JP2018039007A

JP2018039007A - 沈砂池の除砂方法

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Publication number: JP2018039007A
Application number: JP2017193298A
Authority: JP
Inventors: 鈴木　賢二; Kenji Suzuki; 賢二鈴木; 川上　直哉; Naoya Kawakami; 直哉川上
Original assignee: Aquaintec Corp
Current assignee: Aquaintec Corp
Priority date: 2017-10-03
Filing date: 2017-10-03
Publication date: 2018-03-15
Anticipated expiration: 2030-05-25
Also published as: JP6476405B2

Abstract

【課題】給水ポンプと揚砂ポンプの運転の開始と停止の頻度を可及的に少なくし、通常の安価なポンプの使用を可能にする除砂方法の提供。【解決手段】沈砂池２の排水状態で、給水ポンプＰ２からの低圧力水を集砂ピット７側が深くなるように傾斜している主トラフ８ａ及び集砂ピット７の傾斜面に設置したノズルから噴射させるとともに、沈砂池の底面２ａを複数に区分してなるブロックに設けたノズルからブロックごとに所定順序で低圧力水を噴射して、当該ブロックに堆積した土砂を主トラフ８ａに流して、揚砂ポンプＰ３により土砂を汲み上げて取り除く除砂方法において、揚砂ポンプＰ３による汲み上げにより集砂ピット７内の水面が高水位と低水位の間の中間水位まで低下したときは、主トラフ８ａ及び集砂ピット７の傾斜面のノズルからの所定時間の水噴射と、その後の前記ブロックのノズルからの所定時間の水噴射とを、最後順のブロックまで繰り返す、除砂方法。【選択図】図１

Description

本発明は、下水処理設備の沈砂池に沈殿した土砂を水とともに集砂ピットに集め、その集めた土砂と水をポンプにより汲み上げて取り除く除砂方法に関する。

沈砂池内の水を排水ポンプで排出した状態（排水状態）で沈砂池の底面にノズルから低圧力水を噴射して沈砂池の底面に堆積した土砂を流し、沈砂池の底部に設けた集砂ピットに集め、その集めた土砂を集砂ピットに設置した揚砂ポンプにより水と共に汲み上げて汚水沈砂池に移送する低圧集砂方式の除砂装置は、特許文献１に開示されている。

上記除砂装置による低圧集砂を行う沈砂池には、次のような構造が備えられる。すなわち、沈砂池の底面をその一部、例えば中央が最深となるように傾斜させるとともに、その底面の一部に集砂ピットを形成し、沈砂池の底部には沈砂池の両側の側壁の間において沈砂池内の水流方向と平行なトラフ（以下、主トラフという。）を集砂ピット側が深くなるように傾斜させて形成し、さらに、沈砂池の底面には沈砂池内の水流方向と直交する方向に平行に延びる多数のトラフ（以下、小トラフという。）を形成してある。

また、低圧集砂を行うために、多数のノズルが次のように設置されている。すなわち、集砂ピット側が深くなるように傾斜している主トラフの上端部と、集砂ピットの傾斜面（以下、集砂ピット傾斜面という。）の上端部と、沈砂池の底面を沈砂池内の水流方向に複数に区分したブロック（領域）の上端部とにそれぞれノズルが設置されている。主トラフの上端部及び集砂ピット傾斜面に設置されるノズルを、以下、トラフノズルという場合がある。ブロックのノズルは、各ブロックにおいて沈砂池の側壁に沿って設置されたノズルヘッダーに複数個が等間隔で設置されている。集砂ピット内に土砂撹拌用ノズルが設置される場合もある。

また、低圧集砂を行うために、沈砂池の下流側に連設されているポンプ井に設置された給水ポンプからの水を前記トラフノズル及びノズルヘッダーに供給（通水）したり、その供給を止めたり（止水）するための切換弁群、すなわち、トラフノズル用切換弁と、各ノズルヘッダー用切換弁と、あるいは、さらに撹拌用ノズル用切換弁とが備えられている。例えば、沈砂池の底面が４ブロックに区分されている場合は、ノズルヘッダー用切換弁が４個になる。そして、除砂装置は、これらの各ノズルヘッダー用切換弁を所定の順序で切換動作させる切換弁制御手段を有している。

