(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水面に沿って移動するスカム掻き寄せ部と、
開口部と外部排出経路とを備え、樋状に形成したスカム受入部と、を有し、
当該樋状に形成したスカム受入部は、スカム掻き寄せ部の移動方向上流側の側壁を少なくとも一部水没させてなり、
前記スカム掻き寄せ部が前記スカム受入部に一定距離近接したことを検知する第一検知手段と、
前記スカム掻き寄せ部が前記スカム受入部を通過したことを検知する第二検知手段とを備えて、
前記スカム受入部に接続した外部へのスカム排出経路に設けられた電磁弁を、前記第一検知手段及び第二検知手段からの検知信号により開閉制御可能とし、
前記スカム受入部の前記上流側に可撓性部材を設けて水面に突出させて、前記スカム掻き寄せ部の移動経路を横断可能としたことを特徴とするスカム除去装置。
【請求項２】
前記可撓性部材の底面にはフロートを設けたことを特徴とする請求項１に記載のスカム除去装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水面に浮遊するスカムを除去するスカム除去装置に係り、特に下水や産業排水等の処理に使用される汚泥掻寄機に設けられるスカム除去装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、公共下水道、温泉排水、工場排水などの各種の排水（以下、単に「汚水」という）を処理する汚水処理設備においては、汚水を上澄水と汚泥に分離するための沈殿槽を備えている。この分離処理は、汚水を沈殿槽内に流入させて汚泥を底部側に沈降させることで行われ、水面側の汚水が上澄水となるのである。しかし、上澄水の水面にスカムが浮遊することがあり、このスカムは上澄水の処理上障害となるため、上澄水からスカムを除去するためのスカム除去装置を沈殿槽に設けている。
【０００３】
スカム除去装置は、スカムを掻き取りつつ水面上を移動するスカムスキマアームと、スカムを収集して外部に排出するスカムボックスを備えている。従来の一般的なスカム除去装置の一つに、スカムボックスの先端部を水面より高く保持して上澄水の常時流入を防止して、スカムスキマのスカムボックス横断時にスカムを流し込むものがある。また、他のスカム除去装置としては、スカムボックスが水中の水面近傍に設けてあり、外部への排出経路に手動の開閉バルブを設けたものがある。スカムスキマがスカムボックスを通過時に作業員が開閉バルブを操作して、スカムボックス内に流入したスカムを外部に流し、流し終わったときに再度流路を閉じることでスカムの除去を行うことができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来におけるスカム除去装置には、以下のような問題があった。
スカムボックスを水面上に保持したスカム除去装置は、スカムボックス内にスカムを流入する際に、スカムから上澄水が分離されてしまう。スカム自体は流動性があまりないため、スカムボックス内にスカムが残留して排出経路を詰まらせてしまい、スカム除去作業に支障がでることがある。また、スカムボックスを水面上に保持した場合には、スカムスキマが掻き寄せたスカムはスカムボックス内に流入する際に、スカムが水から分離される。このため、スカムスキマが劣化するとスカム除去の性能が大きく低下するという問題があった。
【０００５】
スカムボックスを水中に保持して開閉バルブを設けたスカム除去装置は、スカムの除去作業を行うたびに作業員が手動バルブを開閉する必要があり、作業負担が大きかった。また、バルブの開閉のタイミングや開き時間に個人差があるため、スカム除去に必要以上の上澄水が排出されてしまう。上澄水は、汚泥が除去された質の高いものであるため、排出する上澄水の量を最小限度にしてスカムの除去を行うことが望まれていた。
【０００６】
また、いずれのスカム除去装置でも、水位が変動することでスカムを除去する効果が影響されるため、水位の変動に関わらず安定してスカムを除去することのできるスカム除去装置が望まれていた。
【０００７】
本発明の一の目的は、必要以上に上澄水が排出されることを防止するとともに、スカムを確実に排出することのできるスカム除去装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、水位の変動に関わらず安定してスカムを除去することができるスカム除去装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明におけるスカム除去装置においては、水面に沿って移動するスカム掻き寄せ部と、開口部と外部排出経路とを備え、樋状に形成したスカム受入部とを有し、当該樋状に形成したスカム受入部は、スカム掻き寄せ部の移動方向上流側の側壁を少なくとも一部水没させてなり、前記スカム掻き寄せ部が前記スカム受入部に一定距離近接したことを検知する第一検知手段と、前記スカム掻き寄せ部が前記スカム受入部を通過したことを検知する第二検知手段とを備えて、前記スカム受入部に接続した外部へのスカム排出経路に設けられた電磁弁を、前記第一検知手段及び第二検知手段からの検知信号により開閉制御可能とし、前記スカム受入部の前記上流側に可撓性部材を設けて水面に突出させて、前記スカム掻き寄せ部の移動経路を横断可能としたことを特徴とする構成とした。
