特許 7668076 下水処理場におけるスカム除去システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-04-16

(45)【発行日】2025-04-24

(54)【発明の名称】下水処理場におけるスカム除去システム

(51)【国際特許分類】

   C02F 1/40 20230101AFI20250417BHJP

【ＦＩ】

C02F1/40 F

C02F1/40 B

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2025504466

(86)(22)【出願日】2024-08-22

(86)【国際出願番号】 JP2024029787

【審査請求日】2025-01-27

(31)【優先権主張番号】P 2023149311

(32)【優先日】2023-09-14

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】504036291

【氏名又は名称】宇都宮工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100101465

【弁理士】

【氏名又は名称】青山 正和

(72)【発明者】

【氏名】宇都宮 秀雄

【審査官】目代 博茂

(56)【参考文献】

【文献】特開２００２－３２１０００（ＪＰ，Ａ）

【文献】特許第７１１２７９５（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】特開２０１１－８８０４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－２４０２７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特許第７０１８５５２（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】特開２０１７－１００１１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－２０２４９３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ０２Ｆ １／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

最初沈殿池用導水渠、最初沈殿池群、反応槽、最終沈殿池用導水渠及び最終沈殿池群を経由して処理される原水からスカムを除去する下水処理場のスカム除去システムであって、
前記最初沈殿池用導水渠及び前記最終沈殿池用導水渠に設けられる第１スカム除去装置と、前記最初沈殿池群の各最初沈殿池に設けられる第２スカム除去装置と；前記最終沈殿池群の各最終沈殿池に設けられる第３スカム除去装置と；を有し、
前記第１スカム除去装置は、原水が流れる導水渠本体の両側壁の内側で前記原水の流れ方向に沿って延び、かつ、長さ方向に間隔をおいて複数の開口部を有し、前記スカムの下側に位置するように設けられる一対のパイプ、およびこれらパイプに圧力流体供給源からの圧力流体を供給する圧力流体供給部を備えるスカム剥離装置と；前記導水渠本体の終端に設けられるスカムピット側へ前記スカムを移動させる導水渠用の水噴射ノズルと；を備え、
前記第２スカム除去装置は、前記スカムを収集する最初沈殿池用のパイプスキマと；前記スカムを前記最初沈殿池の幅方向の中央方向に集めるスカム案内機構と；前記スカムを前記最初沈殿池用の前記パイプスキマ側へ移動させる最初沈殿池用の水噴射ノズルと；を備え、
前記第３スカム除去装置は、前記スカムを収集する最終沈殿池用のパイプスキマと；前記スカムを前記最終沈殿池用の前記パイプスキマ側へ移動させる最終沈殿池用の水噴射ノズルと；を備え、
前記最終沈殿池用の前記水噴射ノズルは、前記導水渠用の前記水噴射ノズルよりも水噴射量が少なく設定されており、
前記スカム案内機構は、前記最初沈殿池用の前記パイプスキマの前記スカムを受け入れるための開口の下方に配置された前壁板と；前記前壁板の両端部から原水が流れてくる上流側に向けて漸次相互間隔を広げるように配置される一対のガイド板と；を有し、
前記前壁板及び前記ガイド板の近傍には、前記前壁板及び前記ガイド板の下端部から前記前壁板及び前記ガイド板の原水が流れてくる側の表面に沿って上昇する圧力流体を噴出する流体噴出管が設けられている
ことを特徴とする下水処理場のスカム除去システム。

【請求項2】

請求項１に記載の下水処理場のスカム除去システムであって、
前記最終沈殿池用の前記パイプスキマには、前記スカムを受け入れるための開口の前方で水面の下方に配置され、前記スカムを流動させながら案内するスカム誘導板が備えられている
ことを特徴とする下水処理場のスカム除去システム。

【請求項3】

請求項１に記載の下水処理場のスカム除去システムであって、
前記最終沈殿池用の前記パイプスキマには、前記最終沈殿池の幅方向に沿って配置されるパイプ材とこのパイプ材を軸中心に回動させる回動機構とを有し、
前記パイプ材は、周方向に間隔をあけて上流側に形成された上流側スカム取込み口と下流側に形成された下流側スカム取込み口とを有し、
前記回動機構は、前記パイプ材を一の方向に回動させることにより前記上流側スカム取込み口を水面に配置するとともに、前記パイプ材を前記一の方向とは反対方向に回動させることにより前記下流側スカム取込み口を水面に配置する
ことを特徴とする請求項１に記載の下水処理場のスカム除去システム。

【請求項4】

請求項１に記載の下水処理場のスカム除去システムであって、
前記圧力流体供給部は複数設けられ、前記パイプの複数箇所にそれぞれ接続されていることを特徴とする請求項１に記載の下水処理場のスカム除去システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、下水処理場におけるスカム除去システムに関する。本願は、２０２３年９月１４日に出願された特願２０２３－１４９３１１号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

【背景技術】

【0002】

下水処理場には、下水処理場に受け入れられた下水中の沈殿性物質を沈降分離処理する、第一沈殿池と称される場合もある最初沈殿池と、最初沈殿池の処理水を生物学的に処理する反応槽、反応槽で処理した原水を受け入れて活性汚泥を沈降分離処理する、第二沈殿池と称される場合もある最終沈殿池が設けられている。

【0003】

これら両沈殿池は、多数の沈殿池を並設して構成されていて、各沈殿池には、一つの導水渠（「流入渠」と称される場合もある。）から原水が分配供給されるように構成されている。

【0004】

下水処理場に受け入れた原水は、下水という性質上、沈殿性物質の他に浮上性物質が含まれている。このため、最初沈殿池、最終沈殿池及びこれら沈殿池に原水を分配供給する導水渠の水面には、浮上性物質の集合状態となったスカムが生成される。このため、これら施設にはスカム除去装置が設けられている。

【0005】

本出願人は、先に、特許文献１（特許第３９４３５５１号）に示されるような最初沈殿池に好適なスカム除去装置を提案するとともに、多くの実績を有している。この提案に係るスカム除去装置は「週一君」（登録商標）として知られている。

【0006】

この提案に係るスカム除去装置は、スカムが流れ込むパイプスキマの開口部の近傍に、上方に向けて流体（空気）を噴出させる噴出手段を設けて構成されている。そして、スカム排出時には、この噴出手段から空気が噴出されると、スカムの取り込みが誘発され、スカムが次々にパイプスキマ内に流入される。一旦スカムの流入が開始されると、空気の噴出が停止されてもスカムの流入は継続される。

【0007】

この提案に係るスカム除去装置は、従来のスカム除去装置に比べて、処理水質を改善することができるとともに、スカムの排出に必要な水量を１/２０～１/３０にすることができ、省エネルギー化に貢献できるという優れた特長を有している。

【0008】

また本出願人は、特許文献２（特許第４９９０８５６号）及び特許文献３（特許第５４４３２６１号）に示されるような最終沈殿池に好適なスカム処理装置を提案するとともに、その実績をも有している。この提案に係るスカム除去装置は「日一君」（登録商標）として知られている。

【0009】

このスカム除去装置は、パイプスキマに設けられている開口部を形成する下辺に、その開口部が水面上に位置しているときに、先端部が水面に生成されるスカムの下方に位置する深さを保って水流の上流側に所定長さ伸びる案内板を設けるとともに、その案内板の先端部位置よりも水流の上流側の所定位置には、その開口部の一部が水中に位置したときに、その開口部に向けて噴出ノズルから水を噴出するようにしている。

【0010】

この提案に係るスカム除去装置は、案内板の上面側には開口部に向く周辺に比して流速の速い水流を生成することができ、その速い水流に同伴させてスカムをフロック化させることなく短時間で、かつ、確実に開口部に移動させることができる。このため、排出される処理水質の悪化を防止することができるとともに、スカム排出に伴う水の量も少なくて済み、省エネルギー化を図ることができるという優れた特長を有している。

【0011】

さらに本出願人は、特許文献４（特許第７０１８５５２号）に示されるようなスカム除去装置を備えた導水渠（流入渠と呼ばれている場合もある。）を提案している。

【0012】

この導水渠には、スカムの上方に設けられ、そのスカムをスカムピット側に押し出すように圧力水を噴出する水噴射ノズル、スカムの下側に位置する水中に設けられ、そのスカムをスカムピット側に押し出すように圧力水を噴出する噴出ノズル、及び導水渠の内壁に設けられ、その内壁に沿って圧縮空気を噴出してその内壁からスカムを剥離する圧縮空気噴出機構が備えられている。

【0013】

この提案に係る導水渠は、スカムの上方及び下方から、スカムをスカムピット側に押し出すように圧力水が噴出されるとともに、スカムが導水渠の内壁から剥離されるので、スカムをスカムピットに円滑に排出できる特長がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0014】

【文献】特開２００４－２０２４９３号公報

【文献】特開２０１０－０４６６２２号公報

【文献】特開２０１１－２４０２７１号公報

【文献】国際公開第２０２２／１２３６５２号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0015】

本出願人は、上述したように、各沈殿池や導水渠に好適なスカム除去装置を提案し、かつ実績を有しているが、下水処理場を俯瞰したとき、下水処理場全体において発生するスカムを効率よく除去することができて、処理水質を改善することができ、また、スカム除去に伴う水の量を可能な限り少なくすることができれば、下水処理場全体のスカム処理の省エネルギー化を図ることができるという知見を得ている。

