JP5699298B2

JP5699298B2 - 加圧浮上式スカム分離処理装置

Info

Publication number: JP5699298B2
Application number: JP2013029441A
Authority: JP
Inventors: 東　利保; 利保東
Original assignee: KABUSHIKI KAISHA SAN-EI
Current assignee: KABUSHIKI KAISHA SAN-EI
Priority date: 2012-06-04
Filing date: 2013-01-30
Publication date: 2015-04-08
Anticipated expiration: 2032-08-07
Also published as: JP5250921B1; JP2014012266A; JP2014012263A

Description

本発明は、加圧浮上式スカム分離処理装置に関する。

収集したスカム含有汚水を浮上分離槽に導入するに当って加圧によりエアーを溶解させた水を伴って減圧下で噴出させてスカムの浮上を促進させることにより浮上したスカムを上部より排出するようにした加圧浮上方式は既に知られている技術である。そうした技術に関連するものとして、特許文献１に開示された技術がある。

特許第４２３８２９７号

上記特許文献１による技術は、浮上したスカムを加圧浮上濃縮槽（浮上分離槽）に設けられたスカム排出トラフに向けて掻寄せるスクレーパと、前記加圧浮上濃縮槽の槽壁上部で、かつ、湾曲中心位置がその加圧浮上濃縮槽側に位置するように形成された湾曲面と、回転軸を有するとともに、その回転軸に羽根を有する、前記スクレーパで掻寄せられたスカムを前記スカム排出トラフに排出する前記湾曲面近くに設けられた排出機と、前記排出機の回転軸を回転駆動するとともに、その回転数を調整する機能を有する駆動源と、を有することを特徴とする。
このスカム加圧浮上濃縮装置は、浮上したスカムを加圧浮上濃縮槽から排出されたスカムを遠く離れたスカム処理施設へ円滑に搬送できるようにしたものであるが、浮上させたスカムを排出する手段は、掻寄板を外周に突設したチェーンであるスクレーパと、湾曲面に添って運動する掻上羽根付きで回転軸回りを回転する排出機とでなり、排出機からのスカムをスカム排出トラフへ排出するようにしたものであり、従って、浮上したスカムが水分を充分に含んだまま排出されるため、スカム処理施設への搬送に無駄な電力が消費し、しかも搬送先でスカムと水分とを再度分離する必要が出てくる。

本発明は、こうした問題を解決しようとするものであり、浮上分離槽で浮上するスカムを圧縮作用で水切りしながら掻揚排出することにより排出後の搬送を省エネのもとに可能とししかも搬送先でのスカムと水分との分離工程を極力簡略化することができるようにした加圧浮上式スカム分離処理装置を提供することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、汚水受槽と浮上分離装置と加圧式空気溶解装置とを有し、前記浮上分離装置は、浮上分離槽とスカム排出装置を有し、浮上分離槽は、一定水位に汚水が入れられるとともに汚水受槽内に収集したスカム含有汚水が汚水供給管および合流管を介して圧送されたあと該分離槽内に通した供給管のノズルを通じて噴出されスカムを加圧浮上させる槽本体と、槽本体の側部に連通状に設けられてオーバーフロー口により前記一定水位を設定する分離槽とを備え、スカム排出装置は、槽本体内において浮上してくるスカムを取り込んで浮上分離槽の外部に排出するものとされ、加圧式空気溶解装置は、軸心を水平に向けた横置きタンク式の空気溶解槽と、該槽内を軸心の方向に仕切って上流側と下流側との空間を連通口を残して形成する上部仕切板の下端にヒンジを介して上流側の一定以上の内圧に応じて下流側へ開くように開閉自在に装備されるとともに付加ウエイトも取り付けてなるウエイト式フラップ弁とを有して、前記上流側には分離槽から圧送される分離水がまたブロアあるいはコンプレッサなどの給気手段からの空気が空気ノズルを介して供給されるようにされることで分離水中に空気を溶解して一定内圧以上になった時点でフラップ弁を開いて下流側へ持ち込むようにする一方、前記下流側の出口は空気を溶解した分離水を浮上分離槽内に導くべく前記合流管に接続されてなる加圧浮上式スカム分離処理装置であって、前記空気溶解槽は、前記上流側である前部と下流側である後部とに分けられて分解可能に結合して形成され、その前部一端に前蓋が開閉可能に密閉装備されるとともに、前記後部内における前部との結合個所近くにフラップ弁を配置し、付加ウエイトは、キャップ付きのパイプ状の本体に適宜材である内蔵ウエイトを充填し得るものとされていることを特徴とする。

