JP2008238013A - Sludge water distribution feeder - Google Patents
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Abstract
Description
本願発明は汚水処理などに使用される汚泥濃縮機の技術分野に属する。更に、詳細には、1個の大規模の汚泥水濃縮機を設ける代わりに複数台の小規模の汚泥水濃縮機を設けた場合に、各汚泥濃縮機に汚泥水を均等に供給する開水路の技術分野に属する。 The present invention belongs to the technical field of sludge concentrators used for sewage treatment and the like. More specifically, when a plurality of small-scale sludge water concentrators are provided instead of one large-scale sludge water concentrator, an open channel that supplies sludge water evenly to each sludge concentrator. Belongs to the technical field.
従来の汚泥水処理装置においては、処理する汚泥水量が少ない場合には1台の小型の汚泥水濃縮機により処理可能である。また、処理する汚泥水量が多くなっても大型の汚泥水濃縮機を利用すれば十分である。例えば、特許文献1に開示されているように、大型の汚泥水処理装置として、ベルトプレス型重力濃縮機、遠心濃縮機又はスクリーン濃縮機を利用すればよい。プレス型重力濃縮機やスクリーン濃縮機では40〜50立方メートル/時間の汚泥水を処理が可能であり、遠心濃縮機では100立方メートル/時間の汚泥水を処理が可能である。しかし、これらの大型濃縮機は製作コストが嵩むだけでなく、保守点検費用も高くなる。さらに、省スペースや省エネを図ることも困難である。
一方、小型の汚泥水濃縮機として、例えば特許文献2に開示されているように、「ハニカム型濃縮機」がある。ハニカム型濃縮機は製作コスト、保守点検費用、省エネ等の点で優れているが、1台あたりの処理量は10立方メートル/時間位の汚泥水しか処理ができず、現状では大型化が困難である。そこで、複数台の小型濃縮機を同時に利用すれば、必要とされる大処理量に対応した濃縮機が構成されるだけでなく、上記の問題も解決される。しかし、複数台の濃縮機が一様に効率的に機能するには個々の濃縮機に均等に汚泥水を供給できる分配装置が必要となる。
汚泥水を分配供給する装置として、主開水路に分岐開水路を設けた装置が考えられる。しかし、上記の装置では分岐開水路の流量が不均一になるという問題があり、これを解決するために、例えば特許文献3に開示されているような可動堰を利用することが考えられる。即ち、主開水路と分岐開水路の分岐点に可動堰を設けて各分岐開水路の流量を均一にすることも可能であろう。しかし、可動堰を複数個設けると装置が高価になるという問題点が生じる。また、流量が多い場合は流速が大きくなるために、より下流に設けた分岐開水路の流量が多くなる傾向があり、逆に流量が少ない場合は流速が小さくなり、より上流の分岐開水路の流量が大きくなる傾向にあり、可動堰の高さの調整が必要になるという問題点も生じる。
本発明は、以上に説明したように、必要とされる処理量に応じて汚泥水濃縮システムを構成し、しかも安価に製作が可能で、保守点検も不要な(或いは簡単な)汚泥水濃縮システムを提供することを課題としている。 As described above, the present invention constitutes a sludge water concentrating system according to the required processing amount, and can be manufactured at low cost, and does not require (or simple) maintenance inspection. It is an issue to provide.
上記課題を解決するために本発明は以下の手段を採用している。即ち、請求項1に記載の発明は、繊維状物を含んだ汚泥水を開水路にて複数台の濃縮機に分配供給する装置において、主開水路の前端及び後端を閉鎖すると共に、該主開水路の両側板の頂部に越流水を流す堰を設け、該両側板の外側に分岐開水路を並列に配置し、該主開水路の内部に汚泥水供給管を配設し、該汚泥水供給管にスリット状開口を下向きに設けたことを特徴としている。
In order to solve the above problems, the present invention employs the following means. That is, the invention according to claim 1 is an apparatus for distributing and supplying sludge water containing fibrous materials to a plurality of concentrators in an open channel, and closes the front end and the rear end of the main open channel, A weir for flowing overflow water is provided at the top of both side plates of the main open channel, a branch open channel is arranged in parallel outside the both side plates, a sludge water supply pipe is arranged inside the main open channel, and the sludge The water supply pipe is provided with a slit-like opening downward.
