JP2011101855A - 汚濁水流入装置、及び沈殿槽 - Google Patents

Abstract

【課題】沈殿槽内に流入する汚濁水の勢いを弱めながらも、スカムを浮上しやすくすることである。
【解決手段】沈殿槽本体１の中心に設けられた回転軸１６の周囲をバッフルプレート２２で取り囲み、沈殿槽本体１の外側から内側に汚濁水流入管２１を突入させ、バッフルプレート２２の下側から汚濁水流入管２１の先部２１ｄを上向きにして挿入してある汚濁水流入装置２において、水面よりも下の高さまでバッフルプレート２２を水没させてある。
【選択図】 図１

Description

本発明は、汚泥処理施設や下水処理施設等において用いられる沈殿槽（沈殿池）に汚濁水を供給し、その上で汚濁水の勢いを弱めるための汚濁水流入装置、及びその汚濁水流入装置を使用する沈殿槽に関する。

沈殿槽では、次のようにして汚濁水から汚泥及びスカムを除去する。沈殿槽に汚濁水が流入されると、汚泥が底に沈んでいき、スカムが浮上する。汚泥は沈殿槽本体の底で回転する汚泥掻寄板によって掻き寄せられて回収され、スカムは沈殿槽本体の水面上で回転するスカム掻寄板によって掻き寄せられて、ガイド板の上に導かれた後にその奥側に隣接するスカム排出樋に落下し、回収される。一方、汚泥及びスカムが除去された汚水（上澄水）は越流堰を乗り越えて別の槽に放出される。

そして、次のものが知られている（特許文献１）。これは、フィードウェルと呼ぶバッフルプレートを沈殿槽本体の中心に設置された回転軸の周りを取り囲むように設け、しかも、バッフルプレートの上部を水面上に突出する状態で配置してある。また、汚濁水流入管を沈殿槽本体の外側から内側に挿入し、汚濁水流入管の先部を上に向け、この上に向けた先部をバッフルプレートの下側から内部に挿入している。そして、沈殿槽本体の外部からバッフルプレート内に供給された汚濁水が、沈降作用により上澄水と汚泥に分離されると説明されている。

特開２００３−７５４２９号公報

しかしながら、バッフルプレートが水面上に突出するものであると、バッフルプレートの下側から上向きに汚濁水が供給されたにも関わらず、バッフルプレート内での対流作用により、バッフルプレートの下側に汚濁水が向かうことになる。汚濁水には沈降する汚泥だけでなく、浮上するスカムも含まれている。従って、対流作用により汚濁水がバッフルプレートの下側に向かうのでは、せっかくのスカムの浮上力を無駄にすることになり、スカムが浮上するまでに要する時間が長くなるし、沈殿槽本体内での汚濁水の滞留時間が短ければ、上澄水に含まれるスカムの割合が増えることになる。

本発明は上記実情を考慮して創作されたもので、その解決しようとする課題はスカムを浮上しやすくすることである。

本発明は、沈殿槽本体の中心に設けられた回転軸の周囲をバッフルプレートで取り囲み、沈殿槽本体の外側から内側に汚濁水流入管を突入させ、バッフルプレートの下側から汚濁水流入管の先部を上向きにして挿入してある汚濁水流入装置を前提とする。

そして、請求項１の発明は、水面よりも下の高さまでバッフルプレートを水没させてあることを特徴とする。

また、バッフルプレートを固定する場合、沈殿槽本体の内周面に固定しても良い。例えば、沈殿槽本体の内周面とバッフルプレートの外周面の間に放射状に延長する支持アームを介在させるようにする。しかしながら、構造の単純さを考慮すると、次のようにすることが望ましい。即ち、請求項２の発明のように、バッフルプレートを回転軸に固定してあることである。

バッフルプレート内では汚濁水の上昇気流が発生するので、バッフルプレートがないものに比べればスカムが平面視してバッフルプレートで囲まれた内側領域に浮上し易い。従って、スカムが浮上し易い領域からスカムを回収してスカムの回収効率を向上するには、次のようなものが望ましい。即ち、請求項３の発明のように、請求項１又は２記載の汚濁水流入装置と、沈殿槽本体と、沈殿槽本体の底に溜まる汚泥を回収する汚泥回収装置と、沈殿槽本体の水面に浮上するスカムを回収するスカム回収装置と、汚濁水からスカム及び汚泥が取り除かれた汚水を排出する汚水排出装置とを備える沈殿槽において、スカム回収装置は、回転軸を中心にして水面付近で回転するスカム掻寄板であって回転軸から平面視放射状に延長するものと、水面付近に配置される勾配の付いたガイド板であってスカム掻寄板が擦りながら通過するものと、ガイド板の円周方向奥側に配置されるスカム排出樋と、スカム排出樋に連結するスカム排出管を備えるものであって、スカム掻寄板が、バッフルプレートに対する内側領域及び外側領域の双方の真上に浮くスカムを掻き寄せるものである。