除砂動作の準備として、沈砂池の上流側に設けられているダム装置を開放状態に維持して、沈砂池に雨水や汚水等の下水が沈砂池に流入している状態で、ポンプ井に設置されている排水ポンプを運転し、上澄み水を終末処理場等へ移送する。その後、ダム装置を閉じて、沈砂池への下水進入を阻止する。これによりポンプ井の水量が減少してその水面が沈砂池とポンプ井の間に設けてある堰の上面と同じ高さになった時、排水ポンプの運転を停止させる。これにより、除砂動作の準備が完了する。

続いて、除砂装置に除砂動作開始指令を入力すると、揚砂ポンプの自動運転モードが開始される。自動運転モードにおいては、揚砂ポンプは集砂ピットに設置された水位センサが集砂ピット内の水面が所定の高水位以上になったことを検知したときは自動的に運転を開始し、水位センサが集砂ピット内の水面が所定の低水位になったことを検知したときは自動的に運転を停止する。すなわち、揚砂ポンプは、沈砂池内の水面が集砂ピット内に位置する排水状態を維持するように稼働する。

また、除砂動作開始指令入力に基づき、切換弁制御手段による切換弁の制御が行なわれる。しかし、従来は、揚砂ポンプの制御と切換弁の制御は、それぞれ独立して行われていた。

これをさらに詳述すると、揚砂ポンプの自動運転モードが開始されたときは、集砂ピット内の水面が高水位以上にあるため揚砂ポンプが運転を開始する。これにより集砂ピット内の水面が所定の低水位まで低下するため揚砂ポンプが運転を停止する。これに続いて、切換弁制御手段が次のように切換弁の制御を行う。以下に、沈砂池の底面が４ブロックに区分されている場合を例に説明する。

ａ）切換弁制御手段は、先ず、トラフノズル用切換弁を開け、給水ポンプからの水を主トラフ及び集砂ピット傾斜面のトラフノズルに供給するので、トラフノズルから水が噴射される。ｂ）主トラフ内の土砂が集砂ピットに流れ切るのに必要な時間Ｔｘの経過後に、沈砂池の底面の第１ブロックのノズルヘッダー用切換弁を一定時間Ｔ１開ける。ｃ）その一定時間Ｔ１経過後に第１ブロックのノズルヘッダー用切換弁を閉めるとともに、第２ブロックのノズルヘッダー用切換弁を一定時間Ｔ２開ける。ｄ）その一定時間Ｔ２経過後に第２ブロックのノズルヘッダー用切換弁を閉めるとともに、第３ブロックのノズルヘッダー用切換弁を一定時間Ｔ３開ける。ｅ）その一定時間Ｔ３経過後に第３ブロックのノズルヘッダー用切換弁を閉めるとともに、第４ブロックのノズルヘッダー用切換弁を一定時間Ｔ４開ける。ｆ）その一定時間Ｔ４経過後に第４ブロックのノズルヘッダー用切換弁を閉めるとともに、トラフノズル用切換弁を閉める。
上記一定時間Ｔ１〜Ｔ４は、当該ブロックの土砂堆積量を流すのに必要な時間である。

第４ブロックのノズルヘッダー用切換弁を閉じた後は、沈砂池内の水が集砂ピットに流下し、沈砂池が排水状態になったとき、すなわち、水位センサが低水位を検知したときに揚砂ポンプが運転を停止する。これにより、一連の除砂動作が終了する。この一連の除砂動作が終了したとき、揚砂ポンプの自動運転モードが解除される。

