JP7473167B2 - スカム移動装置 - Google Patents

Description

本発明は、水面に浮かぶスカムを所定の移動方向に移動させるスカム移動装置に関する。

汚水処理施設に設けられる沈殿池や、その沈殿池に汚水を分配する導水渠の水面には、浄化処理の妨げになるスカムが浮遊している。以下、沈殿池と導水渠を合わせて導水渠等と称する。導水渠等に浮遊したスカムを長期間放置すると汚水の水質の低下を招く。このため、スカムを移動させるスカム移動装置および移動させたスカムを除去するスカム除去装置が導水渠等に設けられる場合がある。このスカム移動装置として、複数のノズルを導水渠等の上方に配置し、ノズルから吐出する水の勢いによって、スカム除去装置側にスカムを移動させようとするものが提案されている。このようなスカム移動装置として、たとえば特許文献１および特許文献２に記載されたものが知られている。

特開２００２－１４３８４３号公報 特開２００４－１３６２４４号公報

しかしながら、水面に浮遊しているスカムは、導水渠等の側壁間でブリッジを形成してしまうことがある。ブリッジとは、アーチングとも称されるものであり、導水渠等の側壁間にスカムが掛け渡された状態をいう。ブリッジが形成されると、スカムの移動が妨げられてしまう。ブリッジが形成された場合、特許文献１および特許文献２に示された複数のノズルから流体を吐出したとしても、ノズルから吐出された流体が直接当たったブリッジのところどころに小さな孔があくだけで、スカムをスカム除去装置側に移動可能にすることはできなかった。また、ノズルから吐出された流体によって、各ノズル近辺に局部的にある程度の水流が発生するものの、ブリッジにあいた孔から遠ざかるにつれて水流が弱まってしまい、スカムを長い距離移動させることは困難であった。

本発明は上記事情に鑑み、例えブリッジが形成されていてもスカムを移動可能なスカム移動装置を提供することを目的とする。

上記目的を解決する本発明のスカム移動装置は、水面に浮かぶスカムを所定の移動方向に移動させるスカム移動装置であって、
前記移動方向に沿って延在した中空体と、
前記中空体の内周面によって画定された内部空間に流体を吐出する吐出口とを備え、
前記中空体は、円筒状であって、該中空体の側部に、前記移動方向に沿って延在する開口が該中空体の軸心と一致した高さに形成されたものであり、
前記吐出口は、前記内部空間内であって前記中空体の上流端に配置され、前記流体を該中空体の軸方向に向かって吐出するものであることを特徴とする。
また、水面に浮かぶスカムを所定の移動方向に移動させるスカム移動装置であって、
前記移動方向に沿って延在した中空体と、
前記中空体の内周面によって画定された内部空間に流体を吐出する吐出口とを備え、
前記中空体は、該中空体の側部に、前記移動方向に沿って延在する開口が形成されたものであることを特徴としてもよい。

ここで前記吐出口は、前記移動方向に向かって流体を吐出するものであってもよい。また、前記吐出口は、前記中空体における、前記移動方向の上流端部分に配置されたものであってもよい。加えて、前記内部空間は、上端および下端が閉塞した空間であってもよい。また、前記内部空間は、前記移動方向の上流端および下流端が開放された空間であってもよい。

このスカム移動装置によれば、前記移動方向に沿った長い距離スカムを移動させることができる。

このスカム移動装置において、前記中空体は、固定されたものであって、水位の変動に応じて、前記開口の少なくとも一部が大気中に露出した露出状態と該開口全体が水面よりも下に位置した水没状態とに状態変化するものであってもよい。

前記露出状態は、前記開口全体が大気中に露出した全露出状態であってもよい。また、前記吐出口は、液体と気体が混合された混合流体を吐出するものであってもよい。

導水渠等の水位は一定ではなく変動する。大気中に常時露出する位置に前記中空体を配置した場合、水位が低下した時には、前記開口は高さ方向において水面から大きく離間するので、放出された流体が水面に到達する前にスカム除去装置側に向かう流体の勢いが衰えてしまう。勢いが衰えた流体が水面に到達しても強い水流は形成できないため、スカムを移動方向に向かって移動させる効果が弱まってしまう。これに対し、前記露出状態と前記水没状態とに状態変化する位置に前記中空体を配置することで、該露出状態において前記開口が高さ方向において水面から大きく離間することがないので、該開口から放出された流体の勢いを残したまま流体を水面に到達させることができる。また、前記水没状態では、前記開口から水中に放出された流体によって、波を伴う強い水流を生じさせることができる。この波を伴う強い水流によってブリッジを破壊しつつ水流でスカムを移動方向下流側に移動させることができる。

なお、水位変動における変動幅は一定幅に限られているので、前記露出状態が、前記開口全体が大気中に露出した全露出状態であっても、該全露出状態において該開口は高さ方向において水面から大きく離間することがない。従って、放出された流体の勢いが大きく衰えてしまう前に流体が水面に到達するので、強い水流を形成することができる。また、前記吐出口が前記混合流体を吐出するものである場合、前記水没状態において前記開口から放出される該混合流体は、該混合流体に含まれる気体によって水面に向かって上昇しやすくなる。このため、前記混合流体を吐出することで、前記水没状態ではより強い水流とより高い波を水面部分に発生させることができる。

また、このスカム移動装置において、前記開口は、前記移動方向の上流側から見て前記中空体の右側部に形成された右開口と該中空体の左側部に形成された左開口とから構成され、
前記右開口と前記左開口は、前記移動方向に沿って交互に配置されたものであってもよい。

前記中空体の左右両方から流体を吐出できるので、幅の広い導水渠等であってもスカムを移動させることができる。

このスカム移動装置において、前記開口は、前記移動方向の上流側から見て前記中空体の右側部に形成された右開口と該中空体の左側部に形成された左開口とから構成され、
前記右開口と前記左開口は、前記移動方向において重なった位置に配置されたものであってもよい。

前記中空体の左右両方から吐出される流体によって、左右の側壁両方から解放され移動が容易な島状のスカムが形成され、その島状のスカムが水流によって移動するので移動方向下流側のスカムをより移動させやすくなる。また、幅の広い導水渠等であってもスカムを移動させることができる。

このスカム移動装置において、前記内部空間に気体を供給する供給口を備えていてもよい。

前記開口全体が水面よりも下に位置した水没状態では、前記吐出口から吐出された流体と前記供給口から供給された気体とが前記内部空間内で混ざり合い、該開口から吐出される流体は、気体によって水面に向かって上昇しやすくなる。このため、前記中空体がある程度の深さに水没しても、水面部分に強い水流と高い波を発生させることができる。

このスカム移動装置において、前記吐出口は、前記側部に向かう方向はつぶれ高さ方向に拡がった扁平な形状のものであってもよい。

このような形状にすることで、吐出された汚水が吐出直後に側部に向かって拡がりすぎてしまうことが抑制されるので、前記開口から流出する流体の量が前記移動方向の下流側でも維持されやすくなる。これにより、移動方向に沿った長い範囲でスカムを側壁間に掛け渡された状態から解放することができる。

また、このスカム移動装置において、前記中空体は、前記移動方向に間隔をあけて複数設けられたものであり、
前記吐出口は、前記中空体それぞれにおける、前記移動方向の上流端部分に配置されたものであってもよい。

こうすることで、前記移動方向に長い距離スカムを移動させることができるので、前記移動方向の長さが長い導水渠等に対応することができる。

このスカム移動装置において、前記中空体は、前記移動方向に沿った長さが、前記間隔よりも短い態様であってもよい。

この態様によれば、前記中空体の製造が容易になり、このスカム移動装置を安価に構成することができる。

本発明によれば、例えブリッジが形成されていてもスカムを移動可能なスカム移動装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に相当するスカム移動装置を備えた導水渠の平面図である。 図１に示した導水渠のＡ－Ａ断面図である。 （ａ）は、図１に示した中空体のＢ－Ｂ断面図であり、（ｂ）は、図１に示した中空体のＣ－Ｃ断面図である。 （ａ）は、図２のＤ部を拡大して示す拡大図であり、（ｂ）は、図４（ａ）のＥ矢視図である。 本実施形態のスカム移動装置における作用を示す平面図である。 第２実施形態のスカム移動装置を備えた導水渠における図１と同様の平面図である。 第３実施形態のスカム移動装置を備えた導水渠における図１と同様の平面図である。 図７に示した導水渠のＦ－Ｆ断面図である。 （ａ）は、図８のＧ部を拡大して示す拡大図であり、（ｂ）は、同図（ａ）のＨ－Ｈ断面図である。 第３実施形態のスカム移動装置における作用を示す平面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。本発明の一実施形態であるスカム移動装置は、導水渠に配置され、導水渠の水面にあるスカムをスカム除去装置側に移動させるものである。

図１は、本発明の一実施形態に相当するスカム移動装置を備えた導水渠の平面図である。この図１では、導水渠の天井よりも下の部分を示している。また、図１には沈殿池の一部も示されている。

