JP7302983B2

JP7302983B2 - スカム掻寄機及び沈殿池設備

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Publication number: JP7302983B2
Application number: JP2019025282A
Authority: JP
Inventors: 俊康柄澤
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Environment Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Environment Co Ltd
Priority date: 2019-02-15
Filing date: 2019-02-15
Publication date: 2023-07-04
Anticipated expiration: 2039-02-15
Also published as: JP2020131079A

Description

本発明は、沈殿池の水面に浮遊するスカムを掻き寄せるためのスカム掻寄機に関するものである。また、本発明は、沈殿池の水面に浮遊するスカムを掻き寄せるためのスカム掻寄機と、沈殿池の池底に堆積した汚泥を掻き寄せる汚泥掻寄機とを備える沈殿池設備に関するものである。

下水処理場、排水処理場、浄水場等の水処理施設では、被処理水中に含まれる固形物を沈降分離するための沈殿池が設置されている。沈殿池で沈降分離した汚泥は、沈殿池の内部に設置された汚泥掻寄機によりに掻き寄せられ、汚泥ピットに集められる。そして、汚泥ピットに集められた汚泥は、排出管から沈殿池の外部へ排出される。

また、沈殿池の水面には、被処理水中の固形分や夾雑物などが浮遊した浮遊物（以下、「スカム」という。）が生じることがある。このとき、汚泥と同様に水面に浮上したスカムを掻き寄せてスカム排出装置（以下、「スカムスキマ」ともいう。）に集め、沈殿池の外部に排出することが必要となる場合もある。

矩形沈殿池で使用される汚泥掻寄機としては、例えば、特許文献１に記載されるように、沈殿池の底部及び水面に設けたホイール（駆動スプロケット）に掛け渡され、沈殿池内を周回して移動する無端チェーンと、無端チェーンに一定の間隔で取り付けられた複数の掻寄板（フライト）を備えたチェーンフライト式汚泥掻寄機が知られている。

特許文献１に記載された汚泥掻寄機は、無端チェーンに固定されたフライトが池底と水面を移動することにより、矩形沈殿池の池底に堆積した汚泥を汚泥ピットに、水面に浮上したスカムをスカムスキマまで掻き寄せる機能を有している。
また、特許文献１には、無端チェーンを備える汚泥掻寄機においては、無端チェーンを長時間走行させると、無端チェーンに摩耗などによる伸びが発生して弛みが生じることから、無端チェーンに所定の張力を与えて張り調整を行うテークアップ装置を備えた汚泥掻寄機が記載されている。

特開２０１０－８８９５９号公報

沈殿池において、特許文献１に記載された汚泥掻寄機を用いた場合、無端チェーンに設けられたフライトによって沈殿池の水面のスカムを掻き寄せた後、無端チェーンはスカムスキマの手前側から斜め下方向に向かって水中に進入する。このとき、無端チェーンに設けたフライトとスカムスキマの接触を回避するため、フライトとスカムスキマの間に一定の距離を設ける必要がある。このため、スカムスキマに対してフライトによるスカムの掻き寄せが十分に行われないという問題がある。

また、特許文献１に記載された汚泥掻寄機では、テークアップ装置により無端チェーンの張りを調整することは可能であるが、スロッシング（比較的長周期な振動により液体が揺動する現象）が発生した場合によるフライトの揺れ（横方向及び上方向）を抑えることはできない。このため、フライトの脱線を防止し、安定した運転を継続することができないという問題がある。

上記問題に対する対策の一つとして、沈殿池の水面に浮遊するスカムの掻き寄せと、沈殿池の池底に堆積した汚泥の掻き寄せを別々に行うことが考えられている。これにより、汚泥の掻き寄せにおいてはスロッシングによるフライトの脱線などの問題には対応が可能であるが、スカムの掻き寄せにおける問題については対策が取られていない。
また、スカムのみの掻き寄せを独立して行う場合、台車などの走行体による往復動でスカムを掻き寄せるものが知られているが、沈殿池上方に設置スペースを要する等の問題により適用が限られている。
したがって、フライトと無端チェーンを用いた連続的なスカムの掻き寄せにおいて、スカムの掻き残しやフライトの脱線等の問題に対する適切な対策が求められている。

そこで、本発明の課題は、沈殿池におけるスカムの十分な掻き寄せを可能とするとともに、フライトの円滑な動作を維持することができるスカム掻寄機及び沈殿池設備を提供することである。

本発明者は、上記の課題について鋭意検討した結果、スカムのみの掻き寄せを行うスカム掻寄機及びそのスカム掻寄機を備える沈殿池設備において、スカム掻寄機がフライト及び無端チェーンの荷重を支持する支持部材を有し、無端チェーンを押し出し方向に駆動することにより、フライトの円滑な移動を維持し、スカムの掻き残しを少なくするような設計が可能となることを見出して、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、以下のスカム掻寄機及び沈殿池設備である。

上記課題を解決するための本発明のスカム掻寄機は、水面に浮遊した浮遊物のみの掻き寄せを行うフライトと、フライトを支持する無端チェーンと、フライトと無端チェーンの荷重を各々支持する支持部材とを備え、無端チェーンを押し出し方向に駆動することを特徴とするものである。

