(57)【要約】【課題】沈砂池等から揚砂された汚砂の臭気を除去するとともに砂中に含まれる夾雑物を高度に除去することを可能とした砂分離洗浄装置を提供すること。【解決手段】汚砂混合水が導入される固液分離槽１と、固液分離槽１の下に設置される沈降槽２とを備えた砂分離洗浄装置において、固液分離槽１が、接線方向に汚砂混合水を流入させることにより周壁に沿い下降する旋回流を発生させる円筒状の筒壁３と、筒壁３の底部に配設された逆さ裁頭円錐状の篩からなる底壁４と、底壁４の中心付近の水を外部に排出する排水ダクト５とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚砂混合水が導入される固液分離槽と、該固液分離槽の下に設置される沈降槽とを備えた砂分離洗浄装置において、前記固液分離槽が、接線方向に汚砂混合水を流入させることにより周壁に沿い下降する旋回流を発生させる円筒状の筒壁と、該筒壁の底部に配設された逆さ裁頭円錐状の篩からなる底壁と、該底壁の中心付近の水を外部に排出する排水ダクトとを備えたことを特徴とする砂分離洗浄装置。
【請求項２】
底壁の開口部に下方から気泡を供給し、底壁の中心付近に乱流を発生させるエア供給装置を設けたことを特徴とする請求項１記載の砂分離洗浄装置。
【請求項３】
エア供給装置が、底壁の裏面に下方から気泡を供給することを特徴とする請求項２記載の砂分離洗浄装置。
【請求項４】
汚砂混合水が導入される固液分離槽と、該固液分離槽の下に設置される沈降槽とを備えた砂分離洗浄装置において、前記固液分離槽が、接線方向に汚砂混合水を流入させることにより周壁に沿い下降する旋回流を発生させる円筒状の筒壁と、該筒壁の底部に配設された逆さ裁頭円錐状の篩からなる底壁と、該底壁の開口部と固液分離槽の上部とを接続する循環ダクトと、該循環ダクトの一部に接続されたエジェクタとを備えたことを特徴とする砂分離洗浄装置。
【請求項５】
前記底壁を上下動可能に弾支したことを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の砂分離洗浄装置。
【請求項６】
前記沈降槽に給水する給水装置を設けたことを特徴とする請求項１、２、３、４又は５記載の砂分離洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、砂分離洗浄装置に関し、特に、沈砂池等から揚砂された汚砂の臭気を除去するとともに砂中に含まれる夾雑物を高度に除去することを可能とした砂分離洗浄装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、下水処理場や浄水場等の沈砂池からポンプを用いて揚砂された沈砂は、比重差分離、遠心分離等を用いた固液分離装置により固液分離され、砂分のみを回収するようにしている。
【０００３】
ところで、近年、廃棄物に関する規制が厳しくなり、夾雑物が含まれている沈砂は、産業廃棄物として取り扱われ、その処分コストが膨大となり問題となっている。
一方、沈砂を一般廃棄物として処分（又は再利用）するためには、熱灼減量が１０％以下であることに加え、沈砂に含まれる夾雑物を確実に分離除去する必要がある。
【０００４】
しかしながら、沈砂の回収率と夾雑物の除去率は、トレードオフの関係にあり、固液分離装置で夾雑物の除去率を改善しようとすると、沈砂の回収率が著しく悪化し、沈砂池内に貯留された沈砂を回収するための機器の運転時間が長くなり、ランニングコストが上昇するという問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記従来の沈砂の処理に関する問題点に鑑み、沈砂池等から揚砂された汚砂の臭気を除去するとともに砂中に含まれる夾雑物を高度に除去することを可能とした砂分離洗浄装置