トップ :: B 処理操作 運輸 :: B03 液体による,または,風力テ−ブルまたはジグによる固体物質の分離;固体物質または流体から固体物質の磁気または静電気による分離,高圧電界による分離

【発明の名称】 沈砂洗浄設備と沈砂洗浄方法
【発明者】 【氏名】岸 研吾

【氏名】山田 三雄

【要約】 【課題】洗浄タンクでの洗浄処理に格別大動力や大掛かりな設備を必要とせず、それでいて確実に洗浄タンクでの洗浄処理を実施可能な沈砂洗浄設備とこれを用いた沈砂洗浄方法を提供する。

【解決手段】被処理物を受け入れた沈砂槽1から堆積物を吸い上げ洗浄タンク3に送り込む真空ポンプPと、沈砂槽1から吸い上げられ送り込まれた堆積物を洗浄する洗浄タンク3と、この洗浄タンク3に洗浄水を導入する洗浄水供給機構と、洗浄タンク3に空気を導入する空気供給機構とを有する。空気供給機構が、洗浄タンク3の下部に形成された開口部3cに洗浄空気弁V3を備えた空気送給配管20が接続されて構成されている沈砂洗浄設備。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
被処理物を受け入れた沈砂槽から堆積物を吸い上げ洗浄タンクに送り込む真空ポンプと、前記沈砂槽から吸い上げられ送り込まれた前記堆積物を洗浄する洗浄タンクと、この洗浄タンクに洗浄水を導入する洗浄水供給機構と、前記洗浄タンクに空気を導入する空気供給機構とを有する沈砂洗浄設備において、前記空気供給機構が、前記洗浄タンクの下部に形成された開口部に開閉機構を備えた配管が接続されて構成されていることを特徴とする沈砂洗浄設備。
【請求項2】
前記洗浄タンクの下部が、先窄まり状をしたコーン部を有していて、このコーン部に前記洗浄水供給機構および空気供給機構が接続されている請求項1記載の沈砂洗浄設備。
【請求項3】
被処理物を受け入れた沈砂槽から堆積物を洗浄タンクに送給した後、洗浄タンク内を密閉状態にし、前記沈砂槽から洗浄タンクに堆積物を吸い上げた真空ポンプを起動させて前記洗浄タンク内を減圧し、洗浄タンク下部の開口部と接続する配管に設けられた開閉機構を開放して前記洗浄タンク内に大気を導入する沈砂洗浄方法。
【請求項4】
前記空気を導入すると共に洗浄水を前記洗浄タンク内に注水する請求項3記載の沈砂洗浄方法。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、沈砂洗浄設備と沈砂洗浄方法に関し、詳しくは、被処理物を受け入れた沈砂槽から堆積物を吸い上げ洗浄タンクに送り込む真空ポンプと、前記沈砂槽から吸い上げられ送り込まれた前記堆積物を洗浄する洗浄タンクと、この洗浄タンクに洗浄水を導入する洗浄水供給機構と、前記洗浄タンクに空気を導入する空気供給機構とを有する沈砂洗浄設備とこれを用いた沈砂洗浄方法に関する。
【背景技術】
【0002】
し尿処理施設は、送られてきたし尿を処理して清浄な水として排水するが、し尿中には、砂等が含まれており、予め砂などの沈殿性固形物を除去する沈砂槽などからなる沈砂処理設備を設けている。沈砂槽によって固形物を除去した後のし尿を、更に受入槽に送給して処理する。その場合、沈砂槽を用いて沈降沈殿した堆積物は、沈砂槽外に配置したタンクに吸い上げて、これを別途処理する方式が一般的に採用されている(例えば、特許文献1)。
【0003】
例えば、図2に示すように、搬入し尿などを投入する投入口(図示略)を上部に有する沈砂槽1に沈降・沈殿した堆積物(図示略)を槽外の洗浄タンク30に吸い上げる場合、沈砂槽1に投入した揚砂管2から、真空ポンプPを用いて吸引する方法がある。揚砂管2と真空ポンプPとの間には、洗浄タンク30、気液分離器4などを配置して、揚砂管2から吸引した沈砂を洗浄するため、洗浄タンク30に沈砂槽1の固形物(沈砂)を送り込む。このような沈砂槽設備は、通常、1回/毎日〜毎週の割合で、定期的にバッチ運転されており、一定量の堆積した沈砂汚物を沈砂槽1の底部から吸い上げて、洗浄タンク30に送給し、洗浄タンクが満杯になると、吸い上げ工程を完了する。沈砂槽1には、これに隣接して受入槽10が設けられていて、固形物を除去した後のし尿を沈砂槽1から送給されて処理するようになっている。真空ポンプPから排出される気体は高濃度脱臭ダクトを経て脱臭装置へ、液体は雑排水槽へと送られる。
