JP2021020200A - 傾斜面式沈降装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 傾斜状に配備される傾斜式受面材上に滞留する汚泥を該受面材自体を循環駆動させることによって簡単かつ確実に脱落排除して水質向上を図り得るようにした傾斜面式沈降装置を提供すること。【解決手段】 沈澱池あるいは沈澱槽などの処理池内に、一方向に傾斜させた傾斜式受面材を間隔を置いて横方向に配列してなるとともに、これら傾斜式受面材の下方には、該受面材から脱落する沈降滞留物を一定方向に移送するための汚泥移送装置が装備された傾斜面式沈降装置において、前記傾斜式受面材は、複数の斜め回転軸回りに掛装されて循環駆動可能に構成されていることを特徴とする。【選択図】図１

Description

この発明は、傾斜面式沈降装置に関する。

例えば、矩形沈澱池には、流入される汚水に対向する形で前後複数枚の傾斜板を配備しておくことで、これら傾斜板の斜面上に汚泥を滞留させることにより出来るだけ流入側である汚泥ピットに近いところに汚泥を沈降させ回収しやすくしている。そうした傾斜板を配備したものがある（例えば、特許文献１）。

特開２０００−２０２２０８号

傾斜板上に滞留した沈降滞留物はそのままでは回収しにくいため、上記特許文献１では積極的に振動を与えて剥離沈降を促進するようにしたものである。しかし、振動を与えるだけでは沈降滞留物は剥がれ落ちにくく、従って水質改善が今一つ効果的に図れなかったのが実状である。

この発明は、このような従来の問題を解決しようとするものであり、傾斜状に配備される傾斜式受面材上に滞留する汚泥を該受面材自体を循環駆動させることによって簡単かつ確実に脱落排除して水質向上を図り得るようにした傾斜面式沈降装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、沈澱池あるいは沈澱槽などの処理池内に、一方向に傾斜させた傾斜式受面材を間隔を置いて横方向に配列してなるとともに、これら傾斜式受面材の下方には、該受面材から脱落する沈降滞留物を一定方向に移送するための汚泥移送装置が装備された傾斜面式沈降装置において、前記傾斜式受面材は、複数の斜め回転軸回りに掛装されて循環駆動可能に構成されていることを特徴とする。
前記傾斜式受面材とは、樹脂やゴム、あるいは金属製の連続した面板状をなすものの他履帯状のものを含み、強化樹脂繊維やゴムなどを編成したようなものを含む。前記処理池には河川や各種池などが含まれる。

上述したようにこの発明の傾斜面式沈降装置によれば、沈澱池あるいは沈澱槽などの処理池内に、一方向に傾斜させた傾斜式受面材を間隔を置いて横方向に配列してなるとともに、これら傾斜式受面材の下方には、該受面材から脱落する沈降滞留物を一定方向に移送するための汚泥移送装置が装備された傾斜面式沈降装置において、前記傾斜式受面材は、複数の斜め回転軸回りに掛装されて循環駆動可能に構成されていることを特徴とするので、傾斜状に配備される傾斜式受面材上に滞留する汚泥を該受面材自体を循環駆動させることによって簡単かつ確実に脱落排除して水質向上を図り得るようにした傾斜面式沈降装置を提供することができるようになる。

この発明の一実施形態を上向流式沈澱池において示す側断面図。 図１のＩＩ方向矢視図。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図。 図３のＩＶ−ＩＶ線断面図。 図４のＶ−Ｖ線拡大断面図。 図４のＶＩ−ＶＩ線拡大断面図。 他の実施形態を示す側断面図。 他の実施形態を示す側断面図。 他の実施形態を示す側断面図。 他の実施形態を示す側断面図。 図１０のＸＩ−ＸＩ線断面図。 他の実施形態を示す側断面図。 図１２のＸＩＩＩ―ＸＩＩＩ線断面図。 他の実施形態を示す側断面図。

以下、この発明の実施形態を詳細に説明する。
図１ないし図５は、傾斜面式沈降装置についての一実施形態で、１は矩形をした沈澱池（処理池）で、この沈澱池１は、左右に対向する長い側壁２，３とその前後の端に設けられた上流側と下流側の端壁４，５を備えた矩形をしたもので、底壁６も設けられている。図１の左端には、多孔状の整流孔を有する整流壁８が設けられている。前記底壁６の上流側には凹み状の汚泥ピット９が設けられている。

