JP3907740B2 - 沈殿槽の整流装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、上下水道の処理設備等における固液分離用の沈殿槽において、供給・排出される処理水の整流を図るための沈殿槽の整流装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４ないし図６に示すように、上下水道の処理設備等における沈殿槽１においては、該沈殿槽１に保持される処理水の流れを安定させて効率的な沈殿による固液分離を図るため、多数の整流孔２…を開けた中間整流壁３を、処理水の流れの方向（供給・排出方向）Ａに沿ってこの沈殿槽１内に設けている。
その一方で、この沈殿槽１の底部には、処理水から沈殿して堆積した汚泥Ｍを回収するための設備を設けなければならない。そして、一般にこの汚泥回収設備においては、沈殿槽１の底部に渡された牽引ワイヤ４に、掻寄板５を備えた汚泥掻寄機６を取り付けて、駆動装置７によって牽引ワイヤ４を引き動かすことにより、この汚泥掻寄機６を沈殿槽１の底部で走行させて上記掻寄板５により汚泥Ｍを掻き寄せ、排泥ピット８に集泥して回収するようにしていた。
【０００３】
従って、この汚泥掻寄機６の走行を可能とするためには、上記中間整流壁３と沈殿槽１の底部との間に汚泥掻寄機６および牽引ワイヤ４が通過する間隙を設けなければならないが、このような間隙が常に開放されたままだと、この間隙を通る処理水によって沈殿槽１内における処理水の流れが乱されてしまい、効率的な沈殿を図ることが困難となるおそれが生じる。
そこで、従来は、この中間整流壁３と沈殿槽１の底部との間に複数の阻流板９…を、中間整流壁３の下端部３Ａを中心に上記汚泥掻寄機６の走行方向に向けて回動可能に支持して設け、隣り合う阻流板９，９同士の間に上記牽引ワイヤ４を通すとともに、汚泥掻寄機６が通過する際にはこの阻流板９が汚泥掻寄機６によって跳ね上げられ、それ以外の時には上記間隙が閉塞されるようにしていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような阻流板９を配することにより、中間整流壁３の底部側においては処理水の流れもせき止められてしまうため、この部分における処理水の流れは図６に矢線Ｂで示すように上側に向けられることとなり、その結果、この阻流板９の上流側（図６において左側）における汚泥Ｍの堆積高さは、阻流板９に近づくに従い漸次高くなってゆく。一方、阻流板９の下流側では、むしろ汚泥Ｍの堆積高さは阻流板９に近づくに従い低くなってゆき、これにより阻流板９を境にして汚泥Ｍの堆積量に著しい相異が生じてしまう。
【０００５】
しかるに、このような状態において、汚泥掻寄機６が通過しようとして阻流板９を跳ね上げると、例えば阻流板９が図６に符号Ｃで示す方向に回動した場合には、上流側に高く堆積した汚泥Ｍが阻流板９ごと跳ね上げられて舞い上がり、沈殿槽１内に再浮上して沈殿効率を著しく低下させてしまうことになる。
また、逆に阻流板９が符号Ｄで示す方向に回動した場合でも、高く堆積した汚泥Ｍが汚泥掻寄機６の通過により攪拌されて舞い上がるとともに、跳ね上げられた阻流板９が下流側に処理水を押し出すことによって沈殿槽１の底部に上流側から下流側に向けて急激な密度流が発生し、これにより上流側の汚泥Ｍが下流側に一気に流れ込んで拡散するため、沈殿槽１内に汚泥Ｍが再浮上してしまうことは避けられない。
【０００６】
