特開 2024-107053 砂沈降槽

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024107053

(43)【公開日】2024-08-08

(54)【発明の名称】砂沈降槽

(51)【国際特許分類】

   B01D 21/18 20060101AFI20240801BHJP

   B01D 21/24 20060101ALI20240801BHJP

【ＦＩ】

B01D21/18 K

B01D21/24 H

【審査請求】有

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2024090411

(22)【出願日】2024-06-04

(62)【分割の表示】P 2020074848の分割

【原出願日】2020-04-20

(71)【出願人】

【識別番号】508165490

【氏名又は名称】アクアインテック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107102

【弁理士】

【氏名又は名称】吉延 彰広

(74)【代理人】

【識別番号】100172498

【弁理士】

【氏名又は名称】八木 秀幸

(74)【代理人】

【識別番号】100164242

【弁理士】

【氏名又は名称】倉澤 直人

(72)【発明者】

【氏名】米山 和彦

(57)【要約】

【課題】改良された砂沈降槽を提供する
【解決手段】液体に混入している砂が底部に沈降する砂沈降槽２において、砂沈降槽２の底部に沈降した砂が集積される集砂ピット２５と、砂沈降槽２に設置されたポンプＰ２と、ポンプＰ２によって吸い込まれた液体を吐出して集砂ピット２５に向かう流れを形成する吐出口２８２ａと、吐出口２８２ａ近傍に配置され、ポンプＰ２によって吸い込まれた液体とは異なる流体を供給する供給口２８４ａとを備えている。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

液体に混入している砂が底部に沈降する砂沈降槽において、
前記底部に沈降した砂が集積される集積部と、
ポンプと、
前記ポンプによって吸い込まれた液体を吐出して前記集積部に向かう流れを形成する吐出口と、
前記吐出口近傍に配置され、前記ポンプによって吸い込まれた液体とは異なる流体を供給する供給口とを備えていることを特徴とする砂沈降槽。

【請求項2】

一端に前記供給口が形成された流体供給管を備え、
前記流体供給管は、該流体供給管の他端が大気中に開放されたものであることを特徴とする請求項１記載の砂沈降槽。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、液体に混入している砂が底部に沈降する砂沈降槽に関する。

【背景技術】

【0002】

汚水処理施設には、下水および雨水などの液体を受け入れ、その液体に混入している砂を、砂沈降槽の底部に沈降させた後、堆積した砂を集積部に移送して液体から取り除く沈砂池設備が設けられている。砂沈降槽を通過することで砂が取り除かれた液体は、沈砂池設備の下流側部分に形成されたポンプ井に設置された揚水ポンプによって沈殿池に送り出される。この沈砂池設備として、複数の砂沈降槽とその複数の砂沈降槽が接続された共用のポンプ井（共用槽）を有するものが知られている（例えば、特許文献１等参照）。この特許文献１の沈砂池設備においては、各砂沈降槽を通過した液体が共用のポンプ井に流入する。砂沈降槽には、溝に堆積した砂を集積部に移送するための移送装置が備えられている。移送装置として、例えば、溝に設置されたスクリューコンベアと、スクリューコンベアを駆動するための駆動機器と、駆動機器からの駆動力をスクリューコンベアに伝達する駆動力伝達機構とを備えた移送装置が知られている（例えば、特許文献２等参照）。またバケットを用いて砂を持ち上げて移送する移送装置も知られている。以下、スクリューコンベアやバケット等の機械を用いて砂を移送する移送装置を機械式移送装置と称する。さらに近年では、下方部分に吸込口が設けられた空間形成部材と、その空間形成部材によって形成された移送空間に液体を吐出する吐出口とを備えた移送装置も開発されている（例えば、特許文献３等参照）。以下、特許文献３に記載された方式の移送装置をエジェクタ式移送装置と称する。このエジェクタ式移送装置における空間形成部材の吸込口は、砂沈降槽において砂が堆積する溝に設けられている。吐出口から液体が吐出されることで移送空間に水流が生じる。その水流によって移送空間に負圧が発生するため、溝に堆積した砂は吸込口から移送空間に吸い込まれる。そして、移送空間に吸い込まれた砂は、水流によって移送方向下流側にある集積部に向かって移送される。このエジェクタ式移送装置によれば、単に堆積した砂に向かって０．５９ＭＰａ以上の吐出圧で液体を吐出する高圧集砂方式の移送装置に対して、堆積した砂の舞い上がりが抑制されるので移送できずに残留してしまう砂の量が少ないという効果がある。さらに、吐出口から０．０５ＭＰａ以上０．３ＭＰａ以下の吐出圧で液体を吐出することで砂を移送できるため、高圧集砂方式の移送装置と比較して移送用ポンプに安価なものを使用できる上に、消費電力も削減できるといった効果もある。この特許文献３のエジェクタ式移送装置では、移送用ポンプをポンプ井に設置し、その移送用ポンプによってポンプ井の液体を吸い上げて吐出口から吐出する液体として使用している。

【0003】

機械式移送装置では、スクリューコンベアなどの機械部分が摩耗して交換が必要になることがある。また、液体中で駆動される機械部分またはその機械部分に駆動力を伝達する駆動力伝達機構に汚物などが噛み込んで機械部分が動作できなくなるといったトラブルが生じる可能性がある。さらに、機械部分や駆動力伝達機構が、液体により腐食してしまう可能性もある。これらにより、機械式移送装置は維持管理費が高くなるという問題がある。これに対し、エジェクタ式移送装置は、液体中で駆動する機械部分や駆動力伝達機構が存在しないため、トラブルが少なく、維持管理費も安くすむ。このため、機械式移送装置からエジェクタ式移送装置に改修することが望まれている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００８－３０３５５８号公報

【特許文献2】特開２００２－２８２６０７号公報

【特許文献3】特開２０１６－１６５７０１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、近年は更に改良された砂沈降槽が求められている。

