(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水槽の水面に浮遊するスカムを除去するスカム除去装置において、
前記スカムを含むスカム水が流入するトラフと、
前記トラフの側壁面に形成された前記スカム水の流入開口に設けられ、該流入開口面積に略対応する大きさに形成されると共に、その下端部を揺動支点として縦向きに揺動することにより前記スカム水の前記トラフへの堰止めと越流とを行う揺動堰と、
前記揺動堰を揺動させる揺動堰駆動手段と、を備え、
前記揺動堰駆動手段は、内部に空間を形成した前記揺動堰にエアを出し入れすることにより、前記揺動堰を揺動させる機構であり、
前記揺動堰は、弾性な袋体の外側に形状維持用の補強部材を設けた構造であり、前記揺動駆動手段から前記揺動堰の内部にエアを出し入れして前記揺動堰の浮力を変えることで揺動することを特徴とするスカム除去装置。
【請求項２】
前記揺動堰には、該揺動堰の上端と水面との距離を測定する距離センサーが備えられてい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】
水槽の水面に浮遊するスカムを除去するスカム除去方法において、
前記スカムを含むスカム水が流入するトラフの側壁面に形成された前記スカム水の流入開口に略対応する大きさに形成されると共に、その下端部を揺動支点として縦向きに揺動することにより前記スカム水の前記トラフへの堰止めと越流とを行う前記揺動堰の内部に空間を形成した揺動堰の上端に設けられた距離センサーにより前記揺動堰の上端と水面との距離を測定し、
前記スカム水を越流する場合には、前記距離が水面下で一定範囲内になるように前記揺動堰内のエアを排出して前記揺動堰を下向きに揺動して水没させ、
前記スカム水を堰止めする場合には、前記距離が水面上で一定範囲内になるように前記揺動堰内にエアを供給して前記揺動堰を上向きに揺動して浮上させるスカム除去方法であって、
前記揺動堰は、弾性な袋体の外側に形状維持用の補強部材を設けた構造であり、前記揺動駆動手段から前記揺動堰の内部にエアを出し入れして前記揺動堰の浮力を変えることで揺動することを特徴とするスカム除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スカム除去装置及びその方法に係り、水処理設備の水槽、例えば沈殿池の水面に浮遊するスカム（浮遊物）を除去するためのスカム除去装置及びその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、水処理設備の沈殿池等においては、水面にスカムが滞留し、処理水質の悪化及び悪臭発生の原因となってきていた。このため、スカムを定期的に処理する必要があるが、このスカムを除去する装置として、沈殿池の巾いっぱいの長さを有する円筒形状でスカム流入口が開口されたパイプスキマが多くの水処理設備で用いられている。パイプスキマは、スカム除去時には開口部が一定角度回転し、開口部が水面と接触することで、水面上に滞留したスカムを含むスカム水を呑込むようになっている。
【０００３】
しかし、パイプスキマにおいてスカム流入口へのスカム水の越流速度はパイプスキマからスキマ送水配管への流入口に近いほど早く、遠くなるほど遅くなる。越流速度に差が生じるため越流速度の遅い方の水面上に浮遊するスカムがそのまま滞留し易く、また、水位の変動により開口部の呑込み深さが変化し、呑込み量にバラツキが生じてしまうため、スカムをうまく除去できないという問題があった。
【０００４】
この問題を解決するために、特許文献１には、スカムの誘引口として水面よりも深く開口したトラフと、誘引口近くに配され水面を境に上下運動する堰と、内部に液体を流入させるタンクと錘とでシーソー運動を行なうシーソー機構を設け、このシーソー機構によって堰を上下駆動する浮遊物除去装置が提案されている。
【特許文献１】特開平７−３０５３２５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、特許文献１に示された装置では、シーソー機能のタンク内に液体を注入させて反対側の錘とのバランスを崩すことによって堰を下降させ、また、タンク内の液体を流入させることによって堰を上昇させるので、各部の調整が難しく、スカムの浮遊した水面の堰止めと越流とのタイミング制御をきめ細かく行なうことが困難で、スカムを効率よく排出することができなかった。
