特許 7448447 固体含有液体移送装置、および固体含有液体移送方法

(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】

(24)【登録日】2024-03-04

(45)【発行日】2024-03-12

(54)【発明の名称】固体含有液体移送装置、および固体含有液体移送方法

(51)【国際特許分類】

   C02F 11/00 20060101AFI20240305BHJP

   B01D 21/24 20060101ALI20240305BHJP

   B01D 21/30 20060101ALI20240305BHJP

【ＦＩ】

C02F11/00 A

B01D21/24 D ZAB

B01D21/24 H

B01D21/24 S

B01D21/30 F

B01D21/30 G

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2020158358

(22)【出願日】2020-09-23

(65)【公開番号】P2022052153

(43)【公開日】2022-04-04

【審査請求日】2023-02-02

(73)【特許権者】

【識別番号】591030651

【氏名又は名称】水ｉｎｇ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100118500

【弁理士】

【氏名又は名称】廣澤 哲也

(74)【代理人】

【氏名又は名称】渡邉 勇

(72)【発明者】

【氏名】新井 稔

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 隆洋

【審査官】▲高▼橋 明日香

(56)【参考文献】

【文献】特開平０４－０４５８０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－０２９７０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０２１４８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－３６２７３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０８３５０１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ０２Ｆ １１／００ー１１／２０

Ｂ０１Ｄ ２１／００－２１／３４

Ｅ０３Ｆ １／００－１１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

沈砂および／またはし渣を含む液体を固液分離装置に移送する装置であって、
前記固液分離装置よりも低い位置に配置される密閉タンクと、
前記密閉タンクに前記沈砂および／またはし渣を含む液体を供給する液体供給機構と、
前記密閉タンクから前記固液分離装置に前記沈砂および／またはし渣を含む液体を移送し、前記固液分離装置から前記密閉タンクに前記沈砂および／またはし渣が除去された液体を戻すことで、前記密閉タンクと前記固液分離装置との間で前記液体を循環させる液体循環機構と、
前記液体供給機構、および前記液体循環機構の動作を制御する制御装置と、を備え、
前記液体循環機構は、
前記密閉タンクから前記固液分離装置まで延びて、前記沈砂および／またはし渣を含む液体が流れる液体移送配管と、
前記固液分離装置から前記密閉タンクまで延びて、前記沈砂および／またはし渣が除去された液体が流れる液体戻り配管と、を有し、
前記制御装置は、
前記密閉タンクを前記沈砂および／またはし渣を含む液体で満たした後で、前記液体移送配管と前記戻り配管とを介して、前記密閉タンクを前記固液分離装置と連通させ、
前記密閉タンクと前記固液分離装置との間の高低差に起因する位置エネルギによって、前記密閉タンク内の液体の圧力を上昇させてから、前記液体循環機構を動作させる、装置。

【請求項2】

前記液体供給機構は、
沈砂池から前記密閉タンクまで延びる液体供給配管と、
前記沈砂池に配置され、前記液体供給配管に接続される水中ポンプと、を備えている、請求項１に記載の装置。

【請求項3】

前記液体供給機構は、
沈砂池から前記密閉タンクまで延びる液体供給配管と、
前記密閉タンクに接続される真空配管と、
前記真空配管を介して前記密閉タンク内に真空を発生させる真空源と、を備えている、請求項１に記載の装置。

【請求項4】

前記液体供給機構は、
前記密閉タンクに接続されるし渣供給配管と、
前記し渣供給配管に配置されるし渣供給バルブと、を備えている、請求項１に記載の装置。

【請求項5】

前記液体循環機構は、さらに、
前記液体移送配管に配置される吐出バルブと、
前記液体戻り配管に配置される循環ポンプおよび戻り弁と、を備えている、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の装置。

【請求項6】

沈砂および／またはし渣を含む液体を固液分離装置に移送する方法であって、
前記固液分離装置よりも低い位置に配置される密閉タンクに前記沈砂および／またはし渣を含む液体を供給し、
前記密閉タンクを前記沈砂および／またはし渣を含む液体で満たした後で、前記密閉タンクから前記固液分離装置まで延びて、前記沈砂および／またはし渣を含む液体が流れる液体移送配管と、前記固液分離装置から前記密閉タンクまで延びて、前記沈砂および／またはし渣が除去された液体が流れる液体戻り配管と、を介して、前記密閉タンクを前記固液分離装置と連通させ、
前記密閉タンクと前記固液分離装置との間の高低差に起因する位置エネルギによって、前記密閉タンク内の液体の圧力を上昇させてから、前記密閉タンクから前記固液分離装置に前記沈砂および／またはし渣を含む液体を移送し、前記固液分離装置から前記密閉タンクに前記沈砂および／またはし渣が除去された液体を戻すことで、前記密閉タンクと前記固液分離装置との間で前記液体を循環させる、方法。