【0004】
また、堆積物を吸引除去する際、揚砂管2の先端周辺からは効率良く吸引できるものの、揚砂管2の先端から離れた位置にある堆積物に対しては、効率よく吸引することができず、吸引されずに沈砂槽の底部に堆積物が残存することは避けられない。
【0005】
そこで、沈砂槽1内に、圧力水源21から圧力水管5を通して圧力水を噴出させたり、コンプレッサあるいはブロワ装置22から空気導入管6を通して空気を導入・噴出させたりして、堆積物を揚砂管2の周辺に集める試みがなされている。
【0006】
一方、沈砂槽1の底部から吸い上げられた沈砂汚物を送給されて、上部の受入口30aから沈砂汚物を投入される洗浄タンク30では、沈砂汚物を洗浄すべく洗浄水や空気を導入してバッチ式に洗浄し、洗浄した固形物を洗浄タンク下部の固形物排出口30cから排出するようにしている。
【0007】
洗浄タンク30には、沈砂吸込ノズル、洗浄水を吹き込むノズル、空気を吹き込むノズル、洗浄排水をドレンする排水ノズル、洗浄後の固形物を排出するノズル、臭気吸引用ノズルなど、目的に応じた各種ノズル(管台)が取り付けられている。
【0008】
洗浄水を吹き込むノズル、空気を吹き込むノズルは、洗浄タンク30下部の断面略円錐状をしたコーン部30bや固形物排出口30cの近傍に1又は複数個設けられていて、圧力水源23、圧縮空気発生源であるコンプレッサ24と接続する、開閉弁などが設けられた配管13,14に接続している。そして、1又は複数個設けられた洗浄水を吹き込むノズル、空気を吹き込む空気洗浄ノズルから洗浄タンク30の円周内壁に沿って水あるいは空気に旋回流を生じさせて、洗浄タンク内の洗浄効果を高める工夫がなされている。また、配管13,14に設けられている開閉弁は電動機Mが接続された自動弁になっていて、タイミングよく洗浄を自動的に行うようになっている。
【0009】
このような洗浄タンクでは、沈砂槽1から固形物の送給が完了すると、コンプレッサ24から送られてくる空気により空気撹拌を十分に行った後、静置し、液体部分である分離液を、排水配管25を通して沈砂槽1に戻す。更に、圧力水源23から水を洗浄タンク内に注水し、洗浄タンク内の汚水・し渣を洗浄タンク外に排出させ、再度空気撹拌し、ついで静置し、分離液を、排水配管25を通して沈砂槽1に戻す動作を複数回繰り返して、洗浄タンク内の固形物を洗浄する。洗浄された固形物は、固形物排出口30cから沈砂コンテナ31に排出されて、フォークリフトなどにより所定場所に搬出される。図2において、図番8は洗浄タンク内の満水位を検知するレベルセンサであり、図番9は洗浄タンク内の圧力を検知する圧力計である。
【0010】
【特許文献1】特開平8−38811号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
このように、し尿などの原液に含まれる固形物は、汚染物の付着が強固であり、十分な洗浄を行うためには、強撹拌を必要としており、多量の空気や洗浄水を必要とする。しかも、静置したり排水したりする場合、空気撹拌を停止する必要があるので、細かい砂などが空気洗浄ノズル内に入り易く、しばしばノズルを閉塞させるという問題が生じる。コンプレッサによる圧縮空気の代わりにブロワによる空気の送給では、圧力が低いため、ノズルの閉塞を解消できないため、コンプレッサによる圧縮された高圧空気を使用せざるを得ないが、この場合は、空気使用量が多く、大動力を必要とするため、設備コスト、ランニングコスト共に大きくなり、洗浄処理に少なくないコストがかかるという問題がある。
【0012】
そこで、本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑みて、洗浄タンクでの洗浄処理に格別大動力や大掛かりな設備を必要とせず、それでいて確実に洗浄タンクでの洗浄処理を実施可能な沈砂洗浄設備とこれを用いた沈砂洗浄方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0013】
