JP4012982B2 - スカム・水分離装置ならびに分離水の利用方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、流出してきた汚水からスカムと水とを分離するためのスカム・水分離装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
下水処理設備の沈澱池からはスカムを含む水、含水スカムが流されてきて、これらの含水スカムは、分離装置に導入されたあと、同装置内で浮上するスカムと下方に抜かれる水とに分離処理されるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、これまでのスカム・水分離装置は、処理槽内に汚水を導入して旋回運動させるだけのものであったため、スカムと水の分離が効果的になされず、特に、微粒なスカムについては水とともに排出されていた。
この発明は前記課題を解決するためになされたもので、微細なスカムまでも効果的に水から分離させ得るスカム・水分離装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、処理槽の本体である円筒形本体槽と、上下が開放する円筒体とされ前記本体槽の上部中央から下向き突出状をなして垂設された汚水投入筒と、前記汚水投入筒内に縦軸方向に挿通されるとともに同汚水投入筒の上下方向に伸びて上部の駆動源により回転駆動される駆動軸と、少なくとも上層が緩衝可能な弾性質で前記汚水投入筒の下端出口に対し下方から対向すべく前記駆動軸回りに配された主緩衝部材と、前記主緩衝部材から浮上するスカムを本体槽外に排出するスカム排出手段とを備えるとともに、前記本体槽の周部には、前記スカム排出手段の１つとしてのスカム出口と、槽下部に位置し処理済みの水を排出する分離水出口と、底部に沈澱する汚泥を抜き取る汚泥出口とが形成されているスカム・水分離装置であって、前記本体槽の上側には、導入された汚水を一旦蓄溜してのち汚水投入筒内に導入する汚水蓄溜槽が設けられるとともに、同汚水蓄溜槽と汚水投入筒との連通する個所である汚水投入筒の上端開口には、複数の切り込みを放射状に配したゴム盤状の緩衝部材が前記駆動軸の外周に装着されて回転自在に設けられ、前記本体槽内には、底部が盲状で上部が上向き拡大状のテーパー型になった円筒状の分離槽が前記駆動軸と同心状でかつ拡大状の上部開口内に前記主緩衝部材が位置するように固定して設けられ、かつ、前記本体槽の周部には、分離した水を外向きに導出するための通穴が明けられ、また、同本体槽の底板には、汚泥を流下させるための通穴が形成されているとともに、同本体槽のテーパー型開口内には、複数本のステーが立設されこれらのステーを介して円筒状の緩衝部材が前記主緩衝部材の外周でテーパー型開口内に対応するように装着されていることを特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、図示した実施形態を参照してこの発明を詳細に説明する。
【０００６】
図１はその好適な一実施形態を示す。
【０００７】
１は処理槽で、架台２上に固定して設置されている。
【０００８】
処理槽１は、円筒状の胴部３と、上蓋４と、底盤５を備えている。
【０００９】
上蓋４の中央には、垂直に貫通した状態で汚水投入筒７が差し込まれている。
【００１０】
同汚水投入筒７は、その下端出口７ａが初期導入レベルＸより少し下方（数十センチ程度）まで臨むようになっている。
【００１１】
同筒７は上蓋４より上方に突き出してその上端に導水筒８が連通状に接続されている。
【００１２】
初期導入レベルＸは、汚水投入筒７を通じて汚水が導入される初期レベルである。
【００１３】
処理槽１の中央縦軸方向には、汚水投入筒７内を通じて回転軸１０が挿通されており、同回転軸１０は、底盤５に下端が回転支持される一方上端は軸受１１により支持されている。
【００１４】
回転軸１０は、処理槽１上の減速機１２つきのモーター（駆動源）１３で一定の方向に回転駆動される。
【００１５】
逆回転駆動されるようにしてもよい。
【００１６】
尚、この発明での汚水とは、スカムを含む水の意味である（以下同様）。
【００１７】
１４はエアーベントで、上蓋４に設けられている。
【００１８】
前記汚水投入筒７の外周囲には、周隙間を置いて外筒１６が設けられている。
【００１９】
同外筒１６の下端は下向き広がり状にテーパー部１６ａが形成され、出口７ａよりも少し低くなっている。
【００２０】
出口７ａの下方には緩衝部材１８が水平対向状に設けられている。
【００２１】
同緩衝部材１８は、多孔質のスポンジが用いられ、ゴムなどであってもよい。
【００２２】
緩衝部材１８は、胴部３より小さい径とされており、この上面は凹凸面１８ａになっている。凹凸面１８ａは外周部位においてやや大きな凹面になってスカムを上方に誘導するように形成される他は小さい凹凸状になっている。
【００２３】
同緩衝部材１８は、ステー１９で支持されるとともに上蓋４にボルト止めされた垂直なロッド２０でもって上下高さを調節自在にされている。尚、緩衝部材１８は、上下貫通状の通水孔を備えてもよい。この場合、緩衝部材１８は、図１に示すように処理槽１の内径よりも小さい外径をもつものに限定されず、例えば、処理槽１の内径と同一の外径をもつものにして通水孔の径をやや大きく形成したものでもよい。同緩衝部材１８は円錐状でその頂点は下に向くようにしてもよい。
【００２４】
緩衝部材１８からの含水スカムは矢印のように外径方向に流れるが、それに対向するようにして分離筒２１が設けられている。同分離筒２１の下部はテーパー部２１ａを備え、同テーパー部２１ａに含水スカムが当たることで、スカム分は上昇し水は下降するように案内される。尚、テーパー部２１ａの内面には凹凸部を備えて分離をより促進させるようにしてもよい。
