JP4082971B2 - Scum crusher - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、下水処理場の沈殿池の導水渠等に発生するスカムを破砕するスカム破砕装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
下水処理場の沈殿池に原水を分配する導水渠においては、原水に含まれている浮上性の物質により水面にスカムの層が形成される。スカムは、沈殿池で除去されずに処理水中に混入すると、処理水質の低下を招くので、これを導水渠内で可能な限り除去するようにしている。
【0003】
導水渠からのスカムの除去は、作業員が定期的に柄杓で汲取ったり、あるいは、作業員がバキュームカーのホースを手にして吸引するようにしている。
【0004】
本出願人は、上述のような作業員の手作業によるスカム除去を自動化するために、先に、特開平11−277056号,同285686号,同285687号で自動的にスカムを除去できるスカム吸引装置を提案するとともに、特開平11−290847号において、スカムを吸引除去しやすいようにするために、スカムを小片に破砕するスカム破砕装置を提案した。
【0005】
上記提案に係るスカム吸引装置は、水面の変動に追従して吸引パイプが上下動し、さらに、寄せ板及び案内板により原水とスカムとを効果的に分離することができるので、スカムを高濃度で吸引除去できるという特長を有している。また、上記提案に係るスカム破砕装置は、立体物を上下動させて水面を波動させることにより、大きな膜状に形成されたスカムを小片に破砕できるので、スカムの流動性を高めることができるという特長を有している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、先の提案に係るスカム破砕装置を用いると、スカムが小片に破砕されて流動化しやすくなるので、先の提案に係るスカム吸引装置でスカムを自動的に除去することができるが、この先の提案に係るスカム破砕装置は、5リットル(L)程度の立体物(容器)をクランク機構を介して上下動させ、スカム面に波動を発生させてスカムを小片に破砕するようにしているので、機械的な構造が複雑になる欠点があるとともに、そのメンテナンスも面倒であるという欠点があった。また、小片に破砕したスカムをスカムの排出側に向けてスムースに移動できるようにすることが望まれていた。
【0007】
そこで、本発明は、上記欠点を解決するためになされたものであって、その目的は、簡単な構成でスカムの破砕ができ、しかも、メンテナンスも簡単に行えるスカム破砕装置を提供することにある。また、破砕されたスカムがスカムピット方向に円滑に移動されるようにしたスカム破砕装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るスカム破砕装置は、上記目的を達成するために、原水の中に鉛直状に垂設した空気供給管の下端部に下向きに開口する空気噴出口を設け、その空気噴出口から50ないし500kpaの圧縮空気を1回に5リットル、1分間に5回ないし10回程度の割合で断続的に噴出させる圧縮空気供給制御手段を備え、噴出されて上昇する気泡を水面に浮いているスカム層に衝突させることにより、前記スカムを破砕することを特徴としている。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1は、本発明に係るスカム破砕装置を下水処理場の沈殿池(最初沈殿池又は最終沈殿池)の導水渠に適用したときのカバーを除去して示した平面図、図2は、図1のA−A線断面図である。
【0010】
導水渠1は、複数(図示の例では3個)の沈殿池2a〜2cに原水を供給できるように、各沈殿池2a〜2cの上流側に設けられた細長い水路状に形成されている。そして、導水渠1内の原水は、流入扉3a〜3cを介して各沈殿池2a〜2cにそれぞれ供給されるように構成されている。
【0011】
図中、10a〜10cは、導水渠1内に設けられた空気供給管であって、導水渠1の水流(導水渠1内の矢印A参照)に沿って所定の間隔を保って設けられている。各空気供給 管10a〜10cの設置間隔は、導水渠1の幅、導水渠1内の水流の速さ、原水の水質(スカムの性質)等により一様でないが、数mの間隔、例えば、5〜10mの間隔に設けられる。
【0012】
各空気供給管10a〜10cは、自動弁(電磁弁)からなるバルブVa〜Vcをそれぞれ介在させてヘッダー管11にそれぞれ接続されている。そして、これら空気供給管10a〜10cの先端側(ヘッダー管11と接続されている側と反対の先端側)は、導水渠1に形成されるスカムの層の下側となるように、水面下200〜300mmにそれぞれ位置するように設けられ、それら先端側は開口していて、噴出口12a〜12cにそれぞれ形成されている。各空気供給管10a〜10cは、水面下まで鉛直に延長され、下端が下方に開口されている。
【0013】
ヘッダー管11は、図示しない圧縮空気源に接続されている。この圧縮空気源としては、下水処理場の曝気槽用の圧縮空気源と共用することができる。もちろん、スカム破砕装置用のコンプレッサあるいはブロアを用意して圧縮空気源としてもよい。しかし、下水処理場には、曝気槽用として圧縮空気供給設備が設けられているので、既設の曝気槽用の圧縮空気と共用すると、安価に、かつ、容易に圧縮空気源を得ることができる。
【0014】
