(57)【要約】【課題】スカムの排出効率をさらに高めることのできるスカム除去装置を提供する。【解決手段】スカム除去装置１０は、液面に浮遊するスカムＳを回収するスカムスキマ２８と、スカムスキマ２８の上流側の液面下に配設され、スカムＳをスカムスキマ２８に誘導するスカム誘導板３０とを備える。スカム誘導板３０は、スカムスキマ２８の堰部材２９に密接して配置されるとともに、水深２０ｍｍ以上６０ｍｍ以下に配置される。【選択図】  図２
2008238112.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液面に浮遊するスカムを回収するスカムスキマと、該スカムスキマの上流側の液面下に配設され、前記スカムを前記スカムスキマに誘導するスカム誘導板とを備えたスカム除去装置において、
前記スカム誘導板は、前記スカムスキマの入口部に密接して配置されるとともに、水深２０ｍｍ以上６０ｍｍ以下に配置されることを特徴とするスカム除去装置。
【請求項２】
前記スカム誘導板は、該スカム誘導板上の水流方向における長さが前記スカムスキマの上流側端部から５００ｍｍ以上１５００ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載のスカム除去装置。
【請求項３】
前記液面の水位を検出するセンサと、
該センサの測定値に応じて前記スカム誘導板の高さ位置を調節する水深調整機構と、を備え、
前記スカム誘導板は、該スカム誘導板上の水流方向における長さが前記スカムスキマの上流側端部から５００ｍｍ以上１５００ｍｍ以下であり、該スカム誘導板が前記水深調整機構によって前記水深２０ｍｍ以上６０ｍｍ以下に調節されることを特徴とする請求項１に記載のスカム除去装置。
【請求項４】
前記スカムスキマは、傾斜した堰部材を有し、該堰部材を超えたスカムを排出するように構成され、
前記スカム誘導板は、該スカム誘導板上の水流方向にスライド自在に支持されるとともに、前記堰部材の傾斜角度に応じて且つ水深２０ｍｍ以上６０ｍｍ以下の条件下でスライド操作されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１に記載のスカム除去装置。
【請求項５】
前記スカムスキマは、液面に配設され、円筒状に形成されるとともに側面に長手方向の開口部を有するパイプスキマであり、該パイプスキマを回転させることによって前記開口部からスカムが回収され、
前記スカム誘導板は、該スカム誘導板上の水流方向にスライド自在に支持されるとともに、前記パイプスキマの開口部の位置に応じて且つ水深２０ｍｍ以上６０ｍｍ以下の条件下でスライド操作されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１に記載のスカム除去装置。
【請求項６】
前記スカム誘導板を液面上に移動させる移動機構を備えたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１に記載のスカム除去装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はスカム除去装置に係り、特に下水処理施設の沈殿池設備に設置されるスカム除去装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下水処理施設の沈殿池設備等では、水や汚泥の処理過程で発生した油脂・固形物等が浮上して集まり、処理槽表面にスカムとして堆積する。このスカムは、腐敗して汚臭を発生し、水質悪化の原因となるため、定期的に除去することが必要となる。
【０００３】
特許文献１には、スカムをパイプスキマで除去する装置が記載されている。このパイプスキマは、円筒状に形成され、沈殿池の液面に幅方向に配置される。また、パイプスキマは、その側面に長手方向の開口を備え、この開口を介してスカムが内部に導入され、スカムの排出が行われるように構成される。
【０００４】
ところで、特許文献１のスカム除去装置は、スカムスキマの上流側の液面下に案内板が液面と並行に設けられている。したがって、液面上のスカムを案内板によってスカムスキマの開口に案内することができ、スカムをスムーズに排出することができる。
