JP2007117870A - 移床式集泥装置及び集泥方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 沈殿池における汚泥の回収を容易かつ安価に行える移床式集泥装置及び集泥方法を提供する。
【解決手段】汚水を沈殿池１０に流入させ、沈殿池１０中で沈降する前記汚水中の固形物（汚泥）を、沈殿池１０の底の近くに配置した無端の集泥ベルト１２上に堆積させ、集泥ベルト１２を循環して前記汚泥をホッパ２０に移送する。前記ベルト１２で収集できず、沈殿池の底に堆積した汚泥は、前記ベルト１２と沈殿池１０の間に水流を発生させ、その水流を利用してホッパ２０に移送する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、移床式集泥装置、とくに沈殿地において用いる移床式集泥装置及び集泥方法に関する。

下水処理施設は、図５に示すように、下水管により流入する生下水をまず沈砂池５５に流入させ、そこで、流入下水中の砂、砂利、粗大ゴミを除去する。
砂等を除去した下水は、続いて最初沈殿池６０にポンプ６２を利用して導入される。ここでは、下水中に浮遊する固形物を沈殿させ、沈殿物は初沈汚泥として最初沈殿池６０から引き抜き除去する。なお、余剰汚泥を最初沈殿池に戻して、混合汚泥として引き抜いて処理することも行われている。
最初沈殿池６０で前記固形物が除去された下水は、次に反応タンク７０に送られ、ここでは微生物の働きにより、汚水中の有機成分（ＢＯＤ；バイオケミカル オキシゲン ディマンド）等を分解・除去する。
反応タンク７０で有機成分が除去された汚水は、次に、最終沈殿池８０に送られて、ここでは汚水中の活性汚泥を沈殿させて、正常な上澄水と活性汚泥とを分離し、沈殿汚泥は返送汚泥として反応タンク７０に送るほか、余剰汚泥として引き抜く処理が行われる。他方、上澄水は消毒設備９０に送られて、ここで例えば、薬剤やオゾンや紫外線により消毒してから河川などに放流する。

この下水処理設備の最初あるいは最終沈澱池において使用される汚泥のかき寄せ機としては、回転式、ミーダ式、サイフォン式等の汚泥かき寄せ機が知られているが、一般的にフライト式の汚泥掻寄装置が多く設置されている。同掻寄装置は、複数の平行な回転軸と、同回転軸まわりに取り付けられたスプロケットからなる駆動ホイールと、駆動ホイールに掛けられて循環駆動されるチエーンからなる無端伝動部材とを備え、同無端伝動部材の外周には、フライトからなるかき寄せ部材が一定の前後間隔を置いて配列されている。

例えば、図６に示す下水処理施設では、流入溝１０４から沈殿池１０６に流入した下水は、沈殿性固形物が沈殿除去された後、流出溝１０８から流出するようになっている。沈殿池１０６の底部１１０に沈殿、堆積した固形物は汚泥となり、汚泥かき寄せ機１０２により沈殿池１０６の流入溝１０４側の端部に設けられた汚泥溜１１２にかき寄せられた後、不図示の汚泥ポンプで汚泥処理施設に送られるようになっている。

この沈殿池１０６には、図７に示すように、駆動軸１３４に固定されて主務チエーン１１８を循環させる駆動スプロケット１２０、及び沈殿池１０６の側壁１１６に設けられる軸受け１２２に支持されて自在に回動する水中軸１２４に固定されるスプロケット１２６が、図６に示すような位置に複数配置されている。

主務チエーン１１８はこれら複数の駆動スプロケット１２０及び１２６に掛けられて、沈殿池１０６の水面１１４側では下水の流れる方向と同じ方向に、底部１１０側では下水の流れる方向と逆の方向に循環移動するようになっている。主務チエーン１１８は、２組設けられて、図６中において手前側と奥側に互いに平行に配置されており、これらは同期して循環移動するようになっている。

