JP4813224B2 - スクリーン渣洗浄装置及びこの装置を用いたスクリーン渣洗浄方法 - Google Patents

Description

本発明は、スクリーン渣洗浄装置及びこの装置を用いたスクリーン渣洗浄方法に関し、特に、除塵機より除去し、スクリーン渣洗浄槽内に投入する高濃度のスクリーン渣をポンプ移送するに際し、選択的にスクリーン渣洗浄槽内に戻して循環、攪拌することで短時間で効率的に均一な洗浄をし、かつ１台のポンプにてスクリーン渣の洗浄と移送とを行うようにしたスクリーン渣洗浄装置及びこの装置を用いたスクリーン渣洗浄方法に関するものである。

従来、除塵機より除去したスクリーン渣や沈砂の洗浄装置として、一般に使用されているものとして、フライトコンベヤ、羽根車攪拌式、空気攪拌式、二重胴式等の洗浄装置が提案されている。
また、搬送装置として、ベルトコンベヤ、フライトコンベヤ、スキップホイスト、コルゲートサイドコンベヤ等が提案されている。

ところで、スクリーン渣を洗浄し、移送する装置は、各々別の技術である洗浄装置と搬出装置を互いに組み合わせて使用するようにしているため、処理場に広い設置スペースが必要であるとともに、それぞれ維持管理を行う必要がある上、設備費や維持費が高くなるという問題があった。

この問題を解決するため、本件出願人は、スクリーン渣貯留槽に一時貯留し、スクリーン渣移送ポンプにてスクリーン渣分離機まで移送するスクリーン渣の洗浄移送装置において、スクリーン渣移送管の途中に弁で切り替え可能な戻し管を設け、スクリーン渣移送ポンプにより移送されるスクリーン渣を、弁を切り替えてスクリーン渣貯留槽へ戻すことにより循環させ、攪拌することにより洗浄を行い、洗浄の後、再び弁を切り替えてスクリーン渣をスクリーン渣分離機へ移送するようにしたスクリーン渣洗浄装置を開発した（特許文献１参照）。

このスクリーン渣洗浄装置は、通常濃度のスクリーン渣の洗浄には適しているが、スクリーン渣濃度３％以上になる高濃度のスクリーン渣においては、スクリーン渣移送ポンプに詰まりが生じたり、或いは高濃度によるスクリーン渣移送速度にも限度があるため、スクリーン渣洗浄槽内での流速を上げることができず、この故に短時間で、かつ効率的で均一な洗浄が行えず、さらには洗浄後洗浄槽よりスクリーン渣を排出する際にもその粘性によって洗浄槽内面、特にスクリーン渣排出口付近に付着しやすいという問題があった。
特開２００５−２７９５３２号公報

本発明は、スクリーン渣洗浄装置の有する問題点に鑑み、除塵機にて掻き揚げられた高濃度のスクリーン渣をスクリーン渣洗浄槽に貯留し、スクリーン渣移送ポンプにて循環移送してスクリーン渣洗浄槽へ戻す際、高速旋回流を発生させるとともに、し渣の絡まりを抑止して均一な洗浄を効率的に行い、かつ槽内のスクリーン渣残留も抑止できるようにしたスクリーン渣洗浄装置及びこの装置を用いたスクリーン渣洗浄方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明のスクリーン渣洗浄装置は、除塵機等より掻き揚げられたスクリーン渣をスクリーン渣洗浄槽に一時貯留し、スクリーン渣移送ポンプにてスクリーン渣分離機へ移送する際、切替弁の切り替えでスクリーン渣洗浄槽へ戻す循環にてスクリーン渣を洗浄するようにしたスクリーン渣の洗浄装置において、スクリーン渣移送ポンプからの戻しスクリーン渣を、スクリーン渣洗浄槽の平面形状を円形又は楕円形に形成した側壁外周部分に対して接線方向に供給されるようにするとともに、スクリーン渣洗浄槽に洗浄水の噴射にて槽内に前記スクリーン渣移送ポンプからの戻しスクリーン渣の供給によって発生する旋回流と同じ方向の旋回流が発生する角度に複数の洗浄ノズルを配設したことを特徴とする。