【特許文献１】特開２００５−７４２５８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、案内板をたんに液面下に配置しただけでは、スカムの排出効率を十分に向上させることができず、改善が求められていた。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みて成されたもので、スカムの排出効率をさらに高めることのできるスカム除去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】
【０００７】
請求項１に記載の発明は前記目的を達成するために、液面に浮遊するスカムを回収するスカムスキマと、該スカムスキマの上流側の液面下に配設され、前記スカムを前記スカムスキマに誘導するスカム誘導板とを備えたスカム除去装置において、前記スカム誘導板は、前記スカムスキマの入口部に密接して配置されるとともに、水深２０ｍｍ以上６０ｍｍ以下に配置されることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は請求項１の発明において、前記スカム誘導板は、該スカム誘導板上の水流方向における長さが前記スカムスキマの上流側端部から５００ｍｍ以上１５００ｍｍ以下であることを特徴とする。
【０００９】
本発明の発明者は、スカム誘導板を水深２０ｍｍ以上６０ｍｍ以下に配置することによって、スカム誘導板上の水流の流速が大きくなり、スカムの排出効率が向上するという知見を得た。さらに、本発明の発明者は、スカム誘導板の長さがスカムスキマの上流側端部から５００ｍｍ以上１５００ｍｍ以下の時にスカム誘導板の効果が大きくなり、スカムの排出率がさらに向上するという知見を得た。本発明はこれらの知見に基づいて成されたものであり、請求項１の発明によれば、スカム誘導板を水深２０ｍｍ以上６０ｍｍ以下に配置したので、スカム誘導板上の水流の流速が大きくなり、スカムの排出効率を向上させることができる。また、請求項２の発明によれば、スカム誘導板の長さをスカムスキマの上流側端部から５００ｍｍ以上１５００ｍｍ以下にしたので、スカムの排出効率をさらに向上させることができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は請求項１の発明において、前記液面の水位を検出するセンサと、該センサの測定値に応じて前記スカム誘導板の高さ位置を調節する水深調整機構と、を備え、前記スカム誘導板は、該スカム誘導板上の水流方向における長さが前記スカムスキマの上流側端部から５００ｍｍ以上１５００ｍｍ以下であり、該スカム誘導板が前記水深調整機構によって前記水深２０ｍｍ以上６０ｍｍ以下に調節されることを特徴とする。
【００１１】
請求項３の発明によれば、液面の水位に応じてスカム誘導板の高さを調節するようにしたので、液面の水位が変動した場合であっても、スカム誘導板を常に水深２０ｍｍ以上６０ｍｍ以下に配置することができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は請求項１〜３のいずれか１の発明において、前記スカムスキマは、傾斜した堰部材を有し、該堰部材を超えたスカムを排出するように構成され、前記スカム誘導板は、該スカム誘導板上の水流方向にスライド自在に支持されるとともに、前記堰部材の傾斜角度に応じて且つ水深２０ｍｍ以上６０ｍｍ以下の条件下でスライド操作されることを特徴とする。
【００１３】
請求項４の発明によれば、スカム誘導板を堰部材に応じて移動させることができ、堰部材の傾斜角度を変えた場合にもスカム誘導板とスカムスキマとを常に密着させることができる。これにより、堰部材とスカム誘導板との隙間からの流入を防止でき、スカム誘導板上の水流の流速を確実に増加させることができる。
【００１４】
請求項５に記載の発明は請求項１〜３のいずれか１の発明において、前記スカムスキマは、液面に配設され、円筒状に形成されるとともに側面に長手方向の開口部を有するパイプスキマであり、該パイプスキマを回転させることによって前記開口部からスカムが回収され、前記スカム誘導板は、該スカム誘導板上の水流方向にスライド自在に支持されるとともに、前記パイプスキマの開口部の位置に応じて且つ水深２０ｍｍ以上６０ｍｍ以下の条件下でスライド操作されることを特徴とする。
【００１５】
請求項５の発明によれば、スカム誘導板をパイプスキマの回動動作に合わせてスライド移動させることができ、スカム誘導板とパイプスキマの開口部の縁とを常に密着させることができる。これにより、パイプスキマとスカム誘導板との隙間からの流入を防止でき、スカム誘導板上の水流の流速を確実に増加させることができる。
【００１６】