本発明は、このような事情の下になされたものであって、その目的とするところは、沈殿槽の底部における汚泥の堆積高さの均一化を図ってその再浮上や拡散を抑制することが可能な沈殿槽の整流装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決して、かかる目的を達成するために、本発明は、処理水を保持する沈殿槽の底部に汚泥掻寄機を走行可能に設けるとともに、上記沈殿槽内には、該沈殿槽の底部との間に間隙を開けて中間整流壁を設け、この中間整流壁には多数の整流孔を形成する一方、この中間整流壁と上記沈殿槽の底部との間の間隙に、上記汚泥掻寄機の通過を許容する可動整流板を配設して、この可動整流板にも多数の整流孔を形成し、この可動整流板における上記整流孔の開口比を上記中間整流壁における整流孔の開口比と等しくなるように 設定したことを特徴とする。従って、従来の阻流板を用いた場合と異なり、上記可動整流板に形成した多数の整流孔を介して、沈殿槽の底部でも処理水が整流されて流通することになるため、この可動整流板の上流と下流とで汚泥の堆積高さに極端な相異が生じることがなく、これにより可動整流板の跳ね上げに伴う汚泥の再浮上や、汚泥掻寄機の通過の際の汚泥の攪拌を抑えることができる。また、整流孔が形成されることにより、可動整流板が跳ね上げられるときに処理水を押し出す作用も弱くなり、従って密度流も小さくなるから、かかる密度流による汚泥の拡散も抑制することが可能となる。
【０００８】
ここで、特に上記可動整流板の下端部における汚泥の掻き上げや密度流の発生等を抑えるには、この可動整流板の下端にスリット状の整流孔を形成するのが望ましい。
これは、可動整流板の下端部は沈殿槽底部に堆積した汚泥の中に埋没することが多く、汚泥掻寄機の通過の際に激しく汚泥を掻き上げ易いからであり、またこの汚泥掻寄機通過の際に可動整流板が回動したときに、その下端部は回動中心から最も離れているため回動距離も大きく、従って処理水を押し出す作用も大きくなって、より大きな密度流を発生するからである。
【０００９】
また、上記可動整流板の面積に対して、このスリット状の整流孔も含めた上記整流孔の開口比は、６〜２０％の範囲に設定されるのが望ましい。
これは、上記開口比が６％を下回るほど小さいと、当該可動整流板による十分な整流効果が得られないとともに、可動整流板を境とした汚泥堆積量の均一化や可動整流板が跳ね上げられた際の汚泥の掻き上げ防止および密度流の抑制も不十分となるおそれがあるからであり、逆に上記開口比が２０％を上回るほど大きくなると、当該可動整流板の強度が損なわれるおそれが生じるからである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１ないし図３は、本発明の一の実施形態を示すものである。
本実施形態において、沈殿槽１１は、一対の側壁１１Ａ，１１Ａとその中央部に立設された仕切壁１１Ｂとによって幅方向に二槽に分けられた構造をなすものであり、処理水はこの沈殿槽１１の長手方向（図１および図３において左右方向）の一端部（図１および図３において左側端部）から供給され、他端側（図１において右側）に向けて流れるうちに固体成分が汚泥Ｍとなって沈殿し、しかる後、この他端部から排出される。すなわち、本実施形態では、この一端部から他端部へ向かう方向が処理水の流れ方向Ａとなる。
【００１１】
ここで、この沈殿槽１１の底部１１Ｃには、上記流れ方向Ａに沿って走行レール１２が敷設されている一方、沈殿槽１１内の両端部の底部１１Ｃ近傍には、複数の滑車１３…が設けられており、これらの滑車１３…には牽引ワイヤ１４が巻きかけられていて、沈殿槽１１内を上記流れ方向Ａに沿って掛け渡されている。さらに、この牽引ワイヤ１４は、沈殿槽１１の上記一端部側において滑車１３から上方に引き上げられており、この牽引ワイヤ１４の上方に引き上げられた部分は、沈殿槽１１の一端側の地上部に設けられた駆動装置１５の回転ドラム１６に巻きかけられている。
一方、沈殿槽１１の底部１１Ｃの一端部は、他端部側に対して一段陥没するように形成されてるとともに、図示しない排泥管に連結されていて、汚泥Ｍの排泥ピット１７とされている。
【００１２】
