JP6763738B2

JP6763738B2 - スカムかき寄せ装置及びスカム処理方法

Info

Publication number: JP6763738B2
Application number: JP2016201091A
Authority: JP
Inventors: 和男小堀; 大介米山
Original assignee: Tokyo Metropolitan Sewerage Service Corp
Current assignee: Tokyo Metropolitan Sewerage Service Corp
Priority date: 2016-10-12
Filing date: 2016-10-12
Publication date: 2020-09-30
Anticipated expiration: 2036-10-12
Also published as: JP2018061932A

Description

本発明は、スカムかき寄せ装置及びスカム処理方法に関する。

従来より、水処理を行う中で発生するスカムをフライト部材によって処理する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平１０−５７７１３号公報

従来の技術では、スカムが存在する場所の条件によっては、フライト部材で十分にスカムをかき寄せるのが難しい。そのため、残ったスカムを手作業で取り除く作業が必要とされる。

こうした作業は、コンベヤ内部の汚損が激しく、洗浄水が飛び散る等、非常に不衛生である。また、清掃作業に多くの時間と労力が必要であり、作業環境の改善、及び清掃時間の短縮が求められている。

本発明は、作業環境と作業効率の改善に有利なスカムかき寄せ装置及びスカム処理方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様によれば、スカムをかき寄せるための複数のフライト部材と、前記複数のフライト部材が取り付けられるベルトを有し、前記複数のフライト部材を循環移動させるコンベアと、その内部に前記コンベアの少なくとも一部が配されるケーシングであり、排水口を有する前記ケーシングと、前記排水口に向けられた第１のスプレーと、前記ケーシングのコーナーに向けられた第２のスプレーと、を備え、前記複数のフライト部材は、板状の先端部を有する第１フライト部材と、複数の線状部材が並んで設けられた先端部を有する第２フライト部材と、を含む、スカムかき寄せ装置が提供される。

本発明の別の態様によれば、上記のスカムかき寄せ装置を用いてスカムを処理するスカム処理方法が提供される。

本発明の態様によれば、作業環境と作業効率の改善に有利なスカムかき寄せ装置及びスカム処理方法を提供することができる。

本発明の実施形態に係るスカムかき寄せ装置を含むスカム処理設備の概略図である。第１フライト部材を示す概略図である。第２フライト部材を示す概略図である。スカム処理設備フローコンベヤ洗浄装置の排水スリット付近の概略図である（平板状のフライトのみの場合）。スカム処理設備フローコンベヤ洗浄装置の排水スリット付近の概略図である（平板状のフライトと、ワイヤロープ付のフライトとの併用の場合）。排水スリット上の目詰まりの概略図である。コーナー部の洗浄スプレーの配置とゴミ付着状態を示す概略図である。１つの洗浄スプレーから排水スリットを洗浄している状況を示す概略図である（平板状のフライトのみの場合）。複数の洗浄スプレーから排水スリットを洗浄している状況を示す概略図である（平板状のフライトと、ワイヤロープ付のフライトとの併用の場合）。洗浄スプレーのスプレーパターンを示す概略図である。フライトの形態例を示す概略図である。

本発明の実施形態に係るスカムかき寄せ装置を含むスカム処理設備について図面を参照して説明する。図１は、スカム処理設備１の概略図である。

図１に示すように、スカム処理設備１は、ケーシング（コンベアケーシング）２と、かき寄せ装置（スカムかき寄せ装置）４と、投入機（スカム投入機）８とを備える。ケーシング２には、排水口（排水スリット）５が設けられる。スカム処理設備１において、投入機８を介して、スカムを含む汚水がケーシング２内に投入される。スカムは、かき寄せ装置４によってケーシング２内を移動される。スカムが除去された水が排水口５から外部に排出される。ケーシング２の上部に搬送されたスカムが所定の処理設備に送られる。

かき寄せ装置４は、スカムをかき寄せるための複数のフライト部材（スクレーパ）１０と、複数のフライト部材１０を循環移動させるコンベア（フローコンベア）１２と、洗浄スプレー１４と、制御装置１６とを備える。

