JP4678627B2

JP4678627B2 - 洗浄処理方法ならびに洗浄処理装置

Info

Publication number: JP4678627B2
Application number: JP2009230989A
Authority: JP
Inventors: 利保東
Original assignee: San Ei KK
Current assignee: San Ei KK
Priority date: 2009-09-07
Filing date: 2009-09-07
Publication date: 2011-04-27
Anticipated expiration: 2029-09-07
Also published as: JP2011056487A

Description

本発明は、洗浄処理方法ならびに洗浄処理装置に関する。

水浄化処理場に設けられた沈砂池では、河川や一般家庭等からの汚水が導入され、そこで、その汚水に含まれるし渣を掻揚機により掻き揚げるとともに、沈澱した汚砂をポンプアップして処理する。
汚砂は、回収され焼却されて海に廃棄したり再利用したりするのであるが、そのままではその中に有機固形物類が多量に付着・混在しているため、そのまま廃棄すると広い廃棄場所が必要になったり、前記再利用をするにしても、コンクリートに割れが発生する等の問題が出てくる。
そのため、汚砂をドラムスクリーン等により粉砕しながら焼却処分することにより有機固形物を微細化して前記のような問題が発生しないようにしたものがあるが、同方式は前記問題を解決するには今一つ有効でない。
そのことから本出願人は本出願に先立って前記問題を解決する有効な洗浄処理装置を開発し提案した。その提案は、処理槽の底部のし渣および／または汚砂を滞留させることなく循環する洗浄経路に乗せて洗浄効率を高めることができる洗浄処理装置を提供することを目的とし、具体的には、装置本体たる処理槽は、し渣および／または汚砂を含む汚水を同槽内の下部に導入する導入路と、槽内の汚水を排出する手段と、洗浄水供給手段と、洗浄済みの砂泥を排出する手段とを備えるとともに、処理槽内には、同処理槽に導入されたものがエアーおよび／または水の上昇力発生手段により複数個の分離促進ピースとともに上昇する接触浮上路を備えた浮上用パイプが縦向きに伸びるように設けられるとともに、同処理槽内には、接触浮上路内での上昇流が分離促進ピースとともに再び接触浮上路の下端に導入され接触浮上路とともに循環路を形成する沈降路が形成され、かつ、同処理槽の上部には、導入される汚水から分離浮上した分離浮上物を槽外に取り出すスカム除去装置が設けられている洗浄処理装置であって、前記処理槽の下部内には、前記導入路を処理槽下部に連通状に残すようにして同処理槽の下部を横断する多孔状の制御材が設けられているとともに、前記処理槽の下部内には、前記多孔状制御材に明けられた通孔を通るようにして上下開口状の浮上促進用パイプが挿通支持されて、同浮上促進用パイプの下端開口が処理槽の制御材下方域に連通する一方パイプ上端開口は前記浮上用パイプの下端開口内のやや上方中央に臨むように配置され、前記浮上促進用パイプには、エアーおよび／または水の上昇流発生手段が連通していることを特徴とする洗浄処理装置である（特許文献１）。

特許第３８１１８８７号

上記特許文献１による技術によると、し渣および／または汚砂を含む汚水を導入路を通じて槽内下部に導き、その汚水を、浮上促進用パイプを通じてのエアーおよび／または水の上昇流発生手段により多孔状制御材を通じて浮上用パイプ内の接触浮上路に吹上げて槽内沈降路に循環運動させながら分離促進ピースによる接触攪拌作用を伴って洗浄を受けるように構成されている。
しかし、この洗浄処理装置をそのまま使用して、し渣を含む汚水を対象とするのでなく雨水を対象として使用する場合も多々ある。その場合、豪雨発生時には多量の雨水が沈砂池に流れ込み、それに伴って沈砂池からバケットコンベアなどで送り込まれる砂泥分も一気に多量化する。そうした状況で前記洗浄処理装置を使用すると、粒径が大きく未だ洗浄処理を受けていな被洗浄砂泥が下端の砂泥排出口上に多量に滞留・蓄積してくるため多孔状制御材の目が詰まってしまい本来の浮上用パイプと分離促進ピースを使った洗浄機能の方が著しく低下してしまって運転不能な事態を招くおそれもあったし、そのため、投入対象は汚砂に限定されることになっていた。
また、浮上用パイプ内に吸い込まれた雨水からの砂泥は、浮上用パイプ内を分離促進ピースとともに上昇してその上端開口から沈降路を下降し、さらに多孔状制御材と浮上用パイプの下端との間を通じて再度吸上げられる構造になっていたため、浮上用パイプ内から沈降路を結ぶ軌道上を砂泥が繰返し循環してしまうこととなり、こうした過剰洗浄方式は、有機物を付帯せず付着物の分離しやすい雨水からの砂泥の洗浄には無駄な運転となるだけでなく、次々に投入され多量化する砂泥の効率的な洗浄処理には不向きな装置となっていた。
さらに、装置が停止するとそれまで循環していた分離促進ピースは多孔状制御材の上に全て溜まることになるが、次に運転を再開した場合にこれら分離促進ピースは吸上げられないものも出てくることもあり、その結果、分離促進ピースによる洗浄処理機能の低下を招くおそれもあった。

