(57)【要約】【課題】  回分式反応槽のように水位の変動が大きな処理槽で、変動範囲の全域に追随させるスカム排出装置では、呑口の姿勢の維持や水位変動への円滑な追随を行えなくなることに鑑みて、水位の変動に確実に追随できてスカム等の排出を確実に行えるスカム排出装置を提供する。【解決手段】  スカムポンプ26の吸込口に連通させた伸縮自在な連通管21の上端部に伸縮自在な蛇腹管23を介して呑口22aを有する呑口部22を接続し、該呑口部22にフロート24を連繋させる。前記連通管21を反応槽10の外部から操作できる昇降可能なスクリューロッド27に連繋させて、該スクリューロッド27の昇降によって連通管21を伸縮できるようにし、呑口22aは、水位の小さな変化には前記蛇腹管23で追随し、大きな変動では連通管21の伸縮で追随させるようにしてある。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理槽に貯留している被処理液の液面に浮上したスカムや油類等の浮遊物を、スカムポンプにより呑口から液体と共に吸い込んで、スカム分離装置に給送するスカム排出装置において、
前記呑口を備えた呑口部にフロートを連繋させて、その浮力を受けて呑口が液面を臨む状態とし、
前記呑口部と、前記呑口と前記スカムポンプとを連通させる連通管との間に伸縮管を介在させ、
前記連通管を上部管と下部管とからなる２重管構造として伸縮自在とすると共に、上部管に操作腕部を設け、
前記操作腕部に前記処理槽の外部から操作するための操作機構を連繋させ、
前記操作機構を操作して前記上部管を下部管に対して摺動させて、前記呑口部の高さ位置を変更させ、
液位の変化に応じて前記伸縮管が伸縮し、その伸縮範囲において呑口が液位に追随することを特徴とするスカム排出装置。
【請求項２】
前記操作機構は、雄ネジが形成されて前記操作腕部に連繋させたスクリューロッドと、該雄ネジと螺合する雌ねじを有するハンドルやレバー等の操作部とにより構成し、
前記操作部の操作によって前記スクリューロッドが昇降して前記上部管を下部管に対して摺動させることを特徴とする請求項２に記載のスカム排出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、水処理施設等に用いられる沈殿槽や反応槽等の処理槽の水面に浮上した不純物や、水面に浮上したり生成されたりするスカム等の浮遊物を排出するスカム排出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
水処理施設では、汚水等の被処理水を沈殿槽や反応槽等の処理槽に流入させて、汚泥や有機成分等を除去し、上澄水を適宜に消毒した後に河川等に放流することが行われている。大規模な水処理施設では、これら沈殿槽や反応槽等の処理槽はそれぞれが別個に設けられて、順次被処理水を供給しながら連続的に処理を行っている。他方、中小規模の水処理施設では、設備コストや運転コスト等を抑制することから、前記沈殿槽や反応槽等の処理槽を各別に設けることなく、沈殿処理や反応処理を単一の処理槽である回分式反応槽で行う、いわゆる回分式処理設備で処理を行うものがある。この回分式処理設備では、回分式反応槽に被処理水を供給し、好気処理と沈殿処理、排水処理を所定時間ずつ行うもので、バッチ処理によっている。
【０００３】
ところで、前記好気処理や沈殿処理を行った後には、被処理水中の不純物が浮上したり、スカムや油類等の浮遊物が発生するから、これらスカム等の浮遊物の除去処理が行われる。これは、被処理水の表面から排水して、該排水と共に浮遊物を排出するもので、フロート式の呑口を備えたスカム排出装置が用いられている。すなわち、被処理水の排水により水位が下降して変化した場合でも、フロートの浮力を受けて呑口が水面を臨んだ状態に保たれ、該呑口に連通させたスカムポンプで呑口から表面の被処理水と共に浮遊物を吸い込むようにしたものである。
【０００４】
