JP2011101858A - スカム排出樋、及びスカム回収装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スカム排出樋を通過する際にできるだけ多くのスカムを回収し、スカム掻寄板にスカムをできるだけ付着させないようにすることである。
【解決手段】回転するスカム掻寄板４１が掻き寄せたスカムＳを回収するスカム排出樋４３であって、スカム掻寄板４１が接近してくる方の手前片４３ａと、スカム掻寄板４１が離れていく方の奥片４３ｂと、手前片４３ａと奥片４３ｂを繋ぐ底片４３ｃとによって断面Ｕ字状に形成されるものにおいて、手前片４３ａよりも奥側であって手前片４３ａよりも高い位置にスカム掻落とし部材４３ｄを備えていることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、汚泥処理施設や下水処理施設等において用いられる沈殿槽（沈殿池）の水面付近に浮遊するスカムを排出するためのスカム排出樋、及びスカム排出樋とスカムを掻き寄せるスカム掻寄板等とから構成されるスカム回収装置に関する。

沈殿槽では、次のようにして汚濁水から汚泥及びスカムを除去する。沈殿槽に汚濁水が流入されると、汚泥が底に沈んでいき、スカムが浮上する。汚泥は沈殿槽本体の底で回転する汚泥掻寄板によって掻き寄せられて回収され、スカムは沈殿槽本体の水面上で回転するスカム掻寄板によって掻き寄せられて、ガイド板の上に導かれた後にその奥側に隣接するスカム排出樋に落下し、回収される。一方、汚泥及びスカムが除去された汚水（上澄水）は越流堰を乗り越えて別の槽に放出される。

上述した要領でスカムを回収するスカム回収装置として、次のものが知られている（特許文献１）。これは、沈殿槽本体の中心に回転軸を設置し、沈殿槽本体の水面付近に、スカムを掻き寄せるスカム掻寄板を設置し、スカム掻寄板を回転軸によって回転させるようにしてある。また、沈殿槽本体の水面付近には断面Ｕ字状のスカム排出樋を設置し、排出樋にはスカム掻寄板の接近する側にガイド板を設けてある。ガイド板は、スカムの接近する方向に向かって低くなるように勾配が付いている。そして、回転軸を回転させると、スカムはスカム掻寄板によって掻き寄せられて、水面からガイド板に沿って移動して水面の少し上に導かれ、それからスカム排出樋に落下し、沈殿槽本体の外側に回収される。

特開２００１−２６９６６３号公報

ところが、スカム排出樋でスカムを落下させたにも拘らず、スカム排出樋を通過したスカム掻寄板にスカムが付着していることに本発明者は気が付いた。そして、スカムが付着している原因を考えた。

スカム掻寄板がスカムを掻き寄せてガイド板に沿って押し込んでいくと、スカムはガイド板の頂部（スカム排出樋の頂部）よりも上に押し上げられてから、スカム排出樋に落下する。しかしながら、ガイド板の頂部よりも上に押し上げられたスカムが全て落下するのではなく、幾分かはスカム掻寄板に付着し、そのままスカム排出樋を通過するのである。

そこで、本発明者はスカム排出樋について工夫することにより、この問題を解消できるのではないかと考えた。図７（イ）に示すようにスカム排出樋９１は、断面Ｕ字状である。より詳しく言えば、スカム掻寄板９２が接近してくる方（ガイド板９３が連続する方）の手前片９１ａと、スカム掻寄板９２が離れていく方の奥片９１ｂと、これらの片を繋ぐ底片９１ｃとから構成される形状である。そして、着目すべき点は、これら手前片９１ａと奥片９１ｂが同じ高さとなっている点である。

