(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚水処理槽の槽底に沿って移動するフライトを多数配設した汚泥掻寄装置を、駆動装置にて前進時降下させ、後退時上昇するようにして往復動させて、槽底に沈積した汚泥を汚泥ピット側に順次掻き寄せるようにした汚泥掻寄機の運転方法において、以下の（ａ）〜（ｆ）の運転条件の下で汚泥掻寄装置を運転することを特徴とする汚泥掻寄機の運転方法。
（ａ）汚泥掻寄装置の１サイクル中に沈積する汚泥の沈積高さ≦フライトの高さ
（ｂ）汚泥掻寄装置の１サイクル中に沈積する汚泥の沈積高さ≦フライトの昇降ストローク
（ｃ）汚泥の沈積勾配≧フライト上端を結んだ勾配
（ｄ）フライトのピッチ≦駆動装置の駆動ストローク長
（ｅ）フライトの前進時の速度：０．５〜１．８ｍ／分
（ｆ）フライトの後退時の速度：前進時の速度より速く、かつ、２．３ｍ／分以下
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、汚泥掻寄機（沈砂を対象とする沈砂掻寄機を含み、本明細書において、単に、「汚泥掻寄機」という。）の運転方法に関し、特に、汚水処理槽の槽底に沿って移動するフライトにより槽底に沈積した汚泥を、水流の乱れによる汚泥の舞い上がりを防止しながら、効率的に汚泥ピット側に掻き寄せることができるようにした汚泥掻寄機の運転方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、下水や上水の汚水処理槽に沈積した汚泥を掻き寄せ、排出する汚泥掻寄機としては、図７に示すように、一般に、汚水処理槽１の槽底１１に沿って移動可能としたチェンＣに、シューを備えた多数の汚泥掻寄用フライトＦを取り付け、チェンＣを電動モータＭにより回転駆動することにより槽底１１に沈積した汚泥を汚泥ピットＰ側に掻き寄せ、汚泥引抜管を介して排出するようにしたチェン式汚泥掻寄機が汎用されている。
そして、図７に示す汚泥掻寄機においては、復路側の水面位置にある汚泥掻寄用フライトＦによって、水面に浮遊するスカムを掻き寄せ、スカムスキマＫを介してスカムを排出するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の汚泥掻寄機は、汚水中の劣悪な環境下で、シューを備えた汚泥掻寄用フライトＦ及びチェンＣを駆動するようにしているため、その機構上、フライトＦ及びチェンＣ並びにその駆動部分や摺動部分が汚水中に位置し、このため、摩耗が激しく、傷みやすく、寿命が短いため、シューの交換等のメンテナンスに時間と費用がかかるという問題があった。
【０００４】
この問題点に対処するために、本件出願人は、先に、略矩形運動（蠕動運動）をするようにしたビームの下面側に多数の汚泥掻寄用フライトを配設し、ビームを池底に沿って略矩形運動をさせて、池底に沈積した汚泥を掻き寄せるようにした汚泥掻寄機を提案した（特願平１１−３１０９１８号）。
【０００５】
この汚泥掻寄機は、水中での摺動部を減らし、機械装置の長寿命化を計ることができるという利点を有するものの、フライトの前進及び後退時に、フライトによる水流の乱れが発生しやすく、沈積した汚泥が水流に乗って再び舞い上がるようになり、汚泥の掻寄効率が低下するという問題があった。