この種のスカム排出装置における、水位の変化に追随させる構造として、図７に示すように、呑口1aが形成された呑口部１と、この呑口1aに吸込口を連通させたスカムポンプ２とを、フロート３により、呑口1aが水面Ｌsを臨むように浮遊させた状態に保つものがある。前記スカムポンプ２の吐出口にはビニールあるいはゴム製のフレキシブルなホース４が接続され、このホース４が地上に設置された図示しないスカム分離装置に接続されている。すなわち、スカムポンプ２の作動により呑口1aから水面のスカム等の浮遊物と被処理水とを吸い込んでスカム分離装置で浮遊物と被処理水とを分離するものである。水位が変化した場合には、フロート３によって呑口部１やスカムポンプ２等を追随させようとするものである。
【０００５】
しかし、斯かる構造では、水位が変化した場合に、水面下のフレキシブルホースの長さが変化するから、フロートにかかる総重量が変化する。このため、浮力との平衡が崩れて呑口が水面を臨まずに、水面上に突出したり、水没したりしてしまい、浮遊物の除去を行えなくなってしまうおそれがある。
【０００６】
また、図８に示す構造を備えたスカム排出装置は、呑口1aが形成された呑口部１をフロート３に連繋させて保持させ、この呑口部１を、２重管構造からなる伸縮自在な連通管５を介してスカムポンプ６の吸込口に連通させ、該スカムポンプ６の吐出口を図示しないスカム分離装置に接続させてある。すなわち、前記連通管５が伸縮することにより、フロート３が水位の変化に追随できるようにしてある。なお、スカムポンプ６の作動によって水面の浮遊物と被処理水とを呑口1aから吸い込んで前記スカム分離装置に給送する。
【０００７】
しかし、前記連通管５が円滑に伸縮できるためには、２重管の間隙を十分な大きさに確保しなければならず、この間隙に被処理水中の不純物が侵入してしまい、伸縮のための摺動が円滑に行えなくなって、呑口部１が水位に追随できなくなるおそれがある。また、処理槽内を攪拌する場合に生じる水流により２重管の接合部に圧力がかかって、場合によっては該接合部で屈曲してしまい、以後は伸縮できなくなるおそれがある。
【０００８】
また、伸縮することにより水位の変化に追随させる構造を備えたスカム除去装置として、特許文献１に記載されたものがある。このスカム除去装置は、液面に浮上するスカムを移送管内に吸い込んで除去するスカム除去装置において、液面の水位の変動に追従して上下動可能に前記移送管の上方に筒状のフロート部を配置し、前記フロート部及び移送管の少なくとも一方の摺動面にフロート部の移動方向に沿う複数の凸条を設けた構成とされたものである。また、同文献１に記載されたスカム除去装置では、フロート部が配設された移送管の先端側には、吸入部が移送管に圧入された円筒状の接続ソケットにより接続されており、吸入部の接続体の外周面に雄捩子が形成され、接続ソケットの内側には該雄捩子と螺合する雌捩子が形成されている。これにより、接続体の雄捩子を調整することで、移送管に対する吸入部の上下位置調整が可能となるものである。
【０００９】
【特許文献１】特開平７−２４４５３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
前記特許文献１に記載されたスカム除去装置では、接続体の雄捩子と接続ソケットの雌捩子との螺合位置を調整して吸入部の上下位置を調整することができるものであるが、この調整作業は手動によるものであり、接続ソケット等の部分は被処理水中に位置しており、またこのスカム除去装置は処理槽内に設けられているから、この調整作業は頻繁に行いにくく、しかも調整範囲は大きいものではないから、水位がほぼ一定の処理槽に適したものである。
【００１１】
他方、前述した回分式反応槽では単一の処理槽でバッチ処理しているため、所定時間毎に実行する処理を変更することもあり、また中小規模の処理設備であることから、流入する被処理水の量の変動が大きく、処理槽の水位が一定しない。この大きな変動の全範囲にわたって呑口を追随させることは困難であり、特許文献１に記載されたスカム除去装置のように、水位が一定であることを前提とした装置では十分な対応ができない。また、同文献に記載されたスカム除去装置では、筒体と吸入体との間にこれらの摺動動作を確保するための間隙が形成されているから、この間隙に被処理水中の不純物が侵入して円滑な摺動を行えなくなって、水位の変化に追随できなくなるおそれがある。
