JP2011218284A - スカム排出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スカムピット内に水と一緒に収容されているスカムをポンプを用いて汚泥処理工場等の他の場所に排出する際、スカムを効率よく送出できるスカム排出装置を提供する。
【解決手段】スカムピット４内に水と一緒に収容されているスカムＳをポンプＰ₁を用いて汚泥処理工場等の他の場所に排出する際、そのスカムピット４内の水を吸引し、その吸引した水をそのスカムピット４の水中から水面に向けて噴出させる水中ポンプＰ₂を設けて、スカムＳと水との混合物を作ることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明はスカム排出装置に係り、特に、下水終末処理場に設けられる沈殿池の導水渠に好適なスカム排出装置に関する。

下水終末処理場には、その処理フロー中に、順に、最初沈殿池、生物反応槽、最終沈殿池及び消毒槽の処理施設が設けられていて、一般家庭の生活廃水や工場廃水等の汚水を処理し、その処理水を河川等の公共水域に放流するようにしている。
この下水終末処理場において、最初の処理施設に相当する最初沈殿池には、下水道幹線から流入した汚水を沈砂池で砂及び粗大しさ類の除去された汚水が揚水ポンプ（主ポンプ）で揚水されて送られてくるように構成されている。この最初沈殿池に送られてきた汚水は、長水路状の導水渠（「流入渠」と呼ばれることもある。）に導かれた後、この導水渠を介して複数の最初沈殿池に均等に分配されるように構成されている。この導水渠は、最終沈殿池にも設けられていて、生物反応槽で処理された処理水を複数の最終沈殿池に均等に分配するように構成されている（特許文献１参照）。

上記下水終末処理場に流入される水質は、各下水終末処理場毎に異なっていて、汚水に含まれる浮遊物、夾雑物、ノルマルへキサン等も一様ではないが、これら物質は、いずれの下水終末処理場に流入される汚水にも含まれている。そしてこれら物質は、下水終末処理場で発生するスカムの一因となっている。
下水終末処理場で発生するスカムは、浮遊性の固形物からなり、最初沈殿池や最終沈殿池以外の導水渠内でも発生するので、その発生したスカムが沈殿池側に流出しないように、導水渠に付設されているスカムピット（「スカム槽」と称されることもある。）に排出されるように構成されている。
導水渠内に発生するスカムは、導水渠の水の流れに伴われて移動して導水渠の終端側に集まる性質を有しているので、スカムピットは、導水渠の終端側に付設される形で設けられている。そして、導水渠の終端側とスカムピットとの間には、可動堰が設けられているので、その可動堰が降下させられることにより、導水渠内のスカムは、水の流れに同伴させてスカムピットに排出されるように構成されている。スカムピットに排出されたスカムは、ポンプを介して汚泥処理工場に送出され、その工場内で固液分離後、固形分は焼却や埋立処分等が行なわれ、液分は汚水処理施設の原水側に返送されるように構成されている。

特開平１１−２９０８４７号公報

しかしながら、上記従来のスカムピットに導入されたスカムは、そのスカムピットから汚泥処理工場に効率よく送出できないという欠点があった。なぜならば、スカムはスカムピット内の水面上に位置し、スカムピットの底面近くに設けられているポンプは、スカムをほとんど含まない水のみを汚泥処理工場に送出し、スカムピットの水位下限でポンプが停止した時点でもスカムがスカムピット内に残存してしまうからである。スカムピット内に水分量が多い理由は、導水渠内のスカムをスカムピットに移動させるとき、導水渠からスカムピットに流入する水の流れに同伴させて行なわれるためで、全体に占めるスカムの割合は、体積比で１０〜２０％と推定されている。上述のように、スカムピットから汚泥処理工場に水のみが送出されると、汚泥処理工場内の固液分離機が無負荷運転となり、無駄な電力が消費されてしまうという欠点が生じる。
また、スカムは付着性を有しているので、スカムピット内の槽壁面に徐徐に滞留・堆積してしまい、最終的には、作業員の手作業によりスカム排出作業を行なう必要があった。作業員によるスカム排出作業は、スカムピット内の槽壁面に圧力水を噴射してスカムを分離・剥離して排出したり、スカムピット内を浚渫するなどして排出する必要があった。