【０００６】
本発明はこのような問題に対してなされたもので、越流堰の揺動を簡単な構造で精度良く行うことができるので、スカムを含むスカム水のトラフへの堰止めと越流とをきめ細かく行うことができるスカム除去装置及びその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】
本発明は、前記目的を達成するために、水槽の水面に浮遊するスカムを除去するスカム除去装置において、前記スカムを含むスカム水が流入するトラフと、前記トラフの側壁面に形成された前記スカム水の流入開口に設けられ、該流入開口面積に略対応する大きさに形成されると共に、その下端部を揺動支点として縦向きに揺動することにより前記スカム水の前記トラフへの堰止めと越流とを行う揺動堰と、前記揺動堰を揺動させる揺動堰駆動手段と、を備え、前記揺動堰駆動手段は、内部に空間を形成した前記揺動堰にエアを出し入れすることにより、前記揺動堰を揺動させる機構であり、前記揺動堰は、弾性な袋体の外側に形状維持用の補強部材を設けた構造であり、前記揺動堰の内部にエアを出し入れして前記揺動堰の浮力を変えることで揺動することを特徴とするスカム除去装置を提供する。
【０００８】
本発明によれば、揺動堰駆動手段により内部に空間を形成した揺動堰にエアを出し入れすることにより、揺動堰を揺動させるようにした。これにより、簡単な構造で揺動堰を揺動させることができる。また、水処理施設には生物学的な処理に使用するエア源があるのが通常であり、このエア源を有効利用することができる。
【００１０】
本発明によれば、揺動堰の上端を水面上に出してスカム水を堰止めするときには、揺動堰の内部にエアを入れて揺動堰の浮力を大きくすることで揺動堰が上向きに揺動してその上端が水面から浮き上がるようにする。また、揺動堰の上端を水面下に沈めてスカム水をトラフに越流させるときには、揺動堰内部のエアを抜いて浮力を小さくし揺動堰の重みで揺動堰が下向きに揺動するようにして上端が水面下に沈むようにする。この場合、揺動堰内部から抜くエア量を調整することで、揺動堰の上端が水面下に沈む距離を調整できるので、スカム水がトラフに流入する流入量を精度良く制御できる。
【００１３】
本発明は、前記発明において、前記揺動堰には、該揺動堰の上端と水面との距離を測定する距離センサーが備えられていることを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、揺動堰に、該揺動堰の上端と水面との距離を測定する距離センサーを備えたので、距離センサーの測定結果に基づいて揺動堰から抜くエア量を調整すれば、揺動堰の上端を所望距離だけ正確に水面下に沈めることができる。これにより、トラフに流入するスカム水の流量を精度良く制御することができる。
【００１５】
更に、前記目的を達成するために、水槽の水面に浮遊するスカムを除去するスカム除去方法において、前記スカムを含むスカム水が流入するトラフの側壁面に形成された前記スカム水の流入開口に略対応する大きさに形成されると共に、その下端部を揺動支点として縦向きに揺動することにより前記スカム水の前記トラフへの堰止めと越流とを行う前記揺動堰の内部に空間を形成した揺動堰の上端に設けられた距離センサーにより前記揺動堰の上端と水面との距離を測定し、前記スカム水を越流する場合には、前記距離が水面下で一定範囲内になるように前記揺動堰内のエアを排出して前記揺動堰を下向きに揺動して水没させ、前記スカム水を堰止めする場合には、前記距離が水面上で一定範囲内になるように前記揺動堰内にエアを供給して前記揺動堰を上向きに揺動して浮上させるスカム除去方法であって、前記揺動堰は、弾性な袋体の外側に形状維持用の補強部材を設けた構造であり、前記揺動駆動手段から前記揺動堰の内部にエアを出し入れして前記揺動堰の浮力を変えることで揺動することを特徴とするスカム除去方法を提供する。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように、本発明のスカム除去装置及びその方法によれば、越流堰の揺動を簡単な構造で精度良く行うことができるので、スカムを含むスカム水のトラフへの堰止めと越流とをきめ細かく行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