【００２５】
図１に仮想線で示す２３は環状の緩衝分離部材で、胴部３の内周全体に嵌め込まれるもので、スポンジやゴム等が好ましい。初期導入レベルＸより少し上方のスカムが浮上して溜まる高さには、掻出部材（羽根）２５が回転自在に設けられている。この掻出部材２５は、上からみて複数枚のものであり、先端にはゴム等の弾性質のスクレーパ２６が装着されている。同掻出部材２５は、回転軸１０回りに装着した回転部材２７に縦ロッド２８を介して取り付けられている。
【００２６】
処理槽１の下部まわりには、点検蓋３０が脱着自在に取り付けられているとともに、他の周部には、分離水出口３１が開口されている。同出口３１の内方にはスカムや汚泥の流入を規制する規制板３２が配されている。底盤５には、汚泥出口３４を有する半球状の汚泥誘引部３５と汚泥排出筒３６が接続されている。
【００２７】
尚、図１に仮想線で示すように、処理槽１の下部内に、ステー３８を介して微生物の種菌を混在させた浄化材３９…を垂下げてもよい。また、回転軸１０同りの下端には、沈澱汚泥の掻出部材４０を備えてもよい。この場合、掻出部材４０は、定期的に回転をさせるもので、回転軸１０の外周に設ける回転筒で回転させるようにする。さらに、図１に仮想線矢印のように、処理槽１の底部からエアー４１を導入することもある。また、処理槽１の上部には、掻出部材２５の外周に対応してスカム出口４２が開口している。この出口４２には、図２に示すように、スクリュウコンベア４３が連設されている。
【００２８】
前記スカム・水分離装置においては、導入筒８から汚水投入筒７を通じて含水スカムがＡが導入される。この際、破線で示すように、エアーＢを混合してもよい。こうして導入された含水スカムは、矢印Ｃのように緩衝部材１８上に衝当し、この際、投入エネルギーが緩衝部材１８で殆ど吸収され、凹凸面１８ａによりさらに流れ速度を減退されながら緩衝部材１８の外径方向に流れ出る。含水スカムは、凹凸面１８ａの最後のところでやや上向きの流れに変えられ、外筒１６のテーパー部１６ａに当たることで、上昇するスカムと下降する水とに分離される。
【００２９】
導入初期においては、レベルＸまで含水スカムが導入される。前記のようにしてスカムは上昇し分離した水は下降してゆき、スカムはレベルＸを越えて盛り上がるようになり、これらのスカムを掻出部材２５の旋回によりスカム出口４２を通じてスクリュウコンベア４３で槽外に排出する。尚、スカム排出の際は、レベルＹ迄水面を上昇させる。
【００３０】
分離して下降する処理水は、下部の分離水出口３１を通じて槽外に排出される。沈澱した汚泥は、汚泥出口３４を通じて定期的に抜き出される。
【００３１】
次に、図２に示すシステムフロー図によりスカム・水分離装置４５を中心とした全体の流れを説明する。４６はスカム呑込用のトラフであり、同トラフ４６からフロースイッチｈとバタフライ弁ｇを介して伸縮継手ｃから前記導入筒８を通じて処理槽１内に投入される。４７は空気管であり、そのエアーは、レジューサｅ、仕切弁ｄ、電動ボール弁ａを通じて導入筒８に吹き込まれる。一部は、仕切弁ｄを介して処理槽１の下部から吹き込まれる。
【００３２】
スクリュウコンベア４３からのスカムは、濃縮スカム蓄溜槽４９内に導かれる。同蓄溜槽４９は、高架水槽よりの水噴射５０を備えスカム移送ポンプ５１を通じて排出される。尚、５２はマグネセル（重量計）である。蓄溜槽４９からの汚泥は、処理槽１からの汚泥とともに連通管５３で移送される。５４は操作盤である。
【００３３】
５５は分離水蓄溜槽であり、分離水出口３１からの水を蓄溜して下部より処理水を抜き出す。５６は液位計である。
【００３４】
図３は含水スカムの流れをより詳しく示すもので、６０は予備曝気槽、６１は最初沈澱池、６２は曝気槽、６３は最終沈澱池をそれぞれ示す。最初および最終沈澱池６１，６３内の水面にはスカム除去装置６５はそれぞれ設置され、フライトにより蹴られるカムによりアームを介して堰を浮沈させることで自動運転してトラフ６６内にスカムを呑み込むようになっている。
【００３５】
トラフ６６からの含水スカムは、スカムピット６７を通じてポンピングされて処理槽１内に導入される。一部は、スカム分離機６８にかけられることもある。この場合、直接脱水機６９にかけられて脱水し渣が蓄溜タンク７０に蓄溜され搬出される。分離機６８からの含水スカムは処理槽１内に導入される。
【００３６】
図３の処理槽１では、スカムの浮上を促進するため散気装置７１を備え、バッフル７２を介して分離水出口３１から分離水を排出するようにしてあるが、その出口３１からの水は、制御槽７４で更に処理される。すなわち、制御槽７４内では縦蛇行流にされ、殺菌灯７５およびＣｕイオンユニット７６を経由して殺菌処理される。上方からの排出スカムは、燃焼炉７７やホッパー７８あるいは汚泥処理ライン７９に適宜分配移送されて所定の処理をされる。
【００３７】
尚、図４に示すように、制御槽７４内に昇降調節可能な水位設定ゲート８０を備えておいて処理槽１内の液位レベルを高低に調節するようにしてもよい。８１はレベル計である。
【００３８】
図５および図６に示す実施形態は、前記した図１から図４の処理槽１からの分離水をスカム除去装置１００の後部に導いて流下させてスカムを細かく砕くようにしたものである。
【００３９】
スカム除去装置１００は、各沈澱池１０１に連通トラフ１０２を介して横架されたトラフ１０３を本体として備え、同トラフ１０３は、前部を水面１０４より低く設定し、その前部にフロート式の堰１０５を備えて横側の回転軸１０６を介して上下に運動するようにしてある。この堰１０５は、図６の実線の状態で水面上のスカムを堰き止める一方、仮想線のように水面下に下がることでスカムを多少の水とともに呑み込むようになっている。
