特許 5720061 加圧浮上式スカム分離処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5720061

(24)【登録日】2015年4月3日

(45)【発行日】2015年5月20日

(54)【発明の名称】加圧浮上式スカム分離処理装置

(51)【国際特許分類】

   C02F 1/40 20060101AFI20150430BHJP

   C02F 1/24 20060101ALI20150430BHJP

【ＦＩ】

   C02F1/40 C

   C02F1/24 A

【請求項の数】1

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2013-228726(P2013-228726)

(22)【出願日】2013年10月16日

(65)【公開番号】特開2015-77586(P2015-77586A)

(43)【公開日】2015年4月23日

【審査請求日】2014年5月21日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】501098061

【氏名又は名称】株式会社サンエイ

(72)【発明者】

【氏名】東 利保

(72)【発明者】

【氏名】東 利光

【審査官】 金 公彦

(56)【参考文献】

【文献】 実開平０２−０８３０９２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開昭６３−０４４００９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特許第５２５０９２１（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開昭６３−１６２０８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−０００９４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−０６３５４４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０２Ｆ １／４０

Ｃ０２Ｆ １／２０− １／２６

Ｃ０２Ｆ １／３０− １／３８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

矩形の底面壁とその底面壁の４つの各辺から立ち上がる前後左右の立面壁とを備えた四角立体式の躯体とされその前側立面壁の躯体内手前位置に区画板が立ち上げられて槽が形成されるとともに槽内にはスカム含有汚水と空気溶解水とが一定レベルの水面を保つように導入されてその導入水からは水面にスカムが浮上可能とされた浮上分離槽と、浮上分離槽内の水面以下に対応して傾斜下端が位置し傾斜中途は区画板上端に位置するとともに上端は区画板上端から浮上分離槽外へと傾斜状に伸びるように配置された傾斜板状の掻揚ガイドと、掻揚ガイドの上端を介して浮上分離槽外部に位置するように配置されたスカム排出トラフと、前記スカム排出トラフ内に設けられて脱水機能を備えて回転駆動自在に設けられたスクリュウと、浮上したスカムをスカム排出トラフに向けて掻き寄せ掻き揚げるものとして前記スクリュウと連動する関係で単一の駆動源によって駆動されるようになっているスクレーパとを有し、前記スクレーパは、掻揚ガイドの上部よりも上側方に位置する前軸と、後側立面壁のある水面上に位置する後軸と、前軸と後軸間に配置された中間軸とを備えるとともに、これら各軸の左右両端に設けられたスプロケットを介して左右一対の掻揚連動材が掛けられ、これら掻揚連動材には水面から掻揚ガイド上を介して周回運動をするスクレーパ本体の複数枚が取り付けられている加圧浮上式スカム分離処理装置であって、前記中間軸および中間スプロケットは、先端が掻き寄せ方向に曲がったくの字折り曲げバー状に形成されているとともにその基部が掻揚連動材に前後回転可能に取り付けられた複数本のスクレーパ本体が掻揚ガイドに先端がさしかかる前までは垂直にたれ下がりそののち先端が掻揚ガイド上にさしかかったあとは掻揚連動材からの垂直線に対し相対角度を次第に開いて７０度ないし８０度の範囲内まで後倒れになりながら掻揚ガイド上に先端が乗った状態で掻き揚げ動作をしてのち前記角度範囲の後倒れの状態を保ちながら掻揚受面上に先端が乗った状態で掻き揚げ動作をするように、掻揚ガイドの傾斜方向中途上側方近くに配置されていることを特徴とする加圧浮上式スカム分離処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、加圧浮上式スカム分離処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