【請求項7】

前記密閉タンクに前記沈砂および／またはし渣を含む液体を供給する工程は、沈砂池から前記密閉タンクまで延びる液体供給配管と、前記沈砂池に配置され、前記液体供給配管に接続される水中ポンプと、を用いて行われる、請求項６に記載の方法。

【請求項8】

前記密閉タンクに前記沈砂および／またはし渣を含む液体を供給する工程は、沈砂池から前記密閉タンクまで延びる液体供給配管と、前記密閉タンクに接続される真空配管と、前記真空配管を介して前記密閉タンク内に真空を発生させる真空源と、を用いて行われる、請求項６に記載の方法。

【請求項9】

前記密閉タンクに前記沈砂および／またはし渣を含む液体を供給する工程は、前記密閉タンクに接続されるし渣供給配管と、前記し渣供給配管に配置されるし渣供給バルブと、を用いて行われる、請求項６に記載の方法。

【請求項10】

前記密閉タンクと前記固液分離装置との間で前記液体を循環させる工程は、前記液体戻り配管に配置される循環ポンプを用いて行われる、請求項６乃至９のいずれか一項に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、沈砂および／またはし渣などの固体が含まれた液体（例えば、汚水）を、沈砂池などの所定の貯留場所から、固液分離装置などの処理装置に移送する装置および方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、下水などの汚水（すなわち、液体）に含まれる砂およびし渣などの固体を、液体から除去するために沈砂処理設備が用いられている。沈砂処理設備は、例えば、砂およびし渣などの固体を含む液体を貯留する沈砂池と、該沈砂池に沈降した砂（すなわち、沈砂）および沈砂池内を浮遊するし渣（例えば、髪の毛および繊維状物質）を液体とともに沈砂池から排出する揚砂装置と、該揚砂装置から排出された液体から固体を分離する固液分離装置と、を備えている。

【0003】

液体から分離された固体の回収を容易にするために、固液分離装置は、トラックなどの輸送車両がアクセスしやすい通常フロアレベルに配置されている。一方で、沈砂池は、自然流下を利用して液体を沈砂池に流れ込ませるために、通常フロアレベルよりも低い位置に配置される。すなわち、沈砂池は、固液分離装置よりも低い位置に配置されるのが一般的である。そのため、揚砂装置は、固体を含む液体に、該液体を沈砂池から固液分離装置まで移送するための相当のエネルギを与える必要がある。このような揚砂装置の例としては、沈砂池内に配置された大型のサンドポンプ（例えば、特許文献１参照）、またはジェットポンプ（例えば、特許文献２参照）が挙げられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第３３１５４８９号公報

【文献】特公平７－１２１３２５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、従来の揚砂装置である大型のサンドポンプは、沈砂およびし渣などの異物が液体とともにインペラを通過することを許容するために低効率のインペラを採用していることが多く、その運転に大きな動力を必要とする。さらに、従来の沈砂処理設備では、固液分離装置で分離された液体をそのまま沈砂池に戻してしまう。そのため、大きな動力を使って固液分離装置まで液体を移送したにも拘わらず、液体が有する位置エネルギが無駄に消費されていた。このような沈砂処理設備の運転方法は、ランニングコストの増大をまねくだけでなく、近年注目されている環境問題になんら配慮していない運転方法である。これらの欠点は、揚砂装置として配管輸送を用いる従来の様々な沈砂処理設備の運転方法に当てはまる。

【0006】

そこで、本発明は、低いランニングコストで、省エネルギ運転が可能な固体含有液体移送装置、および固体含有液体移送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】

