(57)【要約】【課題】薄膜状のスカムを短時間で効率よくパイプスキマ内に排出することのできるスカム除去装置を提供する。【解決手段】パイプスキマを備えたスカム除去装置であって、前記パイプスキマに設けられている開口部を形成する下辺には、その開口部が水面上に位置しているときに、先端部が水面に生成されるスカムの下方に位置する深さを保って水流の上流側に所定長さ伸びる案内片を設けるとともに、その案内片の先端部位置よりも水流の上流側の所定位置には、その開口部の一部が水中に位置したときに、その開口部に向けて水を噴出する噴出手段を設けたことを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パイプスキマを備えたスカム除去装置であって、
前記パイプスキマに設けられている開口部を形成する下辺には、その開口部が水面上に位置しているときに、先端部が水面に生成されるスカムの下方に位置する深さを保って水流の上流側に所定長さ伸びる案内片を設けるとともに、その案内片の先端部位置よりも水流の上流側の所定位置には、その開口部の一部が水中に位置したときに、その開口部に向けて水を噴出する噴出手段を設けたことを特徴とするスカム除去装置。
【請求項２】
請求項１に記載のスカム除去装置において、
前記開口部を形成する下辺と前記案内片との接合部分は、上方に突出した曲面状に形成されていることを特徴とするスカム除去装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のスカム除去装置において、
前記パイプスキマは、断面形状が円形のパイプ材からなることを特徴とするスカム除去装置。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載のスカム除去装置において、
前記パイプスキマは、断面形状が矩形のパイプ材からなることを特徴とするスカム除去装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のスカム除去装置において、
前記水流は、汚水を生物学的処理した後の沈殿分離処理時の水流であることを特徴とするスカム除去装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パイプスキマを備えたスカム除去装置に関し、例えば、汚水を生物学的処理した後の原水を沈殿分離処理する、いわゆる最終沈殿池に好適なスカム除去装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のパイプスキマを備えたスカム除去装置は、そのパイプスキマはスカムが発生する水槽の下流側の水面に一部が水没する形で設置されている。例えば、その水槽が下水等の汚水処理施設の沈殿池の場合、パイプスキマは、沈殿池の原水流入側と反対側に設けられている上澄水の取出側の手前に一部が水没する形で設置されている。
【０００３】
この従来のパイプスキマは、沈殿池の水流方向と直交する方向の水路幅に等しい長さのパイプ材からなり、該パイプ材には、軸心方向に開口した開口部（切欠部）が設けられている。そしてこのパイプスキマには、長手方向の軸心を中心にして回転する回転機構が設けられていて、スカム除去時に開口部の一部が水中に没するように回転され、この回転によりスカムが開口部からパイプスキマ内に流入するように構成されている。
【０００４】
パイプスキマを備えたスカム除去装置においては、スカムの除去は水流に同伴させて行われる。すなわち、スカム除去時には、パイプスキマの開口部の一部が水中に位置されるので、その開口部を介してパイプスキマ内に水の流れ込みが開始される。この水の流れ込みにより水面に浮遊していたスカムも一緒にパイプスキマ内に流入され、これによりスカムの除去が行われる。
【０００５】
ところで、通常、スカムの発生する水槽の水の流れは速くなく、例えば、水槽が汚水処理施設の沈殿池の場合、その流速は３〜５cm/sec程度であり、したがって、パイプスキマ内への水の流れ込みだけでスカムの除去を行おうとすると、スカムの排出時間が長くなるという問題点を有している。しかも、流動性に劣るスカムの場合は、より排出時間が長くなるという問題点を有している。
【０００６】