コンベア１２は、複数のフライト部材１０が取り付けられるベルト１８（コンベアベルト、リングベルト）、不図示のスプロケットホイール、及び不図示の駆動モータ等を有する。ベルト１８は、ケーシング２の内部空間の概ね全体にわたり配置されている。各フライト部材１０において、基端部がベルト１８に固定されるとともに、先端部がケーシング２の壁（天井壁、側壁、底壁）に隣接して配される。各フライト部材１０は、板状の本体を有する。フライト部材１０の本体は、ベルト１８の幅方向に延在するとともに、ベルト１８に対して外方（ベルト１８の移動方向及び幅方向に対して交差する外方向）に突出するように配される。ベルト２０の動きに伴い、複数のフライト部材１０がケーシング２内を循環移動する。フライト部材１０の先端部が、ケーシング２の壁に隣接した状態で、ケーシング２の壁に沿って移動する。ケーシング２内に存在するスカムが、フライト部材１０の先端部等によってかき寄せられる。

複数のフライト部材１０は、図２に示す第１フライト部材１０Ａと、図３に示す第２フライト部材１０Ｂとを含む。

図２に示すように、第１フライト部材１０Ａは、本体２１と、コンベア１２のベルト１８に対して本体２１を固定するための結合部材２３とを有する。本体２１は、基端部２５と、先端部２６とを有する。本体２１の基端部２５の幅方向の両端にそれぞれ結合部材２３が配設されている。第１フライト部材１０Ａにおいて、先端部２６は板状の端部を有する。すなわち、先端部２６の縁が幅方向に沿って概ね直線状に形成されている。

図３に示すように、第２フライト部材１０Ｂは、本体３１と、コンベア１２のベルト１８に対して本体３１を固定するための結合部材２３と、複数の線状部材３３が並んで設けられた先端部３４と、を有する。本体３１は、基端部３５と、複数の線状部材３３が取り付けられる支持部３６とを有する。本体３１の基端部３５の幅方向の両端にそれぞれ結合部材２３が配設されている。複数の線状部材３３は、各々が本体３１の支持部３６の縁から本体３１の外方に突出するように、本体３１の幅方向に並んで支持部３６に設けられている。一例において、複数の線状部材３３は、本体３１に対して取り外し自在に配設される。例えば、複数の線状部材３３の一方の端部が本体３１の支持部３６に位置決めされる。押え部材３８及び締結部材３９によって複数の線状部材３３が本体３１に対して固定される。

複数の線状部材３３は、その先端がケーシング２（図１）の壁に近接するように又は接するように配される。複数の線状部材３３の先端が壁に近接又は当接した状態で、第２フライト部材１０Ｂが、ケーシング２（図１）の壁に沿って移動する。第１フライト部材１０Ａ（図２）を用いてかき寄せられなかったスカムが、第２フライト部材１０Ｂの線状部材３３によってかき寄せられる。

複数の線状部材３３として、実質的な弾性部材を採用できる。複数の線状部材３３の比較的大きな弾性変形は、処理対象の壁面全体にわたって、第２フライト部材１０Ｂの一部（線状部材３３の先端）を近接又は当接させるのに貢献する。例えば、ケーシング２（図１）のコーナー（隅部分）や段差部分において、第２フライト部材１０Ｂの一部を壁面に沿って通過させることができる。あるいは、複数の線状部材３３の比較的大きな弾性変形は、ケーシング２（図１）の形状に沿って複数の線状部材３３の先端が柔軟に変位するのに貢献する。例えば、複数の線状部材３３の先端を、ケーシング２の壁面における隅部の形状や壁面の段差形状に沿って変位させることができる。

一例において、線状部材３３は、ワイヤロープからなる。他の例において、線状部材３３は、ワイヤロープ以外の材料で形成できる。一例において、線状部材３３は、主に金属材料からなる。他の例において、線状部材３３は、金属以外の材料から形成できる、あるいは複合材料から形成できる。

図１に戻り、洗浄スプレー１４は、排水口５に向けられた第１のスプレー１４Ａ、１４Ｂと、ケーシング２のコーナー（隅部）に向けられた第２のスプレー１４Ｃとを含む。制御装置１６は、第１のスプレー１４Ａ、１４Ｂの稼働と、第２のスプレー１４Ｃの稼働とをそれぞれ制御するように構成されている。一例において、第１のスプレー１４Ａ、１４Ｂの稼働の少なくとも一部が第２のスプレー１４Ｃの稼働と異なるようにできる。一例において、第１のスプレー１４Ａ、１４Ｂと第２のスプレー１４Ｃとの間で、連続運転時間（洗浄時間）、及び運転時間間隔の少なくとも一部を異ならせることができる。

