(57)【要約】【課題】沈澱池内でフロックが舞い上がることなく、フロックを円滑に落下させることのできる沈降板装置を提供する。【解決手段】本発明の沈降板装置は、沈殿池１内に鉛直方向に沿って配列される複数の奇数段沈降板１０および複数の偶数段沈降板１１と、奇数段沈降板１０および偶数段沈降板１１を回転自在に支持する支持機構１５と、奇数段沈降板１０に連結された奇数段リンク機構２０と、偶数段沈降板１１に連結された偶数段リンク機構２３と、奇数段リンク機構２０を動作させて、奇数段沈降板１０を傾斜させる奇数段アクチュエーター３０と、偶数段リンク機構２３を動作させて、偶数段沈降板１１を傾斜させる偶数段アクチュエーター３１とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
沈殿池内に鉛直方向に沿って配列される複数の奇数段沈降板および複数の偶数段沈降板と、
前記奇数段沈降板および前記偶数段沈降板を回転自在に支持する支持機構と、
前記奇数段沈降板に連結された奇数段リンク機構と、
前記偶数段沈降板に連結された偶数段リンク機構と、
前記奇数段リンク機構を動作させて、前記奇数段沈降板を傾斜させる奇数段アクチュエーターと、
前記偶数段リンク機構を動作させて、前記偶数段沈降板を傾斜させる偶数段アクチュエーターと、を備えたことを特徴とする沈降板装置。
【請求項２】
前記奇数段沈降板および前記偶数段沈降板は、前記奇数段沈降板および前記偶数段沈降板の沈殿面に対して垂直に延びる補助沈降板をそれぞれ有し、前記補助沈降板は、前記奇数段沈降板および前記偶数段沈降板が傾斜した際に流入水に含まれるフロックを堆積することができる補助沈殿面を有することを特徴とする請求項１に記載の沈降板装置。
【請求項３】
前記補助沈殿面のそれぞれの面積は、前記奇数段沈降板および前記偶数段沈降板のそれぞれの前記沈殿面の面積の１／５以上であることを特徴とする請求項２に記載の沈降板装置。
【請求項４】
自然エネルギーを電力に変換する電力機器と、
前記電力により動作するコンプレッサーと、
前記コンプレッサーによって生成された圧縮空気を溜めるタンクとをさらに備え、
前記奇数段アクチュエーターおよび前記偶数段アクチュエーターは、前記タンクに溜められた前記圧縮空気により動作するエアシリンダーから構成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の沈降板装置。
【請求項５】
沈殿池内に鉛直方向に沿って配列される複数の奇数段沈降板および複数の偶数段沈降板を傾斜させる方法であって、
前記奇数段沈降板および前記偶数段沈降板を交互に傾斜させることを特徴とする方法。
【請求項６】
前記沈澱池内の水を全て抜く時には、前記奇数段沈降板と前記偶数段沈降板とを同時に傾斜させることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被処理水に含まれる沈降物を沈殿させるための沈殿池内に配置される沈降板を備えた沈降板装置、および沈降板の動作方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
上水や下水などの水処理や食品業界における液体処理において、当該水や液体（以下、被処理水という）に含まれる不純物（沈降物）を分離して、沈殿物として回収するための沈殿池が使用されている。沈殿池では、流入する被処理水に凝集剤を注入することにより不純物の集合体であるフロックを生成し、このフロックを自重により沈降させることで、被処理水の浄化処理を行っている。
【０００３】
フロックの沈殿を促進するために、沈殿池には沈降板が配置される。沈降板は、鉛直方向に複数段および水平方向に複数列並んで配置される。沈殿池に流入する被処理水に含まれるフロックは沈降板に接触するため、沈殿池の有効沈殿面積が増加して、フロックの沈殿が促進される。したがって、このような沈降板上には、フロックが堆積し、フロックの集合体が形成される。沈降板上に堆積したフロックの集合体を回収するために、当該沈降板を傾斜させてフロックの集合体を滑落させ、沈殿池底面に落下させる。