１１は阻流板で、整流壁８の下流側に離れたところに垂直板状にして設けられており、その下側には汚水の流入口が設けられている。１２は汚水の水面である。
１４は傾斜面式沈降装置で、ここでは上向流式を構成している。横向流式に構成されることもある。該装置１４は、両脇にフランジを有する長尺の溝型材でなる外側枠材１５を備え、これら外側枠材１５の一対が側壁２，３の水面高さよりやや下側とそれより２〜３ｍ程度下がった個所をそれぞれ水平で互いに平行をなすようにして止着具１６で固定されている。

上側の外側枠材１５は上流側先端を阻流板１１側とし下流側後端を下流側端壁５までとして側壁２，３側に固定され、下側の外側枠材１５は上流側先端を阻流板１１下端よりやや下流側にし下流側後端を下流側端壁５までくるようにして側壁２，３側に固定されている。
各外側枠材１５の各内側には内側枠材１８が止着具１９による固定により取り付けられている。内側枠材１８は、外側枠材１５に平行な帯長状の受板部１８ａと前後端板１８ｂおよび前後のフランジ１８ｃとを有するものである。

２２は回転軸で、それぞれは、円筒型をした回転パイプ２３と、上下の端フランジ２４と、上部軸２５および下部軸２６とを有するとともに、各軸２５，２６には、図５に示すようなトラニオン軸２７を突設した外リング体２８を外周とした球面等軸受２９が嵌装されている。回転軸２２の側壁３側のものは駆動側で側壁２側のものは従動側となっている。３１は減速機付きモーターである駆動源で外側枠材１５側から突設したブラケット３２を介して取付けられている。また、上下のトラニオン軸２７は、外側枠材１５と内側枠材１８とに開けられた軸孔に軸支されている。

こうして軸支された左右の回転軸２２，２２はα＝６０度立ち上がるようにして平行状に支持されている。左右の回転軸２２，２２には、傾斜式受面材３５が掛装されている。回転軸２２および傾斜式受面材３５の立上り角度αは前記６０度以外に４５度や７５度のように多少の変更される場合がある。
傾斜式受面材３５は、エンドレス型のステンレス薄板、チタン薄板、ＰＶＣやＰＥＴなどの樹脂薄板、ゴム薄板などにより作製されて端フランジ２４，２４に支持を受けるようにして回転軸２２，２２を両端にして巻き掛けられるようにされている。この傾斜式受面材３５には、その傾斜上方側の上周り上面３５ａと下周り上面３５ｂＢとが設定され、それらに下周りから上昇してくる汚泥が沈降して沈降滞留物が発生するようになっている。

傾斜式受面材３５は、図２の右欄上に示すように、ＣＦＲＰ（炭素繊維シート）やＡＦＲＰ（強化アラミド繊維シート）やその表面にさらに仕上げ膜状材を積層成形したものなどでもよい。また、図２の右欄下に示すように、細い円形あるいは角形などのロッド３６…をつなぎ芯材３７で連鎖させたものやその右欄に示すように帯長板３８…をヒンジ３９で連鎖させて形成してもよい。ロッド３６や帯長板３８はゴムや樹脂などの軟質材を用いると回転軸２２に対する駆動が安定する。

また、回転軸２２の回転パイプ２３は、金属や樹脂製で形成されるが、図４の右欄に示すように、縦溝・横溝・斜め溝・くの字溝・ドット状突部などの凹凸形状をした表面にして傾斜式受面材３５との係合密着性が良くなり安定して駆動されるようにしてもよい。さらに、回転パイプ２３には、図４の右下欄のように、表面にゴム膜４１を巻き付けて傾斜式受面材３５がスリップしにくくなるようにしてもよい。この場合、ゴム膜４１の表面には溝を付加してスリップ防止を図るようにすることができる。

駆動側の回転軸２２の下部外周には、図６に示すように、係合突起４３…を付しておき、それに対する傾斜式受面材３５の下回り内周には、前記係合突起４３…に噛み合う内周係合溝４４…を配列したタイミングベルト４５を一体化しておいて傾斜式受面材３５の駆動が安定確実化するようにしてもよい。ベルト４５はゴムベルトであったり樹脂ベルトであったりする。前記係合方式は回転パイプ２３の上端に対応する個所にも適用することができる。

４７はタイトナで、図示しないバネで常に傾斜式受面材３５を内向きに押さえ付けて傾斜式受面材３５が一定高さにおいて安定確実に回転駆動されるようにしてある。４８はそのスイングアームで、このアーム４８には、傾斜式受面材３５の表面に付着した沈降滞留物（汚泥）を掻き落とす上スクレーパ５０が取り付けられている。この上スクレーパ５０は、図２に仮想線で示すように、傾斜式受面材３５の進行方向Ｘに対して斜めに向くようにして掻き落としやすくするようにしてもよい。

