(57)【要約】【課題】従来よりも省エネルギー化を図ることができる沈殿物除去システム及び沈殿物除去方法を提供する。【解決手段】沈殿池１０１の池底１０３に形成された集砂トラフ１０５に設けられた混気ジェットノズル１１と、混気ジェットノズル１１と配管２３，２４で接続され混気ジェットノズル１１に水を送り込んで混気ジェットノズル１１から沈殿池１０１の液中に噴出させる集砂水ポンプ２２と、集砂トラフ１０５の下流に接続されている揚砂ピット４１の底部４１ａよりも上部に位置して揚砂ピット４１に堆積する沈殿物を水と共に吸い込む吸込口６８とを備えている。混気ジェットノズル１１は、その噴出する水により集砂トラフ１０５上の沈殿物を揚砂ピット４１に移送すると共に揚砂ピット４１内の沈殿物を攪拌して巻き上げる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
沈砂池又は沈殿池の池底に形成されたトラフに設けられた第１ノズルと、
前記第１ノズルと配管で接続され当該第１ノズルに水を送り込んで当該第１ノズルから前記沈砂池又は沈殿池の液中又は気中に噴出させる送水装置と、
前記トラフの下流に接続されている揚砂ピットの底部よりも上部に位置して前記揚砂ピットに堆積する沈殿物を水と共に吸込む吸込口とを備え、
前記第１ノズルは、その噴出する水により前記トラフに溜まった沈殿物を前記揚砂ピットに移送すると共に前記揚砂ピット内の前記沈殿物を攪拌して巻き上げることを特徴とする沈殿物除去システム。
【請求項２】
前記第１ノズルに設けられ、当該第１ノズルから放出される水の作り出す負圧により当該第１ノズルから噴出する水に混気する空気を取り入れる空気取入れ口を備えることを特徴とする請求項１に記載の沈殿物除去システム。
【請求項３】
前記揚砂ピットは、その深さが前記第１ノズルが噴出する水流により前記底部上の前記沈殿物を巻き上げ可能な深さであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の沈殿物除去システム。
【請求項４】
前記吸込口の入口は、前記トラフからの水流の流れる下流の方向にあることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかの一項に記載の沈殿物除去システム。
【請求項５】
前記トラフは並列した複数本が同一の前記揚砂ピットに接続していて、
最初に、前記各トラフのうち上流側が前記吸込口と対峙しているものに設置されている前記第１ノズル、次に、その他のトラフに設置されている前記第１ノズルを駆動するように制御する制御部を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかの一項に記載の沈殿物除去システム。
【請求項６】
前記揚砂ピット内に設けられ水を噴出することにより当該揚砂ピット内の前記沈殿物を攪拌して巻き上げる第２ノズルを備え、
前記制御部は、最初に、前記第１ノズルを駆動し、次に、前記第２ノズルを駆動することを特徴とする請求項５に記載の沈殿物除去システム。
【請求項７】
前記第２ノズルは、前記揚砂ピットのうち隣合って並ぶ前記トラフが接続されていない位置の前記沈殿物を前記吸込口側に向かって移送することを特徴とする請求項６に記載の沈殿物除去システム。
【請求項８】
沈砂池又は沈殿池の池底に形成されたトラフに設けられた第１ノズルと、
前記第１ノズルと配管で接続され当該第１ノズルに水を送り込む送水装置と、
前記トラフの下流に接続されている揚砂ピットの底部よりも上部に位置している吸込口とを用いて行う沈殿物除去方法であって、
前記第１ノズルから前記沈砂池又は沈殿池の液中又は気中に噴出させて、その噴出する水により前記トラフに溜まった沈殿物を前記揚砂ピットに移送すると共に前記揚砂ピット内の沈殿物を攪拌して巻き上げる第１工程と、
前記巻き上げられた沈殿物を水と共に前記吸込口で吸い込む第２工程とを実行することを特徴とする沈殿物除去方法。
【請求項９】
前記第１工程は、前記第１ノズルに設けられた空気取入れ口から当該第１ノズルから放出される水の作り出す負圧により当該第１ノズルから噴出する水に混気する空気を取り入れて当該空気を混気する場合に比べて当該噴出する水の打力を高めることを特徴とする請求項８に記載の沈殿物除去方法。
【請求項１０】
前記第２工程は、前記揚砂ピットを、その深さが前記第１ノズルが噴出する水流により前記底部上の前記沈殿物を巻き上げ可能な深さに位置させて行うことを特徴とする請求項８又は請求項９に記載の沈殿物除去方法。
【請求項１１】
前記第２工程は、前記吸込口を、前記トラフからの水流の流れる下流の方向に位置させて行うことを特徴とする請求項８乃至請求項１０の何れかの一項に記載の沈殿物除去方法。
【請求項１２】
前記トラフは並列した複数本が同一の前記揚砂ピットに接続していて、
前記第１工程は、最初に、前記各トラフのうち上流側が前記吸込口と対峙しているものに設置されている前記第１ノズル、次に、その他のトラフに設置されている前記第１ノズルを駆動することを特徴とする請求項８乃至請求項１１の何れかの一項に記載の沈殿物除去方法。