【0006】

本発明は上記事情に鑑み、改良された砂沈降槽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】

上記目的を解決する本発明の砂沈降槽は、
液体に混入している砂が底部に沈降する砂沈降槽において、
前記底部に沈降した砂が集積される集積部と、
ポンプと、
前記ポンプによって吸い込まれた液体を吐出して前記集積部に向かう流れを形成する吐出口と、
前記吐出口近傍に配置され、前記ポンプによって吸い込まれた液体とは異なる流体を供給する供給口とを備えていることを特徴とする。

【0008】

この砂沈降槽において、
一端に前記供給口が形成された流体供給管を備え、
前記流体供給管は、該流体供給管の他端が大気中に開放されたものであってもよい。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、改良された砂沈降槽を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】スクリューコンベア式移送装置を備えた沈砂池設備を上方から見た平面図である。

【図2】改修後の、エジェクタ式移送装置を備えた沈砂池設備を上方から見た図１と同様の平面図である。

【図3】図２に示す沈砂池設備のＡ－Ａ断面図である。

【図4】（ａ）は、図３に示すＢ部の詳細図である。また、（ｂ）は、同図（ａ）におけるＣ－Ｃ断面図である。

【図5】移送用ポンプと移送ノズルと攪拌ノズルを結ぶ接続管を示す概略配管図である。

【図6】改修の流れを示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。本発明の一実施形態である砂沈降槽を有する沈砂池設備は、汚水処理施設に設置される固液分離設備であって、下水および雨水などの汚水に混入している砂を沈降させた後、沈降させた砂を集砂ピットに移動させて汚水から取り除くものである。

【0012】

先ず、改修前の既存の沈砂池設備の一例として、スクリューコンベア式移送装置を備えた沈砂池設備について説明する。図１は、スクリューコンベア式移送装置を備えた沈砂池設備を上方から見た平面図である。

【0013】

図１に示す、スクリューコンベア式移送装置２７を備えた沈砂池設備１は、図１における左端に形成された流入渠９から下水および雨水などの汚水を受け入れる。この汚水は、液体の一例に相当する。沈砂池設備１が受け入れた汚水は、図の右側に向かってゆっくりと流れていく。以下、受け入れた汚水の流れにおける上流側を、単に上流側と称し、汚水の流れの下流側を、単に下流側と称する。沈砂池設備１は、平面視で長方形をしている。以下、沈砂池設備１の長辺方向を長手方向と称し、短辺方向を池幅方向と称する。沈砂池設備１は、砂が沈降する３つの砂沈降槽２と１つのポンプ井３とを有している。このポンプ井３は、共用槽の一例に相当する。３つの砂沈降槽２は、沈砂池設備１の上流側部分に、汚水の流れ方向に対して並列に設けられている。この砂沈降槽２は、沈砂池とも称されるものである。沈砂池設備１が受け入れた汚水は、砂沈降槽２において、その汚水に混入している砂を沈降させつつポンプ井３に向かって流れていく。この砂沈降槽２の底部は、砂が堆積する砂だまりを構成している。３つの砂沈降槽２は、同一の構成をしているので、以降の説明では、主に図１における一番上にある砂沈降槽２について説明し、残る２つの砂沈降槽２の構成については説明を省略することがある。ポンプ井３には、各砂沈降槽２が接続されている。各砂沈降槽２を通過した汚水は、それぞれポンプ井３に流入する。ポンプ井３は、各砂沈降槽２において砂が取り除かれた汚水を貯留するものである。ポンプ井３の内部には、揚水ポンプＰ３が設置されている。揚水ポンプＰ３によって吸引された汚水は、次の段階の汚水処理を行う不図示の沈殿池に送られる。

【0014】

砂沈降槽２は、四方に壁を有する平面視で長方形状をした槽である。砂沈降槽２の長辺方向は沈砂池設備１の長手方向と一致し、砂沈降槽２の短辺方向は池幅方向と一致している。なお、隣り合う砂沈降槽２を仕切っている側壁は、隣り合う砂沈降槽２に共有されている。砂沈降槽２の上流壁２１には、流入渠９と砂沈降槽２を繋げる流入口２１ａが形成されている。そして、砂沈降槽２の上流壁２１には、閉塞位置と開放位置との間を移動自在な流入ゲート２２が取り付けられている。流入ゲート２２が開放位置にあるときは、流入口２１ａが開放されて流入渠９内の汚水が流入口２１ａを通過して砂沈降槽２に流れ込む。一方、流入ゲート２２が閉塞位置にあるときは、流入口２１ａが流入ゲート２２によって閉塞されて流入渠９から砂沈降槽２への汚水の流入が堰き止められる。また、砂沈降槽２の下流壁２３には、砂沈降槽２とポンプ井３を繋げる流出口２３ａが形成されている。そして、砂沈降槽２の下流壁２３には、閉塞位置と開放位置との間を移動自在な流出ゲート２４が取り付けられている。流出ゲート２４が開放位置にあるときは、流出口２３ａが開放されて砂沈降槽２内の汚水が流出口２３ａを通過してポンプ井３に流れ込む。一方、流出ゲート２４が閉塞位置にあるときは、流出口２３ａが流出ゲート２４によって閉塞されて砂沈降槽２からポンプ井３への汚水の流出が堰き止められる。なお、砂沈降槽２内の汚水の水位よりもポンプ井３内の汚水の水位の方が高いとポンプ井３内の汚水が砂沈降槽２に逆流する場合もあるが、流出ゲート２４によって流出口２３ａを閉塞することで、その逆流を堰き止めることができる。