【0016】

そこで、本発明は、処理水質を改善して環境への負荷を軽減することができるとともに、省エネルギー化に資することのできる、下水処理場におけるスカム処理システム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】

【0017】

上記目的を達成するために、本発明に係る下水処理場のスカム除去システムは、最初沈殿池用導水渠、最初沈殿池群、反応槽、最終沈殿池用導水渠及び最終沈殿池群を経由して処理される原水からスカムを除去する下水処理場のスカム除去システムであって、
前記最初沈殿池用導水渠及び前記最終沈殿池用導水渠に設けられる第１スカム除去装置と；前記最初沈殿池群の各最初沈殿池に設けられる第２スカム除去装置と；前記最終沈殿池群の各最終沈殿池に設けられる第３スカム除去装置と；を有し、
前記第１スカム除去装置は、原水が流れる導水渠本体の両側壁の内側で前記原水の流れ方向に沿って延び、かつ、長さ方向に間隔をおいて複数の開口部を有し、前記スカムの下側に位置するように設けられる一対のパイプ、およびこれらパイプに圧力流体供給源からの圧力流体を供給する圧力流体供給部を備えるスカム剥離装置と；前記導水渠本体の終端に設けられるスカムピット側へ前記スカムを移動させる導水渠用の水噴射ノズルとを備え、
前記第２スカム除去装置は、前記スカムを収集する最初沈殿池用のパイプスキマと；前記スカムを前記最初沈殿池の幅方向の中央方向に集めるスカム案内機構と；前記スカムを前記最初沈殿池用の前記パイプスキマ側へ移動させる最初沈殿池用の水噴射ノズルと；を備え、
前記第３スカム除去装置は、前記スカムを収集する最終沈殿池用のパイプスキマと；前記スカムを前記最終沈殿池用の前記パイプスキマ側へ移動させる最終沈殿池用の水噴射ノズルと；を備え、
前記最終沈殿池用の前記水噴射ノズルは、前記導水渠用の前記水噴射ノズルよりも水噴射量が少なく設定されている。

【0018】

最初沈殿池用及び最終沈殿池用の各導水渠では、浮上したスカムをパイプから噴出する圧力流体によって導水渠本体の側壁から剥離しつつ中央側に寄せ（スカム剥離装置）、導水渠用の水噴射ノズルによってスカムピットに押し流す。最初沈殿池及び最終沈殿池では、それぞれのパイプスキマにスカムを収集して排出する。

【0019】

この一連の処理において、最初沈殿池では、厚く固まったスカムを最初沈殿池用の水噴射ノズルから噴射される水の勢いでパイプスキマに押し流す。最終沈殿池では、スカムも少なくなってきていて、流速も遅くなっているため、最終沈殿池用の水噴射ノズルからの水の噴射により表層を加速して水面上のスカムをパイプスキマに送り出す。

【0020】

この場合、最終沈殿池用の水噴射ノズルからの水噴射量を少なくしていることにより、少なくなって水面に浮上しているスカムを水噴射の勢いで散乱させて水中に懸濁させたり溶かしたりしてしまうことなく、水面上に浮上した状態で確実にパイプスキマに送ることができる。

【0021】

このようにして、最初沈殿池から最終沈殿池まで、その処理状況に応じてスカムを円滑かつ確実に除去して、処理水質を改善することができる。この処理水は自然環境に放流されることになるが、水質が改善されているので、環境に与える負荷も軽減される。また、パイプスキマにスカムとともに流れ込む水の量も少なくかつ短時間でスカム除去できるため、パイプスキマから上流に返送される水量が少なくなる結果、これに伴う電力量も削減でき、省エネルギー化を図ることができる。

【0022】

本発明に係る下水処理場のスカム除去システムにおいて、前記最終沈殿池用の前記パイプスキマには、前記スカムを受け入れるための開口の前方で水面の下方に配置され、前記スカムを流動させながら案内するスカム誘導板が備えられているとよい。

【0023】

パイプスキマの開口の直前でスカム誘導板上にスカムを載せて流動させながらパイプスキマの開口に案内する。少ないスカムを除去するために、スカム誘導板が原水の表層を薄く掬いとるように流れ込ませる。また、水面近くにスカム誘導板が配置されることから、下方からの上昇流等の影響を受けずに、スカムを確実にパイプスキマに案内することができる。これらにより、確実にスカムを排除することができる。

【0024】

本発明に係る下水処理場のスカム除去システムにおいて、前記スカム案内機構は、前記最初沈殿池用の前記パイプスキマの前記スカムを受け入れるための開口の下方に配置された前壁板と；前記前壁板の両端部から原水が流れてくる上流側に向けて漸次相互間隔を広げるように配置される一対のガイド板と；を有し、前記前壁板及び前記ガイド板の近傍には、前記前壁板および前記ガイド板の下端部から前記前壁板及び前記ガイド板の原水が流れてくる側の表面に沿って上昇する圧力流体を噴出する流体噴出管が設けられているとよい。

【0025】

沈殿池を流れてくるスカムを一対のガイド板によって中央部に集めながらスカム取込み用の開口に案内することができる。その場合に、ガイド板の近傍に設けられている流体噴出管から噴出される圧力流体によりスカムをガイド板に付着させることなく、ガイド板から離した状態で案内することができる。

【0026】

また、前壁板の近傍に設けられている流体噴出管から圧力流体を噴出することにより、スカムを下方から持ち上げるようにしながらスカム取込み用の開口に案内することができる。したがって、スカムの取り残しを少なくし、円滑かつ確実にスカム取込み用の開口に取り込むことができる。

【0027】

前記圧力流体は圧縮空気であるとよい。バブリング現象により、スカムを壁面から効果的に離すことができ、また、スカムに浮力を生じさせて、開口（スカム取込み口）に効果的に案内することができる。

【0028】

本発明に係る下水処理場のスカム除去システムにおいて、前記最終沈殿池用の前記パイプスキマには、前記最終沈殿池の幅方向に沿って配置されるパイプ材とこのパイプ材を軸中心に回動させる回動機構とを有し、前記パイプ材は、周方向に間隔をあけて上流側に形成された上流側スカム取込み口と下流側に形成された下流側スカム取込み口とを有し、前記回動機構は、前記パイプ材を一の方向に回動させることにより前記上流側スカム取込み口を水面に配置するとともに、前記パイプ材を前記一の方向とは反対方向に回動させることにより前記下流側スカム取込み口を水面に配置するとよい。

【0029】

これにより、上流側から流れてくるスカムを上流側スカム取込み口から取り込む。この上流側スカム取込み口に入らずに下流側に流れてしまったスカムや下流側で浮上したスカムがある場合には、パイプスキマを反転させることにより、下流側のスカムを下流側スカム取込み口から除去することができる。

【0030】

本発明に係る下水処理場のスカム除去システムにおいて、前記圧力流体供給部は複数設けられ、前記パイプの複数箇所にそれぞれ接続されているとよい。

【0031】

パイプの複数箇所に圧力流体が供給されるので、長尺なパイプに均等に圧力流体を供給することができる。

【発明の効果】

【0032】

本発明の下水処理場のスカム除去システムは、最初沈殿池用導水渠、最初沈殿池群、最終沈殿池用導水渠、及び最終沈殿池群に、それぞれの状況に応じて組み込まれている第１～第３スカム除去装置により効率よくスカム除去を行うことができ、処理水質を改善できるので、自然環境に放流された場合の環境への負荷を軽減することができる。また、パイプスキマにスカムとともに流れ込む水の量も少なくかつ短時間でスカム除去できるため、パイプスキマから上流に返送される水量が少なくなる結果、これに伴う電力量も削減でき、省エネルギー化を図ることができ、下水処理場におけるスカム処理費用の低減化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0033】

【図1】本発明の一実施の形態に係るスカム除去システムを適用した下水処理場全体の概略構成を示す平面図である。

【図2】最初沈殿池用導水渠及びこの導水渠に接続状態の最初沈殿池の一部を示す平面図である。

【図3】図２のＸ１-Ｘ１線に沿う断面図であり、可動ゲートが閉じている状態を示している。

【図4】図２のＸ１-Ｘ１線に沿う部分断面図であり、可動ゲートが開いている状態を示している。圧力流体供給部は省略している。

【図5】図２の最初沈殿池用導水渠に組み込まれているスカム剥離装置の要部を示す拡大平面図である。

【図6】図５のＸ２-Ｘ２線に沿うパイプ及び吐出口部材の部分拡大図である。

【図7】第２スカム除去装置を備えた最初沈殿池の一部を示す平面図である。

【図8】図７のＸ３-Ｘ３線に沿う断面図である。

【図9】図８のパイプスキマ付近の拡大図である。

【図10】水噴射ノズルの断面図（図１０Ａ）および平面図（図１０Ｂ）である。

【図11】最終沈殿池における第３スカム除去装置を示す平面図である。

【図12】図１１のパイプスキマの回動機構を示す模式図である。

【図13】（図１３Ａ）スカム非取込み時、（図１３Ｂ）上流側スカム取込み時、（図１３Ｃ）下流側スカム取込み時のそれぞれのパイプスキマの姿勢を示す断面図である。

【図14】最終沈殿池に設けられる水噴射ノズルの断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0034】

