JP2015188793A - 浮上物除去装置 - Google Patents

Abstract

【課題】効率よく浮上物を掻き寄せ可能な浮上物掻寄装置を提供すること。【解決手段】掻寄領域の中央部から周回運動自在に張り出した掻寄アームと掻寄アームの下部に取付けられた掻寄板とを備えた浮上物掻寄装置とを備え、前記掻寄アーム６は、外筒アーム２１と外筒アーム内に一方の端部が挿入された内筒アーム２２とからなり、外筒アーム２１と内筒アーム２２とは間にローラ２３を介して接触していて内筒アームが外筒アーム内をスライドすることによって内筒アームが外筒アームに対して出入自在となっており、内筒アームには第１掻寄板３１ｂが設けられ外筒アームには第２掻寄板３２ｂと第３掻寄板３３ｂとが設けられ、第１掻寄板３１ｂと第２掻寄板３２ｂとが密着し、第２掻寄板３２ｂと第３掻寄板３３ｂとが密着するように設けられていることを特徴とする浮上物除去装置。【選択図】図３

Description

本発明は、下水浄化施設に設置された沈澱池等の水処理施設において水面上に浮上する浮上物を掻き寄せるための浮上物除去装置に関する。

下水浄化施設に設置された沈澱池等の水処理施設においては水面に浮上するスカム等の浮上物を施設外に排出する必要がある。このための方法としては、浮上物を浮上物掻寄装置によって掻き寄せて排出する方法が知られている。
水処理施設が円形槽である場合には、円形槽の中心部に回転軸を有して旋回運動をする掻き寄せ板によって浮上物を掻き寄せ、掻き寄せられたスカムを集めて排出する方法が行われている（特許文献１、２参照）。

また、水処理施設が矩形槽である場合には、水処理施設の長手方向に往復運動する掻き寄せ板によって浮上物を掻き寄せ、掻き寄せられたスカムを集めて排出する方法が行われている（特許文献３参照）。

また、近年、水処理等の分野において容量や水面積負荷を大きくできる正方形、楕円形等の水処理施設の採用が増えており、特許文献４、５には円形及び非円形の水処理施設に適用できる浮上物掻寄装置が提案されている。

特許文献４では、非円形沈澱池の中央から周回運動自在に張り出し先端が一定の半径で周回する主スクレーパアームと、このアームに伸縮自在に装備され先側に備えたガイドローラが沈澱池の周回軌道であるガイドレールに沿って運動するようにされた副スクレーパアームとを備えた浮上物掻寄装置が提案されている。

また、特許文献５では、前記特許文献４記載のものが浮上物掻寄装置は稼動につれて徐々にアームが曲がって運転が困難となり、また、掻寄時に主アームの掻寄板と副アームの掻寄板との隙間から浮上物を逃がしやすいという問題があることに鑑みて、掻寄領域内の垂直軸回りに回転自在にかつその軸線が前記垂直軸と交わる位置で支持されると共に第一掻寄板が設置された筒状部材と、この筒状部材内で筒状部材の軸方向に移動可能に支持されると共に前記第１掻寄板と対向する第２掻寄板が設置された移動部材とを備えることによって耐久性が高く、効率よく浮上物を掻き寄せることを可能とした浮上物掻寄装置が提案されている。

特開平７−１０８１０６号公報、 特開平９−１７３７０９号公報 特開２００８−１４２６１９号公報 特開２０００−６１４６１号公報 特開２００３−１６４８６４号公報

しかしながら特許文献に記載の浮上物掻寄装置では、なお二つの掻寄板間に隙間があり、掻き残しが発生するという問題がある。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、効率よく浮上物を掻き寄せ可能な浮上物掻寄装置を提供することを目的とする。

