揚砂方法
【課題】集砂ピット内の砂により揚砂ポンプの吸引口が塞がれることなく、円滑に吸引できるようにした揚砂方法を提供する。
【解決手段】沈砂池の集砂ピットに設けた揚砂ポンプの吸引口の近くに圧力水を噴射して吸引口の近くに堆積している砂を撹乱する撹乱手段を設け、沈砂池への下水の流入を停止した後、沈砂池に連設部を介して連設されたポンプ井に設けられたポンプに沈砂池とポンプ井の滞留水を排水させ、前記ポンプによる排水により沈砂池の水位が連設部の頂部と同一レベルとなった時に撹乱手段による圧力水の噴射を開始させ、その後に揚砂ポンプを稼動させ、沈砂池の水位が沈砂池の中央トラフの底部のレベル以下の水位まで下がった時に揚砂ポンプの稼動を停止させるようにした。
【解決手段】沈砂池の集砂ピットに設けた揚砂ポンプの吸引口の近くに圧力水を噴射して吸引口の近くに堆積している砂を撹乱する撹乱手段を設け、沈砂池への下水の流入を停止した後、沈砂池に連設部を介して連設されたポンプ井に設けられたポンプに沈砂池とポンプ井の滞留水を排水させ、前記ポンプによる排水により沈砂池の水位が連設部の頂部と同一レベルとなった時に撹乱手段による圧力水の噴射を開始させ、その後に揚砂ポンプを稼動させ、沈砂池の水位が沈砂池の中央トラフの底部のレベル以下の水位まで下がった時に揚砂ポンプの稼動を停止させるようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、下水処理施設の沈砂池の底面に沈殿した砂（沈砂）を噴射水により集砂ピットに集め、その砂を揚砂ポンプにより移送する揚砂方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、下水処理施設における雨水ポンプ場の雨水沈砂池には、雨水沈砂池の底面に沈殿した砂を所定の場所まで移送するためのジェットポンプからなる揚砂装置が設けられている。この揚砂装置におけるジェットポンプの吸引口は雨水沈砂池の底面の最も低い位置に設けられた集砂ピットの上方に位置するように設けられる。したがって、ジェットポンプが駆動されると、集砂ピット内の砂は吸引口から吸引され、配管を介して所定の場所まで移送される。
【０００３】
また、上記ジェットポンプを用いた揚砂装置は、高圧水を駆動源とするために動力費がかさむので、動力費の安価な渦巻羽根式の揚砂ポンプを用いた揚砂装置も存在する。
【０００４】
この揚砂ポンプを用いる揚砂装置においては、揚砂ポンプの吸引口を集砂ピットの上方に位置させて設けられる。したがって、揚砂ポンプが駆動されると、集砂ピット内の砂は吸引口から吸引され、配管を介して所定の場所まで移送される（先行技術文献は特にない。）。
【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、上記従来の揚砂装置において、集砂ピット内に砂が存在するにもかかわらず、ジェットポンプ又は揚砂ポンプが駆動を開始しても、砂を十分に吸引することができず、したがって、砂の移動を十分に行うことができないという不都合があった。
【０００６】
その原因としては、ジェットポンプ又は揚砂ポンプが駆動を開始したときに、集砂ピットに沈殿堆積している砂によってその吸引口が塞がれて、水も砂も吸引できないためである。
【０００７】