【請求項１３】
前記揚砂ピット内に設けられ水を噴出する第２ノズルを備え、
前記第１工程の後に、前記第２ノズルを駆動して前記揚砂ピット内の前記沈殿物を攪拌して巻き上げる第３工程と、
この巻き上げた沈殿物を前記吸込口で吸い込む第４工程とを実行することを特徴とする請求項１２に記載の沈殿物除去方法。
【請求項１４】
前記第３工程は、前記第２ノズルを、前記揚砂ピットのうち隣合って並ぶ前記トラフが接続されていない位置の前記沈殿物を前記吸込口側に向かって移送することを特徴とする請求項１３に記載の沈殿物除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、沈殿物除去システム及び沈殿物除去方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本技術分野の背景技術として、特開２００８−１２６１４５号公報（特許文献１）がある。この公報には、「揚砂ポンプの砂吸込口を配設した揚砂ピットに向かって低くなるよう傾斜した池底の形状を備えた沈砂池の底部に向かって水を噴射するように集砂ノズルを配設した沈砂池の集砂装置において、集砂ノズルを、水面上に配設すると共に、噴射水が沈砂池の側壁と池底とが接する隅角部の近傍域に到達するようにする。」と記載されている（要約参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１２６１４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の技術では、集砂ノズルで揚砂ピットに集めた沈殿物を砂吸込口で水と共に吸いこんで排出するようにしている。
【０００５】
しかしながら、大雨などにより揚砂ピットに大量の沈殿物が流れ込むと、砂吸込口が閉塞するという不具合が発生する場合がある。かかる問題点を解決するために、揚砂ピット内にピット攪拌ノズルを設け、ピット攪拌ノズルの水の吹出しにより沈殿物を攪拌して、舞い上がらせ、砂吸込口に閉塞が生じることを防止しつつ砂吸込口で沈殿物を吸込できるようにすることも行われている。
【０００６】
しかし、ピット攪拌ノズルを用いる場合、砂吸込口で沈殿物を吸い込んでいる最中は常時ピット攪拌ノズルを駆動し続けなければならない。そのため、ピット攪拌ノズルを駆動するため大きな電力が必要となり、システムの省エネルギー化を図ることができないという問題がある。
そこで、本発明は、従来よりも省エネルギー化を図ることができる沈殿物除去システム及び沈殿物除去方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の沈殿物除去システムの一形態は、沈砂池又は沈殿池の池底に形成されたトラフに設けられた第１ノズルと、前記第１ノズルと配管で接続され当該第１ノズルに水を送り込んで当該第１ノズルから前記沈砂池又は沈殿池の液中又は気中に噴出させる送水装置と、前記トラフの下流に接続されている揚砂ピットの底部よりも上部に位置して前記揚砂ピットに堆積する沈殿物を水と共に吸い込む吸込口とを備え、前記第１ノズルは、その噴出する水により前記トラフ上の沈殿物を前記揚砂ピットに移送すると共に前記揚砂ピット内の前記沈殿物を攪拌して巻き上げることを特徴とする。
【０００８】
本発明の沈殿物除去方法の一形態は、沈砂池又は沈殿池の池底に形成されたトラフに設けられた第１ノズルと、前記第１ノズルと配管で接続され当該第１ノズルに水を送り込む送水装置と、前記トラフの下流に接続されている揚砂ピットの底部よりも上部に位置している吸込口とを用いて行う沈殿物除去方法であって、前記第１ノズルから前記沈砂池又は沈殿池の液中又は気中に噴出させて、その噴出する水により前記トラフ上の沈殿物を前記揚砂ピットに移送すると共に前記揚砂ピット内の沈殿物を攪拌して巻き上げる第１工程と、前記巻き上げられた沈殿物を水と共に前記吸込口で吸い込む第２工程とを実行することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、従来よりも省エネルギー化を図ることができる沈殿物除去システム及び沈殿物除去方法を提供することができる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施例にかかる沈殿物除去システムを設置した沈殿池の縦断面図である。
【図２】本発明の一実施例にかかる沈殿物除去システムの混気ジェットノズルを含めた集砂トラフの縦断面図である。
【図３】本発明の一実施例にかかる沈殿物除去システムの集砂トラフ及び集砂カバーの横断面図である。
【図４】本発明の一実施例にかかる沈殿物除去システムに好適な揚砂ピット及び吸込口の構造の一例を示す縦断面図である。
【図５】図４の比較例となる従来の揚砂ピット及び吸込口の構造の一例を示す縦断面図である。
【図６】本発明の一実施例にかかる沈殿物除去システムの制御系を示すブロック図である。
【図７Ａ】本発明の一実施例にかかる沈殿物除去システムの動作（沈殿物除去方法）を経時的に説明する集砂トラフ及び揚砂ピットの平面図である。
