JP2008303558A - Sand collecting equipment and sand collecting method - Google Patents
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この発明は常時通水下にある下水道における集砂装置及び集砂方法に関し、合流式下水道や分流式下水道における汚水沈砂池における効率的な集砂のため採用しうるものである。ここに集砂とは沈砂池に堆積した沈砂を沈砂池の所定部位である集砂ピットに集積し、集砂ピットから揚砂ポンプにより沈砂分離機等の沈砂回収部位に排出するまでの一連の操作を意味する。 The present invention relates to a sand collecting device and a sand collecting method in a sewer always under water flow, and can be used for efficient sand collection in a sewage settling basin in a combined sewer or a divert sewer. Here, sand collection refers to a series of operations from collecting sand accumulated in a settling basin to a sand collection pit, which is a predetermined part of the settling pond, and discharging it from the sand collection pit to a settling collection site such as a sand set separator. Means an operation.
合流式下水道や分流式下水道における汚水沈砂池は常時通水されており、通水下で沈砂池に堆積した沈砂の集砂・排出のため従来はスクリュコンベヤ式の集砂装置(特許文献1)や、ノズルからの噴射水圧力による所謂高圧集砂装置や中圧集砂装置(特許文献2)を使用していた。すなわち、スクリュコンベヤ式の集砂装置では沈砂池の下面に堆積した沈砂を汚水と一緒にスクリュコンベヤにより揚砂し、沈砂分離機で沈砂を分離していた。また、噴射水圧力による高圧集砂装置や中圧集砂装置においては、沈砂池底面に沿って加圧水をスプレーすること水圧により沈砂を集砂ピットに集め、集砂ピットに設けたジェットポンプにより汚水と共に吸引揚砂し、沈砂分離機で沈砂を分離する仕組みとなっていた。 The sewage sedimentation basin in the combined sewerage system and the diversion sewerage system is constantly passing water. Conventionally, a screw conveyor type sand collection device is used to collect and discharge the sediment collected in the sedimentation basin (Patent Document 1). In addition, a so-called high-pressure sand collecting device or medium-pressure sand collecting device (Patent Document 2) using a jet water pressure from a nozzle has been used. That is, in the screw conveyor type sand collecting device, the sand settling on the lower surface of the settling basin is pumped together with the sewage by the screw conveyor, and the settling separator separates the settling sand. In addition, in high-pressure sand collectors and medium-pressure sand collectors using jet water pressure, spraying pressurized water along the bottom of the sand basin collects sediment in the sand collection pit by water pressure, and sewage is collected by a jet pump installed in the sand collection pit. At the same time, the sand was lifted and the sand was separated by a sand set separator.
他方、低圧にて集砂を行う方式としては、この出願の出願人により提案された、分流式若しくは合流式下水道における雨水沈砂池に使用するタイプ(所謂低圧集砂方式)のものが提案されている。即ち、雨水沈砂池の場合は通常の場合は天候が回復すると通水がなく、他方沈砂池の底面中央部に長手方向に設けた集砂ピットには揚砂ポンプが設けられている。そして、沈砂池底面は両側が高くなるように傾斜されており、この高くなった沈砂池底面の両側部位に散水ノズルが開口している。散水ノズルから沈砂池底面に沿って散水が行われ、沈砂池底面に溜まった沈砂はスプレー水により傾斜面に沿って流下せしめられ、沈砂は集砂ピットに集められ、沈砂は水と混合状態で集砂ピットに設けられた揚砂ポンプにより沈砂分離機に吸引搬送(揚砂)し、沈砂分離を行う仕組みとなっている。集砂時に沈砂池は空となっているため、低圧の水流(スプレー水)でも沈砂を沈砂池底面に沿って集砂ピットに向け流下させることができ、低圧のスプレー水でも沈砂の効率的な採集が可能であり、また集砂ピットに採集された沈砂を汚水と一緒に運ぶ揚砂ポンプとしても低圧のポンプが使用可能となる(特許文献3)。以上のように、低圧集砂方式とは、沈砂池を実質的に空の状態で沈砂池底面に沿って散水を行うことで沈砂池底面に堆積した沈砂を集砂ピットに採集し、沈砂池に溜まった汚水と一緒に沈砂をポンプにて揚砂する集砂方式である。
スクリュコンベヤ式の集砂装置は機械式であるため、常時通水される汚水沈砂池のための集砂装置としてはメンテナンスが煩雑となる問題があった。所謂高圧集砂装置や中圧集砂装置は噴射水圧力により沈砂を集砂ピットに集め、ジェットポンプにより排出するため、メンテナンスは容易であるが、高揚程ポンプが必要となり、その消費電力が大きくなり、また、集砂効率が高くない問題点があった。 Since the screw conveyor type sand collecting device is a mechanical type, there is a problem that maintenance is complicated as a sand collecting device for a sewage settling basin through which water always flows. The so-called high-pressure sand collection device and medium-pressure sand collection device collect sediment in the sand collection pit by the jet water pressure and discharge it by a jet pump. Therefore, maintenance is easy, but a high-lift pump is required and power consumption is large. Also, there was a problem that sand collection efficiency was not high.
