JP6777362B2 - 除塵システム及び清掃装置 - Google Patents

Description

本発明は、水中の夾雑物を捕捉するスクリーン部、及び、スクリーン部に捕捉された夾雑物を水中から除去する夾雑物排出部を備えた除塵装置と、スクリーン部に付着した夾雑物を清掃する清掃装置とを備えた除塵システムに関するものである。

家庭や工場から排出された被処理水は、下水管を流通しポンプ場を経て終末下水処理場へ送られ、終末下水処理場において所定の水処理が行われる。終末下水処理場では、被処理水に含まれるし渣等の夾雑物を除去する設備が必要である。し渣等の夾雑物を除去する設備には、例えば、夾雑物を被処理水から排出する夾雑物排出部を備え、夾雑物排出部としてスクリューコンベア等を使用する除塵設備が知られている。

例えば、特許文献１には、被処理水中のし渣等の夾雑物を除去する設備において、夾雑物を被処理水から排出する夾雑物排出部として、夾雑物を取り込む導入部（供給漏斗）とスクリーン部（破断部）を設けた円筒状のケーシング内にスクリューコンベア装置を備える除塵設備が記載されている。この除塵設備における夾雑物排出部は、スクリューコンベア装置のスクリューの外周にブラシを備え、このブラシがスクリューの駆動とともにケーシング内壁に沿って移動することでスクリーン部を清掃する構成が記載されている。

特許第４１２４７９６号

夾雑物排出部のスクリューの外周にブラシを備えた除塵設備では、スクリーン部に付着した夾雑物に対して、水流の上流側から水流と同じ方向にしか力を与えることができず、スクリーン部から夾雑物を清掃し切れないといった問題があった。

そこで、本発明の課題は、スクリーン部を備えた除塵装置において、スクリーン部に付着した夾雑物をより取り除くことを目的とする。

本発明者は、上記課題について鋭意検討した結果、除塵装置のスクリーン部の下流側に、スクリーン部に付着した夾雑物に対して水流の流れ方向と逆方向の力を与える清掃装置を備えることにより、スクリーン部の清掃効率が向上することを見出して本発明を完成させた。
具体的には、本発明は、以下の除塵システム及び清掃装置である。

上記課題を解決するための本発明の除塵システムは、水中の夾雑物を捕捉するスクリーン部、及び、前記スクリーン部に捕捉された前記夾雑物を水中から除去する夾雑物排出部を有する除塵装置、並びに、前記スクリーン部に付着した前記夾雑物を清掃する清掃装置を備えた除塵システムであって、前記清掃装置は、前記スクリーン部の下流側に設けられ、前記スクリーン部に付着した前記夾雑物に対して水流の流れ方向と逆方向の力を与えることを特徴とするものである。

本発明の除塵システムによれば、除塵装置のスクリーン部の下流側に設置された清掃装置が、スクリーン部に付着した夾雑物に対して水流の流れと逆方向に作用するため、夾雑物を効果的に取り除くことが可能となる。

更に、本発明の除塵システムの一実施形態としては、清掃装置は、流体を用いて、スクリーン部に付着した夾雑物に対して水流の流れ方向と逆方向の力を与えることを特徴とする。
この特徴によれば、簡易な構成で、スクリーン部に直接接触することなく、スクリーン部に付着した夾雑物を除去できるため、摩耗などの機械的劣化が少なく、スクリーン部及び清掃装置のメンテナンスが容易となる。

更に、本発明の除塵システムの一実施形態としては、流体は、噴射した流体であることを特徴とする。
この特徴によれば、スクリーン部から夾雑物を剥離する力が強いため、洗浄性に優れるという効果を奏する。

更に、本発明の除塵システムの一実施形態としては、清掃装置は、水中に発生する波を用いて、スクリーン部に付着した夾雑物に対して水流の流れ方向と逆方向の力を与えることを特徴とする。
この特徴によれば、スクリーン部に直接接触することなく、スクリーン部に付着した夾雑物を除去できるため、摩耗などの機械的劣化が少なく、スクリーン部及び清掃装置のメンテナンスが容易となる。

