JP4177248B2

JP4177248B2 - し渣除去装置

Info

Publication number: JP4177248B2
Application number: JP2003430703A
Authority: JP
Inventors: 芳通大町; 一幸木坂; 康憲小松
Original assignee: Suido Kiko Kaisha Ltd
Current assignee: Suido Kiko Kaisha Ltd
Priority date: 2003-12-25
Filing date: 2003-12-25
Publication date: 2008-11-05
Anticipated expiration: 2023-12-25
Also published as: JP2005185955A

Description

本発明は、し渣除去装置に関し、さらに詳しくは、ドラムスクリーンでろ過する前に、髪の毛や厨芥を破砕せず、糞塊を破砕できるようにしたし渣除去装置に関する。

本願出願人は、原水をドラムスクリーンでろ過することにより、原水中に含まれるし渣を除去する「し渣除去装置」を提案している（特許文献１参照。）

他方、原水中に含まれるし渣を破砕する「水路設置型し渣撹拌破砕機」が知られている（例えば、特許文献２参照。）。
また、原水中に含まれるし渣をドラム回転式の撹拌破砕機やグラインダポンプで破砕した後、し渣脱水機でし渣を除去する「汚水処理装置」が知られている（例えば、特許文献３参照。）。

特開２００１−２１９１９７号公報特開２００１−２５４４３３号公報特開２００３−１２３９号公報

本願出願人が提案していた特許文献１に記載の「し渣除去装置」では、原水をそのままドラムスクリーンへ導入するため、原水に含まれる糞塊がドラムスクリーンで捕捉されてしまう。このため、本願出願人は、ドラムスクリーンでろ過する前に、特許文献２や特許文献３に開示されている撹拌破砕機で糞塊を破砕することを検討した。
しかし、特許文献２や特許文献３に開示されている撹拌破砕機では、糞塊だけでなく、髪の毛や厨芥も破砕されてしまい、ドラムスクリーンで捕捉されなくなって、ろ過水に混じり込む問題点があった。なお、ろ過水中の糞は、後段の生物処理装置によって分解されるが、髪の毛や厨芥は分解されないため、ドラムスクリーンで捕捉する必要がある。
そこで、本発明の目的は、ドラムスクリーンでろ過する前に、髪の毛や厨芥を破砕せず、糞塊を破砕できるようにしたし渣除去装置を提供することにある。

第１の観点では、本発明は、原水流入管（１）から流入する原水（Ｗ）を回転羽根（３３）で撹拌し原水（Ｗ）中に含まれる糞塊を止め板（３２）にぶつけて破砕する撹拌破砕機（３０）と、前記撹拌破砕機（３０）を経た処理水をろ過してし渣を取り出すドラムスクリーン（２）と、前記ドラムスクリーン（２）から排出された前記し渣を受け取るホッパ（５）と、前記ホッパ（５）に溜まったし渣をし渣排出口（６ｃ）へとスクリュー（６ｂ）で押してその圧搾により脱水する脱水機（６）とを備えたことを特徴とするし渣除去装置（１００）を提供する。
上記第１の観点によるし渣除去装置（１００）では、原水（Ｗ）を回転羽根（３３）で撹拌することにより旋回流を作り、この旋回流を止め板（３２）にぶつける。このため、原水（Ｗ）中で元々脆くなっている糞塊は、止め板（３２）にぶつかった衝撃で、破砕される。他方、髪の毛や厨芥は、原水（Ｗ）中で非常に柔軟であるため、破砕されることなく止め板（３２）を通り過ぎる。かくして、ドラムスクリーン（２）では、髪の毛や厨芥は捕捉され、糞塊は捕捉されなくなる。

第２の観点では、本発明は、上記構成のし渣除去装置（１００）において、前記撹拌破砕機（３０）は、すり鉢状底部（３１ａ）を持つケーシング（３１）と、前記すり鉢状底部（３１ａ）のテーパ面に立設された止め板（３２）と、原水（Ｗ）を撹拌するための回転羽根（３３）とを備えてなることを特徴とするし渣除去装置（１００）を提供する。
上記第２の観点によるし渣除去装置（１００）では、すり鉢状底部（３１ａ）の壁面に沿って旋回しながら徐々に沈んでゆく糞塊が止め板（３２）にぶつかる回数が多くなり、糞塊を破砕できる確実性を高くすることが出来る。