【００４０】
これらのスカム除去装置１００は、図５にその平面図を示すように複数個連設されるとともに、矢印ａのように堰１０５を越えて流入したスカムと水（スカム水と称する）は、トラフ１０３および連通トラフ１０２を通じて矢印ｂのように処理槽１内に供給される。
【００４１】
処理槽１内では、前記したようにスカムと水（分離水）とに分離される。分離水は、矢印ｃのように、トラフ１０３の後部に添って備えた樋１０７内にバルブ１０８…を介して導入される。そして、各樋１０７の背部には、のこ歯状の越流堰１０９が形成されており、この越流堰１０９を通じて分離水が流下するようになっている。この流下により水面１０４上のスカムは次第に破壊されてゆく。
【００４２】
尚、分離水を堰１０５の前方に流下させるようにしてもよい。また、図６に仮想線で示すように、樋１０７は、丸管形状あるいは角管形状にしてトラフ１０３内に配置し、バルブ１０８を介して分離水をトラフ後方に流下させるようにしてもよい。
【００４３】
樋１０７には、堰を備え、同堰が、スカム除去装置１００の堰１０５の運動に連動して開閉するようにしてもよい。尚、図６に仮想線で示すように、樋１０７の斜め下方にはガイド板１１０を備えておき、同ガイド板１１０に分離水が案内されることで直線状に水面に突入するようにしてもよい。
【００４４】
また、前記実施形態では、越流堰１０９がトラフ１０３の全長に一様に形成されたものになっているが、全長の一部のみを切り欠いてそこからのみより多くの分離水を流下させるようにしてもよい。その流下個所を必要に応じて移動可能にしてもよい。
【００４５】
図７に示す実施形態は、トラフ１０３に樋１０７を備えたものにおいて、あるいは樋１０７無しのものにおいて、連通トラフ１０２の前方のスカムの滞留しやすい個所に分離水を流下させる流下パイプ１１２を備えたものであり、同パイプ１１２から分離水を流下させることで、そこ（図５のＡ個所）のスカムを破壊するとともに堰１０５の前の方にこれらのスカムを誘導し呑み込みやすくしたものである。
【００４６】
尚、同パイプ１１２の下端を水面下に臨ませて下方から分離水を放出するようにしてもよい。また、堰１０５の側方には、同時に上下運動する側板１１３が溶接されているが、同側板１１３には連通トラフ１０２の前方に臨むカッターを備えてスカムを同時破壊可能に構成してもよい。このカッターは堰１０５に備え付けてもよい。
【００４７】
図８に示す実施形態は、処理槽１から矢印ｄのように配管１１６を直接介して分離水を流下させるようにしてもよい。
【００４８】
図９に示す実施形態は、スカム除去装置１００を備えた沈澱池１０１内で、水面上のスカムを分離水により同装置１００の方向に寄せ付けるようにしたものである。すなわち、水面上には、処理槽からの配管１１８を備え、同配管１１８の複数個所にノズル１１９…を備えて水面上のスカムをスカム除去装置１００の方向に寄せ付けるようにしたものである。
【００４９】
この方式を採用すれば、これまで構成されてきたフライト式汚泥掻寄装置を構成する必要がなくなる。従って、図１１に示すような池底を運動する形式の汚泥掻寄装置で事足りることになる。尚、配管１１８は仮想線のように複数本配してもよい。このように複数本配す場合は、図９のように配管する場合と、スカム除去装置１００から最も離れた配管１１８にまず分離水を供給するように配管を構成し、スカム除去装置１００に近い配管１１８には二次的に分離水を供給するようにすることがある。
【００５０】
図１０に示す実施形態は、沈澱池の側壁１２１に添って分離水の配管１２２を配し、同配管１２２から側壁１２１の面に分離水を放出することで洗浄し、付着して破壊に至らしめる硫化水素ガス等を洗い流すようにすることができ、これにより、コンクリート製の側壁１２１の寿命を向上させることができる。
【００５１】
図１１に示す実施形態は、沈澱池の底壁１２５の幅方向中央に通された１本あるいは２本のガイドレール１２６に添って走行自在なキァリア１２７にスクレーパ１２８を備えた汚泥掻寄装置１２９を構成した沈澱池において、あるいは従来のフライト式汚泥掻寄装置においてのもので、これらの汚泥掻寄装置を備えた沈澱池のピット１３０に処理槽１から矢印ｅのように汚泥を導き、同汚泥をポンプ１３１により、汚泥掻寄装置からの汚泥とともに抜き出すようにしたものである。１３２は濃縮槽である。
【００５２】
尚、矢印ｆのように、処理槽１からの汚泥を直接濃縮槽１３２に導いてもよい。前記汚泥掻寄装置１２９は、右方向に復帰する際、スクレーパ１２８を持ち上げる。尚、同掻寄装置１２９は、カバー１３３の内部に水中モーターが装備されている。このモーターとスクレーパ１２８とは、電磁クラッチ（図示省略）を介して垂直あるいは水平姿勢に切り換えられる。
【００５３】
図１２に示す実施形態は、処理槽１から排出される分離水を矢印ｇのように、ポンプ１３５を介して処理槽１の上部に導き、浮上したスカム１３６をこの分離水の強制流によりスカム出口４２まで誘導して排出するようにしたもので、これにより、図１に示す掻出部材２５が不要にして構造の簡略化を図るようにしたものである。
【００５４】
図１３に示す実施形態は、前記したようなスカム除去装置１００のトラフ１０３の底板部１３８に複数のスリット１３９…を形成して、スカムから水のみを通過自在にして、トラフ１０３の更に下段に形成した下トラフ１４０にこの水だけを導き、この下トラフ１４０から連通口１４１を通じて矢印ｈのように連通路１４２内に導き、更に処理槽１の汚水投入筒７にあるいは矢印ｉのようにポンプを介して分離水通路に投入するようにしてもよい。尚、連通路１４２でなく直接下トラフ１４０から矢印ｊのように分離水通路に導入してもよい。スリット１３９は網や多孔状にしてもよい。矢印ｋのように分離水を沈澱池内に導いてもよい。