本発明のスカム掻寄機によれば、フライトと無端チェーンの荷重を各々支持する支持部材を備えており、フライト及び無端チェーンは支持部材に沿って移動する。よって、フライトの停滞や脱落の発生を防止し、フライトの円滑な移動を実現することができる。

また、本発明のスカム掻寄機によれば、無端チェーンを押し出し方向に駆動するようにしたことで、スカムスキマ側とは反対側に無端チェーンの駆動部を設けることが可能となる。これにより、スカムスキマとフライトの距離を大幅に縮め、スカムスキマに対するスカムの掻き残しを少なくするような設計を行うことが可能となる。また、別体で汚泥掻寄機を設ける場合においては、スカム掻寄機の駆動と汚泥掻寄機の駆動とを同一の駆動装置で行うことが可能になる。

また、本発明のスカム掻寄機の一実施態様としては、無端チェーンは、水中に設けられているという特徴を有する。
この特徴によれば、沈殿池上方のスペースを必要とせず、スカム掻寄機を配置することが可能となる。
また、沈殿池内の被処理水は処理状況によっては硫酸等の腐食性成分を含んでおり、特に沈殿池の水面上では腐食性成分を含んだ蒸気が発生する。このとき、無端チェーンが沈殿池水面上方に設けられていると、無端チェーン及びフライトが常に腐食性成分を含んだ蒸気に曝されることになる。また、無端チェーン及びフライトに付着した被処理水の水滴が自然乾燥した場合、無端チェーン及びフライト上で硫酸が高濃度化する。したがって、無端チェーンを水中に設けることで、無端チェーン及びフライト上における硫酸の高濃度化を抑制し、無端チェーン及びフライトの劣化を抑制す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沈殿池設備は、上述したスカム掻寄機と、沈殿池の池底に堆積した汚泥を掻き寄せる汚泥掻寄機とを備える沈殿池設備であって、スカム掻寄機と汚泥掻寄機は同一駆動であるという特徴を有する。
本発明の沈殿池設備によれば、スカムの掻き寄せと汚泥の掻き寄せを別々に行うことで、汚泥の掻き寄せにおけるスロッシング対策と、スカムの掻き寄せにおけるスカムの掻き残しやフライトの脱線に係る対策が可能となる。また、スカム掻寄機と汚泥掻寄機を同一駆動とすることで、設備全体の構造を簡略化し、設備コスト及びランニングコストの削減が可能となる。

また、本発明の沈殿池設備の一実施態様としては、汚泥掻寄機は、沈殿池の池底に堆積した汚泥のみの掻き寄せを行うフライトを備え、スカム掻寄機のフライトと、汚泥掻寄機のフライトは、沈殿池幅方向に対して異なる長さであるという特徴を有する。
この特徴によれば、スカム掻寄機及び汚泥掻寄機におけるフライトをそれぞれ個別に設計することができる。
従来のチェーンフライト式汚泥掻寄機では、池底幅に合わせてフライトを設計していたため、沈殿池の水面においてはフライトの幅が十分ではなく、スカムの掻き残しが起こるという問題があった。したがって、スカム掻寄機及び汚泥掻寄機におけるフライトをそれぞれ沈殿池幅方向に対して異なる長さとすることで、スカムの掻き残しが少なくなるようにスカム掻寄機のフライトの幅を設計することが可能となる。

本発明によれば、沈殿池におけるスカムの十分な掻き寄せを可能とするとともに、フライトの円滑な動作を維持することができるスカム掻寄機及び沈殿池設備を提供することができる。

本発明の実施態様の沈殿池設備の構造を示す概略説明図である。本発明の実施態様の沈殿池設備の断面構造を示す概略説明図である。（図１中のＩ－Ｉ矢視図）本発明の実施態様のスカム掻寄機の構造を示す概略説明図である。本発明の実施態様のスカム掻寄機の断面構造を示す概略説明図である。（図３中のＩＩ－ＩＩ矢視図）本発明の実施態様の無端チェーンの構造を示す概略説明図である。

以下、図面を参照しつつ本発明に係るスカム掻寄機及び沈殿池設備の実施態様を詳細に説明する。なお、実施態様に記載する沈殿池、スカム掻寄機、汚泥掻寄機及び沈殿池設備の構造については、本発明に係るスカム掻寄機及び沈殿池設備を説明するために例示したにすぎず、これに限定されるものではない。

〔実施態様〕
図１は、本発明の実施態様の沈殿池設備の構造を示す概略説明図（側面図）である。また、図２は、本発明の実施態様の沈殿池設備の断面構造を示す概略説明図（図１中のＩ－Ｉ矢視図）である。
図１に示すように、本発明の実施態様の沈殿池設備１は、下水処理場や浄水場等の沈殿池１０の内部に設置されている。

（沈殿池）
沈殿池１０は、横長に構成され、図１の左側から汚水等の被処理水が供給される。沈殿地１０の池底１０ａの被処理水供給側の端部には、汚泥ピット１０ｂが設けられ、この汚泥ピット１０ｂには、汚泥を外部に排出するための排出管１０ｃが設けられている。
沈殿池１０は、図２に示すように、池底１０ａ側にテーパを設けた矩形状とすることが好ましい。これにより、沈殿池１０の池底１０ａの面積を狭め、池底１０ａに堆積する汚泥の掻き寄せに係る効率を上げることができるとともに、沈殿池１０の設置に係る面積を小さくすることが可能となる。