そこで、本発明は、上記欠点を解決するためになされたものであって、その目的は、スカムピット内からスカムを効率よく排出できるようにしたスカム排出装置を提供することにある。

本発明に係るスカム排出装置は、上記目的を達成するために、スカムピット内に水と一緒に収容されているスカムをポンプを用いて他の場所に排出するスカム排出装置であって、前記スカムピット内の水を吸引し、その吸引した水をそのスカムピットの水中から水面に向けて噴出させる水噴出手段を設けたことを特徴としている。
上記構成において、噴出手段から水面に向けて水が噴出それると、スカムピットの水面が波打つと共に、スカムピット内の水に旋回流が発生し、スカムピット内の水とスカムとが混合される。
また、本発明に係るスカム排出装置は、水噴出手段は水中ポンプからなることを特徴としている。
そして、本発明に係るスカム排出装置は、水中ポンプの吐出口には所定の間隔を保って設けられている複数の開孔を有するパイプが連結され、それら複数の開孔から水が噴出されることを特徴としている。
さらに、本発明に係るスカム排出装置は、パイプの長手方向はスカムピット内の水面方向と交差するように設けられていることを特徴としている。
また、本発明に係るスカム排出装置は、スカムピットは導水渠の終端側に可動堰を介して付設されていることを特徴としている。
そして、本発明に係るスカム排出装置は、水噴出手段はポンプの駆動に先立って駆動され、そのポンプの駆動中、駆動されることを特徴としている。

本発明に係るスカム排出装置は、スカムピット内の水を吸引し、その吸引した水をそのスカムピットの水中から水面に向けて噴出させる水噴出手段を設けているので、その噴出手段から水が噴出それると、スカムピットの水面が波打ってスカムが破砕されると共に、スカムピット内の水に旋回流が発生し、スカムピット内の水とスカムとが混合される。したがって、ポンプは、スカムを混合した水を他の場所に効率よく送出することができると共に、スカムピット内にスカムを残存させることなく排出することができる。
また、本発明に係るスカム排出装置は、水噴出手段を水中ポンプで構成したときは、安価に、かつ容易に実施することができ、その水中ポンプの吐出口に複数の開孔を有するパイプを連結し、しかも、そのパイプの長手方向がスカムピット内の水面方向と交差するように設けたときは、スカムピットの水面の波打ちと水の旋回流とを容易に発生させることができる。
そして、本発明に係るスカム排出装置は、スカムピットが導水渠に設けられるときは、最初沈殿池又は最終沈殿池の導水渠で発生するスカムを効率よく他の場所、すなわち、汚泥処理工場に送出することができる。
また、本発明に係るスカム排出装置は、水噴出手段がポンプの駆動に先立って駆動されるようにしたときは、ポンプの駆動当初からスカムを多く混合した水を他の場所に効率よく送出することができる。

本発明の一実施の形態に係るスカム排出装置を備えた沈殿池の一部分の平面図ある。 図１のＸ−Ｘ線断面図である。

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施の形態に係るスカム排出装置を備えた下水終末処理場の最初沈殿池（以下、「沈殿池」で説明する。）の平面図、図２は、図１のＸ−Ｘ線断面図であり、ここでは、沈殿池の導水渠側の一部分の平面図として示されている。なお、実際の沈殿池及び導水渠の上面には、美観及び衛生の面から上カバーが設けられているが、ここでは、その上カバーが除かれて示されている。

