【解決手段】本発明の沈降板装置は、沈殿池1内に鉛直方向に沿って配列される複数の奇数段沈降板10および複数の偶数段沈降板11と、奇数段沈降板10および偶数段沈降板11を回転自在に支持する支持機構15と、奇数段沈降板10に連結された奇数段リンク機構20と、偶数段沈降板11に連結された偶数段リンク機構23と、奇数段リンク機構20を動作させて、奇数段沈降板10を傾斜させる奇数段アクチュエーター30と、偶数段リンク機構23を動作させて、偶数段沈降板11を傾斜させる偶数段アクチュエーター31とを備える。
前記奇数段沈降板および前記偶数段沈降板は、前記奇数段沈降板および前記偶数段沈降板の沈殿面に対して垂直に延びる補助沈降板をそれぞれ有し、前記補助沈降板は、前記奇数段沈降板および前記偶数段沈降板が傾斜した際に流入水に含まれるフロックを堆積することができる補助沈殿面を有することを特徴とする請求項1に記載の沈降板装置。
前記補助沈殿面のそれぞれの面積は、前記奇数段沈降板および前記偶数段沈降板のそれぞれの前記沈殿面の面積の1/5以上であることを特徴とする請求項2に記載の沈降板装置。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は、上述した従来の問題点に鑑みてなされたもので、フロックを円滑に落下させながら、沈澱池内でフロックが舞い上がることを防止することのできる沈降板装置を提供することを目的とする。また、本発明は、沈澱池内でフロックが舞い上がることを防止することのできる沈降板の動作方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上述した課題を解決するための本発明の一態様は、沈殿池内に鉛直方向に沿って配列される複数の奇数段沈降板および複数の偶数段沈降板と、前記奇数段沈降板および前記偶数段沈降板を回転自在に支持する支持機構と、前記奇数段沈降板に連結された奇数段リンク機構と、前記偶数段沈降板に連結された偶数段リンク機構と、前記奇数段リンク機構を動作させて、前記奇数段沈降板を傾斜させる奇数段アクチュエーターと、前記偶数段リンク機構を動作させて、前記偶数段沈降板を傾斜させる偶数段アクチュエーターと、を備えたことを特徴とする沈降板装置である。
【0008】
本発明の好ましい態様は、前記奇数段沈降板および前記偶数段沈降板は、前記奇数段沈降板および前記偶数段沈降板の沈殿面に対して垂直に延びる補助沈降板をそれぞれ有し、前記補助沈降板は、前記奇数段沈降板および前記偶数段沈降板が傾斜した際に流入水に含まれるフロックを堆積することができる補助沈殿面を有することを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記補助沈殿面のそれぞれの面積は、前記奇数段沈降板および前記偶数段沈降板のそれぞれの前記沈殿面の面積の1/5以上であることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、自然エネルギーを電力に変換する電力機器と、前記電力により動作するコンプレッサーと、前記コンプレッサーによって生成された圧縮空気を溜めるタンクとをさらに備え、前記奇数段アクチュエーターおよび前記偶数段アクチュエーターは、前記タンクに溜められた前記圧縮空気により動作するエアシリンダーから構成されることを特徴とする。
【0009】
本発明の他の態様は、沈殿池内に鉛直方向に沿って配列される複数の奇数段沈降板および複数の偶数段沈降板を傾斜させる方法であって、前記奇数段沈降板および前記偶数段沈降板を交互に傾斜させることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記沈澱池内の水を全て抜く時には、前記奇数段沈降板と前記偶数段沈降板とを同時に傾斜させることを特徴とする。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、沈降板を奇数段沈降板からなる群と偶数段沈降板からなる群とに別けて、これら奇数段沈降板と偶数段沈降板とを、それぞれ別々に傾斜させることができる。すなわち、奇数段沈降板を傾斜させるときは、偶数段沈降板はフロックが堆積できる水平状態に保たれ、偶数段沈降板を傾斜させるときは、奇数段沈降板はフロックが堆積できる水平状態に保たれる。このように、鉛直方向に隣接する奇数段沈降板および偶数段沈降板を交互に傾斜させることにより、フロックが落下する距離を小さくすることが可能となり、フロックの破壊が防止される。また、フロックを滑落させる際に、奇数段沈降板または偶数段沈降板のいずれか一方は水平状態を保ったままであるため、フロックが沈澱池内で舞い上がることを効果的に防止することができる。さらに、奇数段沈降板または偶数段沈降板のいずれか一方のみが傾斜するので、沈澱池におけるフロックの沈降促進機能を維持することができる。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
