(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚泥消化槽内の内壁下部に支持脚を介して立設されたドラフトチューブと、前記汚泥消化槽内の汚泥を撹拌する撹拌機とを備えた汚泥消化槽の撹拌装置において、
前記ドラフトチューブの上端部を、少なくとも前記汚泥消化槽の頂部に設けられた点検口の蓋体に至るまで延設するとともに、前記撹拌機をドラフトチューブ内に挿抜可能に設置し、
前記撹拌機のモータ保持部が、前記ドラフトチューブの傾斜面部に対応する傾斜した外形を有する本体部と、該本体部から上方に延びるアーム部とを有し、前記本体部及びアーム部が前記傾斜面部に嵌合することで前記撹拌機が前記ドラフトチューブに保持されることを特徴とする汚泥消化槽の撹拌装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、汚泥の嫌気性消化槽の撹拌装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の汚泥の嫌気性処理に使用される消化槽としては、例えば、亀甲形または算盤形の形状をした汚泥消化槽と、図４に示す卵形汚泥消化槽とが用いられている。
このうち、亀甲形または算盤形の汚泥消化槽には、汚泥を撹拌するものとしてガス撹拌方式が採用されてきた。しかし、このガス撹拌方式では撹拌力が弱く、汚泥消化槽の下部に砂や汚泥が堆積してしまう等の問題があり、更に最近では下水汚泥の機械濃縮による減量化（高濃度化）が進み、ガス撹拌方式では益々力不足になっている。このため、亀甲形または算盤形の汚泥消化槽において、撹拌力の優れた機械撹拌方式を採用することが望まれている。
【０００３】
一方、図４に示す卵形汚泥消化槽１０１には、撹拌力の優れた機械撹拌方式が採用されている。具体的には、汚泥消化槽１０１の内部にドラフトチューブ１０２を立設状態で設け、ドラフトチューブ１０２の上端開口より撹拌機１０３のスクリュー１０５を挿入し、スクリュー１０５の回転によってドラフトチューブ１０２内に下向きあるいは上向きの流れを発生させ、これにより汚泥消化槽１０１内に強制対流による循環流を発生させて汚泥１０６を全体的に撹拌するようになっている。
【０００４】
ここで、ドラフトチューブ１０２は、図４に示すごとく、その下部が複数の支持脚１０７によって汚泥消化槽１０１内の内壁下部に固定されるとともに、汚泥１０６の中に立設配置され、一端開口から汚泥を吸い込み、吸い込んだ汚泥を他端開口から吐出するようになっている。
また、撹拌機１０３は、汚泥消化槽１０１のドラフトチューブ１０２直上のコンクリートスラブ１０１ａに埋め込まれた軸受箱と、この軸受箱の上側に配置されたモータとを具備し、このモータの出力軸とスクリュー１０５のシャフト１０４とを軸受箱を介して接続するようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図４に示す汚泥消化槽１０１には、以下のような問題点があった。
即ち、図４に示す卵形汚泥消化槽１０１は、汚泥消化槽１０１の頂部のコンクリートスラブに撹拌機１０３を設置できるような強度に予め設計された消化槽に適用することを前提として開発がなされたものであり、そのような設計強度上の配慮がなされずに既に稼動している消化槽には撹拌機１０３を強度上の問題で据付けられないという問題があった。
【０００６】
即ち、前述の亀甲形あるいは算盤形の既設の汚泥消化槽では、汚泥消化槽の頂部のコンクリートスラブの強度が不足しており、卵形消化槽１０１に用いられる機械撹拌方式の撹拌機１０３を設置することができない。
また、図４に示す卵形汚泥消化槽１０１において、撹拌機１０３をメンテナンスのために汚泥消化槽１０１から引き抜く際には、槽内汚泥１０６を空にするか、あるいは汚泥１０６を入れた状態で有害な消化ガスの漏れを防止するために予め窒素置換等の安全措置を実施する必要があり、撹拌機１０３のメンテナンス作業が煩雑なものとなっていた。
【０００７】