上スクレーパ５０はブラシ式であったり金属あるいは樹脂製の帯長板式のものであってもよい。下周り上面Ｂに対しても下スクレーパ５４を設けることがある。これらのスクレーパ５０，５４は、傾斜式受面材３５を循環駆動したときにスクレーパによらず自然な力で沈降滞留物が滑り落ちるような設定の場合にはそのいずれか一方あるいは双方のスクレーパ５０，５４を必要としない。図１の５５はスカムトラフであり、下流側端壁５の上部に設けられている。
傾斜面式沈降装置１４の組付施工としては、次のような一例がある。勿論他の方法によることもある。

例えば、池内を水抜きした状態にし、外側枠材１５に対し止着具１９を介して内側枠材１８を取り付けたセットものを止着具１６…を介して左右側壁２，３の上下にセットする。左右に回転軸２２，２２を有しそれらの間に傾斜式受面材３５を掛装した１ユニットをトラニオン軸２７…を外側・内側枠材１５，１８の孔に差し込むことにより池幅間にセットしてゆく。この場合、内側枠材１８は止着具１９を充分緩めておくことでトラニオン軸２７を孔内に差し込むとともに止着具１９を介して内側枠材１８を外側枠材１５の側へ締め付けてゆくことで前記ユニットをセットすることができる。トラニオン軸２７はボルトとしナットを止め具として外側枠材１５や内側枠材１８に止め付けてゆきセットしてゆくこともできる。図２の左欄に示す１５ａ、１８ａはその際のセット溝で、１８ｂは上からナットを締付操作する際の操作口である。

前記実施形態の場合、該側枠材１５の取付位置の設定に応じて回転軸２２および傾斜式受面材３５の設定角度を変更することができ、即ち、当該設置沈澱池の汚水の流入状況に応じて滞留と排除に適切な角度に設定することができるようになる。
また、別の方法として、池内を水抜きした状態にしておき、外側枠材１５…を両側壁２，３上に固定しておく。一方で、回転軸２２，２２を対としたものに傾斜式受面材３５を掛け回して１つのユニットとするとともに、上下の治具（図示省略）を用して現場池内に吊り込むようにする。１ユニットの上下左右のトラニオン軸２７…を既に固定されている外側枠材１５にまた他方のトラニオン軸２７をその後接近され止着具１９で締め込まれる内側枠材１８にそれぞれ差込係合してのち固定されるようになっている。その際、前記トラニオイン軸２７をボルト軸としそれにナットを組み合わせるとともに前記セット溝１８ａ、１８ａおよび操作口１８ｂを設けておくことで差込係合がなされる。

図１の５７は汚泥移送装置で、傾斜式受面材３５上から沈降してくる沈降滞留物を汚泥ピット９まで移送落下させるようにしたものである。この汚泥移送装置５７はコンベアベルト方式で、その前端にはスクレーパ５８が設けられている。この汚泥移送装置５７は、戻り行程においてベルト自身が汚泥の掻き戻しをしないように中間が中間ローラー５９により高く持ち上げられるようになっている。
この汚泥移送装置５７は、池幅中央に設けられた底ガイドレール上に走行輪付き台車を進退自在とし、同台車に備えた終スクレーパでもって、傾斜式受面材３５側から沈降してきた汚泥を掻き寄せて汚泥ピット９に落とし込むようにした汚泥掻寄装置でもって構成してもよい。

処理池においては、図１の左側（上流側）から矢印のように汚水が導入されたのち、阻流板１１の下周りを矢印Ａのように越えて傾斜面式沈降装置１４の下方域を流れてゆき矢印ａ、ｂのように傾斜面式沈降装置１４，１４の前後間および各傾斜式受面材３５の面内間へと上昇流を起生する。それにより、傾斜式受面材３５の上周りと下周りの各上面３５ａ、３５ｂには一定時間が経過すると汚泥である沈降滞留物が発生することになる。

上面３５ａ、３５ｂに一定量の汚泥が堆積してくると、駆動源３１が回転駆動され、それにより、傾斜式受面材３５が矢印Ｘ方向に循環駆動されるとともにスクレーパ５０，５４により堆積した汚泥が下方へと掻き落とされることになる。
これにより掻き落とされた沈降滞留物は、汚泥移送装置５７により汚泥ピット９まで移送されてゆく。傾斜面式沈降装置１４の傾斜方向は下端が下流側になるように設定されているが、処理設備の汚水状況に合わせて、図１の上欄のように下端が上流側になるように設定してもよく、またその角度も自由に設定できる。

