(57)【要約】【課題】排液や汚泥に含まれる浮遊性物質と沈降性物質により配管が閉塞することがない異物分離装置を提供すること。【解決手段】異物を分離する高速旋回分離槽３、低速旋回分離槽４と、２次処理液導出管Ｄに流れる流量を計測する２次処理液流量計６と、排液返送管Ｃに２次処理液導出管に流れる流量を調節する２次処理液流量調節弁５とを備え、排液導入ポンプ２の運転／停止および２次処理液流量調節弁５の開度調整を行う制御部７を設けた異物分離装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚泥を含む排液を貯める排液貯留槽と、
取込んだ前記排液の異物を分離する第１と第２の分離槽と、
前記排液貯留槽から前記第１の分離槽へ前記排液を取り込む排液導入ポンプおよび排液導入管と、
前記第１の分離槽と前記第２の分離槽とを結び、前記第１の分離槽からの１次処理液を前記第２の分離槽へ流入させる槽間接続管と、
前記第１の分離槽で分離された異物を前記排液貯留槽へ返送する排液返送管と、
前記第２の分離槽から２次処理液を取り出す２次処理液導出管と、
前記２次処理液導出管に流れる流量を計測する２次処理液流量計と、
前記排液返送管に前記２次処理液導出管に流れる流量を調節する２次処理液流量調節弁とを備え、
前記２次処理液流量計の計測値を取り込み前記排液導入ポンプの運転／停止および前記２次処理液流量調節弁の開度調整を行う制御部を設けた異物分離装置。
【請求項２】
制御部は前記排液導入ポンプを運転し前記排液貯留槽に貯めた排液を取り込むとともに、前記２次処理液の取り出し量が所望の量になるように前記２次処理液流量計の計測値をもとに前記２次処理液流量調節弁の開度を調整する２次処理液流量調整手段を備えた請求項１記載の異物分離装置。
【請求項３】
制御部は前記２次処理液流量調節弁の閉塞を防止するために、所定時間間隔毎に前記２次処理液流量調節弁を開放する２次処理液流量調節弁開放手段を備えた請求項１記載の異物分離装置。
【請求項４】
制御部は前記２次処理液流量計の流量が所定流量以下かつ、前記処理液流量調節弁が所定開度以上閉じている状態で、所定時間以上経過した場合に、前記２次処理液導出管が閉塞したものと判断し、前記排液導入ポンプを停止する２次処理液導出管閉塞監視手段を備えた請求項１記載の異物分離装置。
【請求項５】
制御部は前記処理液流量計の流量が所定流量以上かつ、前記処理液流量調節弁が所定開度以上開いている状態で、所定時間以上経過した場合に、前記排液返送管が閉塞したものと判断し、前記排液導入ポンプを停止する排液返送管閉塞監視手段を備えた請求項１記載の異物分離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工場や排水処理施設などから排出される様々な排液（汚泥も含む）に含まれる浮遊性や沈降性を有する様々な異物について、分離あるいは除去できる異物分離装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の異物分離装置として、排液からの異物分離技術には自動微細目スクリーン、スワール槽などがある。自動微細目スクリーンは、金属製のフィルターを使用し、排液に含まれる異物をろ過するものであり、フィルターに付着した異物を除去するための自動洗浄機構が組み込まれ、比較的大型の装置である。
【０００３】
また、スワール槽は、旋回流を利用して慣性力で排液中の沈降性物質を分離する技術であり、異物の分離速度と分離効率を改善する方法が開示されている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
また排液や汚泥中に含まれるさまざまな異物に対応するために、乱流沈殿槽や旋回流分離槽を組み合わせた異物分離装置が提案されている（例えば特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００２−５８９１４号公報
【特許文献２】特開２００４−３２１８９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の自動微細目スクリーンでは汚泥に含まれるようなトイレットペーパーなどのセルロースからなるノリ状の繊維質などの異物はスクリーンを通過し、スクリーン通過後に再凝集することで配管等の閉塞を引き起こすという課題があった。
【０００６】
また、上記従来のスワール槽などでは、処理対象となる排液全量をスワール槽へ取り込むために、装置が大型化してしまうという課題があった。