【００５５】
図１４（トラフを上方からみたもの）および図１５（トラフの側断面図）に示す実施形態は、トラフ１０３の背板部１４４に形成した連通口１４５から連通路１４６にスカム水からの水のみを導出する場合に、トラフ１０３の内面にスカムを前方斜めに誘導するガイド板１４７…を備えてスカムを遠ざけて水のみを導出しやすくしたものである。この場合、連通口１４５には、多孔板や網状板を配してもよい。
【００５６】
図１６に示す実施形態は、複数の沈澱池を通じて配されたスカム除去装置１００…のトラフ１０３および連通トラフ１０２を介してブロア１４９からエアーを抜きあるいは押し出すようにし、これにより、トラフ１０２および連通トラフ１０２内に溜まりやすい硫化水素ガスなどを排除するようにしてトラフ等の損傷防止を図ったものである。尚、図示のように処理槽１の上部に連通させて内部ガスを引き抜くようにしてもよい。
【００５７】
図１７に示す実施形態は、トラフ１０２内にガスガイド１５０を備えたものである。
【００５８】
図１８に示す実施形態は、トラフ１０３の前板部１５２に添って上下運動するように堰１５３を備えるとともに、同堰１５３を下降させるのに上部にタンク１５４を備えた堰直動タイプのスカム除去装置において、そのタンク１５４内に前記分離水を供給するようにしたものである。タンク１５４には、微量排水口があり、一定の時間帯、堰１５３の上端が水面下に没するようになっている。
【００５９】
尚、同タンク１５４は、堰１５３の全長に設けられているのでなく、両端あるいは片端、または長手方向間に設けられている。タンク１５４内の水が抜けるにしたがって堰１５３内のフロート１５５により同堰１５３は浮上する。
【００６０】
図１８に示すように、堰１５３は、内外二重板構造のものでなり、その間に前板部１５２が位置するようにされるとともに、前板部１５２に接触しえ上下運動するシール１５６を備える。そして、上下のシール１５６には小孔が形成されており、ここから常時池内の水が出入りするようになっているので、堰１５３の上下運動はスムーズになる一方、池内の水は、トラフ１０３内に入り込むが、その量が微量である。尚、矢印ｋのように、堰１５３内に前記分離水を供給するようにし、この分離水も池内に微量排出するようにしたり、トラフ内に排出するようにする。池内およびトラフ内の双方に排出するようにすることもある。
【００６１】
図１９に示す実施形態は、トラフ１０３上に作動アーム１５７を揺動自在に支持し、その先端にタンク１５８を備える一方後端にウエイト１５９を備えて連結ロッド１６０により堰１６１を上下させるようにしたものにおいて、前記タンク１５８内に分離水を供給するようにしたのである。このタンク１５８も破線のように微量の排水をさせる。尚、堰１６１に直接分離水を供給するようにすることがある。
【００６２】
図２０に示す実施形態は、上下に弾性変形自在で平行リンク機構のように動作するゴムシール１６３を備えてその先端にフロート状の堰１６４を備えたスカム除去装置において、堰１６４の上に備えたタンク１６５に分離水を供給するようにしたものである。
【００６３】
尚、前記シール１６３で形成される空間には、下方から池内の水が入るようにしてある。
【００６４】
図２１に示す実施形態は、スカム（フロスとも称することがある）・水分離装置から排出されたフロスの処理方法を具体的に挙げたものである。スカム・水分離装置は、図１に示すものと略同様である。すなわち、スカム・水分離装置４５は処理槽１の中央に上部から汚水投入筒７を挿通固定して含水スカムを処理槽１内に導入するようにしてある。
【００６５】
投入筒７には回転軸１０が挿通されて減速機１２付モーター１３で回転駆動されるようになっている。１８は緩衝部材で投入筒７に下方から対向しており、スカムが浮上し水が下方に流れるようにしてある。２００はガイド筒でスカムの浮上を促進させる。回転軸１０には、上部の掻出部材２５が装備されるとともに、下部の汚泥掻出羽根（掻出口は図示省略）２０１が装備されている。
【００６６】
処理槽１には制御槽２０２が付設され、分離した水が昇降調節自在なゲート２０３を越えて排水口２０４から排出される。浮上したスカムは掻出部材２５の回転によりスクリュウコンベア４３により排出される。２０５は原水入口弁である。
【００６７】
尚、処理槽１内には、図２に示すようにトラフ４６からのスカム水が導入されるが、その導入のしかたは、図２１に示すようなラッパ状の吸引装置２０６による場合もある。２０７が導水渠を示すが、吸引対象はスカムが浮上しているものであればいずれでもよい。この吸引装置２０６は、移動フレーム２０８により図面の左右方向および直交方向に移動自在にしてもよい。
【００６８】
スカム・水分離装置４５から排出されたスカム（フロス）は、その下方に図示したホッパー２１０を備え同ホッパー２１０である一定量スカムが溜められてのちポンプ２０９で汚泥処理設備に移送されるスカム処理設備２１１に導かれる場合と、プレス脱水機２１２に導かれて既設焼却装置２１３に導かれる場合と、直接既設焼却装置２１３に導かれる場合と、焼却炉２１４に導かれる場合とがあり、さらに、バイオタンク２１５に導かれる場合とがある。
【００６９】
バイオタンク２１５は、処理槽２１７と殺菌槽２１８を併設したもので、処理槽２１７には、スカム（フロス）の導入口２１９が開設されるとともに、中央には回転軸２２０が設けられて下部の汚泥掻出羽根２２１を回転させるようになっている。回転軸２２０の外周上部には仮想線で示す攪拌羽根２２２を備えてもよい。汚泥掻出羽根２２１と攪拌羽根２２２を別回転系（回転方向あるいは回転速度を別）にする場合、図２２に示すように内軸２２３と外筒２２４に分けて別の駆動を採る。
【００７０】