導水渠１は、直線状に延びた長水路からなり、その幅、深さ及び長さは、後述する沈殿池の数及びそれら沈殿池の処理能力等によって決められている。この導水渠１の始端側（図１において右側）には、下水道幹線から流入した汚水を沈砂池で砂及び粗大しさ類の除去した汚水が供給され、その供給された汚水は、図１の矢印ａに示されるように、導水渠１の始端側から終端側（図１において左端側）に向けて流れるように構成されている。なお、以下、この汚水を単に「水」というときもある。

沈殿池２は、導水渠１の長手方向の一方側の側壁側（図１では上方の側壁側）の反対側に複数個並列して設けられている。すなわち、沈殿池２は、その沈殿池２の上流側（図１では、沈殿池図２の下方側）の槽壁が導水渠１の長手方向の一方側の側壁と共通するように設けられている。そして、その共通する側壁の一部には、開閉自在な水門３が設けられていて、導水渠１内の汚水を沈殿池２内に導入できるように構成されている。なお、図示の例では、沈殿池２は、導水渠１の長手方向の一方側の側壁側にのみ設けられているが、他方側の側壁側にも設けることができる。

スカムピット４は、導水渠１の終端側に接続される形で設けられている。このスカムピット４の平面形状は、一辺の長さが導水渠１の幅よりも十分に長い矩形を呈し、その深さは、導水渠１の深さよりも十分に深く形成されている。すなわち、このスカムピット４は、導水渠１の終端側の側壁とスカムピット４の側壁の一部とが共通化されていて、その共通化されている壁面４ａの上端部は、導水渠１の水面位置よりも十分に低くなるように決められている（図２参照）。

可動堰５は、長方形状の板状体からなり、その長辺の長さは、導水渠１の幅より少し短く、その短辺の長さは、壁面４ａの上端部の位置と導水渠１の水面位置との距離よりも十分に大きく決められ、その厚さは、導水渠１の水圧に十分に耐えるように決められている。そして、この可動堰５は、その一面側（図示の例では左面側）を側壁面４ａのうちの導水渠１側に当接させながら、上下方向に移動できるように設けられている。すなわち、この可動堰５は、導水渠１の上方に設けられているスパイラルロッド等を有して構成されている駆動装置５ａに連結されていて、その駆動装置５ａによって手動又は自動で上下動できるように構成されている。なお、図示しないが、側壁面４ａの導水渠１側に当接されている可動堰５は、水密状に形成されていて、可動堰５の上端部が導水渠１の水面上に位置しているときは、導水渠１からスカムピット４に漏水しないように工夫されている。

ポンプピット４ｂは、スカムピット４の底壁面の一部を掘り下げて形成されている。そして、このポンプピット４ｂ内には、ポンプＰ₁ 及び本発明の水噴出手段に相当する水中ポンプＰ₂が設けられていて、スカムピット４内の水を可能な限り汲み取ることができるように工夫されている。これらポンプＰ₁，Ｐ₂のうち、ポンプＰ₁は水中ポンプからなり、図示しない架台を介してポンプピット４ｂ内に固定され、スカムピット４内のスカムＳを含む水を図示しない汚泥処理工場に送出できるように構成されている。

水中ポンプＰ₂は、架台６を介してポンプピット４ｂ内に固定され、その水中ポンプＰ₂の下部側から吸引し、その吸引した水を側面の一部に設けられている吐出口７から吐出できるように構成されている。そして、この吐出口７には、接続管８が上方に伸びるように接続されていて、その先端にはパイプ９が連結されている。このパイプ９には、その長手方向に沿って所定の間隔を保って複数の開孔が上向きに設けられていると共に、そのパイプ９の長手方向の向きは、スカムピット４内の水面方向と交差するように設けられている。したがって、水中ポンプＰ₂が駆動されると、水中ポンプＰ₂の下部側から吸引された水が所定の傾きをもってスカムピット４内の水面に向けて噴出される。

