(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
沈砂池から砂を含む原水を揚水する揚砂水ポンプと、
前記揚砂水ポンプによって揚水された揚砂水を、前記砂を含む濃縮揚砂水と上澄み液とに分水する分水器と、
前記分水器によって分水された前記濃縮揚砂水を、前記砂を含む固形分と分離水とに分離する固液分離装置とを備え、
前記分水器は、
正立した中空截頭円錐台から成る本体部と、
前記本体部の側部に設けられ、前記揚砂水ポンプによって揚水された前記揚砂水を前記側部の接線に沿って前記本体部内に流入させる流入口と、
前記本体部の前記流入口より上部に設けられ、当該本体部から溢流する前記上澄み液を当該本体部の外部へ排出する上澄み液排水部と、
前記本体部の前記流入口より下部に設けられ、前記上澄み液が分離された前記濃縮揚砂水を前記固液分離装置へ排出する排出口とを有し、
前記上澄み液排水部は大気開放されていることを特徴とする、
沈砂分離システム。
【請求項２】
沈砂池から揚砂水ポンプによって揚水された揚砂水を、砂を含む濃縮揚砂水と上澄み液とに分水する分水器であって、
前記分水器は、
正立した中空截頭円錐台から成る本体部と、
前記本体部の側部に設けられ、前記揚砂水ポンプによって揚水された前記揚砂水を前記側部の接線に沿って前記本体部内に流入させる流入口と、
前記本体部の前記流入口より上部に設けられ、当該本体部から前記上澄み液を当該本体部の外部へ排出する上澄み液排水部と、
前記本体部の前記流入口より下部に設けられ、前記上澄み液が分離された前記濃縮揚砂水を排出する排出口と、を有し、
前記上澄み液排水部は大気開放されていることを特徴とする、
沈砂池設備用分水器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、沈砂池に貯められた原水から砂を分離する沈砂分離システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
沈砂池設備では、沈砂池の底に沈殿した砂を噴射ノズル等によって集砂ピットに収集し、集砂ピットに収集された砂を含む原水をジェットポンプやサンドポンプ等のポンプ動力によって沈砂分離機まで揚水し、揚砂水から沈砂分離機によって砂を分離し除去している。この沈砂分離機には、揚砂水を貯めるための槽が設けられているが、この槽の小型化が図れると沈砂分離機を小型化することが可能となり好ましい。
【０００３】
ここで、実用新案登録第３１２８５５４号公報には、汚濁水から汚泥を分離するいわゆるサイクロンと呼ばれる渦流汚泥分離回収装置が開示されている。この渦流汚泥分離回収装置は円筒形より成る回流分離槽本体を有し、この回流分離槽本体の中間部には汚濁水を回流させるための回流部が、下部には逆円錐形沈殿器が内装された沈殿部が、上部には清水をオーバーフローさせて回収する益流部がそれぞれ設けられている。そして、汚濁水を回流部に流入して渦巻状の水流を発生させることで、遠心力によって汚濁水から汚泥を分離して益流部から清水を回収し、逆円錐形沈殿器の下部に設けられた排土管から汚泥を排出するようになっている。
【０００４】
沈砂池設備では、上述のようなサイクロンを沈砂池と沈砂分離機との間に配設し、サイクロンによって揚砂水より上澄み液を回収すると共に、この上澄み液を分離することで、濃縮された揚砂水を沈砂分離機の槽に投入し、槽に投入する揚砂水の量を少なくして槽の小型化を実現できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実用新案登録第３１２８５５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、サイクロンは汚濁水から汚泥を分離するための遠心力を得るために大きな動力を必要とするため、サイクロンを沈砂池と沈砂分離機との間に設ける場合、砂を含む原水を揚水しサイクロンに圧送する、例えばジェットポンプやサンドポンプ等の揚砂水ポンプに大きな動力が必要となり好ましくない。
【０００７】
本発明は、このような課題を解決するために成されたものであり、揚砂水ポンプに大きな動力を必要とすることなく、揚砂水から砂を分離することができる沈砂分離システム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】
【０００８】
本発明に係る沈砂分離システムは、沈砂池から砂を含む原水を揚水する揚砂水ポンプと、揚砂水ポンプによって揚水された揚砂水を、砂を含む濃縮揚砂水と上澄み液とに分水する分水器と、分水器によって分水された濃縮揚砂水を、砂を含む固形分と分離水とに分離する固液分離装置とを備え、分水器は、正立した中空截頭円錐台から成る本体部と、本体部の側部に設けられ、揚砂水ポンプによって揚水された揚砂水を側部の接線に沿って本体部内に流入させる流入口と、本体部の流入口より上部に設けられ、本体部から溢流する上澄み液を本体部の外部へ排出する上澄み液排水部と、本体部の流入口より下部に設けられ、上澄み液が分離された濃縮揚砂水を固液分離装置へ排出する排出口とを有する。