一態様では、沈砂および／またはし渣を含む液体を固液分離装置に移送する装置であって、前記固液分離装置よりも低い位置に配置される密閉タンクと、前記密閉タンクに前記沈砂および／またはし渣を含む液体を供給する液体供給機構と、前記密閉タンクから前記固液分離装置に前記沈砂および／またはし渣を含む液体を移送し、前記固液分離装置から前記密閉タンクに前記沈砂および／またはし渣が除去された液体を戻すことで、前記密閉タンクと前記固液分離装置との間で前記液体を循環させる液体循環機構と、前記液体供給機構、および前記液体循環機構の動作を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記密閉タンクを前記沈砂および／またはし渣を含む液体で満たした後で、前記密閉タンクを前記固液分離装置と連通させて、前記液体循環機構を動作させる、装置が提供される。

【0008】

一態様では、前記液体供給機構は、沈砂池から前記密閉タンクまで延びる液体供給配管と、前記沈砂池に配置され、前記液体供給配管に接続される水中ポンプと、を備えている。
一態様では、前記液体供給機構は、沈砂池から前記密閉タンクまで延びる液体供給配管と、前記密閉タンクに接続される真空配管と、前記真空配管を介して前記密閉タンク内に真空を発生させる真空源と、を備えている。

【0009】

一態様では、前記液体供給機構は、前記密閉タンクに接続されるし渣供給配管と、前記し渣供給配管に配置されるし渣供給バルブと、を備えている。
一態様では、前記液体循環機構は、前記密閉タンクから前記固液分離装置まで延びて、前記沈砂および／またはし渣を含む液体が流れる液体供給配管と、前記液体供給配管に配置される吐出弁と、前記固液分離装置から前記密閉タンクまで延びて、前記沈砂および／またはし渣が除去された液体が流れる液体戻り配管と、前記液体戻り配管に配置される循環ポンプおよび戻り弁と、を備えている。

【0010】

一態様では、沈砂および／またはし渣を含む液体を固液分離装置に移送する方法であって、前記固液分離装置よりも低い位置に配置される密閉タンクに前記沈砂および／またはし渣を含む液体を供給し、前記密閉タンクを前記沈砂および／またはし渣を含む液体で満たした後で、前記密閉タンクを前記固液分離装置と連通させ、前記密閉タンクから前記固液分離装置に前記沈砂および／またはし渣を含む液体を移送し、前記固液分離装置から前記密閉タンクに前記沈砂および／またはし渣が除去された液体を戻すことで、前記密閉タンクと前記固液分離装置との間で前記液体を循環させる、方法が提供される。

【0011】

一態様では、前記密閉タンクに前記沈砂および／またはし渣を含む液体を供給する工程は、沈砂池から前記密閉タンクまで延びる液体供給配管と、前記沈砂池に配置され、前記液体供給配管に接続される水中ポンプと、を用いて行われる。
一態様では、前記密閉タンクに前記沈砂および／またはし渣を含む液体を供給する工程は、沈砂池から前記密閉タンクまで延びる液体供給配管と、前記密閉タンクに接続される真空配管と、前記真空配管を介して前記密閉タンク内に真空を発生させる真空源と、を用いて行われる。

【0012】

一態様では、前記密閉タンクに前記沈砂および／またはし渣を含む液体を供給する工程は、前記密閉タンクに接続されるし渣供給配管と、前記し渣供給配管に配置されるし渣供給バルブと、を用いて行われる。
一態様では、前記密閉タンクと前記固液分離装置との間で前記液体を循環させる工程は、前記密閉タンクから前記固液分離装置まで延びて、前記沈砂および／またはし渣を含む液体が流れる液体供給配管と、前記固液分離装置から前記密閉タンクまで延びて、前記沈砂および／またはし渣が除去された液体が流れる液体戻り配管と、前記液体戻り配管に配置される循環ポンプと、を用いて行われる。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、密閉タンクと固液分離装置との高低差に起因する位置エネルギを利用して、沈砂および／またはし渣を含む液体が固液分離装置まで移送される。したがって、固体含有液体移送装置を低いランニングコストで、省エネルギ運転することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】図１は、一実施形態に係る固体含有液体移送装置を備えた沈砂処理設備を示す模式図である。

