JP2017000989A - し渣洗浄装置及びその運転方法 - Google Patents

Abstract

【課題】人糞を溶解、除去するための機構を簡易な構造とすることができるとともに、し渣に混入している、石、缶等の硬質の異物のほか、発泡スチロール等の浮遊性の異物にも対応することができるようにしたし渣洗浄装置を提供すること。【解決手段】し渣洗浄槽１の中央部の槽内に破砕機２を回転軸が鉛直方向になるように設置し、破砕機２の上流側をし渣の受入部１２、下流側をし渣の洗浄部１３とし、破砕機２の破砕部２１の上下位置が、受入部１２の設定水位よりも高く、かつ、受入部１２の底面よりも高くなるように設定し、洗浄部１３に撹拌羽根１４及びし渣移送ポンプ３１を介在させたし渣移送管３の吸込口を設ける。【選択図】図１

Description

本発明は、下水処理場の沈砂池等で使用されるし渣洗浄装置及びその運転方法に関するものである。

下水処理場の沈砂池から除塵機で掻き揚げられるし渣には、人糞、トイレットペーパ等色々な夾雑物が混入し、そのままでは不衛生で悪臭を発するため洗浄処理が必要である。

このため、従来より、各種のし渣洗浄装置が使用されてきたが、簡易な撹拌処理のみでは人糞が溶解、除去されず、し渣に残留するという問題があり、これに対処するための洗浄機構を備えたし渣洗浄装置が提案され、実用化されている（例えば、特許文献１参照。）。
しかしながら、このし渣洗浄装置は、人糞を溶解、除去するための洗浄機構の構造が複雑となり、装置が大型化するという問題があった。

また、し渣を破砕機によって破砕した後、ジェットポンプで配管移送するし渣洗浄装置が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
しかしながら、し渣には、石、缶等の硬質の異物が混入することがあるため、破砕機の刃部を損傷したり、刃部の寿命が短くなるという問題や、ジェットポンプを使用することからエネルギ消費量や清水の使用量が増大するという問題があった。

特開２００７−２５３０２０号公報 特開平１１−１９９０４７号公報

本発明は、上記従来のし渣洗浄装置の有する問題点に鑑み、人糞を溶解、除去するための機構を簡易な構造とすることができるとともに、し渣に混入している、石、缶等の硬質の異物のほか、発泡スチロール等の浮遊性の異物にも対応することができるようにしたし渣洗浄装置を提供することを第１の目的とする。

また、本発明は、し渣を破砕機によって破砕した後、少ないエネルギ消費量で配管移送することができるようにしたし渣洗浄装置を提供することを第２の目的とする。

また、本発明は、節水しながら、し渣の洗浄効果を高めることができるようにしたし渣洗浄装置及びその運転方法を提供することを第３の目的とする。

上記第１の目的を達成するため、本発明のし渣洗浄装置は、し渣洗浄槽の中央部の槽内に破砕機を回転軸が鉛直方向になるように設置し、破砕機の上流側をし渣の受入部、下流側をし渣の洗浄部とし、破砕機の破砕部の上下位置が、受入部の設定水位よりも高く、かつ、受入部の底面よりも高くなるように設定し、洗浄部に撹拌羽根及びし渣移送ポンプを介在させたし渣移送管の吸込口を設けたことを特徴とする。

この場合において、前記受入部の水面上、水中中間部及び水中底部に各々ノズルを設けることができる。

さらに、上記第２及び第３の目的を達成するため、本発明のし渣洗浄装置は、前記し渣移送ポンプに、槽外無閉塞形ポンプを使用し、かつ、し渣移送管の途中に処理水を受入部へ戻す循環配管を設けたことを特徴とする。

また、本発明のし渣洗浄装置の運転方法は、し渣洗浄装置の運転終了後、排水弁を開放して槽内の処理水を排水し、槽内に清水を給水して満水状態にし、次回運転時に循環配管を使用して槽内を所定時間循環洗浄を行うようにすることを特徴とする。

