(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
屎尿や浄化槽汚泥を圧送ポンプにて圧送供給するサイクロンの下端排出口の下方に除砂バンカー槽を接続し、
この除砂バンカー槽の底部を長手方向に沿って一端から他端に向けて上向きに傾斜させ、
傾斜させた底端を開口させてこの開口に沿ってスクリューコンベヤを接続するとともに、前記スクリューコンベヤの上端側を前記除砂バンカー槽の上部に設けた上澄み液の排出口よりも上方に突出させ、
前記サイクロンの下端排出口から前記除砂バンカー槽内に流入させた屎尿や浄化槽汚泥の上澄み液を前記排出口から排液すると同時に、その沈降物のうち主に砂分を前記スクリューコンベヤにより上向きに搬送してスクリューコンベヤの上端部に設けた搬出口から搬出することを特徴とする屎尿・浄化槽汚泥からの除砂装置。
【請求項２】
前記スクリューコンベヤの傾斜角度を３０°〜３５°にし、同回転速度を３ｒｐｍ以下にした請求項１記載の屎尿・浄化槽汚泥からの除砂装置。
【請求項３】
前記サイクロンの下端排出口を前記除砂バンカー槽の深い側に寄せて接続し、除砂バンカー槽内を浅い側と仕切壁で仕切るとともに、前記仕切壁の下部を開放して除砂バンカー槽の深い側と浅い側とを相互に連通させた請求項１又は２記載の屎尿・浄化槽汚泥からの除砂装置。
【請求項４】
前記スクリューコンベヤがリボンスクリューを備え、スクリューコンベヤの上端側を前記除砂バンカー槽の前記排出口よりも５００ｍｍ以上斜め上方に突出させた請求項１〜３のいずれかに記載の屎尿・浄化槽汚泥からの除砂装置。
【請求項５】
屎尿や浄化槽汚泥を投入して沈砂させる投入槽、破砕機、夾雑物除去装置、加圧脱水機および透過汚水分の受槽をこの順に接続して前記移送ポンプの上流側に設置し、
前記サイクロンで分離した汚水の貯留槽にサイクロンの上端の汚水出口を接続し、
前記加圧脱水機による加圧脱水物と前記スクリューコンベヤからの搬出物とをそれぞれ焼却炉に送るようにしたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の除砂装置を備えた屎尿・浄化槽汚泥処理設備。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、屎尿あるいは屎尿と生活排水等の浄化槽汚泥などを収集して浄化処理するための屎尿・浄化槽汚泥処理設備において、屎尿および浄化槽汚泥に含まれる粒径の小さな（例えば１〜１．５ｍｍ以下の）砂を除去する除砂装置と同除砂装置を備えた屎尿・浄化槽汚泥処理設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】
バキューム車によって収集された屎尿および浄化槽汚泥中には、通常、土砂分がかなり多く含まれている。これは、バキュームホースで屎尿等の吸引作業の終了後に、バキュームホースを引きずることがあるため、道路上等の土砂が吸い込まれるためである。そこで、屎尿・浄化槽処理設備において、砂の除去を行う必要がある。同処理設備の屎尿等の投入槽の一部を構成する沈砂ビットで砂を自然沈降させて除去できるが、ここで除去できる砂は平均粒径が２ｍｍ以上のもので、除去率は５０％前後であり、平均粒径が１ｍｍ〜１．５ｍｍ以下の砂はほとんど除去できない。
【０００３】
ところで、従来の屎尿・浄化槽処理設備は、一般に図２に示すように、沈砂ピット３２および受入ピット３３を備えた投入槽３１、破砕機３４、夾雑物除去装置（ロータリドラムスクリーン）３５、加圧脱水機（スクリュープレス）３６および汚水分の貯留槽３７がこの順に下流側から直列に接続して設けられている。なお、図中の符号４０は焼却炉である。
【０００４】