【０００４】
しかしながら、フロックの集合体は、沈澱池底面に衝突して破壊され、この破壊されたフロックが沈澱池内で舞い上がるという問題があった。舞い上がったフロックは、沈澱池内の液体の水質を悪化させるおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１９０９０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上述した従来の問題点に鑑みてなされたもので、フロックを円滑に落下させながら、沈澱池内でフロックが舞い上がることを防止することのできる沈降板装置を提供することを目的とする。また、本発明は、沈澱池内でフロックが舞い上がることを防止することのできる沈降板の動作方法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】
【０００７】
上述した課題を解決するための本発明の一態様は、沈殿池内に鉛直方向に沿って配列される複数の奇数段沈降板および複数の偶数段沈降板と、前記奇数段沈降板および前記偶数段沈降板を回転自在に支持する支持機構と、前記奇数段沈降板に連結された奇数段リンク機構と、前記偶数段沈降板に連結された偶数段リンク機構と、前記奇数段リンク機構を動作させて、前記奇数段沈降板を傾斜させる奇数段アクチュエーターと、前記偶数段リンク機構を動作させて、前記偶数段沈降板を傾斜させる偶数段アクチュエーターと、を備えたことを特徴とする沈降板装置である。
【０００８】
本発明の好ましい態様は、前記奇数段沈降板および前記偶数段沈降板は、前記奇数段沈降板および前記偶数段沈降板の沈殿面に対して垂直に延びる補助沈降板をそれぞれ有し、前記補助沈降板は、前記奇数段沈降板および前記偶数段沈降板が傾斜した際に流入水に含まれるフロックを堆積することができる補助沈殿面を有することを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記補助沈殿面のそれぞれの面積は、前記奇数段沈降板および前記偶数段沈降板のそれぞれの前記沈殿面の面積の１／５以上であることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、自然エネルギーを電力に変換する電力機器と、前記電力により動作するコンプレッサーと、前記コンプレッサーによって生成された圧縮空気を溜めるタンクとをさらに備え、前記奇数段アクチュエーターおよび前記偶数段アクチュエーターは、前記タンクに溜められた前記圧縮空気により動作するエアシリンダーから構成されることを特徴とする。
【０００９】
本発明の他の態様は、沈殿池内に鉛直方向に沿って配列される複数の奇数段沈降板および複数の偶数段沈降板を傾斜させる方法であって、前記奇数段沈降板および前記偶数段沈降板を交互に傾斜させることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記沈澱池内の水を全て抜く時には、前記奇数段沈降板と前記偶数段沈降板とを同時に傾斜させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、沈降板を奇数段沈降板からなる群と偶数段沈降板からなる群とに別けて、これら奇数段沈降板と偶数段沈降板とを、それぞれ別々に傾斜させることができる。すなわち、奇数段沈降板を傾斜させるときは、偶数段沈降板はフロックが堆積できる水平状態に保たれ、偶数段沈降板を傾斜させるときは、奇数段沈降板はフロックが堆積できる水平状態に保たれる。このように、鉛直方向に隣接する奇数段沈降板および偶数段沈降板を交互に傾斜させることにより、フロックが落下する距離を小さくすることが可能となり、フロックの破壊が防止される。また、フロックを滑落させる際に、奇数段沈降板または偶数段沈降板のいずれか一方は水平状態を保ったままであるため、フロックが沈澱池内で舞い上がることを効果的に防止することができる。さらに、奇数段沈降板または偶数段沈降板のいずれか一方のみが傾斜するので、沈澱池におけるフロックの沈降促進機能を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】沈殿池に取り付けられた沈降板装置の一実施形態を示す概略側面図である。
