(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原水の流れ方向の下流端に沈砂の集まる集砂ピットが設けられた沈砂池と、前記集砂ピット内の沈砂を多量に含む原水を地上に搬送する揚砂装置と、この揚砂装置によって地上に搬送された原水を固液分離する沈砂分離装置と、前記沈砂池の上流端に設けられて沈砂池の底部に堆積した沈砂を洗い流すために水を放流する放流装置と、
この沈砂分離装置で分離された後オーバーフローする水を貯留する貯水タンクと、
前記貯水タンクと前記放流装置とを連絡し且つ必要時に貯水タンクの貯留水をその位置エネルギを利用して前記放流放置に導き放流させる配管とを備え、
前記沈砂池の底部が、原水の流れ方向と平行で且つそれぞれが前記集砂ピットにつながる複数の水路に区画されており、前記放流装置は、前記全水路を横切るように配設されると共に、各水路毎に設けられた放流口を選択的に開閉できるように構成され、
前記放流装置が、前記全水路を横切るように配設された固定管と、その内部に回転可能に挿通されると共に前記貯水タンクの貯留水が内部に導入される可動管と、この可動管を回動させる回動装置とから構成され、前記固定管及び可動管に各水路毎に放流口が設けられ、固定管と可動管の放流口が、可動管の回動位置に応じて選択的に相互連通するように各水路毎に位置をずらして配置されていることを特徴とする沈砂池の集砂装置。
【請求項２】
原水の流れ方向の下流端に沈砂の集まる集砂ピットが設けられた沈砂池と、前記集砂ピット内の沈砂を多量に含む原水を地上に搬送する揚砂装置と、この揚砂装置によって地上に搬送された原水を固液分離する沈砂分離装置と、前記沈砂池の上流端に設けられて沈砂池の底部に堆積した沈砂を洗い流すために水を放流する放流装置とを備え、
この沈砂分離装置で分離された後オーバーフローする水を貯留する貯水タンクと、
前記貯水タンクと前記放流装置とを連絡し且つ必要時に貯水タンクの貯留水をその位置エネルギを利用して前記放流放置に導き放流させる配管とを備え、
前記沈砂分離装置と貯水タンクとを一体化し、
前記沈砂池の底部が、原水の流れ方向と平行で且つそれぞれが前記集砂ピットにつながる複数の水路に区画されており、前記放流装置は、前記全水路を横切るように配設されると共に、各水路毎に設けられた放流口を選択的に開閉できるように構成され、
前記放流装置が、前記全水路を横切るように配設された固定管と、その内部に回転可能に挿通されると共に前記貯水タンクの貯留水が内部に導入される可動管と、この可動管を回動させる回動装置とから構成され、前記固定管及び可動管に各水路毎に放流口が設けられ、固定管と可動管の放流口が、可動管の回動位置に応じて選択的に相互連通するように各水路毎に位置をずらして配置されていることを特徴とする沈砂池の集砂装置。
【請求項３】
原水の流れ方向の下流端に沈砂の集まる集砂ピットが設けられた沈砂池と、前記集砂ピット内の沈砂を多量に含む原水を地上に搬送する揚砂装置と、この揚砂装置によって地上に搬送された原水を固液分離する沈砂分離装置と、前記沈砂池の上流端に設けられて沈砂池の底部に堆積した沈砂を洗い流すために水を放流する放流装置と、
前記沈砂分離装置の上澄み水を、その位置エネルギを利用して前記放流装置に導き放流させる導水路とを備え、
前記沈砂池の底部が、原水の流れ方向と平行で且つそれぞれが前記集砂ピットにつながる複数の水路に区画されており、前記放流装置は、前記全水路を横切るように配設されると共に、各水路毎に設けられた放流口を選択的に開閉できるように構成され、