本発明は、このような従来の方法が有していた問題を解決しようとするものであり、粒径大の未洗浄処理分の槽底への滞留・蓄積を防止して本来処理すべき粒径小の砂泥分の洗浄処理能力を向上させ、砂泥を何回も洗浄処理するのでなく１回の効率洗浄を実現して過剰運転をすることなく多量の砂泥を次々に洗浄処理可能とするとともに、装置停止時の分離促進ピースについても浮上用パイプ内に残って次の運転時の上昇および循環が全てのピースを有効に使って洗浄処理できるようにした洗浄処理方法ならびに洗浄処理装置を提供することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、投入された被洗浄砂泥のうち一定粒径を超えるものについては槽内を沈降後洗浄処理して排出処理する一方、一定粒径未満の被洗浄砂泥については、縦向きの浮上用パイプ内にその下端より導入される流体の上昇流によって管下端開口の多孔状制御材の孔を通じて導入してのち浮上用パイプの途中から導入され前記上昇流とともに上昇する分離促進ピースに接触させて洗浄を受けさせて既洗浄砂泥として分離促進ピースとともにスクリーン上に導出し、さらにスクリーン上に導出される既洗浄砂泥については、スクリーンを通じて分離促進ピースから分離して下降させることにより排出手段を通じて排出させる一方、分離促進ピースの方はスクリーン上を通じて移送させてのちスクリーンと前記浮上用パイプとを連絡するリターンパイプ内を通じて浮上用パイプ内に戻し前記上昇流により再び循環流に乗って浮上用パイプ内を上昇してくる被洗浄砂泥と接触させることで洗浄処理をするようにした。
請求項２に記載の発明は、洗浄水を満たした状態とされて沈砂池から被洗浄砂泥を導入可能とされ導入された被洗浄砂泥が洗浄水内で沈降可能とされた装置本体たる処理槽は、上下を開口状とした縦向きパイプとされその下端開口には被洗浄砂泥のうち一定粒径未満のものを通過させる多孔状制御材を備えるとともにエアーあるいは水などの流体を導く浮上促進用パイプを備え内部で上昇流を発生させて前記一定粒径未満の被洗浄砂泥を複数個の分離促進ピースとともに上昇可能とさせる浮上用パイプと、浮上用パイプの上端出口部からの前記一定粒径未満の被洗浄砂泥および分離促進ピースを受け入れながら前記被洗浄砂泥のみを既洗浄砂泥として下方へ通過させる一方分離促進ピースのみは一定方向へ流動させるように制御するスクリーンと、スクリーン上の分離促進ピースを浮上用パイプ内に還流させるリターンパイプと、沈降してくる被洗浄砂泥および既洗浄砂泥を外部に排出可能に構成されている排出手段とを備えている。

上述したように本発明は構成されているので、粒径大の未洗浄処理分の槽底への滞留・蓄積を防止して本来処理すべき粒径小の砂泥分の洗浄処理能力を向上させ、砂泥を何回も過剰洗浄処理するのでなく１回ないし数回の効率洗浄を実現して過剰運転をすることなく多量の砂泥を次々に洗浄処理して排出可能とするとともに、装置停止時の分離促進ピースについても浮上用パイプ内に残って次の運転時の上昇および循環が全てのピースを有効に使って洗浄処理できるようにした洗浄処理方法ならびに洗浄処理装置を提供することができる。

本発明である洗浄処理方法ならびに洗浄処理装置の一実施形態を示す装置縦断模式正面図。図１のＩＩ−ＩＩ線断面図。図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線拡大断面図。リターンパイプの接続位置についての他の実施形態を示す断面図。スクリーンについての他の実施形態を示す横断平面図。スクリーンについての他の実施形態を示す横断面図。

