(57)【要約】【課題】  河川から引き込まれるごみやヘドロによる悪影響を、従来に比べ大幅に減少させた河川浄化システムを提供すること。【解決手段】  河川から取水した水を浄化処理する河川浄化システムであって、河川から取水する水路１に設けられ、水路１を流れるごみを捕獲する除塵設備３を設けるとともに、この除塵設備３の上流側に、水底部から除塵設備に沿う上昇流を生じさせる上昇流発生装置６を設け、細長いひものようなごみをも除塵装置により除去できるように構成した。【選択図】図１
2005188239.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
河川から引き込んだ水を、浄化処理する河川浄化システムであって、
河川からの引き込み水路に設けられ、水路を流れるごみを捕獲する除塵設備と、
この除塵設備の上流側に、水底部から除塵設備に沿う上昇流を生じさせる上昇流発生装置と、
を備えたことを特徴とする河川浄化システム。
【請求項２】
河川から引き込んだ水を、浄化処理する河川浄化システムであって、
円筒状に形成され、その内周面に河川からの引き込み水路が開口する貯水槽と、
この円筒状の貯水槽の内周面に設けられ、この内周面に沿って流れる水中のごみを捕獲する網状の除塵部材と、
を備えたことを特徴とする河川浄化システム。
【請求項３】
取水槽の底部近くに吸い込み口が開口する取水ポンプを有し、この取水ポンプの前記吸い込み口の周囲に網目状の防護装置を設置したことを特徴とする請求項２に記載の河川浄化システム。
【請求項４】
取水槽底部に堆積するヘドロの堆積レベルを測定するヘドロ堆積レベルの検出手段を設け、この検出手段によって測定したヘドロ堆積レベルをオペレータに通報する通報手段をさらに設けたことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の河川浄化システム。
【請求項５】
取水槽底部に流体を噴出させる流体噴出設備を設け、噴出流体により取水槽底部に堆積したヘドロを攪拌することを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれかに記載の河川浄化システム。
【請求項６】
取水槽の水位検出のためにフリクトレベルスイッチを用い、このフリクトレベルスイッチを保持するロープに対し、多数の洗浄流体噴出孔を有する柔らかな材質による配管を近接設置したことを特徴とする請求項２乃至請求項５のいずれかに記載の河川浄化システム。
【請求項７】
取水ポンプの吐出側の配管に流路切換弁を設け、一方の切換側をろ過設備への配管に連結し、他方の切換側を汚水処理設備への配管に連結し、取水ポンプの運転開始から所定時間はその吐出側を前記汚泥処理設備側に切り換え、前記所定時間経過後に前記ろ過設備側に切り換えることを特徴とする請求項３乃至請求項６のいずれかに記載の河川浄化システム。
【請求項８】
取水ポンプは、取水槽の水位に応じて運転／停止制御され、停止後の再起動は、停止から一定時間経過後に実行されるように確認タイマを備えたことを特徴とする請求項３に記載の河川浄化システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、河川から取水し、これを浄化して河川に放流する河川浄化システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