図1,2中、Cは、プログラマブルコントローラからなる制御器であって、バルブVa〜Vcをそれぞれ断続的に、すなわち、間欠的に開閉(ON,OFF)制御できるように構成されている。各バルブVa〜Vcの断続的な開閉制御は、スカムの性質等により一様ではないが、1回に5Lの500〜50kpaの圧縮空気を1分間に5回以上行うと、ほとんどのスカムを小片に破砕することができる。なお、上述の1分間当りの回数を多くすると、より破砕効果が高まるが、バルブVa〜Vcの断続的な開閉制御は、1分間に10回を越えて行うことに機械的な困難を伴うので、バルブVa〜Vcの断続的開閉は、1分間当り5〜10回程度が好ましい。また、噴出口12a〜12cから圧縮空気を連続的に供給することも可能であるが、連続的に空気を供給すると、圧縮空気源が大型の設備になるとともに、ランニングコストがかさんでしまうという新たな問題点が発生してしまうので、圧縮空気の供給は、断続的に行われる。
【0015】
図3は、空気供給管10a〜10c(図示の例では空気供給管10a。空気供給管10b,10cも空気供給管10aと同じであるので、以下、空気供給管10aを例に説明する。)から圧縮空気が供給されたときのスカムSが破砕されるときの状態を示している。すなわち、バルブVaが開かれると、空気供給管10aの噴出口12aから圧縮空気が導水渠1内に供給される。そして、その供給された圧縮空気は、気泡となって上昇し、スカムSを持ち上げる形となり、その持ち上げ力により大きな膜状に形成されていたスカムSが小片に破砕される。
【0016】
なお、図示の例では、噴出口12a〜12cは、下向きに開口している。図示のように、噴出口12a〜12cを下向きに開口させると、気泡の分散が広がるので、広範囲のスカムを破砕することができる。
【0017】
また、上述の例では、噴出口12a〜12cは、導水渠1の原水の流れに沿って所定の間隔を保ち、かつ、その導水渠1の水路幅(原水の流れ方向と直交する方向の長さ)のほぼ中央に1個のみそれぞれ設けるようにしたが、その水路幅方向に所定の間隔を保って複数個ずつ設けるようにしてもよい。さらに、噴出口は、導水渠1を平面から見たときに、千鳥足状となるように互いに所定の間隔を保って均等に設けることもできる。
【0018】
図中、20は、導水渠1の下流側端部に設けられたスカム除去機構である。このスカム除去機構20は、本出願人が特開平11−277056号等で提案しているもので、流れてくるスカムを寄せ板21で吸引パイプ22側に集めるとともに、案内板23で水とスカムとを分離できるように構成されている。また、これらは、変動する水位に追従させることができるように構成されている。したがって、水流に乗って流れてくるスカムは、吸引パイプ22の原水流入側に設けられた切欠24を介して吸引することができる。この吸引の際、図示されていないが、切欠24中に水位が位置しているので、スカムを高濃度の状態で効率よく吸引除去することができる。
【0019】
なお、スカム除去機構20としては、上述の吸引パイプ式によらず、パイプスキマ等の周知のスカム除去機構を採用することもできる。ただし、導水渠等の水位変動が大きな下水処理施設では、パイプスキマが水没してしまう等の問題があるため、上述の吸引パイプ式や可動堰を有するスカムピットのようなスカム除去部(開口部)が水位に追従可能なスカム除去装置であることが好ましい。
【0020】
上述の例では、噴出口12a〜12cから圧縮空気を排出させ、上昇する気泡をスカム層に衝突させて、スカムを繰り返し持ち上げて細片に破砕させたが、膜状のスカムの上から液体あるいは液体と気体の混合体を落下させてスカムに衝突させ、スカムを細片に破砕させるようにしてもよい。すなわち、噴出口12a〜12cをスカムSの位置以上の高さに設け、それら噴出口12a〜12cから原水の一部又は導水渠1内の一部の水(原水)をスカムSに向けて落下させるようにしてもよい。
【0021】
図4は、本発明の他の実施の形態に係るスカム破砕装置を上記図1と同様の沈殿池の導水渠1に適用したときの平面図である。この導水渠1には、上述した噴出口12a〜12c等からなるスカム破砕手段が設けられている以外に、スカムSがスカム除去機構20側へ移動するのを促進させるスプレー手段が設けられている。スプレー手段は、バルプ31a〜31cをそれぞれ有する圧力水供給管32a〜32cの下部にスプレー口(ノズル)30a〜30cを設け、圧力水供給管32a〜32cにヘッダー管33を接続して構成されている。
【0022】
ヘッダー管33には、図示しないが、ポンプが接続されていて、このポンプを介して圧力水が供給されるように構成されている。ヘッダー管33に供給される圧力水としては、沈殿池2a〜2cの処理水や別途用意された水を使用することができるが、導水渠1の中間水を循環使用することができる。導水渠の中間水を循環使用したときは、沈殿池2a〜2cに対する負荷を高めることがないので好適である。
【0023】
各スプレー口30a〜30cは、同一構成であるので、スプレー口30aを例にして、図5を用いてスカムSの移動作用について説明する。スプレー口30aは、噴出口12aの下流側において、スカムSの形成面の上側(上方)で、かつ、圧力水の噴出方向がスカム除去機構20側に向くように、つまり、圧力水の噴出方向が噴出口12aからの上昇気泡により破砕されたスカムSの移動方向(図5の原水の流れの矢印参照)となるように設けられている。なお、スプレー口30aのスカムSの形成面からの高さは、スカムSに近い程、移動力を高めることができるが、スカムSの形成面上下の変動(原水の上下の変動)を考慮して決められる。
【0024】