この場合において、スクリーン渣洗浄槽を、楕円形とし、傾斜させた槽底の低位置にスクリーン渣排出口を形成することができる。

また、スクリーン渣移送ポンプを、ジェットポンプ式とすることができる。

また、洗浄ノズルを水中に配設することができる。

また、スクリーン渣洗浄槽の越流部に、スクリーン洗浄用ノズルを備えた多軸回転ディスク式の越流スクリーンを配設することができる。

また、スクリーン渣洗浄槽内面を洗浄する槽内面洗浄ノズルを配設することができる。

また、本発明のスクリーン渣洗浄方法は、上記のスクリーン渣洗浄装置を用いるスクリーン渣洗浄方法であって、スクリーン渣の洗浄を、槽内の旋回流による洗浄作用、洗浄ノズルからの洗浄水の噴射による洗浄作用及び循環配管内での移送流による洗浄作用によって行うようにすることを特徴とする。

本発明のスクリーン渣洗浄装置によれば、移送したスクリーン渣をスクリーン渣洗浄槽へその側壁外周部の接線方向から戻すため、槽内の発生攪拌流と上部の洗浄ノズルからの噴射にて発生する水面、水中の乱流との相乗効果にて、槽内により早い流速の旋回流が発生して高濃度のスクリーン渣も解きほぐしつつ効率的に短時間にて洗浄できるとともに、洗浄水の噴射圧による洗浄効果も期待でき、さらにはスクリーン渣洗浄後の槽内からの排出移送時においても、特に流れが滞留しやすい中心部に向かっての洗浄水の噴射により旋回流を発生させる作用にて槽内でスクリーン渣が再び絡みつくのを防止して均一な洗浄を効率的に行うことができる。

また、スクリーン渣洗浄槽を、楕円形とし、傾斜させた槽底の低位置にスクリーン渣排出口を形成することにより、スクリーン渣洗浄槽の側壁外周部の接線方向から供給される戻りスクリーン渣流を確実に旋回流として高速の流速を得やすくなり、スクリーン渣の循環、排出を確実に行い、かつ移送漏れが少なくなるので衛生的にできる。

また、スクリーン渣移送ポンプを、ジェットポンプ式とすることにより、濃度の高いスクリーン渣でも該ポンプに供給される駆動水の圧力を調節することで、ポンプに詰まりを生じさせることなく確実に移送することができる。

また、洗浄ノズルを水中に配設することにより、洗浄ノズルからの洗浄水に含まれる気泡による洗浄作用によって、スクリーン渣の洗浄を一層効率的に行うことができる。

また、スクリーン渣洗浄槽の越流部に、スクリーン洗浄用ノズルを備えた多軸回転ディスク式の越流スクリーンを配設することにより、越流スクリーン部においてスクリーン渣の絡みつきも抑止でき、確実に洗浄水を越流させることができる。

また、スクリーン渣洗浄槽内面を洗浄する槽内面洗浄ノズルを配設することにより、スクリーン渣の循環攪拌洗浄時、或いは洗浄後のスクリーン渣排出時のいずれにおいても、スクリーン渣が槽内面に付着するのを防止して洗浄及び排出を確実に行うことができる。

また、本発明のスクリーン渣洗浄方法によれば、スクリーン渣の洗浄を、槽内の旋回流による洗浄作用、洗浄ノズルからの洗浄水の噴射による洗浄作用及び循環配管内での移送流による洗浄作用によって行うようにすることにより、スクリーン渣の均一な洗浄を効率的に行うことができる。