図１に示すように、本実施形態の導水渠１は、左側壁１１と右側壁１２と上流壁１３と下流壁１４によって囲まれた平面視で長方形をした設備である。導水渠１には、図示しない沈砂池等において処理された下水および雨水などの汚水が流入してくる。導水渠１は、流入してくる汚水を受け入れて、その汚水を複数の沈殿池９に分配して流入させるためのものである。導水渠１は、図１における左側から汚水を受け入れる（図１に示す白抜きの矢印参照）。導水渠１が受け入れた汚水は、左側壁１１と右側壁１２の間で図１における右側に向かって流れていく。以下、受け入れた汚水の流れにおける上流側を、単に上流側と称し、汚水の流れの下流側を、単に下流側と称し、上流側から下流側に向かう方向を移動方向と称する。また、上流側から見て左となる方向（図１における上方向）を左方向と称し、上流側から見て右となる方向（図１における下方向）を右方向と称する。加えて、左方向と右方向とを区別しないで左右方向を示す場合は、幅方向と称する。

右側壁１２の高さ方向の中間部分には、導水渠１内の汚水を各沈殿池９に流し込むための流入口１２１が沈殿池９ごとに形成されている。また、各流入口１２１には、流入扉１２２が設けられている。流入扉１２２は、右側壁１２に沿って上下することで流入口１２１を開閉するものである。流入扉１２２を図示しない駆動機構により上下方向に移動させて流入口１２１における流入面積を変更することで、その流入口１２１に接続された沈殿池９に流入する汚水の量を調整することができる。

導水渠１には、スカム除去装置３とスカム移動装置５が配置されている。スカム除去装置３は、導水渠１の下流側端部に設けられている。スカム除去装置３は、スカムピット３１とスカムポンプ３２とスカムピット堰３３とゲート３４を有する。スカムピット３１はスカムピット堰３３によって、導水渠１の他の部分と仕切られた部分である。スカムポンプ３２は、スカムピット３１内に配置されている。スカムピット堰３３は、左側壁１１および右側壁１２と同一の高さを有する堰である。スカムピット堰３３は、所定の高さ位置にスカム呑込口３３１が形成されている。また、スカム呑込口３３１の上流側には、スカムピット堰３３の上流側面に沿って上下するゲート３４が配置されている。このゲート３４は可動堰の一例に相当する。スカム呑込口３３１およびゲート３４については後述する。

スカム移動装置５は、中空体５１とノズル５２とノズル用配管５３とを有する。中空体５１は、導水渠１の幅方向中央に配置されている。中空体５１は、中空長尺状の部材であって、上流壁１３近傍からスカムピット堰３３の近傍まで移動方向に沿って延在している。本実施形態の中空体５１は、２つの第１管体５１１と２つの第２管体５１２を、フランジ継手５１３によって移動方向に沿って交互に連結したものである。中空体５１の上流端５１ｕおよび下流端５１ｄは開放されている。ただし、中空体５１の上流端５１ｕおよび下流端５１ｄの一方または両方は閉塞されていてもよい。

ノズル５２の先端側は、中空体５１によって形成された内部空間Ｓ（図４参照）内に配置されている。ノズル５２の後端は、ノズル用配管５３に接続されている。ノズル用配管５３は、左側壁１１に設置された不図示の固定具によって左側壁１１に固定されている。このノズル用配管５３には、沈殿池９から吸い上げられた汚水が供給される。ただし、この吐出される汚水は沈殿池９以外から吸い上げられたものであってもよい。また、汚水の代わりに他の池や水道等の水を用いてもよい。さらに、液体と気体が混合された混合流体を用いてもよい。混合流体を用いる場合、ノズル用配管５３の途中に気泡発生装置を設けてもよい。ノズル用配管５３に供給された汚水は、ノズル５２から内部空間Ｓに向かって吐出される。

図２は、図１に示した導水渠のＡ－Ａ断面図である。

図２に示すように、ノズル用配管５３における汚水供給方向上流部分には、流量調整弁５３１および電動弁５３２が設置されている。電動弁５３２は、導水渠１のスカムを移動方向に移動させて導水渠１から除去する所定の時期に開放される。電動弁５３２が開放されると、流量調整弁５３１によって調整された流量の汚水が電動弁５３２を通過してノズル５２に汚水が供給される。

中空体５１は、３つの支持部材１６１によって導水渠１における所定の位置に固定されている。３つの支持部材１６１それぞれは、導水渠１の天井１６から吊り下げられている。この支持部材１６１は、ステンレス製の棒材で構成されている。各支持部材１６１の下端部分は、フランジ継手５１３に取り付けられている。なお、支持部材１６１の吊り下げ位置を移動方向にずらして、支持部材１６１の下端部分を第１管体５１１または第２管体５１２に取り付けてもよい。また、支持部材１６１の代わりに、中空体５１を支持する脚体を導水渠１の底面に設置してもよい。

図２に示すように、導水渠１の水位は、天候などの諸条件によって変動する。図２には、最も高い水位である高水位ＨＷＬ、最も低い低水位ＬＷＬ、および標準的な水位である標準水位ＳＷＬが示されている。高水位ＨＷＬと低水位ＬＷＬの差は５００ｍｍである。標準水位ＳＷＬは、高水位ＨＷＬと低水位ＬＷＬのちょうど中間の水位であり、導水渠１における平均的な水位でもある。

スカムピット堰３３に形成されているスカム呑込口３３１は、上端が高水位ＨＷＬよりも上にあり、下端が低水位ＬＷＬよりも下にある。導水渠１の地上部分には、ゲート駆動装置３３３が設置されている。ゲート３４は、導水渠１を制御する制御装置からの指令に応じてゲート駆動装置３３３が駆動されることで上下動する。ゲート３４は、通常はスカム呑込口３３１全体を閉塞する位置にある。ゲート３４は、導水渠１のスカムを移動方向に移動させて導水渠１から除去する所定の時期に、導水渠１の水位に応じた位置まで下降する。その際、電動弁５３２を開放することで、導水渠１に浮遊するスカムをスカム除去装置３側に移動させてスカム呑込口３３１を通してスカムピット３１内に流入させることができる。なお、本実施形態ではゲート３４が上下する可動堰方式のスカム除去装置３を用いているが、転倒堰方式のスカム除去装置３や、スカムスキマ方式のスカム除去装置３を用いてもよい。スカムピット３１内に流入したスカムは、スカムポンプ３２によって吸い上げられて導水渠１の外部に送られる。

図３（ａ）は、図１に示した中空体のＢ－Ｂ断面図であり、（ｂ）は、図１に示した中空体のＣ－Ｃ断面図である。この図３（ａ）および図３（ｂ）では、断面を示すハッチングおよび背景は図示省略している。

図３（ａ）に示すように、中空体５１を構成する第１管体５１１は、右方向の側部に第１右開口５１１Ｒを有する略５／６円の断面形状をしている。すなわち、第１管体５１１の断面形状はＣ字状をしている。この第１右開口５１１Ｒは、開口の一例に相当する。第１管体５１１は、板厚３ｍｍのステンレス製の板材を、内径１５０ｍｍの断面円弧状に成形したものである。第１管体５１１の上流端および下流端は開放されている。第１右開口５１１Ｒは、移動方向に沿って第１管体５１１の全長に渡って延在している。第１右開口５１１Ｒの開口高さは８０ｍｍである。第１右開口５１１Ｒの中心高さは、第１管体５１１の軸心５１１ｃの高さと一致している。つまり、第１右開口５１１Ｒは第１管体５１１の右真横に配置されている。ただし、第１右開口５１１Ｒの一部が第１管体５１１の軸心５１１ｃの高さと一致した高さ位置にあれば、第１管体５１１を軸心５１１ｃを中心として回転させて配置しても構わない。こうした場合には、第１右開口５１１Ｒは第１管体５１１の右斜め上あるいは右斜め下に配置されることになる。また、２つの第１管体５１１のうち中空体５１の上流側に配置されている第１管体５１１と下流側に配置されている第１管体５１１とで、第１右開口５１１Ｒの位置が異なるように軸心５１１ｃを中心とした角度を相違させて配置してもよい。この第１右開口５１１Ｒは、吐出口５２１（図４参照）から内部空間Ｓに吐出された汚水を内部空間Ｓの外に放出する放出口として作用する。