以下に説明する沈殿池は、上水または下水の処理に用いられる沈殿池であるが、本発明の沈降板装置は、フロック等の沈降物が被処理水内に存在するのであれば他の分野の沈殿池にも適用が可能であり、例えば、食品業界の液体処理で用いられる沈殿池に適用することも可能である。
【0013】
図1は、沈殿池1に取り付けられた沈降板装置の一実施形態を示す概略側面図である。
図2は、
図1に示すA−A線断面図である。
図1に示されるように、フロックを沈降、堆積させるための沈殿池1には、被処理水用の流入口2が鉛直方向に沿って複数設けられている。フロックとは、被処理水に凝集剤などを注入することにより集合させられた不純物の集合体のことを言う。流入口2から流入した被処理水は、沈殿池1の長手方向に流れていき、その過程で、被処理水に含まれるフロックが自重により沈降し、沈殿池1の底に堆積する。沈澱池1の底に堆積したフロックは、沈澱池1の底に設けられた回収ピット50に、図示しない沈殿物掻き寄せ機によって掻き寄せられる。
【0014】
沈澱池1には、フロックの沈降を促進させるための複数段(図示した例では7段)の沈降板10,11が配置される。沈降板10,11は、奇数段目に位置する奇数段沈降板10からなる群と、偶数段目に位置する偶数段沈降板11からなる群とで構成される。最上段に位置する沈降板は、1段目の沈降板、すなわち奇数段沈降板10である。奇数段沈降板10および偶数段沈降板11は、鉛直方向に所定の間隔で交互に配列されている。沈降板10,11はそれぞれ矩形状の形状を有している。
【0015】
図2に示されるように、沈降板10,11は、横方向に複数列(図示した例では4列)配置される。沈降板10,11は、矩形状のフレーム3に固定された支持機構15により回転自在に支持されている。沈降板10,11の回転軸心が延びる方向は、沈降板10,11の長手方向(すなわち、長辺が延びる方向)に平行であり、かつ被処理水の流入方向と一致する。
【0016】
図3は、鉛直方向に沿って配列された沈降板10,11の列を示す斜視図である。
図2および
図3に示されるように、沈降板10,11は、これら沈降板10,11の両側に配置された2つの支持機構15によって回転自在に支持されている。これらの支持機構15は、沈降板10,11の両側で鉛直方向に延びる2つの支持ロッド16と、沈降板10,11の短辺それぞれの中央部と2つの支持ロッド16とを回転可能に連結する中央ジョイント17とを備えている。支持ロッド16の両端部は、フレーム3に固定されている。中央ジョイント17は、水平に延びる回転軸まわりに沈降板10,11が回転することを許容する。
【0017】
図2に示すように、複数列の沈降板10,11は、複数の支持機構15を介してフレーム3に連結されており、1つの沈降板ユニットを構成する。
図1では、2つ沈降板ユニットが被処理水の流れ方向に沿って配置される例が示されている。
【0018】
沈降板10,11の両側には、奇数段リンク機構20および偶数段リンク機構23が設けられている。奇数段リンク機構20は奇数段沈降板10の両方の短辺に連結され、偶数段リンク機構23は偶数段沈降板11の両方の短辺に連結されている。
【0019】
奇数段リンク機構20は、奇数段沈降板10の両側に配置された鉛直方向に延びる2つの奇数段ロッド21と、これら2つの奇数段ロッド21を奇数段沈降板10の両短辺それぞれの端部に回転可能に連結する奇数段ジョイント22とを備えている。奇数段ジョイント22は、奇数段沈降板10が奇数段ロッド21に対して相対的に回転することを許容する。
【0020】
偶数段リンク機構23は、偶数段沈降板11の両側に配置された鉛直方向に延びる2つの偶数段ロッド24と、これら2つの偶数段ロッド24を偶数段沈降板11の両短辺それぞれの端部に回転可能に連結する偶数段ジョイント25とを備えている。偶数段ジョイント25は、偶数段沈降板11が偶数段ロッド24に対して相対的に回転することを許容する。
【0021】
奇数段リンク機構20を動作させるための奇数段アクチュエーター30が、当該奇数段リンク機構20に連結されている。奇数段アクチュエーター30が奇数段リンク機構20を動作させると、複数の奇数段沈降板10が同時に傾斜させられる。同様に、偶数段リンク機構23を動作させるための偶数段アクチュエーター31が、当該偶数段リンク機構23に連結されている。偶数段アクチュエーター31が偶数段リンク機構23を動作させると、複数の偶数段沈降板11が同時に傾斜させられる。
【0022】
本実施形態では、奇数段アクチュエーター30および偶数段アクチュエーター31は、奇数段リンク機構20および偶数段リンク機構23をそれぞれ動作させるためのエアシリンダーとして構成されている。以下、奇数段アクチュエーター30および偶数段アクチュエーター31を、それぞれ奇数段エアシリンダー30および偶数段エアシリンダー31ということがある。