以下、本発明のスクリーン渣洗浄装置及びこの装置を用いたスクリーン渣洗浄方法の実施の形態を、図面に基づいて説明する。

図１〜図３に、本発明のスクリーン渣洗浄装置及びこの装置を用いたスクリーン渣洗浄方法の一実施例を示す。

本発明のスクリーン渣洗浄装置は、除塵機等より掻き揚げられたスクリーン渣を一時的に貯留して洗浄するためのスクリーン渣洗浄槽１と、該スクリーン渣洗浄槽１よりスクリーン渣をスクリーン渣分離機９へ移送するスクリーン渣移送ポンプ６と、該スクリーン渣移送ポンプ６にてスクリーン渣分離機９へ移送或いはスクリーン渣洗浄槽１へ戻して循環させるよう切替弁７の切り替えで、移送と循環攪拌洗浄とを選択的に行うようにした駆動水配管８とより構成する。

このスクリーン渣洗浄槽１は、その上面の一部に除塵機等より掻き揚げられたスクリーン渣を投入（供給）するスクリーン渣投入口１１を、槽底面１２を傾斜させてその低位置に、特に限定されるものではないが、例えば、図示のように槽中央部にスクリーン渣排出口１３を、また側壁外周部の接線方向にスクリーン渣移送ポンプからの戻りスクリーン渣（循環水）を供給する循環水入口１４をそれぞれ形成するとともに、スクリーン渣洗浄槽上部に洗浄水の噴射にて槽内に旋回流が発生してスクリーン渣の洗浄を助けるための洗浄ノズル２と槽内面洗浄ノズル３とを配設して構成する。

この場合、スクリーン渣洗浄槽１は、平面形状を円形又は楕円形に形成するようにする。
スクリーン渣洗浄槽１の平面形状を円形に形成した場合には、発生した旋回流の流速が低下しにくい反面、旋回流による攪拌作用が得にくい。
一方、スクリーン渣洗浄槽１の平面形状を楕円形に形成した場合には、発生した旋回流の流速が低下しやすい反面、旋回流による攪拌作用が得やすい。そして、スクリーン渣洗浄槽１の平面形状を楕円形にする場合には、図４（ａ）に示すように、縦横比（Ｄ１／Ｄ２）が１．１〜１．２となるようにすることが望ましい。
また、例えば、スクリーン渣排出口１３を、スクリーン渣洗浄槽１の外周部に形成する等でスクリーン渣洗浄槽１の中央部の流速が低下する場合には、流速が遅い槽中央部に洗浄が未完全なスクリーン渣が滞留することになる。これを防止するために、図４（ｂ）に示すように、スクリーン渣洗浄槽１の中央部に、スクリーン渣洗浄槽１と略相似形の整流体１７を設置するようにする。これにより、スクリーン渣洗浄槽１の全体の流速を均一化し、洗浄が未完全なスクリーン渣が滞留することを防止することができる。
そして、スクリーン渣洗浄槽１の槽形状（容積）は、スクリーン渣の処理量（投入量）に合わせて設定するようにするが、例えば、スクリーン渣の処理量（投入量）が０．５ｍ^３の場合は、槽容積３ｍ^３、水深７００ｍｍ程度に設定するようにする。

洗浄ノズル２は、図１に示すように、スクリーン渣洗浄槽１の上部位置、より具体的には、スクリーン渣洗浄槽１内に所定の水位まで供給されている洗浄水の水面上の位置に、洗浄水の噴射にて槽内に旋回流が発生し、つれて流れが中心部に向かう取付角度にて複数個を配設し、これにより水面位置のスクリーン渣を洗浄水の噴射圧にて破砕し、かつ発生旋回流にて攪拌するとともに、スクリーン渣を含む洗浄水が槽中心部に向かうようにする。そして、洗浄ノズル２の取付ピッチ及び洗浄水の供給量は、特に限定されるものではないが、例えば、１０００ｍｍ以内、０．０３ｍ^３／ｍｉｎ／１箇所とする。
なお、この洗浄ノズル２には洗浄水を供給するための配管（図示省略）が接続される。

また、槽内面洗浄ノズル３は、洗浄ノズル２と同様にスクリーン渣洗浄槽上部位置に所定の間隔で複数配設するが、この槽内面洗浄ノズル３は、主にスクリーン渣洗浄槽の内周面を洗浄するためのもので、これにより槽内面に付着するスクリーン渣を洗い流すようにすることができる。