現状の河川浄化システムは、河川水を引き込み、これを浄化処理するものであるが、河川には多くのごみが浮遊しており、河川水を引き込むに当り、先ずは水路に設けられた除塵設備でごみを除去している。このごみ除去後に河川水を浄化取水槽に引き込み、沈静化させてから取水ポンプで河川水を取水してろ過設備に送る。ろ過設備では、汚れた河川水を化学的或いは生物的ろ過方法によりろ過して綺麗な水にしてから河川に放流し、河川の浄化を促す仕組みになっている。（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ここで問題になるのは、河川水の汚濁濃度により、取水槽に溜まる泥（ヘドロ）の量が各処理場によりまちまちなことである。例えば、取水ポンプを取水槽の水位により自動運転をする場合、取水槽の水位レベルをフリクトレベルスイッチなどで検出するが、堆積したヘドロにフリクトレベルスイッチが埋もれてしまい、停止水位になっても停止レベルを検出しないことがある。また、取水ポンプの運転によりヘドロが取水ポンプに吸い込まれ、ヘドロも移動するために、フリクトレベルスイッチもヘドロと一緒に移動し、停止レベルを誤検出し取水ポンプが停止してしまうことがある。そして、取水ポンプが停止するとポンプ配管に入っていた水及びヘドロが逆流して取水槽に戻り、フリクトレベルスイッチもヘドロと一緒に移動するため、運転水位を検出し再起動がかかる。これによって取水ポンプが運転・停止を頻繁に繰返し、制御装置の焼損事故及び取水ポンプの寿命低下に至る事もあった。
【０００４】
また、河川からの引き込み用水路には前述のように除塵設備が設けられるが、除塵設備では取り難い小さなごみや細長いひも状のごみなどは、除塵設備を通過して取水槽に流れ込んでしまう。このため、取水ポンプ及び配管の詰まりの原因になり、定期的点検に多くの時間や経費を費やして保守点検の管理費用の増大やオペレータの管理を煩雑にする原因となっていた。
【特許文献１】特開平１０−８４４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このように、河川から取水する水に混在するごみやヘドロにより、取水ポンプや配管の目詰まりが発生し、保守メンテナンスに多くの時間と管理費を必要としたり、取水槽水位の検出手段が、ヘドロの堆積の影響により誤検出し、取水ポンプが頻繁に運転／停止を繰り返す不適合が発生することがあった。さらに、これまでヘドロ堆積状態を検出していなかったために、経験的データで取水槽の清掃を実施しており、時期的に早かったり、或いは、遅すぎたりすることが有り、作業効率の上で問題があり、また、遅すぎた場合は、前述のようにヘドロ堆積による不適合の原因の元になっていた。
【０００６】
本発明の目的は、河川から引き込まれるごみやヘドロによる悪影響を、従来に比べ大幅に減少させた河川浄化システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、河川から引き込んだ水を浄化処理する河川浄化システムであって、河川からの引き込み水路に設けられ、この水路を流れるごみを捕獲する除塵設備と、この除塵設備の上流側に、水底部から除塵設備に沿う上昇流を生じさせる上昇流発生装置とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明では、円筒状に形成され、その内周面に河川からの引き込み水路が開口する貯水槽と、この円筒状の貯水槽の内周面に設けられ、この内周面に沿って流れる水中のごみを捕獲する網状の除塵部材とを備えた構成にしてもよい。
【０００９】
また、本発明では、取水槽の底部近くに吸い込み口が開口する取水ポンプを有し、この取水ポンプの前記吸い込み口の周囲に網目状の防護装置を設置してもよい。
【００１０】
また、本発明では、取水槽底部に堆積するヘドロの堆積レベルを測定するヘドロ堆積レベルの検出手段を設け、この検出手段によって測定したヘドロ堆積レベルをオペレータに通報する通報手段をさらに設けた構成としてもよい。
【００１１】
また、本発明では、取水槽底部に流体を噴出させる流体噴出設備を設け、噴出流体により取水槽底部に堆積したヘドロを攪拌する構成としてもよい。
【００１２】
また、本発明では、取水槽の水位検出のためにフリクトレベルスイッチを用い、このフリクトレベルスイッチを保持するロープに対し、多数の洗浄流体噴出孔を有する柔らかな材質による配管を近接設置した構成でもよい。