【0023】
奇数段エアシリンダー30および偶数段エアシリンダー31は、圧縮空気貯留タンク80に接続されており、この圧縮空気貯留タンク80に溜められた圧縮空気で動作する。圧縮空気貯留タンク80にはコンプレッサー81が接続されており、当該コンプレッサー81は、太陽光、風力、水力などの自然エネルギーを電力に変換する電力機器82に接続されている。コンプレッサー81は、電力機器82で作られた電力によって動作する。電力機器82は、例えば、太陽電池、風力発電機、水力発電機などの自然エネルギーを利用した発電装置である。
【0024】
このような構成であれば、自然エネルギーを利用した省エネルギーな動作方法で沈降板装置を運転することが可能となる。また、太陽光、風力、水力といった不安定な自然エネルギーを、コンプレッサー81を介して圧縮空気貯留タンク80に溜めた圧縮空気として保存しているので、安定して沈降板装置を運転することができる。電力機器82に代えて、商用電源から供給される電力でコンプレッサー81を駆動させてもよい。
【0025】
次に、奇数段沈降板10および偶数段沈降板11の傾斜動作について
図4乃至
図6を用いて説明する。
図4は、水平状態にある沈降板10,11を、沈降板短辺側から見た図である。
図5は、奇数段沈降板10のみが傾斜した状態を示す図である。
図6は、偶数段沈降板11のみが傾斜した状態を示す図である。
図4乃至
図6は、複数列のうちの一列の沈降板10,11のみを示している。
【0026】
図4に示されるように、沈降板10,11が水平状態にあるとき、沈殿面積が最大となる。したがって、沈降板10,11が水平状態にあるときにフロックの除去が最も促進される。沈降板10,11の初期状態は水平状態であり、初期状態にある沈降板10,11の上面にフロックが堆積する。沈降板10,11の上面は沈降板10,11の沈殿面10a,11aを構成する。
【0027】
被処理水が流入口2を通じて沈殿池1に導入されてから所定時間が経過したとき、まず奇数段沈降板10のみを傾斜させて、奇数段沈降板10上のフロックを滑落させ、偶数段沈降板11の沈殿面11a上と沈澱池1の底に移動させる。奇数段沈降板10のみが傾斜した状態が
図5に示される。
図5は一列の奇数段沈降板10が傾斜した状態を示しているが、複数列の奇数段沈降板10が同時に傾斜する。
【0028】
奇数段沈降板10のみが傾斜した状態は、奇数段アクチュエーター30を動作させることによって達成される。奇数段沈降板10の中央部は、支持機構15の中央ジョイント17によって回転可能に支持され、支持機構15はフレーム3に固定されている。したがって、奇数段アクチュエーター30によって奇数段リンク機構20を下方に移動させると、中央ジョイント17を中心に奇数段沈降板10が回動し、
図5に示されるように奇数段沈降板10のみを傾斜させることができる。
【0029】
フロックが沈殿面10a上を滑落することが可能であれば、奇数段沈降板10の傾斜角度は特に制限されない。フロックを確実に滑落させるために、奇数段沈降板10の傾斜角度は、
図5に示されるように、水平方向に対して略90°であることが好ましい。奇数段沈降板10の傾斜角度は、奇数段アクチュエーター30として構成されたエアシリンダーの動作距離(ストローク)を調整することで、変更することができる。
【0030】
奇数段沈降板10を傾斜させた後で、これら奇数段沈降板10は、初期状態である水平状態に復帰させられる。具体的には、奇数段アクチュエーター30を動作させて、奇数段リンク機構20を上方に移動させる。この場合も、上述したように、奇数段沈降板10は、中央ジョイント17を中心に回動する。その結果、
図4に示されるように、奇数段沈降板10および偶数段沈降板11全てが水平状態となる。
【0031】
次いで、偶数段沈降板11のみを傾斜させる。偶数段沈降板11のみが傾斜した状態が
図6に示される。偶数段沈降板11のみが傾斜した状態は、偶数段アクチュエーター31を動作させることによって達成される。偶数段沈降板11の中央部は、支持機構15の中央ジョイント17によって回転可能に支持され、支持機構15はフレーム3に固定されている。したがって、偶数段アクチュエーター31によって偶数段リンク機構23を上方に移動させると、中央ジョイント17を中心に偶数段沈降板11が回動し、
図6に示されるように偶数段沈降板11のみを傾斜させることができる。
【0032】
フロックが沈殿面11a上を滑落することが可能であれば、偶数段沈降板11の傾斜角度は特に制限されない。確実にフロックを滑落させるために、偶数段沈降板11の傾斜角度は、
