(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送流体である高圧水流を伴って搬送管路を流れるし渣混合水からし渣を分離脱水するものであって、搬送管路の開口に対向して傾斜配置したスクリーンで形成する一次水切り装置と、一次水切り装置で水切りしたし渣を貯留する分離し渣貯留槽と、分離し渣貯留槽内に一端を浸漬して設置したスパイラル分離脱水機とを有することを特徴とするし渣分離脱水機。
【請求項２】
スクリーンによって分離し渣貯留槽の内部領域をし渣貯留領域と分離水領域とに分割し、分離水領域に接続する分離水ドレン管の開口を、分離し渣貯留槽内の最低水位がスパイラル分離脱水機の下限処理水位以上となる位置に設けたことを特徴とする請求項１記載のし渣分離脱水機。
【請求項３】
スクリーンによって分離し渣貯留槽の内部領域をし渣貯留領域と分離水領域とに分割し、分離水領域に分離水ドレン管を接続し、スクリーンと分離水ドレン管の開口との間に、分離し渣貯留槽内の最低水位がスパイラル分離脱水機の下限処理水位以上となる所定高さの越流堰を設けたことを特徴とする請求項１記載のし渣分離脱水機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、し渣分離脱水機に関し、下水処理施設等の排水処理設備におけるし渣の除去技術に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、下水処理施設おける沈砂池には、例えば図６に示すようなものがある。沈砂池１には揚砂装置２と集砂装置３を設けている。揚砂装置２は沈砂池１の底部に形成した沈砂ピット４に集砂した沈砂を揚砂するものであり、図７に示すように揚砂管５の下端にジェットポンプ６を設けている。ジェットポンプ６は揚砂管５の下端に設けた受管７と、受管７の開口に対向して配置したジェットノズル８からなり、ジェットノズル８から高圧水９に空気１０を混合した高圧ジェット水流１１を受管７に噴き上げ、この噴流がつくる負圧によって周囲の砂およびし渣を水流とともに引き寄せて高圧ジェット水流で受管７の内部に押し込むものである。
【０００３】
集砂装置３は複数のノズル１２を多段に配置したものであり、ノズル１２から沈砂ピット４に向けて高圧水を噴射して沈砂を沈砂ピット４に集砂するものである。沈砂池１の流入口には除塵機１３を配置しており、除塵機１３で除去した流入水中のし渣は搬送装置１４でし渣圧送装置１５に搬送する。図８に示すように、し渣圧送装置１５は破砕機１６で破砕したし渣を貯留するタンク１７とタンク１７の下部に設けた水平型ジェットポンプ１８とを有しており、高圧ジェット水流でし渣を搬送するものである。
【０００４】
加圧水ポンプ設備１９は加圧水タンク２０およびポンプ２１を有し、高圧水供給管路２２、２３を通して揚砂装置２のジェットポンプ６、集砂装置３のノズル１２、し渣圧送装置１５の水平型ジェットポンプ１８に駆動用の高圧水を供給するものである。
【０００５】
ジェットポンプ６は揚砂管５に接続した沈砂搬送管路２４を通して沈砂分離機２５に接続し、し渣圧送装置１５はし渣搬送管路２６を通してし渣分離機２７に接続している。
【０００６】
このし渣分離機２７には、ドラムスクリーン型、回転レーキ型、貯留槽一体型自動除塵機＋スクリュー脱水機などがある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
し渣分離機２７にはし渣圧送装置１５により一時的に大量のし渣混合水が圧送される。このため、し渣分離機２７は最大流入量に合わせてその処理能力を設定する必要があり、平均処理量に対して過大な処理能力を有した過剰設備となる。
【０００８】
また、一時貯留するためのホッパー等の装置自体が大きくなり、装置を配置するためのスペースを確保できずに設置そのものが不可能となる問題があった。
本発明は上記した課題を解決するものであり、短時間に集中的に流入するし渣混合水をコンパクトな槽容量において分離処理することができるし渣分離脱水機を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に係る本発明のし渣分離脱水機は、搬送流体である高圧水流を伴って搬送管路を流れるし渣混合水からし渣を分離脱水するものであって、搬送管路の開口に対向して傾斜配置したスクリーンで形成する一次水切り装置と、一次水切り装置で水切りしたし渣を貯留する分離し渣貯留槽と、分離し渣貯留槽内に一端を浸漬して設置したスパイラル分離脱水機とを有するものである。
