JP7090925B2

JP7090925B2 - 傾斜板沈降システム

Info

Publication number: JP7090925B2
Application number: JP2020079983A
Authority: JP
Inventors: 雄太高橋
Original assignee: ワセダ技研株式会社
Priority date: 2020-04-30
Filing date: 2020-04-30
Publication date: 2022-06-27
Anticipated expiration: 2040-04-30
Also published as: JP2021171741A

Description

本発明は、傾斜板沈降装置を沈殿槽内に吊り下げてなる傾斜板沈降システムであって、スロッシング抑制手段を備えた傾斜板沈降システムに関する。

従来、浄水場などにおいて、被処理水に含まれる固形物を効率よく沈降させる手段として、複数枚の傾斜板を支持フレームに取り付けて一体化した傾斜板沈降装置を、吊りボルト等の吊り下げ手段によって、沈殿槽内に吊り下げた傾斜板沈降システムが知られている。このような傾斜板沈降システムにおいて、傾斜板沈降装置は沈殿槽に対して固定されていないため、地震が発生した場合には、地震の揺れによって発生する沈殿槽内の水のスロッシング（揺動）に伴って傾斜板沈降装置もスロッシングし、傾斜板沈降装置が沈殿槽の壁面に接触して傾斜板や支持フレームが損傷したり、傾斜板が支持フレームから外れて落下したりする事故が発生していた。

特許文献１には、傾斜板沈降装置と沈殿槽の側壁との間に、コイルバネ部材やゴム状弾性部材などの緩衝装置を介在させることにより、地震発生時のスロッシングを抑制し、傾斜板や支持フレームの損傷を防止した構造が開示されている。

特開２０１６－１５９１９９号公報

特許文献１に開示された緩衝装置のスロッシングを十分に抑制するためには、傾斜板沈降装置と沈殿槽の側壁との間に緩衝装置を多数取り付ける必要があり、作業が大掛かりである。また、稼働中の傾斜板沈降システムに適用する場合には、一旦、水処理を停止し、沈殿槽内の水を全て排出して緩衝装置の取り付け作業を行う必要がある。

本発明の課題は、既存の傾斜板沈降システムへの適用が容易で、且つ稼働中であっても水処理を停止することなく適用することが可能な、傾斜板沈降装置のスロッシング抑制手段を備えた傾斜板沈降システムを提供することにある。

本発明は、傾斜面が互いに平行になるように所定の間隔で水平方向に並んで配置された複数枚の傾斜板を有する傾斜板沈降装置と、
沈殿槽上に水平方向に掛け渡された懸吊材と、
上端が前記懸吊材に、下端が前記傾斜板沈降装置に取り付けられる吊り下げ手段と、を有し、
前記吊り下げ手段を介して前記傾斜板沈降装置が前記沈殿槽内に吊り下げられ、前記傾斜板の表面に沿って水平方向に通水する横向流式の傾斜板沈降システムであって、
前記傾斜板沈降装置の上方に、前記傾斜板の上端に平行な方向に沿って垂直方向に起立し、前記傾斜板の上端から水面までを遮蔽する防波板を、スロッシングを起こした水の波の成長を妨げる範囲で間隔を置いて複数枚有することを特徴とする。

本発明においては、以下の構成を好ましい態様として含む。
前記防波板は、水平方向に長尺の板状部材であり、長手方向が前記傾斜板の上端に平行に配置されている。
前記防波板の下端が、前記傾斜板沈降装置の最上段の傾斜板の上端と等しい位置、或いはより低い位置にある。
前記防波板の上端が、前記沈殿槽内の水面よりも高い位置にある。
前記防波板の上端から前記懸吊材の下端までの距離が１ｃｍ～３ｃｍである。
前記防波板は、前記吊り下げ手段に取り付けられている。
前記防波板の長手方向に平行な長尺の補強材が、前記防波板と前記吊り下げ手段とに取り付けられている。

本発明においては、傾斜板沈降装置の上方に防波板を配置するだけで傾斜板沈降装置のスロッシングを大幅に抑制することができ、地震発生時の傾斜板沈降装置の損傷を防止することができる。また、防波板の取り付け作業は容易で、稼働中であっても取り付け作業が実施可能であることから、水処理効率を低下させることなく、安価に適用することができる。

