JP5782593B2

JP5782593B2 - 沈砂池の夾雑物捕捉用スクリーン

Info

Publication number: JP5782593B2
Application number: JP2013263387A
Authority: JP
Inventors: 鈴木　賢二; 賢二鈴木; 川上　直哉; 直哉川上
Original assignee: Aquaintec Corp
Current assignee: Aquaintec Corp
Priority date: 2013-12-20
Filing date: 2013-12-20
Publication date: 2015-09-24
Anticipated expiration: 2030-05-25
Also published as: JP2014062455A

Description

本発明は、下水処理設備における流入渠から沈砂池に流入する直前の下水から夾雑物を取り除くためのスクリーンに関する。

一般的に、下水管から流入渠に集められる汚水や雨水等の土砂混じりの下水は、下水処理設備の沈砂池にその一端から流入し、その沈砂池において土砂が沈殿により分離される。土砂を分離された下水は、沈砂池の他端に設置したろ過機を経てポンプ井に流出し、ポンプ井に設置された排水ポンプにより汲み出されて、終末処理場等に移送される。沈砂池への下水流入が、沈砂池の底部の全面に堆積する土砂の量が所定量に達すると想定される時間続いた後は、沈砂池への下水流入が止められる。しかし、ポンプ井からの下水排出は継続され、ポンプ井の水面が沈砂池とポンプ井の間に設けてある堰の上面と等しい所定の位置まで低下した排水状態になると、排水ポンプの運転が停止されるとともに、沈砂池の集砂装置が起動される。

集砂装置は、排水ポンプの運転停止に引き続き、ポンプ井に設置された給水ポンプの運転を開始し、その給水ポンプから０．００３〜最大でも０．３Ｍｐａ程度の低圧力水を沈砂池の底部に沈砂池内の水流方向と平行に形成された主トラフの両端部に設置したノズルと沈砂池の側壁近傍に設置したノズル群に供給して、沈砂池の底面に堆積した土砂を主トラフに流し、さらにその主トラフから沈砂池の底部中央に設けられた集砂ピットに集めるように構成されている（特許文献１)。
この集砂装置による集砂動作と並行して、集砂ピットに設置した揚砂ポンプの運転と停止を、その集砂ピット内の水位の変化(上限と下限)に応じて自動的に繰り返し行なって、排水状態を維持しながら、その集砂ピットに集められた土砂を水とともに汲み上げて排出するようになっている。

沈砂池には、流入渠から汚水や雨水等の土砂混じりの下水だけではなく、様々な夾雑物、例えば、小さくて軽いゴミや、ペットボトルや発泡スチロール等の軽くて大きい物や、小石・礫・瓶・空き缶等の小さくて重い物などが流入することがある。これらの夾雑物は、集砂ピットまで流れ込むと揚砂ポンプの故障に繋がる。とくに、小石・礫・瓶・空き缶等の小さくて重い物や揚砂ポンプの中を通過できない大きさの夾雑物が揚砂ポンプに吸引されると、揚砂ポンプを故障させる虞があるので、従来は、排水状態になったときに、沈砂池の底面に散在する夾雑物を係員が道具を使って集め、排除していた。

このような手作業は、能率が悪く、重労働であるので、沈砂池に流入する前に下水に混入している種々の夾雑物を捕捉するためのスクリーンを設置することが提案された。

この提案に係るスクリーンは、夾雑物のうち、軽くて大きな漂流物又は浮遊物、例えば、ペットボトルや発泡スチロール等を捕捉するため、沈砂池の上流側端部の底面からその沈砂池における時間最高水位よりも高い位置までの高さを有し、その全面に渡って一様に目の粗いものであった。そのため、下水の水流に対する抵抗は少なく、軽くて大きな漂流物又は浮遊物の捕捉性能には問題はないが、小さくて軽いゴミや小さくて重い小石や礫等がスクリーンを通過してしまう虞があった。

