JP2005013902A - 浮遊物吸引除去装置 - Google Patents

Abstract

【課題】上流側から下流側へゆっくりと流れる下水の水面に浮遊している浮遊物を除去する浮遊物吸引除去装置において、小さな浮遊物を確実に水面から除去することと浮遊物の除去効率を向上させることとを可能にする。
【解決手段】浮遊物２０を先端の吸込口２４から吸引する吸込管２５と、吸込管２５内に吸引圧を発生させる送風機２６と、吸引した浮遊物２０を溜める貯留部２７と、貯留部２７に溜まった浮遊物２０を排出する排出口２８と、浮遊物２０の上流側から下流側への移動を堰止める堰体２９とが設けられ、堰体２９は上流側から下流側へ傾斜したガイド面５２を有し、吸込口２４はガイド面５２の最も下流側寄りの部分に面した位置に配置されている。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば下水処理場の沈砂池に流入する下水（汚水や雨水）等の水面に浮遊している浮遊物を除去する浮遊物吸引除去装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、下水処理施設においては、図１１に示すように、流入下水Ｗ（原水）から沈砂等の沈殿物を除去する設備として沈砂池１が設けられており、沈砂池１の上流側には流入ゲート２が設けられ、下流側には流出ゲート３が設けられている。また、流入ゲート２と流出ゲート３との間には、下水Ｗ中の固形物や浮遊物を捕捉する除塵機４が設けられている。この除塵機４は、バータイプのスクリーン５と、スクリーン５で捕捉された固形物や浮遊物をかき取るレーキ装置とで構成されている。
【０００３】
これによると、流入ゲート２の開口部６から沈砂池１内に流れ込んだ下水Ｗは上流側から下流側へ向かってゆっくりした流速で流れる。この際、下水Ｗ中の固形物や浮遊物は、除塵機４のスクリーン５で捕捉され、レーキ装置でかき取られて除去される。
【０００４】
しかしながら上記の従来形式では、水面に浮遊している直径数ミリ以下のオイルボールや発泡スチロールといった小さな浮遊物を上記除塵機４で除去することは困難であり、沈砂池１の下流側で行われる水処理工程に大きな負荷を与えてしまうといった問題があった。
【０００５】
上記問題の対策として、図１２に示すように、回収ノズル１０を用いて、浮遊物を吸引除去することが考えられる。この回収ノズル１０は、吸込口１１を有し、フロート１２の浮力によって水面１４に浮かんでいる。また、回収ノズル１０には、真空ポンプやコンプレッサー等で吸引する吸引ホース１３が接続されている。
【０００６】
これによると、水面１４に浮遊している小さな浮遊物は、吸込口１１から吸込まれ、吸引ホース１３内を通って除去される（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１０−３０９５７１号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記の従来形式では、沈砂池１内に流入した浮遊物は下水Ｗの流れに伴って水面１４を拡散しながら上流側から下流側へ流れるため、多量の浮遊物が、回収ノズル１０から吸込まれずに、そのまま下流側へ流れ去ってしまうといった問題があり、浮遊物の除去効率が悪かった。
【０００９】
本発明は、小さな浮遊物を確実に水面から除去することができ、浮遊物の除去効率を向上させることが可能な浮遊物吸引除去装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本第１発明は、上流側から下流側に向けて流れる原水の水面に浮遊している浮遊物を除去する浮遊物吸引除去装置であって、上記浮遊物を先端の吸込口から吸引する吸込管と、吸込管内に吸引圧を発生させる吸引圧発生手段と、吸引した浮遊物を溜める貯留部と、貯留部に溜まった浮遊物を排出する排出部とが設けられ、上記吸込口は、浮遊物の上流側から下流側への移動を堰き止める堰体の上流側に面した位置に設けられているものである。