更に、本発明の除塵システムの一実施形態としては、清掃装置は、スクリーン部に当接することにより、スクリーン部に付着した夾雑物に対して水流の流れ方向と逆方向の力を与えることを特徴とする。
この特徴によれば、スクリーン部に付着した夾雑物をより確実に除去することが可能となる。

更に、本発明の除塵システムの一実施形態としては、清掃装置は、スクリーン部に対して可動することを特徴とする。
この特徴によれば、清掃装置自体の構造をコンパクトにし、夾雑物の付着状態に応じて、清掃装置を夾雑物の付着箇所に移動させることが可能となる。また、清掃装置自体が移動可能となることで、固定式と比べてスクリーン部に対する処理範囲の死角が少なくなるため、夾雑物の清掃効率を向上させることが可能となる。

上記課題を解決するための本発明の清掃装置は、水中の夾雑物を捕捉するスクリーン部、及び、前記スクリーン部に捕捉された前記夾雑物を水中から除去する夾雑物排出部を備えた除塵装置を清掃するための清掃装置であって、前記スクリーン部の下流側に設け、前記スクリーン部に付着した夾雑物に対して水流の流れ方向と逆方向の力を与えることを特徴とする。

この清掃装置によれば、従来の除塵装置に取り付けることが可能であるため、既設の除塵装置のスクリーン部の洗浄性を高めることができる。

本発明の除塵システムによれば、除塵装置のスクリーン部の下流側に設置された清掃装置が、スクリーン部に付着した夾雑物に対して水流の流れと逆方向に作用するため、夾雑物を効果的に取り除くことが可能となる。
また、本発明の清掃装置によれば、従来の除塵装置に取り付けることが可能であるため、既設の除塵装置のスクリーン部の洗浄性を高めることができる。

本発明の第１の実施形態の除塵システムの全体を示す概略説明図である（平面図）。 本発明の第１の実施形態の除塵システムの全体を示す概略説明図である（側面図）。 本発明の第１の実施形態の除塵システムを示す概略説明図である。 本発明の第２の実施形態の除塵システムを示す概略説明図である。 本発明の第３の実施形態の除塵システムを示す概略説明図である。

本発明の除塵システムは、水中の夾雑物を捕捉するスクリーン部、及び、前記スクリーン部に捕捉された前記夾雑物を水中から除去する夾雑物排出部を有する除塵装置、並びに、前記スクリーン部に付着した前記夾雑物を清掃する清掃装置を備えた除塵システムであって、前記清掃装置は、前記スクリーン部の下流側に設けられ、前記スクリーン部に付着した前記夾雑物に対して水流の流れ方向と逆方向の力を与えることを特徴とするものである。

以下、図面を参照しつつ本発明に係る除塵システム及び清掃装置の実施形態を詳細に説明する。
〔第１の実施形態〕
［除塵システム］
第１の実施形態の除塵システム１は、水路Ｒに設置され、水路Ｒを流れる被処理水中の夾雑物Ｇを水中から排出するための設備として用いられる。例えば、夾雑物Ｇとして下水等の汚水に含まれるし渣等を含むような終末下水処理場における沈砂池等の水処理設備として設置されるものである。

図１に示すように、第１の実施形態の除塵システム１は、水中の夾雑物Ｇを水中から除去するための除塵装置２、及び、除塵装置２のスクリーン部２１を洗浄するための清掃装置３Ａのほか、除塵装置２の上流側に、被処理水Ｗに含まれる夾雑物Ｇを捕集するための夾雑物捕集装置４、及び、夾雑物捕集装置４で捕集した夾雑物を破砕するための破砕装置５を具備するものである。

（夾雑物捕集装置）
夾雑物捕集装置４は、被処理水Ｗ中の粗大な夾雑物Ｇを捕集し、捕集した夾雑物Ｇを後段の破砕装置５に移送するための構成である。夾雑物捕集装置４の具体的な構成としては、夾雑物Ｇを捕集し、被処理水Ｗと分離する夾雑物捕集部材４１と、レーキ軸４３を中心にレーキ４２が回動する回転レーキを備えた装置である。