【０００７】
このような課題を解決するために、上記従来の乱流沈殿槽と旋回流分離槽を組み合わせた異物分離装置が提案されているが、乱流沈殿槽内に捕捉された異物が排液貯留槽へ還流しにくく、長時間運転を続けた場合は、乱流沈殿槽内に異物が堆積し、配管の閉塞を招くという課題があった。
【０００８】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、排液返送管、槽間接続管、２次処理液導出管の閉塞を防止する異物分離装置を提供することを目的とする。
【０００９】
また、圧力計などの新たな検知装置を設けることなく配管の閉塞を検知し、装置が異物分離という本来の機能を果たしていない時に装置の運転を停止することで無駄な運転による電力消費ロスを無くする異物分離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】
【００１０】
請求項１記載の本発明は上記目的を達成するために、汚泥を含む排液を貯める排液貯留槽と、取込んだ前記排液の異物を分離する第１と第２の分離槽と、前記排液貯留槽から前記第１の分離槽へ前記排液を取り込む排液導入ポンプおよび排液導入管と、前記第１の分離槽と前記第２の分離槽とを結び、前記第１の分離槽からの１次処理液を前記第２の分離槽へ流入させる槽間接続管と、前記第１の分離槽で分離された異物を前記排液貯留槽へ返送する排液返送管と、前記第２の分離槽から２次処理液を取り出す２次処理液導出管と、前記２次処理液導出管に流れる流量を計測する２次処理液流量計と、前記排液返送管に前記２次処理液導出管に流れる流量を調節する２次処理液流量調節弁とを備え、前記２次処理液流量計の計測値を取り込み前記排液導入ポンプの運転／停止および前記２次処理液流量調節弁の開度調整を行うことを特徴とする。
【００１１】
請求項２記載の本発明は上記目的を達成するために、請求項１に記載の異物分離装置において、前記排液導入ポンプを運転し前記排液貯留槽に貯めた排液を取り込むとともに、前記２次処理液の取り出し量が所望の量になるように前記２次処理液流量計の計測値をもとに前記２次処理液流量調節弁の開度を調整することを特徴とする。
【００１２】
請求項３記載の本発明は上記目的を達成するために、請求項１に記載の異物分離装置において、前記２次処理液流量調節弁の閉塞を防止するために、所定時間間隔毎に前記２次処理液流量調節弁を開放することを特徴とする。
【００１３】
請求項４記載の本発明は上記目的を達成するために、、請求項１に記載の異物分離装置において、前記２次処理液流量計の流量が所定流量以下かつ、前記処理液流量調節弁が所定開度以上閉じている状態で、所定時間以上経過した場合に、前記２次処理液導出管が閉塞したものと判断し、前記排液導入ポンプを停止することを特徴とする。
【００１４】
請求項５記載の本発明は上記目的を達成するために、請求項１に記載の異物分離装置において、前記処理液流量計の流量が所定流量以上かつ、前記処理液流量調節弁が所定開度以上開いている状態で、所定時間以上経過した場合に、前記排液返送管が閉塞したものと判断し、前記排液導入ポンプを停止することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、処理液流量調節弁を配管径の大きい排液返送管に設けることにより排液返送管、槽間接続管、２次処理液導出管の閉塞を防止するという効果を奏する。
【００１６】
また、本発明は圧力計などの新たな検知装置を設けることなく配管の閉塞を検知し、装置が異物分離という本来の機能を果たしていない時に装置の運転を停止することで無駄な運転による電力消費ロスを無くするという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の実施の形態は、取込んだ前記排液の異物を分離する第１と第２の分離槽と、前記排液貯留槽から前記第１の分離槽へ前記排液を取り込む排液導入ポンプおよび排液導入管と、前記第１の分離槽と前記第２の分離槽とを結び、前記第１の分離槽からの１次処理液を前記第２の分離槽へ流入させる槽間接続管と、前記第１の分離槽で分離された異物を前記排液貯留槽へ返送する排液返送管と、前記第２の分離槽から２次処理液を取り出す２次処理液導出管と、前記２次処理液導出管に流れる流量を計測する２次処理液流量計と、前記排液返送管に前記２次処理液導出管に流れる流量を調節する２次処理液流量調節弁とを備え、前記２次処理液流量計の計測値を取り込み前記排液導入ポンプの運転／停止および前記２次処理液流量調節弁の開度調整を行うようにしたものである。