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の形態について詳説する。
【００１８】
図１は本発明の実施の形態に係るスカム除去装置２０を、沈殿池１０に組み込んだ斜視図である。また、図２はスカム除去装置２０を上から見た概略図であり、図３（Ａ）、（Ｂ）はトラフと揺動堰との連結部分を説明する縦断面図である。
【００１９】
スカム除去装置２０は、主として沈殿池１０の水面に浮遊するスカムを含むスカム水１４が流入するトラフ２２と、トラフ２２の側壁面に形成されたスカム水の流入開口２７に設けられ、該流入開口面積に略対応する大きさに形成されると共に、その下端部を揺動支点として縦向きに揺動することによりスカム水のトラフ２２への堰止めと越流とを行う揺動堰２４と、揺動堰２４を揺動させる揺動堰駆動手段４０（図５参照）と、で構成される。
【００２０】
トラフ２２は、横断面の形状が凹状に形成されると共に、長さ方向が沈殿池１０の横幅と略同じ長さに形成される。トラフ２２に流入したスカム水は沈殿池１０の一方側の側壁面に形成された排出口３２を介して排出流路３０に流出される。
【００２１】
また、トラフ２２の一方側の側壁面には流入開口２７の左右両端部から揺動堰２４の揺動方向に突出した第１の側板３１、３１が一対設けられ、この第１の側板３１、３１の下部に設けられたヒンジ２３に揺動堰２４が揺動自在に支持される。更には、揺動堰２４の左右両端部には揺動堰２４が揺動する際に第１の側板３１、３１に摺動する第２の側板２６、２６が一対設けられる。第２の側板２６、２６は、ヒンジ２３を要とした扇形状に形成される。これにより、揺動堰２４が揺動したときに、トラフ２２の側壁面と揺動堰２４との左右両端部の間に形成される扇形状の隙間を塞ぐことができるので、沈殿池の水が揺動堰２４の左右両端部から回り込んでトラフ２２に流入するのを防止でき、揺動堰２４の上端から越流するスカム水のみをトラフ２２に流入させることができる。第１の側板３１、３１と第２の側板２６、２６との摺動面には、シール部材２６Ａ（例えばＯリング等）を介在させて揺動堰２４が揺動した際の水密性を向上することが好ましい。
【００２２】
また、一対からなる第１の側板３１、３１と第２の側板２６、２６との外側には、揺動堰２４が揺動した際にトラフ２２の側壁面と揺動堰２４との左右両端部の間に形成される前述の扇形状の隙間を塞ぐ蛇腹部材２８が設けられている。これによって、沈殿池１０の水が揺動堰２４の左右両端部から回り込んでトラフ２２に流入するのを一層防止できる。更には、ヒンジ２３にスカムやその他の付着物が付着して揺動堰２４の揺動を阻害しないように、図３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、ヒンジ２３をカバー２５で覆うことが好ましい。
【００２３】
そして、図３（Ａ）及び（Ｂ）から分かるように、揺動堰２４はヒンジ２３を揺動支点として揺動することにより、スカム水のトラフ２２への堰止めと越流とを行う。即ち、沈殿池１０の水面にスカムが溜まっていないときには、図３（Ａ）に示したように、揺動堰の上端が水面よりも高い位置になるように揺動堰２４を揺動させる。そうすることで、スカム除去装置２０のトラフ２２にスカム水１４が流入することを防いでいる。一方、スカムが水面に溜まったときには、図３（Ｂ）に示したように、揺動堰２４の上端が水面よりも低い位置になるように揺動堰２４を揺動させる。そうすることで、スカム除去装置２０のトラフ２２にスカム水１４が流入するので水面に浮遊するスカムを沈殿池１０から取り除くことができる。トラフ２２に流入したスカム水１４は、排出流路３０によって外部に排出され、不図示の外部装置によりスカムを分離し、スカムが分離された水は再び沈殿池１０に戻される。
【００２４】