夾雑物捕集部材４１は、平面視略円弧上の平板を水路Ｒの深さ方向に積層したバースクリーンであり、被処理水Ｗの流れと共に流れる夾雑物Ｇを捕捉し、被処理水Ｗを分離する。回転レーキは、レーキ軸４３の周囲に３本のレーキ４２が固定されており、レーキ軸４３が、円弧状のバースクリーンの中心と偏心して設置されている。そして、レーキ軸４３が回転することにより、レーキ４２がバースクリーンの間隙から突出するように構成されている。なお、回転レーキは、平面視時計回りに回転する。
このような構成により、夾雑物捕集装置４で捕捉された夾雑物Ｇは、レーキ４２により掻き取られ、破砕装置５へ移送される。

（破砕装置）
破砕装置５は、回転軸の周りに破砕刃を固定した２つの回転破砕刃（カッタ刃）５１を備えた装置である。図１に示すように、２つの回転破砕刃５１は、略垂直に並設されており、夾雑物捕集装置４側に設置された回転破砕刃は、平面視時計回りに回転し、水路Ｒの側壁側に設置された回転破砕刃は、平面視反時計回りに回転する。これにより、回転破砕刃５１同士は、互いに噛み合うように回転し、夾雑物Ｇを破砕することができる。破砕された夾雑物Ｇは、下流側に設置された除塵装置２に流入する。

（除塵装置）
図２に示すように、除塵装置２は、略垂直に立設した円筒形のケーシング２３と、ケーシング２３の内部に設置されたスクリューからなる夾雑物排出部２２を備える。ケーシング２３の下部には、被処理水Ｗの流れ方向上流側に、被処理水Ｗが流入するためのケーシング開口２４が形成され、下流側には、流入した被処理水Ｗから夾雑物Ｇを捕捉するスクリーン部２１備えている。スクリーン部２１に捕捉された夾雑物Ｇは、夾雑物排出部２２により水中から外部へ排出される。

第１の実施態様における夾雑物排出部２２は、略垂直に立設したスクリューにより構成されているが、スクリーン部２１に捕捉された夾雑物Ｇを水中から外部へ取り出すことが可能な構成であれば特に制限されるものではない。例えば、捕捉された夾雑物Ｇをスクリーン部から掻き取るための掻き取り部材を回動するコンベア等でもよい。

夾雑物排出部２２は、傾斜してもよい。夾雑物排出部２２を略垂直となるように配置することにより、装置をよりコンパクトにすることができる。さらには、鉛直上方へ移送すると、夾雑物の落下方向と対向するため、自重による脱水効果も発揮される。
また、スクリューを利用した場合、ピッチを上方に向かって小さくすると、夾雑物に圧搾作用が働き、脱水効果が一層高まるため好ましい。

夾雑物排出部２２によりケーシング２３の上部に移送された夾雑物Ｇは、ケーシング２３の上部に形成された排出口２５より排出され、コンテナ等に回収される。

スクリーン部２１は、ケーシング２３内に流入した被処理水Ｗに含まれる夾雑物Ｇを捕捉するものであれば、特に制限されず、例えば、パンチングスクリーンやウェッジワイヤースクリーン等が用いられる。

（清掃装置）
清掃装置３Ａは、スクリーン部２６に付着した夾雑物Ｇに対して流体の作用力により水流の流れ方向と逆方向の力を与え、スクリーン部２１から夾雑物Ｇを除去するための装置であり、除塵装置２のスクリーン２１の下流側に配置される。

図１〜３に示されるように、清掃装置３Ａは、流体を送り込むためのポンプ３３と、スクリーン部２１に対峙して配設されたパイプ３１及びノズル３２とを備えている。ノズル３２は、ポンプ３３を介して送り込まれる流体をスクリーン部２１の下流側から噴射してスクリーン部２１に付着した夾雑物Ｇに水流の流れ方向と逆方向の力を作用させる。これにより、スクリーン部２１から夾雑物Ｇを効果的に取り除くことができる。

ポンプ３３を介して送り込まれる流体としては、液体、気体のいずれであってもよい。具体的な流体としては、調達の容易性から、水又は空気を用いることが好ましい。なお、水としては、どのようなものを使用してもよく、例えば上水、工水などの他、本発明の除塵システムの下流側の処理水や、他の水処理設備の処理水等を利用してもよい。

パイプ３１及びノズル３２の構造としては、水路の深さ方向に対して、１又は複数のパイプを設け、該パイプに１又は複数のノズルを設ける構成とする。
パイプ３１の配置方向については特に限定されないが、深さ方向に対して垂直、平行、あるいは格子状に設けることなどが挙げられる。