以下、本発明方法ならびに装置の実施の一形態を図１ないし図３に基づいて説明する。

図１において、１は装置本体である処理槽で、架台２上に固定して設置されている。この処理槽１は、上部が図２のように矩形筒状とされ、その下側の本体部分は、図１の右側が４５度程度傾斜した右斜壁３とされてその下端に排出連通口４を備え、図１の左側が６０度前後の上部左斜壁５と左垂直壁６および４５度程度の下部左斜壁７とを有する。図１の処理槽１を左側からみると、上部矩形筒状の部分からその下の上部左斜壁５までの高さ相当部分が一様な幅としてストレート状とされ、左垂直壁６に相当する部分がやや絞られたテーパー状とされるとともに、下部左斜壁７に相当する部分がさらに絞られたテーパー状とされている。

９は主蓋で、処理槽１の本体に脱着可能に固定され、この主蓋９の左側には砂泥導入筒１０が設けられて、沈砂池からの雨水の砂泥が図示しないバケットコンベアを通じて矢印Ａのように槽内に投入可能とされている。主蓋９の上には脱着可能な蓋１１が取り付けられ、メンテナンス用等に開閉可能とされている。

１３は浮上用パイプで、垂直な部分をパイプ本体１４とするとともに、下端に拡開テーパー状の吸い込み部１５を備え、この吸い込み部１５の下端開口に多孔状制御材１６を横断状に装備してなる。吸い込み部１５は、４５度程度の斜面を有するように拡がっているが、図１に取り出して図示するように３０度程度のより窄ませたものにして上昇流を強く発生させるものにしてもよい。制御材１６の目は、一定粒径（ここでは１０ｍｍ）未満のものだけを通すものとなっている。

また、浮上用パイプ１３は、下部左斜壁７に差し込まれた第１浮上促進用パイプ１７の先端開口を前記制御材１６の中央を通じて吸い込み部１５内に臨ませてエアー（あるいは水などの流体）を供給可能とするとともに、処理槽１の上端を通じてパイプ本体１４に沿うように設けられた第２浮上促進用パイプ１８の下部先端をパイプ本体１４の下端付近に連通状に臨ませた状態とされている。第１および第２浮上促進用パイプ１７，１８は図１の矢印Ｂのように内部洗浄水に上昇流Ｂを発生可能とするものとする。そして、パイプ本体１４の上端には、エルボ１９が設けられ、その上端開口である出口部２０を上側仕切壁２１に支持させてある。この第２浮上促進用パイプ１８からはエアー（あるいは水などの流体）が浮上用パイプ１３内へと向けて連続的に噴出される。

こうした浮上用パイプ１３は、処理槽１における投入砂泥を図１の矢印Ａのように沈降させて槽下端まで導く沈降流域２２を上下にわたって残しつつその沈降砂泥のうち一定粒径（ここでは１０ｍｍ）未満のものだけを吸い上げ一定粒径を超える重いものは矢印Ｃのようにそのまま沈降させて排出連通口４まで導くべく砂泥導入路１０寄りに配置されている。

２５は下側仕切壁で、上側仕切壁２１よりも右斜壁３寄りの低い位置で洗浄水２６中にあるように槽１内を水平に横切って固定配置されている。上側仕切壁２１の下端と下側仕切壁２５の上端間および図１の前後の槽壁間が形成するスペースには、右に緩やかに下がる上段スクリーン２６が嵌め込まれており、このスクリーン２６は、出口部２０から導出されてくる既洗浄砂泥（粒径１０ｍｍ未満）を含む洗浄水や分離促進ピース（直径１０ｍｍ）２７…を受け止めて矢印Ｄのように傾斜方向に流下させながら既洗浄砂泥分のみを矢印Ｅのように通過・沈降させる一方分離促進ピース２７については傾斜方向に移送可能なように桟の長手方向が前記傾斜方向に向くものになっている。

さらに、下側仕切壁２５と右斜壁３との間には、上段スクリーン２６よりも一段下がった高さに下段スクリーン２８が配備され、このスクリーン２８は図２に矢印Ｘで示すように分離促進ピース２７を受け入れて一対のスクリーン２８，２８の合わさる線上に導くように谷型になっている。上段スクリーン２６と下段スクリーン２８とはその縦桟が互いに直角となる関係になっている。スクリーン２６，２８はパンチングメタルでもよい。

