JP6692973B2 - 河川生態系回復システム - Google Patents

Description

本発明は、生態回復システムに関し、特に、河川生態系回復システムに関する。

汚泥は、有機残留物、細菌菌体、無機粒子、コロイドなどからなる極めて複雑な不均質体である。汚泥は、主に、含水率が高く（最大９９％以上）、有機物含有量が高く、腐敗して臭みが出やすく、粒子が細く、比重が小さく、コロイド状の液状であるという特徴を有する。汚泥は、液体と固体の間の濃化物であり、ポンプで輸送することができるが、沈降による固液分離は困難であり、多くは重金属を含む。汚泥は、水域を汚染し、その中の有害物質は水流によって移動して他の水域や土壌を汚染する。従来技術は、水域の汚泥を適切に処理することができず、汚泥処理装置が外部に露出してしまい、河川の美観に影響を与える。
従って、従来技術には欠点があり、更なる改善と開発が待たれる。

本発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、河川生態系回復システムを提供することを目的とする。

汚泥処理装置と、サーバとを備え、
前記汚泥処理装置は、汚泥吸引装置、汚泥搬送装置、および汚泥プールを含み、前記汚泥吸引装置は、粉砕ヘッド、汚泥吸引ポンプ、および汚泥パイプを含み、
前記汚泥処理装置は、河川の橋体の内部に位置し、前記汚泥吸引装置は、橋体の橋脚の内部に位置し、前記汚泥搬送装置は、橋面の内部に位置し、
前記サーバは、汚泥プール内の汚泥残量を監視することにより、前記汚泥吸引装置が吸引する汚泥量を制御する解析処理手段と、前記解析処理手段により生成された制御信号をコントローラに送信する通信手段とを含む河川生態系回復システム。

前記粉砕ヘッドには、切断刃と保護円盤とを含む２つの回転刃が設けられ、前記回転刃の中心には、回転軸が設けられ、前記切断刃は前記回転軸に固結され、前記切断刃の外側には、保護円盤が固結されており、
２つの前記回転刃の間には、回転刃用モータが設けられ、前記回転刃用モータは、かさ歯車によって２つの前記回転刃を逆方向に回転させる。

橋脚の底部には、水流の方向と一致する通路が設けられ、河川の流れが妨げられる側の面に位置しており、前記粉砕ヘッドは、前記通路内に位置し、
前記通路の内壁には、モータレールが設けられ、前記回転刃用モータは、前記モータレールに沿って摺動する。

前記回転軸は、前記回転刃の中心軸であり、前記中心軸の周囲には４本の連結軸が固結され、前記連結軸の後端には、プーリが設けられており、
通路内には、前記通路の方向と一致するレールが設けられ、前記プーリは、前記レール内に位置し、前記プーリには、プーリ用モータが設けられ、プーリ用モータによってプーリが駆動され回転する。

前記橋脚の内部は、中空であり、かつ汚泥パイプが設けられており、
前記汚泥パイプは、前記回転刃の保護円盤に接続され、前記汚泥パイプは、延長および短縮可能である。

前記汚泥パイプの他方の端部には、橋面の内部に位置する汚泥吸引ポンプが接続されており、
前記汚泥吸引ポンプは、汚泥を吸引して前記汚泥搬送装置に含まれる汚泥搬送通路内に排出する。

前記汚泥搬送通路は、前記汚泥プールに接続され、前記汚泥搬送装置は、スパイラルショベルとスパイラルモータとをさらに備え、
前記汚泥搬送通路の内部には、前記スパイラルショベルが設けられ、前記スパイラルショベルの中心軸は、前記汚泥搬送通路の中心線と同一の直線上にあり、前記スパイラルショベルの外径は、前記汚泥搬送通路の内径と同一であり、前記スパイラルショベルは、その中心軸に沿って回転する。

前記スパイラルショベルは、前記スパイラルショベルを回転させるスパイラルモータに接続されている。

前記汚泥パイプには、前記汚泥パイプが吸引した汚泥流量を測定し、汚泥流量データを前記サーバに伝送する流量監視チップが設けられており、
前記汚泥プールには、汚泥プール内の汚泥の高度を監視し、高度情報を前記サーバに伝送する汚泥高度センサが設けられている。

前記サーバは、汚泥プール内の汚泥量を監視することにより、前記汚泥吸引装置の泥吸引量を制御して、前記汚泥プールをフル稼働状態に保ち、
前記サーバは、プーリ用モータの回動を制御し、回転刃を橋脚から突き出せることを制御する。