また、沈殿池１０６の水面１１４側には、主務チエーン１１８がたるまないようにするため、これを下側から支持するガイドレール１２８が水面１１４と平行に設けられている。主務チエーン１１８の外周には、この主務チエーン１１８と直角の向きとなるように複数の長板状のフライト１３０が一定間隔で配置され、その両端部がそれぞれ手前側と奥側の主務チエーン１１８に固定されている。主務チエーン１１８が循環移動することにより、フライト１３０は沈殿池１０６の底部１１０に沈殿、堆積した汚泥を、かき揚げないように微速で汚泥溜１１２にかき寄せるようになっている。

また、図７に示すように、原動モータ及び減速機の出力軸１３２と、主務チエーン１１８を循環移動させる駆動スプロケット１２０が固定されている駆動軸１３４の間は、スプロケット１３６、伝動チエーン１３８及びスプロケット１４０を介して、回転が伝達されるようになっている（特許文献１参照）。

このような従来の汚泥かき寄せ機１０２は、フライト１３０で沈殿池１０６の底部１１０に沈殿、堆積した汚泥をかき寄せるため、そのかき寄せ速度を落として汚泥をかき揚げないようにしているが、汚泥をフライト１３０でかき寄せる構造であるため、汚泥のかき揚げは完全には防止できず、汚泥のかき寄せの際に汚泥のかき揚げと沈降とを繰り返すことになり必ずしも効率よく汚泥のかき寄せができるとは限らない。また、沈殿池１０６は一般にその長さが数十ｍにわたる長さを有するため、例えば特許文献１に記載されたようにフライト付きチエーンを水面近くまで持ち上げて、図６に示すようにその側面全体に亘って循環するような構成であるため、設備が大型化してコストが掛かるという問題がある。
特開２００４−３４４７３７号公報

本発明は、従来の下水処理施設における沈殿池の汚泥かき寄せ機の前記問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、汚泥を従来よりも小型化した設備で収集し、沈殿、堆積した汚泥を掻き上げることなく効率よくホッパに搬送できるようにした移床式集泥方法及び装置を提供することである。

請求項１の発明は、水処理施設の沈殿池に設置される移床式集泥装置であって、沈殿池の底部で該底面と平行に配置された無端状の床部材、該無端状の床部材の長手方向両端部に配置された回転部材、前記回転部材の一方を駆動させる駆動手段、前記無端状の床部材の一端部に接触配置され、前記床部材上に堆積した汚泥を前記床面から分離してホッパに案内する分離案内手段、を備えたことを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１に記載された移床式集泥装置において、前記駆動手段は、前記回転部材と同軸の回転部材を駆動する無端状の動力伝動手段と、該動力伝達手段を回転駆動するモータとからなることを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１または２に記載された移床式集泥装置であって、前記移床部材は集泥用ベルトであることを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項３に記載された移床式集泥装置であって、前記ベルトは、前記沈殿池の長手方向において、その底面に互いに平行に立設された隔壁部材間に配置された集泥用ベルトであることを特徴とする。
請求項５の発明は、請求項４に記載された移床式集泥装置であって、前記集泥用ベルトは平行に複数設けられていることを特徴とする。
請求項６の発明は、汚水の集泥方法であって、汚水を沈殿池に流入させる工程、沈殿池中で沈降する前記汚水中の汚泥を無端の移床面で収集する工程、無端移床面を連続移動させて該移床面上に収集した前記汚泥を移送する工程、移送された移床面の汚泥を掻き落としホッパに収集する工程、を有することを特徴とする。

本発明によれば、移動可能な床部材（移床）を用いたことで床部材上に沈殿、堆積した汚泥をそのまま移送できるため、従来の汚泥かき寄せ装置のように、汚泥をまき上げることがなく、汚泥を効率よくホッパに搬送できる。また、従来の集泥装置のように、フライト付きチエーンを水面近くまで持ち上げたり、長いチエーン路の途中にチエーンのたるみ防止のためのガイドレールを設けたりする必要がないから、前記従来の装置に比して大幅に小型化でき、そのコストを低減することができる。また、沈殿池を複数のトラフで区切ったものでは、各トラフに設置する移床式集泥装置を共通化できることに加え、トラフの数を増減するだけで異なる幅を有する沈殿池に容易に対応可能である。更に、床部材（集泥ベルト）で収集できず、沈殿池の床面に沈殿、堆積した汚泥をホッパに確実に移送できるから、効率的な集泥ができる。

