JP2005270719A - 沈砂池における揚砂搬送システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】複数の沈砂池Sごとに沈砂を揚砂するようにした揚砂ポンプP1と、各沈砂池Sの揚砂ポンプP1からの揚砂を集めて固形物と水とを分離する固液分離装置9まで搬送するようにした揚砂ポンプP1の容量より大容量の揚砂搬送ポンプP2とより構成する。
【選択図】図2
Description
そして、沈砂池の底部に沈降した沈砂は、サンドポンプ、ジェットポンプ等からなる揚砂装置にて吸い上げ、吸い上げた揚砂を、搬送シュート、コンベア等の搬送手段を用いて沈砂池から固液分離装置へ搬送し、固液分離装置により所要の含水率まで低下させるようにしている。
このため、特に、複数の沈砂池を有する大規模な下水処理場等においては、各沈砂池に対応して、サンドポンプ、ジェットポンプ等からなる揚砂装置に加えて、さらに、搬送シュート、コンベア等の搬送手段や固液分離装置を要し、また、揚砂ポンプの埋没を避けるために、揚砂、搬送に多量の水が必要となり、装置が大規模化し、設備費が高くなるという問題があった。
この沈砂池における揚砂搬送システムは、下水処理場等に複数設置された沈砂池S(本実施例においては、4列に並列して設置された沈砂池S1、S2、S3、S4)に、それぞれ小容量で比較的低揚程の揚砂ポンプP1を備え、この各沈砂池Sの揚砂ポンプP1からの揚砂を分岐揚砂管81、82、83、84及び揚砂管8、さらに、揚砂ポンプの容量より大容量の1台の揚砂搬送ポンプP2を介して、固液分離装置9まで搬送するようにしている。
そして、固液分離装置9で固液分離された水を、揚砂ポンプP1の揚砂用水として給水できるようにしている。
また、沈砂池S1、S2、S3、S4の一端側にゲートGをそれぞれ設け、ゲートGを介して沈砂池S1、S2、S3、S4内に汚水が導入されるようにする。
さらに、より確実に集砂槽Sp内への集砂が行われるように、池底面Sbに沿って複数の集砂ノズルN1、N2、N3、Nnを配設し、各集砂ノズルN1、N2、N3、Nnへ集砂用給水を行うように構成することもできる。なお、この集砂ノズルN1、N2、N3、Nnへの給水は、沈砂池S内に別設した集砂水ポンプP3にて、各集砂ノズルN1、N2、N3、Nnへ配管した集砂管P4を介して行うようにする。
これにより、給水口3hからの給水は、自然と旋回流となり、揚砂用スクリュー2によって揚砂された砂との混合が促進されるとともに、排出用ケーシング4内で発生させる渦流をインペラー5の回転力のみで発生させるよりも効率が良く、その分インペラー5の動力を低減することができる。
これにより、インペラー5の回転数を、従来の揚砂ポンプの回転数(約1800rpm)の1/4程度の400〜600rpm、より具体的には、500rpm程度に下げることができ、インペラー5の摩耗を著しく低減することができる。
なお、このインペラー5は、円筒形の排出用ケーシング4内において、その一側面側、特に限定されるものではないが、例えば、図3に示すように、給水・混合用ケーシング3との接続側と反対側内側面に添うようにして配設するのが望ましい。
これにより、排出用ケーシング4内にて回転するインペラー5により発生する旋回流に乗って揚砂と水との混合体が、排出用ケーシング4の外周面に突設した吐出口42からの吐出をより円滑に行えるようになる。
このスクリュー軸21の先端は、スラストベアリング或いはコロ軸受などの軸受6aにて回転可能に支持するとともに、スクリュー軸先端部分でそれぞれその取付位置を異なるようにして歯数の異なる2つのベベルギア61、62を同心的に取り付ける。
なお、このインペラー軸51は、スクリュー軸21と同様に、スラストベアリング或いはコロ軸受等の軸受6a及びメカニカルシール6cを介して回転可能に支持するとともに、中空状のインペラー軸51内に挿通するスクリュー軸21との間にもメカニカルシール6cを配設する。