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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本第１発明の砂分離洗浄装置は、汚砂混合水が導入される固液分離槽と、該固液分離槽の下に設置される沈降槽とを備えた砂分離洗浄装置において、前記固液分離槽が、接線方向に汚砂混合水を流入させることにより周壁に沿い下降する旋回流を発生させる円筒状の筒壁と、該筒壁の底部に配設された逆さ裁頭円錐状の篩からなる底壁と、該底壁の中心付近の水を外部に排出する排水ダクトとを備えたことを特徴とする。
【０００７】
この場合において、底壁の開口部に下方から気泡を供給し、底壁の中心付近に乱流を発生させるエア供給装置を設けることができる。
【０００８】
また、エア供給装置が、底壁の裏面に下方から気泡を供給することができる。
【０００９】
一方、同じ目的を達成するため、本第２発明の砂分離洗浄装置は、汚砂混合水が導入される固液分離槽と、該固液分離槽の下に設置される沈降槽とを備えた砂分離洗浄装置において、前記固液分離槽が、接線方向に汚砂混合水を流入させることにより周壁に沿い下降する旋回流を発生させる円筒状の筒壁と、該筒壁の底部に配設された逆さ裁頭円錐状の篩からなる底壁と、該底壁の開口部と固液分離槽の上部とを接続する循環ダクトと、該循環ダクトの一部に接続されたエジェクタとを備えたことを特徴とする。
【００１０】
この場合において、前記底壁を上下動可能に弾支することができる。
【００１１】
また、前記沈降槽に給水する給水装置を設けることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本第１発明の砂分離洗浄装置によれば、汚砂混合水が導入される固液分離槽と、該固液分離槽の下に設置される沈降槽とを備えた砂分離洗浄装置において、前記固液分離槽が、接線方向に汚砂混合水を流入させることにより周壁に沿い下降する旋回流を発生させる円筒状の筒壁と、該筒壁の底部に配設された逆さ裁頭円錐状の篩からなる底壁と、該底壁の中心付近の水を外部に排出する排水ダクトとを備えることから、旋回流による遠心力で汚砂とごみとを分散し比重差分離するとともに、底壁の篩により砂と砂利とを粒径分離し、これにより、底壁の中心付近に比重差の大きいごみと砂利とを集め、比重の大きい砂利は底壁中心から沈降槽に落下させて砂と共に回収する一方、比重の小さいごみを効率よく選択的に排水ダクトにより水と共に排出することができる。
すなわち、従来では、砂とごみ、砂利が混在した状態で比重差分離をしていることから、砂の流出を抑えるために、排水ダクトの吸込流速を大きくすることができなかったが、本発明では、比重が大きく異なる砂利とごみを比重差分離するため、従来に比べて吸込流速を大きくすることが可能となり、ごみの除去効率を高めることができる。
また、排水ダクトの強い吸込流で沈降槽内の水を吸い込むことにより、底壁の篩通過流量を増やすことができ、これにより、篩効果を高めることができる。
【００１３】
この場合、底壁の開口部に下方から気泡を供給し、底壁の中心付近に乱流を発生させるエア供給装置を設けることにより、旋回流によって縦向きの姿勢で集められる薄板状のごみを、乱流によって排水ダクトに吸い込まれやすい姿勢にすることができ、これにより、沈降しやすい薄板状のごみを排水ダクトで吸い込んで排出することができる。
【００１４】
また、エア供給装置が、底壁の裏面に下方から気泡を供給することにより、逆洗時に、底壁の篩に付着したごみをエアブロー効果により浮上させることができる。
【００１５】