【００１１】
これによると、上流側から下流側へ流れている原水の水面に浮遊している浮遊物は、堰体によって堰き止められるため、堰体の上流側に集められ、吸込口から吸い込まれ、吸込管を経て貯留部に溜められる。このように、浮遊物は、堰体の下流側へ流れ去ることなく、堰体の上流側に集められて吸込口から吸引されるため、小さな浮遊物を確実に水面から除去することができ且つ浮遊物の除去効率が向上する。
【００１２】
本第２発明は、堰体は、水面上から水面下に没入するとともに原水の流れ方向に対して横切って配置され、且つ、平面視において上流側から下流側へ傾斜したガイド面を有しており、上記ガイド面の最も下流側の部分に吸込口が配置されているものである。
【００１３】
これによると、上流側から下流側へ流れている原水の水面に浮遊している浮遊物は、堰体によって堰き止められ、ガイド面に案内されてガイド面の最も下流側寄りの部分に集められ、吸込口から吸い込まれて除去される。このように、浮遊物は、堰体の下流側へ流れ去ることなく、堰体のガイド面の最も下流側寄りの部分に集められて吸込口から吸引されるため、小さな浮遊物を確実に水面から除去することができ且つ浮遊物の除去効率が向上する。
【００１４】
本第３発明は、吸込管の先端部に、水面に浮く浮体が設けられ、水面の上下変動に応じて浮体と共に吸込口が昇降するように構成されているものである。
これによると、水面の上下変動に応じて浮体が昇降するとともに、吸込口が昇降して水面の変動に追随するため、水面から吸込口までの間隔は常にほぼ一定に保たれ、これにより、安定した吸引力が得られる。
【００１５】
本第４発明は、堰体は、水面に浮かんだ状態で、水面の上下変動に応じて昇降自在に構成され、吸込管の先端部が堰体に取付けられており、吸込口が堰体と共に昇降自在に構成されているものである。
【００１６】
これによると、浮遊物は、堰体の下流側へ流れ去ることなく、堰体の上流側に集められて吸込口から吸引されるため、小さな浮遊物を除去することができ且つ浮遊物の除去効率が向上する。さらに、水面の上下変動に応じて吸込口が堰体と一体に昇降するため、水面が変動しても、水面から吸込口までの間隔はほぼ一定に保たれ、これにより、安定した吸引力が得られる。尚、堰体が浮体の役割も兼ねているため、浮体が不要となり、コストダウンが図れる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施の形態を図１〜図３に基づいて説明する。尚、従来のものと同じ部材については同一の符号を付記して説明を省略する。
【００１８】
流入ゲート２と除塵機４との間には、上流側から下流側に向けて流れる下水Ｗ（原水の一例）の水面１４に浮遊している浮遊物２０を除去する浮遊物吸引除去装置２１が設けられている。
【００１９】
上記浮遊物吸引除去装置２１の構成を以下に説明する。
浮遊物吸引除去装置２１は、本体部２３と、浮遊物２０を先端の吸込口２４から吸引する吸込管２５と、吸込管２５内に吸引圧を発生させる送風機２６（吸引圧発生手段の一例）と、吸引した浮遊物２０を溜める貯留部２７と、貯留部２７に溜まった浮遊物２０を排出する排出口２８（排出部の一例）と、浮遊物２０の上流側から下流側への移動を堰き止める堰体２９とで構成されている。
【００２０】
上記本体部２３は傾斜した円筒状に形成され、内部には、多孔板３２と濾し網３３とで構成される円筒状のストレーナー３４が設けられている。本体部２３の上部には、上部開口部３０と、この上部開口部３０を閉じる蓋体３５とが設けられている。上記蓋体３５は、ストレーナー３４の二次側空間３７に連通する内部空間３８を有しており、複数のボルト３６によって着脱自在に取付けられている。
【００２１】
上記吸込管２５は、吸込口２４を有する第１の管体２５ａと、本体部２３に接続された第２の管体２５ｂと、これら第１および第２の管体２５ａ，２５ｂを接続する伸縮継手２５ｃとで構成されている。
【００２２】