上述したように請求項１に記載の発明は、汚水受槽と浮上分離装置と加圧式空気溶解装置とを有し、前記浮上分離装置は、浮上分離槽とスカム排出装置を有し、浮上分離槽は、一定水位に汚水が入れられるとともに汚水受槽内に収集したスカム含有汚水が汚水供給管および合流管を介して圧送されたあと該分離槽内に通した供給管のノズルを通じて噴出されスカムを加圧浮上させる槽本体と、槽本体の側部に連通状に設けられてオーバーフロー口により前記一定水位を設定する分離槽とを備え、スカム排出装置は、槽本体内において浮上してくるスカムを取り込んで浮上分離槽の外部に排出するものとされ、加圧式空気溶解装置は、軸心を水平に向けた横置きタンク式の空気溶解槽と、該槽内を軸心の方向に仕切って上流側と下流側との空間を連通口を残して形成する上部仕切板の下端にヒンジを介して上流側の一定以上の内圧に応じて下流側へ開くように開閉自在に装備されるとともに付加ウエイトも取り付けてなるウエイト式フラップ弁とを有して、前記上流側には分離槽から圧送される分離水がまたブロアあるいはコンプレッサなどの給気手段からの空気が空気ノズルを介して供給されるようにされることで分離水中に空気を溶解して一定内圧以上になった時点でフラップ弁を開いて下流側へ持ち込むようにする一方、前記下流側の出口は空気を溶解した分離水を浮上分離槽内に導くべく前記合流管に接続されてなる加圧浮上式スカム分離処理装置であって、前記空気溶解槽は、前記上流側である前部と下流側である後部とに分けられて分解可能に結合して形成され、その前部一端に前蓋が開閉可能に密閉装備されるとともに、前記後部内における前部との結合個所近くにフラップ弁を配置し、付加ウエイトは、キャップ付きのパイプ状の本体に適宜材である内蔵ウエイトを充填し得るものとされていることを特徴とするので、空気の溶解度を簡単でトラブルの少ない構造のものによって一定化することができるようになる。

本発明の加圧式空気溶解装置付き加圧浮上式スカム分離処理装置の一実施形態を示す模式図。付加ウエイトの構成例を示す断面図。空気溶解槽の他の実施形態を示す模式図。

以下、本発明である加圧浮上式スカム分離処理装置の一実施形態を図１および図２に基づいて説明する。尚、以下、浮上分離装置や加圧水発生装置などは金属材料、特にステンレス材を使用することを基本とするが、そのことに限定されない。

図１において、１は浮上分離装置で、上方を開放状とし上からみて矩形槽とした浮上分離槽２を備える。浮上分離槽２は、槽本体３と分離槽５とを仕切り壁４を介して有し、これら槽本体３と分離槽５内には、レベルＨまで汚水６および分離水７が溜められる。８は連通管で、槽本体３と分離槽５とをつなぐパイプで、前後端にフィルター９を備えて浄化された水が分離水７として分離槽５内に導入されるようになっている。１０はオーバーフロー口で、前記水位Ｈを決めるもので、その水位Ｈは可動堰により上下に調節可能としてもよい。分離槽５内の分離水７は、このオーバーフロー口１０を通じて外部に排出される一方、分離槽５の底部からは、給水ポンプ１２の作動により給水管１１を通じて分離水７が引き抜かれ後述する加圧式空気溶解装置７０に導入するようになっている。

