(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
下水処理により生成する汚泥を固形成分と水成分に分離する固液分離装置の上記固形成分の排出口に接続して用いられる固形成分排出装置であって、上記固液分離装置からの上記固形成分の排出路を形成する第1の排出路と、上記第1の排出路の側方に連設され且つ洗浄水の排水路を形成する第2の排出路と、上記第1、第2の排出路を内部に有する筐体と、互いに逆方向に正逆回転して上記第1、第2の排出路を交互に開閉する矩形状の第1、第2の開閉体と、上記第1の開閉体の一側縁に連結され且つ上記筐体の上部に架設された第1の軸と、上記第2の開閉体の幅方向のほぼ中央部に連結され且つ上記第1の軸の斜下方で平行して上記筐体に架設された第2の軸と、上記第1、第2の軸それぞれの一端に上記筐体の外側から連結されて上記第1、第2の軸を介して上記第1、第2の開閉体を互いに逆方向に正逆方向に回転させる第1、第2の回転駆動機構と、を備え、上記第1、第2の開閉体が上記第1の排出路を閉鎖している時には、上記第1の開閉体の他端縁部と上記第2の開閉体の一端縁部が重なると共に上記第2の開閉体の他側縁が上記第2の排出路に達し、また、上記第1、第2の開閉体が上記第1の排出路を開放している時には、上記第1、第2の開閉体が上記筐体内で対向して上記第1の排出路の対向面を形成すると共に上記第2の開閉体が上記第1の排出路と上記第2の排出路を遮断することを特徴とする固形成分排出装置。
上記第1の開閉体の他端縁部には下方に折り曲げて上記第2の開閉体の一側縁部に接触する第1の折曲部が形成されていると共に上記第1の軸と交差する両端縁部にはそれぞれ上方に折り曲げられた一対の第1の堰板が形成されており、また、上記第2の開閉体の上記一側縁部には上方に折り曲げて上記折曲部と対向する第2の折曲部が形成されていると共に上記第2の軸と交差する両端縁部にはそれぞれ上方に折り曲げられた一対の第2の堰板が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の固形成分排出装置。
【背景技術】
【0002】
下水処理工程は、例えば汚水を清浄化する水処理工程と、水処理工程で生成する汚泥を処理する汚泥処理工程を含んでいる。水処理工程では、例えば沈砂池で下水に含まれる大きなゴミや砂を沈殿させて取り除き、沈砂池では除去できなかったゴミ等を最初沈殿池で除去する。引き続き、反応槽でバクテリアなどの微生物を活用して水を浄化した後、反応槽で増殖した活性汚泥を最終沈殿池で沈殿させて下水を浄化する。最終的には浄化後の下水を高度処理、消毒処理して河川や海に放流する。
【0003】
汚泥処理工程では、例えば、水処理工程で生成する汚泥を濃縮層で汚泥を沈殿させて濃縮し、上澄みと濃縮汚泥に分けた後、脱水機等の固液分離装置で濃縮汚泥を固形成分と水成分に分離(脱水)し、固形成分を乾燥させて焼却処分等の最終処理に供する。
【0004】
濃縮汚泥を気液分離する固液分離装置としては、例えば特許文献1に記載の遠心脱水機が知られている。この遠心脱水機は、円筒部とその一端に連設された円錐状の筒部からなるボウルと、ボウル内に軸芯を共有して設けられ且つ円筒部とその一端に連設されたインナーコーンとからなる多数の孔を有する内筒と、これらが収納されたケーシングと、を備えている。また、内筒の円筒部とインナーコーンの外周面にはスクリューが連続して設けられ、スクリューはボウルの内周面に摺接し、汚泥は内筒内に供給され、多数の孔を介してボウルの内周面と内筒の外周面の間でスクリューによって加圧脱水される。分離水はその排出口から排出され、脱水後の汚泥(固形成分)はケーキとして排出口から排出される。
【0005】