第３の観点では、本発明は、上記構成のし渣除去装置において、前記回転羽根（３３）は、止め板（３２）との最短間隔が２［ｍｍ］以上２５［ｍｍ］以下になる外羽根（３３ａ）と、外羽根（３３ａ）が回転する空間よりも回転軸（３４）に近い空間を撹拌する内羽根（３３ｂ）とを備えてなることを特徴とするし渣除去装置（１００）を提供する。
上記構成において「止め板（３２）との最短間隔」とは、回転羽根（３３）が回転中に止め板（３２）に最も近づいた時の止め板（３２）との間隔をいう。
上記第３の観点によるし渣除去装置（１００）では、糞塊は止め板（３２）に当たり，髪の毛や厨芥は抜けられるような間隙を開けた近傍で外羽根（３３ａ）が回転し、糞塊を止め板（３２）にぶつける。一方、内羽根（３３ｂ）は回転軸（３４）に近い空間で回転し、撹拌の死角を作らないようにする。

第４の観点では、本発明は、上記構成のし渣除去装置において、前記撹拌破砕機（３０）への原水（Ｗ）の流入口（３１ｂ）よりも前記撹拌破砕機（３０）からの処理水の流出口（３１ｃ）の方が高い位置にあることを特徴とするし渣除去装置（２００，３００）を提供する。
上記第４の観点によるし渣除去装置（２００，３００）では、流入口（３１ｂ）から流出口（３１ｃ）への流路長を長くできるため、撹拌破砕機（３０）における滞留時間を長くできる。さらに、破砕され小さくなった糞成分を含んで上昇する流れと、破砕前の大きな糞塊が沈み込む動きとを分けることが出来る。これらにより、破砕効率を上げることが出来る。

第５の観点では、本発明は、上記構成のし渣除去装置において、前記撹拌破砕機（３０）への原水（Ｗ）の流入口（３１ｂ）が前記回転羽根（３３）と同じかそれよりも下の位置にあり、前記撹拌破砕機（３０）からの処理水の流出口（３１ｃ）が前記回転羽根（３３）よりも上の位置にあることを特徴とするし渣除去装置（３００）を提供する。
上記第５の観点によるし渣除去装置（３００）では、流入した原水（Ｗ）が回転羽根（３３）に必ず接触するため、確実に糞塊を破砕することが出来る。

本発明のし渣除去装置（１００，２００，３００）によれば、次の効果が得られる。
（Ａ）ドラムスクリーン（２）でろ過する前に、髪の毛や厨芥を破砕せず、糞塊を破砕できる。これにより、ドラムスクリーン（２）で糞塊が捕捉されることを防止できる。
（Ｂ）後段の生物処理装置で分解されない髪の毛や厨芥が破砕されてドラムスクリーン（２）を通過しろ過水（Ｆ）に混じることを防止できる。
（Ｃ）糞成分がドラムスクリーン（２）を通過しろ過水（Ｆ）に混じるので、後段の生物処理装置へ栄養を十分供給できる。
（Ｄ）捕捉したし渣（Ｓ）中の糞成分が減少するので、脱水性が改善され、脱水後のし渣（Ｓ’）の含水率を小さく出来る。これにより、脱水後のし渣（Ｓ’）が衛生的になると共に嵩も小さくなり、脱水後のし渣（Ｓ’）の処理が楽になる。