【図７Ｂ】本発明の一実施例にかかる沈殿物除去システムの動作（沈殿物除去方法）を経時的に説明する集砂トラフ及び揚砂ピットの平面図である。
【図７Ｃ】本発明の一実施例にかかる沈殿物除去システムの動作（沈殿物除去方法）を経時的に説明する集砂トラフ及び揚砂ピットの平面図である。
【図７Ｄ】本発明の一実施例にかかる沈殿物除去システムの動作（沈殿物除去方法）を経時的に説明する集砂トラフ及び揚砂ピットの平面図である。
【図７Ｅ】本発明の一実施例にかかる沈殿物除去システムの動作（沈殿物除去方法）を経時的に説明する集砂トラフ及び揚砂ピットの平面図である。
【図７Ｆ】本発明の一実施例にかかる沈殿物除去システムの動作（沈殿物除去方法）を経時的に説明する集砂トラフ及び揚砂ピットの平面図である。
【図７Ｇ】本発明の一実施例にかかる沈殿物除去システムの動作（沈殿物除去方法）を経時的に説明する集砂トラフ及び揚砂ピットの平面図である。
【図７Ｈ】本発明の一実施例にかかる沈殿物除去システムの動作（沈殿物除去方法）を経時的に説明する集砂トラフ及び揚砂ピットの平面図である。
【図８】本発明の一実施例にかかる沈殿物除去システムの沈殿物除去システムの変形例を示す混気ジェットノズルを含めた集砂トラフの縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施例について図面を用いて説明する。
図１は、本実施例にかかる沈殿物除去システム１を設置した沈殿池１０１の縦断面図である。なお、沈殿物除去システム１は沈砂池（汚水処理施設、ポンプ場、浄水施設等に設置される沈砂池、雨水滞留池等）に設けてもよい。下記の説明で各配管に付された矢印は、水や空気等の流れの方向を示している。この沈殿池１０１には、図の左側から矢印１０２で示すように沈殿物を含む水が流入する。沈殿池１０１の池底１０３には、池底１０３内に沈殿した沈殿物を吸い上げるために沈殿物を集めるエリアとなる凹部である揚砂ピット４１が設けられ、また、長細い形状をした集砂トラフ（トラフ）１０５も設けられている。集砂トラフ１０５の長手方向は揚砂ピット４１に向かっていて、その先端は揚砂ピット４１に接続されている。図１においては、揚砂ピット４１の左右にそれぞれ集砂トラフ１０５が設置されている。集砂トラフ１０５は、図１の紙面に垂直な方向の左右に夫々複数本配列されている。図１では、沈殿池１０１に水が溜まった状態を図示していて、符号１０６がその水面を示している。
【００１２】
本実施例の沈殿物除去システム１は、沈殿池１０１の底部（池底１０３）に堆積する砂等の沈殿物を沈殿池１０１外に排出する装置である。本実施例の沈殿物除去システム１は、混気ジェットノズル１１（第１ノズル）、ピット攪拌ノズル７３（第２ノズル）、制御部９１（図６）、各種配管、各種ポンプ及び各種弁等から構成される。まず、池底１０３には送水装置となる集砂水ポンプ２２が設けられている。集砂水ポンプ２２は、比較的低電力により駆動し、比較的低圧で水を送給するポンプである。この集砂水ポンプ２２には、集砂水収集配管２３が接続され、この集砂水収集配管２３には、開閉弁２７と当該開閉弁２７の集砂水ポンプ２２側に設けられた逆止弁２７ａとが配設されている。この集砂水収集配管２３の開閉弁２７よりも先では、沈殿池１０１の外側で複数本の集砂水供給配管２４に分岐する。複数本の集砂水供給配管２４のうち何本か（図１の図示では１本）を除いて他の集砂水供給配管２４には、それぞれ集砂弁２１と、手動弁である集砂弁２６とが直列に接続されて配設されている。集砂弁２１や、後述する吸気弁３２、攪拌弁７１等の弁は自動制御あるいは手動操作により動作する。自動制御により動作するときは、当該弁は電動弁、空気作動弁あるいは電磁弁を用いる。後述の制御の説明に関しては、当該制御対象となる弁は電動弁、あるいは電磁弁である。これら、集砂弁２１及び集砂弁２６が配設された各集砂水供給配管２４の先は、再び沈殿池１０１内に延びてそれぞれ混気ジェットノズル１１に接続されている。各混気ジェットノズル１１は各集砂トラフ１０５内に吹出し口を揚砂ピット４１側に向けて設けられている。
【００１３】
各混気ジェットノズル１１には、給気配管３１の一端が接続され、この給気配管３１の他端側は沈殿池１０１内の気相部あるいは外に存在して、自動弁である吸気弁３２が配設されている。吸気弁３２を開くことにより吸気弁３２より先の給気配管３１の端部から給気配管３１を介して混気ジェットノズル１１は空気を取り入れることができる。吸気弁３２の混気ジェットノズル１１側には逆止弁３３が設けられている。混気ジェットノズル１１は、後述のとおり水を噴出するが、その水の噴出方向は破線矢印に示すように揚砂ピット４１方向である。
【００１４】
図２は、混気ジェットノズル１１を含めた集砂トラフ１０５の縦断面図である。混気ジェットノズル１１は、集砂水ポンプ２２により送給される水１１１を、その入口の吹出し口１２から噴出する。また、混気ジェットノズル１１の上部には、空気取入れ口１３が設けられ、空気取入れ口１３は前記の給気配管３１（図１）と接続されている。これは吹出し口１２から水を噴出する際の負圧により空気取入れ口１３から空気を取り込んで（矢印１１２で示す）、当該空気を吹出し口１２から噴出する水１１１に混気するための空気取入れ口である。