上記課題は、各請求項記載の発明により達成される。すなわち、本発明に係る沈砂洗浄設備の特徴構成は、被処理物を受け入れた沈砂槽から堆積物を吸い上げ洗浄タンクに送り込む真空ポンプと、前記沈砂槽から吸い上げられ送り込まれた前記堆積物を洗浄する洗浄タンクと、この洗浄タンクに洗浄水を導入する洗浄水供給機構と、前記洗浄タンクに空気を導入する空気供給機構とを有していて、前記空気供給機構が、前記洗浄タンクの下部に形成された開口部に開閉機構を備えた配管が接続されて構成されていることにある。
【0014】
この構成によれば、洗浄タンクに送り込まれた固形物を洗浄する際、洗浄タンクと接続されている真空ポンプを利用して洗浄タンク内を減圧しておき、洗浄タンク内の真空度が上昇したところで、開閉機構を開放すると常圧の空気が、洗浄タンク内に勢い良く導入されるので、コンプレッサやブロワなどのような強制的空気送給手段を用いることなく、洗浄タンク内の固形物の洗浄を効果的なものにできる。この真空ポンプは、沈砂槽の堆積物を吸引するものであり、その排気容量は十分に大きいため、強力に空気を導入して撹拌・洗浄することができる。従って、従来技術でのブロワを用いたときのような、細かい砂などが空気洗浄ノズル内に侵入して、ノズルを閉塞させるといったことがない。
【0015】
その結果、洗浄タンクでの洗浄処理に格別大動力や大掛かりな設備を必要とせず、それでいて確実に洗浄タンクでの洗浄処理を実施可能な沈砂洗浄設備を提供することができた。
【0016】
前記洗浄タンクの下部が、先窄まり状をしたコーン部を有していて、このコーン部に前記洗浄水供給機構および空気供給機構が接続されていることが好ましい。
【0017】
この構成によれば、コーン部に沈積した固形物を一層効果的かつ確実に洗浄可能にする。
【0018】
また、本発明に係る沈砂洗浄方法の特徴構成は、被処理物を受け入れた沈砂槽から堆積物を洗浄タンクに送給した後、洗浄タンク内を密閉状態にし、前記沈砂槽から洗浄タンクに堆積物を吸い上げた真空ポンプを起動させて前記洗浄タンク内を減圧し、洗浄タンク下部の開口部と接続する配管に設けられた開閉機構を開放して前記洗浄タンク内に大気を導入することにある。
【0019】
この構成によれば、洗浄タンクでの洗浄処理に格別大動力や大掛かりな設備を必要とせず、それでいて確実に洗浄タンクでの洗浄処理を実施可能な沈砂洗浄方法を提供することができる。
【0020】
前記空気を導入すると共に洗浄水を前記洗浄タンク内に注水することが好ましい。
【0021】
この構成によれば、一層効果的に洗浄タンクでの洗浄処理を実施可能な沈砂洗浄方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0022】
本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。図1は、本実施形態に係る沈砂洗浄設備の概略全体断面構成を示す。図2に示した従来技術の沈砂洗浄設備と同様な機能を有する部材については、図2における部材と同一の番号を付してある。
【0023】
この沈砂洗浄設備は、図1に示すように、被処理物であるし尿などに含まれる固形物(沈砂)を沈砂槽1から送給された後、この固形物を水洗浄および空気洗浄する洗浄タンク3を有している点などは従来技術と同様である。更に、この洗浄タンク3の下流側に配置されている真空ポンプPの吸引力により、沈砂槽1に投入されている揚砂管(図示略)を介して固形物を洗浄タンク3に送給し、洗浄された固形物は沈砂コンテナ31に搬出する点についても、従来技術と同様である。
【0024】
洗浄タンク3は、上部に沈砂槽1に堆積した堆積物である固形物を受け入れる受入口3aを有すると共に、下部に先窄まりとなったコーン部3bを有していて、コーン部3bの先端には洗浄した固形物を排出する排出口3cが設けられている。
【0025】
洗浄タンク3の上部には、内部に溜まった高濃度の臭気を排出する臭気排出口3dが設けられており、この臭気排出口3dには、臭気弁V2を有する臭気配管15が接続されている。臭気配管15を通して洗浄タンク3内から発生した臭気は、脱臭装置19に送られ脱臭処理される。臭気弁V2には、電動機Mが取り付けられて、図外の制御器からの指示により臭気弁V2を自動開閉させるようになっていることが好ましい。なお、図示はしないが、従来技術と同様に、洗浄タンク3の上部には圧力計、レベルセンサなどが取り付けられている。