【００１０】
上記した構成により、一次水切り装置は搬送管路から流入するし渣混合水を大まかに水切りしてし渣を分離する。このとき、一次水切り装置のスクリーンは傾斜配置した状態にあり、搬送管路を流れるし渣混合水が高圧水流に由来する残留エネルギーを有する状態でスクリーンに当接するので、水切り装置上に分離されたし渣を後続のし渣混合水で効率良く洗い流しながら連続的に水切りが行われる。このように、スクリーン上から分離し渣を除去する駆動力としてし渣混合水が有する残留エネルギーを利用することでスクリーンにおけるし渣の分離を効率良く行うことができるとともに、高圧水流を発生するために使用するポンプ動力を有効に利用して設備全体の動力効率を高めることができる。
【００１１】
一次水切り装置のスクリーンでし渣混合水からほとんどの水を分離してしまうことで、分離し渣貯留槽はほとんど水切りされたし渣のみを貯留することになり、大量のし渣混合水が流入する場合でも、含有されるし渣量のみで槽容量を設計でき、コンパクトになる。
【００１２】
分離し渣貯留槽がコンパクトな槽容量で大量の分離し渣を貯留することで、スパイラル分離脱水機は、分離し渣貯留槽下部に溜まった分離し渣を脱水能力に見合った量ずつ定量的に切り出して水切り、圧縮脱水、搬送を行うことができ、スパイラル分離脱水機側での分離能力は時間当たり流入量など平均化された能力のものを選定することができる。
【００１３】
請求項２に係る本発明のし渣分離脱水機は、スクリーンによって分離し渣貯留槽の内部領域をし渣貯留領域と分離水領域とに分割し、分離水領域に接続する分離水ドレン管の開口を、分離し渣貯留槽内の最低水位がスパイラル分離脱水機の下限処理水位以上となる位置に設けたものである。
【００１４】
上記した構成により、スクリーンを通過した分離水は分離水ドレン管の開口を通って槽外へ排出される。搬送管路から流入するし渣混合水量が比較的少量でスクリーンを通過する分離水量が分離水ドレン管の排水能力より少ない場合には分離し渣貯留槽内の水位が分離水ドレン管の開口付近となる。
【００１５】
しかし、し渣混合水量が少ない場合にあっても分離し渣貯留槽内の最低水位はスパイラル分離脱水機へし渣を円滑に供給可能な下限処理水位以上を保つので、し渣混合水量の少量である時にもスパイラル分離脱水機の処理効率は安定したものとなる。
【００１６】
請求項３に係る本発明のし渣分離脱水機は、スクリーンによって分離し渣貯留槽の内部領域をし渣貯留領域と分離水領域とに分割し、分離水領域に分離水ドレン管を接続し、スクリーンと分離水ドレン管の開口との間に、分離し渣貯留槽内の最低水位がスパイラル分離脱水機の下限処理水位以上となる所定高さの越流堰を設けたものである。
【００１７】
上記した構成により、スクリーンを通過した分離水は分離水ドレン管の開口を通って槽外へ排出される。搬送管路から流入するし渣混合水量が比較的少量でスクリーンを通過する分離水量が分離水ドレン管の排水能力より少ない場合には分離し渣貯留槽内の水位が越流堰付近となる。
【００１８】
しかし、し渣混合水量が少ない場合にあっても分離し渣貯留槽内の最低水位はスパイラル分離脱水機へし渣を円滑に供給可能な下限処理水位以上を保つので、し渣混合水量の少量である時にもスパイラル分離脱水機の処理効率は安定したものとなる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施の形態は先に図６〜図８において説明した構成を基本構成とするものであり、その説明を省略する。図１において、し渣搬送管路２６はし渣を搬送流体である高圧水流によってし渣混合水として搬送するものであり、上流側にはし渣圧送装置１５および加圧水ポンプ設備１９を設けている。
【００２０】
し渣搬送管路２６に連通するし渣分離脱水機２９の分離し渣貯留槽３０の内部には一次水切り装置をなすスクリーン３１を配置しており、スクリーン３１は搬送管路２６の開口３２に対向して傾斜配置し、ウェッジワイヤー等で形成したものである。スクリーン３１の下端にはスクリーン３１で水切りしたし渣を貯留する貯留部３３を設けており、スクリーン３１が分離し渣貯留槽３０の内部領域を、貯留部３３を含むし渣貯留領域３４と分離水領域３５とに分割している。分離し渣貯留槽３０の分離水領域３５には底部に分離水ドレン管３６が連通し、上部にオーバーフロー管３７が連通している。
