JP4502531B2 - 沈砂及びし渣の処理装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は下水処理施設において沈砂及びし渣を処理するための装置に関し、沈砂池からの沈砂及びし渣を洗浄・分離するシステムなどに使用しうるものである。
【0002】
【従来の技術】
下水処理施設における沈砂池から取り出された沈砂及びし渣はそのままでは汚染されているのでその廃棄や投棄は洗浄後に行っている。下水処理は通常自然流下式を採用しているため、沈砂池は地面から最も下がった部位に設けられる。他方、掻揚若しくは除去した沈砂、し渣はトラックによる陸上輸送を行うため沈砂、し渣の搬出サイトは沈砂池より相当高いところに位置している。そのため、沈砂池から取り出された沈砂、し渣は通常コンベヤによって搬出サイト付近の洗浄機まで運ばれ、洗浄機での洗浄実施後に搬出サイトよりトラックに積み込み廃棄又は投棄サイトまでの搬出を行っている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
機械的なコンベヤによる沈砂、し渣の搬送は機器のメンテナンス費用が膨大となり、また手間もかかる。そして、機械的なコンベヤの場合は配置上の制約が多い問題点があった。さらに、コンベヤ輸送の場合は搬送中の飛散や臭気の発生により環境に対する悪影響の懸念があった。
【0004】
特開平11−199047号公報においてはし渣について流体式の移送装置を提案する。即ち、この特開平11−199047号公報の構成においては沈砂池からし渣除去装置により除去されたし渣は破砕装置によって破砕し、破砕されたし渣をジェットポンプにて水と混合することによりスラリとし、スラリを搬出サイトに近い部位のし渣分離機(洗浄機)まで配管にて搬送し、し渣分離機にてし渣を分離している。
【0005】
特開平11−199047号公報の構成においては、し渣は流体輸送されているが、沈砂についてはなにものべてない。従って、搬出サイト付近までの沈砂の移送は依然として機械式のコンベヤによりまかなわれており、上述した問題点は依然として残っている。沈砂を搬出サイトまで流体式に移送する技術に関しては高圧のポンプにより沈砂を水と混合した状態で移送する技術はある。しかしながら、し渣と沈砂とについて別系統の水流による搬送機構を設けることはコスト的に高価となる。
【0006】
この発明は以上述べた従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、し渣と沈砂との移送を同一配管系にて流体状態下でなしうるようにすることを目的とする。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
請求項1に記載の発明によれば、沈砂池底面に沈積される沈砂の掻揚装置と、沈砂池からのし渣の除去装置と、前記除去装置からのし渣を破砕する破砕装置と、沈砂及び破砕されたし渣を受け入れるための水槽と、前記水槽から沈砂若しくはし渣又はその双方を同時に水と共に排出するための排出ポンプと、次段の処理部位への沈砂若しくはし渣又はその双方を含んだ排出水の移送配管とを備えたことを特徴とする沈砂及びし渣の処理装置が提供される。
【0008】
請求項1の発明の作用・効果を説明すると、沈砂池底面に沈積される沈砂は掻揚装置により掻き揚げられる。沈砂池においてスクリーニングされたし渣はし渣除去装置によって除去され、破砕装置により細かく破砕を受ける。沈砂及び破砕を受けたし渣は水槽に投入され、水槽から沈砂及びし渣は排出ポンプによって移送配管を介して次段の処理部位に運ばれる。この発明によれば、沈砂及び破砕されたし渣は水槽に運ばれ水とともに配管によって次段の処理部位まで運ばれる。沈砂池付近の水槽から処理部位までの沈砂及びし渣の搬送が一つの移送配管によって共通的に行いうるため設備コストの低減の効果がある。また、沈砂、し渣の搬送は移送配管中を運ばれるためコンベヤで搬送した場合のような飛散がなくまた臭気の発生も外部に露出したコンベヤ移送方式と比較して抑制しうることから環境保全の観点からも好ましい効果がある。