請求項2に記載の発明は、請求項1の発明において、前記スリット状開口幅は、前記汚泥水供給管の直径との比を所定の割合にしたことを特徴としている。
The invention according to
請求項3記載の発明は、請求項2に記載の発明において、前記所定の割合は各分岐開水路の汚泥水流量が均一になるように選択したことを特徴としている。 According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the predetermined ratio is selected so that the sludge water flow rate in each branch open channel is uniform.
請求項4に記載の発明は、請求項2の発明において、前記スリット状開口幅は、前記汚泥水供給管の直径に対して20%〜40%の長さとしたことを特徴としている
The invention described in claim 4 is characterized in that, in the invention of
請求項5記載の発明は、請求項1〜請求項4に記載の発明において、前記スリット状開口幅は、汚泥水中の繊維状物が絡まない程度の最小限度幅以上に制限したことを特徴としている。
The invention according to
請求項6記載の発明は、請求項5に記載の発明において、前記最小限度幅は略30ミリメートルとしたことを特徴としている。
The invention described in claim 6 is characterized in that, in the invention described in
請求項7記載の発明は、請求項6に記載の発明において、前記供給管は円筒形の鋼管とし、該鋼管の内径を前記主幹開水路の幅の略半分とし、該鋼管の中心軸が該主開水路の深さの略半分以下の深さになる位置に配置したことを特徴としている。 The invention according to claim 7 is the invention according to claim 6, wherein the supply pipe is a cylindrical steel pipe, the inner diameter of the steel pipe is substantially half the width of the main open channel, and the central axis of the steel pipe is the It is characterized by being placed at a depth that is about half or less than the depth of the main open channel.
請求項8記載の発明は、請求項1〜請求項7に記載の発明において、前記汚泥水濃縮機をハニカム濃縮機で構成したことを特徴としている。
The invention according to
請求項9記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記汚泥供給管は汚泥水の突入流速が毎秒0.45メートル以下となるように直径を定め、前記スリットから流出する汚泥水の流速が毎秒(0.06〜0.08)メートルの範囲となるようにスリット幅を定めたことを特徴としている。
又、請求項10記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記汚泥水供給管の軸方向長さを前記複数台の濃縮機の内、最前端に配置した濃縮機と最後端に配置した濃縮機の中心軸間の距離よりも長くしたことを特徴としている。
The invention according to
The invention according to
本願発明によれば、必要とされる処理量に応じて複数台の同一規格の濃縮機を利用して構成することができるという効果が得られる。しかも安価に製作が可能で、保守点検も簡単な汚泥水濃縮機システムを構成することができるという効果が得られる。 According to the present invention, it is possible to obtain an effect that a plurality of concentrators of the same standard can be used according to a required processing amount. Moreover, it is possible to produce a sludge water concentrator system that can be manufactured at a low cost and that can be easily maintained and inspected.
本実施形態では、規格処理量が毎時10立方メートルのハニカム型濃縮機(以下、ハニカム濃縮機という)を両側に5台ずつ設けた汚泥濃縮システムについて説明する。なお、この実施形態の汚泥水濃縮システムでは汚泥水の規格処理量(汚泥水の供給量)は毎時100立方メートルとする。図1は本願発明の実施形態の斜視図を示す。図2は本願発明の実施形態の上平面図を示し、図3は図2のX−Xから見た側面の断面図を示す。図4(A)は図3のU−Uから見た正面図で、図4(B)はV−Vから見た断面図を示す。 In the present embodiment, a sludge concentration system in which five honeycomb type concentrators (hereinafter referred to as honeycomb concentrators) having a standard processing amount of 10 cubic meters per hour are provided on both sides will be described. In the sludge water concentration system of this embodiment, the standard treatment amount (sludge water supply amount) of sludge water is 100 cubic meters per hour. FIG. 1 shows a perspective view of an embodiment of the present invention. FIG. 2 shows a top plan view of an embodiment of the present invention, and FIG. 3 shows a cross-sectional side view as seen from XX in FIG. 4A is a front view as viewed from U-U in FIG. 3, and FIG. 4B is a cross-sectional view as viewed from V-V.