特許第３３１５４８９号公報

上記一定時間Ｔ１〜Ｔ４のそれぞれの経過後に行われる後順のブロックのノズルヘッダー用切換弁の開放動作には、切換弁の種類により多少の違いはあるが、３０秒間ないし１分間と比較的長時間かかる。このため、切換弁の切換えの度に集砂ピット内の水面が所定の低水位まで低下することがある。従って、その都度、揚砂ポンプが自動的に運転と停止を繰り返していた。すなわち、集砂ピット内の水面が所定の高水位にある時に揚砂ポンプの運転を自動的に開始し、所定の低水位になった時に揚砂ポンプの運転を自動的に停止する従来の除砂方法は、揚砂ポンプの運転の開始と停止の頻度が高いため、通常のポンプでは負荷が大きく、耐用期間が短いという問題があった。運転の開始と停止の頻度が高いことを考慮したポンプを使用することも考えられるが、そのようなポンプは高価であるという問題がある。

また、各ノズル及びノズルヘッダーに加圧水を供給する給水ポンプも、揚砂ポンプの水位の変化に伴う運転と停止の繰り返しに応じて、運転と停止が繰り返えされることがあるため、通常の給水ポンプでは負荷が大きく、耐用期間が短いという問題があった。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、給水ポンプと揚砂ポンプの運転の開始と停止の頻度を可及的に少なくし、通常の安価なポンプの使用を可能にする除砂方法を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するため、沈砂池を排水した状態で、給水ポンプから供給される低圧力水を前記沈砂池の集砂ピット側が深くなるように傾斜している主トラフ及び前記集砂ピットの傾斜面に設置したノズルから噴射させるとともに、前記沈砂池の底面を複数に区分してなるブロックに設けたノズルヘッダーのノズルからブロックごとに所定順序で前記低圧力水を噴射して、当該ブロックに堆積した土砂を前記主トラフに流し、さらに前記集砂ピットに集めて、その集砂ピットに設置された、集砂ピット内の水面が所定の高水位以上にあるときに自動的に運転を開始し、その集砂ピット内の水面が所定の低水位になったときに自動的に運転を停止する揚砂ポンプにより前記土砂を汲み上げて取り除く除砂方法において、前記揚砂ポンプによる汲み上げにより前記集砂ピット内の水面が前記高水位と前記低水位の間の所定の中間水位まで低下したときは、前記主トラフ及び前記集砂ピットの傾斜面のノズルからの所定時間の水噴射と、その後の前記ブロックのノズルヘッダーのノズルからの所定時間の水噴射とを、最後順のブロックまで繰り返すことを特徴とする。

ここで、所定時間の水噴射とは、先順のブロックに対する切換弁の閉動作時点から後順のブロックに対する切換弁の開動作時点までの間に、水位センサが中間水位を検知することがあっても、低水位を検知することがないように設定される時間の水噴射である。

本発明によれば、揚砂ポンプによる汲み上げにより集砂ピット内の水面が所定の高水位と所定の低水位の間の所定の中間水位まで低下したときは、主トラフ及び集砂ピットの傾斜面に設置したノズルからの所定時間の水噴射と、その後のブロックのノズルヘッダーのノズルからの所定時間の水噴射とが、最後順のブロックまで繰り返されるので、揚砂ポンプの運転と停止の頻度を少なくすることができる。したがって、揚砂ポンプには通常の安価なポンプの使用が可能である。

沈砂池を含む雨水処理設備の縦断面図である。図１のＸ−Ｘの範囲の一部省略平面図である。図２のＹ１−Ｙ１線断面図である。図２のＹ２−Ｙ２線断面図である。図２のＹ３−Ｙ３線断面図である。給水系統図である。１実施の形態における制御装置を例示する制御系統図である。集砂ピットの水位センサによる検知水位を示す断面図である。揚砂ポンプ制御手段のフローチャートである。切換弁制御手段のフローチャートである。

続いて、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
図１において、１は雨水処理設備であり、側壁Ｗａ，Ｗｂ（図２参照）の間に形成された沈砂池２とポンプ井３とを有する。沈砂池２は図外の下水管から雨水や汚水等の下水が集められる流入渠４に接続されている。流入渠４の下流側端部には、流入渠４から沈砂池２への下水の流入の許容又は阻止を行なうためのダム装置５が設置され、そのダム装置５の下流側で、沈砂池２の上流側端部の直前に夾雑物捕捉用スクリーン６が設置されている。