また、ノズル３２の具体的な形状は特に限定されないが、パイプにスリットや孔を開けた構造や、パイプに取り付けた筒や円錐状のノズルなどが挙げられる。
複数のノズルを設ける場合、ノズルから放出される流体の作用力（圧力）が個々に制御可能な構成としてもよい。

パイプ３１及びノズル３２はスクリーン部２１に対して可動する構成である。この構成により、パイプ３１及びノズル３２の個数を減らした場合でも、スクリーン部２１に対して十分な清掃処理が可能となる。また、清掃装置４を固定した状態で流体を作用させるよりも、スクリーン部２１に対する処理範囲における死角が少なくなるため、清掃装置３Ａがスクリーン部２１から夾雑物Ｇを除去する能力を向上させることができる。
また、パイプ３１に監視用の装置（カメラ）などを設け、スクリーン部２１に夾雑物Ｇが付着した箇所を特定し、特定箇所にのみ流体を作用させる構成としてもよい。

本発明における除塵システム１における清掃装置３Ａは、除塵装置２とは別体として設けられるものであるため、スクリーン部２１の清掃能力が低下した際には清掃装置３Ａのみを取り出し、メンテナンスを行うことができる。そのため、従来のように除塵処理工程全体を停止させて部品交換などを行う必要がなく、除塵システムを効率よく稼働させることができる。

［除塵システムにおける清掃装置のその他の形態］
以下に、除塵システムにおける清掃装置の別の形態について例示する。
〔第２の実施形態〕
図４は本発明の第２の実施形態の除塵システムの構造を示す概略説明図である。
この除塵システムは、第１の実施形態の清掃装置３Ａに代えて、清掃装置３Ｂとして波発生装置３４を適用した装置である。

図４に示されるように、清掃装置３Ｂでは、波発生装置３４から発生した波が水中を伝播することにより、スクリーン部２１に付着した夾雑物Ｇに対して、水流の流れ方向と逆方向の力を作用させる。これにより、スクリーン部２１から夾雑物Ｇを効果的に除去することができる。

波発生装置３４は、水中を伝播する波を発生させることができる構成であればよく、例えば超音波発生装置、あるいは水中で前後又は上下駆動する板状部材などが挙げられる。特に、水処理時の水路環境に影響が少ない超音波発生装置がより好ましい。

波発生装置３４はスクリーン部２６に対して可動する構成である。特に、超音波発生装置を用いる場合、夾雑物Ｇの除去が必要な箇所に移動して超音波をスポット照射できる構成とすることで、清掃装置３Ｂがスクリーン部２１から夾雑物Ｇを除去する能力を向上させることができる。

［第３の実施形態］
図５は本発明の第３の実施形態の除塵システムの構造を示す概略説明図である。
この除塵システムは、第１の実施形態の清掃装置３Ａを、スクリーン部２１に付着した夾雑物Ｇ対して物理的に当接して水流の流れ方向と逆方向の力を与える清掃装置３Ｃに変更したものである。

図５に示されるように、清掃装置３Ｃは、ブラシ３５と、ブラシ３５の駆動機構３６とを備えている。ブラシ３５は、駆動機構３６を介してスクリーン部２１の下流側からスクリーン部２１に付着した夾雑物Ｇに対して、水流の流れ方向と逆方向の力を作用させる。これにより、スクリーン部２１から夾雑物Ｇを効果的に除去することができる。

ブラシの形状及び本数は特に限定するものではない。少なくとも、スクリーン部２１に付着した夾雑物Ｇに対してブラシの毛束が作用可能な構造であればよく、例えば歯ブラシ様のものや回転ブラシなどが挙げられる。
また、ブラシを複数本設ける場合は、異なる形状のブラシを組み合わせてもよい。
なお、清掃装置３Ｃとしてブラシを用いた場合、スクリーン及びブラシの機械的劣化を抑えるようなブラシの材質等を選択することが好ましい。

ブラシの駆動機構３６は、スクリーン部２１に対してブラシ３５を可動させるためのものである。駆動方向は上下方向、左右方向、ブラシ自体を回転させるものなど、特に限定されない。
また、夾雑物Ｇに物理的に当接する構成として、ブラシ３５の代わりに、スポンジ状の発泡体、布などを用いるものとしてもよい。