【００１５】
混気ジェットノズル１１は、例えば断面が円筒形状の集砂カバー１４に覆われ、この集砂カバー１４は、混気ジェットノズル１１の先に集砂トラフ１０５の長手方向に沿って延びている。混気ジェットノズル１１の先における集砂カバー１４の下部には開口１４ａが設けられている。
【００１６】
図３は、集砂トラフ１０５及び集砂カバー１４の横断面図である。集砂トラフ１０５は、その池底１０３における両側が傾斜面１５１になっていて、この傾斜面１５１に続いて下方に径断面形状が略円筒形状の曲面として集砂トラフ１０５が存在する。この曲面の集砂トラフ１０５に囲まれて、円筒形状の集砂カバー１４が存在し、この集砂カバー１４の円筒形状の略中心軸線上に混気ジェットノズル１１の吹出し口１２が位置している。集砂カバー１４の下部には開口１４ａが設けられている。
【００１７】
図１に戻り、まず、沈殿池１０１の外部には、揚砂ポンプ６１が設けられている。揚砂ポンプ６１の吸込側には揚砂配管６３が接続され、その先は沈殿池１０１に挿入されて揚砂ピット４１に達している。揚砂配管６３の入口には吸込口６８が設けられて、揚砂ピット４１の底部４１ａの上方に延在している。揚砂ポンプ６１の吐出側には、揚砂配管６４が延び、当該揚砂配管６４には揚砂ポンプ６１側に逆止弁６５ａが配置された開閉弁６５が配設されている。この揚砂配管６４の先は沈砂洗浄分離設備６６に接続されている。揚砂ポンプ６１は揚砂ピット４１から沈殿物を含む水（揚砂水）を汲み上げて沈砂洗浄分離設備６６に送る。沈砂洗浄分離設備６６では、揚砂水から沈殿物を分離する。沈殿物を分離された水（排水）は、排水管６７により沈殿池１０１に戻される。分離後の沈殿物は沈砂洗浄分離設備６６から排出される。
【００１８】
前記した集砂水供給配管２４のうちの１本は複数に分岐して各先端部にピット攪拌ノズル７３が設けられ、ピット攪拌ノズル７３は揚砂ピット４１内に延在している。集砂水供給配管２４には、自動弁である攪拌弁７１と、手動弁である攪拌弁７２とが直列に配設されている。
ところで、各集砂トラフ１０５では混気ジェットノズル１１により水（及び空気）を噴射して集砂トラフ１０５に堆積する沈殿物を揚砂ピット４１に向けて移送し、混気ジェットノズル１１は移送装置となる。
【００１９】
ここで、大雨が降った場合等に揚砂ピット４１に大量の沈殿物が流れ込むと、吸込口６８が閉塞するという不具合が発生する場合がある。かかる問題点を解決するために、揚砂ピット４１内にピット攪拌ノズル７３を設け、ピット攪拌ノズル７３の水の吹出しにより沈殿物を攪拌して、舞い上がらせ、揚砂ピット４１閉塞を生じることを防止しつつ吸込口６８で沈殿物を吸い込めるようにすることも行われている。
【００２０】
しかし、ピット攪拌ノズル７３を用いる場合、吸込口６８で沈殿物を吸い込んでいる最中は、常時、ピット攪拌ノズル７３を駆動し続けなければならない。そのため、ピット攪拌ノズル７３を駆動するため大きな電力が必要となり、沈殿物除去システム１のシステムの省エネルギー化を図ることができないという問題がある。
【００２１】
そこで、以下では、従来に比べて省エネルギー化を図ることができる沈殿物除去システム１の構成や作用効果について説明する。
まず、混気ジェットノズル１１は、単に水（及び空気）を噴射して集砂トラフ１０５に堆積する沈殿物を揚砂ピット４１に向けて移送するだけではない。混気ジェットノズル１１が噴射する水（及び空気）は、揚砂ピット４１内の沈殿物を攪拌して吸込口６８の近傍まで巻き上げる機能を有する。すなわち、混気ジェットノズル１１が噴出する水（及び空気）は、揚砂ピット４１内の沈殿物を攪拌して吸込口６８の近傍まで巻き上げるだけの打力を有している。
【００２２】
そして、図４は、この場合に好適な揚砂ピット４１及び吸込口６８の構造の一例を示す縦断面図である。揚砂ピット４１は、集砂トラフ１０５の下端からの深さｂ１が従来よりも浅くなっている。すなわち、揚砂ピット４１は、混気ジェットノズル１１が噴出する水（及び空気）によって、揚砂ピット４１の底部４１ａに堆積している沈殿物を攪拌して吸込口６８の先端近傍まで巻き上げるのに好適な深さになっている。これにより、攪拌ノズル７３を使用しなくとも、吸込口６８が沈殿物で閉塞することを防止しつつ、吸込口６８で沈殿物を吸い込むことができる。
また、吸込口６８の入口は、集砂トラフ１０５トラフからの水流（集砂水）の流れる方向にある。
【００２３】