スカムの排出時間が長くなるということは、スカム排出に伴って排出される水の量が多くなることを意味している。この排出された水は、スカムを分離した後、再度、原水側に戻されるので汚水処理施設の負荷を高めてしまうという問題点も有している。
【０００７】
スカムの排出を水の流れだけで行う場合は、上述のような問題点を有しているので、これを解決するために種種の提案がなされている。例えば、特許文献１には、スカム除去時にパイプスキマの開口部の一部が水中に没するように回転されたときに、その開口部の位置よりも上流側の水中に設けられているノズル管からその開口部に向けて空気を噴出させ、スカムの移動を高めるようにすることが開示されている。
【０００８】
また、特許文献２には、スカムの上方位置にスプレーノズルを設け、そのスプレーノズルから斜め下方に圧力水を噴出させてスカムに移動力を付与せることが開示されている。
【特許文献１】実開昭５３−８８０７１号公報
【特許文献２】特開平９−２７６８６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、生成される水面に浮かぶスカムが薄膜状の場合、例えば、下水処理施設の最終沈殿池に生成する薄膜状のスカムのような場合は、上記特許文献１又は特許文献２に示されるようなスカム移動手段は全く使用することができない。
【００１０】
例えば、特許文献１のパイプスキマの開口部に上流側の水中に設けられているノズル管から空気を噴出させてスカムの移動を高めることは困難である。なぜならば、水面上に浮かんでいる薄膜状のスカムは、極めて微妙な力関係で浮遊しているので、スカムの下方から空気が噴出されると水流に乱流が発生し、スカムはフロック化して水中に混入し、その水中に混入したスカムはパイプスキマの下方を移動した位置で再度浮上して上澄水に含まれて排出され、放流水質の低下を招来するからである。
【００１１】
同様に、上記特許文献２に示されるスカムの上面に移送用の圧力水を噴出させても水流に乱流を生じさせてスカムをフロック化させるので採用することは困難である。
【００１２】
そこで、本発明は、上記欠点を解決するためになされたものであって、その目的は、スカムが水面に浮かぶ薄膜状の場合であっても、短時間で効率よくパイプスキマ内に排出することのできるスカム除去装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る一発明の実施の形態例のスカム除去装置は、上記目的を達成するために、パイプスキマを備えたスカム除去装置であって、前記パイプスキマに設けられている開口部を形成する下辺には、その開口部が水面上に位置しているときに、先端部が水面に生成されるスカムの下方に位置する深さを保って水流の上流側に所定長さ伸びる案内片を設けるとともに、その案内片の先端部位置よりも水流の上流側の所定位置には、その開口部の一部が水中に位置したときに、その開口部に向けて水を噴出する噴出手段を設けたことを特徴としている。
【００１４】
上記構成において、噴出手段から開口部に向けて水が噴出されると、案内片の上面には、開口部に向けた流れの速い水流が生成される。
また、本発明に係る一実施の形態例のスカム除去装置は、パイプスキマの開口部を形成する下辺と案内片との接合部分は、上方に突出した曲面状に形成されていることを特徴としている。
【００１５】
そして、本実施の形態例のスカム除去装置は、パイプスキマは断面形状が円形のパイプ材からなることを特徴としている。
またさらに、かかるパイプスキマは断面形状が矩形のパイプ材からなることを特徴としている。
【００１６】
また、本実施の形態例のスカム除去装置は、水流は汚水を生物学的処理した後の沈殿分離処理時の水流であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１７】
本発明係るスカム除去装置によれば、案内片の上面側には開口部に向く周辺に比して流速の速い水流を生成することができ、その速い水流に同伴させてスカムをフロック化させることなく短時間で、かつ、確実に開口部に移動させることができる。
このため、排出される処理水質の悪化を防止することができるとともに、スカム排出に伴う水の量も少なくて済み、省エネルギー化を図ることができる。