なお、清掃装置として、上述した実施形態を複数組み合わせてもよい。この構成により、夾雑物Ｇの付着の状況に応じた除去方法を選択することが可能となる。

［清掃装置］
本発明の清掃装置は、スクリーン部及び夾雑物排出部を有する既設の除塵装置の下流側に設置することで、装置構成を変更することなく、除塵装置のスクリーン部の効果的な清掃が可能となる。また、本発明の清掃装置は、除塵装置とは別体であるため、除塵装置のスクリーン部に対する清掃能力が低下した際には、夾雑物清掃装置のみを取り出し、メンテナンスを行うことができる。そのため、従来のように除塵処理工程全体を停止させて部品交換などを行う必要がなく、除塵処理を効率よく行うことができる。

本発明の除塵システムは、終末下水処理場における沈砂池等の水処理設備に利用することができる。
また、本発明の清掃装置は、既設の水処理設備の除塵装置の下流側に配設して利用することができる。

１ 除塵システム、２ 除塵装置、２１ スクリーン部、２２ 夾雑物排出部、２３ ケーシング、２４ ケーシング開口、２５ 排出口、３Ａ，３Ｂ，３Ｃ 清掃装置、３１ パイプ、３２ ノズル、３３ ポンプ、３４ 波発生装置、３５ ブラシ、３６ 駆動機構、４ 夾雑物捕集装置、４１ 夾雑物捕集部材、４２ レーキ、４３ レーキ軸、５ 破砕装置、５１ 回転破砕刃、Ｒ 水路、Ｇ 夾雑物、Ｗ 被処理水

Claims (7)

1. 水中の夾雑物を破砕する破砕装置、及び、
   前記破砕された夾雑物を捕捉するスクリーン部、及び、前記スクリーン部に捕捉された前記破砕された夾雑物を水中から除去する夾雑物排出部を有する除塵装置、並びに、前記スクリーン部に付着した前記破砕された夾雑物を清掃する清掃装置を備えた除塵システムであって、
   前記清掃装置は、前記スクリーン部の下流側に設けられ、前記スクリーン部に付着した前記夾雑物に対して水流の流れ方向と逆方向の力を与えることを特徴とする、除塵システム。
   る、除塵システム。
2. 水中の夾雑物を捕捉するスクリーン部、及び、前記スクリーン部に捕捉された前記夾雑物を水中から除去する夾雑物排出部を有する除塵装置、並びに、前記スクリーン部に付着した前記夾雑物を清掃する清掃装置を備えた除塵システムであって、
   前記夾雑物排出部は、スクリューにより構成されていることを特徴とし、
   前記清掃装置は、前記スクリーン部の下流側に設けられ、前記スクリーン部に付着した前記夾雑物に対して水流の流れ方向と逆方向の力を与えることを特徴とする、除塵システム。
3. 前記清掃装置は、流体又は噴射した流体を用いて、前記スクリーン部に付着した夾雑物に対して水流の流れ方向と逆方向の力を与えることを特徴とする、請求項１又は２に記載の除塵システム。
4. 前記清掃装置は、水中に発生する波を用いて、前記スクリーン部に付着した夾雑物に対して水流の流れ方向と逆方向の力を与えることを特徴とする、請求項１又は２に記載の除塵システム。
5. 前記清掃装置は、前記スクリーン部に当接することにより、前記スクリーン部に付着した夾雑物に対して水流の流れ方向と逆方向の力を与えることを特徴とする、請求項１又は２に記載の除塵システム。
6. 前記清掃装置は、前記スクリーン部に対して可動することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の除塵システム。
7. 水中の夾雑物を破砕する破砕装置、及び、
   前記破砕された夾雑物を捕捉するスクリーン部、及び、前記スクリーン部に捕捉された前記破砕された夾雑物を水中から除去する夾雑物排出部を備えた除塵装置を清掃するための清掃装置であって、
   前記スクリーン部の下流側に設け、前記スクリーン部に付着した夾雑物に対して水流の流れ方向と逆方向の力を与えることを特徴とする、清掃装置。

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