洗浄スプレー１４を用いたスプレー処理により、ケーシング２内でのスカムの停滞が抑制される。例えば、流体の圧力によってスカムが動かされる。特に、ケーシング２のコーナ、段差部分、排水口（排水スリット）５など、スカムが蓄積しやすい部分においても、スカムの移動が促進される。スプレー処理の最適な稼働条件が設定されることにより、スカムが好ましく除去される。

表１は、実施例における、スカム処理設備１の仕様を示す。表１に示すように、本実施例におけるスカム処理設備１は、見掛比重が０．８〜０．９のスカムを、搬送速度が８ｍ／ｍｉｎ、搬送量が０．１ｔ／ｈで搬送する装置である。

本実施例において、図２に示す平板状の第１フライト部材１０Ａは、略長方形のステンレスの板である。平板状の第１フライト部材１０Ａの寸法は、縦寸法が約６５ｍｍである。

本実施例において、図３に示す第２フライト部材１０Ｂは、平板状の第１フライト部材１０Ａの略長方形のステンレスの板の縦寸法を約半分にした略長方形の一方の長辺側にワイヤ抑え金具（押え部材）３８をネジ止めにより固定して、このワイヤ抑え金具３８に等間隔に配置された複数のワイヤ取付溝にワイヤロープ３３を固定した。

本実施例において、第２フライト部材１０Ｂの略長方形の寸法は、縦寸法が３５ｍｍであり、横寸法が１３５ｍｍである。また、ワイヤロープ３３は、ワイヤ直径が２．４ｍｍ、長さが６０ｍｍである。また、本実施例において、ワイヤロープ３３は、８〜１０本使用した。また、ワイヤロープ３３は、ナイロン被覆タイプの延性、耐食性、耐錆性、耐熱性、耐摩擦性に優れたステンレスワイヤロープを使用したが、これに限定されず、延性、耐食性、耐錆性、耐熱性、耐摩擦性に優れたワイヤロープを使用してもよい。

図４に示すように、平板状の第１フライト部材１０Ａのみを配置させた場合、コンベヤケーシング２の底面２ａと、平板状の第１フライト部材１０Ａの先端との間に約２ｍｍの隙間がある。この隙間によってスカムの取りこぼし（かき寄せ不良）が発生する場合がある。更に排水スリット５の上面５ａと、コンベヤケーシング２の底面２ａとの間にも約２ｍｍの隙間がある。この隙間によってスカムの取りこぼし（かき寄せ不良）が発生する場合がある。

図５に示すように、コンベヤケーシング２の底面２ａと、平板状の第１フライト部材１０Ａの先端との間の約２ｍｍの隙間、及び排水スリット５の上面５ａとコンベヤケーシング２の底面２ａとの間の約２ｍｍの隙間に、ワイヤロープ３３の先端が到達する。その結果、コンベヤケーシング２の底面２ａ、及び排水スリット５の上面５ａに張り付いていた葉っぱやビニール等のフィルム状のゴミ（スカム）（図６参照）がワイヤロープ３３で除去され、取りこぼし（かき寄せ不良）が解消された。

本実施例において、排水スリット５の上部のコンベヤケーシング２内に設置された洗浄スプレー１４Ａ（図１）と、洗浄スプレー１４Ａからある一定の距離をおいて隣接された洗浄スプレー１４Ｂ（図１）とは、排水スリット５の上面５ａの洗浄のために設置されている。

図７に示すように、ケーシング２のコーナーに向けて設置された洗浄スプレー１４Ｃからの水は、平板状の第１フライト部材１０Ａ、第２フライト部材１０Ｂ、及び、ケーシング２内部の洗浄とともに、第２フライト部材１０Ｂでも取りきれず取り残されたケーシング２のコーナー部分の葉っぱやビニール等のフィルム状のゴミを下流側の排水スリット５方向に押し流す。

図８に示すように、平板状の第１フライト部材１０Ａのみ使用の場合、排水スリット５の目詰まりが解消されず、洗浄水が滞留し排水スリット５まで水流が届かない可能性がある。また、洗浄スプレー１４Ａのみでは、排水スリット５の上面の洗浄が十分に出来ない可能性がある。一方、図９に示すように、複数の洗浄スプレー１４Ａ、１４Ｂにより異なる位置から排水スリット５に向けて水がスプレーされる場合、その水が確実に排水スリット５の上面に届く。また、平板状の第１フライト部材１０Ａと、第２フライト部材１０Ｂとの併用により、排水スリット５のスカムの取りこぼし（かき寄せ不良）が防止される。これらにより、排水スリット５のスリット間の油脂等による目詰まりが解消された。