図３（ｂ）に示すように、第２管体５１２は、左方向の側部に第１左開口５１２Ｌを有する略５／６円の断面形状をしている。すなわち、第２管体５１２の断面形状は左右を反転させたＣ字状をしている。この第１左開口５１２Ｌは、開口の一例に相当する。第２管体５１２は、板厚３ｍｍのステンレス製の板材を、内径１５０ｍｍの断面円弧状に成形したものである。第２管体５１２の上流端および下流端は開放されている。第１左開口５１２Ｌは、移動方向に沿って第２管体５１２の全長に渡って延在している。第１左開口５１２Ｌの開口高さは８０ｍｍである。第１左開口５１２Ｌの中心高さは、第２管体５１２の軸心５１２ｃの高さと一致している。つまり、第１左開口５１２Ｌは第２管体５１２の左真横に配置されている。ただし、第１左開口５１２Ｌの一部が第２管体５１２の軸心５１２ｃの高さと一致した位置にあれば、第２管体５１２を軸心５１２ｃを中心として回転させて配置しても構わない。こうした場合には、第１左開口５１２Ｌは第２管体５１２の左斜め上あるいは左斜め下に配置されることになる。また、２つの第２管体５１２のうち中空体５１の上流側に配置されている第２管体５１２と下流側に配置されている第２管体５１２とで、第１左開口５１２Ｌの位置が異なるように軸心５１２ｃを中心とした角度を相違させて配置してもよい。この第１左開口５１２Ｌも、内部空間Ｓに吐出された汚水を放出する放出口として作用する。なお、第２管体５１２は、構造的には第１管体５１１と同一のものであり、第１管体５１１に対して軸心５１２ｃを中心にして１８０度回転して配置されている。

図３（ａ）に示す第１管体５１１の軸心５１１ｃと図３（ｂ）に示す第２管体５１２の軸心５１２ｃは一致している。従って、第１管体５１１の内周面５１１ａと第２管体５１２の内周面５１２ａは移動方向に連続している。以下、第１管体５１１の軸心５１１ｃと第２管体５１２の軸心５１２ｃを区別して示す必要がない時は、中空体５１の軸心５１ｃと称する。また、第１管体５１１の内周面５１１ａと第２管体５１２の内周面５１２ａを区別して示す必要がない時は、中空体５１の内周面５１ａと称する。第１管体５１１および第２管体５１２にまたがって移動方向に連続した空間が内部空間Ｓになる。換言すれば、内部空間Ｓは、中空体５１の内周面５１ａによって画定されている。したがって、内部空間Ｓは、上端および下端が閉塞し、左端または右端の一方が開放された空間である。

第１右開口５１１Ｒの高さは、第１管体５１１内径の２／３以下、１／５以上であることが望ましい。同様に、第１左開口５１２Ｌの高さは、第２管体５１２内径の２／３以下、１／５以上であることが望ましい。第１右開口５１１Ｒまたは第１左開口５１２Ｌの高さが第１管体５１１内径または第２管体５１２内径の２／３を超えると、後述する吐出口５２１（図４参照）から内部空間Ｓに汚水が吐出されたときに、内部空間Ｓ上流側部分において内部空間Ｓの外に放出される汚水の量が多くなりすぎてしまう。このため、内部空間Ｓ下流側部分において第１右開口５１１Ｒまたは第１左開口５１２Ｌから内部空間Ｓの外に放出される汚水の量が少なくなりすぎてしまう場合がある。逆に、第１右開口５１１Ｒまたは第１左開口５１２Ｌの高さが第１管体５１１内径または第２管体５１２内径の１／５未満であると、第１右開口５１１Ｒまたは第１左開口５１２Ｌから内部空間Ｓの外に放出される汚水の量が少なくなりすぎてしまう場合がある。その場合、スカムを移動方向に移動させることができない虞が生じてしまう。

図４（ａ）は、図２のＤ部を拡大して示す拡大図であり、図４（ｂ）は、同図（ａ）のＥ矢視図である。なお、図４（ｂ）では、断面を示すハッチングは図示省略している。

図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、ノズル５２の先端部分は、中空体５１の上流端５１ｕから中空体５１によって形成された内部空間Ｓ内に入り込んでいる。ノズル５２の先端部分は、内径８０ｍｍのパイプを上下から扁平につぶした長孔形状をしている。ノズル５２は、丸パイプの先端部分をつぶすだけなので簡単に作製できる。ノズル５２の先端には吐出口５２１が形成されている。ノズル用配管５３（図２参照）からノズル５２に供給される汚水は、吐出口５２１から移動方向に向かって吐出される。この吐出口５２１から吐出される汚水は、流体の一例に相当する。吐出口５２１から吐出される汚水は、吐出流速に応じた速度の水流を内部空間Ｓ内に形成し、第１右開口５１１Ｒまたは第１左開口５１２Ｌから内部空間Ｓの外部に放出されていく。また、吐出口５２１から吐出された汚水の一部は、中空体５１の下流端５１ｄ（図１参照）から下流側に向かって放出される。なお、ノズル５２は、丸パイプのままのものを使用しても構わないが、扁平状につぶされた長孔形状に成形することで、ノズル５２を通過して吐出口５２１から吐出される汚水の吐出圧を高めることができる。また、吐出口５２１は、縦方向や斜め方向に長い偏平状にしてもよいが、図４（ｂ）に示すように横方向に長い偏平状に形成することで、吐出した汚水が上下方向に拡散しにくく、幅方向には拡散しやすくなる。これにより、第１右開口５１１Ｒおよび第１左開口５１２Ｌから内部空間Ｓの外部に汚水が放出されやすくなる。

図４（ａ）に示すように、吐出口５２１は、内部空間Ｓ内であって中空体５１の上流端５１ｕ部分に配置されている。この吐出口５２１は、移動方向に向かって汚水を吐出するものである。吐出口５２１が内部空間Ｓ内に配置されているので、吐出口５２１から吐出される汚水の全てを内部空間Ｓ内に吐出することができる。また、中空体５１の上流端５１ｕが開放されているので、第１右開口５１１Ｒおよび第１左開口５１２Ｌが後述する水没状態にあるときには、吐出口５２１から吐出した汚水の流れによって、内部空間Ｓ外の汚水が中空体５１の上流端５１ｕから内部空間Ｓ内に吸い込まれる。従って、吐出口５２１から吐出する水量以上の汚水を内部空間Ｓ内に供給することができる。ただし、吐出口５２１は、内部空間Ｓに汚水を吐出できる範囲であれば内部空間Ｓに入り込んでいなくてもよく、例えば中空体５１の上流端５１ｕで構成される面上、すなわち上流端５１ｕと同じ位置に配置されていてもよい。なお、吐出口５２１を内部空間Ｓよりも上流側であって内部空間Ｓから遠く離れた位置に配置すると、内部空間Ｓに向かって吐出した汚水の一部が内部空間Ｓに流れ込まない虞があるので、内部空間Ｓよりも上流側に配置する場合は上流端５１ｕに近接させて配置することが望ましい。

図４（ｂ）に示すように、吐出口５２１の中心５２１ｃは、中空体５１の軸心５１ｃと一致している。また、吐出口５２１から吐出される汚水の吐出方向は、中空体５１の軸心５１ｃ方向に沿った方向である。なお、中空体５１の軸心５１ｃと吐出口５２１の中心５２１ｃとを異なる位置にしてもよく、また汚水の吐出方向を中空体５１の軸心５１ｃ方向と多少異なる方向にしてもよい。しかし、中空体５１の軸心５１ｃと吐出口５２１の中心５２１ｃとを一致させ、吐出方向を軸心５１ｃ方向と一致させることで、吐出口５２１から吐出される汚水が中空体５１の内周面５１ａに衝突して、吐出した汚水の流れが弱まってしまうことを最大限抑制することができる。吐出口５２１の、幅方向の最大開口長は１１７ｍｍであり、最大高さは１８ｍｍである。吐出口５２１の最大高さは、第１右開口５１１Ｒの開口高さおよび第１左開口５１２Ｌの開口高さよりも低くすることが望ましい。また、吐出口５２１は、高さ方向において、第１右開口５１１Ｒおよび第１左開口５１２Ｌ（図３（ｂ）参照）の上端と下端の間に配置されていることが望ましい。これにより、吐出口５２１から吐出された汚水が、吐出口５２１から吐出されたときの勢いを保ちつつ第１右開口５１１Ｒおよび第１左開口５１２Ｌから内部空間Ｓの外部に放出されやすくなる。

図５は、本実施形態のスカム移動装置における作用を示す平面図である。図５では、主に第１管体から放出される汚水による作用を示している。また、沈殿池への流入口１２１と流入扉１２２は図示省略している。

吐出口５２１から汚水を吐出させたときの作用について、図２と図５等を用いて説明する。吐出口５２１から移動方向に向かって汚水を吐出させると、その汚水によって内部空間Ｓ（図４参照）内に移動方向に向かう流体の流れが発生する。吐出口５２１から内部空間Ｓ内に吐出された汚水のうちの一部は、図５において右斜め下に向かう複数の矢印に示されるように、第１管体５１１の第１右開口５１１Ｒから、移動方向に対して少し右方向に傾斜した角度で放出される。また、内部空間Ｓ内に吐出された汚水のうちの別の一部は、第２管体５１２の第１左開口５１２Ｌから、移動方向に向かって少し左方向に傾斜した角度で放出される。この第１左開口５１２Ｌから放出される汚水によって生じる作用は、中空体５１の軸心５１ｃを通る垂直面に関して面対称ではあるものの、第１右開口５１１Ｒから放出される汚水と同様であるため説明は省略する。なお、第１左開口５１２Ｌと第１右開口５１１Ｒから放出されなかった内部空間Ｓ内の汚水は、中空体５１の下流端から移動方向に向かって放出される。