特許文献1の遠心脱水機のケーキ排出口には記載されていないが、ケーキ排出口には例えば固形成分排出装置としての開閉体が設けられ、ケーキを排出する時には開閉体が駆動して排出口を開放し、排出口からケーキを排出するようになされている。従来の固形成分排出装置に用いられる開閉体は一枚板として形成されており、その開閉体を油圧シリンダ等のシリンダ機構で水平移動させて排出口を開閉するようにしている。また、他の固形成分排出装置としては、開閉体の一側縁に回転軸が設けられ、この軸をモータ等の回転駆動機構によって正逆方向に回転させることで回転軸を中心にして開閉体の他側縁を揺動させて排出口を開閉するようにしている。
【0006】
【特許文献1】特開平06−320200
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、特許文献1に記載の遠心脱水機のケーキ排出口に接続して用いられる従来の固形成分排出装置の場合には、いずれの開閉体も一枚板として形成されているため、開閉体自体が大きく、シリンダ機構が大型化し、更にシリンダ機構で開閉する開閉体の場合には開閉体が水平方向に大きく張り出して遠心脱水機としてのフットプリントが大きくなる課題があった。また、回転駆動機構で開閉する場合には開閉体自体が大きく、開閉体の揺動半径が大きいため、遠心脱水機の設置高さが高くなり、結果的に大きな設置スペースが必要であった。更に、従来の開閉体は排出路を閉鎖した時の気密性に劣るため、遠心脱水機を洗浄する際に、洗浄水が開閉体の隙間からケーキの排出路に漏れてケーキの含水率が大きくなり、ケーキの乾燥工程などの後処理工程で多大な時間を要する等の悪影響を及ぼすという課題があった。
【0008】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、下水処理場に設置される遠心脱水機等の固液分離装置に用いられる固形成分排出装置を小型化して固液分離装置の設置スペースを省スペース化することができる固形成分排出装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の請求項1に記載の固形成分排出装置は、下水処理により生成する汚泥を固形成分と水成分に分離する固液分離装置の上記固形成分の排出口に接続して用いられる固形成分排出装置であって、上記固液分離装置からの上記固形成分の排出路を形成する第1の排出路と、上記第1の排出路の側方に連設され且つ洗浄水の排水路を形成する第2の排出路と、上記第1、第2の排出路を内部に有する筐体と、互いに逆方向に正逆回転して上記第1、第2の排出路を交互に開閉する矩形状の第1、第2の開閉体と、上記第1の開閉体の一側縁に連結され且つ上記筐体の上部に架設された第1の軸と、上記第2の開閉体の幅方向のほぼ中央部に連結され且つ上記第1の軸の斜下方で平行して上記筐体に架設された第2の軸と、上記第1、第2の軸それぞれの一端に上記筐体の外側から連結されて上記第1、第2の軸を介して上記第1、第2の開閉体を互いに逆方向に正逆方向に回転させる第1、第2の回転駆動機構と、を備え、上記第1、第2の開閉体が上記第1の排出路を閉鎖している時には、上記第1の開閉体の他端縁部と上記第2の開閉体の一端縁部が重なると共に上記第2の開閉体の他側縁が上記第2の排出路に達し、また、上記第1、第2の開閉
体が上記第1の排出路を開放している時には、上記第1、第2の開閉体が上記筐体内で対向して上記第1の排出路の対向面を形成すると共に上記第2の開閉体が上記第1の排出路と上記第2の排出路を遮断することを特徴とするものである。
【0010】
また、本発明の請求項2に記載の固形成分排出装置は、請求項1に記載の発明において、上記第1の開閉体の他端縁部には下方に折り曲げて上記第2の開閉体の一側縁部に接触する第1の折曲部が形成されていると共に上記第1の軸と交差する両端縁部にはそれぞれ上方に折り曲げられた一対の第1の堰板が形成されており、また、上記第2の開閉体の上記一側縁部には上方に折り曲げて上記折曲部と対向する第2の折曲部が形成されていると共に上記第2の軸と交差する両端縁部にはそれぞれ上方に折り曲げられた一対の第2の堰板が形成されていることを特徴とするものである。