前記放流装置が、前記全水路を横切るように配設された固定管と、その内部に回転可能に挿通されると共に前記貯水タンクの貯留水が内部に導入される可動管と、この可動管を回動させる回動装置とから構成され、前記固定管及び可動管に各水路毎に放流口が設けられ、固定管と可動管の放流口が、可動管の回動位置に応じて選択的に相互連通するように各水路毎に位置をずらして配置されていることを特徴とする沈砂池の集砂装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水処理設備における沈砂池の集砂装置に係り、特に、揚砂装置による揚砂作業終了後の池底に堆積した沈砂の洗い流し作業を効率よく容易に行えるようにした沈砂池の集砂装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
下水処理場や浄水場、あるいは、各種工場排水処理場等の水処理設備には、水処理設備に流入する原水中の混入土砂から各種ポンプの摩耗や損壊を防止する目的で、また、処理設備内での土砂の堆積を防止する目的で、沈砂池が設けられている。
【０００３】
特開平８−２２９３１０号公報に示されるように、沈砂池では、土砂が混入した原水を流通導入して、土砂分を沈降分離する。そして、沈砂池の上澄み水はポンプ井に一旦滞留させた後、ポンプで汲み上げて後段の水処理設備に供給し、清浄化処理している。また、沈降分離した土砂は原水と共に、例えばジェットポンプ式等の揚砂装置で沈砂池から汲み上げて、地上の沈砂分離装置に導入し、土砂と水とを分離した後、分離した土砂は土砂貯留場へ搬送し、水はポンプ井に戻している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、沈砂池では、揚砂作業が終了した後に、池内を空状態にして、ノズル等から水を噴き出し、底部に溜まった沈砂等を洗い流して、一カ所に集砂する作業を行っているが、従来ではノズル等から噴射する水として、他の貯水池等から敢えてポンプで汲み上げた水を使っているので、余分なエネルギが必要であり非効率であった。また、沈砂池の底部には集砂ピットに通じる複数の水路が形成されており、これらの水路毎に順次ノズルをセットし、水を噴射して集砂を行っているが、各水路毎にノズルをセットし集砂の準備を行うのは、煩わしく非効率であった。
【０００５】
本発明は上記事情を考慮してなされたもので、第１の目的は、沈砂池の底部に溜まった沈砂を洗い流す際に、従来のようにポンプの動力を使用せずに、集砂作業を進めることが
できる沈砂池の集砂装置を提供することである。また、第２の目的は、第１の目的に加えて更に、沈砂池底部の水路毎に順次ノズル等を準備するという面倒な手続きをなくせるようにした沈砂池の集砂装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明に係る沈砂池の集砂装置は、原水の流れ方向の下流端に沈砂の集まる集砂ピットが設けられた沈砂池と、前記集砂ピット内の沈砂を多量に含む原水を地上に搬送する揚砂装置と、この揚砂装置によって地上に搬送された原水を固液分離する沈砂分離装置と、前記沈砂池の上流端に設けられて沈砂池の底部に堆積した沈砂を洗い流すために水を放流する放流装置と、この沈砂分離装置で分離された後オーバーフローする水を貯留する貯水タンクと、前記貯水タンクと前記放流装置とを連絡し且つ必要時に貯水タンクの貯留水をその位置エネルギを利用して前記放流放置に導き放流させる配管とを備え、前記沈砂池の底部が、原水の流れ方向と平行で且つそれぞれが前記集砂ピットにつながる複数の水路に区画されており、前記放流装置は、前記全水路を横切るように配設されると共に、各水路毎に設けられた放流口を選択的に開閉できるように構成され、前記放流装置が、前記全水路を横切るように配設された固定管と、その内部に回転可能に挿通されると共に前記貯水タンクの貯留水が内部に導入される可動管と、この可動管を回動させる回動装置とから構成され、前記固定管及び可動管に各水路毎に放流口が設けられ、固定管と可動管の放流口が、可動管の回動位置に応じて選択的に相互連通するように各水路毎に位置をずらして配置されていることを特徴とする。