また、図１に示すように、沈殿池１０の略中央部の水面１０ｄ付近には、軸回りに回転可能なスカムパイプからなるスカム排出装置１１が、沈殿池１０の幅方向（紙面垂直方向）の全幅に亘って設けられている。このスカムパイプの上方の周面には軸線方向に延びる開口部が形成され、断面形状がＣ字状を成している。そして、スカムパイプは水面１０ｄに浮遊するスカムを回収すべく、開口部が水面１０ｄの下に位置するように図１の反時計回りに回動し、その後戻る動作を繰り返す。

（沈殿池設備）
本実施態様における沈殿池設備１は、スカム掻寄機２０及び汚泥掻寄機３０を備え、沈殿池１０の水面１０ｄに浮遊するスカムの掻き寄せと、沈殿池１０の池底１０ａに堆積した汚泥の掻き寄せを別々に行うものである。これにより、スカムの掻き寄せと汚泥の掻き寄せにおいて、それぞれの掻寄機（スカム掻寄機２０及び汚泥掻寄機３０）ごとに設計を行うことができ、沈殿池設備１としての最適設計を行うことが可能となる。

本実施態様における沈殿池設備１における最適設計の一例としては、フライト２３と無端チェーン２２ａを備えるスカム掻寄機２０と、フライト３３と無端チェーン３２ａを備える汚泥掻寄機３０が、同一駆動となるように設計することが挙げられる。詳細については後述するが、無端チェーン２２ａ及び３２ａを駆動するための駆動軸となる駆動スプロケット２１ａ及び３１ａが、一つのモータ２４からの動力によって駆動するものとすることが挙げられる。これにより、沈殿池設備１全体の構造を簡略化し、設備コスト及びランニングコストの削減が可能となる。

また、本実施態様における沈殿池設備１における最適設計の他の例としては、スカム掻寄機２０のフライト２３と、汚泥掻寄機３０のフライト３３が、沈殿池１０の幅方向に対して異なる長さを有するように設計することが挙げられる。図２に示すように、沈殿池１０の池底１０ａの幅と、沈殿池１０の水面１０ｄの幅は同一ではないことがある。したがって、図２に示すように、スカム掻寄機２０のフライト２３の幅（長手方向の長さ）を、水面１０ｄの幅に合わせて設計し、一方、汚泥掻寄機３０のフライト３３の幅を、池底１０ａの幅に合わせて設計することで、それぞれの掻き寄せの効率を向上させることが可能となる。

特に、本実施態様の沈殿池設備１において、スカムの十分な掻き寄せを可能とするとともに、フライトの円滑な動作を維持するスカム掻寄機２０を用いることで、従来のチェーンフライト式汚泥掻寄機において問題となっていたスロッシングへの対策やスカム掻き残しに係る対策を行うことが可能となる。

以下、本実施態様におけるスカム掻寄機及び汚泥掻寄機の詳細な構造について説明する。

（スカム掻寄機）
図３は、本発明の実施態様のスカム掻寄機の構造を示す概略説明図（側面図）である。また、図４は、本発明の実施態様のスカム掻寄機の断面構造を示す概略説明図（図３中のＩＩ－ＩＩ矢視図）である。
本実施態様におけるスカム掻寄機２０は、沈殿池１０の水面１０ｄに浮遊したスカムを掻き寄せ、掻き寄せたスカムをスカム排出装置１１に向かって搬送するためのものである。

スカム掻寄機２０は、図３に示すように、沈殿池１０の水面１０ｄ近傍を長手方向に周回移動する無端チェーン２２ａを備えている。無端チェーン２２ａは、沈殿池１０の幅方向（紙面垂直方向）に対向して一対が設置されており、この一対の無端チェーン２２ａには、沈殿池１０の幅方向に延びるフライト（掻き寄せ羽根）２３が周回方向に沿って複数配置されている。

フライト２３は、図４に示すように、長手方向（横方向）端部に設けられたアタッチメント２３ａを介して、一対の無端チェーン２２ａを横架するように取り付けられている。このとき、フライト２３の短手方向の中央部に取り付けることで、フライト２３の短手方向において均等に水の抵抗がかかるため、アタッチメント２３ａに掛かる負荷を低減することができる。なお、図４には、フライト２３の長手方向一端のみを図示しているが、長手方向他端においても同様に、アタッチメント２３ａを介して他方の無端チェーン２２ａに取り付けられている。
なお、フライト２３における無端チェーン２２ａの取付位置は、特に制限されず、フライト２３の短手方向（上下方向）端部に取り付けてもよい。これにより、フライト２３の長手方向において無端チェーン２２ａに係るスペースが不要となるため、フライト２３の長手方向の長さを沈殿池１０の水面１０ｄの幅に合わせて設計することが可能となる。

