JP2016135487A - スカム除去装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トラフに流入するスカム混入水の量を一定にすることができるスカム除去装置を提供する。【解決手段】スカム除去装置１は、沈殿池９の水面に浮かぶスカムが混入したスカム混入水が流入するトラフ５、トラフ５に流入しようとするスカム混入水を上端部分３１ａが水面よりも上になる堰止め位置で堰止めトラフ５にスカム混入水が流入することを阻止する堰部材３１を有する堰止め機構３、および、堰部材３１を、上端部分３１ａが水面から所定長もぐった流入許容位置から堰止め位置まで引き上げる引上機構７を備え、堰部材３１は、流入許容位置では自身に生じる浮力と堰止め機構３全体の自重とのバランスによって流入許容位置に留まることが可能なものである。【選択図】図２

Description

本発明は、沈殿池の水面に浮かぶスカムを除去するスカム除去装置に関する。

下水処理施設に設けられる沈殿池の水面には、浄化処理の妨げになるスカムが浮遊している。このため、このスカムを除去するスカム除去装置が沈殿池に設けられる場合がある。沈殿池の外部まで延在したトラフを備えたスカム除去装置では、スカムが混入したスカム混入水を、そのトラフから沈殿池の外部まで流し出すことで、沈殿池からスカムを除去する。このようなスカム除去装置には、スカム混入水のトラフへの流入を阻止したり許容するための堰部材が設けられたものがある。堰部材は、その上端部分が水面より上になる堰止め位置でスカム混入水を堰止める。そして、所定のタイミングで、堰部材は堰止め位置からその上端部分が水中にもぐった流入許容位置まで移動する。堰部材が流入許容位置まで移動すると、スカム混入水が堰部材の上端部分を乗り越えてトラフに流入する。このトラフに流入したスカム混入水は、トラフを通って沈殿池の外部に流された後、ポンプによって汲み上げられ、スカム混入水中のスカムを取り除く所定の処理が行われる。

ところで、堰部材を流入許容位置に固定した場合には、沈殿池の水位は一定ではなく変動するため、トラフに流入するスカム混入水の量が変動してしまう。トラフに流入するスカム混入水の量があまりに多いと、このスカム混入水を汲み上げるポンプの駆動負担やスカムを取り除く処理等の負担が大きくなってしまう。一方、トラフに流入するスカム混入水の量が少なすぎると、スカムの除去が不十分であることになる。このため、トラフに流入するスカム混入水の量を一定にすることが望まれる。従来では、堰部材を水位に追従させ、沈殿池の水位の変動にかかわらずトラフに流入するスカム混入水の量を一定にしようと試みたスカム除去装置が提案されている。このようなスカム除去装置として、たとえば特許文献１に記載されたものが知られている。

特許文献１に記載されたスカム除去装置は、下端部分がトラフに回転自在に取り付けられた堰部材と、この堰部材に連結された上下方向に延びたロッド部材と、このロッド部材に係合して、ロッド部材を引き下げる作動アームとを備えている。堰部材は、自身の浮力によって水位に追従し、その上端部が水面から所定距離上方になる堰止め位置に留まるように構成されている。作動アームは、所定のタイミングにおいて所定角度回転して、ロッド部材を所定距離引き下げるものである。この作動アームがロッド部材を引き下げることで、ロッド部材が連結された堰部材は、その上端部が水中にもぐった流入許容位置になる。このスカム除去装置では、作動アームがロッド部材を所定距離引き下げることで、流入許容位置における堰部材の上端部と水面との距離を一定にし、堰部材の上端部を乗り越えてトラフに流入するスカム混入水の量の均一化を実現しようとしている。

特開平９−２９４９０２号公報

しかしながら、特許文献１の堰部材は、沈殿池の水位によって、堰止め位置における傾き角度が異なり、所定距離引き下げられたとしても、流入許容位置における傾き角度も異なってしまう。この流入許容位置における堰部材の傾き角度の違いにより、流入許容位置における堰部材の上端部と水面との距離が一定にならず、トラフへ流入するスカム混入水の量も変わってしまうという問題が生じる。また、堰部材を引き下げるために作動アームとロッド部材の係合等の複雑な構造を用いているため、この機構の動作精度などによって、流入許容位置における堰部材の上端部分から水面までの距離がばらつきやすいという問題もある。

本発明は上記事情に鑑み、トラフに流入するスカム混入水の量を一定にすることができるスカム除去装置を提供することを目的とする。

上記目的を解決する本発明のスカム除去装置は、沈殿池の水面に浮かぶスカムが混入したスカム混入水が流入するトラフ、
前記トラフに流入しようとするスカム混入水を上端部分が前記水面よりも上になる堰止め位置で堰止め該トラフにスカム混入水が流入することを阻止する堰部材を有する堰止め機構、
前記堰部材に浮力を付与する浮力付与部材、および
前記堰部材を、前記上端部分が前記水面から所定長もぐった流入許容位置から前記堰止め位置まで引き上げる引上手段を備え、
前記堰部材は、前記流入許容位置がホームポジションであり、該流入許容位置では前記浮力付与部材による浮力と前記堰止め機構全体の自重とのバランスによって該流入許容位置に留まることが可能なものであることを特徴とする。