【０００７】
この装置では、次のように作業を進めることができる。
まず、沈砂池に原水を導入すると、原水に混入する土砂分が、比重差で沈降分離されて集砂ピットに集まる。土砂が分離除去された上澄み水は、ポンプ井に一旦滞留させた後、排出ポンプで次段の水処理設備に送る。集砂ピットに沈砂（土砂）が溜まったら、ポンプ等の揚砂装置によって、集砂ピット内の原水を地上に搬送する。この原水中には多量の沈砂が混在しているので、これを沈砂分離装置に送り、固液分離する。分離された沈砂は、別に用意した貯留ホッパに蓄える。
一方、沈砂が除去された原水は、沈砂分離装置からオーバーフローした後、貯水タンクにて蓄えられる。なお、貯水タンクの容量を超えた原水はオーバーフローして排水される。
【０００８】
揚砂作業が終了して沈砂池内が空状態になったら、貯水タンクと放流装置を連絡している配管を開放する。そうすると、貯水タンク内の水が、配管を通って放流装置に導かれ、沈砂池内に放流される。この際、貯水タンク内の水は、自身の位置エネルギによって放流装置から勢いよく放出されるので、それによって、沈砂池の底部に堆積していた沈砂が洗い流されて集砂ピットに集まる。従って、ポンプの動力を用いずに、沈砂分離のために一旦汲み上げた原水（オーバーフロー水）の位置エネルギだけを利用して、揚砂作業後の集砂作業を行うことができ、集砂の効率化が図れる。
【０００９】
請求項２の発明に係る沈砂池の集砂装置は、原水の流れ方向の下流端に沈砂の集まる集砂ピットが設けられた沈砂池と、前記集砂ピット内の沈砂を多量に含む原水を地上に搬送する揚砂装置と、この揚砂装置によって地上に搬送された原水を固液分離する沈砂分離装置と、前記沈砂池の上流端に設けられて沈砂池の底部に堆積した沈砂を洗い流すために水を放流する放流装置とを備え、この沈砂分離装置で分離された後オーバーフローする水を貯留する貯水タンクと、前記貯水タンクと前記放流装置とを連絡し且つ必要時に貯水タンクの貯留水をその位置エネルギを利用して前記放流放置に導き放流させる配管とを備え、前記沈砂分離装置と貯水タンクとを一体化し、前記沈砂池の底部が、原水の流れ方向と平行で且つそれぞれが前記集砂ピットにつながる複数の水路に区画されており、前記放流装置は、前記全水路を横切るように配設されると共に、各水路毎に設けられた放流口を選択的に開閉できるように構成され、前記放流装置が、前記全水路を横切るように配設された
固定管と、その内部に回転可能に挿通されると共に前記貯水タンクの貯留水が内部に導入される可動管と、この可動管を回動させる回動装置とから構成され、前記固定管及び可動管に各水路毎に放流口が設けられ、固定管と可動管の放流口が、可動管の回動位置に応じて選択的に相互連通するように各水路毎に位置をずらして配置されていることを特徴とする。
【００１０】
このように沈砂分離装置と貯水タンクとを一体化した場合、コストの削減が可能になると共に、設置スペースを小さくできるメリットがある。
【００１１】
請求項３の発明に係る沈砂池の集砂装置は、原水の流れ方向の下流端に沈砂の集まる集砂ピットが設けられた沈砂池と、前記集砂ピット内の沈砂を多量に含む原水を地上に搬送する揚砂装置と、この揚砂装置によって地上に搬送された原水を固液分離する沈砂分離装置と、前記沈砂池の上流端に設けられて沈砂池の底部に堆積した沈砂を洗い流すために水を放流する放流装置と、 前記沈砂分離装置の上澄み水を、その位置エネルギを利用して