【図２】図１に示すＡ−Ａ線断面図である。
【図３】鉛直方向に沿って配列された沈降板の列を示す斜視図である。
【図４】水平状態にある沈降板を、沈降板の短辺側から見た図である。
【図５】奇数段沈降板のみが傾斜した状態を、沈降板の短辺側から見た図である。
【図６】偶数段沈降板のみが傾斜した状態を、沈降板の短辺側から見た図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
以下に説明する沈殿池は、上水または下水の処理に用いられる沈殿池であるが、本発明の沈降板装置は、フロック等の沈降物が被処理水内に存在するのであれば他の分野の沈殿池にも適用が可能であり、例えば、食品業界の液体処理で用いられる沈殿池に適用することも可能である。
【００１３】
図１は、沈殿池１に取り付けられた沈降板装置の一実施形態を示す概略側面図である。図２は、図１に示すＡ−Ａ線断面図である。図１に示されるように、フロックを沈降、堆積させるための沈殿池１には、被処理水用の流入口２が鉛直方向に沿って複数設けられている。フロックとは、被処理水に凝集剤などを注入することにより集合させられた不純物の集合体のことを言う。流入口２から流入した被処理水は、沈殿池１の長手方向に流れていき、その過程で、被処理水に含まれるフロックが自重により沈降し、沈殿池１の底に堆積する。沈澱池１の底に堆積したフロックは、沈澱池１の底に設けられた回収ピット５０に、図示しない沈殿物掻き寄せ機によって掻き寄せられる。
【００１４】
沈澱池１には、フロックの沈降を促進させるための複数段（図示した例では７段）の沈降板１０，１１が配置される。沈降板１０，１１は、奇数段目に位置する奇数段沈降板１０からなる群と、偶数段目に位置する偶数段沈降板１１からなる群とで構成される。最上段に位置する沈降板は、１段目の沈降板、すなわち奇数段沈降板１０である。奇数段沈降板１０および偶数段沈降板１１は、鉛直方向に所定の間隔で交互に配列されている。沈降板１０，１１はそれぞれ矩形状の形状を有している。
【００１５】
図２に示されるように、沈降板１０，１１は、横方向に複数列（図示した例では４列）配置される。沈降板１０，１１は、矩形状のフレーム３に固定された支持機構１５により回転自在に支持されている。沈降板１０，１１の回転軸心が延びる方向は、沈降板１０，１１の長手方向（すなわち、長辺が延びる方向）に平行であり、かつ被処理水の流入方向と一致する。
【００１６】
図３は、鉛直方向に沿って配列された沈降板１０，１１の列を示す斜視図である。図２および図３に示されるように、沈降板１０，１１は、これら沈降板１０，１１の両側に配置された２つの支持機構１５によって回転自在に支持されている。これらの支持機構１５は、沈降板１０，１１の両側で鉛直方向に延びる２つの支持ロッド１６と、沈降板１０，１１の短辺それぞれの中央部と２つの支持ロッド１６とを回転可能に連結する中央ジョイント１７とを備えている。支持ロッド１６の両端部は、フレーム３に固定されている。中央ジョイント１７は、水平に延びる回転軸まわりに沈降板１０，１１が回転することを許容する。
【００１７】
図２に示すように、複数列の沈降板１０，１１は、複数の支持機構１５を介してフレーム３に連結されており、１つの沈降板ユニットを構成する。図１では、２つ沈降板ユニットが被処理水の流れ方向に沿って配置される例が示されている。
【００１８】
沈降板１０，１１の両側には、奇数段リンク機構２０および偶数段リンク機構２３が設けられている。奇数段リンク機構２０は奇数段沈降板１０の両方の短辺に連結され、偶数段リンク機構２３は偶数段沈降板１１の両方の短辺に連結されている。
【００１９】