本発明の１実施形態に係る移床式集泥装置を図面を参照して説明する。
図１は、例えば鉄筋コンクリート製の沈殿池１０に配置した状態の移床式集泥装置１の側面図である。
図示のように、沈殿池１０の底面に、その底面からわずかな隙間を隔てて平行に無端の集泥用ベルト１２が配置されており、その集泥用ベルト１２は、沈殿池１０の底面の近傍に設置されかつ等間隔に配置された合成樹脂製の一対のスプロケット１４ａ、１４ｂに掛け渡された２本の合成樹脂製のチエーン１３の外周面に取り付けられ、チエーン１３を循環駆動することにより循環するようになっている。また、沈殿池１０の一端側には収集した汚泥を収容するホッパ２０が設けられている。
集泥用ベルト１２のホッパ２０側の端部には、前記ベルト１２上に沈殿又は堆積した汚泥を集泥用ベルト１２の上面から分離すると共に、分離した汚泥を、前記ホッパ２０に導く第１のスクレーパ２２が、その先端部を前記ベルト１２上面に接触させた状態で配置されている。

集泥用ベルト１２のホッパ２０側端部に配置されたスプロケット１４ｂには、例えば、後述する合成樹脂製の他のスプロケット３２（図２Ａ参照）がこのスプロケット１４ｂと同じ回転軸１５に取り付けられており、スプロケット３２は、例えば合成樹脂製の無端チエーン３０を介して沈殿池１０上に設けたモータＭの回転軸に取り付けられた他方のスプロケット３４に駆動連結されている。

本実施形態に係る移床式集泥装置は以上の構成であるので、前記モータＭの電源ＯＮにしてモータＭを始動すると、その回転力は前記スプロケット３４、チエーン３０を介して前記スプロケット３２に伝えられ、その回転軸１５の回転によりスプロケット１４ｂが回転して、これにかみ合うチエーン１３を循環駆動し、同時に移床を構成する集泥用ベルト１２を循環駆動する。
この集泥用ベルト１２上には下水中の固形物が沈殿、堆積し、前記ベルト１２の循環駆動に伴ってその上に堆積した汚泥は、舞い上がらないようにゆっくりとした速度でホッパ２０側に移送され、前記ベルト１２の端部に達した汚泥は、第１のスクレーパ２２によって前記ベルト１２の上面から分離されてホッパ２０内に収納される。ホッパ２０に収納された汚泥は、一部はフィードバックし余剰分は引き抜き汚泥処理施設に給送される。

図２は、本実施形態に係る移床集泥装置、とくにその集泥用ベルト１２を示す平面図である。
図２に示すように、平面視で略長方形状の沈殿池１０の底面にはその長手方向に延在する複数の互いに平行な鉄筋コンクリート製の仕切壁４０が立設されており、これによって沈殿池１０は前記仕切壁４０で仕切られた複数、図示例では４つのトラフＴが形成されている。
前記集泥用ベルト１２は、各トラフＴ毎に配置されており、そのスプロケット１４ａ、１４ｂは、前記仕切壁４０を貫通して取り付けた回転軸１５に取り付けられている。但し、前記ホッパ２０と反対側では全ての仕切壁４０を貫通して回転軸が図示しない軸受を介して取り付けられているのに対して、前記仕切壁４０ａのホッパ２０側では、その一部の仕切壁はホッパ２０上にまで延在しており、その延在部４２で図示しない軸受を介して前記回転軸１５を支えている。また、他の仕切壁４０ｂは、ホッパ２０の入口で終了しており、その仕切壁４０の終端部に隣接して、スプロケット３２が前記回転軸１５に取り付けられている。

なお、ここでは、スプロケット３２は１つであるが、このスプロケット３２は、前記仕切壁４０ｂを例えば２個に増やすことで２個にすることができる。その際、延長仕切壁４０ａは１個となり、回転軸１５は、例えば沈殿池１０の幅方向両端と中間の３つの仕切壁４０ａにより計３カ所で支持されることになる。
なお、スプロケットの数と回転軸１５の支持部の数は適宜選択可能である。