以下、本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るスカム除去システムを適用した下水処理場全体の概略構成を示す平面図であって、図中、左下の矢印ａで示される下水の原水（以下、単に「原水」というときもある）の流入から、右横中央の矢印ｂで示される処理水の流出まで、水の流れに沿って示されている。

【0035】

この下水処理場においても周知の下水処理場と同様に、原水（下水)の流れの上流側から下流側にかけて、最初沈殿池用導水渠Ａ、最初沈殿池群Ｂ、反応槽Ｃ、最終沈殿池用導水渠Ｄ及び最終沈殿池群Ｅの各処理施設が設けられている。これら施設のうち、反応槽Ｃを除いた各施設Ａ，Ｂ，Ｄ，Ｅには、それぞれスカム除去装置が設けられている。以下、施設毎に図２以下の図面も参照しながら説明する。

【0036】

（最初沈殿池用導水渠Ａ）
最初沈殿池用導水渠Ａ（流入渠と呼ばれることもある。以下、単に導水渠Ａと称することもある）は、導水渠本体２及びこの導水渠本体２に接続状態のスカムピット３を含んで構成されている。この導水渠本体２は、上部開放形の長水路を呈し、その長手方向の一端側（図２に示す例では右端側）からは、下水からなる原水が供給されるように構成されている（矢印ａ参照）。

【0037】

スカムピット３は、この導水渠本体２の原水の流れ方向の終端側（図２に示す例では左端側）に設けられており、このスカムピット３を形成する一部の壁と導水渠本体２の終端側を形成する壁とは共用されている。その共用されている壁の上壁面３ａの高さは、導水渠本体２内の水面よりも少し低くなるように決められている（図３参照）。

【0038】

そして、その上壁面３ａの設けられている壁の導水渠本体２側には、可動ゲート４が設けられていて、導水渠本体２からの原水がスカムピット３へ流入するのを制御できるように構成されている。

【0039】

この可動ゲート４は、ゲート板４ａと駆動機構４ｂとを含んで構成されていて、導水渠本体２からスカムピット３内にスカムＳを排出しないときは図３に示すように閉じられ、導水渠本体２からスカムピット３内にスカムＳを排出するときは図４に示すように開けられるように構成されている。

【0040】

したがって、可動ゲート４が図４に示されるように開けられたときは、導水渠本体２の表層水、すなわちスカムＳを含んだ原水をスカムピット３内に排出させることができる。

【0041】

ゲート板４ａの幅は、導水渠本体２の水路幅より少し小さく、その高さは、上壁面３ａの位置と導水渠本体２内の水面位置との差分よりも十分に大きくなるように決められている。駆動機構４ｂは、ゲート板４ａを上下動できるように構成されていて、ねじ棒と回転ナットとからなる方式やラックアンドピニオン方式、油圧シリンダー等の周知の上下動移動機構が採用される。

【0042】

スカムＳを排出しないとき、駆動機構４ｂは、図３に示されるように、ゲート板４ａの上端位置が導水渠本体２内の水面位置よりも十分に高くなるようにゲート板４ａを上昇させることで、スカムピット３と導水渠本体２との間を遮断する。

【0043】

そして、スカムＳを排出するとき、駆動機構４ｂは、図４に示されるように、ゲート板４ａの上端位置が導水渠本体２内の水面位置よりも下で、かつ、その導水渠本体２内に生成されるスカム層Ｓの底面位置よりも少し下となるようにゲート板４ａを降下させることにより、スカムピット３と導水渠本体２との間を連通することができる。

【0044】

スカムピット３には、溜まったスカムをスカムピット３から排出するためのスカム排出装置１０が設けられる。

【0045】

導水渠本体２を形成する長水路の長手方向に延びる一対の側壁５のうち、一方の側壁（図２の上側の側壁）５の外側には、下水処理場の最初沈殿池群Ｂに当たる複数の最初沈殿池６が並設されている。

【0046】

この最初沈殿池６の周壁の一部は、導水渠本体２の側壁５と共用されている。そして、その側壁５の深さの途中位置に、各最初沈殿池６に通じる流入口７と開閉ゲート８とが設けられている。したがって、この流入口７を介して導水渠本体２内と最初沈殿池６内とが連通する。このため、流入口７の開閉ゲート８が開かれているとき、導水渠本体２内の原水は最初沈殿池６内に流入し、その流入した原水は、最初沈殿池６内を側壁５から離れる方向（図２の矢印ｃ参照）に向けて流れることができる。

【0047】

なお、図２に示す例では、最初沈殿池６は、導水渠本体２の一方の側壁５の外側に並設されているが、両方の側壁５の外側に並設されていてもよい。

【0048】

（スカム剥離装置２０）
導水渠本体２の側壁５，５には流通する原水に含まれるスカムＳが付着するため、このスカムＳを側壁５，５から剥離するスカム剥離装置２０が設けられている。この導水渠本体２の両側壁５の内側には、スカム剥離装置２０の一部を構成する一対のパイプ９，９が、原水の流れ方向に沿って延びるように、各側壁５と平行に設けられている。これらのパイプ９，９は、鋼製や合成樹脂製等の周知のパイプ材からなり、図６に示すように、その長さ方向に所定間隔で一列状に多数の吐出口部材２１が設けられている。

【0049】

吐出口部材２１は、フッ素樹脂等の合成樹脂からなり、その外形形状は下部に開口部２２を有するカップ状（わん状、釣鐘状等）に形成されている。これらの吐出口部材２１は、その内部空間をパイプ９内に連通させた状態でパイプ９に固定され、開口部２２を垂直下向きに配置している。

【0050】

これらパイプ９は、導水渠本体２内に生成されるスカム層Ｓの下方位置になるように設置されている。例えば、導水渠Ａの運転によりスカムＳが滞留し、その厚さが例えば１０ｃｍ近くに成長したときに、導水渠本体２からスカムピット３内にスカムＳを排出するようになっている場合、パイプ９は、水面から１０ｃｍよりも少し下となるように設置される。パイプ９の設置位置は、導水渠本体２の設置される下水処理場によって異なるが、いずれにしても、生成されるスカムＳの下となるように決められる。

【0051】

スカム剥離装置２０は、上述したパイプ９と、これらのパイプ９に圧縮空気や圧力水、あるいは気液混合圧力水を供給する圧力流体供給部２３とを備えている。ここでは圧力流体として圧縮空気の例を示す。

【0052】

パイプ９は、導水渠本体２の長さ方向に沿って（原水の流れ方向に沿って）設けられているが、その長さ方向に沿う所定長さの複数の領域Ｓ１～Ｓ３に区分され、その区分された領域Ｓ１～Ｓ３ごとに圧力流体供給部２３が設けられている。したがって、一つの導水渠本体２内に複数個の圧力流体供給部２３が設けられている。

【0053】

（圧力流体供給部２３）
図２に示す例では、３つの領域Ｓ１～Ｓ３に区分されており、したがって、３つの圧力流体供給部２３が設けられている（ただし、図４では圧力流体供給部２３の図示を省略している。）。各圧力流体供給部２３には、圧力供給源から圧力流体を供給する圧力流体配管２４が接続されている。この圧力流体配管２４には、各圧力流体供給部２３のそれぞれに圧力流体を供給する分岐管２５が設けられている。各分岐管２５には、それぞれの圧力流体供給部２３への流量を制御するための流量調整弁２６が設けられている。

【0054】

圧力流体供給部２３は、図５に示すように、一対のパイプ９，９のそれぞれに平行に配置されるように設けられた一対の長管部２７，２７と、それら長管部２７，２７の両端部をそれぞれ接続するように設けられた一対の短管部２８，２８とにより、平面視が一つのループ状を形成するように構成されている。

【0055】

長管部２７，２７のそれぞれ略中央位置には、両長管部２７，２７を連結する中央接続管２９が接続されている。そして、この中央接続管２９の長さ方向の中央位置に、圧力流体供給部２３の各分岐管２５が接続されている。

【0056】

圧力流体供給部２３の長管部２７，２７には、各長管部２７，２７とパイプ９，９との間を連結する接続管３０が互いに所定の間隔を保って複数設けられている。したがって、圧力流体供給源からの圧力流体は、圧力流体配管２４から各分岐管２５を介してそれぞれの圧力流体供給部２３に供給され、各圧力流体供給部２３から各接続管３０を介してパイプ９に供給される。

【0057】

各圧力流体供給部２３は、圧力流体配管２４及び分岐管２５等とともに、導水渠本体２の水面よりも上方位置に設けられる。これらを水中に配置することも可能であるが、原水の流れの妨げになるので、水面より上方に配置するのが好ましい。図２等においてパイプ９等を破線で示しているが、この破線は水中に設けられていることを示す。

【0058】

このように構成されたスカム剥離装置２０において、各圧力流体供給部２３からパイプ９，９内に圧力流体（圧縮空気）が供給されると、各吐出口部材２１の下向きの開口部２２から原水中に気泡となって放出される（図６参照）。そして、その放出された気泡は側壁５の内面に沿って上昇し、側壁５に付着していたスカムを剥離させことができる。

