(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚泥消化槽の内壁下部から支持脚を介して支持されたドラフトチューブの上端部を汚泥消化槽の頂部に設けられた点検口の蓋体に至るまで延設し、撹拌機をドラフトチューブ内に設置する汚泥消化槽の撹拌装置であって、ドラフトチューブの上端部と点検口の蓋体との間に弾性体のシール材を設け、ドラフトチューブの上端部を点検口の蓋体に対して上下移動可能に保持したことを特徴とする汚泥消化槽の撹拌装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、下水処理場の汚泥消化槽で用いられる撹拌装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、下水処理場で汚泥の嫌気性処理を行う汚泥消化槽としては、例えば、亀甲形または算盤形の汚泥消化槽や、卵形汚泥消化槽等が用いられている。
このうち、亀甲形または算盤形の汚泥消化槽では、汚泥を撹拌するためにガス撹拌方式が採用されてきた。しかし、このガス撹拌方式では撹拌力が弱く、汚泥消化槽の下部に砂や汚泥が堆積してしまう等の問題があり、更に最近では下水汚泥の機械濃縮による減量化（高濃度化）が進み、ガス撹拌方式では益々力不足になっている。このため、亀甲形または算盤形の汚泥消化槽において、撹拌力の優れた機械撹拌方式を採用することが望まれている。
【０００３】
一方、卵形汚泥消化槽には、撹拌力の優れた機械撹拌方式が採用されている。具体的な攪拌装置としては、汚泥消化槽の内部にドラフトチューブを垂直状態に設けて、ドラフトチューブの上端開口から撹拌機のスクリューを挿入し、スクリューの回転によってドラフトチューブ内に下向きあるいは上向きの流れを発生させ、これにより汚泥消化槽内に強制対流による循環流を発生させて汚泥を全体的に撹拌するようになっている。
【０００４】
撹拌機は、汚泥消化槽のドラフトチューブ直上のコンクリートスラブに埋め込まれた軸受箱と、この軸受箱の上側に配置されたモータとを具備し、このモータの出力軸とスクリューのシャフトを軸受箱を介して接続している。
卵形汚泥消化槽は、このような機械撹拌方式を採用することを前提としているので、汚泥消化槽の頂部のコンクリートスラブが撹拌機を設置できるような強度に予め設計されている。
【０００５】
これに対し、既設の亀甲形または算盤形の汚泥消化槽では、ガス撹拌方式が採用されてきたため、汚泥消化槽の頂部のコンクリートスラブが撹拌機を設置できるような強度に予め設計されていない。
従って、撹拌力の優れた機械撹拌方式を採用することが望まれているにも拘わらず、既設の亀甲形または算盤形の汚泥消化槽では、機械撹拌方式に変更することができなかった。
【０００６】
そこで、汚泥消化槽の内壁下部から支持脚を介して支持されたドラフトチューブの上端部を汚泥消化槽の頂部に設けられた点検口の蓋体に至るまで延設するとともに、撹拌機をドラフトチューブ内に挿抜可能に設置した汚泥消化槽の撹拌装置が提案されている（特願２０００−１３３０５６参照）。
この汚泥消化槽の撹拌装置では、ドラフトチューブ及び撹拌機の荷重が支持脚を介して汚泥消化槽の内壁下部によって支持されるので、亀甲形あるいは算盤形の既設の汚泥消化槽でも、その頂部のコンクリートスラブに負担をかけることなく撹拌機を設置することができる。従って、既設の亀甲形または算盤形の汚泥消化槽において、機械撹拌方式の採用が可能となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
汚泥消化槽では消化ガスが発生するので、この汚泥消化槽の撹拌装置では、槽内のガスが槽外へ漏出しないよう、汚泥消化槽の頂部に設けられた点検口の蓋体とドラフトチューブの上端部との間は気密性を保つ必要がある。
しかし、この汚泥消化槽の撹拌装置では、ドラフトチューブは、汚泥消化槽の内壁下部から支持脚を介して支持されており、また、槽内の汚泥は操業時には４０℃程度に加温されるので、ステンレス鋼製であるドラフトチューブは、設置時に槽内と槽外とを遮断するよう点検口の蓋体に固定されていると、熱膨張により伸縮して過大な荷重が作用し、蓋体の破損や消化槽躯体の破損を生じるおそれがある。
【０００８】
本発明は、汚泥消化槽の撹拌装置における上記課題を解決するものであって、ドラフトチューブの伸縮による荷重を軽減して、蓋体や消化槽躯体の破損を防止するとともに、槽内のガスの槽外への漏出を防止することのできる汚泥消化槽の撹拌装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、汚泥消化槽の内壁下部から支持脚を介して支持されたドラフトチューブの上端部を汚泥消化槽の頂部に設けられた点検口の蓋体に至るまで延設し、撹拌機をドラフトチューブ内に設置する汚泥消化槽の撹拌装置において、ドラフトチューブの上端部と点検口の蓋体との間に弾性体のシール材を設け、ドラフトチューブの上端部を点検口の蓋体に対して上下移動可能に保持することにより上記課題を解決している。