【０００９】
本発明によれば、砂を含む原水がポンプによって沈砂池から分水器まで揚水される。分水器まで揚水された揚砂水は、正立した中空截頭円錐台から成る本体部の側部に設けられた流入口から側部の接線にそって本体部内に流入されるため、本体部内には側部の円形壁面に沿った渦巻状の水流が中空截頭円錐台形状に従い下向きに良好に発生する。揚砂水が側部の壁面に沿って流れる際、揚砂水に含まれる砂は壁面と衝突し、中空截頭円錐台形状に従い壁面から下向きの力を受ける。下向きの力を受けると共に下向きの渦巻状の水流に従う砂は壁面に沿って落下し、排水口より一部の水と共に固液分離装置へ排水される。一方、砂が除去された上澄み液は砂より軽量のため本体部内を上昇し、上澄み液排出部より本体部の外部へ排出される。このように、揚砂水に含まれる砂は、分水器の壁面から下向きの力を受けると共に下向きの渦巻状の水流に従い落下することで揚砂水から分離されるため、大きな遠心力が得られなくても揚砂水から砂を容易に分離することができる。よって、揚砂水ポンプに大きな動力を必要とすることなく、揚砂水から砂を分離することができる。
【００１０】
ここで、上澄み液排出部は大気開放されていると、分水器内の液面には大気圧が作用するため、分水器で発生する圧損を低減できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、揚砂水ポンプに大きな動力を必要とすることなく、揚砂水から砂を分離することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係る沈砂分離システムを示す概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係る分水器を示す図である。
【図３】従来のサイクロンを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照しつつ本発明の沈砂分離システムの好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明の実施形態に係る沈砂分離システムを示す概略構成図である。
【００１５】
本実施形態に係る沈砂分離システム１００は、例えば下水処理場等の沈砂池設備に適用される。この沈砂分離システム１００は沈砂池１を備えており、この沈砂池１は砂等の沈降性物質（以下、単に砂と称す）Ｓを含有する原水Ｄを導入する。沈砂池１の池底中心部には、砂Ｓを収集するための集砂ピット１１が設けられている。
【００１６】
沈砂池１には底部近傍に噴射ノズル２Ａ〜２Ｄがそれぞれ設けられており、各噴射ノズル２Ａ〜２Ｄはそれぞれ電動弁３Ａ〜３Ｄを介して高圧ポンプ４と接続されている。この高圧ポンプ４は供給水タンク５に接続されており、この供給水タンク５には供給水Ｗが貯められている。そして高圧ポンプ４は、その駆動により、供給水Ｗを各噴射ノズル２Ａ〜２Ｄに圧送し、各噴射ノズル２Ａ〜２Ｄから高圧水を噴射させ、沈砂池１の池底に沈降した砂を集砂ピット１１に収集する。
【００１７】
集砂ピット１１の上方にはジェットポンプ（揚砂水ポンプ）６が設けられている。このジェットポンプ６は、吸込部６１、エジェクタ部６２及び揚砂管６３を有しており、高圧ポンプ４に接続されている。そして、ジェットポンプ６は、高圧ポンプにより供給水Ｗが圧送されると、エジェクタ部６２で揚砂管６３内に高圧水を噴射し、この高圧水の噴射によって生じるエジェクタ機能（いわゆるジェットポンプ機能）によって、集砂ピット１１に収集された砂Ｓを集砂ピット１１付近の原水Ｄと共に吸込部６１から吸い込み揚水する。
【００１８】
沈砂池１の上方には、沈砂分離器（固液分離装置）７が設けられており、さらに沈砂分離器７の上方には、ジェットポンプ６と沈砂分離器７とに接続される分水器８が設置されている。図２は分水器８を示す図であり、図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）中のIIｂ-IIｂ矢視図、図２（ｃ）は図２（ａ）中のIIｃ-IIｃ矢視図をそれぞれ示している。
【００１９】
図２に示すように、分水器８は、成立した中空截頭円錐台から成る本体部８１を有している。この本体部８１の側部であって上下方向略中央部には、本体部８１の側部の接線に沿って流入口８２が設けられており、この流入口８２はジェットポンプ６の揚砂管６３に接続されている（図１参照）。
【００２０】