一方、この問題が生じないように、フライトによる水流の乱れが発生しない程度の遅い速度でフライトの前進及び後退を行うようにすると、汚泥掻寄装置の１サイクルの動作時間が長くかかり、１サイクルの掻寄量が減少し、同様に、汚泥の掻寄効率が低下するという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記本件出願人の提案に係る汚泥掻寄機の有する水中での摺動部を減らし、機械装置の長寿命化を計ることができるという利点を生かし、汚水処理槽の槽底に沿って移動するフライトにより槽底に沈積した汚泥を、水流の乱れによる汚泥の舞い上がりを防止しながら、効率的に汚泥ピット側に掻き寄せることができるようにした汚泥掻寄機の運転方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の汚泥掻寄機の運転方法は、汚水処理槽の槽底に沿って移動するフライトを多数配設した汚泥掻寄装置を、駆動装置にて前進時降下させ、後退時上昇するようにして往復動させて、槽底に沈積した汚泥を汚泥ピット側に順次掻き寄せるようにした汚泥掻寄機の運転方法において、以下の（ａ）〜（ｆ）の運転条件の下で汚泥掻寄装置を運転することを特徴とする。
（ａ）汚泥掻寄装置の１サイクル中に沈積する汚泥の沈積高さ≦フライトの高さ
（ｂ）汚泥掻寄装置の１サイクル中に沈積する汚泥の沈積高さ≦フライトの昇降ストローク
（ｃ）汚泥の沈積勾配≧フライト上端を結んだ勾配
（ｄ）フライトのピッチ≦駆動装置の駆動ストローク長
（ｅ）フライトの前進時の速度：０．５〜１．８ｍ／分
（ｆ）フライトの後退時の速度：前進時の速度より速く、かつ、２．３ｍ／分以下
【０００８】
この汚泥掻寄機の運転方法は、汚泥掻寄装置を特定の運転条件の下で、特に、フライトの前進時の速度を０．５〜１．８ｍ／分に、また、フライトの後退時の速度を前進時の速度より速く、かつ、２．３ｍ／分以下にして運転するようにしているので、略矩形運動（蠕動運動）をするようにしたビームの下面側に多数の汚泥掻寄用フライトを配設し、ビームを池底に沿って略矩形運動をさせて、池底に沈積した汚泥を掻き寄せるようにした汚泥掻寄機の有する水中での摺動部を減らし、機械装置の長寿命化を計ることができるという利点を生かすとともに、汚水処理槽の槽底に沿って移動するフライトにより槽底に沈積した汚泥を、水流の乱れによる汚泥の舞い上がりを防止しながら、効率的に汚泥ピット側に掻き寄せることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の汚泥掻寄機の運転方法の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１０】
図１〜図４に、本発明の汚泥掻寄機の運転方法を実施する汚泥掻寄機Ａを設置した汚水処理槽１の一例を示す。
【００１１】
汚水処理槽１には、その一端側から汚水が導入されるとともに、この汚水供給側の底部に汚泥引抜管２を有する汚泥ピットＰを備え、この汚水処理槽１の槽底１１は、好ましくは、槽底１１に沈積した汚泥Ｄが汚泥ピットＰに流入しやすいように、汚泥ピットＰ側が低くなるように傾斜して形成されている。
【００１２】
また、汚水処理槽１には、汚水処理槽１に導入された汚水に含まれるスカム分が分離して浮遊する位置、例えば、汚水処理槽１のほぼ中央付近の水面にスカムスキマＫを配設して、水面に浮遊するスカムを汚水処理槽１外に排出するとともに、スカムスキマＫの後方の水面に複数の流出樋３を配設して、汚泥を沈積分離し、かつスカムを除去した後の汚水を汚水処理槽１外に排出するように構成する。
【００１３】
さらに、汚水処理槽１には、槽底１１に沈積した汚泥Ｄを掻き寄せ、汚泥ピットＰに集泥する汚泥掻寄機Ａを配置する。
この汚泥掻寄機Ａは、汚水処理槽１の槽底１１に沈積した汚泥Ｄをフライトにて掻き寄せる汚泥掻寄装置４と、この汚泥掻寄装置４の上方に一体に取り付けて水面に浮遊するスカムをスカムスキマＫに掻き寄せるスカム掻寄装置６と、この汚泥掻寄装置４及びスカム掻寄装置６を吊垂支持して所定のストローク長Ｌ２で汚水処理槽１の長手方向に沿って往復動させる水面上に設置した駆動装置５とからなる。
【００１４】
汚泥掻寄装置４は、汚水処理槽１の槽底１１の長手方向のほぼ全長に亘って、槽底１１の幅方向の両端部に２本の下ビーム４１，４１を平行に配設し、この２本の下ビーム４１，４１間に掛け渡すようにして多数のフライト４２を所定間隔Ｌ１に架設して構成する。