本発明の傾斜板沈降システムの一実施形態の構成を模式的に示す部分斜視図である。図１の実施形態を通水方向から見た図である。図１の吊りボルトとその周辺部の拡大図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）中のＡ－Ａ’端面図である。従来の傾斜板沈降システムの一例の構成を模式的に示す部分斜視図である。図４の傾斜板沈降システムを通水方向から見た図である。本発明の傾斜板沈降システムの他の実施形態における吊りボルトとその周辺部の拡大図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）中のＢ－Ｂ’端面図である。

本発明者等は、傾斜板沈降装置の上方に防波板を配置することで、地震によって発生する沈殿槽内の水のスロッシングを抑制することで、傾斜板沈降装置のスロッシングを抑制したことに特徴を有する。以下に、図面を参照して本発明の構成を詳細に説明する。

先ず、従来の傾斜板沈降システムの構成例を説明する。図４は、従来の傾斜板沈降システムの一例の構成を模式的に示す部分斜視図である。本例は、傾斜板２の表面に沿って水平方向に通水する横向流式の傾斜板沈降システムであり、図５は、図４のシステムを、被処理水の通水方向Ｆから見た図である。尚、図４，５においては、沈殿槽１１内の水の図示を省略する。

図４、図５の傾斜板沈降システムは、傾斜板沈降装置１と、沈殿槽１１上に水平方向に掛け渡されたＰＣ桁や鋼材桁（ＳＳ製やＳＵＳ製）等の懸吊材２１と、吊り下げ手段としての吊りボルト２２とを有している。傾斜板沈降装置１においては、複数枚の傾斜板２を、傾斜面が互いに平行になるように所定の間隔で配置した状態で、水平方向に長尺の支持フレーム３に固定して一体化し、さらに、上下方向に複数本配置される支持フレーム３を、支柱５によって互いに連結しておくことによって、傾斜板２の間隔が保持され、傾斜板沈降装置１のねじれが防止されている。そして、吊りボルト２２の上端を懸吊材２１に取り付け、下端を最上段の支持フレーム３に掛けることによって、傾斜板沈降装置１は沈殿槽内に吊り下げられている。

被処理水は、図４中の通水方向Ｆで示されるように、傾斜板２の傾斜面に沿って流され、被処理水に含まれる固形物は、傾斜板２の傾斜した上面に沈降した後、該傾斜板２上を下方に滑り落ちて沈殿槽の底部１１ａに沈殿する。また、被処理水から固形物が除かれた後の清澄水は、傾斜板２に沿って上昇する。本例においては、上段の傾斜板２の下端と下段の傾斜板２の上端とが、水平方向において互いに隙間を有するため、上昇する清澄水が、傾斜板２の固形物が沈降する側とは反対側の裏面側を通って沈降する固形物と分離される。よって、上昇する清澄水が、沈降する固形物と混ざることがなく、効率よく清澄水が得られる。

次に、本発明の傾斜板沈降システムの特徴について説明する。
図１は本発明の傾斜板沈降システムの一実施形態の構成を模式的に示す部分斜視図であり、図２は、図１のシステムを、被処理水の通水方向Ｆから見た図である。尚、図１、図２において、図４、図５と同じ部材については同じ符号を付して説明を省略する。また、図１、図２においては、沈殿槽１１内の水の図示を省略する。

本発明の傾斜板沈降システムの特徴は、図４、図５に例示した傾斜板沈降システムにおいて、傾斜板沈降装置１の上方に、スロッシング抑制手段として防波板６を配置したことにある。防波板６は長尺の板状部材であって、図１、図２に示すように、傾斜板２の上端に平行な方向、即ち通水方向Ｆに平行な方向に長手方向が沿うように、垂直方向に起立して配置される。防波板６以外については、本発明の構成は、従来の傾斜板沈降システムの構成と同じである。

通水方向Ｆに直交する方向において、傾斜板沈降装置１と沈殿槽１１の側壁１１ｂとの間隙を通る被処理水は、傾斜板による処理が施されないため、係る間隙の幅は可能な限り狭く設定される。一方、通水方向Ｆに平行な方向において、傾斜板沈降装置１と沈殿槽１１の側壁（不図示）とは十分な距離が介在する。そのため、地震による揺れが通水方向Ｆに直交する方向に作用する場合に、傾斜板沈降装置１がスロッシングを起こして沈殿槽１１の側壁１１ｂに接触する可能性がある。