【0059】

なお、パイプ９と吐出口部材２１とに代えて、長さ方向に間隔をおいて多数のスリット（細長い開口部）を設けた天然ゴム、合成ゴム等の弾性材からなるパイプ、長さ方向に間隔をおいて多数の孔（開口部）を設けた鋼製のパイプの等も採用することができる。

【0060】

（導水渠用の水噴射ノズル１１）
導水渠本体２には、導水渠用の複数の水噴射ノズル（以下、水上ノズル）１１が水上に設けられている。この水上ノズル１１は、導水渠本体２内の水面より少し上で、かつ、その導水渠本体２内の水の流れ方向の長さを所定の間隔で区分するように複数箇所に、かつ、導水渠本体２の幅方向に複数個ずつ設けられている（図２参照）。

【0061】

各水上ノズル１１には、圧力水供給管１２を介して所定圧の水が供給される。なお、水上ノズル１１に供給される水は、下水処理場の処理水を用いることができる。

【0062】

水上ノズル１１は、先端開口が導水渠本体２内の水の流れの下流側で、さらに下向きに向くように斜めに設けられている。したがって、各水上ノズル１１から圧力水が噴射されることにより、導水渠本体２の水面上に層状に形成されているスカムＳに対して噴出水が下流側に向けて供給され、スカムピット３に向けて流れようとするスカムＳの流れを助長させる（図３，４参照）。

【0063】

なお、ここでは、説明の便宜上、水面上にある程度の厚さの層状に成長したスカムＳを「スカム層Ｓ」というときもある。

【0064】

（導水渠用の水噴射ノズル１３）
また、この導水渠本体２には、導水渠用の複数の水噴射ノズル（以下、水中ノズル）１３が水中に設けられている。

【0065】

この水中ノズル１３は、導水渠本体２内の水面より少し下の水中で、かつ、その導水渠本体２内の水の流れ方向に所定の間隔をおいて複数個設けられている。また、導水渠本体２内の水の流れ方向と直交する方向、つまり水路幅に対しても、互いに所定の間隔を保って複数個（図２に示す例では２個）の水中ノズル１３が設けられている。ただし、この水中ノズル１３を有しない場合もある。

【0066】

この水中ノズル１３には、圧力水供給管１４を介して所定圧の水が供給される。そしてこの水中ノズル１３は、圧力水供給管１４から圧力水が供給されると、スカムピット３側に向けられている開口から圧力水を噴出して、スカムピット３に向けて流れようとするスカムＳの流れを助長させることができる（図４参照）。この水中ノズル１３に供給される水は、下水処理場の処理水を用いることができる。

【0067】

以下では、水上に設置される水噴射ノズル１１を水上ノズル、水中に設置される水噴射ノズル１３を水中ノズルとして説明する。

【0068】

以上の最初沈殿池用導水渠Ａにおいて、第１スカム除去装置３５は、可動ゲート４を有するスカムピット３、スカム剥離装置２０、水上ノズル１１，水中ノズル１３等により構成される（図２，３）。

【0069】

上記構成からなる導水渠Ａにおけるスカム排出動作を含む下水処理方法について説明する。

【0070】

導水渠本体２に原水（下水）が供給され、その供給された原水が各最初沈殿池６に対して各流入口７を介して分配供給されると、各最初沈殿池６で沈降分離処理が行われる。このとき、導水渠本体２の水面上には、徐々にスカムＳが生成されてくる。図３及び図４はこの状態を示している。

【0071】

導水渠本体２内でスカム層Ｓの生成がある程度すすみ、その厚さが所定の厚さ（例えば１０ｃｍ）に達した時点で、水中ノズル１３および水上ノズル１１に圧力水が供給され、スカム層Ｓの一部を破壊しながら下流側へ推し進める。さらに、パイプ９に圧縮空気が供給される。これにより、スカムＳのスカムピット３への排出動作が開始される。

【0072】

水中ノズル１３に圧力水が供給されると、スカムＳがスカムピット３側に流れるように水中ノズル１３から圧力水が噴出される。水中ノズル１３の先端側が少し上向きに形成されているので、スカムＳを水中から少し持ち上げるように作用し、スカムＳの移動が行われる。同時に、水上ノズル１１からもスカムＳがスカムピット３側に流れるように圧力水が噴出される。

【0073】

スカムＳのスカムピット３への排出動作が開始されると、パイプ９からも圧縮空気が噴出され、その圧縮空気により側壁５に付着していたスカムＳが剥離されるので、スカムＳはより円滑に、かつ、速やかにスカムピット３に排出される。図３，４はこの状態を示している。

【0074】

パイプ９からの圧縮空気の噴出についてさらに説明する。

【0075】

パイプ９，９には、各圧力流体供給部２３から接続管３０を介して供給される。これらの圧力流体供給部２３はループ状に形成されているので、その内部の圧力が略均一に保たれている。このため、各圧力流体供給部２３に対応したパイプ９に略均一の圧力の圧縮空気が供給でき、これにより全ての吐出口部材２１の開口部２２からは、略均一の圧縮空気が噴出される。したがって、圧力流体供給部２３の各長管部２７に対応した側壁５に付着していたスカムＳを効果的に剥離することができる。

【0076】

しかも、圧力流体配管２４から各分岐管２５を通じて各圧力流体供給部２３に供給される圧縮空気量は、各流量調整弁２６によって調整することができる。したがって、複数の圧力流体供給部２３のうち、導水渠本体２のうちのスカムＳが滞留しやすく付着力が大きい箇所、例えば、導水渠本体２内の流れの終端側に設けられる圧力流体供給部２３に対して供給される圧縮空気量を増やして、その箇所のスカムＳの剥離をより強力に行うことができる。

【0077】

したがって、各圧力流体供給部２３への圧力流体の供給流量を流量調整弁２６で個々に制御しながら、スカムの付着状況等に応じて適切に圧力流体を供給することができ、スカムを有効に剥離することができる。

【0078】

なお、圧力流体供給部２３は、複数が分離した状態で設けられているが、これらを連結状態としてもよい。

【0079】

導水渠本体２からほとんどのスカムＳがスカムピット３へ排出された時点で、水中ノズル１３及び水上ノズル１１への圧力水の供給が停止されるとともに、パイプ９への圧縮空気の供給が停止される。これにより、スカムＳのスカムピット３への排出動作が終了となる。

【0080】

なお、上述のスカムＳのスカムピット３への排出動作は、水中ノズル１３および水上ノズル１１を用いるようにしたが、いずれか一方を用いるようにしてもよい。いずれか一方又は両方を用いるかは、生成されるスカムＳの性状や量等によって決められる。

【0081】

（最初沈殿池群Ｂ） 最初沈殿池群Ｂは、図１及び図２に示すように複数の最初沈殿池６が並列に設置されており、前述したように下水処理場に受け入れられた下水が最初沈殿池用導水渠Ａを介して最初沈殿池群Ｂ（各最初沈殿池６）に受け入れられるように構成されている。

【0082】

図７は、一つの最初沈殿池６の下流側部分を示している。最初沈殿池６に受け入れられた下水は、最初沈殿池６の一方側（上流側：図示の例では左側）から他方側（下流側：図示の例では右側）に移動する途中、すなわち、図中の矢印ｄに示される流れの途中、下水に含まれている沈降性物質が沈降して分離される。

【0083】

最初沈殿池６の底面に沈降した沈降性物質（汚泥）は、図示略の汚泥掻寄機を介して最初沈殿池６の一方側の底部に設けられているピットに集められた後、排泥管１５（図１参照）を介して汚泥処理施設に送られて処理される。

【0084】

原水には、沈殿性物質の他に浮上性物質が含まれており、沈殿池１の水面上に浮上性物質が集合状態となったスカムＳが生成される。そこで、最初沈殿池６において、前述した沈降性物質を分離するとともに、第２スカム除去装置６０によりスカムＳを除去する。

【0085】

沈殿性物質及び浮上性物質（スカムＳ）が除去された処理水は、最初沈殿池６の他方側（下流側）に設けられている溢流トラフ５２に受け入れられる。溢流トラフ５２に受け入れられた処理水は、図７中の矢印ｅに示されるように取り出され、反応槽（曝気槽）Ｃに送られて生物学的な処理が施される。

【0086】

第２スカム除去装置６０は、最初沈殿池６の原水の流れの下流側で溢流トラフ５２より上流位置に設けられている。この第２スカム除去装置６０においては、スカム取込みのための（最初沈殿池用）パイプスキマ６１が設けられている。パイプスキマ６１は、スカム取込み口６３を有するパイプ材６２，およびパイプ材６２を回動させる回動機構５５を備える。

【0087】

このパイプスキマ６１は、パイプ材６２が水面の流れをせき止めるように設けられている。すなわち、このパイプ材６２は、最初沈殿池６を幅方向（流れに交差する方向）に横断するように水平に設けられており、その周壁に長手方向に沿うスリット（スロット）状の開口（スカム取込み口６３）が設けられている。そして、パイプ材６２の長手方向の一端側が最初沈殿池６の一方の側壁６ａを水密的に貫通し、かつ回動自在に支持されており、他端側が最初沈殿池６の他方の側壁６ｂに回動自在に支持されている。側壁６ａを貫通したパイプ材６２の端部は、側壁６ａの外側に設けられているスカムピット５４内に配置されている。