【図2】図２は、他の実施形態に係る固体含有液体移送装置を備えた沈砂処理設備を示す模式図である。

【図3】図３は、固液分離装置の他の例を示す模式図である。

【図4】図４は、図１に示す固体含有液体移送装置の変形例が適用されたし渣処理設備を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の実施形態について図１乃至図４を参照して説明する。図１乃至図４において、同一または対応する部材については同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
図１は、一実施形態に係る固体含有液体移送装置を備えた沈砂処理設備を示す模式図である。図１に示す沈砂処理設備は、下水などの汚水（すなわち、液体）を貯留する沈砂池１と、沈砂池１に沈澱した砂（すなわち、沈砂）、および沈砂池１内の汚水に浮遊するし渣などの固体が液体とともに移送される固液分離装置２と、を含んでいる。

【0016】

図１に示す固液分離装置２は、沈砂およびし渣を含む液体から該沈砂およびし渣を分離させる固液分離槽２ａと、固液分離槽２ａで分離された液体が流入するオーバーフロー槽２ｂと、固液分離槽２ａの底部から外部に延びるコンベア３と、を備えている。固液分離槽２ａで液体から分離された沈砂およびし渣は、固液分離槽２ａの底部に堆積し、コンベア３によってホッパ５に搬送される。

【0017】

図１に示す沈砂処理設備の固体含有液体移送装置は、沈砂池１の近傍に配置される密閉タンク７と、沈砂池１内に配置される水中ポンプ１０と、該水中ポンプ１０から密閉タンク７まで延びる液体供給配管３０と、液体供給配管３０に配置された液体供給バルブ３１と、密閉タンク７から固液分離装置２の固液分離槽２ａまで延びる液体移送配管４０と、液体移送配管４０に配置された吐出バルブ４３と、固液分離装置２のオーバーフロー槽２ｂから密閉タンク７まで延びる戻り配管１１と、戻り配管１１に配置された循環ポンプ８および戻りバルブ１８と、を備える。

【0018】

固体含有液体移送装置は、さらに、固液分離装置２のオーバーフロー槽２ｂに水を供給するための給水配管４５と、給水配管４５に配置された給水バルブ４６と、密閉タンク７の上部に接続され、大気に連通する空気抜き管５０と、空気抜き管５０に配置される通気バルブ５１と、密閉タンク７に水を供給するタンク給水配管５５と、タンク給水配管５５に配置されるタンク給水バルブ５６と、を備えている。液体供給バルブ３１、吐出バルブ４３、戻りバルブ１８、給水バルブ４６、通気バルブ５１、およびタンク給水バルブ５６は、それぞれ自動バルブであり、図示しない信号線で制御装置４に接続されている。制御装置４は、これらバルブ３１，４３，１８，４６，５１，５６の開閉動作を制御するように構成されている。さらに、水中ポンプ１０および循環ポンプ８も、制御装置４に接続されており、制御装置４は、これらポンプ１０，８の動作も制御する。

【0019】

密閉タンク７は、固液分離装置２よりも下方に位置している。本実施形態では、密閉タンク７は、沈砂池１と同一のフロアレベルに設置されている。より具体的には、密閉タンク７は、沈砂池１が掘られた地面に配置されている。密閉タンク７は、その底部に接続されたドレン配管２５と、ドレン配管２５に配置されたドレンバルブ２６を有している。ドレンバルブ２６も図示しない信号線で制御装置４に接続されており、制御装置４は、ドレンバルブ２６の開閉動作を制御可能に構成されている。

【0020】

液体移送配管４０の一端は、密閉タンク７に接続され、他端は、固液分離装置２の固液分離槽２ａに接続される。戻り配管１１の一端は、オーバーフロー槽２ｂの下部に接続され、他端は、密閉タンク７に接続される。

【0021】

次に、図１を参照して、固体含有液体移送装置を用いた沈砂処理設備の運転方法について説明する。図１に示す沈砂処理設備は、沈砂池１に堆積した沈砂、および沈砂池１を浮遊するし渣などの固体を固液分離装置２を用いて液体から分離する装置である。本実施形態に係る固体含有液体移送装置は、沈砂池１から固液分離装置２まで沈砂およびし渣を含む液体を移送する。詳細は後述するが、この目的を達成するために、固体含有液体移送装置の制御装置４は、最初に、密閉タンク７内を沈砂およびし渣を含む液体で完全に満たし、その後、密閉タンク７を固液分離装置２と連通させる。次いで、制御装置４は、密閉タンク７から固液分離装置２に沈砂およびし渣を含む液体を移送し、固液分離装置２から密閉タンク７に沈砂およびし渣が除去された液体を戻すことで、密閉タンク７と固液分離装置２との間で液体を循環させる。