また、無端チェーン２２ａは、図３に示すように、駆動軸としての駆動スプロケット２１ａ及び従動軸として従動スプロケット２１ｂに掛け回され、沈殿池１０の水面１０ｄ近傍を周回移動するように取り付けられている。更に、無端チェーン２２ｂが、駆動スプロケット２１ａと、モータ２４に設けられたモータ用スプロケット２４ａに掛け回されており、モータ２４の動力を無端チェーン２２ａに伝達する。これにより、無端チェーン２２ａはスカム排出装置１１に向かって押し出し方向に駆動される。そして、無端チェーン２２ａに取り付けられたフライト２３により、水面１０ｄに浮遊するスカムが上述したスカム排出装置１１に向けて掻き寄せられる。
なお、モータ２４及びモータ用スプロケット２４ａは、後述する汚泥掻寄機３０の駆動にも用いることが好ましい。これにより、沈殿池設備１全体の構造を簡略化し、設備コスト及びランニングコストの削減が可能となる。

なお、本実施態様のスカム掻寄機２０においては、駆動軸として駆動スプロケット２１ａ、従動軸として従動スプロケット２１ｂを用いたが、駆動軸および従動軸の形状は、無端チェーン２２ａの形状に応じて適宜設定することができる。例えば、ノッチ式チェーンを用いる場合には、駆動軸をピンホイール、従動軸をシーブホイール等としてもよい。

図３に示すように、本実施態様におけるスカム掻寄機２０は、無端チェーン２２ａの駆動軸としての駆動スプロケット２１ａ及びモータ２４が、スカム排出装置１１とは逆側に設けられている。したがって、図３に示すように、スカム排出装置１１側において、無端チェーン２２ａに設けられているフライト２３の短手方向先端とスカム排出装置１１（スカムパイプ）の中心点との距離Ｌは、フライト２３の軌道分まで近づけることができる。
なお、距離Ｌについては、フライト２３の構造やスカム排出装置１１の構造によって適宜設計することが可能である。例えば、距離Ｌは、従来の４軸型のチェーンフライト式汚泥掻寄機におけるフライトとスカム排出装置との距離の７０％以下とすることが好ましく、より具体的には距離Ｌとして１ｍ以下とすることが好ましい。これにより、スカムの掻き残しを低減することが可能となる。

スカム掻寄機２０は、無端チェーン２２ａとフライト２３の荷重を各々支持する支持部材２５、２６を備えている。なお、支持部材２５は、無端チェーン２２ａの荷重を支持するものであり、支持部材２６は、フライト２３の荷重を支持するものである。

支持部材２５として、図３に示すように、駆動スプロケット２１ａ及び従動スプロケット２１ｂの間に、無端チェーン２２ａの荷重を支持するとともに、無端チェーン２２ａを水面１０ｄに沿って略水平方向に支持するためのチェーンガイドレール２５ａが設置されている。図４に示すように、このチェーンガイドレール２５ａは、沈殿池１０の側壁から幅方向内側に突設したガイドサポート２７により沈殿池１０に固定されている。無端チェーン２２ａは、チェーンガイドレール２５ａの上を摺動するように移動する。

チェーンガイドレール２５ａの形状としては、どのような形状でもよく、例えば、平板状、コの字型、Ｕ字型、Ｌ字型、Ｃ字型としてもよい。スロッシング等によるフライト２３の脱落を防止するという観点から、無端チェーン２２ａの幅方向及び／又は上下方向の移動を制限できる構成が好ましい。
例えば、図４Ａに示すように、チェーンガイドレール２５ａを、断面略Ｌ字状に形成することが挙げられる。無端チェーン２２ａの側面（長手方向端部）にはフライト２３がアタッチメント２３ａを介して固定されているため、無端チェーン２２ａ及びフライト２３はチェーンガイドレール２５ａにより幅方向の移動が制限されている。また、無端チェーン２２ａの上方への移動を制限するための構造を更に設けてもよい。例えば、図４Ａに示すように、断面略Ｌ字状に形成されたチェーンガイドレール２５ａを無端チェーン２２ａの上下方向に設けるものとすることなどが挙げられる。
また、他の例としては、図４Ｂに示すように、チェーンガイドレール２５ａを、断面略コの字状に形成することが挙げられる。このとき、無端チェーン２２ａは、断面略コの字状のチェーンガイドレール２５ａによって上下方向の移動が制限されている。また、無端チェーン２２ａの幅方向への移動を制限するための構造を更に設けることとしてもよい（不図示）。

このチェーンガイドレール２５ａによれば、無端チェーン２２ａの幅方向及び／又は上下方向の大きな振動が抑制されるため、スロッシングの発生等による無端チェーン２２ａの脱落等のトラブルを防止することが可能となる。

また、チェーンガイドレール２５ａを設け、無端チェーン２２ａの上下方向の移動を制限することで、無端チェーン２２ａがスカム排出装置１１に向かって押し出し方向に駆動する際に、キンク（チェーンのよじれ）が発生することを抑制することができる。なお、チェーンガイドレール２５ａにキンク解除部材を設けるものとしてもよい（不図示）。

また、支持部材２６として、図３に示すように、駆動スプロケット２１ａ及び従動スプロケット２１ｂの間に、フライト２３の荷重を支持し、フライト２３を水面１０ｄに沿って略水平方向に支持するためのフライトガイドレール２６ａが設置されており、フライト２３にはガイドシュー２６ｂが設けられている。図４Ａに示すように、このフライトガイドレール２６ａは、沈殿池１０の側壁から幅方向内側に突設したガイドサポート２７により沈殿池１０に固定されている。フライト２３に設けられたガイドシュー２６ｂは、フライトガイドレール２６ａの上を摺動するように移動する。
なお、フライトガイドレール２６ａの形状としては、ガイドシュー２６ｂが摺動できるものであれば、どのような形状であってもよい。

