカム収集装置に関する。

水面に主として浮遊するスカムは、微細な粒子、曝気時に結合した気泡、微生物の栄養源となる浮遊性物質等が生活排水等の汚水に混入した油脂分に結合し、これらに細菌が付着して膨潤化及びエマルジョン化したものである。このスカムを除去しないで放置しておくと、悪臭が発生し、スカム同士が付着して生長しながら固化したり、水処理水域の側壁や付属設備に付着し、これを取り除くことが困難になる。従って、水処理水域に浮遊しているスカムを確実に収集し排出して、外部処理を施す必要がある。

従来のスカム収集装置としては、例えば図５に示すものがある（特許文献１）。図５に示す装置では、汚水処理槽ａの両側壁ｂに沿って、汚水の流れと略同速度で駆動されるスカム誘導ベルトｃが配置されている。ベルトｃの下部は水没しており、下流側のヘッドプーリｄにはスカム(Ｓ)を剥ぎ取るためのスクレーパが取り付けられている。また、ベルトｃの下流には、汚水の流れに直交して処理槽ａの幅一杯にスカム排出トラフｅが設けられている。トラフｅは、汚水がその内部に流入するように上端を水面(Ｌ)より低くした前壁ｅ１、及び一方の側壁ｂを貫通して外部に開放する排出口ｆを有する。前壁ｅ１の前方には、堰板部ｇと多数の小孔ｈ１を穿孔した誘導部ｈとを一体とした堰板ｉが回動自在に支軸ｊに枢支されている。
特許文献１のスカム除去装置において、堰板ｉを垂直姿勢に回動すると、汚水は、スカム排出トラフｅへの流入が阻止され、誘導部ｈの小孔ｈ１及び下側を通って流れる。この間、スカム誘導ベルトｃの駆動により、側壁ｂ寄りに集まろうとするスカムは下流に流される。そして、堰板ｉを仮想線で示す水平姿勢に回動すると、スカムは、上層の汚水と一緒にトラフｅ内に流入し、排出口ｆから外部に流出する。
また、特許文献２には、流水方向に延びる複数の隔壁を汚水処理槽に設け、汚水流出用の隙間を形成した隙間パイプを対向する隔壁間に回動自在に支持させ、隙間パイプに連設された回動機構の作動により、所定時間に隙間パイプを回動させて隙間パイプ内に汚水を流入させると共に、汚水の水位低下を水位センサで検出して、汚水の流入を阻止する位置に隙間パイプを回動させるスカム排出装置が開示されている。
特開２０００−１５７９７４号公報 特許第３６０７２１６号公報

スカムの大部分は水面に浮遊しているので、特許文献１のスカム除去装置は、堰板を水平姿勢に回動させて、スカムをトラフ内に効率良く収集して外部に排出させることができる。しかしながら、汚水処理槽等の水処理水域に流入する汚水の流量及びスカムの量は常時一定とは限らない。しかも、スカム排出トラフは水処理水域の両側壁に固定されているので、例えば、水処理水域に流入する汚水の流量が堰板の下側を通って下流に流出する汚水の流量より少なくなった場合にも対処できるように、トラフの設置位置を設計しなければならなかった。
特許文献２のスカム排出装置においても、スカムを隙間パイプ内に効率良く収集して外部に排出させることができる。しかし、隙間パイプは隔壁間に固定されているので、特許文献１と同様に、隙間パイプの設置位置を配慮する必要があった。また、特許文献２では、スカムの排出と共に水位が隙間パイプの隙間の下端まで低下すると、この時の水位をセンサで検出して汚水の排出を停止させており、水位センサを必要とする。
更に、特許文献１，２では、汚水の水位とスカム排出トラフの前壁上端又は隙間パイプの隙間下端との落差を利用して、スカムを収集・排出するものであり、トラフ内又は隙間パイプ内に流入するスカムを含む汚水の水流が必ずしも十分に得られないので、この点について改良の余地があった。