槽本体３内の下部には、減圧弁を兼ねた複数のノズル１３を備える供給管１４が槽本体３の前後方向に軸心を向けるようにして単一本あるいは複数本配備されている。この供給管１４には減圧弁を備えてもよい。
槽本体３と分離槽５とでなる浮上分離槽２の上部には、スカム排出装置であるスクリュウコンベア１７が約１５度傾斜した状態で固定設置されている。この傾斜角度は、２０度、３０度…のように変更することがある。スクリュウコンベア１７は、内径約３００ｍｍの円筒状をなすケーシング１８を備えるとともに、このケーシング１８の傾斜方向下部一端（テール側）は、閉止したものとされて槽本体３の前側（図１の左側）に固定支持される一方、傾斜方向上部一端（ヘッド側）は、同じく閉止したものとされて浮上分離槽２の後側（図１の右側）に張り出した状態で固定されている。

２０はスカム取込口で、ケーシング１８の傾斜方向下部一端から傾斜方向上方へ離れた下周り位置に下からみると矩形の開口として形成されたもので、汚水６上に浮上してくるスカムＳを取り込むのに適応した位置に設けられている。２２はスクリュウ軸（あるいはパイプ）で、ケーシング１８の中心を通りその両端は軸受で回転自在に支持されるとともに、同スクリュウ軸２２の外周には掻揚スクリュウ２３が設けられている。掻揚スクリュウ２３は、板をラセン状にしたスクリュウ本体２３ａを備え、この本体２３ａは、上端がケーシング１８の上部端から７０ｃｍ程度手前に端部があるように形成されている。

本体２３ａのスカム取込口２０に対応する長さ以上の長さＬに亘る周縁部には、前記傾斜方向上方へ向けて突出する掬い揚げ突条２３ｂがラセン帯板として一体に設けられている。

ここで、図１の１９はスカムガイドを示す。浮上分離槽２の槽本体３は、その上方を開放したままにしてその槽内全面が水面となるようにして汚水６を溜めておきそこにスカムＳを浮上させる方式にしておくと、スカム取込口２０へのスカムＳの取り込みは消極的なものになる。そこで、汚水６から微細気泡とともに浮上してくるスカムＳをスカム取込口２０に確実かつ積極的に取り込めるようにスカムガイド１９を設けたものである。

スカムガイド１９は、前・後の斜面ガイドａ、ｂおよび左・右の斜面ガイドによる逆四角錐状のものとされて槽本体３内に周縁を隙間なく接することで固定されている。これら４面の斜面ガイドの上部中央には、四角な連通筒ｅが一体に設けられている。

この連通筒ｅは、左右の傾斜板状の対向壁と前後の壁とを有する上下貫通状の筒部となっており、対向壁は、ケーシング１８のスカム取込口２０の外縁に添って溶接されるように構成される一方、前後のうち前側の壁は低く後側を高くしてその上側に半円より短い円弧形の嵌合受溝を形成することで、これら嵌合受溝にスカム取込口２０の前後の外縁部が嵌まり込んで溶接されるようになっている。このように連通筒ｅがスカム取込口２０の外縁に適合することで、浮上してきたスカムＳが途中で詰まったりすることなく取り込まれることになる。図１におけるＨは、汚水６の水面を示し、この水面Ｈは、連通筒ｅの嵌合受溝の溝底高さ程度とされている。