沈砂池２の底面２ａは、低圧集砂を行うために、上述したように、その一部、例えば中央が最深となるように傾斜されているとともに、沈砂池２の底部中央に集砂ピット７が形成され、沈砂池の底部の幅方向中央には主トラフ８ａが、集砂ピット側が深くなるように傾斜させて形成され、さらに、沈砂池の底面に側壁Ｗａ，Ｗｂの近傍から主トラフ８ａまで平行に延びる多数の小トラフ８ｃが形成されている。沈砂池の底部の幅が小さい場合は、主トラフ８ａは幅方向中央ではなく、側壁Ｗａ，Ｗｂのいずれか一方側に寄った位置に形成される場合もある。８ｂは側壁Ｗａ，Ｗｂから集砂ピット７の底面まで下り傾斜する傾斜面（本明細書では、集砂ピット傾斜面とも言う。）である。

ポンプ井３には、後述される排水ポンプＰ１と、滞留水ポンプを兼ねる給水ポンプＰ２とが設置され、集砂ピット７内に後述される揚砂ポンプＰ３が設置されている。図１のＦは、沈砂池２の下流側端部に設置されているろ過機である。

また、主トラフ８ａの上端部と集砂ピット傾斜面８ｂの上端部にノズル９ａが設置され、沈砂池の底面を主トラフ８ａの両側において複数に区分（図２及び図６では、８区分）したブロック（領域）Ｂの上端部にノズル９ｂが設置されている。ブロックＢに設置されるノズル９ｂは、それぞれのブロックに側壁Ｗａ，Ｗｂの近傍において設置されたノズルヘッダーＮＨに複数個が等間隔に設置されている。図５には、複数個の給水ノズル９ｂを所定の間隔で母管１０に取り付けてなるノズルヘッダーＮＨ１，ＮＨ２・・・を用いている例が示されている。好ましくは、集砂ピット７内に土砂撹拌用ノズル９ｃが設置されている。

そして、図６に例示するように、ポンプ井３の給水ポンプＰ２からの水を前記各ノズル９ａ，９ｂ，９ｃに供給（通水）したり、その供給を止めたり（止水）するための自動弁により構成されている切換弁群ＶＧ１，ＶＧ２、すなわち、トラフノズル用切換弁Ｖａと、各ノズルヘッダー用切換弁Ｖｂと、土砂撹拌用ノズル用切換弁Ｖｃとが備えられている。図６に例示するように、沈砂池の底面が８ブロックに区分されている場合は、ノズルヘッダー用切換弁Ｖｂが８個（Ｖｂ１〜Ｖｂ８）用いられる。

給水ポンプＰ２と切換弁群ＶＧ１，ＶＧ２とを結合する管路には、切換弁Ｖｄを介してリリーフ回路１１が設けられ、全ての切換弁Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃが閉められている場合の給水ポンプＰ２からの水を沈砂池２に逃すように構成されている。このように、全ての切換弁Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃが閉められているときに、給水ポンプＰ２からの水を沈砂池１３に供給することにより、沈砂池内の水位を維持することができる。

なお、揚砂ポンプＰ３により集砂ピット７から汲み上げられる土砂混じりの水は、既知の沈砂分離機１２において土砂を分離された後、汚水沈砂池１３に移送される。

本発明方法を実施する除砂装置に備えられる制御装置１００には、図７に例示するように、除砂始動ボタン（図示せず）を有する操作盤１０１が付加され、排水ポンプ制御回路ＰＣＯＮ１、給水ポンプ制御回路ＰＣＯＮ２及び揚砂ポンプ制御回路ＰＣＯＮ３が内蔵され、さらに、切換弁制御回路ＶＣＯＮが内蔵されている。