こうした従来の処理設備では、大容量の砂が貯留槽３７に堆積するため、砂の除去手段を付加した処理設備が提案され、出願公開されている。例えば、特開昭６４−４７５００号公報に記載の装置は、さらに貯留槽からサイクロンに送って液分と砂を含むスラリーとに分離し、液分を別の貯留槽に流入する一方、スラリーはスクリーンで濾過し、濾過しない砂は焼却炉へ送って焼却し、スクリーンを通過する汚水を前記貯留槽へ流入するものである。そのほか、特開平２−２３７６５８号公報および特開平２−２３７６９０号公報に記載の装置があるが、前者は上記した従来の処理設備の受槽の下流にサイクロンを備え、このサイクロンの下端から排出される砂を含むスラリーを脱水機に投入して砂と固形分を焼却炉で焼却する構造からなり、後者は前者の構造において夾雑物除去装置により処理したのち通過水を遠心分離機で直接処理するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の処理設備における除砂手段では、次のような点で改良の余地がある。すなわち、
▲１▼  特開昭６４−４７５００号公報に記載の装置では、固形分の分離用のスクリーンを粒径１ｍｍ以下の細かい砂が通過し、汚水とともに貯留槽に流入して堆積する。その後、貯留槽から生物処理槽に送られるが、砂が流入すると処理に悪影響を及ぼすために、定期的に貯留槽に堆積した砂を取り出す必要がある。この砂出し作業は、貯留槽内に作業者が入って砂を一か所に掻き集め、バキュームホースを介してバキューム車（ローリー車）に吸い込ませたのち、海洋投棄船まで運んで搬入し、海洋投棄するもので、作業に人手を要すうえに汚く且つ危険で大変な作業であり、作業者の労力負担が極めて大きい。
【０００６】
また、屎尿および浄化槽汚泥中に油分が含まれていると、油分がスクリーンに付着して表面に油膜を張るため、汚水分と砂等の固形分とがスクリーンで分離されずに焼却炉へ送られるために失火するおそれがある。
【０００７】
▲２▼  特開平２−２３７６５８号公報および特開平２−２３７６９０号公報に記載の装置は、いずれもサイクロンで液分と分離された砂を含むスラリーを脱水機或いは遠心分離機で分離するので、砂による脱水機或いは遠心分離機内部の摩耗が著しく、寿命が非常に短く、また頻繁に修理を要しその費用の負担が大きい。
【０００８】
この発明は上述の点に鑑みなされたもので、屎尿および浄化槽汚泥中に含まれる土砂分（特に粒径が１．５ｍｍ以下の砂）を確実に除去でき、しかも連続的に浄化処理できる屎尿・浄化槽汚泥からの除砂装置と屎尿・浄化槽汚泥処理設備を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明にかかる屎尿・浄化槽汚泥からの除砂装置（請求項１）は、屎尿や浄化槽汚泥を圧送ポンプにて圧送供給するサイクロンの下端排出口の下方に除砂バンカー槽を接続し、この除砂バンカー槽の底部を長手方向に沿って一端から他端に向けて上向きに傾斜させ、傾斜させた底端を開口させてこの開口に沿ってスクリューコンベヤを接続するとともに、前記スクリューコンベヤの上端側を前記除砂バンカー槽の上部に設けた上澄み液の排出口よりも上方に突出させ、前記サイクロンの下端排出口から前記除砂バンカー槽内に流入した屎尿や浄化槽汚泥の上澄み液を前記排出口から排液すると同時に、その沈降物のうち主に砂を前記スクリューコンベヤにより上向きに搬送してスクリューコンベヤの上端部に設けた搬出口から搬出することを特徴としている。
【００１０】
上記の構成を有する本発明の除砂装置によれば、屎尿や浄化槽汚泥（以下、汚泥という）がサイクロンに圧送されることによってサイクロンで汚水分と砂を含むスラリーとに分離され、汚水分はサイクロンの上端から排出されるとともに、スラリーはサイクロンの下端排出口から除砂バンカー槽に流下する。除砂バンカー槽内では主として砂分が沈降して分離され、上澄みの汚水分はいったん貯留されたのち、元の受槽に戻される。除砂バンカー槽の底部に沈降した砂分はスクリューコンベヤによって上方に持ち上げられ、この上方斜め向き搬送の間に水分が切られ、おおむね砂分だけが上端側へ搬送され、搬出口から搬出される。搬出された砂分は通常、焼却炉へ送られ、焼却処分される。なお、スクリューコンベヤの回転速度は１０ｒｐｍ以下にするのが望ましい。回転速度が１０ｒｐｍを超えると、砂分だけでなく水も一緒に上方へ搬送されるからである。
