JP5210718B2

JP5210718B2 - 雨水沈砂池用固形物除去装置

Info

Publication number: JP5210718B2
Application number: JP2008157679A
Authority: JP
Inventors: 秀雄宇都宮; 孝雄阿部; 宏治田中
Original assignee: Utsunomiya Industry Co Ltd
Current assignee: Utsunomiya Industry Co Ltd
Priority date: 2008-06-17
Filing date: 2008-06-17
Publication date: 2013-06-12
Anticipated expiration: 2028-06-17
Also published as: JP2009297682A

Description

本発明は雨水沈砂池用固形物除去装置に係わり、特に、晴天時に雨水沈砂池から下水が排出されたときに、その雨水沈砂池に残存するオイルボールと呼ばれる固形物を自動的に除去できるようにしたものに関する。

下水処理施設の一つであるポンプ所には、沈砂池が設けられている（特許文献１〜４参照）。この沈砂池は、通常、地下数十ｍに設けられていて下水道の幹線に接続されている。そしてこの沈砂池には、開いたときに下水を受け入れる流入扉と、その流入扉の設置位置よりも下流側に設けられる比較的大きな固形物を除去する前ろ格機と、その前ろ格機の設置位置よりも下流側に設けられる沈降した砂を掻き揚げて排出する揚砂装置と、その揚砂装置の設置位置よりも下流側に設けられる小さい固形物を除去する後ろ格機と、その後ろ格機の設置位置よりも下流側に設けられる排水ポンプとが設けられている。

図３〜図５を用いて従来の沈砂池について説明すると、図３は、地下数十ｍに設けられている沈砂池Ａ´の平面図、図４は、図３のＸ₂−Ｘ₂線断面図である。この沈砂池Ａ´は、下水の流れに沿って複数の水路（図３の例では４水路）に区分されていて、これらのうちの幾つかは（図３では上半分の２個）、汚水沈砂池ａ₁，ａ₂とされ、残りは雨水沈砂池ｂ₁´，ｂ₂´とされている。なお、これら雨水沈砂池ｂ₁´，ｂ₂´は、雨量が所定以上で汚水沈砂池ａ₁，ａ₂だけではで処理できないとき、すなわち豪雨の時に使用されるもので、晴天時には流入扉が閉じられて下水の流入が阻止されるように構成されている。

上述の汚水沈砂池ａ₁，ａ₂及び雨水沈砂池ｂ₁´，ｂ₂´は、同一構成であるので、雨水沈砂池ｂ₁´を例に説明する。この雨水沈砂池ｂ₁´は、上方に移動されて開いたときに下水（汚水）を受け入れる流入扉１と、その流入扉１の設置位置よりも下流側に設けられる比較的大きな固形物を除去する前ろ格機２と、その前ろ格機２の設置位置よりも下流側に設けられる沈砂部３に沈降した砂を掻き揚げて排出する揚砂装置４（図４及び図５参照）と、その揚砂装置４の設置位置よりも下流側に設けられる小さい固形物を除去する後ろ格機５と、その後ろ格機５の設置位置よりも下流側に設けられる排水ポンプＰとが設けられている。

上記前ろ格機２は、雨水沈砂池ｂ₁´を形成する水路の水路幅全体に亘って上下方向に伸びる複数のスクリーンバーを互いに所定の間隔を保って平行状に配置し、かつ、所定の傾斜角を有して構成されている。具体的には、２〜３ｍを有する水路１の水路幅全体に亘って、所定太さの棒状（例えば、下水の流れと直交する側の厚さが１０ｍｍ前後で、その流れと平行する側の長さが１００ｍｍ前後の矩形断面を有する棒状）の鋼製のスクリーンバーを１５０ｍｍの間隔を保って平行状に配置して構成されている。また、これらスクリーンバーは、下端側が水流の上流側に位置するとともに、その上端側が水流の下流側に位置するように、水路の底面方向に対して６０°の傾斜角を有して設けられている。