【0009】
請求項2に記載の発明によれば、沈砂池底面に沈積される沈砂の掻揚装置と、沈砂池からのし渣の除去装置と、前記除去装置からのし渣を破砕する破砕装置と、沈砂及び破砕されたし渣を受け入れるための水槽と、前記水槽から沈砂若しくはし渣又はその双方を同時に水と共に排出するための排出ポンプと、前記排出ポンプからの沈砂若しくはし渣又はその双方を含んだ排出水の移送配管と、前記移送配管に接続され、沈砂及びし渣をそれぞれ洗浄し水から分離する洗浄・分離装置とを備えたことを特徴とする沈砂及びし渣の処理装置が提供される。
【0010】
請求項2の発明の作用・効果を説明すると、沈砂池底面に沈積される沈砂は掻揚装置により掻き揚げられる。沈砂池においてスクリーニングされたし渣はし渣除去装置によって除去され、破砕装置により細かく破砕を受ける。沈砂及び破砕を受けたし渣は水槽に投入され、水槽から沈砂及びし渣は排出ポンプによって移送配管を介して分離装置に運ばれる。分離装置において沈砂及びし渣はそれぞれ水から分離される。この発明によれば、沈砂及び破砕されたし渣は水槽に運ばれ水とともに移送配管によって洗浄・分離装置まで運ばれ、洗浄・分離装置において沈砂及びし渣の洗浄及び水からの分離が行われ、搬出される。沈砂池付近の水槽から搬出サイトまでの沈砂及びし渣の搬送が一つの移送配管によって共通的に行いうるため設備コストの低減の効果がある。また、沈砂、し渣の搬送は移送配管中を運ばれるためコンベヤで搬送した場合のような飛散がなくまた臭気の発生も外部に露出したコンベヤ移送方式と比較して抑制しうることから環境保全の観点からも好ましい効果がある。
【0011】
請求項3に記載の発明によれば、請求項1又は2に記載の発明において、前記水槽内に攪拌装置を配置し、攪拌装置は水槽内でのし渣の凝固を防止することを特徴とする沈砂及びし渣の処理装置が提供される。
【0012】
請求項3の発明の作用・効果を説明すると、水槽内でし渣はいつも攪拌を受けるためその凝固がなく、排出ポンプに詰まることがないため、そのメンテナンスが容易となる。
【0013】
請求項4に記載の発明によれば、請求項1から3のいずれかに記載の発明において、前記水槽は底面に集砂ビットと、その両側に傾斜面とを備え、傾斜面に対向して複数の給水ノズルを備えて、給水ノズルからの水流によって土砂が集砂ビットに集められるようにされ、かつ前記排出ポンプはその吸引口が集砂ビットを臨むように配置されることを特徴とする沈砂及びし渣の処理装置が提供される。
【0014】
請求項4の発明の作用・効果を説明すると、水槽は底面に集砂ビットと、その両側の傾斜面とを備え、傾斜面上には給水ノズルが備えられており、給水ノズルからの比較的低圧の水によって沈砂は集砂ビットに集められ、吸引口が集砂ビットを臨むように設置された排出ポンプにより沈砂を水と共に搬出することができる。そのため、沈砂を効率的に搬出することができる効果がある。
【0015】
請求項5の記載の発明によれば、請求項2から4のいずれかに記載の発明において、前記分離装置は回転胴と、その内側の洗濯胴と、回転胴の内周に設けられたスクリュ羽根と、洗濯胴の出口側のスクリーン胴とを備え、移送配管からの沈砂若しくはし渣又はその双方を含有した水は洗濯胴の入口より洗浄水と共に導入され、沈砂はスクリーン胴を半径方向に通過しスクリュ羽根によって外部に排出され、し渣はスクリーン胴中心線に沿って排出されることを特徴とする沈砂及びし渣の処理装置が提供される。
【0016】