支持部材２５及び支持部材２６を設けることで、無端チェーン２２ａ及びフライト２３の脱落を防止することが可能となる。また、無端チェーン２２ａ及びフライト２３の荷重を分散して支持することにより、無端チェーン２２ａ及びフライト２３の摩耗による劣化を抑制することが可能となる。
なお、図４Ｂに示すように、無端チェーン２２ａの荷重を支持する支持部材２５の構造によっては、無端チェーン２２ａ及びフライト２３の荷重を同時に支えることが可能となる。このとき、フライト２３の荷重を支持する支持部材２６を省略するものとしてもよい。これにより、部品点数を減らして、簡素な構造物とすることができる。

スカム掻寄機２０は、図３に示すように、無端チェーン２２ａが沈殿池１０の水中かつ水面１０ｄ近傍に設けられるように、駆動スプロケット２ａ及び従動スプロケット２ｂを配置し、フライト２３は水中側から水面１０ｄに浮遊するスカムを掻き寄せることができるようにすることが好ましい。これにより、沈殿池１０上方（天井側）のスペースを必要とせず、スカム掻寄機２０を配置することが可能となる。

また、無端チェーン２２ａ及びフライト２３の劣化を抑制するという観点からも、無端チェーン２２ａを水中に設けることが好ましい。
沈殿池１０では残留した汚泥が腐敗して硫化水素を発生し、一部の硫化水素が雨水などにより硫酸となる。そのため、沈殿池１０内の被処理水は硫酸等の腐食性成分を含んでおり、水面１０ｄ表面では腐食性成分を含んだ蒸気が発生している。例えば、無端チェーン２２ａ、駆動スプロケット２ａ及び従動スプロケット２ｂを水面１０ｄの上方に設け、水面１０ｄ上方からフライト２３によりスカムを掻き寄せる構造とした場合、無端チェーン２２ａ及びフライト２３が常に腐食性成分を含んだ蒸気に曝されることになる。また、被処理水の水滴が無端チェーン２２ａ及びフライト２３に付着し、自然乾燥した場合、無端チェーン２２ａ及びフライト２３上で硫酸が高濃度化する。このことから、無端チェーン２２ａを水面１０ｄの上方に設けた場合、腐食による劣化が起こりやすいという問題がある。
したがって、無端チェーン２２ａを水中に設けることで、無端チェーン２２ａ及びフライト２３上における硫酸の高濃度化を抑制し、無端チェーン２２ａ及びフライト２３の劣化を抑制することが可能となる。

無端チェーン２２ａ、２２ｂの形状は、公知の形状を用いることが可能である。無端チェーン２２ａ、２２ｂの形状としては、例えば、ブッシュドチェーン、ローラチェーン、ノッチ式チェーン等が挙げられる。特に、無端チェーン２２ａの形状としては、フライト２３を取り付けるためのアタッチメント２３ａを設置しやすいという観点から、ノッチ式チェーンが好ましい。

また、無端チェーン２２ａは、チェーンガイドレール２５ａ上を摺動する摺動部を備えることが好ましい。無端チェーン２２ａ自身に設けた摺動部によりフライト２３及び無端チェーン２２ａを支えることで、摺動部の面積当たりに掛かる荷重が小さくなる。このため、摺動部における摩耗が低減し、部品交換等のメンテナンス作業の頻度を低下させることが可能となる。

図５は、本実施態様の無端チェーンの構造の概略説明図である。なお、図５は、チェーン連結用ピン２２２を通すためのピン孔２２１ａとノッチ２２１ｂを備えるチェーン本体２２１からなるノッチ式チェーンを示しているが、無端チェーン２２ａとしてはこれに限定されるものではない。
図５に示すように、無端チェーン２２ａに摺動部２２０ａ、２２０ｂを設ける場合、無端チェーン２２ａを構成するチェーン本体２２１における摺動部２２０ａ、２２０ｂの前端から後端までの長さは、チェーンピッチの５０％以上であることがより好ましい。摺動部２２０ａ、２２０ｂの前端から後端までの長さとは、図５に示すように、チェーン本体２２１の長手方向における摺動部２２０ａ、２２０ｂの最長の長さであり、摺動部２２０ｂは、図中のＸ_１で示す寸法であり、摺動部２２０ａは、図中のＸ_２で示す寸法である。なお、摺動部２２０ａのように、摺動部が複数に分割されていてもよい。
チェーンピッチとは、図中のＹで示す寸法である。摺動部２２０ａ及び２２０ｂの前端から後端までの長さをチェーンピッチの５０％以上とすることにより、チェーン本体２２１はチェーンガイドレール２５ａの上に安定して載置されるため、スロッシング等が生じた場合でも、フライト２３の揺れが抑制され、安定した移動が可能となる。

無端チェーン２２ａ、２２ｂの材質は、公知の材質を用いることが可能である。無端チェーン２２ａ、２２ｂの材質としては、例えば、金属製チェーンや樹脂製チェーンが挙げられる。樹脂製チェーンは軽量であることから、組み立て作業や交換作業が容易になるという利点だけでなく、チェーンガイドレール２５ａとの摺動による摩耗が抑制されるという利点もある。さらには、耐腐食性に優れるため、交換頻度が低下するという利点もある。そのため、本発明において、無端チェーン２２ａ、２２ｂの材質としては、樹脂製チェーンが好ましい。