下段スクリーン２８の谷部には、浮上用パイプ１３の下部寄りから伸びたリターンパイプ３０の上端開口が臨んでいる。リターンパイプ３０は、下段スクリーン２８で既洗浄砂泥分を矢印Ｆのように排除しながら残った分離促進ピース２７…を受け入れて傾斜設置したパイプ内を通じて浮上用パイプ１３内に流下させるパイプとされている。リターンパイプ３０は、浮上用パイプ１３・上下段スクリーン２６，２８とともに分離促進ピース２７を閉流路としての循環（ループ）経路を構成する。

尚、スクリーン２６は蓋１１を開くことで取り出すことが可能とされ、また、スクリーン２８についても相互間隙間で互いに分離形式になっていることにより図２の右上に示すようにリターンパイプ３０を残した状態で取り外すことが可能とされ、これらはスクリーンの目詰まり除去やスクリーン清掃などのメンテナンスを簡易・確実に行う上で便利である。また、蓋１１を開くことで分離促進ピース２７…を網で回収してそれらを清浄化したり新規交換したりするメンテナンスが自在に行える点でも有利である。蓋１１は折り畳み式を採用することができる。３１は洗浄水ノズルで、処理槽１内を洗浄するのに使用され、また、３２はオーバーフローパイプで、洗浄水３３の槽内レベルを一定化するためのものである。

３５はスクリュー式掻揚機（排出手段）で、下端開口を排出連通口４に連通させるようにして右斜壁３に縦斜め向きに固定され、一定粒径を超える被洗浄砂泥を矢印Ｃのようにまた沈降してくる既洗浄砂泥を矢印Ｇのごとく受け入れて矢印Ｈのように掻き揚げ、矢印１のように排出するものである。
尚、３６は給水パイプで、図３に示すように、掻揚機のスクリューパイプ３７の下端付近にバルブ３８を介して連通状に接続され、同パイプ３７内に矢印Ｊのように常時給水をして一定粒径を超える被洗浄砂泥を洗浄しながら掻き揚げるようにする一方、運転停止時にはバルブ３９を開くことで対向配置の排出パイプ４０を通じて内部底に溜まった砂泥分を矢印Ｋのように排出可能としてある。

処理槽１内には、給水パイプ３６からの給水により洗浄水３３が満たされオーバーフローパイプ３２により常時一定レベルに保たれた状態となっている。この処理槽１内には、豪雨などに伴って多量の雨水が流れ込む沈砂池からの砂泥がバケットコンベアなどの搬送手段により前記砂泥導入筒１０を通じて次々に大量投入される。

投入された被洗浄砂泥のうち一定粒径を超えるものについては槽１内を矢印Ａのように沈降後、排出連通口４を通じて掻揚機３５内に導かれ、その際給水パイプ３６からの給水により洗浄処理を受けて矢印Ｈ，Ｉのように排出処理される。
被洗浄砂泥のうち一定粒径を超えるものについては汚れが軽微で除去しやすいものであるため前記給水により簡単確実に洗浄処理され得る。
一定粒径未満の被洗浄砂泥については、第１・第２浮上促進用パイプ１７，１８からの流体の供給によって矢印Ｂのように上昇流を得ており、その吸上げ力が作用して多孔状制御材１６の目を通じて浮上用パイプ１３内に強制導入される。
被洗浄砂泥は上昇途上で、循環されている分離促進ピース２７…により効果的な洗浄作用を受けて出口部２０から上段スクリーン２６へと導かれ、そのうち既洗浄砂泥分については矢印Ｅのように同スクリーン２６の目を通じて下向きに分離排除される一方、分離促進ピース２７…については矢印Ｄのように下段スクリーン２８上からリターンパイプ３０へと導かれ再び浮上用パイプ１３内に導かれて次々に上昇してくる被洗浄砂泥の洗浄に寄与する。スクリーン２６，２８のように２段階のスクリーンを構成したので、簡略な構造でありながら、分離促進ピース２７…を常時確実かつ円滑にリターンパイプ３０へと導く。

