(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
沈殿池内に設けられるとともに、その沈殿池の水の流れの下流側に設けられるスカム排出機構と、
前記スカム排出機構に設けられるとともに、スカム排出時に一部が水中に没するように設けられるスカム取入口と、
前記スカム取入口を形成する壁面のうち、スカムが流れてくる側の壁面に設けられる空気を噴出させる空気噴出手段と、
を有するスカム除去装置であって、
前記空気噴出手段は、圧縮空気の供給源に連なるパイプ材と、そのパイプ材に開口部が下向きとなるように設けられたわん状体と、そのパイプ材とそのわん状体との接合部に設けられたそのパイプ材の内側とそのわん状体の内側とを連通する孔部とからなることを特徴とするスカム除去装置。
【請求項２】
前記わん状体の開口部側には、周囲方向に関して等間隔に所定長さの縦方向のスリットが設けられていることを特徴とする請求項１に記載のスカム除去装置。
【請求項３】
前記スカム排出機構の設けられている位置よりも上流側の槽壁の近傍には、その槽壁に沿って空気を上方に向けて噴出させる槽壁空気噴出手段を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載のスカム除去装置。
【請求項４】
前記槽壁空気噴出手段は、圧縮空気の供給源に連なるパイプ材と、そのパイプ材に開口部が下向きとなるように設けられたわん状体と、そのパイプ材とそのわん状体との接合部に設けられたそのパイプ材の内側とそのわん状体の内側とを連通する孔部とからなることを特徴とする請求項３に記載のスカム除去装置。
【請求項５】
前記わん状体の開口部側には、周囲方向に関して等間隔に所定長さの縦方向のスリットが設けられていることを特徴とする請求項４に記載のスカム除去装置。
【請求項６】
前記スカム排出機構の設置位置よりも上流側の水面の上方には、スカム排出時に、斜め下向きに水を噴射させて、スカムをそのスカム排出機構側に移動させる水噴射手段が設けられていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のスカム除去装置。
【請求項７】
前記スカム排出機構は、軸心方向が水面と平行し、かつ、その軸心方向に沿って細長の開口部を有するとともに、その軸心を中心にして回動するパイプを有し、そのパイプの開口部の一部が水面下に位置したときに、その開口部からスカムをそのパイプ内に取入れるパイプ式スカム排出機構、または、上下動する流入堰の上部が水面下に位置したときに、その流入堰からスカムをトラフ内に取入れるトラフ式スカム排出機構であることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のスカム除去装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、下水処理場の沈殿池や導水渠等の水処理施設で発生するスカムを除去するためのスカム除去装置に係り、特に、スカム取入口の一部を水中に没しさせてスカムを取り込む際、そのスカム取入口を形成する壁面に沿って空気を噴出させてスカムの取込促進を図る空気噴出手段の形状に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、沈殿池の水面上に発生するスカムは、その沈殿池の下流側に設けられているスカム除去装置により除去されるように構成されている。このようなスカム除去装置としては、例えば、特許文献１の図４に示されているように、軸心方向が水面と平行し、かつ、その軸心方向（長手方向）に沿って細長の開口部を有するとともに、その軸心を中心にして回動することのできるパイプにより構成され、スカム排出時にそのパイプを回動させて開口部の一部を水面下に位置させ、スカムをその開口部からパイプ内に取入れて排出するパイプ式スカム排出機構を備えたものが知られている。また、他のスカム除去装置としては、上記特許文献１の図１や特許文献２等に示されているように、上下動する流入堰を有するトラフにより構成され、スカム排出時にトラフの流入堰の上端を水面下に位置させ、スカムをその流入堰を介してトラフ内に取入れて排出するようにしたものも知られている。
【０００３】
しかしながら、上記従来のスカム除去装置は、パイプの開口部やトラフの流入堰が水面下に位置した直後に、開口部や流入堰近くのスカムがパイプやトラフ内に流入するが、その後は、大量の水にわずかにスカムが同伴されてパイプやトラフ内に流入し、スカム全体の除去に長時間要し、結果的にスカムの除去に大量の水を必要とする欠点があった。
【０００４】