導水渠１の左側壁１１と右側壁１２の間にスカムが掛け渡されてブリッジが形成されている場合、第１右開口５１１Ｒから放出された汚水によってブリッジが破壊される。また、破壊されたブリッジを構成していたスカムは、導水渠１の水面近傍に生じた水流により移動方向に移動する。このブリッジが破壊され、スカムが移動する様子は、導水渠１の水位によって多少異なるため、各水位におけるブリッジの破壊と移動の様子を順に説明する。

図２に示すように、導水渠１の水位が低水位ＬＷＬにあるときは、中空体５１は、第１右開口５１１Ｒ全体が大気中に露出した全露出状態になる。この全露出状態は、露出状態の一例に相当する。図５に示すように、第１右開口５１１Ｒから放出された汚水は、大気中を移動方向に向かって飛びつつ水面に向かって落下していく。そして、その汚水は、上流側にある第１管体５１１の近傍領域である第１近傍領域Ｎ１および下流側にある第１管体５１１の近傍領域である第２近傍領域Ｎ２に降り注ぐ。これにより、第１近傍領域Ｎ１および第２近傍領域Ｎ２でブリッジを構成していたスカムが崩れ、ブリッジは破壊される。第１近傍領域Ｎ１および第２近傍領域Ｎ２それぞれは、第１右開口５１１Ｒの移動方向の長さに対応して延在する長孔状の領域であり、図５ではクロスハッチングで示されている。第１近傍領域Ｎ１および第２近傍領域Ｎ２でブリッジを構成していたスカムは、水面に浮遊するスカムになる。また、放出された汚水が水面に達することで、水面近傍には移動方向に向かう水流と波が形成される。浮遊するスカムは、形成された水流によって移動方向に移動していく。そして、形成された波によって、第１近傍領域Ｎ１と第２近傍領域Ｎ２の周囲でブリッジを構成していたスカムの塊も徐々に破壊されていく。以下、ブリッジを構成していたスカムの塊を残留ブリッジと称する。特に、第１近傍領域Ｎ１および第２近傍領域Ｎ２よりも下流側にある残留ブリッジは、波を伴う水流が衝突するので破壊されやすい。また、第１近傍領域Ｎ１と第２近傍領域Ｎ２の幅方向両側にある残留ブリッジは、ブリッジが破壊されることで左側壁１１と右側壁１２の間に掛け渡された状態から解放されるので流下しやすくなっている。同様に、第１左開口５１２Ｌから放出される汚水によってもブリッジが破壊されるので、第１近傍領域Ｎ１と第２近傍領域Ｎ２の間の残留ブリッジも流下しやすくなっている。これらによって、移動方向に沿って残留ブリッジが破壊されていき、第１近傍領域Ｎ１と第２近傍領域Ｎ２が連なる。また、第２近傍領域Ｎ２の下流側もブリッジが破壊されていくことで浮遊するスカムをスカム除去装置３まで移動可能な流路が形成される。なお、形成された流路近傍のブリッジも形成された波によって徐々に破壊されて浮遊するスカムになり、流路側に引き込まれて水流によって移動方向に移動していく。

導水渠１の水位が図２に示す高水位ＨＷＬにあるときは、中空体５１は、図５に示す第１右開口５１１Ｒ全体が水面よりも下に位置した水没状態になる。第１右開口５１１Ｒから水中に放出された汚水は導水渠１内に水流を作り出し、この水流によって水面近傍に波を生じさせる。なお、上述したように想定される水位変動は５００ｍｍであるので、水没状態においても第１右開口５１１Ｒが水中深く水没して水面から大きく離間してしまうことはない。この実施形態では、第１右開口５１１Ｒの上端が、２１０ｍｍを超えて水面から離間することはない。第１右開口５１１Ｒから放出された汚水によって生じた水流は、先に説明した、中空体５１が全露出状態にあるときに生じる水流よりも強い流れである。また、全露出状態と比較して、波も高く形成される。この高い波を伴う強い水流がブリッジに衝突することで、ブリッジが破壊されていく。波を伴う水流は、第１右開口５１１Ｒの近傍から移動方向に対して少し右方向に傾斜した角度に進んでいくので、その水流によって吐出後の初期には第１近傍領域Ｎ１と第２近傍領域Ｎ２でブリッジが破壊されていく。そして、波を伴う水流によって全露出状態の場合と同様に、浮遊するスカムをスカム除去装置３まで移動可能な流路が移動方向に沿って形成されていく。破壊された残留ブリッジは、水面に浮遊するスカムになり、形成された流路において水流によって移動方向に移動していく。なお、全露出状態の場合と同様に、第１近傍領域Ｎ１と第２近傍領域Ｎ２の幅方向両側にある残留ブリッジは、ブリッジが破壊されることで左側壁１１と右側壁１２の間に掛け渡された状態から解放されるので流下しやすくなっている。また、第１左開口５１２Ｌから放出される汚水によってもブリッジが破壊されるので、第１近傍領域Ｎ１と第２近傍領域Ｎ２の間の残留ブリッジも流下しやすくなっている。吐出口５２１から液体と気体が混合した混合流体を吐出させた場合は、第１右開口５１１Ｒから混合流体が放出される。水没状態で混合流体を放出させると、その混合流体に含まれる気体によって放出された混合流体が水面に向かって上昇しやすくなるため、より強い水流とより高い波を水面部分に発生させることができる。

導水渠１の水位が図２に示す標準水位ＳＷＬにあるときは、中空体５１は、図５に示す第１右開口５１１Ｒの下側が水面よりも下に位置し、上側が大気中に露出した半露出状態になる。この半露出状態も、露出状態の一例に相当する。この半露出状態においては、第１右開口５１１Ｒの上側と第１右開口５１１Ｒの下側それぞれから汚水が放出される。そして、第１右開口５１１Ｒの上側から大気中に放出された汚水によって、全露出状態と同様の作用が生じる。また、第１右開口５１１Ｒの下側から水中に放出された汚水によって、水没状態にあるときと同様の作用が生じる。第１右開口５１１Ｒの上側から放出される汚水の量および第１右開口５１１Ｒの下側から放出される汚水の量それぞれは、水没状態および全露出状態において放出される量よりも少ない。このため、水没状態および全露出状態と比較して各作用それぞれ単独でみると作用は弱い。しかし、水没状態および全露出状態において放出される汚水による作用の両方を奏することで水没状態および全露出状態と同じくブリッジを破壊して、流路を形成し、水面に浮遊するスカムをスカム除去装置３まで移動させることができる。

吐出口５２１から吐出される汚水の流量は、毎分３００リットル以上３０００リットル以下の範囲で開放頻度や導水渠１の大きさなどに応じて適宜設定される。流量が毎分３００リットル未満であると、第１右開口５１１Ｒおよび第１左開口５１２Ｌから放出される汚水の量が少なすぎてスカムを十分移動できない場合がある。また、毎分３０００リットルを超えると、沈殿池などの汚水を吸い上げて吐出口５２１まで送り出すためのポンプに大型のものを使用する必要が生じてスカム移動装置５が高価になってしまう。加えて、そのポンプを駆動するための消費電力量も多くなってしまう。さらに、毎分３０００リットルを超える汚水を吐出した場合、導水渠１に放出される汚水が増えすぎてしまい、スカムピット３１（図２参照）にスカムとともに大量の汚水が流れ込んでスカムの濃度が低下して後工程におけるスカム処理が煩雑になる。

吐出口５２１から吐出される汚水吐出流速は８ｍ／ｓｅｃ以上とすることが好ましい。８ｍ／ｓｅｃ未満では、第１右開口５１１Ｒおよび第１左開口５１２Ｌから放出された流体によって形成される水流が弱くなり、第１近傍領域Ｎ１および第２近傍領域Ｎ２よりも下流側にある残留ブリッジを破壊できないか、破壊できたとしても時間がかかりすぎてしまう。また、吐出口５２１から吐出される汚水の吐出圧は、０．０５ＭＰａ以上０．３ＭＰａ以下とすることが望ましい。０．０５ＭＰａ未満では、水没状態において吐出口５２１に加わる水圧と吐出ノズルにおける圧力損失により、吐出口５２１から水を吐出できないことがある。０．３ＭＰａよりも大きいと、第１右開口５１１Ｒおよび第１左開口５１２Ｌから放出されずに中空体５１の下流端５１ｄから放出される汚水の量が増えてしまい、第１近傍領域Ｎ１または第２近傍領域Ｎ２でブリッジを破壊できず、スカムを移動させる流路を形成できない場合がある。また、０．３ＭＰａよりも大きな吐出圧を発生させるためには、吐出口５２１まで汚水を送り出すためのポンプに大型のものを使用する必要が生じるので、スカム移動装置５が高価になってしまう。加えて、そのポンプを駆動するための消費電力量も多くなってしまう。

