JP3818550B2 - スカム沈降除去装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、最初沈殿池や最終沈殿池等に発生するスカム（固形物，フロック等）を効率よく破砕処理し沈降させて除去し得るスカム沈降除去装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
下水処理場において最初沈殿池や最終沈殿池等で発生するスカムは、パイプスキマーにより除去するシステムが有効で、すでにその実績が認められているところである。このパイプスキマーによるスカム除去原理は、図５に示すように、フライト式汚泥掻寄機の水面上に突出したリターンフライト２１を利用して水路に浮上するスカム２２をパイプスキマー２３まで掻き寄せ、切り欠きを有するパイプ２３ａを定期的に軸線を中心に回転（転倒）させ、切り欠き部分より越流したスカムと越流水をパイプ内にのみ込み、汚泥ピットまで移送するものである。
【０００３】
パイプスキマー等のスカム除去装置は、一般に、下流域の越流堰近くに設置されることが多いが、最初沈殿池や最終沈殿池に流入直後浮上したスカムは、パイプスキマーまでの間を浮遊するため、水面上に長時間スカムが滞留し、悪臭を発生したり、景観が悪化するなどの問題がある。特に、最終沈殿池で発生するスカムには、放線菌の異常増殖に伴って発生する粘性を有しかつ気泡を多く含んだスカムが大量に発生することがあるが、このようなスカムに対しては、パイプスキマーはその除去能力に限界があり、上記の傾向が大となる。すなわち、パイプスキマーは、その転倒時に、パイプの切り欠きに、表層のみならずその下（中層）の被浄化水まで流入するため、水面近くのスカムを効率よくのみ込むことができない。また、パイプスキマー転倒時の越流水深は通常20〜30mm程度であるが、大量にスカムが発生した場合には、スカムの厚さは50〜 100mmにもなり、図５に示す集塊状のスカム２２′となって、パイプスキマーの越流水深ではスカムののみ込みが困難となる。このため、パイプスキマーで処理できずこれより離れて浮遊するスカムが長時間最終沈殿池に滞留することとなる。これにより、例えば、最終沈殿池へ流入する下水中の放線菌濃度自体が10⁵ 〜10⁶ 個／mlもあるような場合には、放線菌障害、具体的にはエアレーション異常発泡や最終沈殿池での活性汚泥浮上を招来しがちである。
【０００４】
パイプスキマーによるスカム除去方式における上記の欠点を改良したものとして、浮上スカムの下流側への流出をせき止めるスカム流出阻止板を挙げることができる。これは、放線菌障害による活性汚泥浮上が最終沈殿池流入直後に起こることを利用したもので、図４に示すように、最終沈殿池における下水流入部から流下方向に向かって全長 1/4〜 1/3付近の位置の水面上より水面下50〜 100cmに至るせき板であるスカム流出阻止板２４を設置する。フライト式汚泥掻寄機２５の駆動源２５ａの近傍に固定した支持装置２６を介して垂設した整流壁２７を通して流下した浮上汚泥（スカム）２２は、このスカム流出阻止板２４に遮られ、その流出が妨げられる。浮上堆積した汚泥が腐敗して沈降する量と、新たに浮上してくる汚泥量が均衡すれば、最終沈殿池からの汚泥の流出は阻止できる。このスカム除去装置では、スカム流出阻止板２４の上端部から最終沈殿池における下水流入部に向かう所定の範囲を水路全域に亘って掩蔽するように覆がい２８を設けている。この覆がい２８は、浮上スカムが腐敗して悪臭を発したり、ろ床ハエが発生するなどの問題を解決するために欠かせないものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図４に示すスカム流出阻止板２４を設置したとしても、大量にスカムが発生した場合には、図５に示す集塊状のスカム２２´がスカム流出阻止板２４にせき止められ、しかもこのスカムは気泡を内蔵するため沈降せず、放置すればスカムの上部が乾燥・固化し、その除去が非常に困難となる。