請求項１の発明は、バッフルプレートを水面よりも下まで水没させてあるので、バッフルプレートの下側から上向きに供給された汚濁水によってバッフルプレート内では上向きの流れが生じ、続いてバッフルプレートよりも上側では横向きに広がるような流れが生じることになる。従って、スカムが浮上し易くなる。

請求項２の発明は、バッフルプレートを回転軸に固定するので、構造が単純でありながらも、スカムの浮上効果が充分に得られる優れたものである。

請求項３の発明は、スカムの浮上し易い領域、すなわちバッフルプレートで囲まれた内側領域の真上だけでなく、バッフルプレートよりも外側領域の真上に浮くスカムをも、スカム掻寄板が掻き寄せるものであるので、スカムの回収効率が高いものである。

沈殿槽の概要を示す断面図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 越流樋と沈殿槽本体の周壁とスカム排出樋との関係を示す拡大断面図である。 （イ）（ロ）図は外周側及び内周側におけるスカム排出樋とスカム掻寄板との関係を示す断面図である。

沈殿槽は図１又は図２に示すように、沈殿槽本体１と、沈殿槽本体１内へ汚濁水を流入させつつその流入時の勢いを弱める汚濁水流入装置２と、沈殿槽本体１の底に溜まる汚泥を回収する汚泥回収装置３と、沈殿槽本体１の水面に浮上するスカムＳを回収するスカム回収装置４と、汚濁水からスカムＳ及び汚泥が取り除かれた汚水（上澄水）を排出する汚水排出装置５とを備えるものである。以下、これらの構成について詳述する。

沈殿槽本体１は例えばコンクリート製であって、平面視すると、周壁１１の内周面が円形となっている。そして、内周面を円筒状にしてある周壁１１の下端部が床壁１２で塞がれている。床壁１２の上面は、中心部が周囲に比べて深くなるテーパー面に形成されている。周壁１１の上端部には天井１３が設けられ、天井１３にはモータ１４（減速モータ）及びベアリング１５が載せられている。そして、モータ１４によって回転させる回転軸１６がベアリング１５によって沈殿槽本体１の中心位置において吊り下げられている。

汚濁水流入装置２は、周壁１１の外側から内側に汚濁水流入管２１を導いている。汚濁水流入管２１は、沈殿槽本体１の外側で下方に向かう部分２１ａと、沈殿槽本体１の中心部付近にまで横向きに延長する部分２１ｂと、コーナー部２１ｃと、上向きに延長する先部２１ｄとを有している。このコーナー部２１ｃの外周側には、先部２１ｄの口径よりもかなり小さな逃げ孔ｈをあけてある。また、円筒状のバッフルプレート２２が回転軸１６を中心にして同心円状に設けられている。バッフルプレート２２は、その全周の複数箇所を、回転軸１６に対して放射状に延長する複数本の支持アーム２３によって固定された状態で、水面下に配置されている。また、バッフルプレート２２の中央部付近の下側からその内部に汚濁水流入管２１の先部２１ｄが挿入されている。

汚濁水流入管２１の先部２１ｄからバッフルプレート２２内に上向きに放流された汚濁水は、バッフルプレート２２内では上向きの流れとなり、続いてバッフルプレート２２よりも上側では横向きに広がるような流れとなって、その勢いが弱まる。そして、バッフルプレート２２に対する内側領域及び外側領域の双方の真上には、汚濁水に含まれるスカムＳが浮上し、一方、汚濁水に含まれる汚泥が沈む。また、汚濁水の上向きの流れを利用して、スカムＳが浮き易くなり、バッフルプレート２２の上側つまり沈殿槽本体１の中心側にスカムＳが集中し易くなっている。なお、汚濁水の大半は汚濁水流入管２１の先部２１ｄから上向きに放出されるが、汚濁水の一部はコーナー部２１ｃの逃げ孔ｈから排出される。これによって、汚濁水流入管２１が汚泥等によって閉塞されるのを予防する。

スカム回収装置４は、前述のモータ１４と、ベアリング１５と、回転軸１６、並びに回転軸１６を中心にして水面付近で回転するスカム掻寄板４１と、水面付近に配置される勾配の付いたガイド板４２であってスカム掻寄板４１が擦り（こすり）ながら通過するものと、ガイド板４２の円周方向奥側に配置されるスカム排出樋４３と、スカム排出樋４３に連結するスカム排出管４４を備える。