本発明者らは掻寄アームを外筒アームと内筒アームとから構成することにより上記の課題を解決することができることを見出して本発明を完成した。
本発明は以下に記載する通りの浮上物除去装置である。
（１）円形または非円形の掻寄領域内で浮上物を掻き寄せるための浮上物除去装置であって、
前記浮上物除去装置は、掻寄領域の中央部から周回運動自在に張り出した掻寄アームと 前記掻寄アームの下部に取付けられた掻寄板とを備えた浮上物掻寄装置とを備えており、
前記掻寄アームは、外筒アームと該外筒アーム内に一方の端部が挿入された内筒アームとからなり、
前記外筒アームと内筒アームとは間にローラを介して接触していて前記内筒アームが外側アーム内をスライドすることによって内筒アームが外側アームに対して出入自在となっており、
前記内筒アームには第１掻寄板が第１支持部材によって取付けられており、
前記外筒アームには第２掻寄板が第２支持部材によって取付けられており、
前記第１支持部材及び第２支持部材は、前記第１掻寄板と前記第２掻寄板とが密着するように、前記第１掻寄板及び前記第２掻寄板を支持し、
前記掻寄アームが周回運動をする際に前記内筒アームが掻寄領域の幅に対応して外筒アームに対して移動するようにした
ことを特徴とする浮上物除去装置。
（２）円形または非円形の掻寄領域内で浮上物を掻き寄せるための浮上物除去装置であって、
前記浮上物除去装置は、掻寄領域の中央部から周回運動自在に張り出した掻寄アームと 前記掻寄アームの下部に取付けられた掻寄板とを備えた浮上物掻寄装置とを備えており、
前記掻寄アームは、外筒アームと該外筒アーム内に一方の端部が挿入された内筒アームとからなり、
前記外筒アームと内筒アームとは間にローラを介して接触していて前記内筒アームが外側アーム内をスライドすることによって内筒アームが外側アームに対して出入自在となっており、
前記内筒アームには第１掻寄板が第１支持部材によって取付けられており、
前記外筒アームには第２掻寄板と第３掻寄板とが第２支持部材及び第３支持部材によって取付けられており、
前記第１支持部材及び第２支持部材は、前記第１掻寄板と前記第２掻寄板とが密着するように、前記第１掻寄板及び前記第２掻寄板を支持し、
前記第２支持部材及び第３支持部材は、前記第２掻寄板と第３掻寄板とが密着するように、前記第２掻寄板及び前記第３掻寄板を支持し、
前記掻寄アームが周回運動をする際に前記内筒アームが掻寄領域の幅に対応して外筒アームに対して移動するようにした
ことを特徴とする浮上物除去装置。
（３）前記支持部材は上下方向に２分割されて、分割部分がヒンジで結合されていることを特徴とする（１）又は（２）に記載の浮上物除去装置。
（４）前記掻寄領域は筒状のバッフルプレートによって画成されていることを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載の浮上物除去装置。
（５）前記掻寄アームの端部に被案内装置を設け、該被案内装置を掻寄領域の周囲に沿って案内する案内手段を備えたことを特徴とする（１）〜（４）のいずれかに記載の浮上物除去装置。
（６）前記案内手段が前記バッフルプレートに設けられたガイドパイプであり、前記被案内装置の端部にはローラが設けられており、前記ローラがガイドパイプ上を走行することを特徴とする（５）に記載の浮上物除去装置。

本発明に係る浮上物除去装置によれば、掻寄板同士の間に隙間がないため、浮上物の掻き残しがない。また、掻寄アームは外筒アームと内筒アームとから構成されているため曲げ応力に強く、長時間の運転を続けても掻寄アームの曲がりや浮上物の掻き残しがない。
このため耐久性が高く、効率よく浮上物を掻き寄せ可能な浮上物除去装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係る浮上物掻寄装置を備えた沈殿槽の上面図である。 図１に示した浮上物掻寄装置を備えた沈殿槽の縦断面図である。 図２に示した浮上物掻寄装置の部分拡大図である。 図３に示した掻寄アームのＩ−Ｉ断面図である 図３に示した掻寄アームの断面図である。 （ａ）Ｘ−Ｘ断面図、（ｂ）Ｙ−Ｙ断面図、（ｃ）Ｚ−Ｚ断面図 浮上物掻寄装置の他の実施形態を示す図である。