また、本第２発明の砂分離洗浄装置によれば、汚砂混合水が導入される固液分離槽と、該固液分離槽の下に設置される沈降槽とを備えた砂分離洗浄装置において、前記固液分離槽が、接線方向に汚砂混合水を流入させることにより周壁に沿い下降する旋回流を発生させる円筒状の筒壁と、該筒壁の底部に配設された逆さ裁頭円錐状の篩からなる底壁と、該底壁の開口部と固液分離槽の上部とを接続する循環ダクトと、該循環ダクトの一部に接続されたエジェクタとを備えることから、旋回流による遠心力で汚砂とごみとを分散し比重差分離するとともに、底壁の篩により砂と砂利とを粒径分離して、底壁の中心付近に比重差の大きいごみと砂利を集め、エジェクタ及び循環ダクトにより一定時間毎に溜まったごみと砂利を固液分離槽内を再循環させ、運転完了後に残ったごみや砂利を槽外に引き抜くことにより、砂利と共に沈降する可能性のあるレキ片やガラス片と区別し、砂のみを回収することができる。
このとき、処分上、砂利とごみは分離する必要があるため、砂利ごみ分離機が必要となるが、砂利ごみ分離機は従来製品の上向流式分級機等を用いることができる。
【００１６】
この場合、前記底壁を上下動可能に弾支することにより、汚砂混合水投入時に、砂利やごみの衝突、ごみの堆積や旋回流により常に変動する水圧等により、底壁の篩が振動（揺動）し、篩面で捕捉された砂利には常に上下方向の慣性力が働くことになり、篩目への砂利の挟まりを防止することができる。
また、運転完了後、ドレンで水を引き抜きながら、流入管から水を流入させると、流入水の落下エネルギーをばねのたわみエネルギーに変換することができ、流入を止めると篩は減衰振動を始めることから、この減衰振動による慣性力により逆洗による篩目清掃効果を得ることができる。
【００１７】
また、前記沈降槽に給水する給水装置を設けることにより、投入砂量が少ない場合に給水し、固液分離槽の篩面に対して上昇流を発生させ、旋回流によるし渣の張り付きを少なくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の砂分離洗浄装置の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１９】
図１〜図２に、本発明の砂分離洗浄装置の第１実施例を示す。
この砂分離洗浄装置は、汚砂混合水が導入される固液分離槽１と、該固液分離槽１の下に設置される沈降槽２とを備えている。
そして、この砂分離洗浄装置は、固液分離槽１が、接線方向に汚砂混合水を流入させることにより周壁に沿い下降する旋回流を発生させる円筒状の筒壁３と、該筒壁３の底部に配設された逆さ裁頭円錐状の篩からなる底壁４と、該底壁４の中心付近の水を外部に排出する排水ダクト５とを備えている。
【００２０】
筒壁３の上部には、反転した旋回流を越流させる分離ホッパ６が設けられるとともに、該分離ホッパ６と筒壁３との間を旋回流が通るように汚砂混合水の流入管７が接線方向に接続されている。
流入管７には、ジェットポンプ等の揚砂ポンプ（図示省略）から汚砂混合水が圧送され、また、分離ホッパ６の周囲には、該分離ホッパ６の越流水を受ける環状の越流トラフ６１が設置されている。
【００２１】
底壁４は、パンチングスクリーン等により篩目が形成されたすり鉢状のものからなり、中央部には開口部４１が形成されている。
この底壁４は、図１（ｂ）に示すように、コイルばね８等によって上下動可能に弾支することも可能であり、これにより、汚砂混合水の投入時に、砂利やごみの衝突、ごみの堆積や旋回流により常に変動する水圧等により、底壁４の篩が振動（揺動）し、篩面で捕捉された砂利には常に上下方向の慣性力が働くことになり、篩目への砂利の挟まりを防止することができる。
【００２２】
排水ダクト５は、底壁中心の上方に開口部４１を有する管からなり、排水ダクト５の上方で、側壁の高さによって生じる水面のヘッド差ｈによって排水をオーバーフローさせることで、篩目から沈降する砂を吸い込まない程度の吸込流を発生させ、底壁４の中心付近に集まる砂利とごみの内、比重の小さいごみだけを水と共に吸い込んで外部に排出することができるようにしている。
