(57)【要約】【課題】貯水槽に貯水された排水の表面に浮遊する浮遊物を効率的に回収できる散水装置を提供すること。【解決手段】貯水槽に貯水された排水の表面に浮遊する浮遊物を回収するために、前記排水の表面に散水して前記浮遊物に推進力を与える散水装置であって、前記散水装置は、前記貯水槽から汲み上げた排水を前記貯水槽外へ送水する送水管から分岐させて設けた排水供給管を有し、前記排水供給管を経由して、前記貯水槽から汲み上げた排水の一部を、前記貯水槽に貯水された排水の表面に散水する、散水装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯水槽に貯水された排水の表面に浮遊する浮遊物を回収するために、前記排水の表面に散水して前記浮遊物に推進力を与える散水装置であって、
前記散水装置は、前記貯水槽から汲み上げた排水を前記貯水槽外へ送水する送水管から分岐させて設けた排水供給管を有し、前記排水供給管を経由して、前記貯水槽から汲み上げた排水の一部を、前記貯水槽に貯水された排水の表面に散水する、散水装置。
【請求項２】
前記散水装置は、排水を散水するノズルと、前記ノズルの角度を調整する角度調整機構を備える、請求項１に記載の散水装置。
【請求項３】
前記ノズルは、側面視した場合に、水平方向から１０〜６０°下向きの角度を有するように設置された、請求項２に記載の散水装置。
【請求項４】
前記散水装置は、一列に並ぶ複数のノズルを備え、
前記一列に並ぶ複数のノズルは、上面視した場合に、両端に位置するノズルが、それぞれ内側に１０〜３０°の角度を有するように設置された、請求項２または３に記載の散水装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の散水装置と、前記散水装置によって推進力が与えられた浮遊物を回収する浮遊物回収機構とを備える、浮遊物回収装置。
【請求項６】
貯水槽と、前記貯水槽に貯水された排水を汲み上げるポンプと、前記汲み上げた排水を前記貯水槽外へ送水する送水管と、請求項５に記載の浮遊物回収装置とを備える、排水処理システム。
【請求項７】
貯水槽に貯水された排水の表面に浮遊する浮遊物を回収するために、散水装置により前記排水の表面に散水して前記浮遊物に推進力を与える散水方法であって、
前記散水装置として、請求項１〜４のいずれかに記載の散水装置を用いる、散水方法。
【請求項８】
請求項５に記載の浮遊物回収装置を用いて、貯水槽に貯水された排水の表面に浮遊する浮遊物を回収する、浮遊物回収方法。
【請求項９】
請求項６に記載の排水処理システムを用いて排水処理を行う、排水処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、散水装置、浮遊物回収装置および排水処理システム並びに散水方法、浮遊物回収方法および排水処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
水、電気、ガス等の資源を有効に活用する観点から、例えば、工場等で使用された水は、貯水槽に貯水され、各種の装置や薬品により処理された後、前記貯水槽外に送られ再利用される。
【０００３】
製鉄所を例にとると、製鉄所においては、水、電気、ガス等の資源が大量に使用され、これらの資源の効率的な供給が求められる。代表的な例として、水の再利用が挙げられる。
【０００４】
例えば、圧延ラインで使用された水は、地下の排水流路を経てスケールピットと呼ばれる貯水槽に貯水される。その後、スケールピットに貯水された排水は、スケール分離等の処理が施された後、ポンプで汲み上げられ、送水管により環水センターに送られる。環水センターでは、製鉄所内の各所から送られてきた水を集積し、圧延ライン等の各ラインの水の使用量等に応じて、前記集積した水を各ラインに送り返す。製鉄所においては、このようにして水が繰り返し利用されている。なお、この繰り返し利用される水は、環水と呼ばれる。