切換弁制御回路ＶＣＯＮは、図７に例示するように、また、後述されるように、ノズルヘッダーから水を噴射すべきブロックの順位を順次指定するブロック順位指定部１０２と、後記水位センサ１４からの中間水位検知信号を入力するたびに、そのときにブロック順位指定部１０２により指定されているブロックの順位が最後順か否かを判定する順位判定部１０３と、リリーフ回路の切換弁Ｖｄの開閉を制御する第１切換弁制御部１０４と、除砂動作開始指令入力後又は水位センサ１４からの中間水位検知信号を入力したときの順位判定部１０３の判定結果が最後順でないときに、主トラフ及び集砂ピット傾斜面のノズル用切換弁Ｖａ，Ｖｃを所定時間開ける第２切換弁制御部１０５と、順位を指定されたブロックのノズルヘッダー用切換弁Ｖｂ１〜Ｖｂ８をそれぞれ所定時間開ける第３切換弁制御部１０６とを含み、前記一群の切換弁Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃ，Ｖｄに所定の順序で開動作又は閉動作を駆動させるための制御信号を与えるものである。

また、制御装置１００には、集砂ピット７の設置位置における水面が図８に概念的に示す所定の高水位ＨＷＬ以上、中間水位ＭＷＬ及び低水位ＬＷＬのいずれにあるかを検知して出力する水位センサ１４（図７、８参照）が電気的に接続されている。

揚砂ポンプＰ３は、運転されると、沈砂池内の水を汲み上げてその沈砂池内の水面の高さを下げ、沈砂池の底面を水面から露出させた状態で、各ノズル９ａ，９ｂ，９ｃから水を噴射させて、底面上の土砂を集砂ピットに流し集めるために用いられるものであり、水位センサ１４が高水位ＨＷＬを検知したときに出力する信号に基づいて、揚砂ポンプ制御回路ＰＣＯＮ３が揚砂ポンプＰ３の運転を開始させる。

集砂ピット７の設置位置における水面の高さがどこに存在するときを高水位ＨＷＬと設定するかは、揚砂ポンプＰ３の吸水能力と沈砂池の規模、すなわち、沈砂池の容積の大小により異なり、高水位ＨＷＬは低圧集砂を開始するのに適する水位の上限を規定する。揚砂ポンプＰ３の吸水能力に比較して沈砂池の容積が小さいときは、揚砂ポンプＰ３の運転開始から短時間のうちに水位が低水位ＬＷＬに達することが無いようにするため、主トラフ８ａの最高地点Ｈ１（図２及び図８参照）を高水位ＨＷＬに設定することが望ましい。また、揚砂ポンプＰ３の吸水能力に比較して沈砂池の容積が大きい場合は、揚砂ポンプＰ３の運転開始から水位が低水位ＬＷＬに達するまでの時間は長いので、主トラフ８ａの最低地点Ｈ３（図２及び図８参照）を高水位ＨＷＬに設定することができ、揚砂ポンプＰ３の吸水能力と沈砂池の容積の関係が上記の例の中間にある場合は、最高地点Ｈ１と最低地点Ｈ３の間、例えば、沈砂池の底面の最低地点Ｈ２（図２及び図８参照）を高水位ＨＷＬに設定することができる。図８は、主トラフ８ａの最低地点Ｈ３に高水位ＨＷＬを設定した例を示している。

続いて、上記構成による作用を説明する。ダム装置５が開放されたときは、下水は沈砂池２に流入し、さらにポンプ井３まで流入して、その水位が所定の高さになると、除砂装置の制御装置１００の排水ポンプ制御回路ＰＣＯＮ１によりポンプ井３に設けてある排水ポンプＰ１が運転されて、ポンプ井３内の水が汲み上げられ、図外の終末処理場等に移送される。

その移送の間に、沈砂池２に流入した土砂混じりの下水から土砂が沈殿し、沈砂池の底面２ａに堆積する。その堆積量が所定値に達すると、ダム装置５が閉鎖されて沈砂池２への下水流入が阻止される。そして、排水ポンプＰ１による排水により沈砂池２とポンプ井３の水面が下がり、所定の水位（図１のＷＬ）になると、排水ポンプ制御回路ＰＣＯＮ１により排水ポンプＰ１の運転が止められる。