すなわち、水面上に発生して浮かんでいるスカムは、一つの大きな平板状を呈し、しかもそのスカムは、一定の厚さと固さと付着力（粘着力）とを有しているので、パイプやトラフが動作する前は、その平板状のスカムの一辺がパイプやトラフに付着している状態にあるとともに、他の辺が槽壁に付着している状態にあるので、パイプや流入堰の動きに合わせパイプや流入堰（トラフ）近くのスカムの一部が開口部や流入堰を介してパイプ内に流入するが、その後は水のみがパイプやトラフ内に流入しやすく、スカム全体を短時間で除去できないという欠点があった。そして、パイプやトラフに水が多く流れ込んだ場合は、その後のスカム処理装置において、処理負荷が大きくなるという欠点があった。
【０００５】
さらに、従来のスカム除去装置においては、例えば、特許文献３等に示されるように、パイプの開口部の水面下への移動に合わせて、あるいはトラフの流入堰の水面下への移動に合わせて、スカムに対してパイプやトラフ側方向へ移動力を付与するために、スカムの上面に傾斜角を有する圧力水を噴射させることも行われている。しかし、水の流れのみを利用してスカムを移動させる従来のスカム排出方式では、水のみがパイプやトラフ内に流入し、この流入した水が沈殿池等へ返送され、そして、その返送された水が再び水処理施設にポンプアップされるために無駄に電力が消費され、動力費がかさむという欠点がある。
【０００６】
そこで、本出願人は、先に、特許文献４（特許第３９４３５５１号公報）において、上記欠点を解決するためのスカム除去装置を提供している。この特許に係るスカム除去装置（以下、「特許装置」という。）では、槽内のスカムがスカム取入口に円滑に流入できるようにするとともに、スカム全体の移動が円滑に行えるようにして、スカムを効率よく排出するようにしている。
【０００７】
すなわち、上記特許装置は、発生したスカムを水流にのせてスカム排出機構側へ移動させるとともに、スカム排出時にそのスカム排出機構のスカム取入口の一部を水中に没するようにして、その発生したスカムを除去するスカム除去装置であって、そのスカム排出機構のスカム取入口を形成する壁面のうちのスカムが流れてくる壁面側に設けられ、かつ、その壁面に沿って、例えば圧縮空気からなる流体（空気）を上方に向けて噴出させる噴出手段を設けたことを特徴としている。
【０００８】
さらに、この特許装置は、槽壁側にも、スカム排出機構の設けられている位置よりも上流側の槽壁の近傍の水中で、かつ、その槽壁に沿って空気を上方に向けて噴出させる噴出手段を設けたことを特徴としている。加えて、この特許装置は、スカム排出機構の設置位置よりも上流側に設置され、スカム排出時に、そのスカム排出機構側で、かつ、斜め下向きに水を噴射させて、その水の噴射圧によりスカムをそのスカム排出機構側に移動させる水噴射手段を設けたことを特徴としている。
【０００９】
上記構成からなる特許装置は、スカムがスカム取入口に円滑に流入できるとともに、スカム全体の移動が円滑に行えるので、スカムの排出を速やかに行うことができる。このため、この特許装置は、スカムの排出に伴う水の流出量を従来のスカム除去装置に比べて１／２０〜１／３０に減らすことができる。このように、本特許装置は、排出されるスカムに同伴される水の量が従来に比べて極端に少ないため、加圧浮上装置等の後処理装置の設備費が少なくて済むとともに、揚水ポンプの消費電力が少なくて済み、省エネルギーに貢献することができるという特長を有している。
【００１０】
この特許装置を使用した実際の、ある下水処理場で行った実証試験について説明する。この実証試験で用いられたパイプ式スカム排出機構を備えたスカム除去装置は、パイプの開口部の長さが５ｍである。そして、そのパイプから上流側に、厚さが７〜１０ｃｍに生長したスカムがパイプから５ｍまで生成したとき、パイプの開口部の一部を５〜７分間、水没させるとスカムを完全に排出することができた。また、他の下水処理場の実証試験では、２４時間毎に５分間、３６時間毎に５分間、パイプの開口部の一部を水没させて、スカムを完全に除去できることが確認されている。したがって、本特許装置は、週に一度、パイプの開口部の一部を１０分程度水没するだけで足りるので、「週一君」（登緑商標）の愛称が付されており、平成１８年２月２８日発行の「月刊  下水道
増刊号（Ｐ．７１）」等でも紹介されている。
【００１１】
しかしながら、上記特許装置においては、スカム取入口側に径が１０ｃｍを超えるような大きなスカムの塊が存在したとき、空気からなる流体を上方に向けて噴出しても空気の力でスカムをスカム取入口の縁まで持ち上げられず、このためスカムをパイプ内に円滑に流入できず、スカムの排出に支障を来たすおそれがあった。
【００１２】