【0088】

パイプ材６２の他端側が設けられる最初沈殿池６の他方の側壁６ｂの上面には、モータを含んで構成されている回動機構５５が設けられている。この回動機構５５は、パイプ材６２をその軸心回りに所定の角度で往復回動できるように構成されている。

【0089】

パイプ材６２は、長手方向に設けられているスカム取込み口６３が図７及び図８に示すように水面より上方を通常位置として配置されるように支持されている。回動機構５５は、スカム除去の時機が到来したときは、図９の矢印ｆに示されるように（図９においては反時計方向に）回転して、スカム取込み口６３の幅（パイプ材６２の周方向に沿う幅）のほぼ中間に水面が位置するように回動される。

【0090】

これにより、水面上のスカムＳは、パイプ材６２の前方からスカム取込み口６３に向けて流れ、スカム取込み口６３からパイプ材６２内に落とし込まれた後、パイプ材６２の内部を通ってスカムピット５４に送られる。このときのスカム取込み口６３の位置をスカム取込み位置とし、スカム取込み口６３が水面より上方に配置されている位置を非取込み位置とする。

【0091】

なお、回動機構５５としては、モータ等を設けずに手動でパイプ材６２を回動させる構造でもよい。

【0092】

スカムピット５４内に排出されたスカムＳは、矢印ｇ（図７）に示すようにスカムピット５４から取り出され、図示しない脱水機等を備えたスカム処理施設に送られて処理される。スカムＳを取り除いた後の水は、上流側に返送され、原水に混入されて再び処理される。

【0093】

そして、スカム除去が終了したときは、矢印ｆ（図９）と反対方向に、すなわち図８，９においては時計方向にパイプ材６２を回動し、スカム取込み口６３が図８（図９の二点鎖線も参照）に示されるように水面より上方に位置するように配置する。このような回動機構５５の回動制御は、第２スカム除去装置６０を含んだ最初沈殿池６全体を制御する図示しないプログラマブルコントローラによって実施される。

【0094】

図７に示すように、パイプ材６２は最初沈殿池６の幅よりも長く形成され、最初沈殿池６の水流方向を横断するように配置される。その長手方向に設けられているスカム取込み口６３は、最初沈殿池６の幅よりも短い長さに形成されており、長手方向の両端が、最初沈殿池６の両側壁６ａ，６ｂ内面から所定距離離間している。

【0095】

第２スカム除去装置６０は、このパイプスキマ６１と、スカムＳを最初沈殿池６の幅方向の中央方向に集めるスカム案内機構としての前壁板７０及び一対のガイド板８０とを有している。これら前壁板７０及びガイド板８０は、パイプ材６２の前方（上流側）、すなわちパイプ材６２に原水が向かってくる側（図示の例ではパイプ材６２の左側）に設けられている。

【0096】

前壁板７０は、鋼製又は合成樹脂製の板材からなり、原水の流れ方向から見たときの形状が細長い長方形状を呈している。前壁板７０は、その長方形の長辺の長さがスカム取込み口６３の長さより少し長く決められており、その短辺を最初沈殿池６の深さ方向に沿って配置している。図９に示されるように、前壁板７０の上端位置は、パイプ材６２が回動してスカム取込み口６３の一部が水中に没したときのスカム取込み口６３の下端部位置より下側（スカム取込み位置にあるスカム取込み口６３の下端部位置）となるように決められている。前壁板７０の下端位置は、パイプ材６２の下部位置より下方まで延びている。

【0097】

この前壁板７０の長手方向（沈殿池１の幅方向）の一方の端部は、支持部材７１を用いて沈殿池１の一方の側壁６aの内面に固定され、他方の端部は、他の支持部材７１を用いて沈殿池１の他方の側壁６bの内面に固定される。前壁板７０の両端部の固定作業に際しては、前壁板７０の裏側の面（下流側の面）、すなわち原水が流れて来る方向と反対側の面がパイプ材６２の回動を妨げない範囲でパイプ材６２に近接し、かつ、前壁板７０の上辺位置が、上流側に向かう状態のスカム取込み口６３の下端位置よりも下となるように慎重に取りけられる。ただし、前壁板７０の上辺位置を、スカム取込み位置におけるパイプ材６２のスカム取込み口６３の下端位置とほぼ同じ高さ位置となるようにしてもよい。

【0098】

この前壁板７０の表側（上流側）の下辺近く、すなわち原水が流れて来る方向側の下辺近くには、沈殿池１の幅方向に延びる流体噴出管７２がＵボルト等を用いて設けられている。この流体噴出管７２は、鋼製又は合成樹脂製のパイプ材からなり、その長さ方向に所定間隔で一列状に多数の吐出口部材７３が設けられている。

【0099】

吐出口部材７３は、フッ素樹脂等の合成樹脂からなり、その外形形状は下部に開口部７４を有するカップ状（わん状、釣鐘状等）に形成されている。そして、これらの吐出口部材７３は、その内部空間を流体噴出管７２内に連通させた状態で流体噴出管７２に固定され、開口部７４を垂直下向きに配置している。

【0100】

流体噴出管７２の長手方向の一端側は閉止され、他端側は、流量調整弁７５を介して流体供給管７６に接続されている。流体供給管７６には仕切弁等の開閉弁７７が設けられる。

【0101】

なお、図７～図９では前壁板７０を設けた例を示しているが、スカム案内機構としてはこの前壁板７０は必ずしも必要ではなく、前壁板７０を有しない場合もある。ただし、前壁板７０を備えた方がパイプスキマ６１の下方に壁ができるので好ましい。

【0102】

前壁板７０を設けない場合も、吐出口部材７３を有し圧力流体を噴出する流体噴出管７２は設けられることが好ましい。

【0103】

一対のガイド板８０は同一形状である。これらのガイド板８０も前壁板７０と同様の鋼製又は合成樹脂製の板材で作られている。そしてこれらのガイド板８０は、長方形状であり、その短辺が沈殿池１内に深さ方向に沿って配置されている。このガイド板８０を設けない場合もある。

【0104】

各ガイド板８０の短辺の幅（沈殿池１の深さ方向に沿う寸法）は、前壁板７０の短辺の長さ（幅；沈殿池１の深さ方向に沿う寸法）より２倍程度大きく形成されている。両ガイド板８０は、沈殿池１に設置されたときに、上辺の位置がスカムＳの上面位置よりも高く、下辺位置が前壁板７０の下辺位置とほぼ等しくなるように決められている（図８及び図９参照）。

【0105】

これらのガイド板８０の表側（上流側）の下辺近くに、複数の吐出口部材７８を備えた流体噴出管７９がＵボルト等を用いて取り付けられている。両ガイド板８０に設けられる流体噴出管７９は、前壁板７０の流体噴出管７２と同様に、流量制御弁７５を介して流体供給管７６に接続されている。

【0106】

側壁６ｂ側の流体噴出管７９の配管は、作図の便宜上、途中までが示されており、図７の符号“Ｑ”で示す位置で図の上部に示す配管と接続される。

【0107】

これらのガイド板８０の長手方向の具体的な寸法（長辺の寸法）については後述するが、両ガイド板８０とも、長手方向の一方の端部は、前壁板７０の各端部（図７において上側及び下側の端部）に当接し、長手方向の他方の端部は沈殿池１の各側壁６ａ，６ｂの内面に当接するように支持部材８２を用いて固定される。この固定に際しては、上辺の位置がスカムＳの上面位置よりも高く、下辺位置が前壁板７０の下辺位置とほぼ等しくなるように慎重に取り付けられる。

【0108】

一対のガイド板８０の長さは、最初沈殿池６の両側壁６ａ，６ｂの内面に対していかなる取付角度θを保って取り付けるかによって決められる。図７の例では、各側壁６ａ，６ｂの内面に対して約１５°の角度に取り付けられており、上流に向かうにしたがって一対のガイド板８０の相互間隔が徐々に広がるように配置されている。

【0109】

一対のガイド板８０に取付角度θを付ける目的は、流れて来るスカムＳを流れの中心部側に向けて徐々に集めることによりスカムＳの濃度を高め、含水率の低いスカムＳを得ることにある。この濃度を高めるために、パイプ材６２に設けられるスカム取込み口６３及び前壁板７０の長さ（最初沈殿池６の幅方向に沿う寸法）をより短くしてすることも考えられるが、取付角度θが大きくなると、ガイド板８０自体がスカムＳの流れの抵抗を増してしまう。したがって設置角度θは、沈殿池１に受け入れられる原水の性状、スカムＳの発生量等によって適切に決められる。

【0110】

なお、一対のガイド板８０に流体噴出管７９及び後述する水噴射ノズル９０，９１が設けられることにより、ガイド板８０の設置角度θをある程度大きくすることができている。

【0111】

一対のガイド板８０の取付角度θを０°に近づけると、最初沈殿池６の両側壁６ａ，６ｂと平行に近くなるので、ガイド板８０によりスカムＳ集積効果は小さくなる。しかしながら、スカムＳに対する抵抗が少なくなる分スカムＳの移動速度が高まり、また一対のガイド板８０に流体噴出管７９及び後述する水噴射ノズル９０，９１が設けられることから、スカムＳの排出に伴う時間が短くなり、その分、排出に伴う水の量も少なくて済む。