上記揚砂装置４は、前ろ格機２の下流側の水路の底面を所定深さに掘って設けられた沈砂部３の箇所に設けられている。この揚砂機４は、沈砂部３に沈降した砂をバケットですくい取って外部へ排出することができるように構成されている。

上記後ろ格機５は、上記前ろ格機２と同様に水路１の水路幅全体に亘って上下方向に伸びる複数のスクリーンバーを互いに所定の間隔を保って平行状に、かつ、所定の角度を有して構成されている。この後ろ格機４の具体的構成は、スクリーンバーの傾斜角は前ろ格機２と同じ６０°であるが、スクリーンバーの間隔である目開きは、２５ｍｍと小さく形成されている。また、この後ろ格機４には、図示しないがスクリーンバーで捕捉した固形物を自動的に掻き揚げるスクレーパを備えた掻揚機構が設けられている。したがって、この後ろ格機５では、前段の前ろ格機２で捕捉できなかった固形物を下水から捕捉して固形物の除去された下水を排水ポンプＰ側に流出させることができる。

上記構成からなる雨水沈砂池ｂ₁´は、図４に示されるように、雨量が所定以上で汚水沈砂池ａ₁，ａ₂だけではで処理できないとき、すなわち豪雨の時に流入扉１が上方に移動されて下水が受け入れられる。そしてその受け入れた下水は、前ろ格機２で比較的大きな固形物が除去された後、沈砂部３で砂を沈降させ、次いで後ろ格機５で小さい固形物が除去される。砂及び固形物の除去された下水は、排水ポンプＰを介して図示しない下水処理場側に送出される。また、沈砂部３に沈降した砂は、揚砂装置４により掻き揚げられて外部に排出されて処理される。

図５は、上記構成からなる雨水沈砂池ｂ₁´の晴天時の状態、すなわち、雨量が所定未満で汚水沈砂池ａ₁，ａ₂のみで下水を処理できる状態を示している。この晴天時には、雨水沈砂池ｂ₁´の流入扉１が下方に移動されて下水の受け入れが阻止され、この流入扉１より下流側の下水が排水ポンプＰを介して図示しない下水処理場側に送出される。排水ポンプＰを介して下水が雨水沈砂池ｂ1から排出されると、前ろ格機２の上流側の水路底面上には、前ろ格機２を通過できなかった例えばオイルボール等の比較的大きな固形物Ｋ，Ｋ…が残存するので、それら固形物Ｋ，Ｋ…は、スコップや容器等の器具を用いて作業員によって除去される。晴天時のこのような作業員による除去作業は、雨水沈砂池ｂ₂´でも同様に行われる。
特開２００３−２８５０５６号公報特開２００３−２８５２８５号公報特開２００７−２０４９６５号公報特開昭６２−３３５６３号公報

しかしながら、上記従来の雨水沈砂池の晴天時における固形物の除去作業は、複数人からなる作業員の手作業で行っているので、作業員に極めて大きな負担を強いる結果となっていた。特にこの作業箇所は、地下数十ｍの密閉された空間であり、しかも、前ろ格機の上流側の水路底面上に残存する固形物の中には、下水中の油分が下水道内壁に付着して成長した直径３０〜５０ｃｍの強烈な悪臭を放つオイルボールが豪雨時の水流によって雨水沈砂池まで流れてきて含まれているので、極めて劣悪な環境の下で作業しなければならないという問題点を有していた。さらに、近年、作業員の高齢化も加わって、この残存する固形物の自動排出ができる雨水沈砂池用固形物除去装置の出現が強く望まれていた。

そこで、本発明は、上記要望に応えるためになされたものであって、その目的は、雨水沈砂池の晴天時における固形物の除去を自動的に排出できる雨水沈砂池用固形物除去装置を提供することにある。