ポンプ井３の水面が所定の水位（図１のＷＬ）になったことを検知すると、制御装置１００は給水ポンプ制御回路ＰＣＯＮ２、揚砂ポンプ制御回路ＰＣＯＮ３及び切換弁制御回路ＶＣＯＮを起動する。

揚砂ポンプ制御回路ＰＣＯＮ３は、図９に示すように、揚砂ポンプＰ３の自動運転モードを開始させ（Ｓ１１）、水位センサ１４からの検知信号により集砂ピット７内の水面が所定の高水位ＨＷＬ以上か否かを調べ（Ｓ１２）、高水位ＨＷＬ以上であるときは、揚砂ポンプＰ３の運転を開始する（Ｓ１３）。

また、切換弁制御回路ＶＣＯＮは、図１０に示すように、操作盤１０１からの除砂動作開始指令入力に基づいて制御プログラムを起動し、最初に第１切換弁制御部１０４がリリーフ回路の切換弁Ｖｄを開けて給水ポンプＰ２の駆動の準備をする（図１０のステップＳ２１）。続いて、第２切換弁制御部１０５がトラフノズル用切換弁Ｖａ及び土砂撹拌用ノズル用切換弁Ｖｃを開けた（Ｓ２２）後、第１タイマー(図示せず)を始動させる（Ｓ２３）とともに、第１切換弁制御部１０４がリリーフ回路１１の切換弁Ｖｄを閉める（Ｓ２３’）。第１タイマーがタイムアップしたとき、すなわち、給水ポンプＰ２からの水がノズル９ａから主トラフ８ａ及び集砂ピット傾斜面８ｂに所定時間噴射されたとき（Ｓ２４でＹ）、トラフノズル用切換弁Ｖａ及び土砂撹拌用ノズル用切換弁Ｖｃが閉められる（Ｓ２５）。続いて、切換弁制御回路ＶＣＯＮのブロック順位指定部１０２が順位（ｉ）をインクリメント（ｉ＋１）する（Ｓ２６）ので、第３切換弁制御部１０６がそのブロック順位指定部１０２により指定された順位のブロック、すなわち、この場合は、第１ブロックＢ１のノズルヘッダー用切換弁Ｖｂ１を開ける（Ｓ２７）ため、そのノズルヘッダーＮＨ１の各ノズルから水が噴射され、第１ブロックＢ１に堆積していた土砂が主トラフ８ａに向けて流され、さらに集砂ピット７に流入する。こうして、集砂ピット７に集められ、撹拌された土砂混じりの下水は、揚砂ポンプＰ３により汲み上げられ、沈砂分離機１１を経て汚水沈砂池１３に移送される。

第１ブロックＢ１のノズルヘッダー用切換弁Ｖｂ１が開けられると、第２タイマー（図示せず）が始動され、予め設定されている所定時間の経過によりタイムアップする（Ｓ２９でＹ）と、第１ブロックＢ１のノズルヘッダー用切換弁Ｖｂ１が閉められる（Ｓ２１０）。つまり、第２タイマーに設定されている時間の間、第１ブロックＢ１のノズルヘッダーのノズルから水が噴射される。

揚砂ポンプＰ３の吐出量は給水ポンプＰ２の吐出量よりも大に設計されているので、集砂ピット７内の水面は水と土砂の流入により当初一時的に上昇するが、やがて低下する。そして、その後、集砂ピット内の水面が所定の中間水位になったことが水位センサ１４により検知されると（Ｓ２１１においてＹのとき）、切換弁制御回路ＶＣＯＮの順位判定部１０３がそのときブロック順位指定部１０２に指定されている順位が最後順か否かを判定する（Ｓ２１２）。