処理槽２１７内に導入されたスカム（フロス）には上方から挿入されたバイオ菌導入パイプ２２５を通じてバイオ菌が導入されるとともに、エアーポンプ２２６および細孔パイプ２２７を通じて微細エアーが導入される。点線はエアーを表している。尚、処理槽２１７内にはバイオ菌用巣２２８をぶら下げておいてもよい。
【００７１】
処理槽２１７内ではバイオで処理されたあとの水か側面孔から導出されるとともに沈澱した汚泥が汚泥掻出羽根２２１により下部より排出される。２２９は汚泥排出ポンプであり、沈澱池２３０の汚泥ピット２３１内にこれらの汚泥を導くことができる。一方、導出孔２３３からの処理水は上向きに曲がる分離筒２３４を通じて殺菌槽２１８内に導かれる。この分離筒２３４内あるいはその出口から排水口２１８までの間には活性炭を装備してもよい。
【００７２】
処理槽２１８内には殺菌灯２３５が臨み、ここで殺菌処理されたあとの処理水が排水口２３６を通じて排出される。排水部２３７は、仮想線で示すように殺菌槽２１８の側部に付設してもよい。
【００７３】
バイオタンク２１５内に導出されたスカム（フロス）は約１週間保留されることによりバイオにより溶解処理され、汚泥および水に分離してそれぞれ排出される。尚、殺菌槽２１８は、図２１の制御槽２０２のようにゲート２０３付のものにしてもよい。
【００７４】
図２３、図２４に示す実施形態は、バイオタンク２１５内の汚泥掻出羽根２２１の具体的構成を示しており、同羽根２２１は、回転軸２２０から湾曲状に突設されたアングル材などの羽根取付アーム２３９に湾曲状にゴム板２４０を装着したものであり、湾曲の凸側が回転先行側とされ、中央から外径方向に汚泥を掻き出して排除するようになっている。尚、回転軸２２０の上部外周には、ラセン状などの回転羽根を付してもよい。同回転羽根には、バイオの巣をぶら下げておいてもよい。２４１は架台である。
【００７５】
図２５に示す実施形態のように、汚泥導出部２４３を処理槽２１７の底壁２４４から下がり勾配状に形成してもよい。
尚、図２１の処理槽１の側部に仮想線で示すように、同処理槽１に合体式に処理槽２１７を構成してもよい。この場合、コンベア４３によりスカムを導入する場合と、吸引装置で導入する場合と、図示のようにゲート２４６を昇降自在に備えて自然流下させる場合とがある。
また、処理槽２１７は、単一個を示してあるが、複数個の処理槽２１７をそれぞれ単独で併設する場合と、一体仕切式に複数個配列する場合もある。
【００７６】
図２６に示す実施形態は、スカム・水分離装置の他の態様である。
ここにおいて、３００は処理槽で、同処理槽３００には、スカム水導入パイプ３０１を通じて側方からスカム水が導入され、垂直上方へ向けて導出するようになっている。その際、分散板３０２が対向することで分散が図られる。導出されたスカム水は、微細エアー導入パイプ３０３からの微細エアーと混合してスカムの浮上が促進され水は分離する。３０４は汚泥のドレンである。
【００７７】
処理槽３００の上部寄りには、上方に向けてテーパー状に窄まったガイドコーン３０５が設けられ、同コーン３０５はスカムの浮上を促進するとともに水の分離を促す。３０６はスカムの浮上面で、分離した水はコーン３０５の外周の越流堰３０７を越えて排水口３０８を通じて排出される。一方、浮上したスカムは、上方に設けられた羽根付きコンベア３０９により逐次スカム排出口３１０を通じて排出される。
【００７８】
尚、スカム水の導入方式は、図１に示すように、処理槽３００の上方から投入する方式にしてもよい。これは次の図２７に示す実施形態でも同様である。
【００７９】
図２７に示す実施形態は、処理槽３００は、スカム水導入パイプ３０１や微細エアー導入パイプ３０３、ガイドコーン３０５や越流堰３０７が装備されている。そして、コンベア３０９も図示しないが装備されている。スカム排出口３１０に連通するようにスクリュウ筒３１２が斜め上方に向けて固定されている。同筒３１２内にはスクリュウ軸（図示省略）が装備され、駆動手段３１３で回転駆動されるようになっている。
【００８０】
同スクリュウ軸によりスカムが掻き上げられて落下口３１４を通じて排出される。尚、３１５は排水ピットで、水中ポンプ３１６によりスカム水導入パイプ３０３にスカム水が導入される。３１７は無機高分子凝集剤タンクで、パイプ３０３に連通する。３１８は有機高分子凝集剤タンクで、パイプ３０３の下流側に連通している。
【００８１】
図２８に示す実施形態は、沈澱池の水面３２０に浮遊するスカムを収集除去するための除去装置についてのもので、３２１はフライトで、同フライト３２１にはローラー３２２が取り付けられている。このローラー３２２は、第１レバー３２３を同一方向に蹴ることで長孔３２４と相手側のピン３２５を介して第２レバー３２６に作動を伝達する。
【００８２】
第２レバー３２６が矢印方向に回転させられることで、チェーン、ワイヤーロープあるいはリンクチェーンなどによる伝達条材３２７が矢印方向に引かれる。そして、第３レバー３２８が応動することで連動ロッド３２９が押し下げられる。これにより、堰３３０は水面より押し下げられてスカムがトラフ３３１内に誘引される。堰３３０の復帰は適所に設けられたバネやウエイトなどによりなされる。
【００８３】
尚、堰３３０は三角形の中空体であるが、長円形や矩形断面のものであったり、単なる平坦な板ものであったりする。また、第１レバー３２３と第２レバー３２６は、第１レバー３２３のみのものに代えて構成できる。この場合、図示第１レバー３２３は、支点から下の部分は図示のようで良いが支点より上の部分を上向きに延ばすことで条材３２７に連結する。
【００８４】
