JP4524520B2 - 沈殿槽 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スラッジブランケット型沈殿槽に係り、特に固定式センターウェルと回転式センターカラムとを備え、被処理液をこの固定式センターウェルと回転式センターカラムを経て、回転式センターカラムの下部に設けられたディストリビュータから槽内に導入する沈殿槽において、固定式センターウェルの下端部と回転式センターカラムの上端部との間をシールする弾性シール部材の摩耗を防止した沈殿槽に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、活性汚泥処理設備や凝集沈殿処理設備等では、汚泥混合液（凝集処理液）を処理水と汚泥とに分離する手段として固液分離槽（沈殿槽）を用いた沈降分離が一般的に採用されている。この沈降分離では、汚泥混合液中の濁質や微細なＳＳを効率的に除去して良好な処理水を得るために、沈殿槽内に汚泥ゾーン（スラッジブランケット層）を形成し、導入配管（フィードウェル）を経て、汚泥混合液をこの汚泥ゾーンの下部から流入させて汚泥ゾーンを通過させることにより、汚泥混合液中の濁質や微細なＳＳを濾過分離するスラッジブランケット濾過方式が採用されている。 従来、このスラッジブランケット濾過方式で用いられるスラッジブランケット型の沈殿槽を備える凝集沈殿装置として、図４（縦断面図），図５（図４の沈殿槽部分の平面図）、図６（図４のVI−VI線に沿う断面図）に示すようなものが提案されている。
【０００３】
この凝集沈殿装置において、沈殿槽（シックナ）１の中央部をのぞく底面１Ａは、底部中央に向って下り勾配となる錐形状となっている。この底部中央に軸受用の凹部１Ｂが設けられ、この部分に排泥管（図示略）が接続されている。この沈殿槽１の傾斜底面１Ａに沿って回転可能に集泥レーキ２が設けられ、このレーキ２と一体にディストリビュータ３が設けられている。ディストリビュータ３は沈殿槽１内に原水を均一に分散供給するための部材であり、レーキ２は沈殿した汚泥をレーキアクション効果を利用して濃縮しながら排泥するための部材である。
【０００４】
このディストリビュータ３は、沈殿槽１の中央部に上下方向に延設されたセンターカラム４の下端から放射方向に延設された管状体よりなり、この管状体よりなるディストリビュータ３の側面（ただし、矢印Ｒで示すディストリビュータ３の回転進行方向の後流側）に原水流出口３Ａが設けられている。なお、このディストリビュータ３の上部には、回転進行方向の後流側に向って延びるように整流板が溶接等により固定設置されているが、図４〜６においてはこの整流板は図示を省略してある。
【０００５】
センターカラム４の上部は凝集処理液受入部としての拡径部（センターウェル）４Ａとなっている。このセンターカラム４は、モータ５のシャフト５Ａに連結され、レーキ２及びディストリビュータ３と共に、該モータ５によって一体にゆっくりと回転するように構成されている。
【０００６】
この凝集沈殿装置においては、凝集槽１１からの凝集処理液は、センターウェル４Ａからセンターカラム４内に供給され、ディストリビュータ３の側面の原水流出口３Ａからディストリビュータ３及びレーキ２の回転方向後流側に向って、即ち、レーキ２による汚泥の掻き寄せ方向と逆向きに汚泥ゾーンＳ内に流出する。そして、ディストリビュータ３及びレーキ２がモータ５によって同時にゆっくりと回転されることによって沈殿槽１内汚泥がゆっくりと撹拌され、フロックの生成及び成長が促進されると同時に安定した汚泥ゾーンが生成される。沈降したフロックは、レーキ２によって中央に集められて図示しない排泥管より槽外に排出され、清澄水は溢流部６をオーバーフローし、流出部７から処理水として取り出される。
【０００７】
このようなスラッジブランケット型沈殿槽であれば、ディストリビュータ３とレーキ２とが一体に沈殿槽１の底部に設けられているため、汚泥ゾーンＳの高さを低くすることができ、汚泥ゾーンＳの膨張を防止して安定運転を行うことができる。
【０００８】
また、汚泥ゾーンＳを低くすることができることから、沈殿槽１の高さを低くして装置の小型化を図ることができる。
【０００９】
そして、レーキ２はディストリビュータ３と一体化されているため、レーキ２はディストリビュータ３の下部に吊り下げるなどして取り付けるのみで良く、レーキ２の落下防止のためのターンバックルやレーキ回転用シャフトは不要となる。
【００１０】
また、ディストリビュータ３の原水流出口３Ａが、ディストリビュータ３の回転方向後流側の側面に設けられ、かつディストリビュータ３の上部に整流板（図示せず）が設けられているため、原水流が汚泥ゾーンＳを流動化させることは殆どなく、汚泥ゾーンＳの膨張及びそれによる処理水中へのＳＳの流出を防止して安定な運転を行える。