【００１３】
また、本発明では、取水ポンプの吐出側の配管に流路切換弁を設け、一方の切換側をろ過設備への配管に連結し、他方の切換側を汚水処理設備への配管に連結し、取水ポンプの運転開始から所定時間はその吐出側を前記汚泥処理設備側に切り換え、前記所定時間経過後に前記ろ過設備側に切り換える構成でもよい。
【００１４】
さらに、本発明では、取水ポンプは、取水槽の水位に応じて運転／停止制御され、停止後の再起動は、停止から一定時間経過後に実行されるように確認タイマを備えた構成でもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、今まで取り難かったひも状の細長いごみを容易に除去でき、取水ポンプ及び配管の目詰まりが減少する。このため、保守メンテナンスに費やしていた多くの時間と管理費を削減出きる。
【００１６】
また、ヘドロ堆積状態を検出しオペレータに通報できるようにすれば、計画的な取水槽の清掃が可能となり、今までのように取水ポンプの運転に支障をきたすことがなく、不適合発生時の損費の軽減やオペレータの維持管理作業が軽減される。
【００１７】
また、ヘドロが堆積し難いように構成すると、取水ポンプの自動運転水位の誤検出がなくなり、取水ポンプの運転に支障をきたすこともなくなる。
【００１８】
また、水位検出にフリクトレベルスイッチを用いた場合、固定用ロープの硬直を改善する対策を講じると、水位誤検出を防止できる。
【００１９】
また、取水ポンプの吐出側に切り換え弁を設け、運転初期時のヘドロが多く含んでいる水は汚泥処理設備に、ヘドロ量が減少した水はろ過設備側に切り換えるようにすれば、ろ過設備にヘドロの流れ込む量が減少し、ろ過設備の目詰まりなどによるメンテナンス対応の作業を軽減できる。
【００２０】
さらに、確認タイマにより、停止後一定時間後に再起動を可能とすれば、取水ポンプが頻繁に運転／停止を繰り返すことがなくなり、制御装置の焼損及び取水ポンプの寿命低下などの問題を解決できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明による河川浄化システムの一実施の形態について図面を用いて説明する。
【００２２】
図１に示す実施の形態において、１は水路で、図示しない河川よりを引き込んだ取水２を、後述する取水槽に流すように構成されており、その流れ方向の中間部には除塵設備３を設け、取水２中に浮遊するごみを除去する仕組みになっている。しかし、除塵設備３だけでは、細長いひも状のごみは取水２の流方向に沿って流れるため、除塵設備３を通り抜けて取水槽へと流れ込んでしまう。
【００２３】
そこで、除塵設備３の上流側において、水底部から除塵設備３に沿う上昇流を生じさせる上昇流発生装置６を設ける。この上昇流発生装置６は、図示のように、除塵設備３の背面下部に設けた開閉式ゲート６Ａと、除塵設備３の前面部において水路１の底部分よりエアー６Ｂを吹き上げるブロワ６Ｃとで構成される。
【００２４】
このように構成したことにより、水路１を流れる取水２は、開閉式ゲート６Ａにより、一旦取水２を堰き止められる。また、この開閉式ゲート６Ａ前面部（除塵設備３の前面部でもある）において、ブロワ６Ｃにより水路１の底部分よりエアー６Ｂを吹き上げるので、堰き止められた取水は除塵設備３の前面部分で攪拌され、この除塵設備３を通りながら開閉式ゲート６Ａ上を越流する。このように、細長いひも状のごみも、取水２と一緒に攪拌されながら除塵設備３を通るので、容易に除塵設備３の網の目に引かかり、取水槽へ流れ込むごみ量を最小限に抑えることができる。
【００２５】
次に、図２に示す実施の形態を説明する。図１で示した水路１の先端には取水槽が設けられ、除塵設備３を通ってごみが除去された取水２が流入する。従来の取水槽４は平面が四角形のものが多い。この場合、流入した取水２は早期に沈静化するが、取水に含まれる細かなごみなどに起因してヘドロが底部に堆積してしまう。
