| 【発明の名称】 |
蓋を備えた水中水路で沈降槽堆積物を収集し移送する設備。 |
| 【発明者】 |
【氏名】井上 虎男
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| 【要約】 |
【課題】
【解決手段】 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 水路や水処理設備沈降槽の内底部に水中水路を開設し、該水中水路の上辺に揺動自在なフラップを水中水路と直交する形で垂下状態に配列し、該水中水路に噴流水を噴入する事によって生じる水勢で、フラップを押し上げ順次次段にブリッジさせて水中水路上辺を閉鎖し、管路状態になして該水中水路内堆積物を流送するようにした堆積物の移送設備。
【請求項２】 フラップを中空体となし、或いは発泡スチロール等の浮力材を取り付け、水中重量を軽減した請求項１の堆積物の移送設備。
【請求項３】 水路や水処理設備沈降槽の内底部に開設した水中水路の上辺に、人為的に開閉する蓋を配設すると共に、始端には噴流水を噴入する設備を備え、蓋の開放中に堆積した該水中水路内の堆積物を、蓋を閉鎖して管路輸送状態で流送するようにした堆積物の移送設備。
【請求項４】 水中水路の始端に噴流水ポンプの吐出ケース、又は吐出管を接続配管した、請求項１、請求項２、及び請求項３の堆積物の移送設備。
【請求項５】 水路や水処理設備沈降槽の内底部に開設した、水中水路の上辺に開閉できる蓋を配設し、該水中水路の始端は開口させ、終端には揚泥ポンプの吸込口を接続配管して、蓋の開放中に堆積した該水中水路内の堆積物を、蓋を閉鎖して揚泥ポンプで吸引排出するようにした堆積物の回収移送設備。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は排水路や水処理設備に於ける沈降槽において、槽の内底部に沈降堆積する泥土を一定方向に移送集積、或いは回収除去する設備である。
【０００２】
【従来の技術】従来沈降槽の堆積物の集積には、スクリュー、特殊チェーン、スクレパー等の機械的な掻き寄せ方式が多く採用され、掻き寄せた堆積物を揚泥ポンプで次段の処理工程に輸送する、最近では雨水排水機場の沈砂池で圧力水を噴射して、沈砂の集積を行う設備が施行された例もある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本来水処理設備に於ける沈降槽はなるべく安静な状態に保ち、混入物の沈降を促進させるべき設備であるが、今日の設備では連続運転を行い、処理量の増大を図る必要があり、各種の複雑な機械設備を沈降槽内に設置して堆積物の移送集積を行っているけれども、槽内の安静を損なうばかりでなく、廃水、汚水中に機械設備を入れ稼働させる事は腐食、磨耗、損傷等問題の発生も多く、汚水中での作業は困難、且つ非衛生的である。
【０００４】水噴射による堆積物の移送集積は、複雑な機械設備を水中に固定的に設置する必要がなく、望まれるものではあったが噴射水の拡散により槽内の安静が保たれず、より深い沈降槽が必要になり、小径粒子を扱う沈降槽にはまったく使用できなかった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明では前記するような課題を解決するために、例えば下水道設備の断面Ｖ字形沈砂池の内底部にＵ字形の水中水路を開設し、該水中水路上辺開口部に直交するフラップを揺動自在に垂下配列して置き、開放時の該水中水路内に沈降した泥土が一定量堆積した時、水中水路始端に設置した、圧力水ノズル、軸流ポンプ、水中ポンプ等の噴流水設備を稼働させ、噴流水を該水中水路内に噴入する事によって、フラップが押し上げられ順次次段フラップにブリッジして、該水中水路上辺を閉鎖し管路状となして堆積泥土を管路輸送状態で流送、揚泥ポンプを設置した集泥窪み近くに開放し、揚泥ポンプで次段設備に輸送する。
【０００６】水中水路上部に垂下するフラップは、磨耗、腐蝕に耐える材料が必要であると同時に、水勢による回動を容易にするために軽量化が必要であり、フラップを中空体、或いは発泡スチロール等の浮力材を取り付けて浮上しない水中重量範囲に軽量化調整する事で、低流速の水中水路内速度にも対応できる。
【０００７】また、微細粒子を取り扱う沈降槽、或いは広い沈降槽の場合は、水槽底面に１〜多条の凹状水中水路を必要長さ開設し、それぞれの水中水路上辺開口部に人意的に開閉できる蓋を上方、又は斜め上方に向けて開くように配設して、該水中水路始端には噴流水設備を配設しておき、蓋の開放時に沈降堆積する該水中水路の堆積量が一定量に達した時、蓋を閉鎖して後噴流水設備を稼働させて管路状となった該水中水路の堆積物を流送し、吸泥ポンプを設置した集泥窪みに開放する。