請求項６に記載の発明は請求項１〜５のいずれか１の発明において、前記スカム誘導板を液面上に移動させる移動機構を備えたことを特徴とする。
【００１７】
請求項６の発明によれば、スカム誘導板を液面上に移動させるので、スカム誘導板の下方に体積したスカムを除去することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、スカム誘導板を水深２０ｍｍ以上６０ｍｍ以下に配置したので、スカム誘導板上の水流の流速が大きくなり、スカムの排出効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下添付図面に従って本発明に係るスカム除去装置の好ましい実施形態について説明する。
【００２０】
図１は第１の実施形態のスカム除去装置１０を示す側面図である。同図に示すスカム除去装置１０は、下水処理設備の沈殿池１２に設けられている。なお、スカム除去装置１０の適用例はこれに限定するものではなく、流路等に設けてもよい。
【００２１】
図１に示すように、沈殿池１２の一方側の端部には流入口１４が設けられ、この流入口１４から被処理水が流入される。被処理水は、汚泥等が重力沈降されて分離され、分離後の処理水が、流入口１４の反対側に設けられた排出口１６から排出される。
【００２２】
沈殿池１２の内部には、汚泥掻寄機２０が設けられている。汚泥掻寄機２０は主として、回動自在に支持された複数のスプロケット２２、２２…と、これらのスプロケット２２、２２…に巻きかけられた無端状のチェーン２４と、チェーン２４に所定の間隔で配置された複数枚のフライト２６、２６…によって構成される。スプロケット２２、２２…の一つは回転駆動手段（不図示）に接続されており、この回転駆動手段でスプロケット２２を回転させることによって、無端状のチェーン２４が矢印方向に周回走行するようになっている。
【００２３】
フライト２６、２６…は、沈殿池１２の幅方向に長い板状に形成され、チェーン２４に固定されてチェーン２４とともに周回走行される。その際、フライト２６、２６…は、沈殿池１２の底部及び液面部で直立した状態を保つように構成され、且つ、沈殿池１２の底壁に摺動しながら排出口１６側から流入口１４側に移動するように構成される。これにより、沈殿池１２の底壁に堆積した汚泥等は、フライト２６によって沈殿ピット１８に集められる。沈殿ピット１８には不図示の汚泥ポンプが接続されており、この汚泥ポンプによって沈殿ピット１８内の汚泥等が外部に排出される。
【００２４】
また、フライト２６は、流入口１４側から排出口１６側に移動する際、液面から突出した状態で移動するように構成される。これにより、液面に浮遊するスカムＳは、フライト２６によって流入口１４側から排出口１６側に掻き寄せられる。
【００２５】
掻き寄せられたスカムＳは、スカム誘導板３０の上を通過してスカムスキマ２８に回収される。スカムスキマ２８は、図２に示すように、堰部材２９、排出用シリンダ３１、及び、スカムピット３３によって構成される。
【００２６】
スカムピット３３は、ステンレス等によって樋状に形成されており、沈殿池１２の幅方向に沿って設けられる。また、スカムピット３３は、下流側側面３３ａの上端が液面から突出するように配置され、且つ、上流側側面３３ｂの上端が液中に配置される。
【００２７】
堰部材２９は、沈殿池１２の幅と同じ幅寸法の板状に形成され、沈殿池１２の幅方向に配設される。また、堰部材２９は、その下流側端部２９ｂがスカムピット３３の上流側側面３３ｂの上端部に回動自在に連結されており、堰部材２９を回動させることによって、堰部材２９の上流側端部２９ａが液面上に突出したり、液中に沈んだりするように構成される。堰部材２９の上流側端部２９ａは、排出用シリンダ３１のロッド３１ａに連結される。
【００２８】
排出用シリンダ３１は、その上端部（不図示）が揺動自在に支持されており、ロッド３１ａを伸縮することによって、堰部材２９が回動するように構成される。この排出用シリンダ３１を駆動して堰部材２９の上流側端部２９ａを液中に沈めることによって、液面上のスカムＳが堰部材２９を越えてスカムピッド３３の内部に導入される。スカムピッド３３の内部に導入されたスカムＳは、スカムピッド３３の幅方向の端部から流出され、回収タンク（不図示）に排出される。回収タンクに排出されたスカムＳは脱水処理された後、廃棄される。なお、排出用シリンダ３１は、制御装置３４に接続され、制御装置３４によって一定時間ごとに一定のストロークで駆動するように構成される。