そこで、本発明は、上記欠点を解決するためになされたものであって、その目的は、集砂ピット内の砂により揚砂ポンプの吸引口が塞がれることなく円滑に吸引できるようにした揚砂方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記目的を達成するために、下水処理施設の沈砂池の底面に沈殿した砂を噴射水により集砂ピットに集め、その砂を揚砂ポンプにより移送する揚砂方法において、沈砂池の集砂ピットに設けた揚砂ポンプの吸引口の近くに圧力水を噴射して前記吸引口の近くに堆積している砂を撹乱する撹乱手段を設け、前記沈砂池への下水の流入を停止した後、沈砂池に連設部を介して連設されたポンプ井に設けられたポンプに沈砂池とポンプ井の滞留水を排水させ、前記ポンプによる排水により沈砂池の水位が前記連設部の頂部と同一レベルとなった時に前記撹乱手段による圧力水の噴射を開始させ、続いて前記揚砂ポンプを稼動させ、前記沈砂池の水位が前記沈砂池の中央トラフの底部のレベル以下の水位まで下がった時に前記揚砂ポンプの稼動を停止させることを特徴としている（請求項１）。
揚砂ポンプの稼動を停止させる水位は、沈砂池の中央トラフの底部の集砂ピットの開口に連なる末端のレベルとしても良い（請求項２）。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、沈砂池の水位が排水により連設部の頂部と同一レベルとなった時に、撹乱手段による圧力水の噴射を開始するため、撹乱された浮遊砂がポンプ井に移動しないので、排水ポンプ内に浮遊砂を巻き込むことが無いから、ポンプの寿命を伸長することができる。
また、排水により沈砂池の水位が前記連設部の頂部と同一レベルとなった時に撹乱手段による圧力水の噴射を開始して揚砂ポンプの吸引口の近くに堆積している砂を撹乱し、続いて揚砂ポンプを稼動させるから、砂がより良く撹乱されて砂は効率よく吸引口に吸引される。従って、揚砂ポンプは集砂ピット内の砂により吸引口を塞がれることなく、高い吸引能力を発揮することができる。
請求項２の発明によれば、揚砂ポンプの負荷を抑え、効率良く揚砂を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の揚砂方法を適用される下水処理施設の雨水沈砂池（以下、「沈砂池」という。）を示すものであって、（ａ）はその断面図、（ｂ）は（ａ）の一部平面図である。
【図２】図１（ｂ）のイ−イ線断面図である。
【図３】制御動作を示すフローチャートである。
【図４】沈砂池及びポンプ井の概略断面図である。
【図５】図４の左側部分の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
沈砂池１は、周知の沈砂池と同様に、沈砂池１の一方から雨水が流入し、砂を沈降分離した雨水は沈砂池１の他方から図４に示すように沈砂池１に連設するポンプ井３０に流出されるように構成されている。図１（ｂ）の平面図を用いてさらに説明すると、図１（ｂ）の紙面上方側から雨水が流入したとすると、砂を沈降分離した雨水は、図１（ｂ）の紙面下方側から流出することとなる。
【００１２】
沈砂池１の底面１ａの形態は、底面１ａのほぼ中央位置に設けられたその底面１ａより一段と低い偏平な底を有する集砂ピット２に、底面１ａ上の沈砂（図示せず）を寄せ集めることができるように形成されている。すなわち、その底面１ａは、図１（ａ）に示されるように、雨水の流入方向の中央線が最も低くなるように傾斜が付されており、また、図２に示されるように、集砂ピット２の部分が最も低くなるように傾斜が付されている。したがって、底面１ａ上の沈砂は、その底面１ａ上に図示しない集砂ノズルから水を流出させると、図１（ｂ）に矢印で示されるように、集砂ピット２に寄せ集められてくる。
【００１３】
