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沈砂分離 - 特開2008−136934 | j-tokkyo
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【発明の名称】 沈砂分離
【発明者】 【氏名】小高 志郎

【氏名】有松 成人

【要約】 【課題】粗粒の砂類と細粒の砂類を最初から分けて効率良く原水中より分離する。

【解決手段】原水の流れ方向の上流側と下流側に2台の沈砂分離タンク10、20を配備する。各沈砂分離タンクは、上部に、螺旋流路13、23A、23Bに沿って原水を流すことで遠心作用と重力作用で原水中の砂類を分離する分離装置11、21を有すると共に、下部に、分離装置で分離された砂類を沈降・堆積させる集積装置12、22を有している。上流側の沈砂分離タンクの分離装置は、高流速で螺旋流路に原水を流すことで粗粒の砂類を分離するものとして構成され、下流側の沈砂分離タンクの分離装置は、上流側の沈砂分離タンクの分離装置よりも低流速で螺旋流路に原水を流すことで細粒の砂類を分離するものとして構成されている。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
原水の流れ方向の上流側と下流側に2台の沈砂分離タンクが配備され、
各沈砂分離タンクは、上部に、螺旋流路に沿って原水を流すことで遠心作用と重力作用で原水中の砂類を分離する分離装置を有すると共に、下部に、前記分離装置で分離された砂類を沈降・堆積させる集積装置を有しており、
前記上流側の沈砂分離タンクの分離装置は、高流速で前記螺旋流路に原水を流すことで粗粒の砂類を分離するものとして構成され、
前記下流側の沈砂分離タンクの分離装置は、前記上流側の沈砂分離タンクの分離装置よりも低流速で前記螺旋流路に原水を流すことで細粒の砂類を分離するものとして構成され、
前記上流側の沈砂分離タンクの原水流入部に原水供給管が接続され、前記上流側の沈砂分離タンクの原水流出部と前記下流側の沈砂分離タンクの原水流入部とが連通管で相互接続され、前記下流側の沈砂分離タンクの原水流出部に原水排出管が接続されていることを特徴とする沈砂分離設備。
【請求項2】
前記下流側の沈砂分離タンクに凝集剤を添加することを特徴とする請求項1に記載の沈砂分離設備。
【請求項3】
前記下流側の沈砂分離タンクの分離装置に、段階的に流速を落とすように前記螺旋流路が設けられており、前記集積装置が、各流速毎に分離される砂類を分けて集積できるように複数の分級室を有していることを特徴とする請求項1または2に記載の沈砂分離設備。
【請求項4】
前記上流側の沈砂分離タンクの原水流入部が、前記螺旋流路の螺旋中心に設けられていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の沈砂分離設備。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、水処理設備を流れる原水中の砂類を分離して沈降させる沈砂分離設備に関する。
【背景技術】
【0002】
河川、湖沼、ダム、あるいは下水処理場、浄水場などの水処理設備では、特許文献1に記載のように、原水中に混在した砂を沈降させて分離する沈砂池と、この沈砂池にて分離された沈砂を原水と共に汲み上げる揚砂装置と、この揚砂装置にて汲み上げられた原水から更に砂を分離する分離装置と、この分離された砂を搬送するスクリューコンベヤ装置と、スクリューコンベヤで搬送された砂を貯留する貯留ホッパと、が設けられている。
【特許文献1】特開平3−146147号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
ところが、上述のような水処理設備の分離装置にて分離された砂類には、粗砂や小石、細砂などが混在しており、これらを有効利用するには、別工程で分級する必要があった。
【0004】
本発明は、上記事情を考慮し、粗粒の砂類と細粒の砂類を最初から分けて原水中より分離することができ、しかも、コンパクトで効率の良い構成でそれを実施することのできる沈砂分離設備を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