本発明の河川生態系回復システムによれば、汚泥処理装置とサーバとの協働により汚泥処理効率を向上させ、上記汚泥プールの汚泥量をモニタリングすることにより、上記汚泥プールの最大処理量を解析して、上記汚泥吸引装置が汚泥を吸引する量を制御し、上記汚泥プールを最大限に使用することでアイドル時間が発生せず、汚泥処理効率を向上させ、河川汚染を減少させる。

河川生態系回復システムの汚泥処理装置の横断面図である。 河川生態系回復システムの汚泥処理装置の縦断面図である。

以下、本発明を好ましい実施例に基づいてさらに詳細に説明する。以下の説明では、本発明を完全に理解させるために、多くの詳細が提示されているが、本発明は、本明細書に記載されたもの以外の様々な他の方式で実施することができる。当業者であれば、本発明の趣旨から逸脱することなく、実際の応用状況に応じて展開し推論することができるので、本発明の範囲は、この特定の実施例の内容によって限定されるべきではない。

図面は、本発明の実施例の概略図であり、単なる例示であって、同じ比率で描かれたものではなく、且つ本発明の範囲を限定するものとして解釈されるべきではないことに留意されたい。

河川生態系回復システムは、汚泥処理装置と、サーバとを備える。
上記汚泥処理装置は、汚泥吸引装置、汚泥搬送装置、および汚泥プール９を含む。上記汚泥吸引装置は、橋梁の橋脚３の内部に設けられ、上記橋脚３の内部は中空である。

上記汚泥吸引装置は、粉砕ヘッド、汚泥吸引ポンプ６、および汚泥パイプ７を含む。上記粉砕ヘッドは、上記橋脚３の底部に位置し、川の流れが妨げられる側の面（橋脚の底部において河川上流の方向を向く方向）にある。橋脚３の底部には、水流の方向と一致する通路が設けられており、前記通路の開口方向が河川上流の方向を向いている。上記粉砕ヘッドは、通路内に位置し、汚泥は開口を通って粉砕ヘッドに入る。

上記粉砕ヘッドは、スラッジ中の砕石および異物を切断粉砕し、異物が汚泥パイプ７を詰まらせないように、お互いに逆方向へ回転する２組の回転刃５を有する。

上記回転刃５は全体が円形で、中心に回転軸を有する。回転刃５は、切断刃と保護円盤とを含む。回転軸には切断刃が固結されており、上記切断刃の刃の方向は回転方向である。

上記切断刃の外側には保護円盤があり、上記保護円盤は、上記切断刃に固結されており、上記回転軸が上記切断刃を回転させると、上記保護円盤は上記切断刃と同時に回転する。

上記回転刃５は２つであり、同軸に前後で取り付けられ、かつ回転方向が逆である。
上記回転刃５は、回転刃用モータ４により駆動されて回転され、上記回転刃用モータ４は、２つの回転刃５の間に位置し、上記回転刃用モータ４の軸にはかさ歯車が設けられ、上記回転軸にはそれに整合するかさ歯車が設けられており、上記回転刃用モータ４は、かさ歯車を介して２つの回転刃５を逆方向に回転させる。上記回転刃用モータ４は、上記通路の内壁に取り付けられ、上記通路の内壁には、モータレールが設けられ、上記モータレールの方向は通路の方向と一致する。上記回転刃用モータ４は、上記モータレールに沿って摺動する。

上記回転軸は、上記回転刃５の中心軸でもあり、上記中心軸は、河川の方向と一致し、上記中心軸の周りに４本の連結軸が固結されており、上記連結軸の後端には、プーリが設けられ、上記通路内には、レールが設けられ、上記レールは、上記通路の軸方向と一致しており、上記プーリは、上記レール内に位置している。上記プーリには、プーリ用モータ８が設けられており、上記プーリ用モータ８が上記プーリを駆動して回転させることにより、上記中心軸が上記回転刃５を上記中心軸に沿って前後移動させるとともに、上記回転刃５を上記橋脚３から突き出させて、橋脚３の外側で汚泥を粉砕させる。