【００１１】
なお、図５において８はモータ５の回転シャフト５Ａの支持板であるが、図４においては、この支持板８の図示を省略してある。また、図５においては、モータ５の図示を省略してある。
【００１２】
このスラッジブランケット型沈殿槽１では、センターカラム４、ディストリビュータ３及びレーキ２が一体的に回転する。このように、回転するセンターカラム４のセンターウェル４Ａに凝集処理液を導入するために、凝集槽１１の水位を沈殿槽１よりも高くし、センターウェル４Ａの上部に流入トラフ１２により凝集処理液を導入している。なお、図４において、１３は凝集槽１１の撹拌装置を示し、１４はバッフル板を示す。
【００１３】
このような凝集沈殿装置において、沈殿槽１での固液分離を効果的に行って高清澄な処理水を得るためには、凝集槽１１において生成させた凝集フロックを破壊させることなく沈殿槽１に導入することが重要な要件となる。即ち、凝集フロックが破壊されて微細化すると、その沈降性が悪くなり、処理水側に流出して処理水の水質を悪化させることになる。
【００１４】
このため、従来の凝集沈殿装置にあっては、凝集槽１１から沈殿槽１への凝集処理液の流入時の落差や流入トラフ１２内での乱流による凝集フロックの破壊を防止するために、沈殿槽１への流入時の落差による加速流が発生しないように、凝集槽１１と沈殿槽１との水位差をできるだけ小さくするような設計がとられている。
【００１５】
しかしながら、従来の凝集沈殿装置では、図４に示す如く、凝集槽１１から沈殿槽１のセンターウェル４Ａに到るまでの長い流入トラフ１２で凝集処理液を沈殿槽１に導入する必要がある。このような長い流入トラフ１２内を凝集処理液が淀むことなくスムーズに流れるようにするためには、流入トラフ１２に動水のための勾配が必要であり、凝集槽１１と沈殿槽１との水位差を小さくするにも制限がある。また、このような勾配のついた長い流入トラフ１２内を凝集処理液が流れると、流入トラフ１２内において動水勾配による加速が発生し、乱流がトラフ１２内に生じると共に、センターウェル４Ａへの落下速度が増大し、落下衝撃も大きくなる。この乱流及び衝撃により凝集フロックが破壊するため、沈殿槽１において沈降分離の困難な微細フロックが発生し、処理水が悪化する傾向があった。
【００１６】
また、このようにセンターウェル４Ａ、センターカラム４、ディストリビュータ３及びレーキ２が一体構造となっているものは、この部分の高さが４〜６ｍもあり、重量が重く、構造が複雑で、その据え付け作業、保守点検時の槽外への搬出等に多大な労力が必要となるという欠点もあった。
【００１７】
このような問題を解決するものとして図２に示す如く、センターウェルとセンターカラムとを別体とした沈殿槽が提案されている。
【００１８】
図２に示す沈殿槽２０は、センターウェル２１が固定され、センターカラム２２がディストリビュータ３及びレーキ２と共に回転するように構成されている。このような沈殿槽２０であれば、センターウェル２１は回転させる必要がないため、凝集槽１１と沈殿槽２０のセンターウェル２１とを勾配のない流入トラフ２３又は流入管で連結して凝集処理液を沈殿槽２０のセンターウェル２１及びセンターカラム２２に導入することができる。このため、図４に示す沈殿槽１のように、流入トラフ内での乱流やセンターウェルへ流下するときの衝撃などで凝集フロックが破壊することがなく、処理水の水質が向上する上に、分割方式であるため、装置の据え付け作業や搬出、搬入等の作業も容易に行える。
【００１９】
なお、図２に示す凝集沈殿装置は、センターウェル２１とセンターカラム２２とが分割されており、凝集槽１１から沈殿槽２０へ凝集処理液を導入する流入トラフ２３が沈殿槽２０と水位差のないものとされていること以外は、図４〜６に示す凝集沈殿装置と同様の構成とされている。従って、図４〜６に示す部材と同一機能を奏する部材には同一符号を付し、その説明を省略する。なお、図２においては、図４と同様にシャフト５Ａの支持板８は図示を省略してある。また、図２のVI−VI線に沿う断面図は、従来の装置を示す図６と同様である。
【００２０】
しかしながら、このような分割式の沈殿槽にあっては固定式センターウェル２１の下端部と回転式センターカラム２２の上端部との隙間から、沈殿槽２０に導入された凝集処理液が槽内に直接洩れ出ることがないように、この部分を確実にシールすることが重要である。即ち、凝集処理液が、ディストリビュータ３から槽内に供給されず、この隙間から槽内に洩出すると、凝集フロックが十分に沈降しないまま、槽下部からの処理水の上向流により処理水と共に排出され、処理水水質が悪化する。
【００２１】