請求項1の発明の沈砂分離設備は、原水の流れ方向の上流側と下流側に2台の沈砂分離タンクが配備され、各沈砂分離タンクは、上部に、螺旋流路に沿って原水を流すことで遠心作用と重力作用で原水中の砂類を分離する分離装置を有すると共に、下部に、前記分離装置で分離された砂類を沈降・堆積させる集積装置を有しており、前記上流側の沈砂分離タンクの分離装置は、高流速で前記螺旋流路に原水を流すことで粗粒の砂類を分離するものとして構成され、前記下流側の沈砂分離タンクの分離装置は、前記上流側の沈砂分離タンクの分離装置よりも低流速で前記螺旋流路に原水を流すことで細粒の砂類を分離するものとして構成され、前記上流側の沈砂分離タンクの原水流入部に原水供給管が接続され、前記上流側の沈砂分離タンクの原水流出部と前記下流側の沈砂分離タンクの原水流入部とが連通管で相互接続され、前記下流側の沈砂分離タンクの原水流出部に原水排出管が接続されていることを特徴としている。
【0006】
請求項2の発明は、請求項1において、前記下流側の沈砂分離タンクに凝集剤を添加することを特徴としている。
【0007】
請求項3の発明は、請求項1または2において、前記下流側の沈砂分離タンクの分離装置に、段階的に流速を落とすように前記螺旋流路が設けられており、前記集積装置が、各流速毎に分離される砂類を分けて集積できるように複数の分級室を有していることを特徴としている。
【0008】
請求項4の発明は、前記上流側の沈砂分離タンクの原水流入部が、前記螺旋流路の螺旋中心に設けられていることを特徴としている。
【発明の効果】
【0009】
請求項1の発明によれば、上流側の沈砂分離タンクと下流側の沈砂分離タンクで、役割
分担しながら効率良く砂類を分離・捕捉することができる。つまり、上流側の沈砂分離タンクでは、高流速の下で、粒度の粗い砂類を分離・捕捉し、下流側の沈砂分離タンクでは、低流速の下で、上流側で捕捉されなかった粒度の細かい砂類を分離・捕捉することができるので、原水中に混在する粗粒物と細粒物を、別々の沈砂分離タンクで効率良く分離・捕捉することができる。従って、コンパクトで効率的な設備とすることができる。また、粗粒と細粒に分けて砂類を捕捉するので、集めた砂類を別用途にそのまま提供することができ、利便性を高めることができる。
【0010】
請求項2の発明によれば、下流側の沈砂分離タンクで凝集剤を添加するので、原水中の微粒固形物を効率良く捕捉することができ、原水の一層の清浄化が図れる。
【0011】
請求項3の発明によれば、下流側の沈砂分離タンクにおいて、原水の流速の大きさに応じて、砂類を分級しながら捕捉するので、より細かな分類で用途先に向けて砂類を提供することができる。
【0012】
請求項4の発明によれば、上流側の沈砂分離タンクの螺旋流路の中心部に原水を流入させるので、最初に沈砂分離タンクに原水を流入させた段階で、粒度の大きな砂類(小石等)を、まず重力作用によって分離することができる。つまり、螺旋流路に沿って流れ始める前に、予め大きめの固形物を除外しておくことで、螺旋流路の外周壁に遠心力によって無用な損耗を与えるのを、できるだけ減らすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図1(a)、(b)は本発明の第1実施形態の沈砂分離設備の平面図及び側面図、図2(a)、(b)は上流側の沈砂分離タンクの概略構成を示す平面図及び側断面図、図3は上流側の沈砂分離タンクから下流側の沈砂分離タンクまでの流路の構成を示す模式図である。
【0014】
この沈砂分離設備は、原水の流れ方向の上流側と下流側に配された2台の沈砂分離タンク10、20と、それらをつなぐ連通管30と、により構成されている。各沈砂分離タンク10、20は、上部に、螺旋流路13、23A、23Bに沿って原水を流すことで遠心作用と重力作用で原水中の砂類P(図2参照)を分離する分離装置11、21を有すると共に、下部に、分離装置11、21で分離された砂類を沈降・堆積させる集積装置12、22を有している。
【0015】