【0011】
また、本発明の請求項3に記載の固形成分排出装置は、請求項1または請求項2に記載の発明において、上記第1、第2の軸は、いずれも上記筐体に設けられたオイルレスメタル製ブッシュで回
転自在に支持されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、下水処理場に設置される遠心脱水機等の固液分離装置に用いられる固形成分排出装置を小型化して固液分離装置の設置スペースを省スペース化することができる固形成分排出装置を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、
図1〜
図6に示す実施形態に基づいて本発明を説明する。
【0015】
本実施形態の固形成分排出装置は、下水処理により生成する汚泥を固形成分(以下、「ケーキ」と称す。)と水成分(以下、単に「水」と称す。)に分離する固液分離装置(例えば遠心脱水機)(図示せず)のケーキ排出口に接続して用いられる。この固形成分排出装置(以下、「ケーキ排出装置」と称す。)10は、例えば
図1に示すように平面形状が矩形状に形成された筐体11を備えている。筐体11の内部には後述するようにケーキの排出路と遠心脱水機の洗浄水の排出路が並設され、第1、第2の排出路は互いに隔壁によって区画されている。これらの排出路の下部はいずれも開口が下方に向けて徐々に縮小するホッパーとして形成されている(
図3参照)。そして、第1、第2の排出路は、後述するように第1、第2の開閉体によって開閉するように構成されている。
【0016】
そこで、本実施形態のケーキ排出装置(以下、「ケーキ排出装置」と称す。)10について
図1〜
図3を参照しながら詳述する。
図1〜
図3に示すように筐体11内には、遠心脱水機からのケーキを排出する第1の排出路11Aと、第1の排出路11Aの側方に隔壁11Bを介して連設されて洗浄水を排出する第2の排出路11Cが形成されている。筐体11の第1、第2の排出路11A、11Cは、
図1、
図3示すようにいずれも左右の側面の下半分が内側に傾斜するホッパー部として形成されている。第1の排出路11Aの上端には矩形状の筒部11Dが突出し、その上端にはフランジ11Eが形成され、フランジ11Eを介して遠心脱水機のケーキ排出口に接続される。
【0017】
筐体11内には、第1、第2の排出路11A、11Cを開閉する第1、第2の開閉体12、13が設けられている。以下では、第1の開閉体を上部ダンパーと称し、第2の開閉体を下部ダンパーと称す。
図2、
図3に示すように上部ダンパー12は第1の軸14を介して第1、第2の排出路11A、11Cを開閉するように構成され、下部ダンパー13は第2の軸15を介して第1、第2の排出路11A、11Cを開閉するように構成されている。
【0018】
第1の軸14は、
図3に示すように筐体11の上端のやや下方に位置するように筐体11の対向側面間に架設されている。この第1の軸14には上部ダンパー12の一側縁部(
図2、
図3では右端縁部)が連結され、上部ダンパー12の他端縁部(
図2、
図3では左端縁部)が自由端として形成されている。また、第2の軸15は、同図に示すように筐体11内の隔壁11Bのやや下方に位置するように筐体11の対向側面間に架設されている。第2の軸15は第1の軸14より低い位置にある。第2の軸15には下部ダンパー13の左右両端縁のほぼ中央位置が連結され、下部ダンパー13は第2の軸15を中心に左右両端が揺動するように構成されている。
【0019】
第1、第2の軸14、15それぞれの一端に
図1、
図2に示すように第1、第2の回転駆動機構16、17が連結され、第1、第2の回転駆動機構16、17が駆動することにより第1、第2の軸14、15を介して上下のダンパー12、13を互いに逆方向に正逆方向に回転させ、上下のダンパー12、13で第1、第2の排出路11A、11Cを開閉するように構成されている。第1、第2の回転駆動機構16、17は、