このように、従来のスカム収集装置は、水面上に浮遊するスカムを汚水と一緒に収集する部材の設置位置の設計の自由度が小さく、スカムを収集する際の水流が十分に得られなかった。また、スカム収集装置によっては、汚水の水位低下を検出する水位センサが必要であった。
そこで、本発明の目的は、上述の従来技術の問題点を解消することにあり、スカムを収集する部材の設置位置を配慮しなくても水位の変化に追随することが可能であり、スカムを収集する際にスカム収集部材内への十分な水流が得られるスカム収集装置を提供することにある。

上述の目的を達成すべく、本発明のスカム収集装置は、汚水が流入する水処理水域に設けられ、伸縮自在の有底で筒状の本体を有するフロート装置と、フロート装置の底板を固定し、その下方から貫通して汚水の水面上方に突出する有底のスカム案内筒と、フロート装置の底板と上端の間のフロート装置内部に下端が位置し、スカム案内筒の周囲及び上方を囲繞する上面閉塞の筒状負圧室と、スカム案内筒の下部に接続するスカム排出管とからなるスカム収集装置において、フロート装置本体の上端が常時汚水の水面より下方に没した状態にあり、スカム排出管の開口面にノズルを臨ませた流体圧送管がスカム案内筒に接続されていて、流体圧送管のノズルから作動流体を噴出させて汚水中のスカムを水処理水域の外部に排出することを特徴とする。
また、本発明のスカム収集装置は、上記負圧室上面に空気調整弁を取り付けて、作動流体の噴出時に負圧室上面とスカム案内筒上端の間に空気層を形成することが好ましい。

本発明のスカム収集装置において、フロート装置は、その底板がスカム案内筒に固定され、本体が伸縮自在であり、かつ上端が常に水面下に没した状態にある。従って、水処理水域の側壁等に固定された従来のスカム収集部材と異なって、スカムの収集・排出中の水位の低下や、水処理水域に流入する汚水の流量の変動に伴う水位の変化に追随するので、水処理水域毎に異なる汚水の水質に応じて、水面とフロート装置本体の上端との間隔を常に最適な状態に保持することが可能である。しかも、スカムを収集するための水位センサを必要とない。
また、本発明のスカム収集装置は、流体圧送管をスカム案内筒に接続して、そのノズルをスカム排出管の開口面に臨ませている。従って、流体圧送管のノズルから作動流体を噴出させると、エジェクタ効果によりスカム排出管内に汚水が吸引されるので、フロート装置周囲の汚水もスカム排出管内に吸引される。その結果、フロート装置の周囲からその内部に流れる汚水の水流が生じる。この水流は流体圧送管内の作動流体の圧力を高めればより強力となるので、フロート装置から離れたスカムを汚水の水流と共にフロート装置内部に収集することが可能であり、汚水中のスカムを効率良く水処理水域の外部に排出することができる。

以下、本発明について詳細に説明する。
本発明のスカム収集装置１は、図１に示すように、導水渠や沈殿池等の水処理水域２に通常複数個が所定の間隔をおいて設置される。スカムＳ等の各種汚濁物質を含む汚水は、図１の左側から水処理水域２に流入し、スカムＳの大部分が水面に浮遊しながら矢印Ａ方向に流れる。地域によって、水処理水域（以下、導水渠で代表する）２の長さや、汚濁物質の量、各種汚濁物質の濃度等が異なるので、スカム収集装置１が設置される個数や間隔も異なる。
図１，２において、スカム収集装置１は、フロート装置３、負圧室４、スカム案内筒５、流体圧送管６及びスカム排出管７からなる。フロート装置３には複数個（例えば３〜６個）のボールタップ８が等間隔で連結され、負圧室４は複数本の支持部材９を介してスカム案内筒５に支持されている。なお、導水渠２の両側壁２ａ，２ａに一端が固定された支持部材によって負圧室４を支持してもよい。また、流体圧送管６は、一端が地上に設置された高圧流体発生装置１０に接続し、他端のノズル６ａがスカム排出管７の開口面に臨んでいる。そして、高圧作動流体が矢印Ｂ方向に圧送され、スカムＳを含む汚水が矢印Ｃ方向に送液される。