図6に示されるように、水平方向に対して略90°であることが好ましい。偶数段沈降板11の傾斜角度は、偶数段アクチュエーター31として構成されたエアシリンダーの動作距離(ストローク)を調整することで、変更することができる。
【0033】
偶数段沈降板11を傾斜させた後で、これら偶数段沈降板11は、水平状態に復帰させられる。具体的には、偶数段アクチュエーター31は、偶数段リンク機構23を下方に移動させる。この場合も、上述したように、偶数段沈降板11は、中央ジョイント17を中心に回動する。その結果、
図4に示されるように、奇数段沈降板10および偶数段沈降板11全てが水平状態となる。
【0034】
このように、奇数段沈降板10および偶数段沈降板11は、交互に傾斜させられる。最も上に位置する奇数段沈降板10上に堆積したフロックを、沈澱池1の底まで移動させるために、奇数段沈降板10および偶数段沈降板11の傾斜動作は繰り返し行われる。図示した例では、奇数段沈降板10および偶数段沈降板11は、合計で7回傾斜させることになる。具体的には、奇数段沈降板10が4回傾斜させられ、偶数段沈降板11が3回傾斜させられる。つまり、沈降板10,11が合計でn段配置されているとすると、奇数段沈降板10と偶数段沈降板11との傾斜動作は合計でn回実施される。
【0035】
このように、奇数段沈降板10と偶数段沈降板11とを独立して交互に傾斜させるので、鉛直方向に隣接する沈降板10,11は同時には傾斜しない。したがって、フロックが落下する距離を小さくすることが可能となる。その結果、落下したフロックが破壊されることが防止される。また、フロックを滑落させる際に、奇数段沈降板10または偶数段沈降板11のいずれか一方は水平状態を保ったままであるため、フロックが沈澱池1内で舞い上がることを効果的に防止することができる。さらに、奇数段沈降板10または偶数段沈降板11のいずれか一方のみが傾斜するので、沈澱池1におけるフロックの沈降促進機能を維持することができる。
【0036】
本実施形態では、奇数段沈降板10および偶数段沈降板11は、当該沈降板10,11の沈殿面10a,11aに対して垂直に延びる補助沈降板12を有している。沈殿面10a,11a上へのフロックの沈殿を妨げないように、補助沈降板12は奇数段沈降板10および偶数段沈降板11から下方に延びている。
【0037】
補助沈降板12は、沈降板10,11が傾斜した際に、被処理水に含まれるフロックを堆積することができる補助沈殿面12aを有する(
図5および
図6参照)。各補助沈殿面12aの面積は、沈殿面10a,11aの各面積の1/5以上であるのが好ましい。このように補助沈降板12を設けておけば、奇数段沈降板10または偶数段沈降板11いずれか一方が傾斜させられても、フロックを沈降させるために有効な沈殿面積を補助沈殿面12aによって確保することができる。
【0038】
図2に示されるように、横方向に並ぶ複数列の沈降板10,11は、1つのフレーム3に固定されており、これによって1つの沈降板ユニットとして構成されている。
図1では、2つ沈降板ユニットが被処理水の流れ方向に沿って配置されている。フレーム3には、複数対の支持機構15が固定されており、これにより、フレーム3に複数列の沈降板10,11が支持される。このように、複数の沈降板10,11が1つの沈降板ユニットとして構成されているので、沈澱池1内における沈降板10,11の配置を容易に変更することができる。
【0039】
沈降板装置をメンテナンスしたり、沈澱池1内を清掃したりするために、沈澱池1内の被処理水を全て抜く水抜きが行われることがある。この場合、沈澱池1内でフロックが舞い上がっても問題が発生しないので、奇数段沈降板10と偶数段沈降板11とを同時に傾斜させてもよい。具体的には、奇数段アクチュエーター30と偶数段アクチュエーター31とを同時に動作させてもよい。
【0040】
上記実施形態では、沈澱池1内に配置される沈降板を奇数段沈降板10と偶数段沈降板11とに別けて、これら1段おきに配置された奇数段沈降板10と偶数段沈降板11とを交互に傾斜させている。別の実施形態として、沈澱池1内に配置される沈降板を2段おきに第1沈降板群と第2沈降板群とに別けて、これら第1沈降板群と第2沈降板群とを交互に傾斜させてもよい。この場合、沈澱池1内に配置される沈降板は、上下方向に隣接する2段の沈降板のセットとして構成される第1沈降板群と第2沈降板群とが交互に傾斜させられることになる。第1沈降板群は、第1アクチュエーター30と第1リンク機構20とに連結され、第2沈降板群は、第2アクチュエーター31と第2リンク機構23とに連結される。このように2段おきに配置される第1沈降板群と第2沈降板群とを交互に傾斜させると、最上段の沈降板に堆積したフロックを沈澱池1の底まで移動させるための傾斜動作回数を低減することができる。
【0041】
以上本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。