特に、無端チェーン２２ａの材質として、変性ポリフェニレンエーテルを用いることにより、耐硫酸性に優れる無端チェーン２２ａを得ることができる。
変性ポリフェニレンエーテルとは、芳香族ポリエーテル構造を持つポリフェニレンエーテルを含む熱可塑性樹脂に属する合成樹脂ポリマーアロイの総称である。変性ポリフェニレンエーテルに含まれるポリフェニレンエーテル以外の樹脂成分としては、例えば、ポリスチレン樹脂、耐衝撃性ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリフェニレンスルファイド樹脂、フッ素樹脂等が挙げられる。

好ましい変性ポリフェニレンエーテルは、耐衝撃性ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリプロピレン樹脂を含むポリマーアロイであり、特に好ましい変性ポリフェニレンエーテルは、耐衝撃性ポリスチレン樹脂を含むポリマーアロイである。なお、耐衝撃性ポリスチレン樹脂とは、ポリスチレン樹脂にゴム成分をブレンドあるいは共重合した樹脂である。

また、無端チェーン２２ａは、チェーン本体２２１とチェーン連結用ピン２２２の素材の組み合わせによって、耐硫酸性や摺動性が異なる。したがって、無端チェーン２２ａの材質として、チェーン本体２２１は変性ポリフェニレンエーテル製とし、チェーン連結用ピン２２２は５～２０質量％のポリテトラフルオロエチレンを含有する変性ポリフェニレンエーテル製とすることが好ましい。耐硫酸性の高い変性ポリフェニレンエーテルに、潤滑性のあるポリテトラフルオロエチレンを含有させることで、チェーン連結用ピン２２２の表面の滑りが良くなり、摺動性を確保することが可能となる。外部からのコーティングによるものではないため、使用によってチェーン連結用ピン２２２の表面が摩耗しても摺動性を確保し続けることが可能となる。これにより、耐硫酸性かつ摺動性に優れた無端チェーン２２ａを得ることができる。

フライト２３、アタッチメント２３ａの材質は、特に制限されないが、例えば、ステンレス等の金属や、繊維強化プラスチック等の樹脂等を使用することができる。アタッチメント２３ａは、強度等の観点から、ステンレス製等の金属を使用することが好ましい。また、フライト２３とアタッチメント２３ａの材質として同じものを使用する場合には、装置の簡素化の観点から、フライト２３とアタッチメント２３ａを一体として構成することが好ましい。フライト２３とアタッチメント２３ａの具体的な構成例としては、ステンレス製フライトとステンレス製アタッチメントの一体型のものや、繊維強化プラスチック製フライトにステンレス製アタッチメントを取り付けたもの等が挙げられる。

フライト２３の幅（長手方向の長さ）は、沈殿池１０の水面１０ｄの幅に合わせて設計することが好ましい。これにより、スカム掻寄機２０としての最適設計が可能となり、スカム掻寄機２０の機能が強化される、また、このスカム掻寄機２０を用いた沈殿池設備１としての最適設計も可能となり、沈殿池設備１の機能が強化される。

支持部材２５としてのチェーンガイドレール２５ａの材質は、特に制限されないが、例えば、ステンレス等の金属や、超高分子量ポリエチレン等の樹脂等を使用することができる。無端チェーン２２ａと同じ材質であってもよく、異なる材質であってもよい。ただし、チェーンガイドレール２５ａと無端チェーン２２ａが当接して摺動することを考慮して材質を選択することが好ましい。強度を考慮してステンレス等の金属製のチェーンガイドレール２５ａとし、無端チェーン２２ａと摺動する部分に超高分子量ポリエチレン等の樹脂製の摺動部を設けることが好ましい。

また、支持部材２６としてのフライトガイドレール２６ａ及びガイドシュー２６ｂの材質についても、特に制限されない。なお、フライトガイドレール２６ａとガイドシュー２６ｂが当接して摺動することを考慮して材質を選択することが好ましい。

以上のように、本実施態様のスカム掻寄機は、フライトと無端チェーンの荷重を各々支持する支持部材を備え、フライト及び無端チェーンを支持部材に沿って移動させることで、水面に対して略水平状態を保ったまま移動させることができる。また、無端チェーンの幅方向及び／又は上下方向の大きな振動が抑制されるため、スロッシングの発生等によるフライト及び無端チェーンの脱落等のトラブルを防止することが可能となる。よって、フライトの円滑な移動を実現することができる。

また、本実施態様のスカム掻寄機は、スカム排出装置とは反対側に無端チェーンの駆動部を設け、無端チェーンを押し出し方向に駆動するようにしている。これにより、スカム排出装置とフライトの距離を大幅に縮め、スカム排出装置に対するスカムの掻き残しを少なくするような設計を行うことが可能となる。また、別体で汚泥掻寄機を設ける場合においては、スカム掻寄機の駆動と汚泥掻寄機の駆動とを同一の駆動装置で行うことが可能になる。

（汚泥掻寄機）
本実施態様における汚泥掻寄機３０は、沈殿池１０の池底１０ａに堆積した汚泥を掻き寄せ、掻き寄せた汚泥を汚泥ピット１０ｂに向かって搬送するためのものである。