図５は、図４の比較例となる従来の揚砂ピット１４１及び吸込口１６８の構造の一例を示す縦断面図である。まず、本実施例にかかる揚砂ピット４１及び吸込口６８の各部における寸法の一例を示す。集砂トラフ１０５の下端からの揚砂ピット４１の深さｂ１は、例えば、０ｍｍを超え２００ｍｍ以下とするのが好適である。また、吸込口６８の先端から揚砂ピット４１の底部４１ａまでの高さｃ１は、例えば、深さｂ１が５０ｍｍであれば、１００ｍｍ程度とするのが好ましい。また、揚砂ピット４１の短手方向の幅ａ１は１０００ｍｍ程度とするのが好ましい。揚砂ピット４１の短手方向の幅ａ１も、混気ジェットノズル１１に対応する水を吹き出す従来のノズル（図示せず）が噴出する水によって、吸込口１６８の先端近傍まで沈殿物が巻き上がりやすいように従来構成よりも狭くしている。
【００２４】
これに対し、図５に示す従来構成の一例では、揚砂ピット１４１の深さｂ２は、８０５ｍｍであり、吸込口１６８の先端から揚砂ピット１４１の底部１４１ａまでの高さｃ２は、２００ｍｍであり、揚砂ピット１４１の短手方向の幅ａ２は３０００ｍｍ程度である。この従来構成の例では、図４の本実施例に比べて、揚砂ピット１４１の方が深く、揚砂ピット１４１の短手方向の幅が長く、吸込口１６８の入口が揚砂ピット１４１内に位置している。なお、図５の幅ａ２は図４の幅ａ１よりも３倍長い例を示したが、図上では便宜上、図５の幅ａ２と図４の幅ａ１とは同じ幅で図示している。また、かかる幅サイズとの関係で吸込口６８の直径と吸込口１６８の直径とは、後者の方が長いかのように見えるが、実際は同じでよい。
【００２５】
図６は、沈殿物除去システム１の制御系を示すブロック図である。この制御系は、コンピュータ等で実現される制御部９１を中心に構成される。制御部９１には、集砂水ポンプ２２を駆動する集砂水ポンプ駆動装置９２と、揚砂ポンプ６１を駆動する揚砂ポンプ駆動装置９３と、複数個ある集砂弁２１（図６では１つのみ図示）を個別に駆動できる集砂弁駆動装置９４と、複数個ある吸気弁３２（図６では１つのみ図示）を個別に駆動できる吸気弁駆動装置９５と、複数個ある攪拌弁７１（図６では１つのみ図示）を個別に駆動できる攪拌弁駆動装置９６とが接続されている。また、制御部９１には、沈殿物の負荷（単位水量当たりの沈殿物の重量等）を揚砂ポンプ６１に供給されている電流値等から判断する判断部９１ａの機能が設けられている。
【００２６】
次に、本実施例の沈殿物除去システム１及び当該沈殿物除去システム１を用いて実行する沈殿物除去方法の作用効果について説明する。
図１に示すように、揚砂ピット４１の左右両側には集砂トラフ１０５が配置されている。矢印１０２のように汚水が沈殿池１０１に流入して溜まると、時間経過と共に汚水中の沈殿物が集砂トラフ１０５内に沈殿する。ここで、開閉弁２７を開いて制御部９１によって集砂水ポンプ駆動装置９２を介して集砂水ポンプ２２を駆動し、沈殿池１０１内の水（集砂水）を集砂水収集配管２３で送給する。そして所望の混気ジェットノズル１１に対応した集砂弁２１を、制御部９１によって集砂弁駆動装置９４を介して開くと、対応する集砂水供給配管２４を介して集砂水が該当する混気ジェットノズル１１に送られる。そして、図２に示す吹出し口１２から集砂水が噴出する。このとき集砂弁２６は開かれている。
【００２７】
そして該当の混気ジェットノズル１１に対応する吸気弁３２を制御部９１が吸気弁駆動装置９５を介して開いておくと、図２に示すように、混気ジェットノズル１１内では、吹出し口１２から噴出する水１１１（図２中に噴出方向を矢印で示している）によって生じる負圧により給気配管３１を介して大気中から空気を吸い込み、空気取入れ口１３から取り入れられる（矢印１１２）。この空気は吹出し口１２から噴出する水１１１に混気する。この混気した水１１１は集砂トラフ１０５の長手方向に沿って集砂カバー１４内で噴射される。この際に水１１１の勢いが作り出す負圧により、開口１４ａからも水流１２１（その方向を矢印により示している）を引き寄せ、吹出し口１２から噴出する水１１１と当該水流１２１とが合流して、より大きな水の流れとなる。この大きな流れとなった噴射水１２２（その方向を矢印により示している）の圧力により、沈殿物１２３を集砂トラフ１０５の長手方向に沿って流動移送し、揚砂ピット４１に送り込む。噴射水１２２中には、前記の空気１３１が混入している。このとき、噴射水１２２は、沈殿物１２３を集砂トラフ１０５の長手方向に沿って流動移送するのみならず、図４に示すように、揚砂ピット４１内の沈殿物１２３を攪拌して、吸込口６８の入口近傍まで巻き上げる。
【００２８】
このようにして、集砂トラフ１０５の沈殿物１２３が揚砂ピット４１に集中し、それが噴射水１２２によって吸込口６８の入口近傍で巻き上がった状態で、制御部９１が揚砂ポンプ駆動装置９３を介して揚砂ポンプ６１を駆動して、揚砂配管６３及び６４を介して沈殿物１２３が混じった水（揚砂水）を吸い上げる。この際に、揚砂ピット４１内の沈殿物は混気ジェットノズル１１によって吸込口６８の入口近傍で巻き上がるので、沈殿物１２３の量が多くても吸込口６８が閉塞することがない。
【００２９】
以上は、単体の混気ジェットノズル１１に関して沈殿物１２３の吸込の作用の説明であるが、沈殿池１０１の池底１０３には、図１の紙面に垂直な方向に、揚砂ピット４１の左右に集砂トラフ１０５が複数本並んでいる。そして、各集砂トラフ１０５にはそれぞれ混気ジェットノズル１１が設置されており、吸込口６８も沈殿池１０１の池底１０３近くの複数個所にそれぞれ設置されている。この全体が沈殿物除去システム１であるため、以下では、沈殿物除去システム１全体としてはどのように動作するのかについて説明する。