本発明に係る浮上物除去装置の好適な実施形態について以下詳細に説明する。
また、以下では下水浄化施設に設置された略正方形状の掻寄領域を有する沈殿槽を例に挙げて説明するが、本発明の実施形態はこの具体例に限られるものではない。

図１は本実施形態に係る浮上物除去装置を備えた沈殿槽１の上面図である。
図２は、図に示した浮上物除去装置を備えた沈殿槽１のＩ−Ｉ断面図である。
図示した沈殿槽１は壁１１によってその水平断面が略正方形状となるように形成されている。

沈殿槽１は、被処理水中の懸濁物質や凝集フロック等の沈降性物質を沈降分離する装置である。沈殿槽１には被処理水導入管（図示せず）から、沈殿槽１の中央上部のフィードウエル２を介して被処理水が導入される。
沈殿槽１に導入された被処理水中の凝集フロック等の沈降性物質は沈殿槽１の底部に沈降して沈殿物となる一方、浮上性物質は水面に浮上して浮上物となる。

沈殿槽１の中央には回転軸３が立設されている。回転軸３には次の装置が設けられている。
・フィードウエル２
・汚泥掻寄ブレード４
・浮上物掻寄装置（６、２７、２８）
・パイプスキマ７

フィードウエル２は回転軸３に固定された筒状部材であり、外部から供給された汚水を受ける領域を画成するものである。

汚泥掻寄ブレード４は回転軸３の下部に設けられており、モータＭによって回転軸３を回転させることによって汚泥掻寄ブレード４が回転し、沈殿槽１の底部の沈殿物が底部中央に向かって掻き寄せられる。掻き寄せられた沈降物は底部中央の汚泥ピット５に集積され、汚泥引抜管（図示せず）を介して外部に排出される。

浮上物掻寄装置は掻寄アーム６と該掻寄アーム６に取付けられた掻寄板支持部材２７及び掻寄板２８から構成される。掻寄アーム６は回転軸３の上部に設けられており、モータＭによる回転軸３の回転によって掻寄アーム６が回転し、掻寄板支持部材２７によって支持された掻寄板２８によって浮上物が掻き寄せられる。

沈殿槽１には、水面近傍で中心から外側に向かって延在し、掻寄領域１０で浮上物掻寄装置によって掻き寄せられた浮上物を流入させて外部に排出するためのパイプスキマ７を備えている。パイプスキマ７はフィードウエル２から半径方向に延在するパイプ材であり、軸芯方向に開口した開口部（切り欠き部）が設けられており、浮上物掻寄装置によって掻き寄せられた浮上物が開口部から流入し外部に排出されるようになっている。

沈殿槽１の壁１１の内側には処理水の溢流堰１２が設けられ溢流堰１２の外側には溢流トラフ１３が設けられている。前記溢流堰１２の内周側には垂直筒状のバッフルプレート８が回転軸３と同軸にその上端が水面より上方に突出するように配設されており、その内側に掻寄領域１０が画成される。

このバッフルプレート８の上端は水面より上方に突出すると共に下端は溢流堰１２の上端より低い位置となるように設けられている。このため水面の浮上物はバッフルプレート８を越えて溢流堰１２に向かうことがなくバッフルプレート８の内側に閉じこめられる
一方、浮上物を分離された上澄み液はバッフルプレート８の下端部を越えて溢流堰１２に向かい、溢流堰１２から溢流トラフ１３内に流れ込んで外部へ排出される。

バッフルプレート８の、壁１１の四隅に対応する角部には丸みを有するＲが形成されており、汚泥掻寄ブレード４の端部がバッフルプレート８の角部に沿って滑らかに動くことを可能にしている。
また、掻寄アームの６端部には被案内装置２４を設け、掻寄領域１０を画成するバッフルプレート８には前記被案内装置を案内する案内手段を設けることが好ましい。案内手段としてはバッフルプレート８の内周面に沿って周回設置されたガイドパイプまたはガイドレールが好ましい。図３に示したものでは案内手段としてバッフルプレート８の上端に沿って所定の管径のガイドパイプ９を周回設置している。ガイドパイプ９は掻寄アーム６の外側端部を支持し案内するためのものであるが、その詳細は後述する。