本発明のスカム除去装置において、前記浮力付与部材が、水中にもぐっている部分と水面より上に出ている部分とを有するものであってもよい。

また、本発明のスカム除去装置において、前記浮力付与部材が、発泡スチロールで構成されたものであってもよい。

さらに、本発明のスカム除去装置において、前記浮力付与部材による浮力を調整可能であってもよい。

本発明のスカム除去装置によれば、トラフに流入するスカム混入水の量を一定にすることができる。

本発明の一実施形態であるスカム除去装置が設置された沈殿池の一例を示す断面図である。 図１のＡ部に示すスカム除去装置を拡大して示したＡ部拡大図である。 図２に示すスカム除去装置の平面図である。 図２に示すスカム除去装置の拡大断面図である。 図２に示すスカム除去装置の堰部材が、堰止め位置に留まっている状態を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の一実施形態であるスカム除去装置１が設置された沈殿池９の一例を示す断面図である。

以下、図１における左方向を上流側と称し、図１における右方向を下流側と称することがある。また、図１における紙面と直交する方向を池幅方向と称することがある。

図１に示す沈殿池９は、一対の側壁９ａと、上流壁９ｂと、下流壁９ｃによって囲まれている。この沈殿池９は、平面視で略長方形状をした池である。沈殿池９は、図１において上流側から沈殿池９に流入した水に含まれる汚泥やスカムを取り除くためのものである。汚泥とスカムが取り除かれた水は、図１において下流側に配置された排水樋９４を通って図示しない排水路に流れ、沈殿池９の外部に排水される。

この沈殿池９には、スカム除去装置１と、汚泥掻寄機９３と、排水樋９４と、汚泥ピット９５が設けられている。汚泥掻寄機９３は、沈殿池９の池幅方向両端部に設けられ、沈殿池９内を循環運動する一対のチェーン９３１と、その一対のチェーン９３１の間に掛け渡された複数のフライト板９３２と、各チェーン９３１毎に４つ配置されたスプロケット９３３を備えている。スプロケット９３３のうちの一つは、図示しないモータによって図１において時計回りに回転駆動されている。チェーン９３１は、スプロケット９３３の回転に伴って図１において時計回りに回転している。フライト板９３２も、チェーン９３１とともに図１において時計回りに回転している。沈殿池９の池底部に沈殿した汚泥は、沈殿池９の池底部近傍において沈殿池９の上流方向に移動しているフライト板９３２によって汚泥ピット９５に掻き寄せられる。汚泥ピット９５に掻き寄せられた汚泥は、図示しない汚泥ポンプによって沈殿池９の外部に排出される。また、沈殿池９の水面Ｗの近傍で、沈殿池９の下流側に移動しているフライト板９３２は、上端部が水面から突出し、下端部が水中に没している。沈殿池９の水面Ｗに浮かんだスカムは、沈殿池９の水面Ｗ近傍にあるフライト板９３２によって後述する堰部材３１に向けて移送される。

図２は、図１のＡ部に示すスカム除去装置を拡大して示したＡ部拡大図である。また、図３は、図２に示すスカム除去装置の平面図である。

図２に示すように、スカム除去装置１は、堰部材３１を有する堰止め機構３と、トラフ５と、堰部材３１を引き上げる引上手段としての引上機構７を備えている。この図２では、堰止め位置にある堰部材３１を実線で示し、そのときの引上機構７も実線で示している。一方、流入許容位置にある堰部材３１を二点鎖線で示し、そのときの引上機構７も二点鎖線で示している。

トラフ５は、上流側側板５ａと、下流側側板５ｂと、上流側側板５ａと下流側側板５ｂを繋ぐ底板５ｃを備えている。また、図３に示すように、トラフ５は、池幅方向の左側端部に池幅方向側側板５ｄを備え、トラフ５の池幅方向の右側端部は開放されてトラフ５に流入したスカム混入水を沈殿池の外部に設けられた図示しないスカムピットに流す流路５２が設けられている。なお、図２に示す上流側側板５ａは、その上端部分が上流側に傾斜している。図３に示すトラフ５は、沈殿池９の池幅方向に延在しており、その池幅方向両端部が一対の取付部材５１によって沈殿池９の側壁９ａにそれぞれ固定されている。トラフ５の底板５ｃは、図示しないスカムピットに向かってほんの少し下方に傾斜している。