【0026】
洗浄タンク3には、沈砂槽1から固形物と共に汚水も送給されてくるため、底部に固形物が沈積した洗浄タンク3には汚水が満たされる。この汚水は洗浄タンク3内に静置され固形物を沈降した後、分離した上澄み液を洗浄タンク3の比較的上部に設けられた上部排水口3eから、電動機Mが取り付けられた自動開閉可能な上澄み液排水弁V4を介して受入槽10に排水されるようになっている。
【0027】
すなわち、沈砂槽1から固形物を吸い上げて洗浄タンクを満水位にしても、洗浄タンク3は一般に沈砂槽1より容量が小さいため、沈砂槽1内には未だ汚水や固形物(以下、固形物等ということがある)が残存している。そこで、一旦吸い込みが完了した固形物等を洗浄タンク3内で静置・沈降させ、分離した上澄み液のみを、上澄み液排出配管7を通して受入槽10に排出する。
【0028】
上澄み液を排出すると、洗浄タンク3内の満水位から上澄み液排出口3eの位置にまで水位が低下し、再度、沈砂槽1から堆積物を受け入れる余地が生じる。引き続き沈砂槽1からの吸い上げを開始する。沈砂槽1の内部が空になるまで、かかる作業を繰り返す。ここに、上澄み液排出口3eと、上澄み液排出口3eに設けられた排出弁V4と、この排出弁V4を開閉させる電動機Mと、上澄み液排出配管7などとは、上澄み液排出手段を構成する。
【0029】
この場合、洗浄タンク3内に送給された固形物は、先窄まり状のコーン形をしたタンク底部のコーン部3bに順次沈積するが、コーン部3bは沈砂槽1の沈砂発生量に見合った容量(砂溜まり容量)が確保されている。コーン部3bに沈積された固形物は、コーン部3bの先端部に設けられた固形物排出口3cから適宜、固形物排出口3cに設けられた開閉弁V5の操作により排出される。コーン部3bには、圧力水源23から圧力水配管13を通して圧力水(洗浄水)を供給し、旋回流を生じさせて固形物の洗浄を促進できるようになっている。
【0030】
図1では、コーン部3bに対して、その周囲4個所から洗浄水を、4個の仕切弁Vを介して供給するようになっているが、その数、位置などは洗浄効果の高い条件になるよう適宜選定される。圧力水源23、圧力水配管13などは、洗浄水供給機構を構成する。
【0031】
更に、洗浄タンク3内に送給された汚水の一部を排除して洗浄タンク内を適量に維持するためドレン管16が設けられていてもよく、この汚水は沈砂槽1に戻される。すなわち、上部排水口3eより下部にあって、洗浄タンク3内の汚水を排水する下部排水口3fが設けられており、この下部排水口3fは、沈砂槽1から送給された固形物と共に送られてくる汚水を、ドレン管16を通して排除し、洗浄タンク内の内容物を適量にしたり、固形物を洗浄した後の排水を沈砂槽1に送給したりする。
【0032】
コーン部3b先端の排出口3cには、洗浄空気導入配管20が接続されている。この洗浄空気導入配管20は、図外の制御器からの指示により自動開閉可能にする電動機Mが取り付けられた、開閉機構である洗浄空気弁V3を介して大気を導入する大気導入口20aを有する。もっとも、洗浄空気弁V3の開閉を手動で行ってもよい。この洗浄空気導入配管20をコーン部3b先端の排出口3cに接続して大気を導入可能にすることにより、コンプレッサやブロワなどのような強制的空気送給手段を用いることなく、洗浄タンク3内の固形物の洗浄を効果的なものにする(後述)。また、大気導入口20aの先端には、消音用のサイレンサ17を取り付けていることが好ましい。
【0033】
洗浄空気導入配管20には、更に、排出口3cから固形物排出時に空気を導入して固形物の排出を促進させるブロワ空気導入機構が設けられていて、空気送給配管12が接続されていることが好ましい。このブロワ11は、洗浄タンク3内の曝気・洗浄に使用するものではなく、洗浄完了後に排出口3c付近に残存した固形物を排出する場合などに使用する。空気送給配管12の途中には、ブロワ空気弁V1、流量計F、仕切弁Vなどが取り付けられている。この場合、ブロワ11から送る空気は少量でよいため、沈砂洗浄設備やこれに附帯する施設から排出される雑用空気などから分岐する程度でよい。