請求項5の発明の作用・効果を説明すると、水槽から排出ポンプによって移送配管を介して搬出された沈砂およびし渣は別個に又は同時的に洗浄・分離装置に運ばれる。そして、沈砂及びし渣は洗浄水により洗浄を受けながら、沈砂はその重みにより回転胴の隙間を半径方向に通過し、スクリュ羽根によって排出される。他方、し渣は水面上をスクリーン胴まで進み、ここで水と分離され、中心軸線方向に排出される。そのため、沈砂及びし渣は個別的に又は同時的に洗浄・分離装置において洗浄を受けながら分離され、一つの装置により沈砂池からの沈砂、し渣を洗浄・分離することができ、コスト低廉化の効果がある。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下この発明を図1において説明する。10は沈砂池であり、ゲートからの汚水を受け入れる流入口12と、沈砂の掻揚及びし渣のスクリーニング後の被処理水の排出のための排出口14を備えている。沈砂池10に隣接して水槽15が設けられる。水槽15は沈砂池から掻き揚げられた沈砂及び沈砂池からスクリーニングされたし渣を破砕後に水と混合し移送配管によって搬送するため設けられたものである。
【0018】
沈砂の掻揚装置16は一対の無端チェーン17と、無端チェーン17が巻きかけられるスプロケット18A, 18B, 18C, 18D, 18Eと、一対の無端チェーン17間に懸架される複数のバケット20とからなり、無端チェーン17がスプロケットの回りを矢印aのように移動すると、バケット20は沈砂池10の底面付近の沈砂集積部21において集積された沈砂を掬い上げ、無端チェーン17の移動において暫くはバケット20は掬い上げた沈砂を保持するが、バケット20がスプロケット18Cの付近に来るとバケット20はその姿勢を転じ、そこに掬いあげた沈砂を矢印bのように投棄する。沈砂の投棄部位において沈砂コンベ ヤ22が設けられ、投棄された沈砂を矢印cのように水槽15に搬送する。
【0019】
し渣の除去装置24はスクリーン26とスクリーン26に近接して設置されるコンベヤ様のし渣の除去機構28とからなる。し渣は汚水における紙やプラスチック片や木材片などであり、これらのし渣はスクリーン26の網目より大きいものは捕捉され、スクリーン26に捕捉されたし渣は除去機構28のベルト面に多数設けられる爪とスクリーンとの間に引掛けられ、除去機構28の移動と共にし渣は矢印dのように上方に運ばれる。沈砂池10からし渣の除去装置24により除去されたし渣は最終的には除去装置24の拘束を離れ、近接して設けられたし渣コンベヤ30に向けて矢印eのように投下される。し渣コンベヤ30に投下されたし渣はし渣コンベヤ30上を矢印fのように移送される。
【0020】
沈砂・し渣が混合された水槽15は底面に集砂ビット32を備え、集砂ビット32の両側において水槽15の底面は傾斜面15Aを形成し、傾斜面15Aに対向して複数の給水ノズル34を備え、集砂ビット32に排出ポンプ36をその吸引口36Aが臨むように配置してなるものである。この構成は基本的には特開平7−100306号公報などに開示された集砂装置と同様なものであり、この先行特許では水槽15の底面に形成される集砂ビット32に排出ポンプ36の吸引口36Aを臨ませ、傾斜面15Aに対向させて給水ノズル34を配置し、給水ノズル34からの傾斜面15Aに沿った水の流れにより堆積した砂を集砂ビット32に集め、排出ポンプ36により排出することにより、効率的な揚砂を行とするものであるが、この発明では特開平7−100306号などに開示された揚砂を行うための水槽15に破砕されたし渣も投入し、し渣についても水槽15より水と混合した状態(いわゆるスラリ状態)で揚砂用と共通の移送配管で外部への搬出を行おうとする思想のものである。以下、水槽15からの沈砂及び渣の流体搬送方式について説明する。
【0021】
図1において、沈砂池10からし渣の除去装置24により取り出されたし渣はし渣コンベヤ30によって搬送されるが、し渣コンベヤ30の出口にし渣の破砕装置38が設けられる。し渣の破砕装置38はホッパ40と、破砕器42と、破砕器42の回転駆動用モータ44とから構成される。し渣コンベヤ30からのし渣はホッパ40より矢印hのように破砕器42に送られ、回転駆動用モータ44により破砕器42が回転されることによりし渣は細かく砕かれ、矢印iのように水槽15に落下される。
【0022】