小さくて重い小石や礫等がスクリーンを通過してしまうと、上述のように、揚砂ポンプの故障の原因になる。そこで、小石や礫等をも捕捉するため、全面の目を細かくしたスクリーンの使用が提案された。この場合は、軽くて大きな漂流物又は浮遊物のほか、重くて比較的小さな小石や礫等も捕捉される長所がある。しかし、軽くて小さな漂流物又は浮遊物までも、すなわち、大小全ての夾雑物が捕捉されることとなるため、スクリーンに目詰まりが発生し易く、例えば大雨の時等には、スクリーンの上流側の水位が異常に高くなって、マンホール等から下水が逆噴出する事態となる虞があった。

特許第３３１５４８９号公報

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、揚砂ポンプの故障を予防することができる夾雑物捕捉用のスクリーン、すなわち、揚砂ポンプの故障の原因になる漂流物又は浮遊物及び小石や礫等も捕捉でき、しかも，目詰まりが発生しない夾雑物捕捉用のスクリーンを提供することを第１の目的とする。

本発明の第２の目的は、スクリーンに万一目詰まりが発生しても、マンホール等から下水が逆噴出する事態となることを予防できる夾雑物捕捉用のスクリーンを提供することにある。

本発明は、上記第１の目的を達成するため、集砂ピットに集められた土砂が揚砂ポンプにより除砂される沈砂池に流入する直前の雨水等の下水に混入している夾雑物を捕捉するスクリーンにおいて、そのスクリーンは、沈砂池の上流側端部における底面からそのスクリーンの上流側において想定される時間最高水位よりも上方まで起立する高さを有し、スクリーンの下端部から想定される通常水位よりも低い位置までの下側部分の目開きを揚砂ポンプに吸引されたときに揚砂ポンプの故障の原因となる小石・礫・瓶・空き缶等の小さくて重い物や揚砂ポンプの中を通過できない大きさの夾雑物を捕捉することができる２５〜７５ｍｍと細かくし、その位置から上側部分の目開きを７５〜２００ｍｍと粗くしたことを特徴としている（請求項１）。
スクリーンの下側部分の目防開きを２５〜７５ｍｍにしたので、揚砂ポンプに吸引されたときに揚砂ポンプの故障の原因となる小石・礫・瓶・空き缶等の小さくて重い物や揚砂ポンプの中を通過できない大きさの夾雑物はスクリーンの下側部分で捕捉される。したがって、揚砂ポンプの故障を防止することができる。また、スクリーンの上側部分の目開きを７５〜２００ｍｍにしたので、２５〜７５ｍｍよりも大きい漂流物又は浮遊物は、スクリーンの上側部分で捕捉される。

本発明の他の特徴は、集砂ピットに集められた土砂が揚砂ポンプにより除砂される沈砂池に流入する直前の雨水等の下水に混入している夾雑物を捕捉するスクリーンにおいて、そのスクリーンは、沈砂池の上流側端部における底面からそのスクリーンの上流側において想定される時間最高水位よりも上方まで起立する高さを有し、スクリーンの下端部から想定される通常水位の位置までの下側部分の目開きを揚砂ポンプに吸引されたときに揚砂ポンプの故障の原因となる小石・礫・瓶・空き缶等の小さくて重い物や揚砂ポンプの中を通過できない大きさの夾雑物を捕捉することができる２５〜７５ｍｍと細かくし、その位置から上側部分の目開きを７５〜２００ｍｍと粗くしたことである（請求項２）。

本発明のさらに他の特徴は、集砂ピットに集められた土砂が揚砂ポンプにより除砂される沈砂池に流入する直前の雨水等の下水に混入している夾雑物を捕捉するスクリーンにおいて、そのスクリーンは、沈砂池の上流側端部における底面からそのスクリーンの上流側において想定される時間最高水位よりも上方まで起立する高さを有し、沈砂池の上流側端部における底面から想定される通常水位と想定される時間最高水位の間の位置までの下側部分の目開きを揚砂ポンプに吸引されたときに揚砂ポンプの故障の原因となる小石・礫・瓶・空き缶等の小さくて重い物や揚砂ポンプの中を通過できない大きさの夾雑物を捕捉することができる２５〜７５ｍｍと細かくし、その位置から上側部分の目開きを７５〜２００ｍｍと粗くしたことである（請求項３）。