【0034】
次に、洗浄タンク3における固形物の洗浄方法について説明する。まず、沈砂槽1からの固形物等の送給を停止し、洗浄タンク3内を密閉状態にした後、真空ポンプPを起動させて、洗浄タンク3内を減圧する。洗浄タンク3内の真空度が上昇したところで、洗浄空気弁V3を開放する。常圧の空気が、洗浄空気導入配管20を通して洗浄タンク内に勢い良く導入される。この場合、洗浄タンク3内が減圧されているので、洗浄タンク3内に開口する洗浄空気導入配管20の先端あるいは先端に取り付けられたノズル(図示略)内あるいはその周辺に、細かい沈砂や汚水が溜まっている場合でも、これらを吸引して洗浄タンク3内に放出させることができる。その結果、洗浄タンク3の底部から曝気することができ、洗浄タンク3内部を効果的に撹拌・洗浄できることになる。
【0035】
真空ポンプPは、沈砂槽の堆積物を吸引するものであり、真空ポンプPの排気容量は十分に大きく、空気を導入して撹拌・洗浄する際には、洗浄タンク内が十分に減圧されているので、洗浄空気弁V3を開放すると、従来のブロワによる圧力差以上となり、従来技術でのブロワを用いたときのような、細かい砂などが空気洗浄ノズル内に侵入して、しばしばノズルを閉塞させるといったことがない。
【0036】
そして、真空ポンプPを連続運転することにより、洗浄タンク内を連続的に曝気・撹拌させることができるだけでなく、空気撹拌と同時に洗浄水の注水による洗浄を行うことも可能となるので、洗浄タンク内の沈降した沈砂の洗浄に極めて効果的となる。この場合、注水された洗浄タンクに取り込まれた空気は、洗浄タンク内の減圧のため、大きな気泡に膨張し、撹拌効果は一層大きくなる。上記洗浄工程を適当回数繰り返して適宜排水し、洗浄完了後は排出口3cより固形物排出を行う。
【実施例】
【0037】
本実施形態の沈砂洗浄設備による沈砂洗浄方法による洗浄(実施例)と、従来の沈砂洗浄設備を用いた沈砂洗浄方法(比較例)とを比較して表1に示す。表1では、同等の洗浄効果が得られる洗浄条件で実施した結果を比較したものであるが、実施例では、洗浄回数、洗浄時間共に比較例に比べて少なくて済み、しかも洗浄用のコンプレッサが不要であり、設備全体を簡素化できると共に、省エネルギーを達成でき、洗浄コストの低減を図ることができた。
【0038】
【表1】


【0039】
以上、本実施形態では、従来技術のように、空気撹拌するためのコンプレッサやブロワを必要とすることなく、それでいて洗浄タンク内の空気撹拌を従来技術以上に効果的に行うことが可能となる。また、洗浄タンク内での洗浄は、沈砂槽1から送られてきた固形物等を洗浄することを目的としているので、洗浄タンク3による洗浄工程は、専ら沈砂槽1から固形物等を送給された後の時間帯に行う。
【産業上の利用可能性】
【0040】
本実施形態の沈砂処理設備および沈砂処理方法は、し尿処理施設のみならず、農業集落排水処理施設や小規模下水処理施設などに適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【0041】
【図1】本発明の一実施形態に係る沈砂洗浄設備の概略正面断面構成図。
【図2】従来技術の沈砂洗浄設備の概略正面断面構成図。
【符号の説明】
【0042】
1 沈砂槽
3 洗浄タンク
3b コーン部
20 配管
P 真空ポンプ
V3 開閉機構
【出願人】 【識別番号】000133032
【氏名又は名称】株式会社タクマ
【出願日】 平成18年12月25日(2006.12.25)
【代理人】 【識別番号】100105717
【弁理士】
【氏名又は名称】尾崎 雄三

【識別番号】100104422
【弁理士】
【氏名又は名称】梶崎 弘一

【識別番号】100104101
【弁理士】
【氏名又は名称】谷口 俊彦


【公開番号】 特開2008−155148(P2008−155148A)
【公開日】 平成20年7月10日(2008.7.10)
【出願番号】 特願2006−348000(P2006−348000)