【００２３】
沈降槽２は、固液分離槽１の下に底壁４を境として連続的に配設されており、本実施例では、下部にスクリューコンベア９が一体に配設された矩形のものからなる。
沈降槽２には、この沈降槽２に給水する給水装置が設けられており、本実施例では、底壁４の下面に向かって水を噴射する逆洗ノズル１０と共用されている。
【００２４】
一方、上記砂分離洗浄装置において、図３に示すように、底壁４の開口部４１に下方から気泡を供給し、底壁４の中心付近に乱流を発生させるエア供給装置１４を設けることができる。
エア供給装置１４は、ブロア１５から配管１６を介して、底壁４の開口部４１の下方に設置した散気ノズル１７から多数の微細気泡を発生させる。
また、このエア供給装置１４は、図４に示すように、底壁４の裏面に下方から微細気泡を供給することもできる。
例えば、底壁４の下に設置した逆洗管１８から逆洗水を供給するときには、逆洗効果を高めるために、ブロア１５からのエアを散気ノズル１７側から底壁裏面の逆洗ノズル１９側にバルブを切り替え、底壁４の篩に付着したごみをエアブロー効果により浮上させることができる。
【００２５】
砂分離洗浄装置では、図５に示すように、ごみは、底壁４の表面上に形成される旋回流に乗って底壁４の中心付近に集まり、排水ダクト５の上向流によって引き抜かれるようになっている。
ところで、例えば、缶ジュースのプルタブや厚みの薄いゴム類等の薄板状のごみ２０は、旋回流に対しては、水流を受ける面積が大きいことから流れに乗りやすい。
ところが、この薄板状のごみ２０は、旋回流の作用によって縦向きの姿勢で集まることから、上向流に対しては水流を受ける面積が小さくなって流れに乗りにくくなり、これにより底壁４の開口部４１から沈降する。
そこで、図３に示すように、底壁４の開口部４１に下方から気泡を供給し、底壁４の中心付近に乱流を発生させることにより、縦向きの姿勢で集められた薄板状のごみ２０を、乱流によって排水ダクト５に吸い込まれやすい縦向き以外の姿勢にし、これにより、沈降しやすい薄板状のごみ２０を排水ダクト５の上向流で吸い込むようにする。
【００２６】
次に、この砂分離洗浄装置の動作を説明する。
ジェットポンプ等の揚砂ポンプから投入された汚砂混合水を、円筒型の固液分離槽１の接線方向から流入させることで旋回流を発生させる。
ここで発生させた旋回流による遠心力で砂と砂利とごみとが分散され、比重差分離されるとともに、底壁４の円錐篩で砂とごみを粒径分離する。
水流篩効果により円錐篩を通過した砂は矩形型の沈降槽２に沈降し、スクリューコンベア９で搬出される。
【００２７】
一方、篩形状を円錐型としたことと旋回流によるスワール効果の相乗作用により、分離されたごみ及び砂利が自然に底壁４の中心付近に集まる。
そして、底壁４の中心で発生させた吸込流によりごみは排水と共に越流させ、また、砂利は底壁４の開口部４１から沈降槽２に落下させ、砂と共に搬出させる。
従来の洗砂機は、砂とごみ、砂利が混在した状態で比重差分離をしていることから、砂の流出を抑えるために、排水ダクト５の吸込流速を大きくすることができなかったが、ここでは砂利とごみの重さが大きく異なるため、従来に比べて吸込流速を大きくすることが可能となり、ごみの除去効率を高めることができる。
また、排水ダクト５の吸込流により矩形型沈降槽２内にも流れを生じさせることで、篩の通過流量を増すことができ、篩効果を高めることができる。
【００２８】
また、運転完了後もしくは集砂時に、篩面を逆洗することで篩面に付着したし渣や砂利を除去するようにする（ジェットポンプ式は１台の駆動水ポンプで揚砂、集砂を行うことが多く、この場合、洗浄槽内への沈砂投入は間欠投入である）。
同様に、篩面へのし渣の絡みつきを抑える目的で、沈降槽２に給水することができ、これにより、篩面に対して上昇流が発生し、旋回流によるし渣の張り付きを少なくすることができる。
