(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
池底に集砂ピットと、該集砂ピットに向かって下り勾配になるように並行に配置された複数条の溝と、該溝内に集砂ピット方向に水を噴出するノズルと、を備え、
前記溝は、プレキャストされたＵ字型コンクリートトラフで形成され、
前記溝の幅を、３００〜５００ｍｍとしたことを特徴とする沈砂池の集砂装置。
【請求項２】
池底に集砂ピットと、該集砂ピットに向かって下り勾配になるように並行に配置された複数条の溝と、該溝内に集砂ピット方向に水を噴出するノズルと、を備え、
前記溝は、プレキャストされたコンクリートブロックとＵ字型金属板で形成され、
前記溝の幅を、３００〜５００ｍｍとしたことを特徴とする沈砂池の集砂装置。
【請求項３】
溝中に溝の幅方向に対してノズルを１個設けてこれを１段として、溝の長手方向に複数段設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の沈砂池の集砂装置。
【請求項４】
前記ノズルへ供給する水の圧力は、０．１〜０．４ＭＰａであることを特徴とする請求項１〜３の何れか１に記載の沈砂池の集砂装置。
【請求項５】
前記ノズルには４０Ａ以上の管を接続して、沈砂池より後で取水した汚水を供給することを特徴とする請求項３に記載の沈砂池の集砂装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は下水処理施設等において、下水中にある砂を沈殿して除去するための沈砂池設備およびその運転方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、下水中に含まれる砂等を除去するために沈砂池を設け、そこに砂等を沈殿させてこれを除去する沈砂池設備が使用されている。この沈砂池に沈殿した沈砂を除去するために、池底にノズルを配置し、このノズルから圧力水を噴射して堆積した砂を押し流し、これを別途設けた集砂ピットへ集め、集砂ピット中に配置した揚砂ポンプで水と一緒に砂を池外に排出する沈砂池設備がある。
特開平７−１００３０５号公報（公知例▲１▼）には、沈砂池の幅方向中央部に集砂ピットに向けてトラフを設け、そのトラフに向けて直交するように小トラフを多数設け、各小トラフ間の上端部に圧力水を噴出するノズルを配設し、集砂ピットに集められた砂を揚砂する水中サンドポンプを配設した沈砂池設備が開示されている。この沈砂池設備から沈砂を除去するときは、沈砂池を空にして池底を露出させたうえでノズルから圧力水を噴出して、池底に堆積した砂を水流と共に小トラフ、トラフを経由して集砂ピットに集め、そこから揚砂ポンプで沈砂池外に排出するものである。
【０００３】
また特開平８−２２９３１０号公報（公知例▲２▼）には、沈砂池の底面を上流側から下流側に傾斜して形成し、その下流端に沈砂ピットを設け、沈砂ピット内にジェットポンプを配設し、沈砂池の底面には原水の流れ方向に圧力水を噴出するノズルを配設した沈砂池設備が開示されている。この沈砂池設備の沈砂を除去するときは、原水の流入を停止させて、水位が所定レベルまで下がってから、圧力水を噴出するものであり、その他の動作は前記のものと同じである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし前記した公知例▲１▼の沈砂池設備においては、沈砂池の池底が露出する程度まで水を空にする必要があり、そのために多大な手数を要するという課題がある。
又、公知例▲２▼の沈砂池設備においては、ジエットポンプを使用しているため、これを作動させる動力が大きいという課題がある。
本発明は上記した課題を改善して、沈砂池中の水を排除することなしに沈砂の除去作業を行うことができ、しかもそれに使用される動力が小さい沈砂池設備の集砂装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、池底に集砂ピットと、該集砂ピットに向かって下り勾配になるように並行に配置された複数条の溝と、該溝内に集砂ピット方向に水を噴出するノズルと、を備え、前記溝は、プレキャストされたＵ字型コンクリートトラフで形成され、前記溝の幅を、３００〜５００ｍｍとしたことを特徴とするものである。