【0112】

上記前壁板７０及び一対のガイド板８０を含んで構成されている第２スカム除去装置６０の近傍の水面近くには、図１０Ａ，１０Ｂに示される（最初沈殿池用の）水噴射ノズル（水上ノズル）９０，９１が水上に設けられ、（最初沈殿池用の）水噴射ノズル（水中ノズル）９２が水中に設けられている。このうち、図７に示すように、水噴射ノズル９０は、一対のガイド板８０の間の領域で沈殿池１を横断する方向（流れに交差する方向）に互いに所定の間隔を保って複数個（図示の例では５個）設けられ、水噴射ノズル９１．９２は、水噴射ノズル９０の設置位置よりも少し上流側（図示の例では一対のガイド板８０の間よりも外側）に、水噴射ノズル９０と同様にして複数個（図示の例では合計６個）設けられている。

【0113】

各噴射ノズル９０，９１，９２は、水を水面方向とほぼ平行に噴出するスリット９３と、このスリット９３の上部から突出するように設けられ、スリット９３から噴出された層状の水流を保持する整流片９４とを有して構成されている。両ガイド板８０の間の領域に配置される噴射ノズル９０（水上ノズル）は、ほぼ水面位置に設けられ、スリット９３から噴出された層状の水流が第２スカム除去装置６０側（パイプスキマ６１側）に向くように設置される。

【0114】

両ガイド板８０の間の領域よりも上流位置には、水面より若干上方位置の３個の水上ノズル９１と、水面より若干下方位置の３個の水中ノズル９２とが交互に配置されている。水上ノズル９１は、わずかに下向きに傾斜して設けられて、水面に向けて斜め上方から散水する。水中ノズル９２は、わずかに上向きに傾斜して設けられることにより、水中から水面に向けて水を噴射する。なお、図７及び図８において、水上ノズル９０，９１は実線により、水中ノズル９２は破線により示している。

【0115】

これら水噴射ノズル９０，９１，９２は、流量調整弁９５により、噴射量を適宜調整できるように構成されており、開閉弁９６を備える水供給管９７に接続されている。

【0116】

スカムとして浮上している固形物のうち、気泡が付着していなければ沈降する固形物は、水噴射ノズル９１によるスカムＳの上からの散水と水噴射ノズル９２による水中からの水噴射により、気泡を破壊して沈降分離させることができる。このため、水上ノズル９１及び水中ノズル９２の数は配置については、水面上のスカムＳの性状等によって決められる。

【0117】

上記構成の第２スカム除去装置６０を備えた最初沈殿池６のスカムＳの除去動作は、以下のようにして行われる。

【0118】

図９に示されるように、水面上にスカムＳがある程度滞留してきてスカム排出時期が到来したとする。この時期到来によりパイプスキマ６１が図７及び図８に示す状態から、図９に示す状態に回動される。

【0119】

パイプスキマ６１の回動と同時に、あるいは回動より前に、開閉弁７７，９６が開かれる。上流位置に設けられている水噴射ノズル９０，９１，９２からスカム層Ｓに水が噴射されることにより、スカム層Ｓの固形物に付着している気泡を消失させて、気泡により浮上している固形物を沈降分離させるとともに、下流側に向けて噴射される水によって水面の流れを加速しスカムを下流側に押し流す。

【0120】

そして、スカム層Ｓはガイド板８０の間を通ってパイプスキマ６１のスカム取込み口６３に押し流される。このとき、ガイド板８０の表面では、流体噴出管７９の吐出口部材７８から圧力流体として圧縮空気が噴出されており、そのバブリング流が水面まで達するので、スカム層Ｓがガイド板８０の表面から離間して中央側に寄せられた状態で流れ、ガイド板８０に付着することなくスカム取込み口６３に案内される。

【0121】

前壁板７０の前面においては、流体噴出管７２から比較的緩やかに圧縮空気が噴出され、その浮力によってスカムＳが持ち上げられるようにしてスカム取込み口６３に流される。このようにしてスカム取込み口６３へのスカムＳの取り込みが誘発され、以後、スカムＳは連続して次々にパイプスキマ６１のパイプ材６２内に流入される。一旦スカムＳの流入が開始されると、前壁板７０における流体噴出管７２からの空気の噴出が停止される。

【0122】

ガイド板８０における流体噴出管７９からの圧縮空気の噴出は、ガイド板８０へのスカムＳの付着を防ぐとともに、ガイド板８０表面からスカムＳを離してスカム取込み口６３への円滑な流れを促すので、スカムＳの取込み開始後も継続して行われる。

【0123】

一方、ガイド板８０間の領域に配置される水噴射ノズル９０においては、噴出される水流によってスカムＳの流れが促進され、パイプスキマ６１のパイプ材６２側へ向けてスカムＳを速やかに排出することができる。

【0124】

パイプスキマ６１内に取り込まれたスカムＳはスカムピット５４に排出され、スカム処理施設に送られて処理される。

【0125】

スカムＳのほとんどがパイプスキマ６１内に排出されると、パイプスキマ６１（パイプ材６２）は図７および図８に示す非取込み位置の状態に回動されるとともに、開閉弁７７，９６が閉じられる。これにより流体噴出管７２，７９からの圧縮空気が停止され、水噴射ノズル９０，９１，９２から水噴射が停止される。これにより第２スカム除去装置６０の一連のスカム除去動作が終了となる。

【0126】

上記構成の第２スカム除去装置６０は、パイプスキマ６１のパイプ材６２が水面上に流路を遮るように配置され、流体噴出管７２を備えた前壁板７０及び一対のガイド板８０及び水噴射ノズル９０，９１，９２を含んで構成されているので、例えば、週に１回、７分から１０分程度運転することにより、スカムを除去することができる。

【0127】

したがって、より短時間でスカム排出ができることから、スカムとともにパイプスキマ６１内に流れ込む水の量も少なくなり、スカム除去及び原水への返送に要する電力消費量を大幅に削減することができるという極めて優れた効果を奏する。また、処理水は自然環境に放流されることになるが、水質が改善されているので、環境に与える負荷は軽減される。したがって、上記構成の第２スカム除去装置６０は、自然環境への負荷の軽減及びより省エネルギー化に貢献できるという優れた特長を有している。

【0128】

しかも、上記構成の第２スカム除去装置６０は、主要な構成要素の流体噴出管７２，７９を備えた前壁板７０及び一対のガイド板８０は工場で予め製作することが可能であり、既設の沈殿池にも容易に適用できるという特長を有している。

【0129】

（反応槽Ｃ）
反応槽Ｃは、最初沈殿池群Ｂの処理水を生物学的に処理する箇所であり、標準活性汚泥法、嫌気無酸素好気法（Ａ_２Ｏ法）や嫌気好気活性汚泥法（ＡＯ法）等の高度処理法により処理される（図１参照）。この反応槽Ｃでは、最初沈殿池群Ｂの処理水を受け入れるとともに、必要に応じて最終沈殿池群Ｅからの返送汚泥を受け入れて生物学的に処理するもので、下水処理場の中核となる処理施設であるが、この反応槽Ｃでは、スカムの除去は行われないのでこれ以上の説明は省略する。

【0130】

（最終沈殿池用導水渠Ｄ）
この最終沈殿池用導水渠Ｄは、反応槽Ｃからの処理水を受け入れ、その処理水を原水として最終沈殿池群Ｅの各最終沈殿池１００に分配供給するように構成されている（図１参照）。この最終沈殿池用導水渠Ｄには、上述した図２から図４を用いて説明した最初沈殿池用導水渠Ａに組み込まれている第１スカム除去装置３５（図１参照）と同様のスカム除去装置が組み込まれている。その構成は第１スカム除去装置３５とほぼ同一であるので、これ以上の説明は省略する。

【0131】

なお、この最終沈殿池用導水渠Ｄにおけるスカム除去装置では、図２から図４中に示されている水上ノズル１１は省略してもよい。もちろん、スカムの性質によって必要があるときは設けられる。

【0132】

（最終沈殿池群Ｅ）
図１１は、最終沈殿池群Ｅのうちの一つの最終沈殿池１００の下流側の部分の平面図であり、最初沈殿池群Ｅ用の各最終沈殿池１００は同一構成であるので、以下、この一つの最終沈殿池１００を用いて説明する。

【0133】

最終沈殿池１００は、周知の沈殿池と同様に、受け入れられた原水（反応槽Ｃの処理水）が最終沈殿池１００の一方側から他方側に（図１１においては矢印ｈで示すように左側から右側に）移動する途中、原水に含まれている沈降性物質が沈降して分離される。図示されていないが、最終沈殿池１００の底面に沈降した沈降性物質（汚泥）は、汚泥掻寄機によって最終沈殿池１００の一方側の底部に設けられているピットに集められた後、排泥管１０１（図１参照）を介して返送汚泥として反応槽Ｃに送られて利用され、残りの汚泥は余剰汚泥として汚泥処理施設に送られて処理される。

【0134】

また、沈降性物質が分離され、後に詳述する第３スカム除去装置１０５によりスカムの除去された最終沈殿池１００の処理水は、最終沈殿池１００の他方側に設けられている溢流トラフ１０２に受け入れられる。溢流トラフ１０２に受け入れられた処理水は、図１１中の矢印ｉに示されるように取り出され、消毒処理されたのち放流される。