この水中ポンプＰ₂の吐出量（容量）、パイプ９の長さ、そのパイプ９に設けられる開孔の数とその大きさ及びそのパイプ９の傾きは、スカムピット４の大きさやスカムＳの性状等によって一様に決められないが、水中ポンプＰ₂が駆動されたときに、スカムピット４の水面上に一定以上の波高Ｈの波が立ち、かつスカムピット４内に旋回流が発生できるように決められている。発生する波高Ｈが１０cm程度になると、スカムピット４の水面上に生成されている膜状のスカムＳを容易に破壊することができると共に、スカムピット４内に容易に旋回流を発生させることができる。
なお、吐出口７からの水の吐出流だけでスカムピット４の水面上に１０ｃｍ程度の波が立ち、かつスカムピット４内に旋回流を発生できるときは、接続管８及びパイプ９を省略することができる。

ポンプＰ₁及びＰ₂水中ポンプは、図示しない制御盤によって駆動制御されるように構成されている。そして、この制御盤には、スカムピット４内に設置されている図示しない水位計から計測信号が入力されるように構成されている。なお、ここで用いられる水位計は、スカムピット４内にスカムＳが存在していても確実に水位を計測できる形式のものが採用される。

図中、１０ａ〜１０ｄは噴出口であって、スカムピット４の底面の四隅にそれぞれ設けられている。これら噴出口１０ａ〜１０ｄは、図示しないが、水中ポンプＰ₂に連結されている接続管８に接続されていて、水中ポンプＰ₂の圧力水の一部を上方に向けて噴出できるように構成されている。

次に、上記構成からなるスカム排出装置におけるスカム排出動作を説明する。今、沈殿池２が沈殿処理を行っていて、導水渠１の水面上にスカムＳが発生し、そのスカムＳがある程度生長したとする。このとき、可動堰５は駆動装置５ａにより降下させられる。この可動堰５の降下により、導水渠１の水面上に浮上しているスカムＳは、図２に示されるように、可動堰５の上端部を越えて流出される水に同伴されてスカムピット４内に流出される。導水渠１の水面上に浮上しているスカムＳがスカムピット４内に流出されると、可動堰５は、駆動装置５ａにより可動堰５の上端部が水面よりも上になるように上昇させられる。このような可動堰５の上下動は、複数回の手動運転結果に基いて自動運転を行なうことができる。

上述の導水渠１からのスカムＳを含む水の受け入れにより、スカムピット４内の水位は上昇してくる。その水位が壁面４ａの上端部の位置よりも下方に設定されている上限水位に達すると、ポンプＰ₁が駆動される。このポンプＰ₁が駆動されると、パイプ９から圧力水が噴出されてスカムピット４内の水面上に波が立つと共に、スカムピット４内に旋回流が発生し、スカムピット４内の水面上に生成されている膜状のスカムＳが破壊され、また、スカムピット４内に旋回流が発生し、水とスカムＳとが混合させられる。さらに、噴出口１０ａ〜１０ｄから上向きの圧力水が噴出されることにより、スカムピット４の四隅に滞留しがちなスカムを旋回流に効率よく混合させることができる。

水中ポンプＰ₂が所定時間駆動されたのち、ポンプＰ₁の駆動が開始される。スカムＳの性状等によって一様ではないが、水中ポンプＰ₂が１分間程度駆動されると、スカムピット４内のスカムＳと水とが混合し、ポンプＰ₁によるスカムＳの排出が円滑に行なうことができるので、この時点でポンプＰ₁の駆動が開始される。駆動されたポンプＰ₁及び水中ポンプＰ₂は、ポンプＰ₁及び水中ポンプＰ₂の吸引口位置よりも少し上方に設定されている下限水位に達すると停止させられる。
なお、ポンプＰ₁及び水中ポンプＰ₂を同時に駆動させても、スカムピット４内にスカムＳを残存させることなく排出することができるときは、ポンプＰ₁の駆動に先立つ水中ポンプＰ₂の駆動は省略される。