図２９は、スカム・水分離装置についての他の実施形態を示す。５００は処理槽で、同処理槽５００は、円筒体であるが、角筒や他の形状の筒体であってもよい。この処理槽５００は、架台５０１の上に載置されているとともに、同処理槽５００自体は、本体槽５０２とその上側の汚水蓄溜槽（汚水蓄溜手段）５０３を備え、本体槽５０２の外部一側には排水槽５０４を備えている。本体槽５０２の他の外周部にはスカム排出ホッパー５０５が一体化されている。
【００８５】
汚水蓄溜槽５０３の天板下面中央には、上部軸受５０７が設けられる一方、本体槽５０２の底板上中央には、ピボット式の下端軸受５０８が固定されている。また、本体槽５０２内の下部には、長尺状の受担部材５０９が槽内を横断するようにして水平に固定されている。この受担部材５０９の中間には、下部軸受５１０が取り付けられている。
【００８６】
５１２は外部駆動軸、５１３は内部駆動軸であり、これら両軸５１２，５１３は、内外二重軸状になっている。外部駆動軸５１２は、前記上部軸受５０７と下部軸受５１０により回転自在に支持される一方、内部駆動軸５１３は、外部駆動軸５１２から上下に突き抜けた状態にして下端軸受５０８により回転自在に支持されている。各駆動軸５１２，５１３は、従動スプロケット５１４を備え、駆動源５１５の駆動スプロケット５１６にチェーン（あるいはタイミングベルト等のベルト）５１７を介して所定の方向に回転駆動されるようになっている。ギア駆動でもよい。
【００８７】
尚、汚水蓄溜槽５０２には、仕切壁５１８が形成され、その一方の空間内に駆動源５１５を収納してもよい。外部駆動軸５１２と内部駆動軸５１３は、同じ方向に回転される場合と互いに逆方向に回転される場合とがある。駆動源５１５は、可逆タイプのモーターにしてもよい。同駆動源５１５は減速装置付きになっている。また、駆動源５１５は単一個にして、その出力軸に２つのスプロケットを装備して駆動するようにしてもよい。さらに、前記実施形態では、内部・外部の二重軸方式にしたが単一軸方式で上下のスクレーパを駆動するようにしてもよい。
【００８８】
本体槽５０２は上部開放型で、その上に汚水蓄溜槽５０３がフランジ５２０を介して止着具で結合されることで上下の槽が合体化されている。汚水蓄溜槽５０３の底板中央には、下向きに突出するようにして汚水投入筒５２１が垂設されている。同汚水投入筒５２１は、全体が円筒体で、上部が直胴状で下部が下向きに拡大テーパー状になっている。この汚水投入筒５２１は、上下が開放され、上端が汚水蓄溜槽５０３内に連通する一方、下端は本体槽５０２内に連通している。
【００８９】
汚水投入筒５２１の上端の開放口には、図３０にその平面図を示すように、ゴム盤状の第１緩衝部材５２２が装着されている。この第１緩衝部材５２２は、その内周に切り込み５２３が入れられ、汚水蓄溜槽５０３内からの汚水の流れ量を一定に制御しながら汚水投入筒５２１内に導くようになっている。前記第１緩衝部材５２２は外部駆動軸５１２の外周に装着してもよい。この場合、切り込み５２３は外周部分に設けるが、第１緩衝部材５２２は回転するので、詰まりがなくなる。
尚、汚水投入筒５２１は、図２９に示すように、単一本になっているが、これを細いパイプにより複数本に分けて配置構成してもよい。また、同汚水投入筒５２１は、垂直軸に対して斜め向きに向けて設置してもよい。
【００９０】
汚水投入筒５２１の上部内周には第２緩衝部材５２４が設けられる一方、これより下方になる外部駆動軸５１２外周には第３緩衝部材５２５が設けられている。これら第１〜３緩衝部材５２２，５２４，５２５により汚水投入筒５２１は蛇行して緩やかな流れになって落下する。さらに、汚水投入筒５２１の下部内に対応する高さには、外部駆動軸５１２の外周を介して第４の緩衝部材５２６が設けられている。
【００９１】
外部駆動軸５１２の外周には、汚水投入筒５２１の下端出口５２８に離間して対向するように円板状の回転盤５２９が取り付けられており、同回転盤５２９の上面には、主緩衝部材５３０が設けられている。この主緩衝部材５３０は、スポンジなどの多孔質のものやゴム盤などが使用される。同緩衝部材５３０の上面は凹凸状になっているので、流下する汚水の持つエネルギーを吸収して効果的に減速するとともに略水平向きの緩やかな流れに変えてゆく。この緩衝部材５３０には多数本の減衰軸をゴム製などを利用して上向きに突設しておいてもよい。
【００９２】
一方、受担部材５０９上には、緩衝部材５３２を底面に介して円筒状をした分離筒５３３が設置されている。同分離筒５３３は、外部駆動軸５１２と同心状にして底部が盲状で上部が上向き拡大状のテーパー型になった１つの受け入れ槽を形成するとともに、上部開口内に前記主緩衝部材５３０が位置するようになっている。この分離筒５３３は、フランジ５３４と止着具５３５により受担部材５０９に締め付け固定される。分離筒５３３は上下に高さ調節し得る。
【００９３】
また、分離筒５３３の上部内周には、テーパー状でゴム製の緩衝部材５３６が貼り付けられ、この緩衝部材５３６は、分離筒５３３の上端を巻き込むようになっている。分離筒５３３の開口内には、ステー５３８が複数本立設され、これらのステー５３８を介して円筒状の緩衝部材５３９が装着されている。
【００９４】
緩衝部材５３９は、主緩衝部材５３０上を経由して流れてくる汚水に対向して、汚水の流れを更に減衰させるとともに、スカム等の軽いものは上方へ水は下方に分離させる。下方に分離したものは、ステー５３８間を通って緩衝部材５３９の外周域に導かれる。ここで、緩衝部材５３６により再度緩衝されながらスカムを上方に水を分離筒５３３の外周下方に向けて流すようにする。
【００９５】
分離筒５３３の上端を越えたものは、スカムに分離して上昇するものの他、外周域に流れ出るものもあり、その中にはスカムを含むものもある。そこで、分離槽５３３の外周には、低水位より少し下方に上端がくるようにして円筒状のバッフル５４１が設けられてる。このバッフル５４１は、本体槽５０２の内周複数個所に装着したブラケット５４２…を介して取り付けられた取付リング５４３を介して装着されている。
