(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚泥試料を供給ノズルに供給する汚泥供給系と、供給ノズルに対向して開口し、汚泥供給系の余剰な汚泥を投棄する攪拌槽と、攪拌槽からオーバーフローで汚泥排水が流入する排水槽と、排水槽の汚泥排水を排水する排水サイフォン管路と、攪拌槽に連通する冷却水排水管路と、排水サイフォン管路内に上方に向けてジェット水を噴出する圧力水管路と、圧力水管路に介装した制御バルブと、制御バルブを制御する排水制御装置と、汚泥供給系を制御する汚泥供給制御装置とを備え、
汚泥供給制御装置は、汚泥廃棄時に汚泥廃棄信号を排水制御装置に発信し、排水制御装置は、汚泥廃棄信号の受信時に制御バルブを開栓して、排水サイフォン管路内に噴出してサイフォンの成立を誘起することを特徴とする汚泥分析計の排水装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、汚泥分析計の排水装置に関し、汚泥溶融炉等において用いる汚泥分析計の汚水を排出する技術に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、下水処理施設では、汚泥の効率的処分を目的として広域汚泥処理を採用する傾向にある。しかし、搬入される汚泥性状は時間変動を生じ易く、焼却、溶融処理プラントの安定運転に影響を及ぼしている。このような、処理プラントにおいて汚泥の含水率、強熱減量を事前に計測することは、プラントの安定運転を行なうために重要である。
【０００３】
この測定は、日本下水道協会が定める試験方法に基づいて行なっている。水分は、試料汚泥を１０５〜１１０℃で２時間乾燥し、経過後の全蒸発残留物の重量を測定し、乾燥前の試料汚泥の重量との差を算出する。強熱減量は、含水率計測後の全蒸発残留物を６００±２５℃で１時間強熱灰化し、経過後の強熱残留物の重量を測定し、全蒸発残留物の重量との差を算出する。
【０００４】
従来の汚泥含水率や強熱減量の計測装置においては、溶融炉等へ汚泥を供給する送泥本管から汚泥を計測装置へ引き込み、引き込んだ汚泥から試料汚泥（５ｇ）を予め重量計測した試料皿に採取し、始めに加熱計量室内において試料汚泥の重量を計測する。次に、乾燥工程における加熱によって試料汚泥の水分を蒸発させ、その後に全蒸発残留物の重量を計測し、この計測値と乾燥前の試料汚泥の重量との差を算出して水分量を求め、水分量を乾燥前の試料汚泥の重量で除算して含水率を算出する。続いて、強熱灰化工程における加熱によって燃焼させ、その後に強熱残留物の重量を計測し、この計測値と全蒸発残留物の重量との差を全蒸発残留物の重量で除算して強熱減量として算出する。
【０００５】
この一連の計測処理工程が終了した時点で、計測操作サイクルの最初に戻り、前回に引き込んだ汚泥を廃棄し、新たに送泥本管から汚泥を計測装置へ引き込み、計測操作を繰り返す。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の構成において、計測操作サイクルの最初において、前回に引き込んだ汚泥は排水系に投入して廃棄しており、廃棄する汚泥は攪拌槽へ投入して希釈後に排水槽へ送っている。この希釈水には、加熱ランプなどの機器冷却排水を使用し、排水槽から排水ポンプで系外へ排出している。
【０００７】
ところで、汚泥には固形異物（石など）やし渣が混入しており、これらの異物が排水系のポンプやバルブ等の排水機器に詰まり、動作不良を生じることがある。その際には、分析計の運転を停止して、清掃のメンテナンスを行なう必要がある。