本発明のし渣洗浄装置によれば、し渣洗浄槽の中央部の槽内に破砕機を回転軸が鉛直方向になるように設置し、破砕機の上流側をし渣の受入部、下流側をし渣の洗浄部とし、破砕機の破砕部の上下位置が、受入部の設定水位よりも高く、かつ、受入部の底面よりも高くなるように設定し、洗浄部に撹拌羽根及びし渣移送ポンプを介在させたし渣移送管の吸込口を設けることにより、人糞を溶解、除去するための機構を、し渣洗浄槽の中央部の槽内に回転軸が鉛直方向になるように設置した、簡易な構造の破砕機で構成することができるとともに、し渣に混入している、石、缶等の硬質の異物が破砕機に供給されることを防止し、硬質の異物によって、破砕機の刃部が損傷したり、刃部の寿命を短くすることがなく、また、発泡スチロール等の浮遊性の異物を破砕機に確実に供給するようにして破砕するようにすることができる。

また、前記受入部の水面上、水中中間部及び水中底部に各々ノズルを設けることにより、し渣の洗浄効果を高めることができる。

また、本発明のし渣洗浄装置によれば、前記し渣移送ポンプに、槽外無閉塞形ポンプを使用し、かつ、し渣移送管の途中に処理水を受入部へ戻す循環配管を設けることにより、し渣を破砕機によって破砕した後、少ないエネルギ消費量で配管移送することができるとともに、節水しながら、し渣の洗浄効果を高めることができる。

また、本発明のし渣洗浄装置の運転方法によれば、し渣洗浄装置の運転終了後、排水弁を開放して槽内の処理水を排水し、槽内に清水を給水して満水状態にし、次回運転時に循環配管を使用して槽内を所定時間循環洗浄を行うようにすることにより、節水しながら、し渣の洗浄効果を高めることができ、併せて、し渣洗浄装置にし渣が付着して乾燥してこびり付くことによりし渣洗浄装置が汚損することを防止することができる。

本発明のし渣洗浄装置を示す概略図である。 本発明のし渣洗浄装置を示す要部の概略図である。 本発明のし渣洗浄装置の平面図である。 図３のＡ−Ａ断面図である。 本発明のし渣洗浄装置を運転方法を示すフロー図である。 本発明のし渣洗浄装置を運転方法を示すフロー図である。

