特特集
集環境装置①

下水処理場の沈殿池に設置する耐硫酸性樹脂チェーンフライト式
汚泥かき寄せ機
住友重機械エンバイロメント株式会社
開発部
主任技師

柄澤 俊康
ほとんど変わっていないことから信頼性の高い装置あると１．はじめにいえるが、これまでも耐久性向上と負荷低減による省エネル

下水処理場における沈殿池は下水を処理する流れの中ギー化が図られてきた。特に２連の無終端チェーンについて、で２回登場する重要な設備である。まず第１の最初沈殿池

鋳物製から軽量で耐食性の高いステンレスチェーンに代わり、では、下水処理場の沈砂池にて流入中に含まれる比較的更に軽量で耐食性が高い樹脂製チェーンへと変遷している。

大きなごみや砂分が除去されたのち、更に細かい異物を一方、樹脂製チェーンにおいても硫化水素を起因と除去し反応タンクでの処理を効果的に機能させる役割をした硫酸劣化による破断が発生しており、下水処理場の有している。次に、反応タンクで活性汚泥（微生物の環境に適したチェーンの開発が課題であった。

集まり）により処理された流入水を、第２の最終沈殿池でまた、近年多く発生している地震において、チェーン活性汚泥と処理水に分離することで下水はきれいになる。

フライト式汚泥かき寄せ機が機能不全に陥る事例が多く報告されている。沈殿池設備の機能維持は下水道業務

沈殿池には沈降により分離した固形物のかき寄せ機が設置されており、今回報告する装置は沈殿池に設置され継続計画（BCP）において重要な要素となっており、地震への対応も重要な課題となっている。

る汚泥かき寄せ機についてである。24時間連続で動作

そこで、当社では下水処理場への適用を更に向上させする装置であるため安定した動作が求められている。

るため、耐硫酸性を有する樹脂の採用と地震への対応を

チェーンフライト式汚泥かき寄せ機は２連の無終端チェーン強化するための構造を検討し、耐硫酸性樹脂チェーンにフライトを連結し、池底に沈降した汚泥と水面に浮上したフライト式汚泥かき寄せ機［SRノッチ］を開発したのでスカムを連続的にかき寄せる装置である。50年来、構成が本稿で報告する。

沈砂池設備
流入
自動ゲート 除じん機

揚砂機用水最初沈殿池設備

反応タンク設備

最終沈殿池設備

汚泥かき寄せ機

無酸素タンク 好気タンク

汚泥かき寄せ機

消毒設備
塩素

次亜塩素酸ソーダ
注入設備
放流

下水主ポンプ

図１ 下水処理場の一般的なフロー

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にノッチが２箇所あり、それぞれ、正転用、逆転用のノッチ

２．技術概要となっている。連結部について凸凹の組み合わせを２箇所

耐硫酸性樹脂チェーンフライト式汚泥かき寄せ機としており、これも外観上の特徴となっている。本チェーン［SRノッチ］の構造について図２に示す。構成は従来型

は変性ポリフェニレンエーテル（m−PPE）製とし、素材そのチェーンフライト式汚泥かき寄せ機とほぼ同じとなる。

ものが耐硫酸性を有している。ピンはm−PPEにPTFEを含有したものを採用することにより耐硫酸性に加え屈曲本技術の主要構成部品であるSRノッチチェーンについ時の円滑性を確保した。また、リブ構造とすることで、て説明する。図３にSRノッチチェーンを示す。チェーンは