この異物の詰まりを防止するために大型の排水機器を設置することは、精密な重量計測を行なう分析計では困難であり、排水機器を介さずに直接に外部に排出する場合には、配管を通して分析計内部と外部が連通し、外部の空気が流入して計測精度に影響を与え、分析計内の臭気が配管を通して外部へ漏れ出る問題がある。
【０００８】
本発明は上記した課題を解決するものであり、排水機器を介することなく、汚泥の排出を行なうことで異物による目詰まりを防止し、かつ配管における外部との連通を遮断することができる汚泥分析計の排水装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の汚泥分析計の排水装置は、汚泥試料を供給ノズルに供給する汚泥供給系と、供給ノズルに対向して開口し、汚泥供給系の余剰な汚泥を投棄する攪拌槽と、攪拌槽からオーバーフローで汚泥排水が流入する排水槽と、排水槽の汚泥排水を排水する排水サイフォン管路と、攪拌槽に連通する冷却水排水管路と、排水サイフォン管路内に上方に向けてジェット水を噴出する圧力水管路と、圧力水管路に介装した制御バルブと、制御バルブを制御する排水制御装置と、汚泥供給系を制御する汚泥供給制御装置とを備え、
汚泥供給制御装置は、汚泥廃棄時に汚泥廃棄信号を排水制御装置に発信し、排水制御装置は、汚泥廃棄信号の受信時に制御バルブを開栓して、排水サイフォン管路内にジェット水を噴出してサイフォンの成立を誘起する構成としたものである。
【００１０】
上記した構成により、計測時に機器冷却排水は冷却水排水管路から攪拌槽へ流入し、攪拌槽は常に満水状態となり、攪拌槽内の排水が排水槽へ越流し、排水槽内の排水が排水サイフォン管路に流入する。
排水操作の通常状態において、排水サイフォン管路はその頂部がサイフォンの成立する満管状態とならず、排水は攪拌槽から排水槽への流入量に見合って排水サイフォン管路の頂部を越流して槽外へ流れ出る。
【００１１】
このとき、排水槽内に没した部分の排水サイフォン管路は満管状態であり、排水サイフォン管路に存在する排水が、装置の内外の連通を遮断する水封作用を発揮し、外部の空気が計測精度に影響を及ぼすことがない。
一方、汚泥の廃棄時に汚泥供給制御装置は汚泥供給系を操作して余剰な汚泥を満水状態の攪拌槽へ投棄する。この汚泥は機器冷却排水によって希釈されてオーバーフローで排水槽へ越流する。このとき、汚泥供給制御装置は汚泥廃棄信号を排水制御装置に発信する。汚泥廃棄信号を受信した排水制御装置は、制御バルブを予め設定する所定時間だけ開栓し、圧力水管から排水サイフォン管路内にジェット水を噴出する。排水サイフォン管路内にジェット水が流れることで、そのエジェクタ効果によって排水サイフォン管路の開口周囲の槽内水および汚泥を吸い込み、サイフォンの成立を誘起する。このため、少量のジェット水によってサイフォンが成立し、ジェット水が噴出する間にエジェクタ効果によって排水槽の底部に滞留する汚泥を排水サイフォン管路内に吸引して排出する。
【００１２】
排水サイフォン管路のサイフォンが成立すると、排水槽内の排水が排水サイフォン管路を通して急速に槽外へ流出し、同時に排水槽内の汚泥を排出する。排水サイフォン管路の基端の開口が水面上に露出した時点でサイフォンがブレイクして排水を停止する。
排水槽の水位は攪拌槽から排水が越流するにしたがって上昇し、排水が排水サイフォン管路の頂部を越流する位置まで回復し、この次のジェット水の噴出時まで通常状態を維持する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１において、計測装置１は計測装置本体２と計測制御盤３とからなり、計測装置本体２は汚泥採取室４、加熱計量室５、電子天秤室６、廃棄室７に区画してそれぞれ閉塞空間を形成している。
【００１４】