【０００５】
圧延ラインで使用された水がスケールピットに貯水される際、スケールピットには、前記圧延ラインで使用された水以外に、圧延ラインやその他の付帯設備で使用された油、薬剤等（以下、油等という）が、前記水と一緒に流れ込む。スケールピットに流れ込んだ油等は、スケールピットに貯水された排水の表面に浮遊物となって存在する。
【０００６】
このままの状態で、スケールピットからポンプで排水を汲み上げて環水センターへ送水すると、環水センターに油等の浮遊物が流出する（系外流出）。そのため、スケールピットでは、ポンプの手前に浮遊物を回収する回収樋などの浮遊物回収装置を設置して、前記浮遊物を回収している。
【０００７】
回収樋で浮遊物を回収するためには、回収樋に浮遊物が接近する必要がある。しかし、スケールピットは、縦横の長さがそれぞれ数十メートルの大きさを有しており、広範な表面積を有する排水表面の様々な箇所に浮遊する浮遊物を回収樋の近傍まで移動させることは容易ではない。さらに、スケールピットに貯水された排水は、その表面積の大きさから、その上を吹く風の影響も受けやすい。排水の上を吹く風の風向きによっては、浮遊物を回収樋の近傍まで移動させることはますます困難となる。
【０００８】
そのため、オペレーターが、所定時間毎にスケールピットを点検し、排水表面に回収されずに浮遊する浮遊物が存在する場合には、スケールピットの外部に設置された水栓にホースを繋ぎ、ホースにより前記浮遊物に散水を行うことで、前記浮遊物に推進力を与え回収樋の近傍まで移動させる場合があった。しかしながら、この方法では、オペレーターが、高所から身を乗り出すようにして散水作業を行う必要があり、スケールピットへの落下等の危険がある。また、ホースの取り付けや取り外し等、散水作業も煩雑となる。さらに、浮遊物を回収するための散水に大量の水を使用することになり、浮遊物の回収に要するコストも高くなる。
【０００９】
特許文献１には、洗車装置の循環水槽の上部開口端部に少量の水を滴下するようにした注水口を備える浮上物除去装置が開示されている。しかし、特許文献１の浮上物除去装置では、広範な表面積を有するスケールピットに貯水された排水表面の様々な箇所に浮遊する浮遊物を回収樋の近傍まで移動させることは困難である。また、循環水槽の外部から該循環水槽に滴下する水を供給しており、浮上物の除去に要するコストも高くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開昭５９−２１６６８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、貯水槽に貯水された排水の表面に浮遊する浮遊物を効率的に回収できる散水装置を提供することを目的とする。
【００１２】
また、前記散水装置を備える浮遊物回収装置および排水処理システム、並びに、前記散水装置を用いた散水方法、浮遊物回収方法および排水処理方法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】
【００１３】
本発明の散水装置は、前記課題を解決するため、貯水槽から貯水槽外へ排水を送水する送水管を利用し、貯水槽に貯水された排水を循環して利用するものである。以下、本発明の基本的な構成について説明する。なお、以下の説明では、貯水槽として代表的なスケールピットを例として挙げるが、この他にも同様の貯水槽として沈殿池、貯水池、冷却水ピット等を挙げることができる。
【００１４】
図１は、本発明の散水装置を備える排水処理システムの基本構成を示す概略構成図である。図１に示す排水処理システム１は、貯水槽であるスケールピット１０と、スケールピット１０に貯水された排水Ｄを汲み上げるポンプ２０と、前記汲み上げた排水Ｄを前記スケールピット１０の外へ送水する送水管３０と、浮遊物回収装置を備える。
【００１５】