本体部８１の上端部は開口して開口部８３となっており、本体部８１の上部には開口部８３から溢流した上澄み液を受けられるように、皿状のオーバーフロー受（上澄み液排水部）８４が設けられている。このオーバーフロー受８４は、上部が大気開放されている。オーバーフロー受８４には上澄み液排水口８５が設けられており、上澄み液排水口８５に接続された配管は沈砂池１まで延びている（図１参照）。そして、本体部８１の底部であって側部壁面の近傍には、上澄み液が分離された濃縮揚砂水を沈砂分離器７へ排出するための下部排出口８６が設けられている。
【００２１】
図１に戻り、沈砂分離器７には、分水器８の下部排出口８６から排出された濃縮揚砂水を貯留する本体槽７１が設けられている。この本体槽７１には、貯留された濃縮揚砂水中の砂Ｓを水切りしながら斜め上方に搬送し固形分として分離するスクリューコンベア７２が取り付けられていると共に、このスクリューコンベア７２には、搬送された固形分を排出するための排出部７３が設けられている。そして、本体槽７１には、砂Ｓが分離された分離水を沈砂池１に戻すための配管が接続されている。
【００２２】
このような沈砂分離システム１００では、砂Ｓを含む原水Ｄがジェットポンプ６によって沈砂池１から分水器８まで揚水され、分水器８まで揚水された揚砂水は、正立した中空截頭円錐台から成る本体部８１の側部に設けられた流入口８２から側部の接線に沿って本体部８１内に流入される。
【００２３】
このとき、本体部８１内には側部の円形壁面に沿った渦巻状の水流が中空截頭円錐台形状に従い下向きに良好に発生する。
【００２４】
揚砂水が側部の壁面に沿って流れる際、揚砂水に含まれる砂Ｓは壁面と衝突し、中空截頭円錐台形状に従い壁面から下向きの力を受ける。従って、この下向きの力を受けると共に下向きの渦巻状の水流に従う砂Ｓは壁面に沿って底部まで落下し、壁面近傍に設けられた下部排水口８６より一部の水と共に下方の沈砂分離器７へ排水される。
【００２５】
一方、砂Ｓが除去された上澄み液は砂Ｓより軽量のため本体部８１内を上昇し、開口部８３よりオーバーフロー受８４に溢流して上澄み液排水口８５から本体部８１の外部へ排出され、沈砂池１へ戻される。
【００２６】
このように、本実施形態に係る分水器８では、揚砂水に含まれた砂Ｓは、分水器８の壁面から下向きの力を受けると共に下向きの渦巻状の水流に従い落下することで揚砂水から分離されるため、大きな遠心力が得られなくても揚砂水から砂Ｓを容易に分離することができる。よって、ジェットポンプ６に大きな動力を必要とすることなく、揚砂水から砂Ｓを分離することができる。
【００２７】
なお、図３に示すような従来のサイクロン９を採用すると、揚砂水は本体部９１の上部に設けられた流入口９２から側部の接線に沿って本体部９１内に流入し、本体部９１内の壁面に沿って渦巻状の水流が下向きに発生する。揚砂水が壁面に沿って流れる際、揚砂水に含まれる砂Ｓは壁面と衝突するが、本体部９１の中下部は倒立した中空截頭円錐台形状であるため、砂Ｓは壁面より上向きの力を受ける。従って、従来のサイクロン９では、揚砂水に含まれる砂Ｓに下向きの力は作用せず、揚砂水ポンプに大きな動力を要することになる。
【００２８】
また、本実施形態に係る分水器８では、流入口８２から下部排水口８６までの距離は任意に設定できる。これに対し、図３に示す従来のサイクロン９では、本体部９１の下部が垂直方向に対して所定の角度で絞られて下部排出口９３とする必要があり、これによって流入口９２から下部排出口９３まで距離を要し装置が大型化して製造コストが増大してしまう。一方、本実施形態に係る分水器８では、従来のサイクロン９に比して装置の小型化及び製造コストの低減を図ることができる。
【００２９】
また、本実施形態に係る分水器８では、オーバーフロー受８４が大気開放されているため、分水器８内の液面には大気圧が作用し、分水器８で発生する圧損を低減できる。
【００３０】
また、本実施形態に係る分水器８では、本体部８１の底部であって壁面近傍に下部排水口８６が設けられているため、本体部８１内を壁面に沿って落下する砂Ｓを良好に本体部８１の外部へ排出することができる。
【００３１】
以上、本発明の実施形態に係る沈砂分離システムついて説明したが、本発明は上記実施形態に限られない。例えば、上記実施形態においては、分水器８のオーバーフロー受８４は大気開放としているが、大気開放としないものでも良い。また、上記実施形態においては、揚砂水ポンプとしてジェットポンプ６を用いているが、ジェットポンプ６に代えてサンドポンプを用いても良い。
【符号の説明】
【００３２】
１…沈砂池、６…ジェットポンプ（揚砂水ポンプ）、７…沈砂分離器（固液分離装置）、８…分水器、８１…本体部、８２…流入口、８４…オーバーフロー受（上澄み液排水部）、８６…下部排出口。
【図１】
0005465638.tif 000002
【図２】
0005465638.tif 000003
【図３】
0005465638.tif 000004