但し、旋回流による下降流量が減少し、篩能力が落ちるため、投入砂量が少ない場合に限定される。
【００２９】
かくして、本実施例の砂分離洗浄装置は、汚砂混合水が導入される固液分離槽１と、該固液分離槽１の下に設置される沈降槽２とを備えた砂分離洗浄装置において、前記固液分離槽１が、接線方向に汚砂混合水を流入させることにより周壁に沿い下降する旋回流を発生させる円筒状の筒壁３と、該筒壁３の底部に配設された逆さ裁頭円錐状の篩からなる底壁４と、該底壁４の中心付近の水を外部に排出する排水ダクト５とを備えることから、旋回流による遠心力で汚砂とごみとを分散し比重差分離するとともに、底壁４の篩により砂と砂利とを粒径分離し、これにより、底壁４の中心付近に比重差の大きいごみと砂利とを集め、比重の大きい砂利は底壁４中心から沈降槽２に落下させて砂と共に回収する一方、比重の小さいごみを効率よく選択的に排水ダクト５により水と共に排出することができる。
すなわち、従来では、砂とごみ、砂利が混在した状態で比重差分離をしていることから、砂の流出を抑えるために、排水ダクト５の吸込流速を大きくすることができなかったが、本実施例では、比重が大きく異なる砂利とごみを比重差分離するため、従来に比べて吸込流速を大きくすることが可能となり、ごみの除去効率を高めることができる。
また、排水ダクト５の強い吸込流で沈降槽２内の水を吸い込むことにより、底壁４の篩通過流量を増やすことができ、これにより、篩効果を高めることができる。
【００３０】
この場合、前記底壁４を上下動可能に弾支することにより、汚砂混合水投入時に、砂利やごみの衝突、ごみの堆積や旋回流により常に変動する水圧等により、底壁４の篩が振動（揺動）し、篩面で捕捉された砂利には常に上下方向の慣性力が働くことになり、篩目への砂利の挟まりを防止することができる。
また、運転完了後、ドレンで水を引き抜きながら、流入管７から水を流入させると、流入水の落下エネルギーをばねのたわみエネルギーに変換することができ、流入を止めると篩は減衰振動を始めることから、この減衰振動による慣性力により逆洗による篩目清掃効果を得ることができる。
【００３１】
また、前記沈降槽２に給水する給水装置を設けることにより、投入砂量が少ない場合に給水し、固液分離槽１の篩面に対して上昇流を発生させ、旋回流によるし渣の張り付きを少なくすることができる。
【００３２】
一方、底壁４の開口部４１に下方から気泡を供給し、底壁４の中心付近に乱流を発生させるエア供給装置１４を設けることにより、旋回流によって縦向きの姿勢で集められる薄板状のごみ２０を、乱流によって排水ダクト５に吸い込まれやすい姿勢にすることができ、これにより、沈降しやすい薄板状のごみ２０を排水ダクト５で吸い込んで排出することができる。
また、エア供給装置１４が、底壁４の裏面に下方から気泡を供給することにより、逆洗時に、底壁４の篩に付着したごみをエアブロー効果により浮上させることができる。
【実施例２】
【００３３】
図６に、本発明の砂分離洗浄装置の第２実施例を示す。
この砂分離洗浄装置は、汚砂混合水が導入される固液分離槽１と、該固液分離槽１の下に設置される沈降槽２とを備えている。
そして、この砂分離洗浄装置は、前記固液分離槽１が、接線方向に汚砂混合水を流入させることにより周壁に沿い下降する旋回流を発生させる円筒状の筒壁３と、該筒壁３の底部に配設された逆さ裁頭円錐状の篩からなる底壁４と、該底壁４の開口部４１と固液分離槽１の上部とを接続する循環ダクト１１と、該循環ダクト１１の一部に接続されたエジェクタ１２とを備えている。
なお、図６において、第１実施例と同一部材は、同一符号を記すことによりその説明を省略する。
【００３４】
前記した第１実施例の砂分離洗浄装置は、底壁４の中心付近に沈降槽２に連通する開口部を設けているため、砂利と同じ比重、重量を持つレキ片、ガラス片等は砂利と共に沈降槽２に沈降する可能性がある。