上記吸込口２４は下方ほど拡大した円錐状に形成されている。また、上記伸縮継手２５ｃは、蛇腹状に形成され、上下方向に伸縮自在に構成されている。さらに、吸込管２５の先端部（すなわち第１の管体２５ａの下端部）には、水面１４に浮く浮体４１（フロート）がアーム５０を介して複数設けられている。これにより、第１の管体２５ａには浮体４１による浮力が作用し、吸込口２４と水面１４との上下間には、一定の間隔Ｓが形成される。尚、上記第２の管体２５ｂには吸込用バルブ４０（図１参照）が設けられている。
【００２３】
上記送風機２６の吸込口は吸気管４２を介して蓋体３５に接続され、この吸気管４２には吸気用バルブ４３（図１参照）が設けられている。また、送風機２６の吐出口に接続された排気管４４には排気用バルブ４５が設けられている。
【００２４】
また、蓋体３５には、逆洗水をストレーナー３４の二次側空間３７内へ供給する逆洗水供給管４６が接続されており、この逆洗水供給管４６には逆洗用バルブ４７（図１参照）が設けられている。
【００２５】
上記貯留部２７は、ストレーナー３４の下方の空間およびストレーナー３４の外周面と本体部２３の内周面との間の空間に形成されている。また、上記排出口２８は本体部２３の下部に形成されており、さらに、本体部２３の下部には、排出用バルブ４８を介して排出管４９が接続されている。
【００２６】
上記堰体２９は、水面上から水面下に没入するとともに下水Ｗの流れ方向に対して横切って配置され、且つ、平面視において、幅方向の中央部Ａが下流側へ屈曲したＶ形状に形成されている。これにより、堰体２９の上流側に向いた面は上流側から下流側へ傾斜したガイド面５２として形成されている。尚、堰体２９の幅方向の両端部は沈砂池１の両側壁５３に固定されている。また、上記吸込口２４は、ガイド面５２の最も下流側の部分すなわち上記中央部Ａに位置している。
【００２７】
尚、図２に示すように、浮遊物吸引除去装置２１には、ストレーナー３４の上流側（一次側）と下流側（二次側）との差圧を検出する差圧計５１が設けられている。
【００２８】
以下、上記構成における作用を説明する。
吸込用バルブ４０と吸気用バルブ４３と排気用バルブ４５とを開き、逆洗用バルブ４７と排出用バルブ４８とを閉じた状態で、送風機２６を作動させることにより、吸込管２５内の空気が吸引され、吸込管２５内に大気圧より低い吸引圧（＝負圧）が発生する。
【００２９】
また、流入ゲート２の開口部６から沈砂池１内に流れ込んだ下水Ｗは上流側から下流側へ向かってゆっくりした流速で流れる。この際、下水Ｗの水面１４に浮遊している浮遊物２０は、上流側から流れて来て、堰体２９によって堰き止められ、ガイド面５２に案内されて中央部Ａ（すなわち、ガイド面５２の最も下流側の部分）に集められ、上記吸引圧によって吸込口２４から吸込管２５内に吸込まれる。
【００３０】
このようにして吸込まれた浮遊物２０は、吸込管２５内を通って本体部２３内に流れ込み、貯留部２７に貯留する。また、ストレーナー３４によって浮遊物２０が除かれた清浄な空気は、ストレーナー３４の二次側空間３７から蓋体３５の内部空間３８を通過し、吸気管４２と送風機２６と排気管４４とを通って沈砂池１内に排気される。
【００３１】
上記のように、浮遊物２０は、堰体２９の下流側へ流れ去ることなく、堰体２９の中央部Ａに集められて吸込口２４から吸込まれるため、直径数ミリ以下のオイルボールや発泡スチロール等の小さな浮遊物２０であっても確実に水面１４から除去することができ且つ除去効率が向上する。
【００３２】
また、水面１４が上下変動した場合、水面１４の上下変動に応じて浮体４１が上下動し、浮体４１の上下動に追随して伸縮継手２５ｃが上下に伸縮し、吸込口２４が昇降する。このように、水面１４の変動に追随して吸込口２４が昇降するため、水面１４から吸込口２４までの間隔が常にほぼ一定の間隔Ｓに保たれ、これにより、安定した吸引力が得られる。
【００３３】
また、貯留部２７に貯留する浮遊物２０の量が増加し、ストレーナー３４の目詰まりが増大して、差圧計５１で検出される差圧が一定値を超えた場合、以下のようにして上記ストレーナー３４を逆洗するとともに浮遊物２０を本体部２３内から排出する。