また、同図に示すスカム除去装置では、覆がい２８を設ける必要があるが、この覆がい２８内には汚泥掻寄機２５の駆動源２５ａである電動機および減速機が収納され、その整備点検が困難である。更には、覆がい２８では、硫化水素等の発生により、コンクリートスラブおよび機器類の腐食が懸念されることから、別途、脱臭設備が必要となる。この発明は、このような従来技術の有する問題点を解決し、スカム流出阻止板２４にせき止められた分厚いスカムも、破砕により砕片化され内部の気泡が離脱して沈降させることができ、また、従来欠かせなかった覆がい２８を設ける必要もないスカム沈降除去装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、この発明は、第１に、水路の表層を幅方向全域に亘って遮断し、浮上スカムの下流側への流出をせき止めるスカム流出阻止板と、このスカム流出阻止板と離間した水路の上流側において、浮上スカムに圧力流体のスプレーを噴出させこの浮上スカムを破砕するスカム破砕用スプレーノズルと、スカム流出阻止板の近傍に、圧力流体のスプレーの噴出により、スカム流出阻止板からスカム破砕用スプレーノズルに向かって浮上スカムを強制移送するスカム移送用スプレーノズルとを備えることを特徴とするスカム沈降除去装置を構成した。
【０００８】
第２の発明は、第１の発明において、前記スカム流出阻止板を越えて下流に流出したスカムを下流側においてのみ込むパイプスキマーを備えてなるスカム沈降除去装置として構成した。
【０００９】
第３の発明は、第１の発明または第２の発明において、前記スカム流出阻止板を越えて下流に流出したスカムは、フライト式汚泥掻寄機のリターン側のフライトにより更に下流に掻き寄せられるスカム沈降除去装置として構成した。
【００１０】
第４の発明は、第３の発明において、前記リターン側のフライトは、水面上に突出するように構成した。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明に係る参考例について示す最終沈殿池に設けたスカム沈降除去装置の側面断面図であり、図２は、図１の水路の下流側におけるスカム沈降除去について説明するスカム沈降除去装置の側面断面図である。
図１に示す最終沈殿池において、被浄化水は、水路１の上流側（図の左方）から流入し、下流側（図の右方）に流下する間に、浮遊するスカムＳが沈降し、除去されて、清澄な浄化水が得られる。被浄化水の流入口付近には、支持装置１１が配設される。支持装置１１は、実質土木スラブで、機械（汚泥掻寄機等）設置の障害とならないように、被浄化水の水面上方に位置させて水路１の幅方向に設けられる。支持装置１１の前端部には、水底部に達する整流壁１２を垂設している。整流壁１２は、水面下の部分に多数の孔（孔径 100mm程度）を穿った板状体で、エアレーションタンク流入水の旋回流を整流させるために設けている。支持装置１１の後部寄りには、スカム流出阻止板２が設けてある。このスカム流出阻止板２は、支持装置１１の下面より水面下10cmに亘り水路１の表層を幅方向全域に亘って遮断できるように垂設したもので、気泡を内蔵し水面上に浮遊する浮上スカムＳ´は、このスカム流出阻止板２により遮られ、下流側への流出がせき止められる。
【００１２】