請求項１の発明によれば、揚砂ポンプの故障の原因になる夾雑物の通過を阻止することができる。とくに下側部分の目開きを２５〜７５ｍｍと細かくしたので、揚砂ポンプの故障の原因となる小石・礫・瓶・空き缶等の小さくて重い物や揚砂ポンプの中を通過できない大きさの夾雑物を全てスクリーンの下側部分で効果的に捕捉することができる。また、スクリーンの下側部分に小さな夾雑物により目詰まりが発生しても、流入水位がスクリーンの下側部分の高さよりも高くなったときに、下水はその目詰まり発生部位よりも高い位置の目の粗い部分、すなわち、通水性に優れた上側部分をオーバーフローするので、マンホール等から下水が噴出することが防止される。

請求項２の発明によれば、揚砂ポンプの故障の原因になる夾雑物の通過を阻止することができる。とくに下側部分の目開きを２５〜７５ｍｍと細かくしたので、揚砂ポンプの故障の原因となる小石・礫・瓶・空き缶等の小さくて重い物や揚砂ポンプの中を通過できない大きさの夾雑物を全てスクリーンの下側部分で効果的に捕捉することができる。また、スクリーンの下側部分に小さな夾雑物により目詰まりが発生しても、大雨等により流入水位が通常水位より高くなったときに、下水はその目詰まり発生部位よりも高い位置の目の粗い部分、すなわち、通水性に優れた上側部分をオーバーフローするので、マンホール等から下水が噴出することが防止される。

請求項３の発明によれば、揚砂ポンプの故障の原因になる夾雑物の通過を阻止することができる。とくに下側部分の目開きを２５〜７５ｍｍと細かくしたので、揚砂ポンプの故障の原因となる小石・礫・瓶・空き缶等の小さくて重い物や揚砂ポンプの中を通過できない大きさの夾雑物を全てスクリーンの下側部分で効果的に捕捉することができる。また、スクリーンの目の細かい部分に小さな夾雑物により目詰まりが発生しても、大雨等により水位が想定される通常水位と想定される時間最高水位の間の位置よりも高くなったときに、下水はその目詰まり発生部位よりも高い位置の目の粗い部分をオーバーフローするので、マンホール等から下水が噴出することが防止される。

夾雑物捕捉用スクリーンが設置された雨水処理設備の縦断面図である。図１のＸ−Ｘ線の範囲の一部省略平面図である。図２のＹ−Ｙ線断面図である。図３のＺ矢視方向の一実施の形態に係るスクリーンの正面図である。図４のスクリーンによる夾雑物捕捉状況を示す概念図である。他の実施の形態のスクリーンによる夾雑物捕捉状況を示す概念図である。さらに他の実施の形態を示すスクリーンの正面図である。図７のスクリーンによる夾雑物捕捉状況を示す概念図である。本発明に係るスクリーンの各種構造例を示す概略断面図である。

続いて、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１において、１は雨水処理設備であり、両側の側壁Ｗａ，Ｗｂの間に形成された沈砂池２とポンプ井３とを有する。沈砂池２は図外の下水管路から雨水や汚水等の下水が集められる流入渠４に接続されている。流入渠４の下流側端部には、流入渠４から沈砂池２への下水Ｗの流入を許容し又は阻止するためのダム装置５が設置され、そのダム装置５の下流側で、沈砂池２の上流側端部の直前に、本発明に係るスクリーン１００が設置されている。このスクリーン１００については、後に詳述する。

ダム装置５が開放されたときは、下水Ｗは沈砂池２に流入し、さらにポンプ井３まで流入して、その水位が所定の高さ（図１のＬ１)になると、ポンプ井３に設けてある排水ポンプ６が運転されて、ポンプ井３内の水が汲み上げられ、図外の終末処理場等に移送されるようになっている。