【００３０】
図７Ａ〜図７Ｈは、この順に経時的に沈殿物除去システム１の動作（沈殿物除去方法）について説明する集砂トラフ１０５及び揚砂ピット４１の平面図である。図７Ａ〜図７Ｈに示すように、この例では単一の吸込口６８に対して左右に２本ずつの集砂トラフ１０５が対応している。左右それぞれで２本の集砂トラフ１０５は何れも隣り合っている。
【００３１】
揚砂ピット４１において、図７Ａ〜図７Ｈでそれぞれ下側に位置する左右各１本の集砂トラフ１０５の上流側における正面に吸込口６８が位置している。各集砂トラフ１０５には混気ジェットノズル１１が設置されている。そして、沈殿池１０１の池底１０３には多数の集砂トラフ１０５が設置されて、各集砂トラフ１０５は揚砂ピット４１に接続されており、図７Ａ〜図７Ｈに示す集砂トラフ１０５の構造は図１の紙面に垂直な方向に複数本配列されている。この図７Ａ〜図７Ｆに示す単一の吸込口６８と４本の集砂トラフ１０５とで１単位をなす構造においては、それぞれ作用が同じであるため、図７Ａ〜図７Ｈに示す構造について順を追って作用効果を説明することで、全体の説明とする。
【００３２】
図７Ａ〜図７Ｈにおいて、揚砂ピット４１及び集砂トラフ１０５においてグレーで示す部分は堆積している沈殿物１２３を示しており、白く示している部分は沈殿物１２３が除去されていることを示している。
図７Ａに示すように、白抜き矢印方向に処理水が集砂トラフ１０５及び揚砂ピット４１に流入し、各集砂トラフ１０５とこれに接続している揚砂ピット４１には、沈殿物１２３が堆積している。
【００３３】
図７Ｂ、図７Ｃに示すように、制御部９１は、まず、下流側が吸込口６８と正対している集砂トラフ１０５の混気ジェットノズル１１を順次駆動し、同集砂トラフ１０５に堆積している沈殿物１２３を揚砂ピット４１に移送する。さらに、混気ジェットノズル１１の噴射水１２２で揚砂ピット４１内を攪拌して揚砂ピット４１内の沈殿物１２３を吸込口６８の近傍まで巻き上げる（矢印１７１）（第１工程）。そして、この巻き上げた沈殿物１２３を吸込口６８で吸い込む（第２工程）。この第１工程及び第２工程は、図７Ｂ、図７Ｃの例では、まず左下の集砂トラフ１０５で実行し（図７Ｂ）、続いて右下の集砂トラフ１０５で実行している（図７Ｃ）。
【００３４】
次に、図７Ｄ、図７Ｅに示すように、制御部９１は、下流側が吸込口６８と正対していない集砂トラフ１０５の混気ジェットノズル１１を順次駆動し、同集砂トラフ１０５に堆積している沈殿物１２３を揚砂ピット４１に移送する。さらに、混気ジェットノズル１１の噴射水１２２で揚砂ピット４１内を攪拌して揚砂ピット４１内の沈殿物１２３を巻き上げる（矢印１７１）（第１工程）。そして、この巻き上げた沈殿物１２３は吸込口６８の近傍にまで達し、吸込口６８で吸い込む（第２工程）。この第１工程及び第２工程とは、図７Ｄ、図７Ｅの例では、まず左上の集砂トラフ１０５で実行し（図７Ｄ）、続いて右上の集砂トラフ１０５で実行している（図７Ｅ）。
【００３５】
このような処理により、集砂トラフ１０５に堆積している沈殿物１２３の略全てと、揚砂ピット４１の集砂トラフ１０５に接続している部分の沈殿物１２３の略全てとが吸込口６８に吸い込まれて排出される。
しかし、揚砂ピット４１のうち、隣り合って並ぶ集砂トラフ１０５が接続されていない位置、すなわち隣合って並ぶ集砂トラフ１０５間の壁１０５ａに接続された部分の沈殿物１２３については、図７Ｂ〜図７Ｅの処理によっても十分に吸い込むことができずに残留してしまう可能性がある。
【００３６】
そこで、揚砂ピット４１のうち、隣り合って並ぶ集砂トラフ１０５間の壁１０５ａに接続された部分にピット攪拌ノズル７３を設けている。この例では、揚砂ピット４１内に６個のピット攪拌ノズル７３が設置されている。各ピット攪拌ノズル７３は吹出し口が吸込口６８側を向いている。図７Ａ〜図７Ｈにおいて、図で一番上に位置する２つのピット攪拌ノズル７３は、図でこの上に図示しない別の吸込口６８が存在する場合は、そちらの方向に吹出し口が向くようにしてよい。
【００３７】
このような構成で、制御部９１は攪拌弁駆動装置９６を介して攪拌弁７１を個別に駆動する。図７Ａ〜図７Ｈの例では、図７Ｆに示すように、同図で上側に位置する４つのピット攪拌ノズル７３を駆動して水を吹き出す（矢印１７２で図示）。これにより、揚砂ピット４１内に残留している沈殿物１２３を攪拌して巻き上げ（第３工程）、この巻き上げた沈殿物１２３を吸込口６８で吸い込む（第４工程）。
【００３８】
次に、図７Ｇに示すように、同図で最も下側に位置する２つのピット攪拌ノズル７３を駆動して水を吹き出す（矢印１７２）。これにより、揚砂ピット４１内に最後まで残留している沈殿物１２３を攪拌して巻き上げ（第３工程）、この巻き上げた沈殿物１２３を吸込口６８で吸い込む（第４工程）。