以下、図を参照して本発明の実施例を説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。

図１は、実施例１に係るし渣除去装置１００を示す概略構成図である。
このし渣除去装置１００は、原水Ｗを撹拌破砕機３０の内部へ導入する原水導入管１と、原水導入管１を通る原水Ｗの流量を検出する流量計１ａと、原水Ｗ中の糞塊を破砕するための撹拌破砕機３０と、撹拌破砕機３０から流出した処理水を導いて流入トラフ１ｃからドラムスクリーン２の内周面に落下させる処理水導入管１ｂと、ウェッジワイヤーを円筒方向に配置したドラムであって原水Ｗが落下する内周面が上方へ廻る方向にドラムモータ２ａにより回転させられし渣Ｓを捕捉しろ過水Ｆを通過させるドラムスクリーン２と、そのドラムスクリーン２の内周面および外周面に洗浄水Ｃを噴射するドラム洗浄ノズル３およびドラム洗浄バルブ３ａと、処理水導入管１ｂの上面に付着した汚れを流し落とすための洗浄水Ｃを噴射する配管洗浄ノズル２２および配管洗浄バルブ２２ａと、ドラムスクリーン２から落下してきたろ過水Ｆを受けるろ過水槽４と、ドラムスクリーン２のし渣排出ガイド２ｂによりドラムスクリーン２の内部から排出され落下してきたし渣Ｓを受け取るホッパ５と、そのホッパ５から落下してきたし渣Ｓを脱水モータ６ａにより回転するスクリュー６ｂで口径の小さいし渣排出口６ｃへと押してその圧搾により脱水する脱水機６と、し渣Ｓから脱水された水を受け取る脱水ドレン受け７と、し渣排出口６ｃから排出され落下してきた脱水後のし渣Ｓ’を収容するし渣受けかご８と、ホッパ５の受け口の傾斜面に向けて洗浄水Ｃを噴射すると共に洗浄水Ｃの一部を脱水機６の内部へ噴射するためのホッパ洗浄ノズル１０およびホッパ洗浄バルブ１０ａと、流量計１ａで検出した原水Ｗの流入量に応じて撹拌モータ３５，ドラムモータ２ａおよび脱水モータ６ａの回転とドラム洗浄バルブ３ａ，配管洗浄バルブ２２ａおよびホッパ洗浄バルブ１０ａの開閉とを制御する制御装置２０とを具備している。

ろ過水Ｆは、後段の活性汚泥を利用した生物処理装置（図示せず）へ流下する。

撹拌破砕機３０は、すり鉢状底部３１ａとその直上に設けられた流入口３１ｂと流出口３１ｃとを持つケーシング３１と、すり鉢状底部３１ａのテーパ面に立設された止め板３２と、原水Ｗを撹拌するための回転羽根３３と、回転羽根３３を保持する回転軸３４と、回転軸３４を回転させる撹拌モータ３５とを備えてなる。

図２はすり鉢状底部３１ａの断面図、図３は同上面図である。
すり鉢状底部３１ａの中央には、回転軸３４を軸支する軸受３６が設けられている。

図４の（ａ）は回転羽根３３の正面図、図４の（ｂ）は同側面図、図４の（ｃ）は同上面図である。
回転羽根３３は、すり鉢状底部３１ａのテーパ面に適合して傾斜している外羽根３３ａと、外羽根３３ａが回転する空間よりも回転軸３４に近い空間を撹拌する内羽根３３ｂと、外羽根３３ａおよび内羽根３３ｂを支持すると共に回転軸３４を把持する主ハブ３３ｃと、外羽根３３ａの先端を支持する外羽根支持棒３３ｅおよび内羽根３３ｂの先端を支持する内羽根支持棒３３ｆを支持すると共に回転軸３４を把持する副ハブ３３ｄとを備える。
回転軸３４は、主ハブ３３ｃおよび副ハブ３３ｄの軸孔３３ｇに挿通されて把持される。
外羽根３３ａが回転中に止め板３２に最も近づいた時の止め板３２との間隔は、２［ｍｍ］以上２５［ｍｍ］以下になっている。