従来の沈殿槽にあっては、図２のIII部の拡大図である図３に示すが如く、回転式センターカラム２２の上端部の外周にシール用のゴム板２４を巻き付け、その一側端側を押え板２５及びボルト２６，２６で回転式センターカラム２２に固定し、このゴム板２４の他側端の自由片２４Ａを固定式センターウェル２１の下端部に弾性的に摺接させることにより、この間隙をシールしている。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のシール構造では、回転式センターカラム２２と共に回転するゴム板２４が固定式センターウェル２１の下端と摺接することにより、固定式センターウェル２１の母材金属（鉄）との摩擦で、ゴム板２４が摩耗し、３〜６ヶ月の短時間でゴム板２４が摩滅してしまう。その結果、シール性能が得られなくなり、凝集処理水の洩出で沈殿槽の処理水の水質が悪化する。また、このようにゴム板が摩滅した場合は、その交換のために運転を停止し、新品のゴム板を取り付ける必要があるため、保守作業が煩雑となり、運転効率の面でも不利である。
【００２３】
本発明は上記従来の問題点を解決し、固定式センターウェルと回転式センターカラムとを備え、被処理液をこの固定式センターウェルと回転式センターカラムを経て、回転式センターカラムの下部に設けられたディストリビュータから槽内に導入する沈殿槽において、固定式センターウェルの下端部と回転式センターカラムの上端部との間をシールする弾性シール部材の摩耗を防止した沈殿槽を提供することを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
本発明の沈殿槽は、中央部に筒状のセンターウェルが固定され、該センターウェルの下方に該センターウェルと同軸に筒状のセンターカラムが設置され、該センターカラムはその軸心回りに回転可能であり、該センターウェルの下端部と該センターカラムの上端部との間がゴム板からなる弾性シール部材によってシールされている沈殿槽において、該センターウェルの下端部の外周に弾性シール部材が巻き付けられ、その一方端側が該センターウェルに固定され、他側端が自由片とされており、該センターカラムの上端部の外周に弾性シール部材が巻き付けられ、その一側端側が該センターカラムに固定され、その他側端が自由片とされており、該センターウェルの弾性シール部材の自由片と該センターカラムの弾性シール部材の自由片とを摺接させたことを特徴とする。
【００２５】
本発明の沈殿槽では、弾性シール部材を固定式センターウェルと回転式センターカラムの双方に設け、これらの弾性シール部材同士を摺接させたため、弾性シール部材が金属製のセンターウェルと直接摺接する従来のシール構造に比べて、弾性シール部材の摩耗は、格段に低減される。
【００２６】
なお、本発明の沈殿槽では、回転式センターカラムの下部から放射方向にディストリビュータが延設されており、該ディストリビュータの下側に、該ディストリビュータと共に回転可能な集泥部材が設けられていることが好ましく、このように、ディストリビュータと集泥部材とを一体に設けることにより、前述の如く、沈殿槽の汚泥ゾーンＳの高さを低くすることができ、汚泥ゾーンＳの膨張を防止して安定運転を行うことができる。また、汚泥ゾーンＳを低くすることができることから、沈殿槽の高さを低くして装置の小型化を図ることができる。更に、集泥部材をディストリビュータと一体化するため、集泥部材はディストリビュータの下部に吊り下げるなどして取り付けるのみで良く、集泥部材の落下防止のためのターンバックルやレーキ回転用シャフトは不要となり、装置構成が簡易となるという効果も奏される。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して本発明の沈殿槽の実施の形態を説明する。
【００２８】
図１（ａ），（ｂ）は本発明の沈殿槽の実施の形態を示す固定式センターウェルと回転式センターカラムとのシール部の拡大断面図である。なお、本発明の沈殿槽は、固定式センターウェルと回転式センターカラムとのシール構造が異なること以外は図２に示す従来の分割式凝集槽と同様の構成とされており、図１（ａ），（ｂ）は図２のIII部の拡大図に相当する。
【００２９】
図１（ａ），（ｂ）において、回転式センターカラム２２の上端側のゴム板２４は、図３に示す従来装置と同様に押え板２５及びボルト２６，２６により回転式センターカラム２２に取り付けられている。
【００３０】
図１（ａ）のシール構造は、固定式センターウェル２１の下端側にもゴム板２７が押え板２８及びボルト２６で取り付けられている。このゴム板２７は固定式センターウェル２１の下端部の外周に巻き付けられ、その一方端側が押え板２８及びボルト２６で固定式センターウェル２１に固定され、他側端が自由片２７Ａとされている。そして、下側の回転式センターカラム２２に取り付けられたゴム板２４の自由片２４Ａがこのゴム板２７の自由片２７Ａの外周面と弾性的にかつ水密的に摺接することにより、固定式センターウェル２１と回転式センターカラム２２との間の間隙がシールされている。