収集したスカム含有汚水を浮上分離槽に導入するに当って加圧によりエアーを溶解させた水を伴って減圧下で噴出させてスカムの浮上を促進させることにより浮上したスカムを上部より排出するようにした加圧浮上方式は既に知られている技術である。そうした技術に関連するものとして、特許文献１に開示された技術がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００５−１１１３７５号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記特許文献１による技術は、浮上したスカムを加圧浮上濃縮槽（浮上分離槽）に設けられたスカム排出トラフに向けて掻き寄せるスクレーパと、このスクレーパから送られてくるスカムを前記加圧浮上濃縮槽の湾曲面に添って回転することにより掻き出す排出機とを有するとともに、排出機からのスカムを受け入れてスカム処理施設へと送るスカム排出トラフとを有する。
このスカム加圧浮上濃縮装置は、浮上したスカムを加圧浮上濃縮槽から排出するとともにこれらのスカムを遠く離れたスカム処理施設へ搬送できるようにしたものであるが、ここで浮上させたスカムを排出する手段は、掻寄板を外周に突設したチェーンであるスクレーパと、湾曲面に添って運動する掻上羽根付きで回転軸回りを回転する排出機とでなり、排出機からのスカムをスカム排出トラフへ排出するようにしたものであり、従って、浮上したスカムは水分を充分に含んでおりそれをそのまま排出するものであるため、スカム処理施設への搬送に無駄な電力を消費し、しかも搬送先でスカムと水分とを分離する必要が出てくる。そのため、スカム排出トラフの中にスクリュウを装備してスカムを脱水処理するようにすることも考えられるが、スクレーパとスクリュウの各駆動系を独立して構成したとすると、排出機の駆動系も独立して設けられることから、装置として構造の複雑化を招くだけでなくコストダウンも図りにくいという不利も出てくる。

【0005】

本発明は、こうした問題を解決しようとするものであり、スクレーパとスクリュウとを組み合わせて浮上し掻き揚げられたスカムに脱水処理を加えることでスカム処理施設への搬送が無駄な電力消費なくまた施設での水分分離も不要なものにするとともにスクレーパとスクリュウの各駆動系を連動関係にして装置の構造の簡略化とコストダウンが図れるようにした加圧浮上式スカム分離処理装置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】

【0006】

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、矩形の底面壁とその底面壁の４つの各辺から立ち上がる前後左右の立面壁とを備えた四角立体式の躯体とされその前側立面壁の躯体内手前位置に区画板が立ち上げられて槽が形成されるとともに槽内にはスカム含有汚水と空気溶解水とが一定レベルの水面を保つように導入されてその導入水からは水面にスカムが浮上可能とされた浮上分離槽と、浮上分離槽内の水面以下に対応して傾斜下端が位置し傾斜中途は区画板上端に位置するとともに上端は区画板上端から浮上分離槽外へと傾斜状に伸びるように配置された傾斜板状の掻揚ガイドと、掻揚ガイドの上端を介して浮上分離槽外部に位置するように配置されたスカム排出トラフと、前記スカム排出トラフ内に設けられて脱水機能を備えて回転駆動自在に設けられたスクリュウと、浮上したスカムをスカム排出トラフに向けて掻き寄せ掻き揚げるものとして前記スクリュウと連動する関係で単一の駆動源によって駆動されるようになっているスクレーパとを有し、前記スクレーパは、掻揚ガイドの上部よりも上側方に位置する前軸と、後側立面壁のある水面上に位置する後軸と、前軸と後軸間に配置された中間軸とを備えるとともに、これら各軸の左右両端に設けられたスプロケットを介して左右一対の掻揚連動材が掛けられ、これら掻揚連動材には水面から掻揚ガイド上を介して周回運動をするスクレーパ本体の複数枚が取り付けられている加圧浮上式スカム分離処理装置であって、前記中間軸および中間スプロケットは、先端が掻き寄せ方向に曲がったくの字折り曲げバー状に形成されているとともにその基部が掻揚連動材に前後回転可能に取り付けられた複数本のスクレーパ本体が掻揚ガイドに先端がさしかかる前までは垂直にたれ下がりそののち先端が掻揚ガイド上にさしかかったあとは掻揚連動材からの垂直線に対し相対角度を次第に開いて７０度ないし８０度の範囲内まで後倒れになりながら掻揚ガイド上に先端が乗った状態で掻き揚げ動作をしてのち前記角度範囲の後倒れの状態を保ちながら掻揚受面上に先端が乗った状態で掻き揚げ動作をするように、掻揚ガイドの傾斜方向中途上側方近くに配置されていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