尚、前記実施形態では上スクレーパ５０および下スクレーパ５４が併設されていたが、下スクレーパ５４のみ設置されたものにしたりあるいは上・下スクレーパ５０，５４が共に設置されない装置にしてもよい。また、前記傾斜面式沈降装置は、横向流式であってもよい。即ち、図１の構成が上流側からそのまま見える形のものである。前記傾斜式受面材３５は上下に長い１枚ものであったが、例えば、その高さ間を２枚あるいは３枚などに分割式にしてもよい。前記回転パイプ２３は、多孔板や網状材で造って汚泥が下向きに流れ落ちるようにしてもよく、縦板を複数枚放射配置したもので作ってもよい。また、特に下部の端フランジ２４は下向きに汚泥が流れ落ちるように多孔板や網状材を用いることができる。

図７は他の実施形態を示す。前記実施形態では回転軸２２の各組毎に駆動源３１を備えていたが、図７の実施形態では、単一個の駆動源６２でもって全ての回転軸２２…を連動可能に簡略化を図ったものである。
６３は単一駆動源６２でもって駆動される１本の連動軸で、側壁２に平行状となるようにして外側枠材１５上に対応して通されており、その各軸上には、連動ギア装置６４が構成されるとともに、各連動ギア装置６４と回転軸２２とは自在ジョイント６５…によって分岐連動し得るようになっている。

図８は同じく単一駆動源６８により１本の連動軸６９を駆動し、その各所に配備した連動ギア装置７０…を介して各回転軸２２を連動するように簡略化を図ったもので、特に、ワイヤ式ジョイント７１や右欄のようなコイルバネ式ジョイント７２を連動機構としたものである。
尚、図７および図８の実施形態においては、傾斜式受面材３５に対するスクレーパを付す場合とスクレーパなしとする場合とがある。また、図７および図８の実施形態においては、傾斜式受面材３５を滞留・除去に適切な角度に当初設定することができる。

図９は単一の駆動源７５により１本の連動軸７６を駆動し、その各所に配備した連動ギア装置７７…を介して各回転軸２２を連動するように簡略化を図ったもので、かつワイヤ式ジョイント７８を介して回転軸２２を連動させるようにしたものであって、特に、回転軸２２および傾斜式受面材３５の角度を可変式にしたものを示す。８０はシリンダで、側壁２を基部とし先端を外側枠材１５に連結したもので、これにより、シリンダ８０を伸ばすと傾斜式受面材３５の立上り角度は緩くなりシリンダ８０を短縮すると外側枠材１５が上昇させることもでき、傾斜式受面材３５の立上り角度がきつくも緩くもできるように構成されている。シリンダ８０は手動式起伏連動機構に代えて構成することもできる。
これにより、傾斜式受面材３５の立上り角度を自在に変えることができて、傾斜式受面材３５上への汚泥の沈降滞留作用とその滑り落とし作用とが最も適正になされ得るように設定ができるようになる。
尚、図９の実施形態においては、傾斜式受面材３５に対するスクレーパを付す場合とスクレーパなしとする場合とがある。

図１０は単一個の駆動源８３でもって全ての回転軸２２…を連動可能にしたもので、８４は単一駆動源８３でもって駆動される１本の連動軸で、側壁２に平行状となるようにして外側枠材１５上に対応して通されており、その各軸上には、連動ギア装置８５が構成されるとともに、各連動ギア装置８４と回転軸２２とは自在ジョイント８６…によって分岐連動し得るようになっている。

特に、この実施形態では、水平に伸縮するシリンダ（手動式起伏連動機構とすることもできる）８７を外側枠材１５に連結して同枠材１５を水平に連動させることで回転軸２２と傾斜式受面材３５の立上り角度を変更可能にしたもので、その場合、回転軸２２の長さを伸縮する必要があることから、回転軸２２の構造は々図右上欄のように上部軸２５にピストン８８を備えて回転パイプ２３内に添って伸縮運動可能に構成してある。ピストン８８は図１１のように四角形など角型にしてスライドしながらも回転駆動力が上部軸２５から回転パイプ２３に伝わるようにしてある。尚、図１０の実施形態においては、傾斜式受面材３５に対するスクレーパを付す場合とスクレーパなしとする場合とがある。