【００２６】
そこで、この実施の形態では、図２及び図３で示すように、取水槽４の形状を、平面形状が円形の円筒状とし、その内周面に水路１からの流入口を開口させ、水路１から流入した取水２が取水槽４の内周面に沿って流れるように構成する。また、この内周面には、内周面に沿って流れる水中のごみを捕獲する網状の除塵部材７を複数個設けている。
【００２７】
この取水槽４の底部４Ａは、図３で示すように、浅いすり鉢形状を成し、その略中心部に取水ピット４Ｂが形成されている。５は取水ポンプで、取水槽４の底部４Ａ近く（例えば、取水ピット４Ｂ内）に吸い込み口が開口するように配置されている。また、この取水ポンプ５の吸い込み口の周囲には、網目状の防護装置８を設置し、取水ポンプ５へのヘドロや細かなごみの吸い込みを防止している。
【００２８】
取水ポンプ５は、取水槽４の水位によって自動的に運転／停止制御される。その水位検出用として、水質等に左右されないフリクトレベルスイッチ９を用いている。フリクトレベルスイッチ９はロープ９Ｂの下端部に支持され、水位の変動に伴って上下動し、内蔵されたスイッチを動作させてレベルを検出するもので、その検出信号を伝達する信号線９Ｃを有する。この信号線９Ｃは水位検出回路９Ａに接続され、電気回路的に水位の検出を行う。
【００２９】
上記構成において、取水槽４を円筒状にし、水路１との接続に傾斜を持たせることで、水路１から流入した取水２は渦流となって内周壁面に沿って流れる。取水槽４の壁面には、目の細かい網目状の除塵部材７を取りつけているので、水路１の除塵設備３で除去できなかったごみ（細長いひも状のごみを含む）は、取水２とともに円筒形の壁面に沿って渦流となって流れ、目の細かい除塵部材７に引っかかり、容易に除去することができる。
【００３０】
すなわち、従来の取水槽では水路１に設けた除塵設備３を通過してしまった細長いひもなどのごみが取水槽に入り込んできても除去する手段が無かったが、取水層４を円筒形状にし、その内周面に沿って取水２を流すことにより、この取水２と共に取水槽４に入り込んできたごみを、取水槽４の内周面に設けた除塵部材７によりに除去することができる。
【００３１】
また、取水ポンプ５は取水槽４内の水位が設定値以上になれば運転され、貯水槽４内の取水２を、後続の図示しないろ過設備に取水する。この取水ポンプ５の運転により、水位が停止水位に下降すれば、取水ポンプ５は停止制御される。このポンプ運転時、前述した除塵設備３や除塵部材７によっても除去できなかったごみやヘドロは、取水ポンプ５の吸い込み口からポンプ内部に侵入しようとするが、取水ポンプ５の吸い込み口周囲には網目状の防護装置８が設置されているので、取水ポンプ５へのヘドロや細かなごみの吸い込みを防止できる。
【００３２】
これらの結果、ヘドロと一緒に細長いひもなどのごみを取水ポンプが吸い込むことによる目詰まりの発生や取水ポンプの能力低下、さらには配管清掃のメンテナンス増大などの問題を従来より大幅に低減化でき、良好なポンプ運転を可能とする。
【００３３】
次に、図４で示す実施の形態を説明する。この実施の形態では、取水槽４の底部に堆積するヘドロの堆積レベルを測定するヘドロ堆積レベル検出手段１０を設けている。取水槽４の水は、前述した除塵設備３や除塵部材７によりごみを除去されたものであるが、長期間の使用により、取水槽４の底部４Ａにはヘドロ１１が堆積する。そこで、上述のようにヘドロ堆積レベル検出手段１０を設け、その検出信号（汚泥濃度）を変換器１０Ａで判定し、これによって得られるヘドロ堆積レベルをオペレータに通報する。
【００３４】
ヘドロ堆積レベル検出手段１０の設置レベル（検出レベル）は、フリクトレベルスイッチ９で検出する水位の最下位レベルである非常停止レベル以下に設定する。変換器１０Ａで汚泥濃度よりヘドロ１１の堆積状態を検出したら、図示しないオペレータ通報装置へ信号を伝送し、オペレータに対してヘドロ１１の堆積異常の通報を行う。これによりオペレータはヘドロ除去などの適切な処置を行うことができる。