図１０は、洗浄スプレー１４のスプレーパターンを示す概略図である。本実施例において、洗浄スプレー１４のスプレーパターンは、洗浄面積が大きい扇形（図１０（ｃ））を採用した。スプレーパターンとは、主に噴射された流体が拡散したときの断面形状のことを示す。

図１１は、フライト部材１０の他の形態例を示す概略図である。図１１（ａ）において、平板状のフライト部材１０の本体の略長方形の一方の長辺側にゴム板（弾性部材）４１が取り付けられている。図１１（ｂ）において、平板状のフライト部材１０の本体の略長方形の一方の長辺側にワイヤブラシ４２が取り付けられている。図１１（ｃ）において、平板状のフライト部材１０の本体に略長方形の板４３が蝶番を介して取り付けられている。図１１（ｄ）において、平板状のフライト部材１０の本体の一方の長辺側に直接溶接によりワイヤロープ３３を固定されている。

本実施例のスカム処理設備１を使用して、洗浄スプレー１４Ａのみの使用条件で、見掛比重が０．８〜０．９のスカムを、搬送速度：８ｍ／ｍｉｎ、搬送量：０．１ｔ／ｈで搬送して、実験を試みた。

図１１（ａ）のフライト部材１０は、比較的短期間（３週間程度）でゴムが摩耗した。図１１（ｂ）のフライト部材１０は、スカムが先端に絡みつき、除去作業に時間を要した。図１１（ｃ）のフライト部材１０は、掻き寄せ効果は高く、耐久性は良好であったが、加工が困難で、製作に時間を要した。図１１（ｄ）のフライト部材１０は、１ヶ月程度でワイヤロープ３３が破断した。

洗浄スプレー１４（１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ）、及び第２フライト部材１０Ｂによる効果を検証するために、平板状の第１フライト部材１０Ａのみの場合と、平板状の第１フライト部材１０Ａと、第２フライト部材１０Ｂとの併用の場合とで、洗浄スプレー１４（１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ）の洗浄時間、洗浄スプレー１４（１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ）の洗浄方法の条件を変更して、最適な洗浄方法を実験により求めた。

表２は、排水スリット５の目詰まり、スカムの取りこぼしによる洗浄能力を比較した結果を示す。

比較例１〜３１、実施例１〜１１の全てにおいて、洗浄の１サイクルを１５分に１回実施して、１週間操業を行った後に、排水スリット５の目詰まり、スカムの取りこぼしを確認した。表２に示すように、比較例１〜１８の平板状の第１フライト部材１０Ａのみの場合は、各洗浄スプレー１４（１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ）の洗浄時間、洗浄方法に拘らず、排水スリット５の目詰まりが多く、スカムの取りこぼしも多かった。また、比較例１９〜２５の平板状の第１フライト部材１０Ａと、第２フライト部材１０Ｂとの併用の場合は、第２フライト部材１０Ｂによりスカムの取りこぼしが解消され、一方で、排水スリット５の一部に目詰まりが発生することがあった。この原因としては、洗浄スプレー１４（１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ）の洗浄方法として、同時に各洗浄スプレー１４（１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ）による洗浄を行ったため、排水スリット５に洗浄水が滞留して排水スリット５まで水流が到達せずに、排水スリット５の目詰まりが解消出来なかったと考えられる。

比較例２６〜２９の平板状の第１フライト部材１０Ａと、第２フライト部材１０Ｂとの併用の場合は、各洗浄スプレー１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃの洗浄方法を変更した。すなわち、最初に洗浄スプレー１４Ａのみで洗浄して６０秒洗浄を休止して、次に洗浄スプレー１４Ｂのみで洗浄して６０秒洗浄を休止して、最後に洗浄スプレー１４Ｃのみで洗浄を行った。その結果、スカムが良好に除去され、排水スリット５の目詰まりもやや解消された。この理由としては、各洗浄スプレー１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃを順番に稼働することにより、排水スリット５付近での洗浄水の滞留が回避され、排水スリット５までスプレー水流が到達し、排水スリット５の目詰まりが解消されたためと考えられる。