最後順でない場合は、Ｓ２２に戻り、第２切換弁制御部１０５による主トラフ８ａ及び集砂ピット傾斜面８ｂへの所定時間の吐水（Ｓ２２−Ｓ２５）が行われた後、ブロック順位指定部１０２により次順のブロックが指定され（Ｓ２６）、切換弁制御回路ＶＣＯＮは第２ブロックＢ２のノズルヘッダー用切換弁Ｖｂ２を所定時間開けた後、閉める。再び、水位センサ１４により集砂ピット内の水面が所定の中間水位になったことが検知されると、そのときブロック順位が最後順か否かが判定される（Ｓ２１２）。すなわち、水噴射対象ブロックが最後順になるまで、当該ブロックに対するノズル９ａからの主トラフ８ａ及び集砂ピット傾斜面８ｂへの所定時間の吐水（Ｓ２２−Ｓ２５）及びノズルヘッダーからの所定時間の吐水（Ｓ２７−Ｓ２１０）が繰り返される。これにより、沈砂池の底面の全ブロックの土砂が水とともに主トラフ８ａに流され、集砂ピット７に向けて流される。

この間、揚砂ポンプ制御回路ＰＣＯＮ３は、揚砂ポンプＰ３の運転開始時（Ｓ１３）から水位センサ１４の検知状態を常に監視している。そして、上述のように、主トラフ８ａ及び集砂ピット傾斜面８ｂへの所定時間の吐水およびノズルヘッダーからの所定時間の吐水が行われる。また、各除砂動作の当初の一定の時間は、主トラフ８ａ及び集砂ピット傾斜面８ｂから集砂ピット７に流入する水及び土砂等の量が多いため、揚砂ポンプＰ３の汲み上げ能力が抑えられるので、揚砂ポンプＰ３の吐出量が給水ポンプの吐出量よりも少ないか、等しくなる場合がある。これが、上述した、除砂動作中に集砂ピット７内の水面が水と土砂の流入により当初一時的に上昇するが、やがて低下し、所定の中間水位になる理由である。

順位判定部１０３が最後順、すなわち、第４ブロックＢ４と判定したとき（Ｓ２１２でＹのとき）は、水位センサ１４が集砂ピット内の水面が所定の低水位になったことを検知したとき（Ｓ２１３でＹのとき）に、切換弁制御回路ＶＣＯＮの第１切換弁制御部１０４がリリーフ回路の切換弁Ｖｄを開ける制御を行なって、一連の切換弁制御を完了する。また、給水ポンプ制御回路ＰＣＯＮ２も給水ポンプＰ２の運転を停止する。

第４ブロックＢ４のノズルヘッダー用切換弁Ｖｂ４を閉じたことにより、集砂ピット７内の水面が低水位ＬＷＬまで低下するので（Ｓ１４においてＹのとき）、揚砂ポンプＰ３の運転を停止する（Ｓ１５）。その後、揚砂ポンプ制御回路ＰＣＯＮ３は切換弁の制御を完了したか否かを調べ（Ｓ１６）、完了していない場合はステップＳ１２に戻り、高水位になった場合（Ｓ１２においてＹのとき）は再び揚砂ポンプＰ３の運転を開始するが、切換弁制御の完了を確認した（Ｓ１６においてＹのとき）後は、揚砂ポンプの自動運転モードを解除する（Ｓ１７）。

以上を要約すると、除砂動作が開始されると、その時の集砂ピット７内の水面が所定の高水位ＨＷＬ以上であるときは、揚砂ポンプＰ３の運転が開始されるとともに、主トラフ及び集砂ピットの傾斜面に設置したノズルから水が所定時間噴射され、これに続いて指定された順位のブロックのノズルヘッダー用切換弁から水が所定時間開けられる。そして、揚砂ポンプによる汲み上げにより集砂ピット内の水面が所定の高水位と所定の低水位の間の所定の中間水位まで低下したとき、指定されているブロックの順位が最後順でないときは、主トラフ及び集砂ピットの傾斜面に設置したノズルからの所定時間の水噴射と次順のブロックのノズルヘッダー用切換弁からの所定時間の水噴射が最後順のブロックに対する水噴射が終了するまで繰り返される。そして、最後順のブロックに対する水噴射が終了したときはすべての切換弁を閉めた状態で切換弁の制御が終了する。全ての切換弁を閉めた状態で切換弁の制御を終了するので、集砂ピット内の水面が所定の低水位に低下するため、揚砂ポンプは停止する。