スプレー口30aから圧力水が噴出されると、その圧力水により先に細片に破砕された後のスカムSの移動が促進されてスカムSがスカム除去機構20側に円滑に、かつ、速やかに移動することができる。スプレー口30aが噴出口12aよりも下流側に設けられているので、噴出口12aよりも上流側に設けられる場合に比し、破砕されたスカムSの移動が格段に促進される。
【0025】
なお、上述の例では、スプレー口30aをスカムSの上側に設けたが、スカムSと同一面又はそれよりも下側に設けることもできるが、上述のように、スカムSの上側の方がスカムSの移動を円滑に行わせることができる。さらに、スプレー口30aから噴出させる流体として圧力水を用いたが、圧縮空気、又は空気と液体との混合液を用いることができるが、圧力水の方が強い移動力を得ることができる。
【0026】
また、上述の例では、スカム破砕装置を適用する装置としては、下水処理場の導水渠としたが、これに限らず、沈殿池等であってもよい。特に、無端チェーンコンベアにブレードを設けた機械式のスクレーパ等のスカム掻寄装置が設置できない下水処理施設やその他の水処理施設にも本スカム破砕装置を適用することができる。
【0027】
【発明の効果】
本発明によれば、原水中に設けられた空気噴出口から噴出される圧縮空気は気泡となっ て上昇し、水面に浮いているスカム層に衝突し破裂するので、スカムが繰り返し持ち上げられて、確実に破砕される。また、圧縮空気を連続的に供給すると、圧縮空気源が大型の設備になり、ランニングコストがかさんでしまうが、本発明は、圧縮空気の供給を断続的に行うので、ランニングコストが嵩むことを避けることができる。そして、設備は、圧縮空気供給源から圧縮空気を空気噴出口まで供給するに必要な空気供給管を垂直に設置するだけで良いので、設備コストも運転コストも低額で済む。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施の形態に係るスカム破砕装置を沈殿池の導水渠に適用したときの平面図である。
【図2】 図1のA−A線断面図である。
【図3】 スカムの破砕状態を示す説明図である。
【図4】 本発明の他の実施の形態に係るスカム破砕装置を沈殿池の導水渠に適用したときの平面図である。
【図5】 スカムの破砕状態及び移動状態を示す説明図である。
【符号の説明】
1 導水渠
2a〜2c 沈殿池(最初沈殿池,最終沈殿池)
3a〜3c 流入扉
10a〜10c 空気供給管
11 ヘッダー管
12a〜12c 噴出口
20 スカム除去機構
S スカム
30a〜30c スプレー口
31a〜31c バルブ
32a〜32c 圧力水供給管[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a scum crushing device that crushes scum generated in a water basin or the like of a settling basin of a sewage treatment plant.
[0002]
[Prior art]
In a diversion basin that distributes raw water to a settling basin of a sewage treatment plant, a scum layer is formed on the surface of the water by floating substances contained in the raw water. If the scum is mixed in the treated water without being removed in the sedimentation basin, the quality of the treated water is deteriorated. Therefore, the scum is removed as much as possible in the water conduit.
[0003]
The removal of the scum from the water culvert is carried out by a worker who regularly draws it with a handle or by the worker pulling the hose of the vacuum car.
[0004]
In order to automate the scum removal by the worker's manual operation as described above, the applicant of the present invention has previously described scum suction that can automatically remove scum in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 11-277056, 285686, and 285687. In addition to proposing an apparatus, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-290847 proposed a scum crushing apparatus that crushes the scum into small pieces so that the scum can be easily removed by suction.