汚泥掻寄機３０は、図１に示すように、沈殿池１０内を長手方向に周回移動する無端チェーン３２ａを備えている。無端チェーン３２ａは、沈殿池１０の幅方向（紙面垂直方向）に対向して一対が設置されており、この一対の無端チェーン３２ａには、沈殿池１０の幅方向に延びるフライト（掻き寄せ羽根）３３が周回方向に沿って複数配置されている。

フライト３３は、アタッチメント３３ａを介して、一対の無端チェーン３２ａを横架するように取り付けられている。
なお、フライト３３における無端チェーン３２ａの取付位置は、特に制限されず、上述したスカム掻寄機２０における無端チェーン２２ａの取付位置と同様の取り付けを行うことが挙げられる。例えば、フライト３３の短手方向（上下方向）端部に取り付けてもよく、フライト３３の長手方向（横方向）端部に取り付けてもよい。

また、無端チェーン３２ａは、図１に示すように、駆動軸としての駆動スプロケット３１ａ及び従動軸として従動スプロケット３１ｂ、３１ｃに掛け回され、沈殿池１０内及び池底１０ａ近傍を周回移動するように取り付けられている。更に、無端チェーン３２ｂが、駆動スプロケット３１ａと、モータ３４に設けられたモータ用スプロケット３４ａに掛け回されており、モータ３４の動力を無端チェーン３２ａに伝達する。そして、無端チェーン３２ａに取り付けられたフライト３３により、池底１０ａに堆積した汚泥が汚泥ピット１０ｂに向けて掻き寄せられる。汚泥ピッチ１０ｂに集められた汚泥は、排出管１０ｃから沈殿池１０の外部に排出される。

モータ３４及びモータ用スプロケット３４ａとしては、上述したスカム掻寄機２０のモータ２４及びモータ用スプロケット２４ａを用いることが好ましい。これにより、沈殿池設備１全体の構造を簡略化し、設備コスト及びランニングコストの削減が可能となる。
なお、本実施態様の汚泥掻寄機３０は、本実施態様のスカム掻寄機２０と同一駆動で動作するものであることが好ましいが、これに限定されるものではない。例えば、スカム掻寄機２０の駆動と汚泥掻寄機３０の駆動において、別々の駆動制御が必要となる場合においては、モータ２４及びモータ用スプロケット２４ａと、モータ３４及びモータ用スプロケット３４ａを別々に設けるものとしてもよい。

また、２つの従動スプロケット３２ｂ、３２ｃは池底１０ａ付近に設置され、その間に無端チェーン３２ａを略水平方向に支持するための支持部材３５として、チェーンガイドレール３５ａを設置するものとしてもよい。これにより、無端チェーン３２ａを池底１０ａに沿って略水平に移動させることができる。
具体的な例としては、池底１０ａ付近に設けられたチェーンガイドレール３５ａは、池底１０ａに固定され、その上面に、無端チェーン３２ａが摺動するものが挙げられる。これにより、チェーンガイドレール３５ａに無端チェーン３２ａを乗せるだけで設置することができるため、部品交換等のメンテナンス作業が容易になるという効果がある。

無端チェーン３２ａ、３２ｂの形状は、公知の形状を用いることが可能である。無端チェーン３２ａ、３２ｂの形状としては、例えば、ブッシュドチェーン、ローラチェーン、ノッチ式チェーン等が挙げられる。特に、無端チェーン３２ａの形状としては、フライト３３を取り付けるためのアタッチメント３３ａを設置しやすいという観点から、ノッチ式チェーンが好ましい。

また、無端チェーン３２ａ、３２ｂの材質は、公知の材質を用いることが可能である。無端チェーン３２ａ、３２ｂの材質としては、例えば、金属製チェーンや樹脂製チェーンが挙げられる。樹脂製チェーンは軽量であることから、組み立て作業や交換作業が容易になるという利点だけでなく、チェーンガイドレール３５ａとの摺動による摩耗が抑制されるという利点もある。さらには、耐腐食性に優れるため、交換頻度が低下するという利点もある。そのため、本発明において、無端チェーン３２ａ、３２ｂの材質としては、樹脂製チェーンが好ましい。
なお、無端チェーン３２ａ、３２ｂの具体的な例としては、スカム掻寄機２０における無端チェーン２２ａ、２２ｂと同様の構造、材質を用いるものとしてもよい。

フライト３３、アタッチメント３３ａの材質は、特に制限されないが、例えば、ステンレス等の金属や、繊維強化プラスチック等の樹脂等を使用することができる。アタッチメント３３ａは、強度等の観点から、ステンレス製等の金属を使用することが好ましい。また、フライト３３とアタッチメント３３ａの材質として同じものを使用する場合には、装置の簡素化の観点から、フライト３３とアタッチメント３３ａを一体として構成することが好ましい。
なお、フライト３３とアタッチメント３３ａの具体的な構成としては、スカム掻寄機２０におけるフライト２３及びアタッチメント２３ａと同様の構成を用いるものとしてもよい。

フライト３３の幅（長手方向の長さ）は、沈殿池１０の池底１０ａの幅に合わせて設計することが好ましい。これにより、沈殿池設備１としての最適設計が可能となり、沈殿池設備１の機能が強化される。