【００１１】
請求項２記載のように、前記スクリューコンベヤの傾斜角度を３０°〜３５°にし、同回転速度を３ｒｐｍ以下にすることが望ましい。
【００１２】
請求項２記載の除砂装置によれば、除砂バンカー槽の底部に沈降した砂分だけがスクリューコンベヤによって上方に持ち上げられ、上端の搬出口から搬出される。
【００１３】
請求項３記載のように、前記サイクロンの下端排出口を前記除砂バンカー槽の深い側に寄せて接続し、除砂バンカー槽内を浅い側と仕切壁で仕切るとともに、前記仕切壁の下部を開放して除砂バンカー槽の深い側と浅い側とを相互に連通させるとよい。
【００１４】
請求項３記載の除砂装置によれば、サイクロンの下端排出口から搬出された砂を含むスラリーが除砂バンカー槽の深い側に集中的に流下するので、除砂バンカー槽全体にわたって貯留される場合に比べて深い側の汚水中の固形分濃度が高く、砂分の沈降速度が速くて沈降効率も高い。さらに、除砂バンカー槽の浅い側に貯留されるのは大部分が汚水分で、スラリーが除砂バンカー槽内に流入しても波立つことがないので、上澄み汚水を効率よく流出させられる。
【００１５】
請求項４記載のように、前記スクリューコンベヤのスクリューにリボンスクリューを使用し、スクリューコンベヤの上端側を前記除砂バンカー槽の前記排出口よりも５００ｍｍ以上斜め上方に突出させることが望ましい。
【００１６】
請求項４記載の除砂装置のリボンスクリューによれば、除砂バンカー槽に沈降した砂分を上向きに傾斜して搬送する場合に水の切れが非常によく、砂分を上端側へ搬送することができるとともに、除砂バンカー槽内に貯留される汚水の上面からスクリューコンベヤの上端部が斜め上方に５００ｍｍ以上突出しているので、確実に水切りして砂分だけを排出除去できる。
【００１７】
上記の除砂装置を備えた屎尿・浄化槽汚泥処理設備（請求項５）は、屎尿や浄化槽汚泥を投入して沈砂させる投入槽、破砕機、夾雑物除去装置、加圧脱水機および透過汚水分の受槽をこの順に接続して前記移送ポンプの上流側に設置し、前記サイクロンで分離した汚水を一時貯留のため貯留槽にサイクロンの上端の汚水出口を接続し、前記加圧脱水機による加圧脱水物と前記スクリューコンベヤからの搬出物とをそれぞれ焼却炉に送るようにしたことを特徴としている。
【００１８】
上記の構成を有する請求項５記載の屎尿・浄化槽汚泥処理設備によれば、汚泥等は投入槽に投入され、その投入槽の沈砂ピットにて小石や粒子の大きい（粒径２ｍｍ以上）砂および金属類などの固形物が沈降する。粒子の小さな（粒径１．５ｍｍ以下）の砂や汚水分は次の受入ピットに送られた後、そこから通常、破砕機に搬送されて破砕される。さらに、破砕物は夾雑物除去装置に送られ、そこで夾雑物が除去され、夾雑物は続いて加圧脱水機で加圧脱水され、焼却炉に送られて焼却処分される。一方、夾雑物除去装置および加圧脱水機からの透過汚水分はいったん受槽に移送されたのち、上記したサイクロン等を含む除砂装置に送られ、砂分が除去されて一連の浄化処理が遂行される。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明にかかる屎尿・浄化槽汚泥（以下、汚泥ともいう）からの除砂装置の実施の形態とともに同除砂装置を備えた屎尿・浄化槽汚泥処理設備の実施の形態について図面に基づいて説明する。
【００２０】
図１は屎尿等からの除砂装置を備えた屎尿・浄化槽汚泥処理設備の実施例を示すフローシートである。図１に示すように、投入槽１は沈砂ピット２と受入ピット３とを上流側から順に備えており、投入槽１に投入された汚泥に含まれる砂や金属などの一部が、沈砂ピット２で沈降し堆積する。そして、汚泥は隣接する下流側の受入ピット３へ流入する。受入ピット３の底部に設けられた排出口に移送パイプ４の一端が接続され、この移送パイプ４の途中に介設された破砕機５に受入ピット３から排出された汚泥が破砕される。
【００２１】