【００３１】
図１（ｂ）のシール構造は、固定式センターウェル２１の下端側に設けられたフランジ２９の下面側にゴム板３０が押え板３１及びボルト２６で取り付けられている。このゴム板３０はフランジ２９の外周よりも外方にまで延出し、上下方向に弾性的に変形可能であり、このゴム板３０の変形可能な外周部分３０Ａが、下側の回転式センターカラム２２に取り付けられたゴム板２４の自由片２４Ａと弾性的かつ水密的に摺接することにより、固定式センターウェル２１と回転式センターカラム２２との間の間隙がシールされている。
【００３２】
このように、固定式センターウェル２１及び回転式センターカラム２２の各々に取り付けたゴム板２４と２７又は３０とによるシール構造において、ゴム板２４の厚さは５〜１０ｍｍ程度とするのが好ましい。また、ゴム板２７又は３０の厚さは、このゴム板２４の厚さよりも１〜３ｍｍ程度薄い、厚さ３〜７ｍｍ程度のものを使用するのが好ましい。
【００３３】
即ち、双方のゴム板は、互いに摺接することにより摩耗するが、このように、一方のゴム板２７，３０を他方のゴム板２４よりも薄くすることにより、薄い方のゴム板２７，３０の摺接部が摩耗で消失し、その後は、図３に示す如く、ゴム板２４が直接固定式センターウェル２１に摺接するようになる。そしてその後、ゴム板２４は固定式センターウェル２１との摺接でその摺接部が摩耗し、最終的にはゴム板２４も消失してシール効果が得られなくなる。この場合には、ゴム板２４とゴム板２７，３０を新品のゴム板に交換するか、或いは、ゴム板を押え板の下から引き出して摺接部を形成する。本発明では、ゴム板の厚さや長さを調節することにより、ゴム板によるシール効果の持続期間を、図３に示すように回転式センターカラム側にのみゴム板を取り付ける場合に比べて３〜５倍も延長することができる。
【００３４】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明の沈殿槽によれば、固定式センターウェルと回転式センターカラムとを備え、被処理液をこの固定式センターウェルと回転式センターカラムを経て、回転式センターカラムの下部に設けられたディストリビュータから槽内に導入する沈殿槽において、固定式センターウェルの下端部と回転式センターカラムの上端部との間をシールする弾性シール部材の摩耗を防止することができる。従って、長期にわたり、弾性シール部材を交換することなく、また、処理水の悪化を引き起こすことなく、安定に運転を継続することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の沈殿槽の実施の形態を示す固定式センターウェルと回転式センターカラムとのシール部の拡大断面図である。
【図２】従来の分割式の沈殿槽を示す縦断面図である。
【図３】図２のIII部の拡大図である。
【図４】従来の凝集沈殿装置を示す縦断面図である。
【図５】図４の沈殿槽部分の平面図である。
【図６】図４のVI−VI線に沿う断面の拡大図である。
【符号の説明】
１ 沈殿槽
２ レーキ
３ ディストリビュータ
４ センターカラム
４Ａ センターウェル
５ モータ
５Ａ シャフト
６ 溢流部
７ 流出部
１１ 凝集槽
１２ 流入トラフ
１３ 撹拌装置
１４ バッフル板
２０ 沈殿槽
２１ 固定式センターウェル
２２ 回転式センターカラム
２３ 流入トラフ
２４，２７，３０ ゴム板
２５，２８，３１ 押え板
２６ ボルト
２９ フランジ

Claims (2)

1. 中央部に筒状のセンターウェルが固定され、該センターウェルの下方に該センターウェルと同軸に筒状のセンターカラムが設置され、該センターカラムはその軸心回りに回転可能であり、
   該センターウェルの下端部と該センターカラムの上端部との間がゴム板からなる弾性シール部材によってシールされている沈殿槽において、
   該センターウェルの下端部の外周に弾性シール部材が巻き付けられ、その一方端側が該センターウェルに固定され、他側端が自由片とされており、
   該センターカラムの上端部の外周に弾性シール部材が巻き付けられ、その一側端側が該センターカラムに固定され、その他側端が自由片とされており、
   該センターウェルの弾性シール部材の自由片と該センターカラムの弾性シール部材の自由片とを摺接させたことを特徴とする沈殿槽。
2. 請求項１において、前記センターカラムの下部から放射方向にディストリビュータが延設されており、該ディストリビュータの下側に、該ディストリビュータと共に回転可能な集泥部材が設けられていることを特徴とする沈殿槽。

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