掻寄アーム６は水面より上の位置で、かつバッフルプレート８に設けられたガイドパイプ９とほぼ同じ高さとなるようその基部が回転軸３に取付けられており、回転軸３を回転軸心として回転する。

次に、浮上物掻寄装置における掻寄アーム６の実施形態を図３に基づいて説明する。
図３は図２のＡ部を拡大して示した図である。
掻寄アーム６は筒状の外筒アーム２１と、内筒アーム２２とを備えており、内筒アーム２２の一方の端部側は外筒アーム２１内に挿入されている。以下では内筒アーム２２の外筒アーム２１に挿入されている端部を内側端部といい、挿入側端と反対側の端部を外側端部という。

前記外筒アーム２１と内筒アーム２２とは間にローラ２３を介して接触しており、前記内筒アーム２２が外筒アーム２１内を滑らかにスライドするようになっている。前記内筒アーム２２が外筒アーム２１内をスライドすることによって内筒アーム２２が外筒アーム２１に対して出入自在となり、掻寄アーム６が伸縮自在となる。ローラ２３は内筒アーム２２側に軸支されていてもよく、外筒アーム２１側に軸支されていてもよい。

内筒アーム２２の外側端部には被案内装置２４が設けられている。
この被案内装置２４は横ローラ２５と一対の縦ローラ２６とを備えており、この横ローラ２５がガイドパイプ９に載置されて内筒アーム２２の外側端部が支持され、また、一対の縦ローラ２６はガイドパイプの両側に設けられて横ローラ２５がガイドパイプ９から外れるのを防ぐ。上記の構成により、掻寄アーム６はガイドパイプ９を軌道とし、回転軸３を回転軸芯として滑らかに周回運動し、内筒アーム２２が回転軸３とガイドパイプ９との間の距離に応じて外筒アーム２１から出たり入ったりして、掻寄領域１０内を掻き残すことなく効率良く掻き寄せることができる。

内筒アーム２２には第１支持部材３１ａを介して浮上物を掻き寄せるための第１掻寄板３１ｂが被処理水に浸漬するように取付けられている。
また、外筒アーム２１には第２支持部材３２ａ及び第３支持部材３３ａが設けられ、それぞれには浮上物を掻き寄せるための第２掻寄板３２ｂ及び第３掻寄板３３ｂが被処理水に浸漬するように取付けられている。

図４は図３におけるＩ−Ｉ線断面図である。
また、図５は図３に示した浮上物掻寄装置の断面図であり、図５（ａ）はＸ−Ｘ線断面図、図５（ｂ）はＹ−Ｙ線断面図、図５（ｃ）はＺ−Ｚ線断面図を表す。

図４に示すように、第１掻寄板３１ｂと第２掻寄板３２ｂとは密着しており、第２掻寄板３２ｂと第３掻寄板３３ｂとは密着している。
図５に示すように、第１支持部材３１ａ及び第２支持部材３２ａはそれぞれＬ字状となっており、これにより、第１掻寄板３１ｂと第２掻寄板３２ｂとが密着することができる。
また、第３支持部材３３ａは第２支持部材３２ａと同様に外筒アーム２１に取付けられ、第１掻寄板３１ｂと重なることはない。このため、第３支持部材３３ａはＬ字状とする必要はなく、平板状となっており、これに取付けられた第３掻寄板３３ｂは第２掻寄板３２ｂと密着するように第３支持部材３３ａに取付けられている。また、第２掻寄板と第３掻寄板とは接合されていてもよい。
また、図示した例に限らず掻寄板を密着させる二つの支持部材のうち、一方の支持部材が平板状で他方の支持部材がＬ字状であってもよい。