上流側の沈砂分離タンク10の分離装置11は、高流速で螺旋流路13に原水を流すことで粗粒の砂類を分離するものとして構成されており、原水流入部15が螺旋流路13の螺旋中心に配設されている。この原水流入部15には原水供給管16が接続され、ポンプ100により原水が原水供給管16を介して原水流入部15に導入されるようになっている。また、原水流出部17が螺旋流路13の外周側の端末部に設けられている。
【0016】
図2に示すように、螺旋流路13の中心部に導入された原水は、螺旋流路13に沿って矢印で示す方向に旋回しながら流れて行き、原水流出部17から接線方向に出て行く。螺旋流路13の下面には、螺旋の径方向に傾斜し且つ傾斜方向の下端縁にスリット14sを有した傾斜底板14が設けられている。このスリット14sは、螺旋流路13の側壁に沿って螺旋状に形成されている。また、原水流入部15の直下の螺旋中心部にも、スリット14s付きの傾斜底板14が設けられている。
【0017】
原水は、原水流入部15からこの螺旋中心部に流れ込んだ後、螺旋流路13に沿って高速で旋回しながら流れて行く。そして高速で流れる際に、質量の大きな砂類P(固形物)
が、遠心作用で螺旋流路13の外周側の側壁に衝突し、重力作用により外周壁に沿って降下して行く。また、重力作用で粗粒の砂類Pが沈降し、傾斜底板14を伝って、最終的にスリット14sから下部の集積装置12の中に降下して行く。集積装置12の中に降下して来た砂類Pは、徐々に沈降して行き、槽底に堆積する。集積装置12の槽底には、必要に応じて掻き取り装置18が配備されており、図1に示す砂排出管19を介して、砂類Pは外部に排出される。
【0018】
なお、図2(b)中の記号A、Bは、螺旋流路13における原水の流れ方向を示し、記号Aは、紙面の奥側から手前側へ向かって原水が流れることを示し、記号Bは、紙面の手前側から奥側へ向かって原水が流れることを示している。
【0019】
また、図1に示すように、下流側の沈砂分離タンク20の分離装置21は、上流側の沈砂分離タンク10の分離装置11よりも低流速で螺旋流路23A、23Bに原水を流すことにより細粒の砂類を分離するものとして構成されており、原水流入部25がタンク外周部に接線方向に沿って配設され、原水流出部26が螺旋流路23A、23Bの螺旋中心に配されている。原水流入部25は、上流側の沈砂分離タンク10の原水流出部17と連通管30で相互接続されている。また、原水流出部26には原水排出管27が接続されている。
【0020】
この場合の下流側の沈砂分離タンク20の分離装置21には、段階的に流速を落とすように螺旋流路23A、23Bが設けられている。即ち、原水流入部25につながる導入流路23Rの下流側は、分岐部23Tを介して上下2系統の螺旋流路23Aに分岐している。また、その螺旋流路23Aの更に下流側は、分岐部23Tを介して上下4系統の螺旋流路23Bに分岐している。つまり、図3の模式図に示すように、前半の螺旋流路23Aは上下2層の螺旋構造になっており、後半の螺旋流路23Bは上下4層の螺旋構造になっている。そして導入流路23Rの流速を「S」とした場合、前半の螺旋流路23Aの流速は「S/2」となり、後半の流速は「S/4」となるように構成されている。
【0021】
また、このように流速が2段階に調節されることに対応させて、下部の集積装置22には、前半の螺旋流路23Aで分離・捕捉した砂類Pを集積する分級室22Aと、後半の螺旋流路23Bで分離・捕捉した砂類Pを集積する分級室22Bとが設けられており、タンク下部には、各分級室22A、22Bの集積物を別々に排出できる排出装置29が設けられている。
【0022】
次に作用を述べる。
この沈砂分離設備によれば、上流側の沈砂分離タンク10と下流側の沈砂分離タンク20で、役割分担しながら効率良く砂類を分離・捕捉することができる。つまり、上流側の沈砂分離タンク10では、高流速の下で、粒度の粗い砂類を分離・捕捉し、下流側の沈砂分離タンク20では、低流速の下で、上流側で捕捉されなかった粒度の細かい砂類を分離・捕捉することができるので、原水中に混在する粗粒物と細粒物を、別々の沈砂分離タンク10、20で効率良く分離・捕捉することができる。従って、設備全体をコンパクトで効率的な構成とすることができる。また、粗粒と細粒に分けて砂類を捕捉するので、集めた砂類を別用途にそのまま提供することができる。