奇数段リンク機構２０は、奇数段沈降板１０の両側に配置された鉛直方向に延びる２つの奇数段ロッド２１と、これら２つの奇数段ロッド２１を奇数段沈降板１０の両短辺それぞれの端部に回転可能に連結する奇数段ジョイント２２とを備えている。奇数段ジョイント２２は、奇数段沈降板１０が奇数段ロッド２１に対して相対的に回転することを許容する。
【００２０】
偶数段リンク機構２３は、偶数段沈降板１１の両側に配置された鉛直方向に延びる２つの偶数段ロッド２４と、これら２つの偶数段ロッド２４を偶数段沈降板１１の両短辺それぞれの端部に回転可能に連結する偶数段ジョイント２５とを備えている。偶数段ジョイント２５は、偶数段沈降板１１が偶数段ロッド２４に対して相対的に回転することを許容する。
【００２１】
奇数段リンク機構２０を動作させるための奇数段アクチュエーター３０が、当該奇数段リンク機構２０に連結されている。奇数段アクチュエーター３０が奇数段リンク機構２０を動作させると、複数の奇数段沈降板１０が同時に傾斜させられる。同様に、偶数段リンク機構２３を動作させるための偶数段アクチュエーター３１が、当該偶数段リンク機構２３に連結されている。偶数段アクチュエーター３１が偶数段リンク機構２３を動作させると、複数の偶数段沈降板１１が同時に傾斜させられる。
【００２２】
本実施形態では、奇数段アクチュエーター３０および偶数段アクチュエーター３１は、奇数段リンク機構２０および偶数段リンク機構２３をそれぞれ動作させるためのエアシリンダーとして構成されている。以下、奇数段アクチュエーター３０および偶数段アクチュエーター３１を、それぞれ奇数段エアシリンダー３０および偶数段エアシリンダー３１ということがある。
【００２３】
奇数段エアシリンダー３０および偶数段エアシリンダー３１は、圧縮空気貯留タンク８０に接続されており、この圧縮空気貯留タンク８０に溜められた圧縮空気で動作する。圧縮空気貯留タンク８０にはコンプレッサー８１が接続されており、当該コンプレッサー８１は、太陽光、風力、水力などの自然エネルギーを電力に変換する電力機器８２に接続されている。コンプレッサー８１は、電力機器８２で作られた電力によって動作する。電力機器８２は、例えば、太陽電池、風力発電機、水力発電機などの自然エネルギーを利用した発電装置である。
【００２４】
このような構成であれば、自然エネルギーを利用した省エネルギーな動作方法で沈降板装置を運転することが可能となる。また、太陽光、風力、水力といった不安定な自然エネルギーを、コンプレッサー８１を介して圧縮空気貯留タンク８０に溜めた圧縮空気として保存しているので、安定して沈降板装置を運転することができる。電力機器８２に代えて、商用電源から供給される電力でコンプレッサー８１を駆動させてもよい。
【００２５】
次に、奇数段沈降板１０および偶数段沈降板１１の傾斜動作について図４乃至図６を用いて説明する。図４は、水平状態にある沈降板１０，１１を、沈降板短辺側から見た図である。図５は、奇数段沈降板１０のみが傾斜した状態を示す図である。図６は、偶数段沈降板１１のみが傾斜した状態を示す図である。図４乃至図６は、複数列のうちの一列の沈降板１０，１１のみを示している。
【００２６】
図４に示されるように、沈降板１０，１１が水平状態にあるとき、沈殿面積が最大となる。したがって、沈降板１０，１１が水平状態にあるときにフロックの除去が最も促進される。沈降板１０，１１の初期状態は水平状態であり、初期状態にある沈降板１０，１１の上面にフロックが堆積する。沈降板１０，１１の上面は沈降板１０，１１の沈殿面１０ａ，１１ａを構成する。
【００２７】
被処理水が流入口２を通じて沈殿池１に導入されてから所定時間が経過したとき、まず奇数段沈降板１０のみを傾斜させて、奇数段沈降板１０上のフロックを滑落させ、偶数段沈降板１１の沈殿面１１ａ上と沈澱池１の底に移動させる。奇数段沈降板１０のみが傾斜した状態が図５に示される。図５は一列の奇数段沈降板１０が傾斜した状態を示しているが、複数列の奇数段沈降板１０が同時に傾斜する。
【００２８】