【００２９】
スカムスキマ２８の上流側には、スカム誘導板３０が設けられる。スカム誘導板３０の材質は特に限定するものではないが、耐蝕性の面でステンレス等が好ましい。また、スカム誘導板３０は、平板状に形成されており、液面下で、且つ、水平に配置される。このスカム誘導板３０によって、スカムＳがスカムスキマ２８に導入される。
【００３０】
スカム誘導板３０は、スカム誘導板上の水流方向における長さＬが５００ｍｍ以上１５００ｍｍ以下に設定される。このような長さＬに設定することによって、スカム排出時のスカム誘導板３０上の水流の流速を高めることができる。
【００３１】
スカム誘導板３０は、幅方向の両端部が一対のガイド３６（一方のみ図示）によって支持される。ガイド３６は、図３に示すようにコ字状に形成されており、このガイド３６にスカム誘導板３０の端部が係合される。これにより、スカム誘導板３０が水流方向にスライド自在に支持される。
【００３２】
ガイド３６は、昇降用シリンダ３８、３８のロッド３８ａ、３８ａに連結されている。昇降用シリンダ３８はロッド３８ａを下向きにストロークするように配置されている。したがって、ロッド３８ａを伸縮することによって、ガイド３６すなわちスカム誘導板３０が昇降される。なお、昇降用シリンダ３８は、スカム誘導板３０を液面の上まで上昇できるストロークを有するものが使用される。
【００３３】
スカム誘導板３０の前端部には、スライド用シリンダ４０のロッド４０ａが連結される。スライド用シリンダ４０は、ロッド４０ａが水流方向にストロークするように配置されており、ロッド４０ａが伸縮することによってスカム誘導板３０が水流方向にスライド移動される。なお、スライド用シリンダ４０のロッド４０ａとスカム誘導板３０との連結構造はその説明を省略するが、スカム誘導板３０の高さ位置が変化した際にも常にロッド４０ａに係合するようになっている。
【００３４】
上述した排出用シリンダ３１、昇降用シリンダ３８、及び、スライド用シリンダ４０は制御装置３４に接続されており、この制御装置３４によって駆動制御される。具体的には、排出用シリンダ３１を駆動して堰部材２９の上流側端部２９ａを液中に沈めた際に、スカム誘導板３０の後端部が堰部材２９に密着するようにスライド用シリンダ４０及び昇降用シリンダ３８が駆動制御される。たとえば、堰部材２９の傾斜角度θが小さくなった場合には、スカム誘導板３０を前方に且つ下方に移動し、堰部材２９の傾斜角度θが大きくなった場合には、スカム誘導板３０を後方に且つ上方に移動するように制御する。
【００３５】
また、制御装置３４は、液面の水位を検出する測距センサ４２に接続されており、この測距センサ４２の測定値に基づいてスカム誘導板３０を昇降させる。その際、スカム誘導板３０の水深Ｄが２０ｍｍ以上６０ｍｍの範囲内に配置されるようにする。このようにスカム誘導板３０の水深Ｄを２０ｍｍ以上６０ｍｍ以下に設定することによって、スカム誘導板３０上の水流の流速を高めることができ、１．０ｃｍ／ｓ以上の流速にすることができる。スカム誘導板３０上の水流の流速を１．０ｃｍ／ｓ以上にすることによって、スカムＳは、スカムスキマ２８に効率よく排出される。
【００３６】
次に上記の如く構成されたスカム除去装置１０の作用について説明する。
【００３７】
沈殿池１２の液面に浮遊するスカムＳは、図１の汚泥掻寄機２０によって掻き寄せられ、スカム誘導板３０の上に送られる。そして、排出用シリンダ３１によって堰部材２９の上流側端部２９ａを水没させた際に、スカムＳが堰部材２９を越えてスカムピッド３３の内部に入り込み、排出される。その際、スカム誘導板３０によって液面表層の流れが早くなり、スカムＳを効率良くスカムスキマ２８に排出することができる。
【００３８】
ところで、スカム誘導板３０上の水流の流速は、スカム誘導板３０の水深Ｄや長さＬによって変化する。以下に、スカム誘導板３０の水深Ｄや長さＬの影響を調べた試験結果について説明する。
【００３９】
図４は、スカム誘導板３０の水深Ｄとスカム誘導板３０上の水流の流速との関係を示している。同図の点線は、スカム誘導板３０がない場合の値（表面流速が約０．５５ｃｍ／ｓ）である。
【００４０】
同図に示すように、スカム誘導板３０を設置することによって、水流の流速は増加する。しかし、スカム誘導板３０の水深Ｄが６０ｍｍよりも大きいとスカム誘導板３０上の流速が低下して１．０ｃｍ／ｓ未満になる。逆に、水深Ｄが２０ｍｍよりも小さいと、スカムＳがスカム誘導板３０に接触して流速が不安定になる。したがって、スカム誘導板３０の水深Ｄは、２０ｍｍ以上６０ｍｍ以下の範囲が好ましく、これにより、流速を１．０ｃｍ／ｓ以上にすることができる。