前記浮遊物回収装置は、散水装置と、浮遊物回収機構とを備える。前記散水装置は、送水管３０から分岐させて設けた排水供給管４０を有している。なお、排水処理システム１においては、前記浮遊物回収機構として、後述する回収樋５０が用いられている。また、図１中の矢印は、排水Ｄの流れる方向を意味している。
【００１６】
上述したとおり、製鉄所の圧延ラインで使用された水は、地下の排水流路を経てスケールピット１０に貯水される。スケールピット１０に貯水された排水Ｄは、スケール分離等の処理が施された後、ポンプ２０で汲み上げられ、送水管３０により、スケールピット１０外の環水センター（図示略）に送られる。そして、環水センターでは、製鉄所内の各所から送られてきた水を集積し、圧延ライン等の各ラインの水の使用量等に応じて、前記集積した水を各ラインに送り返し再利用している。
【００１７】
スケールピット１０に貯水された排水Ｄには、圧延ラインで使用された水以外に、圧延ラインやその他の付帯設備で使用された油等が含まれており、この油等は前記排水Ｄの表面に浮遊物Ｆとなって存在する。
【００１８】
このままの状態で、スケールピット１０からポンプ２０で排水Ｄを汲み上げて環水センターへ送水すると、環水センターに浮遊物Ｆが流出する系外流出が発生する。そのため、スケールピット１０では、系外流出を防ぐため、ポンプ２０の手前に浮遊物Ｆを回収する浮遊物回収機構（回収樋５０）を設置して、浮遊物Ｆを回収している。
【００１９】
なお、前記回収樋５０は、スケールピット１０の幅方向（紙面の奥手前方向）に延伸する筒状の形態を有しており、その側面に前記幅方向に伸びるスリット状の開口を有し、前記開口から浮遊物Ｆを回収して、排水Ｄから浮遊物Ｆを分離回収するように構成されている。回収樋５０は、軸回転可能とされており、排水Ｄの液面の高さ等に応じて、開口の位置を調整できるようにされている。
【００２０】
ここで、回収樋５０で浮遊物Ｆを回収するためには、回収樋５０に浮遊物Ｆを接近させる必要がある。しかし、スケールピット１０は、例えば、長さが２０ｍ〜４０ｍ、幅が１５ｍ〜２５ｍといった大きさを有しており、排水Ｄ表面の様々な箇所に浮遊する浮遊物Ｆを回収樋５０の近傍まで移動させることは容易ではない。さらに、排水Ｄ上を吹く風の風向きによっては、浮遊物Ｆを回収樋５０の近傍まで移動させることはますます困難となる。
【００２１】
そこで、本発明者らは、スケールピット１０から環水センターに排水Ｄを送水する送水管３０を利用することを着想した。送水管３０は、例えば外径が１０００ｍｍ以上と大きく、また、スケールピット１０に付設されるポンプ２０の１台当たりの吐出量は、例えば２０ｍ３／ｍｉｎ以上と大きく、送水管３０内を流れる排水Ｄは、十分な水量と水圧を有している。さらに、送水管３０は、スケールピット１０の上方（例えば排水Ｄの水面から５ｍ以上の高さ）に設置されているため、その高さも利用できる。この送水管３０を利用することで、大きな設備投資を必要とせず、かつ、排水Ｄを循環して利用した散水装置が設置できるとの着想を得た。
【００２２】
すなわち、本実施形態の散水装置は、送水管３０から分岐させて設けた排水供給管４０を有し、前記排水供給管４０を経由して、スケールピット１０から汲み上げて環水センターへ送水する排水Ｄの一部を、スケールピット１０に貯水された排水Ｄの表面に散水するものである。これにより、図１中の矢印のように、排水Ｄを循環して利用することができる。そのため、散水に用いる水をスケールピットの外部から供給しなくてもよい。加えて、散水のための動力を新たに供給する必要もないため、浮遊物Ｆの回収に要するランニングコストをゼロ或いは大幅に低減でき、効率的に浮遊物Ｆを回収することができる。さらに、オペレーターが散水作業を行う場合のような危険も回避できる。なお、排水供給管４０としては、特に限定されないが、散水の水量、水圧を確保する点、管の閉塞を生じにくくする点などから、呼び径１００Ａ以上（外径１１０ｍｍ以上）が好ましい。