また、本発明に係るスカム除去装置は、パイプスキマの開口部を形成する下辺と案内片との接合部分が上方に突出した曲面状に形成されているので、つまりその接合部分が「Ｒ」に形成されているので、案内片上からパイプスキマ内への水流の乱れがなく、スカムを同伴した水の流れが円滑に行われ、効率よくスカムを排出することができる。
【００１８】
そして、本発明に係るスカム除去装置によれば、パイプスキマのパイプ材の断面形状が円形又は矩形からなるので、容易に実施することができる。特に、パイプ材の断面形状が矩形の場合は、パイプスキマ内の容量が大きく、パイプスキマ内のスカムの移動をより円滑に行うことができる。
【００１９】
また、本発明に係るスカム除去装置によれば、水流が汚水を生物学的処理した後の沈殿分離処理時の場合、すなわち、本発明に係るスカム除去装置を下水処理施設の最終沈殿池に適用した場合は、排出される処理水質の悪化を防止することができるとともに、スカム排出に伴う水の量も少なくて済み、省エネルギー化を図ることができるという極めて優れた効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明を実施するための最良の形態例を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明に係る一発明の実施の形態例に係るスカム除去装置を備えた下水処理施設の最終沈殿池の平面図、図２（ａ）は、本実施の形態例のパイプスキマの開口部が水面上に位置しているときの図１のＸ1−Ｘ1線の拡大断面図、（ｂ）は、本実施の形態例のパイプスキマの開口部の一部が水中に位置しているときの図１のＸ1−Ｘ1線の拡大断面図、図３は、本実施の形態例のパイプスキマの開口部が水面上に位置しているときの図１のＸ2−Ｘ2線の断面図、図４は、本実施の形態例のパイプスキマの開口部の一部が水中に位置しているときの図１のＸ2−Ｘ2線の断面図である。
【００２１】
図中、１は、本発明に係る一発明の実施の形態例のパイプスキマを備えたスカム除去装置を適用した下水処理施設の最終沈殿池（以下、「沈殿池」で説明する。）であり、ここでは沈殿池１の上澄水取出部２側の部分が図示されている。
【００２２】
この図示の沈殿池１では、水は左側から右側方向へ流れるように構成されている。この沈殿池１には、周知の沈殿池１と同様に、沈降した汚泥を排出する汚泥掻取機構が設けられているが、本実施の形態例の説明に関係しないので詳細説明を省略する。なお、実際の下水処理施設においては、沈殿池は複数個併設されるが、ここでは、図面を簡略化するために一個の沈殿池のみが示されている。
【００２３】
図中、ａ1は、パイプスキマであり、沈殿池１の上澄水取出部２の手前側、すなわち上澄水取出部２から所定距離上流側に一部が水没する形で、かつ、沈殿池１の水流方向と直交する方向の水路幅全体にわたって設けられている。
【００２４】
このパイプスキマａ1の一端部（図１においては上端部）は、沈殿池１の一方の槽壁を貫通してその槽壁の外側に設けられているスカムピット３内に位置し、その開口されている一端部からスカムを含む水をスカムピット３内に排出できるように構成されている。
【００２５】
そして、パイプスキマａ1の閉止状に形成されている他端部は、沈殿池１の他方の槽壁に回転自在に軸支され、その支軸には、パイプスキマａ1の軸心を中心にして回転させる回転駆動機構４が設けられている。
【００２６】
なお、パイプスキマａ1の一端部側の槽壁を貫通する部分及び他端部側の槽壁を貫通する支軸部分は、それぞれ槽壁を軸受けとして回転できるように構成されているとともに、その軸受の機構は水密状にそれぞれ構成されていて、沈殿池１内の水が漏出しないように工夫されている。
【００２７】
上記パイプスキマａ1は、沈殿池１の水流方向と直交する方向の水路幅よりも少し長い長さで、かつ、断面形状が円形のパイプ材Ｐ1からなり、そのパイプ材Ｐ1には、軸心方向に開口した開口部（切欠部）５が設けられている。このパイプ材Ｐ1の内径は、開口部５から取り入れられたスカムを含む水をスカムピット３内に速やかに流出させることができるように決められている。
【００２８】
図中、６は、鋼製又は合成樹脂製からなる平面形状が長方形の板状の案内片であって、パイプ材Ｐ1の開口部５を形成する下辺の位置から上流側に向って所定距離（図１においては左側に向って長方形の短辺長さに相当する距離）伸びるように設けられている。すなわち、この案内片６は、その一端辺側（図１においては右辺側）は開口部５を形成する下辺に接合されている。