このような大きなスカムの塊は、特に、汚水と雨水を一本の同じ管に集めて下水処理場へ流す合流式の場合で、かつ、豪雨時に発生しやすいという性質を有している。また、このようなスカムの大きな塊は、下水中に含まれる油脂分を含む汚泥が下水管内面に付着し、そこで生長しオイルボール状に生成されたもの、あるいは、汚泥中の有機物が嫌気状態に保たれることによりで生成されたもの等であり、これらが豪雨時に水流や水圧により下水管内面等から剥離して塊状となって下水処理場に流れ着いたものである。
【００１３】
上記特許装置は、豪雨時以外の通常時において、スカム取入口側に径（厚さ）が１０ｃｍを超えるような大きなスカムの塊が存在しないので、空気の力のみでスカムをスカム取入口の縁まで持ち上げてスカムをパイプ内に円滑に流入させることができる。しかし、豪雨の後には、上述のように、大きなスカムの塊が存在するときがあり、スカムの排出に支障を来たすおそれがある。
【００１４】
そこで、本出願人は、特許文献５において、スカム取入口側に径が１０ｃｍを超えるような大きなスカムの塊が存在した場合でも、その大きなスカムの塊をスカム取入口の縁まで持ち上げてパイプ内に円滑に流入できるようにしたスカム除去装置を提案している。この提案に係るスカム除去装置は、空気からなる流体を上方に向けて噴出しても空気の力でスカムをスカム取入口の縁まで持ち上げるだけでなく、スカム取入口の一部が水中に没したときからスカムがそのスカム取入口に流入開始するまでの間、そのスカムが流れてくる側の壁面に沿って圧力水を上方に向けて噴出させるようにしている。したがって、この提案に係るスカム除去装置は、スカム取入口の一部が水中に没したときからスカムがそのスカム取入口に流入開始するまでの間、そのスカムが流れてくる側の壁面に沿って圧力水を上方に向けて噴出させることができるので、スカム中に径が１０ｃｍを超えるような大きなスカムの塊が存在した場合でも、噴出される水流により、その大きなスカムの塊をスカム取入口の縁まで持ち上げてスカム取入口に円滑に流入でき、スカムの排出を速やかに行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開平９−１９６８２号公報
【特許文献２】特開２０００−２０２４３６号公報
【特許文献３】特開平９−２７６８６０号公報
【特許文献４】特許第３９４３５５１号公報
【特許文献５】国際公開第２００９／０４７８６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
上記特許文献４及び５に係るスカム除去装置は、スカムの排出に伴う水の流出量を従来のスカム除去装置に比べて１／２０〜１／３０に減らすことができるため、加圧浮上装置等の後処理装置の設備費が少なくて済むとともに、揚水ポンプの消費電力が少なくて済み、省エネルギーに貢献することができるという特長を有しているが、流体の噴出手段のうち、圧縮空気の噴出孔の目詰まり防止に細心の注意を払う必要がある。なぜならば、上記特許文献４及び５に係るスカム除去装置の圧縮空気の噴出手段は、スカム取入口を形成する壁面に沿って圧縮空気の供給源に連絡されているパイプを設けるとともに、そのパイプの長手方向に沿って所定の間隔を保って直径２ｍｍ程度の小径からなる噴出孔を多数設けて構成されているので、噴出孔がスカム等によって目詰まりしやすいからである。
上記特許文献４及び５に係るスカム除去装置においては、噴出孔は、下向きに開口していてスカムと直接接しないように工夫されている。また、特許文献５の図６に示されるように、噴出孔の上方にカバーを設けてスカムと直接接しないようにも工夫されている。しかし、これら噴出孔は、スカムが発生するような汚水中にあるので、小径からなる噴出孔は目詰まりの発生しやすい環境に置かれている。しかも、噴出孔から空気が噴出される時間は、一週間に数十秒間であるからより目詰まりしやすい環境下あると言える。噴出孔に目詰まりが発生すると、その目詰まりした噴出孔からは空気が噴出されず、空気の噴出状態に斑が発生して、スカムがスカム取入口に円滑に流入できなくなり、スカム全体の移動が円滑に行なわれず、スカムの排出を速やかに行うことができなくなるおそれがある。また、このような目詰まりが発生した噴出孔の目詰まりを解消するには、高い圧力の圧縮空気を用意しなければならなかった。
このため、噴出孔が空気を噴出しない状態で長時間置かれても、噴出孔の目詰まりを確実に防止することが望まれていた。
【００１７】