図２および図３に示すように、堰止め機構３は、堰部材３１と、堰部材３１とトラフ５を接続する接続部材３２と、フロート３３と、堰部材３１に取り付けられたアーム部材３４と、アーム部材３４に回転自在に連結されたロッド部材３５を備えている。

接続部材３２は、シール部材３２１と、側板３２２と、ヒンジ３２３を有する。また、シール部材３２１は、底面部分３２１ａと、その底面部分３２１ａの池幅方向両端部に設けられた一対の側面部分３２１ｂを備えている。なお、図２では紙面と直交する方向が池幅方向になる。シール部材３２１の底面部分３２１ａにおける下流側の端部は、接合部分から水が進入できないようにトラフ５の上流側側板５ａにおける上流側に傾斜した部分に接着されている。また、シール部材３２１の側面部分３２１ｂにおける下流側の端部は、接着部分から水が進入できないようにトラフ５に接着されている。このシール部材３２１は、ゴム製のシート材で構成されている。なお、シール部材３２１を構成する部材は、軟性を有するシート材であればよく、たとえばビニル樹脂製のシート材であってもよい。

堰部材３１は、金属製の板材で形成され、図２において、下流側の斜め下方が開放した略コの字形状をしたコ字状部分３１ｂと、そのコ字状部分３１ｂから下流側に突出した平板部分３１ｃを備えている。コ字状部分３１ｂの下流側の角部が堰部材３１の上端部分３１ａになる。また、堰部材３１の池幅方向両端部は、一対の金属製の側板３２２に溶接によって接合されている。なお、堰部材３１と側板３２２を、たとえば一枚の金属板を曲げ加工することで一体に形成してもよい。

シール部材３２１の側面部分３２１ｂにおける上流側の端部は、接着部分から水が進入できないように側板３２２に接着されている。また、シール部材３２１の底面部分３２１ａにおける上流側の端部は、接続部分から水が進入できないように堰部材３１の平板部分３１ｃに接着されている。堰部材３１の平板部分３１ｃは、ヒンジ３２３によって回転自在にトラフ５に取り付けられている。このヒンジ３２３は、シール部材３２１の底面部分３２１ａを挟み込むように、堰部材３１の平板部分３１ｃとトラフ５の上流側側板５ａに図示しないボルトで固定されている。なお、ヒンジ３２３は、図３に示すように、池幅方向に所定間隔をあけて複数（図３では４つ）設けられている。また、シール部材３２１の側面部分３２１ｂは、堰部材３１の回転動作を妨げないように外側に円弧状に張り出している。なお、この側面部分３２１ｂをジャバラ状に折りたたむ構成としてもよい。

側板３２２の池幅方向における外側の面には、浮力付与部材としての角柱形状のフロート３３がそれぞれ取り付けられている。このフロート３３は、例えば、発泡スチロールで構成され、堰部材３１に浮力を付与するものである。本実施形態では、堰部材３１は、外部からの力が付与されなければ、このフロート３３による浮力と堰止め機構３全体の自重とのバランスによって、堰部材３１の上端部分３１ａが水面Ｗから所定長もぐった流入許容位置に留まるように設計されている。すなわち、堰部材３１の機能からみると、堰止め位置が堰部材３１のホームポジションになるが、堰部材３１の浮力と堰止め機構３全体の自重とのバランスからみると、流入許容位置が、外部から力が付与されない場合の堰部材３１のホームポジションに相当する。堰部材３１は、外部からの力に抗して流入許容位置に戻ろうとするものである。

堰部材３１の平板部分３１ｃにおける上流側の面には、金属製のアーム部材３４が取り付けられている。アーム部材３４は、堰部材３１の平板部分３１２における上流側の面に固定された当板３４１と、この当板３４１の池幅方向（図２では紙面と直交する方向）に併設され上流側に延びた一対のアーム本体３４２を有する。一対のアーム本体３４２の上流側には、それぞれ孔部３４２ａが形成されている。なお、図２では、紙面手前側に位置するアーム本体３４２が示されている。また、堰部材３１のコ字状部分３１ｂにおける一対のアーム本体３４２と干渉する箇所には、アーム本体３４２がはまり込むための図示しない切り欠きが形成されている。

アーム部材３４には、回転自在に金属製のロッド部材３５が連結されている。ロッド部材３５は、一対のアーム本体３４２の孔部３４２ａに回転自在に通された軸部３５１と、この軸部３５１に取り付けられ上下方向に延びたロッド本体３５２を備えている。このロッド本体３５２にはネジ切り加工が施されており、ロッド本体３５２の上側部分には、ボルトからなる引当部３５３が取り付けられ、ロッド本体３５２のやや下側部分にボルトからなる押受部３５４が取り付けられている。なお、引当部３５３と押受部３５４のロッド本体３５２における上下方向の位置は、調整することができる。