上述したように請求項１に記載の発明は、矩形の底面壁とその底面壁の４つの各辺から立ち上がる前後左右の立面壁とを備えた四角立体式の躯体とされその前側立面壁の躯体内手前位置に区画板が立ち上げられて槽が形成されるとともに槽内にはスカム含有汚水と空気溶解水とが一定レベルの水面を保つように導入されてその導入水からは水面にスカムが浮上可能とされた浮上分離槽と、浮上分離槽内の水面以下に対応して傾斜下端が位置し傾斜中途は区画板上端に位置するとともに上端は区画板上端から浮上分離槽外へと傾斜状に伸びるように配置された傾斜板状の掻揚ガイドと、掻揚ガイドの上端を介して浮上分離槽外部に位置するように配置されたスカム排出トラフと、前記スカム排出トラフ内に設けられて脱水機能を備えて回転駆動自在に設けられたスクリュウと、浮上したスカムをスカム排出トラフに向けて掻き寄せ掻き揚げるものとして前記スクリュウと連動する関係で単一の駆動源によって駆動されるようになっているスクレーパとを有し、前記スクレーパは、掻揚ガイドの上部よりも上側方に位置する前軸と、後側立面壁のある水面上に位置する後軸と、前軸と後軸間に配置された中間軸とを備えるとともに、これら各軸の左右両端に設けられたスプロケットを介して左右一対の掻揚連動材が掛けられ、これら掻揚連動材には水面から掻揚ガイド上を介して周回運動をするスクレーパ本体の複数枚が取り付けられている加圧浮上式スカム分離処理装置であって、前記中間軸および中間スプロケットは、先端が掻き寄せ方向に曲がったくの字折り曲げバー状に形成されているとともにその基部が掻揚連動材に前後回転可能に取り付けられた複数本のスクレーパ本体が掻揚ガイドに先端がさしかかる前までは垂直にたれ下がりそののち先端が掻揚ガイド上にさしかかったあとは掻揚連動材からの垂直線に対し相対角度を次第に開いて７０度ないし８０度の範囲内まで後倒れになりながら掻揚ガイド上に先端が乗った状態で掻き揚げ動作をしてのち前記角度範囲の後倒れの状態を保ちながら掻揚受面上に先端が乗った状態で掻き揚げ動作をするように、掻揚ガイドの傾斜方向中途上側方近くに配置されていることを特徴とするので、スクリュウによるスカムの脱水効果が得られるだけでなくその前段階においてスクレーパ本体による掻き揚げ時にも脱水効果が得られるようにした加圧浮上式スカム分離処理装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】 本発明の一実施形態を図２のＩ−Ｉ線に沿って示す横断面図。

【図2】 図１のＩＩ−ＩＩ線断面図。

【図3】 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図。

【図4】 他の実施形態を示す横断面図。

【図5】 図４のＶ−Ｖ線断面図。

【図6】 スクレーパについての他の実施形態を示す斜視図。

【図7】 スクレーパについての他の実施形態を示す斜視図。

【図8】 掻揚方法の他の実施形態を示す側断面図。

【発明を実施するための形態】

【0009】

図１ないし図３は本発明である加圧浮上式スカム分離処理装置の一実施形態を示している。１は処理槽で、この処理槽１は、設置基盤から一定高さ（例えば、２ｍ前後）でその内部に出入り可能な架台（図示省略）上に脱着可能に載置されている。
処理槽１は、矩形の底面壁とその底面壁の４つの各辺から立ち上がって互いに溶接密閉化された前後左右の立面壁とでなる上面開放型の四角立体式の躯体になっており、その内部右寄りには、上部を残し槽１内を横断する形で垂直な区画板２が立ち上げられることで浮上分離槽３が形成されている。
浮上分離槽３内には給水手段（図示省略）による供給水４により一定のレベルに水面４ａが設定されている。浮上分離槽３の底壁上には浮上誘導パイプ５がストレートな筒体として固定されているとともに複列式（あるいはドーナツ式など）の散気パイプ６が底面上にあるように固定配備されている。