また、図１及び図２に示すように、沈殿池１０内における揺動堰２４の左右両端部の近傍には、スカム水１４の流れを揺動堰２４の左右両端側から中央側にガイドするガイド板３４を設けることが好ましい。これは、沈殿池１０の側壁１２と蛇腹部材２８との隙間にスカムが入り込み、スカムが蛇腹部材２８に付着すると、蛇腹部材２８の伸縮動作を阻害するので、揺動堰２４の揺動に支障をきたしてしまうからである。本発明の実施の形態では、ガイド板３４を設けるようにしたので、揺動堰２４両端部と側壁１２との隙間にスカムが入り込むのを防止できる。更に、ガイド板３４の下部（水中）にエアを曝気する曝気管３７を設けることが好ましい。この曝気管３７におけるエアの曝気向きは揺動堰２４の両端部側から中央部側への水流が形成されるように配置することが好ましい。このようにエアを水中に曝気することで、ガイド板３４付近に集まったスカムをエアの勢いによって揺動堰２４の両端側から中央側に追いやることができるので、更に、フラップ２４両端部と壁１２との隙間にスカムが入り込んでしまうことを防ぐことができる。エアはエア配管を介して供給するが、水処理設備にある曝気槽において用いているエアを好適に利用することができる。
【００２５】
図４〜図７は、本発明に係るスカム除去装置２０における揺動堰２４の構造と、該揺動堰２４を揺動させるための揺動堰駆動手段４０の揺動機構を説明したものである。尚、以下図１〜図３の実施の形態と同一の部材については、同様の符号を附してその説明を省略する。
【００２６】
図４に示すように、揺動堰２４は、下端開口部が水面により封止された縦断面コ字型の箱体構造である。そして、揺動堰２４の上部に形成されたエア供給口６０にエアホース６２の一端が接続されると共に他端がコンプレッサ６４に接続される。エアホース６２の途中には三方バルブ６６が設けられ、三方バルブ６６は、揺動堰２４のエア供給口６０とコンプレッサ６４とを連通させて揺動堰２４の内部にエアを供給する第１の切換と、揺動堰２４のエア供給口６０と大気とを連通させて揺動堰内部のエアを排出する第２の切換との２つの切り換えを行う。
【００２７】
また、揺動堰２４の先端上面には、揺動堰を水面下に水没させたときの水面までの距離を測定する距離センサー６８が設けられ、距離センサー６８で測定されたデータはコントローラ６９に送信される。コントローラ６９では、予め揺動堰２４の上端を水面下に沈める設定距離と、距離センサー６８で測定された測定値とを比較し、測定値が設定距離になるようにコンプレッサ６４から揺動堰２４の内部に供給するエア量を調整する。尚、空気を入れない状態での揺動堰２４の重さは水よりも重いことが必要である。
【００２８】
次に、上記の如く構成した揺動堰と揺動堰駆動手段４０を用いて、スカム水がトラフ２２に流入しないように堰止めする場合と、スカム水をトラフ２２に越流させる場合について説明する。
【００２９】
図５（Ａ）は、堰止めしてスカム水がトラフ２２に流入しないようにする場合であり、三方バルブをエア供給側（第１の切換側）に切り換えて、コンプレッサ６４からエアを揺動堰２４の内部に供給して、揺動堰２４内部の圧力を高める。これにより、揺動堰下端開口を封止する水面を押す力が大きくなるので、揺動堰２４が上向きに揺動して揺動堰２４の上端が水面から浮き上がる。
【００３０】
図５（Ｂ）は、スカム水をトラフ２２に越流させる場合であり、三方バルブを排出側に切り換えて、揺動堰内部のエアが排出されるようにする。また、揺動堰２４の上端を水面下に沈めてスカム水をトラフに越流させるときには、三方バルブ６６を揺動堰２４内部からエアを排出する排出側（第２の切換側）に切り換えて、揺動堰２４内部のエアを抜いて揺動堰２４内部の圧力を小さくする。これにより、揺動堰下端開口を封止する水面を押す力が小さくなるので、揺動堰２４自体の重みで下向きに揺動して揺動堰の上端が水面下に沈む。このときに、揺動堰２４に設けた距離センサー６８で水面までの距離を測定し、測定値が設定距離に一致するように、揺動堰２４から抜くエア量を調整する。これにより、揺動堰２４の上端を常に一定の水面下に位置させることができるので、トラフ２２に流入するスカム水の流入量を一定にすることができる。
【００３１】
上記の場合、揺動堰２４に距離センサー６８を設けて、揺動堰２４の上端を水面下に沈める距離を制御するようにしたが、図６のように制御することもできる。即ち、トラフ２２内に浮き７０を設けると共に、浮き７０を棒部材７１を介して上方に配置した移動量測定器７２に接続し、移動量測定器７２はトラフ２２内の水位の変動量を浮き７０の上下動の移動量によって検出する。そして、この検出結果を信号等により揺動堰駆動手段に出力し、揺動堰駆動手段は測定信号に基づいて浮き７０が予め設定した位置で停止するように揺動堰の揺動量を調整する。これにより、トラフ２２に流入するスカム水１４の流入量を常に一定に制御することができる。    