本発明に係るスカム除去装置は、上記要望に応えるためになされたものであって、その目的は、噴出孔が空気を噴出しない状態で長時間置かれても、噴出孔の目詰まりを確実に防止することのできるスカム除去装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明に係るスカム除去装置は、上記目的を達成するために、沈殿池内に設けられるとともに、その沈殿池の水の流れの下流側に設けられるスカム排出機構と、そのスカム排出機構に設けられるとともに、スカム排出時に一部が水中に没するように設けられるスカム取入口と、そのスカム取入口を形成する壁面のうち、スカムが流れてくる側の壁面に設けられる空気を噴出させる空気噴出手段とを有するスカム除去装置であって、前記空気噴出手段は、圧縮空気の供給源に連なるパイプ材と、そのパイプ材に開口部が下向きとなるように設けられたわん状体と、そのパイプ材とそのわん状体との接合部に設けられたそのパイプ材の内側とそのわん状体の内側とを連通する孔部とからなることを特徴としている。
また、本発明に係るスカム除去装置は、わん状体の開口部側には、周囲方向に関して等間隔に所定長さの縦方向のスリットが設けられていることを特徴としている。
そして、本発明に係るスカム除去装置は、スカム排出機構の設けられている位置よりも上流側の槽壁の近傍には、その槽壁に沿って空気を上方に向けて噴出させる槽壁空気噴出手段を設けたことを特徴としている。
さらに、本発明に係るスカム除去装置は、槽壁空気噴出手段は、圧縮空気の供給源に連なるパイプ材と、そのパイプ材に開口部が下向きとなるように設けられたわん状体と、そのパイプ材とそのわん状体との接合部に設けられたそのパイプ材の内側とそのわん状体の内側とを連通する孔部とからなることを特徴としている。
また、本発明に係るスカム除去装置は、槽壁空気噴出手段のわん状体の開口部側には、周囲方向に関して等間隔に所定長さの縦方向のスリットが設けられていることを特徴としている。
そして、本発明に係るスカム除去装置は、スカム排出機構の設置位置よりも上流側の水面の上方には、スカム排出時に、斜め下向きに水を噴射させて、スカムをそのスカム排出機構側に移動させる水噴射手段が設けられていることを特徴としている。
さらに、本発明に係るスカム除去装置は、スカム排出機構は、軸心方向が水面と平行し、かつ、その軸心方向に沿って細長の開口部を有するとともに、その軸心を中心にして回動するパイプを有し、そのパイプの開口部の一部が水面下に位置したときに、その開口部からスカムをそのパイプ内に取入れるパイプ式スカム排出機構、または、上下動する流入堰の上部が水面下に位置したときに、その流入堰からスカムをトラフ内に取入れるトラフ式スカム排出機構であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係るスカム除去装置は、空気噴出手段を圧縮空気の供給源に連なるパイプ材と、そのパイプ材に開口部が下向きとなるように設けられたわん状体と、そのパイプ材とそのわん状体との接合部に設けられたそのパイプ材の内側とそのわん状体の内側とを連通する孔部とで構成しているので、孔部は、空気を噴出しない状態では汚水と接触せず、目詰まりを効果的に防止することができる。したがって、本発明に係るスカム除去装置は、空気の噴出が良好に行なわれるから、スカムのスカム取入口への流入が円滑に行なわれ、スカムの排出を速やかに行うことができる。
また、本発明に係るスカム除去装置は、わん状体の開口部側に、周囲方向に関して等間隔に所定長さの縦方向のスリットを設けたときには、わん状体からの空気の噴出を開口部から均一に放出させることができる。
そして、本発明に係るスカム除去装置は、スカム排出機構の設けられている位置よりも上流側の槽壁の近傍に、その槽壁に沿って空気を上方に向けて噴出させる槽壁空気噴出手段を設けたときは、空気によりスカムの槽壁への付着がなくなり、スカムをスカム排出機構側へ効率よく移動させることができる。
さらに、本発明に係るスカム除去装置は、槽壁空気噴出手段を圧縮空気の供給源に連なるパイプ材と、そのパイプ材に開口部が下向きとなるように設けられたわん状体と、そのパイプ材とそのわん状体との接合部に設けられたそのパイプ材の内側とそのわん状体の内側とを連通する孔部とで構成したときは、孔部は空気を噴出しない状態では汚水と接触せず、目詰まりを効果的に防止することができる。
また、本発明に係るスカム除去装置は、槽壁空気噴出手段のわん状体の開口部側に、周囲方向に関して等間隔に所定長さの縦方向のスリットを設けたときは、わん状体からの空気の噴出を開口部から均一に放出させることができる。
そして、本発明に係るスカム除去装置は、スカム排出機構の設置位置よりも上流側の水面の上方に、スカム排出時に斜め下向きに水を噴射させて、スカムをそのスカム排出機構側に移動させる水噴射手段を設けたときは、斜め下向きの水の噴射圧によりスカムの移動をより促進させることができる。