以上の工程により、図７Ｈに示すように、各集砂トラフ１０５及び揚砂ピット４１に堆積していた沈殿物１２３を吸込口６８で吸い込んで略除去することができる。
【００３９】
すなわち、図７Ｂ〜図７Ｅの工程においては、揚砂ピット４１に堆積している沈殿物１２３を巻き上げるのに従来のようなピット攪拌ノズル７３を用いる必要はなく、混気ジェットノズル１１で当該沈殿物１２３の巻き上げを行うことができる。ピット攪拌ノズル７３の使用は、図７Ｆ、図７Ｇでの補助的な使用で足りる。そのため、従来に比べてピット攪拌ノズル７３の駆動時間が短くなって、その分、ピット攪拌ノズル７３駆動用の電力消費を節約でき、省エネルギーを図ることができる。
【００４０】
また、本実施例の沈殿物除去システム１によれば、図２に示すように、噴射水１２２中には外気から取り込んだ空気１３１が多分に含まれている。前記のとおり、集砂水ポンプ２２は、沈殿物１２３の流動移送に使用する動力源としては、比較的低電力で駆動されており、そのため、吹出し口１２から噴出する水１１１の水圧も比較的低い。しかしながら、沈殿物１２３を移送する噴射水１２２中には多分に空気１３１の粒を含んでいるため、水及び空気からなる噴射水１２２の打力は大きい。そのため、図１に示すように、沈殿池１０１に水が溜まっていても、すなわち、水中であっても、噴射水１２２により効果的に沈殿物１２３を揚砂ピット４１に向かって移送することができる。さらに、吸込口６８の近傍で揚砂ピット４１内の沈殿物１２３を効果的に巻き上げて吸込口６８に吸い込み易くし、吸込口６８の閉塞を防止することができる。
【００４１】
さらに、揚砂ピット４１は、その深さが混気ジェットノズル１１が噴出する噴射水１２２により底部４１ａ上の沈殿物１２３を吸込口６８の近傍まで巻き上げ可能な深さであるため、沈殿物１２３を効果的に巻き上げて吸込口６８に吸い込み易くすることができる。
その上、吸込口６８の入口は、集砂トラフ１０５からの水流の流れる方向にあるため、当該集砂トラフ１０５に設置した混気ジェットノズル１１の作り出す噴射水１２２により容易に吸込口６８の入口近傍で沈殿物１２３を効果的に巻き上げることができる。
【００４２】
また、集砂トラフ１０５は並列した複数本が同一の揚砂ピット４１に接続している。そして、制御部９１は、最初に、各集砂トラフ１０５のうち上流側が吸込口６８と対峙しているものに設置されている混気ジェットノズル１１、次に、その他の集砂トラフ１０５に設置されている混気ジェットノズル１１を駆動するように制御する。そのため、最初に上流側が吸込口６８と対峙している集砂トラフ１０５の混気ジェットノズル１１で吸込口６８の近傍で沈殿物１２３を大きく巻き上げて大量の沈殿物１２３を吸込口６８で吸い込むことができる。よって、沈殿物１２３を吸込口６８で効果的に吸い込むことができる。
【００４３】
さらに、揚砂ピット４１内で混気ジェットノズル１１によっても吸い込むことができなかった沈殿物１２３は、ピット攪拌ノズル７３の駆動により巻き上げて吸込口６８で効果的に吸い込むことができる。よって、池底１０３に堆積する沈殿物１２３を吸込口６８で漏れなく吸い込むことができる。
この場合に、ピット攪拌ノズル７３は、揚砂ピット４１のうち隣り合って並ぶ集砂トラフ１０５が接続されていない位置（壁１０５ａの正面）の沈殿物１２３を吸込口６８側に向かって移送する。そのため、揚砂ピット４１内で混気ジェットノズル１１によっても吸い込むことができなかった沈殿物１２３を吸込口６８で効果的に吸い込むことができる。
【００４４】
その上、混気ジェットノズル１１が噴射する水１１１は、開口１４ａからも水流を引き込み、吹出し口１２から噴出する水１１１の流れはさらに大きな水の流れである噴射水１２２となるので、この点でも効果的に沈殿物１２３を揚砂ピット４１に向かって移送することができる。また、効果的に沈殿物１２３を吸込口６８近傍で巻き上げることができる。
また、集砂弁２１は様々に開度を変えて、吹出し口１２から噴出する水１１１中に含める空気量を調節できるので、沈殿物１２３の状況に応じて適切な量の空気を水１１１と共に吹き出すことができる。
【００４５】
この場合に、当該空気量は、判断部９１ａで判断して、制御部９１で制御することができる。すなわち、揚砂ポンプ６１の駆動電流値等を判断部９１ａでモニタする。ここで、揚砂ポンプ６１の駆動電流値等が高い場合は、沈殿物１２３の負荷が高い、すなわち、例えば単位水量当たりの沈殿物の重量が重い等と判断することができる。その場合は、制御部９１が吸気弁３２の開度を大きくし、噴射水１２２の空気１３１の量を多くして、噴射水１２２の打力を高めて、沈殿物１２３の負荷が高くても効果的に沈殿物１２３を揚砂ピット４１に向かって移送し、吸込口６８の入口近傍に効果的に沈殿物１２３を巻き上げることができる。
あるいは、判断部９１ａにはタイマを備えていて、当該タイマに所定のカウント時間をセットし、このタイマがカウントアップしたときは、沈殿物１２３の負荷が高いと判断してもよい。タイマにセットするカウント時間は、作業者の経験知や沈殿物除去システム１の運転実績に基づいて定めることができる。
【００４６】