また、このスクリーン渣洗浄槽１の一部に洗浄水を越流させる越流部１５を形成する。この越流部１５には越流スクリーン４を配設するが、この越流スクリーン４にはその前面部と後面部にそれぞれスクリーン洗浄用ノズル５１、５２を備える。この越流スクリーン４は、特に限定されるものではないが、例えば、多軸回転ディスク式とすることができる。
この多軸回転ディスク式の越流スクリーン４は、１本の軸に複数枚のディスクを所要間隔、特に限定されるものではないが、例えば、５ｍｍ間隔（目幅５ｍｍ）に、各ディスクの間隔を保持するよう串差し状にして形成し、この複数本を互いにそのディスクの一部が重なり合うようにして、スクリーン渣洗浄槽の越流部１５に配列配設し、かつ駆動機４１にて所定の回転速度で回転するよう構成する。
これにより、スクリーン渣洗浄槽内の洗浄水を越流させる場合、スクリーン渣を捕捉除去し、洗浄水のみを越流させることができる。このとき、越流スクリーン４の回転によりその目詰まりを防止するようにする。

また、この越流スクリーンへのスクリーン渣の絡みつきを抑止するため、２つの方法が考えられる。１つは、前述のように越流スクリーン４の前面側と後面側にそれぞれスクリーン洗浄用ノズル５１、５２を配設する方法で、さらに他の方法は、図示省略したが、スクリーン下部に隙間防止板を設け、かつ該隙間防止板を多重円板の形状に合わせ、高さ方向は、段々にした形状とし円板の上面に合わせる、水平方向は円板に沿った形状としその隙間をゼロにする方法である。

スクリーン渣洗浄槽のスクリーン渣排出口１３にはスクリーン渣移送ポンプ６を配設するが、このスクリーン渣移送ポンプ６をジェットポンプ式とする。
このジェットポンプ式のスクリーン渣移送ポンプ６は、スクリーン渣洗浄槽底下面に取り付けられ、該槽のスクリーン渣排出口１３からスクリーン渣が吸い込まれるようにして供給されるようにし、かつその一側面には高圧の駆動水を供給するための駆動水投入口６１を、これと対向する側面には吐出口６２をそれぞれ配設して構成する。
これにより、駆動水投入口６１からスクリーン渣移送ポンプ内に供給され、吐出口６２から吐出される際、高圧駆動水にてスクリーン渣移送ポンプ筺体内が負圧となり、これにより槽のスクリーン渣排出口１３からスクリーン渣が吸い込まれやすくなり、該筺体内で高圧駆動水と混合攪拌され、スクリーン渣は破砕されつつ洗浄されるようになる。

次に、このスクリーン渣洗浄装置の作用について説明する。
除塵機等より掻き揚げられたスクリーン渣をスクリーン渣洗浄槽１に投入する。この際、スクリーン渣洗浄槽１内には洗浄水が所定の水位まで供給されており、駆動水配管８内に配設された切替弁７にてスクリーン渣移送ポンプ６より吐出される戻りスクリーン渣（循環水）をスクリーン渣洗浄槽内に戻るように切り替えておくと、スクリーン渣移送ポンプ６へ供給される高圧の駆動水はその吐出口６２より吐出され、駆動水配管８の循環配管８１を経て循環水入口１４よりスクリーン渣洗浄槽１に戻り、この水圧を利用してスクリーン渣洗浄槽１内には旋回流が発生する。

このスクリーン渣移送ポンプ６が駆動水にて駆動されるとき、槽内のスクリーン渣はスクリーン渣排出口１３よりスクリーン渣移送ポンプ６内に吸い込まれ、高圧の駆動水圧にて攪拌、破砕される。このようにスクリーン渣をスクリーン渣洗浄槽１よりスクリーン渣移送ポンプ６、循環配管８１を経て再びスクリーン渣洗浄槽１に戻るよう少なくとも１回以上循環することで洗浄されるが、このとき、スクリーン渣洗浄槽１内にはその接線方向から投入される循環水圧と洗浄ノズル２よりの噴射洗浄水との相乗効果にて槽内により強い旋回流が発生する。しかも、洗浄ノズル２よりの噴射洗浄水圧にて旋回流が発生し、かつ水面のスクリーン渣は破砕、攪拌されるとともに、旋回流の流れが槽中心部に向かうようになって槽内全体の洗浄が均一に行えるようになり、洗浄効果が向上する。