所謂低圧集砂方式のものは、雨水沈砂池での使用を意図したものであり、通水がない状態において沈砂池を実質的に完全に空にして沈砂の採集及び排出を行うため、加圧水の圧力を下げることができる上、ポンプとしても低揚程のもので良い利点がある。しかしながら、集砂に際して沈砂池への汚水の流入を阻止しかつ沈砂池を空とする必要があり、常時通水の必要がある汚水沈砂池にこの方式を使用することはこれまで考慮されたことがなかった。 The so-called low-pressure sand collection system is intended for use in rainwater settling basins, and in order to collect and discharge sediments with virtually no empty sedimentation basins in the absence of water flow, In addition to being able to lower the pressure, there is an advantage that a pump with a low head is good. However, it is necessary to prevent the inflow of sewage into the settling basin during sand collection and to empty the settling basin, and it has been considered to use this method for sewage settling basins that require constant water flow. There was no.
本発明はかかる従来技術の問題点に鑑みなされたものであり、常時通水される合流式下水道や分流式下水道の汚水沈砂池においてメンテナンスを煩雑とすることなく低消費エネルギで高効率にて集砂を行い得るようにすることを目的とする。 The present invention has been made in view of the problems of the prior art, and in a sewage and sand basin of a combined sewer or a shunt sewer that is constantly flowing, it can be collected with low energy consumption and high efficiency without complicating maintenance. The purpose is to be able to do sand.
この発明の集砂装置が設置された下水道は常時通水下にある。汚水の流れ方向に並列に複数の沈砂池が設けられる。各沈砂池は底面に集砂ピットを形成し、かつ集砂ピットへの水流による沈砂採集手段及び集砂ピットからの沈砂排出手段を備える。汚水の流れを常時維持しつつ低圧集砂方式の集砂を行うため、沈砂池は個別的に汚水の流入を阻止することができるように流入側には入口ゲートが設けられ、流出側はポンプ井を個別化するか、複数の沈砂池でポンプ井を共用の場合は夫々の沈砂池に出口ゲートを設けることで沈砂池間を分離し、汚水の流入阻止と相俟ってその沈砂池を実質的に空とすることが可能である。夜間などの低流量時に入口ゲートを順次閉鎖することによりその沈砂池への汚水の流入を阻止すると共に、その沈砂池を実質的に空とし、沈砂池が実質的に空の状態において、その沈砂池に堆積した沈砂を沈砂池底面に沿った低圧水流により集砂ピットに集積し揚砂ポンプにより排出することにより集砂作動を行うようにしている。 The sewer where the sand collecting device of the present invention is installed is always under water flow. A plurality of sand basins are provided in parallel with the sewage flow direction. Each sand basin has a sand collecting pit formed on the bottom surface, and includes a sand collecting means by a water flow to the sand collecting pit and a sand discharging means from the sand collecting pit. In order to collect the low-pressure sand collection method while maintaining the flow of sewage at all times, the sedimentation basin is provided with an inlet gate on the inflow side to prevent the inflow of sewage individually, and the outflow side is a pump. If the well is individualized, or if the pump well is shared by multiple sand basins, an outlet gate is provided in each sand basin to separate the sand basins, and in combination with the prevention of inflow of sewage, Can be empty. By sequentially closing the entrance gate at low flow rates such as at night, the inflow of sewage into the settling basin is prevented, and the settling basin is substantially emptied. Sand collection operation is performed by accumulating the sediment deposited in the pond in a sand collection pit by low-pressure water flow along the bottom of the sand basin and discharging it with a sand pump.