【0015】

砂沈降槽２は、集砂ピット２５と、トラフ２６と、スクリューコンベア式移送装置２７を内部に備えている。集砂ピット２５は、砂沈降槽２の最も上流側部分に設けられている。この集砂ピット２５は、集積部の一例に相当する。集砂ピット２５には、集砂ピット２５内の砂を沈砂池設備１の外に搬出するための揚砂ポンプＰ１が設けられている。揚砂ポンプＰ１を駆動すると、集砂ピット２５の底部に堆積した砂が汚水とともに吸引されて不図示の沈砂分離機に送り込まれる。トラフ２６は、砂沈降槽２の底部において長手方向に沿って集砂ピット２５に向けて延在している。トラフ２６は、池幅方向中央で集砂ピット２５よりも下流側に設けられ、上方に向かって開口している。トラフ２６の上流側端部は、集砂ピット２５に接続している。トラフ２６の構成については、後に詳述する。トラフ２６の池幅方向両側における、砂沈降槽２の底面は、砂沈降槽２の側壁からトラフ２６に近づくにつれて下方に向かうように傾斜した傾斜面で構成されている。そして、その傾斜面は最下部でトラフ２６に接続している。砂沈降槽２に流れ込んだ汚水に混入している砂は、砂沈降槽２の底部に向かって沈降し、一部は集砂ピット２５に堆積し、残りは傾斜面を滑り落ち、または直接トラフ２６内（図４に示すトラフ２６によって画定された溝Ｄ）に堆積する。

【0016】

スクリューコンベア式移送装置２７は、スクリューコンベア２７１と、駆動力伝達機構２７２と、駆動機器２７３とを有する。スクリューコンベア２７１は、トラフ２６内に設置された、周囲に螺旋形の羽根を有する中空状の軸である。スクリューコンベア２７１の軸方向は、トラフ２６の延在方向と一致している。スクリューコンベア２７１の上流側端部は、集砂ピット２５に少しだけ突出している。そして、その上流側端部は、不図示の軸受によって支持されている。スクリューコンベア２７１が回転することにより、スクリューコンベア２７１の周囲の羽根がトラフ２６内に堆積した砂を集砂ピット２５に向かって移送する。従って、図１における右側から左側に向かう方向が砂の移送方向になる。移送された砂は集砂ピット２５に集積される。

【0017】

駆動力伝達機構２７２は、砂沈降槽２の下流側底部に設置されている。駆動力伝達機構２７２は、駆動機器２７３の駆動力をスクリューコンベア２７１に伝達するものである。駆動機器２７３は、砂沈降槽２の上部で池幅方向に掛け渡された梁８の上に設置されている。駆動機器２７３は、モータおよび減速機によって構成されている。駆動機器２７３のモータを駆動することで、減速機と駆動力伝達機構２７２を介してスクリューコンベア２７１が回転する。

【0018】

次に改修後の、エジェクタ式移送装置２８を備えた沈砂池設備１について説明する。改修後の沈砂池設備１では、スクリューコンベア式移送装置２７に代えてエジェクタ式移送装置２８および移送用ポンプＰ２を設置している以外は、上述した沈砂池設備１の構成をそのまま改修後も用いるため、エジェクタ式移送装置２８と移送用ポンプＰ２以外の構成は、これまで用いた符号を付して説明は省略することがある。また、流入渠９も既に説明した改修前のものと同一であるため説明は省略する。

【0019】

図２は、改修後の、エジェクタ式移送装置を備えた沈砂池設備を上方から見た図１と同様の平面図である。この図２には、本発明の一実施形態に相当する砂沈降槽２を有する沈砂池設備１が示されている。図２では、沈砂池設備１の底部の構造を示すため、沈砂池設備１の上部にある梁８、後述する第１接続管２８３の一部および第２接続管２８５の一部を図示省略している。また、図３は、図２に示す沈砂池設備のＡ－Ａ断面図である。改修後の３つの砂沈降槽２は、第１接続管２８３、第２接続管２８５および移送用ポンプＰ２の有無を除いて同一の構成をしているので、図２～図４を用いた説明では、主に図２における一番上にある砂沈降槽２について説明し、残る２つの砂沈降槽２の構成については説明を省略することがある。図２および図３では、図の左側から右側に向かう方向が汚水の流れ方向になり、図の右側から左側に向かう方向が砂の移送方向になる。なお、図３には、流入ゲート２２が開放位置にある状態が実線で示され、流入ゲート２２が閉塞位置にある状態が二点鎖線で示されている。また、流出ゲート２４が開放位置にある状態が実線で示され、流出ゲート２４が閉塞位置にある状態が二点鎖線で示されている。図３には、沈砂池設備１の標準的な水位を示す水面ＷＬも示されている。この水位は、沈砂池設備１に流れ込む汚水の量によって変動する。

【0020】

図２に示すように、改修後の砂沈降槽２は、図１に示した沈砂池設備１のスクリューコンベア式移送装置２７に代えてエジェクタ式移送装置２８を備えている。エジェクタ式移送装置２８は、空間形成部材２８１と、移送ノズル２８２と、第１接続管２８３と、流体供給管２８４と攪拌ノズル２８６を有する。なお、図２における一番下の砂沈降槽２は、第１接続管２８３に代えて第２接続管２８５（図５参照）を有している。空間形成部材２８１は、中空長尺状の部材であって、トラフ２６に沿って延在している。空間形成部材２８１の上流側の端部は、トラフ２６の上流側の端部の位置よりも少し上流側に位置している。従って、空間形成部材２８１は集砂ピット２５内に少し突出している。空間形成部材２８１の下流側の端部は、トラフ２６の下流側の端部の位置よりも少し上流側に位置している。空間形成部材２８１の延在方向の両端は開放されている。

【0021】

移送ノズル２８２の先端部分は、空間形成部材２８１によって画定された移送空間ＩＳ（図４参照）内に配置されている。移送ノズル２８２は、丸パイプを上下方向から扁平状につぶして形成されたものであり、その先端に池幅方向に長く上下方向には短く形成された吐出口２８２ａが形成されている。移送ノズル２８２の先端部分は、空間形成部材２８１の開放された下流側の端部から移送空間ＩＳに挿入されている。吐出口２８２ａは、移送空間ＩＳに配置されており、砂を移送する際には空間形成部材２８１の延在方向に向かって汚水を吐出する。すなわち、吐出口２８２ａは、上流側にある集砂ピット２５に向かって汚水を吐出する。吐出口２８２ａから吐出する汚水は、移送用ポンプＰ２によって砂沈降槽２の下流側部分からくみ上げたものである。吐出口２８２ａから吐出される汚水の吐出圧力は０．０９ＭＰａで、噴射水量は毎分１５００リットルである。ただし、吐出圧力は０．０５ＭＰａ以上０．３ＭＰａ以下であればよく、噴射水量は空間形成部材２８１の長さに応じて適宜調整すればよい。また、水の吐出流速は、８ｍ／ｓｅｃ以上が好ましい。