以下、本発明のし渣洗浄装置及びその運転方法の実施の形態を、図面に基づいて説明する。

図１〜図６に、本発明のし渣洗浄装置及びその運転方法の一実施例を示す。

このし渣洗浄装置は、以下のとおり構成されるとともに、運転される。
（１）矩形のし渣洗浄槽１の中央部を仕切り壁１１により仕切り、仕切り壁１１の位置の槽内に破砕機２を回転軸が鉛直方向になるように設置する。ここで、破砕機は１台とするが、合流式下水処理場の場合、晴天時のし渣発生量に比べ雨天時のし渣発生量が２倍程度に達するケースがある。また、し渣の搬出設備途中に一時貯留、バイパス設備がないケースがある。このようなケースでは２台設置とする。
（２）破砕機２を設置した仕切り壁１１の上流側（し渣供給側）をし渣の受入部１２、下流側（し渣排出側）をし渣の洗浄部１３とする。受入部１２及び洗浄部１３は、各々必要な有効容量を確保するようにする。
（３）破砕機２の破砕部２１の上下位置が、受入部１２の設定水位よりも高く、具体的には、破砕部２１の刃部上端が、受入部１２の設定水位よりも少なくとも５０ｍｍ以上高い位置になるように設定し、かつ、受入部１２の底面よりも高く、具体的には、破砕部２１の刃部下端が受入部１２の底面よりも高い位置になるように仕切り壁１１の上流側に、石、缶等の硬質の異物が破砕機２の破砕部２１に供給されることを防止できる急峻な傾斜面（又は段差）を設けるようにする。
（４）し渣洗浄槽１の受入部１２の底面の最も低い位置に、排水弁を介在させた排水管１５を設ける。排水管１５の口径は、１５０ｍｍ以上に設定することが望ましい。
（５）し渣洗浄槽１の受入部１２の上流位置には、洗浄水の供給とし渣を破砕機側に移送するためのノズル１６を設ける。このノズル１６は、水面上、水中中間部及び水中底部に設ける。各ノズル１６は、各々自動給水弁を介在させて給水管に接続し、自動給水弁により各々切り替えて給水、噴射可能な構造とする。
（６）し渣洗浄槽１の洗浄部１３に機械撹拌式撹拌機の撹拌羽根１４を設ける。撹拌羽根１４は、し渣洗浄槽の両側壁に設けることが望ましいが、これに限定されるものではない。
（７）し渣洗浄槽１の洗浄部１３の底面の最も低い位置に、排水弁を介在させた排水管１７を設ける。排水管１７の口径は、１５０ｍｍ以上に設定することが望ましい。
（８）し渣洗浄槽１の洗浄部１３の下流位置の側壁の下部位置に、し渣移送ポンプ３１を介在させたし渣移送管３の吸込口を設ける。
（９）し渣移送ポンプ３１は、槽外無閉塞形ポンプを使用する。設置スペースが小さい立軸形を使用することが望ましいが、これに限定されるものではない。し渣移送ポンプ３１は、予備を含め原則２台を設置する。
（１０）し渣洗浄槽１の受入部１２及び洗浄部１３には閉塞、機器故障等による異常水位上昇に備え、し渣の流出防止用スクリーンを備えたオーバーフロー堰１８ａ、１８ｂを設ける。
（１１）破砕機２の両側には、破砕機２の閉塞、故障等による異常水位上昇に備え、受入部１２から洗浄部１３へのオーバーフロー堰１８ｃを設ける。
（１２）し渣洗浄槽１の受入部１２と洗浄部１３には、各々水位計１９を設ける。し渣洗浄槽１の受入部１２と洗浄部１３の水位差が設定値以上になった場合、故障警報あるいは停止させる電気的制御装置を設ける。水位計１９は差圧式を使用することが望ましいが、これに限定されるものではない。
（１３）し渣移送ポンプ３１を介在させたし渣移送管３は、し渣分離脱水機４にし渣を移送、供給するが、洗浄効果を高めるとともに、節水する等の目的で、し渣移送管３の途中に処理水をし渣洗浄槽１の受入部１２へ戻す循環配管３２を設ける。この場合、し渣移送管３と循環配管３２の分岐部に切替用自動弁を各々設ける。
（１４）し渣洗浄装置の運転終了後、排水管１５、１７の排水弁を開放してし渣洗浄槽１の槽内の処理水を排水し、槽内に清水を給水して満水状態にし、次回運転時に循環配管３２を使用して槽内を所定時間循環洗浄を行うようにする。これと相前後して、除塵機のし渣搬出コンベア６から、し渣を、し渣洗浄槽１の受入部１２に導入しながら、し渣移送管３を介して、し渣分離脱水機４にし渣を移送、供給する。この場合、上水の使用量を少なくしたい場合は、汚水、例えば、ポンプ井７の上澄水や雨水貯留設備８に貯留しておいた雨水を取水して、槽内に給水する清水や移送水として使用することができる。ただし、し渣分離脱水機４において上水等の清水を必要最小量噴射して、最終洗浄を行うことが望ましい。
（１５）節水運転を行う場合、排水管１５、１７の排水弁に自動弁を用いることが望ましい。
（１６）し渣分離脱水機４において、最終洗浄、脱水されたし渣は、し渣ホッパ５に貯留され、搬出される。

