(57)【要約】【課題】パイプスキーマの正転側（上流側）及び逆転側（下流側）の２方向の水位検知を行う。【解決手段】パイプスキーマ４に取り付けた支持部１７に導圧管１０を介して空気圧源及び圧力スイッチ１２を接続するとともに、支持部１７により一対のパージ管２０，２１を支持し、支持部１７内には上端にシール部２６を有するとともに下端におもりを有するレバー２５を回動自在に取り付け、パイプスキーマ４の正転時又は逆転時にその開口部１ａの縁部からなる越流部４ｃが水面下に没して浮遊するスカムを開口部１ａから流入させるとともに、一方のパージ管の先端が水面下に没しかつ他方のパージ管をシール部２６により閉塞して、導圧管１０内の空気圧が所定圧力になったことにより圧力スイッチ１２が作動して水面からの所定深さを検知し、パイプスキーマ４を停止させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下水処理施設の沈殿池に水平かつ回転自在に設けられ、浮上するスカムを流入させるための開口部が設けられた筒状のパイプスキーマを有するスカム除去装置において、パイプスキーマに取り付けられるとともに、空気圧源と導圧管を介して接続され、一端がパイプスキーマの正転側及び逆転側に突出した一対のパージ管の他端を支持した支持部と、パイプスキーマの正転又は逆転によりその開口部の縁部からなる越流部及び一方のパージ管の先端が水面下に没し、導圧管内の空気圧が所定圧力に達すると作動して沈殿池の水面からの所定深さを検知する圧力スイッチと、支持部内に回動自在に支持され、上端にシ−ル部を有するとともに、下端におもりを有するレバーとを備え、パイプスキーマを正転側又は逆転側に回転したときに、反対側のパージ管の他端をシール部により閉塞するようにしたことを特徴とするスカム除去装置の水位検知装置。
【請求項２】
上記レバーの上端には自在継手を介してシール部を連結したことを特徴とする請求項１記載のスカム除去装置の水位検知装置。
【請求項３】
パイプスキーマが正転側と逆転側の中立位置にあるときには、両方のパージ管より空気を流出させるようにしたことを特徴とする請求項１又は２記載のスカム除去装置の水位検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、下水処理施設の沈殿池に付設されるスカム除去装置において、沈殿池に浮上するスカムを除去する際に使用される水位検知装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
下水処理施設では、下水が最初沈殿池、曝気槽及び最終沈殿池を経て、処理水は処理場内水路に放流され、沈降した汚泥はフライト式沈砂掻寄機等により回収される。処理水は、最終沈殿池から場内水路を経て、河川に放流される。最初及び最終沈殿池には、スカム除去装置が設けられ、浮上するスカムを収集、排出している。
【０００３】
従来、下水処理場の沈殿池に浮上するスカムを除去するスカム除去装置としては、パイプスキーマ装置が使用されている。その一例を特許文献１により説明する。図５（ａ），（ｂ）は特許文献１に示された従来のスカム除去装置の概略縦断側面図及び概略横断平面図、図６（ａ），（ｂ）はその水位検知装置の水位検知状態（スカム除去状態）及び待機状態の断面図を示し、第１沈殿池１は基礎コンクリート部に左右側壁１ａと前後側壁１ｂとを設けた方形状の沈殿池であり、後側壁１ｂに処理水越流部１ｄが設けられ、池床１ｃには沈降する汚泥を掻き取るフライト式沈砂掻寄機等が設けられる。第１沈殿池１は蓋１ｅで覆われている。処理水越流部１ｄを越流した越流水は導水渠２を経て第２沈殿池等へと流入する。第１沈殿池１に付設されたスカム除去装置３は、第１沈殿池１の水面近傍に浮上するスカムを回収する。
【０００４】
スカム除去装置３は、主にパイプスキーマ４と圧力スイッチ式水位検知装置５とで構成されている。筒状のパイプスキーマ４は、多数の開口部４ａが設けられ、パイプスキーマ４の両端は左右側壁１ａに軸受部４ｂで回動自在に架橋状に支持され、被処理水の流れに対して直交する方向に水平に配置されている。パイプスキーマ４にはパージ管６が設けられ、電動機７を駆動することによりパイプスキーマ４が回転し、パイプスキーマ４と共にパージ管６も回動する。パイプスキーマ４の第１沈殿池１外に突出した開放端部は脱水機１５に接続され、パイプスキーマ４で回収されたスカムＳは脱水機１５に送入され、処理水と汚泥とに分離される。処理水は第２沈殿池に流下し、汚泥は汚泥処理装置へと搬送される。