【0022】

攪拌ノズル２８６は、集砂ピット２５の底部における各角部近傍に合わせて４つ配置されている。４つの攪拌ノズル２８６はそれぞれ、池幅方向中央側に向かって汚水を吐出する。攪拌ノズル２８６の先端から汚水を吐出することで、集砂ピット２５の内部にある砂を撹拌することができる。攪拌ノズル２８６から吐出する汚水も、移送用ポンプＰ２によって砂沈降槽２の下流側部分からくみ上げたものである。

【0023】

移送用ポンプＰ２は、図２における一番下にある砂沈降槽２を除く、２つの砂沈降槽２に設置されている。移送用ポンプＰ２は、トラフ２６よりも下流側に設置されている。移送用ポンプＰ２は、長手方向においてトラフ２６が延在している位置またはトラフ２６よりも上流側に設置してもよいが、トラフ２６よりも下流側に設置することで、移送用ポンプＰ２が吸い込む汚水に砂が混じってしまうことを抑制できる。図３に示すように、砂沈降槽２の下流端部における底部は、下流側に向かうにしたがって高くなる下流側傾斜面２ａが形成され、その下流側傾斜面２ａとポンプ井３の間には水平面である下流側平面２ｂが形成されている。移送用ポンプＰ２は、その下流側平面２ｂの上に設置されている。この移送用ポンプＰ２は、下流側平面２ｂ部分に固定された不図示の支持部材によって支持されている。なお、移送用ポンプＰ２は、下流側傾斜面２ａの上に設置してもよく、下流側傾斜面２ａよりも上流側に設置してもよい。

【0024】

流体供給管２８４は、砂沈降槽２の下流側端部に設置されている。この流体供給管２８４は、沈砂池設備１よりも上部から砂沈降槽２の底部まで延び、その底部にある下端部分が移送方向下流側（沈砂池設備１の上流側）に向かって曲がった、側面視で逆Ｌ字状をした管である。流体供給管２８４の両端は開放されている。

【0025】

図４（ａ）は、図３に示すＢ部の詳細図である。また、図４（ｂ）は、同図（ａ）におけるＣ－Ｃ断面図である。

【0026】

図４（ａ）に示すように、流体供給管２８４の下端部分にある先端は、空間形成部材２８１によって画定された移送空間ＩＳに配置されている。この流体供給管２８４の先端が供給口２８４ａになる。図４（ａ）および同図（ｂ）に示すように、供給口２８４ａと吐出口２８２ａとは近傍に配置されている。供給口２８４ａは、吐出口２８２ａから吐出された汚水の流れを阻害しないように、長手方向において吐出口２８２ａと同一の位置か、吐出口２８２ａよりも移送方向上流側に配置することが好ましい。吐出口２８２ａから汚水が吐出されると、吐出口２８２ａ近傍では圧力が低下した減圧状態になる。吐出口２８２ａから汚水を吐出した直後は、流体供給管２８４内は沈砂池設備１の水面ＷＬ（図３参照）と同じ高さまで汚水で満たされている。しかし、その汚水は、吐出口２８２ａ近傍に生じた減圧状態によって供給口２８４ａから引き出されてすぐに無くなり、その後は、流体供給管２８４の上端から吸い込まれた空気が供給口２８４ａから供給される。供給口２８４ａから供給された空気は、吐出口２８２ａから吐出された汚水に同伴して移送空間ＩＳにおける流れを形成する。この供給口２８４ａから供給される空気は、流体の一例に相当する。すなわち、空気を供給するための動力を使用しなくても、吐出口２８２ａ近傍に生じる減圧状態を利用して供給口２８４ａから空気を供給することができる。なお、流体供給管２８４の後端に流体供給ポンプを接続して空気、処理水、浄水またはファインバブル水を強制的に供給してもよい。この場合にも、上述の減圧状態を利用できるので、流体供給ポンプとして小型で安価なものを利用でき、消費電力も小さくてすむ。なお、ファインバブル水とは、１００μｍ以下の微細気泡を含有した微細気泡含有液である。ファインバブル水は、直径が１μｍよりも大きく１００μｍ以下の気泡であるマイクロバブルを含有した汚水であってもよく、直径が１μｍ以下の気泡であるウルトラファインバブルを含有した汚水であってもよい。さらに、ファインバブル水は、マイクロバブルとウルトラファインバブルの両方を含有した汚水であってもよい。

【0027】

図４（ｂ）に示すように、トラフ２６は、３／４円弧の断面形状をしている。このトラフ２６は、ステンレス製の板材を曲げ加工することによって形成されたものである。ただし、トラフ２６は、他の材質の板材を加工したものであってもよく、射出成形や押出成形して作製したものであってもよく、コンクリートで形成されたものであってもよい。また、トラフ２６の断面形状は円弧状に限られず、Ｕ字状やＶ字状等であってもよい。さらに、改修前にＵ字状やＶ字状等をしていたものの内部に円弧状のトラフ２６を埋め込んで、改修前のトラフ２６と改修後のトラフ２６の隙間にコンクリートを打設してもよい。この実施形態におけるトラフ２６は、内径３００ｍｍの円筒体の上方（水面ＷＬ側）１／４を切り欠いた形状のものであり、上方に向かって開口している。トラフ２６によって画定された溝Ｄのうち、上端の開口につながる上側部分は、開口に近づくほど狭くなっている。