前記放流装置に導き放流させる導水路とを備え、前記沈砂池の底部が、原水の流れ方向と平行で且つそれぞれが前記集砂ピットにつながる複数の水路に区画されており、前記放流装置は、前記全水路を横切るように配設されると共に、各水路毎に設けられた放流口を選択的に開閉できるように構成され、前記放流装置が、前記全水路を横切るように配設された固定管と、その内部に回転可能に挿通されると共に前記貯水タンクの貯留水が内部に導入される可動管と、この可動管を回動させる回動装置とから構成され、前記固定管及び可動管に各水路毎に放流口が設けられ、固定管と可動管の放流口が、可動管の回動位置に応じて選択的に相互連通するように各水路毎に位置をずらして配置されていることを特徴とする。
【００１２】
この装置の場合、揚砂作業が終了して沈砂池内が空状態になったら、沈砂分離装置の上澄み水を配管を通して放流装置に導入し沈砂池内に放流させる。この際、沈砂分離装置の上澄み水は、自身の位置エネルギによって放流装置から勢いよく放出されるので、それによって、沈砂池の底部に堆積していた沈砂が洗い流されて集砂ピットに集まる。従って、ポンプの動力を用いずに、沈砂分離のために一旦汲み上げた原水（オーバーフロー水）の位置エネルギだけを利用して、揚砂作業後の集砂作業を行うことができ、集砂の効率化が図れる。
【００１３】
本発明に係る沈砂池の集砂装置は、全水路を横切るように放流装置を配置し、各水路毎に設けた放流口を選択的に開閉できるようにしたので、各水路毎にノズルをセットする等の煩わしい手続きを踏まないでも、各水路毎に自由に放流を行うことができる。例えば、全放流口から同時に放流すると水の勢いが減じてしまう可能性があるが、各水路毎に個別に放流を行うことにより、勢いのある放流水によって堆積沈砂を洗い流すことができる。また、各水路毎の放流を間欠的に行うことにより、洗い流し効果を高めることもできる。また、各水路の堆積物の多い少ないに応じて放流水の量を変化させることができ、それにより貯留水を有効利用することができる。
【００１４】
また、固定管内に挿通した可動管を回動させることにより、固定管と可動管の放流口を選択的に相互連通させることができ、相互連通させた放流口からだけ、可動管内に導入した水を外部に放出させることができる。この場合、固定管と可動管の組み合わせによって、前記の選択的に放流口を開閉する手段を構成するので、構造が簡単で安価に実現できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の実施形態の沈砂池の集砂装置の系統図、図２は放流装置を設置した部分
の正面図、図３は同部分の概略構成を示す斜視図である。
【００１６】
図１において、１は沈砂池であり、底面２を上流側から下流側に下降傾斜して形成し、その下流端に集砂ピット３を設け、集砂ピット３に隣接して上澄み水を滞留するポンプ井４を設けたものである。沈砂池１の上流端に流入した原水は、矢印Ａのように下流側に向かって流れる。
【００１７】
集砂装置は、この沈砂池１と、集砂ピット３内の沈砂を多量に含む原水を地上に搬送するポンプ式の揚砂装置５と、揚砂装置５によって地上に搬送された原水を固液分離する沈砂分離装置６と、沈砂分離装置６で分離された沈砂を貯留する貯留ホッパ７と、沈砂分離装置６で分離された後オーバーフローする水を貯留する貯水タンク８と、沈砂池１の上流端に設けられて沈砂池１の底面２に堆積した沈砂を洗い流すために水を放流する放流装置２０と、貯水タンク８と放流装置２０とを連絡し且つ必要時に貯水タンク８の貯留水をその位置エネルギ（高低差Ｈによる位置エネルギ）を利用して放流装置２０に導き放流させるバルブ１０付きの配管９とにより構成されている。なお、１１は、沈砂分離装置６で分離された後オーバーフローする水を貯水タンク８へ導く流路、１２は、貯水タンク８のオーバーフロー水をポンプ井４に戻す流路である。
【００１８】
沈砂池１の底部は、図２、図３に示すように、原水の流れ方向に平行な隔壁１５によって複数の水路１６に区画されている。これらの水路１６の末端は、それぞれ集砂ピット３（図１参照）につながっている。放流装置２０は、これらの全水路１６を横切るように配設されており、各水路１６毎に設けられた放流口２４を選択的に開閉できるように構成されている。