図1〜図4において、上面が開口の函体10の中央に主開水路11が設けられる。主開水路11は断面が矩形で、前端部及び後端部は閉鎖されている。また、主開水路11の両側面板12、12には越流水を流す堰(例えば、矩形堰)12aを設けている。この矩形堰12aは越流汚泥水がハニカム濃縮機17(17a、17b、17c、・・・)の入口部(図示省略)の高さと一致するように設ける。矩形堰12aの幅は、この堰12aを乗り越える越流水の平均的な水速と高さから決定する。さらに、主開水路11の略中央には汚泥水供給管20が配設される。汚泥水供給管20には下向きにスリット状開口21が設けられている。スリット状開口21のスリット幅Sは後述するように実験で求める。汚泥水供給管20はフランジ22によって外部の汚泥水供給パイプに接続されている。
1-4, the main
主開水路11の両側面板12の両外側に分岐開水路13を並列に設ける。即ち、分岐開水路13は仕切板14によって複数(本実施形態では10個)の分岐開水路13a、13b、13c、・・に分割されている。各分岐開水路13a、13b、13c、・・にはハニカム濃縮機17a、17b、17c、・・が設置される。矩形堰12aからの越流汚泥水がハニカム濃縮機17の入口部に入り、ハニカム濃縮機17(17a、17b、17c、・・)で分離された分離水は分離水槽16(16a、16b、16c、・・)に給水される。なお、分離水槽16(16a、16b、16c、・・)は分岐開水路13(13a、13b、13c、・・)が兼用されている。分離水槽16に貯水した分離水は分離水取出管36により外部に取り出される。また、ハニカム濃縮機17によって濃縮された濃縮汚泥は濃縮汚泥取出管37に供給され、外部に排出される。なお、主開水路11に残留したドレンは排出管38によって排出される。
Branch
本実施形態は以上の構成により、汚泥水供給管20から供給された汚泥水がスリット状開口21から下向きに(主開水路11の底に向かって)噴出流として供給される。汚泥水は主開水路11内部に充満されると矩形堰12aから越流して各分岐開水路13a、13b、13c、・・に設けられたハニカム濃縮機17の入口部に入り、汚泥と分離水に分離される。分離された分離水はハニカムスクリーンを通過してスクリーン外側に分離され、分離水槽16に供給され、分離水取水管36から外部に誘導される。また、濃縮汚泥39は濃縮汚泥取出管37に供給され、外部に排出される。
In the present embodiment, the sludge water supplied from the sludge
以下に、スリット幅Sを決定する方法及び実験について説明する。本実施形態では、汚泥水の供給量(規格処理量)を毎時100立方メートルとしており、それに見合う程度に主開水路11の幅並びに深さ(高さ)を決定する。実験は模型を使用して行うものとし、模型の寸法を実機(実施形態)の(1/√5)に縮小し、模型の時刻変化を実時間の(1/√5)に短縮した。この結果、模型と実機の流量比は(1/√5)の3乗 ÷(1/√5)=1/5 になる。また、模型に使用する汚泥水は実機の場合と同一とした。
Hereinafter, a method and an experiment for determining the slit width S will be described. In this embodiment, the supply amount (standard processing amount) of sludge water is set to 100 cubic meters per hour, and the width and depth (height) of the main
<実験の目的>
実機の汚泥水供給管20は終端が閉鎖管であり、下向きにスリット状開口21が設けられていることから越流水量が均等になる条件を解析的に求めることは困難である。実験では、実機と同様に両側に5経路に振り分けているので、堰12aを乗り越える越流水量を10箇所の堰12a毎に流量を測定し平均値から最大値乃至最小値の大きい方の差分を平均値で除した値を平均誤差と規定している。従って、本実験の目的は、主開水路の中央部に沈められた汚泥水供給管20下部のスリット状開口の幅Sと、前記平均誤差との関係を、汚泥水供給管の供給流量を変化させて明らかにすることである。さらに、スリット状開口を通過する面速と、分配される堰12aを乗り越える越流水量の平均誤差との関係を明らかにすることである。そしてさらに、主開水路11の幅、並びに深さと汚泥水供給管の位置や内径を決定することである。
<Purpose of the experiment>
The sludge
<実験の内容>
実験は、越流水が乗り越える堰12a部分で汚泥水がうまく分配されていることを確認することを目的としているので、堰12aでの流量(これを10個集めると汚泥水供給管20から供給される汚泥水の総流量となる)を調整して行う。これは、堰12aの流量、つまり流速を調整することにより、供給流量も同時に変化させるので汚泥水分配供給の実験のパラメータとして扱える。また、模型には堰12aでの流量を調整するため、その下流域である分離開水路13a、13b、13c・・の流量を調整できるように分離開水路13a、13b、13c・・・の下流に、図5に示す直角三角堰31を設けた側面板30を追加設置した。なお、図5でhiは直角三角堰越流高さ、Bは分離水槽の幅、Dは水深である。また、その三角堰を乗り越える越流水の高さにより流量が直ぐに判明するよう、流量早見表により流量を決定した。
<Experiment contents>
The purpose of the experiment is to confirm that the sludge water is well distributed in the portion of the