【0028】

空間形成部材２８１は、下端部分に吸込口２８１ａを有する５／６円の断面形状をしている。この空間形成部材２８１は、板厚３ｍｍのステンレス製の板材を、内径１５０ｍｍの円弧状に成形したものである。吸込口２８１ａの幅は約８０ｍｍである。この吸込口２８１ａは、空間形成部材２８１の全長に渡って設けられている。また、この吸込口２８１ａは、トラフ２６の底面２６ａに対向して配置されており、溝Ｄに堆積した砂を吸い込む吸込口として機能する。空間形成部材２８１によって画定された移送空間ＩＳは、砂を集砂ピット２５（図２参照）に向かって移送する空間である。空間形成部材２８１は、上側部分が閉塞しているので、移送空間ＩＳは、上端部分が閉塞した空間である。また、空間形成部材２８１は、上側部分が円弧状の断面をしているので、沈砂池設備１内を空間形成部材２８１の上側部分に向かって沈降してきた砂は、空間形成部材２８１の上側部分の外表面を滑り落ちやすい。滑り落ちた砂は、溝Ｄの下方に堆積する。また、移送空間ＩＳは、下方の吸込口２８１ａに向かうにつれて幅方向が狭くなっている。これにより、移送空間ＩＳに吸い込まれた砂が移送空間ＩＳから外に漏れ出にくい。また、移送空間ＩＳにおける水の流れを維持しやすくなり、砂を遠くまで移動させることができる。

【0029】

上述したように、吐出口２８２ａから汚水を吐出すると、空間形成部材２８１の内（移送空間ＩＳ）と外とで圧力差が生じ、溝Ｄに堆積した砂は、図４（ｂ）に示す曲線の矢印のように、吸込口２８１ａから移送空間ＩＳに吸い込まれる。さらに、その移送空間ＩＳでは、吸い込まれた砂が、吐出口２８２ａから吐出された水の流れによって集砂ピット２５側に向かって移動する。つまり、空間形成部材２８１は、移送空間ＩＳに吸い込まれた砂が、移送方向下流側に向かって移動する移送経路として機能する。吐出口２８２ａから吐出された汚水には供給口２８４ａから供給された空気も同伴し、移送空間ＩＳで汚水と空気と砂が混ざり合う。これらが混ざり合うことで、移送空間ＩＳで砂を洗浄しながら移送することができる。

【0030】

図５は、移送用ポンプと移送ノズルと攪拌ノズルを結ぶ接続管を示す概略配管図である。

【0031】

第１接続管２８３は、移送用ポンプＰ２と、移送用ポンプＰ２が設置された砂沈降槽２に配置された移送ノズル２８２および攪拌ノズル２８６とを繋いでいる。また、第２接続管２８５は、移送用ポンプＰ２と、移送用ポンプＰ２が設置されていない砂沈降槽２に配置された移送ノズル２８２および攪拌ノズル２８６とを第１接続管２８３を介して繋いでいる。図５において、第２接続管２８５は、二点鎖線で囲まれて示されている。なお、図５では、第１接続管２８３および第２接続管２８５を簡略化して１本の線で示している。移送用ポンプＰ２は、吸い上げた砂沈降槽２の汚水を選択的に移送ノズル２８２および攪拌ノズル２８６に供給する。移送用ポンプＰ２で吸い上げられた汚水は、第１接続管２８３に設けられた逆止弁２８３５を通して送り出される。この逆止弁２８３５は、移送用ポンプＰ２側に汚水が逆流してしまうことを防止するためのものである。第１接続管２８３における逆止弁２８３５と各移送ノズル２８２との間には、移送水仕切弁２８３１と移送水量調整弁２８３２が設けられている。この第１接続管２８３に設けられた移送水仕切弁２８３１が第１開閉弁の一例に相当する。また、第２接続管２８５にも、移送水仕切弁２８３１と移送水量調整弁２８３２が設けられている。この第２接続管２８５に設けられた移送水仕切弁２８３１が第２開閉弁の一例に相当する。移送水仕切弁２８３１は、移送ノズル２８２への汚水を供給するか否かを切り替えるためのものである。本実施形態の移送水仕切弁２８３１は電動弁で構成されているが、手動弁で構成してもよい。移送水量調整弁２８３２は、移送水仕切弁２８３１が開放されたときに移送ノズル２８２へ供給される汚水の供給量を設定するためのものである。第１接続管２８３における逆止弁２８３５と各攪拌ノズル２８６との間には、攪拌水仕切弁２８３３と、攪拌水量調整弁２８３４が設けられている。また、第２接続管２８５にも、攪拌水仕切弁２８３３と、攪拌水量調整弁２８３４が設けられている。攪拌水仕切弁２８３３は、各砂沈降槽２の集砂ピット２５に４つずつ設けられた攪拌ノズル２８６への汚水を供給するか否かを切り替えるためのものである。本実施形態の攪拌水仕切弁２８３３は電動弁で構成されているが、手動弁で構成してもよい。攪拌水量調整弁２８３４は、攪拌水仕切弁２８３３が開放されたときに攪拌ノズル２８６へ供給される汚水の供給量を設定するためのものである。

【0032】

図６は、改修の流れを示すフローチャートである。

【0033】

図１に示したスクリューコンベア式移送装置２７を備えた沈砂池設備１を、図２～図５に示したエジェクタ式移送装置２８を備えた沈砂池設備１へ改修する流れの一例を図１、図２および図５等を参照して説明する。改修作業においては、まず、砂沈降槽２の１つに設けられた流入ゲート２２と流出ゲート２４を閉塞位置に移動させて流入口２１ａと流出口２３ａを閉塞し、砂沈降槽２への汚水の流入を堰き止める（ステップＳ１）。このステップＳ１は、堰止工程の一例に相当する。次に、汚水の流入が堰き止められた砂沈降槽２に設置された揚砂ポンプＰ１を駆動して、砂沈降槽２内の汚水を排水して砂沈降槽２の水位を低下させてから、揚砂ポンプＰ１を停止する（ステップＳ２）。このステップＳ２は、水位低下工程の一例に相当する。なお、砂沈降槽２内の汚水を全て排水することが望ましいが、汚水の一部を残して排水してもよい。すなわち、移送用ポンプＰ２とエジェクタ式移送装置２８の設置が可能な程度に砂沈降槽２の水位を低下させればよい。