【００３５】
このような処置を行うことにより、フリクトレベルスイッチ９がヘドロ１１に埋もれることがなくなり、常に正常な水位検出による適切な取水ポンプ５の自動制御が可能となる。
【００３６】
次に、図５で示す実施の形態を説明する。この実施の形態では、取水槽４の底部に流体を噴出させる流体噴出設備１２を設け、噴出流体により取水槽４の底部に堆積したヘドロ１１を攪拌している。流体噴出装置１２は、ブロワ１２Ａと、その吐出側に連結したエアー配管１２Ｂとで構成し、ブロワ１２Ａの運転で、エアー配管１２Ｂからエアーを噴出させ、取水槽４の底部に堆積したヘドロ１１を攪拌する。このヘドロ１１の攪拌は定期的に行い、取水槽４の底部にヘドロ１１が堆積しないようにする。
【００３７】
このようにエアーによりヘドロを攪拌すると、攪拌され吹き上げられたヘドロは、水路１から流れ込む取水２と共に取水槽４の内周面に沿って流れ、除塵部材７により捕獲され、除去される。すなわち、ヘドロ攪拌により、除塵部材７によるごみおよびヘドロの除去効果が増大し、フリクトレベルスイッチ９がヘドロ１１に埋もれることがなくなり、常に正常な水位検出による適切な取水ポンプ５の自動制御が可能となる。
【００３８】
但し、エアーにてヘドロを攪拌している間は、フリクトレベルスイッチ９が攪拌流によって移動し、誤動作する可能性がある。このため、攪拌時間帯はフリクトレベルスイッチ９の検出を電気回路的にキャンセルする仕組みを備えるものとする。
【００３９】
フリクトレベルスイッチ９は、前述のように、ロープ９Ｂの下端部に支持され、水位の変動に伴って上下動し、内蔵されたスイッチを動作させてレベルを検出する。すなわち、図６で示すように、水位が低ければ、フリクトレベルスイッチ９は下降し、ロープ９Ｂは直線状となる。これに対し、水位が上昇すれば、フリクトレベルスイッチ９も上昇し、ロープ９Ｂは図示のように固定金具１３部分で折れ曲がる。このフリクトレベルスイッチ９の位置変化に応じて、内蔵された図示しない接点がオン／オフし、その検出信号を信号線９Ｃにより水位検出回路９Ａに出力し、電気回路的に水位の検出を行う。
【００４０】
このような構造であるため、正確な水位検出を行うためには、ロープ９Ｂが柔軟であることが重要である。しかし、長期間使用すると、取水槽４内のヘドロ成分が付着するため、ロープ９Ｂの硬直化が顕著になり、水位誤検出の原因となっていた。
【００４１】
そこで、フリクトレベルスイッチ９を保持するロープ９Ｂに対し、多数の洗浄流体噴出孔を有する柔らかな材質による配管を近接設置し、ロープ９Ｂの硬直化を防止する。例えば、図７で示すように、ロープ９Ｂの中心にエアー配管１４Ａを挿入し、これを図６で示すようにブロワ１４Ｂに接続する。そして、ブロワ１４Ｂを定期的に運転し、固定ロープ９Ｂをエアー配管１４Ａから噴き出るエアー（洗浄流体）により洗浄し、付着したヘドロの清掃を行ってロープ９Ｂの硬直化を防止する。この結果、ロープ９Ｂの硬直化に起因する水位誤検出を防止することができる。
【００４２】
次に、図８で示す実施の形態を説明する。この実施の形態では、前述した取水ポンプ５の吐出側の配管１５に流路切換弁１６を設け、一方の切換側をろ過設備への配管１５Ａに連結し、他方の切換側を汚水処理設備１５Ｂへの配管に連結する。そして、取水ポンプ５の運転開始から所定時間は、汚泥処理設備側の配管１５Ｂに切り換え、所定時間経過後にろ過設備側の配管１５Ａに切り換える。すなわち、取水ポンプ５から送られてくるヘドロの量によってろ過設備と汚泥処理設備との切替えを行うものである。通常、取水ポンプ５の運転初期時は、吐出されるヘドロの量が多く、ある程度時間が経過するとヘドロの量は減少する。
【００４３】