支持部材３５としてのチェーンガイドレール３５ａの材質は、特に制限されないが、例えば、ステンレス等の金属や、超高分子量ポリエチレン等の樹脂等を使用することができる。無端チェーン３２ａと同じ材質であってもよく、異なる材質であってもよい。ただし、チェーンガイドレール３５ａと無端チェーン３２ａが当接して摺動することを考慮して材質を選択することが好ましい。
なお、チェーンガイドレール３５ａの形状としては、無端チェーン３２ａが摺動できるものであれば、どのような形状であってもよい。

なお、上述した実施態様はスカム掻寄機及び沈殿池設備の一例を示すものである。本発明に係るスカム掻寄機及び沈殿池設備は、上述した実施態様に限られるものではなく、要旨を変更しない範囲で、上述した実施態様に係るスカム掻寄機及び沈殿池設備を変形してもよい。

例えば、本実施態様の沈殿池設備は、沈殿池の沈降分離の機能を強化するために、スカム掻寄機及び汚泥掻寄機で囲まれた空間内に、固形物の沈降を促進する沈降促進部を設けるものとしてもよい。
沈殿池設備に投入された被処理水は、投入直後に高比重の固形物が沈降し、その後は、ゆっくりと固形物を沈降分離しながら沈殿池設備を通過するため、沈降速度の遅い固形物は汚泥ピットの遠方に沈降する。汚泥ピットの遠方に沈降した固形物は再浮遊しやすく、被処理水の流れ方向の下流側で掻き寄せた汚泥は再浮遊して処理水と共に流出する恐れがある。したがって、スカム掻寄機及び汚泥掻寄機で囲まれた空間内に沈降促進部を配置することにより、汚泥ピットに近い領域で固形物の沈降を促進するため、汚泥の掻き取りの際に再浮遊する固形物が被処理水と共に流出することを抑制することができる。
なお、沈降促進部の一例としては、被処理水の流れ方向に対して略平行に配置した複数枚の沈降促進板を設けることなどが挙げられる。

また、本実施態様の沈殿池設備における汚泥掻寄機については、沈殿池の池底に堆積した汚泥の掻き寄せが可能であるものであればよく、フライト及び無端チェーンを備える３軸式のチェーンフライト式汚泥掻寄機に限定されるものではない。例えば、沈殿池の池底を往復駆動する汚泥掻寄機や、２軸式のチェーンフライト式汚泥掻寄機であってもよい。

本発明のスカム掻寄機は、例えば、下水処理場、廃水処理場、浄水場等の沈殿池において、水面に浮遊するスカムを掻き寄せるために利用される。
また、本発明の沈殿池設備は、例えば、下水処理場、廃水処理場、浄水場等の沈殿池において、固形物を含む被処理水の処理に利用される。より具体的には、沈殿池の池底に堆積した汚泥及び沈殿池の水面に浮遊するスカムを掻き寄せるために利用される。

１沈殿池設備、１０沈殿池、１０ａ池底、１０ｂ汚泥ピット、１０ｃ排出管、１０ｄ水面、１１スカム排出装置、２０スカム掻寄機、２１ａ駆動スプロケット、２１ｂ従動スプロケット、２２ａ，２２ｂ無端チェーン、２２０ａ，２２０ｂ摺動部、２２１チェーン本体、２２１ａピン孔、２２１ｂノッチ、２２２チェーン連結用ピン、２３フライト、２３ａアタッチメント、２４モータ、２４ａモータ用スプロケット、２５支持部材、２５ａチェーンガイドレール、２６支持部材、２６ａフライトガイドレール、２６ｂガイドシュー、２７ガイドサポート、３０汚泥掻寄機、３１ａ駆動スプロケット、３１ｂ，３１ｃ従動スプロケット、３２ａ，３２ｂ無端チェーン、３３フライト、３３ａアタッチメント、３４モータ、３４ａモータ用スプロケット、３５支持部材、３５ａチェーンガイドレール

Claims

水面に浮遊した浮遊物のみの掻き寄せを行うフライトと、
前記フライトを支持し、一の駆動軸と一の従動軸の回転に伴って走行する無端チェーンと、
前記フライトの荷重を支持するフライト支持部材と、
前記無端チェーンの荷重を支持し、前記無端チェーンと摺動する無端チェーン支持部材と、を備え、
前記無端チェーンを押し出し方向に駆動することを特徴とする、スカム掻寄機。
前記無端チェーン支持部材は、前記無端チェーンの幅方向又は上下方向の移動を制限することを特徴とする、請求項１に記載のスカム掻寄機。
前記無端チェーンは、水中に設けられていることを特徴とする、請求項１又は２に記載のスカム掻寄機。
請求項１に記載のスカム掻寄機と、
沈殿池の池底に堆積した汚泥を掻き寄せる汚泥掻寄機とを備える沈殿池設備であって、
前記スカム掻寄機と前記汚泥掻寄機は同一駆動であることを特徴とする、沈殿池設備。
前記汚泥掻寄機は、沈殿池の池底に堆積した汚泥のみの掻き寄せを行うフライトを備え、
前記スカム掻寄機のフライトと、前記汚泥掻寄機のフライトは、沈殿池幅方向に対して異なる長さであることを特徴とする、請求項４に記載の沈殿池設備。