【００１２】
そこで、この発明は、水位の変動が大きい処理槽の場合に、水位の変動に対して必要に応じて確実に対応させることができ、しかも、処理中の水位の変化にも確実に対応してスカム等の浮遊物を排出できるスカム排出装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記目的を達成するための技術的手段として、この発明に係るスカム排出装置は、処理槽に貯留している被処理液の液面に浮上したスカムや油類等の浮遊物を、スカムポンプにより呑口から液体と共に吸い込んで、スカム分離装置に給送するスカム排出装置において、前記呑口を備えた呑口部にフロートを連繋させて、その浮力を受けて呑口が液面を臨む状態とし、前記呑口部と、前記呑口と前記スカムポンプとを連通させる連通管との間に伸縮管を介在させ、前記連通管を上部管と下部管とからなる２重管構造として伸縮自在とすると共に、上部管に操作腕部を設け、前記操作腕部に前記処理槽の外部から操作するための操作機構を連繋させ、前記操作機構を操作して前記上部管を下部管に対して摺動させて、前記呑口部の高さ位置を変更させ、液位の変化に応じて前記伸縮管が伸縮し、その伸縮範囲において呑口が液位に追随することを特徴としている。
【００１４】
スカム等の浮遊物を排出する際には、前記スカムポンプを作動させて、呑口から被処理液を吸い込む。この呑口は液面に臨ませてあり、スカム等の浮遊物も被処理液と共に吸い込まれ、スカム分離装置に給送される。液位が変化した場合には、前記フロートの浮力を受けている呑口部は、前記伸縮管の伸縮によりこの変化に追随することが許容される。スカム等の浮遊物の排出作業は、浮遊物の浮上を待って、かつ、被処理液が次工程へ給送される前に行われるから、比較的短時間の作業となる。このため、スカムポンプの作動時間は短時間であり、この作動時間内で呑口が液位の変化に対応できればよいから、伸縮管の伸縮長さを適宜なものとすれば、該伸縮管の伸縮で液位の変化に十分追随できる。
【００１５】
また、前記操作機構の操作は、手動によるものでも、駆動用モータを利用した電動によるものでも、あるいは油圧や空気圧により作動するものいずれでも構わない。しかし、スカム等の浮遊物の排出作業が短時間であって前記伸縮管の伸縮範囲で対応できる場合には、連通管を伸縮させる必要がないから、手動により操作機構を操作するもので十分に対応できる。特に、前記回分式反応槽では、水位の変動が大きく、前述した従来の構造によりスカム排出装置では水位の変動に追随できないおそれがある。また、回分式反応槽を用いる設備では、処理槽内の被処理水の流入量は、季節に応じて、あるいは１日のうちの時間に応じて変動する場合が殆どであるので、水位が変動した場合には必要に応じて前記操作機構を操作して、連通管を伸縮させればよい。また、伸縮管の伸縮では十分に浮遊物を排出できない場合にも、連通管を伸縮させて対応する。
【００１６】
また、請求項２の発明に係るスカム排出装置は、前記操作機構は、雄ネジが形成されて前記操作腕部に連繋させたスクリューロッドと、該雄ネジと螺合する雌ねじを有するハンドルやレバー等の操作部とにより構成し、前記操作部の操作によって前記スクリューロッドが昇降して前記上部管を下部管に対して摺動させることを特徴としている。
【００１７】
例えばゲート弁の開閉機構のように、ハンドルが定位置にあって軸部が該ハンドルの回動方向に応じて昇降する構造としたものである。前記ハンドルを回動させると、スクリューロッドが昇降し、連通管が伸縮する。なお、操作機構は前記操作腕部に連繋して前記上部管を下部管に対して摺動させる機構であれば、例えば、ピストン・シリンダ機構によるもの等を利用することができるが、スクリューロッドとハンドル等との組み合わせによるものであれば、簡単な構造で、操作が簡便であり、また摺動させる距離も容易に調整することができる。
【発明の効果】
【００１８】