【0022】

固体含有液体移送装置を起動する前は、全ての自動バルブ３１，４３，１８，４６，５１，５６，２６が閉じられている。制御装置４は、最初に、液体供給バルブ３１を開き、水中ポンプ１０を起動させる。この動作によって、沈砂池１内の液体が沈砂およびし渣とともに密閉タンク７に移送される。この際、制御装置４は、通気バルブ５１を開き、密閉タンク７への液体の供給を容易にする。

【0023】

水中ポンプ１０は、例えば、固体を含有する液体を移送可能なサンドポンプである。サンドポンプは、異物の通過を許容する比較的低効率のインペラを有するポンプであるが、密閉タンク７は、沈砂池１の近傍に配置されているため、本実施形態では、揚程の小さなサンドポンプを選定することができる。したがって、従来の沈砂処理設備で用いられていた高揚程のサンドポンプよりも、水中ポンプ１０の運転で消費される動力を大幅に低減することができる。

【0024】

密閉タンク７は、該密閉タンク７内の液体の高水位Ｈと低水位Ｌを検出可能な液面計４９を有している。液面計４９も、図示しない信号線を介して制御装置４に接続されている。液面計４９から高水位Ｈを示す信号が制御装置４に送信されると、制御装置４は、水中ポンプ１０の運転を停止させるとともに、液体供給バルブ３１を閉じる。

【0025】

次いで、制御装置４は、タンク給水配管５５に配置されるタンク給水バルブ５６を開く。タンク給水配管５５は、給水源（図示せず）に連結されており、タンク給水バルブ５６を開くと、密閉タンク７に水が供給される。この動作によって、密閉タンク７を沈砂およびし渣を含む液体で完全に満たすことができる。本実施形態では、水中ポンプ１０、液体供給配管３０、液体供給バルブ３１、タンク給水配管５５、およびタンク給水バルブ５６によって、密閉タンク７に沈砂およびし渣を含む液体を供給する液体供給機構が構成される。

【0026】

密閉タンク７の内部が沈砂およびし渣を含む液体で完全に満たされると、制御装置４は、タンク給水バルブ５６を閉じて、密閉タンク７への水の供給を停止する。さらに、制御装置４は、通気バルブ５１を閉じて、密閉タンク７の内部を大気から隔離する。このとき、密閉タンク７内の液体の圧力は大気圧に等しい。

【0027】

次いで、制御装置４は、戻りバルブ１８を開く。この動作により、密閉タンク７が固液分離装置２のオーバーフロー槽２ｂと連通し、密閉タンク７内の液体の圧力が固液分離装置２と密閉タンク７との間の高低差に起因する位置エネルギによって上昇する。

【0028】

なお、固液分離装置２のオーバーフロー槽２ｂには、該オーバーフロー槽２ｂの高水位Ｈと低水位Ｌを検出可能な液面計４８が配置されている。この液面計４８も図示しない信号線を介して制御装置４に接続されている。密閉タンク７がオーバーフロー槽２ｂと連通することにより、オーバーフロー槽２ｂの液面が低水位Ｌよりも低下した場合は、制御装置４は、給水配管４５に配置された給水バルブ４６を開く。給水配管４５は、図示しない給水源に接続されており、給水バルブ４６を開くことにより、オーバーフロー槽２ｂに水が供給される。制御装置４は、オーバーフロー槽２ｂ内の液面が高水位Ｈと低水位Ｌとの間に位置するように、給水バルブ４６の開閉動作を制御する。

【0029】

次いで、制御装置４は、液体移送配管４０に配置された吐出バルブ４３を開くとともに、戻り配管１１に配置された循環ポンプ８を起動させる。この動作によって、密閉タンク７から固液分離装置２の固液分離槽２ａに沈砂およびし渣を含む液体が移送され、固液分離槽２ａから沈砂およびし渣が除去された液体がオーバーフロー槽２ｂに流れ、固液分離装置２のオーバーフロー槽２ｂから密閉タンク７に沈砂およびし渣が除去された液体が戻される。すなわち、密閉タンク７と固液分離装置２との間で液体が循環させられる。本実施形態では、液体移送配管４０、吐出バルブ４３、戻り配管１１、循環ポンプ８、および戻りバルブ１８によって、密閉タンク７から固液分離装置２に沈砂およびし渣を含む液体を移送し、固液分離装置２から密閉タンク７に沈砂およびし渣が除去された液体を戻すことで、密閉タンク７と固液分離装置２との間で液体を循環させる液体循環機構が構成される。