【００１９】
放流装置２０の詳細な構造を図２〜図７を参照しながら説明する。
この放流装置２０は、図２〜図５に示すように、前述した全水路１６を横切るように水平に配設された固定管２１と、その内部に回転可能に挿通されると共に貯水タンク８（図１参照）の貯留水が内部に導入される可動管２２と、この可動管２２を回動させる回動装置２３とから構成されている。
【００２０】
固定管２１及び可動管２２は径違いの金属管（ステンレス管等）よりなり、図４、図５に示すように各管壁には、各水路１６に対応させてスロット形状の放流口２４、２５が設けられている。固定管２１の放流口２４は、円周方向の位置を揃えて横一列に形成されている。可動管２２の各放流口２５は、円周方向の位置を順次ずらしながら軸方向の位置を固定管２１の放流口２４に対応させて形成されている。これにより、固定管２１と可動管２２の放流口２４、２５が、可動管２２の回動位置に応じて択一的に相互連通するようになっている。つまり、可動管２２の回転位置によって、１つの水路に対応した放流口２４、２５のみが開となり、他は閉となるような構成になっている。
【００２１】
固定管２１と可動管２２の隙間には、図４に斜線を付けて示す範囲にシール材２６が介在されている。シール材２６は、可動管２２の放流口２５を包囲するように配設されており、相互連通した放流口２４、２５以外の放流口２４、２５から水が漏れないようしている。なお、シール材２６としては、塩化ビニルパイプ等の軟質パイプを加工したものを使用することができる。
【００２２】
可動管２２は、図２、図３に示すように、固定管２１から突出した両端部が軸受２７により回転自在に支持されており、可動管２２の一端部は、貯水タンク８につながる配管９の一部を構成する立管１４の下端部に、図６に示すようにシール機構２８を介して回転可能に連結されている。また、可動管２２の他端部は、端板２９で塞がれている。
【００２３】
また、可動管２２を回動させるための回動装置２３を構成する要素として、図７に示すように、可動管２１の端部にギヤ３１が設けられ、そのギヤ３１に噛合するウォーム３３が垂直軸３２の下端に設けられ、その垂直軸３２を回転する手段として、図２に示すようにモータ３４が地上に設置されている。そして、モータ３４を駆動すると、垂直軸３２に設けたウォーム３３が図７中矢印Ｄ方向に回転し、ウォーム３３に噛合するギヤ３１と一体の可動管２２が矢印Ｅ方向に回動するようになっている。
【００２４】
次に作用を述べる。
沈砂池１に原水を導入すると、原水に混入する土砂分が、比重差で沈降分離されて集砂ピット３に集まる。土砂が分離除去された上澄み水は、ポンプ井４に一旦滞留させられた後、排出ポンプ（図示略）で次段の水処理設備に送られる。集砂ピット３に沈砂（土砂）が溜まった段階で、ポンプ式の揚砂装置５が駆動されて、集砂ピット３内の原水が地上に搬送される。この原水中には多量の沈砂が混在しており、この原水が沈砂分離装置６に送られることで、固液分離が行われ、分離された沈砂は貯留ホッパ７に蓄えられる。一方、沈砂が除去された原水は、沈砂分離装置６からオーバーフローした後、貯水タンク８にて蓄えられる。この貯水タンクの容量を超えた原水は、オーバーフローしてポンプ井４に排水される。
【００２５】
揚砂作業が終了して沈砂池１内が空状態になったら、貯水タンク８と放流装置２０を連絡している配管９のバルブ１０を開放する。そうすると、貯水タンク８内の水が、配管９を通って放流装置２０に導かれ、沈砂池１内に放流される。この際、貯水タンク８内の水は、高低差Ｈによる自身の位置エネルギによって放流装置２０から勢いよく放出されるので、それによって沈砂池１の底面２に堆積していた沈砂が洗い流されて、集砂ピット３に集まる。従って、ポンプ等の動力を全く用いずに、沈砂分離のために一旦汲み上げた原水（オーバーフロー水）の位置エネルギだけを利用して、揚砂作業後の集砂作業を行うことができ、集砂の効率化が図れる。