図２〜図４を参照して、フロート装置３は、本体が伸縮自在の円筒形のジャバラ筒１１から構成される。ジャバラ筒１１は、ゴムや合成樹脂等の可撓性の部材で形成され、必要に応じて、ジャバラの谷部外面及び山部内面に硬質のリング部材を嵌合させてもよく、更に各リング部材を当て金等でジャバラ筒１１に固定してもよい。ジャバラ筒１１の上端部は、図４に示すように、内外周面がバンド１２及び押え板１３で補強され、これらの部材１２，１３はネジ付きナット１４で一緒に固着される。
また、前記ボールタップ８がホルダー１５を介してフロート装置３本体に連結される。ホルダー１５は、一端に折曲部を有し、折曲部から下方に傾斜した他端にソケット部１６を有する。そして、折曲部はネジ付きナット１４でバンド１２の内面に取り付けられる。ボールタップ８には調整棒１７が一体に取り付けられており、調整棒１７をソケット部１６に挿通して調整ネジ１８で締結することにより、ボールタップ８が調整棒１７の長手方向に調節自在にホルダー１５に連結される。
ジャバラ筒１１の下端部には、フランジ１９ａ付きの端管１９が固着されている。フランジ１９ａの裏面には、中心に円形の開口部２０ａを有する底板２０がボルト付きナット２１でネジ止めされている。

上記開口部２０ａをその下方から貫通して底板２０を固定する円筒形のスカム案内筒５が、フロート装置３の中心軸線と同心状に配置されている。スカム案内筒５は、底面が閉塞されており、上部が水面から上方に突出している。
スカム案内筒５の上部外周囲及び上方を囲繞するように円筒形の負圧室４が、フロート装置３の中心軸線と同心状に配置されている。負圧室４は、上面が閉塞されており、その下端がジャバラ筒１１の底板２０と上端の間のフロート装置３内部に位置する。負圧室４の下部は、前述のように、支持部材９を介してスカム案内筒５に支持されている。また、負圧室４の上面には空気調整弁２２が取り付けられている。
スカム案内筒５下部の前記底板２０下方には、高圧作動流体が圧送される流体圧送管６と、スカムを含む汚濁水を吸引するスカム排出管７とが接続されている。即ち、スカム案内筒５は、流体圧送管６及びスカム排出管７の取付金具によって固定されている。必要に応じて、更にスカム案内筒５の下部を導水渠２の両側壁２ａ，２ａに一端が固定された支持部材によって支持させることもできる。流体圧送管６のノズル６ａは、スカム排出管７の吸引口（開口面）７ａに近接して位置する。スカム排出管７は吸引口７ａの近傍が縮径したディフュザ部を有する。作動流体としては水又は空気が用いられる。従って、高圧流体発生装置１０として加圧ポンプ又はコンプレッサが使用される。水は、上水に限られるものではなく、水処理された低水質のものであってもよい。

次に、本発明のスカム収集装置１の作用を説明する。
本発明において、フロート装置３本体は、その上端が常時汚水の水面より下方に没した状態にある。ジャバラ筒１１の上端と水面の間隔は、ジャバラ筒１１が伸縮自在であるので、調整棒１７に対するネジ１８の締結位置を調整することにより、あるいはボールタップ８のサイズ（体積）や重量を変化させることにより、例えば２０〜３０ｍｍ程度に調整することができる。この間隔は、汚水に含まれるスカムの量等に応じて、最適な深さに調整することが可能である。導水渠２の水位ＷＬは一般に±１００ｍｍ程変動するが、フロート装置３は、スカムの排出による水位の低下あるいは導水渠２に流入する汚水の流量の変動に伴う水位ＷＬの変化にそのまま追随して上下動するので、上記間隔を常に最適な状態に保持することが可能である。