このような形状では、スカム掻寄板９２が回転してスカム排出樋９１の上を通過するまでの間に、スカム排出樋９１の頂部よりも上の位置のスカムＳは、スカム排出樋９１の手前片９１ａ及び奥片９１ｂにこすられることがないので、そのままスカム掻寄板９２に付着したままとなる。つまり、スカム掻寄板９２が回転してスカム排出樋９１の上を通過するまでの間とは、スカム掻寄板９２が、図７（イ）に示すようにガイド板９３の上をこすり、図７（ロ）に示すようにスカム排出樋９１の中に移動し、図７（ハ）に示すように奥片９１ｂにこすられ、図７（ニ）に示すようにスカム排出樋９１の上を通過するまでの間である。

本発明は上記実情を考慮して創作されたもので、その解決しようとする課題はスカム排出樋を通過する際にできるだけ多くのスカムを回収し、スカム掻寄板にスカムをできるだけ付着させないようにすることである。

本発明は、回転するスカム掻寄板が掻き寄せたスカムを回収するスカム排出樋であって、スカム掻寄板が接近してくる方の手前片と、スカム掻寄板が離れていく方の奥片と、手前片と奥片を繋ぐ底片とによって断面Ｕ字状に形成されるものを前提とする。

そして、請求項１の発明は、手前片よりも奥側であって手前片よりも高い位置にスカム掻落とし部材を備えていることを特徴とする。

スカム掻落とし部材については、奥片の一部であるか否かを問わない。例えば、奥片と手前片との中間位置であって手前片よりも高い位置にローラ状又は帯板状のスカム掻落とし部材を浮かせるようにして支持し、このスカム掻落とし部材の上をスカム掻寄部材がこすりながら通過するものであっても良い。しかしながら、構造の単純さを考慮すると、次のようにすることが望ましい。即ち、請求項２の発明のように、スカム掻落とし部材は、奥片の上端部であることである。

また、上述したスカム排出樋を用いるスカム回収装置としては、次のものが挙げられる。即ち、請求項３の発明のように、沈殿槽本体の中心に設けられた回転軸を中心にしてスカム掻寄板が回転し、水面付近に配置される勾配の付いたガイド板をスカム掻寄板が擦りながら通過した後に、落下するスカムをガイド板の奥側に位置する請求項１又は２記載のスカム排出樋に回収するスカム回収装置において、手前片及び奥片の各上部が水面よりも高い位置に配置されているものである。

請求項１の発明は、手前片よりも奥側であって手前片よりも高い位置にスカム掻落とし部材を備えているので、回転するスカム掻寄板がスカム掻落とし部材の上をこすりながら移動することによって、スカム掻寄板に付着しているスカムであって手前片よりも上側のものを、掻き落とすことができる。

請求項２の発明は、奥片の上部をスカム掻落とし部材としてあるので、構造が単純でありながらも、スカムを掻き落とす効果の高い優れたものである。

請求項３の発明は、奥片及び手前片の各上部が水面よりも高い位置に配置されているので、スカムと一緒に回収される汚水の量が少なくて済む。

（イ）〜（ホ）図はスカム排出樋とスカム掻寄板との関係を示す断面図である。 ガイド板の形状を回転軸等との関係で示す斜視図である。 （イ）（ロ）図は外周側及び内周側におけるスカム排出樋とスカム掻寄板との関係を示す断面図である。 沈殿槽の概要を示す断面図である。 図４のＡ−Ａ線断面図である。 越流樋と沈殿槽本体の周壁とスカム排出樋との関係を示す拡大断面図である。 従来のスカム排出樋とスカム掻寄板との関係を示す断面図である。

沈殿槽は図４又は図５に示すように、沈殿槽本体１と、沈殿槽本体１内へ汚濁水を流入させる汚濁水流入装置２と、沈殿槽本体１の底に溜まる汚泥を回収する汚泥回収装置３と、沈殿槽本体１の水面に浮上するスカムＳを回収するスカム回収装置４と、汚濁水からスカムＳ及び汚泥が取り除かれた汚水（上澄水）を排出する汚水排出装置５とを備えるものである。以下、これらの構成について詳述する。