図1に示すようにいずれも回転駆動源であるモータ16A、17Aと、それぞれのモータを減速する減速機16B、17Bと、を有している。そして、減速機16B、17Bがそれぞれ第1、第2の軸14、15の一端部にそれぞれ連結されている。
【0020】
第1、第2の軸12、13の他端部には、
図2に示すようにそれぞれ接触子14A、15Aが取り付けられ、接触子14A、15Aがそれそれの近傍に設けられたリミットスイッチ(図示せず)と接触することで第1、第2の回転駆動機構16、17の正逆方向の回転量が制御される。
【0021】
図3に実線で示すように上部ダンパー12と下部ダンパー13とで第1の排出路11Aを閉鎖した状態では上部ダンパー12の左端縁部と下部ダンパー13の右端縁部が重なるようになっている。
図3に二点鎖線で示すように上部ダンパー12と下部ダンパー13が第1の排出路11Aを開放した状態では上部ダンパー12と下部ダンパー13は互いに対向すると共に下部ダンパー13で第2の排出路11Cを閉鎖するように構成されている。そして、上部ダンパー12と下部ダンパー13とで第1の排出路11Aを閉鎖した状態では、後述するように上部ダンパー12と下部ダンパー13の間には殆ど隙間がない状態になる。
【0022】
そこで、上部ダンパー12、下部ダンパー13について、
図4、
図5を参照しながら更に説明する。
【0023】
上部ダンパー12は、第1の回転駆動機構16が駆動することで第1の軸14を中心にして自由端が上下に揺動するようになっている。また、上部ダンパー12の自由端は
図3に示すように下方にほぼ垂直に折曲された折曲端12Aとして形成されている。
図4の(a)〜(c)に示すように上部ダンパー12の上面は例えば超高分子量ポリエチレン板12Bによって被覆され、固形成分が滑りやすくなっている。また、左右両端縁に直交する他の両側縁はそれぞれ上方に垂直に折曲されて互いに対向する第1の堰板12C、12Cとして形成されており、後述するように洗浄水が上部ダンパー12を流下する時に一対の第1の堰板12C、12Cが流水の溢流を防止するようにしている。
【0024】
更に、
図4の(a)〜(c)に示すように上部ダンパー12の下面には第1の軸14から折曲端12Aに向かう複数の補強リブ12Dが互いに所定間隔を空けた5箇所に設けられている。補強リブ12Dは、
図3に示すように上部ダンパー12を下面で補強し、第1の軸14に対して上部ダンパー12を連結している。
【0025】
また、第2の軸15は下部ダンパー13の一端縁(
図2、
図3では右端縁)と他端縁(
図2、
図3では左端縁)のほぼ中央に固定されていると共にこれらの左右両端縁が自由端として構成されている。従って、下部ダンパー13は、第2の回転駆動機構17が駆動することで第2の軸15を中心にして左右の自由端が上下に揺動するようになている。また、下部ダンパー13の右端縁は
図3に示すように斜め上方に折曲された傾斜端13Aとして形成されている。下部ダンパー13の上面は上部ダンパー12と同様に例えば超高分子量ポリエチレン板13Bによって被覆されている。
図5の(a)〜(c)に示すように左右両端縁に直交する他の両側縁はそれぞれ上方に垂直に折曲されて互いに対向する第2の堰板13C、13Cとして形成されており、後述するように洗浄水が下部ダンパー13を流下する時に一対の第2の堰板13C、13Cが流下水の溢流を防止するようにしている。
【0026】
更に、
図5の(a)〜(c)に示すように下部ダンパー13の下面には右端縁から左端縁に達する補強リブ13Dが互いに所定間隔を空けて複数箇所(
図2では5箇所)に設けられている。補強リブ13Dは、
図3、
図5の(a)〜(c)に示すように下部ダンパー13を下面で補強すると共に第2の軸15に対して下部ダンパー13を連結している。
【0027】
図2、