スクリュウ軸２２の傾斜方向上部周りには、圧縮受盤２６が装備されている。圧縮受盤２６は、ケーシング１８の内径よりも少し小さい外径をもった円板状の受板を本体として備え、同受板の中心に備えた中央ボスに滑動しやすい円筒樹脂製の内スライダを備えてスクリュウ軸２２周りを軸方向に進退自在とし、さらに受板の外周にも滑動しやすい円筒樹脂製の外スライダを備え付けてケーシング１８内周に添って進退自在にしてある。そして、受板の背部には、複数のガイドパイプを突設する一方、ケーシング１８の端面側に突設したガイドバーを各ガイドパイプに摺動自在に嵌め入れてある。ガイドバー周りには弾発手段である反発バネ３３を備えて掻揚スクリュウ２３によって掻き揚げられてきたスカムに圧縮作用を加えるべく圧縮受盤２６に反発力を常時に与えるように構成されている。

３５は排出口で、ケーシング１８の傾斜方向上部下周りに開設され、同排出口３５の傾斜方向下端開口縁よりも傾斜方向下方寄り位置に復帰時の圧縮受盤２６が位置するようになっている。排出口３５には、搬送コンベア３６上のコンテナ３７内に圧縮済みのスカムを落とし込むためのシュート３８が設けられている。図１の４０は減速モーターである駆動源（駆動手段）で、伝導手段４１を介してスクリュウ軸２２を回転駆動させるようになっている。

一方前記加圧式空気溶解装置７０は、直径が５００ないし６００ｍｍ前後で軸心を水平に向けた横置タンク式の空気溶解槽７１を本体として備える。この空気溶解槽７１の一端には、分離槽５からの分離水７を給水ポンプ１２と流量調節式制御弁７２とを介して圧送する給水管１１が接続され、溶解槽７１の他端は流量調節式制御弁７３を介して合流管４９の手前である汚水供給管６２の下流端部に接続されている。合流管４９には、汚水受槽６０内のスカム含有汚水６１を汚水ポンプ６３を介して圧送してくる汚水供給管６２が接続されている一方、合流管４９の末端には、供給管１４が接続されている。

空気溶解槽７１は前部７１ａと後部７１ｂに分けたものを互いに内部が連通状をなしかつ分解も可能なようにフランジ接合してなる合体槽で形成され、その前蓋７１ｃは開閉可能に密閉される一方、後部末端には、細径筒状に突出する出口筒７１ｄが設けられ、この例では出口筒７１ｄは槽下側寄りに配置されている。７５はコンプレッサ（給気手段）、７６は流量調節式空気制御弁、７７は圧縮空気供給管、７８は空気ノズル、７９はオリフィス流量計である。空気ノズル７８は、空気溶解槽７１の前部７１ａ内の上流側底部に固定されている。８０は補助給気管で、一端はコンプレッサ７５からの配管途中に接続されて補助空気制御弁８１を備えるものとされ他端はオリフィス流量計７９を介して浮上分離槽２内底部の補助噴気管８２に接続されている。８３は補助噴気管８２に配備した補助噴気ノズルである。８４は空気抜き、８５は安全弁である。

空気溶解槽７１の後部７１ｂ前寄り上部には、連通口８６を形成するように上部仕切板８７が取り付けられ、この仕切板８７の下端に備えたヒンジ８８を介して下斜め向きに伸びたフラップ弁８９が取り付けられている。フラップ弁８９は、下端のストッパ９０により閉止状態とされる一方、図の右上がりに持ち上げられて開くようになっている。フラップ弁８９は金属板状で一定の重量をもつが、この実施形態では更に複数本の付加ウエイト９１を装着することで重量を付加して重くしてある。付加ウエイト９１は、図２に断面を示すように、丸あるいは角パイプにキャップを蓋設したもので、その内部には、鉄やステンレス、鉛などの金属片や水、土粒などを適宜選定した内蔵ウエイト９１ａを充填する方式としてある。