【0030】

密閉タンク７内の液体の圧力は、固液分離装置２と密閉タンク７との間の高低差に起因する位置エネルギによって既に上昇しているので、液体を循環させるための循環ポンプ８の実揚程（図１参照）を大幅に低減することができる。したがって、循環ポンプ８として揚程の小さなポンプを選定することができる。

【0031】

このように、本実施形態に係る固体含有液体移送装置は、密閉タンク７と固液分離装置２との高低差に起因する位置エネルギを利用して、沈砂およびし渣を含む液体を固液分離装置２まで移送する。さらに、水中ポンプ１０も揚程の小さなサンドポンプを選定することができる。したがって、循環ポンプ８の運転および水中ポンプ８の運転に必要な動力が大幅に低減されるので、固体含有液体移送装置を低いランニングコストで、省エネルギ運転することができる。

【0032】

本実施形態では、循環ポンプ８は、戻り配管１１に配置されている。戻り配管１１を流れる液体は、沈砂およびし渣などの固体が除去された液体であるため、循環ポンプ８として、高効率のインペラを有するポンプを選定できる。その結果、固体含有液体移送装置をさらに省エネルギで運転することができる。

【0033】

液体の循環運転を行うと、液体に含まれる沈砂およびし渣などの固体が固液分離装置２に回収されるので、循環する液体の量が減少する。制御装置４は、液体の循環運転中もオーバーフロー槽２ｂに配置された液面計４８で該オーバーフロー槽２ｂの液面を監視しており、オーバーフロー槽２ｂ内の液面が高水位Ｈと低水位Ｌとの間に位置するように、給水バルブ４６の開閉動作を制御する。すなわち、制御装置４は、オーバーフロー槽２ｂ内の液面が高水位Ｈと低水位Ｌとの間に位置するように、オーバーフロー槽２ｂに水を補充する。一実施形態では、制御装置４は、オーバーフロー槽２ｂ内の液面が高水位Ｈを維持するように、給水バルブ４６の開閉動作を制御してもよい。

【0034】

密閉タンク７と固液分離装置２との間の液体の循環運転が所定時間行われると、制御装置４は、循環ポンプ８の運転を停止する。次いで、制御装置４は、戻りバルブ１８および吐出バルブ４３を閉じ、その後、ドレンバルブ２６および通気バルブ５１を開く。制御装置４は、液面計４９を用いて密閉タンク７内の液面を監視しており、密閉タンク７内の液面が低水位Ｌに達した後で、さらに所定時間経過後にドレンバルブ２６を閉じる。この動作により、密閉タンク７内の液体が外部に排出される。本実施形態では、ドレンバルブ２６が配置されるドレン配管２５は、沈砂池１に連通しており、密閉タンク７内の液体は、沈砂池１に戻される。この動作によって、密閉タンク７内の液体が抜かれ、密閉タンク７は、次の揚液運転のために待機する。

【0035】

図２は、他の実施形態に係る固体含有液体移送装置を備えた沈砂処理設備を示す模式図である。図２に示す固体含有液体移送装置は、液体供給機構で水中ポンプ１０に代えて、真空ポンプ（真空源）６１を用いている点で図１に示す液体含有液体移送装置と異なる。液体供給機構以外の構成は、図１を参照して説明された固体含有液体移送装置の構成と同様であるので、その重複する説明を省略する。

【0036】

図２に示す固体含有液体移送装置の液体供給機構は、沈砂池から密閉タンク７まで延びる液体供給配管３０と、液体供給配管３０に配置された液体供給バルブ３１と、密閉タンク７に接続される真空配管６０と、真空配管６０に配置される真空ポンプ６１および真空バルブ６３と、を備えている。液体供給バルブ３１、真空ポンプ６１、および真空バルブ６３は、図示しない信号線によって制御装置４に接続されており、制御装置４は、液体供給バルブ３１および真空バルブ６３の開閉動作と、真空ポンプ６１の動作と、を制御可能に構成されている。真空ポンプ６１は、真空配管６０を介して密閉タンク７内に真空を発生させる真空源として機能する。