電子天秤室６には計測機器として電子天秤８を配置し、電子天秤８の天秤皿９を加熱計量室５の内部に配置し、この天秤皿９に汚泥試料１０を採取する試料皿１１を載置している。加熱計量室５は、上部に熱源としてのハロゲンランプ装置１２を配置し、側壁面上部に脱臭ファン１３を設けており、一側の壁面に形成した開口５ａを開閉する扉装置１４を有している。
【００１５】
汚泥採取室４には、試料皿１１をハンドリングするためのロボットハンド１５を配置するとともにと、汚泥試料１０を供給する汚泥供給系１６と、計測後の残留物を吸引除去する吸引系１７と、汚泥供給系１６に残る余剰な汚泥を投棄する排水系１８とがそれぞれ開口している。
汚泥供給系１６は、基端側が汚泥を焼却炉等へ供給する送泥本管（図示省略）に連通し、途中に汚泥加圧ポンプ１９ａ、給泥バルブ１９ｂを有し、先端に供給ノズル２０を接続している。供給ノズル２０は、ノズル口２０ａを有する先端部２０ｂが下方に向けて屈曲している。
【００１６】
供給ノズル２０には先端部２０ｂの頂部側に圧縮空気を供給する圧縮空気供給系２２が接続している。吸引系１７は廃棄室７に配置した吸引ブロア２３および集灰缶２４を有している。
排水系１８は汚泥採取室４に開口する投入口部２５と、廃棄室７に配置した攪拌槽２６および排水槽２７と、排水槽２７に連通する排水サイフォン管２８とを有しており、排水サイフォン管２８は基端側開口２８ａが排水槽２７の中央部の底部付近に位置し、先端側開口２８ｂが槽外に位置している。攪拌槽２６は排水槽２７へオーバーフローする越流堰２６ａおよび攪拌器２９を有している。
【００１７】
排水槽２７は槽底部にピットを形成し、底面をピットに向けて傾斜面に形成すうることもでき、ピットに排水サイフォン管２８の基端側開口２８ａを配置することもできる。
ハロゲンランプ装置１２には、冷却水を供給する冷却水供給管路３０と、使用した機器冷却水を排出するための冷却水排水管路３１とが接続しており、冷却水排水管路３１は先端が投入口部２５に連通している。
【００１８】
圧力水管路３２は制御バルブ３３を介して排水サイフォン管２８の内部に連通し、先端にはノズル部３４を設けている。ノズル部３４はジェット水を排水サイフォン管２８の内部に上方に向けて噴射する。
これらの機器を制御する計測制御盤３は、ハロゲンランプ装置１２の出力を制御するランプコントローラ３５と、ランプコントローラ３５への指示量を調節する指示調節計３６と、パーソナルコンピュータ３７からなる。パーソナルコンピュータ３７は、加熱計量室５に配置した温度センサー３８、電子天秤８からの出力を受け取り、ロボットハンド１５、汚泥加圧ポンプ１９ａ、給泥バルブ１９ｂ、給気バルブ２２ａ、吸引ブロア２３、制御バルブ３３等の各機器を制御して計測操作と汚泥廃棄操作を行なうものである。
【００１９】
図２に示すように、パーソナルコンピュータ３７には、汚泥加圧ポンプ１９ａ、給泥バルブ１９ｂを制御する汚泥供給制御装置３７ａと、制御バルブ３３を制御する排水制御装置３７ｂとを機能回路として設けている。汚泥供給制御装置３７ａは汚泥廃棄時に汚泥廃棄信号を排水制御装置３７ｂに発信し、排水制御装置３７ｂは汚泥廃棄信号の受信時に制御バルブ３３を予め設定したタイマー時間毎に、もしくはレベル計（図示省略）の上限水位信号を受けて設定時間（約５秒）にわたって開栓し、この動作を汚泥廃棄信号が消えた後においても所定時間継続する。
【００２０】
以下、上記した構成における作用を説明する。計測操作の１サイクルの初期状態において試料皿１１は加熱計量室５の天秤皿９の上にある。パーソナルコンピュータ３７は、加熱計量室５の扉装置１４を開放し、ロボットハンド１５を操作して試料皿１１を採取位置へ移動する。