上記の条件の下で模型の各分岐開水路13a、13b、13c、・・の平均流量、最大流量及び最小流量を求め、これらのデータから平均誤差を求めた。実験は模型の汚泥水供給管下部のスリット状開口の幅が30mm(24%)、45mm(36%)、60mm(48%)及び汚泥水供給管無し(汚泥水供給管を主開水路内に設けず主開水路側壁部で直接汚泥水を供給する場合)の各場合について行った。なお、上記の括弧内の数値は汚泥水供給管の内径に対するスリット幅の割合を(%)で示す。また、模型における汚泥水供給量を毎時15立方メートル(この場合の汚泥水供給管突入流速は0.34m/s);毎時20立方メートル(同0.45m/s);毎時30立方メートル(同0.68m/s)の各ケースについて行った。
Under the above conditions, the average flow rate, the maximum flow rate and the minimum flow rate of each branch
<実験結果>
これらの実験結果のデータを図6に示し、そのグラフを図7に示す。実験では、スリット状開口の汚泥水供給管の軸方向の長さは2.3mであり、各堰12aの中心部までスリットが延びている。よって、スリット幅60mmで汚泥供給量が毎時15立方メートルの場合(この場合のスリット流出速度は0.03m/s)から、スリット幅30mmで汚泥供給量が毎時30立方メートルの場合(スリット流出速度は0.12m/s)まで変化させた。なお、いずれの場合もスリットに繊維状の付着物は残存しなかった。
<Experimental result>
The data of these experimental results are shown in FIG. 6, and the graph is shown in FIG. In the experiment, the length of the sludge water supply pipe in the slit-like opening in the axial direction is 2.3 m, and the slit extends to the center of each
後者の課題については、模型の流量が(毎時100立方メートル)×(1/5)=(毎時20立方メートル)であること、及び汚泥水供給管の突入汚泥水流速を(0.3〜0.7)m/s程度にしないと配管内で汚泥が分離するので、直径125mmの円管を利用することとし、模型の主開水路の幅は汚泥水供給管の直径の2倍(125mm×2=250mm)として狭小主開水路の状態に設定した。また、汚泥水供給管の中心軸が深さ250mmの位置になるように設置し、主開水路の深さを、実機の堰12a高さ(630mm)の(1/√5)の高さ280mmとした。
Regarding the latter problem, the flow rate of the model is (100 cubic meters per hour) × (1/5) = (20 cubic meters per hour), and the inflow sludge water flow rate of the sludge water supply pipe is (0.3 to 0.7). ) Since sludge separates in the pipe unless it is set to about m / s, a 125 mm diameter circular pipe is used, and the width of the main open channel of the model is twice the diameter of the sludge water supply pipe (125 mm × 2 = 250mm) and set to a narrow main open channel state. In addition, the sludge water supply pipe is installed so that the central axis is at a depth of 250 mm, and the depth of the main open channel is 280 mm, the height of the
<実験結果の考察>
以上の実験結果から以下の様な知見が得られた。まず第1に、下向きのスリット状開口を有する汚泥水供給管を設けた場合は、汚泥水供給管を配置せず、直接汚泥水を供給の場合に比べて平均誤差が小さくなり、均等に汚泥水を供給できることからスリット状開口を有する汚泥水供給管を配設することの効果が認められた。特に、汚泥水の流量が大きいほど効果は大きく、流量が小さくなるとその効果も小さくなる。汚泥水の流量が小さい場合はスリット幅の割合を小さくすれば効果が改良されることが推察される。
<Consideration of experimental results>
The following findings were obtained from the above experimental results. First, when a sludge water supply pipe having a downward slit-like opening is provided, the sludge water supply pipe is not arranged, and the average error is smaller than that in the case of supplying the sludge water directly, and the sludge is evenly distributed. Since water can be supplied, the effect of arranging a sludge water supply pipe having a slit-like opening was recognized. In particular, the greater the sludge water flow rate, the greater the effect, and the smaller the flow rate, the smaller the effect. When the flow rate of sludge water is small, it can be inferred that the effect is improved by reducing the slit width ratio.