【００３４】
すなわち、送風機２６を停止し、吸込用バルブ４０と吸気用バルブ４３とを閉じ、逆洗用バルブ４７と排出用バルブ４８とを開く。そして、逆洗水供給管４６から逆洗水を勢い良く供給する。これにより、逆洗水は、蓋体３５の内部空間３８を経てストレーナー３４の二次側空間３７から一次側へ流れた後、排出口２８から排出され、排出用バルブ４８と排出管４９とを流れて浮遊物集積場（図示せず）へ送られる。この際、ストレーナー３４に付着していたり貯留部２７に貯留されていた浮遊物２０は、上記逆洗水と共に、排出口２８から排出され、排出用バルブ４８と排出管４９とを流れて浮遊物集積場（図示せず）へ送られる。これにより、ストレーナー３４が逆洗されて洗浄され、本体部２３内の浮遊物２０が排出される。
【００３５】
さらに、ストレーナー３４を交換する場合、ボルト３６を取外して蓋体３５を本体部２３から外し、ストレーナー３４を上部開口部３０から斜め上方へ引き抜いて取り出す。その後、逆の手順で、新しいストレーナー３４を本体部２３内に装着すればよい。
【００３６】
上記第１の実施の形態では、図３に示すように堰体２９を平面視においてＶ形状に形成しているが、第２の実施の形態として、図４に示すように、平面視において、平板状の堰体２９を流れ方向に対して傾斜させて設け、堰体２９の一側端に対して他側端を下流側に位置させている。これにより、堰体２９の上流側に向いた面は上流側から下流側へ傾斜したガイド面５２として形成されている。また、上記吸込口２４は、ガイド面５２の最も下流側の部分すなわち堰体２９の他側部Ｂに位置している。
【００３７】
これによると、下水Ｗの水面１４に浮遊している浮遊物２０は、上流側から流れて来て、堰体２９によって堰き止められ、ガイド面５２に案内されて他側部Ｂ（すなわち、ガイド面５２の最も下流側の部分）に集められ、吸引圧によって吸込口２４から吸込管２５内に吸込まれる。
【００３８】
尚、上記第２の実施の形態では、堰体２９の一側端に対して他側端を下流側に位置させているが、反対に、他側端に対して一側端を下流側に位置させ、吸込口２４を堰体２９の一側部に配置してもよい。
【００３９】
さらに、第３の実施の形態として、図５に示すように、堰体２９は、平面視において、幅方向の中央部Ａが上流側へ屈曲した逆Ｖ形状に形成されている。これにより、堰体２９の上流側に向いた面は上流側から下流側へ傾斜したガイド面５２として形成されている。また、上記吸込口２４は、ガイド面５２の最も下流側の部分すなわち堰体２９の両側部Ｂ，Ｃの２箇所に配置されている。尚、この場合、２台の浮遊物吸引除去装置２１を並設してもよいし、図５の仮想線に示すように、１台の浮遊物吸引除去装置２１の吸込管２５を途中から２つに分岐してもよい。
【００４０】
これによると、浮遊物２０は、上流側から流れて来て、堰体２９によって堰き止められ、ガイド面５２に案内されて両側部Ｂ，Ｃ（すなわち、ガイド面５２の最も下流側の部分）に集められ、吸引圧によって両吸込口２４から吸込管２５内に吸込まれる。
【００４１】
尚、上記第１および第３の実施の形態では、図３，図５に示すように、堰体２９は中央部Ａが屈曲したＶ形状又は逆Ｖ形状に形成されているが、中央部Ａを円弧状に形成してもよい。
【００４２】
次に、第４の実施の形態として、図６に示すように、平板状の堰体２９を流れ方向に対して直交させて設けてもよい。この際、吸込口２４は、堰体２９の上流側向きの面に沿った複数箇所（又は１箇所）に配置されている。尚、この場合、複数台の浮遊物吸引除去装置２１を並設してもよいし、図６の仮想線に示すように、１台の浮遊物吸引除去装置２１の吸込管２５を途中から複数に分岐してもよい。
【００４３】
次に、第５の実施の形態として、図７に示すように、堰体２９は下部が上流側で且つ上部が下流側となるように傾斜して設けられている。
次に、第６の実施の形態を図８，図９に基づいて説明する。
【００４４】