水槽15の側面には攪拌羽根46(本願発明の攪拌装置に該当する。)が設けられ、攪拌羽根46はモータ48に連結され、モータ48によって攪拌羽根46は回転せしめられ、水槽15内の水は攪拌作用を受ける。
【0023】
水槽15には沈砂コンベヤ22からの沈砂が矢印gのように投入されると共に、し渣コンベヤ30からのし渣が破砕装置38により細かく砕かれ、矢印iのように投入される。排出ポンプ36の回転は水槽15内の沈砂又はし渣が混合した水を吸引し、移送配管50に排出する。移送配管50は汚水処理場の一番低い箇所にある沈砂池10に近接した水槽15から汚水処理場の一番高い路面に近い沈砂・し渣搬出サイト付近まで延びている。この沈砂・し渣搬出サイトにおいて後述の図2の洗浄・分離装置(53)によりし渣・沈砂の洗浄・分離が行われる。ところで、し渣を破砕して水流下で洗浄・分離サイトまで移送するアイディア自体は特開平11−199047号公報に開示されているものと類似するが、この発明では水槽15に沈砂も投入し、沈砂についても共通の移送配管50を利用して水流により洗浄・分離サイトまで移送するようにしており、この点が特開平11−199047号公報との相違になる。
【0024】
排出ポンプ36の回転により水と混合した破砕されたし渣は移送配管50によって水流下で矢印jのように洗浄・分離装置(図2)に向けて排出されるが、この排出の際に攪拌羽根46の回転によって水槽15内の水は攪拌され、し渣はよく攪拌を受けるため相互の固着が防止され、固着されたし渣により排出ポンプ36が詰まってしまうような恐れは回避される。他方、排出ポンプ36の作動は沈砂と混じった水を移送配管50に向けて排出し、沈砂についても水流下で共通の移送配管50を矢印jのように洗浄・分離装置に向けて移送する。そして、沈砂の排出が継続し水槽15の液面が下がって来ると水槽15の傾斜面15Aが露出してくるが、給水ノズル34からの洗浄水が矢印kから供給されることにより、傾斜面15A上に沈積した沈砂は集砂ビット32に向けて洗い流され、集砂ビット32に集められた沈砂は水と共に排出ポンプ36によって移送配管50に吐出され、水槽15に沈積した砂は隈なく効率良く排出されるようになっている。そして、リミットスイッチ52はそのフィーラー52Aが水槽15内の液面を検出し、液面が所定位置まで下がると排出ポンプ36を停止せしめ、排出ポンプ36の過負荷を防止するようになっている。
【0025】
次ぎに、図2によって沈砂・し渣の洗浄・分離装置について説明すると、この洗浄・分離装置53は特開平4−322756号公報に開示のものと基本的には同様な洗浄・分離原理に立つものであり、回転胴54と回転胴54と一体回転するその内側の洗濯胴56と、回転胴54の内周に設けられたスクリュ羽根57と、回転胴54の出口側のスクリーン胴58とを備えている。回転胴54はタイヤ60上に載置され、回転胴54を図示しないスプロケットによって回転駆動することにより回転胴54はその中心軸線の回りを自転するようになっている。固定配置のシュート62はその上端から図1の排出ポンプ36より送られてきた沈砂を混合した水若しくはし渣を混合した水又は沈砂及びし渣を同時混合した水を受け取り、また矢印lのように供給される洗浄水を受け取る。シュート62の他端は洗濯胴56の内部まで延びており、水と混合した沈砂又はし渣は洗濯胴56の内部に導入される。洗濯胴56は直径10ミリメートル程度のそれぞれが水平方向に延び、相互に円周方向に間隔を置いた多数の棒材より構成され、水と混合した沈砂は棒材間のスリットを矢印mのように半径方向に抜け、回転胴54の内周に配置されたスクリュ羽根57によって図2の矢印nの方向に移送され、回転胴54の端面に形成された掻き揚げ羽根67により掻き揚げられ、沈砂取出口66より矢印oのように取り出され、搬出サイトまで来ているトラックなどにより排出される。他方、水と混じったし渣については軽量であるため、一点鎖線Mで示すような液面に浮遊しながら進み、し渣は洗濯胴56の端部の円錐部56Aの内面に設けられた掻き揚げ羽根68により掻き揚げられ、スクリーン胴58に移行する。スクリーン胴58はそれぞれが水平方向に延び、5mm程度の間隔で棒材を円周方向に相互に間隔をおいて設置したものであり、水はその棒材間の隙間を矢印pのように半径方向に通過し、排水口70より矢印qのように取り出される。他方、し渣についてはスクリーン胴58の内周のスクリュ羽根72によって中心軸に沿って矢印rのように送り出され、し渣取出口74より矢印sのように取り出される。