揚砂ポンプ１０は、渦巻羽根を有する周知の水中ポンプからなり、下水処理施設で水中汚泥ポンプとして使用されていたものを用いることができる。この揚砂ポンプ１０は、吸引口１１を下向きに、すなわち、吸引口１１を集砂ピット２の底面に向けて、吐出管１２及びサポート１３を介して沈砂池１に設けられている。
【００１４】
撹乱ノズル２０ａ，２０ｂは、揚砂ポンプ１０の吸引口１１と集砂ピット２の底２ａとの間に、吸引口１１の互いに反対側において、後記中央トラフから集砂ピット２に流入する砂の流れを妨げない位置に設置されている（図１の（ｂ）参照。)。また、撹乱ノズル２０ａ，２０ｂは、その噴射方向が揚砂ポンプ１０の吸引口１１を中心にしてほぼ対向するように配置されている。従って、噴射方向が吸引口１１の中心を中心とする円の互いに反対側の位置において互いに反対向きのベクトルを与えるので、撹乱ノズル２０ａ，２０ｂからの噴射により吸引口の近くに沈殿した砂が良く撹乱され、効率良く吸引口に吸引される。
【００１５】
図４に示すように、沈砂池１に連設するポンプ井３０には、排水ポンプ３１と、それとは別に滞留水ポンプ３２が設けられている。この滞留水ポンプ３２により汲み上げられた雨水等の下水は、図示されていない切換弁を介して集砂ピット２に向けて沈砂池１の底面１ａに堆積した砂を流出させるように圧力水を噴出させる集砂ノズル４０，４１，４２に供給される。
なお、図示しないが、揚砂ポンプ１０、撹乱ノズル２０ａ，２０ｂへ圧力水を供給する図示しないポンプ、及びそれら撹乱ノズル２０ａ，２０ｂに圧力水を供給する供給管２１ａ，２１ｂにそれぞれ設けられている弁等は、沈砂池１を統括的に制御するプログラマブルコントローラを中心に形成される図示しない制御器によって駆動制御されるように構成されている。
【００１６】
図３に基づいて、集砂及び揚砂の手順について詳述する。
【００１７】
まず、ゲート５０を閉めて沈砂池１への下水の流入を停止する（ステップ１。以下、ステップを「Ｓ」と記す。）。次に、滞留水ポンプ３２によって、前記切換弁を介して不図示の汚水沈殿池や流入渠等に排水する（Ｓ２）。
【００１８】
沈砂池１は連設部６０を介してポンプ井３０に連設されているため、図４を用いて説明すれば、連設部６０の頂レベルであるレベルＬまで滞留水ポンプ３２で排水されるが、沈砂池１のレベルＬ以下の滞留水は排水されない。換言すると、本発明では、滞留水ポンプ３２によりポンプ井３０と沈砂池１の滞留水をレベルＬまで排水するようにした（Ｓ２〜Ｓ４）。
【００１９】
上記のように、沈砂池１への雨水の流入が停止され（Ｓ１)、沈砂池１の底面に沈降堆積した砂を排出する工程が到来したとすると（Ｓ２〜Ｓ４）、供給管２１ａ，２１ｂに設けられている図示しない弁がそれぞれ開かれて撹乱ノズル２０ａ，２０ｂから圧力水の噴射が開始されるとともに、図示しない第１のタイマＴ1 のカウントが開始される（Ｓ５）。第１のタイマＴ1 のタイムアップ後、揚砂ポンプ１０が駆動されるとともに、第２のタイマＴ2 のカウントが開始される（Ｓ６，Ｓ７）。
【００２０】
撹乱ノズル２０ａ，２０ｂから圧力水が噴射されると、噴射方向が吸引口１１の中心を中心とする円の互いに反対側の位置において互いに反対向きのベクトルを与えるため、撹乱ノズルからの噴射力が相殺されることなく、有効に利用されるので、吸引口の近くに沈殿した砂がより良く撹乱される。その吸引口１１付近に堆積していた砂が撹乱され、その撹乱は、集砂ピット２全体に徐々に広がる。したがって、吸引口１１からは、水に同伴されて砂が効率よく吸引されて吐出管１２を介して所定の場所へ移送される。
【００２１】