本実施例では、更に高度にごみを除去する手段として、底壁中心の開口部４１を、沈降槽２に連通させることなく、循環ダクト１１に接続している。
このとき、篩上や循環ダクト１１にはごみや砂利が溜まっていくので、エジェクタ１２により一定時間毎に固液分離槽１内を再循環させ、篩動作を繰り返し、運転完了後に残ったごみと砂利を分岐管１３から槽外に引き抜くようにする。
なお、砂利とごみは処分上分離する必要があるため、後工程に砂利ごみ分離機が必要となるが、砂利ごみ分離機は従来製品の上向流式分級機等を用いることができる。
また、砂利はコンテナ等に回収し、ごみは排水と共に流して、沈砂池に戻すようにする。
【００３５】
かくして、本実施例の砂分離洗浄装置は、汚砂混合水が導入される固液分離槽１と、該固液分離槽１の下に設置される沈降槽２とを備えた砂分離洗浄装置において、前記固液分離槽１が、接線方向に汚砂混合水を流入させることにより周壁に沿い下降する旋回流を発生させる円筒状の筒壁３と、該筒壁３の底部に配設された逆さ裁頭円錐状の篩からなる底壁４と、該底壁４の開口部４１と固液分離槽１の上部とを接続する循環ダクト１１と、該循環ダクト１１の一部に接続されたエジェクタ１２とを備えることから、旋回流による遠心力で汚砂とごみとを分散し比重差分離するとともに、底壁４の篩により砂と砂利とを粒径分離して、底壁４の中心付近に比重差の大きいごみと砂利を集め、エジェクタ１２及び循環ダクト１１により一定時間毎に溜まったごみと砂利を固液分離槽１内を再循環させ、運転完了後に残ったごみや砂利を槽外に引き抜くことにより、砂利と共に沈降する可能性のあるレキ片やガラス片と区別し、砂のみを回収することができる。
【００３６】
以上、本発明の砂分離洗浄装置について、複数の実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明の砂分離洗浄装置は、沈砂池等から揚砂された汚砂の臭気を除去するとともに砂中に含まれる夾雑物を高度に除去することから、例えば、汚砂を高度に洗浄することにより産業廃棄物の対象から除外するような場合に好適に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の砂分離洗浄装置の第１実施例を示し、（ａ）はその断面図、（ｂ）は底壁を弾支した断面図である。
【図２】同実施例の砂分離洗浄装置を示す全体図である。
【図３】同砂分離洗浄装置にエア供給装置を設けた変形実施例を示す断面図である。
【図４】エア供給装置に逆洗ノズルを設けた変形実施例を示す断面図である。
【図５】旋回流と上向流による薄板状のごみの動きを示す説明図である。
【図６】本発明の砂分離洗浄装置の第２実施例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１    固液分離槽
２    沈降槽
３    筒壁
４    底壁
４１  開口部
５    排水ダクト
６    分離ホッパ
６１  越流トラフ
７    流入管
８    コイルばね
９    スクリューコンベア
１０  逆洗ノズル（給水装置）
１１  循環ダクト
１２  エジェクタ
１３  分岐管
１４  エア供給装置
１５  ブロア
１６  配管
１７  散気ノズル
１８  逆洗管
１９  逆洗ノズル
２０  薄板状のごみ
【図１】
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【図２】
2006198605.tif 000004
【図３】
2006198605.tif 000005
【図４】
2006198605.tif 000006
【図５】
2006198605.tif 000007
【図６】
2006198605.tif 000008