【００１０】
この汚泥消化槽の撹拌装置では、ドラフトチューブは、汚泥消化槽の内壁下部から支持脚を介して支持されているが、上端部が点検口の蓋体に固定されておらず、点検口の蓋体に対して上下移動可能に保持されているので、槽内の汚泥が操業時に４０℃程度に加温されて、ドラフトチューブが熱膨張により伸縮しても、過大な荷重は作用せず蓋体の破損や消化槽躯体の破損を生じることはない。
【００１１】
ドラフトチューブの上端部と点検口の蓋体との間には弾性体のシール材が設けられており、ドラフトチューブの上端部が点検口の蓋体に対して上下移動しても常に気密状態が保たれるので、槽内のガスの槽外への漏出は防止される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の一形態を示す汚泥消化槽の撹拌装置の縦断面図、図２は図１の撹拌装置のドラフトチューブの上端部の構成を示す拡大図である。
汚泥消化槽１は、図１に示すように断面形状が亀甲形をなし、その内部にはドラフトチューブ１０が設けられ、汚泥消化槽１の内壁下部２から支持脚２０を介して垂直状態に支持されている。この汚泥消化槽１の頂部スラブ３には、汚泥消化槽１の内部と外部とを連通する点検口４が設けられている。
【００１３】
ドラフトチューブ１０は、比較的細い内外径の小径管部１１と、小径管部１１よりも内外径の大きい大径管部１２と、小径管部１１と大径管部１２とを接続する中間管部１３とで構成されており、上方に配置された大径管部１２の上端部は、点検口４の上面にある蓋体５の貫通孔６に至るまで延設されている。
貫通孔６の内径は、大径管部１２の上端部の外径より大きく設定されており、大径管部１２の上端部の外周面１７と蓋体５の内周面１８との間にはシール材としてゴムブッシュ７が設けられ、大径管部１２の上端部は蓋体５に対して上下移動可能に保持されている。また、蓋体５の上には、貫通孔６を覆うカバープレート８が取付けられている。
【００１４】
中間管部１３は、大径管部１２と小径管部１１との間に配置され、大径管部１２の内径から小径管部１１の内径に至るまでその内径を漸次減少させる傾斜面を有している。中間管部１３の側面には、汚泥流入出用開口１５が形成されている。この中間管部１３の上部の内側には、下方に向けて縮径された凹テーパリング１６が取付けられている。
【００１５】
ドラフトチューブ１０の内部には、汚泥消化槽１内の汚泥を撹拌するための撹拌機３０が挿抜可能に設置される。撹拌機３０は、モータ３１と、そのモータ３１の回転軸に取り付けられて回転自在のスクリュー３２とを備えている。また、攪拌機３０の上部ケーシング３３の上部外側には、凹テーパリング１６に嵌合する凸テーパリング３４が取付けられている。
【００１６】
さらに、攪拌機３０の上部ケーシング３３の上に管状のガイドサポート３５が立設されており、ガイドサポート３５の上部には、ドラフトチューブ１０の大径管部１２に固定するための固定具４０が設けられている。この固定具４０は、周方向に所定間隔で配置され、半径方向に張出して先端部が大径管部１２の内面に当接するクランプ４１と、クランプ４１の張出し量を調整するウェッジ４２と、ウェッジ４２を上下に移動させるジャッキボルト４３とを備えている。
【００１７】
撹拌機３０を汚泥消化槽１に設置する場合には、先ず、蓋体５上のカバープレート８を取り外し、クレーン等の揚重装置を用いて撹拌機３０をドラフトチューブ１０の上端開口からその内部に挿入する。撹拌機３０はドラフトチューブ１０内を下降して、凸テーパリング３４が凹テーパリング１６に嵌合するので、撹拌機３０はドラフトチューブ１０の軸心Ｘに合わせて位置決めされる。
【００１８】
次に、ガイドサポート３５の上部の固定具４０のクランプ４１を張出して先端部を大径管部１２の内面に当接させ、ジャッキボルト４３でウェッジ４２を上下に移動させてクランプ４１の張出し量を調整することにより、ガイドサポート３５をドラフトチューブ１０の軸心Ｘに一致させて固定する。
この撹拌機３０の設置状態では、スクリュー３２は、ドラフトチューブ１０の小径管部１１内であって汚泥流入出用開口１５の下方に位置する。撹拌機３０をドラフトチューブ１０内に設置した後は、汚泥を汚泥消化槽１内に満たして、撹拌機３０の運転を開始する。
【００１９】
汚泥消化槽１内の汚泥は、ドラフトチューブ１０の小径管部１１の下端開口及び中間管部１３の汚泥流入出用開口１５からドラフトチューブ１０内に流入し、撹拌機３０の周囲は汚泥で満たされている。撹拌機３０の運転に伴いスクリュー３２が回転すると、ドラフトチューブ１０の小径管部１１の内部に下向きあるいは上向きの流れが発生し、これにより汚泥消化槽１内に強制対流による循環流が発生して汚泥が全体的に撹拌される。
【００２０】