この発明に係るスカム排出装置によれば、液位が変化した場合にはフロートの浮力を受けて前記伸縮管が確実に伸縮するから、呑口は確実に液面を臨んだ状態に維持され、スカム等の浮遊物を確実に吸い込むことができる。しかも、呑口の姿勢が傾くことがないから、呑口に放射方向から浮遊物を吸い込むことができる。
【００１９】
また、被処理液の外部から連通管を伸縮させることができるから、液位の変動に迅速に対応することができ、浮遊物を確実に排出することができる。
【００２０】
また、請求項２の発明に係るスカム排出装置によれば、ハンドルやレバーの回動方向に応じてスクリューロッドが確実に昇降すると共に、昇降の移動量を容易に調節できて、液位の変動に簡単な操作で確実に対応させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図示した好ましい実施形態に基づいて、この発明に係るスカム排出装置を具体的に説明する。なお、この実施形態では、回分式水処理施設の処理槽である回分式反応槽に用いるのに適したスカム排出装置について示してある。
【００２２】
図６は、２つの回分式反応槽10が並設されている施設の概略の平面図で、いずれの反応槽10にも攪拌装置等を有する曝気装置11とスカム排出装置12、排水装置13とが設けられている。反応槽10に被処理水が供給されると、例えば、曝気装置11で空気を供給しながら攪拌され、活性化される好気処理が行われ、次いで沈殿処理が行われて、汚泥などを沈殿させる。その後、上澄水が排水装置13により反応槽10から排水されて次工程へ給送されることになる。スカム排出装置12は、攪拌されて酸素と接触した被処理水中の不純物が浮上した状態で水面の被処理水と共に、該不純物やスカム、油類等の浮遊物を吸い込んで排出する。このスカム排出処理は、スカム等が浮遊した状態で行われるため、排水処理の前等に行われる。また、１つの反応槽10で被処理水の流入から排水処理まで行うバッチ処理であるため、複数の反応槽10で時間をずらして異なる処理を行うようにしている。なお、スカム排出装置12で浮遊物を排出すると、水面のスカム等の浮遊物は該スカム排出装置12に引き寄せられるから、排水処理時に浮遊物が排水に伴われないよう、排水装置13はスカム排出装置12から離れた位置に配されている。
【００２３】
次に、図１〜図５に示す実施形態に基づいて、この発明に係るスカム排出装置12を説明する。図１はこのスカム排出装置12の構造を説明する図で、図６に示すＢ−Ｂ矢視図である。回分式反応槽10内には連通管21が配されており、この連通管21の上端部に、該連通管21の長手方向に伸縮管として伸縮自在な蛇腹管23を介して呑口部22が設けられている。この呑口部22の上面には開口によって呑口22aが設けられており、この呑口22aが前記連通管21に連通している。
【００２４】
図２は前記呑口部22の平面図であり、管体22bの上端部にフランジ22cが止着され、このフランジ22cの下側に、図１に示すように、ほぼＬ字形のブラケット22dが四方向に張り出されて取り付けられている。なお、前記呑口22aは管体22bの開口によって形成されている。前記ブラケット22dの先端部は呑口22aよりも下位に位置させてあり、呑口22aから被処理水を吸引する際の浮遊物の吸い込みに該ブラケット22dが障害とならないようにしてある。この先端部に、支持ロッド24aを介してフロート24が取り付けられており、該フロート24の浮力を受けて呑口22aが水面Ｌsを臨んだ状態となるようにしてある。
【００２５】
前記連通管21は小径の上部管21aと該上部管21aを収容する大径の下部管21bとからなる２重管構造であり、これらが互いに摺動自在となって連通管21全体として伸縮自在としてある。また、これらの接続部には接続管25を介在させてあり、上部管21aはこの接続管25の内面を摺動するようにしてある。そして、下部管21bが反応槽10の内壁面に取り付けられた図示しない支持ブラケットにより支持されて、連通管21が反応槽10の壁面に支持されている。また、下部管21bには反応槽10の底面10aに設置されたスカムポンプ26の吸込口を連通させてあり、該スカムポンプ26の吐出口は、地上に設置した図示しないスカム分離装置に連通させてある。