分離槽５からの分離水７は、給水ポンプ１２により給水管１１を通じて送り込まれて空気溶解槽７１内へ送り込まれる一方、コンプレッサ７５からの空気は、空気制御弁７６を通じて圧縮空気供給管７７に持ち込まれ空気ノズル７８を通じて空気溶解槽７１内に送り込まれる。分離水と空気の送り込まれる一定時間内においては、フラップ弁８９は付加ウエイト９１を備えて重くしてあることで閉止状態を保ち、その閉止状態により前部７１ａ内では分離水の中に圧縮空気が溶解してゆく。そして、内圧が一定値を超えた時点でフラップ弁８９は開き始め、空気の溶解した水は後部７１ｂ内を経て槽７１外へと排出されて汚水供給管６２の末端部内に流れ込み、そこで空気溶解水はスカム含有汚水１６に合流して合流管４９を通じて供給管１４まで送られ、ノズル１３より槽２内の汚水６内に噴出・混合されてゆく。
その間、コンプレッサ７５からの空気は、補助給気管８０を通じて補助噴気ノズル８３から槽２内に噴出・混合される。
前記のように、重量化したフラップ弁８９により内圧制御しながら溶解水を分離槽内に送るようにしてあるので、内圧が下がればフラップ弁８９は閉方向に動作して内圧を高めて溶解度を上げるようにし、一方内圧が上がれば開方向に動作して内圧を低めて溶解度を下げるように作用することにより、空気の溶解度は一定化するものとなる。空気溶解度の方は、制御弁７２，７６の手動（あるいは自動）調節により可変であり、また、合流比率については制御弁７３を、補助空気供給量については制御弁８１の調節により行う。
尚、前記フラップ弁８９は付加ウエイト９１なしで弁自体を重くして構成することもできる。また、図３に示すように、前部７１ａは内容量の大きな背高型タンクとすることがあり、この場合、タンク内上部域において空気が循環対流して汚水に対し空気の溶解がより効率的になされるようになる。さらに、前記空気溶解槽７１は複数列に配備することができる。

１…浮上分離装置２…浮上分離槽３…槽本体５…分離槽１７…スクリュウコンベア１８…ケーシング１９…スカムガイド２０…スカム取込口２２…スクリュウ軸２３…掻揚スクリュウ７０…加圧式空気溶解装置７１…空気溶解槽。

Claims

汚水受槽と浮上分離装置と加圧式空気溶解装置とを有し、前記浮上分離装置は、浮上分離槽とスカム排出装置を有し、浮上分離槽は、一定水位に汚水が入れられるとともに汚水受槽内に収集したスカム含有汚水が汚水供給管および合流管を介して圧送されたあと該分離槽内に通した供給管のノズルを通じて噴出されスカムを加圧浮上させる槽本体と、槽本体の側部に連通状に設けられてオーバーフロー口により前記一定水位を設定する分離槽とを備え、スカム排出装置は、槽本体内において浮上してくるスカムを取り込んで浮上分離槽の外部に排出するものとされ、加圧式空気溶解装置は、軸心を水平に向けた横置きタンク式の空気溶解槽と、該槽内を軸心の方向に仕切って上流側と下流側との空間を連通口を残して形成する上部仕切板の下端にヒンジを介して上流側の一定以上の内圧に応じて下流側へ開くように開閉自在に装備されるとともに付加ウエイトも取り付けてなるウエイト式フラップ弁とを有して、前記上流側には分離槽から圧送される分離水がまたブロアあるいはコンプレッサなどの給気手段からの空気が空気ノズルを介して供給されるようにされることで分離水中に空気を溶解して一定内圧以上になった時点でフラップ弁を開いて下流側へ持ち込むようにする一方、前記下流側の出口は空気を溶解した分離水を浮上分離槽内に導くべく前記合流管に接続されてなる加圧浮上式スカム分離処理装置であって、前記空気溶解槽は、前記上流側である前部と下流側である後部とに分けられて分解可能に結合して形成され、その前部一端に前蓋が開閉可能に密閉装備されるとともに、前記後部内における前部との結合個所近くにフラップ弁を配置し、付加ウエイトは、キャップ付きのパイプ状の本体に適宜材である内蔵ウエイトを充填し得るものとされていることを特徴とする加圧浮上式スカム分離処理装置。