【0010】

区画板２の下部と処理槽１の立面壁下部との間には、分離水管８が通されて浮上分離槽３内下層水を処理槽１の外部に設けた分離水槽９内に導くようにしてある。１０は分離水管９内に設けられたフィルターで、前記下層水をきれいな形の分離水１１として分離水槽９内に導くためのものである。１２はオーバーフロー口で、分離水槽９内の水面レベルを一定化して浮上分離槽３内の水面４ａをそれと同じレベルに規定するためのものである。

【0011】

１５は空気溶解装置で、処理槽１の外部に独立して設けられ、この空気溶解装置１５は、上下が閉止型の縦筒状の空気溶解槽１６を備える。空気溶解槽１６の内部には、空気供給源（コンプレッサなど）１７からの圧縮空気を受けて微細化する空気微細化部１８がその底部に設けられるとともに、筒内中途には、バネ１９によって通孔２０の向きに付勢され一定圧力で開く開閉弁２１が設けられている。２２は入側配管で、分離水槽９に基端が接続されるとともにトラフ中に給水ポンプ２３が接続され先端が空気溶解槽１６の加圧用バルブ２１より上流側（下側）に接続されていて分離水１１を空気溶解槽１６内に導くとともに微細化した空気を内圧のかかった状態下で過飽和状態まで溶解するように構成されている。
加圧用バルブ２１は一定の内圧以上で開き空気の十分溶解した水を出側配管２４から排出するようになっている。入側配管２２は、図２に破線で示すように浮上分離槽３に接続してもよい。
出側配管２４は汚水供給管２５に接続され、収集したスカム含有汚水と前記空気溶解水とを合流させてのち、前記浮上誘導パイプ５内にこれら合流化した汚水を導くようになっている。空気供給源１７と散気パイプ６とは給気パイプ２６で接続されている。
尚、散気パイプ６は浮上誘導パイプ５の外周に設置してもよく、また、汚水供給管２５は浮上誘導パイプ５の下部中央に連通状に接続して合流水を浮上させるようにしてもよい。

【0012】

処理槽１の上部には槽蓋３０が開閉可能に取り付けられる一方、処理槽１内の上部には、スクレーパ（スカム掻寄・掻揚装置）３２が設けられるとともに、区画板２の上部には、処理槽１の内幅と同じ外幅とされた平坦な金属板を基材としてそれをくの字状に屈曲成形してなる掻揚ガイド３３が上端３３ａを水面４よりも大きく立ち上がらせた状態で固定して設けられている。３３ｂは掻揚受面で、４５度前後の斜面として形成されてその下端が水面４ａよりも少し没したレベルにある一方その水平な上端稜が前記上端３３ａとなっている。

【0013】

一方、スクレーパ３２は、前軸３５と後軸３６およびそれらの中間軸３７の３つの回転自在な軸を備え、これらの軸は処理槽１の側壁に両端支持状態にして取付られている。これらの軸３５，３６，３７の処理槽１内に対応する軸上位置には左右一対ずつの前スプロケット３８・後スプロケット３９・中間スプロケット４０が取り付けられ、これらのスプロケット３８〜４０を介して掻揚連動材（チェーンあるいはリンクチェーンなど）４１が左右一対をなすように掛装されている。４２はテンショナである。