これにより、スクリュー軸21は、スラストベアリング或いはコロ軸受などの軸受6aとメカニカルシール6cにて片持ち式に支持されるようにする。
このインペラー軸51の先端は、インペラー5の中央部に一体に形成したボス部52にビス止め等にて固定し、これによりインペラー軸51とインペラー5は一体なって回転するようにする。
また、この高速軸64を貫通するようにして多段式の遊星歯車ユニット67を配設し、この遊星歯車ユニット67の低速軸68にベベルギア69を固定し、このベベルギア69をベベルギア62と噛合する。
また、ベベルギア69内を貫通する高速軸64とベベルギア69間にはブッシュ6bを配設し、このブッシュ6bを介して高速軸64とベベルギア69とは同心的に支持するもそれぞれ異速で回転可能とする。
なお、モータ63にて駆動される2つのベベルギア66、69及びこれらと互いに噛合するベベルギア61、62をハイポイドギアで構成することも可能である。
各揚砂ポンプP1に配管する給水管7の各分岐管7cにはそれぞれ給水弁7bを配設し、給水弁7bの開閉操作にて給水、給水停止を行えるようにする。
この場合、揚砂搬送ポンプP2が揚砂等にて詰まりが生じたり、他の故障が発生しても、支障なく揚砂搬送を行えるよう、揚砂搬送ポンプP2と同じ能力を有する予備の揚砂搬送ポンプ及び揚砂搬送管よりなる予備配管ルートを並列的に設置しておき、いずれか一方の揚砂搬送ポンプP2を使用するようにすることが望ましい。なお、この双方の揚砂搬送管10には弁10bを配設し、いずれか一方の配管ルートを選択的に使用できるようにする。
なお、受水槽11内にはボールタップ等を介して一定水位に給水可能なように給水管14を配管することができる。
汚水を導入する前に、一旦ゲートGを閉めて、揚砂ポンプP1の吸水管15により、各沈砂池S1、S2、S3、S4の水を排出し、各沈砂池S1、S2、S3、S4を空にしておく。
ゲートGを開いて、給水口(図示省略)より各沈砂池S1、S2、S3、S4に汚水を導入する。この場合、汚水の導入はバッチ方式、連続方式のいずれにても行うことができる。汚水の導入を停止するには、ゲートGを閉じることにより行う。
沈砂池S内に導入された汚水中の固形分である土砂は、その重力分離により沈降する。この沈砂を集砂ノズルN1、N2、N3、Nnより集砂水を噴射することにより集砂槽Sp内に集砂し、この集砂量が設定以上に達すると、揚砂ポンプP1に給水しながら駆動することにより、集砂槽Sp内に集砂された沈砂は、トラフ1内にて回転可能される揚砂用スクリュー2にてトラフ1内へ掻き揚げられ、搬送されるとともに、給水・混合用ケーシング3内にて回転するインペラー5と給水管7より給水される水とによって混合され、かつ、インペラー5の作用にて、各揚砂ポンプP1よりそれぞれ分岐揚砂管81、82、83、84より吐出され、揚砂管8にて集められて揚砂搬送ポンプP2に供給される。
そして、特に、揚砂ポンプP1に、埋没防止機構として、トラフ1内に回転可能に挿通された揚砂用スクリュー2を備えることにより、揚砂ポンプP1が砂に埋没しても揚砂を継続して行うことができることから、揚砂ポンプP1の吐出量を低減でき、これにより、揚砂ポンプP1の動力を抑制することができる。
すなわち、従来の揚砂ポンプは、閉塞しやすく、埋没することによって動作不能となるため、沈砂池の池底に沈降した沈砂を短時間で処理する必要があり、このため、揚砂ポンプP1の吐出量(動力)を多めに設計する必要があった。
これに対して、本実施例においては、揚砂ポンプP1に、揚砂ポンプP1が砂に埋没しても揚砂を継続して行うことができることから、沈砂を短時間で処理する必要がなく(沈砂量がある瞬間ピークを迎え、多量の沈砂により揚砂ポンプP1が砂に埋没しても、揚砂を継続して行うことにより、沈砂量の次のピークを迎えるまでに揚砂できればよい。)、このため、揚砂ポンプP1の吐出量を従来の1/2〜1/3に低減でき、これにより、揚砂ポンプP1の動力を従来の1/2〜1/3に抑制することができる。