【0135】

この最終沈殿池１００に設けられる第３スカム除去装置１０５は、最終沈殿池用のパイプスキマ１０６、水噴射ノズル１０７を含んで構成されている。

【0136】

パイプスキマ１０６は、鋼製や合成樹脂製のパイプ材１０８とパイプ材１０８を回動させる回動機構１１２とを備える。パイプ材１０８は長手方向に伸びる二つの開口（スカム取込み口）１０９，１１０を有していて、最終沈殿池１００の原水の水面の流れをせき止めるように設けられている。すなわち、このパイプ材１０８は、長手方向の一端側が最終沈殿池１００の一方の側壁（図１１において上側の側壁）１００ａを水密的に貫通し、かつ回動自在に設けられ、他端側が最終沈殿池１００の他方の側壁１００ｂに回動自在に設けられている。

【0137】

側壁１００ａを貫通したパイプ材１０８の端部は、側壁１００ａの外側に設けられているスカムピット１１１内に位置している。したがって、パイプ材１０８内のスカムをスカムピット１１１内に排出することができる。スカムピット１１１内に排出されたスカムは、矢印ｊに示すように取り出され、図示しないスカム処理施設に送られて処理される。

【0138】

パイプ材１０８の各開口（上流側スカム取込み口１０９，下流側スカム取込み口１１０）は、パイプ材１０８の周方向に間隔をおいて相互に平行に形成されている。各開口１０９，１１０の両端のそれぞれの位置は、最終沈殿池１００の側壁１００ａ，１００ｂ近くに位置している。各開口１０９，１１０の長さは、最終沈殿池１００の幅とほぼ等しくなっている。

【0139】

最終沈殿池１００の他方の側壁１００ｂの上面には、モータを含んで構成されている回動機構１１２が設けられている。この回動機構１１２は、パイプ材１０８の一端部に突設されたアーム１１３に連結された駆動ロッド１１４を上下方向に駆動することにより、パイプ材１０８を所定の回動角度内で往復回動できるように構成されている。なお、回動機構１１２としては、モータ等を設けずに、パイプ材１０８を手動で往復回動させる構造でもよい。

【0140】

パイプ材１０８には、一方の側壁にスカム誘導板（誘導板）１１５が設けられている。このスカム誘導板１１５は、鋼製又は合成樹脂製からなる平面形状が長方形の板状の案内板であって、パイプスキマ１０６の一方の開口（最終沈殿池１００の上流側に配置される開口；上流側スカム取込み口）１０９を形成する下辺の位置から上流側（図示の例では左側）に向って所定距離伸びるように設けられている。

【0141】

すなわち、このスカム誘導板１１５は、スカム誘導板１１５の基部に相当する一端辺側（図示においては右辺側）が開口１０９の下辺に接合され、パイプ材１０８の半径方向に対して傾斜して延びている。誘導板１１５は、他端辺、つまりスカム誘導板１１５の先端部１１５ａが上面に凸となるように湾曲形成されている。

【0142】

このような形状により、スカム誘導板１１５の先端部１１５ａが水面上に突出しているときに（図１３Ａ）、スカムＳの流れがスカム誘導板１１５によってせき止められる。スカム誘導板１１５の先端部１１５ａが水中に配置されたときには（図１３Ｂ）、スカム誘導板１１５の表面（上面）が上流側から開口１０９に向けて下り勾配に配置されることにより、上流側から流れてくるスカムＳを、スカム誘導板１１５の表面に載せて下り勾配に沿って流動させながら開口１０９内に取り込むことができる。

【0143】

開口（下流側スカム取込み口）１１０は、図１３Ａに示すように、開口１０９が水面上に配置されている状態で、該開口１０９よりも下流側に並んで配置される。上述したようにスカム誘導板１１５の先端部がスカムＳの進入を阻止しているとき（図１３Ａ）、及び上流側の開口１０９でスカムを取込む時（図１３Ｂ）には、水面よりも上方に配置される位置関係に設定される。そして、パイプ材１０８を上流側のスカム取込み時とは逆方向（図１３Ａ～Ｃにおいて時計方向）に回動させた際に、開口１１０の下端縁が下流側に向けて水面より下方に配置されるようになっている。

【0144】

したがって、パイプ材１０８を図１３Ａに示す状態から反時計方向に回動したときには、図１３Ｂに示すようにスカム誘導板１１５の先端部１１５ａが水中に配置され、該スカム誘導板１１５の表面（上面）上を通ってスカムＳが開口１０９内に導かれる。図１３Ａに示す状態から時計方向にパイプ材１０８を回動したときには、図１３Ｃに示すように開口１１０の一部を水中に配置して、パイプ材１０８の下流側に浮遊しているスカムを開口１１０内に取り込むことが可能になる。この図１３Ｃに示す状態では、上流側のスカム誘導板１１５は水面の上方に大きく突出した状態となる。

【0145】

このような回転機構１１２によるパイプ材１０８の回動制御は、第３スカム除去装置１０５を含んだ最終沈殿池１００全体を制御する図示しないプログラマブルコントローラによって実施される。

【0146】

水噴射ノズル１０７は、水中に配置され、水中からスカムＳが浮上している水面に向けて圧力水を噴出させ、表面に浮上するスカムに対して水中から水の流れをつくって下流側に押し流す。この水噴射ノズル１０７は、高さに比べて幅が大きい扁平な筒状先端部１２１と、その筒状先端部１２１内に設けられ筒状先端部１２１の開口１２２を開閉可能な弁体１２３とを備える。

【0147】

この弁体１２３は、その基端部が筒状先端部１２１内に軸１２４により回動自在に支持されており、図１４Ａに示すように筒状先端部１２１の上壁１２１ａ下面に当接して弁体１２３の下面と筒状先端部１２１の下壁１２１ｂとの間に開口１２２を形成する位置と、図１４Ｂに示すように筒状先端部１２１の下壁１２１ｂ上面に当接して開口１２２を閉塞する位置との間で上下に回動する。

【0148】

弁体１２３は、圧力水が供給されないときに自重により下方に回動することにより開口１２２を閉塞し、圧力水が供給されるときに圧力水の圧力によって上方に回動することにより開口１２２を開放する重さを有している。また、弁体１２３の先端には、開口１２２を図１４Ｂに示すように閉塞した状態において、弁体１２３の上面と筒状先端部１２１の上壁１２１ａとの間に生じる隙間１３０を閉塞する立ち上がり板１２４ａが一体に形成されている。

【0149】

この立ち上がり板１２４ａが設けられていることにより、図１４Ｂに示すように開口１２２を閉塞した状態で、弁体１２３の上方空間（隙間１３０）も立ち上がり板１２４ａにより閉塞されるため、スカム等が内部に進入して詰まりの原因となることを防止することができ、弁体１２３を円滑に動作させることができる。

【0150】

この水噴射ノズル１０７は、スカム誘導板１１５の先端位置から上流側に所定距離離れた位置の水面近くの水中で、最終沈殿池１００の流れと直交する方向に互いに所定間隔を保って複数個（図示の例では５個）設けられている。各水噴射ノズル１０７には、途中に流量調整弁１２５を備える水供給配管１２６が接続されていて、圧力水が供給される。

【0151】

各水噴射ノズル１０７の圧力水の噴射方向は、パイプ材１０８に向く（上流側から下流側へ向く）ように決められている。したがって、各水噴射ノズル１０７から圧力水が噴射されると、最終沈殿池１００内の表層水の流速が高められ、その表層水面上に浮かんでいるスカムＳをパイプ材１０８に向けて送り出すことができる。

【0152】

なお、この最終沈殿池群Ｅにおいては、すでに述べたように、最初沈殿池用導水渠Ａ、最初沈殿池群Ｂ及び最終沈殿池用導水渠Ｄにおいて、スカムＳの大部分が除去されているので、発生するスカムは少ない。したがって、最初沈殿池用導水渠Ａ等のように壁面にスカムが付着していたり、スカムどうしが固着していたりするなどの状態となることは少なく、水面上に分散して浮遊している状態である。

【0153】

このため、水噴射ノズル１０７からの水噴射量（噴射圧）は、最初沈殿池用導水渠Ａ、最初沈殿池群Ｂ及び最終沈殿池用導水渠Ｄ等に備えられた水中ノズル１３，９２等による水噴射量（噴射圧）より少なく設定され、スカムＳを水噴射によって破壊したり散乱させて処理水に混濁させたり溶かしたりしてしまわないように設計されている。

【0154】

なお、図１１には、導水渠Ａ等と同様に、側壁１００ａ，１００ｂの内側に吐出口部材１３１を有する流体噴出管１３２が設けられており、水中から圧縮空気を噴出して、側壁１００ａ，１００ｂ付近のスカムを中央に寄せることができるようになっているが、スカムが少ない場合等には、流体噴出管１３２を省略してもよい。

【0155】

また、スカム誘導板１１５の上方位置には、スカム誘導板１１５に向けて水を噴射する散水ノズル１２７が複数設けられている。この散水ノズル１２７は、物体に軽く付着している汚染物質を剥離流出させることのできる周知の清掃用散水ノズルであり、途中に流量調節弁１２８を有する水供給配管１２９に連絡されている。