チェーンフライト式汚泥かき寄せ機の樹脂チェーンに

リンク本体とピン、止め輪で構成される。１つのチェーン求められている平均破断強度29.4kN以上を確保した。

チェーンSpecial featureA

チェーン

フライト

A〜 上部リターンレール部

B

チェーン
フライト

フライト

B〜 池底レール部

図２ 耐硫酸性チェーンフライト式汚泥かき寄せ機［ＳＲノッチ］の構造

本体
正転側
ノッチ

止め輪

フライト取付穴（3 か所）
ピン

図３ ＳＲノッチチェーン

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逆転側
ノッチ

進行方向

特集：環境装置①

ポリアセタール（POM）製の従来型樹脂チェーンに３．耐硫酸性ついて耐硫酸性の比較を行った。10％濃度の硫酸を下水処理場では、下水管渠や処理場で発生した硫化各チェーンに噴霧し劣化促進させたのち、チェーンの水素が硫酸に変化し、設備の腐食の原因となっている。

破 断 強 度 を 測 定 し た。 図 ４ に 暴 露 試 験 前 後 の 外 観、沈殿池設備においてもその影響が確認されており、特に図５に破断強度を示す。

最初沈殿池に設置された樹脂製チェーンフライト式汚泥かき寄せ機のチェーンが劣化し破断するという硫酸による暴露試験により、従来型樹脂チェーンが現象が確認されている。そこで、耐硫酸性を有する変性

劣 化 す る 環 境 で も SR ノ ッ チ は 劣 化 し な い こ と か ら

ポリフェニレンエーテル（m−PPE）を採用したSRノッチと、耐硫酸性を有することを確認した。

従来型樹脂チェーン

SRノッチ

暴露試験後

Special feature

暴露試験前
図４ 耐硫酸性試験 暴露試験前後の外観

35試験力（kN）

試料 No.1
試料 No.2
試料 No.3
試料 No.4
試料 No.5
試料 No.6

SR ノッチ30252015105

従来型チェーン

0051015202530

変位（mm）
図５ 破断強度

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４．地震への対応

５．おわりに

地震時に沈殿池の水面が揺動するスロッシング現象に沈殿池設備の汚泥かき寄せ機として50年以上の実績より、チェーンフライト式汚泥かき寄せ機のチェーンががあるチェーンフライト式汚泥かき寄せ機について、脱落するという現象が多く報告されている。チェーン

更なる改善のため、硫酸による樹脂チェーンの劣化やフライト式汚泥かき寄せ機は水面近傍においてリターン地震への対応の課題に取り組んだ。その結果、硫酸に強くレール上にフライトが乗りチェーンの張力でフライトが地震への対応を強化した耐硫酸性樹脂チェーンフライト式移動する単純な構成となっている。そのため、地震時の汚泥かき寄せ機［SRノッチ］を開発した。本機は下水道スロッシング等によりフライトやチェーンが揺れると、BCPに貢献する装置になると期待している。

駆動軸や上部従動軸からのチェーンの脱輪や上部リターン

また、本機は運転時の負荷低減による省エネルギー化

レールからのフライトの脱落等が発生し、運転ができないにも取り組んでおり、SDGs（2015年９月国連サミット状況になることが知られている。そのため、SRノッチで採択された17のゴール・169のターゲットから構成されたは開発段階から本課題に対応する構成を検討した。特に、持続可能な開発目標）にも合致する技術である。

水面近傍におけるチェーンやフライトの脱落を防止する

目標６ 「安全な水とトイレを世界中に」ため、上部リターンレール部においてチェーンの上下を目標７ 「エネルギーをみんなにそしてクリーンに」挟み込む構成とした。また、駆動軸には歯飛びガード、

目標13「気候変動に具体的な対策を」従動軸にはチェーン上部レールによりホイールからのSpecial feature

チェーンの脱落を防止する構造とした。図６にSRノッチ
上部リターンレール部構造を示す。本構造とすることにより、水面近傍においてチェーン及びフライトの脱落を防止し、地震への対応を強化した。

歯飛びガードフライト

チェーン

チェーン上部ガイドレール（スロッシング対策）

フライトシューガイドレール

チェーンガイドレール

チェーン上部ガイドレール（スロッシング対策）
フライト
駆動軸

チェーン
チェーンガイドレール
フライトシューガイドレール

図６ ＳＲノッチ 上部リターンレール部構造

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上部従動軸