この汚泥の撹拌時には、ドラフトチューブ１０の中間管部１３に形成された汚泥流入出用開口１５は、ドラフトチューブ１０内に下向きの流れが発生する際に、汚泥４０の流入口として機能し、ドラフトチューブ１０内に上向きの流れが発生する際に、汚泥の流出口として機能する。このため、汚泥消化槽１内に汚泥の循環流を確実に発生させることができる。
【００２１】
操業時、汚泥消化槽１内の汚泥は、４０℃程度に加温されるので、汚泥消化槽１の内壁下部２から支持脚２０を介して支持されているドラフトチューブ１０は熱膨張し、上方に伸長する。しかし、上端部が点検口４の蓋体５に固定されておらず、ゴムブッシュ７を介して蓋体５に対して上下移動可能に保持されているので、ゴムブッシュ７の変形によって緩衝されて過大な荷重は作用せず、蓋体５の破損や汚泥消化槽１の躯体の破損を生じることはない。
【００２２】
また、ドラフトチューブ１０の上端部と点検口４の蓋体５との間はゴムブッシュ７によってシールされており、ドラフトチューブ１０の上端部が点検口４の蓋体４に対して上下移動しても常に気密状態が保たれるので、槽内のガスが槽外へ漏出することはない。
撹拌機３０をメンテナンスのために引き上げるときには、汚泥消化槽１内の汚泥を空にする必要はなく、汚泥を汚泥消化槽１内に入れた状態で、蓋体５上のカバープレート８を取り外し、ジャッキボルト４３でウェッジ４２を弛め、クランプ４１を大径管部１２の内面から離脱させてから、クレーン等の揚重装置により攪拌機３０を吊り上げれば、簡単に抜き出せる。
【００２３】
ドラフトチューブ１０の大径管部１２の上端部は点検口４の蓋体５に至るまで延設しているため、この撹拌機３０の引き上げの際に、ドラフチューブ１０自体が汚泥消化槽１内に残留する消化ガスを遮断することができる。このため、消化ガスの槽外への流出を確実に防止することができる。
この撹拌装置では、撹拌機３０がドラフトチューブ１０内に設置されると、ドラフトチューブ１０及び撹拌機３０の荷重は支持脚２０を介して汚泥消化槽１の内壁下部２によって支えられる。このため、汚泥消化槽１の頂部スラブ３に負担をかけることが無くなり、亀甲形あるいは算盤形の形状をした既設の汚泥消化槽１でも機械撹拌方式の撹拌機３０を設置することができる。
【００２４】
図３は本発明の他の実施の形態を示す汚泥消化槽の撹拌装置のドラフトチューブの上端部の構成を示す拡大図である。
この撹拌装置では、ドラフトチューブ１０の大径管部１２の上端部の外周面１７と蓋体５の内周面１８との間に、シール材としてＯリング９が設けられ、大径管部１２の上端部は蓋体５に対して上下移動可能に保持されている。その他の構成は、図１、図２に示すものと同様である。
【００２５】
この撹拌装置もドラフトチューブ１０の上端部は点検口４の蓋体５に固定されておらず、Ｏリング９を介して蓋体５に対して上下移動可能に保持されているので、汚泥消化槽１内の汚泥の加温によりドラフトチューブ１０が熱膨張して上方に伸長する場合に、過大な荷重は作用せず、蓋体５の破損や汚泥消化槽１の躯体の破損を生じることはない。
【００２６】
また、ドラフトチューブ１０の上端部と点検口４の蓋体５との間はＯリング９によってシールされており、ドラフトチューブ１０の上端部が点検口４の蓋体４に対して上下移動しても常に気密状態が保たれるので、槽内のガスが槽外へ漏出することはない。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の汚泥消化槽の撹拌装置によれば、ドラフトチューブの伸縮による荷重を軽減して、蓋体や消化槽躯体の破損を防止するとともに、槽内のガスの槽外への漏出を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態を示す汚泥消化槽の撹拌装置の縦断面図である。
【図２】図１の撹拌装置のドラフトチューブの上端部の構成を示す拡大図である。
【図３】本発明の他の実施の形態を示す汚泥消化槽の撹拌装置のドラフトチューブの上端部の構成を示す拡大図である。
【符号の説明】
１    汚泥消化槽
２    内壁下部
３    頂部スラブ
４    点検口
５    蓋体
６    貫通孔
７    ゴムブッシュ
８    カバープレート
９    Ｏリング
１０  ドラフトチューブ
１１  小径管部
１２  大径管部
１３  中間管部
１５  汚泥流入出用開口
１６  凹テーパリング
１７  外周面
１８  内周面
２０  支持脚
３０  撹拌機
３１  モータ
３２  スクリュー
３３  上部ケーシング
３４  凸テーパリング
３５  ガイドサポート
４０  固定具
４１  クランプ
４２  ウェッジ
４３  ジャッキボルト
ＷＬ  汚泥の液面
Ｘ    軸心
【図１】
0004825376.tif 000002
【図２】
0004825376.tif 000003
【図３】
0004825376.tif 000004