その移送の間に、沈砂池２に流入した土砂混じりの下水Ｗから土砂が沈殿し、沈砂池の底部７の表面７ａに堆積する。沈砂池２への下水流入後、土砂の堆積量が所定値に達すると想定される一定時間経過後にダム装置５が閉鎖して、沈砂池２への下水の流入が阻止される。そして、排水ポンプ６による排水により沈砂池２とポンプ井３の水位が下がり、Ｌ２（図１)になると、排水ポンプ６の運転が止められる。これにより、集砂装置による集砂動作の準備が完了する。

続いて、沈砂池２の底部中央に形成されている集砂ピット８内に設置されている揚砂ポンプ９の自動運転が開始される。集砂ピット８内の水面が所定の高位置にあるときは、運転が自動的に開始し、沈砂池２内の水が汲み上げられて同水面が所定の低位置まで下がると、自動的に運転が停止されるようになっている。すなわち、揚砂ポンプ９は運転開始と停止を繰り返して、沈砂池２の水面を集砂ピット内に位置する排水状態に維持する機能を有する。揚砂ポンプ９により沈砂池２内から汲み上げられる水は、図外の沈砂分離機において土砂を分離された後、汚水沈砂池に移送されるようになっている。

揚砂ポンプ９の運転開始とともに、ポンプ井３に設けてある給水ポンプ１０が運転を開始され、その給水ポンプ１０からの水が沈砂池２の底部７付近に設置された多数のノズル１１（図１には省略されている。図３を参照。）に送られ、それらのノズル１１から沈砂池２の底面７ａに向けて噴射されて、その底面７ａの全面に堆積した土砂がその底面に沿って流され、沈砂池２の底部に両側の側壁Ｗａ，Ｗｂの間において沈砂池内の水流方向と平行に形成されている主トラフ１２に集められる。

図３には、複数個のノズル１１を所定の間隔で母管１１ａに取り付けてなるノズルヘッダーＨ１，Ｈ２・・・を用いている例が示されている。

給水ポンプ１０からの水は、主トラフ１２の上端部に設置されたノズル１３にも送られ、そのノズルから供給される水により、主トラフ１２に流下した土砂は、水とともに主トラフ１２内を流れて集砂ピット１４に集められるようになっている。

給水ポンプ１０からの水は、また、沈砂池２の長手方向中央において、側壁Ｗａ,Ｗｂから集砂ピット１０の底面まで下り傾斜する傾斜面１５の側壁側端部に設置されたノズル１６にも送られ、そのノズルから供給される水により、傾斜面１５に流下した土砂も、水とともに集砂ピット１４に集められるようになっている。

給水ポンプ１０からの水は、さらに、集砂ピット１４の中に揚砂ポンプ９の吸い込み口に向けて水を噴射する撹拌用ノズル１７にも供給され、集砂ピット１０内の土砂を撹拌するようになっている。

こうして、集砂ピット１０に集められ、撹拌された土砂混じりの下水は、揚砂ポンプ９により汲み上げられ、沈砂分離機（不図示）を経て汚水沈砂池（不図示）に移送される。

図２の１８は、沈砂池２の底面に一定の間隔をもって平行に形成された小トラフであり、図１の１９は、沈砂池２の下流側端部に設置されているろ過機である。

両側の側壁Ｗａ，Ｗｂ間に複数の、図３の例では３本の、水平な支持部材１０１が沈砂池２側に一例として６０度傾いた直線上の適宜の距離を隔てた位置において懸架され、それらの支持部材１０１に側壁Ｗａ，Ｗｂ間の距離と等しい幅を有する本発明に係るスクリーン１００が取付けられている。