この実施形態によれば、吐出口５２１から吐出された汚水は、第１右開口５１１Ｒおよび第１左開口５１２Ｌから放出される。スカムによって形成されたブリッジは、放出された汚水によって、第１右開口５１１Ｒおよび第１左開口５１２Ｌの移動方向に沿った長さに応じた範囲が破壊される。また、放出された汚水によって、波を伴う水流が発生し、破壊されたブリッジの周囲に残留している残留ブリッジを破壊していく。特に水流が当たる移動方向下流側の残留ブリッジは破壊されやすい。これにより水面部分にスカムが移動可能な流路が形成される。流路が形成されることで、移動方向に沿った長い距離スカムを移動させることができる。すなわち、移動方向に延在する第１右開口５１１Ｒおよび第１左開口５１２Ｌから汚水を放出することで、波を伴う水流を発生させて、導水渠１に形成されたブリッジを破壊し、スカムを移動方向に移動させる流路を形成することができる。そして、その流路において、水流によってスカムを移動させてスカム除去装置３に到達させ、導水渠１からスカムを除去することができる。また、１本の中空体５１が上流壁１３近傍からスカムピット堰３３の近傍まで延在し、その中空体５１の上流端５１ｕ部分にノズル５２を１つのみ配置しているので、複数のノズルを配置した従来のスカム移動装置と比較して、スカムがノズルに絡みついて、複数のノズルそれぞれが設けられた部分でスカムの移動が阻止されてしまうという不具合の発生を防止することができる。また、この実施形態では、第１右開口５１１Ｒと第１左開口５１２Ｌとを移動方向に沿って交互に配置しているので、中空体５１の幅方向両側に、スカムを下流側に移動させる流路を形成することができる。これにより、ある程度広い幅を有する導水渠１であっても、中空体５１の本数を増やすことなくスカムを移動方向に移動させることができる。なお、第１右開口５１１Ｒと第１左開口５１２Ｌから吐出された初期の残留ブリッジは、スカムの粘性によって左側壁１１または右側壁１２の一方に粘着していることがある。しかし、左側壁１１と右側壁１２の間に掛け渡された状態とは異なり、残留ブリッジは左側壁１１または右側壁１２の一方にのみ粘着しているので、左側壁１１または右側壁１２から容易に引き剥がすことができる。このため、上流側で吐出された流体による水流や上流側から流れてくるスカムに巻き込まれ、時間の経過とともに、左側壁１１または右側壁１２の一方に粘着した残留ブリッジも流下させることができる。この実施形態では、第１右開口５１１Ｒと第１左開口５１２Ｌとが交互に配置され移動方向に重なった位置には配置されていいなかったが、第１右開口５１１Ｒと第１左開口５１２Ｌとが移動方向の一部で重なって配置されていてもよい。

次に、第２実施形態のスカム移動装置５について説明する。これより後の説明では、これまで説明した構成要素の名称と同じ名称の構成要素には、これまで用いた符号を付して説明し、重複する説明は省略することがある。

図６は、第２実施形態のスカム移動装置を備えた導水渠における図１と同様の平面図である。

図６に示す導水渠１は、先の実施形態に示した導水渠１とは、導水渠１の移動方向における長さが約２倍である点と、スカム移動装置５が移動方向に並んで２つ設けられている点とが異なる。図６に示すように、この導水渠１には４つの沈殿池９が接続されている。２つのスカム移動装置５は、同一の構成をしている。上流側にあるスカム移動装置５の中空体５１は、上流壁１３近傍から導水渠１における移動方向の中央まで移動方向に沿って延在している。下流側にあるスカム移動装置５の中空体５１は、上流側にある中空体５１とは少し間隔をあけて導水渠１における移動方向の中央からスカムピット堰３３の近傍まで移動方向に沿って延在している。２つの中空体５１それぞれの上流端５１ｕ部分には吐出口５２１（図４参照）が配置されている。

この第２実施形態のスカム移動装置５を備えた導水渠１においては、上述した実施形態の効果に加え、スカム移動装置５を移動方向に並んで２つ設け、それぞれに設けられた吐出口５２１から汚水を吐出することで、導水渠１の移動方向における長さが長くても、移動方向に沿って上流側から下流側まで延在する流路を形成することができる。そして、先に示したスカム移動装置５と同様の作用によって、それぞれのスカム移動装置５がブリッジを破壊してスカムをスカム除去装置３に到達させ、導水渠１からスカムを除去することができる。なお、２つのスカム移動装置５を設ける代わりに、上流壁１３近傍からスカムピット堰３３の近傍まで延在する中空体５１を設置し、移動方向に向かって汚水を吐出する第１のノズル５２を上流壁１３近傍に配置し、同じく移動方向に向かって汚水を吐出する第２のノズル５２を中空体５１の中間部分に配置してもよい。すなわち、複数のノズル５２を中空体５１の延在方向に離間して配置したスカム移動装置５を用いてもよい。この場合、中空体５１の中間部分に孔をあけて第２のノズル５２を挿入すればよい。また、さらに移動方向に長い導水渠１にスカム移動装置５を設ける場合、３つ以上のスカム移動装置５を移動方向に間隔をあけて設けてもよい。

次に、第３実施形態のスカム移動装置５について説明する。

図７は、第３実施形態のスカム移動装置を備えた導水渠における図１と同様の平面図である。

図７に示す第３実施形態のスカム移動装置５は、図１に示したスカム移動装置５とは、スカム移動装置５が移動方向に間隔をあけて２つ設けられている点と、中空体５１の形状と、ノズル５２の形状と、気体供給装置７が設けられている点とが異なる。また、中空体５１とノズル５２が配置されている高さ位置が、図１に示したスカム移動装置５よりも下方である点も異なる。図７に示すように、第３実施形態のスカム移動装置５は、移動方向に間隔をあけて導水渠１に２つ配置されている。上流側に配置されたスカム移動装置５と下流側に配置されたスカム移動装置５は、同一形状をしている。以下、下流側に配置されたスカム移動装置５については、上流側に配置されたスカム移動装置５と重複する説明は省略することがある。

上流側に配置されたスカム移動装置５の中空体５１は、上流壁１３近傍から移動方向に沿って延在している。中空体５１は、内径１５０ｍｍで長さ２ｍの一本の管で構成されている。中空体５１の上流端５１ｕおよび下流端５１ｄは開放されている。中空体５１の側部には、上流側から見て中空体５１の右側部に形成された第２右開口５１Ｒと左側部に形成された第２左開口５１Ｌとが形成されている。第２右開口５１Ｒと左側部と第２左開口５１Ｌとは、移動方向および高さ方向において同一位置に配置されている。これらの第２右開口５１Ｒおよび第２左開口５１Ｌは、開口の一例に相当する。第２右開口５１Ｒと第２左開口５１Ｌとは、移動方向において一致した位置に配置されていることが望ましいが、完全に一致していなくてもよく、一部が重なった位置に配置されていればよい。第２右開口５１Ｒと第２左開口５１Ｌについては後に詳述する。上流側に配置されたスカム移動装置５の中空体５１の移動方向に沿った長さは、上流側に配置されたスカム移動装置５の中空体５１と下流側に配置されたスカム移動装置５の中空体５１との間隔よりも短い。上流側に配置されたスカム移動装置５の中空体５１の上流端５１ｕと、下流側に配置されたスカム移動装置５の中空体５１の上流端５１ｕとの間隔は１０ｍである。従って、上流側に配置されたスカム移動装置５の中空体５１と下流側に配置されたスカム移動装置５の中空体５１との間隔は８ｍである。また、下流側に配置されたスカム移動装置５の中空体５１の上流端５１ｕと、スカム除去装置３のスカム呑込口３３１との間隔も１０ｍである。なお、図７および図８では、上流側に配置されたスカム移動装置５の中空体５１と下流側に配置されたスカム移動装置５の中空体５１との間隔がやや短めに示されている。また、下流側に配置されたスカム移動装置５の中空体５１とスカム除去装置３のスカム呑込口３３１との間隔もやや短めに示されている。