図３に示すように、ロッド部材３５は、スカム除去装置１の池幅方向における左側に配置されている。なお、このロッド部材３５には、回転自在にアーム部材３４が連結されているが、図３では省略している。

引上機構７は、支点部材７１と、天秤部材７２と、引上アーム７３と、ストッパ部材７４を備えている。

図２に示す支点部材７１は、軸部７１１と、この軸部７１１に一体化された、断面が正方形状のフレーム７１２を備えている。図３に示す支点部材７１は池幅方向に延び、軸部７１１の池幅方向両端部が、トラフ５の池幅方向両側に立設された図示しない一対の支持部材に回転自在に取り付けられている。これにより、支点部材７１が、トラフ５から所定距離上方に回転自在に支持されている。この支点部材７１の軸部７１１の中心が支点になる。

図３に示す天秤部材７２は、金属製の角パイプで構成された２本の天秤アーム７２１と、２つの重り７２２と、金属製の貯水タンク７２３を備えている。天秤アーム７２１は、上流側から下流側に向かう方向に沿って配置され、下流側部７２１ａと、上流側部７２１ｂを有する。図２に示す上流側部７２１ｂは、下流側部７２１ａに対して、上方に傾斜するように折曲して形成されている。また、図３に示すように、２本の天秤アーム７２１は、スカム除去装置１の池幅方向中央から左右外側に向かって、それぞれ所定距離離れた位置に配置されている。天秤アーム７２１は、その下流側部７２１ａの下面が支点部材７１のフレーム７１２に溶接により固定され、支点部材７１が回転することで天秤アーム７２１も回転する。また、天秤アーム７２１には、下流側部７２１ａにおける下流側よりに重り７２２が取り付けられている。図３に示す貯水タンク７２３は、２本の天秤アーム７２１に掛け渡され、図２に示す貯水タンク７２３は、上流側部７２１ｂの下面に溶接されて固定されている。図３に示す貯水タンク７２３には、その上面における池幅方向中央に、注水口７２３ａが設けられている。この注水口７２３ａは、電動弁を備えた図示しない配管が接続され、この配管から下水処理場で処理を施した水が供給される。貯水タンク７２３は、図示しない小孔が下部に設けられている。この小孔は、貯水タンク７２３内の水を少量づつ排出するためのものである。このため、貯水タンク７２３は配管からの水の供給や小孔からの水の排出によって内部に貯まる水の量が変わり、これによって貯水タンク７２３の重量が変化する。すなわち、貯水タンク７２３は、重量変化部材に相当する。

図３に示すように、引上アーム７３は、スカム除去装置１の池幅方向における左側に設けられている。引上アーム７３は、金属製の角パイプで構成された基部７３１と、この基部７３１の上流側に形成された金属製の挿通部７３２を備えている。なお、図２では、基部７３１の大部分が天秤アーム７２１の下流側部７２１ａに隠れており、基部７３１の下流側端部７３１ａを点線で示している。図３に示すように、挿通部７３２は、上流側が開放した平面視コ字形状に形成されている。また、図２に示すように、挿通部７３２の内側にロッド部材３５のロッド本体３５２が挿通されている。なお、挿通部７３２を、平面視コ字形状の部材の代わりに、上下方向に貫通する長孔を有する部材で構成し、この長孔にロッド部材３５のロッド本体３５２を挿通させてもよい。また、図２に示す引上アーム７３は、その基部７３１の下面が支点部材７１のフレーム７１２に溶接により固定され、支点部材７１が回転することで天秤アーム７２１とともに引上アーム７３も回転する。図２では、ロッド部材３５の引当部３５３の下面が、挿通部７３２の上面に当接しており、ロッド部材３５が所定高さに支持されている。これにより、ロッド部材３５に連結されたアーム部材３４を介して堰部材３１が引き上げられた状態が維持され、堰部材３１の上端部分３１ａが水面より上になっている。すなわち、堰部材３１は、トラフ５に流入しようとするスカム混入水を堰止める堰止め位置になっている。