スカム流出阻止板２の上流側、つまり整流壁１２とスカム流出阻止板２との間における支持装置１１の下面には、スカム破砕用スプレーノズル３が取り付けられる。スカム破砕用スプレーノズル３は、水面上方における水面に近い位置、具体的には水面上方 100cm付近に設けてあり、図の例では流路の方向に３基並設され、一系統にまとめられて圧力水ポンプ１３を介して二次処理水１４のタンク１５に接続されている。二次処理水１４は、圧力水ポンプ１３により圧送され、スカム破砕用スプレーノズル３の先端部から圧力水のスプレーとして噴出し、整流壁１２とスカム流出阻止板２との間の浮上スカムＳ′を攪拌および流動させ、破砕する。圧力水のスプレーは、スカム破砕用スプレーノズル３を直下方向あるいはスカム流出阻止板２に向けてやや傾斜させ、実質的に垂直方向に、連続的にまたは間欠的に噴出させると、浮上スカムＳ′を効率よく破砕できる。浮上スカムＳ′は、破砕により砕片化されるにしたがい、気泡が強制的に離脱されて、汚泥ピット１６に沈降する。二次処理水１４としては、図示の例のように場内雑用水を用いてもよいし、また、最終沈殿池に水中ポンプを設置してこれより供給される水を使用してもよい。
【００１３】
上記のように、浮上スカムＳ′は、スカム流出阻止板２により下流側への流出がせき止めらた状態で、圧力水のスプレーにより破砕されるが、スカムＳの浮上する速度によってはスカム流出阻止板２を越えて下流側に流出することが考えられる。この場合に備えて、水路１の下流側にパイプスキマー４を設置し、流出したスカムＳをのみ込み、除去処理するようにしている。最終沈殿池で発生したスカムのうち、ほとんどのスカムＳは流入直後に圧力水のスプレーにより破砕されて沈降するため、スカム流出阻止板２を越えて下流側に流出するスカムＳは少量であり、しかもこれをパイプスキマー４により完全に除去できるので、最終沈殿池での悪臭の発生や景観の悪化を招来する恐れがない。
【００１４】
最終沈殿池の汚泥ピット１６から最下流側にかけては、公知のフライト式汚泥掻寄機５が設けられる。フライト式汚泥掻寄機５は２条のエンドレスチェーン５ａに多数のフライト（掻き寄せ板）５ｂを取り付け、支持装置１１の後部に載置した駆動源である電動機５ｃによりこれを駆動して池底に沈降したスカムＳを掻き寄せ、汚泥ピット１６に掻き集めるものである。掻き集められたスカムは、他の沈殿汚泥とともに集泥処理する。また、この参考例では、図２に拡大して示すように、フライト式汚泥掻寄機５のリターン側のフライト５ｄを水面上に突出させ、スカム流出阻止板２を越えて下流側に流出し水面上に浮遊する浮上スカムＳ´を、このリターン側のフライト５ｄにより更に下流に掻き寄せ、パイプスキマー４に効率よくのみ込ませて排泥することにより、スカムの完全除去を図っている。
【００１５】
図３は、この発明の実施の形態について示す最終沈殿池に設けたスカム沈降除去装置の側面断面図である。図３において、図１と共通の部位および部材には、参考例で付した符号と同一の符号を付し、その詳しい説明を省略している。
この実施形態では、スカム流出阻止板２をスカム破砕用スプレーノズル３と離間した下流側の位置に設け、フライト式汚泥掻寄機５のリターン側のフライト５ｄを水面下に位置させている。もちろん、リターン側のフライト５ｄをスカム流出阻止板２を越えた下流側で水面上に突出させてもよい。スカム流出阻止板２の上流側には、このスカム流出阻止板２と近接させて、スカム移送用スプレーノズル６を設置する。スカム移送用スプレーノズル６は、水面上方における水面に近い位置、具体的には水面上10cm付近に設けてあり、二次処理水１４のタンク１５から圧力水ポンプ１３を経由してスカム破砕用スプレーノズル３に送水される経路に、分岐して接続される。二次処理水１４は、圧力水ポンプ１３により圧送され、導水路１４´を経由してスカム移送用スプレーノズル６の先端部から圧力水のスプレーとして噴出する。そして、スカム流出阻止板２により下流側への流出がせき止めらた浮上スカムＳ´を、スカム流出阻止板２からスカム破砕用スプレーノズル３に向かって強制移送する。スカム移送用スプレーノズル６は、圧力水のスプレーが実質的に水平方向に噴出するように水平またはやや上向き角度で取り付けると効率よく浮上スカムＳ´を移送できる。スカム破砕用スプレーノズル３の位置まで強制移送された浮上スカムＳ´は、このスカム破砕用スプレーノズル３からの圧力水のスプレーにより破砕され、脱気されて、汚泥ピット１６に沈降する。