図８は、図７に示した導水渠のＦ－Ｆ断面図である。

図８に示すように、上流側に配置されたスカム移動装置５の中空体５１は、導水渠１の天井１６から吊り下げられた支持部材１６１によって導水渠１における所定の位置に固定されている。支持部材１６１の下端部分は、中空体５１の移動方向中央部分に固定されている。導水渠１の水位が高水位ＨＷＬおよび標準水位ＳＷＬにあるときは、中空体５１は、第２右開口５１Ｒ全体と第２左開口５１Ｌ（図７参照）全体が水没した水没状態になる。導水渠１の水位が高水位ＨＷＬにあるときは、中空体５１の軸心５１ｃ（図９（ｂ）参照）は、水面から４００ｍｍ没した高さ位置にある。一方、導水渠１の水位が低水位ＬＷＬにあるときは、中空体５１は、第２右開口５１Ｒ全体と第２左開口５１Ｌ全体が大気中に露出した全露出状態になる。この低水位ＬＷＬにあるときは、中空体５１の軸心５１ｃは、水面から上方に１００ｍｍ離間した高さ位置にある。従って、低水位ＬＷＬと標準水位ＳＷＬの間の水位において、中空体５１は第２右開口５１Ｒと第２左開口５１Ｌの下側が水面よりも下に位置し、上側が大気中に露出した半露出状態になる。

上流側に配置されたスカム移動装置５のノズル用配管５３における汚水供給方向上流端と、下流側に配置されたスカム移動装置５のノズル用配管５３における汚水供給方向上流端は、一本の汚水供給管５４に接続されている。汚水供給管５４には、沈殿池９から吸い上げられた汚水が供給される。ただし、この吐出される汚水は沈殿池９以外から吸い上げられたものであってもよい。また、汚水の代わりに他の池や水道等の水を用いてもよい。ノズル用配管５３には、流量調整弁５３１および電動弁５３２が設置されている。電動弁５３２が開放されると、流量調整弁５３１によって調整された流量の汚水が電動弁５３２を通過してノズル５２に汚水が供給される。

図９（ａ）は、図８のＧ部を拡大して示す拡大図であり、図９（ｂ）は、同図（ａ）のＨ－Ｈ断面図である。図９（ａ）では、導水渠１を構成する部材は図示省略している。また、図９（ｂ）では、吐出口５２１と供給口７１以外の背景および断面を示すハッチングは図示省略している。

図９（ｂ）に示すように、中空体５１は、右方向の側部（図９（ｂ）では左側）に第２右開口５１Ｒを有し、左方向の側部（図９（ｂ）では右側）に第２左開口５１Ｌを有する円形の断面形状をしている。中空体５１によって内部空間Ｓが形成されている。内部空間Ｓは、中空体５１の内周面５１ａによって画定されている。したがって、内部空間Ｓは、上端および下端が閉塞し、左端および右端が開放された空間である。第２右開口５１Ｒと第２左開口５１Ｌの開口高さは４０ｍｍである。第２右開口５１Ｒと第２左開口５１Ｌの中心高さは、中空体５１の軸心５１ｃの高さと一致している。つまり、第２右開口５１Ｒと第２左開口５１Ｌは中空体５１の左右真横にそれぞれ配置されている。第２右開口５１Ｒと第２左開口５１Ｌとは、高さ方向において一致した位置に配置されていることが望ましいが、完全に一致していなくてもよい。加えて、第２右開口５１Ｒと第２左開口５１Ｌの中心高さは、中空体５１の軸心５１ｃの高さより高い位置にあってもよく、中空体５１の軸心５１ｃの高さより低い位置にあってもよい。第２右開口５１Ｒと第２左開口５１Ｌは、移動方向に沿った方向の長さの方が高さ方向の長さよりも長い、中空体５１の側面から視て長方形をした開口である。第２右開口５１Ｒと第２左開口５１Ｌは、中空体５１の上流端から３５０ｍｍ下流側から、中空体５１の下流端から５０ｍｍ上流側まで移動方向に沿って延在している。すなわち、第２右開口５１Ｒと第２左開口５１Ｌは、移動方向に沿って１６００ｍｍ延在している。これらの第２右開口５１Ｒと第２左開口５１Ｌは、吐出口５２１から内部空間Ｓに吐出された汚水を内部空間Ｓの外に放出する放出口として作用する。なお、第２右開口５１Ｒと第２左開口５１Ｌを中空体５１の側面全体に形成された態様にしてもよい。ただし、その態様では、中空体５１が二つに分割されてしまい、分割された下側の中空体５１を支持する支持部材１６１が追加で必要になるので第２右開口５１Ｒまたは第２左開口５１Ｌが形成されていない部分があることが好ましい。また、中空体５１の下流端と上流端のうちの一方の端部まで第２右開口５１Ｒと第２左開口５１Ｌを延在させると、中空体５１の強度が低下するため、両方の端部に第２右開口５１Ｒと第２左開口５１Ｌが形成されていない部分が設けることが望ましい。

図９（ａ）に示すように、ノズル５２の先端部分は、中空体５１の上流端５１ｕから中空体５１によって形成された内部空間Ｓ内に入り込んでいる。ノズル５２の先端部分は、内径８０ｍｍのパイプを左右から扁平につぶした長孔形状をしている。ノズル５２の先端には中空体５１の側部に向かう方向（幅方向）はつぶれ高さ方向に拡がった扁平な形状をした吐出口５２１が形成されている。吐出口５２１の最大高さは１１７ｍｍであり、吐出口５２１の幅方向の最大開口長は１８ｍｍである。吐出口５２１は、第２右開口５１Ｒと第２左開口５１Ｌの上流端よりも上流側で、中空体５１の上流端５１ｕよりも下流側に配置されている。上述したように、吐出口５２１は、内部空間Ｓに汚水を吐出できる範囲であれば中空体５１の上流端５１ｕよりも上流側に配置されていてもよく、上流端５１ｕと同じ位置に配置されていてもよい。すなわち、吐出口５２１は、中空体５１の上流端５１ｕ部分に配置されていればよい。また、吐出口５２１は、第２右開口５１Ｒと第２左開口５１Ｌの上流端よりも下流側に配置されていてもよい。ただし、その配置では、吐出口５２１よりも上流側にある、第２右開口５１Ｒと第２左開口５１Ｌの上流端部分からは汚水が放出されず、逆にエジェクタ効果によって内部空間Ｓの外部の汚水を第２右開口５１Ｒと第２左開口５１Ｌから吸い込んでしまうことがある。ノズル用配管５３からノズル５２に供給される汚水は、吐出口５２１から移動方向に向かって吐出される。吐出口５２１から吐出される汚水は、吐出流速に応じた速度の水流を内部空間Ｓ内に形成し、中空体５１の下流端５１ｄ、第２右開口５１Ｒまたは第２左開口５１Ｌから内部空間Ｓの外部に放出されていく。この第３実施形態では、吐出口５２１を幅方向につぶれ高さ方向に拡がった扁平な形状にしているので、吐出口５２１から吐出される汚水の吐出圧を高めるとともに吐出された汚水が側部に向かって拡がることが抑制されている。従って、吐出口５２１から吐出された汚水が第２右開口５１Ｒまたは第２左開口５１Ｌから内部空間Ｓの外部に一気に放出されることが抑制でき、第２右開口５１Ｒまたは第２左開口５１Ｌから放出される汚水の量が移動方向の下流側でも維持されやすくなる。また、中空体５１の下流端５１ｄからもある程度の汚水を放出させることができる。第２右開口５１Ｒまたは第２左開口５１Ｌ全体から汚水を放出することで、移動方向に沿った長い範囲でブリッジを破壊してスカムを側壁間に掛け渡された状態から解放することができる。

気体供給装置７は、導水渠１よりも上方の大気中から中空体５１まで延在する管で構成されている。気体供給装置７を構成する管の先端と後端は開放されている。気体供給装置７は、不図示の固定具によってノズル用配管５３に固定されている。気体供給装置７の先端部分は、中空体５１の上流端５１ｕから内部空間Ｓ内に入り込んでいる。気体供給装置７の先端には、気体を供給する供給口７１が形成されている。供給口７１は、吐出口５２１の近傍に配置されている。図９（ｂ）に示すように、この第３実施形態では、供給口７１は、吐出口５２１の下端近傍で、高さ方向において一部が吐出口５２１と重複する位置に配置されている。吐出口５２１から内部空間Ｓに向かって汚水が吐出されると、エジェクタ効果により気体供給装置７から空気が引き込まれて汚水とともに内部空間Ｓ内に供給される。供給された気体は、吐出口５２１から吐出された汚水と混ざり合いながら移動方向に移動し、中空体５１の下流端５１ｄ、第２右開口５１Ｒまたは第２左開口５１Ｌから内部空間Ｓの外部に放出されていく。この第３実施形態では、気体供給装置７として単なる管状あるいはホース状のものを用いるだけで気体を供給できるので、スカム移動装置５を安価に構成できる。なお、供給する空気量を増加させたい場合などには、空気を送るポンプを気体供給装置７の後端部分に設けてもよい。