複数の沈砂池からの集砂は夜間などの低水量となる特定時間帯において行われる。この時間帯をタイマにより検出すると、沈砂池からの集砂作動が順次行われる。例えば、複数の沈砂池のうち一つの沈砂池のみゲートを閉鎖し、残余の沈砂池は開放しておき、閉鎖中の沈砂池において集砂、即ち沈砂の集積及び排出が行われ、この間も集砂中の沈砂池以外の沈砂池の入口ゲートは開放のままであることから他の沈砂池においては汚水の流通及び排出は継続される。ゲートが閉の沈砂池からの集砂作業の完了後に集砂完了の沈砂池のゲートを開放し、汚水の流入を再開し、次に集砂を行う沈砂池のゲートを閉鎖しかつその沈砂池を空とし、同様に集砂作業を行う。このようにして、順次沈砂池からの集砂を行い、全ての沈砂池からの集砂が完了するとこの時間帯での作業の完了となる。 Sand collection from multiple sand basins is performed at specific times when the amount of water is low, such as at night. When this time zone is detected by the timer, the sand collecting operation from the sand basin is sequentially performed. For example, only one settling basin is closed, the remaining settling basins are opened, and sand collection, that is, accumulation and discharge of settling sand is performed in the closed settling basins. Since the entrance gates of the settling basins other than the settling basin in the sand remain open, the circulation and discharge of sewage continues in other settling ponds. After the sand collection work from the closed sand basin is completed, the gate of the sand collection pond that has completed sand collection is opened, the inflow of sewage is resumed, and the gate of the sand basin that collects sand is then closed and the sand basin Evacuate and perform sand collection work in the same way. In this way, sand collection from the sand basins is sequentially performed, and when the sand collection from all the sand basins is completed, the work in this time zone is completed.
複数の沈砂池を並列に設置し、各沈砂池への汚水の流入を個別的に制御可能とし、深夜などの低流量時に、複数の沈砂池への汚水の流入を順次停止し、かつ残余の沈砂池から分離することで、汚水の流入停止の間においてその沈砂池を実質的に空とし、沈砂池を空とした状態で沈砂池底面に溜まった沈砂を沈砂池底面に沿った水流で汚水ピットに採集し、揚砂ポンプで排出することで、汚水の流通は確保しつつ、低圧集砂方式の集砂作業を行うことができるため、常時流通のある汚水沈砂池にあっても低圧下で効率的な集砂作業を実現することができる。 Multiple sand basins are installed in parallel, and the inflow of sewage into each sand basin can be controlled individually, and the flow of sewage into multiple sand basins is sequentially stopped at low flow rates such as at midnight, and the remaining By separating from the sedimentation basin, the sedimentation basin is substantially emptied during the stoppage of the sewage sewage. By collecting in a pit and discharging with a sand pump, it is possible to collect sand using the low-pressure sand collection method while ensuring the circulation of waste water. And efficient sand collection work can be realized.