【0023】
また、下流側の沈砂分離タンク20においては、原水の流速の大きさに応じて、砂類を分級しながら捕捉するので、より細かな分類で用途先に向けて砂類を提供することができる。
【0024】
また、上流側の沈砂分離タンク10においては、螺旋流路13の螺旋中心に原水を流入させるので、最初に沈砂分離タンク10に原水を流入させた段階で、粒度の大きな砂類(
小石等)を、まず重力作用によって分離することができる。つまり、螺旋流路13に沿って流れ始める前に、予め大きめの固形物を除外しておくことができるので、螺旋流路13の外周壁に遠心力によって無用な損耗を与えるのを、できるだけ減らすことができる。
【0025】
また、下流側の沈砂分離タンク20に凝集剤を添加することにすれば、原水中の微粒固形物をも効率良く捕捉することができるようになり、原水の一層の清浄化が図れる。
【0026】
図4(a)、(b)は本発明の第2実施形態の沈砂分離設備の平面図及び側面図、図5(a)、(b)は上流側の沈砂分離タンクの概略構成を示す平面図及び側断面図である。
【0027】
この第2実施形態の沈砂分離設備が第1実施形態の沈砂分離設備と違う第1の点は、上流側の沈砂分離タンク10Bの原水流入部15Bが、螺旋流路13の螺旋中心の内部の水没する高さに上向きに開口させて設けられており、その原水流入部15Bに対し、沈砂分離タンク10Bの内部を通って、下側から原水供給管16Bが接続されている点である。また、第2の点は、下流側の沈砂分離タンク20Bの原水流出部26Bが、螺旋流路23Bの螺旋中心の内部の水没する高さに上向きに開口させて設けられており、その原水流入部26Bから原水排出管27Bが、沈砂分離タンク20Bの内部を通って下側に引き延ばされて外部に導出されている点である。その他の点は、第1実施形態と同様であるので、特に説明しない。
【0028】
このように上流側の沈砂分離タンク10Bの原水流入15Bと下流側の沈砂分離タンク20Bの原水流出部26Bとを高さを低くした位置に配設することにより、各沈砂分離タンク10B、20Bの設備高さを抑制することができる。また、下流側の沈砂分離タンク20Bに例えばスクリューコンベヤ式の砂搬出機60を設けた場合は、その水切り位置を低い位置に設定できることから、全体の設備高さを低く抑えることもできる。
【図面の簡単な説明】
【0029】
【図1】(a)、(b)は本発明の第1実施形態の沈砂分離設備の平面図及び側面図である。
【図2】(a)、(b)は同実施形態の上流側の沈砂分離タンクの概略構成を示す平面図及び側断面図である。
【図3】同実施形態の上流側の沈砂分離タンクから下流側の沈砂分離タンクまでの流路の構成を示す模式図である。
【図4】(a)、(b)は本発明の第2実施形態の沈砂分離設備の平面図及び側面図である。
【図5】(a)、(b)は同実施形態の上流側の沈砂分離タンクの概略構成を示す平面図及び側断面図である。
【符号の説明】
【0030】
10,10B 上流側の沈砂分離タンク
11 分離装置
12 集積装置
13 螺旋流路
15,15B 原水流入部
16,16B 原水供給管
17 原水流出部
20,20B 下流側の沈砂分離タンク
21 分離装置
22 集積装置
23A 螺旋流路
23B 螺旋流路
25 原水流入部
26,26B 原水流出部
27,27B 原水排出管
30 連通管
【出願人】 【識別番号】390014074
【氏名又は名称】前澤工業株式会社
【出願日】 平成18年12月1日(2006.12.1)
【代理人】 【識別番号】100091362
【弁理士】
【氏名又は名称】阿仁屋 節雄

【識別番号】100090136
【弁理士】
【氏名又は名称】油井 透

【識別番号】100105256
【弁理士】
【氏名又は名称】清野 仁


【公開番号】 特開2008−136934(P2008−136934A)
【公開日】 平成20年6月19日(2008.6.19)
【出願番号】 特願2006−325364(P2006−325364)