ポンプＰ₁で排出されたスカムＳを含む水は、図示しない汚泥処理工場に送出され、その汚泥処理工場内に設置されているドラムスクリーン等からなる固液分離機で固形分（スカムＳ）と水（汚水）とに分離される。分離された水は、沈殿池２の原水側に返送され、分離された固形分は、他の処理設備で生成されたスラッジケーキと混合された後、汚泥焼却炉で焼却処理される。なお、分離された固形分は、埋立等の他の処理を行うこともできる。

上記構成からなるスカム排出装置は、上述した構成により、水中ポンプＰ₂から水が噴出それると、スカムピット４の水面が波打ってスカムＳが破砕されると共に、スカムピット４内の水に旋回流が発生し、スカムピット４内の水とスカムＳとが混合されるので、ポンプＰ₁は、スカムＳを混合した水を汚泥処理工場に効率よく送出することができると共に、スカムピット４内にスカムＳを残存させることなく排出することができる。このため、汚泥処理工場内に設置されているドラムスクリーン等からなる固液分離機は、無負荷運転になることがなく、無駄な電力が消費されてしまうという欠点を防止することができる。また、スカムピット４内からのスカムの排出に当っては、スカムがスカムピット内の槽壁面に付着して残存することがないので、作業員の手作業によりスカム排出作業を必要としない特長を有している。

以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳説したが、具体的な構成は、上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において設計変更が可能である。
例えば、上述の例では、スカム排出装置を下水終末処理施設の最初沈殿池に適用したが、沈殿池は最終沈殿池でもよく、あるいは、工場廃水用の他の沈殿池であってもよい。さらに、有価物を浮上分離して回収するスカムピットに適用することもできる。この場合のように、流体は汚水でない場合もあるので、本発明の「水」は、そのような流体も含んでいる。
また、上述の例では、水噴出手段は水中ポンプＰ₂としたが、この水中ポンプＰ₂をポンプＰ₁と兼用させることもできる。この場合は、ポンプＰ₁の吐出側に接続される配管に、接続管８に相当する分岐管を接続して実施される。
さらに、上述の例では、ポンプＰ₁及び水中ポンプＰ₂は、いずれも水中ポンプとしたが、ポンプ本体をスカムピット４外に設置するものであってもよい。しかし、上述のように、水中ポンプにすると低コストに、かつ簡単に実施することができる。

１ 導水渠
２ 沈殿池（最初沈殿池，最終沈殿池）
３ 水門
４ スカムピット
４ａ 側壁面
４ｂ ポンプピット
５ 可動堰
５ａ 駆動装置
６ 架台
７ 吐出口
８ 接続管
９ パイプ
１０ａ〜１０ｄ 噴出口
Ｐ₁ ポンプ
Ｐ₂ 水中ポンプ（水噴出手段）
Ｓ スカム

Claims (6)

1. スカムピット内に水と一緒に収容されているスカムをポンプを用いて他の場所に排出するスカム排出装置であって、
   前記スカムピット内の水を吸引し、その吸引した水をそのスカムピットの水中から水面に向けて噴出させる水噴出手段を設けたことを特徴とするスカム排出装置。
2. 請求項１に記載のスカム排出装置において、前記水噴出手段は、水中ポンプからなることを特徴するスカム排出装置。
3. 請求項２に記載のスカム排出装置において、前記水中ポンプの吐出口には、所定の間隔を保って設けられている複数の開孔を有するパイプが連結され、それら複数の開孔から水が噴出されることを特徴するスカム排出装置。
4. 請求項３に記載のスカム排出装置において、前記パイプの長手方向は、前記スカムピット内の水面方向と交差するように設けられていることを特徴するスカム排出装置。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載のスカム排出装置において、前記スカムピットは、導水渠の終端側に可動堰を介して付設されていることを特徴するスカム排出装置。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載のスカム排出装置において、前記水噴出手段は、前記ポンプの駆動に先立って駆動され、そのポンプの駆動中、駆動されることを特徴するスカム排出装置。

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