図５は、し渣除去装置１００の動作例を示すタイムチャートである。
制御装置２０は、時刻ｔ１に流量計１ａで原水Ｗの流入開始を検知すると撹拌モータ３５を直ちに回転させ、時刻ｔ２に流量計１ａで原水Ｗの流入休止を検知すると時間Ｔ１後まで回転させ、停止させる。回転羽根３３の回転数は、例えば毎分５００回転である。
また、制御装置２０は、時刻ｔ１に流量計１ａで原水Ｗの流入開始を検知するとドラムモータ２ａを直ちに回転させ、時刻ｔ２に流量計１ａで原水Ｗの流入休止を検知すると時間Ｔ２後まで回転させ、停止させる。
また、制御装置２０は、時刻ｔ１に流量計１ａで原水Ｗの流入開始を検知するとホッパ洗浄バルブ１０ａを時間Ｔ３後に開き、時間Ｔ４だけ開いて時間Ｔ５だけ閉じることを反復し、時刻ｔ２に流量計１ａで原水Ｗの流入休止を検知すると時間Ｔ６後に開き、時間ｔ７まで開いた後、閉じる。
また、制御装置２０は、時刻ｔ１に流量計１ａで原水Ｗの流入開始を検知すると脱水モータ６ａを時間Ｔ８後に回転させ、時間Ｔ９だけ回転させて時間Ｔ１０だけ停止することを反復し、時刻ｔ２に流量計１ａで原水Ｗの流入休止を検知すると時間Ｔ１１後まで回転させ、停止させる。
また、制御装置２０は、時刻ｔ１に流量計１ａで原水Ｗの流入開始を検知するとドラム洗浄バルブ３ａおよび配管洗浄バルブ２２ａを時間Ｔ１２後に開き、時間Ｔ１４だけ開いて時間Ｔ１５だけ閉じることを反復し、時刻ｔ２に流量計１ａで原水Ｗの流入休止を検知すると直ちに開き、時間ｔ１６まで開いた後、閉じる。

−稼働例−
ＢＯＤが２００［mg/l］，濁質成分が２００［mg/l］の家庭雑排水を原水Ｗとして、し渣除去装置１００で処理した。
ドラムスクリーン２から排出されるし渣Ｓの成分重量比は、髪の毛０.１％，厨芥９５.４％，糞成分４.０％，その他（紙類，プラスチック類等）０.５％であった。含水率は、８１〜８５％であった。また、脱水後のし渣Ｓ’の含水率は、７０〜７５％であった。

−比較例−
ＢＯＤが２００［mg/l］，濁質成分が２００［mg/l］の家庭雑排水を原水Ｗとして、し渣除去装置１００から撹拌破砕機３０を除いた構成で処理した。
ドラムスクリーン２から排出されるし渣Ｓの成分重量比は、髪の毛０.１％，厨芥８２.５％，糞成分１７.０％，その他（紙類，プラスチック類等）０.４％であった。含水率は、８９〜９４％であった。また、脱水後のし渣Ｓ’の含水率は、８１〜８３％であった。

処理結果を比較すると、本発明により、し渣Ｓ中の糞成分が１７.０％から４.０％へ著しく減少し、糞塊の大部分が可溶化したことが判る。また、し渣Ｓ中の糞成分以外の成分（髪の毛，厨芥，その他）の割合はほとんど変わらないことが判る。すなわち、撹拌破砕機３０で糞塊は破砕されたが、髪の毛，厨芥，その他は破砕されずにドラムスクリーン２で捕捉されたことが判る。
また、し渣Ｓの含水率が８９〜９４％から８１〜８５％に低下し、脱水後のし渣Ｓ’の含水率も８１〜８３％から７０〜７５％に低下したことが判る。

実施例１のし渣除去装置１００によれば、次の効果が得られる。
（Ａ）ドラムスクリーン２でろ過する前に、髪の毛や厨芥を破砕せず、糞塊を破砕できる。これにより、ドラムスクリーン２で糞塊が捕捉されることを防止できる。
（Ｂ）後段の生物処理装置で分解されない髪の毛や厨芥が破砕されてドラムスクリーン２を通過しろ過水Ｆに混じることを防止できる。
（Ｃ）糞成分がドラムスクリーン２を通過しろ過水Ｆに混じるので、後段の生物処理装置へ栄養を十分供給できる。
（Ｄ）捕捉したし渣Ｓ中の糞成分が減少するので、脱水性が改善され、脱水後のし渣Ｓ’の含水率を小さく出来る。これにより、脱水後のし渣Ｓ’が衛生的になると共に嵩も小さくなり、脱水後のし渣Ｓ’の処理が楽になる。

図６は、実施例２に係るし渣除去装置２００を示す概略構成図である。
このし渣除去装置２００では、撹拌破砕機３０への原水Ｗの流入口３１ｂよりも処理水の流出口３１ｃの方が高い位置にある。それ以外は実施例１と同じ構成である。