本発明に係る雨水沈砂池用固形物除去装置は、上記目的を達成するために、雨水沈砂池の流入扉の設置位置からその流入扉の設置位置よりも下流側に設けられている揚砂装置の設置位置までの水路の全長で、かつ、その水路の全幅に亘って設けられる雨水沈砂池用固形物除去装置であって、前記雨水沈砂池用固形物除去装置の本体は、前記水路の水流の流れ方向に伸びる複数のスクリーンバーを互いに所定の間隔を保って平行状に配置して構成され、それら複数のスクリーンバーの前記流入扉側はその水路の底面に位置し、前記揚砂装置側はその水路を流れる水面位置よりも高く位置し、それら複数のスクリーンバーの上方には、前記雨水沈砂池における処理が必要でなくその流入扉が閉じられてその水路から下水が排出されたときに駆動してそれら複数のスクリーンバー上から固形物を排出する排出機構を有することを特徴としている。
また、本発明に係る雨水沈砂池用固形物除去装置は、上記排出機構は、上記複数のスクリーンバー上から固形物を排出するスクレーパと、そのスクレーパで掻き集められた固形物を受け入れて上方へ持ち上げて排出するバケットからなることを特徴としている。

本発明に係る雨水沈砂池用固形物除去装置は、その雨水沈砂池用固形物除去装置の本体は複数のスクリーンバーの流入扉側がその水路の底面に位置し、揚砂装置側がその水路を流れる水面位置よりも高く位置し、そして、それら複数のスクリーンバーの上方には、雨水沈砂池における処理が必要でなくその流入扉が閉じられてその水路から下水が排出されたときに駆動してそれら複数のスクリーンバー上から固形物を排出する排出機構が設けられているので、固形物の除去作業を自動的に行うことができ、作業員の負担を軽減することができる。
また、本発明に係る雨水沈砂池用固形物除去装置は、排出機構が複数のスクリーンバー上から固形物を排出するスクレーパと、そのスクレーパで掻き集められた固形物を受け入れて上方へ持ち上げて排出するバケットからなるので、簡単に実施することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。図１は、下水処理施設の一つであるポンプ所の地下数十ｍに設けられている沈砂池Ａの平面図、図２は、図１のＸ₁−Ｘ₁線の拡大断面図である。なお、上記図３〜図５と同一構成要素には同一符号を用いて説明する。

沈砂池Ａは、図示しない下水道の幹線に接続されていて、下水の流れに沿って複数の水路（図１の例では４水路）に区分されている。これら複数の水路のうちの幾つかは（図１では上半分の２個）、汚水沈砂池ａ₁，ａ₂とされ、残りは雨水沈砂池ｂ₁，ｂ₂とされている。なお、これら雨水沈砂池ｂ₁，ｂ₂は、雨量が所定以上で汚水沈砂池ａ₁，ａ₂だけではで処理できないとき、すなわち豪雨の時に使用されるもので、晴天時には使用されない。

先ず、最初に汚水沈砂池ａ₁，ａ₂から説明する。これら汚水沈砂池ａ₁，ａ₂は同一構成であるので、汚水沈砂池ａ₁を例に説明する。この雨水沈砂池ａ₁には、上方に移動されて開いたときに下水を受け入れ、下方に移動されて閉じられたときに下水の受け入れを阻止する流入扉１と、その流入扉１の設置位置よりも下流側に設けられる比較的大きな固形物を除去する前ろ格機２と、その前ろ格機２の設置位置よりも下流側で、かつ、底面を少し掘り下げて形成されている沈砂部３に設けられる揚砂装置（図１では省略。なお、この揚砂装置は、前述した図４及び図５にそれぞれ示されている揚砂装置４と同様の構成を呈している。）と、その揚砂装置の設置位置よりも下流側に設けられる小さい固形物を除去する後ろ格機５と、その後ろ格機５の設置位置よりも下流側に設けられる排水ポンプＰとが設けられている。