さらに上記走行レール１２上には、汚泥掻寄機１８の走行台車１９が該走行レール１２に沿って走行自在に設けられており、この走行台車１９は、レバー２０を介して上記牽引ワイヤ１４に連結されていて、上記駆動装置１５の回転ドラム１６の回転により牽引ワイヤ１４が移動するのに伴い、沈殿槽１１の底部１１Ｃを上記流れ方向Ａに沿ってその一端部と他端部との間で走行可能とされている。また、この走行台車１９の下部には、掻寄板２１が上記レバー２０に連結されて、沈殿槽１１の底部１１Ｃに対して上下動可能に設けられており、走行台車１９が沈殿槽１１の上記一端部側に向けて走行する際には、この掻寄板２１が底部１１Ｃに接して直立し、沈殿槽１１の底部１１Ｃに堆積した汚泥Ｍを掻き寄せて上記汚泥ピット１７に排出し、逆に走行台車１９が沈殿槽１１の他端部側に向けて走行する際には、掻寄板２１が底部１１Ｃから離れて水平になるようになされている。
【００１３】
一方、沈殿槽１１内には、処理水の流れ方向Ａに対向するように該沈殿槽１１の幅方向に延びる中間整流壁２２が、上記流れ方向Ａに間隔をおいて複数設けられている。これらの中間整流壁２２…は、沈殿槽１１の上記側壁１１Ａと仕切壁１１Ｂとの間に渡って、これら側壁１１Ａと仕切壁１１Ｂとに一体に形成されて成るものであり、その上端部は、上記側壁１１Ａおよび仕切壁１１Ｂの上端部と略同じ高さとされていて、沈殿槽１１に供給されて保持される処理水の水位よりも高くなるように設定されている。
また、各中間整流壁２２には多数の整流孔２３…が上記流れ方向Ａに当該中間整流壁２２を貫通するように形成されている。ここで、これらの整流孔２３…は、直径１００〜１５０mm程度の円形をなすものであって、当該中間整流壁２２の全面に亙って沈殿槽１１の幅方向および上下方向に等間隔となる格子点状に形成されており、その数は、一の中間整流壁２２の面積に対する全整流孔２３…の総開口面積、すなわち整流孔２３の開口比が６〜２０％の範囲となるように設定されている。
【００１４】
さらに、この中間整流壁２２の下端部２２Ａと沈殿槽１１の底部１１Ｃとの間には、上記牽引ワイヤ１４が通され、かつ上記汚泥掻寄機１８の走行台車１９が通過可能となるように間隙が設けられており、この間隙に、中間整流壁２２と同様に処理水の流れ方向Ａに対向するように可動整流板２４が設けられている。
この可動整流板２４は、強度と軽量化とを考慮してゴムまたはＰＶＣ等のプラスチックから形成されたものであって、本実施形態では図２に示すように側壁１１Ａ側と仕切壁１１Ｂ側とに配置された一対の幅の小さい整流板２４Ａ，２４Ｂと、その間に配置された幅の大きい整流板２４Ｃとにより構成されており、上記一対の整流板２４Ａ，２４Ｂと中央の整流板２４Ｃとの間には隙間が開けられている。
【００１５】
また、各整流板２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃは、その上端部が図３に示すように中間整流壁２２の下端部２２Ａに設けられた吊り具２７に掛け止められて中間整流壁２２の下端部２２Ａに吊り下げられ、この掛け止め部を中心に図中に矢線Ｃ・Ｄで示す方向に回動自在に支持されている。
しかるに、整流板２４Ａ，２４Ｂと整流板２４Ｃとの間の上記隙間には、沈殿槽１１内に渡された上記牽引ワイヤ１４が通されており、また各整流板２４Ａ〜２４Ｃは、通常はその自重によって図３に示すように中間整流壁２２の下端部２２Ａから垂下した状態とされる一方、汚泥掻寄機１８の上記走行台車１９の通過の際には、該走行台車１９に押されて跳ね上げられることにより、該整流板２４Ａ〜２４Ｃが矢線ＣまたはＤ方向に回動して開閉し、その通り抜けを許容するようになされている。
【００１６】
そして、この可動整流板２４には、上記整流板２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃのそれぞれの略全面に亙って、該可動整流板２４を貫通するように多数の整流孔２５…が形成されている。
本実施形態では、これらの整流孔２５…は、中間整流壁２２の上記整流孔２３と同様に円形をなすものであり、図２に示すように上下方向に等間隔で互いに平行な列をなすとともに、各列においては沈殿槽１１の幅方向に互いに等間隔となるように、かつ上下方向に隣り合う列同士では互いに千鳥状となるように配列されている。また、各整流孔２５…の直径は、整流板２４Ａ〜２５Ｃの強度や抗力等を考慮して５０〜１６０mmの範囲内で適宜に設定されている。