このし渣洗浄装置は、上記のとおり構成されるとともに、運転されることにより、以下の作用効果を奏する。
（１）破砕機２をし渣洗浄槽１の槽内に設置し、水中でし渣を破砕することにより、気中で行うのに比べて、破砕部２１の刃部摩耗が少なく、寿命も長くなり補修費を低減することができる。
（２）破砕機２の破砕部２１の上端位置が、受入部１２の設定水位よりも高く、具体的には、破砕部２１の刃部上端が、受入部１２の設定水位よりも少なくとも５０ｍｍ以上高い位置になるように設定することにより、発泡スチロール等の浮遊性の異物を破砕機２の破砕部２１に確実に供給するようにして破砕することができる。
（３）破砕機２の破砕部２１の下端位置が、受入部１２の底面よりも高く、具体的には、破砕部２１の刃部下端が受入部１２の底面よりも高い位置になるように仕切り壁１１の上流側に、石、缶等の硬質の異物が破砕機２の破砕部２１に供給されることを防止できる急峻な傾斜面（又は段差）を設けるようにすることにより、し渣に混入している、石、缶等の硬質の異物が破砕機２に供給されることを防止し、硬質の異物によって、破砕機２の破砕部２１の刃部が損傷したり、刃部の寿命を短くすることを防止することができる。受入部１２の底に沈んだ石、缶等の硬質の異物は、排水弁を定期的に開くことにより排水管１５を介して槽外へ排出することができる。
（４）し渣洗浄槽１の受入部１２の上流位置に、洗浄水の供給とし渣を破砕機側に移送するためのノズル１６を、水面上、水中中間部及び水中底部に設け、順次切り替えて噴射することにより、し渣の停滞を防ぎ、し渣を破砕機２へ流入させることができる。ノズル１６は、必要に応じて同時に噴射することも可能である。
（５）し渣移送ポンプ３１として槽外無閉塞形ポンプを使用することにより、ジェットポンプに比べて少ないエネルギ消費量でし渣を配管移送することができるとともに、使用水量が少なく、微細目スクリーン等の加圧水に必要な設備が不要で、設備費、維持管理費を低減できる。また、水中ポンプのように、し渣が絡み付くことがなく、定期的な清掃が不要で、運転管理が容易である。また、立軸型を使用することにより、設置スペースを小さくすることができる。
（６）し渣洗浄槽１の受入部１２及び洗浄部１３に、各々１ヶ所以上、し渣の流出防止用スクリーンを備えたオーバーフロー堰１８ａ、１８ｂを、破砕機２の両側に、受入部１２から洗浄部１３へのオーバーフロー堰１８ｃを設け、し渣洗浄槽１の受入部１２及び洗浄部１３に各々設けた水位計１９により受入部１２及び洗浄部１３の水位差を検出することにより、破砕機２の閉塞、故障等で水位が異常に上昇してし渣洗浄槽１から処理水が溢れるトラブルを防止することができる。
（７）し渣洗浄装置の運転終了後、排水管１５、１７の排水弁を開放して槽内の処理水を排水し、槽内に清水を給水して満水状態にし、次回運転時に循環配管３２を使用して槽内を所定時間循環洗浄を行うようにすることにより、節水しながら、し渣の洗浄効果を高めることができ、併せて、し渣洗浄装置にし渣が付着して乾燥してこびり付くことによりし渣洗浄装置が汚損することを防止することができる。また、使用する洗浄水の量を減らし、節水運転ができる。
（８）汚水、例えば、ポンプ井７の上澄水や雨水貯留設備８に貯留しておいた雨水を取水して、槽内に給水する清水や移送水として使用することにより、し渣の洗浄効果を確保しつつ、上水の使用量を少なくして、運転コストの低減を図ることができる。
（９）定期的に排水管１５、１７の排水弁を開放することにより、し渣洗浄槽１の受入部１２及び洗浄部１３の底部の堆積物を槽内から排出することができる。特に、受入部１２においては、破砕機２の保護の面で有効である。

以上、本発明のし渣洗浄装置及びその運転方法について、その実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。