ストッパ部材７４は、図２に示す取付部７４１と、上側ストッパ７４２と、下側ストッパ７４３と、図３に示す支持部７４４を備えている。図３に示す支持部７４４は一端がトラフ５に固定され、他端が引上アーム７３近傍まで池幅方向に延びている。この支持部７４４の他端に図２に示す取付部７４１が固定されている。図２に示す取付部７４１の上側には上側取付片７４１ａが形成され、取付部７４１の下側には下側取付片７４１ｂが形成されている。この上側取付片７４１ａと下側取付片７４１ｂは、引上アーム７３側（図２では紙面手前側）に突出し、上側取付片７４１ａに上側ストッパ７４２が取り付けられ、下側取付片７４１ｂに下側ストッパ７４３が取り付けられている。これらの上側ストッパ７４２と下側ストッパ７４３の間に引上アーム７３が位置している。上側ストッパ７４２と下側ストッパ７４３は、ボルトとナットを備え、上下方向の位置が調整自在である。なお、図２では、下側ストッパ７４３は、その上端部７４３ａが、支点部材７１のフレーム７１２の上面と同じ高さになるように設定されている。図２では、引上アーム７３の基部７３１が、下側ストッパ７４３の上端部７４３ａに当接している。このため、引上機構７は支点部材７１を支点にこれ以上時計回りに回転せず、図２に示すように、基部７３１が水平姿勢を保っている。なお、引上アーム７３が支点部材７１を支点に反時計回りに回転すると、引上アーム７３の基部７３１が上側ストッパ７４２の下端部７４２ａに当接し、引上機構７はそれ以上反時計回りに回転しない。（図２に示す二点鎖線の引上機構７参照）
続いて、図２を用いて、堰部材３１が、堰止め位置から堰部材３１の上端部分３１ａが水面Ｗから所定長もぐった流入許容位置へ移動し、再び、堰止め位置に戻る動作について説明する。

上述のごとく、図２では、堰部材３１が堰止め位置になる状態の、堰止め機構３と引上機構７を実線で示している。この状態では、支点部材７１を基準にして、引上機構７には貯水タンク７２３側の回転モーメントよりも大きな回転モーメントが重り７２２側に生じている。以下、支点部材７１を基準にして、引上機構７の貯水タンク７２３側に生じる回転モーメントを貯水タンク側回転モーメントと称し、引上機構７の重り７２２側に生じる回転モーメントを重り側回転モーメントと称する。本実施形態では、貯水タンク側回転モーメントは、主として、堰部材３１、側板３２２、アーム部材３４、ロッド部材３５、貯水タンク７２３、および天秤アーム７２１と引上アーム７３における支点部材７１よりも上流側の部分の重量によって生じる回転モーメントから、フロート３３によって生じる浮力を除いた力である。一方、重り側回転モーメントは、重り７２２、および天秤アーム７２１と引上アーム７３における支点部材７１よりも下流側の部分の重量によって生じる回転モーメントになる。重り７２２の重量は、貯水タンク７２３内に水がない状態から所定量の水が貯まるまでの間において、貯水タンク側回転モーメントよりも重り側回転モーメントの方が大きくなるように設定されている。堰部材３１が堰止め位置になる状態では、貯水タンク７２３に水が供給されていないか、或いは貯水タンク７２３内の水の量が、重り側回転モーメントよりも貯水タンク側回転モーメントの方が大きくなる上述した所定量未満である。このため、引上機構７に支点部材７１を支点として時計回りの回転モーメントが生じ、引上アーム７３の基部７３１の下面がストッパ部材７４における下側ストッパ７４３の上端部７４３ａに当接した状態で引上機構７の反時計回りの回転は停止する。引上アーム７３は略水平な姿勢になる。また、ロッド部材３５の引当部３５３の下面が引上アーム７３の挿通部７３２の上面に当接している。これにより、ロッド部材３５が引上アーム７３に支持され、ロッド部材３５の下端に連結したアーム部材３４とともに堰部材３１が引き上げられた状態になり、堰部材３１の上端部分３１ａが水面Ｗよりも上になった堰止め位置になる。

図示しない配管から貯水タンク７２３の注水口７２３ａに水の供給を開始すると、貯水タンク７２３内の水の量が増加し、貯水タンク７２３の重量が増すことで、貯水タンク側回転モーメントも大きくなる。なお、図示しない配管から貯水タンク７２３に供給する単位時間当たりの水の量を、貯水タンク７２３の図示しない小孔から排出される単位時間当たりの水の量よりも多くしている。したがって、貯水タンク７２３内の単位時間当たりに増加する水の量は、貯水タンク７２３に供給する単位時間当たりの水の量から、貯水タンク７２３の図示しない小孔から排出される単位時間当たりの水の量を除いた量になる。貯水タンク７２３に水の供給を続け、貯水タンク側回転モーメントが重り側回転モーメントを上回ると、引上機構７には支点部材７１を支点として反時計回りの回転モーメントが生じ、引上機構７は反時計回りに回転を開始する。この引上機構７の回転に伴いロッド部材３５とアーム部材３４が徐々に下がり、堰部材３１もヒンジ３２３を軸に反時計回りに回転して堰部材３１の上端部分３１ａも徐々に下がる。さらに貯水タンク７２３に水の供給を続けると、引上機構７はさらに反時計回りに回転する。一方、堰部材３１は、フロート３３とともに水中にもぐるに従いフロート３３によって堰部材３１に生じる浮力が徐々に大きくなる。やがてロッド部材３５の引当部３５３と引上アーム７３の挿通部７３２の上面が離れて、堰部材３１は、二点鎖線で示すように、フロート３３によって生じる浮力と堰止め機構３全体の重量とのバランスによって、堰部材３１の上端部分３１ａが水面Ｗから所定長もぐった流入許容位置に達する。なお、ロッド部材３５の引当部３５３と、引上アーム７３の挿通部７３２の上面が離れた状態では、貯水タンク側回転モーメントは、貯水タンク７２３、および天秤アーム７２１と引上アーム７３における支点部材７１よりも上流側の部分の重量によって生じる。また、堰部材３１の上端部分３１ａが水面Ｗからもぐった所定長は、例えば、３０ｍｍに設定されている。堰部材３１が流入許容位置に留まっている状態では、堰部材３１の上端部分３１ａを乗り越えたスカム混入水がトラフ５に流入し、このスカム混入水はトラフ５から図示しないスカムピットに流された後、ポンプによって汲み上げられ、スカムを取り除く所定の処理がなされる。