【０００９】
上記のように構成したため、スカム掻き寄せ部が水面上に浮遊したスカムを掻き寄せつつ移動する。スカム掻き寄せ部が前記スカム受入部に一定距離近接したことを第一検知手段が検知すると、検知信号を発振してスカム排出経路に設けられた電磁弁を開く。これにより、スカム排出経路が外部と開通されて、スカム受入部中に流入したスカムは外部に排出される。スカム掻き寄せ部がスカム受入部中にスカムを流入させつつ移動する間、スカム排出経路の開通状態は維持されておりスカム排出作業が継続する。そして、スカム掻き寄せ部がスカム受入部を通過したことを第二近接スイッチにより検知すると、検知信号を発振してスカム排出経路に設けられた電磁弁を閉じる。これにより、スカム掻き寄せ部が通過した後は、スカム受入部に流入した水は外部に排出されることなく保持される。このようにしたため、スカム受入部にスカム除去に必要以上の水が外部に排出されることがない。また、スカム掻き寄せ部の移動によりスカム除去の一連の作業を自動的に行えるため、従来のような手動バルブの開閉などの余計な処理が不要であり、作業負担を軽減することができる。また、水位が変動した場合においてもスカム受入部への水の流入を防止できるため、水位の変動に関わらず安定してスカム除去作業を行うことができる。樋状に形成したスカム受入部は、ボックス体が好ましいが、これに限らず管状のものを用いてもよい。また、上記構成において、スカム受入部の下流側は水面より高く形成すると、スカム掻き寄せ部が掻き寄せたスカムはスカム受入部の下流側にてせき止められて、スカム受入部より下流に流出しない。このため、スカム掻き寄せ部が掻き寄せたスカムを確実にスカム受入部に流入させて、外部に排出することができ、一回のスカム除去作業で最大限のスカム除去を行うことができるのである。
【００１０】
本発明では、上記構成に加えて前記スカム受入部の前記上流側に可撓性部材を設けて水面に突出させて、前記スカム掻き寄せ部の移動経路を横断可能としている。可撓性部材としては、板状のものや箱状のものを好ましく用いることができる。上記のように構成すると、スカム受入部の上流側からは可撓性部材によりスカム受入部内に水が流入しない。また、上記したようにスカム受入部の下流側は水面より高く形成してある。このため、スカム掻き寄せ部によるスカム流入作業時以外には、スカム受入部内に水が流入せず、よりスカム除去に必要な水の量を低減させることができる。
【００１１】
また、上記構成において、前記可撓性部材の底面にはフロートを設けたことを特徴とする構成としてもよい。上記のように構成すると、水位が変動した場合であっても、フロートの浮力により可撓性部材が水面上に突出するため、スカム受入部の止水を保持することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態におけるスカム除去装置について図面を用いて詳細に説明する。本実施形態においては、スカム除去装置を汚泥掻寄機と付帯させた場合について説明する。スカム除去装置の設置形態としては、汚泥の除去とスカムの除去を同時に行えるためこの形態が好ましいが、スカム除去装置の設置形態はこれに限らず、スカム除去装置自体を汚泥掻寄機と独立して設けてもよい。
【００１４】
図１は沈殿槽１に設けた汚泥掻寄機２の断面図である。略円筒形状に形成した沈殿槽１の中心部上方に、汚水を流入させるフィードウェル３が設けてある。フィードウェル３の底面には、外部に接続された汚水供給管４が挿入されており、当該汚水供給管４より汚水がフィードウェル３内に供給される。汚水はフィードウェル３内に流入し、沈降作用により上澄水と汚泥に分離される。すなわち、沈殿槽１の底部に汚泥が堆積するとともに、汚水表面側は上澄水となる。沈殿槽１底部に堆積した汚泥は、レーキアーム６に取り付けたレーキ７により掻き取られる。レーキアーム６の基端部は、沈殿槽１中心部に上下に延在するように設けた主軸５の底部側に接続されている。主軸５は駆動モータ（図示せず）に直結されて一定の回転速度で回動し、これによりレーキアーム６が旋回してレーキ７により汚泥を掻き取り、沈殿槽１底部の集泥ピット８に落とし込むのである。また、沈殿槽１壁面上部には、越流トラフ９が設けてあり、当該越流トラフ９より上澄水を外部に流入させている。
【００１５】