また、気体供給装置７に代えて、または気体供給装置７とともに、ファインバブル水を供給するファインバブル水供給装置を設けてもよい。この場合、ファインバブル水の供給口は、吐出口５２１の近傍に配置することが好ましい。ノズル５２から汚水が吐出されると、ファインバブル水がエジェクタ効果により引き込まれるので、供給のためのポンプがなくてもファインバブル水を容易に内部空間Ｓ内に供給することができる。ただし、ファインバブル水を地上に配置した水槽に溜めておき水頭圧で供給してもよく、ポンプを用いて供給してもよい。なお、ファインバブル水とは、１００μｍ以下の微細気泡を含有した微細気泡含有液である。ファインバブル水は、直径が１μｍよりも大きく１００μｍ以下の気泡であるマイクロバブルを含有した液体であってもよく、直径が１μｍ以下の気泡であるウルトラファインバブルを含有した液体であってもよい。さらに、ファインバブル水は、マイクロバブルとウルトラファインバブルの両方を含有した液体であってもよい。ファインバブル水を供給することで導水渠１にある汚水を洗浄しながら移動させることができる。

図１０は、第３実施形態のスカム移動装置における作用を示す平面図である。図１０では、主に下流側に配置されたスカム移動装置５による作用が示されている。また、汚水供給管５４、沈殿池への流入口１２１、および流入扉１２２は図示省略している。

まず、導水渠１のスカムを導水渠１から除去する所定の時期に、ゲート３４を導水渠１の水位に応じた位置まで下降させる。これにより、水面付近においてスカム呑込口３３１からスカムピット３１に向かう汚水の流れが生じ、スカム呑込口３３１の周辺領域Ｎ３にあるスカムはスカムピット３１へ流れ込む。図１０では、スカムピット３１へ流れ込むことでスカムが水面から除去された周辺領域Ｎ３が左下向きの線で描かれたハッチングで示されている。このゲート３４を下降させて周辺領域Ｎ３のスカムをスカムピット３１へ流れ込ませる工程は、流入工程の一例に相当する。

次に下流側に配置されたスカム移動装置５の電動弁５３２を開放して下流側に配置されたスカム移動装置５の吐出口５２１から移動方向に向かって汚水を吐出する。吐出された汚水は内部空間Ｓ（図９（ｂ）参照）内に移動方向に向かう流体の流れを発生させる。吐出口５２１から内部空間Ｓ吐出された汚水は、左第２右開口５１Ｒと第２左開口５１Ｌ、および中空体５１の下流端５１ｄから放出される。この下流側に配置されたスカム移動装置５の吐出口５２１から汚水を吐出させて中空体５１から放出する工程は、下流側吐出工程の一例に相当する。導水渠１の左側壁１１と右側壁１２の間にスカムが掛け渡されてブリッジが形成されている場合、第２右開口５１Ｒと第２左開口５１Ｌ、および中空体５１の下流端５１ｄそれぞれから放出された汚水によってブリッジが破壊される。また、破壊されたブリッジを構成していたスカムは、導水渠１の水面近傍に生じた水流により移動方向に移動する。このブリッジが破壊されスカムが移動する様子を、各水位ごとに説明する。

導水渠１の水位が図８に示す低水位ＬＷＬにあるときは、中空体５１は、左第２右開口５１Ｒ全体、第２左開口５１Ｌ全体が大気中に露出した全露出状態になる。また、低水位ＬＷＬでは、中空体５１の下流端５１ｄ全体も大気中に露出した状態になる。図１０において右斜め下に向かう複数の実線の矢印に示されるように、内部空間Ｓに吐出された汚水のうちの一部は、第２右開口５１Ｒから移動方向に対して少し右方向に傾斜した角度で放出され、大気中を飛びつつ水面に向かって落下していく。そして、その汚水は、中空体５１の右側近傍領域である第４近傍領域Ｎ４に降り注ぐ。また、図１０において右斜め上に向かう複数の実線の矢印に示されるように、内部空間Ｓ内に吐出された汚水のうちの別の一部は、第２左開口５１Ｌから、移動方向に向かって少し左方向に傾斜した角度で放出され、大気中を飛びつつ水面に向かって落下していく。そして、その汚水は、中空体５１の左側近傍領域である第５近傍領域Ｎ５に降り注ぐ。さらに、図１０において右方向に向かう２本の実線の矢印に示されるように、内部空間Ｓ内に吐出された汚水のうち、左第２右開口５１Ｒと第２左開口５１Ｌから放出されなかった汚水は、中空体５１の下流端５１ｄから移動方向に向かって放出される。そして、その汚水は、中空体５１の下流近傍領域である下流近傍領域Ｎ６に降り注ぐ。これらにより、第４近傍領域Ｎ４、第５近傍領域Ｎ５、および下流近傍領域Ｎ６でブリッジを構成していたスカムが崩れ、それらの領域のブリッジは破壊される。第４近傍領域Ｎ４および第５近傍領域Ｎ５それぞれは、左第２右開口５１Ｒと第２左開口５１Ｌの移動方向の長さに対応して延在する長孔状の領域であり、図１０ではクロスハッチングで示されている。また、下流近傍領域Ｎ６は、下流端５１ｄから放出された汚水の勢いに応じた長さの長孔状の領域であり、図１０では右下向きの線で描かれたハッチングで示されている。

第４近傍領域Ｎ４、第５近傍領域Ｎ５、および下流近傍領域Ｎ６でブリッジを構成していたスカムは、水面に浮遊するスカムになる。また、第４近傍領域Ｎ４および第５近傍領域Ｎ５に挟まれた領域には、島状のスカムが形成される。さらに、放出された汚水が水面に達することで、水面近傍には移動方向に向かう水流と波が形成される。浮遊するスカムおよび島状のスカムは、形成された水流によって移動方向に移動していく。これにより、第４近傍領域Ｎ４、第５近傍領域Ｎ５、および下流近傍領域Ｎ６の下流側にあるブリッジが移動方向に押されてスカムが無い周辺領域Ｎ３に移動してスカム呑込口３３１からスカムピット３１へ流れ込んでいく。さらに、形成された波によって、第４近傍領域Ｎ４、第５近傍領域Ｎ５、および下流近傍領域Ｎ６の周囲でブリッジを構成していた残留ブリッジも徐々に破壊されて水流にのって移動方向に移動していく。電動弁５３２を所定時間開放したままにすることで、これらの作用により、中空体５１の第２右開口５１Ｒと第２左開口５１Ｌの上流端近傍よりも下流側にあるスカムの殆どをスカムピット３１へ移動させることができる。

導水渠１の水位が図８に示す標準水位ＳＷＬまたは高水位ＨＷＬにあるときは、中空体５１は、左第２右開口５１Ｒ全体、第２左開口５１Ｌ全体が全体が水面よりも下に位置した水没状態になる。また、標準水位ＳＷＬまたは高水位ＨＷＬでは、中空体５１の下流端５１ｄ全体も水面よりも下に位置した水没状態になる。水没状態にある場合、吐出口５２１から内部空間Ｓ内に吐出された汚水によってエジェクタ効果が生じ、内部空間Ｓの外部にある汚水が中空体５１の上流端５１Ｕから内部空間Ｓに吸い込まれていく。図１０には、エジェクタ効果で内部空間Ｓに吸い込まれる汚水の様子が破線の矢印で示されている。内部空間Ｓに吸い込まれた汚水および吐出口５２１から内部空間Ｓ吐出された汚水は、左第２右開口５１Ｒと第２左開口５１Ｌ、および中空体５１の下流端５１ｄから放出される。第２右開口５１Ｒ、第２左開口５１Ｌ、および中空体５１の下流端５１ｄから水中に放出された汚水は導水渠１内に水流を作り出し、この水流によって水面近傍に波を生じさせる。なお、上述したように想定される水位変動は５００ｍｍであるので、水没状態においても第１右開口５１１Ｒが水中深く水没して水面から大きく離間してしまうことはない。しかも、気体供給装置７の供給口７１から空気が供給され、内部空間Ｓにおいて流れている汚水と混ざり合う。このため、中空体５１から放出された汚水は、混ざり合った空気によって水面に向かって上昇しやすくなる。また、中空体５１から放出された汚水によって生じた水流は、先に説明した、中空体５１が全露出状態にあるときに生じる水流よりも強い流れである。加えて、全露出状態と比較して、波も高く形成される。この高い波を伴う強い水流がブリッジに衝突することで、ブリッジが破壊されていく。第２右開口５１Ｒから放出された汚水によって生じた波を伴う水流は、第２右開口５１Ｒから移動方向に対して少し右方向に傾斜した角度に進んでいく。その水流によって第４近傍領域Ｎ４のブリッジが破壊されていく。また、第２左開口５１Ｌから放出された汚水によって生じた波を伴う水流は、第２左開口５１Ｌから、移動方向に対して少し左方向に傾斜した角度に進んでいく。その水流によって第５近傍領域Ｎ５のブリッジが破壊されていく。さらに、中空体５１の下流端５１ｄから放出された汚水によって生じた波を伴う水流は、移動方向に向かって進んでいく。その水流によって下流近傍領域Ｎ６のブリッジが破壊されていく。