【００２１】
スパイラル分離脱水機３８は下端を貯留部３３に浸漬して設置しており、し渣を水切り脱水して搬送するものである。スパイラル分離脱水機３８は内部にし渣を搬送するスクリュー３９を配置し、上部に駆動装置４０を設けており、ケーシングの水切部をなす下部側４１および脱水部をなす上部側４２がパンチングメタルからなる。
【００２２】
以下、上記した構成における作用を説明する。し渣分離脱水機２９においてし渣搬送管路２６から分離し渣貯留槽３０に流入するし渣混合水は一次水切り装置であるスクリーン３１で大まかに水切りしてし渣を分離し、分離し渣をし渣貯留領域３４の貯留部３３に貯留するとともに、分離水を分離水ドレン管３６を通して排水する。
【００２３】
このとき、一次水切り装置のスクリーン３１は傾斜配置した状態にあり、し渣搬送管路２６を流れるし渣混合水は高圧水流に由来する残留エネルギーを有する状態でスクリーン３１に当接するので、スクリーン３１上に分離されたし渣を後続のし渣混合水で効率良く洗い流しながら連続的に水切りが行われる。
【００２４】
このように、分離し渣をスクリーン３１上から除去する駆動力としてし渣混合水が有する残留エネルギーを利用することで、スクリーン３１におけるし渣の分離を効率良く行うことができるとともに、高圧水流を発生するために使用する加圧水ポンプ設備１９のポンプ動力を有効に利用して設備全体の動力効率を高めることができる。
【００２５】
一次水切り装置のスクリーン３１でし渣混合水からほとんどの水を分離してしまうことで、分離し渣貯留槽３０のし渣貯留領域３４はほとんど水切りされたし渣のみを貯留することになり、大量のし渣混合水が流入する場合でも、含有されるし渣量のみで槽容量を設計でき、コンパクトになる。分離水を分離水ドレン管３６から排水しきれずに分離し渣貯留槽３０の水面が上限付近にまで上昇すると、分離水はオーバーフロー管３７を通して排水される。
【００２６】
スパイラル分離脱水機３８は駆動装置４０によってスクリュー３９を回転駆動し、貯留部３３に溜まった分離し渣を下部側４１の水切部および上部側の脱水部４２で水切・脱水し、脱離水をドレン管４３を通して排水し、スクリュー３９によって分離し渣を切り出し、さらに圧縮脱水しながら搬送して脱離水をパンチングメタル４２を通して排水し、脱水したし渣を上部のシュート４４から排出する。
【００２７】
スパイラル分離脱水機３８は、分離し渣貯留槽３０がコンパクトな槽容量で大量の分離し渣を貯留することで、貯留部３３に溜まった分離し渣を脱水能力に見合った量ずつ定量的に切り出して水切り、圧縮脱水、搬送を行うことができ、スパイラル分離脱水機３８での分離能力は時間当たり流入量など平均化された能力のものを選定することができる。
【００２８】
図２〜図４は本発明の他の実施の形態を示すものであり、先に図６〜図８において説明した構成を基本構成とするものであり、その説明を省略する。図２〜図４において、し渣搬送管路２６はし渣を搬送流体である高圧水流によってし渣混合水として搬送するものであり、上流側にはし渣圧送装置１５および加圧水ポンプ設備１９を設けている。
【００２９】
し渣搬送管路２６に連通する分離し渣貯留槽１３０の内部には一次水切り装置をなすスクリーン１３１を配置しており、スクリーン１３１は搬送管路２６の開口１３２に対向して傾斜配置し、ウェッジワイヤー等で形成したものである。スクリーン１３１は分離し渣貯留槽１３０の内部領域をスクリーン１３１で水切りしたし渣を貯留するし渣貯留部１３３ａと脱離水貯留部１３３ｂからなる貯留領域１３４と分離水領域１３５とに分割している。
【００３０】
分離し渣貯留槽１３０の分離水領域１３５には分離水ドレン管１３６が連通し、貯留領域１３４の脱離水貯留部１３３ｂには脱離水排出管１３７が連通している。スパイラル分離脱水機１３８はし渣を水切り脱水して搬送するものであり、下端側を分離し渣貯留槽１３０に浸漬して斜め上方に傾斜して設置しており、貯留領域１３４をし渣貯留部１３３ａと脱離水貯留部１３３ｂとに仕切っている。分離水ドレン管１３６の開口１３６ａは、分離し渣貯留槽１３０における最低水位がスパイラル分離脱水機１３８の下限処理水位（ＷＬ）以上となる位置に設けている。
【００３１】
スパイラル分離脱水機１３８は一端を分離し渣貯留槽１３０に浸漬して配置する円筒状のケーシング１３９を有し、ケーシング１３９の内部に軸心回りに回転する螺旋状の搬送翼体１４０を配置し、槽外に位置するケーシング１３９の他端に搬送翼体１４０の回転軸を回転駆動する駆動装置１４１を配置している。