従って、規格流量に対して実流量が(−25%〜+50%)の変動がある場合は、汚泥水供給管の直径に対してスリット幅の割合を20%〜40%とすると有効な効果が認められる。特に、スリット幅の割合を20%程度にするのが望ましい。これは、汚泥水供給管がない場合は主開水路における液面が波打って変動し、入口からの距離によって越流の流量に差異が生じるからであり、スリットのある供給管を利用することにより液面が滑らかになり、かつ、一様水位になるからであろう。但し、実機では、スリット幅の割合をあまり小さくするとスリット状開口に繊維状物の付着が生じるから、一定の下限幅(例えば、30mm)を設けておく必要がある。 Therefore, when the actual flow rate varies (−25% to + 50%) with respect to the standard flow rate, it is effective to set the slit width ratio to 20% to 40% with respect to the diameter of the sludge water supply pipe. Is recognized. In particular, it is desirable to set the slit width ratio to about 20%. This is because if there is no sludge water supply pipe, the liquid level in the main open channel will wave and fluctuate, and the flow rate of the overflow will vary depending on the distance from the inlet. Use a supply pipe with a slit. This is because the liquid level becomes smooth and the water level becomes uniform. However, in the actual machine, if the ratio of the slit width is made too small, the fibrous material adheres to the slit-like opening, so it is necessary to provide a certain lower limit width (for example, 30 mm).
以上に説明したように、本実施形態の発明によれば、その平均誤差は20%以下に押さえることができ、汚泥水の均等分配が実用的に可能になるという効果が得られる。この結果、汚泥水濃縮機システムが全体として効率的に稼働するシステムの構成が可能になるという効果が得られた。特に、汚泥水の流量変化に対しても有効に機能するという効果が得られた。 As explained above, according to the invention of this embodiment, the average error can be suppressed to 20% or less, and the effect that the uniform distribution of sludge water is practically possible is obtained. As a result, the effect that the system configuration in which the sludge water concentrator system operates efficiently as a whole becomes possible is obtained. In particular, the effect of functioning effectively for changes in the flow rate of sludge water was obtained.
以上、この発明の実施形態、実施例を図面により詳述してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれる。 The embodiments and examples of the present invention have been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to the examples, and there are design changes and the like without departing from the gist of the present invention. Are also included in the present invention.
10 函体
11 主開水路
12 側面板
13 分岐開水路(分離水槽)
14 仕切板
16 分離水槽
20 汚泥水供給管
21 スリット状開口
30 模型機の側面板
31 直角三角堰
10
14
Claims (10)
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