本実施形態のスカム除去装置２０は、上澄水面に浮遊するスカム２１を除去するために、汚泥掻寄機１に一体的に設けられている。図１は本実施形態におけるスカム除去装置２０の説明図である。図２は本実施形態におけるスカム除去装置２０の平面図である。
【００１６】
上澄水表面に浮遊するスカム２１を掻き寄せるスカム掻き寄せ部は、スカムスキマアーム２２を備えている。前記スカムスキマアーム２２は基端部をフィードウェル３上側の主軸５に取り付けてあり、主軸５の回転に従って上澄水面上方を旋回移動する。前記スカムスキマアーム２２の下面にはゴム製のスカムスキマ２４が取り付けてあり、スカムスキマアーム２２と一体的に旋回してスカム２１を掻き寄せるのである。
【００１７】
一方、スカムスキマアーム２２に対向する上澄水面側には、スカム受入部であるスカムボックス２８が設けてある。スカムボックス２８は、フィードウェル３と沈殿槽１壁面との間に設けられ、沈殿槽１の壁面側を深くした断面略３角形状に形成している。沈殿槽１側の底面には、外部に接続したスカム排出管３０が連結されており、スカムボックス２８に流入したスカム２１が排出管３０より外部に排出されるようにしてある。スカム排出管３０には、制御信号により開閉を行う電磁弁３２を有している。
【００１８】
電磁弁３２は第一検知手段である第一近接スイッチ３４ａ、第二検知手段である第二近接スイッチ３４ｂに制御手段３６を介して電気的に接続している。図１、図２に示したように、第一近接スイッチ３４ａ、第二近接スイッチ３４ｂは、越流堰９の上側にスカムスキマアーム２２の先端面と同一の高さに設けてある。旋回移動するスカムスキマアーム２２が第一近接スイッチ３４ａ、第二近接スイッチ３４ｂに対向する位置に達すると、第一近接スイッチ３４ａ、第二近接スイッチ３４ｂはそれぞれ検知信号を発振して制御手段３６に伝達する。制御手段３６は、前記検知信号を受けて、第一近接スイッチ３４ａからの検知信号の場合には電磁弁３２を開き、第二近接スイッチ３４ｂからの検知信号の場合には電磁弁３２を閉じるように制御信号を発振するのである。
【００１９】
本実施形態におけるスカム流入開始位置及びスカム流入終了位置について説明する。図３（ａ）に示したように、スカムボックス２８のスカムスキマアーム移動方向上流側２８ａ（以下、「スカムボックス上流側２８ａ」という）は上澄水面より低く形成してあり、スカムスキマアーム２４を案内できるようにテーパ形状としている。一方、スカムボックス２８のスカムスキマアーム移動方向下流側２８ｂ（以下、「スカムボックス下流側２８ｂ」という）は、上澄水面から突出するように形成してあり上澄水の流入を防止している。前記第一近接スイッチ３４ａは、上面視でスカムボックス上流側２８ａ先端と同位置に設けてある。そして、前記第二近接スイッチ３４ｂは、上面視でスカムボックス下流側２８ｂ先端と同位置に設けてある。本実施形態においては、前記第一近接スイッチ３４ａによりスカムスキマアーム２２がスカムボックス２８に一定距離近接したことを検知させるとともに、第二近接スイッチ３４ｂによりスカムスキマアーム２２がスカムボックス２８を通過したことを検知させるのである。なお、第一近接スイッチ３４ａ、第二近接スイッチ３４ｂの配置位置は、必要に応じて変えることができる。
【００２０】
上記のように構成したスカム除去装置の作用について説明する。図３、図４はそれぞれスカム除去装置２０の作用の説明図である。
図３（ａ）に示したように、スカムスキマアーム２２に取り付けられたスカムスキマ２４がスカム２１を掻き寄せつつ上澄水面を旋回して、スカムボックス４０に近づいてくる。このとき、スカム排出管３０の電磁弁３２は閉じられており、スカムボックス２８中の上澄水が外部に流出することはない。
【００２１】
図３（ｂ）に示したように、スカムスキマアーム２２が第一近接スイッチ３４ａと対向する位置に達したことを検知して、検知信号Ａを発振する。制御手段３６は検知信号Ａを受けて、電磁弁３２に制御信号Ａ'を発振して電磁弁３２を開く。これによりスカム排出管３０の流路が開いて、スカム２１の除去作業が開始される。
【００２２】
図４（ａ）に示したように、スカムスキマ２４はスカムボックス２８にスカム２１を流入させつつスカムボックス２８上面を横断する。この間、スカム排出管３０流路は開かれたままであり、スカム２１の除去を連続的に行うことができる。上記したように、スカムボックス下流側２８ｂは上澄水面より高く形成されている。このため、スカムスキマ２４が掻き寄せたスカム２１はスカムボックス下流側２８ｂにてせき止められて、スカムボックス下流側２８ｂより下流に流出しない。このため、スカムスキマ２４が掻き寄せたスカム２１を確実にスカムボックス２８に流入させて、外部に排出することができ、一回のスカム除去作業で最大限のスカム除去を行うことができるのである。
【００２３】