破砕物は移送パイプ４を通って、夾雑物除去装置として本例ではロータリードラムスクリーン６に移送される。そこで汚泥に混入している紙や布やビニールなどの夾雑物が汚水分と分離されて除去され、夾雑物は加圧脱水機として本例ではスクリュープレス７に送られる。一方、汚水分はロータリードラムスクリーン６の底部に設けられた排液口６ａに排液パイプ９を介して接続された受槽８に送られ、一時貯留される。また、スクリュープレス７で圧縮され、水分が除去された夾雑物は取出口７ｃから取り出され、焼却炉２０へ送られる。スクリュープレス７で生じた水分は、スクリュープレス７の底部に設けれた排水口７ａからパイプ７ｂにより受槽８に排出される。
【００２２】
受槽８の底部は出口８ａにかけて下向きに傾斜し、出口８ａに圧送パイプ１０の一端が接続され、圧送パイプ１０の途中に圧送ポンプ１１が介設されている。圧送パイプ１０の他端は、円筒状サイクロン１２の上部の圧送流入口１２ａに接続されている。サイクロン１２の頂面（上端）に流出口１２ｂが設けられ、また下部は下向きに漸次口径が小さくなるように漏斗状に形成され、その下端に排出口１２ｃが設けられている。サイクロン１２の下方には、除砂バンカー槽１４が設置され、排出口１２ｃに接続された供給管１３が除砂バンカー槽１４の上端に接続されている。
【００２３】
除砂バンカー槽１４は本発明の特徴部分を構成するもので、この底部は一端から他端にかけて本例では水平面に対し約３５°の角度で上向きに傾斜している。底部には全長にわたり開口１４ａが形成され、この開口１４ａに沿ってスクリューコンベヤ１５の上端が連設されている。このスクリューコンベヤ１５の長さは開口１４ａの長さよりも、本例では約５００ｍｍ長く、この長さ分が上端の開口１４ａよりも上方に突出している。また、除砂バンカー槽１４の底部は開口１４ａに向けて両側壁がテーパー状に傾斜し、除砂バンカー槽１４内の汚泥が開口１４ａに流れるようになっている。また、除砂バンカー槽１４内は深い側と浅い側とに、仕切り壁１４ｂにより仕切られている。仕切り壁１４ｂは上端の位置に比べ下端が深い側に偏るようにやや傾斜させて形成され、また仕切り壁１４ｂの下端部は開放され、深い側の汚泥と浅い側の汚泥とが連通する。さらに、除砂バンカー槽１４の浅い側の上部に、上澄み液の排出口１４ｃを設けている。
【００２４】
スクリューコンベヤ１５の上端部には、搬出口１５ａを下向けに開口し、その搬出口１５ａから搬出される主に砂分を焼却炉２０に送るようにしている。本例では、スクリュー１５ｓに螺旋径２５０ｍｍのリボンスクリューを使用し、その回転速度を３ｒｐｍに設定している。この回転速度にすることにより水を分離して砂分だけを上方に搬送できるが、回転速度はスクリュー１５ｓの羽根の螺旋径にはほとんど影響されない。なお、スクリュー１５ｓの羽根の螺旋径は、通常、２００ｍｍ〜３００ｍｍである。スクリューコンベヤ１５は、除砂バンカー槽１４の開口１４ａの全長にわたり連通するように接続されている。また、除砂バンカー槽１４の上澄み液排出口１４ｃに排水パイプ１６の一端を接続し、他端を補助貯留槽１７の上部流入口１７ａに接続している。また補助貯留槽１７の下端に設けた排出口１７ｂに移送パイプ１８の一端を接続し、移送パイプ１８の途中に移送ポンプ１９を介設している。そして、移送パイプ１８の他端を受槽８の上端に接続している。
【００２５】
上記のようにして本実施例の浄化処理設備が構成されるが、以下、主として汚泥中に含まれる砂の除去態様について説明する。
【００２６】
受槽８内に一時貯留された汚泥は、圧送ポンプ１１によってサイクロン１２へ圧送される。サイクロン１２へ圧送され、上部の圧送流入口１２ａから流入することによって、サイクロン１２内で汚水分と砂を含むスラリーとに分離される。汚水分はサイクロン１２の上端流出口１２ｂから貯留槽２１へ排出されるとともに、スラリーはサイクロン１２の下端排出口１２ｃから除砂バンカー槽１４に流下する。除砂バンカー槽１４内において仕切り壁１４ｂの主に左側でスラリー中の主として砂分が沈降し、スラリーから分離される。上澄みの汚水分は仕切り壁１４ｂの右側へ移動し、上澄み液排出口１４ｃからオーバーフロー分が排出され、いったん補助貯留槽１７へ送られ、そこで一時貯留されたのち、移送ポンプ１９によって受槽８へ循環される。なお、貯留槽２１内の汚水は生物処理槽（図示せず）に送られ、生物処理されて浄化されたのちに海や川へ放流される。