【0014】

そして掻揚連動材４１の外周には、図では３本のスクレーパ本体４３が装架されて水面４から掻揚ガイド３３を介して図２の矢印Ａ方向に循環駆動されるようになっている。４４は前軸３５の外部軸上に取り付けられた第２連動スプロケットである。尚、スクレーパ本体４３は、平坦な帯板状をなす浮力体で、木質や樹脂製のものでよく、また、その基部は掻揚連動材４１に対して直角状になるように固定されて立ち上がった姿勢のまま周回するようになっている。

【0015】

４７はスカム排出トラフで、半円筒状部分４７ａとそれより垂直に立ち上がる前板部４７ｂ・後板部４７ｃとを一体に有するＵ字樋形をなしている。半円筒状部分４７ａは図３に示すように一端がやや高く他端がやや低くなるように緩い傾斜姿勢で固定されている。後板部４７ｃは一端側が高さが低く他端側が高くされて前記掻揚ガイド３３の一端３３ａに沿って一体化されている。スカム排出トラフ４７の一端壁４７ｄと他端壁４７ｅは閉止板とされてこれらを介して傾斜状をなすスクリュウ軸４８が半円筒状部分４７ａに平行軸状をなすように回転自在に装架されている。そして、スクリュウ軸４８の外周にはスクリュウ羽根４９が取り付けられてスクリュウ５０が構成されるとともに、外部の駆動源（モーターと減速機の組み合わせ）５１により前記矢印Ｂ方向と同一方向である矢印Ｂ方向に駆動されるようになっている。

【0016】

スクリュウ軸４８の他端外部には、第１連動スプロケット５３が装着されて連動チェーン５４を介して前記第２連動スプロケット４４を回転連動させるようになっている。５６は固定受盤、５７はシフト受盤で、固定受盤５６は、トラフ４７の端壁４７ａに添ってスクリュウ軸４８とは相対回転するように固定して設けられる一方、シフト受盤５７は、固定受盤５６に離間して対向するようにスクリュウ軸４８回りに非回転状態で配備され、これら固定受盤５６とシフト受盤５７との間にはシフト受盤５７を軸方向に直線的に進退案内するための軸・パイプの組み合わせでなるガイド５９が反発バネ５８とともに介装されている。
図１および図３に示すように運転前はシフト受盤５７はスクリュウ羽根４９の端面に当たった状態にある。矢印Ｓのようにスカムがスカム排出トラフ４７内に取り込まれてスクリュウ５０が回転駆動されると、スカムＳは矢印Ｘ方向に押しやられるようになるとともに、そのスカムＳの矢印Ｘ方向への押付け力によってバネ反発力を受けながらガイド５９の直線的な案内によりシフト受盤５７が同じＸ方向に後退運動をするようになる。

【0017】

これにより、スカムＳは脱水作用を受けるとともに、スカム排出トラフ４７の一端側底部に連通状に取り付けた排出シュート６０の上端開口が前記後退運動により開かれることになって脱水スカムがシュート６０を通じて次々に排出され図示しないコンテナやベルトコンベアなどの搬送手段により次のスカム処理施設に送られるように構成されている。尚、６１は排水口で排水パイプ６２により浮上分離槽３内に排水を戻すようにされている。

【0018】

浮上分離槽３内で水面４ａが設定された供給水４には、分離水１１中に微細空気が過飽和状態に溶解したものと収集したスカム含有汚水との合流水が汚水供給管２５を通じて浮上誘導パイプ５内から供給水４内へと噴出され、それにより供給水４内にはスカムが浮上分離して水面４ａ上にスカムＳとして浮遊形成されることとなる。散気パイプ６からの散気も浮上分離の促進につながる。
駆動源５１によりスクリュウ軸４８が回転駆動され第１連動スプロケット５３および連動チェーン５４が回転されると第２連動スプロケット４４を介して前軸３５が運動され、スクレーパ３２が循環駆動される。これにより、スクレーパ本体４３は水面のスカムＳを掻揚ガイド３３の方向に掻き寄せてのち、スカム排出トラフ４７内に落とし込むことにより回転駆動されているスクリュウ５０により矢印Ｘ方向である傾斜登り方向に掻き揚げられる。スカムは、前記のように圧縮され脱水されたものが排出シュート６０を通じて排出される。