【００１６】
上記のように、浮上スカムＳ´は、スカム流出阻止板２により下流側への流出がせき止められた状態で、スカム移送用スプレーノズル６からの圧力水のスプレーにより上流側に強制移送され、スカム破砕用スプレーノズル３からの圧力水のスプレーにより破砕される。スカム流出阻止板２を越えて下流側に流出した浮上スカムＳ´を、水路１の下流側に設置したパイプスキマー４によりのみ込み、除去処理するようにする点は、参考例と同様である。
【００１７】
【発明の効果】
上記の構成からなるこの発明のスカム沈降除去装置の実施形態によれば、スカム流出阻止板の近傍に設けたスカム移送用スプレーノズルにより、スカム破砕用スプレーノズルに向かって浮上スカムを強制移送した状態で、浮上スカムは、スカム破砕用スプレーノズルからの圧力水のスプレーにより破砕され、脱気されて、沈降するので、従来のパイプスキマーではのみ込みが困難であった集塊状のスカムも容易に砕片化することができ、スカムが長時間最終沈殿池に滞留することによる悪臭の発生や景観の悪化を未然に防止することができる。また、パイプスキマーによるスカム除去方式のこの欠点を改良した従来の浮上汚泥をスカム流出阻止板により遮る方式では、水路を掩蔽する覆がいが不可欠であったところ、この発明のスカム沈降除去装置ではこれを必要としないので、覆がい内に収納された汚泥掻寄機の駆動源である電動機および減速機の整備点検が容易である。
【００１８】
さらに、最終沈殿池の下流側にパイプスキマーを設置すれば、最終沈殿池流入直後にスカムはほとんど沈降し、スカム流出阻止板を越えて下流に流出するスカムは少量であるから、パイプスキマーによりこれを完全に除去できる。この際、スカム流出阻止板を越えて下流に流出したスカムを、フライト式汚泥掻寄機の水面上に突出したリターン側のフライトにより下流側に掻き寄せれば、パイプスキマーに浮上スカムを効率よくのみ込ませ、スカムの完全除去を図り得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明に係る参考例について示す最終沈殿池に設けたスカム沈降除去装置の側面断面図である。
【図２】 図１の水路の下流側におけるスカム除去について説明するスカム除去装置の側面断面図である。
【図３】 この発明の実施の形態について示す最終沈殿池に設けたスカム沈降除去装置の側面断面図である。
【図４】 従来のスカム除去装置の一例を示す側面断面図である。
【図５】 従来のスカム除去装置によるスカム除去の状態について説明する側面断面図である。

Claims (4)

1. 水路の表層を幅方向全域に亘って遮断し、浮上スカムの下流側への流出をせき止めるスカム流出阻止板と、このスカム流出阻止板と離間した水路の上流側において、浮上スカムに圧力流体のスプレーを噴出させこの浮上スカムを破砕するスカム破砕用スプレーノズルと、スカム流出阻止板の近傍に、圧力流体のスプレーの噴出により、スカム流出阻止板からスカム破砕用スプレーノズルに向かって浮上スカムを強制移送するスカム移送用スプレーノズルとを備えることを特徴とするスカム沈降除去装置。
2. 前記スカム流出阻止板を越えて下流に流出したスカムを下流側においてのみ込むパイプスキマーを備えてなる請求項１に記載のスカム沈降除去装置。
3. 前記スカム流出阻止板を越えて下流に流出したスカムは、フライト式汚泥掻寄機のリターン側のフライトにより更に下流に掻き寄せられる請求項１または請求項２に記載のスカム沈降除去装置。
4. 前記リターン側のフライトは、水面上に突出してなる請求項３に記載のスカム沈降除去装置。

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