【0037】

沈砂池１内の液体を沈砂およびし渣とともに密閉タンク７に移送する際は、制御装置４は、真空バルブ６３を開くともに、真空ポンプ６１を起動する。この動作によって、密閉タンク７内に真空が発生する。次いで、制御装置４は、液体供給バルブ３１を開く。この動作によって、沈砂池１内の沈砂およびし渣を含む液体が密閉タンク７に吸い込まれる。この際、制御装置４は、密閉タンク内１の真空を破壊しないように、通気バルブ５１を閉じた状態に維持する。

【0038】

液面計４９から高水位Ｈを示す信号が制御装置４に送信されると、制御装置４は、真空ポンプ６１の運転を停止させるとともに、液体供給バルブ３１および真空バルブ６３を閉じる。さらに、制御装置４は、タンク給水配管５５に配置されるタンク給水バルブ５６と、通気バルブ５１とを開き、タンク給水配管５５を介して密閉タンク７に水を供給する。この動作によって、密閉タンク７を沈砂およびし渣を含む液体で完全に満たすことができる。

【0039】

真空ポンプ６１は、密閉タンク７内に沈砂池１から液体を吸い込むことが可能な真空を発生させるだけでよい。したがって、従来の沈砂処理設備で用いられていた大型のサンドポンプよりも、真空ポンプ６１の運転で消費される動力を大幅に低減することができる。その結果、本実施形態でも、循環ポンプ８の運転および真空ポンプ６１の運転に必要な動力が大幅に低減されるので、固体含有液体移送装置を低いランニングコストで、省エネルギ運転することができる。

【0040】

図３は、固液分離装置の他の例を示す模式図である。図３に示す固液分離装置は、サイクロン７０を備えたサイクロン分離装置である。沈砂処理設備は、図３に示すサイクロン分離装置を、図１および図２に示す固液分離装置２に代えて用いることができる。

【0041】

図３に示すサイクロン分離装置は、サイクロン７０と、バッファ槽７２とを備えている。サイクロン７０は、下方に向かって縮径する円筒形状を有するサイクロン本体７０ａと、サイクロン本体７０ａの下端に接続されたボトムノズル７０ｂと、サイクロン本体７０ａの上部に接続されたトップノズル７０ｃと、サイクロン本体７０ａに沈砂およびし渣を含む液体を導入するための入口ノズル７０ｄを有する。

【0042】

上述した液体移送配管４０は、密閉タンク７からサイクロン７０の入口ノズル７０ｄまで延びる。液体移送配管４０を介して密閉タンク７から移送された沈砂およびし渣を含む液体は、サイクロン本体７０ａ内で渦流を形成する。サイクロン本体７０ａ内で、液体の渦流が形成されると、液体と、該液体に含まれる沈砂およびし渣などの固体とに遠心力が作用する。

【0043】

サイクロン本体７０ａ内で、液体よりも大きい比重を有する沈砂およびし渣は、サイクロン本体７０ａの内周壁面に沿って螺旋状に発生する下降流にのってボトムノズル７０ｂに向かって移動し、該ボトムノズル７０ｂから排出される。ボトムノズル７０ｂの下方には、ホッパ５（図１参照）が配置されており、液体から分離された沈砂およびし渣はホッパ５に回収される。一方で、沈砂およびし渣よりも小さい比重を有する液体は、サイクロン本体７０ａの中心部に発生する上昇流にのってトップノズル７０ｃから排出される。

【0044】

トップノズル７０ｃには、上述した戻り配管１１が接続されている。本実施形態では、この戻り配管１１の途中に、バッファ槽７２が配置されており、トップノズル７０ｃから排出された液体は、一旦、バッファ槽７２に貯められる。バッファ槽７２には、上述した給水配管４５が接続されており、さらに、液面計４８が配置されている。制御装置４（図１参照）は、バッファ槽７２内の液面が高水位Ｈと低水位Ｌとの間に位置するように、給水バルブ４６の開閉動作を制御する。