[0005]
In the scum suction device according to the above proposal, the suction pipe moves up and down following the fluctuation of the water surface, and furthermore, the raw water and the scum can be effectively separated by the approach plate and the guide plate. It has the feature that it can be removed by suction. Moreover, the scum crushing apparatus according to the above proposal can crush the scum formed in a large film shape into small pieces by moving the three-dimensional object up and down to wave the water surface, so that the fluidity of the scum can be improved. Has features.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, when the scum crushing device according to the previous proposal is used, the scum is crushed into small pieces and easily fluidized, so that the scum can be automatically removed by the scum suction device according to the previous proposal. The scum crusher according to the previous proposal moves a three-dimensional object (container) of about 5 liters (L) up and down via a crank mechanism, generates a wave on the scum surface, and crushes the scum into small pieces. As a result, the mechanical structure is complicated, and the maintenance is troublesome. In addition, it has been desired that the scum broken into small pieces can be smoothly moved toward the discharge side of the scum.
[0007]
Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described drawbacks, and an object of the present invention is to provide a scum crushing apparatus that can crush scum with a simple configuration and that can be easily maintained. . It is another object of the present invention to provide a scum crushing device in which crushed scum is smoothly moved in the scum pit direction.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the scum crusher according to the present invention is provided with an air outlet opening downward at the lower end of an air supply pipe vertically suspended in the raw water, and 50 air from the air outlet. to 5 liters once compressed air 500 kPa, floating comprising a 5 times to about ten times the compressed air supply control means Ru is intermittently ejected at a rate of 1 minute, air bubbles rises ejected on the surface of the water The scum is crushed by colliding with the scum layer.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view showing the scum crushing apparatus according to the present invention with the cover removed when applied to a water trough of a settling basin (first settling basin or final settling basin) of a sewage treatment plant, and FIG. It is AA sectional view taken on the line of 1. FIG.
[0010]
The
[0011]
In the figure, 10a to 10c are air supply pipes provided in the
[0012]
Each of the
[0013]
The header pipe 11 is connected to a compressed air source (not shown). As this compressed air source, it can be shared with the compressed air source for the aeration tank of the sewage treatment plant. Of course, a compressor or blower for a scum crusher may be prepared and used as a compressed air source. However, since the sewage treatment plant is provided with a compressed air supply facility for the aeration tank, if it is shared with the compressed air for the existing aeration tank, a compressed air source can be easily obtained at low cost. .
[0014]
1 and 2, C is a controller composed of a programmable controller, and is configured to be able to control the valves Va to Vc intermittently, that is, intermittently (ON, OFF). Intermittent open / close control of each valve Va to Vc is not uniform due to the nature of the scum, etc. However, when 5 L of 500 to 50 kpa of compressed air is performed at least 5 times per minute, most of the scum is broken into small pieces. Can be crushed into pieces. If the number of times per minute is increased, the crushing effect is further increased. However, the intermittent opening / closing control of the valves Va to Vc involves mechanical difficulties when performed more than 10 times per minute. The intermittent opening / closing of the valves Va to Vc is preferably about 5 to 10 times per minute. Moreover, although it is also possible to supply compressed air continuously from the
[0015]
3 shows
[0016]
In the illustrated example,
[0017]
Moreover, in the above-mentioned example, the
[0018]
In the figure, 20 is a scum removal mechanism provided at the downstream end of the
[0019]
As the
[0020]
In the above-described example, the compressed air is discharged from the
[0021]
FIG. 4 is a plan view when a scum crushing apparatus according to another embodiment of the present invention is applied to a
[0022]
Although not shown, the header pipe 33 is connected to a pump, and is configured to be supplied with pressure water via the pump. As the pressure water supplied to the header pipe 33, treated water of the settling
[0023]
Since each
[0024]
When the pressure water is ejected from the
[0025]
In the above-described example, the
[0026]
In the above example, the scum crusher is applied as a water basin for a sewage treatment plant, but is not limited thereto, and may be a sedimentation basin or the like. In particular, this scum crusher can be applied to a sewage treatment facility and other water treatment facilities where a scum scraping device such as a mechanical scraper provided with blades on an endless chain conveyor cannot be installed.
[0027]
【The invention's effect】
According to the present invention, the compressed air injected from the air injection port provided in the raw water rises as bubbles, since the collision ruptured scum layer that floats on the water surface, and scum is lifted repeatedly, It is surely crushed. In addition, if compressed air is continuously supplied, the compressed air source becomes a large facility and the running cost is increased. However, since the present invention intermittently supplies the compressed air, the running cost increases. Can be avoided. Since the facility only needs to vertically install an air supply pipe necessary for supplying compressed air from the compressed air supply source to the air jet outlet, both the facility cost and the operation cost can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view when a scum crusher according to an embodiment of the present invention is applied to a water basin of a settling basin.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
FIG. 3 is an explanatory view showing a scum crushing state.
FIG. 4 is a plan view when a scum crusher according to another embodiment of the present invention is applied to a water basin of a settling basin.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a scum crushing state and a moving state.
[Explanation of symbols]
3a-
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