【0019】

駆動源５１は、図１に仮想線で示すように、スクレーパ３２側の例えば、前軸３５を直接駆動するように配置してもよい。
分離水槽９は、図４に示すように、浮上分離槽３内のスカム排出トラフ４７の下方空間を利用して槽と一体型に設置して装置全体のコンパクトを図るようにしてもよい。

【0020】

左右の掻揚連動材（チェーン）４１間にはチェーンに垂直姿勢を保つようにスクレーパ本体４３が固定配備されていたが、図４および図５に示すように、左右の掻揚連動材４１間にスクレーパ軸４３ａを装架して前後に回転自在に垂下した状態でスクレーパ本体４３を設けてもよい。このスクレーパ本体４３は側面からみてくの字形に屈曲した板材を用いて図４に示すように掻揚受面３３ｂに沿って揚がるときはスクレーパ本体４３の線に直角な線に対し後倒れになりながら移動するものとする。その際のスクレーパ本体４３と掻揚受面３３ｂとの間の寸法ｈは、掻揚連動材４１に垂直な状態のスクレーパ本体４３の高さＨよりも小さいものとする。そうすればスクレーパ本体４３が掻揚受面３３ｂにきたときにスクレーパ本体４３の先に摩耗があったとしても常にスカムＳを掻き揚げることができるようになる。図５の右の部分に示すように、スクレーパ軸４３ａは、チェーンプレート４１ａから突設されたブラケット４１ｂを介して取り付けることもできる。また、図５に破線で示すように、スクレーパ本体４３の先部は連続したプレート面状でなく凹欠部４３ｂを多数配したものにしてもよい。スクレーパ本体４３は、図５において１枚ものになっているが、例えば、左右方向に分割した複数枚式にしてもよい。

【0021】

図６は、図４の実施形態のスクレーパ本体４３を板面状のものでなく、金属や樹脂などによりくの字折り曲げバー状のものにしたものである。図６のものは、共通なスクレーパ軸４３ａに多数本のスクレーパ本体４３を同調回転可能にぶら下げたものであるが、図７に示すようにスクレーパ本体４３を個別にぶら下げて構成してもよい。尚、スクレーパ本体４３の先端は、図７の右欄に示すようにＹ字形に形成してスカムをより細かく捕捉できるようにしてもよい。

【0022】

図４ではスクレーパ本体４３が掻揚受面３３ｂに差し掛かって掻き揚げ過程に入る際掻揚連動材４１に対して後倒れ姿勢になるようにされていたが、図８に示すように、掻揚連動材４１に垂直にたれ下がった下回りの状態から掻き揚げの状態に示されるように掻揚連動材４１に対し後に７０度ないし８０度程度大きく倒れて掻きあがるように構成してもよい。そうすると、スクレーパ本体４３が垂直な掻き寄せ状態から掻揚受面３３ｂを揚がる距離Ｌの間にスクレーパ本体４３の先端はその数分の一（１／２〜１／３）の距離ｍしか動かないことになるため、その緩徐な動きの間にスカムから水分が流れ出してあとの脱水などの処理が軽減化されることになる。尚、同図に示すように、スカム排出トラフ４７の前板４７ｂからスクレーパ本体４３，４３間を通るようにしたスカム除去バー４７ｆを多数本設けておけばスクレーパ本体４３にスカムが付着したまま周回するような不都合がなくなる。

【符号の説明】

【0023】

１…処理槽 ３…浮上分離槽 ４…供給水 ５…浮上誘導パイプ ９…分離水槽 １５…空気溶解装置 １７…空気供給源 １８…空気微細化部 ３２…スクレーパ ３３…掻揚ガイド ３３ａ…上端 ３３ｂ…掻揚受面 ４１…掻揚連動材 ４３…スクレーパ本体 ４７…スカム排出トラフ ５０…スクリュウ ６０…排出シュート。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】