本発明のし渣洗浄装置及びその運転方法は、人糞を溶解、除去するための機構を簡易な構造とすることができるとともに、し渣に混入している、石、缶等の硬質の異物のほか、発泡スチロール等の浮遊性の異物にも対応することができる等の特性を有していることから、し渣洗浄装置及びその運転方法の用途に好適に用いることができる。

１ し渣洗浄槽
１１ 仕切り壁
１２ 受入部
１３ 洗浄部
１４ 撹拌羽根
１５ 排水管
１６ ノズル
１７ 排水管
１８ａ オーバーフロー堰
１８ｂ オーバーフロー堰
１８ｃ オーバーフロー堰
１９ 水位計
２ 破砕機
２１ 破砕部
３ し渣移送管
３１ し渣移送ポンプ
３２ 循環配管
４ し渣分離脱水機
５ し渣ホッパ
６ し渣搬出コンベア

本発明のし渣洗浄装置を示す概略図である。 本発明のし渣洗浄装置を示す要部の概略図である。 本発明のし渣洗浄装置の平面図である。 図３のＡ−Ａ断面図である。 本発明のし渣洗浄装置を運転方法を示すフロー図である。

図１〜図５に、本発明のし渣洗浄装置及びその運転方法の一実施例を示す。

このし渣洗浄装置は、以下のとおり構成されるとともに、運転される。
（１）矩形のし渣洗浄槽１の中央部を仕切り壁１１により仕切り、仕切り壁１１の位置の槽内に破砕機２を回転軸が鉛直方向になるように設置する。ここで、破砕機は１台とするが、合流式下水処理場の場合、晴天時のし渣発生量に比べ雨天時のし渣発生量が２倍程度に達するケースがある。また、し渣の搬出設備途中に一時貯留、バイパス設備がないケースがある。このようなケースでは２台設置とする。
（２）破砕機２を設置した仕切り壁１１の上流側（し渣供給側）をし渣の受入部１２、下流側（し渣排出側）をし渣の洗浄部１３とする。受入部１２及び洗浄部１３は、各々必要な有効容量を確保するようにする。
（３）破砕機２の破砕部２１の上下位置が、受入部１２の設定水位よりも高く、具体的には、破砕部２１の刃部上端が、受入部１２の設定水位よりも少なくとも５０ｍｍ以上高い位置になるように設定し、かつ、受入部１２の底面よりも高く、具体的には、破砕部２１の刃部下端が受入部１２の底面よりも高い位置になるように仕切り壁１１の上流側に、石、缶等の硬質の異物が破砕機２の破砕部２１に供給されることを防止できる急峻な傾斜面（又は段差）を設けるようにする。
（４）し渣洗浄槽１の受入部１２の底面の最も低い位置に、排水弁を介在させた排水管１５を設ける。排水管１５の口径は、１５０ｍｍ以上に設定することが望ましい。
（５）し渣洗浄槽１の受入部１２の上流位置には、洗浄水の供給とし渣を破砕機側に移送するためのノズル１６を設ける。このノズル１６は、水面上、水中中間部及び水中底部に設ける。各ノズル１６は、各々自動給水弁を介在させて給水管に接続し、自動給水弁により各々切り替えて給水、噴射可能な構造とする。
（６）し渣洗浄槽１の洗浄部１３に機械撹拌式撹拌機の撹拌羽根１４を設ける。撹拌羽根１４は、し渣洗浄槽の両側壁に設けることが望ましいが、これに限定されるものではない。
（７）し渣洗浄槽１の洗浄部１３の底面の最も低い位置に、排水弁を介在させた排水管１７を設ける。排水管１７の口径は、１５０ｍｍ以上に設定することが望ましい。
（８）し渣洗浄槽１の洗浄部１３の下流位置の側壁の下部位置に、し渣移送ポンプ３１を介在させたし渣移送管３の吸込口を設ける。
（９）し渣移送ポンプ３１は、槽外無閉塞形ポンプを使用する。設置スペースが小さい立軸形を使用することが望ましいが、これに限定されるものではない。し渣移送ポンプ３１は、予備を含め原則２台を設置する。