【０００５】
圧力スイッチ式水位検知装置５について説明すると、パージ管６は、両端が開放された管状のものであり、パイプスキーマ４に設けられた腕部材８に位置調整部材９を介して支持されている。パージ管６の一方の開放端部６ａには導圧管１０が接続され、他の開放端部６ｂは開放されている。導圧管１０には、圧力計１１、圧力スイッチ１２、送風機１３が接続されている。位置調整部材９は、パージ管６の長さの調整と第１沈殿池１の水面への挿入角度等の調整ができ、調整後固定される。パージ管６の近傍の導圧管１０は、可撓性のあるフレキシブルパイプが使用される。なお、送風機１３は、圧力空気供給手段であればよく、例えばポンプであってもよい。
【０００６】
パージ管６の開放端部６ｂは水面に挿入されて塞がれると、パージ管６及び導圧管１０内の空気圧が上昇して圧力スイッチ１２が作動し、圧力スイッチ１２から電気信号が出力されて制御装置１４に入力され、制御装置１４から電動機７を制御するための制御信号が出力される。制御装置１４には、第１沈殿池１の水位を検出するための手順をプログラムすることができ、圧力スイッチ式水位検知装置５が水位を間欠的に検出するように制御することができる。送風機１３は、下水処理施設の曝気槽に供給されている曝気用空気を供給している送風機を兼用してもよい。その場合、曝気用空気を水位検知装置５へと配管を施して分配して使用する。なお、圧力スイッチ１２は、大気の気圧変動に左右されないように、差圧式の圧力スイッチが用いられる。
【０００７】
次に、上記構成の動作を説明する。まず、スカム除去装置３（水位検知装置５）が待機状態にある場合、図６（ｂ）に示すように、パイプスキーマ４の開口部４ａは上方を向き、パージ管６の開放端部６ｂは空中に開放している。パージ管６に供給された圧力空気は、開放端部６ｂから空気中に放出され、圧力計１１は零Ｐａを示している。
【０００８】
制御装置１４からの制御信号に基づいて電動機７を作動すると、パイプスキーマ４が図６（ｂ）のＹ方向に回転し、パージ管６の開放端部６ｂからは約１００ｍｍＨ2Ｏ（約９８０Ｐａ）の圧力空気が放出され、パージ管６の開放端部６ｂが第１沈殿池１の水面に達すると、パイプスキーマ４の開口部４ａの縁部である越流部４ｃが水面より僅かに水没して、さらにパイプスキーマ４が回転し、堰高（水面から開放端部６ｂまでの距離）Ａが約４５ｍｍに達すると、図6（ａ）に示すように浮遊するスカムがパイプスキーマ４の開口部４ａから流入する。一方、パイプスキーマ４の回転に伴って、パージ管６の開放端部６ｂが水中に挿入されると、導圧管１０内の圧力が急激に上昇して圧力スイッチ１２が作動し、電気信号が制御装置１４に供給される。これによって、制御装置１４は制御信号を出力し、電動機７の動作を停止するよう制御し、パイプスキーマ４の回転を停止する。
【０００９】
一方、第１沈殿池１に浮遊するスカムはパイプスキーマ４の開口部４ａの越流部４ｃを超えて開口部４ａ内に流入し、脱水機１５へと流れ込み、汚泥と処理水とに分離される。なお、パイプスキーマ４が回転してパージ部６の開放端部６ｂが水面に達した際に、パージ部６が水面に対して垂直に挿入されることが望ましく、またパージ管６の開放端部６ｂが水面に達すると、開口部４ａの越流部４ｃが略水面に位置するような位置関係に設定する。
【００１０】
さらに、パージ管６の開放端部６ｂが水面より深く挿入されると、越流部４ｃが水面深く水没して堰高Ａが高くなり、スカムが越流部４ｃを超えてパイプスキーマ４内に流れ込む。なお、越流部４ｃが必要以上に深くなると、堰高Ａが高くなりすぎてパイプスキーマ４内に流入する被処理水の量が多くなり、その後段の脱水機１５に負荷がかかり過ぎ、経済的でない。従って、最適な堰高Ａに設定されるように、パージ管６の開放端部６ｂと越流部４ｃの位置関係が調整される。
【００１１】
なお、パージ管６は、沈殿池等で発生する硫化水素等で腐食しない材質が望ましく、又、スカムや夾雑物等が付着したとしても腐食しない材質が望ましく、さらに撥水性が良好な材質が望ましい。
【００１２】