尚、分離筒５３３の周部には、分離した水を外向きに導出するための通穴を明けることがある。また、分離筒５３３の底板には、汚泥を流下させるための通穴を形成することがある。さらに、分離筒５３３の外周囲あるいは内周域には、エアー５５１を噴出することがある。この場合、エアーパイプをパイプ状とした受担部材５０９で兼用的に構成することもできる。
【００９６】
前記回転盤５２９からはステー５４５が立設され、同ステー５４５を介してスカム掻出部材５４６が水平回転自在に取り付けられている。同掻出部材５４６は、標準水位５４７に高さ方向中間を略合わせてあるとともに、内周端と外周端にはゴム板５４８が取り付けられている。
同スカム掻出部材５４６が回転することで、本体槽５０２に開口したスカム出口５５０からスカムが排出される。このスカム掻出部材５４６に代えて、前記でも示したスクリューコンベアや循環駆動されるコンベアなどを構成することもできる。
【００９７】
前記スカム出口５５０には、昇降調節可能なゲート５５３が設けられ、同ゲート５５３を一側に有するようにしてスカム排出ホッパー５０５を仮想線のように備え付ける。その一方、本体槽５０２の下部から排水槽５０４内に至るように排水パイプ５５６を備え付けてあり、同パイプ５５６の入口には、邪魔板５５７が少し離間して斜め板状に対向配置される一方、排水パイプ５５６の排水槽５０４側の上端には本体槽５０２内の水位を制御可能なように昇降調節自在な制御筒５５８が設けられている。５５９は分離水出口である。
【００９８】
また、内部駆動軸５１３の下端には、汚泥掻出部材５６０が取り付けられ、同部材５６０からの汚泥は汚泥出口５６１を通じて排出される。
【００９９】
一方、前記汚水蓄溜槽５０３の天板上には、同槽５０３内に汚水を導出するための導入ボックス５６３が設置され、同ボックス５６３は、導入パイプ５６４の向きに応じて方向変換が可能であるとともに、上からもパイプ５６４を接続可能になっている。上向きの接続口は通常は脱着自在に蓋設されている。
【０１００】
この実施形態では、前記のように、汚水導入パイプ５６４から汚水投入筒５２１へ直接汚水が導入されるのでなく、一旦汚水蓄溜槽５０３内に一定の汚水を常時蓄溜したあと汚水投入筒５２１に導入するようにしてあるので、汚水の導入量が多少変化しても常に汚水投入筒５２１への投入だけは確保でき、しかも、投入量が一定化するメリットがある。
【０１０１】
尚、本体槽５０２の内周での直径Ｄは、汚水投入筒５２１の出口直径ｄに比べて約４．５倍程度に大きく設定して主緩衝部材５３０等で緩衝されて放射方向に緩やかに拡散するスカム水がより長い経路をもって減衰状態になるように工夫しているが、場合によっては、それより大きくも小さくも設定することがある。また、前記汚水蓄溜槽５０３は本体槽５０２の直上に設置されたが、仮想線のように別設してもよい。
【０１０２】
図３１に示すものは、装置の下部を別構成としたものであり、同本体槽５０２は、すなわち、本体槽５０２の上部ａは、汚水投入筒５２１よりも充分大きな直径（ｄに対しＤは約４倍）の直胴状にし、テーパー状に窄まる中間部ｂを介して下部Ｃを汚水投入筒５２１の約２倍程度に細く直胴状にしたものである。尚、排水槽５０４等は同じように構成される。また、主緩衝部材５３０の外周囲には、緩衝部材を配したり、バッフル等を配すことがある。さらに、エアーの噴出も行うことがある。また、スカムの排出にスクリュウや履帯式のコンベアを使用することがある。さらに、図２９および図３１に示す実施形態の他、図１，図２，図３，図４，図１２，図２１，図２２，図２６，図２７に示す実施形態でも汚水の流入経路上にエアーの導入手段を備え、汚水とともにエアーを導入するようにすることがある。
【０１０３】
図３２に示す実施形態は、オキシデーションディッチ５６６についてのもので、同オキシデーションディッチ５６６は外周壁５６７とともに中央仕切壁５６８を備える他に、長手方向端部には、外周壁５６７と中央仕切壁５６８との間に制御壁を備えるものもある。
【０１０４】
このオキシデーションディッチ５６６には矢印Ｐの方向に汚水が流されるが、ここでは、この流れるエネルギーを利用してインペラ５６９…付きの駆動ホイール５７０を連動回転させるようにしてある。同ホイール５７０は、一側流路と他側流路の双方に同軸状に配されて駆動軸５７１で支持されている。両駆動軸５７１は、端部にベベル型の駆動ピニオン５７２を備え、両ピニオン５７２により、仕切壁５６８上に縦軸状に備えたベベル型のギア５７３が図３２の左周りに回転駆動される。
【０１０５】
ギア５７３には、他の従動ピニオン５７４が噛み合い、このピニオン５７４を介して水平軸状に動力取出軸５７５が取り出されている。こうして取り出された回転力は、別のエアー吹き込み装置（図示省略）を駆動してエアー５７６を水中に混入させるように利用される。尚、インペラ５６９を通じてエアー５７７を吹き出すようにしてもよい。このインペラ５６９からのエアー吹き出し駆動用として前記動力取出軸５７５からの回転力を利用してもよい。また、前記実施形態では、ホイールで駆動したが、コンベア式のものでもよい。さらに、駆動力は、仕切壁５６８や外周壁５６７の長手方向等に設置されたレールに沿って走行する装置の駆動に利用してもよい。また、オキシデーションディッチ５６６内にはスカムが流れるが、それを落とし込み回収するために固定式のトラフとその前側の堰とを構成する場合があるが、その堰を上下させるために前記駆動力を利用してもよい。この場合、回転駆動でカムを回転させ、同カムで堰を上下させるようにしてもよい。前記ホイールあるいはコンベアは縦軸周りに回転させるようにしてもよい。ホイールあるいはコンベアは池の一側に設けてもよい。
【０１０６】