図４（ｂ）に示したように、スカムボックス２８へのスカム２１流入が終了してスカムスキマアーム２２の先端面が第二近接スイッチ３４ｂに対向する位置に達した時、第二近接スイッチ３４ｂは制御信号Ｂを制御手段３６に送る。制御手段３６は検知信号Ｂを受けて、電磁弁３２に制御信号Ｂ'を発振して電磁弁３２を閉じる。これらの一連の工程を繰り返すことでスカム除去作業を行うことができるのである。
【００２４】
このように本実施形態においては、スカムボックス２８へのスカム流入が終了してからは、スカムボックス２８から外部に上澄水が排出されることがないため、放流できる上澄水を確保しつつスカムの除去作業を行うことができる。また、スカム掻き寄せ部の旋回移動により一連のスカム除去作業を連続的に行うことができ、作業負担を低減することができる。実施形態においては、スカム掻き寄せ部が旋回移動する場合について説明したが、スカム掻き寄せ部が移動する形態はこれに限らず、例えば直進移動する場合においても適用することができる。また、スカム除去装置２０の少なくとも水中に保持される領域をプラスチック製とすることでスカム除去装置２０の錆による腐食を防止できるとともに、スカム除去装置２０自体の軽量化を図ることができる。
【００２５】
本発明の第二実施形態におけるスカム除去装置６０について説明する。図５は、本実施形態におけるスカム除去装置６０の要部断面図である。なお、第一実施形態と同様の部材には、同一の符号を付してその説明を省略する。また、説明を省略した他の構成部材については、前記実施形態と同様である。
【００２６】
本実施形態におけるスカムボックス２８は、スカムボックス上流側２８ａに可撓性部材である可撓性板６２を設けている。可撓性板６２は上澄水面上に先端が突出しており、前記スカムスキマ２４の移動経路上を横断するように設けている。スカムボックス下流側２８ｂは、上澄水面より高く形成してある。このようにしたため、スカムボックス２８内には上澄水がスカムスキマ２２横断時以外は流入せず、より確実に上澄水の止水をなすことができる。また、前記可撓性板６２の裏面先端部にはフロート６４を設けてあり、当該フロート６４の浮力により可撓性板６２の先端が上澄水面上に保持される。このようにしたため、上澄水の水位が多少変動してもスカムボックス２８内への上澄水の流入がより確実に防止され、排出される上澄水の量を一層低減することができる。
実施形態においては、第一検知手段、第二検知手段として一対の第一近接スイッチ３４ａ、第二近接スイッチ３４ｂを用いたが、スカム掻き寄せ手段の位置を検知できる形態であればこれに限られない。また、実施形態においては、スカム受入体としてスカムボックス２８を用いたが、ボックス形状に限られず管状のものを用いてもよい。また、実施形態においては、近接スイッチ３４に接続した制御手段３６を設けて制御信号により電磁弁３２の開閉をさせたが、制御手段３６を用いず直接近接スイッチ３４の検知信号で電磁弁３２の開閉を行わせてもよい。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明においては、スカム受入部にスカム除去に必要以上の水が流入することがない。また、スカム掻き寄せ部が移動することでスカム除去の一連の作業を自動的に行えるため、従来のような手動バルブの開閉などの余計な処理が不要であり、作業負担を軽減することができる。また、水位が変動した場合においても電磁弁の開閉によりスカム受入部への水の流入を防止するため、水位の変動に関わらず安定してスカム除去作業を行うことができる。加えて、スカム受入部の上流側からは可撓性部材によりスカム受入部内に水が流入しないという効果を発揮できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第一実施形態のスカム除去装置の断面図である。
【図２】第一実施形態のスカム除去装置の平面図である。
【図３】第一実施形態のスカム除去装置の作用を示す図である。
【図４】第一実施形態のスカム除去装置の作用を示す図である。
【図５】第二実施形態のスカム除去装置を示す断面図である。
【符号の説明】
１………沈殿槽、２………汚泥掻寄機、３………フィードウェル、
４………汚水供給管、５………主軸、６………レーキアーム、
７………レーキ、８………集泥ピット、９………越流トラフ、
２０………スカム除去装置、２１………スカム、
２２………スカムスキマアーム、２４………スカムスキマ、
２８………スカムボックス、３０………スカム排出管、３２………電磁弁、
３４ａ………第一近接スイッチ、３４ｂ………第二近接スイッチ、
３６………制御手段、６０………スカム除去装置、６２………可撓性板、
６４………フロート
【図１】
0003968990.tif 000002
【図２】
0003968990.tif 000003
【図３】
0003968990.tif 000004
【図４】
0003968990.tif 000005
【図５】
0003968990.tif 000006