沈殿槽本体１は例えばコンクリート製であって、平面視すると、周壁１１の内周面が円形となっている。そして、内周面を円筒状にしてある周壁１１の下端部が床壁１２で塞がれている。床壁１２の上面は、中心部が周囲に比べて深くなるテーパー面に形成されている。周壁１１の上端部には天井１３が設けられ、天井１３にはモータ１４（減速モータ）及びベアリング１５が載せられている。そして、モータ１４によって回転させる回転軸１６がベアリング１５によって沈殿槽本体１の中心位置において吊り下げられている。

汚濁水流入装置２は、周壁１１の外側から内側に流入管２１を導いている。流入管２１は、沈殿槽本体１の中心部付近にまで横向きに延長しており、その先部が上向きになっている。円筒状のバッフルプレート２２が回転軸１６を中心にして同心円状に設けられている。バッフルプレート２２は、水面下に配置され、回転軸１６に対して放射状に延長する支持アーム２３によって固定されている。バッフルプレート２２の中央部付近の下側からその内部に流入管２１の先部が挿入されている。

流入管２１からバッフルプレート２２内に放流された汚濁水は、バッフルプレート２２内で勢いが弱まり、汚濁水に含まれるスカムＳが浮上し、汚濁水に含まれる汚泥が沈む。また、流入管２１の先部が上向きとなっているので、スカムＳが浮き易くなり、バッフルプレート２２の上側つまり沈殿槽本体１の中心側にスカムＳが集中し易くなっている。

汚水排出装置５は、図４〜図６に示すように沈殿槽本体１の周壁１１の上部であってその内周側に越流樋５１を設け、越流樋５１の一部に汚水排出管５２を接続し、汚水排出管５２を沈殿槽本体１の外部に導いている。越流樋５１は例えば金属製であって、周壁１１の内周側の全周に亘ってドーナツ形状に設けられている。しかも、越流樋５１は、周壁１１に対してその全周の複数個所においてブラケット５３を介して内側に離れて取り付けられている。従って、沈殿槽本体１の周壁１１と越流樋５１とが離れた領域は、平面視するとドーナツ形状となっており、上澄水回収領域（汚水回収領域）となる。また、越流樋５１の内側に囲まれた領域は、平面視すると円形状となっており、スカム回収領域となる。

越流樋５１の断面形状は図６に示すように、上向きに開口する溝形状であって、沈殿槽本体１の中心に対して同心円状に内外に配置される外周片５４及び内周片５５、並びに外周片５４と内周片５５の双方の下端部を繋いで塞ぐ樋底５６から構成されている。

外周片５４は越流堰であって、これにより水面の高さが決まる。外周片５４は、内周片５５よりも低く形成されている。外周片５４の外側に位置する上澄水回収領域の汚水が外周片５４を乗り越えて、越流樋５１の中に流入する。

また、外周片５４には汚水排出管５２が連結しており、汚水排出管５２が沈殿槽本体１の外側に設置された別の槽に導かれている。

内周片５５は堤防のように作用するもので、スカム回収領域に溜まるスカムＳが乗り越えてこないようになっている。

樋底５６は、その断面が三角形状となっている。また、樋底５６の底面は、その外周部が内周部よりも低いテーパー面に形成されている。従って、樋底５６の底面の真下に浮上してきたスカムＳは、テーパー面に沿って内周片５５の内側に位置するスカム回収領域に導かれる。

スカム回収装置４は図４又は図５に示すように、前述のモータ１４と、ベアリング１５と、回転軸１６、並びに回転軸１６を中心にして水面付近で回転するスカム掻寄板４１と、水面付近に配置される勾配の付いたガイド板４２であってスカム掻寄板４１が擦り（こすり）ながら通過するものと、ガイド板４２の円周方向奥側に配置されるスカム排出樋４３と、スカム排出樋４３に連結するスカム排出管４４を備える。