【００２３】
そして、排水処理システム１では、上記のように排水Ｄの表面に散水し、その際の衝撃や波動によって、浮遊物Ｆを回収樋５０まで移動させて回収する。本発明にかかる排水処理システム１は、浮遊物Ｆの回収効率に優れ、浮遊物Ｆの系外流出の抑制効果に優れる。
【００２４】
本発明は、上記のような知見に基づきなされたものであり、以下の構成を有する。
［１］貯水槽に貯水された排水の表面に浮遊する浮遊物を回収するために、前記排水の表面に散水して前記浮遊物に推進力を与える散水装置であって、
前記散水装置は、前記貯水槽から汲み上げた排水を前記貯水槽外へ送水する送水管から分岐させて設けた排水供給管を有し、前記排水供給管を経由して、前記貯水槽から汲み上げた排水の一部を、前記貯水槽に貯水された排水の表面に散水する、散水装置。
［２］前記散水装置は、排水を散水するノズルと、前記ノズルの角度を調整する角度調整機構を備える、［１］に記載の散水装置。
［３］前記ノズルは、側面視した場合に、水平方向から１０〜６０°下向きの角度を有するように設置された、［２］に記載の散水装置。
［４］前記散水装置は、一列に並ぶ複数のノズルを備え、
前記一列に並ぶ複数のノズルは、上面視した場合に、両端に位置するノズルが、それぞれ内側に１０〜３０°の角度を有するように設置された、［２］または［３］に記載の散水装置。
［５］前記［１］〜［４］のいずれかに記載の散水装置と、前記散水装置によって推進力が与えられた浮遊物を回収する浮遊物回収機構とを備える、浮遊物回収装置。
［６］貯水槽と、前記貯水槽に貯水された排水を汲み上げるポンプと、前記汲み上げた排水を前記貯水槽外へ送水する送水管と、前記［５］に記載の浮遊物回収装置とを備える、排水処理システム。
［７］貯水槽に貯水された排水の表面に浮遊する浮遊物を回収するために、散水装置により前記排水の表面に散水して前記浮遊物に推進力を与える散水方法であって、
前記散水装置として、前記［１］〜［４］のいずれかに記載の散水装置を用いる、散水方法。
［８］前記［５］に記載の浮遊物回収装置を用いて、貯水槽に貯水された排水の表面に浮遊する浮遊物を回収する、浮遊物回収方法。
［９］前記［６］に記載の排水処理システムを用いて排水処理を行う、排水処理方法。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、貯水槽に貯水された排水の表面に浮遊する浮遊物を効率的に回収できる散水装置を提供できる。
【００２６】
本発明によれば、貯水槽から排水を汲み上げて送水する送水管を利用することで、大きな設備投資を必要とせずに散水装置を設置でき、さらに、貯水槽に貯水された排水を循環させて利用することで、浮遊物の回収に要するランニングコストをゼロ或いは大幅に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、本発明の散水装置を備える排水処理システムの基本構成を示す概略構成図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態にかかる散水装置を備える排水処理システムを示す概略構成図（上面図）である。
【図３】図３は、ノズルが設置された領域を側面からみた側面図である。
【図４】図４は、複数のノズルが設置された領域を上面からみた上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明の好適な一実施形態について、図２を参照しながら説明する。
【００２９】
図２は、本発明の一実施形態にかかる散水装置を備える排水処理システムを示す概略構成図（上面図）である。なお、以下に記載する実施形態において、上述の排水処理システム１に対応する構成要素には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００３０】