以下この発明を分流式下水道の汚水沈砂池に応用した場合を説明するが、この発明は合流式下水道における汚水沈砂池にも応用可能である。図1において、8は分流式下水道における汚水流入管を示し、汚水流入管8からの汚水の流れ方向(矢印)に並列に3個の沈砂池10が並列に設けられる。3個の沈砂池10を区別するときは、10a, 10b, 10cのように添字を付すものとする。各沈砂池10の入口には流入ゲート12(12a, 12b, 12c)が設けられ、出口には出口ゲート14(14a, 14b, 14c)が設けられる。分流式下水道では汚水は常時通水状態にあり、流入ゲート12及び出口ゲート14は通常は開放されている。流入ゲート12及び出口ゲート14は電動式となっており、その開閉制御のための電動モータが設けられる。ゲート12, 14の駆動のための電動モータは図1には示されないが、図2では模式的にM12, M14にて表示されている。図1において、夫々の沈砂池からの出口ゲート14の下流にポンプ井16が配置され、この実施形態ではポンプ井16は沈砂池10a, 10b, 10cで共用され、ポンプ井16には排水ポンプ18が設けられ、沈砂池10を通過後の汚水は排水ポンプ18により活性汚泥処理設備などの汚水処理設備に送られる。出口ゲート14a, 14b, 14cはこの実施形態において本発明における、集砂中の汚水沈砂池を通水中の汚水沈砂池に対し分離せめしる分離手段として機能する。
Hereinafter, the case where the present invention is applied to a sewage settling basin of a diversion sewer will be described. However, the present invention is also applicable to a sewage settling basin in a combined sewer. In FIG. 1, reference numeral 8 denotes a sewage inflow pipe in a diversion sewer, and three
沈砂池10における集砂方式は所謂低圧集砂として雨水沈砂池における集砂方式として本発明の出願人と同一の出願人により提案され広く採用されている方式と同様のものであり、本発明ではこの集砂方式を常時通水される汚水沈砂池の集砂にも利用し得るよう工夫したものである。沈砂池10における集砂方式について詳細に説明すると、沈砂池10の底面における長手方向に集砂ピット20(図2)が延設される。集砂ピット20は沈砂池における最も低い部位に位置し、両側は沈砂池側面10-1まで延びる傾斜面22(図3)を呈している。傾斜面22には間隔をおいて狭くかつ浅いトラフ24が幅方向に延設され、各トラフ24間における沈砂池側面10-1近くに散水ノズル26が開口している。集砂時の散水のためノズル26は図示しない沈殿池などの給水源に給水管28(図2に示された散水ノズル26とで本発明の沈砂採集手段を構成する)を介して連通され、給水管28には給水ポンプ(本発明の沈砂排出手段)30が設けられる。そして、長手方向における集砂ピット20の中央部に揚砂ポンプ32(この発明の沈砂及び汚水の排出手段)が設けられる。揚砂ポンプ32はその吸引口32-1が集砂ピット20の底面付近に開口しており、排出口32-2は揚砂管34を介して図示しない沈砂分離機に接続されている。
The sand collection method in the
図2において、制御回路36は沈砂池における各ゲート12(12a, 12b, 12c), 14(14a, 14b, 14c)やモータM12, M14やポンプ18, 30, 32の制御のため設けられ、シーケンス制御回路でもマイクロコンピュータにより構成してもよい。タイマ38はこの発明の実施形態の夜間の集砂制御のため設けたものである。
In FIG. 2, a
次に、この発明の集砂作業を図4の概略的フローチャートを参照しながら説明すると、処理が開始されると、ステップ50では集砂作業の開始時間か否かタイマ38によりチェックされる。汚水沈砂池には常時通水があり、他方、各沈砂池10a, 10b, 10cの集砂のためには夫々の沈砂池への汚水の流入を阻止しその沈砂池が空にされることが必要であり、この発明では通水量が少ない夜間、例えば、午前2時〜午前4時の間といった特定の時間帯において沈砂池10a, 10b, 10cへの汚水の流入を順次阻止してゆき、汚水の流入が阻止された沈砂池を空になるように排水することで低圧集砂方式の集砂作業を行うようにしている。ステップ50では集砂作業の開始時間が到来したか否かを判断し、否の場合はステップ52で通常制御が行われる。通常の場合、ゲート12a, 12b, 12c及びゲート14a, 14b, 14cは開放されており、汚水は全ての汚水沈砂池10a, 10b, 10cを流通され、排水ポンプ18によって沈殿池などの以降の汚水処理部位に搬出される。