【００２６】
また、放流の際に、放流装置２０の可動管２２を回動させて、順番に放流口２４を開放することにより、図３に矢印Ｂで示すように、水路１６毎に個別に放流を実施することができ、全放流口２４から同時に放流するのと違い、位置エネルギによって与えられる水の勢いを減じることなく、貯留水を有効に活用しながら効果的に洗い流し作業を行うことができる。従って、従来のように各水路１６毎にノズルを準備する等の煩わしさもなくせる。
【００２７】
また、固定管２１と可動管２２の組み合わせによって、各水路１６毎に設けた放流口２４を選択的に開閉できるようにしているから、構造が簡単であり、安価に実現できる。
【００２８】
なお、上記説明で使用した「沈砂池」の用語には、厳密な意味の「沈砂池」の他に、沈砂池と類似の機能を果たす池の概念が含まれるものとする。
【００２９】
また、上記実施形態では、沈砂分離装置６と貯水タンク８を別設備として設けた場合を示したが、両者を一体化してもよい。一体化した場合は、設備コストの上昇を抑えられるし、設備スペースも少なくて済み利点が得られる。
【００３０】
また、上記実施形態では、沈砂分離装置６からオーバーフローする水を貯水タンク８に溜めて、必要時に放流装置２０に導く場合を示したが、沈砂分離装置６の上澄み水を貯水タンク８に溜めておいて、必要時に放流装置２０に導いてもよい。また、貯水タンクを省略して、沈砂分離装置６の上澄み水を直接放流装置２０に導いてもよい。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、沈砂池の底部に区画した全部の水路を横切るように放流装置を配置し、各水路毎に放流口を選択的に開閉できるようにしたので、各水路毎にノズルをセットする等の煩わしい手続きを踏まないでも、各水路毎に自由に放流を行うことができ、貯留水を有効に活用しながら、集砂作業の効率化が図れる。
【００３２】
また、固定管と可動管を組み合わせ、可動管を回動させることによって、各水路毎に設けた放流口の選択的な開閉を行うようにしたので、簡略な構造で水路毎の放流制御を実施することができる。
【００３３】
上記効果に加えて、請求項１、３の発明によれば、沈砂分離のために一旦汲み上げた原水（オーバーフロー水）の位置エネルギだけを利用して、放流装置から水を放出するようにしたので、ポンプ等による動力が全く不要であり、余計なエネルギを使用しない分、集砂作業の効率化が図れる。また、請求項２の発明によれば、コスト上昇を抑制できると共に、設備スペースの有効利用が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の集砂装置の系統図である。
【図２】同集砂装置の構成要素である放流装置を設置した部分の正面図である。
【図３】同部分の概略構成を示す斜視図である。
【図４】前記放流装置の構成を示すための分解斜視図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ矢視断面図である。
【図６】図１のＶＩ部の詳細断面図である。
【図７】図１のＶＩＩ部の断面図である。
【符号の説明】
１  沈砂池
２  底面
３  集砂ピット
５  揚砂装置
６  沈砂分離装置
８  貯水タンク
９  配管
１６  水路
２０  放流装置
２１  固定管
２２  可動管
２３  回動装置
２４，２５  放流口
【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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