【0034】

そして、水位が低下した砂沈降槽２に設置されているスクリューコンベア式移送装置２７の撤去作業を行う。すなわち、スクリューコンベア２７１と、駆動力伝達機構２７２と、駆動機器２７３を、水位が低下した砂沈降槽２から取り除く（ステップＳ３）。その後、スクリューコンベア式移送装置２７を取り除いた砂沈降槽２に、図２～５に示したエジェクタ式移送装置２８の設置作業を行う。この設置作業では、先ず移送用ポンプＰ２を所定位置に保持するための保持部材を砂沈降槽２の底面または壁に固定する。そして、移送用ポンプＰ２をその保持部材を用いて設置する（ステップＳ４）。このステップＳ４は、ポンプ設置工程の一例に相当する。また、空間形成部材２８１を溝Ｄに設置して不図示の固定部材により固定する（ステップＳ５）。このステップＳ５は、空間形成部材設置工程の一例に相当する。次いで、その先端に移送ノズル２８２と攪拌ノズル２８６が取り付けられた第１接続管２８３を設置する（ステップＳ６）。これにより、移送ノズル２８２および攪拌ノズル２８６が第１接続管２８３で移送用ポンプＰ２に接続される。このステップＳ６は、第１接続管設置工程の一例に相当する。最後に、流体供給管２８４を設置する（ステップＳ７）。このステップＳ７は、供給口設置工程の一例に相当する。これらの一連の作業が完了したら、閉塞位置にある流入ゲート２２と流出ゲート２４を開放位置に移動させて流入口２１ａと流出口２３ａを開放する（ステップＳ８）。

【0035】

１つ目の砂沈降槽２の改修が完了したら、２つ目の砂沈降槽２の改修を開始する（ステップＳ９でＮＯ）。２つ目の砂沈降槽２の改修は、１つ目の砂沈降槽２の改修とほぼ同一である。ただし、２つ目の砂沈降槽２の改修における第１接続管２８３の設置の際に、１つ目の砂沈降槽２の改修において設置した第１接続管２８３と２つ目の砂沈降槽２において設置する第１接続管２８３とを接続させる点が異なる。

【0036】

２つ目の砂沈降槽２の改修が完了したら、３つ目の砂沈降槽２の改修を開始する（ステップＳ９でＹＥＳ）。３つ目の砂沈降槽２の改修においては、移送用ポンプＰ２を設置しないことと、第１接続管２８３の代わりに、第２接続管２８５を設置する点が、１つ目および２つ目の砂沈降槽２の改修と異なる。まず、流入ゲート２２と流出ゲート２４を閉塞位置に移動させて砂沈降槽２への汚水の流入を堰き止める（ステップＳ１１）。このステップＳ１１は、堰止工程の一例に相当する。次に、汚水の流入が堰き止められた砂沈降槽２に設置された揚砂ポンプＰ１を駆動して、砂沈降槽２の水位を低下させてから、揚砂ポンプＰ１を停止する（ステップＳ１２）。このステップＳ１２は、水位低下工程の一例に相当する。次に、水位が低下した砂沈降槽２に設置されているスクリューコンベア式移送装置２７の撤去作業を行う（ステップＳ１３）。その後、空間形成部材２８１を固定する（ステップＳ１４）。このステップＳ１４は、空間形成部材設置工程の一例に相当する。次いで、先端に移送ノズル２８２と攪拌ノズル２８６が取り付けられた第２接続管２８５を設置して第１接続管２８３と接続する（ステップＳ１５）。これにより、３つ目の砂沈降槽２に設置された移送ノズル２８２および攪拌ノズル２８６が第２接続管２８５と第１接続管２８３を介して移送用ポンプＰ２に接続される。このステップＳ１５は、第２接続管設置工程の一例に相当する。最後に、流体供給管２８４を設置する（ステップＳ１６）。このステップＳ１６は、供給口設置工程の一例に相当する。３つ目の砂沈降槽２に対する作業が完了したら、閉塞位置にある流入ゲート２２と流出ゲート２４を開放位置に移動させる（ステップＳ１７）。以上で改修作業が完了する。なお、ステップＳ４の移送用ポンプＰ２の設置、ステップＳ５の空間形成部材２８１の設置、ステップＳ６の第１接続管２８３、ステップＳ７の流体供給管２８４の設置は、順番を入れ替えても構わない。同様に、ステップＳ１４の空間形成部材２８１の設置、ステップＳ１５の第１接続管２８３、ステップＳ１６の流体供給管２８４の設置も順番を入れ替えても構わない。

【0037】

以上説明した沈砂池設備１の改修方法によれば、既存の沈砂池設備１に備えられている流入ゲート２２と流出ゲート２４と揚砂ポンプＰ１を用いて水位を低下させた砂沈降槽２にエジェクタ式移送装置２８と移送用ポンプＰ２を設置するので、容易に改修作業を実施できる。従って、安価に改修することができる。なお、流出ゲート２４が設けられていない既存の沈砂池設備１も存在する。しかし、その様な既存の沈砂池設備１には、砂沈降槽２とポンプ井３の間に、砂沈降槽２とポンプ井３の間を仕切る仕切板を差し込むための構造など汚水の流出を堰き止めるための堰止構造が設けられている。従って、その堰止構造を流出ゲート２４の代わりに利用すればよい。また、上述したように砂沈降槽２は、容易に水位を低下させることができるので、砂沈降槽２に設置した揚砂ポンプＰ１はポンプ井３に設置したものより保守作業が容易になり、沈砂池設備１の維持管理費も安価になる。さらに、本実施形態の沈砂池設備１は、３つの砂沈降槽２のうち２つに移送用ポンプＰ２を設置し、残る１つの砂沈降槽２は、移送用ポンプＰ２を設置しないで、移送用ポンプＰ２を設置した砂沈降槽２から移送用の汚水を得て吐出口２８２ａや供給口２８４ａから吐出させている。これにより、移送用ポンプＰ２が砂沈降槽２の数よりも少なくてすむので、より沈砂池設備１を安価に構成できる。また、本実施形態では、２つの移送用ポンプＰ２それぞれが吸い上げた汚水を、３つの砂沈降槽２に配置された吐出口２８２ａや供給口２８４ａ全てに送り出せるように構成している。これにより、移送用ポンプＰ２の１つが保守作業や故障等で使用不能になっていても、残る移送用ポンプＰ２によって、全ての吐出口２８２ａや供給口２８４ａに汚水を供給することができる。