さらに貯水タンク７２３への水の供給を続けると、引上機構７はさらに反時計回りに回転し、二点鎖線で示すように、引上アーム７３の基部７３１の上面がストッパ部材７４における上側ストッパ７４２の下端部７４２ａに当接し、引上機構７の反時計回りの回転は停止する。

貯水タンク７２３への水の供給を停止し貯水タンク７２３の図示しない小孔からの水の排出だけが行われると、貯水タンク７２３内の水が減少して徐々に貯水タンク側回転モーメントも減少する。貯水タンク側回転モーメントより重り側回転モーメントの方が大きくなると、引上機構７は時計回りの回転を開始し、引上アーム７３の挿通部７３２の上面がロッド部材３５の引当部３５３に当接する。さらに貯水タンク７２３内の水の量が減少し、重り側回転モーメントが大きくなると、引上機構７は時計回りに回転し、ロッド部材３５とアーム部材３４とともに堰部材３１を引き上げる。なお、引上アーム７３の挿通部７３２の上面がロッド部材３５の引当部３５３に当接した後、引上機構７が時計回りに回転するときには、堰止め機構３全体の重量からフロート３３によって生じる浮力を除いた力が貯水タンク側回転モーメントに加わる。引上機構７は、引上アーム７３の基部７３１の下面がストッパ部材７４における下側ストッパ７４３の上端部７４３ａに当接するまで時計回りに回転する。これにより、堰部材３１はヒンジ３２３を軸に時計回りに回転し、堰部材３１の上端部分３１ａが水面Ｗよりも上に浮上して堰止め位置になり、トラフ５内へのスカム混入水の流入が阻止される。なお、この堰部材３１が、堰止め位置から流入許容位置へ移動し、再び堰止め位置に戻る一連の動作は、貯水タンク７２３に水を供給する図示しない配管の電磁弁を制御することで、例えば、１回５分程度、一日数回実施される。

次に、図４を用いて水位が異なる場合における堰部材の流入許容位置を説明する。図４は、図２に示すスカム除去装置の拡大断面図である。なお、図４では引上機構７を省略しているが、ロッド部材３５の引当部３５３と引上アーム７３の挿通部７３２の上面が離れて、堰部材３１が、自身に生じる浮力と堰止め機構３全体の自重とのバランスによって流入許容位置に留まっている状態を示している。図４では、平均的な水位である水面Ｗ１の場合の堰止め機構３を実線で示している。また、水面Ｗ１よりも水位が高くなった水面Ｗ２の場合には、堰部材３１、シール部材３２１の底面部分３２１ａ、ヒンジ３２３のみを一点鎖線で示している。さらに、水面Ｗ１よりも水位が低くなった水面Ｗ３の場合には、堰部材３１、シール部材３２１の底面部分３２１ａ、ヒンジ３２３のみを二点鎖線で示している。

堰部材３１が流入許容位置の場合は、フロート３３によって堰部材３１に浮力が生じると同時に、堰部材３１に堰止め機構３全体の自重、本実施形態では主として、堰部材３１、側板３２２、アーム部材３４、およびロッド部材３５の重量がかかる。この堰部材３１に生じる浮力と堰止め機構３全体の自重とのバランスによって、堰部材３１は、その上端部分３１ａが水面Ｗ１から所定長Ｄ１もぐった流入許容位置に留まる。この所定長Ｄ１は、例えば３０ｍｍになるように、堰部材３１に生じる浮力と堰止め機構３全体の自重が調整される。