比較例３０〜３１の平板状の第１フライト部材１０Ａと、第２フライト部材１０Ｂとの併用の場合は、洗浄スプレー１４Ａ、１４Ｂの稼働時間を更に増加した。その結果、排水スリット５の目詰まりが更に解消出来たがまだ完全に目詰まりが解消されない場合があった。

実施例１〜１１の平板状の第１フライト部材１０Ａと、第２フライト部材１０Ｂとの併用の場合は、洗浄スプレー１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃの稼働時間を更に増加した。その結果、排水スリット５の目詰まりが更に解消された。排水スリット５の目詰まりは、週に一回、散水ホースで軽く洗浄する程度で済むまでに改善され、高圧洗浄機での洗浄は不要となった。また、ケーシング２の内部も洗浄スプレー１４（１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ）により、清浄な状態となった。

上記の結果より、平板状の第１フライト部材１０Ａと、第２フライト部材１０Ｂとを併用するとともに、最初に洗浄スプレー１４Ａのみで３０〜９０秒洗浄して６０秒洗浄を休止して、次に洗浄スプレー１４Ｂのみで３０〜９０秒洗浄して６０秒洗浄を休止して、最後に洗浄スプレー１４Ｃのみで５〜６０秒洗浄して洗浄を行った条件で、排水スリット５の目詰まり、スカムの取りこぼしが解消出来ることを確認した。最適条件の１つとして、洗浄水の省エネ等を考慮して、各洗浄スプレー１４の順次稼働かつ、洗浄スプレー１４Ａの稼働時間を３０秒、洗浄スプレー１４Ｂの稼働時間を３０秒、洗浄スプレー１４Ｃの稼働時間を５秒に設定することができる。

このように、処理装置は、洗浄回数、洗浄時間を任意に変更することによって最大流量で必要な時間のみ洗浄水を噴射する制御が可能となり、洗浄効率を高めることが可能である。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されることはない。上記説明において使用した数値は一例であって、本発明はこれに限定されない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。

１：スカム処理設備
２：ケーシング
４：スカムかき寄せ装置
５：排水口
１０フライト部材
１０Ａ：第１フライト部材
１０Ｂ：第２フライト部材
１２：コンベア
１４、１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ：洗浄スプレー
１６：制御装置
１８、２０：ベルト
２１、３１：本体
２６、３４：先端部
３３：線状部材

Claims

スカムをかき寄せるための複数のフライト部材と、
前記複数のフライト部材が取り付けられるベルトを有し、前記複数のフライト部材を循環移動させるコンベアと、
その内部に前記コンベアの少なくとも一部が配されるケーシングであり、排水口を有する前記ケーシングと、
前記排水口に向けられた第１のスプレーと、
前記ケーシングのコーナーに向けられた第２のスプレーと、
を備え、
前記複数のフライト部材は、
板状の先端部を有する第１フライト部材と、
複数の線状部材が並んで設けられた先端部を有する第２フライト部材と、
を含む、
スカムかき寄せ装置。
スカムをかき寄せるための複数のフライト部材と、
前記複数のフライト部材が取り付けられるベルトを有し、前記複数のフライト部材を循環移動させるコンベアと、
を備え、
前記複数のフライト部材は、
板状の先端部を有する第１フライト部材と、
複数の線状部材が並んで設けられた先端部を有する第２フライト部材と、
を含み、
前記第２フライト部材の先端部は、前記第１フライト部材の先端部よりも前記コンベアに対して外方側に突出している、
スカムかき寄せ装置。
その内部に前記コンベアの少なくとも一部が配されるケーシングであり、排水口を有する前記ケーシングと、
前記排水口に向けられた第１のスプレーと、
前記ケーシングのコーナーに向けられた第２のスプレーと、
をさらに備える、請求項２に記載のスカムかき寄せ装置。
前記第１のスプレーの稼働と、前記第２のスプレーの稼働とをそれぞれ制御する制御装置をさらに備え、
前記第１のスプレーの稼働の少なくとも一部は、前記第２のスプレーの稼働と異なる、請求項１又は３に記載のスカムかき寄せ装置。
前記複数の線状部材は、前記第２フライト部材の本体に取り外し自在に設けられる、請求項１から４のいずれかに記載のスカムかき寄せ装置。
請求項１から５のいずれかに記載のスカムかき寄せ装置を用いてスカムを処理するスカム処理方法。