【0038】

本発明は上述の実施形態に限られることなく特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形を行うことが出来る。例えば、本実施形態では、３つの砂沈降槽２を有する沈砂池設備１を用いて説明したが、砂沈降槽２は２つであってもよく、４つ以上であってもよい。４つ以上の砂沈降槽２がある場合は、そのうちの２つに移送用ポンプＰ２を設置し、残る砂沈降槽２には移送用ポンプＰ２を設置しないで第２接続管２８５を設置すればよい。また、本実施形態では３つの砂沈降槽２のうち１つは移送用ポンプＰ２を設置していないが、全ての砂沈降槽２に移送用ポンプＰ２を設置してもよい。そのように設置した場合、第２接続管は不要になるが、各砂沈降槽２の第１接続管どうしを接続しておくことが望ましい。接続しておくことで、移送用ポンプＰ２のうち１つが使用できないときに、他の移送用ポンプＰ２を用いて吐出口２８２ａや供給口２８４ａに汚水を供給することができる。また、複数の砂沈降槽２のうち１つのみ移送用ポンプＰ２を設置し、その移送用ポンプＰ２から他の砂沈降槽２に汚水を供給するように構成してもよい。加えて、攪拌ノズル２８６は省略してもよい。さらに、本実施形態では、スクリューコンベア式移送装置２７に代えてエジェクタ式移送装置２８および移送用ポンプＰ２を設置している以外は既存の沈砂池設備１の構成をそのまま用いたが、改修時に砂沈降槽２の底面やトラフの形状等を調整する形状調整工程を設けてもよい。また、ポンプ井３の中に移送用ポンプＰ２を設置する作業を回避する別の手段として、沈砂池設備１よりも後流にある沈殿池など、汚水処理施設に設けられた沈砂池設備１以外の設備に移送用ポンプＰ２を設置し、その設備に貯留された液体を吐出口２８２ａに供給してもよい。さらに、汚水処理施設の外の水源から吐出口２８２ａに液体を供給してもよい。

【0039】

以上、本発明の実施の形態について説明したが、従来の問題点を含めて、以下にまとめて記す。

【0040】

機械式移送装置からエジェクタ式移送装置に改修するためには、吐出口から吐出する液体を供給するための移送用ポンプの設置が必要になる。このポンプ支持する支持部材を共用槽の底面などに固定して移送用ポンプを設置する作業を液体中で実施することは困難であるため、沈砂池設備を改修する際には共用槽を一旦空にしてから移送用ポンプを設置することが考えられる。しかしながら、共用槽を空にすると、沈砂池設備で処理された液体を共用槽から沈殿池に送り出せなくなるので、沈砂池設備全体の機能が停止してしまい、ひいては汚水処理施設の機能が停止してしまう。このため、共用槽を空にすることは実質的に困難である。この対応として、共用槽内の一部を防水壁で囲うことで、移送用ポンプを設置するスペースを作成し、そのスペースの液体を排水してから移送用ポンプを設置することが考えられる。しかしながら、液体が侵入しないように共用槽の中に防水壁を立てて防水壁内の液体を排水する作業は非常に煩雑で改修作業が高価になってしまうという問題がある。

【0041】

そこで、安価に改修可能な沈砂池設備の改修方法および安価な沈砂池設備が望まれている。

【0042】

以上説明した沈砂池設備の改修方法は、
液体の流れ方向に対して並列に複数設けられ液体に混入している砂が底部に沈降する砂沈降槽と、複数の該砂沈降槽が接続され該砂沈降槽を通過した液体が流入する共用槽と、該砂沈降槽に設けられ該底部に沈降した砂が集積される集積部と、該底部において該集積部に向けて延在し、上方に向かって開口したトラフと、該トラフに沿って設けられ、上端部分が閉塞した空間を形成し、該上端部分より下方に該トラフの底面に対向した吸込口が設けられた空間形成部材と、液体を吐出して該空間に該集積部に向かう流れを形成する吐出口とを有する沈砂池設備に既設の沈砂池設備を改修する沈砂池設備の改修方法において、
複数の前記砂沈降槽のうちの１つに対する液体の流入を堰き止める堰止工程と、
前記堰止工程によって堰き止められた前記砂沈降槽内の液体を排水して該砂沈降槽内の水位を低下させる水位低下工程と、
前記水位低下工程によって水位が低下した前記砂沈降槽に、該砂沈降槽の液体を吸い込んで前記吐出口に供給するためのポンプを設置するポンプ設置工程とを有することを特徴とする。

【0043】

前記砂沈降槽に一般的に設けられている液体の流入を堰き止めるための構造を利用することで、該砂沈降槽は、容易に該砂沈降槽内の液体の水位を低下させることができる。このため、前記砂沈降槽に前記ポンプを設置することで、前記共用槽に該ポンプを設置することと比較して沈砂池設備を安価に改修できる。

【0044】

ここで、前記堰止工程は、前記砂沈降槽への液体の流入口および前記砂沈降槽から前記共通槽に繋がる液体の流出口を塞ぐ工程であってよい。また、前記堰止工程は、流入ゲートと流出ゲートで閉塞する工程であってもよい。さらに、前記堰止工程は、前記流入ゲートを閉塞し、前記砂沈降槽と前記共用槽の間を仕切る仕切板を配置する工程であってもよい。また、前記ポンプ設置工程は、該ポンプを所定位置に保持するための該ポンプの保持部材を前記砂沈降槽を構成する構造体に固定する保持部材設置工程を含んでいてもよい。なお、水位低下工程は、前記ポンプの設置位置に応じて前記ポンプ設置工程が可能な程度に水位を低下させる工程であればよい。また、前記水位低下工程によって水位が低下した前記砂沈降槽に、前記空間形成部材を設置する空間形成部材設置工程を有していてもよい。さらに、前記トラフを形成するトラフ形成工程を有していてもよい。また、前記水位低下工程は、前記集積部に集積された砂を液体とともに前記砂沈降槽の外へ排出するための揚砂ポンプを利用して該砂沈降槽内の液体を排水する工程であってもよい。