上記前ろ格機２は、汚水沈砂池ａ₁を形成する水路の水路幅全体に亘って上下方向に伸びる複数のスクリーンバーを互いに所定の間隔を保って平行状に配置し、かつ、所定の傾斜角を有して構成されている。具体的には、２〜３ｍを有する水路幅全体に亘って、所定太さの棒状（例えば、下水の流れと直交する側の厚さが１０ｍｍ前後で、その流れと平行する側の長さが１００ｍｍ前後の矩形断面を有する棒状）の鋼製のスクリーンバーを１５０ｍｍの間隔を保って平行状に配置して構成されている。また、これらスクリーンバーは、下端側が水流の上流側に位置するとともに、その上端側が水流の下流側に位置するように、水路の底面方向に対して６０°の傾斜角を有して設けられている。

上記沈砂部３に設けられる揚砂装置は、沈砂部３に沈降した砂をバケットですくい取って外部へ排出することができるように構成されている。

上記後ろ格機５は、上記前ろ格機２と同様に水路幅全体に亘って上下方向に伸びる複数のスクリーンバーを互いに所定の間隔を保って平行状に、かつ、所定の角度を有して構成されている。この後ろ格機５の具体的構成は、スクリーンバーの傾斜角は前ろ格機２と同じ６０°であるが、スクリーンバーの間隔である目開きは、２５ｍｍと小さく形成されている。また、この後ろ格機５には、図示しないがスクリーンバーで捕捉した固形物を自動的に掻き揚げるスクレーパを備えた掻揚機構が設けられている。したがって、この後ろ格機５では、前段の前ろ格機２で捕捉できなかった固形物を下水から捕捉して固形物の除去された下水を排水ポンプＰ側に流出させることができる。

上記構成からなる汚水沈砂池ａ₁，ａ₂は常時運転される。すなわち、これら汚水沈砂池ａ₁，ａ₂は、晴天時及び豪雨時に拘わらず運転され、砂及び固形物の除去された下水を排水ポンプＰを介して図示しない下水処理場側に送出するとともに、沈砂部３に沈降した砂は、揚砂装置により掻き揚げられて外部に排出されて処理される。なお、保守点検示時には、流入扉１が閉じられて排水された後、機器の修理等が行われる。

さて、図中、１０は、雨水沈砂池ｂ₁，ｂ₂にそれぞれ設けられた雨水沈砂池用固形物除去装置の本体（以下、「除去装置本体」という。）である。これら除去装置本体１０，１０は、上記汚水沈砂池ａ₁，ａ₂の前ろ格機２，２に対応した位置にそれぞれ設けられている。
なお、これら汚水沈砂池ａ₁，ａ₂にも、上記汚水沈砂池ａ₁，ａ₂に設けられている流入扉１，１、沈砂部３，３、揚砂装置４，４（図４及び図５参照）、後ろ格機５，５及び排水ポンプＰ，Ｐがそれぞれ設けられているが、これらについては説明が重複するのでこれ以上の説明は省略する。

上記除去装置本体１０，１０は、同一構成であるので、雨水沈砂池ｂ₁に設置されている除去装置本体１０を例に説明する。この除去装置本体１０は、雨水沈砂池ｂ₁の水路幅全体に亘って水流方向に伸びる複数のスクリーンバーＢ，Ｂ…を互いに所定の間隔を保って平行状に配置し、かつ、所定の傾斜角を有して構成されている。具体的には、２〜３ｍを有する水路幅全体に亘って、所定太さの棒状（例えば、下水の流れと直交する側の厚さが１０ｍｍ前後で、その流れと平行する側の長さが１００ｍｍ前後の矩形断面を有する棒状）の鋼製のスクリーンバーＢ，Ｂ…を１５０ｍｍの間隔を保って平行状に配置して構成されている。そして、これらスクリーンバーＢ，Ｂ…は、上流側が流入扉１の設置位置近くの底面に接して設けられるとともに、その下流側が揚砂装置４の設置位置（沈砂部３の設けられている位置）の近くで、かつ、この雨水沈砂池ｂ₁に下水が流れているときの水面位置（図４参照）よりも少し高くなる位置に設けられている。なお、スクリーンバーＢ，Ｂ…の傾斜角は、スクリーンバーＢ，Ｂ…上の固形物Ｋ（図２参照）が自然に落下しない、いわゆる固形物Ｋ，Ｋ…の安息角以下となるように、例えば１０°〜３０°の範囲に決められている。