このため、取水ポンプ５の運転開始から一定時間の間は、切換弁１６により汚泥処理設備側の配管１５Ｂを選択し、ヘドロを多く含んだ分を汚泥処理設備へ送り汚泥として処理を行う。その後、一定時間が経過するとヘドロの量が減少する為に、今度は切換弁１６をろ過設備側の配管１５Ａに切換え、ろ過設備により通常の河川浄化処理を行う。この結果、ヘドロによるろ過設備の目詰まりの軽減を図ることができる。
【００４４】
図８は取水ポンプ５の自動運転フローを示している。取水ポンプ５は、所定の運転条件が成立し（ステップ１０１）、取水槽４の水位が運転レベルに達すると（ステップ１０２）、タイマにより所定の時間遅れをとった後運転される（ステップ１０３）（ステップ１０４）。このポンプ運転により貯水槽４の水位がポンプ停止水位に下降すると（ステップ１０５）、ポンプ５は停止制御される（ステップ１０６）。ポンプ停止条件としては、この他に、取水ポンプ非常停止水位を検出した場合（ステップ１０７）や、故障発生を検出した場合（ステップ１０８）である。
【００４５】
このように構成したので、電気回路的に取水槽４の水位を誤検出しても、取水ポンプ５が頻繁に運転／停止を繰り返す現象を電気回路的に防止することができる。すなわち、従来技術で説明したように、取水ポンプ５の運転によりヘドロが取水ポンプに吸い込まれると、フリクトレベルスイッチ９もヘドロと一緒に移動するので、停止レベルを誤検出し、取水ポンプ５が停止してしまうことがある。取水ポンプ５が停止すると、ポンプ配管に入っていた水及びヘドロが逆流して取水槽４に戻り、フリクトレベルスイッチ９もヘドロと一緒に移動して運転水位を検出する。このため取水ポンプ５に対し再起動がかかる。この結果、取水ポンプ５は運転／停止を頻繁に繰返すという問題が生じた。
【００４６】
しかし、図９の制御では、取水ポンプ５が停止し自動再起動する時には、ステップ１０３にて確認タイマを動作させ、ある一定時間を経過してから再起動するようにしている。このため取水ポンプが直ちに再起動されることはなく、上述の運転／停止を頻繁に繰返すという問題が生じることはない。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明による河川浄化システムの一実施の形態を示す図である。
【図２】本発明における取水槽部分を改善した実施の形態を示す平面図である。
【図３】図２で示した取水層の断面図である。
【図４】本発明におけるヘドロ堆積レベル検出手段を設けた実施の形態を示す取水槽断面図である。
【図５】本発明における堆積へドロ攪拌装置を設けた実施の形態を示す取水槽断面図である。
【図６】本発明に用いるフリクトレベルスイッチの説明図である。
【図７】図６で示したロープの詳細構造を説明する斜視図である。
【図８】本発明における取水ポンプの吐出側に切換弁を設けた実施の形態の説明図である。
【図９】本発明における取水ポンプの運転制御の実施の形態を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００４８】
１    水路
２    取水
３    除塵設備
４    取水槽
５    取水ポンプ
６    上昇流発生装置
７    除塵部材
８    防護装置
９    フリクトレベルスイッチ
１０    ヘドロ堆積レベル検出手段
１１    ヘドロ
１２    ヘドロ攪拌用の流体噴出設備
１４    洗浄流体噴出孔を有する柔らかな材質による配管
１５    取水ポンプ吐出側配管
１６    流路切換弁
【図１】
2005188239.tif 000003
【図２】
2005188239.tif 000004
【図３】
2005188239.tif 000005
【図４】
2005188239.tif 000006
【図５】
2005188239.tif 000007
【図６】
2005188239.tif 000008
【図７】
2005188239.tif 000009
【図８】
2005188239.tif 000010
【図９】
2005188239.tif 000011