（１０）し渣洗浄槽１の受入部１２及び洗浄部１３には閉塞、機器故障等による異常水位上昇に備え、し渣の流出防止用スクリーンを備えたオーバーフロー堰１８ａ、１８ｂを設ける。
（１１）破砕機２の両側には、破砕機２の閉塞、故障等による異常水位上昇に備え、受入部１２から洗浄部１３へのオーバーフロー堰１８ｃを設ける。
（１２）し渣洗浄槽１の受入部１２と洗浄部１３には、各々水位計１９を設ける。し渣洗浄槽１の受入部１２と洗浄部１３の水位差が設定値以上になった場合、故障警報あるいは停止させる電気的制御装置を設ける。水位計１９は差圧式を使用することが望ましいが、これに限定されるものではない。
（１３）し渣移送ポンプ３１を介在させたし渣移送管３は、し渣分離脱水機４にし渣を移送、供給するが、洗浄効果を高めるとともに、節水する等の目的で、し渣移送管３の途中に処理水（移送水）をし渣洗浄槽１の受入部１２へ戻す循環配管３２を設ける。この場合、し渣移送管３と循環配管３２の分岐部に切替用自動弁、具体的には、分岐部より下流側のし渣移送管３にし渣移送弁３３を、循環配管３２にし渣循環弁３４を各々設ける。
（１４）し渣洗浄装置の運転終了後、排水管１５、１７の排水弁を開放してし渣洗浄槽１の槽内の処理水を排水し、槽内に清水を給水して満水状態にする（図５の給水工程（次回運転準備））。そして、次回運転時（図５の循環洗浄工程）に循環配管３２を使用して槽内に処理水（移送水）を循環させながら、除塵機のし渣搬出コンベア６から、し渣を、し渣洗浄槽１の受入部１２に導入することによって、所定時間循環洗浄を行うようにする。その後、し渣移送弁３３を開くとともに、し渣循環弁３４を閉じて、し渣移送管３を介して、し渣分離脱水機４にし渣を移送、供給する（図５のし渣移送工程）。この場合、上水の使用量を少なくしたい場合は、汚水、例えば、ポンプ井７の上澄水や雨水貯留設備８に貯留しておいた雨水を取水して、槽内に給水する清水や移送水として使用することができる。ただし、し渣分離脱水機４において上水等の清水を必要最小量噴射して、最終洗浄を行うことが望ましい。
（１５）節水運転を行う場合、排水管１５、１７の排水弁に自動弁を用いることが望ましい。
（１６）し渣分離脱水機４において、最終洗浄、脱水されたし渣は、し渣ホッパ５に貯留され、搬出される。

Claims (4)

1. し渣洗浄槽の中央部の槽内に破砕機を回転軸が鉛直方向になるように設置し、破砕機の上流側をし渣の受入部、下流側をし渣の洗浄部とし、破砕機の破砕部の上下位置が、受入部の設定水位よりも高く、かつ、受入部の底面よりも高くなるように設定し、洗浄部に撹拌羽根及びし渣移送ポンプを介在させたし渣移送管の吸込口を設けたことを特徴とするし渣洗浄装置。
2. 前記受入部の水面上、水中中間部及び水中底部に各々ノズルを設けたことを特徴とする請求項１に記載のし渣洗浄装置。
3. 前記し渣移送ポンプに、槽外無閉塞形ポンプを使用し、かつ、し渣移送管の途中に処理水を受入部へ戻す循環配管を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載のし渣洗浄装置。
4. し渣洗浄装置の運転終了後、排水弁を開放して槽内の処理水を排水し、槽内に清水を給水して満水状態にし、次回運転時に循環配管を使用して槽内を所定時間循環洗浄を行うようにすることを特徴とする請求項３に記載のし渣洗浄装置の運転方法。

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