次に、汚泥供給系１６の給泥バルブ１９ｂを設定開放時間だけ開栓して、供給ノズル２０に設定採取用量の汚泥を供給する。給泥バルブ１９ｂを閉栓した後に設定経過時間を経た時点で、供給ノズル２０に接続した圧縮空気供給系２２の給気バルブ２２ａを開栓して、供給ノズル２０の先端部２０ｂの汚泥を圧縮空気で押し出して汚泥試料を試料皿１１に切り出す。
【００２１】
次に、扉装置１４を開放し、汚泥試料１０を採取した試料皿１１をロボットハンド１５で天秤皿９に載置し、扉装置１４を閉じて電子天秤８で採取した汚泥試料の重量を計測し、計測した値を記憶する。ランプコントローラ３５はハロゲンランプ装置１２を所定の出力で点灯し、汚泥試料１０を設定温度に加熱し、汚泥試料１０を乾燥させる。乾燥工程の終了時における電子天秤８による計測重量を蒸発残留物の重量として記憶する。
【００２２】
次に、指示調節計３６によりハロゲンランプ装置１２の出力を増し、試料皿１１に残る蒸発残留物を設定温度に加熱し、汚泥試料１０を強熱灰化する。強熱灰化工程の終了時における電子天秤８による計測重量を強熱残留物の重量として記憶し、強熱減量を算出する。
次に、ロボットハンド１５により試料皿１１を加熱計量室５から取り出し、試料皿１１を廃棄位置で吸引系１７に対応させる。吸引ブロア２３を駆動して試料皿１１の強熱残留物を吸引除去し、吸引した灰を集灰缶２４に貯留する。加熱計量室５の扉装置１４を開放し、ロボットハンド１５により試料皿１１を天秤皿の計測位置に戻す。その後、脱臭ファン１３によって加熱計量室５の空気を排気することにより加熱計量室５および試料皿１１を冷却し、初期状態に復帰する。
【００２３】
上述した計測時において、排水系１８では機器冷却排水系の冷却水排水管路３１から機器冷却排水が排水槽２７へ流入し、排水槽２７から排水サイフォン管路２８を通って排水が槽外へ流れ出る。
この排水操作の通常状態においては、排水サイフォン管路２８はその頂部２８ｃがサイフォンの成立する満管状態とならず、排水は攪拌槽２６から排水槽２７への流入量に見合って排水サイフォン管路２８の頂部２８ｃを越流して槽外へ流れ出る。このとき、排水槽２７内に没した部分の排水サイフォン管路２８は満管状態であり、排水サイフォン管路２８に存在する排水が、装置の内外の連通を遮断する水封作用を発揮し、外部の空気が計測精度に影響を及ぼすことがない。
【００２４】
パーソナルコンピュータ３７は、汚泥試料を採取する操作サイクルの始めにおいて、汚泥加圧ポンプ１９ａを駆動し、給泥バルブ１９ｂを開栓して現在において本管を流れる汚泥と同質の新たな汚泥をリアルタイムに取り込んで、汚泥供給系１６および供給ノズル２０に導くとともに、汚泥供給系１６および供給ノズル２０内に残留する汚泥を廃棄し、汚泥試料を廃棄汚泥として満水状態の攪拌槽２６へ投棄し、汚泥廃棄信号を排水制御装置３７ｂに発信する。汚泥は機器冷却排水によって希釈されてオーバーフローで排水槽２７へ越流する。
【００２５】
図３に示すように、汚泥廃棄信号を受信した排水制御装置３７ｂは、制御バルブ３３を予め設定する所定時間（５秒）だけ開栓し、圧力水管３２を通して供給する圧力水をノズル部３４から排水サイフォン管路内にジェット水として噴出する。
排水サイフォン管路２８にジェット水が流れると、そのエジェクタ効果によって排水サイフォン管路２８の基端側開口２８ａの周囲の槽内水および汚泥が吸い込まれ、サイフォンの成立が誘起される。このため、少量のジェット水によってサイフォンが成立し、ジェット水が噴出する間にエジェクタ効果によって排水槽２７の底部に滞留する汚泥を排水サイフォン管路２８に吸引して排出する。排水サイフォン管路２８は基端側開口２８ａが排水槽２７の中央部の槽底部付近に開口することにより、槽底部に滞留する汚泥を効率良く吸い込むことができる。
【００２６】