また、このスクリーン渣の循環洗浄時、余剰洗浄水はスクリーン渣洗浄槽１内より越流部１５の回転する越流スクリーン４を越流して排水口１６を経て槽外へ排水されるとともに、該越流スクリーン４にてスクリーン渣はろ過されて再びスクリーン渣洗浄槽１内に戻される。
この越流スクリーン４にて捕捉され、かつ越流スクリーン４に付着するスクリーン渣は、該越流スクリーン４の回転と、該スクリーンの前後面に配設されたスクリーン洗浄用ノズル５１、５２からの洗浄水の噴射にて越流スクリーン４の目詰まりは防止され、連続して洗浄水の越流、排水が行われる。

このようにして、所要の洗浄が完了すると、次に切替弁７を切り替えてスクリーン渣移送ポンプ６と駆動水配管８の移送配管８２と接続することで、洗浄後のスクリーン渣、循環水はスクリーン渣洗浄槽１よりスクリーン渣移送ポンプ６、移送配管８２を経てスクリーン渣分離機９へ移送し、ここで洗浄後のスクリーン渣と洗浄水とを分離し、スクリーン渣を脱水後廃棄或いは焼却するようにする。

なお、スクリーン渣洗浄槽１内及びスクリーン渣移送ポンプ６を洗浄する場合は、切替弁７及び逆洗弁１０の切り替えで駆動水を駆動水配管８の逆洗配管８３を経るようにすることにより行うことができ、また槽内面洗浄ノズル３から洗浄水を噴射することにより槽内に付着しているスクリーン渣をも洗い流すことができる。

これにより、通常は旋回流速が遅くなる槽中心付近においても洗浄ノズル２よりの噴射洗浄水圧にて旋回流が発生し、つれて中心に向かう水流が発生してスクリーン渣が槽中心部に自然と集まるようになり、かつ該中央部からスクリーン渣を吸い込むことで流速が遅い槽中心付近の未洗浄を防ぎ、旋回流を増大させることができるので、洗浄効率を向上させることができる。
このように、このスクリーン渣洗浄装置によるスクリーン渣洗浄方法によれば、スクリーン渣の洗浄を、スクリーン渣洗浄槽１内の旋回流による洗浄作用、洗浄ノズル２からの洗浄水の噴射による洗浄作用及び循環配管８１内での移送流による洗浄作用によって行うようにすることにより、スクリーン渣の均一な洗浄を効率的に行うことができる。
そして、スクリーン渣濃度３％以上になる高濃度のスクリーン渣においても、洗浄効率が向上するので洗浄時間を短く設定でき、洗浄率のバラつきもなくし、槽内のスクリーン渣残留も抑止できる利点がある。

ところで、上記実施例のスクリーン渣洗浄装置においては、洗浄ノズル２をスクリーン渣洗浄槽１内に所定の水位まで供給されている洗浄水の水面上の位置に配設するようにしたが、洗浄ノズル２を水中に位置するように配設することもできる。
これにより、例えば、ジェットポンプ式のスクリーン渣移送ポンプ６による圧送時に混入する空気が、洗浄水の噴射にて槽内に旋回流として放出された際に気泡となり、その気泡の洗浄作用によって、スクリーン渣の洗浄を一層効率的に行うことができる。
この場合、気泡の洗浄作用を有効に得るためには、（１）洗浄ノズル２を気泡が消泡しない水中に位置に配設すること、及び（２）スクリーン渣洗浄槽１内の旋回流の流速を適度な流速、特に限定されるものではないが、例えば、槽内の外周部の流速を０．５〜１ｍ／ｓ程度以上、中心部の流速を０．２ｍ／ｓ程度以上になるようにすることが必要である。