汚泥掻寄用のフライト４２は、２本の下ビーム４１，４１間に、好ましくは、ストローク長Ｌ２と等しいか、ストローク長Ｌ２よりも短い所定の間隔のフライトピッチＬ１で、略等間隔に平行に架設するとともに、各フライト４２は、汚泥掻寄方向、すなわち、汚泥ピットＰに向けて前進するときは、汚泥Ｄを掻き寄せるように、反対方向に後退するときは、沈積した汚泥に潜り込むように、前面及び背面の形状を異ならせて、より具体的には、前面が略鉛直面、背面が傾斜面、底面が槽底１１に沿う断面直角三角形に形成して構成するようにする。
【００１５】
さらに、下ビーム４１やフライト４２の水中での重量を軽減するために、図２（Ｂ）に示すように、下ビーム４１やフライト４２の内部を中空にして密閉するか、発泡性の浮力材４１Ｆを充填して浮力を作用するようにすることも可能である。
また、フライト４２は、下ビーム４１，４１に固定するようにしたり、あるいは、下ビーム４１，４１に対して若干揺動可能に支持するようにする。フライト４２を、下ビーム４１，４１に対して若干揺動可能に支持するようにすることにより、前進するときは、フライト４２の底面を槽底１１に沿って移動させることができ、沈積した汚泥Ｄの掻き寄せを、確実に、かつ、安定して行うことができるとともに、後退するときは、フライト４２を沈積した汚泥中に確実に潜り込ませることができるものとなる。
また、この汚泥掻寄装置４は、駆動装置５により吊りロッド７を介して吊垂支持する。
【００１６】
この駆動装置５は、ピンラックを備えたループ状のガイドレール５０と、このピンラックと噛合し、ガイドレール５０に沿って循環移動する移動体５１とより構成し、この移動体５１に吊りロッド７を介して前記汚泥掻寄装置４及びスカム掻寄装置６を吊垂支持し、移動体５１がガイドレール５０の上部５０ａと下部５０ｂに沿って循環移動する際、移動体５１により汚泥掻寄装置４を往復動させ、汚泥掻寄装置４のフライト４２が、汚泥掻寄方向に前進するとき、槽底１１から少しの隙間、具体的には、１０ｍｍ程度の隙間をあけて前進し、反対方向に後退するときは、槽底１１から離間するように、例えば、さらにフライト４２の昇降ストロークｈ２だけ持ち上げられて未掻寄沈積汚泥を後方へ掻き戻さないように槽底１１より離れて移動するように構成する。
【００１７】
このように構成した汚水処理槽１内に流入した汚水は、その下流方向へ流下するとき、重力分離が行われて、汚泥分は沈積する。このとき、比重の大きいものは速く沈積するため、比重の大きいものから順次汚水処理槽１の上流側から下流側の槽底１１に沈積する。
この場合、図６に示すように、汚水処理槽１の高さをＨ、汚水の流入速度をＶ１、汚泥の沈積速度をＶ２とすると、汚水処理槽１の槽底１１に沈積する汚泥の沈積距離Ｌは、
Ｌ＝（Ｖ１／Ｖ２）・Ｈ
の関係式で表される。
一方、スカム分は水面に浮遊し、汚泥分、スカム分が分離除去された汚水は、流出樋３から排出される。
【００１８】
この汚水処理槽１内に、汚泥掻寄装置４を吊りロッド７を介して駆動装置５にて吊垂支持して往復駆動することにより、汚泥掻寄装置４の前進時、汚泥掻寄装置４により槽底１１に沈積する汚泥Ｄを汚泥ピットＰ側へ掻き寄せ、集泥し、また、汚泥掻寄装置４の後退時、支持ロッドＬを介して支持したスカム掻寄装置６により水面に浮遊するスカムをスカムスキマＫ側に掻き寄せる。
なお、この汚泥掻寄機Ａの駆動は、連続的あるいは間欠的に行うことができ、これは、汚水の流入量、汚泥の沈積量等に応じて適宜選択的に行うことができる。
【００１９】
フライト４２による沈積汚泥の掻寄能力は、フライト４２の形状や掻寄速度等により変動するが、掻寄速度と掻寄角の関係による掻寄能力比を図５に示す。