スカム掻寄板４１は図１又は図２に示すように、回転軸１６に対して放射状に延長する状態で固定されるスカム用アーム４１ａと、スカム用アーム４１ａに沿って固定される柔軟なゴム状のスカム用掻寄板本体４１ｂとから構成されている。スカム用掻寄板本体４１ｂは、水面よりも上から水中に達するまで垂下する状態である。そして、回転軸１６の回転によってスカム掻寄板４１が回転することにより、水面に浮くスカムＳは、変形するスカム用掻寄板本体４１ｂによって掻き寄せられてガイド板４２の上に移動し、スカム排出樋４３の中に落下し、スカム排出管４４を経て、沈殿槽本体１の外側に設置された別の槽に回収される。

スカム排出樋４３は図１、図３〜図５に示すように、スカム掻寄板４１の回転方向の手前側に配置される手前片４３ａと、スカム掻寄板４１の回転方向の奥側に配置される奥片４３ｂと、手前片４３ａと奥片４３ｂの下端部を繋ぐ底片４３ｃとから断面Ｕ字状に上向きに開口して形成され、この断面Ｕ字状の内周側及び外周側が閉鎖されている。スカム排出樋４３は、その下部が水没すると共に、その上部が水面よりも高く形成されており、スカムＳが自然に侵入しないようにしてある。また、奥片４３ｂは、手前片４３ａよりも高く形成されている。奥片４３ｂと手前片４３ａとの高低差ｄは、具体的には１０ｃｍ以上である。この高い部分、即ち奥片４３ｂの上端部がスカム掻落とし部材４３ｄとなる。

また、平面視すると、手前片４３ａと奥片４３ｂは、回転軸１６を中心にして、その外周近傍から越流樋５１まで放射状に延長している。しかも、回転軸１６に近づくにつれて手前片４３ａと奥片４３ｂとの間隔が狭くなっている。

さらに、スカム排出樋４３は、その外周側が越流樋５１の内周片５５に溶着等によって固定されている。つまり、スカム排出樋４３は、越流樋５１によって安定して片持ち支持されている。また、スカム排出樋４３の底は、外周部に向かって徐々に低くなるように勾配が付いており、その外周部の底にスカム排出管４４が連結されている。スカム排出管４４は、斜めに垂下する状態で沈殿槽本体１の外側に導かれている。

ガイド板４２は、図２〜図５に示すように、回転軸１６を中心として、その外周近傍から放射状に延長する平面視扇状（扇紙状）であって、螺旋状のガイド板本体４２ａと、ガイド板本体４２ａの半径方向に沿う二辺のうちスカム掻寄板４１が接近してくる方（手前側）の一辺に連続する水平な帯状の裾板４２ｂとを備えるものである。

ガイド板本体４２ａは、平面視扇状の半径方向に沿う二辺のうちスカム排出樋４３に固定する方（奥側）の一辺を高く水平に保持し、スカム掻寄板４１が接近する方（手前側）の一辺を低く水平に保持してある。

高さについて詳述する。図２中のガイド板本体４２ａの奥側の辺のうち内周端の点をｐ１、外周側の点をＰ１とし、ガイド板本体４２ａの手前側の辺のうち内周端の点をｑ１、外周側の点をＱ１とする。また、ガイド板４２よりも下方に回転軸１６を中心とする二つの基準円Ｃ、Ｄを、ガイド板４２の内周側及び外周側の各円弧に重なるように配置する。Ｐ１、ｐ１の真下に垂線を引き、外側の基準円Ｃが交差する点をＰ０、内側の基準円Ｄが交差する点をｐ０とする。また、Ｑ１、ｑ１の真下に垂線を引き、外側の基準円Ｃが交差する点をＱ０、内側の基準円Ｄが交差する点をｑ０とする。奥側において、外周側の垂線Ｐ１−Ｐ０の長さと、内周側の垂線ｐ１−ｐ０の長さは等しい。また、手前側において、外周側の垂線Ｑ１−Ｑ０の長さと、内周側の垂線ｑ１−ｑ０の長さは等しい。その上で、奥側の垂線Ｐ１−Ｐ０の長さよりも手前側の垂線Ｑ１−Ｑ０の長さが短くなっている。