従って、本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、亀甲形あるいは算盤形の形状をした既設の消化槽でもその頂部スラブに負担をかけることなく機械撹拌方式の撹拌機を設置可能にした汚泥消化槽の撹拌装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、撹拌機のメンテナンス作業を容易に実施することができる汚泥消化槽の撹拌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】
上記目的を解決するため、本発明のうち請求項１に係る汚泥消化槽の撹拌装置は、汚泥消化槽内の内壁下部に支持脚を介して立設されたドラフトチューブと、前記汚泥消化槽内の汚泥を撹拌する撹拌機とを備えた汚泥消化槽の撹拌装置において、前記ドラフトチューブの上端部を、少なくとも前記汚泥消化槽の頂部に設けられた点検口の蓋体に至るまで延設するとともに、前記撹拌機をドラフトチューブ内に挿抜可能に設置し、前記撹拌機のモータ保持部が、前記ドラフトチューブの傾斜面部に対応する傾斜した外形を有する本体部と、該本体部から上方に延びるアーム部とを有し、前記本体部及びアーム部が前記傾斜面部に嵌合することで前記撹拌機が前記ドラフトチューブに保持されることを特徴としている。
【０００９】
この撹拌装置によれば、撹拌機はドラフトチューブの上端部からその内部に挿抜可能に設置され、ドラフトチューブ及び撹拌機の荷重は支持脚を介して汚泥消化槽内の内壁下部によって支えられる。これにより、汚泥消化槽の頂部スラブに負担をかけることが無くなり、亀甲形あるいは算盤形の形状をした既設の消化槽でもその頂部スラブに負担をかけることなく機械撹拌方式の撹拌機を設置することができる。そして、ドラフトチューブの上端部は少なくとも汚泥消化槽の頂部に設けられた点検口の蓋体に至るまで延設しているので、撹拌機を上げ下げ自由な揚重装置によりドラフトチューブの上端部からドラフトチューブ内に容易に設置することができる。また、ドラフトチューブの上端部が前記点検口の蓋体に至るまで延設していることで、汚泥消化槽に汚泥を入れた状態で撹拌機を引き上げるときに、ドラフチューブ自体が汚泥消化槽内に残留する消化ガスを遮断することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は、本発明に係る汚泥消化槽の撹拌装置の実施形態の縦断面図である。図２は、図１に示す撹拌装置の撹拌機近傍の詳細を示す拡大図である。図３は、撹拌機運転時から撹拌機を引き上げる時の説明図であり、（Ａ）は撹拌機運転時の部分縦断面図、（Ｂ）は撹拌機引き上げ時の部分縦断面図である。
【００１１】
図１に示すように、汚泥消化槽１は、その断面形状が亀甲形あるいは算盤形をなし、槽の約半分が地表面ＧＬより下方に埋設されている。そして、汚泥消化槽１の頂部スラブ３には、汚泥消化槽１の内部と外部とを連通する点検口４が設けられている。また、この点検口４には、後述するドラフトチューブ１０の大径管部１２が貫通する貫通孔を有する蓋体５が設けられている。
【００１２】
そして、この汚泥消化槽１の内部には、ドラフトチューブ１０が汚泥消化槽１内の内壁下部２に支持脚２０を介して立設されている。ドラフトチューブ１０は、上下端に開口を備えた比較的細い内外径の小径管部１１と、小径管部１１よりも内外径の大きい、上下端に開口を備えた大径管部１２と、小径管部１１及び大径管部１２の双方を接続する中間管部１３とからなっている。ドラフトチューブ１０の小径管部１１は汚泥消化槽１内の下方に配置されて支持脚２０によって汚泥消化槽１内の内壁下部２に固定されている。また、大径管部１２は汚泥消化槽１の内の上方に配置され、大径管部１２の上端部は、点検口４の上面にある蓋体５の貫通孔を貫通して上方に突設している。大径管部１２の上端部は、本実施形態では、蓋体５の貫通孔を貫通して上方に突設しているが、少なくとも蓋体５の貫通孔に至るまで延設していればよい。なお、大径管部１２の上端部が、蓋体５の貫通孔を貫通して上方に突設することで、大径管部１２の上端開口に取り外し可能に取り付けられる蓋部材１４を容易に取付けることができる。