また、沈殿池９の水位が上昇して水面Ｗ２となった場合は、堰部材３１は、ヒンジ３２３を軸に時計回りに回転して、その上端部分３１ａが水面Ｗ２から所定長Ｄ２もぐった流入許容位置に留まる。さらに、沈殿池９の水位が下がって水面Ｗ３となった場合は、堰部材３１は、ヒンジ３２３を軸に反時計回りに回転して、その上端部分３１ａが水面Ｗ３から所定長Ｄ３もぐった流入許容位置に留まる。

水位がＷ１〜Ｗ３のように変動しても、堰部材３１自身に生じる浮力と堰止め機構３全体の自重とのバランスによって所定長Ｄ１〜Ｄ３は同一になる。すなわち、流入許容位置は、堰部材３１の上端部分３１ａが水面Ｗから所定長Ｄ１〜Ｄ３もぐった位置に相当する。したがって、水位が変動してもトラフ５に流入するスカム混入水の量を一定にすることができる。さらに、堰部材３１は、自身に生じる浮力と堰止め機構３全体の自重とのバランスによって流入許容位置に留まることができるため、流入許容位置に留まらせるための複雑な機構等が不要になり、堰部材３１の流入許容位置のばらつきも生じ難い。

また、フロート３３を、浮力の異なる他のフロートに取り替えて堰部材３１に生じる浮力を調整することで、所定長Ｄ１〜Ｄ３の距離を変えてトラフ５へ流入するスカム混入水の量を調整することができる。さらに、ロッド部材３５や堰部材３１に重りを取り付けたり、ロッド部材３５やアーム部材３４等を重量の異なる他のロッド部材やアーム部材等に取り替えたりすることで、堰止め機構３全体の自重を変えて、所定長Ｄ１〜Ｄ３の深さを調整することもできる。

図５を用いて、堰部材３１が堰止め位置から流入許容位置へ移動を開始しない場合について説明する。

図５は、図２に示すスカム除去装置の堰部材が、堰止め位置に留まっている状態を示す図である。上述したように、引上アーム７３が反時計回りの回転を開始すると、通常、堰部材３１は、自身に生じる浮力と堰止め機構３全体の自重とのバランスが均衡する流入許容位置へ移動を開始する。しかしながら、沈殿池９の水面Ｗに厚いスカムが浮いていたりすると、このスカムが邪魔をして、引上アーム７３が反時計回りの回転を開始しても、堰止め機構３全体が動かず、堰部材３１が堰止め位置に留まってしまう場合がある。堰止め機構３全体が移動せず堰部材３１が堰止め位置に留まっていると、反時計回りに回転する引上アーム７３の挿通部７３２における下面の一部が押受部３５４の一部に当接する。貯水タンク７２３内の水の量がさらに増えて貯水タンク側回転モーメントが大きくなると、図５の矢印で示すように、引上アーム７３の挿通部７３２が押受部３５４を下方に押す。これにより、堰部材３１を流入許容位置へ移動しやすくすることができる。

以上説明したように、本実施形態のスカム除去装置１によれば、水位が変動しても流入許容位置における水面から堰部材３１の上端部分３１ａまでの距離が一定になり、トラフ５に流入するスカム混入水の量を一定にすることができる。また、貯水タンク側回転モーメントよりも重り側回転モーメントが大きくなると堰部材３１を引き上げる構成とすることで、堰部材３１の引き上げにアクチュエータなどの新たな動力源を必要としない（いわゆる無動力）ため、エネルギー消費を抑えることができる。

本発明は上述の実施形態に限られることなく特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形を行うことが出来る。たとえば、本実施形態では、側板３２２に取り付けたフロート３３によって堰部材３１に浮力を付与しているが、このフロート３３を、堰部材３１に直接取り付ける構成としてもよい。また、堰部材３１を浮力が生じる材料で構成してフロート３３を省略することもできる。なお、堰部材３１を浮力が生じる材料で構成した場合には、堰部材３１に生じる浮力は、堰部材３１自身の浮力になる。また、本実施形態では、支点部材７１の下流側に重りを設け、支点部材７１の上流側に重量変化部材としての貯水タンク７２３を設ける構成としたが、この構成を逆にして、支点部材７１の下流側に貯水タンク等の重量変化部材を設け、支点部材７１の上流側に重りを設けてもよい。