【００２９】
そして、その他端辺（案内片６の先端部）側は、パイプスキマａ1の回転位置にかかわらず、水面近くの水中に位置し、水面上に生成されるスカムＳの下側に常時位置するように決められている。また、開口部５の下辺と案内片６との接合箇所は、上方に突出した曲面状、いわゆる「Ｒ」に形成されている。この「Ｒ」については、図面に（Ｒ）で示されている。
【００３０】
図中、７は、水面近くの水中に設けられた圧力水供給管であって、案内片６の先端部の位置よりも所定距離上流側で、かつ、沈殿池１の水流方向と直交する方向に設けられている。そして、この圧力水供給管７には、所定間隔を保って噴出ノズル８，８，…が設けられている。
【００３１】
これら噴出ノズル８，８，…の圧力水の噴射方向は、板状の案内片６の上面側で、かつ、パイプスキマａ1の開口部５の下辺側に向くように決められている。そして、噴出ノズル８，８，…から噴出される圧力水の圧力及びその水量は、案内片６の上面側において開口部５に向う水の流れを促進するに十分なように決められている。
【００３２】
次に、上記構成からなる本実施の形態例のスカム除去装置におけるスカム除去動作を説明する。今、沈殿池１が沈殿処理を行っていて、パイプスキマａ1が図２（ａ）及び図３に示されるように、開口部５が水面上に位置していると、パイプスキマａ1の上流側の水面上には薄膜状のスカムＳが生成されてくる。
【００３３】
スカムＳの生成がある程度の面積を示した時点で、パイプスキマａ1は、回転駆動機構４を介して開口部５の一部分が水中に位置するように（水中に没するように）回転させるとともに、図示しないポンプを介して圧力水供給管７に圧力水が供給される（図２（ｂ）及び図４参照）。
【００３４】
したがって、噴出ノズル８，８…からは、開口部５に向けて圧力水が噴射され、これにより、案内片６の上面側では、開口部５に向う水の流れが促進される。そして、スカムＳは、フロック化されることなく、薄膜状を保った状態で流れの速められた水に同伴されてパイプスキマａ1内に移動され、開口部５内に吸い込まれる。
【００３５】
回転駆動機構４を介して開口部５の一部分を水中に位置させるように回転させるタイミング及びその水中に位置させる時間は、沈殿池１に流入する水質等によって発生するスカムＳが一様でないので実験により決められることが望ましい。即ち、装置運転の当初の数日間、一日に１回程度、手動で運転してスカムＳの排出状態を観察して決めることが望ましい。
以後、その観察結果に基いて自動運転が行われる。
【００３６】
しかし、自動運転の開始制御は以上の例に限定されるものではなく、沈殿池１の所定表面にスカム検出センサを配置し、このスカム検出センサ配設位置にまでスカムが充満したことを検出して、あるいは複数の検出センサを配して所定状のセンサが同時にスカムを検出した場合に自動でスカム除去を行うようにしても良い。
【００３７】
自動運転における圧力水供給管７に圧力水を供給して噴出ノズル８，８，…から開口部５に向けて圧力水を噴射するタイミングは、開口部５の一部分を水中に位置させるタイミングに同期するように制御される。なお、開口部５の一部分を水中に位置させるタイミング及び噴出ノズル８，８，…から開口部５に向けて圧力水を噴射するタイミングは、自動運転時に限定されるものではなく、常に手動で行うことができる様に構成することが望ましい。。
【００３８】
特に、上記構成からなるスカム除去装置においては、開口部５の下辺と案内片６との接合箇所が上方に突出した「Ｒ」に形成されているので、水の流れの整流効果が優れている。したがって、スカムＳを含む水の流れがパイプスキマａ1内に勢いよく吸い込まれる状態を作ることができ、これにより、より短時間でスカムＳの排出を終了させることができる。この開口部５の下辺と案内片６との接合箇所に「Ｒ」を形成したときの整流効果については、実験よっても確認されている。
【００３９】
パイプスキマａ1内に流入したスカムＳは、パイプスキマａ1内を通過してスカムピット３に排出され、このスカムピット３内のスカムＳは、図示しない汚泥処理機等の処理手段により処理される。また、上澄水取出部２に排出された上澄水（処理水）は、河川等の水系に放流される。
【００４０】