前記したように、地震の揺れが先ず沈殿槽１１内の水に伝わってスロッシングを起こし、この水のスロッシングが傾斜板沈降装置１に伝わってスロッシングを起こす。傾斜板沈降装置１は水没しているため、水面は傾斜板２の上端よりも上方に位置している。そのため、傾斜板沈降装置１の上方において、スロッシングを起こした水の波が大きく成長し、傾斜板沈降装置１に伝わってスロッシングを生じる。

本発明においては、傾斜板沈降装置１の上方に防波板６を配置していることから、水がスロッシングを起こしても防波板６に遮られ、波が大きく成長しにくく、水のスロッシングが傾斜板沈降装置１に伝わっても傾斜板沈降装置１がスロッシングを起こすに至らないか、至ったとしても揺れ幅が小さく、傾斜板沈降装置１の沈殿槽１１への接触及び傾斜板２の落下が防止される。

本発明において、防波板６は、スロッシングを起こした水の波の成長を妨げる上で、傾斜板２の上端から水面までを遮蔽することが好ましい。よって、防波板６の下端が、傾斜板沈降装置１の最上段の傾斜板２の上端と等しい位置にあるか、或いは、より低い位置にあり、水平方向から見て、傾斜板２の上端側と防波板６の下端側とが互いに重なりあっていることが好ましい。また、防波板６の上端は、スロッシングを起こした水の波が成長しないように、水面よりできるだけ高い位置にある方が好ましいが、防波板６の上端が懸吊材２１に接触していると、少しの揺れで防波板６が損傷したり、懸吊材２１から防波板６に振動が伝わったりしてしまう。よって、防波板６の上端と懸吊材２１の下端との間（図３（ａ）中のＨ）は、１ｃｍ～３ｃｍ程度空いていることが好ましい。

防波板６は、通水方向Ｆに平行な方向において、傾斜板沈降装置１の長さに対応して配置していることが好ましく、より好ましくは、通水方向Ｆに平行な方向における傾斜板沈降装置１の端部よりも前後に突出していることが好ましい。また、図１、図２に示したように、通水方向Ｆにおいて、傾斜板２が複数枚配列するような場合には、防波板６は、係る複数枚にわたって連続していることが好ましい。

防波板６は、スロッシングを起こした水の波の成長を妨げる範囲で、適度な間隔を置いて複数枚配置すればよく、図１、図２に示したように、吊りボルト２２を利用して取り付けることができる。好ましくは、通水方向Ｆに直交する方向に５０ｃｍ～１５０ｃｍ程度のピッチで防波板６を配置すればよく、通水方向Ｆに直交する方向に隣り合う吊りボルト２２，２２の間隔が広すぎる場合には、防波板６を配置したい位置に、別途、吊りボルト２２、或いは、吊りボルト２２と同様の棒状部材を防波板６の取り付け部材として懸吊材２１に取り付けても構わない。

図３（ａ）に、図１の吊りボルト２２とその周辺部の拡大図を、図３（ｂ）に図３（ａ）中のＡ－Ａ’部位の端面図を示す。本例においては、防波板６を貫通するＵボルト７を用いて吊りボルト２２に防波板６を取り付けている。図３中、８はＵボルト７を固定するためのナットである。また、図３（ａ）中、２３は、吊りボルト２２の先端に掛けた支持フレーム３が吊りボルト２２から外れるのを防止するストッパーである。このように、傾斜板沈降装置１への防波板６の取り付け作業は、防波板６を吊りボルト２２に取り付けるだけでよいため、容易であり、水処理を停止することなく行うことができる。また、防波板６を交換する場合も、取り外しが容易であり、水処理中であっても防波板６の交換が可能である。

本発明で用いられる防波板６としては、素材は特に限定されないが、日光に晒されることから、ＵＶ劣化しにくい素材が好ましく、例えば、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）やＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）などの樹脂素材、或いは、ＳＵＳが好ましく用いられる。

