JP3874158B2 - 汚泥掻寄機の運転方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、汚泥掻寄機(沈砂を対象とする沈砂掻寄機を含み、本明細書において、単に、「汚泥掻寄機」という。)の運転方法に関し、特に、汚水処理槽の槽底に沿って移動するフライトにより槽底に沈積した汚泥を、水流の乱れによる汚泥の舞い上がりを防止しながら、効率的に汚泥ピット側に掻き寄せることができるようにした汚泥掻寄機の運転方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、下水や上水の汚水処理槽に沈積した汚泥を掻き寄せ、排出する汚泥掻寄機としては、図7に示すように、一般に、汚水処理槽1の槽底11に沿って移動可能としたチェンCに、シューを備えた多数の汚泥掻寄用フライトFを取り付け、チェンCを電動モータMにより回転駆動することにより槽底11に沈積した汚泥を汚泥ピットP側に掻き寄せ、汚泥引抜管を介して排出するようにしたチェン式汚泥掻寄機が汎用されている。
そして、図7に示す汚泥掻寄機においては、復路側の水面位置にある汚泥掻寄用フライトFによって、水面に浮遊するスカムを掻き寄せ、スカムスキマKを介してスカムを排出するようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の汚泥掻寄機は、汚水中の劣悪な環境下で、シューを備えた汚泥掻寄用フライトF及びチェンCを駆動するようにしているため、その機構上、フライトF及びチェンC並びにその駆動部分や摺動部分が汚水中に位置し、このため、摩耗が激しく、傷みやすく、寿命が短いため、シューの交換等のメンテナンスに時間と費用がかかるという問題があった。
【0004】
この問題点に対処するために、本件出願人は、先に、略矩形運動(蠕動運動)をするようにしたビームの下面側に多数の汚泥掻寄用フライトを配設し、ビームを池底に沿って略矩形運動をさせて、池底に沈積した汚泥を掻き寄せるようにした汚泥掻寄機を提案した(特願平11−310918号)。
【0005】
この汚泥掻寄機は、水中での摺動部を減らし、機械装置の長寿命化を計ることができるという利点を有するものの、フライトの前進及び後退時に、フライトによる水流の乱れが発生しやすく、沈積した汚泥が水流に乗って再び舞い上がるようになり、汚泥の掻寄効率が低下するという問題があった。
一方、この問題が生じないように、フライトによる水流の乱れが発生しない程度の遅い速度でフライトの前進及び後退を行うようにすると、汚泥掻寄装置の1サイクルの動作時間が長くかかり、1サイクルの掻寄量が減少し、同様に、汚泥の掻寄効率が低下するという問題があった。
【0006】
本発明は、上記本件出願人の提案に係る汚泥掻寄機の有する水中での摺動部を減らし、機械装置の長寿命化を計ることができるという利点を生かし、汚水処理槽の槽底に沿って移動するフライトにより槽底に沈積した汚泥を、水流の乱れによる汚泥の舞い上がりを防止しながら、効率的に汚泥ピット側に掻き寄せることができるようにした汚泥掻寄機の運転方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の汚泥掻寄機の運転方法は、汚水処理槽の槽底に沿って移動するフライトを多数配設した汚泥掻寄装置を、駆動装置にて前進時降下させ、後退時上昇するようにして往復動させて、槽底に沈積した汚泥を汚泥ピット側に順次掻き寄せるようにした汚泥掻寄機の運転方法において、以下の(a)〜(f)の運転条件の下で汚泥掻寄装置を運転することを特徴とする。
(a)汚泥掻寄装置の1サイクル中に沈積する汚泥の沈積高さ≦フライトの高さ