次に、スクリーンバーＢ，Ｂ…上の固形物Ｋ，Ｋ…を排出する排出機構２０について図２を用いて説明する。なお、この図２は、晴天時に雨水沈砂池ｂ₁を形成する水路から下水を排水した状態を示している。この状態については後述する。
この排出機構２０は、スクリーンバーＢ，Ｂ…の上端の上方にそのスクリーンバーＢ，Ｂ…の長さ方向と直交する方向に設けられた回転駆動軸２１と、そのスクリーンバーＢ，Ｂ…の下端の上方にそのスクリーンバーＢ，Ｂ…の長さ方向と直交する方向に設けられた回転従動軸２２とを有している。そしてこれら軸２１，２２には、スクリーンバーＢ，Ｂ…を中間に挟む形でスプロケット２３，２３（図２では、手前のスプロケットしか示されていない。）がそれぞれ設けられている。

図２中、２４，２４は、相対する一対のスプロケット１３，１３間に掛け渡された一対の無端チェーンである（図２では、手前の一個の無端チェーン２４しか示されていない。）。これら一対の無端チェーン２４，２４間の等間隔の二ヶ所には、スクリーンバーＢ，Ｂ…の長手方向と直交する方向に掛け渡す形で断面Ｌ字状のスクレーパ２５，２５が設けられている。なお、このスクレーパ２５は、一ヶ所または三ケ所以上であってもよい。

上記回転駆動軸２１には、図示しないが、高所に設けられている架台に設置された防水性の減速機構を備えたモータに連結されている。すなわち、このモータの回転軸にはスプロケットが設けられているとともに、そのスプロケットは、回転駆動軸２１に設けられている図示しないスプロケットと無端チェーンを介して接続されている。したがって、モータが回転駆動されると、回転駆動軸２１が回転して一対の無端チェーン２４，２４を図２の矢印に示される方向に回転させ、スクリーンバーＢ，Ｂ…上の固形物Ｋ，Ｋ…をスクリーンバーＢ，Ｂ…の上端側へ移動させることができ、その上端側から固形物Ｋ，Ｋ…をガイド部材２６側に排出させることができる。

上記ガイド部材２６は、スクレーパ２５で掻き揚げられた固形物Ｋ，Ｋ…を寄せ集めながら案内してバケット２７に投入できるように構成されている。このバケット２７は、スキップホイスト２８により上方へ持ち上げられるとともに、その上方位置においてバケット２７を反転し、その上方位置の上階に用意されているコンテナ２９内に固形物Ｋ，Ｋ…を排出できるように構成されている。このコンテナ２９内の固形物Ｋ，Ｋ…は、焼却炉等の図示しない固形物処理施設に運ばれるように構成されている。上記バケット２７は、雨水沈砂池ｂ₁を形成する水路に下水が流入しているとき、水面上に位置して停止されている。
なお、上記ガイド部材２６は、板材で形成することもできるが、ここでは、固形物Ｋ，Ｋ…の滑走性の向上を図るため、固形物Ｋ，Ｋ…からの水分除去を図るため及び下水の水位がガイド部材２６に達したときの抵抗を少なくするために、棒材を所定の間隔を保って配置して構成されている。