【００１７】
さらに本実施形態では、各整流板２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃの下端部に、上方に向けて延びる多数のスリット状の整流孔２６…が上記整流孔２５…の幅方向の間隔と略等間隔となるように形成されており、かつその開口幅も、上記整流孔２５…の直径と同じく、５０〜１６０mmの範囲内に設定されている。また、このスリット状の整流孔２６の上下方向の長さは、図３に示すように沈殿槽１１の底部１１Ｃに堆積する汚泥Ｍの平均的堆積高さよりも、該底部１１Ｃから整流孔２６の上端部までの高さの方が高く、堆積した汚泥Ｍの上に整流孔２６の上部が開口するように設定されている。
さらにまた、本実施形態では、これらスリット状の整流孔２６…をも含めた整流孔２５…，２６…の総開口面積が可動整流板２４の整流板２４Ａ〜２４Ｃの総面積に対してなす開口比は、中間整流壁２２における開口比と同様に、６〜２０％の範囲内において設定されている。
【００１８】
しかるに、かかる構成の整流装置においては、まず従来の阻流板を用いた場合と異なり、中間整流壁２２だけでなく、可動整流板２４の各整流板２４Ａ〜２４Ｃに形成された整流孔２５…，２６…を介して沈殿槽１１の底部１１Ｃ側でも処理水が整流されて流通するため、図３に示すように可動整流板２４の上流側と下流側とで底部１１に堆積する汚泥Ｍの堆積高さに極端な差が生じることがない。このため、汚泥掻寄機１８の走行台車１９が通過する際に、この可動整流板２４が押されて跳ね上げられても、それに伴う汚泥Ｍの跳ね上げや再浮上を抑えることが可能となり、また走行台車１９の通過の際に汚泥Ｍが攪拌されて舞い上げられることも抑制することができる。
さらに、こうして可動整流板２４に整流孔２５…，２６…を形成することにより、整流板２４Ａ〜２４Ｃが跳ね上げられる際にその回動方向側の処理水が整流孔２５…，２６…から逃げるため、整流板２４Ａ〜２４Ｃが処理水を押し出す作用が弱くなる。そして、これにより、整流板２４Ａ〜２４Ｃの跳ね上げに伴い生じる密度流も小さくなるので、かかる密度流による汚泥Ｍの拡散も抑制することが可能となる。
【００１９】
このように、本実施形態によれば、沈殿槽１１の底部１１Ｃに堆積した汚泥Ｍが、汚泥掻寄機１８による掻き寄せ、回収の際に舞い上げられて再浮上したり、処理水中に拡散したりするのを抑えることが可能であり、すなわち一旦処理水から沈降分離された固体成分が再び処理水中に混濁してしまうような事態を極力起こり難くすることができる。従って、かかる汚泥Ｍの再浮上等により当該沈殿槽１１における沈殿効率が損なわれるのを防止することができ、効率的な汚泥Ｍの沈降分離を図って処理水の速やかな清澄化等を促すことが可能となるとともに、汚泥掻寄機１８による汚泥Ｍの回収の効率化を図ることができる。
また、上記整流装置によれば、可動整流板２４の整流板２４Ａ〜２４Ｃに整流孔２５…，２６…を開口させるという比較的簡単な改良で上記の効果を得ることが可能であり、しかも上述のように整流孔２５…，２６…により整流板２４Ａ〜２４Ｃが処理水を押し出す作用が弱くなることから、汚泥掻寄機１８の走行台車１９が通過する際に整流板２４Ａ〜２４Ｃを押し出す力も小さくて済み、駆動装置１５における駆動力の軽減を図ることもできるという利点も得られる。
【００２０】
さらに、本実施形態では、可動整流板２４の整流板２４Ａ〜２４Ｃの下端にスリット状の整流孔２６…が形成されており、これにより、特に可動整流板２４が回動する際の上記密度流をより効果的に低減することができる。
すなわち、かかる可動整流板２４の回動の際には、該可動整流板２４においてその回動中心からの距離が大きくなるほど回動距離も大きくなり、従って処理水を押し出す作用も大きくなる。しかるに、これに対して本実施形態では、回動中心からの距離が最も大きく、従って処理水の押し出し作用が最も大きくなる可動整流板２４の下端に上記スリット状の整流孔２６…が形成されているので、この可動整流板２４の跳ね上げ、回動の際に処理水をこのスリット状の整流孔２６…から効率的に逃がすことができ、これにより上記密度流の発生を最小限に抑えることが可能となるのである。