スカム掻寄板４１は、回転軸１６に対して放射状に延長する状態で固定されるスカム用アーム４１ａと、スカム用アーム４１ａに沿って固定される柔軟なゴム状のスカム用掻寄板本体４１ｂとから構成されている。スカム用掻寄板本体４１ｂは、水面よりも上から水中に達するまで垂下する状態である。

ガイド板４２は、図１、図２又は図４に示すように、回転軸１６を中心として、その外周近傍から放射状に延長する平面視扇状（扇紙状）であって、スカム掻寄板４１が接近する方向に向かって徐々に低くなる勾配の付いた螺旋状のガイド板本体４２ａと、ガイド板本体４２ａの半径方向に沿う二辺のうちスカム掻寄板４１が接近してくる方（手前側）の一辺に連続する水平な帯状の裾板４２ｂとを備えるものである。

スカム排出樋４３は図１〜図４に示すように、断面Ｕ字状に上向きに開口して形成され、この断面Ｕ字状の内周側及び外周側が閉鎖されている。また、平面視すると、スカム排出樋４３は、スカム用掻寄板本体４１ｂと同様に、回転軸１６を中心にして、その外周近傍から越流樋５１まで放射状に延長している。しかも、回転軸１６に近づくにつれて断面Ｕ字状の間隔が狭くなっている。

さらに、スカム排出樋４３は、その外周側が越流樋５１の内周片５５に溶着等によって固定されている。つまり、スカム排出樋４３は、越流樋５１によって安定して片持ち支持されている。また、スカム排出樋４３の底は、外周部に向かって徐々に低くなるように勾配が付いており、その外周部の底にスカム排出管４４が連結されている。スカム排出管４４は、斜めに垂下する状態で沈殿槽本体１の外側に導かれている。

上述したスカム回収装置４によるスカムの回収手順は次の通りである。越流樋５１によって囲まれた円形状の領域内で水面に浮くスカムＳは、回転軸１６の回転によってスカム掻寄板４１が回転することにより、変形するスカム用掻寄板本体４１ｂによって掻き寄せられてガイド板４２の上に移動し、スカム排出樋４３の中に落下し、スカム排出管４４を経て、沈殿槽本体１の外側に設置された別の槽に回収される。

汚水排出装置５は、図１、図２又は図３に示すように沈殿槽本体１の周壁１１の上部であってその内周側に越流樋５１を設け、越流樋５１の一部に汚水排出管５２を接続し、汚水排出管５２を沈殿槽本体１の外部に導いている。越流樋５１は、例えば金属製であって、周壁１１の内周側の全周に亘ってドーナツ形状に設けられている。しかも、越流樋５１は、周壁１１に対してその全周の複数個所においてブラケット５３を介して内側に離れて取り付けられている。従って、沈殿槽本体１の周壁１１と越流樋５１とが離れた領域は、平面視するとドーナツ形状となっており、上澄水回収領域（汚水回収領域）となる。また、越流樋５１の内側に囲まれた領域は、平面視すると円形状となっており、スカム回収領域となる。

越流樋５１の断面形状は図３に示すように、上向きに開口する溝形状であって、沈殿槽本体１の中心に対して同心円状に内外に配置される外周片５４及び内周片５５、並びに外周片５４と内周片５５の双方の下端部を繋いで塞ぐ樋底５６から構成されている。

外周片５４は越流堰であって、これにより水面の高さが決まる。外周片５４は、内周片５５よりも低く形成されている。外周片５４の外側に位置する上澄水回収領域の汚水が外周片５４を乗り越えて、越流樋５１の中に流入する。

また、外周片５４には汚水排出管５２が連結しており、汚水排出管５２が沈殿槽本体１の外側に設置された別の槽に導かれている。このため、上澄水は、越流樋５１の中に流入した後、汚水排出管５２を経て排出される。

内周片５５は堤防のように作用するもので、スカム回収領域に溜まるスカムＳが乗り越えてこないようになっている。

樋底５６は、その断面が三角形状となっている。また、樋底５６の底面は、その外周部が内周部よりも低いテーパー面に形成されている。従って、樋底５６の底面の真下に浮上してきたスカムＳは、テーパー面に沿って内周片５５の内側に位置するスカム回収領域に導かれる。

汚泥回収装置３は、図１又は図２に示すように前述のモータ１４と、ベアリング１５と、回転軸１６、並びに回転軸１６を中心にして沈殿槽本体１の底部で回転する汚泥掻寄板３１と、沈殿槽本体１の床壁１２に設置される汚泥排出管３２を備える。