さらに、本発明に係るスカム除去装置は、スカム排出機構がパイプ式スカム排出機構、または、トラフ式スカム排出機構で構成したときは、スカム排出機構を簡単に実施することができるとともに、既設のスカム排出機構に対しても空気噴出手段を容易に付設することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施の形態に係るスカム除去装置を適用した沈殿池の上カバーを除いた状態の一部の平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】パイプの開口部が水面上に位置している状態のパイプの断面図である。
【図４】パイプの開口部の一部が水面下に位置している状態パイプの断面図である。
【図５】（ａ）は、空気を噴出していない状態の右半分を断面で示した空気噴出手段の正面図、（ｂ）は、空気を噴出している状態の右半分を断面で示した空気噴出手段の正面図である。
【図６】（ａ）は、空気を噴出していない状態の右半分を断面で示した他の空気噴出手段の正面図、（ｂ）は、空気を噴出している状態の右半分を断面で示した他の空気噴出手段の正面図である。
【図７】本発明に係るスカム除去装置にトラフ式スカム排出機構を採用したときの説明図である。
【図８】本発明に係るスカム除去装置に他の形式のトラフ式スカム排出機構を採用したときの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明をより詳細に説明するために、添付の図面に基づいて説明する。
図１は、一実施の形態に係るスカム除去装置を適用した下水処理場の沈殿１の一部分の平面図、図２は、図１のＡ−Ａ断面図であり、この図１は、図２から上カバー２を除いて示されている。なお、この沈殿池１は、下水処理場の初沈又は終沈、あるいはこれらの導水渠で、スカムの発生する水槽であればその性質は問わない。
【００２２】
図１及び図２において、左側には原水を流入するための導水渠（図示せず）が設けられ、その下流側には、処理水を取り出すための溢流トラフ３が設けられている。したがって、この図示の例では、水は矢印ａで示されるように、左側から右側に向けて流れるように構成されている。そして、この沈殿池１は、水の流れの下流側（図示の例では右側）の水路幅が上流側よりも狭くなるように構成されている。また、図１及び図２では、図面の煩雑さを回避するために沈殿池１の上面に生成されるスカムは省略されている。なお、このスカムは、後述する図３及び図４に「Ｓ」の符号で示されている。
【００２３】
図中、４は、沈殿池１の汚泥掻寄機構であり、無端のチェーンコンベヤ５に掻寄板６，６…を所定の間隔を保って設けて構成されている。この汚泥掻寄機構４は、チェーンコンベヤ５の往動側において、沈殿池１の底部に堆積した汚泥（沈殿物）を図示しないピットへ排出できるように構成され、チェーンコンベヤ５の復動側において、スカムを後述するパイプ式スカム排出機構側へ移動できるように構成されている。
【００２４】
図中、１０は、沈殿池１の下流側に設けられた本発明のスカム排出機構に相当するパイプ式スカム排出機構であり、そして、２０は空気噴出手段、３０は槽壁空気噴出手段、４０は水噴出手段である。先ず、パイプ式スカム排出機構１０、空気噴出手段２０及び槽壁空気噴出手段３０について第３図及び第４図をも用いて説明する。
【００２５】
パイプ式スカム排出機構１０は、軸心が水面とほぼ一致するように設けられた所定の太さをするパイプ１１が沈殿池１を横断するように設けて構成されている。このパイプ１１の一端側（図１では上端側）は、沈殿池１の一方の側壁（図１では上側の側壁）１ａに設けられている排水ピット１２内に位置し、そのパイプ１１の他端側で、かつ、他方の側壁１ｂには、パイプ１１を図１の矢印ｂに示されるように往復回動させるモータ等を備えて構成される回転機構１３が設けられている。そして、このパイプ１１には、その軸心方向に沿った細長の本発明のスカム取入口に相当する開口部１４が設けられている。図示の例では、この開口部１４は、その開口長さは沈殿池１の横幅と同じに形成され、その開口幅は、パイプ１１の中心位置を中心にしてほぼ９０°の角度に相当して形成されている。なお、上記側壁１ａ，１ｂは、本発明の槽壁に相当している。
【００２６】
上記回転機構１３は、パイプ１１がスカムを排出しないときは、図２及び図３に示されるように、パイプ１１の開口部１４が水面上に位置するように回動し、そして、スカム排出時には、後述する図４に示されるように、パイプ１１の開口部１４の一部分が水面下に位置するように、所定の角度（図４の例では、反時計方向への所定角度）、回動できるように構成されている。