【0026】
この発明の装置に動作においては、沈殿池10からの沈砂の取出し時には沈砂集積部21に集積された沈砂は沈砂の掻揚装置16の動作によってバケット20によって掬われ、矢印bのように沈砂コンベヤ22に投下され、沈砂コンベヤ22を矢印cのように移送され、水槽15に投入される。排出ポンプ36の回転によって沈砂は水とともに移送配管50に吐出され、沈砂池から相当距離離れた搬出サイトに水流下で送られる。そして、集砂ビット32とその集砂ビット32に設けられる排出ポンプ36更には集砂ビッドト32の両側傾斜面における給水ノズル34の構成により底面上の砂を集砂ビット32に洗い流すことができ水槽15内の砂を隈なく取り出すことができる。そして、移送配管50より洗浄・分離装置(図2)に送られた沈砂はシュート62により洗濯胴56に洗浄水(矢印l)と共に導入され、洗浄の上、砂は自らの重みで洗濯胴の隙間を矢印mのように通過し、スクリュ羽根57、掻き揚げ羽根68によって沈砂取出口66より取り出され(矢印o)トラックなどにより運びだされる。
【0027】
沈砂池10からのし渣の取り出し時にはし渣の除去装置24により沈砂池中のし渣は除去され、除去されたし渣は矢印eのようにし渣コンベヤ30に投下され、矢印hのように破砕装置38に送られ、破砕装置38にて細かく砕かれ、水槽15に投入される。水槽15に投入されたし渣は揚砂時と共通の排出ポンプ36によって共通の移送配管50に吐出され、図2の洗浄・分離装置53に送られる。洗浄・分離装置53ではし渣は軽量であるため液面Mに浮遊してスクリーン胴58まで送られ、スクリュ羽根72を経てし渣取出口74に取り出され(矢印s)、これもトラックなどにより搬送される。
【0028】
以上述べたように沈砂池からの沈砂、し渣の取り出しは独自のタイミングで行われるため、洗浄・分離装置53までの沈砂、し渣の移送は移送配管50による流体移送ではあるが、沈砂とし渣とでタイミングをずらして行われることが普通である。しかしながら、沈砂の取出しと、し渣の取出しとを同じタイミングで行うことももとより可能である。この場合は水槽15への沈砂コンベヤ22からの沈砂の投入と、し渣コンベヤ30から破砕装置38を介してのし渣の投入は同時に行われ、排出ポンプ36から沈砂及びし渣が混じった水が移送配管50を介して図2の洗浄・分離装置に送られる。そして、洗浄・分離装置では洗濯胴56を介しての沈砂の取出し(矢印m, n, o)と、スクリーン胴58からのし渣の取り出し(矢印r、s)と、水分離(矢印q)とが同時に行われることになる。
【0029】
以上説明したこの発明の実施形態においては沈砂池10からの沈砂は沈砂コンベヤ22により及びし渣はし渣コンベヤ30及び破砕装置38を介して水槽15に運ばれ、水槽15より排出ポンプ36及び移送配管50より流体状態で遠くに離れた位置にある搬出サイトにおける洗浄・分離装置53まで運ばれ、洗浄・分離後搬出している。沈砂及びし渣を共通の移送配管50により流体状態下で行っており、機械的なコンベヤにより移送していた従来と比較してコストを低減することができ、かつ配管による流体移送であるため設置上の自由度が高められる効果がある。
【0030】
図3は洗浄・分離装置の別実施形態を概略的に示しており、この洗浄・分離装置はそれ自体は公知の機械攪拌式の洗浄・分離装置であり、図2の回転胴式の洗浄・分離装置と同様に、汚水処理場の一番高い路面に近い沈砂・し渣搬出サイトに設置されている。機械攪拌式の洗浄・分離装置は洗浄水槽76と、攪拌羽根78と、洗浄後のし渣の掻揚排出用の除塵装置80と、洗浄後の沈砂の排出用のスクリュコンベヤ82とを備える。洗浄水管84, 86, 88が洗浄水槽76の上面及び底面に開口しており、洗浄水が矢印のように噴出される。