上記のように、第１掻寄板３１ｂと第２掻寄板３２ｂとを密着させ、第２掻寄板３２ｂと第３掻寄板３３ｂとを密着させることにより、掻き残しをなくすことができる。
なお、図３〜５に示した例では、第３支持部材３３ａ及び第３掻寄板３３ｂを設けたが、第３支持部材３３ａ及び第３掻寄板３３ｂを設けることなく、第２支持部材３２ａ及び第２掻寄板３２ｂの長さを長くして第２掻寄板３２ｂが第３掻寄板３３ｂの掻寄範囲をカバーするようにしても良い。
なお、第２掻寄板３２ｂが第３掻寄板３３ｂの領域をカバーするような長尺であると、第２掻寄板３２ｂの変形の度合いが大きくなり、第１掻寄板３１ｂの回転軸側の端部において第２掻寄板３２ｂとの密着性が損なわれる可能性がある。これに対し、第２掻寄板３２ｂと第３掻寄板３３ｂとを設けることにより、第１掻寄板３１ｂと接する第２掻寄板３２ｂの変形度合いは小さいため第１掻寄板３１ｂと第２掻寄板３２ｂとの密着性が高まるため、第３掻寄板３３ｂを設けることが好ましい。

図６に支持部材の他の実施形態を示す。
沈殿槽１にはパイプスキマ７が設けられており、掻寄アーム６の回転に伴って掻寄板２８はこのパイプスキマ７を通過する。このため、掻寄板２８はゴム等の可撓性の材料であることが好ましい。
また、掻寄板２８がゴム等の可撓性の材料であっても掻寄板２８がパイプスキマ７を通過する時には掻寄板支持部材２７に曲げ応力が加わり支持部材２７の材料が疲労する可能性がある。支持部材にかかる曲げ応力を緩和するために、図６に示すように、掻寄板支持部材２７の垂直部分を２分割し、その分割部をヒンジ２９で結合した構造としても良い。
上記のように、支持部材を分割してヒンジ２９で分割した二つの部材を連結することによりパイプスキマ７を通過する際に掻寄板支持部材２７がヒンジ２９で折れ曲がることによって曲げ応力を小さくすることができる。

次に、本実施形態に係る浮上物掻寄装置の作用について説明する。
モータＭによって回転軸３が回転し掻寄アーム６（外筒アーム２１と内筒アーム２２）がガイドパイプ９に沿うように周回運動をする。この時、内筒アーム２２が外筒アーム２１に対して移動して掻寄アーム６が伸縮する。

この掻寄アーム６の伸縮に伴って第１掻寄板３１ｂが掻寄アーム６の軸線方向に移動するため掻寄幅が掻寄領域１０に対応して変化し、掻寄領域１０内の浮上物を書き残すことなく掻き寄せる。掻き寄せられた浮上物はパイプスキマ７を介して外部に排出される。
また、外筒アーム２１及び内筒アーム２２はそれぞれ筒状であり曲げモーメントに強いため、水圧によっても変形することがないので壁の近くに浮遊する浮上物を掻き残すことがない。

また、第１掻寄板３１ｂと第２掻寄板３２ｂとは掻寄板同士が隙間なく密着しているので、浮上物を掻き寄せる際に浮上物が第１掻寄板３１ｂと第２掻寄板３２ｂとの隙間から逃げることがない。

なお、本発明に係る浮上物掻寄装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形態様をとることが可能である。

上記実施形態においてはガイドパイプ９によって内筒アーム２２の外側端部を案内したが、例えば、内筒アーム２２の内側端部に内筒アーム２２を回転半径方向外側に付勢する手段を設け、内筒アーム２２の外側端部にローラを設けてバッフルプレート８の内面に当接させることによって内筒アーム２２を案内しても良い。
また、上記実施形態においては２分割した掻寄板支持部材２７をヒンジ２９を用いて連結したが、２分割した掻寄板支持部材２７をばねによって連結して掻寄板支持部材２７をフレキシブルにすることもできる。