【0156】

次に、上記構成からなる第３スカム除去装置１０５におけるスカム除去動作を説明する。

【0157】

最終沈殿池１００が沈殿処理を行っていて、図１３Ａに示されるようにパイプスキマ１０６の開口１０９，１１０が水面上に位置している。開口１０９の上流位置では、スカム誘導板１１５の先端部１１５ａが水面上に突出して、スカムＳをせき止めている。このスカム誘導板１１５より上流側の水面上には薄膜状にスカムＳが生成されてくる。

【0158】

スカムＳの生成がある程度の面積を示した時点で、パイプスキマ１０６のパイプ材１０８は回動機構１１２により回動される。これにより、図１３Ｂに示すようにスカム誘導板１１５が水没し、上流側の開口１０９の一部が水中に位置するとともに、各水噴射ノズル１０７から圧力水が噴射される。

【0159】

各水噴射ノズル１０７から噴射される圧力水はパイプ材１０８の開口１０９に向けられており、最終沈殿池１００のため流速が遅い原水の流れを、水噴射ノズル１０７からの水噴射により表層のみ加速させて、水面上に浮遊するスカムを効率的にパイプ材１０８の開口１０９に送り出す。

【0160】

この場合、水噴射ノズル１０７からの水は噴射量が少なく比較的緩やかに噴射されるので、スカムＳは、水面上に浮遊した状態、あるいは薄膜状を保った状態で流れに同伴されて移動し、開口１０９からパイプ材１０８内に取り込まれてスカムピット１１１に排出される。

【0161】

このとき、スカム誘導板１１５がパイプ材１０８の上流側で水面近くに配置されるので、下方からの上昇流等の影響を受けることなく、スカムを効率的に開口１０９に案内できる。このため、このパイプスキマ１０６では、例えば、１日に１回、５分から７分程度運転するだけの短時間でスカムを除去することができる。スカムピット１１１に排出されたスカムＳはスカム処理施設に送出されて処理される。

【0162】

なお、スカムＳが除去された後の処理水は、パイプスキマ１０６の下流で溢流トラフ１０２に流され、溢流トラフ１０２から図１１中の矢印ｉに示されるように取り出され、消毒処理されたのち放流される。

【0163】

このようにしてスカムＳはパイプ材１０８の開口１０９内に大部分が取り込まれるが、このパイプ材１０８の下流に若干量が流れることがある。そこで、パイプ材１０８を図１３Ａに示す状態から上流側のスカムＳ取込み時とは逆方向に回動させて、図１３Ｃに示すように下流側に配置されている開口１１０の一部を水面より下方に配置する。これにより、水面上に浮遊していたスカムＳを開口１１０内に流れ込ませ、スカムピット１１１に排出することができる。

【0164】

スカムＳの除去が終わったら、パイプ材１０８の回動位置が図１３Ａに示す状態に戻され、必要に応じて散水ノズル１２７からの散水が開始され、スカム誘導板１１５の表面が洗浄される。誘導板１１５の洗浄に用いられた水は、開口１０９からパイプ材１０８内に流される。この散水ノズル１２７からの散水によりスカム誘導板１１５の表面が清掃されるので、スカムＳがスカム誘導板１１５にこびりつくなどして次回のスカム除去に支障をきたすことを効果的に防止することができる。

【0165】

上記構成からなる最終沈殿池群Ｅにおける第３スカム除去装置１０５は、少ないながらも発生するスカムＳを比較的緩やかに流しながら、スカムＳを処理水中に混濁させてしまうことなく、水面上に浮遊した状態、あるいは薄膜状を保った状態でパイプスキマ１０６に捕捉することができる。

【0166】

このため、排出される処理水質の悪化を防止することができるとともに、スカムＳの排出に伴う水の量も少なくて済み、省エネルギー化を図ることができるという優れた効果を得ることができる。すなわち、上記構成からなる第３スカム除去装置１０５は、いわゆるエコ対策に大きく貢献することができる性質を有している。しかも、先端部が湾曲したスカム誘導板１１５を設けたことにより、浮遊するスカムＳを効率よく開口１０９に流動させることができるので、この点でもパイプスキマ１０６に流れ込む水の量は少なくなる。また、スカム誘導板１１５の上面は、散水ノズル１２７からの散水で清掃されるので、次回のスカム除去に支障をきたすことを防止することができる。

【0167】

上記構成からなる下水処理場におけるスカム除去システムは、最初沈殿池用導水渠Ａに組み込まれている第１スカム除去装置３５、最初沈殿池群Ｂに組み込まれている第２スカム除去装置６０、最終沈殿池用導水渠Ｄに組み込まれているスカム除去装置（スカム除去装置３５と同様の構成）及び最終沈殿池群Ｅに組み込まれている第３スカム除去装置１０５により効率よくスカム除去が行えるようにしたので、下水処理場全体におけるスカム除去の効率を高めることができる。

【0168】

したがって、処理水質を改善でき、自然環境への負荷を軽減できるとともに、パイプスキマによるスカム除去を短時間で行うことができ、それに伴う返流水も少なくできるので、省エネルギー化の達成により下水処理場におけるスカム処理費用を大幅に低減できる効果がある。

【0169】

以上、本発明に係る下水処理場のスカム除去システムについて図面を参照して説明したが、具体的な構成は、上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において設計変更等が可能である。

【0170】

例えば、上述の実施形態では、流体噴出管７２，７９に吐出口部材７３を設けたが、吐出口部材７３を設けずに、流体噴出管自体に小孔を形成した構造としてもよい。しかし、吐出口部材７３を設けた場合は、圧縮空気の量を増大させることができる。また、これら流体噴出管７２，７９から噴出させる流体は圧縮空気としたが、水流や気泡を含んだ圧力水としても同様の効果を得ることができる。

【産業上の利用可能性】

【0171】

最初沈殿池用導水渠、最初沈殿池、最終沈殿池用導水渠、及び最終沈殿池に、それぞれの状況に応じて組み込まれているスカム除去装置により効率よくスカム除去を行うことができる。これにより処理水質を改善できるので、自然環境に放流された場合の環境への負荷を軽減することができる。また、パイプスキマにスカムとともに流れ込む水の量も少なくかつ短時間でスカム除去できるため、パイプスキマから上流に返送される水量が少なくなる結果、これに伴う電力量も削減でき、省エネルギー化を図ることができ、下水処理場におけるスカム処理費用の低減化を図ることができる。

【符号の説明】

【0172】

Ａ 最初沈殿池用導水渠
Ｂ 最初沈殿池群
Ｃ 反応槽
Ｄ 最終沈殿池用導水渠
Ｅ 最終沈殿池群
２ 導水渠本体
３ スカムビット
４ 可動ゲート
６ 沈殿池（最初沈殿池）
７ 流入口
８ 開閉ゲート
９ パイプ
１１ （導水渠用）水噴射ノズル（水上ノズル）
１３ （導水渠用）水噴射ノズル（水中ノズル）
２０ スカム剥離装置
２１ 吐出口部材
２２ 開口部
２３ 圧力流体供給部
２４ 圧力流体配管
３５ 第１スカム除去装置
５２ 溢流トラフ
５４ スカムピット
６０ 第２スカム除去装置
６１ （最初沈殿池用）パイプスキマ
６２ パイプ材
６３ スカム取込み口
７０ 前壁板
７２ 流体噴出管
７３ 吐出口部材
７４ 開口部
７８ 吐出口部材
７９ 流体噴出管
８０ ガイド板
９０，９１ （最初沈殿池用）水噴射ノズル（水上ノズル）
９２ （最初沈殿池用）水噴射ノズル（水中ノズル）
１００ 沈殿池（最終沈殿池）
１０２ 溢流トラフ
１０５ 第３スカム除去装置
１０６ （最終沈殿池用）パイプスキマ
１０７ （最終沈殿池用）水噴射ノズル
１０８ パイプ材
１０９ 開口（上流側スカム取込み口）
１１０ 開口（下流側スカム取込み口）
１１１ スカムピット
１１２ 回動機構
１１５ スカム誘導板（誘導板）
１２３ 弁体
１２４ａ 立ち上がり板
１２７ 散水ノズル

【要約】

処理水質を改善して自然環境への負荷を軽減できるとともに、省エネルギー化に資する。
導水渠の第１スカム除去装置は、原水の流れ方向に沿って延び、かつ、複数の開口部を有し、スカムの下側に位置するように設けられる一対のパイプおよびこれらパイプに圧力流体を供給する圧力流体供給部を備えるスカム剥離装置と；導水渠本体の終端のスカムピット側にスカムを移動させる水噴射ノズルとを備え、最初沈殿池の第２スカム除去装置は、パイプスキマと、スカム案内機構と、スカムをパイプスキマ側へ移動させる水噴射ノズルとを備え、最終沈殿池の第３スカム除去装置は、パイプスキマと、スカムをパイプスキマ側へ移動させる水噴射ノズルとを備え、最終沈殿池用の前記水噴射ノズルは、水面の流れを加速してスカムを移動させるが、導水渠用の水噴射ノズルよりも水噴射量が少なく、スカムを水噴射の勢いで破壊して水中に混濁させない。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】