上記構成からなる雨水沈砂池ｂ₁は、図４に示されると同様に、晴天時に、すなわち、雨量が所定未満で汚水沈砂池ａ₁，ａ₂のみで下水を処理できるときに、雨水沈砂池ｂ₁の流入扉１が下方に移動されて下水の受け入れが阻止される。そして、排水ポンプＰを介して下水が雨水沈砂池ｂ1から排出されると、図２に示されるように、除去装置本体１０のスクリーンバーＢ，Ｂ…上には、オイルボールを含む比較的大きな固形物Ｋ，Ｋ…が残存する。

雨水沈砂池ｂ1から下水が排出されると、図示しない制御盤を介してモータが回転駆動され、回転駆動軸２１が回転して一対の無端チェーン２４，２４を図２の矢印に示される方向に回転させ、スクレーパ２５が移動させられる。スクレーパ２５の移動によりスクリーンバーＢ，Ｂ…上の固形物Ｋ，Ｋ…はスクリーンバーＢ，Ｂ…の上端側へ移動させられ、スクリーンバーＢ，Ｂ…の上端側から固形物Ｋ，Ｋ…がガイド部材２６に排出させられる。ガイド部材２６を介して受け入れられたバケット２７内の固形物Ｋ，Ｋ…は、スキップホイスト２８により上方へ持ち上げられるとともに、その上方位置においてバケット２７が反転させられ、その上方位置の上階に用意されているコンテナ２９内に排出させられる。その後、このコンテナ２９内の固形物Ｋ，Ｋ…は、焼却炉等の固形物処理施設に運ばれて処理される。晴天時のこのような固形物Ｋ，Ｋ…の除去作業は、雨水沈砂池ｂ₂でも同様に行われる。

上記構成からなる雨水沈砂池用固形物除去装置は、晴天時に除去装置本体１０および排出機構２０により固形物Ｋ，Ｋ…を自動的に排出することができるので、作業員の固形物除去作業の負担を軽減することができる。

本発明に係る雨水沈砂池用固形物除去装置を備えた沈砂池の平面図ある。図１のＸ₁−Ｘ₁線の拡大断面図である。従来の沈砂池の平面図ある。図３のＸ₂−Ｘ₂線断面図である。従来の晴天時の雨水沈砂池を示す説明図である。

符号の説明

Ａ沈砂池
ａ₁，ａ₂ 汚水沈砂池
ｂ₁，ｂ₂ 雨水沈砂池
１流入扉
２前ろ格機
３沈砂部
４揚砂装置
５後ろ格機
Ｐ排水ポンプ
１０雨水沈砂池用固形物除去装置の本体（除去装置本体）
２０排出機構
Ｂスクリーンバー
２５スクレーパ
２７バケット
Ｋ固形物（オイルボール）

Claims

雨水沈砂池の流入扉の設置位置からその流入扉の設置位置よりも下流側に設けられている揚砂装置の設置位置までの水路の全長で、かつ、その水路の全幅に亘って設けられる雨水沈砂池用固形物除去装置であって、
前記雨水沈砂池用固形物除去装置の本体は、前記水路の水流の流れ方向に伸びる複数のスクリーンバーを互いに所定の間隔を保って平行状に配置して構成され、それら複数のスクリーンバーの前記流入扉側はその水路の底面に位置し、前記揚砂装置側はその水路を流れる水面位置よりも高く位置し、それら複数のスクリーンバーの上方には、前記雨水沈砂池における処理が必要でなくその流入扉が閉じられてその水路から下水が排出されたときに駆動してそれら複数のスクリーンバー上から固形物を排出する排出機構を有することを特徴する雨水沈砂池用固形物除去装置。
請求項１に記載の雨水沈砂池用固形物除去装置において、前記排出機構は、前記複数のスクリーンバー上から固形物を排出するスクレーパと、そのスクレーパで掻き集められた固形物を受け入れて上方へ持ち上げて排出するバケットからなることを特徴する雨水沈砂池用固形物除去装置。