スクリーン１００は、図４に示すように、その下側部分１００ａを従来よりも目が細かいものとし、上側部分１００ｂを従来と同様に目が粗いものとしてある。下側部分１００ａの細かい目の間隔（目開き)は２５〜７５ｍｍ、上側部分１００ｂの粗い目の間隔（目開き)は７５〜２００ｍｍである。本発明の目的は、揚砂ポンプの故障を予防することができる夾雑物捕捉用のスクリーンを提供することであるので、目開きの２５〜７５ｍｍは、揚砂ポンプの故障の原因になる小石・礫・瓶・空き缶等の小さくて重い物や揚砂ポンプの中を通過できない大きさの漂流物又は浮遊物等を捕捉するために、好適な範囲として設定されている。

図５に示すように、スクリーン１００の下側部分１００ａ、すなわち、スクリーン１００の下端部から流入渠４又は沈砂池２における想定される通常水位Ｌａよりも低い位置までの部分の目開きを２５〜７５ｍｍとし、上側部分１００ｂの目開きを７５〜２００ｍｍとしてある。したがって、流入渠４より沈砂池２方向に流れる下水Ｗに混入している夾雑物のうち、揚砂ポンプ９の性能に悪影響を与えないような、例えば２５ｍｍ未満の小さなものはスクリーンの下側部分１００ａを通過できるが、例えば２５ｍｍ以上の比較的重い小石や礫や空き缶やビン等２０１は、そのスクリーンの下側部分１００ａにより良く捕捉される。小さくて比重が比較的大きなゴミ等２０２もその下側部分１００ａに捕捉される。また、ペットボトルや発泡スチロール等の軽くて大きな物２０３は、目が粗い上側部分１００ｂにより捕捉されるので、ほとんど全ての夾雑物が目詰まりを発生することなく、捕捉することができる。

スクリーンの下側部分１００ａは、捕捉された小石や礫等２０１及び小さなゴミ等２０２により目詰まりが発生する可能性があるが、スクリーンの上側部分１００ｂは目が粗く、通水性に優れているので、下水はその流れを止められることなく、目詰まり発生箇所をオーバーフローすることができる。従って、大雨などの際に、流入渠４の下水が溢れてマンホールから逆噴出する事態の発生を未然に防止することができる。

図６は、スクリーンの下側部分を上側部分よりも目を細かくする場合に、スクリーンの下端から想定される通常水位Ｌａの高さ位置Ｈ１までの目を細かくし、それ以上の部分の目を粗くした例を示す。

このように、スクリーンの下端から沈砂池の想定される通常水位Ｌａの位置までの下側部分１００ａの目を細かくし、それ以上の上側部分１００ｂの目を粗く構成してある場合は、小石や礫及び小さなゴミなどの比較的比重の大きな夾雑物の目の細かい部分で捕捉される量を増やすことができる。そして、万一、目詰まりが生じた状態で、大雨などにより水位Ｌｈ１が通常水位Ｌａを超える場合は、目詰まり部分の上方をオーバーフローすることができるので、マンホールから逆噴出する事態の発生を未然に防止することができる。

スクリーン１００は、図７に例示されたように、その下端から沈砂池２の想定される通常水位Ｌａと想定される時間最高水位Ｌｍとの間の高さ位置Ｈ２までの目を細かくし、それ以上の部分の目を粗く構成しても良い。

想定される時間最高水位Ｌｍは、流入渠からの時間最大流入量、沈砂池の容量、排水ポンプ６の排水能力に基づいて求められる概算値である。

このように、通常水位Ｌａと時間最高水位Ｌｍとの間の高さ位置Ｈ２までの目を細かくし、それ以上の部分の目を粗く構成した場合は、図８に示すように、沈砂池に流入する下水の水位が通常水位Ｌａよりも高くなった場合にも、沈砂池に流入しようとする夾雑物を、それが漂流物又は浮遊物もしくは小石や礫等のいずれであれ、大小又は軽重を問わず、効果的に捕捉することができる。そして、スクリーンの目の細かい部分に小さな夾雑物により目詰まりが発生しても、大雨等により水位Ｌｈ２が通常水位と時間最高水位の間の位置Ｈ２より高くなったときに、下水はその目詰まり発生部位よりも高い位置の目の粗い部分をオーバーフローするので、マンホールから下水が噴出することが防止される。