【００４１】
図５は、スカム誘導板３０を水深６０ｍｍに配置した際のスカム誘導板３０の長さＬと流速との関係を示している。
【００４２】
同図に示すように、長さＬが１．５ｍを超えると、スカム誘導板３０上の流速が低下して１．０ｃｍ／ｓ未満になる。また、長さＬが０．５ｍ未満では、スカム誘導板３０を設置しない場合との差が小さくなり、誘導板３０による効果が小さいことが分かる。したがって、スカム誘導板３０は、長さＬを０．５ｍ以上１．５ｍ以下にすることが好ましいことが分かる。
【００４３】
本実施の形態によれば、測距センサ４２の測定値に基づいて昇降用シリンダ３８を駆動することにより、スカム誘導板３０の水深Ｄを常に２０ｍｍ以上６０ｍｍ以下に設定している。したがって、スカム誘導板３０上の水流の流速を高めて１．０ｃｍ／ｓ以上にすることができ、スカムＳをスカムスキマ２８に効率良く誘導して排出することができる。
【００４４】
また、本実施の形態によれば、スカム誘導板３０の長さＬを０．５ｍ以上１．５ｍ以下にしたので、スカム誘導板３０上の水流の流速を確実に高めることができる。
【００４５】
さらに、本実施の形態によれば、スライド用シリンダ４０を駆動することによって、スカム誘導板３０の後端部をスカムスキマ２８の堰部材２９に常に密着させるようにしたので、堰部材２９とスカム誘導板３０との隙間からスカムスキマ２８に流れる水流を防止することができる。したがって、スカム誘導板３０上の水流の流速を高めて、スカムＳの排出効率を高めることができる。
【００４６】
また、本実施の形態によれば、昇降用シリンダ３８によってスカム誘導板３０を液面上に退避させることができる。したがって、スカム誘導板３０の下方に堆積したスカムを除去することができる。
【００４７】
なお、上述した実施形態において、スカム誘導板３０に振動手段（たとえば錘を回転軸に偏心して取り付けたモータ等）を設け、スカム誘導板３０を液面の上に退避させた際に振動させてもよい。これにより、スカム誘導板３０に付着したスカムＳを自動的に除去することができる。
【００４８】
また、上述した実施形態は、スカムスキマ２８として、堰部材を用いたもので説明したが、スカムスキマ２８の構成は上述したものに限定されるものではなく、たとえば、図６に示すようなパイプスキマ４４であってもよい。図６に示すパイプスキマ４４は、φ３５０ｍｍ程度の円筒状に形成されており、液面位置に、且つ、沈殿池１２の幅方向に配置される。パイプスキマ４４の側面には、開口部４４ａが長手方向に形成されており、この開口部４４ａを介して液面上のスカムＳがパイプスキマ４４の内部に導入される。また、パイプスキマ４４は、回転自在に支持されており、不図示の駆動装置によって図６中、反時計回りに定期的に回転するようになっている。パイプスキマ４４を回転させることによって、開口部４４ａが水中に沈み、この開口部４４ａを介してスカムＳがパイプスキマ４４内に導入される。導入されたスカムＳは、長手方向の端部から流出され、回収タンク（不図示）に排出される。
【００４９】
このようなパイプスキマ４４の場合にも、スカム誘導板３０の水深Ｄが水深２０ｍｍ以上６０ｍｍ以下を満たす範囲で、スカム誘導板３０がパイプスキマ４４の開口部４４ａの下端に密着するように動かすことによって、スカムＳの排出効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明に係るスカム除去装置の実施形態を示す構成図
【図２】スカム誘導板の側面断面図
【図３】スカム誘導板の支持機構を示す斜視図
【図４】スカム誘導板の水深と流速との関係図
【図５】スカム誘導板の長さと流速との関係図
【図６】図２と異なる構成のスカムスキマを示す側面断面図
【符号の説明】
【００５１】
１０…スカム除去装置、１２…沈殿池、２０…汚泥掻寄機、２４…チェーン、２６…フライト、２８…スカムスキマ、２９…堰部材、３０…スカム誘導板、３１…排出用シリンダ、３３…スカムピッド、３４…制御装置、３６…ガイド、３８…昇降用シリンダ、４０…スライド用シリンダ、４２…測距センサ、４４…パイプスキマ
【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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