【０００８】管路輸送状態で水中水路内の堆積物を流送する場合の噴流水設備のポンプは、水中水路の管路抵抗に見合う低揚程で良いため、水中ポンプ、或いは軸流ポンプ等を水中水路近くに設置し、槽内水を使用する該ポンプの吐出管を水中水路の始端に直接接続配管して、堆積物を流送することが出来る。
【０００９】また、人為的に開閉する蓋を備える水中水路の始端を開口状態とし、終端に揚泥ポンプの吸込口を直接接続配管して、蓋の開放中に堆積した水中水路内の堆積物を、蓋を閉鎖した後揚泥ポンプを稼働させ吸引させる事で、吸泥ポンプの吸込管を延長した管路輸送状態で直接槽外にまで排出できる。
【００１０】
【作用】前記するように構成した水中水路を内底部に持つ沈降槽において、水中水路に備えたフラップが垂下状態に、或いは蓋が上方に開放した状態にある時には沈降物はすべて、直接、或いは側部勾配壁を滑落し水路内に着底堆積する。垂下するフラップを備えた水中水路に於いては、フラップの下方端が埋没しない時点で、始端に備えた噴流水設備を稼働させれば、その水勢で配列したフラップを順次押し上げ、次段のフラップにブリッジさせて水中水路は管路状となり、混合拡散することもなしに流下し、該水中水路内の堆積物を徐々に流送して、集泥窪みに排出集積して揚泥ポンプで槽外に排出する。
【００１１】人為的に開閉する蓋を備えた水中水路にあっては、蓋の開閉に支障を生じない範囲で、堆積物の性状（粒子の大小、比重の大小、粘着性の有無等）を考慮した堆積量に達した時点で、蓋を閉鎖し水中水路を管路状にした後、噴流水設備を稼働させて水中水路内の堆積物を流送するので、フラップ式のような稼働初期の水中水路上面での巻上がり現象もなく、小さな粒子の流送も確実に行える。
【００１２】しかし、前記するような水中水路内の堆積物を揚泥ポンプ近くに一旦排出する方法では、排出口での拡散は避けられないけれども、沈降槽の流入側に水中水路の終端排出口を開口させ、沈降槽と逆行させる事で拡散粒子を再沈降させる事ができる。
【００１３】従来圧力水を使用して堆積物を移送除去しようとする場合、高圧水を使用するのが一般的であったけれども、水中での圧力水の噴射は周辺への拡散消失が大きく、有効に作用するのは堆積物表面に接するごく一部であり非常に効率の悪いものであった。
【００１４】本発明の水中水路に蓋をして管路状となして堆積物を流送除去する場合、水力輸送に準じた流速を水中水路内に確保すれば良く、一般的な沈降槽長さでは水中水路の抵抗揚程は小さく、槽内水を使用した軸流ポンプ、水中ポンプの吐出口を直接水中水路始端に接続配管することが可能となり、槽外の設置場所、圧力水配管を不要にしてコンパクト化できる。
【００１５】また槽外に設置したポンプの圧力水を使用するものにあっても、噴入水はジェットポンプの原理で周辺水を混合誘引して水中水路内流速と抵抗揚程を確保する小さなエネルギー量で良く、従来拡散消失していた噴流を有効に活用して動力を著しく低減できる。
【００１６】水中水路の始端を開口させ、終端に揚泥ポンプの吸込口を接続配管した装置に於いては、該水中水路の蓋を閉鎖した後揚泥ポンプを稼働させることで、堆積物を管路輸送状態で吸引し槽外に直接排出でき、しかも水中水路内は沈降槽より低い吸込圧となり漏出して沈降槽内を汚濁する事もなく、再浮遊しやすい軽質の微細粒子を取り扱う沈降槽にも適用できる。
【００１７】また、このような吸引方式で、軟質な堆積物を取り扱う場合、蓋の開閉は緩慢な速度とすることは勿論であるが、スライド方式の蓋を採用することで水中水路以上に堆積した状態での開閉が行いやすくなり、更に、長さ方向に分割した蓋を吸泥ポンプ側より順次閉鎖させ吸引すれば、最小限の水路抵抗で水中水路外にまで堆積させた大量の堆積物を、高濃度で集中的な回収輸送も可能になる。
【００１８】以上のいずれの場合に於いても、管路状になった水中水路内の堆積物を流送するのに必要な流速、及びこれに伴う損失抵抗は一般の水力輸送に於ける管路輸送と何ら変わるものではなく、また、吸込でも圧送でも同一と考えて良く、一般的な沈降槽の堆積物を流送する速度は０．２ｍ／ｓから３．０ｍ／ｓ程度であり、損失抵抗も少なく長距離の流送が可能となるばかりでなく、上下、左右に湾曲した水路にも対応できる。
【００１９】
【実施例】実施例について図面を参照して説明すると、図１の沈降槽１の流動方向に直角な断面を図２に示すようにＶ字形に形成し、最深部に水中水路２を開設する、該水中水路２の沈降槽１流出側端には軸流ポンプ５を設置して吐出ケース７で案内し、水中水路２始端内にノズル８で噴入する。沈降槽１の流入側に開口する水中水路２の出口端には１段低くなった集泥窪み１Ａを形成して揚泥ポンプ６を設置する。