なお、沈殿池では水位が変動する。そこで、水位検知装置５による水位検知を一回のみとすると、時間経過に伴って、水位変動による堰高が高くなり過ぎて、不必要に処理水がパイプスキーマ４内に流入して経済的でなく、また堰高が浅くなり過ぎると、スカムを十分に回収することができない。このため、例えば水位検知を３〜４分間隔で実施するのが望ましい。このスカム除去操作を簡単に説明すれば、パイプスキーマ４をスカムを回収し得る位置とし、３〜４分が経過した後に、パイプスキーマ４を逆方向に回転させてパージ管６を待機状態とし、直ちにパイプスキーマ４を回転させて水位を検知し、パイプスキーマ４を最適な堰高に設定する。水位変動に対応し得るように、このような待機、水位検知を繰り返して、パイプスキーマ４の堰高が正確に設定されるように制御する。制御装置１４はこのような水位計測プログラムを記憶されており、自動的にスカムの除去を実施する。
【００１３】
上記したスカム除去装置においては、パージ管６により水位を検知してパイプスキーマ４の堰高を調整しており、スカムの回収が不十分になったり、堰高が高くなり過ぎて越流水が多くなりすぎ、不経済となるのを防止することができる。又、機械的構成により水位を検知しており、悪環境下においても、絶縁不良等による誤動作を防止することができる。
【特許文献１】特開２００３−１２４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
図7は上記した従来のスカム除去装置の水位検知装置の変形例の要部断面図であり、パージ管６はパイプスキーマ４に取付部材１６を介して取り付けられ、パイプスキーマ４を正転側（上流側）へ回転することによりパージ管６の先端を水面に挿入して上流側のスカム除去に適した水位検知をすることができたが、下流側のスカム除去等の場合にはパイプスキーマ４を逆転側（下流側）へ回転して水位検知をしたほうがよい場合もあり、パイプスキーマ４の正転側及び逆転側の２方向での水位検知が必要となった。しかしながら、従来では１方向の水位検知しか行うことができず、２方向の水位検知を行うためには２台の水位検知装置を必要とした。
【００１５】
この発明は上記のような課題を解決するために成されたものであり、パイプスキーマの正転側及び逆転側の２方向の水位検知を行うことができるスカム除去装置の水位検知装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
この発明の請求項１に係るスカム除去装置の水位検知装置は、下水処理施設の沈殿池に水平かつ回転自在に設けられ、浮上するスカムを流入させるための開口部が設けられた筒状のパイプスキーマを有するスカム除去装置において、パイプスキーマに取り付けられるとともに、空気圧源と導圧管を介して接続され、一端がパイプスキーマの正転側及び逆転側に突出した一対のパージ管の他端を支持した支持部と、パイプスキーマの正転又は逆転によりその開口部の縁部からなる越流部及び一方のパージ管の先端が水面下に没し、導圧管内の空気圧が所定圧力に達すると作動して沈殿池の水面からの所定深さを検知する圧力スイッチと、支持部内に回動自在に支持され、上端にシ−ル部を有するとともに、下端におもりを有するレバーとを備え、パイプスキーマを正転側又は逆転側に回転したときに、反対側のパージ管の他端をシール部により閉塞するようにしたものである。
【００１７】
請求項２に係るスカム除去装置の水位検知装置は、上記レバーの上端に自在継手を介してシール部を連結したものである。
【００１８】
又、請求項３に係るスカム除去装置の水位検知装置は、パイプスキーマが正転側と逆転側の中立位置にあるときには、両方のパージ管より空気を流出させるようにしたものである。
【発明の効果】
【００１９】
以上のようにこの発明の請求項１によれば、空気圧源に導圧管を介して接続された支持部に、一端がパイプスキーマの正転側及び逆転側に突出した一対のパージ管の他端を支持しており、パイプスキーマを正転又は逆転すると、一方のパージ管の一端が水面下に没して水面からの所定深さを検知するとともに、他方のパージ管の他端をシール部により閉塞しており、またパイプスキーマの越流部も水没してスカム除去を行っており、正転側（上流側）のスカム除去の際、及び逆転側（下流側）のスカム除去の際の水位検知を行うことができ、パイプスキーマの開口部の水面からの深さをスカム除去に適した最適な深さに制御することができる。しかも、水位検知装置は電気部品を用いず、機械的に構成したので、悪環境下の使用による絶縁不良等により誤動作することはない。