この蓋体５の貫通孔と大径管部１２との間には、汚泥消化槽１内と外気が遮断されるよう気密性が保たれている。大径管部１２の上端開口は、取り外し可能な蓋部材１４によって閉鎖可能となっている。さらに、中間管部１３は、大径管部１２と小径管部１１との間に配置され、図２に示すように、大径管部１２の内径から小径管部１１の内径に至るまでその内径を漸次減少させる傾斜面部１３ａを有している。中間管部１３の傾斜面部１３ａの下方側面には、汚泥流入出用開口１５が形成されている。また、支持脚２０は、小径管部１１に対して斜めに延びて小径管部１１を内壁下部２に固定する傾斜脚部２１と、小径管部１１に対して直交して延びて小径管部１１と傾斜脚部２１とを連結する直交脚部２２とからなっている。
【００１３】
また、ドラフトチューブ１０の内部には、汚泥消化槽１内の汚泥４０を撹拌するための撹拌機３０が挿抜可能に設置されている。撹拌機３０は、図２に最もよく示されるように、モータ３１と、そのモータ３１の回転軸に取り付けられた回転自在のスクリュー３２と、モータ３１を内側に保持するモータ保持部材３３とを具備している。モータ保持部材３３は、中間管部１３の傾斜面部１３ａに対応する傾斜した外形を有する本体部３３ａと、本体部３３ａから上方に延びるアーム部３３ｂとを有し、撹拌機３０がドラフトチューブ１０の内部に設置された状態では、本体部３３ａ及びアーム部３３ｂが傾斜面部１３ａに嵌合することで保持されている。この撹拌機３０の設置状態では、スクリュー３２は、ドラフトチューブ１０の小径管部１１内であって汚泥流入出用開口１５の下方に位置する。また、汚泥消化槽１内の汚泥４０は、ドラフトチューブ１０の小径管部１１の下端開口及び中間管部１３の汚泥流入出用開口１５からドラフトチューブ１０内に流入し、撹拌機３０の設置状態では、撹拌機３０の周囲に汚泥４０が満たされ、撹拌機３０は水中化している。なお、図１、図２、及び図３（Ａ）中、符号３４はキャブタイヤケーブルである。
【００１４】
次に、撹拌機３０の設置方法について図１及び図２を参照して説明する。
先ず、既設汚泥消化槽１内の汚泥４０を排出した後、ドラフトチューブ１０の上端開口にある蓋部材１４を取り外し、クレーン等の揚重装置により吊りワイヤ（図示せず）を介して撹拌機３０をドラフトチューブ１０の上端開口からその内部に挿入する。撹拌機３０をドラフトチューブ１０内に挿入していく際、アーム部３３ｂがガイドとなるので、撹拌機３０はドラフトチューブ１０内で略中央に位置決めされる。さらに、撹拌機３０の本体部３３ａ及びアーム部３３ｂがドラフトチューブ１０の傾斜面部１３ａと嵌合するまで下降させて、クレーンから撹拌機３０を離し、撹拌機３０はドラフトチューブ１０内に挿抜可能に設置される。撹拌機３０がドラフトチューブ１０内に設置されると、ドラフトチューブ１０及び撹拌機３０の荷重は支持脚２０を介して汚泥消化槽１内の内壁下部２によって支えられる。このため、汚泥消化槽１の頂部スラブ３に負担をかけることが無くなり、亀甲形あるいは算盤形の形状をした既設の汚泥消化槽１でもその頂部スラブ３に負担をかけることなく機械撹拌方式の撹拌機３０を設置することができる。そして、ドラフトチューブ１０の上端部は少なくとも汚泥消化槽１の頂部スラブ３に設けられた点検口４の蓋体５に至るまで延設しているとともにアーム部３３ｂが傾斜面部１３ａによって位置決めされるので、撹拌機３０を上げ下げ自由なクレーンによりドラフトチューブ１０の上端部からドラフトチューブ１０内に容易に設置することができる。なお、撹拌機３０は、その設置状態で水中化しているので、撹拌機３０自体の重量は軽くなっており、ドラフトチユーブ１０内に設置しても、支持脚２０を介して汚泥消化槽１内の内壁下部２に問題無く支えられる。
【００１５】