汚泥掻寄板３１は、回転軸１６に対して放射状に延長する状態で固定される汚泥用アーム３１ａと、汚泥用アーム３１ａに沿って間隔をあけてその下側に固定される汚泥用掻寄板本体３１ｂとから構成されている。汚泥用掻寄板本体３１ｂは、平面視して汚泥用アーム３１ａに対して斜めに固定され、沈殿槽本体１の底の汚泥が中心に向かうようになっている。

回転軸１６の回転によって汚泥掻寄板３１が一緒に回転することにより、底の汚泥は掻き寄せられて中央部に集められ、汚泥排出管３２から沈殿槽本体１の外側に設置された別の槽に回収される。

本発明は上記実施形態に限定されない。たとえば、越流樋５１は、その外周片５４が沈殿槽本体１の周壁１１に対して内側に離れているものに限らず、外周片５４が周壁１１の一部となる態様であっても良く、この場合、内周片５５が越流堰となる。

図面上、回転軸１６の真上にモータ１４を記載して、モータ１４の原動軸と回転軸１６を同軸としてあるが、回転軸１６の横にモータ１４を配置し、モータ１４の原動軸と回転軸１６とを直交させて、ベベルギヤ等の伝達機構によって原動軸の回転を回転軸１６に伝えるものであっても良い。

また、沈殿槽本体１については槽としての機能を果たすのであれば材料を問わず、コンクリート製に限らず、ステンレス製等であっても良い。同様に、越流樋５１も樋としての機能を果たすのであれば、金属製に限らず、塩化ビニル等の合成樹脂や、ＦＲＰであっても良い。

汚濁水流入管２１は、コーナー部２１ｃに逃げ孔ｈをあけてあるが、これに限らず、沈殿槽本体の容量が小さいものの場合には逃げ孔ｈのないものであっても良い。

１沈殿槽本体 ２汚濁水流入装置
３汚泥回収装置 ４スカム回収装置
５汚水排出装置
１１周壁 １２床壁
１３天井 １４モータ
１５ベアリング １６回転軸
２１汚濁水流入管 ２１ａ下方に向かう部分
２１ｂ横向きに延長する部分 ２１ｃコーナー部
２１ｄ先部 ｈ 逃げ孔
２２バッフルプレート ２３支持アーム
３１汚泥掻寄板
３１ａ汚泥用アーム ３１ｂ汚泥用掻寄板本体
３２汚泥排出管
４１スカム掻寄板
４１ａスカム用アーム ４１ｂスカム用掻寄板本体
４２ガイド板
４２ａガイド板本体 ４２ｂ裾板
４３スカム排出樋 ４４スカム排出管
５１越流樋 ５２汚水排出管
５３ブラケット ５４外周片
５５内周片 ５６樋底
Ｓ スカム

Claims (3)

1. 沈殿槽本体（１）の中心に設けられた回転軸（１６）の周囲をバッフルプレート（２２）で取り囲み、沈殿槽本体（１）の外側から内側に汚濁水流入管（２１）を突入させ、バッフルプレート（２２）の下側から汚濁水流入管（２１）の先部（２１ｄ）を上向きにして挿入してある汚濁水流入装置（２）において、
   水面よりも下の高さまでバッフルプレート（２２）を水没させてあることを特徴とする汚濁水流入装置。
2. バッフルプレート（２２）を回転軸（１６）に固定してあることを特徴とする請求項１記載の汚濁水流入装置。
3. 請求項１又は２記載の汚濁水流入装置（２）と、沈殿槽本体（１）と、沈殿槽本体（１）の底に溜まる汚泥を回収する汚泥回収装置（３）と、沈殿槽本体（１）の水面に浮上するスカム（Ｓ）を回収するスカム回収装置（４）と、汚濁水からスカム（Ｓ）及び汚泥が取り除かれた汚水を排出する汚水排出装置（５）とを備える沈殿槽において、
   スカム回収装置（４）は、回転軸（１６）を中心にして水面付近で回転するスカム掻寄板（４１）であって回転軸（１６）から平面視放射状に延長するものと、水面付近に配置される勾配の付いたガイド板（４２）であってスカム掻寄板（４１）が擦りながら通過するものと、ガイド板（４２）の円周方向奥側に配置されるスカム排出樋（４３）と、スカム排出樋（４３）に連結するスカム排出管（４４）を備えるものであって、
   スカム掻寄板（４１）が、バッフルプレート（２２）に対する内側領域及び外側領域の双方の真上に浮くスカム（Ｓ）を掻き寄せるものであることを特徴とする沈殿槽。

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