【００２０】
また、請求項２によれば、レバーの上端に自在継手を介してシール部を連結しており、レバーの回動角度が小さくても、あるいはレバーの回動角度に誤差を生じても、パイプスキーマを正転側または逆転側に回転したときに反対側のパージ管の他端をシール部により確実に閉塞することができる。
【００２１】
請求項3によれば、パイプスキーマが正転側と逆転側の中立位置にあるとき、即ち待機状態にあるときには、両方のパージ管から空気を流出させており、パージ管の詰まりを防止するとともに、パージ管の上流側の機器に余分な圧力が加わらず、これらを保護することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
実施最良形態1
以下、この発明を実施するための最良の形態を図面とともに説明する。図１（ａ）〜（ｃ）はこの発明の実施最良形態1によるスカム除去装置の水位検知装置の待機時、パイプスキーマ正転側水位検知時（上流側スカム除去時）及び逆転側水位検知時（下流側スカム除去時）の構成図であり、図２及び図３は同じくスカム除去装置の水位検知装置の待機時及び正転側水位検知時の要部断面図であり、１７は取付部材１６を介してパイプスキーマ４に取り付けられた支持部であり、導圧管１０を介して圧力スイッチ１２と接続されるとともに、導圧管１０には流量調整弁１８及び減圧弁１９を介して空気圧源（送風機１３）が接続される。支持部１７は一端がパイプスキーマ４の正転側（被処理水上流側）及び逆転側（被処理水下流側）に突出した一対のパージ管２０，２１の他端を継手２２，２３を介して支持し、支持部１７内には回動軸２４を介してレバー２５が回動自在に支持され、レバー２５の上端にはシール部２６が設けられ、レバー２５の下端にはおもり２７が設けられる。
【００２３】
次に、上記構成の動作について説明する。まず、図１（ａ）および図2に示す水位検知装置(スカム除去装置）の待機状態においては、パイプスキーマ４は中立位置にあり、パイプスキーマ４の開口部４ａは上方に位置し、支持部１７はパイプスキーマ４の真上に位置する。この場合、レバー２５は上下方向に位置し、パージ管２０，２１の他端は共に閉塞されない。従って、パージ管２０，２１は共に開状態にあり、空気圧源からの空気は支持部１７を介してパージ管２０，２１の先端から流出する。パージ管２０，２１の先端は被処理水の水面とは離れている。
【００２４】
次に、図１（ｂ）及び図３に示すように、パイプスキーマ４を電動機７により上流側に正転させると、パイプスキーマ４の開口部４ａの縁部からなる越流部４ｃ及びパージ管２０の一端が被処理水の水面下に没する。又、このとき、支持部１７も旋回し、回動自在なレバー２５のシール部２6がパージ管２１の他端を閉塞する。このときの閉塞負荷はおもり２７の荷重に空気圧源の圧力×シール面積を加算したものとなる。レバー２５の旋回角度はパイプスキーマ４の旋回角度より小さい。これによって、導圧管１０内の圧力が上昇し、所定圧力になると圧力スイッチ１２が作動し、越流部４ｃの水面からの深さが所定深さになったことを検知し、パイプスキーマ４の回転を停止させる。このときのパージ管２０の水位検知深さがＨである。一方、第１沈殿池１のパイプスキーム４の上流側に浮遊するスカムはパイプスキーマ４の開口部４ａの越流部４ｃを超えて開口部４ａ内に流入し、脱水機１５へと流れ込み、汚泥と処理水とに分離される。
【００２５】
次に、図１（ｃ）に示すように、パイプスキーマ４を電動機７により下流側に逆転させると、パイプスキーマ４の開口部４ａの縁部からなる越流部４ｃ及びパージ管２１の一端が被処理水の水面下に没する。又、このとき、支持部１７も旋回し、レバー２５のシール部２6がパージ管２０の他端を閉塞する。このときの閉塞負荷はおもり２７の荷重に空気圧源の圧力×シール面積を加算したものとなる。これによって、導圧管１０内の圧力が上昇し、所定圧力になると圧力スイッチ１２が作動し、越流部４ｃの水面からの深さが所定深さになったことを検知し、パイプスキーマ４の回転を停止させる。一方、第１沈殿知１のパイプスキーム４の下流側に浮遊するスカムはパイプスキーマ４の開口部４ａの越流部４ｃを超えて開口部４ａ内に流入し、脱水機１５へと流れ込み、汚泥と処理水とに分離される。