図３は、移床式の集泥装置の幅方向拡大断面図である。
仕切壁４０の上端は、図示のように尖った先端中央に向かって傾斜した傾斜面４１に形成され、沈殿池１０中で沈降してきた固形物が仕切壁４０の先端に当たるとその傾斜面４１に沿って集泥ベルト１２上に沈殿又は堆積するようになっている。

仕切壁４０間には、前記スプロケット１４ａ、１４ｂ間に掛け渡された一対の合成樹脂製のチエーン１３が配置されており、このチエーン１３上面に取り付けられた水中で錆ないか又は錆び難い、例えば合成樹脂やステンレススチール製のメッシュでできた集泥用ベルト１２がその面を水平にして配置されている。集泥用ベルト１２は、その側端と隣接仕切壁４０との間にできるだけ隙間が生じないよう、実質的に前記仕切壁４０間の幅と同じ幅を有して前記仕切壁４０間に配置されている。

以上の構成において、沈殿池１０に汚水を導入すると、汚水中の固形物はその重力により徐々に沈降して、移動可能な床部材即ち移床を構成する集泥用ベルト１２上に沈殿して堆積して汚泥となる。このベルト上に堆積した汚泥は、集泥用ベルト１２によりゆっくりした速度（例えば最大で３０ｃｍ／分以下）でホッパ２０に向かって移送され、その終端部で第１のスクレーパ２２の先端部で集泥用ベルト１２上から分離された後、第１のスクレーパ２２の上面で案内されてホッパ２０中に沈降していく。

ところで、沈殿池１０を沈降してきた汚泥は、必ずしも全てが集泥用ベルト１２上に堆積するとは限らず、仕切壁４０と前記集泥用ベルト１２との間の隙間から降下して、前記集泥用ベルト１２の上下のベルト間の区域に入り込むものもある。汚泥が前記ベルト１２間に入り込むと、やがて下側ベルトの内側に堆積し、もはや集泥用ベルト１２によってはホッパ２０へ移送することはできない。そのため、本実施形態では、これらの汚泥を下側の集泥用ベルト１２から更に下方に降下させ、後述する水流によりスクレーパ２０まで移送することが行われる。

即ち、上下の集泥用ベルト１２間に入り込んだ汚泥は下側ベルトの内側に堆積する。そこで、ここでは上下の集泥用ベルト１２間に前記下側ベルトの内側に堆積した汚泥を掻き落とすため例えば合成樹脂でできた略矩形の第２のスクレーパ４４を設けている。この第２のスクレーパ４４は、仕切壁４０に適当な手段で固定した状態で、図４に示すように上下の集泥用ベルト１２の間に配置されている。第２のスクレーパ４４は、下側ベルト１２の内側に堆積した汚泥を一旦かき上げて下側の集泥用ベルト１２の側端部から沈殿池の底に向かってさらに下降させる。
汚泥のこの下降を容易にするため、仕切壁４０の前記第２のスクレーパ４４を配置した近傍の部分に仕切壁４０の途中から下方に向かって切欠部４６が形成されている。汚泥はこの切欠部４６を通って下方に沈降していく。

このように、前記集泥用ベルト１２で捕捉できなかった汚泥は、最終的に沈殿池の底に堆積する。
本実施形態では、この底に堆積する汚泥をホッパ２０に導くため、沈殿池１０の前記ホッパ２０と反対側端部の底面に近接して、洗浄水の吐出口つまりノズル５０が設けられている。このノズル５０は、例えば図示しない吸水タンクや水汲み上げポンプ等の給水源に接続されたパイプ５２に接続され、汚泥を舞い上げないようにゆっくりした流速（１０ｃｍ／秒以下）で洗浄水をホッパ２０に向かって流し、沈殿池１０の底に堆積した汚泥をホッパ２０に向かって移送する。
ノズル５０は、各トラフＴ毎に一個設けて置くことが好ましいが、沈殿池１０の底面に堆積した汚泥をホッパ２０に搬送できる水流が発生できれば、その数はとくに限定されない。