上記橋脚３の内部は中空であり、図２のように、上記回転刃５の保護円盤を外部から覆うように接続された汚泥パイプ７が設けられている。上記汚泥パイプ７の材質は軟質であり、弾性を有している。そして、延長および短縮することができる。上記汚泥パイプ７の他方の端部は、上記橋脚３の先端に向かって延び、汚泥吸引ポンプ６に接続されている。上記汚泥吸引ポンプ６は、内部が中空である橋面２の内部に位置し、橋面２の内部には汚泥搬送通路１がさらに設けられ、上記汚泥搬送通路１は、橋面２を介して河岸の汚泥プール９まで延びている。上記汚泥吸引ポンプ６は、上記汚泥パイプ７内の上記回転刃５により粉砕された汚泥を上記汚泥搬送通路１内に吸引する。各橋脚３の内部には、いずれも泥吸引装置が設けられており、汚泥を汚泥搬送通路１内に排出している。

上記汚泥搬送装置は、汚泥搬送通路１、スパイラルショベル１０、およびスパイラルモータ１１を含む。上記汚泥搬送通路１は、上記橋面２の内部に位置し、円筒形の通路を呈し、内部に上記スパイラルショベル１０が設けられている。上記スパイラルショベル１０の中心軸は、上記汚泥搬送通路１の中心線と同一の直線上にある。上記スパイラルショベル１０の外径は、上記汚泥搬送通路１の内径と同一であり、上記スパイラルショベル１０は、その中心軸に沿って回転し、上記汚泥搬送通路１内に排出された汚泥をスパイラルショベル１０のねじにより上記汚泥搬送通路１から搬出する。上記スパイラルショベル１０は、スパイラルモータ１１に接続され、スパイラルモータ１１によりスパイラルショベル１０が駆動されて回転される。

汚泥は、汚泥搬送通路１の内壁への汚泥の付着を防止するスパイラルショベル１０の作用により、汚泥搬送通路１内で回転しながら排出される。上記スパイラルショベル１０は、汚泥搬送通路１に沿って汚泥を汚泥プール９に排出する。汚泥は、上記汚泥プール９内で集中処理されるため、汚染が低減される。初期沈殿および二次沈殿後、汚泥には、濃縮、調質、脱水、安定化、乾燥化や焼却などの減量化、安定化、無害化する処理が行われる。

上記汚泥パイプ７には、流量監視チップが設けられており、上記流量監視チップは、上記汚泥パイプ７が吸引した汚泥流量を測定し、汚泥流量データを上記サーバに伝送することができる。

上記汚泥プール９には、汚泥高度センサが設けられており、汚泥高度センサは、上記汚泥プール９内の汚泥の高度を監視し、高度情報を上記サーバに伝送する。

上記サーバは、解析処理手段、および通信手段を含む。上記解析処理手段は、上記泥吸引装置が吸引した汚泥の量と上記汚泥プール９の積載量とを監視処理し、上記汚泥吸引ポンプ６やスパイラルモータ１１の起動／停止を制御することにより、上記汚泥プール９に入る汚泥の量を制御する。これにより、上記汚泥プール９の汚泥がその汚泥処理の積載量を超えないように保証する。

上記通信手段は、上記汚泥流量チップおよび汚泥高度センサからのデータ情報を受信する。そして、解析処理手段により生成されたモータおよび汚泥吸引ポンプ６の起動／停止の信号を上記モータおよび汚泥吸引ポンプ６に送信することにより、上記モータおよび上記汚泥吸引ポンプ６の起動／停止を制御する。

上記汚泥パイプ７により搬送される汚泥量が減少すると、上記解析処理手段は、プーリ用モータ８をオンにする信号を生成し、上記通信手段を介してコントローラに制御信号を送信する。上記コントローラは、上記プーリ用モータ８の回動を制御して、上記回転刃５および汚泥パイプ７を橋脚３の外に突き出させて汚泥を吸引する動作を行なわせることで、汚泥の吸引量を増大させ、上記汚泥プール９が汚泥を処理する最高レベルに達し、汚泥の処理効率を向上させる。

河川生態系回復システムによれば、汚泥処理装置とサーバとの協働により汚泥処理効率を向上させ、上記汚泥プール９の汚泥量をモニタリングすることにより、上記汚泥プール９の最大処理量を解析して、上記汚泥吸引装置が汚泥を吸引する量を制御して、上記汚泥プール９を最大限に使用することでアイドル時間が発生せず、汚泥処理効率を向上させ、河川汚染を減少させる。