【００３２】
ケーシング１３９は下端側から順次に水切り部１４２、搬送部１４３、圧縮脱水部１４４を有しており、水切り部１４２の上面側にスクリーン１３１に対向して開口する流入口１４５を形成し、圧縮脱水部１４４の下面側に排出ダクト１４６に連通する排出口１４７を形成し、水切り部１４２の下面側部位をパンチングメタル等の多孔部材１４８で形成している。排出口１４７はケーシング１３９の直径巾にわたって開口する矩形状をなしている。
【００３３】
搬送翼体１４０は、水切り部１４２に対応する部位に翼体のみを螺旋状に配したスパイラル翼１４９を有し、搬送部１４３に対応する部位に回転軸１５０の回りに翼体を螺旋状に配したスクリュー翼１５１を有し、圧縮脱水部１４４に対応する部位に翼体をスクリュー翼１５１と逆螺旋状に配置した切出翼１５２を有しており、圧縮脱水部１４４の終端に切出翼１５２の背後に位置してケーシング１３９の他端に背圧板１５３を配置している。
【００３４】
圧縮脱水部１４４には先端が脱離水貯留部１３３ｂに連通する排水管１５４を設けており、ケーシング１３９の上部に配置する散水管１５５は運転初期時に水切り部１４２と圧縮脱水部１４４に散水するものである。
【００３５】
以下、上記した構成における作用を説明する。し渣搬送管路２６から分離し渣貯留槽１３０に流入するし渣混合水は一次水切り装置であるスクリーン１３１で大まかに水切りしてし渣を分離し、分離し渣を貯留領域１３４のし渣貯留部１３３ａに貯留するとともに、スクリーン１３１を通過した分離水を分離水領域１３５から分離水ドレン管１３６を通して外部へ排水する。
【００３６】
このとき、一次水切り装置のスクリーン１３１は傾斜配置した状態にあり、し渣搬送管路２６を流れるし渣混合水は高圧水流に由来する残留エネルギーを有する状態でスクリーン１３１に当接するので、スクリーン１３１上に分離されたし渣を後続のし渣混合水で効率良く洗い流しながら連続的に水切りが行われる。
【００３７】
このように、分離し渣をスクリーン１３１上から除去する駆動力としてし渣混合水が有する残留エネルギーを利用することで、スクリーン１３１におけるし渣の分離を効率良く行うことができるとともに、高圧水流を発生するために使用する加圧水ポンプ設備１９のポンプ動力を有効に利用して設備全体の動力効率を高めることができる。
【００３８】
一次水切り装置のスクリーン１３１でし渣混合水からほとんどの水を分離してしまうことで、分離し渣貯留槽１３０の貯留領域１３４のし渣貯留部１３３ａはほとんど水切りされたし渣のみを貯留することになり、大量のし渣混合水が流入する場合でも、含有されるし渣量のみで槽容量を設計でき、コンパクトになる。
【００３９】
し渣搬送管路２６から流入するし渣混合水量が比較的少量でスクリーン１３１を通過する分離水量が分離水ドレン管１３６の排水能力より少ない場合には分離し渣貯留槽１３０の水位が分離水ドレン管１３６の開口１３６ａの付近となる。
【００４０】
しかし、分離水ドレン管１３６の開口１３６ａは、分離し渣貯留槽１３０における最低水位がスパイラル分離脱水機１３８の下限処理水位（ＷＬ）以上となる位置に設けているので、し渣混合水量が少ない場合にあっても分離し渣貯留槽１３０の最低水位はスパイラル分離脱水機１３８へし渣を円滑に供給可能な下限処理水位以上を保つので、し渣混合水量の少量である時にもスパイラル分離脱水機１３８の処理効率は安定したものとなる。
【００４１】
スパイラル分離脱水機１３８では、駆動装置１４１が搬送翼体１４０の回転軸１５０を回転駆動することでスパイラル翼１４９、スクリュー翼１５１、切出翼１５２が一体的に回転し、流入口１４５からケーシング１３９の内部に流入するし渣を排出口１４７に向かって上方へ搬送する。
【００４２】
水切り部１４２ではスパイラル翼１４９でし渣を上方に引き上げながら下面側部位の多孔部材１４８で水切りし、水切りしたし渣を搬送部１４３でスクリュー翼１５１により上方に搬送し、圧縮脱水部１４４では搬送部１４３から押し出されてくるし渣を背圧板１５３で受け止めて圧縮しながら脱水するとともに、圧縮したし渣をスクリュー翼１５１とは逆螺旋状の切出翼１５２で排出口１４７に切り出し、排出ダクト１４６を通して外部へ排出する。
【００４３】