これまでに説明したスカム除去装置は、沈殿池の水面に浮かぶスカムが混入したスカム混入水が流入するトラフ、
前記トラフに流入しようとするスカム混入水を上端部分が前記水面よりも上になる所定の堰止め位置で堰止め該トラフにスカム混入水が流入することを阻止する堰部材を有する堰止め機構、および
前記堰部材を、前記上端部分が前記水面から所定長もぐった流入許容位置から前記堰止め位置まで、前記堰止め機構に当接することで引き上げる引上手段を備え、
前記堰部材は、前記引上手段によって前記堰止め位置まで引き上げられた後、自身に生じる浮力と前記堰止め機構全体の自重とのバランスによって該流入許容位置に復帰しようとするものであり、該堰止め機構が該引上手段と離れた状態で該バランスによって該流入許容位置に留まることが可能なものであり、
前記引上手段は、前記堰部材が前記堰止め位置にある堰止め状態から、該堰部材が前記流入許容位置にある流入許容状態を経て前記堰止め状態に再び戻るまでの間、前記堰止め状態で前記堰止め機構に当接する部分が、前記水面よりも上に位置するものであり、
前記堰止め機構は、前記堰止め状態から、前記流入許容状態を経て前記堰止め状態に再び戻るまでの間、前記堰止め状態で前記引上手段が当接する部分が、前記水面よりも上に位置するものであることを特徴とする。

上記スカム除去装置によれば、堰部材は、引上手段によって堰止め位置まで引き上げられた後、自身に生じる浮力と堰止め機構全体の自重とのバランスによって流入許容位置に復帰しようとするものであり、堰止め機構が引上手段と離れた状態で該バランスによって該流入許容位置に留まることが可能なため、水位が変動しても流入許容位置における水面から堰部材の上端部分までの距離が一定になり、トラフに流入するスカム混入水の量を一定にすることができる。また、堰部材を流入許容位置に留めるために複雑な機構等が不要になり、動作精度の影響による堰部材の流入許容位置のばらつきも生じ難い。

ここにいう自身に生じる浮力とは、堰部材自身の浮力であってもよいし、堰部材に浮力を与える浮力付与部材によって発生した浮力であってもよい。

上記スカム除去装置において、前記引上手段は、支点と重りを有し、
前記堰部材は、前記支点を基準にして前記重りとは反対側に配置されたものであり、
前記反対側には重量が変化する重量変化部材を備え、
前記引上手段は、前記重量変化部材側の回転モーメントよりも前記重り側の回転モーメントが大きくなると前記堰部材を引き上げるものであることが好ましい。

重量変化部材側の回転モーメントよりも重り側の回転モーメントが大きくなると堰部材を引き上げる構成とすることで、堰部材の引き上げに電動の部材が不要になり、エネルギー消費を抑えることができる。また、専用の電気設備等も不要になる。

また、上記スカム除去装置において、前記堰部材は、前記重り側の回転モーメントよりも前記重量変化部材側の回転モーメントが大きくなると、前記流入許容位置へ向けて復帰を開始することが可能なものであって、
前記堰止め機構は、前記堰部材が前記堰止め位置に留まっていると、前記流入許容位置側へ向けて前記重量変化部材側の回転モーメントによって前記引上手段が当接し前記流入許容位置側へ向けて押される押受部を有するものであってもよい。

例えば、水面に浮遊するスカム等が邪魔して堰部材が流入許容位置へ向けて復帰を開始しない場合でも、押受部が重量変化部材側の回転モーメントによって押されることで、堰部材が流入許容位置へ移動しやすくなる。

さらに、上記スカム除去装置において、前記堰止め機構は、前記堰部材に生じる浮力およびこの堰止め機構全体の自重の少なくとも一方を調整可能なものであってもよい。

堰部材に生じる浮力や堰止め機構全体の自重を調整することで、堰部材の流入許容位置を変えてトラフへ流入するスカム混入水の量を調整することができる。

１ スカム除去装置
３ 堰止め機構
３１ 堰部材
３３ フロート
３５４ 押受部
５ トラフ
７ 引上機構（引上手段）
７１ 支点部材（支点）
７２２ 重り
７２３ 貯水タンク（重量変化部材）
９ 沈殿池

Claims (4)

1. 沈殿池の水面に浮かぶスカムが混入したスカム混入水が流入するトラフ、
   前記トラフに流入しようとするスカム混入水を上端部分が前記水面よりも上になる堰止め位置で堰止め該トラフにスカム混入水が流入することを阻止する堰部材を有する堰止め機構、
   前記堰部材に浮力を付与する浮力付与部材、および
   前記堰部材を、前記上端部分が前記水面から所定長もぐった流入許容位置から前記堰止め位置まで引き上げる引上手段を備え、
   前記堰部材は、前記流入許容位置がホームポジションであり、該流入許容位置では前記浮力付与部材による浮力と前記堰止め機構全体の自重とのバランスによって該流入許容位置に留まることが可能なものであることを特徴とするスカム除去装置。
2. 前記浮力付与部材が、水中にもぐっている部分と水面より上に出ている部分とを有するものであることを特徴とする請求項１記載のスカム除去装置。
3. 前記浮力付与部材が、発泡スチロールで構成されたものであることを特徴とする請求項１または２に記載のスカム除去装置。
4. 前記浮力付与部材による浮力を調整可能であることを特徴とする請求項１から３のうちいずれか１項記載のスカム除去装置。

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