また、図２及び図５中の符号４２ｃは、谷折り線を示している。ガイド板４２を作る際には、平面視扇紙状の金属板に対して内周側の円弧よりも内側に中心点をおき、中心点から等角度おきに放射状の谷折り線４２ｃを引く。そして、その谷折り線４２ｃに沿って板をプレス加工によって谷折りし、上面側を凹ませて側面視した形状をＲ状にする。この谷折の角度を調整し、図２又は図３に示すように、内周側の勾配を急に、外周側の勾配を緩やかにすることによって、最終的には奥側の一辺を高く、手前側の一辺を低く保った上で、各一辺が内周から外周に亘って水平になって、ガイド板本体４２ａが螺旋状に形成される。谷折り線４２ｃの個数が多いほど、なめらかなＲが付いた螺旋板となる。裾板４２ｂについては、水平になるように折り曲げる。

回転軸１６によってスカム掻寄板４１を回転させると、図１（イ）又は図３に示すように、スカム掻寄板４１がガイド板４２に向かって接近してくる。このとき、スカム用掻寄板本体４１ｂの下端がガイド板４２の下端（裾板４２ｂの高さ）よりも低い状態となっている。また、内周側及び外周側のいずれにおいても、ガイド板本体４２ａの下部は同じ深さまで水没している。そして、図１（ロ）に示すように、ゆっくり回転するスカム掻寄板４１が裾板４２ｂの上からガイド板本体４２ａの上を湾曲しながらこすって移動し、それによって水面に浮くスカムＳを水面よりも上まで押し込んでいく。そして、ガイド板本体４２ａの頂部（手前片４３ａの上）を通過したスカムＳは、少量の水と共にスカム排出樋４３に落下する。

さらに、図１（ハ）に示すように、スカム掻寄板４１が回転して、その下部がスカム排出樋４３の中に落ち込む。このときにスカム掻寄板４１には手前片４３ａよりも上側の位置にスカムＳが付着している。ところが、手前片４３ａよりも上側に付着していたスカムＳが、奥片４３ｂの上部よりも下側に位置することになる。従って、さらにスカム掻寄板４１が回転すると、図１（ニ）に示すように、スカム掻寄板４１が奥片４３ｂの頂部をこすりながら通過する際に、手前片４３ａよりも上側に付着していたスカムＳが奥片４３ｂによって掻き落とされ、スカム排出樋４３に回収される。そして、図１（ホ）に示すようにさらにスカム掻寄板４１が回転してスカム排出樋４３を通過すると、スカム掻寄板４１はスカムＳの付いていない、きれいな状態になる。

汚泥回収装置３は、図４又は図５に示すように前述のモータ１４と、ベアリング１５と、回転軸１６、並びに回転軸１６を中心にして沈殿槽本体１の底部で回転する汚泥掻寄板３１と、沈殿槽本体１の床壁１２に設置される汚泥排出管３２を備える。

汚泥掻寄板３１は、回転軸１６に対して放射状に延長する状態で固定される汚泥用アーム３１ａと、汚泥用アーム３１ａに沿って間隔をあけてその下側に固定される汚泥用掻寄板本体３１ｂとから構成されている。汚泥用掻寄板本体３１ｂは、平面視して汚泥用アーム３１ａに対して斜めに固定され、沈殿槽本体１の底の汚泥が中心に向かうようになっている。

回転軸１６の回転によって汚泥掻寄板３１が一緒に回転することにより、底の汚泥は掻き寄せられて中央部に集められ、汚泥排出管３２から沈殿槽本体１の外側に設置された別の槽に回収される。