【発明の効果】
この発明は以上のように、処理槽に、上方から同槽内に突出し汚水を導入するための汚水投入筒と、少なくとも上層が緩衝可能な弾性質で前記汚水投入筒の出口下方に対向して配された緩衝部材と、前記緩衝部材から浮上するスカムを槽外に排出するスカム排出手段とを備えるとともに、同処理槽の周部には、前記スカム排出手段の１つとしてのスカム出口と、槽下部に位置し処理済みの水を排出する分離水出口と、底部に沈澱する汚泥を抜き取る汚泥出口とが形成されているので、微細なスカムまでも効果的に水から分離させ得るスカム・水分離装置を提供することができる。
また、請求項１０から１３に示すように、スカム・水分離装置から排出される分離水を、処理槽内の浮上スカムを排出するために利用したり、沈澱池等に設置されるスカム除去装置あるいはその近傍に分離水を導いて水面上に浮遊するスカムを同分離水の落下により破壊するように利用したりする。また、沈澱池等に設置されるスカム除去装置のスカム流入側前方に分離水を導いて放出し水面上に浮遊するスカムを同除去装置の方向に誘導するために利用する。さらに、沈澱池等の側壁に分離水を導いて流下させることで同側壁面を洗浄するためにも利用する。また、沈澱池等に設置され水の重さで沈み排出により浮上する堰を備えたスカム除去装置の前記水として分離水を利用する。このように分離水をそのまま処理するのでなく水処理設備内で利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態であるスカム・水分離装置の縦断面図。
【図２】同分離装置を含むシステムフローチァート。
【図３】システムフローを概要的に示す説明図。
【図４】水位調節装置を示す模式図。
【図５】分離水を利用する一実施形態を示す平面図。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ線断面図。
【図７】分離水の他の利用方法を示す斜視図。
【図８】分離水の他の利用方法である実施形態の１つを示す側面図。
【図９】スカム寄せ付けに分離水を利用する方法を示す平面図。
【図１０】側壁洗浄に分離水を利用する方法を示す断面図。
【図１１】汚泥の処理方法の一実施形態を示す断面模式図。
【図１２】処理槽内のスカム排出方法を示す断面模式図。
【図１３】スカム水から分離した水を処理槽に導く方法を示す斜視図。
【図１４】スカム水から水を分離する方法の一実施形態を示す平面図。
【図１５】図１４の横断面図。
【図１６】スカム除去装置を通じて有害ガスを排出する方法を示す平面図。
【図１７】図１６の断面図。
【図１８】スカム除去装置のタンクに分離水を供給する方法を示す断面模式図。
【図１９】スカム除去装置のタンクに分離水を供給する他の方法を示す断面模式図。
【図２０】スカム除去装置のタンクに分離水を供給する他の方法を示す断面模式図。
【図２１】排出されたスカムのあと処理方式を示す模式図。
【図２２】二重軸駆動方式を示す模式図。
【図２３】汚泥掻出羽根の構成例を示す横断面模式図。
【図２４】その側断面図。
【図２５】汚泥導出部の他の実施形態を示す模式断面図。
【図２６】他の実施形態を示すスカム・水分離装置の模式図。
【図２７】他の実施形態を示すスカム・水分離装置の模式図。
【図２８】他のスカム除去装置を示す側面図。
【図２９】スカム・水分離装置の他の実施形態を示す縦断面図。
【図３０】図２９のＨ−Ｈ線断面矢視図。
【図３１】スカム・分離装置の他の実施形態を示す縦断面模式図。
【図３２】オキシデーションディッチについての実施形態を示す平面模式図。
【図３３】同例の縦断面図。
【符号の説明】
１，５００…処理槽 ７，５２１，…汚水投入筒 １３，５１５…モーター（駆動源） １８，５３０…緩衝部材 ２１，５３３…分離筒 ２５，５４６，５６０…掻出部材 ３１，５５９…分離水出口 ３４，５６１…汚泥出口 ４１…エアー導入手段 ４２，５５０…スカム出口。

Claims (1)

1. 処理槽の本体である円筒形本体槽と、上下が開放する円筒体とされ前記本体槽の上部中央から下向き突出状をなして垂設された汚水投入筒と、前記汚水投入筒内に縦軸方向に挿通されるとともに同汚水投入筒の上下方向に伸びて上部の駆動源により回転駆動される駆動軸と、少なくとも上層が緩衝可能な弾性質で前記汚水投入筒の下端出口に対し下方から対向すべく前記駆動軸回りに配された主緩衝部材と、前記主緩衝部材から浮上するスカムを本体槽外に排出するスカム排出手段とを備えるとともに、前記本体槽の周部には、前記スカム排出手段の１つとしてのスカム出口と、槽下部に位置し処理済みの水を排出する分離水出口と、底部に沈澱する汚泥を抜き取る汚泥出口とが形成されているスカム・水分離装置であって、前記本体槽の上側には、導入された汚水を一旦蓄溜してのち汚水投入筒内に導入する汚水蓄溜槽が設けられるとともに、同汚水蓄溜槽と汚水投入筒との連通する個所である汚水投入筒の上端開口には、複数の切り込みを放射状に配したゴム盤状の緩衝部材が前記駆動軸の外周に装着されて回転自在に設けられ、前記本体槽内には、底部が盲状で上部が上向き拡大状のテーパー型になった円筒状の分離槽が前記駆動軸と同心状でかつ拡大状の上部開口内に前記主緩衝部材が位置するように固定して設けられ、かつ、前記本体槽の周部には、分離した水を外向きに導出するための通穴が明けられ、また、同本体槽の底板には、汚泥を流下させるための通穴が形成されているとともに、同本体槽のテーパー型開口内には、複数本のステーが立設されこれらのステーを介して円筒状の緩衝部材が前記主緩衝部材の外周でテーパー型開口内に対応するように装着されていることを特徴とするスカム・水分離装置。

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