奇数段沈降板１０のみが傾斜した状態は、奇数段アクチュエーター３０を動作させることによって達成される。奇数段沈降板１０の中央部は、支持機構１５の中央ジョイント１７によって回転可能に支持され、支持機構１５はフレーム３に固定されている。したがって、奇数段アクチュエーター３０によって奇数段リンク機構２０を下方に移動させると、中央ジョイント１７を中心に奇数段沈降板１０が回動し、図５に示されるように奇数段沈降板１０のみを傾斜させることができる。
【００２９】
フロックが沈殿面１０ａ上を滑落することが可能であれば、奇数段沈降板１０の傾斜角度は特に制限されない。フロックを確実に滑落させるために、奇数段沈降板１０の傾斜角度は、図５に示されるように、水平方向に対して略９０°であることが好ましい。奇数段沈降板１０の傾斜角度は、奇数段アクチュエーター３０として構成されたエアシリンダーの動作距離（ストローク）を調整することで、変更することができる。
【００３０】
奇数段沈降板１０を傾斜させた後で、これら奇数段沈降板１０は、初期状態である水平状態に復帰させられる。具体的には、奇数段アクチュエーター３０を動作させて、奇数段リンク機構２０を上方に移動させる。この場合も、上述したように、奇数段沈降板１０は、中央ジョイント１７を中心に回動する。その結果、図４に示されるように、奇数段沈降板１０および偶数段沈降板１１全てが水平状態となる。
【００３１】
次いで、偶数段沈降板１１のみを傾斜させる。偶数段沈降板１１のみが傾斜した状態が図６に示される。偶数段沈降板１１のみが傾斜した状態は、偶数段アクチュエーター３１を動作させることによって達成される。偶数段沈降板１１の中央部は、支持機構１５の中央ジョイント１７によって回転可能に支持され、支持機構１５はフレーム３に固定されている。したがって、偶数段アクチュエーター３１によって偶数段リンク機構２３を上方に移動させると、中央ジョイント１７を中心に偶数段沈降板１１が回動し、図６に示されるように偶数段沈降板１１のみを傾斜させることができる。
【００３２】
フロックが沈殿面１１ａ上を滑落することが可能であれば、偶数段沈降板１１の傾斜角度は特に制限されない。確実にフロックを滑落させるために、偶数段沈降板１１の傾斜角度は、図６に示されるように、水平方向に対して略９０°であることが好ましい。偶数段沈降板１１の傾斜角度は、偶数段アクチュエーター３１として構成されたエアシリンダーの動作距離（ストローク）を調整することで、変更することができる。
【００３３】
偶数段沈降板１１を傾斜させた後で、これら偶数段沈降板１１は、水平状態に復帰させられる。具体的には、偶数段アクチュエーター３１は、偶数段リンク機構２３を下方に移動させる。この場合も、上述したように、偶数段沈降板１１は、中央ジョイント１７を中心に回動する。その結果、図４に示されるように、奇数段沈降板１０および偶数段沈降板１１全てが水平状態となる。
【００３４】
このように、奇数段沈降板１０および偶数段沈降板１１は、交互に傾斜させられる。最も上に位置する奇数段沈降板１０上に堆積したフロックを、沈澱池１の底まで移動させるために、奇数段沈降板１０および偶数段沈降板１１の傾斜動作は繰り返し行われる。図示した例では、奇数段沈降板１０および偶数段沈降板１１は、合計で７回傾斜させることになる。具体的には、奇数段沈降板１０が４回傾斜させられ、偶数段沈降板１１が３回傾斜させられる。つまり、沈降板１０，１１が合計でｎ段配置されているとすると、奇数段沈降板１０と偶数段沈降板１１との傾斜動作は合計でｎ回実施される。
【００３５】
このように、奇数段沈降板１０と偶数段沈降板１１とを独立して交互に傾斜させるので、鉛直方向に隣接する沈降板１０，１１は同時には傾斜しない。したがって、フロックが落下する距離を小さくすることが可能となる。その結果、落下したフロックが破壊されることが防止される。また、フロックを滑落させる際に、奇数段沈降板１０または偶数段沈降板１１のいずれか一方は水平状態を保ったままであるため、フロックが沈澱池１内で舞い上がることを効果的に防止することができる。さらに、奇数段沈降板１０または偶数段沈降板１１のいずれか一方のみが傾斜するので、沈澱池１におけるフロックの沈降促進機能を維持することができる。
【００３６】