このような場合、ゲートGを閉じ、集砂槽内に沈降した沈砂を、揚砂ポンプP1及び揚砂搬送ポンプP2の駆動により順次揚砂するとともに、排水も揚砂ポンプP1による吸水により同時に行われる。
そして、集砂槽Sp内の沈砂量及び残留水が少なくなって、揚砂ポンプP1による揚砂、排水が行われなくなると、給水弁7bを閉じ給水管7からの吸水を停止するとともに、吸水管15から直接集砂槽Sp内の水を分岐揚砂管81、82、83、84及び揚砂管8、さらに、揚砂搬送ポンプP2を介して吸水し、これにより、集砂槽Sp内を含めて沈砂池S内の水抜きを確実に行うことができる。
なお、この揚砂作業時或いは沈砂池内の水抜き時等に、1つの揚砂搬送ポンプP2及び揚砂搬送管10が沈砂等にて詰まると、予備用の配管ルートを利用して継続的に揚砂排出を行うことができる。
この沈砂池における揚砂搬送システムは、揚砂搬送ポンプP2を地上設置型とし、かつ沈砂池を空にする場合において、水抜きを別設の排水ポンプP3を利用して行うようにしている。
駆動装置6のギアボックス60内の基本構成は、第1実施例に示す構成と同じようにするが、排出用ケーシング4とギアボックス60間に中空状のシールボックス6sを取り付け、このシールボックス6s内にインペラー軸51を挿通するとともに、インペラー軸51の外周面とシールボックス6sの内周面間にグランドパッキン6fを配設し、これをパッキン押さえ6tにて押圧するように構成する。なお、このシールボックス6sにはドレン抜き6dとオイルシール6eを備える。
この排水ポンプP5は、各沈砂池S1、S2、S3、S4間で移動可能にしたもので、具体的には、排水ポンプP3を吊上装置16にて吊垂し、並列する沈砂池Sの1つに吊り降ろし、沈砂地Sの水抜きを行った後、隣或いは他の沈砂池Sに移動して排水し、以下、同様にして、順次沈砂池Sの排水を行うようにしたものである。
N1、N2、N3、Nn 集砂ノズル
Sp 集砂槽
P1 揚砂ポンプ
P2 揚砂搬送ポンプ
P3 集砂水ポンプ
P4 集砂管
P5 排水ポンプ
1 円筒形のトラフ
2 揚砂用スクリュー
3 給水・混合用ケーシング
4 排出用ケーシング
5 インペラー
6 駆動装置
7 給水管
8 揚砂管
81、82、83、84 分岐揚砂管
9 固液分離装置
10 揚砂搬送管
11 受水槽
12 排水管
13 配管
14 給水管
15 吸水管
16 吊上装置
Claims (7)
- 複数の沈砂池ごとに沈砂を揚砂するようにした揚砂ポンプと、各沈砂池の揚砂ポンプからの揚砂を集めて固形物と水とを分離する固液分離装置まで搬送する揚砂ポンプの容量より大容量の揚砂搬送ポンプとより構成したことを特徴とする沈砂池における揚砂搬送システム。
- 固液分離装置で分離した水を、受水槽を介して揚砂ポンプに給水するようにしたことを特徴とする請求項1記載の沈砂池における揚砂搬送システム。
- 揚砂ポンプが、トラフ内に回転可能に挿通された揚砂用スクリューを備えていることを特徴とする請求項1又は2記載の沈砂池における揚砂搬送システム。
- 揚砂ポンプが、トラフ上端部に配設された給水した水と前記揚砂用スクリューによって揚砂された砂とが混合されるようにした給水・混合用ケーシングと、該給水・混合用ケーシングに隣接され、内部にインペラーを配設した排出用ケーシングとを備えていることを特徴とする請求項3記載の沈砂池における揚砂搬送システム。
- インペラーの回転数を400〜600rpmに、インペラーの外径を400〜600mmに設定したことを特徴とする請求項4記載の沈砂池における揚砂搬送システム。
- 揚砂ポンプの駆動にて沈砂池内の残留水を揚水するようにした吸水管を揚砂ポンプに配設したことを特徴とする請求項1、2、3、4又は5記載の沈砂池における揚砂搬送システム。
- 各沈砂池間で移動可能な1台の排水ポンプにより沈砂池内の残留水を揚水するようにしたことを特徴とする請求項1、2、3、4又は5記載の沈砂池における揚砂搬送システム。
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