図１に示したように、防波板６を吊りボルト２２に取り付けた場合、通水方向Ｆにおいて隣り合う２本の吊りボルト２２，２２の中間部においては、地震により生じた波によって防波板６に撓みや変形、捩れ、ひび割れが生じるおそれがある。よって、これらを防止するために、補強材を用いてもよい。図６に、係る補強材を用いた実施形態の構成を模式的に示す。図６（ａ）に、係る実施形態の吊りボルト２２とその周辺部の拡大図を、図６（ｂ）に図６（ａ）中のＢ－Ｂ’部位の端面図を示す。図６の実施形態においては、防波板６の長手方向に沿って、長尺の板状の補強材９を、吊りボルト２２と防波板６との間、及び、防波板６とナット８との間に挟み込み、Ｕボルト７とナット８とで、吊りボルト２２及び防波板６と一体に取り付けている。即ち、１枚の防波板６について、上下２箇所で表裏の合計４本の補強材９を取り付けている。これにより防波板６は補強され、吊りボルト２２，２２の中間部においても、地震により生じた波によって防波板６に撓みや変形、捩れ、ひび割れが生じにくくなる。

また、図６に示すように、補強材９を吊りボルト２２と一体に取り付けることにより、通水方向Ｆに沿った方向において、複数本の吊りボルト２２が懸吊材２１よりも下方で互いに連結されるため、互いに連結された吊りボルト２２の拘束力によって、該吊りボルト２２に吊り下げられた傾斜板沈降装置１が一体化してゆがみが生じにくくなり、スロッシングの影響を受けにくくなる。

尚、補強材９は、表、裏のいずれか一方のみでも良い。補強材９としては、例えば、ＳＵＳ製の補強用アングル鋼材や樹脂が好ましく、防波板６と同じ素材が好ましく用いられる。

尚、図１、図２においては、複数の傾斜板２が固定具４を介して支持フレーム３に取り付けられて一体化されているが、複数の傾斜板２を一体化する手段としては、これに限定されない。また、吊り下げ手段としては、上端を懸吊材２１に取り付け、下端を傾斜板沈降装置１に取り付けて、該傾斜板沈降装置１を沈殿槽１１内に吊り下げることができる手段であれば、吊りボルト２２に限定されない。

図１、図２においては、傾斜板２を水平方向に複数枚配置して１段とし、互いに傾斜方向が逆になるように、上下に２段配置しているが、これに限定されるものではない。１段のみとしても良いし、３段以上配置しても良い。複数段配置する場合には、上下段で傾斜方向が逆になるように配置する。

１：傾斜板沈降装置、２：傾斜板、３：支持フレーム、４：固定具、５：支柱、６：防波板、７：Ｕボルト、８：ナット、９：補強材、１１：沈殿槽、１１ａ：底部、１１ｂ：側壁、２１：懸吊材、２２：吊りボルト、２３：ストッパー

Claims

傾斜面が互いに平行になるように所定の間隔で水平方向に並んで配置された複数枚の傾斜板を有する傾斜板沈降装置と、
沈殿槽上に水平方向に掛け渡された懸吊材と、
上端が前記懸吊材に、下端が前記傾斜板沈降装置に取り付けられる吊り下げ手段と、を有し、
前記吊り下げ手段を介して前記傾斜板沈降装置が前記沈殿槽内に吊り下げられ、前記傾斜板の表面に沿って水平方向に通水する横向流式の傾斜板沈降システムであって、
前記傾斜板沈降装置の上方に、前記傾斜板の上端に平行な方向に沿って垂直方向に起立し、前記傾斜板の上端から水面までを遮蔽する防波板を、スロッシングを起こした水の波の成長を妨げる範囲で間隔を置いて複数枚有することを特徴とする傾斜板沈降システム。
前記防波板は、水平方向に長尺の板状部材であり、長手方向が前記傾斜板の上端に平行に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の傾斜板沈降システム。
前記防波板の下端が、前記傾斜板沈降装置の最上段の傾斜板の上端と等しい位置、或いはより低い位置にあることを特徴とする請求項１又は２に記載の傾斜板沈降システム。
前記防波板の上端が、前記沈殿槽内の水面よりも高い位置にあることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の傾斜板沈降システム。
前記防波板の上端から前記懸吊材の下端までの距離が１～３ｃｍであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の傾斜板沈降システム。
前記防波板は、前記吊り下げ手段に取り付けられていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の傾斜板沈降システム。
前記防波板の長手方向に平行な長尺の補強材が、前記防波板と前記吊り下げ手段とに取り付けられていることを特徴とする請求項６に記載の傾斜板沈降システム。