【００２１】
なお、上述のように本実施形態においては、このスリット状の整流孔２６…を含めた整流孔２５…，２６…の可動整流板２４に対する開口比が６〜２０％の範囲に設定されているが、これは、上記開口比が６％を下回るほど小さいと、可動整流板２４による十分な整流効果が得られないとともに、可動整流板２４の上流側と下流側との汚泥Ｍの堆積高さの均一化や、可動整流板２４の跳ね上げ、回動の際の汚泥の掻き上げ防止および密度流の抑制を確実に奏功することが困難となるおそれがあるからである。また、逆にこの開口比が２０％を上回るほど大きくなると、可動整流板２４の強度が損なわれるおそれが生じる。
【００２２】
さらに、この可動整流板２４における整流孔２５…，２６…の開口比が、中間整流壁２２における整流孔２３…の開口比に比べて大きすぎたり、逆に小さすぎたりすると、中間整流壁２２と可動整流板２４との間で処理水の流れに不均衡が生じ、整流効果が損なわれるおそれがあって好ましくない。このため、これら中間整流板２２および可動整流板２４における開口比は、略等しくなるように設定される。また、中間整流板２２の整流孔２３…と可動整流板２４の整流孔２５…との形状や大きさが違いすぎても同様の不都合が生じるおそれがある。このため、これら中間整流板２２および可動整流板２４における整流孔２３および整流孔２５の形状・大きさは、略等しくなるように設定されるのが望ましい。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、中間整流壁と沈殿槽の底部との間に設けられた可動整流板に整流孔を形成することにより、沈殿する汚泥の堆積高さの均一化を図るとともに、可動整流板が回動する際の掻き上げや密度流の発生による汚泥の再浮上を抑制することができる。従って、これにより処理水中における固体成分の効率的な沈降分離を促して沈殿効率の向上を図ることができ、処理水を速やかに清澄化させることが可能となるとともに、汚泥掻寄機による汚泥の回収の効率化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す側断面図である。
【図２】図１におけるＸＸ断面図である。
【図３】図１に示す実施形態の可動整流板２４周辺を示す拡大側断面図である。
【図４】従来の沈殿槽１の整流装置を示す側断面図である。
【図５】図４におけるＺＺ断面図である。
【図６】図４に示す従来例の阻流板９周辺を示す拡大側断面図である。
【符号の説明】
１１ 沈殿槽
１８ 汚泥掻寄機
２２ 中間整流壁
２４ 可動整流板
２５ 整流孔
２６ スリット状の整流孔
Ａ 処理水の流れ方向
Ｍ 汚泥

Claims (3)

1. 処理水を保持する沈殿槽の底部に汚泥掻寄機が走行可能に設けられるとともに、上記沈殿槽内には、該沈殿槽の底部との間に間隙を開けて中間整流壁が設けられており、この中間整流壁には多数の整流孔が形成される一方、この中間整流壁と上記沈殿槽の底部との間の間隙には、上記汚泥掻寄機の通過を許容する可動整流板が配設されていて、この可動整流板にも多数の整流孔が形成され、この可動整流板における整流孔の開口比が上記中間整流壁における整流孔の開口比と等しくなるように設定されていることを特徴とする沈殿槽の整流装置。
2. 上記可動整流板の下端には、スリット状の整流孔が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の沈殿槽の整流装置。
3. 上記可動整流板の面積に対する該可動整流板に形成された上記整流孔の開口比が、６〜２０％の範囲に設定されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の沈殿槽の整流装置。

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