図２に示す排水処理システム２は、貯水槽であるスケールピット（ピット１０Ａ、ピット１０Ｂ）と、スケールピットに貯水された排水Ｄを汲み上げるポンプ（ポンプ２０Ａ〜２０Ｆ）と、前記汲み上げた排水を前記スケールピットの外へ送水する送水管３０と、浮遊物回収装置を備える。
【００３１】
本実施形態のように、スケールピットは、複数のピットを並べて構成してもよい。図２に示す排水処理システム２では、ピット１０Ａとピット１０Ｂをスケールピットの幅方向（図２中のＹ方向）に並べて設置しスケールピット全体を構成している。なお、本実施形態のピット１０Ａには、主に熱延工程で使用した水が排水となって流れ込み、ピット１０Ｂには、主に冷却工程で使用した水が排水となって流れ込む。また、本実施形態のように、スケールピットから排水Ｄを汲み上げるポンプは、複数のポンプを併用してもよい。また、ピット１０Ａとピット１０Ｂの大きさ（スケールピット全体の大きさ）、ポンプ１台当たりの吐出量は、上述の排水処理システム１と同様である。
【００３２】
浮遊物回収装置は、散水装置と、浮遊物回収機構とを備える。前記散水装置は、排水供給管を有している。本実施形態において、前記排水供給管は、主管４０Ａと、分岐管４０Ｂと、鉛直管４０Ｃとで構成されている。なお、前記浮遊物回収機構としては、上述の排水処理システム１と同様の回収樋５０が設置されている。
【００３３】
排水供給管を構成する主管４０Ａは、送水管３０から分岐して設けられる。主管４０Ａは、延伸方向が９０°変わる曲折部を有しており、これにより延伸方向が調整される。図２に示す排水処理システム２において、主管４０Ａは、送水管３０から分岐し、その後、９０°ずつ２度方向を変え、ピット１０Ａとピット１０Ｂの境界線上をスケールピットの長さ方向（図２中のＸ方向）に延伸するように設置されている。
【００３４】
分岐管４０Ｂは、上記主管４０Ａの途中および末端から、スケールピットの両幅方向に延伸するように設置されている。
【００３５】
鉛直管４０Ｃは、上記分岐管４０Ｂから分岐して、スケールピットに貯水された排水Ｄの表面に向かって延伸するように設置されている（図３参照）。
【００３６】
図３に示すように、本実施形態では、さらに排水供給管の端部（鉛直管４０Ｃの端部）近傍に、ノズル４２が設置されている。ノズル４２には、ノズルの角度を調整する角度調整機構（図示略）が備えられ、ノズル４２の鉛直方向の角度（図３中のθ１）と、水平方向の角度（図４中のθ２）が調整可能とされている。さらに、鉛直管４０Ｃの途中にはユニオン４６が設けられており、鉛直管４０Ｃのうち、ユニオン４６から下方側の領域が取り外し可能とされている。
【００３７】
ノズル４２は、側面視した場合、水平方向から下向きにθ１の角度を有するように設置されることが好ましい（図３参照）。前記θ１は、排水Ｄの表面に浮遊する浮遊物Ｆに対し、回収樋５０の方向への推進力をより高めるために、１０〜６０°とすることが好ましく、２０〜４０°とすることがより好ましく、３０°とすることがさらに好ましい。
【００３８】
また、ノズル４２の排水Ｄ表面からの高さＨ（図３参照）は、排水Ｄの表面に浮遊する浮遊物Ｆに対し、回収樋５０の方向への推進力をより高めるために、４００〜１４００ｍｍが好ましく、６００ｍｍ〜１２００ｍｍがより好ましく、１０００ｍｍがさらに好ましい。
【００３９】
さらに、本発明においては、ノズル４２を複数設置してもよい。また、設置した複数のノズル４２を１組のノズル群として運用してもよい。本実施形態では、一列に並べた５個のノズル４２を１組として運用している（図２、図４）。図４に示されるように、前記１組とされたノズル４２は、上面視したとき、両端に位置するノズルが、それぞれ内側に角度θ２を有するように設置されることが好ましい。前記θ２は、スケールピットの幅方向の端の領域に浮遊する浮遊物Ｆに対し中央方向へ移動する推進力をより高め、また、回収樋５０の方向への推進力をより高めるために、１０〜３０°とすることが好ましく、１５〜２５°とすることがより好ましく、２０°とすることがさらに好ましい。