下側部分と上側部分とで目の大きさが異なるスクリーンは、目開きの異なる２種類のスクリーンの端部を上下に接して溶接したり、連結部材により連結したりして構成してもよく、また、図９に示すように、面積が大きく目の粗い第１スクリーン１００Ａと、面積が小さく目の細かな第２スクリーン１００Ｂとを、両スクリーンの下端部を揃えて重ね合わせた状態で、通常用いられる連結部材により連結して構成することもできる。そして、いずれの場合も、直接に支持部材１０１に固定しても良く、また、矩形フレーム（不図示）の中に固定し、そのフレームを支持部材１０１に取付けても良い。図９の（ａ）（ｂ）（ｃ）は、スクリーンの目の細かい部分と目の粗い部分の位置関係において、それぞれ図５,６,８に対応する。

１雨水処理設備
２沈砂池
３ポンプ井
４流入渠
５ダム装置
１００スクリーン
１００ａ下側部分
１００ｂ上側部分
２０１，２０２，２０３夾雑物
Ｌａ通常水位
Ｌｍ時間最高水位
１００Ａ目の粗いスクリーン
１００Ｂ目の細かいスクリーン

Claims

集砂ピットに集められた土砂が揚砂ポンプにより除砂される沈砂池に流入する直前の雨水等の下水に混入している夾雑物を捕捉するスクリーンにおいて、そのスクリーンは、沈砂池の上流側端部における底面からそのスクリーンの上流側において想定される時間最高水位よりも上方まで起立する高さを有し、スクリーンの下端部から想定される通常水位よりも低い位置までの下側部分の目開きを揚砂ポンプに吸引されたときに揚砂ポンプの故障の原因となる小石・礫・瓶・空き缶等の小さくて重い物や揚砂ポンプの中を通過できない大きさの夾雑物を捕捉することができる２５〜７５ｍｍと細かくし、その位置から上側部分の目開きを７５〜２００ｍｍと粗くしたことを特徴とする沈砂池の夾雑物捕捉用スクリーン。
集砂ピットに集められた土砂が揚砂ポンプにより除砂される沈砂池に流入する直前の雨水等の下水に混入している夾雑物を捕捉するスクリーンにおいて、そのスクリーンは、沈砂池の上流側端部における底面からそのスクリーンの上流側における想定される時間最高水位よりも上方まで起立する高さを有し、スクリーンの下端部から想定される通常水位の位置までの下側部分の目開きを揚砂ポンプに吸引されたときに揚砂ポンプの故障の原因となる小石・礫・瓶・空き缶等の小さくて重い物や揚砂ポンプの中を通過できない大きさの夾雑物を捕捉することができる２５〜７５ｍｍと細かくし、その位置から上側部分の目開きを７５〜２００ｍｍと粗くしたことを特徴とする沈砂池の夾雑物捕捉用スクリーン。
集砂ピットに集められた土砂が揚砂ポンプにより除砂される沈砂池に流入する直前の雨水等の下水に混入している夾雑物を捕捉するスクリーンにおいて、沈砂池に流入する直前の雨水等の下水に混入している夾雑物を捕捉するスクリーンにおいて、そのスクリーンは、沈砂池の上流側端部における底面からそのスクリーンの上流側における想定される時間最高水位よりも上方まで起立する高さを有し、スクリーンの下端部から想定される通常水位と想定される時間最高水位との間の位置までの下側部分の目開きを揚砂ポンプに吸引されたときに揚砂ポンプの故障の原因となる小石・礫・瓶・空き缶等の小さくて重い物や揚砂ポンプの中を通過できない大きさの夾雑物を捕捉することができる２５〜７５ｍｍと細かくし、その位置から上側部分の目開きを７５〜２００ｍｍと粗くしたことを特徴とする沈砂池の夾雑物捕捉用スクリーン。