【００２７】
空気噴出手段２０は、圧縮空気を噴出するための鋼製や合成樹脂等のパイプからなるパイプ材２１と、このパイプ材２１に設けられたわん状体２２と、パイプ材２１をパイプ１１に支持する支持部材２３とから構成されている。
パイ材プ２１の軸心方向は、パイプ１１の軸心方向と並行し、かつ、そのパイプ１１のスカムＳが流れてくる側の側壁（図示の例では、パイプ１１の左側の側壁）に支持部材２３を介して設けられ、少なくとも、生成されるスカムＳの下方に位置するように設けられている。パイプ１１に設けられるパイプ材２１は、パイプ１１の回動に伴って移動するので、圧縮空気の供給源に連なる空気供給管とパイプ材２１との接続箇所には、図示しない可撓性のチューブが設けられる。なお、ここでは、パイプ材２１は支持部材２３を介してパイプ１１に添設させたが、パイプ材１１に添設させることなく、パイプ材２１の両端側を槽壁１ａ，１ｂにそれぞれ固定して取付けることもできる。しかし、図示のようにパイプ１１に添設した方が構成も簡単で、かつ、取付けが容易になる特長がある。
【００２８】
わん状体２２は、パイ材プ２１の軸心方向に沿って、かつ、互いに所定の間隔を保って複数設けられている。わん状体２２のパイ材プ２１に対する取付間隔は、このわん状体２２からは、後述するように、空気が噴出されるが、その噴出された空気がパイプ１１のスカムＳが流れてくる側の側壁に斑無く供給されるように決められている。
【００２９】
図５（ａ），（ｂ）は、一つのわん状体２２を示していて、同図（ａ）は、パイプ１１の開口部１４の一部分が水面上に位置しているときの状態（図３参照）を示し、同図（ｂ）は、パイプ１１の開口部１４の一部分が水面下に位置しているときの状態（図４参照）を示している。このわん状体２２は、大きな開口部を有するわん状を呈していて、その開口部が下向きとなるようにパイ材プ２１に固定されている。
【００３０】
すなわち、このわん状体２２の上部（開口部と反対側）には、先端にねじ部２４を備えたナット部２５が一体的に設けられているとともに、ねじ部２４及びナット部２５の軸心方向には、わん状体２２の内側に貫通する小径からなる孔部２６が設けられている。なお、ねじ部２４及びナット部２５は、本発明の接合部に相当している。そして、ねじ部２４は、パイ材プ２１に設けられている雌ねじ２１ａに気密状にねじ止めされている。パイ材プ２１とわん状体２２との接合は、図示のようなねじ止めでなく、溶接等の他の方法であってもよい。いずれにしても、その接合部から水がパイプ材２１内に浸入しないように施工される。
【００３１】
図示のわん状体２２の形状は、「わん（碗，椀）」を伏せた状態を呈しているが、釣鐘状や上部が閉じた筒状等であってもよい。このわん状体２２は、図５（ａ）に示されるように、パイプ材２１に対する空気の供給が絶たれたとき、孔部２６から水がパイプ材２１内に浸入しないように空気溜まりが形成できる空間を形成できるものであれば採用することができる。したがって、本発明で「わん状体」というときは、パイプ材２１に対する空気の供給が絶たれたときに、孔部２６から水がパイプ材２１内に浸入しないように空気溜まりが形成できる空間を有するものと解釈しなければならない。
【００３２】
槽壁空気噴出手段３０は、沈殿池１の両側壁１ａ，１ｂにそれぞれ取付けられる散気管３１ａ，３１ｂを有している。これら散気管３１ａ，３１ｂは、沈殿池１の水面下１０ｃｍ程度の水中に図示しない取付金具を介して側壁面１ａ，１ｂにそれぞれ設けられ、これら散気管３１ａ，３１ｂは、パイプ材２１と同様に、鋼製や合成樹脂等のパイプの長手方向に沿って所定間隔を保って複数の小孔を開けて構成されている。これら散気管３１ａ，３１ｂから空気が噴出されると、沈殿池１の両側壁１ａ，１ｂに付着しているスカムＳは剥離され、水流による移動がスムースに行なわれる。
【００３３】
上記槽壁空気噴出手段３０は、散気管３１ａ，３１ｂから、常時、空気を噴出するときはパイプの長手方向に沿って所定間隔を保って複数の小孔を開けて構成される。しかし、スカムの排出時のみ、または、スカムの排出時近くからスカムの排出中のみ空気を噴出するようにしたときは、これら散気管３１ａ，３１ｂも、上述した空気噴出手段２０と同様に、わん状体２２を取付けた構成とされる。この場合、散気管３１ａ，３１ｂは、本発明のパイプ材に相当する。そして、散気管３１ａ，３１ｂに対する空気の供給が絶たれたときは、孔部２６から水が散気管３１ａ，３１ｂ内に浸入しないようにわん状体２２内に空気溜まりが形成できるので、孔部２６の目詰まりを効果的に防止することができる（図５（ａ）参照）。
【００３４】