また、本発明は、池底に集砂ピットと、該集砂ピットに向かって並行に配置された複数条の溝と、該溝内に集砂ピット方向に水を噴出するノズルと、を備え、前記溝は、プレキャストされたコンクリートブロックとＵ字型金属板で形成され、前記溝の幅を、３００〜５００ｍｍとしたことを特徴とするものである。更には溝中に溝の幅方向に対してノズルを１個設けてこれを１段として、溝の長手方向に複数段設けたことを特徴とするものである。更にはノズルへ供給する水の圧力は０．１〜０．４ＭＰａであることを特徴とするものである。また前記ノズルには４０Ａ以上の管を接続して、沈砂池より後で取水した汚水を供給することを特徴とするものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の沈砂池設備の一実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明の沈砂池設備に係わる全体的な概略を示す立面図であり、図２はその平面図であり、図３は図２のＸ−Ｘ断面拡大図である。
図中１は沈砂池であり、汚水は矢印Ｉ方向から流入し、その汚水流入側にスクリーン２が取付けられており、これで沈砂池１に流入する汚水中の比較的大きい浮遊物を除去する。
沈砂池１の底部の長手方向中央部には集砂ピット３が穿設されており、その集砂ピット３に向けて、両側から下り勾配になるように池底に６列の溝４が設けられる。
各々の溝４は通常使用されているコンクリート製のＵ型トラフ４１を６本並列に敷設して溝４を形成したものである。
集砂ピット３の中には揚砂ポンプ５が配設されて、揚砂ポンプ５は図示しない昇降装置で昇降することができ、通常は汚水面より上に引き上げられ揚砂作業の時のみ下降させて集砂ピット３内に配置される。
【０００７】
各々の溝４の底部４１には水噴出用のノズル６が溝４の幅方向に１個配置されて、これを１段としたときに、溝４の長手方向に３段配置される。ノズル６はそれから水が集砂ピット３方向へ噴出するように設定されている。ここでノズル６が溝４の幅方向に１個としたのは、これが複数個では集砂能力は向上するが、必要以上の集砂能力は不要であること、また施工の煩雑さを考慮して１個としたものである。
また溝４の底部にノズル６を配置することにより、ノズル６からの噴出水と砂が溝４内の比較的狭い範囲に集中して存在するから、噴出水の運動エネルギーを有効に使用することができる。
溝４を形成するＵ型トラフ４１の下部には１００Ａの水配管７が敷設されて、砂利によって埋め込まれており、この水配管７から４０Ａの水配管８が分岐して各ノズル６に結合される。
【０００８】
沈砂池１の流出側にはポンプ井９が設けられて、沈砂池１にて砂が沈殿除去された汚水を一時的にここに溜め込んで、この汚水を移送ポンプ１０によって次の工程である最初沈殿池（図示せず）へ移送する。又ポンプ井９には供給ポンプ１１が配置されており、この供給ポンプ１１によってポンプ井９中の汚水を水槽１２へ供給して、この水槽１２から加圧ポンプ１３によって、前記した水配管７へ水（汚水）を供給する。この加圧ポンプ１３から供給された水（汚水）が水配管７、８を経由してノズル６から溝４中へ噴出される。
本実施の形態ではポンプ井９からある程度砂を除去した汚水を取水して、これをノズル６に供給するようにしたが、これに限られるものではなく、例えば最初沈殿池からの越流水あるいは最終沈殿池からの越流水を供給してもよい。
また上記したようなポンプ井からの水や越流水を使用するときは、ノズル６及びそれに連結された水配管８は４０Ａ以上の口径を有する管を使用することが望ましい。それらの水中にはやはり挟雑物が含まれており、４０Ａ未満の管では詰まりが生ずる恐れがあるからである。
【０００９】
ノズル６は図４に示すように、Ａ群、Ｂ群、Ｃ群に分けて、各々の群が圧力水を噴出する時を独立して選べるように管路が形成されている。例えばまずＣ群のノズル６から圧力水を噴出して、その部分に堆積した砂をＢ群の部分まで押し流して、次にＢ群のノズル６から圧力水を噴出して砂をＡ群の部分まで押し流し、次にＡ群のノズル６から圧力水を噴出して、その部分にある砂を集砂ピット９へ移送するものである。そうすることで、一度にＡ，Ｂ，Ｃ群から圧力水を噴出することと集砂効果は大差がないが、圧力水ポンプ８の吐出量が１／３ですみ、この点で必要動力を小さくすることができる。又図５に示すように、ノズル６を汚水の流入方向にノズル群Ｄ，Ｅ，Ｆに分割してもよい。
【００１０】