第２のタイマＴ2 のタイムアップ後、例えば、第２のタイマＴ2が開始してから１分後に撹乱ノズル２０ａ，２０ｂの弁がそれぞれ閉じられる。すなわち、圧力水の噴射が停止される（Ｓ８のＹ、Ｓ９）。撹乱ノズル２０ａ，２０ｂが閉じられて撹乱ノズル２０ａ，２０ｂからの噴出水がなくなっても、揚砂ポンプ１０の駆動により吸引口１１の付近は流動化しているので、砂は、吸引される水に同伴されて効果的に排出される。
【００２２】
このように、撹乱ノズル２０ａ，２０ｂからの圧力水の噴射は、揚砂ポンプ１０の吸引口１１付近の堆積した砂を破壊して撹乱するだけで足りるので、揚砂ポンプ１０の運転の開始前からの短い時間で足りる。したがって、揚砂ポンプ１０の運転中、常に撹乱ノズル２０ａ，２０ｂからの圧力水の噴射を継続する必要がないので、運転コストを低下させることができる。
【００２３】
集砂ピット２からの砂の排出が終了すると（Ｓ１０のＹ）、すなわち、集砂ピット２内に設けられている図示しない水位計が所定の下限の水位を検出すると、揚砂ポンプ１０は駆動停止される（Ｓ１１）。
【００２４】
揚砂ポンプ１０の駆動停止に続き、次に集砂ノズル４０，４１，４２の弁を順次開けて、集砂を行う。さらに詳述すると、中央トラフ１ｂに堆積した沈砂を集砂ピット２内へ導き、中央トラフ１ｂを洗浄するために中央トラフ１ｂの延在方向に圧力流体を噴出される集砂ノズル４０でスプレーする。中央トラフ１ｂは、集砂ピット２につながる最終的かつ主なトラフであることから、雨水受入れ時の沈砂による埋没を防ぐためである。
【００２５】
そして、以降は、中央トラフ１ｂに連通し、かつ直交する複数の小トラフ１ｃ間に設けられた中央トラフ１ｂの延在方向に直交する方向に圧力流体を噴出させる集砂ノズル４１，４１…と、前記集砂ノズル４０，４０を交互に噴出させることによって、小トラフ１ｃ、中央トラフ１ｂを介して集砂ピット２への集砂が行われる。なお、沈砂池はその大きさによっては適宜複数個のエリアに分割され、そのエリアに対応した複数個の集砂ノズル４１，４１…を集砂ノズル群としてまとめて、この集砂ノズル群単位で圧力水の噴出が集砂ピット２に近い方から順に行われる。
【００２６】
最後に、集砂ノズル４２，４２によって集砂ピット２付近の沈砂池の池幅方向に堆積した砂を集砂ピット２に集砂する。上記集砂ノズル４０，４１，４２の弁の順次開放により集砂ピット２内の水位計が所定の上限水位を検知した時は、揚砂ポンプ１０は駆動を再開され、その駆動再開に伴い前記水位計が所定の下限水位を検出した時は、揚砂ポンプ１０は駆動を停止される。集砂ノズル４２，４２からの噴出終了後は、前記水位計が所定の下限水位を検出した時、揚砂ポンプ１０が駆動を停止され、その状態が継続する。これにより、揚砂ポンプ１０による揚砂が完了する。
すなわち、揚砂ポンプ１０は、駆動を開始（Ｓ１０）してから揚砂完了時の駆動停止までの間は、集砂ピット２内の水位の変動に応じて、前記水位計の上限水位検知で駆動を再開し、下限水位検知で駆動を停止するように制御される。
【００２７】
上述の例では、揚砂ポンプ１０として渦巻羽根を有する周知の水中ポンプを示したが、ジェットポンプであっても良いことはもちろんである。また、集砂ピット２内の撹乱ノズルは２本としたが、３本以上であってもよい。
【００２８】
また、上述の例では、撹乱ノズル２０ａ，２０ｂを２個のタイマＴ1 ，Ｔ2 を設けて揚砂ポンプ１０の駆動前後に亘って駆動させたが、タイマを１個とし、揚砂ポンプ１０の駆動開始前の所定時間、駆動させるようにしてもよい。しかし、上述のように、揚砂ポンプ１０の駆動前後に亘って撹乱ノズル２０ａ，２０ｂを駆動させるようにすると、揚砂ポンプ１０による流動化と撹乱ノズル２０ａ，２０ｂによる流動化との相乗効果により、より撹乱作用を高めることができる。