上述した内容は、本発明の好ましい実施例についての説明であり、当業者が本発明の技術案をより十分に理解するのに役に立つことができる。しかし、これらの実施例は単なる例示に過ぎず、本発明の具体的な実施形態はこれらの実施例の説明に限定されると解釈されるべきではない。当業者であれば、本発明の思想から逸脱することなく、いくつかの簡単な推論および変換を行うことは可能であり、それらは本発明の保護範囲に属すると見なされるべきである。

１ 汚泥搬送通路、
２ 橋面、
３ 橋脚、
４ 回転刃用モータ、
５ 回転刃、
６ 汚泥吸引ポンプ、
７ 汚泥パイプ、
８ プーリ用モータ、
９ 汚泥プール、
１０ スパイラルショベル、
１１ スパイラルモータ。

Claims (8)

1. 汚泥処理装置と、サーバとを備え、
   前記汚泥処理装置は、汚泥吸引装置、汚泥搬送装置、および汚泥プールを含み、前記汚泥吸引装置は、粉砕ヘッド、汚泥吸引ポンプ、および汚泥パイプを含み、
   前記汚泥パイプは、前記粉砕ヘッドの保護円盤を外部から覆うように、保護円盤に接続され、
   橋脚の底部は中空で通路を有し、前記通路の開口方向が河川上流の方向を向いており、前記粉砕ヘッドは前記通路内に位置し、汚泥は前記開口を通って前記粉砕ヘッドに入り、前記汚泥搬送装置は、橋面の内部に位置し、
   前記サーバは、汚泥プール内の汚泥残量を監視することにより、前記汚泥吸引装置が吸引する汚泥量を制御する解析処理手段と、前記解析処理手段により生成された制御信号をコントローラに送信する通信手段とを含む
   ことを特徴とする河川生態系回復システム。
2. 前記粉砕ヘッドには、それぞれ切断刃と保護円盤とを含む２つの回転刃が設けられ、前記回転刃の中心には、回転軸が設けられ、前記回転軸には、前記切断刃が固結され、前記切断刃の外側には、前記保護円盤が固結されており、前記切断刃および保護円盤は、前記開口方向を向いており、
   ２つの前記回転刃は、前記通路の軸方向において前後同軸に前記回転軸に装着され、２つの前記回転刃の間には、回転刃用モータが設けられ、前記回転刃用モータは、かさ歯車によって２つの前記回転刃を逆方向に回転させる
   ことを特徴とする請求項１に記載の河川生態系回復システム。
3. 前記汚泥パイプは、延長および短縮可能である
   ことを特徴とする請求項１に記載の河川生態系回復システム。
4. 前記汚泥パイプの他方の端部には、橋面の内部に位置する汚泥吸引ポンプが接続されており、
   前記汚泥吸引ポンプは、汚泥を吸引して汚泥搬送通路内に排出する
   ことを特徴とする請求項３に記載の河川生態系回復システム。
5. 前記汚泥搬送通路は、前記汚泥プールに接続され、前記汚泥搬送装置は、スパイラルショベルとスパイラルモータとを備え、
   前記汚泥搬送通路の内部には、前記スパイラルショベルが設けられ、前記スパイラルショベルの中心軸は、前記汚泥搬送通路の中心線と同一の直線上にあり、前記スパイラルショベルの外径は、前記汚泥搬送通路の内径と同一であり、前記スパイラルショベルは、その中心軸に沿って回転する
   ことを特徴とする請求項４に記載の河川生態系回復システム。
6. 前記スパイラルショベルは、前記スパイラルショベルを回転させるスパイラルモータに接続されている
   ことを特徴とする請求項５に記載の河川生態系回復システム。
7. 前記汚泥パイプには、前記汚泥パイプが吸引した汚泥流量を測定し、汚泥流量データを前記サーバに伝送する流量監視チップが設けられており、
   前記汚泥プールには、汚泥プール内の汚泥の高度を監視し、高度情報を前記サーバに伝送する汚泥高度センサが設けられている
   ことを特徴とする請求項１に記載の河川生態系回復システム。
8. 前記サーバは、汚泥プール内の汚泥量を監視することにより、前記汚泥吸引装置の泥吸引量を制御して、前記汚泥プールをフル稼働状態に保ち、
   前記サーバは、プーリ用モータの回動を制御し、回転刃を橋脚から突き出せることを制御する
   ことを特徴とする請求項１に記載の河川生態系回復システム。