スクリーン２６，２８から分離して矢印Ｅのように沈降してくる既洗浄砂泥分は、右斜壁３に沿った流下作用もあって排出連通口４を通じて掻揚機３５により排出処理される。
掻揚機３５の底域に溜まる砂泥分は排出パイプ４０から排除されるとともに洗浄水ノズル３１からの水により槽内の洗浄が適宜なされる。
装置の運転が停止した際の分離促進ピース２７…は、浮上用パイプ１３の下端域である多孔状制御材１６上に溜まってくるが、制御材１６の目が分離促進ピース２７を通すことのない大きさになっていることから下方外部に放出されることがなくあくまでも浮上用パイプ１３内において待機する。次の運転再開時には、第１．第２浮上促進用パイプ１７，１８の流体噴射に伴い余すことなく強制的に上昇させられ接触洗浄のためにすべてが寄与することになって想定した洗浄効果をいつまでも維持することができる。

尚、前記実施形態は次の点で改変することができる。
前記リターンパイプ３０は、図４に示すように、その下端開口を浮上用パイプ１３のより下端付近に接続することがある。分離促進ピース２７の接触洗浄作用を長く取ることができる。前記上段・下段スクリーン２６，２８は槽幅一杯に設けたが、図５に示すように幅狭型にしてもよい。この場合、各スクリーン２６，２８は分離促進ピース２７の側脇へのこぼれを防止する側縁を備えるものとする。
また、図６に示すように、三角形をしたスクリーン体を逆四角錐面上に配備してスクリーン４２を形成したものにしてもよい。同図のように、スクリーン４２および浮上用パイプ１３を２列あるいはその他複数列をもって並列配備してもよい。スクリーン４２はガイドバー４１に沿って昇降させてメンテナンスを行えるようにしてもよい。このガイドバー４１による昇降案内方式は、図２のスクリーン２６，２８にも適用できる。図２においても、浮上用パイプ１３を２列など複数列配備してもよい。
さらに、被洗浄砂泥を１回洗浄で終えるべく沈降してくる既洗浄砂泥（矢印Ｅ）を排出連通口４の方向に向かわせるための制御板４３を図１のように設けてもよい。この制御板４３はリターンパイプ３０あるいは槽側壁を介して支持する。
また、前記２つの浮上促進用パイプ１７，１８はいずれか一方にまとめることができる。
さらに、前記では処理対象を雨水としたが、下水などの汚水からの汚砂を洗浄の処理対象とすることもできる。

１…処理槽１０…砂泥導入筒１３…浮上用パイプ１７，１８…浮上促進用パイプ２６，２８…スクリーン２７…分離促進ピース３０…リターンパイプ３３…洗浄水３５…掻揚機（排出手段）。

Claims

投入された被洗浄砂泥のうち一定粒径を超えるものについては槽内を沈降後洗浄処理して排出処理する一方、一定粒径未満の被洗浄砂泥については、縦向きの浮上用パイプ内にその下端より導入される流体の上昇流によって管下端開口の多孔状制御材の孔を通じて導入してのち浮上用パイプの途中から導入され前記上昇流とともに上昇する分離促進ピースに接触させて洗浄を受けさせて既洗浄砂泥として分離促進ピースとともにスクリーン上に導出し、さらにスクリーン上に導出される既洗浄砂泥については、スクリーンを通じて分離促進ピースから分離して下降させることにより排出手段を通じて排出させる一方、分離促進ピースの方はスクリーン上を通じて移送させてのちスクリーンと前記浮上用パイプとを連絡するリターンパイプ内を通じて浮上用パイプ内に戻し前記上昇流により再び循環流に乗って浮上用パイプ内を上昇してくる被洗浄砂泥と接触させることで洗浄処理をするようにした洗浄処理方法。
洗浄水を満たした状態とされて沈砂池から被洗浄砂泥を導入可能とされ導入された被洗浄砂泥が洗浄水内で沈降可能とされた装置本体たる処理槽は、上下を開口状とした縦向きパイプとされその下端開口には被洗浄砂泥のうち一定粒径未満のものを通過させる多孔状制御材を備えるとともにエアーあるいは水などの流体を導く浮上促進用パイプを備え内部で上昇流を発生させて前記一定粒径未満の被洗浄砂泥を複数個の分離促進ピースとともに上昇可能とさせる浮上用パイプと、浮上用パイプの上端出口部からの前記一定粒径未満の被洗浄砂泥および分離促進ピースを受け入れながら前記被洗浄砂泥のみを既洗浄砂泥として下方へ通過させる一方分離促進ピースのみは一定方向へ流動させるように制御するスクリーンと、スクリーン上の分離促進ピースを浮上用パイプ内に還流させるリターンパイプと、沈降してくる被洗浄砂泥および既洗浄砂泥を外部に排出可能に構成されている排出手段とを備えている洗浄処理装置。