(57)【要約】      （修正有）【課題】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。【解決手段】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２０において、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１４の流入開口２７に設けられ、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１４のトラフ２２への堰止めと越流とを行うフロート式の揺動堰２４と、揺動堰２４を揺動させる揺動堰駆動手段４０とを備え、揺動堰駆動手段４０は、揺動堰２４の上方に配設された貯水槽８４と、貯水槽８４の水位を調整する水位調整手段８０と、貯水槽８４の底部と揺動堰２４の上端部とを伸縮自在に連結すると共に、貯留槽８４の水圧を揺動堰２４上端部に付与する水圧シリンダ８６とを含む。【選択図】図４
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【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フロート式の揺動堰と、
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、
前記揺動堰の上方に配設された貯水槽と、
前記貯水槽の水位を調整する水位調整手段と、
前記貯水槽の底部と前記フロート式の揺動堰の上端部とを伸縮自在に連結すると共に、前記貯留槽の水圧を前記揺動堰上端部に付与する水圧シリンダ手段と、を含むことを特徴とするスカム除去装置。
【請求項２】
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フロート式の揺動堰の上端部と、該上端部よりも上方に配置された貯水槽とを水圧シリンダ手段を介して連結し、
前記スカム水を越流する場合には、前記貯水槽の水位を上昇して前記水圧シリンダに付与される水圧を前記揺動堰の浮力よりも大きくして前記水圧シリンダを伸長動作させることにより、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、前記貯水槽の水位を下降して前記水圧シリンダに付与される水圧を前記揺動堰の浮力よりも小さくして前記水圧シリンダを縮動作させることにより、前記揺動堰を上向きに揺動して浮上させ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、揺動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】
請求項１に記載の発明は、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フロート式の揺動堰と、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、前記揺動堰の上方に配設された貯水槽と、前記貯水槽の水位を調整する水位調整手段と、前記貯水槽の底部と前記フロート式の揺動堰の上端部とを伸縮自在に連結すると共に、前記貯留槽の水圧を前記揺動堰上端部に付与する水圧シリンダ手段と、を含むことを特徴とするスカム除去装置を提供する。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、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フロート式の揺動堰の上端部と、該上端部よりも上方に配置された貯水槽とを水圧シリンダ手段を介して連結し、前記スカム水を越流する場合には、前記貯水槽の水位を上昇して前記水圧シリンダに付与される水圧を前記揺動堰の浮力よりも大きくして前記水圧シリンダを伸長動作させることにより、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、前記貯水槽の水位を下降して前記水圧シリンダに付与される水圧を前記揺動堰の浮力よりも小さくして前記水圧シリンダを縮動作させることにより、前記揺動堰を上向きに揺動して浮上させることを特徴とするスカム除去方法を提供する。
【０００９】
本発明によれば、揺動堰自体の構造又は材質を水に浮くフロート式とし、貯水槽の水位を調整することで水圧シリンダ手段を介して揺動堰の上端に付与される水圧が異なるようにした。これにより、貯水槽の水位を低くすれば、揺動堰上端に付与される水圧が小さくなり、水圧よりも揺動堰の浮力の方が大きくなるので、水圧シリンダ手段が縮動作して揺動堰の上端は水面から出る。
【００１０】
また、貯水槽の水位を高くすれば、揺動堰上端に付与される水圧が大きくなり、水圧が揺動堰の浮力よりも大きくなるので、水圧シリンダ手段が伸び動作して揺動堰の上端は水面下に沈む。
【００１１】
従って、予め貯水槽の水位と揺動堰の上下方向の揺動量との関係を把握しておけば、貯水槽の水位を調整するだけで、揺動堰の揺動を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。
【発明の効果】
【００１２】
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、揺動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】