【００１８】
本実施の形態によれば、ポンプの運転／停止および前記２次処理液流量調節弁の開度調整を行うことで異物分離装置を最適に運転することができる。
【００１９】
本発明の第２の実施の形態は、第１の実施の形態における異物分離装置において、前記導入ポンプを運転し前記排液貯留槽に貯めた排液を取り込むとともに、前記２次処理液の取り出し量が所望の量になるように前記２次処理液流量計の計測値をもとに前記２次処理液流量調節弁の開度を調整するようにしたものである。
【００２０】
本実施の形態によれば、２次処理液導出管より口径の大きな排液返送管に取り付けられた流量調整弁の開度を調整することで２次処理液導出管に流れる流量を調節することができ配管の閉塞を防ぐことができる。
【００２１】
本発明の第３の実施の形態は、第１の実施の形態における異物分離装置において、前記２次処理液流量調節弁の閉塞を防止するために、所定時間間隔毎に前記２次処理液流量調節弁を開放するようにしたものである。
【００２２】
本実施の形態によれば、２次処理液流量調節弁に付着した異物を取り除くことができ配管の閉塞を防ぐことができる。
【００２３】
本発明の第４の実施の形態は、第１の実施の形態における異物分離装置において、前記２次処理液流量計の流量が所定流量以下かつ、前記処理液流量調節弁が所定開度以上閉じている状態で、所定時間以上経過した場合に、前記２次処理液導出管が閉塞したものと判断し、前記排液導入ポンプを停止するようにしたものである。
【００２４】
本実施の形態によれば、圧力センサなどの余分な検知手段を設けることなく２次処理液導出管の閉塞を検知し排液導入ポンプを停止することで異物分離装置の故障を防止することができる。
【００２５】
本発明の第５の実施の形態は、第１の実施の形態における異物分離装置において、前記処理液流量計の流量が所定流量以上かつ、前記処理液流量調節弁が所定開度以上開いている状態で、所定時間以上経過した場合に、前記排液返送管が閉塞したものと判断し、前記排液導入ポンプを停止するようにしたものである。
【００２６】
本実施の形態によれば、圧力センサなどの余分な検知手段を設けることなく前記排液返送管の閉塞を検知し排液導入ポンプを停止することで異物分離装置の故障を防止することができる。
【実施例】
【００２７】
以下、本発明の実施例について、図面を用いて説明する。
【００２８】
（実施例１）
図１において、工場や下水処理場などから排出される排液や汚泥は、排液貯留槽１に貯留されている。この排液や汚泥に対して何らかの処理を施して再利用や減容を行う場合には、処理装置の配管等の閉塞を防ぐために、排液に含まれる異物を除去することが重要である。
【００２９】
本実施例による異物分離装置は、排液貯留槽１から異物を含む排液を加圧し汲み上げる排液導入ポンプ２と、排液導入ポンプ２から高速旋回分離槽３へ排液を取り込む排液導入管Ａと、高速旋回分離槽３と低速旋回分離槽４とを結び、高速旋回分離槽３からの１次処理液を低速旋回分離槽４へ流入させる槽間接続管Ｂと、高速旋回分離槽３で分離された異物を排液貯留槽１へ返送する排液返送管Ｃと、低速旋回分離槽４から２次処理液を取り出す２次処理液導出管Ｄと、低速旋回分離槽４の下部に設けられ排液返送管Ｃにつながる排液返送接続管Ｅとによって構成される。
【００３０】
上記の構成において、高速旋回分離槽３は排液導入管Ａから取り込んだ排液を少量の１次処理液と残りの排液に分岐させるとともに、排液に含まれる比較的直径（代表長さ）が大きく、重い異物を排液とともに排液返送管Ｃを通じて排液貯留槽へ還流させるものである。
【００３１】
一方、比較的直径（代表長さ）が大きく、重い質量の異物を分離した少量の１次処理液は槽間接続管Ｂより流出させ、高速旋回分離槽３内の旋回液流によって分離された異物は、排液貯留槽１へ還流する排液側へ誘引され、排液とともに排液貯留槽１へと還流されている。
【００３２】
低速旋回分離槽４には、１次処理液を低速旋回分離槽４に導入する槽間接続管Ｂと、２次処理液を流出する２次処理液導出管Ｄとを低速旋回分離槽４内に突き出して設けている。一方、必要な２次処理液のみを低速旋回分離槽４から取り出し、分離した異物は低速旋回分離槽４の底部の排液返送接続管Ｅから排液貯留槽１へ還流させている。
【００３３】