水面付近に浮遊するスカムを収集・排出する時は、高圧流体発生装置１０を始動して、流体圧送管６のノズル６ａから作動流体をジェット流として噴出させる。すると、エジェクタ効果により、吸引口７ａ付近の汚水がスカム排出管７内に吸引される。これに伴って、スカム案内筒５及び負圧室４の内部も負圧となり、ジャバラ筒１１の上層及びその外周囲の汚水もフロート装置３内に吸引され、その結果、フロート装置３の周囲からその内部に流れる汚水の水流が生じる。
ところで、高圧流体発生装置１０の始動の直後に空気調整弁２２を開弁して、負圧室４の上面とスカム案内筒５の上端との間に空気層２３を形成することが好ましい。空気調整弁２２の開弁時には、負圧室４の内部は既に負圧状態になっているので、空気調整弁２２は、弁開口度の小さいものが好適であり、所定の空気層２３が形成されると閉弁される。
このように、水面付近や導水渠２の上層に浮遊するスカムが、水流に乗ってフロート装置３内部に引き寄せられ、負圧室４及びスカム案内筒５を経由して、スカム排出管７から導水渠２の外部に排出される。特に、負圧室４の上層に空気層２３を形成しておくと、スカムを含む汚水がスカム収集装置１の内部をスムーズに流れ、スカムを良好に収集・排出することができる。スカムが排出されると高圧流体発生装置１０の運転を停止し、再びスカムが溜まるのを待つ。

本発明において、スカム案内筒５に取り付けられる流体圧送管６及びスカム排出管７の接続位置は、必ずしもフロート装置３の底板２０下方に限定されるものではなく、例えばジャバラ筒１１又は底板２０を貫通して両管６，７をスカム案内筒５の下部に接続してもよい。また、ジャバラ筒１１、負圧室４及びスカム案内筒５は、円筒形状に限られるものではなく、水平断面が四角形以上の多角形でもよく、場合によっては楕円形又は長方形であってもよい。

本発明のスカム収集装置が設置される水処理水域の平面図である。 本発明の一実施例を示すスカム収集装置の縦断面図である。 (ａ)、(ｂ)及び(ｃ)は、それぞれ図２に示すスカム収集装置の側面図、平面図及び裏面図であり、流体圧送管及び図３(ｂ)以外のスカム排出管を省略している。 フロート装置本体に固定されるボールタップの取付構造を示す。 従来のスカム収集装置の縦断面図である。

符号の説明

１・・・ スカム収集装置、２・・・ 水処理水域（導水渠）、３・・・ フロート装置、４・・・ 負圧室、５・・・ スカム案内筒、６・・・ 流体圧送管、６ａ・・・ ノズル、７・・・ スカム排出管、７ａ・・・ 吸引口（開口面）、８・・・ ボールタップ、１１・・・ ジャバラ筒（フロート装置本体）、２０・・・ 底板、２２・・・ 空気調整弁、Ｓ・・・ スカム、ＷＬ・・・ 水位。

Claims (4)

1. 汚水が流入する水処理水域に設けられ、伸縮自在の有底で筒状の本体を有するフロート装置と、フロート装置の底板を固定し、その下方から貫通して汚水の水面上方に突出する有底のスカム案内筒と、フロート装置の底板と上端の間のフロート装置内部に下端が位置し、スカム案内筒の周囲及び上方を囲繞する上面閉塞の筒状負圧室と、スカム案内筒の下部に接続するスカム排出管とからなるスカム収集装置において、フロート装置本体の上端が常時汚水の水面より下方に没した状態にあり、スカム排出管の開口面にノズルを臨ませた流体圧送管がスカム案内筒に接続されていて、流体圧送管のノズルから作動流体を噴出させて汚水中のスカムを水処理水域の外部に排出することを特徴とするスカム収集装置。
2. 前記フロート装置は、本体がボールタップを連結したジャバラ筒から構成されることを特徴とする請求項１記載のスカム収集装置。
3. 前記負圧室上面に空気調整弁が取り付けられ、前記作動流体の噴出時に負圧室上面とスカム案内筒上端の間に空気層が形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載のスカム収集装置。
4. 前記作動流体が水又は空気であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のスカム収集装置。

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