【0045】

この沈砂池設備の改修方法において、
前記ポンプ設置工程は、複数の前記砂沈降槽のうちの少なくとも１つを残して２つ以上の砂沈降槽に対して実施される工程であり、
前記ポンプ設置工程によって設置された前記ポンプと該ポンプが設置された前記砂沈降槽に配置された前記吐出口とを繋ぐ、第１開閉弁が設けられた第１接続管を設置する第１接続管設置工程と、
前記ポンプ設置工程によって設置された前記ポンプと該ポンプが設置されていない前記砂沈降槽に配置された前記吐出口とを繋ぐ、第２開閉弁が設けられた第２接続管を設置する第２接続管設置工程とを有していてもよい。

【0046】

こうすることで、前記ポンプが設置されていない前記砂沈降槽に配置された吐出口からも液体を吐出できるので、該ポンプの設置台数を削減でき、この沈砂池設備をより安価に改修できる。また、前記ポンプが設置された前記砂沈降槽の保守作業等をする際に該砂沈降槽内の水位を低下させて該ポンプを大気中に露出させる場合がある。その場合でも、前記ポンプが設置された前記砂沈降槽が少なくとも２つあるので、水位を低下させていない該砂沈降槽から液体を供給することで、水位を低下させている以外の該砂沈降槽に設置された前記吐出口から液体を吐出できる。

【0047】

また、この沈砂池設備の改修方法において、
前記吐出口近傍に、前記ポンプによって吸い込まれた液体とは異なる流体を供給する供給口を設置する供給口設置工程を有していてもよい。

【0048】

前記吐出口から液体が吐出されると、その近傍にエジェクタ効果が生じて前記供給口から流体を引き出す作用が生じる。引き出された流体は、前記吐出口から吐出された液体に同伴してその液体とともに前記空間における流れを形成する。従って、前記供給口設置工程によって設置した前記供給口から、動力なしで、または小さな動力で流体を供給することができる。

【0049】

ここで、前記供給口設置工程は、前記流体として気体を供給する供給口を設置する工程であってもよく、該流体としてファインバブル水を供給する供給口を設置する工程であってもよい。また、前記供給口設置工程は、前記吐出口から吐出される液体によって生じるエジェクタ効果のみで前記流体を供給する供給口を設置する工程であってもよい。

【0050】

また、以上説明した沈砂池設備は、
液体の流れ方向に対して並列に複数設けられ液体に混入している砂が底部に沈降する砂沈降槽と、複数の該砂沈降槽が接続され該砂沈降槽を通過した液体が流入する共用槽とを有する沈砂池設備において、
前記砂沈降槽に設けられ前記底部に沈降した砂が集積される集積部と、
前記底部において前記集積部に向けて延在し、上方に向かって開口したトラフと、
前記トラフに沿って設けられ、上端部分が閉塞した空間を形成し、該上端部分より下方に該トラフの底面に対向した吸込口が設けられた空間形成部材と、
前記砂沈降槽に設置されたポンプと、
前記ポンプによって吸い込まれた液体を吐出して前記空間に前記集積部に向かう流れを形成する吐出口とを備えていることを特徴とする。

【0051】

前記ポンプを容易に設置することができるので、この沈砂池設備を安価に構成できる。また、前記砂沈降槽は、容易に水位を低下させることができるので、前記ポンプの保守作業も容易になり、この沈砂池設備の維持管理費が安価になる。

【0052】

この沈砂池設備において、
前記ポンプは、複数の前記砂沈降槽のうち少なくとも１つを残して２つ以上の砂沈降槽に設けられ、
前記ポンプが設置された前記砂沈降槽に配置された前記吐出口と該ポンプとを繋ぐ、第１開閉弁が設けられた第１接続管と、
前記ポンプが設置されていない前記砂沈降槽に配置された前記吐出口と該ポンプとを繋ぐ、第２開閉弁が設けられた第２接続管とを備えた態様であってもよい。

【0053】

この態様では、前記ポンプが設置されていない前記砂沈降槽に配置された吐出口からも液体を吐出できるので、該ポンプの設置台数が削減でき、この沈砂池設備をより安価に構成できる。また、前記ポンプが設置された前記砂沈降槽の保守作業等をする際に該砂沈降槽内の水位を低下させて該ポンプを大気中に露出させる場合がある。その場合でも、前記ポンプが設置された前記砂沈降槽が少なくとも２つあるので、水位を低下させていない該砂沈降槽から液体を供給することで、水位を低下させている以外の該砂沈降槽に設置された前記吐出口から液体を吐出できる。

【0054】

また、この沈砂池設備において、
前記吐出口近傍に配置され、前記ポンプによって吸い込まれた液体とは異なる流体を供給する供給口を備えていてもよい。

【0055】

前記吐出口から液体が吐出されることで該吐出口近傍が減圧されるので、前記供給口から動力なしで、または小さな動力で流体を供給することができる。

【0056】

ここで、前記供給口は、前記流体として気体を供給するものであってもよく、該流体としてファインバブル水を供給するものであってもよい。また、前記供給口は、前記吐出口から吐出される液体によって生じる減圧のみで流体を供給するものであってもよい。

【0057】

これらにより、安価に改修可能な沈砂池設備の改修方法および安価な沈砂池設備を提供することができる。

【符号の説明】

【0058】

１ 沈砂池設備
２ 砂沈降槽
３ ポンプ井（共用槽）
２５ 集砂ピット（集積部）
２６ トラフ
２８１ 空間形成部材
２８２ａ 吐出口
Ｐ２ 移送用ポンプ（ポンプ）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】