この排出口１４７から排出ダクト１４６へ排出する際に、図４の破線で示すように、排出口１４７が円形もしくは楕円形をなす場合には切り出したし渣が排出されずに残留するデッドスペースαが生じるが、排出口１４７が矩形状に開口することで圧縮したし渣を円滑に排出できることが経験則として判明している。
【００４４】
図５は本発明の他の実施の形態を示すものであり、スクリーン１３１と分離水ドレン管１３６の開口１３６ａとの間に、分離し渣貯留槽１３０の最低水位がスパイラル分離脱水機１３８の下限処理水位（ＷＬ）以上となる所定高さの越流堰１６０を設けたものである。
【００４５】
上記した構成においては、し渣搬送管路２６から流入するし渣混合水量が比較的少量でスクリーン１３１を通過する分離水量が分離水ドレン管１３６の排水能力より少ない場合には分離し渣貯留槽１３０の水位が越流堰１６０の付近となる。しかし、し渣混合水量が少ない場合にあっても分離し渣貯留槽１３０の最低水位はスパイラル分離脱水機１３８へし渣を円滑に供給可能な下限処理水位（ＷＬ）以上を保つので、し渣混合水量の少量である時にもスパイラル分離脱水機１３８の処理効率は安定したものとなる。
【００４６】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、一次水切り装置においてし渣混合水の有する残留エネルギーを利用することでスクリーンによりし渣の分離を効率良く行うことができ、ポンプ動力を有効に利用して設備全体の動力効率を高めることができ、分離し渣貯留槽が水切りされたし渣のみを貯留することで、大量のし渣混合水の流入に対しても、含有されるし渣量のみに基づいたコンパクトな槽容量とすることができ、分離し渣貯留槽がコンパクトな槽容量で大量の分離し渣を貯留することで、スパイラル分離脱水機は脱水能力に見合った量ずつの水切り、圧縮脱水、搬送を行うことができ、その分離能力を時間当たり流入量など平均化された能力にみあった適切なものに設定できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態におけるし渣分離脱水機を示す断面図である。
【図２】本発明の他の実施の形態におけるし渣分離脱水機を示す断面図である。
【図３】同し渣分離脱水機の概略平面図である。
【図４】同し渣分離脱水機の要部拡大図である。
【図５】本発明の他の実施の形態におけるし渣分離脱水機を示す断面図である。
【図６】下水処理施設における沈砂池の構成を示す模式図である。
【図７】ジェットポンプの作用を示す説明図である。
【図８】し渣圧送装置を示す模式図である。
【符号の説明】
１９    加圧水ポンプ設備
２４    沈砂搬送管路
２６    し渣搬送管路
２９    し渣分離脱水機
３０    分離し渣貯留槽
３１    スクリーン
３２    開口
３３    貯留部
３４    し渣貯留領域
３５    分離水領域
３６    分離水ドレン管
３７    オーバーフロー管
３８    スパイラル分離脱水機
３９    スクリュー
４０    駆動装置
４１    ケーシング
４２    パンチングメタル
４３    ドレン管
４４    シュート
１３０    分離し渣貯留槽
１３１    スクリーン
１３２    開口
１３３ａ  し渣貯留部
１３３ｂ  脱離水貯留部
１３４    貯留領域
１３５    分離水領域
１３６    分離水ドレン管
１３７    脱離水排出管
１３８    スパイラル分離脱水機
１３９    ケーシング
１４０    搬送翼体
１４１    駆動装置
１４２    水切り部
１４３    搬送部
１４４    圧縮脱水部
１４５    流入口
１４６    排出ダクト
１４７    排出口
１４８    多孔部材
１４９    スパイラル翼
１５０    回転軸
１５１    スクリュー翼
１５２    切出翼
１５３    背圧板
１５４    排水管
１５５    散水管
１６０    越流堰
【図１】
0003836020.tif 000002
【図２】
0003836020.tif 000003
【図３】
0003836020.tif 000004
【図４】
0003836020.tif 000005
【図５】
0003836020.tif 000006
【図６】
0003836020.tif 000007
【図７】
0003836020.tif 000008
【図８】
0003836020.tif 000009