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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、揺動堰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。
【００２１】
図４〜図６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。
【００２２】
図４〜図６に示すように、揺動堰２４は、水に浮くフロート式構造になっており、揺動堰２４上端部に設けられた長孔２４Ａに、水圧シリンダ８６のロッド８６Ａの先端部が取り付けられている。このようにすることで、揺動堰２４は、ロッド８６Ａの伸縮動作に追従し、縦向きに揺動することができる。
【００２３】
また、水圧シリンダ８６は、貯水槽８４に繋がっており、貯水槽８４に溜めた水９８の圧力を受け、貯水槽８４の水位を変えることで水圧とフロート式構造の揺動堰の浮力との関係によりロッド８６Ａが上下方向に伸縮する。そして、貯水槽８４には水位を調整する水位調整手段８０が設けられている。水位調整手段８０として、貯水槽８４には、配管９２が繋がれており、ポンプ９４によって水９８を貯留槽８２に流すことができる。また、貯留槽８２の水９８もポンプ９０によって配管８８を通して貯水槽８４に流すことができる。更に、貯水槽８４にはコの字型の配管９６が、貯水槽８４の高さ（深さ）よりも低い位置に管があるように設置されており、貯留槽８２へと繋がっている。尚、貯水槽８４は、揺動堰２４よりも高い位置に設けられている。
【００２４】
次に、上記の如く構成した揺動堰２４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。
【００２５】
図４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、貯水槽８４には、水位がａの高さまで満たされている。貯水槽８４は揺動堰２４よりも高い位置にあるので、貯水槽８４の水位を変化させることでシリンダ８６にかかる圧力を変化させることができる。水位をａよりも低くすれば揺動堰２４にかかる圧力が小さくなり揺動堰２４は浮力により上向きに揺動しその上端が水面から浮き上がり、逆に水位をａよりも高くすれば揺動堰２４にかかる圧力が大きくなり揺動堰２４は下向きに揺動してその上端が水面下に沈む。沈殿池１０のスカム水１４の量は常に変化するが、沈殿池１０の水位によって貯水槽８４の水位を変えることで揺動堰２４の揺動を変えることができるので、スカム水１４を流入する時以外は常に揺動堰２４上端が水面から浮き上がらせることができる。但し、予備実験により、予め貯水槽８４の水位と揺動堰２４の上下方向の揺動量との関係を把握しておく必要がある。
【００２６】
図５は、スカム水をトラフ２２に越流させる場合であり、貯留槽８２の水９８がポンプ９０を作動させることで配管８８を通して貯水槽８４へと送られる。貯水槽８４の水位ｂは元の水位ａよりも高くなるので、揺動堰２４は更に大きな水圧を受け、下向きに揺動してその上端が水面下に沈む。よって、スカム水１４はトラフ２２へと流入する。
【００２７】
尚、ポンプ９０、９４の一連の作動に関しては、スカム除去を定期的に行なう場合にはタイマー（不図示）によってポンプ９０、９４を作動させるように予めセットしておくと良い。
【００２８】
更に、図６は、図５の貯水槽８４の水位ｂよりも更に高くなる場合を示したものである。水位が更に高くなりシリンダ８６から揺動堰２４にかかる圧力が大きくなりすぎると揺動堰２４が沈みすぎてしまいトラフ２２と揺動堰２４とを繋ぐヒンジ２３が壊れてしまう等の不具合がある。図６に示すように配管９６の最も高い位置をｃの位置に配置することで、いわゆるサイフォン現象によって水位がｃを超えそうになった場合には配管９６から貯留槽８２に水９８が送られるので、揺動堰２４にかかる圧力が大きくなりすぎることを防止することができる。
【００２９】
以上のように、予め貯水槽の水位と揺動堰の上下方向の揺動量との関係を把握しておけば、貯水槽の水位を調整するだけで、揺動堰の揺動を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。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【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】本発明に係るスカム除去装置における揺動堰駆動手段の斜視図。
【図５】本発明に係るスカム除去装置における揺動堰駆動手段の斜視図。
【図６】本発明に係るスカム除去装置における揺動堰駆動手段の斜視図。
【符号の説明】
【００３１】
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、２４Ａ…長孔、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、４０…揺動堰駆動手段、８０…水位調整手段、８２…貯留槽、８４…貯水槽、８６…シリンダ、８６Ａ…ロッド、８８，９２，９６…配管、９０，９４…ポンプ、９８…水
【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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