Next, the sand collecting work of the present invention will be described with reference to the schematic flowchart of FIG. 4. When the processing is started, in
集砂作業を行う特定時間との判断のときはステップ50からステップ54a以下に進み、第1の沈砂池10aでの集砂作業を行う。先ずステップ54aでは沈砂池10aへの入口ゲート12aの閉鎖のため、入口ゲート12aの駆動モータM12への駆動信号によりゲートを図2の想像線12´のように閉鎖し、沈砂池10aへの汚水の流入を停止する。次に、ステップ56aでは出口ゲート14aの駆動モータM14への駆動信号によりゲート14aを図2の想像線14´のように閉鎖し、沈砂池10aを他の沈砂池10b, 10cから分離する。沈砂池10aへの汚水の流入を阻止し、かつ他の沈砂池10b, 10cから分離した状態で低圧集砂方式による集砂が行われる。即ち、ステップ58aでは揚砂ポンプ32が駆動され、当初は沈砂池10aは低水位とはいえ汚水が残っているが揚砂ポンプ32の回転により沈砂池10aの汚水は排出され、液面が揚砂ポンプの吸引口32-1の少し手前まで下がると、揚砂ポンプ32は一旦停止される。そして、ステップ60aでは給水ポンプ30を駆動すべく制御回路36より信号が送られ、散水ノズル26より水が噴射される。散水ノズル26からスプレーされた水は斜面22上を流下し、斜面22上に堆積した沈砂は集砂ピット20に集められる。集砂のためのノズル26からの散水のための水圧は0.3Mpa以下、より好ましくは0.0002から0.005MPaである。次にステップ62aでは揚砂ポンプ32を再び駆動すべく信号が制御回路36より送られ、沈砂池10aの底面の集砂ピット20に集められた沈砂は汚水と共に揚砂ポンプ32によって図示しない地上の沈砂分離設備に吸水搬送され、ここで沈砂は水とが分離され、沈砂はトラックなどにより処分場に陸上輸送される。ステップ64aでは、入口ゲート12aの駆動モータM12への駆動信号によりゲートを図2の実線のように開放すると共に出口ゲート14aの駆動モータM14への駆動信号によりゲート14aを図2の実線のように開放する。即ち、流入ゲート12a及び出口ゲート14aが共に開放される本来の状態に戻り、汚水流入管8からの汚水は沈砂池10aに再び流入される。以上の沈砂池10aの集砂動作の間、残余の沈砂池10b, 10cではゲート12b, 12c, 14b, 14cは開放のままで、通水及び排水ポンプ18による排水は通常のように行われている。
When it is determined that the specific time for performing the sand collection work is reached, the process proceeds from
第1の沈砂池10aの沈砂処理がこのようにして完了し、第1の沈砂池10aは通常の通水状態に戻るとステップ54b〜64bで第2の沈砂池10bでの沈砂処理が同様に行われる。即ち、入口ゲート12bを閉鎖し(ステップ54b)、出口ゲート14bを閉鎖し(ステップ56b)、揚砂ポンプ32により沈砂池10bを空とし(ステップ58b)、ノズル26からの散水による沈砂の採集を行い(ステップ60b)、揚砂ポンプ32により沈砂を沈砂分離機まで搬送し(ステップ62b)、このようにして第2の沈砂池10bの集砂処理が完了するとゲート12b, 14bを開ける(ステップ64b)。第2の沈砂池10bが通常の通水状態に戻ると、ステップ54c〜64cで第3の沈砂池10cでの沈砂処理が同様に行われる。即ち、入口ゲート12cを閉鎖し(ステップ54c)、出口ゲート14cを閉鎖し(ステップ56c)、揚砂ポンプ32により沈砂池10cを空とし(ステップ58c)、ノズル26からの散水による沈砂の採集を行い(ステップ60c)、揚砂ポンプ32により沈砂を沈砂分離機まで搬送し(ステップ62c)、このようにして
第3の沈砂池10cの集砂処理が完了するとゲート12c, 14cを開ける(ステップ64c)。
When the sand settling process of the first