【００２６】
実施最良形態1においては、パイプスキーマ４を正転側（上流側）に回転させて上流側のスカムを除去する際も、また逆転側（下流側）に回転させて下流側のスカムを除去する際も水位検知をすることができ、パイプスキーマ４の開口部４ａの水面からの深さをスカム除去に適した深さに制御することができる。しかも、水位検知装置は電気部品を用いず、機械的構成により形成したので、悪環境下の使用によっても絶縁不良等による誤動作を生じない。又、パイプスキーマ４が正転側と逆転側の中立位置にあるとき、即ち待機状態にあるときには、両方のパージ管２０，２１から空気を流出させており、パージ管２０，２１の詰まりを防止するとともに、圧力計１１、圧力スイッチ１２、送風機１３からなる空気圧源、減圧弁１９、流量調整弁１８等に余分な圧力が加わらず、これらの機器を保護することができる。
【００２７】
実施最良形態2
図4（ａ）〜（ｃ）はこの発明の実施最良形態２によるスカム除去装置の水位検知装置の待機時の要部平面図、要部縦断正面図及び要部横断平面図であり、支持部１７内には回動軸２４が支持ピン２８を介して支持され、回動軸２４はレバー２５を回動自在に支持し、レバー２５の上端に水平方向に貫通した貫通軸２９の両端には球状の自在継手３０を介して平板状のシール部３１が自在に連結され、シール部３１の外面側にはシリコーンゴム３２が取付けられる。又、レバー２５の下端にはおもり２７が取り付けられる。一方、継手２２，２３は支持部１７に取り付けられたシール部材３３，３４に連結される。
【００２８】
実施最良形態２においても、待機状態においては、レバー２５は上下方向に位置し、パージ管２０，２１は開状態にあり、その先端から空気が流出する。次に、パイプスキーマ４を上流側に正転させると、一方のシール部３１のシリコーンゴム３２がパージ管２１側のシール部材３４と当接してシールする。又、パイプスキーマ４を下流側に逆転させると、他方のシール部３１のシリコーンゴム３２がパージ管２０側のシール部材３３と当接してシールする。
【００２９】
実施最良形態２においては、支持部１７内に回動自在に支持されたレバー２５の上端に自在継手３０を介してシール部３１を自在に連結しており、パイプスキーマ４を回転した時にレバー２５の回動角度に誤差が生じてもシール部３１はパージ管２０，２１に通じるシール部材３３，３４を確実にシールすることができる。
【００３０】
なお、上記各実施最良形態においては、パイプスキーマ４の正転側を被処理水の上流側とし、パイプスキーマ４の逆転側を被処理水の下流側としたが、正転側が下流側で逆転側が上流側であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】この発明の実施最良形態１によるスカム除去装置の水位検知装置の待機時、パイプスキーマ正転側水位検知時及び逆転側水位検知時の構成図である。
【図２】この発明の実施最良形態1によるスカム除去装置の水位検知装置の待機時の要部断面図である。
【図３】この発明の実施最良形態1によるスカム除去装置の水位検知装置のパイプスキーマ正転側水位検知時の要部断面図である。
【図４】実施最良形態2によるスカム除去装置の水位検知装置の待機時の要部平面図、要部縦断正面図及び要部横断平面図である。
【図５】特許文献１に示された従来のスカム除去装置の概略縦断側面図及び概略横断平面図である。
【図６】特許文献１に示された従来のスカム除去装置の水位検知装置の水位検知状態及び待機状態の断面図である。
【図７】特許文献１に示された従来のスカム除去装置の水位検知装置の変形例の要部断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１…第１沈殿池
４…パイプスキーマ
４ａ…開口部
４ｃ…越流部
７…電動機
１０…導圧管
１１…圧力計
１２…圧力スイッチ
１３…送風機
１４…制御装置
１５…脱水機
１６…取付部材
１７…支持部
２０，２１…パージ管
２４…回動軸
２５…レバー
２６、３１…シール部
２７…おもり
３０…自在継手
３３，３４…シール部材
【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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