【００２６】
前記上部管21aの上部には操作腕部としての支持アーム27a が取り付けられており、該支持アーム27aの先端部には、鉛直方向を長手方向としたスクリューロッド27が回動自在に支持されている。このスクリューロッドの上部は、図１に示すように、反応槽10の天井部10bを貫通し、適宜長さで上方に突出させてあり、中間部は支持ブラケット27bによって案内支持されている。このスクリューロッド27の上部には適宜範囲で雄ネジが形成されており、天井部10bの上方でこの雄ネジと螺合する雌ネジが形成されている操作部としてのハンドル28と連繋させてある。すなわち、これらスクリューロッド27とハンドル28とにより操作機構が構成されている。このハンドル28は、天井部10bに取り付けられたハンドルブラケット28aに対して鉛直方向を軸として回動可能で、昇降できない状態に支持させてある。したがって、ハンドル28を回動させると、その回動方向に応じてスクリューブラケット27が昇降することになる。
【００２７】
図３は前記上部管21aを示しており、上端部には３本のガイドロッド21cが植設されており、このガイドロッド21cに前記蛇腹管23が遊嵌されて、水位が予想以上に上昇した場合に蛇腹管23が伸びきらないように保護している。また、図４は下部管21bを示している。そして、これら上部管21aと下部管21bとの接合部には、図５に示す接続管25が介在されている。この接続管25は上下部に縮径した縮径部25aを有する構造としてあり、この縮径部25aの内周面で前記上部管21aの摺動を案内するようにしてある。なお、縮径部25aは無給油潤滑性を備えた素材で形成したブッシュを嵌め込んで形成することが好ましい。
【００２８】
以上により構成されたこの発明の実施形態に係るスカム排出装置の作用を、以下に説明する。
【００２９】
回分式反応槽10は排水処理が完了した時点で、水位が最も低くこの状態では、スカム排出装置12の呑口部22等は水面から突出している。このとき、当該時に供給される被処理水の供給量に応じて、前記ハンドル28の回動操作を行って呑口部22の高さを調整しておく。ハンドル28を回動させると、その回動方向に応じて、該ハンドル28と螺合しているスクリューロッド27が昇降する。このスクリューロッド27の先端には支持アーム27aが連繋させてあり、該支持アーム27aは連通管21の上部管21aに取り付けられているから、スクリューロッド27の昇降に伴われて、上部管21aが下部管21bに対して昇降する。このため、該上部管21aの上端部に設けられている呑口部22も昇降することになり、高さが調整される。
【００３０】
被処理水が反応槽10に供給されると水位が徐々に上昇し、前述した好気処理と沈殿処理、排水処理が順次行われる。これらの処理中において、水位が所定の高さとなると、反応槽10に設置された図示しない水位検出センサにより検出され、さらに、例えば沈殿処理の終了後等の適時に前記スカムポンプ26が作動を開始する。この時の水位は、呑口部22の呑口22aから被処理水を吸引することができる高さであり、スカムポンプ26の作動によって被処理水が水面から吸引される。水面にはスカムや油類等の浮遊物があり、これらが被処理水と共に吸い込まれて、連通管21を通ってスカムポンプ26に給送され、その吐出口からスカム分離装置へ給送される。スカム分離装置では、浮遊物と被処理水とが分離されて、被処理水は反応槽10に戻され、スカム等の浮遊物は廃棄される。
【００３１】
スカムポンプ26は、タイマーにより作動開始から予め設定された所定時間が経過すると停止するようにしてある。スカムポンプ26が作動して被処理水を吸引すると、水位が下がり、前記フロート24が追随して下降する。該フロート24を支持している呑口部22と連通管21とは蛇腹管23によって接続されているから、フロート24の下降は該蛇腹管23が収縮することによって許容され、呑口部22も下降することにより、呑口22aは水面を臨んだ状態に維持され、被処理水の吸い込みを継続できる。このとき、蛇腹管23の伸縮量は限度があるから、前記スカムポンプ26の作動時間は、この伸縮量に応じて設定する。すなわち、蛇腹管23が最大の収縮量となる前にスカムポンプ26が停止するように設定する。