堰体６１は、内部に中空部６２を備え、水面上から水面下に没入した状態で浮かんでおり、下水Ｗの流れ方向に対して横切って配置され、且つ、平面視において、幅方向の中央部Ａが下流側へ屈曲したＶ形状に形成されている。堰体６１の両側端は両側壁５３に設けられた案内部材６３の凹部６３ａ内に挿入されており、これにより、堰体６１は、上記案内部材６３によって、上下方向に案内されながら昇降自在に保持されるとともに上下流方向において固定されている。
【００４５】
また、吸込管２５の先端部（すなわち第１の管体２５ａの下端部）は堰体６１の中央部Ａにおける上流側向きの面に一体的に取付けられており、第１の管体２５ａには堰体６１による浮力が作用している。
【００４６】
これによると、水面１４に浮遊している浮遊物２０は、上流側から流れて来て、堰体６１によって堰き止められ、ガイド面５２に案内されて中央部Ａ（すなわち、ガイド面５２の最も下流側の部分）に集められ、吸引圧によって吸込口２４から吸込管２５内に吸込まれる。
【００４７】
また、図８の仮想線で示すように、水面１４が上下変動した場合、水面１４の上下変動に応じて伸縮継手２５ｃが上下方向に伸縮し、堰体６１と一体に吸込口２４が昇降する。このように、水面１４の変動に追随して吸込口２４が昇降するため、水面１４から吸込口２４までの間隔が常にほぼ一定の間隔Ｓに保たれ、これにより、安定した吸引力が得られる。尚、堰体６１が浮体の役割も兼ねているため、第１の実施の形態のような浮体４１（図２参照）が不要となり、コストダウンが図れる。
【００４８】
尚、上記第６の実施の形態では、図９に示すように、Ｖ形状に形成した堰体６１を水面１４に昇降自在に浮かせているが、図４に示したように平板状の堰体６１を流れ方向に対して傾斜させたものであってもよく、或いは、図５に示したように堰体６１を逆Ｖ形状に形成したものであってもよく、さらには、図６に示したように平板状の堰体２９を流れ方向に対して直交させたものであってもよい。
【００４９】
また、上記第６の実施の形態では、図８に示すように、堰体６１の内部に中空部６２を形成することで、堰体６１の浮力を確保しているが、堰体６１を水に浮く材質で製作したり、上記中空部６２に水に浮く部材を挿入して浮力を確保してもよい。
【００５０】
尚、上記各実施の形態では、吸込管２５内の吸引圧は、浮遊物２０だけを吸い上げて水を吸い上げないような値に設定されているが、吸込管２５の途中に水分を分離するミストセパレーターを設けてもよい。
【００５１】
また、上記各実施の形態では、吸込管２５を第１および第２の管体２５ａ，２５ｂと伸縮継手２５ｃとで構成しているが、第７の実施の形態として、吸込管２５を図１０に示すように構成してもよい。すなわち、第１の管体２５ａの上部を第２の管体２５ｂの下部に差し込んで、第１の管体２５ａを第２の管体２５ｂに対して上下方向へスライド自在にしている。尚、第１の管体２５ａの上端部には、第１の管体２５ａの外周面と第２の管体２５ｂの内周面との間をシールするシール材６６（Ｏリング等）が設けられている。
【００５２】
これによると、水面１４が上下変動した場合、水面１４の上下変動に応じて浮体４１が上下動し、第１の管体２５ａが第２の管体２５ｂに対して上下方向へスライドすることにより、吸込口２４が昇降する。このように、水面１４の変動に追随して吸込口２４が昇降するため、水面１４から吸込口２４までの間隔が常にほぼ一定の間隔Ｓに保たれ、これにより、安定した吸引力が得られる。
【００５３】
上記各実施の形態では、本体部２３内に円筒状のストレーナー３４を設けているが、平板状やコーン状のストレーナーを用いてもよい。また、浮遊物２０を吸込む際、空気はストレーナー３４の外側から内側へ流れるが、内側から外側へ流れるようにしてもよい。さらに、ストレーナー３４を多孔板３２と濾し網３３とで構成しているが、多孔板３２のみ或いは濾し網３３のみで構成してもよい。
【００５４】
上記各実施の形態では、原水の一例として、沈砂池１に流入する下水Ｗを挙げたが、下水Ｗのみに限定されるものではない。また、浮遊物吸引除去装置２１を沈砂池１に設置したが、沈砂池１のみに限定されるものではない。