ここで、前記実施形態では合成樹脂製のメッシュ構造のベルトをスプロケット１４ａ、１４ｂに掛け渡したチエーン１３に取り付けて循環するようにしているが、集泥用ベルト１２は、例えば合成樹脂製のシート状部材でもよく、また、前記スプロケット１４ａ、１４ｂに代えて、前記シート状部材を合成樹脂製のロールによる摩擦伝動により循環駆動するものであってもよい。

以上で説明した本実施形態において、汚水中で使用する移床式集泥装置の部品、即ち集泥用ベルト、スプロケット、回転軸、チエーン等の可動部や、ノズルや水供給用パイプを全て合成樹脂で形成すると軽量である上安価となる。
また、沈殿池１０を複数の寸法を共通化したトラフで区切るようにしたときは、沈殿池１０の幅に応じてトラフの数を増減するのみで、幅サイズの異なる沈殿池に容易に対応することができるから、共通の機材を用いて異なる幅の移床式集泥装置を容易に構成することができる。
なお、本発明に係る移床式集泥装置は、沈砂池における沈砂、最初沈殿池における沈殿物および最終沈殿池における沈殿物の除去のいずれにも適用可能である。

本発明の実施形態に係る鉄筋コンクリート製の沈殿池に配置した状態の移床式集泥装置の側面図である。 本実施形態に係る移床集泥装置を示す平面図である。 図２Ｂの一部を拡大した移床式の集泥装置の幅方向拡大断面図である。 上下の集泥用ベルト間に設けるスクレーパ及び仕切壁を示す移床集泥装置の幅方向断面図である。 従来の下水処理施設の水処理設備を模式的に示した図面である。 従来の汚泥かき寄せ機の側面図である。 図６に示す汚泥かき寄せ機の幅方向側面図である。

符号の説明

１・・・移床式集泥装置、１０・・・沈殿池、１２・・・集泥用ベルト、１３・・・チエーン、１４・・・スプロケット、１５・・・回転軸、２０・・・ホッパ、２２・・・スクレーパ、３０・・・チエーン、３２、３４・・・スプロケット、４０・・・仕切壁、４２・・・延在部、４４・・・スクレーパ、４６・・・切欠部、５０・・・ノズル、５２・・・パイプ（管）。

Claims (6)

1. 水処理施設の沈殿池に設置される移床式集泥装置であって、
   沈殿池の底部で該底面と平行に配置された無端状の床部材、
   該無端状の床部材の長手方向両端部に配置された回転部材、
   前記回転部材の一方を駆動させる駆動手段、
   前記無端状の床部材の一端部に接触配置され、前記床部材上に堆積した汚泥を前記床面から分離してホッパに案内する分離案内手段、
   を備えたことを特徴とする移床式集泥装置。
2. 請求項１に記載された移床式集泥装置において、
   前記駆動手段は、前記回転部材と同軸の回転部材を駆動する無端状の動力伝動手段と、該動力伝達手段を回転駆動するモータとからなることを特徴とする移床式集泥装置。
3. 請求項１または２に記載された移床式集泥装置であって、
   前記移床部材は集泥用ベルトであることを特徴とする移床式集泥装置。
4. 請求項３に記載された移床式集泥装置であって、
   前記ベルトは、前記沈殿池の長手方向において、その底面に互いに平行に立設された隔壁部材間に配置された集泥用ベルトであることを特徴とする移床式集泥装置。
5. 請求項４に記載された移床式集泥装置であって、
   前記集泥用ベルトは平行に複数設けられていることを特徴とする移床式集泥装置。
6. 汚水を沈殿池に流入させる工程、
   沈殿池中で沈降する前記汚水中の汚泥を無端の移床面で収集する工程、
   無端移床面を連続移動させて該移床面上に収集した前記汚泥を移送する工程、
   移送された移床面の汚泥を掻き落としホッパに収集する工程、
   を有することを特徴とする汚水の集泥方法。

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