【００３２】
前述したスカムポンプ26の所定時間の作動によっても、スカム等の浮遊物を十分に排出できない場合には、手動操作によって排出処理を継続させる。この場合、前記ハンドル28を回動させて呑口22aが水面を臨む位置まで移動させて、スカムポンプ26のスイッチをオンにして作動させる。排水処理を行うのに十分に浮遊物が排出されたならば、スカムポンプ26のスイッチをオフにして停止する。
【００３３】
排水処理が完了すると反応槽10から被処理水が排出された状態となり、新たに被処理水が供給されることになる。
【００３４】
この実施形態に係るスカム排出装置12を、11m×６mの回分式反応槽10に設置し、蛇腹管23に伸縮量が200mmのものを、スカムポンプ26に吐出量が0.55m3／分のものを使用すると、蛇腹管23の伸縮範囲で該スカムポンプ26を24分間作動させることができる。そして、スカムポンプ26の運転を、運転作動水位に達したときに開始し、開始後24分以内に停止させるようにタイマーを設定し、また前記ハンドル28の操作による呑口部22の昇降範囲を1000mmとすることにより運転作動水位以下でも手動にて呑口を下げることにより、スカム等の浮遊物を吸い込むことが可能である。
【００３５】
以上に説明した実施形態では、回分式反応槽に設備するのに適したスカム排出装置を例示したが、スカム等の浮遊物が液面に浮上する処理槽であれば、このスカム排出装置を設置することができる。また、操作機構として、スクリューロッド27に連繋させたハンドル28を手動によって操作することにより大きな水位の変動に対応するものとして説明したが、該ハンドル28に駆動装置を設け、反応槽10の水位検出装置の出力信号を受けて該駆動装置を作動させてハンドル28を回動させる構造とすれば、手動によらずに大きな水位の変動にも自動的に追随させることができる。さらに、呑口と連通管とを接続させた伸縮管に蛇腹管を用いたものとして説明したが、この伸縮管として、本実施形態の連通管21のように摺動式により伸縮する伸縮管や、あるいはホース等であっても構わない。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
この発明は、中小規模の水処理施設で利用される回分式反応槽以外でも水位の変動が大きな処理槽において、スカムやゴミ等の浮遊物の処理を行う必要がある処理槽に適したもので、特に設備コストの低廉性が要求される処理槽に適して安価に提供でき、十分に浮遊物を排出できる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】この発明に係るスカム排出装置の構造を説明する図である。
【図２】この発明にスカム排出装置の平面図で、図１におけるＡ−Ａ矢視図である。
【図３】図１に示すスカム排出装置の上部管の正面図である。
【図４】図１に示すスカム排出装置の下部管の正面図である。
【図５】図１に示すスカム排出装置の接続管の正面図で、一部を切断して示してある。
【図６】この発明に係るスカム排出装置を実装するのに適した回分式反応槽の平面図である。
【図７】従来のスカム排出装置の概略構造を説明する図である。
【図８】従来のスカム排出装置の概略構造を説明する図である。
【符号の説明】
【００３８】
10  回分式反応槽
11  曝気装置
12  スカム排出装置
13  排水装置
21  連通管
21a  上部管
21b  下部管
22  呑口部
22a  呑口
23  蛇腹管
24  フロート
25  接続管
26  スカムポンプ
27  スクリューロッド（操作機構）
27a  支持アーム（操作腕部）
28  ハンドル（操作部）
【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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