上述のように、揚砂ポンプＰ３は自動運転モードを開始すると集砂ピット７内を排水状態に維持するために、集砂ピット設置位置における水面が所定の高水位ＨＷＬ以上にあるときは自動的に運転を開始し、その水面が所定の低水位ＬＷＬまで低下したときは自動的に運転を停止する。しかし、本発明方法においては、トラフノズル及び土砂撹拌用ノズルから所定時間吐水し、かつ、一つのブロックのノズルヘッダーから所定時間吐水した後、揚砂ポンプによる汲み上げにより集砂ピットの水面が所定の中間水位まで低下する度に、最後順のブロックまで、上記トラフノズル及び土砂撹拌用ノズルからの所定時間吐水と当該ブロックのノズルヘッダーからの所定時間吐水とを繰り返す。従って、先順のブロックに対する切換弁の切換動作と後順のブロックに対する切換弁の切換動作の間に、集砂ピット設置位置における水面は、先順のブロックに対する切換弁の閉動作による水噴射の停止、揚砂ポンプの汲み上げ及び後順のブロックに対する切換弁の開動作による水噴射の開始により変動する。しかし、先順のブロックに対する切換弁の閉動作時点から後順のブロックに対する切換弁の開動作時点までの間に、水位センサが中間水位を検知することがあっても、低水位を検知することがないように、第２切換弁制御部１０５及び第３切換弁制御部１０６による切換弁Ｖａ，Ｖｃ，Ｖｂの開放時間を設定してある。また、中間水位の高さ位置は、各ノズル及び各ノズルヘッダーの噴射量、沈砂池の容積、揚砂ポンプの吐出量などに基づいて設定される。

そして、ノズルヘッダー用切換弁に切換動作の速い自動電磁弁を使用すれば、先順のブロックに対する水噴射の終了から次順のブロックに対する水噴射の開始までの間の集砂ピット内の水面の低下量を少なくすることができるので、中間水位の位置設定の精度が緩和される。また、揚砂ポンプの負荷が安定するので、寿命が伸長する。

１雨水処理設備
２沈砂池
２ａ沈砂池の底面
３ポンプ井
７集砂ピット
Ｐ１排水ポンプ
Ｐ２給水ポンプ
Ｐ３揚砂ポンプ
８ａ主トラフ
８ｂ集砂ピットの傾斜面
８ｃ小トラフ
９ａ，９ｂ，９ｃノズル
ＮＨ１〜ＮＨ８ノズルヘッダー
１４水位センサ
ＨＷＬ高水位
ＭＷＬ中間水位
ＬＷＬ低水位
Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃ，Ｖｄ切換弁

Claims

沈砂池を排水した状態で、給水ポンプから供給される低圧力水を前記沈砂池の集砂ピット側が深くなるように傾斜している主トラフ及び前記集砂ピットの傾斜面に設置したノズルから噴射させるとともに、前記沈砂池の底面を複数に区分してなるブロックに設けたノズルヘッダーのノズルからブロックごとに所定順序で前記低圧力水を噴射して、当該ブロックに堆積した土砂を前記主トラフに流し、さらに前記集砂ピットに集めて、その集砂ピットに設置された、集砂ピット内の水面が所定の高水位以上にあるときに自動的に運転を開始し、その集砂ピット内の水面が所定の低水位になったときに自動的に運転を停止する揚砂ポンプにより前記土砂を汲み上げて取り除く除砂方法において、
前記揚砂ポンプによる汲み上げにより前記集砂ピット内の水面が前記高水位と前記低水位の間の所定の中間水位まで低下したときは、前記主トラフ及び前記集砂ピットの傾斜面のノズルからの所定時間の水噴射と、その後の前記ブロックのノズルヘッダーのノズルからの所定時間の水噴射とを、最後順のブロックまで繰り返すことを特徴とする除砂方法。