【００５５】
【発明の効果】
以上のように本第１発明では、浮遊物は、堰体の下流側へ流れ去ることなく、堰体の上流側に集められて吸込口から吸引されるため、小さな浮遊物を確実に水面から除去することができ且つ浮遊物の除去効率が向上する。
【００５６】
また、本第２発明では、浮遊物は、堰体の下流側へ流れ去ることなく、堰体のガイド面の最も下流側寄りの部分に集められて吸込口から吸引されるため、小さな浮遊物を確実に水面から除去することができ且つ浮遊物の除去効率が向上する。
【００５７】
また、本第３発明では、水面から吸込口までの間隔が常にほぼ一定に保たれるため、安定した吸引力が得られる。
また、本第４発明では、水面から吸込口までの間隔がほぼ一定に保たれるため、安定した吸引力が得られる。また、堰体が浮体の役割も兼ねているため、浮体が不要となり、コストダウンが図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における浮遊物吸引除去装置の一部を断面にした側面図である。
【図２】同、浮遊物吸引除去装置の断面図である。
【図３】同、浮遊物吸引除去装置の堰体の形状と吸込口の配置を示す平面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態における浮遊物吸引除去装置の堰体の形状と吸込口の配置を示す平面図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態における浮遊物吸引除去装置の堰体の形状と吸込口の配置を示す平面図である。
【図６】本発明の第４の実施の形態における浮遊物吸引除去装置の堰体の形状と吸込口の配置を示す平面図である。
【図７】本発明の第５の実施の形態における浮遊物吸引除去装置の堰体と吸込管との断面図である。
【図８】本発明の第６の実施の形態における浮遊物吸引除去装置の断面図である。
【図９】同、浮遊物吸引除去装置の堰体の形状と吸込口の配置を示す平面図である。
【図１０】本発明の第７の実施の形態における浮遊物吸引除去装置の堰体と吸込管との断面図である。
【図１１】従来の沈砂池の図である。
【図１２】従来の浮遊物回収ノズルの図である。
【符号の説明】
１４ 水面
２０ 浮遊物
２１ 浮遊物吸引除去装置
２４ 吸込口
２５ 吸込管
２６ 送風機（吸引圧発生手段）
２７ 貯留部
２８ 排出口（排出部）
２９ 堰体
４１ 浮体
５２ ガイド面
６１ 堰体
Ｗ 下水（原水）

Claims (4)

1. 上流側から下流側に向けて流れる原水の水面に浮遊している浮遊物を除去する浮遊物吸引除去装置であって、上記浮遊物を先端の吸込口から吸引する吸込管と、吸込管内に吸引圧を発生させる吸引圧発生手段と、吸引した浮遊物を溜める貯留部と、貯留部に溜まった浮遊物を排出する排出部とが設けられ、上記吸込口は、浮遊物の上流側から下流側への移動を堰き止める堰体の上流側に面した位置に設けられていることを特徴とする浮遊物吸引除去装置。
2. 堰体は、水面上から水面下に没入するとともに原水の流れ方向に対して横切って配置され、且つ、平面視において上流側から下流側へ傾斜したガイド面を有しており、上記ガイド面の最も下流側の部分に吸込口が配置されていることを特徴とする請求項１記載の浮遊物吸引除去装置。
3. 吸込管の先端部に、水面に浮く浮体が設けられ、水面の上下変動に応じて浮体と共に吸込口が昇降するように構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の浮遊物吸引除去装置。
4. 堰体は、水面に浮かんだ状態で、水面の上下変動に応じて昇降自在に構成され、吸込管の先端部が堰体に取付けられており、吸込口が堰体と共に昇降自在に構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の浮遊物吸引除去装置。

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