排液返送管Ｃには２次処理液の流量を調節する２次処理液流量調節弁５が、２次処理液導出管Ｄには２次処理液流量計６が設けられている。２次処理液流量調節弁５の開度を調節することで、高速旋回分離槽３や低速旋回分離槽４へかかる圧力を調節することができ、その結果、２次処理液導出管Ｄへと流出する２次処理液の流量を調節することができる。すなわち、２次処理液の流量を増す場合は２次処理液流量調節弁５を閉じ、高速分離槽や低速分離槽へかかる圧力を高める。一方、２次処理液の流量を減らす場合は２次処理液流量調節弁５を開け、高速分離槽や低速分離槽へかかる圧力を減少させる。このように、排液返送管Ｃに２次処理液流量調節弁５を設けることで、２次処理液導出管Ｄに異物が詰まった場合でも加圧量を増加することが可能となり、異物を押し流すことで配管の閉塞を防ぐことができ、また２次処理液流量の調節を流量の多い排液返送管Ｃで行うために、２次処理液流量調節弁５の閉塞を防止することができる。
【００３４】
なお、ここでは、２次処理液流量調節弁５により２次処理液の流量を調節する場合を説明したが、当然１次処理液の流量も調節でき、槽間接続管Ｂに異物が詰まった場合でも加圧量を増加し異物を押し流すことで配管の閉塞を防ぐことができる。
【００３５】
低速旋回分離槽４の上部には、低速旋回分離槽４の上部から排液返送管Ｃへとつながった浮遊物返送管Ｆが設けられ、排液よりも軽く、遠心力や重力によって分離することのできない浮遊性の異物を低速旋回分離槽４より排出することができる。
【００３６】
制御部７は２次処理液流量計６の計測値を入力とし排液導入ポンプ２の運転／停止制御および２次処理液流量調整弁５の開度調整を行っている。
【００３７】
図２は本実施例による異物分離装置の制御部７の構成図である。
【００３８】
図２に示すように制御部７は、２次処理液流量調整手段８、２次処理液流量調節弁開放手段９、２次処理液導出管閉塞監視手段１０、排液返送管閉塞監視手段１１、運転スイッチ１２、停止スイッチ１３とから構成されており、２次処理液流量調整手段８は２次処理液流量計６の計測値を取り込み２次処理液流量調整弁５の開度を調整している。
【００３９】
また、２次処理液流量調節弁開放手段９は２次処理液流量調整弁５の開度を調整している。
【００４０】
また、２次処理液導出管閉塞監視手段１０は２次処理液流量計６の計測値を取り込み排液導入ポンプ２の運転／停止を制御している。
【００４１】
さらに、排液返送管閉塞監視手段１１は２次処理液流量計６の計測値を取り込み排液導入ポンプ２の運転／停止を制御している。
【００４２】
なお、運転スイッチ１２は２次処理液流量調整手段８、２次処理液流量調節弁開放手段９、２次処理液導出管閉塞監視手段１０、排液返送管閉塞監視手段１１を動作させるためのスイッチであり、停止スイッチ１３は２次処理液流量調整手段８の動作を終了させるためのスイッチである。
【００４３】
次に各手段の動作について説明する。
【００４４】
図３は２次処理液流量調整手段８の動作を示すフローチャートである。
【００４５】
図３に示すように運転スイッチ１２が押される（Ｓ３１）と排液導入ポンプ２の運転を行い（Ｓ３２）、２次処理液流量計６の計測値を設定値（例えば２Ｌ／分）と比較し、計測値が設定値を超えている時は２次処理液流量調整弁５を一定量開き（Ｓ３３、Ｓ３４）、計測値が設定値を以下の時は２次処理液流量調整弁５を一定量閉じる（Ｓ３５、Ｓ３６）ことにより計測値が設定値と等しくなるように２次処理液流量調整弁５の開度調整を行っている。
【００４６】
停止スイッチ１３が押されると排液導入ポンプ２を停止するとともに２次処理液流量調整弁５の開度を全開にして動作を終了する（Ｓ３７〜Ｓ３９）。また、後で説明する２次処理液導出管閉塞監視手段１０の動作および排液返送管閉塞監視手段１１の動作により排液導入ポンプ２が停止した場合も２次処理液流量調整弁５の開度を全開にして動作を終了する（Ｓ３９、Ｓ４０）。
【００４７】
図４は２次処理液流量調節弁開放手段９の動作を示すフローチャートである。
【００４８】
図４に示すように運転スイッチ１２が押される（Ｓ４１）と一定時間（例えば１２時間）経過後２次処理液流量調整弁５を一定時間（例えば６０秒）全開にする（Ｓ４２〜Ｓ４４）。この動作は後で説明する２次処理液導出管閉塞監視手段１０の動作および排液返送管閉塞監視手段１１の動作により排液導入ポンプ２が停止するまで続けられる（Ｓ４５）。
【００４９】