図3に示すように上部ダンパー12と下部ダンパー13とで第1の排出路11Aを遮蔽している時には、上部ダンパー12と下部ダンパー13は隙間なく連続し、斜め下方に傾斜している。上部ダンパー12と下部ダンパー13の平面と水平面とのなす傾斜角θ(
図3参照)は14°以上に形成されている。上下のダンパー12、13の傾斜が14°よりも緩いと水の流れが遅く、第1、第2の堰板12C、13Cから下方のケーキの搬送路に溢れ、ケーキの含水率を高める虞がある。下部ダンパー13は、
図2に示すように上部ダンパー12の第1の堰板12
C、12
Cが第2の堰板13
C、13
Cの内側に入り込むように上部ダンパー12より僅かに幅広に形成されている。また、
図3に示すように上部ダンパー12の折曲端12Aが下部ダンパー13の右端縁部と接触し、下部ダンパー13の傾斜端13Aと対向するようになっている。このように構成されることで上部ダンパー12と下部ダンパー13が第1の排出路11Aを遮断した状態では上部ダンパー12と下部ダンパー13が第1の排出路11Aを隙間なく遮断し、上部ダンパー12と下部ダンパー13上を流れる洗浄水がケーキの排出口から漏出しないようにしてある。
【0028】
また、
図3に示すように第1の軸14の上方には主として上部ダンパー12と下部ダンパー13の上面に洗浄水を供給する洗浄水配管18が設けられている。この洗浄水配管18は第1の軸14に平行して筐体11を横断している。この洗浄水配管18には所定の間隔を空けて複数個のノズル18Aが設けられている。これらのノズル18Aは閉鎖時の上部ダンパー12と下部ダンパー13の傾斜角にほぼ合わせて洗浄水配管18に取り付けられている。また、洗浄水配管18の下方にはガイドプレート19が傾斜して設けられ、このガイドプレート19は洗浄水配管18から供給される洗浄水を上部ダンパー12へ案内するようになされている。尚、
図6において、20は洗浄水配管18を支持する支持体である。
【0029】
また、図示してないが、第1、第2の軸14、15は、いずれも筐体11の側面に固定された取付ベース板に形成された孔で回転自在に軸支されている。取付ベース板の孔の内周面はオイルレスメタルからなるブッシュが装着されており、第1、第2の軸14、15は、いずれもオイルレスメタル製のブッシュに摺接している。従って、本実施形態では軸受のように給油等のメンテナンスする必要がなく、上部ダンパー12及び下部ダンパー13のメンテナンスフリーを実現することができる。
【0030】
次に、ケーキ排出装置10の動作について説明する。
【0031】
遠心脱水機において汚泥の脱水を行う時には、ケーキ排出装置10の第1、第2の回転駆動機構16、17を駆動させて上部ダンパー12と下部ダンパー13を開き第1の排出路11Aを開放しなくてはならない。それにはまず第2の回転駆動機構17が駆動し、下部ダンパー13が第2の軸15を介して
図3に矢印Aで示すように時計方向に回転して
図3に示す実線の位置から二点鎖線の位置に達すると接触子15Aとリミットスイッチの働きで下部ダンパー13が停止し、第1の排出路11Aを開放すると共に隔壁11Bの下方の開口を閉じて第1の排出路11Aから第2の排出路11Cを遮断する。第2の回転駆動機構17の作動直後に第1の回転駆動機構16が駆動し、上部ダンパー12が第1の軸14を介して
図3に矢印Bで示すように反時計方向に回転して
図3に示す実線位置から二点鎖線位置に達すると接触子14Aとリミットスイッチの働きで上部ダンパー12が停止し、第1の排出路11Aを開放すると共に平面形状が矩形状の第1の排出路11Aとして完全に開放する。このようにケーキ排出装置10が作動して遠心脱水機のケーキ排出路を完全に開放すると、遠心脱水機で脱水されたケーキが連続的にケーキ排出装置10を介して排出され、ケーキの搬送路(図示せず)上に落下し、後工程へ搬送される。
【0032】