図５から明らかなように、フライト４２による沈積汚泥の掻寄能力は、フライト４２の前進時の速度が、０．５ｍ／分未満のときや１．８ｍ／分を越えると極端に低下し、１．０ｍ／分近傍のときに最も効率がよく、したがって、フライト４２の前進時の速度は、０．５〜１．８ｍ／分の範囲に設定するようにする（条件ｅ）。
【００２０】
また、フライト４２の移動速度に対する沈積汚泥の掻寄角は、掻寄速度が速くなれば大きくなり、２．３ｍ／分以上になれば、水流に乱れが発生し、沈積汚泥はこの乱れにより舞い上がってしまう。
このため、フライト４２の後退時の速度は、水流に乱れが発生し、沈積汚泥がこの乱れにより舞い上がってしまうことがないように、かつ、汚泥掻寄装置の１サイクルの動作時間が長くかかり、１サイクルの掻寄量が減少し、汚泥の掻寄効率が低下することがないように、前進時の速度より速く、かつ、２．３ｍ／分以下の範囲に設定するようにする（条件ｆ）。
【００２１】
この場合において、汚泥掻寄装置４は、以下（ａ）〜（ｄ）の運転条件の下で運転することを前提とする（図４参照）。
（ａ）汚泥掻寄装置４の１サイクル中に沈積する汚泥Ｄの沈積高さｈ１≦フライト４２の高さｈ３（特に限定されるものではないが、本実施例においては、フライト４２の高さｈ３を順次高くなるように設定している。）
（ｂ）汚泥掻寄装置４の１サイクル中に沈積する汚泥Ｄの沈積高さｈ１≦フライト４２の昇降ストロークｈ２
（ｃ）汚泥Ｄの沈積勾配Ｑ１≧フライト４２の上端を結んだ勾配Ｑ２
（ｄ）フライト４２のピッチＬ１≦駆動装置５の駆動ストローク長Ｌ２
【００２２】
【発明の効果】
本発明の汚泥掻寄機の運転方法によれば、汚泥掻寄装置を特定の運転条件の下で、特に、フライトの前進時の速度を０．５〜１．８ｍ／分に、また、フライトの後退時の速度を前進時の速度より速く、かつ、２．３ｍ／分以下にして運転するようにしているので、略矩形運動（蠕動運動）をするようにしたビームの下面側に多数の汚泥掻寄用フライトを配設し、ビームを池底に沿って略矩形運動をさせて、池底に沈積した汚泥を掻き寄せるようにした汚泥掻寄機の有する水中での摺動部を減らし、機械装置の長寿命化を計ることができるという利点を生かすとともに、汚水処理槽の槽底に沿って移動するフライトにより槽底に沈積した汚泥を、水流の乱れによる汚泥の舞い上がりを防止しながら、効率的に汚泥ピット側に掻き寄せることができる。そして、これにより、汚泥掻寄機の稼働率を低下させ、消費エネルギ及びメンテナンスの頻度を低減することができるとともに、汚泥掻寄機の耐久性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の汚泥掻寄機の運転方法を実施する汚泥掻寄機を設置した汚水処理槽の一例を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。
【図２】汚泥掻寄装置を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。
【図３】汚泥掻寄装置の汚泥掻寄動作を示す説明図である。
【図４】汚泥掻寄装置の運転条件を示す説明図である。
【図５】汚泥掻寄能力の説明図である。
【図６】汚泥の沈積説明図である。
【図７】従来の汚泥掻寄機を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。
【符号の説明】
Ａ    汚泥掻寄機
Ｄ    汚泥
１    汚水処理槽
１１  槽底
４    汚泥掻寄装置
４２  フライト
５    駆動装置
５１  移動体
７    吊りロッド
【図１】
0003874158.tif 000002
【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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