以上、本発明のスクリーン渣洗浄装置及びこの装置を用いたスクリーン渣洗浄方法について、複数の実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。

本発明のスクリーン渣洗浄装置及びこの装置を用いたスクリーン渣洗浄方法は、除塵機にて掻き揚げられた高濃度のスクリーン渣をスクリーン渣洗浄槽に貯留し、スクリーン渣移送ポンプにて循環移送してスクリーン渣洗浄槽へ戻す際、高速旋回流を発生させるとともに、し渣の絡まりを抑止して均一な洗浄を効率的に行い、かつ槽内のスクリーン渣残留も抑止できることから、スクリーン渣濃度３％以上になる高濃度のスクリーン渣洗浄の用途に好適に用いることができる。

本発明のスクリーン渣洗浄装置の一実施例を示す平面図である。 同正面縦断面図である。 スクリーン渣洗浄工程の説明図である。 スクリーン渣洗浄槽を示し、（ａ）は平面形状を楕円形にした場合の説明図、（ｂ）は整流体を設置した場合の説明図である。

符号の説明

１ スクリーン渣洗浄槽
１１ スクリーン渣投入口
１２ スクリーン渣洗浄槽の底面
１３ スクリーン渣排出口
１４ 循環水入口
１５ スクリーン渣洗浄槽の越流部
２ 洗浄ノズル
３ 槽内面洗浄ノズル
４ 越流スクリーン
４１ 駆動機
５１ スクリーン洗浄用ノズル
５２ スクリーン洗浄用ノズル
６ スクリーン渣移送ポンプ
６１ 駆動水投入口
６２ 吐出口
７ 切替弁
８ 駆動水配管
８１ 循環配管
８２ 移送配管
８３ 逆洗配管
９ スクリーン渣分離機
１０ 逆洗弁

Claims (7)

1. 除塵機等より掻き揚げられたスクリーン渣をスクリーン渣洗浄槽に一時貯留し、スクリーン渣移送ポンプにてスクリーン渣分離機へ移送する際、切替弁の切り替えでスクリーン渣洗浄槽へ戻す循環にてスクリーン渣を洗浄するようにしたスクリーン渣の洗浄装置において、スクリーン渣移送ポンプからの戻しスクリーン渣を、スクリーン渣洗浄槽の平面形状を円形又は楕円形に形成した側壁外周部分に対して接線方向に供給されるようにするとともに、スクリーン渣洗浄槽に洗浄水の噴射にて槽内に前記スクリーン渣移送ポンプからの戻しスクリーン渣の供給によって発生する旋回流と同じ方向の旋回流が発生する角度に複数の洗浄ノズルを配設したことを特徴とするスクリーン渣洗浄装置。
2. スクリーン渣洗浄槽を、楕円形とし、傾斜させた槽底の低位置にスクリーン渣排出口を形成したことを特徴とする請求項１記載のスクリーン渣洗浄装置。
3. スクリーン渣移送ポンプを、ジェットポンプ式としたことを特徴とする請求項１又は２記載のスクリーン渣洗浄装置。
4. 洗浄ノズルを水中に配設したことを特徴とする請求項１、２又は３記載のスクリーン渣洗浄装置。
5. スクリーン渣洗浄槽の越流部に、スクリーン洗浄用ノズルを備えた多軸回転ディスク式の越流スクリーンを配設したことを特徴とする請求項１、２、３又は４記載のスクリーン渣洗浄装置。
6. スクリーン渣洗浄槽内面を洗浄する槽内面洗浄ノズルを配設したことを特徴とする請求項１、２、３、４又は５記載のスクリーン渣洗浄装置。
7. 請求項１、２、３、４、５又は６に記載のスクリーン渣洗浄装置を用いるスクリーン渣洗浄方法であって、スクリーン渣の洗浄を、槽内の旋回流による洗浄作用、洗浄ノズルからの洗浄水の噴射による洗浄作用及び循環配管内での移送流による洗浄作用によって行うようにすることを特徴とするスクリーン渣洗浄方法。

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