上記構成からなるスカム除去装置は、上述した構成により、スカムＳをフロック化させることなく、かつ、速い水流に同伴させて短時間で開口部５に移動させることができるので、排出される処理水質の悪化を防止することができるとともに、スカムＳの排出に伴う水の量も少なくて済み、省エネルギー化を図ることができるという優れた効果を得ることができる。
【００４１】
図５は、本発明に係る他の発明の実施の形態例に係るスカム除去装置を備えた沈殿池の平面図、図６は、他の実施の形態例のパイプスキマの開口部が水面上に位置しているときの図５のＸ3−Ｘ3線の断面図、図７は、他の実施の形態例のパイプスキマの開口部の一部が水中に位置しているときの図５のＸ3−Ｘ3線の断面図である。
【００４２】
他の実施の形態例のスカム除去装置は、上述した第１の実施の形態例のスカム除去装置がパイプ材Ｐ1の断面が円形を呈しているのに対して、断面が矩形を呈したパイプ材Ｐ2を用いたパイプスキマａ2を有することを特徴としている。
【００４３】
このパイプ材Ｐ2は、パイプ材Ｐ2の断面が矩形を呈しているので、スカムピット３側の沈殿池１の槽壁に軸支される部分には外周が円形の軸部材Ｐ2´が設けられている。したがって、パイプスキマａ2は、この外周が円形の軸部材Ｐ2´により回転を容易に行うことができる。
【００４４】
他の実施の形態例のスカム除去装置は、上述した第１の実施の形態例のスカム除去装置と同様に、スカムＳをフロック化させることなく、かつ、速い水流に同伴させて短時間で開口部５に移動させることができるので、排出される処理水質の悪化を防止することができるとともに、スカムＳの排出に伴う水の量も少なくて済み、省エネルギー化を図ることができるという優れた効果を得ることができるだけでなく、パイプ材Ｐ2の断面形状が矩形であるので、パイプスキマａ2内の容量が大きく、したがって、パイプスキマａ2内のスカムＳを含む水の移動をより円滑に行うことができるという特長を得ることができる。
【００４５】
以上、本発明に係る実施の形態例のスカム除去装置について図面を参照して詳説したが、具体的な構成は、上記２つの実施の形態例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において設計変更等が可能である。
【００４６】
例えば、上述の例では、スカム除去装置を下水処理施設の最終沈殿池に適用したが、沈殿池は最初沈殿池でもよく、あるいは、工場廃水用の他の沈殿池であってもよい。さらに、有価物を浮上分離して回収する回収槽に適用することもできる。この回収槽の場合は、流体は水でない場合もあるが、本発明の「水」は、そのような流体も含んでいる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明に係る一実施の形態例に係るスカム除去装置を備えた沈殿池の平面図ある。
【図２】（ａ）は本実施の形態例のパイプスキマの開口部が水面上に位置しているときの図１のＸ1−Ｘ1線の拡大断面図、（ｂ）は、パイプスキマの開口部の一部が水中に位置しているときの図１のＸ1−Ｘ1線の拡大断面図である。
【００４８】
【図３】本実施の形態例のパイプスキマの開口部が水面上に位置しているときの図１のＸ2−Ｘ2線の断面図である。
【図４】本実施の形態例のパイプスキマの開口部の一部が水中に位置しているときの図１のＸ2−Ｘ2線の断面図である。
【００４９】
【図５】本発明に係る他の実施の形態例のスカム除去装置を備えた沈殿池の平面図ある。
【図６】他の実施の形態例のパイプスキマの開口部が水面上に位置しているときの図５のＸ3−Ｘ3線の断面図である。
【図７】他の実施の形態例のパイプスキマの開口部の一部が水中に位置しているときの図５のＸ3−Ｘ3線の断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１  沈殿池（最終沈殿池）  
２  上澄水取出部
３  スカムピット
４  回転駆動機構
５  開口部
６  案内片
７  圧力水供給管
８  噴出ノズル８
ａ1，ａ2  パイプスキマ
Ｐ1，Ｐ2  パイプ材
Ｐ2´  軸部材
Ｓ  スカム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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