１ 沈殿槽
２ フィードウエル
３ 回転軸
４ 汚泥掻寄ブレード
５ 汚泥ピット
６ 掻寄アーム
７ パイプスキマ
８ バッフルプレート
９ ガイドパイプ
１０ 掻寄領域
１１ 壁
１２ 溢流堰
１３ 溢流トラフ
２１ 外筒アーム
２２ 内筒アーム
２３ ローラ
２４ 被案内装置
２５ 横ローラ
２６ 縦ローラ
２７ 掻寄板支持部材
２８ 掻寄板
２９ ヒンジ
３１ａ 第１支持部材
３１ｂ 第１掻寄板
３２ａ 第２支持部材
３２ｂ 第２掻寄板
３３ａ 第３支持部材
３３ｂ 第３掻寄板
Ｍ モータ

Claims (6)

1. 円形または非円形の掻寄領域内で浮上物を掻き寄せるための浮上物除去装置であって、
   前記浮上物除去装置は、掻寄領域の中央部から周回運動自在に張り出した掻寄アームと 前記掻寄アームの下部に取付けられた掻寄板とを備えた浮上物掻寄装置とを備えており、
   前記掻寄アームは、外筒アームと該外筒アーム内に一方の端部が挿入された内筒アームとからなり、
   前記外筒アームと内筒アームとは間にローラを介して接触していて前記内筒アームが外筒アーム内をスライドすることによって内筒アームが外筒アームに対して出入自在となっており、
   前記内筒アームには第１掻寄板が第１支持部材によって取付けられており、
   前記外筒アームには第２掻寄板が第２支持部材によって取付けられており、
   前記第１支持部材及び第２支持部材は、前記第１掻寄板と前記第２掻寄板とが密着するように、前記第１掻寄板及び前記第２掻寄板を支持し、
   前記掻寄アームが周回運動をする際に前記内筒アームが掻寄領域の幅に対応して外筒アームに対して移動するようにした
   ことを特徴とする浮上物除去装置。
2. 円形または非円形の掻寄領域内で浮上物を掻き寄せるための浮上物除去装置であって、
   前記浮上物除去装置は、掻寄領域の中央部から周回運動自在に張り出した掻寄アームと 前記掻寄アームの下部に取付けられた掻寄板とを備えた浮上物掻寄装置とを備えており、
   前記掻寄アームは、外筒アームと該外筒アーム内に一方の端部が挿入された内筒アームとからなり、
   前記外筒アームと内筒アームとは間にローラを介して接触していて前記内筒アームが外筒アーム内をスライドすることによって内筒アームが外筒アームに対して出入自在となっており、
   前記内筒アームには第１掻寄板が第１支持部材によって取付けられており、
   前記外筒アームには第２掻寄板と第３掻寄板とが第２支持部材及び第３支持部材によって取付けられており、
   前記第１支持部材及び第２支持部材は、前記第１掻寄板と前記第２掻寄板とが密着するように、前記第１掻寄板及び前記第２掻寄板を支持し、
   前記第２支持部材及び第３支持部材は、前記第２掻寄板と第３掻寄板とが密着するように、前記第２掻寄板及び前記第３掻寄板を支持し、
   前記掻寄アームが周回運動をする際に前記内筒アームが掻寄領域の幅に対応して外筒アームに対して移動するようにした
   ことを特徴とする浮上物除去装置。
3. 前記支持部材は上下方向に２分割されて、分割部分がヒンジで結合されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の浮上物除去装置。
4. 前記掻寄領域は筒状のバッフルプレートによって画成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の浮上物除去装置。
5. 前記掻寄アームの端部に被案内装置を設け、該被案内装置を掻寄領域の周囲に沿って案内する案内手段を備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の浮上物除去装置。
6. 前記案内手段が前記バッフルプレートに設けられたガイドパイプであり、前記被案内装置の端部にはローラが設けられており、前記ローラがガイドパイプ上を走行することを特徴とする請求項５に記載の浮上物除去装置。

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