(b)汚泥掻寄装置の1サイクル中に沈積する汚泥の沈積高さ≦フライトの昇降ストローク
(c)汚泥の沈積勾配≧フライト上端を結んだ勾配
(d)フライトのピッチ≦駆動装置の駆動ストローク長
(e)フライトの前進時の速度:0.5〜1.8m/分
(f)フライトの後退時の速度:前進時の速度より速く、かつ、2.3m/分以下
【0008】
この汚泥掻寄機の運転方法は、汚泥掻寄装置を特定の運転条件の下で、特に、フライトの前進時の速度を0.5〜1.8m/分に、また、フライトの後退時の速度を前進時の速度より速く、かつ、2.3m/分以下にして運転するようにしているので、略矩形運動(蠕動運動)をするようにしたビームの下面側に多数の汚泥掻寄用フライトを配設し、ビームを池底に沿って略矩形運動をさせて、池底に沈積した汚泥を掻き寄せるようにした汚泥掻寄機の有する水中での摺動部を減らし、機械装置の長寿命化を計ることができるという利点を生かすとともに、汚水処理槽の槽底に沿って移動するフライトにより槽底に沈積した汚泥を、水流の乱れによる汚泥の舞い上がりを防止しながら、効率的に汚泥ピット側に掻き寄せることができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の汚泥掻寄機の運転方法の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0010】
図1〜図4に、本発明の汚泥掻寄機の運転方法を実施する汚泥掻寄機Aを設置した汚水処理槽1の一例を示す。
【0011】
汚水処理槽1には、その一端側から汚水が導入されるとともに、この汚水供給側の底部に汚泥引抜管2を有する汚泥ピットPを備え、この汚水処理槽1の槽底11は、好ましくは、槽底11に沈積した汚泥Dが汚泥ピットPに流入しやすいように、汚泥ピットP側が低くなるように傾斜して形成されている。
【0012】
また、汚水処理槽1には、汚水処理槽1に導入された汚水に含まれるスカム分が分離して浮遊する位置、例えば、汚水処理槽1のほぼ中央付近の水面にスカムスキマKを配設して、水面に浮遊するスカムを汚水処理槽1外に排出するとともに、スカムスキマKの後方の水面に複数の流出樋3を配設して、汚泥を沈積分離し、かつスカムを除去した後の汚水を汚水処理槽1外に排出するように構成する。
【0013】
さらに、汚水処理槽1には、槽底11に沈積した汚泥Dを掻き寄せ、汚泥ピットPに集泥する汚泥掻寄機Aを配置する。
この汚泥掻寄機Aは、汚水処理槽1の槽底11に沈積した汚泥Dをフライトにて掻き寄せる汚泥掻寄装置4と、この汚泥掻寄装置4の上方に一体に取り付けて水面に浮遊するスカムをスカムスキマKに掻き寄せるスカム掻寄装置6と、この汚泥掻寄装置4及びスカム掻寄装置6を吊垂支持して所定のストローク長L2で汚水処理槽1の長手方向に沿って往復動させる水面上に設置した駆動装置5とからなる。
【0014】
汚泥掻寄装置4は、汚水処理槽1の槽底11の長手方向のほぼ全長に亘って、槽底11の幅方向の両端部に2本の下ビーム41,41を平行に配設し、この2本の下ビーム41,41間に掛け渡すようにして多数のフライト42を所定間隔L1に架設して構成する。
汚泥掻寄用のフライト42は、2本の下ビーム41,41間に、好ましくは、ストローク長L2と等しいか、ストローク長L2よりも短い所定の間隔のフライトピッチL1で、略等間隔に平行に架設するとともに、各フライト42は、汚泥掻寄方向、すなわち、汚泥ピットPに向けて前進するときは、汚泥Dを掻き寄せるように、反対方向に後退するときは、沈積した汚泥に潜り込むように、前面及び背面の形状を異ならせて、より具体的には、前面が略鉛直面、背面が傾斜面、底面が槽底11に沿う断面直角三角形に形成して構成するようにする。