あるいは、判断部９１ａでモニタした揚砂ポンプ６１の駆動電流値等が予め設定した値より高いときには、沈殿物１２３の負荷が予め設定した値以上に高いと判断できる。あるいは、判断部９１ａにタイマを備えている場合に、作業者の経験知や沈殿物除去システム１の運転実績に基づいて定めるカウント時間をタイマにセットし、このタイマがカウントアップしたときは、沈殿物１２３の負荷が予め設定した値以上に高いと判断できる。これらの場合は連続的に吸気弁３２の開度を大きくしたり小さくしたりを繰り返し、噴射水１２２の空気１３１の量を多くしたり少なくしたりを繰り返すようにしてもよい。これによって、混気した噴射水１２２の打力を脈動させることができ、集砂トラフ１０５に強固に付着する沈殿物１２３も前後に揺さぶって剥がれやすくすることができる。これにより、効果的に沈殿物１２３を揚砂ピット４１に向かって移送することができる。
【００４７】
なお、噴射水１２２の水圧が高い場合は、噴射水１２２中には空気１３１を混気させない構成としてもよい。
また、噴射水１２２が噴射される領域の周囲には集砂カバー１４が設けられているため、沈殿物１２３が噴射水１２２で集砂カバー１４外に舞い上がるのを防止することができ、沈殿物１２３を確実に流動移送することができる。
【００４８】
図８は、本実施例の沈殿物除去システム１の変形例を示す混気ジェットノズル１１を含めた集砂トラフ１０５の縦断面図である。
図８の例が、図２の例と異なるのは、集砂カバー１４の配置である。すなわち、図２の例では、集砂カバー１４は、混気ジェットノズル１１も覆っていたが、図８の例では、集砂カバー１４の先端１４ｂと混気ジェットノズル１１の入口との間には間隔８１が空いている。また、開口１４ａも集砂カバー１４の入口に設けられている。そのため、吹出し口１２から噴出する水１１１によって生じる負圧によって、水流１２１の他に間隔８１の上側から噴射水１２２に合流する水流１２５（矢印で方向を示している）も発生する。これにより、噴射水１２２は図２の例よりさらに大きな流れとなり、効果的に沈殿物１２３を揚砂ピット４１に向かって移送することができる。
【００４９】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることも可能である。
【００５０】
例えば、図７Ａ〜図７Ｈで示す例では、単一の吸込口６８に左右２本ずつの集砂トラフ１０５を対応させているが、単一の吸込口６８に左右３本ずつの集砂トラフ１０５を対応させてもよい。この場合には左右の真ん中の集砂トラフ１０５の下流側正面に吸込口６８を配置し、当該真ん中の集砂トラフ１０５で先に混気ジェットノズル１１を駆動した後、左右の上下の集砂トラフ１０５で混気ジェットノズル１１を駆動するようにすることが望ましい。なお、吸込口６８の吸込力に応じて、単一の吸込口６８に左右４本以上ずつの集砂トラフ１０５を対応させてもよい。
【００５１】
また、上記の制御部９１等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれ機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記録装置、又はＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてよい。
【符号の説明】
【００５２】
１      沈殿物除去システム
１１    混気ジェットノズル（第１ノズル）
１３    空気取入れ口
２２    集砂水ポンプ（送水装置）
４１    揚砂ピット
４１ａ  底部
６８    吸込口
７３    ピット攪拌ノズル（第２ノズル）
１０１  沈砂池
１０３  池底
１０５  集砂トラフ（トラフ）
１２３  沈殿物
【図１】
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【図２】
2019098266.tif 000004
【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７Ａ】
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【図７Ｂ】
2019098266.tif 000010
【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図７Ｅ】
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【図７Ｆ】
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【図７Ｇ】
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【図７Ｈ】
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【図８】
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