【００２０】水中水路２の上辺には、図４の（イ）（ロ）に詳細図を示すように両側壁のフレーム３に設けた軸受けに系合した、フラップ４を揺動自在に垂下配列して、水中水路２内に噴流が生じた時にその水勢で押し上げられ回動して、図５（ニ）に示すように隣り合う次のフラップ４に順次ブリッジして、水中水路２の上辺を閉鎖できるようにする。
【００２１】フラップ４が水勢で回動するためには軽量化するべきであるが、取り扱う堆積物による磨耗、或いは水質による腐蝕性に耐える材質の使用が必要であり、図５（ハ）に示すようにフラップ４Ａを中空体に形成して浮力を生じさせ、浮上しない範囲の水中重量に調整することが出来る。
【００２２】図３に部分断面図を示す実施例は図１実施例の軸流ポンプ５に替え、水中ポンプ２５を水中水路２始端近くの沈降槽１内に設置し、該水中ポンプ２５の吐出ケース２７を直接水中水路２始端に接続配管して、噴流水設備の効率化を図った実施例である。
【００２３】図６に縦断面図、図７に横断面図を示す実施例では、沈降槽３１の流れ方向に合わせ数列の断面Ｖ字形窪み３１Ａを形成し、更に最深部に断面Ｕ字形の水中水路３２を開設して、図８に詳細断面図を示すような蓋３４が水圧シリンダー５３の往復動によって、Ｖ字形窪み３１Ａ壁面双方に設けた支承台５５と蓋３４から上方に突出したアーム３４Ａ間に設けたリンク５４が回動して、蓋３４を弁座枠３３に押し付け閉鎖、或いは開放する。水中水路３２始端には圧力水を噴射するノズル３８を設け、閉鎖した水中水路３２内堆積物を流送する。
【００２４】図９に縦断面図を示し、図１０に沈降槽の流れ方向に直角な断面、図１２に図９のＦ−Ｆより見た平面図を示す実施例は、沈降槽４１の平らな底面に多数の水中水路４２を配列し、各水中水路４２の上辺には蝶番機構６２を備えた蓋４４を水中水路に合わせて伸延して、該水中水路上辺をほぼ全長にわたって開閉するように配設して、開閉チェン５９を介して開閉駆動する。
【００２５】水中水路４２の始端ａは一部開口させ、終端側はそれぞれバルブ６０、及び吸泥配管５０を介して吸泥ポンプの吸込口に接続配管したものであり、水中水路４２内の堆積量を検出し、或いは定期的に蓋４４を閉鎖すると共に当該水中水路に連通するバルブ６０を開き、吸泥ポンプを稼働させて当該水中水路４２内の堆積泥土の吸引除去を行う。吸泥配管５０内濃度が一定値に低下した時点で順次、開閉制御して全水中水路４２内の堆積泥土を吸引除去する。
【００２６】
【発明の効果】以上述べてきたように本発明は、水勢で自動的に開閉するフラップを備えた水中水路を使用するものにあっては、ポンプ以外は人為的に駆動する機械類を水中に設ける必要がなく、堆積物の収集作業も噴流水設備を稼働させるのみで行え、浮力を利用したフラップの水中重量の軽量化で微細粒子を取り扱う沈降槽にも対応できる。
【００２７】人為的に開閉する蓋を水中水路に備えるものにあっては、稼働初期の堆積物再飛散を防止する効果を高め、機械的確実性を得ることが出来る。
【００２８】堆積物収集移送の管路化で水中水路始端に槽内水を使用した噴流水用ポンプの吐出口を直接接続配管する事を可能にして、高圧水ポンプ、設置場所、圧力水配管、処理水または工業用水の使用等を不要にする。
【００２９】また、水中水路終端に揚泥ポンプの吸込口を直接接続配管したものにあっては、堆積物収集移送中の沈降槽への再浮遊がまったくなく、軽質微細粒子を取り扱う事ができ、しかも直接槽外に搬出でき、噴流水設備を不要にする効果は大きい。
【００３０】従来複雑で大形な機械を水中に設置せざるを得なかった沈降槽堆積物の収集作業、回収作業を管路化した水中水路で行うことにより、著しい機械の簡素化、使用動力の低減、沈降槽の安静確保等の効果を発揮し、長距離、広範囲にわたって、また、少しの上下、左右の湾曲にも対応できる設備を提供できる経済効果は大きい。
【００３１】
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００１１８９７０
【氏名又は名称】井上 虎男
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| 【出願日】 |
平成１０年１０月２０日（１９９８．１０．２０） |
| 【代理人】 |
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| 【公開番号】 |
特開２０００−１２１０００（Ｐ２０００−１２１０００Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年４月２８日（２０００．４．２８） |
| 【出願番号】 |
特願平１０−３３４８９７ |
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