水噴射手段４０は、パイプ式スカム排出機構１０よりも所定距離上流側の位置（図示の例では、沈殿池１の幅が狭くなる部分よりも少し上流側の位置）で、かつ、沈殿池１の水流に直交する方向に伸びて設けられたヘッダ管４１を有して構成されている。そして、ヘッダ管４１には、そのヘッダ管４１の長手方向に沿って所定の間隔を保って複数のノズル４２，４２…を配設して構成されている。各ノズル４２，４２…は、パイプ式スカム排出機構１０側に向けて、つまり沈殿池１の下流方向の下側に向けて圧力水を噴射できるように構成されている。
【００３５】
各ノズル４２，４２…は、図示しないが、その外形形状が扁平な末広がりに形成されていて、その末広がりの端面に開口されたスリットから膜状の圧力水をそれぞれ噴射できるように構成されている。したがって、各ノズル４２，４２…からは、スカムの広い面積にわたって圧力水を散布でき、スカムＳをパイプ式スカム排出機構１０側に向けて効率よく移動させることができる。
【００３６】
図１において、５１ａは、上述したパイプ材２１に図示しない圧縮空気の供給源から圧縮空気を供給するための途中に自動開閉弁（図示せず）を備えた空気供給管であり、５１ｂは、上述した散気管３１ａ，３１ｂに図示しない圧縮空気の供給源から圧縮空気を供給するための空気供給管である。なお、散気管３１ａ，３１ｂから、常時、空気を噴出しないときは、空気供給管５１ｂにも自動開閉弁が設けられる。圧縮空気の供給源としては、沈殿池１が下水処理場に設けられているときは、曝気槽に用いられる圧縮空気の一部を用いることができる。もちろん、コンプレッサを設置してここから圧縮空気を得ることもできる。
【００３７】
上記構成からなるスカム除去装置のスカム排出動作について説明する。
今、スカムＳを排出する時刻が到来すると、例えば、前回のスカム排出時から一週間経過すると、図４に示されるように、パイプ１１は回転機構１３により開口部１４の一部が水中に没するように、所定時間（例えば１０分間）回転させられる。また水噴出手段４０も、パイプ１１の開口部１４の一部が水中に没すると同時に駆動開始されてノズル４２，４２…からスカムＳ上に圧力水が噴出される。したがって、スカムＳは、沈殿池１の水流（矢印ａ参照）によるスカム移動の他にその圧力水によるスカム移動力が付与されてパイプ式スカム排出機構１０側への移動がより促進される。
【００３８】
さらに、パイプ１１の開口部１４の一部が水中に没すると同時に、自動開閉弁が所定時間（例えば３０秒間）開かれ、パイプ材２１に空気が供給され、わん状体２２の開口部から空気が噴出される（図４及び図５（ｂ）参照）。この噴出された空気によりパイプ１１の開口部１４近辺のスカムＳは、気泡により持ち上げられ、その持ち上げられたスカムＳが開口部１４の端部１４ａを越えてパイプ１１内にスムースに導かれる（図４の矢印ｇ参照）。一旦、スカムＳが開口部１４からパイプ１１内に入ると、それに続くスカムＳの全体がパイプ１１内に円滑に導かれる。空気噴出によるスカムＳの開口部１４への導入は、極めて短時間の３０秒前後で十分であり、その後は、スカムＳの流れの勢いによってパイプ１１内に連続して円滑に導かれる。このように、空気噴出が短時間で済むので、より低コストにスカム排出を行うことができる。なお、空気噴出の噴出をパイプ１１の開口部１４の一部が水中に没している時間（例えば１０分間）とすることもできる。しかし、空気噴出の噴出は、パイプ１１の開口部１４の一部が水中に没したときの当初の短時間で十分であることが実証されている。自動開閉弁が閉じられ、パイプ材２１への空気の供給が絶たれると、わん状体２２の内部は空気で満たされた状態に置かれる（図５（ａ）参照）。したがって、孔部２６は水（汚水）と接触せず、孔部２６の目詰まりは効果的に防止される。
【００３９】
しかも、このスカム排出に当っては、スカムＳは、両側壁１ａ，１ｂの面から散気管３１ａ，３１ｂからの気泡により完全に離れているので、スカム全体の移動が円滑に行われ、スカム全体が開口部１４からパイプ１１内に速やかに移動する。このため、このスカム除去装置では、スカムＳ全体を排出するためのパイプ１１に取込まれる水量を、水噴射手段４０のみを駆動させてスカムＳ全体を排出したときの水量の１／２０〜１／３０に減らす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。
【００４０】
パイプ１１内に取込まれたスカムＳは、排水ピット１２に導かれ、ここから脱水機等を備えた図示しないスカム処理装置に送出されて処理される。このスカム処理装置においてもスカムＳに含まれる水の量が極めて少ないので、処理コストを低減できる等の効果を有することができる。
【００４１】