【0031】
図3の機械攪拌式の洗浄・分離装置を備えたシステムにおいては、図1の排出ポンプ36と同様な排出ポンプからのし渣若しくは沈砂又はその双方を含んだ水は矢印jのように洗浄水槽76に導入され、洗浄水管84, 86, 88からの洗浄水と共に攪拌羽根78により攪拌されることにより洗浄を受ける。洗浄水槽76内の洗浄後のし渣は除塵装置80により掻き揚げられ、し渣排出口90より矢印tのように取り出され、トラックなどにより輸送される。また、洗浄水槽76内の洗浄後の洗浄水槽76の底面に沈積した沈砂は回転するスクリュコンベヤ82により掻き出され、沈砂排出口92より矢印uのように取り出され、同じくトラックなどにより搬出される。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は沈砂池からの沈砂及びし渣の取出し用のコンベヤ及びコンベヤからの沈砂及び破砕されたし渣の水槽への投入までのシステムを示す概略図である。
【図2】図2は沈砂池から離れた箇所に設置される沈砂及びし渣の洗浄・分離装置の概略構成図である。
【図3】図3は機械攪拌式の沈砂及びし渣の洗浄・分離装置の概略構成図である。
【符号の説明】
10…沈砂池
15…水槽
15A…傾斜面
16…掻揚装置
21…沈砂集積部
22…沈砂コンベヤ
24…除去装置
30…し渣コンベヤ
32…集砂ビット
34…給水ノズル
36…排出ポンプ
36A…吸引口
38…破砕装置
46…攪拌羽根
50…移送配管
53…洗浄・分離装置
54…回転胴
56…洗濯胴
57…スクリュ羽根
58…スクリーン胴
60…タイヤ
76…洗浄水槽
78…攪拌羽根
80…除塵装置
82…スクリュコンベヤ

Claims (5)

  1. 沈砂池底面に沈積される沈砂の掻揚装置と、沈砂池からのし渣の除去装置と、前記除去装置からのし渣を破砕する破砕装置と、沈砂及び破砕されたし渣を受け入れるための水槽と、前記水槽から沈砂若しくはし渣又はその双方を同時に水と共に排出するための排出ポンプと、次段の処理部位への沈砂若しくはし渣又はその双方を含んだ排出水の移送配管とを備えたことを特徴とする沈砂及びし渣の処理装置。
  2. 沈砂池底面に沈積される沈砂の掻揚装置と、沈砂池からのし渣の除去装置と、前記除去装置からのし渣を破砕する破砕装置と、沈砂及び破砕されたし渣を受け入れるための水槽と、前記水槽から沈砂若しくはし渣又はその双方を同時に水と共に排出するための排出ポンプと、前記排出ポンプからの沈砂若しくはし渣又はその双方を含んだ排出水の移送配管と、前記移送配管に接続され、沈砂及びし渣をそれぞれ洗浄し水から分離する洗浄・分離装置とを備えたことを特徴とする沈砂及びし渣の処理装置。
  3. 請求項1又は2に記載の発明において、前記水槽内に攪拌装置を配置し、攪拌装置は水槽内でのし渣の凝固を防止することを特徴とする沈砂及びし渣の処理装置。
  4. 請求項1から3のいずれかに記載の発明において、前記水槽は底面に集砂ビットと、その両側に傾斜面とを備え、傾斜面に対向して複数の給水ノズルを備えて、給水ノズルからの水流によって土砂が集砂ビットに集められるようにされ、かつ前記排出ポンプはその吸引口が集砂ビットを臨むように配置されることを特徴とする沈砂及びし渣の処理装置。
  5. 請求項2から4のいずれかに記載の発明において、前記分離装置は回転胴と、その内側の洗濯胴と、回転胴の内周に設けられたスクリュ羽根と、洗濯胴の出口側のスクリーン胴とを備え、移送配管からの沈砂若しくはし渣又はその双方を含有した水は洗濯胴の入口より洗浄水と共に導入され、沈砂はスクリーン胴を半径方向に通過しスクリュ羽根によって外部に排出され、し渣はスクリーン胴中心線に沿って排出されることを特徴とする沈砂及びし渣の処理装置。
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