排水サイフォン管路２８のサイフォンが成立すると、排水槽２７の排水が排水サイフォン管路２８を通して急速に槽外へ流出し、同時に排水槽２７の汚泥を排出する。
排水槽２７の水位が低下して、排水サイフォン管路２８の基端側開口２８ａが水面上に露出した時点でサイフォンがブレイクして排水を停止する。この状態で、排水槽２７の水位は攪拌槽２６から排水が越流するにしたがって上昇し、排水が排水サイフォン管路２８の頂部２８ｃを越流する位置まで回復し、この次の注水時まで通常状態を維持する。そして、予め設定したタイマー時間毎に、もしくはレベル計の上限水位信号を受けた時に上述した操作を繰り返し、この動作を汚泥廃棄信号が消えた後においても所定時間継続する。
【００２７】
汚泥の廃棄操作を終了して後に、給泥バルブ１９ｂを閉栓して汚泥の供給を一旦停止し、給気バルブ２２ａを開栓して圧縮空気供給系２２から圧縮空気を供給ノズル２０の先端部２０ｂに供給する。この圧縮空気は供給ノズル２０の頂部側に作用し、供給ノズル先端部２０ｂに残留する汚泥をノズル外へ押し出して除去するとともに、ノズル内を洗浄する。
【００２８】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、通常時に排水は攪拌槽から排水槽への流入量に見合って排水サイフォン管路の頂部を越流して槽外へ流出し、排水槽内に没した部分の排水サイフォン管路に存在する排水が、装置の内外の連通を遮断する水封作用を発揮し、外部の空気が計測精度に影響を及ぼすことがない。汚泥の廃棄時には、圧力水管路から噴出する少量のジェット水によってサイフォンが成立し、そのエジェクタ効果によって排水サイフォン管路の開口の周囲の槽内水および汚泥を吸い込んで排出することができ、サイフォンの成立後はサイフォン効果によって排水槽内の排水と汚泥を排出することができる。したがって、排水機器を介することなく、汚泥の排出を行なうことで異物による目詰まりを防止し、かつ配管における外部との連通を遮断することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す計測装置の摸式図である。
【図２】同計測装置の機器冷却水の排水経路を示す摸式図である。
【図３】同装置のタイムチャートである。
【符号の説明】
１    計測装置
２    計測装置本体
３    計測制御盤
４    汚泥採取室
５    加熱計量室
５ａ  開口
６    電子天秤室
７    廃棄室
８    電子天秤
９    天秤皿
１０    汚泥試料
１１    試料皿
１２    ハロゲンランプ装置
１３    脱臭ファン
１４    扉装置
１５    ロボットハンド
１６    汚泥供給系
１７    吸引系
１８    排水系
１９ａ  汚泥加圧ポンプ
１９ｂ  給泥バルブ
２０    供給ノズル
２０ａ  ノズル口
２０ｂ  先端部
２２    圧縮空気供給系
２３    吸引ブロア
２４    集灰缶
２５    投入口部
２６    攪拌槽
２６ａ  越流堰
２７    排水槽
２８    排水サイフォン管
２８ａ  基端側開口
２８ｂ  先端側開口
２８ｃ  頂部
２９    攪拌器
３０    冷却水供給管路
３１    冷却水排水管路
３２    圧力水管路
３３    制御バルブ
３４    ノズル部
３５    ランプコントローラ
３６    指示調節計
３７    パーソナルコンピュータ
３７ａ  汚泥供給制御装置
３７ｂ  排水制御装置
３８    温度センサー
【図１】
0003611024.tif 000002
【図２】
0003611024.tif 000003
【図３】
0003611024.tif 000004