【００２７】
一方、除砂バンカー槽１４の底部に沈降した砂分は、開口１４ａからスクリューコンベヤ１５内に流下し、リボンスクリュー１５ｓによって上方に持ち上げられる。本実施例では、リボンスクリュー１５ｓの回転速度を３ｒｐｍに設定し、ゆっくりと回転させているので、砂分（１．５ｍｍ以下）だけがスクリューコンベヤ１５の上端側へ搬送され、スクリューコンベヤ１５による搬送の間に水が切られ、搬出口１５ａから搬出される。搬出された砂分は、焼却炉２０へ送られて焼却処分あるいは場外処分される。このようにして、投入槽１の沈砂ピット２で沈降せず除去されなかった粒径１．５ｍｍ以下の砂が、除砂バンカー槽１４とスクリューコンベヤ１５との連携作用により除去される。したがって、従来のように貯留槽２１内に砂が堆積しないから、砂を取り出す作業が不要になる。
【００２８】
上記に、除砂装置および屎尿・浄化槽汚泥処理設備の一実施例について説明したが、本発明は以下のように実施することもできる。すなわち、
▲１▼  スクリューコンベヤ１５のスクリューにはリボンスクリューのほか、普通の螺旋形やパドルスクリューなどが使用できる。
【００２９】
▲２▼  スクリューコンベヤ１５の傾斜角度は３０°〜３５°前後であればよく、また回転速度はスクリュー径によって変わるが、１０ｒｐｍ以下であればよい。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、本発明の除砂装置および屎尿・浄化槽汚泥処理設備には、次のような優れた効果がある。
【００３１】
(1) 投入槽の沈砂ピットで除去できない粒径１．５ｍｍ以下の細かい砂を除砂バンカー槽とスクリューコンベヤとの組み合わせ動作によって除去できるので、従来のように貯留槽内に堆積する砂を人手で取り出す作業が必要なくなり、作業者の労力負担が大幅に軽減される。
【００３２】
(2) 請求項２記載の除砂装置では、除砂バンカー槽の底部に沈降した砂分だけをスクリューコンベヤが上方に持ち上げるように搬送するので、砂分だけを上端の搬出口から搬出できる。
【００３３】
(3) 請求項３記載の除砂装置は、除砂バンカー槽に流下したスラリー中における砂分の沈降速度が速く、沈降効率が高い。また、除砂バンカー槽内の上澄み汚水も効率よく流出させられる。
【００３４】
(4) 請求項４記載の除砂装置では、砂分を上向きに傾斜して搬送する場合の水の切れが非常によく、砂分を上端側へ搬送することができるとともに、スクリューコンベヤ上端部分で確実に水切りして砂分だけを排出除去できる。
【００３５】
(5) 請求項５記載の屎尿・浄化槽汚泥処理設備では、屎尿や汚泥中の砂分を確実に除去して浄化処理できるので、貯留槽内に堆積する砂を人手で取り出す作業が必要なくなり、作業者の労力負担が大幅に軽減される。また従来のバッチ式処理設備と違って、汚泥等の浄化処理を連続的に行えるので、浄化処理作業の効率が高い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる屎尿等からの除砂装置を備えた屎尿・浄化槽汚泥処理設備の実施例を示すフローシートである。
【図２】従来の一般的な屎尿・浄化槽汚泥処理設備を示すフローシートである。
【符号の説明】
１  投入槽
２  沈砂ピット
３  受入ピット
６  ロータリードラムスクリーン（夾雑物除去装置）
７  スクリュープレス（加圧脱水機）
８  受槽
１１  圧送ポンプ
１２  サイクロン
１４  除砂バンカー槽
１４ｂ仕切り壁
１５  スクリューコンベヤ
１５ｓスクリュー
１７  補助貯留槽
２０  焼却炉
２１  貯留槽
【図１】
0003759811.tif 000002
【図２】
0003759811.tif 000003