【0015】
さらに、下ビーム41やフライト42の水中での重量を軽減するために、図2(B)に示すように、下ビーム41やフライト42の内部を中空にして密閉するか、発泡性の浮力材41Fを充填して浮力を作用するようにすることも可能である。
また、フライト42は、下ビーム41,41に固定するようにしたり、あるいは、下ビーム41,41に対して若干揺動可能に支持するようにする。フライト42を、下ビーム41,41に対して若干揺動可能に支持するようにすることにより、前進するときは、フライト42の底面を槽底11に沿って移動させることができ、沈積した汚泥Dの掻き寄せを、確実に、かつ、安定して行うことができるとともに、後退するときは、フライト42を沈積した汚泥中に確実に潜り込ませることができるものとなる。
また、この汚泥掻寄装置4は、駆動装置5により吊りロッド7を介して吊垂支持する。
【0016】
この駆動装置5は、ピンラックを備えたループ状のガイドレール50と、このピンラックと噛合し、ガイドレール50に沿って循環移動する移動体51とより構成し、この移動体51に吊りロッド7を介して前記汚泥掻寄装置4及びスカム掻寄装置6を吊垂支持し、移動体51がガイドレール50の上部50aと下部50bに沿って循環移動する際、移動体51により汚泥掻寄装置4を往復動させ、汚泥掻寄装置4のフライト42が、汚泥掻寄方向に前進するとき、槽底11から少しの隙間、具体的には、10mm程度の隙間をあけて前進し、反対方向に後退するときは、槽底11から離間するように、例えば、さらにフライト42の昇降ストロークh2だけ持ち上げられて未掻寄沈積汚泥を後方へ掻き戻さないように槽底11より離れて移動するように構成する。
【0017】
このように構成した汚水処理槽1内に流入した汚水は、その下流方向へ流下するとき、重力分離が行われて、汚泥分は沈積する。このとき、比重の大きいものは速く沈積するため、比重の大きいものから順次汚水処理槽1の上流側から下流側の槽底11に沈積する。
この場合、図6に示すように、汚水処理槽1の高さをH、汚水の流入速度をV1、汚泥の沈積速度をV2とすると、汚水処理槽1の槽底11に沈積する汚泥の沈積距離Lは、
L=(V1/V2)・H
の関係式で表される。
一方、スカム分は水面に浮遊し、汚泥分、スカム分が分離除去された汚水は、流出樋3から排出される。
【0018】
この汚水処理槽1内に、汚泥掻寄装置4を吊りロッド7を介して駆動装置5にて吊垂支持して往復駆動することにより、汚泥掻寄装置4の前進時、汚泥掻寄装置4により槽底11に沈積する汚泥Dを汚泥ピットP側へ掻き寄せ、集泥し、また、汚泥掻寄装置4の後退時、支持ロッドLを介して支持したスカム掻寄装置6により水面に浮遊するスカムをスカムスキマK側に掻き寄せる。
なお、この汚泥掻寄機Aの駆動は、連続的あるいは間欠的に行うことができ、これは、汚水の流入量、汚泥の沈積量等に応じて適宜選択的に行うことができる。
【0019】
フライト42による沈積汚泥の掻寄能力は、フライト42の形状や掻寄速度等により変動するが、掻寄速度と掻寄角の関係による掻寄能力比を図5に示す。
図5から明らかなように、フライト42による沈積汚泥の掻寄能力は、フライト42の前進時の速度が、0.5m/分未満のときや1.8m/分を越えると極端に低下し、1.0m/分近傍のときに最も効率がよく、したがって、フライト42の前進時の速度は、0.5〜1.8m/分の範囲に設定するようにする(条件e)。
【0020】
また、フライト42の移動速度に対する沈積汚泥の掻寄角は、掻寄速度が速くなれば大きくなり、2.3m/分以上になれば、水流に乱れが発生し、沈積汚泥はこの乱れにより舞い上がってしまう。