遠心脱水機で汚泥を連続的に処理すれば、定期的に遠心脱水機を洗浄し、あるいはメンテナンスを行う。この時に、上部ダンパー12と下部ダンパー13で第1の排出路11Aを閉鎖すると共に第2の排出路11Cを開放する。それには上部ダンパー12及び下部ダンパー13は、第1の排出路11Aを開放する時とは逆の経路を辿って駆動する。即ち、まず上部ダンパー12が第1の回転駆動機構16の駆動により第1の軸14を介して
図3に示す二点鎖線位置から実線位置まで回転し、接触子14Aとリミットスイッチの働きで傾斜角14°の位置で停止する。この間に下部ダンパー13が第2の回転駆動機構17の駆動により第2の軸15を介して
図3に示す二点鎖線位置から実線位置まで回転し、接触子15Aとリミットスイッチの働きで傾斜角14°の位置で停止する。この時、下部ダンパー13の右端縁部が上部ダンパー12下面の左端縁部と重なり、下部ダンパー13の傾斜端13Aが上部ダンパーの下面に接触すると共に上部ダンパー12の折曲端12Aが下部ダンパー13の右端縁部の上面に接触し、上部ダンパー12と下部ダンパー13とで隙間のない傾斜面を形成すると共に第2の排出路11Cを開放する。
【0033】
この時、
図2に示すように上部ダンパー12の一対の第1の堰板12C、12Cが下部ダンパー13の一対の第2の堰板13C、13Cの内側に接触し、第1、第2の堰板12C、13Cの繋ぎ目に隙間が生じることがない。そのため、遠心脱水機内の洗浄排水がケーキの排出口からケーキ排出路10側に流下しても洗浄排水は上下のダンパー12、13の傾斜面に沿って円滑に流下し、第2の排出路11Cを経由して所定の排水路から所定の場所へ排水される。この時、ケーキ排出装置10の洗浄水配管18から上下のダンパー12、13上へ洗浄水を給水し、上下のダンパー12、13上面にケーキが残留しないように確実に洗い流すことができる。
【0034】
以上説明したように本実施形態によれば、ケーキ排出装置10の開閉体が上部ダンパー12と下部ダンパー13によって構成されているため、上下のダンパー12、13はそれぞれの軸14、15を介して正逆回転する時の回転半径が短く、上下のダンパー12、13の作動空間を小さくすることができ、延いてはケーキ排出装置10の設置スペース、延いては遠心脱水機等の固液分離装置の設置スペースを省スペース化することができる。
【0035】
また、本実施形態によれば、上部ダンパー12と下部ダンパー13で第1の排出路11Aを閉鎖すると、上部ダンパー12の折曲端12Aと下部ダンパー13の傾斜端13Aがそれぞれの側縁部と接触すると共に、上部ダンパー12一対の第1の堰板12Cと下部ダンパー13の一対の第2の堰板13Cが互いに重なるため、上部ダンパー12と下部ダンパー13間に隙間を生じることがなく、洗浄水がケーキ
の搬送路上へ漏出することがなく、処理後のケーキの含水率を低下させることがない。また、上下のダンパー12、13が連結された第1、第2の軸14、15がそれぞれオイルレスメタルからなるブッシュで軸支されているため、ボールベアリングからなる軸受と異なり、第1、第2の軸14、15の軸支部への給油を行う必要がなくメンテナンスフリーを実現することができる。
【0036】
尚、本発明は上記実施形態に何ら制限されるものではなく、必要に応じて本発明の要旨に反しない限り、各構成要素を適宜変更することができる。
【解決手段】本発明の固形分排出装置10は、ケーキの第1の排出路11Aと、第1の排出路11Aの側方に連設され且つ洗浄水の排水路を形成する第2の排出路11Cと、第1、第2の排出路11A、11Cを内部に有する筐体11と、互いに逆方向に正逆回転して第1、第2の排出路11A、11Cを交互に開閉する上下のダンパー12、13と、上部ダンパー 12の一側縁に連結され且つ筐体11の上部に架設された第1の軸14と、下部ダンパー13の幅方向のほぼ中央部に連結され且つ第1の軸14の斜下方で平行して筐体11に架設された第2の軸15と、第1、第2の軸14、15それぞれの一端に筐体11の外側から連結されて第1、第2の軸14、15を介して上下のダンパー12、13を互いに逆方向に正逆方向に回転させる第1、第2の回転駆動機構16、17と、を備えている。