なお、２次処理液流量調節弁開放手段９での２次処理液流量調整弁５の全開操作は２次処理液流量調整手段８での２次処理液流量調整弁５の開度調整よりも優先して行われる。これにより２次処理液流量調整弁５は一定時間間隔で一定時間全開状態となることとなり、２次処理液流量調整弁５に付着した異物を取り除くことができ配管の閉塞を防止することができる。
【００５０】
図５は２次処理液導出管閉塞監視手段１０の動作を示すフローチャートである。
【００５１】
図５に示すように運転スイッチ１２が押される（Ｓ５１）と２次処理液流量計６の計測値と２次処理液流量調整弁５の開度を監視し、２次処理液流量計６の計測値が設定値（例えば１Ｌ／分）以下かつ２次処理液流量調整弁５の開度が設定値（例えば２０％）以下の状態が設定時間（例えば１０分）以上経過した場合（Ｓ５２〜Ｓ５４）は２次処理液導出管が閉塞したものと判断し、排液導入ポンプ２を停止し動作を終了する（Ｓ５５）。この動作はこの動作は後で説明する排液返送管閉塞監視手段１１の動作により排液導入ポンプ２が停止した場合も終了する（Ｓ５６）。
【００５２】
これにより２次処理液導出管の閉塞を監視し、閉塞した場合に自動的に排液導入ポンプ２が停止するので２次処理液導出管の閉塞により装置が異物分離という本来の機能を果たしていない時に装置の運転を停止することができ無駄な運転による電力消費ロスを無くすることができる。
【００５３】
なお、ここでは、２次処理液導出管についての説明をしたが、当然槽間接続管Ｂについても適用できる。
【００５４】
図６は排液返送管閉塞監視手段１１の動作を示すフローチャートである。
【００５５】
図６に示すように運転スイッチ１２が押される（Ｓ６１）と２次処理液流量計６の計測値と２次処理液流量調整弁５の開度を監視し、２次処理液流量計６の計測値が設定値（例えば１０Ｌ／分）以上かつ２次処理液流量調整弁５の開度が設定値（例えば８０％）以上の状態が設定時間（例えば１０分）以上経過した場合（Ｓ６２〜Ｓ６４）は排液返送管が閉塞したものと判断し、排液導入ポンプ２を停止し動作を終了する（Ｓ６５）。この動作は先に説明した２次処理液導出管閉塞監視手段１０の動作により排液導入ポンプ２が停止した場合も終了する（Ｓ６６）。
【００５６】
これにより排液返送管の閉塞を監視し、閉塞した場合に自動的に排液導入ポンプ２が停止するので排液返送管の閉塞により装置が異物分離という本来の機能を果たしていない時に装置の運転を停止することができ無駄な運転による電力消費ロスを無くすることができる。
【００５７】
なお、制御部７としては一般的にシーケンサと呼ばれるコントローラが用いられ、２次処理液流量調整手段８、２次処理液流量調節弁開放手段９、２次処理液導出管閉塞監視手段１０、排液返送管閉塞監視手段１１の動作はシーケンサの内部に記憶されたプログラムにて実現される。
【００５８】
なお、上記実施例では駆動用のポンプとして排液貯留槽内に排液導入ポンプ２を設けているが、排液導入管Ａ２などに駆動用ポンプを設けてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明の汚泥処理装置は、工場や、排水処理施設などから排出される様々な排液に対して適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明による一実施例の異物分離装置を示す構成図
【図２】本発明による一実施例の制御部を示す構成図
【図３】本発明による一実施例の２次処理液流量調整手段の動作を示すフローチャート
【図４】本発明による一実施例の２次処理液流量調節弁開放手段の動作を示すフローチャート
【図５】本発明による一実施例の２次処理液導出管閉塞監視手段の動作を示すフローチャート
【図６】本発明による一実施例の排液返送管閉塞監視手段の動作を示すフローチャート
【符号の説明】
【００６１】
１    排液貯留槽
２    排液導入ポンプ
３    高速旋回分離槽
４    低速旋回分離槽
５    ２次処理液流量調節弁
６    ２次処理液流量計
７    制御部
８    ２次処理液流量調整手段
９    ２次処理液流量調節弁開放手段
１０  ２次処理液導出管閉塞監視手段
１１  排液返送管閉塞監視手段
１２  運転スイッチ
１３  停止スイッチ
Ａ    排液導入管
Ｂ    槽間接続管
Ｃ    排液返送管
Ｄ    ２次処理液導出管
Ｅ    排液返送接続管
Ｆ    浮遊物返送管
【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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