このため、フライト42の後退時の速度は、水流に乱れが発生し、沈積汚泥がこの乱れにより舞い上がってしまうことがないように、かつ、汚泥掻寄装置の1サイクルの動作時間が長くかかり、1サイクルの掻寄量が減少し、汚泥の掻寄効率が低下することがないように、前進時の速度より速く、かつ、2.3m/分以下の範囲に設定するようにする(条件f)。
【0021】
この場合において、汚泥掻寄装置4は、以下(a)〜(d)の運転条件の下で運転することを前提とする(図4参照)。
(a)汚泥掻寄装置4の1サイクル中に沈積する汚泥Dの沈積高さh1≦フライト42の高さh3(特に限定されるものではないが、本実施例においては、フライト42の高さh3を順次高くなるように設定している。)
(b)汚泥掻寄装置4の1サイクル中に沈積する汚泥Dの沈積高さh1≦フライト42の昇降ストロークh2
(c)汚泥Dの沈積勾配Q1≧フライト42の上端を結んだ勾配Q2
(d)フライト42のピッチL1≦駆動装置5の駆動ストローク長L2
【0022】
【発明の効果】
本発明の汚泥掻寄機の運転方法によれば、汚泥掻寄装置を特定の運転条件の下で、特に、フライトの前進時の速度を0.5〜1.8m/分に、また、フライトの後退時の速度を前進時の速度より速く、かつ、2.3m/分以下にして運転するようにしているので、略矩形運動(蠕動運動)をするようにしたビームの下面側に多数の汚泥掻寄用フライトを配設し、ビームを池底に沿って略矩形運動をさせて、池底に沈積した汚泥を掻き寄せるようにした汚泥掻寄機の有する水中での摺動部を減らし、機械装置の長寿命化を計ることができるという利点を生かすとともに、汚水処理槽の槽底に沿って移動するフライトにより槽底に沈積した汚泥を、水流の乱れによる汚泥の舞い上がりを防止しながら、効率的に汚泥ピット側に掻き寄せることができる。そして、これにより、汚泥掻寄機の稼働率を低下させ、消費エネルギ及びメンテナンスの頻度を低減することができるとともに、汚泥掻寄機の耐久性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の汚泥掻寄機の運転方法を実施する汚泥掻寄機を設置した汚水処理槽の一例を示し、(A)は平面図、(B)は側面図である。
【図2】汚泥掻寄装置を示し、(A)は平面図、(B)は側面図である。
【図3】汚泥掻寄装置の汚泥掻寄動作を示す説明図である。
【図4】汚泥掻寄装置の運転条件を示す説明図である。
【図5】汚泥掻寄能力の説明図である。
【図6】汚泥の沈積説明図である。
【図7】従来の汚泥掻寄機を示し、(A)は平面図、(B)は側面図である。
【符号の説明】
A 汚泥掻寄機
D 汚泥
1 汚水処理槽
11 槽底
4 汚泥掻寄装置
42 フライト
5 駆動装置
51 移動体
7 吊りロッド
Claims (1)
- 汚水処理槽の槽底に沿って移動するフライトを多数配設した汚泥掻寄装置を、駆動装置にて前進時降下させ、後退時上昇するようにして往復動させて、槽底に沈積した汚泥を汚泥ピット側に順次掻き寄せるようにした汚泥掻寄機の運転方法において、以下の(a)〜(f)の運転条件の下で汚泥掻寄装置を運転することを特徴とする汚泥掻寄機の運転方法。
(a)汚泥掻寄装置の1サイクル中に沈積する汚泥の沈積高さ≦フライトの高さ
(b)汚泥掻寄装置の1サイクル中に沈積する汚泥の沈積高さ≦フライトの昇降ストローク
(c)汚泥の沈積勾配≧フライト上端を結んだ勾配
(d)フライトのピッチ≦駆動装置の駆動ストローク長
(e)フライトの前進時の速度:0.5〜1.8m/分
(f)フライトの後退時の速度:前進時の速度より速く、かつ、2.3m/分以下
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