本実施形態では、奇数段沈降板１０および偶数段沈降板１１は、当該沈降板１０，１１の沈殿面１０ａ，１１ａに対して垂直に延びる補助沈降板１２を有している。沈殿面１０ａ，１１ａ上へのフロックの沈殿を妨げないように、補助沈降板１２は奇数段沈降板１０および偶数段沈降板１１から下方に延びている。
【００３７】
補助沈降板１２は、沈降板１０，１１が傾斜した際に、被処理水に含まれるフロックを堆積することができる補助沈殿面１２ａを有する（図５および図６参照）。各補助沈殿面１２ａの面積は、沈殿面１０ａ，１１ａの各面積の１／５以上であるのが好ましい。このように補助沈降板１２を設けておけば、奇数段沈降板１０または偶数段沈降板１１いずれか一方が傾斜させられても、フロックを沈降させるために有効な沈殿面積を補助沈殿面１２ａによって確保することができる。
【００３８】
図２に示されるように、横方向に並ぶ複数列の沈降板１０，１１は、１つのフレーム３に固定されており、これによって１つの沈降板ユニットとして構成されている。図１では、２つ沈降板ユニットが被処理水の流れ方向に沿って配置されている。フレーム３には、複数対の支持機構１５が固定されており、これにより、フレーム３に複数列の沈降板１０，１１が支持される。このように、複数の沈降板１０，１１が１つの沈降板ユニットとして構成されているので、沈澱池１内における沈降板１０，１１の配置を容易に変更することができる。
【００３９】
沈降板装置をメンテナンスしたり、沈澱池１内を清掃したりするために、沈澱池１内の被処理水を全て抜く水抜きが行われることがある。この場合、沈澱池１内でフロックが舞い上がっても問題が発生しないので、奇数段沈降板１０と偶数段沈降板１１とを同時に傾斜させてもよい。具体的には、奇数段アクチュエーター３０と偶数段アクチュエーター３１とを同時に動作させてもよい。
【００４０】
上記実施形態では、沈澱池１内に配置される沈降板を奇数段沈降板１０と偶数段沈降板１１とに別けて、これら１段おきに配置された奇数段沈降板１０と偶数段沈降板１１とを交互に傾斜させている。別の実施形態として、沈澱池１内に配置される沈降板を２段おきに第１沈降板群と第２沈降板群とに別けて、これら第１沈降板群と第２沈降板群とを交互に傾斜させてもよい。この場合、沈澱池１内に配置される沈降板は、上下方向に隣接する２段の沈降板のセットとして構成される第１沈降板群と第２沈降板群とが交互に傾斜させられることになる。第１沈降板群は、第１アクチュエーター３０と第１リンク機構２０とに連結され、第２沈降板群は、第２アクチュエーター３１と第２リンク機構２３とに連結される。このように２段おきに配置される第１沈降板群と第２沈降板群とを交互に傾斜させると、最上段の沈降板に堆積したフロックを沈澱池１の底まで移動させるための傾斜動作回数を低減することができる。
【００４１】
以上本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。
【符号の説明】
【００４２】
１    沈殿池
２    流入口
３    フレーム
１０    奇数段沈降板
１０ａ  沈殿面
１１    偶数段沈降板
１１ａ  沈殿面
１２    補助沈降板
１２ａ  補助沈殿面
１５    支持機構
１６    支持ロッド
１７    中央ジョイント
２０    奇数段リンク機構
２１    奇数段ロッド
２２    奇数段ジョイント
２３    偶数段リンク機構
２４    偶数段ロッド
２５    偶数段ジョイント
３０    奇数段アクチュエーター
３１    偶数段アクチュエーター
５０    回収ピット
８０    圧縮空気貯留タンク
８１    コンプレッサー
８２    電力機器
【図１】
2015147169.tif 000003
【図２】
2015147169.tif 000004
【図３】
2015147169.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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