スカムＳがパイプ１１内に取込まれて沈殿池１の水面から除去された後、パイプ１１は、元の位置、すなわちパイプ１１の開口部１４が水面上に位置するように（図３参照）、回転機構１３を介して回動させられるとともに、水噴射手段４０の駆動が停止させられて一連のスカム排出動作は終了となる。
自動開閉弁が閉じられ、パイプ材２１に対する空気の供給が絶たれた状態のわん状体２２は、図５（ａ）に示されるように、わん状体２２内に空気が閉じ込められた状態になるので、孔部２６は汚水と接触せず、目詰まりが効果的に防止される。なお、パイプ材２１及び散気管３１ａ，３１ｂに供給される空気圧は、水面下２０〜５０ｃｍに位置しているわん状体２２から空気を噴出するのに足りるだけでよいから、孔部２６の目詰まりの解消も図れるような高圧の圧縮供給源を必要としない効果を得ることができる。
【００４２】
図６（ａ），（ｂ）は、他の形式のわん状体２２ａを示していて、同図（ａ）は、パイプ１１の開口部１４の一部分が水面上に位置しているときの状態（図３参照）を示し、同図（ｂ）は、パイプ１１の開口部１４の一部分が水面下に位置しているときの状態（図４参照）を示している。このわん状体２２ａも、上述した図５（ａ），（ｂ）のわん状体２２と同様に、大きな開口部を有するわん状を呈していて、その開口部が下向きとなるようにパイ材プ２１に固定されている。
【００４３】
このわん状体２２ａの開口部側には、周囲方向に関して等間隔に所定長さの縦方向のスリット２２ｂが設けられている。このように、わん状体２２ａの開口部周辺にスリット２２ｂが設けられていると、わん状体２２ａから噴出される空気を開口部全体から均一に放出できる効果を得ることができる。
【００４４】
図７及び図８は、本発明に係るスカム除去装置のスカム排出機構をトラフ式スカム排出機構で実現したものである。このうち、図７は、スカムを取込むためのトラフ６０の上流側（図７では左側）に上下動する流入堰６１を設けて構成されている。そして、この流入堰６１の上流側には、パイプ材２１、わん状体２２及び支持部材２３からなる噴出手段２０が設けられている。
【００４５】
また、図８は、本発明に係るスカム除去装置のスカム排出機構を他の形式のトラフ式スカム排出機構で実現したものである。このトラフ式スカム排出機構では、スカムを取込むためのトラフ７０の上流側（図８では左側）の側壁上部７１がヒンジ７２を介して回動自在に設けられている。そして、スカムを取込むときには、その側壁上部７１の上端部が水中に没するよう回動されてスカムをトラフ７０内に取込めるように構成されている。このトラフ７０の上流側にも上述のトラフ６０と同様に、噴出手段２０が設けられている。
【００４６】
以上、本発明の一実施の形態について、図面に基いて説明したが、具体的な構成は、上記実施の形態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。例えば、沈殿池が合流式の下水処理場に設置されていて、豪雨時にスカムの大きな塊が発生する場合は、空気噴出手段以外に、特許文献５に示されるような、スカムが流れてくる側の壁面に沿って圧力水を上方に向けて噴出させる圧力水噴出を設けるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明に係るスカム除去装置は、下水処理場で使用されるだけでなく、各種工場廃水等の廃水処理施設において、スカムの発生する水槽においても適用可能である。さらに、食品工場や化学工場等において有価物を浮上させて分離するときにも適用可能である。したがって、本発明で水というときは、下水や廃水の水だけでなく各種の液体をも意味している。
【符号の説明】
【００４８】
１…沈殿池、１ａ，１ｂ…側壁（槽壁）、２…上カバー、３…溢流トラフ、４…汚泥掻寄機構、５…チェーンコンベヤ、６…掻寄板
１０…パイプ式スカム排出機構、１３…回転機構、１４…開口部（スカム取入口）、１１…パイプ、１２…排水ピット、
２０…空気噴出手段、２１…パイプ材、２２，２２ａ…わん状体、２２ｂ…スリット、２３…支持部材、２４…ねじ部（接合部）、２５…ナット部（接合部）、２６…孔部
３０…槽壁空気噴出手段、３１ａ，３１ｂ…散気管（パイプ材）
４０…水噴射手段、４１…ヘッダ管、４２…ノズル
５１ａ，５１ｂ…空気供給管
６０…トラフ、６１…流入堰
７０…トラフ、７１…側壁上部、７２…ヒンジ
【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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【図８】
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