【0045】

このようなサイクロン分離装置を用いても、液体から沈砂およびし渣を分離することができる。また、本実施形態でも、密閉タンク７内の液体の圧力は、サイクロン分離装置（固液分離装置）と密閉タンク７との間の高低差に起因する位置エネルギによって既に上昇しているので、液体を循環させるための循環ポンプ８の実揚程（図３参照）を大幅に低減することができる。したがって、循環ポンプ８として揚程の小さなポンプを選定することができるため、固体含有液体移送装置を低いランニングコストで、省エネルギ運転することができる。なお、本実施形態における循環ポンプ８の実揚程は、バッファ槽７２の液面とサイクロン７０の入口ノズル７０ｄとの間の位置ヘッドに相当する。

【0046】

図４は、図１に示す固体含有液体移送装置の変形例が適用されたし渣処理設備を示す模式図である。図４に示す固体含有液体移送装置は、液体供給機構が図１に示す固体含有液体移送装置と異なる。液体供給機構以外の構成は、図１を参照して説明された固体含有液体移送装置の構成と同様であるので、その重複する説明を省略する。

【0047】

図４に示すし渣処理設備は、し渣を含む液体を搬送するし渣コンベア６５と、し渣コンベアによって搬送されたし渣を破砕する破砕機６６を有する。本実施形態に係る固体含有液体移送装置は、破砕機６６で破砕されたし渣を含む液体を固液分離装置２に移送する。

【0048】

本実施形態では、液体供給機構は、破砕機６６から密閉タンク７まで延びるし渣供給配管６７と、し渣供給配管６７に配置されたし渣供給バルブ６８と、を備えている。本実施形態では、液体供給機構は、さらに、破砕機６６に送られるし渣を含む液体に水を供給するためのし渣給水配管８０と、し渣給水配管８０に配置されるし渣給水バルブ８１と、を備える。し渣給水配管８０およびし渣給水バルブ８１は、し渣コンベア６５から排出されたし渣が破砕機６６に到達するまでの間に、し渣を含む液体に水を供給するために設けられる。し渣供給バルブ６８およびし渣給水バルブ８１は、図示しない信号線を介して制御装置４に接続されており、制御装置４は、し渣供給バルブ６８およびし渣給水バルブ８１の開閉動作を制御可能に構成されている。さらに、し渣コンベア６５および破砕機６６も制御装置４に接続されており、制御装置４は、し渣コンベア６５および破砕機６６の動作も制御可能に構成されている。

【0049】

し渣を含む液体を密閉タンク７に移送する際は、制御装置４は、し渣供給バルブ６８を開くともに、し渣コンベア６５および破砕機６６を起動する。さらに、制御装置４は、し渣給水バルブ８１を開く。これらの動作によって、密閉タンク７内に、破砕機６６によって破砕されたし渣、およびし渣給水配管８０から供給された水を含む液体が供給される。この際、制御装置４は、通気バルブ５１を開き、密閉タンク７への液体の供給を容易にするのが好ましい。

【0050】

液面計４９から高水位Ｈを示す信号が制御装置４に送信されると、制御装置４は、し渣コンベア６５および破砕機６６の運転を停止させるとともに、し渣供給バルブ６８を閉じる。さらに、制御装置４は、タンク給水配管５５に配置されるタンク給水バルブ５６を開き、タンク給水配管５５を介して密閉タンク７に水を供給する。この動作によって、密閉タンク７をし渣を含む液体で完全に満たすことができる。

【0051】

本実施形態でも、固体含有液体移送装置は、密閉タンク７と固液分離装置２との高低差に起因する位置エネルギを利用して、し渣を含む液体を固液分離装置２まで移送する。したがって、循環ポンプ８の運転に必要な動力が大幅に低減されるので、固体含有液体移送装置を低いランニングコストで、省エネルギ運転することができる。

【0052】

上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうる。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲に解釈されるものである。

【符号の説明】

【0053】

１ 沈砂池
２ 固液分離装置
３ コンベア
４ 制御装置
５ ホッパ
７ 密閉タンク
８ 循環ポンプ
１０ 水中ポンプ
１１ 戻り配管
１８ 戻りバルブ
３０ 液体供給配管
３１ 液体供給バルブ
４０ 液体移送配管
４３ 吐出バルブ
５５ タンク給水配管
５６ タンク給水バルブ
６０ 真空配管
６１ 真空ポンプ
６３ 真空バルブ
６５ し渣コンベア
６６ 破砕機
６７ し渣供給配管
６８ し渣供給バルブ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】