【００４０】
また、前記排水供給管には、適宜の箇所に、バルブを設けてもよい。図２に示す排水処理システム２では、主管４０Ａの曲折部にバルブ４４Ａが、分岐管４０Ｂの端部にバルブ４４Ｂ、４４Ｃ、４４Ｄ、４４Ｅが設けられている。さらに、主管４０Ａと分岐管４０Ｂとの分岐部にもバルブ４４Ｆ、４４Ｇ、４４Ｈ、４４Ｉが設けられている。さらにまた、図３に示すように、鉛直管４０Ｃの端部にもバルブ４４Ｊが設けられている。
【００４１】
排水処理システム２では、これらのバルブの開閉により、排水Ｄの供給と停止が切り替えられるようになっている。
【００４２】
排水処理システム２では、送水管３０から分岐させて設けた排水供給管（主管４０Ａ、分岐管４０Ｂ、鉛直管４０Ｃ）を経由して、ポンプ（２０Ａ〜２０Ｆ）により汲み上げた排水Ｄの一部を、スケールピット（ピット１０Ａ、１０Ｂ）の排水Ｄの表面に散水する。これにより、排水処理システム２では、排水処理システム１と同様に、排水Ｄを循環して利用することができる。そのため、散水に用いる水をスケールピットの外部から供給しなくてもよい。加えて、散水のための動力を新たに供給する必要もないため、浮遊物Ｆの回収に要するランニングコストをゼロ或いは大幅に低減でき、効率的に浮遊物Ｆを回収することができる。さらに、オペレーターが散水作業を行う場合のような危険も回避できる。なお、排水処理システム２の排水供給管としては、特に限定されないが、排水処理システム１と同様のものを用いることができる。
【００４３】
加えて、排水処理システム２では、排水供給管に設けたバルブの開閉により、排水Ｄの供給方向の切り替えや、排水供給管の洗浄が可能とされている。
【００４４】
例えば、ピット１０Ａの排水表面に浮遊物Ｆが少なく、ピット１０Ｂの排水表面に浮遊物Ｆが多量に存在する場合や、ピット１０Ｂの排水表面に浮遊する浮遊物Ｆに対する推進力をより高めたい場合等には、バルブ４４Ｇ、４４Ｉを閉とし、バルブ４４Ｆ、４４Ｈを開として、ピット１０Ｂのみに散水を行うようにしてもよい。このようにすれば、ピット１０Ｂの排水表面に浮遊する浮遊物Ｆに対して、より大きな水量と水圧で集中して散水することができる。
【００４５】
また、本発明では、排水Ｄを循環して散水に用いるため、排水供給管内に排水Ｄに含まれる浮遊物Ｆやその変性物等が堆積する場合がある。このような場合には、排水供給管の曲折部に設置したバルブ（図２中のバルブ４４Ａ）や、端部に設置したバルブ（図２中のバルブ４４Ｂ〜４４Ｅ、図３中のバルブ４４Ｊ）のいずれか１つ以上を開として、排水供給管内の堆積物を管外へ排出するフラッシング洗浄を実施することができる。
【００４６】
これにより、配管を分解等して洗浄する必要がなくなり、または、その回数を低減でき、散水装置のメンテナンスに要するコストを大幅に低減することが可能となる。
【００４７】
さらに、本実施形態では、鉛直管４０Ｃの途中にユニオン４６（図３参照）を設けている。これにより、ノズル４２の閉塞や故障等が生じた場合でも、鉛直管４０Ｃの下方側の領域のみを取り外すことができ、ノズル４２の洗浄や交換等の作業を容易に実施できる。そのため、本実施形態の散水装置はメンテナンス性にも非常に優れる。
【符号の説明】
【００４８】
１、２  排水処理システム
１０  スケールピット
２０  ポンプ
３０  送水管
４０  排水供給管
４０Ａ  主管
４０Ｂ  分岐管
４０Ｃ  鉛直管
４２  ノズル
４４Ａ〜４４Ｊ  バルブ
４６  ユニオン
５０  回収樋
【図１】
2020163239.tif 000003
【図２】
2020163239.tif 000004
【図３】
2020163239.tif 000005
【図４】
2020163239.tif 000006