実施例２のし渣除去装置２００によれば、流入口３１ｂから流出口３１ｃへの流路長を長くできるため、撹拌破砕機３０における原水Ｗの滞留時間を長くできる。また、破砕され小さくなった糞成分を含んで上昇する流れと、破砕前の大きな糞塊が沈み込む動きとを分けることが出来る。これらにより、破砕効率を上げることが出来る。

図７は、実施例３に係るし渣除去装置３００を示す概略構成図である。
このし渣除去装置３００では、撹拌破砕機３０への原水Ｗの流入口３１ｂを回転羽根３３より下の位置に設けている（同じ高さでもよい）。それ以外は実施例２と同じ構成である。

実施例３のし渣除去装置３００によれば、流入した原水Ｗが回転羽根３３に必ず接触するため、確実に糞塊を旋回させることが出来る。これにより、破砕効率を上げることが出来る。

本発明のし渣除去装置は、水処理に利用できる。

実施例１に係るし渣除去装置を示す構成図である。実施例１に係る撹拌破砕機のすり鉢状底部を示す正面断面図である。実施例１に係る撹拌破砕機のすり鉢状底部を示す上面図である。実施例１に係る撹拌破砕機の回転羽根を示す正面図、側面図および上面図である。実施例１に係るし渣除去装置の動作例を示すタイムチャートである。実施例２に係るし渣除去装置を示す構成図である。実施例３に係るし渣除去装置を示す構成図である。

符号の説明

１原水導入管
１ａ流量計
２ドラムスクリーン
２ａドラムモータ
２ｂし渣排出ガイド
４ろ過水槽
５ホッパ
６脱水機
６ａ脱水モータ
６ｂスクリュー
６ｃし渣排出口
２０制御装置
３０撹拌破砕機
３１ケーシング
３１ａすり鉢状底部
３１ｂ流入口
３１ｃ流出口
３２止め板
３３回転羽根
３４回転軸
３５撹拌モータ
１００し渣除去装置

Claims

原水流入管（１）から流入する原水（Ｗ）を回転羽根（３３）で撹拌し原水（Ｗ）中に含まれる糞塊を止め板（３２）にぶつけて破砕する撹拌破砕機（３０）と、前記撹拌破砕機（３０）を経た処理水をろ過してし渣を取り出すドラムスクリーン（２）と、前記ドラムスクリーン（２）から排出された前記し渣を受け取るホッパ（５）と、前記ホッパ（５）に溜まったし渣をし渣排出口（６ｃ）へとスクリュー（６ｂ）で押してその圧搾により脱水する脱水機（６）とを備えたことを特徴とするし渣除去装置（１００）。
請求項１に記載のし渣除去装置（１００）において、前記撹拌破砕機（３０）は、すり鉢状底部（３１ａ）を持つケーシング（３１）と、前記すり鉢状底部（３１ａ）のテーパ面に立設された止め板（３２）と、原水（Ｗ）を撹拌するための回転羽根（３３）とを備えてなることを特徴とするし渣除去装置（１００）。
請求項２に記載のし渣除去装置において、前記回転羽根（３３）は、止め板（３２）との最短間隔が２［ｍｍ］以上２５［ｍｍ］以下になる外羽根（３３ａ）と、外羽根（３３ａ）が回転する空間よりも回転軸（３４）に近い空間を撹拌する内羽根（３３ｂ）とを備えてなることを特徴とするし渣除去装置（１００）。
請求項１から請求項３のいずれかに記載のし渣除去装置において、前記撹拌破砕機（３０）への原水（Ｗ）の流入口（３１ｂ）よりも前記撹拌破砕機（３０）からの処理水の流出口（３１ｃ）の方が高い位置にあることを特徴とするし渣除去装置（２００，３００）。
請求項４に記載のし渣除去装置において、前記撹拌破砕機（３０）への原水（Ｗ）の流入口（３１ｂ）が前記回転羽根（３３）と同じかそれよりも下の位置にあり、前記撹拌破砕機（３０）からの処理水の流出口（３１ｃ）が前記回転羽根（３３）よりも上の位置にあることを特徴とするし渣除去装置（３００）。