【００３２】
図７は、揺動堰２４の構造と、該揺動堰２４を揺動させるための揺動堰駆動手段４０の揺動機構を説明した別の態様を説明する断面図である。
【００３３】
図７に示すように、揺動堰２４は、弾性な袋体７３、例えばゴム性の浮き袋の外側に、四角形状な揺動堰２４の形状を維持するための形状維持用の補強板７４を設けた構造である。そして、揺動堰２４の上部に形成されたエア供給口６０にエアホース６２の一端が接続されると共に他端がコンプレッサ６４に接続される。エアホース６２の途中には三方バルブ６６が設けられ、三方バルブ６６は、揺動堰２４のエア供給口６０とコンプレッサ６４とを連通させて揺動堰２４の内部にエアを供給する第１の切換と、揺動堰２４のエア供給口６０と大気とを連通させて揺動堰内部のエアを排出する第２の切換との２つの切り換えを行う。
【００３４】
また、図７には示さなかったが、上述した距離センサー６８、コントローラ６９を設けてもよい。
【００３５】
図７の実施の形態によれば、揺動堰２４の上端を水面上に出してスカム水を堰止めするときには、揺動堰２４の内部にエアを入れて揺動堰２４の浮力を大きくすることで揺動堰２４が上向きに揺動してその上端が水面から浮き上がるようにする。また、揺動堰２４の上端を水面下に沈めてスカム水をトラフ２２に越流させるときには、揺動堰２４内部のエアを抜いて浮力を小さくし揺動堰２４の重みで下向きに揺動して水面下に沈むようにする。この場合、揺動堰内部から抜くエア量を調整することで、揺動堰の上端が水面下に沈む距離を調整できるので、スカム水がトラフに流入する流入量を精度良く制御できる。尚、空気を入れない状態での揺動堰２４の重さは水よりも重いことが必要である。
【００３６】
図８は、揺動堰２４を駆動させる動力源としてエアを使用した応用例であり、揺動堰２４自体にはエアを出し入れしないが、トラフ２２と揺動堰２４との間に取り付けられたバルーン７６にエアを出し入れすることによって揺動堰２４を揺動させる形態である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施の形態に係るスカム除去装置の斜視図。
【図２】本発明の実施の形態に係るスカム除去装置を上面から見た概略図。
【図３】トラフと揺動堰との連結部分を説明する説明図。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係るスカム除去装置の説明図。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係るスカム除去装置の説明図。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係るスカム除去装置の説明図。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係るスカム除去装置の説明図。
【図８】本発明の第３の実施の形態に係るスカム除去装置の説明図。
【符号の説明】
【００３８】
１０…沈殿池、１２…壁、１４…スカム水、２０…スカム除去装置、２２…トラフ、２３…ヒンジ、２４…揺動堰、２５…カバー、２６…第２の側板、２７…流入開口、２８…蛇腹部材、２９…ピン、３０…排出流路、３１…第１の側板、３２…排出口、３４…ガイド板、３７…曝気管、６０…エア供給口、６２…エアホース、６４…コンプレッサ、６６…三方バルブ、６８…距離センサー、６９…コントローラ、７０…浮き、７２…棒部材、７４…移動量測定器、７１…棒部材、７２…移動量測定器、７３…袋体、７４…補強板、７６…バルーン
【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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【図７】
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【図８】
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