図5はこの発明の第2の実施形態を示しており、この実施形態においては、3つの沈砂池10a, 10b, 10cの下流にポンプ井16a, 16b, 16cが個別的に設けられる。即ち、ポンプ井16a, 16b間及びポンプ井16b, 16c間は堰70, 72にて区分され、独立化される。即ち、ポンプ井16a, 16b, 16c間では流通がなく、ポンプ井16a, 16b, 16cには排水のための夫々のポンプ18a, 18b, 18cが設けられる。図1に示す第1実施形態における沈砂池10a, 10b, 10cの出口側のゲート14a, 14b, 14cはこの第2の実施形態では設置されていない。ポンプ18a, 18b, 18cはポンプ井16a, 16b間及びポンプ井16b, 16c間に堰70, 72が設けられており、堰70, 72は、集砂中の汚水沈砂池を他の通水中の汚水沈砂池に対し分離せめしる本発明の分離手段として機能させることができる。
FIG. 5 shows a second embodiment of the present invention. In this embodiment,
この第2の実施形態の動作を説明すると、通常時は入口ゲート12a, 12b, 12cは開放され、各沈砂池10a, 10b, 10cに汚水は流入され、沈砂池10a, 10b, 10cからの汚水は夫々のポンプ18a, 18b, 18cにより沈殿池等の次段階の汚水処理設備に送られる。集砂を行う深夜などの所定の時間帯において沈砂池10a, 10b, 10cの通水が順次停止され、通水停止された沈砂池が空とされ、低圧集砂方式による集砂が行われる。即ち、最初は沈砂池10aでの集砂のため入口ゲート12aは閉鎖され、揚砂ポンプ32により排水が行われ、沈砂池10aは空とされる。この間、残余のゲート12b, 12cは開であるため、沈砂池10b, 10cへの汚水の流入及びポンプ18b, 18cによる汚水の排出は継続される。沈砂池10aが空となった状態において、散水ノズルからの水のスプレーによる集砂ピット20への沈砂の採集、その後、揚砂ポンプ32の駆動により揚砂という集砂作動が第1の実施形態と同様に行われる。沈砂池10aでの集砂の完了後に入口ゲート12aは再び開けられ、沈砂池10aへの汚水の流入が再開される。次は、2番目の沈砂池10bの入口ゲート12bが閉鎖され、揚砂ポンプ32による排水が行われ、沈砂池10bは空とされ、散水ノズルからの水のスプレーによる集砂ピット20への沈砂の採集、その後、揚砂ポンプ32の駆動により揚砂という低圧集砂方式による集砂が沈砂池10bにおいて実施される。この間は沈砂池10a, 10cへの汚水の流入及びポンプ18a, 18cによる汚水の排出は継続される。沈砂池10bでの低圧集砂方式による集砂が完了すると、最後に、第3番目の沈砂池10cの入口ゲート12cが閉鎖され、揚砂ポンプ32による排水が行われ、沈砂池10cは空とされ、散水ノズルからの水のスプレーによる集砂ピット20への沈砂の採集、その後、揚砂ポンプ32の駆動により揚砂という低圧集砂方式により集砂が沈砂池10cにおいて実施される。この間は沈砂池10a, 10bへの汚水の流入及びポンプ18a, 18bによる汚水の排出は継続される。このようにして、全ての沈砂池10a, 10b, 10cでの低圧集砂方式の集砂が完了すると、この時間帯での集砂作業は完了し、全ての沈砂池10a, 10b, 10cへの汚水の流入及びポンプ18a, 18b, 18cによる排出が行われる通常の動作に復帰する。
The operation of the second embodiment will be described. Normally, the
8…汚水流入管
10(10a, 10b, 10c)…沈砂池
12(12a, 12b, 12c)…流入ゲート
14(14a, 14b, 14c)…流出ゲート
16(16a, 16b, 16c)…ポンプ井
18(18a, 18b, 18c)…排水ポンプ
20…集砂ピット
24…トラフ
26…散水ノズル
28…給水管
30…給水ポンプ
32…揚砂ポンプ
34…揚砂管
36…制御回路
38…タイマ
M12, M14…ゲート駆動モータ
8 ... Sewage inflow pipe
10 (10a, 10b, 10c) ... Sedimentation pond
12 (12a, 12b, 12c) ... Inflow gate
14 (14a, 14b, 14c) ... Outflow gate
16 (16a, 16b, 16c) ... Pump well
18 (18a, 18b, 18c) ...
M12, M14 ... Gate drive motor
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