撹拌機３０をドラフトチューブ１０内に設置した後は、汚泥４０を汚泥消化槽１内に満たして、撹拌機３０の運転が開始可能となる。撹拌機３０の運転に伴いスクリュー３２が回転すると、ドラフトチューブ１０の小径管部１１の内部に図１の矢印で示すような下向きあるいは上向きの流れが発生し、これにより汚泥消化槽１内に強制対流による循環流が発生して汚泥４０を全体的に撹拌する。この汚泥４０の撹拌時には、ドラフトチューブ１０の中間管部１３に形成された汚泥流入出用開口１５は、ドラフトチューブ１０内に下向きの流れが発生する際に、汚泥４０の流入口として機能し、ドラフトチューブ１０内に上向きの流れが発生する際に、汚泥４０の流出口として機能する。このため、汚泥消化槽１内に汚泥４０の循環流を確実に発生させることができる。なお、この流入出用開口１５の高さ位置は、図２に示すように、汚泥４０の液面ＷＬの下方であって、汚泥４０の下向き流れ時に空気（ガス）の巻き込みの発生しない位置である。このため、汚泥４０の下向き流れ時に、流入出用開口１５において空気を巻き込むことはない。
【００１６】
次に、撹拌機３０をメンテナンスのために引き上げるときには、汚泥消化槽１内の汚泥４０を空にする必要はなく、図３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、汚泥４０を汚泥消化槽１内に入れた状態で、ドラフトチューブ１０の上端開口にある蓋部材１４を取り外し、クレーン等の揚重装置により吊りワイヤを介して撹拌機３０をドラフトチューブ１０の上端開口から引き上げればよい。図３（Ａ）に示す撹拌機３０の運転状態においては、汚泥消化槽１内に消化ガスが充満しており、撹拌機３０を引き抜くときに、この消化ガスが外部に流出すると、周囲の環境に対して有害なものとなる。しかし、ドラフトチューブ１０の大径管部１２の上端部は点検口４の蓋体５に至るまで延設しているため、この撹拌機３０の引き上げの際に、ドラフチューブ１０自体が汚泥消化槽１内に残留する消化ガスを遮断することができる。このため、消化ガスの槽外への流出を確実に防止することができ、消化ガスの流出に伴う安全措置が不要となるので、撹拌機３０のメンテナンス作業を図４に示す撹拌装置と比べて簡単に行うことができる。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のうち請求項１に係る汚泥消化槽の撹拌装置によれば、撹拌機はドラフトチューブの上端部からその内部に挿抜可能に設置され、ドラフトチューブ及び撹拌機の荷重が支持脚を介して汚泥消化槽内の内壁下部によって支えられるので、亀甲形あるいは算盤形の形状をした既設の消化槽でもその頂部スラブに負担をかけることなく機械撹拌方式の撹拌機を設置することができる。そして、ドラフトチューブの上端部は少なくとも汚泥消化槽の頂部に設けられた点検口の蓋体に至るまで延設しているので、撹拌機を上げ下げ自由な揚重装置によりドラフトチューブの上端部からドラフトチューブ内に容易に設置することができる。また、ドラフトチューブの上端部が前記点検口の蓋体に至るまで延設していることで、汚泥消化槽に汚泥を入れた状態で撹拌機を引き上げるときに、ドラフチューブ自体が汚泥消化槽内に残留する消化ガスを遮断することができ、撹拌機のメンテナンス作業を容易に実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る汚泥消化槽の撹拌装置の実施形態の縦断面図である。
【図２】図１に示す撹拌装置の撹拌機近傍の詳細を示す拡大図である。
【図３】撹拌機運転時から撹拌機を引き上げる時の説明図であり、（Ａ）は撹拌機運転時の部分縦断面図、（Ｂ）は撹拌機引き上げ時の部分縦断面図である。
【図４】従来例の卵形汚泥消化槽の縦断面図である。
【符号の説明】
１  汚泥消化槽
２  内壁下部
３  頂部スラブ
４  点検口
５  蓋体
１０  ドラフトチューブ
１１  小径管部
１２  大径管部
１３  中間管部
１３ａ  傾斜面部
１４  蓋部材
１５  汚泥流入出用開口
２０  支持脚
２１  傾斜脚部
２２  直交脚部
３０  撹拌機
３１  モータ
３２  スクリュー
３３  モータ保持部
３３ａ  本体部
３３ｂ  アーム部
３４  キャブタイヤケーブル
４０  汚泥
ＧＬ  地表面
ＷＬ  汚泥の液面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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