沈砂池において沈砂の除去作業は適宜の間隔をおいて、例えば１週間に１回程度実施される。そのときは沈砂池１への汚水の流入を停止させて、沈砂池１内の水の流れをとめる。しかる後にノズル６から水を噴出させて、池底に堆積した土砂を集砂ピット３中へ移送する。その間に集砂ピット３中に設置された揚砂ポンプ５は運転されており、集砂ピット３中へ移送された土砂と水を沈砂池１の外部に排出して、しかるべき処理をされる。
【００１１】
次にノズル６へ供給される水の圧力を変えたときに、溝４内に堆積した砂が除去され且つ移動する距離がいかになるか、またノズル６へ供給される水の圧力を一定にして溝４の幅を変えたときに、溝４内に堆積した砂がいかなる挙動を示すかを調べた実験例について説明する。
図６は溝４の幅を３５０ｍｍ、砂の堆積高さを２３０ｍｍに設定して、水深１．５ｍにおいて、ノズル６へ供給する水の圧力と、ノズル６から噴出された水による砂の除去移動距離との関係を示した図である。その結果によれば、圧力が０．１ＭＰａにて約２ｍ、０．３５ＭＰａにて約５ｍの砂の除去移動距離が得られることが判明した。この数値は溝４中に配置するノズル４の段数を決定するうえで重要な要素となるが、この２ｍ〜５ｍという数値は、施工の煩雑さとノズルへ供給する水の圧力増加によるポンプ動力の浪費という点を考慮すれば適宜な数値であると考えられる。
【００１２】
次にノズル４へ供給する水の圧力を０．３ＭＰａ、砂の堆積高さを２３０ｍｍに設定して、水深１．５ｍにおいて、溝４の幅と砂の除去移動距離との関係を調べた。その結果溝の幅が３５０ｍｍまでは、溝４中の砂はほぼ完全に完全に除去できたが、溝の幅が３５０ｍｍを越えると、ノズル４の前方両側に略三角形状をした残り砂ができるようになったが、これは後方にあるノズルによってほぼ完全に除去できた。しかし溝の幅が５００ｍｍを越えると、前記した残り砂は後方にあるノズルよっても除去することができず、集砂という観点からは不適当である。また溝の幅が３００ｍｍを下回っても、集砂という観点のみからみれば当然満足すべきものであるが、前記したように施工の煩雑さがあって、好ましいものではない。
【００１３】
図７は溝４の構造の他の実施の形態を示す断面図であり、図８はそのＳ部拡大図である。プレキャストされた平板状のコンクリートブロック４２を長ボルト４３で池底に並列して立てかけて固定し、そのコンクリートブロック４２の間にＵ字型に形成された金属板４４を装入して、これをボルト４５でコンクリートブロック４２に固定する。このコンクリートブロック４２と金属板４４とで溝４を構成するものである。
溝４を形成するに、プレキャストされたＵ字型のコンクリートトラフ４１を用いることや、プレキャストされたコンクリートブロック４２と金属板４４を用いることにより、モルタル施工で溝４を形成することに比して、必要とされる工数を遥かに低減することができる。
【００１４】
【発明の効果】
本発明は上記の構成としたから、沈砂池の水を排除することなしに沈砂の除去作業を行うことができ、しかも使用される動力が小さい沈砂池設備の集砂装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる実施の一形態の全体を示すシステム図である。
【図２】本発明に係わる沈砂池の平面図である。
【図３】図２のＸ−Ｘ断面拡大図である。
【図４】本発明に係わるノズル群の分割状況の実施の一形態を示す平面図である。
【図５】本発明に係わるノズル群の分割状況の実施の他の形態を示す平面図である。
【図６】本発明に係わるノズルへの供給水の圧力と沈砂の除去移動距離との関係を示す線図である。
【図７】本発明に係わる溝の他の実施の形態の断面図である。
【図８】図７のＳ部拡大図である。
【符号の説明】
１  沈砂池、３  集砂ピット、４  溝、５  揚砂ポンプ、６  ノズル、
７  水配管、８  水配管、９  ポンプ井、１１  供給ポンプ、
１２  水槽、１３  圧力ポンプ、４１  Ｕ字型コンクリートトラフ、
４２  コンクリートブロック、４４  金属板
【図１】
0004168314.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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【図８】
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