図１２および図１３は他の実施形態を示す。同実施形態は、沈澱池９０は、左右の側壁９１，９２と前後の端壁９３，９４および汚泥ピット９５付き底壁９６を備えるとともに整流壁９７と阻流壁９８を備えたものとし、その阻流壁９８より下流側には上向流式の傾斜面式沈降装置１００を構成し、また池底においては傾斜面式沈降装置１００からの沈降滞留物を汚泥ピット９５まで移送する幅広でベルト式の主汚泥移送装置１０１が設けられたものになっている。

傾斜面式沈降装置１００は、外側枠材１０３と内側枠材１０４とを有するとともに左右に回転軸１０５を設けて立上り角６０度程度にしてトラニオン軸１０６で上下を回転自在に支持し、一方の回転軸１０５には駆動源１０７を備えて駆動自在とし、両回転軸１０５間には傾斜式受面材１０９を掛装して循環駆動できるようにして傾斜式受面材１０９の傾斜表面に汚泥を沈降させ循環駆動により自動で滑り落とすようにする。

ところで、傾斜式受面材１０９に汚泥を沈降させそのまま駆動により沈降滞留物を滑り落とさせるようにすると、前記主汚泥移送装置１０１を池一杯の広幅状のものにしておく必要がある。そのことから幅を池幅の約１／３程度に狭くした幅狭型汚泥移送装置１１３を池底上に設置しておけば沈降滞留物を汚泥ピット９５まで運ぶことができしかも運転管理費が少なくて済み好都合である。
それを図示したものが図１３の右欄であり、傾斜式受面材１０９の表側にスクレーパ１１１を備えて回転軸１０５の回転駆動に伴い傾斜式受面材１０９上からスクレーパ１１１を通じて下方に向けて掻き落とすようにし、その下方に幅狭型汚泥移送装置１１３を対応配置したものである。

しかし、傾斜面式沈降装置１００からスクレーパ１１１を介して掻き落とされてくる汚泥はその真直下に落ちてくるものでなく図示ａ…のように汚水中に拡散しながら沈降してくるものであり、しかも、傾斜面式沈降装置１００からは幅狭型汚泥移送装置１１３の上方に対応する部分以外の部分からも図１３のｂ…のように汚泥が流下し、さらに汚水中からも図１３の矢印ｃ…のように汚泥が沈降してくるのが実状である。

そうしたことから、この実施形態では、汚泥移送装置１１５を幅狭背高型として設置してその上側に第１スクレーパ１１６を設けることで、傾斜面式沈降装置１００からの汚泥を拡散なく集めて図１３のＩ方向である幅広型主汚泥移送装置１０１上に落とすようにし、同装置１０１上ではＩ方向からの汚泥とｂ、ｃ方向からの汚泥が沈降してくるようにして、その上に集められた汚泥を図１２のように汚泥ピット９５まで移送することができるようにしてある。主汚泥移送装置１０１からはテール側へ汚泥が戻らないように第２スクレーパ１１７が設けられている。尚、主汚泥移送装置１０１上には第３スクレーパ１１８を配して矢印ＩＩのように幅狭背高型汚泥移送装置１１５上に汚泥を移し変えて汚泥ピット９５へ落とし込むようにしてもよい。

図１４は他の実施形態を示す。沈澱池内に阻流壁１２２と上向流式の傾斜面式沈降装置１２３を構成したものにおいて、流入渠１２５から流入ゲート１２６を介しての流入口１２７に上昇用エルボ管１２８を接続するとともに、その上昇流を拡散しながらエネルギーを吸収して緩徐な沈降流へと変換させる整流機能付き下降流変換手段１２９を設けて、汚泥ができるだけ下流側へ行かず汚泥ピット１３０近くに集中して沈降されるように構成したものである。１３１は汚泥移送装置である。

１…沈澱池 １４…傾斜面式沈降装置 ２２…回転軸 ３５…傾斜式受面材５７…汚泥移送装置。

Claims (1)

1. 沈澱池あるいは沈澱槽などの処理池内に、一方向に傾斜させた傾斜式受面材を間隔を置いて横方向に配列してなるとともに、これら傾斜式受面材の下方には、該受面材から脱落する沈降滞留物を一定方向に移送するための汚泥移送装置が装備された傾斜面式沈降装置において、前記傾斜式受面材は、複数の斜め回転軸回りに掛装されて循環駆動可能に構成されていることを特徴とする傾斜面式沈降装置。