本発明は上記実施形態に限定されない。たとえば、バッフルプレート２２は、その上部が水面上に突出するものであってもよく、この場合、スカム掻寄板４１、ガイド板４２及びスカム排出樋４３等は、バッフルプレート２２よりも外側近傍から回転軸１６を中心にして平面視放射状又は扇状に設けられる。また、この場合、バッフルプレート２２内に浮くスカムＳはスカム掻寄板４１以外の回収装置によって回収する。

さらに、越流樋５１は、その外周片５４が沈殿槽本体１の周壁１１に対して内側に離れているものに限らず、外周片５４が周壁１１の一部となる態様であっても良く、この場合、内周片５５が越流堰となる。

図面上、回転軸１６の真上にモータ１４を記載して、モータ１４の原動軸と回転軸１６を同軸としてあるが、回転軸１６の横にモータ１４を配置し、モータ１４の原動軸と回転軸１６とを直交させて、ベベルギヤ等の伝達機構によって原動軸の回転を回転軸１６に伝えるものであっても良い。

スカム排出樋４３の手前片４３ａと奥片４３ｂとの高低差ｄは、問わず、１〜１０ｃｍ程度であっても良いし、１５ｃｍ以上であってもよいし、スカムＳの種類や沈殿槽本体１の容量等に応じて設定する。

また、沈殿槽本体１については槽としての機能を果たすのであれば材料を問わず、コンクリート製に限らず、ステンレス製等であっても良い。同様に、越流樋５１も樋としての機能を果たすのであれば、金属製に限らず、塩化ビニル等の合成樹脂や、ＦＲＰであっても良い。

１沈殿槽本体 ２汚濁水流入装置
３汚泥回収装置 ４スカム回収装置
５汚水排出装置
１１周壁 １２床壁
１３天井 １４モータ
１５ベアリング １６回転軸
２１流入管 ２２バッフルプレート
２３支持アーム
３１汚泥掻寄板
３１ａ汚泥用アーム ３１ｂ汚泥用掻寄板本体
３２汚泥排出管
４１スカム掻寄板
４１ａスカム用アーム ４１ｂスカム用掻寄板本体
４２ガイド板
４２ａガイド板本体
４２ｂ裾板
４２ｃ谷折り線
４３スカム排出樋
４３ａ手前片 ４３ｂ奥片
４３ｃ底片 ４３ｄスカム掻落とし部材
４４スカム排出管
５１越流樋 ５２汚水排出管
５３ブラケット ５４外周片
５５内周片 ５６樋底

Ｓスカム
Ｃ基準円
Ｄ基準円
ｄ高低差

９１スカム排出樋 ９１ａ手前片
９１ｂ奥片 ９１ｃ底片
９２スカム掻寄板 ９３ガイド板

Claims (3)

1. 回転するスカム掻寄板（４１）が掻き寄せたスカム（Ｓ）を回収するスカム排出樋（４３）であって、スカム掻寄板（４１）が接近してくる方の手前片（４３ａ）と、スカム掻寄板（４１）が離れていく方の奥片（４３ｂ）と、手前片（４３ａ）と奥片（４３ｂ）を繋ぐ底片（４３ｃ）とによって断面Ｕ字状に形成されるものにおいて、
   手前片（４３ａ）よりも奥側であって手前片（４３ａ）よりも高い位置にスカム掻落とし部材（４３ｄ）を備えていることを特徴とするスカム排出樋。
2. スカム掻落とし部材（４３ｄ）は、奥片（４３ｂ）の上端部であることを特徴とする請求項１記載のスカム排出樋。
3. 沈殿槽本体（１）の中心に設けられた回転軸（１６）を中心にしてスカム掻寄板（４１）が回転し、水面付近に配置される勾配の付いたガイド板（４２）をスカム掻寄板（４１）が擦りながら通過した後に、落下するスカム（Ｓ）をガイド板（４２）の奥側に位置する請求項１又は２記載のスカム排出樋（４３）に回収するスカム回収装置（４）において、
   手前片（４３ａ）及び奥片（４３ｂ）の各上部が水面よりも高い位置に配置されていることを特徴とするスカム回収装置。

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