そして、全露出状態の場合と同様に、浮遊するスカムと島状のスカムが形成され、それらのスカムは、形成された水流によって移動方向に移動していく。これにより、第４近傍領域Ｎ４、第５近傍領域Ｎ５、および下流近傍領域Ｎ６の下流側にあるブリッジが移動方向に押されてスカムが無くなっている周辺領域Ｎ３に移動してスカム呑込口３３１からスカムピット３１へ流れ込んでいく。さらに、形成された波によって、第４近傍領域Ｎ４、第５近傍領域Ｎ５、および下流近傍領域Ｎ６の周囲でブリッジを構成していた残留ブリッジも徐々に破壊されて水流にのって移動方向に移動していく。加えて、中空体５１の上流端５１ｕでは、エジェクタ効果で付近の汚水が吸い込まれていくので、上流端５１ｕ近傍のブリッジも破壊されていく。なお、中空体５１の第２右開口５１Ｒと第２左開口５１Ｌと、吐出口５２１との位置関係にもよるが、第２右開口５１Ｒと第２左開口５１Ｌの上流端近傍でもエジェクタ効果で付近の汚水が吸い込まれていくことがある。電動弁５３２を所定時間開放したままにすることで、これらの作用により、中空体５１の上流端５１ｕ近傍よりも下流側にあるスカムの殆どをスカムピット３１へ移動させることができる。

導水渠１の水位が低水位ＬＷＬと標準水位ＳＷＬの間にあるとき、中空体５１は、左第２右開口５１Ｒ、第２左開口５１Ｌ、および中空体５１の下流端５１ｄの下側が水面よりも下に位置し、上側が大気中に露出した半露出状態になることがある。この半露出状態においては、左第２右開口５１Ｒ、第２左開口５１Ｌ、および中空体５１の下流端５１ｄの上側とそれらの下側それぞれから汚水が放出される。そして、左第２右開口５１Ｒ、第２左開口５１Ｌ、および中空体５１の下流端５１ｄの上側から大気中に放出された汚水によって、全露出状態と同様の作用が生じる。また、左第２右開口５１Ｒ、第２左開口５１Ｌ、および中空体５１の下流端５１ｄの下側から水中に放出された汚水によって、水没状態にあるときと同様の作用が生じる。これらに作用により、水没状態および全露出状態と同じくブリッジを破壊して、水面に浮遊するスカムをスカム除去装置３まで移動させることができる。

下流側に配置されたスカム移動装置５の電動弁５３２を閉塞した後、上流側に配置されたスカム移動装置５の電動弁５３２を開放して上流側に配置されたスカム移動装置５の吐出口５２１から移動方向に向かって汚水を吐出する。この上流側に配置されたスカム移動装置５の吐出口５２１から汚水を吐出させて中空体５１から放出する工程は、上流側吐出工程の一例に相当する。これにより、上述した下流側に配置されたスカム移動装置５の吐出口５２１から移動方向に向かって汚水を吐出したときと同様に、上流側に配置されたスカム移動装置５の中空体５１の上流端５１ｕ近傍または第２右開口５１Ｒと第２左開口５１Ｌの上流端よりも下流側にあるスカムを移動させることができる。移動したスカムは、下流側に配置されたスカム移動装置５の中空体５１と移動方向において重なった位置にある水面か、下流側に配置されたスカム移動装置５よりも下流側の水面に漂う。

上流側に配置されたスカム移動装置５の電動弁５３２を閉塞した後、下流側に配置されたスカム移動装置５の電動弁５３２を再度開放して下流側に配置されたスカム移動装置５の吐出口５２１から移動方向に向かって汚水を吐出する。これにより、下流側に配置されたスカム移動装置５の中空体５１と移動方向において重なった位置にある水面か、下流側に配置されたスカム移動装置５よりも下流側の水面にに漂っていたスカムをスカムピット３１へ移動させることができる。スカムがスカムピット３１に移動するのに必要な所定時間が経過したら、ゲート３４を上昇させてスカム呑込口３３１を閉塞し、下流側に配置されたスカム移動装置５の電動弁５３２も閉塞する。そして、スカムポンプ３２を所定時間駆動してスカムを外部に送り出して処理を修了する。なお、上流側に配置されたスカム移動装置５の電動弁５３２と下流側に配置されたスカム移動装置５の電動弁５３２を同時に開放してもよい。すなわち、下流側吐出工程と上流側吐出工程とを同時に実行してもよい。また、ゲート３４を導水渠１の水位に応じた位置まで下降させるのと同時に下流側に配置されたスカム移動装置５の電動弁５３２を開放してもよい。すなわち、流入工程と下流側吐出工程とを同時に実行してもよく、流入工程と下流側吐出工程と上流側吐出工程の３つを同時に実行してもよい。

この第３実施形態によっても、波を伴う水流を発生させて、導水渠１に形成されたブリッジを破壊し、スカムを移動方向に移動させることができる。そして、水流によってスカムを移動させてスカム除去装置３に到達させることで、導水渠１からスカムを除去することができる。なお、この第３実施形態のスカム移動装置５を、導水渠１の移動方向に間隔をあけて３つ以上並べて設置してもよい。

本発明は上述の実施形態に限られることなく特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形を行うことが出来る。たとえば、本実施形態では、導水渠１にスカム移動装置５を配置する例を用いて説明したが、沈殿池９にスカム移動装置５を配置してもよい。また、水面にスカムが発生する設備であれば、汚水処理施設に設けられた他の設備などにスカム移動装置５を配置してもよい。また、中空体５１は、円弧状の断面形状をした中空体５１で構成されていたが、側面に開口を有していれば断面が多角形状の中空体５１としてもよい。また、中空体５１は、全露出状態にも状態変化する高さに固定されていたが、半露出状態と、水没状態にのみ状態変化する高さに固定されたものであってもよい。また、中空体５１を、導水渠１の幅方向中央に配置する例を示したが、中空体５１を導水渠１の幅方向の一端部分に配置してもよい。幅方向の一端部分に配置する場合、他端側の側部のみに開口を設けることが望ましい。

以上説明した各実施形態のスカム移動装置５によれば、例えブリッジが形成されていてもスカムをスカム除去装置３まで移動させることが可能になる。なお、ここではスカムを対象にしたスカム移動装置について説明したが、粘性を有するスカム以外の浮遊物を対象にしたとしても本実施形態と同様の効果を奏する。

なお、以上説明した実施形態の記載それぞれにのみ含まれている構成要件であっても、その構成要件を、他の実施形態に適用してもよい。

５ スカム移動装置
５１ 中空体
５１ａ 内周面
５１Ｒ 第２右開口
５１Ｌ 第２左開口
５１１Ｒ 第１右開口
５１２Ｌ 第１左開口
５２１ 吐出口
Ｓ 内部空間

Claims (8)

1. 水面に浮かぶスカムを所定の移動方向に移動させるスカム移動装置であって、
   前記移動方向に沿って延在した中空体と、
   前記中空体の内周面によって画定された内部空間に流体を吐出する吐出口とを備え、
   前記中空体は、円筒状であって、該中空体の側部に、前記移動方向に沿って延在する開口が該中空体の軸心と一致した高さに形成されたものであり、
   前記吐出口は、前記内部空間内であって前記中空体の上流端に配置され、前記流体を該中空体の軸方向に向かって吐出するものであることを特徴とするスカム移動装置。
2. 前記中空体は、固定されたものであって、水位の変動に応じて、前記開口の少なくとも一部が大気中に露出した露出状態と該開口全体が水面よりも下に位置した水没状態とに状態変化するものであることを特徴とする請求項１記載のスカム移動装置。
3. 前記開口は、前記移動方向の上流側から見て前記中空体の右側部に形成された右開口と該中空体の左側部に形成された左開口とから構成され、
   前記右開口と前記左開口は、前記移動方向に沿って交互に配置されたものであることを特徴とする請求項１または２記載のスカム移動装置。
4. 前記開口は、前記移動方向の上流側から見て前記中空体の右側部に形成された右開口と該中空体の左側部に形成された左開口とから構成され、
   前記右開口と前記左開口は、前記移動方向において重なった位置に配置されたものであることを特徴とする請求項１または２記載のスカム移動装置。
5. 前記内部空間に気体を供給する供給口を備えたことを特徴とする請求項１から４のうちいずれか１項記載のスカム移動装置。
6. 前記吐出口は、前記側部に向かう方向はつぶれ高さ方向に拡がった扁平な形状のものであることを特徴とする請求項１から５のうちいずれか１項記載のスカム移動装置。
7. 前記中空体は、前記移動方向に間隔をあけて複数設けられたものであり、
   前記吐出口は、前記中空体それぞれにおける、前記移動方向の上流端部分に配置されたものであることを特徴とする請求項１から６のうちいずれか１項記載のスカム移動装置。
8. 前記中空体は、前記移動方向に沿った長さが、前記間隔よりも短いものであることを特徴とする請求項７記載のスカム移動装置。

Images