【００２９】
上述の、滞留水ポンプ３２による排水により沈砂池１のレベルＬ以下の滞留水が排水されない状態においては、揚砂ポンプによる揚水の移送量が増加し不経済であるばかりか、水圧に打ち勝って沈砂を移動させて集砂しなければならず、集砂ノズル４０，４１，４２からの圧力水を高圧で噴出させる、高圧による集砂を行う必要が生じる。高圧による集砂は、高圧力を生むためにランニングコストがかかるばかりか、構成機器も多くなる。また、高圧による集砂を行うと、水中に沈砂の一部が舞い上がって浮遊し、その後に再度沈降して堆積するため集砂効率も低下する欠点がある。さらに、高圧水による下水ミストの発生も衛生的にみて大きな問題である。そこで、本発明においては、これらの問題点を解決するため、ドライ（排水）状態における集砂、すなわち、集砂ノズルからの圧力水を低圧で噴出させる低圧集砂を行うこととした。
【００３０】
そこでまず、上述のごとく、本発明の揚砂ポンプ１０の吸引口１１の近くに沈殿した砂に圧力水を撹乱ノズル２０ａ，２０ｂから噴射して一定時間撹乱させた後、揚砂ポンプ１０を稼動させてレベルＬ以下の滞留水を排水する。このときの撹乱ノズル２０ａ，２０ｂには滞留水ポンプ３２によって汲み上げられた水を使用することが好ましい。そして、集砂ピット２内の所定の水位まで排水されたなら揚砂ポンプ１０の稼動を停止させる。ここで、所定の水位とは、沈砂池１内のドライ（排水）状態を実現する水位であって、理想的には吸引口１１のレベルである。しかし、揚砂ポンプ１０の高負荷や高圧での集砂が必要とならない範囲で、若干の雨水の滞留は許され、沈砂池１の流入−流出方向に集砂ピット２を介して延在する中央トラフ１ｂの底部レベルを所定の水位として用いてもよい。また、例えば、集砂ピット２への開口端部の底部レベルＸ（図１(b)、図４参照）を所定の水位としてもよい。
【符号の説明】
【００３１】
１ 雨水沈砂池（沈砂池）
２ 集砂ピット
２ａ 底
２ｂ 集砂ピット傾斜面
３ 揚砂ポンプの回転軸線
１０ 揚砂ポンプ
１１ 吸引口
１２ 吐出管
２０ａ，２０ｂ 撹乱ノズル
２１ａ，２１ｂ 供給管
【技術分野】
【０００１】
本発明は、下水処理施設の沈砂池の底面に沈殿した砂（沈砂）を噴射水により集砂ピットに集め、その砂を揚砂ポンプにより移送する揚砂方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、下水処理施設における雨水ポンプ場の雨水沈砂池には、雨水沈砂池の底面に沈殿した砂を所定の場所まで移送するためのジェットポンプからなる揚砂装置が設けられている。この揚砂装置におけるジェットポンプの吸引口は雨水沈砂池の底面の最も低い位置に設けられた集砂ピットの上方に位置するように設けられる。したがって、ジェットポンプが駆動されると、集砂ピット内の砂は吸引口から吸引され、配管を介して所定の場所まで移送される。
【０００３】
また、上記ジェットポンプを用いた揚砂装置は、高圧水を駆動源とするために動力費がかさむので、動力費の安価な渦巻羽根式の揚砂ポンプを用いた揚砂装置も存在する。
【０００４】
この揚砂ポンプを用いる揚砂装置においては、揚砂ポンプの吸引口を集砂ピットの上方に位置させて設けられる。したがって、揚砂ポンプが駆動されると、集砂ピット内の砂は吸引口から吸引され、配管を介して所定の場所まで移送される（先行技術文献は特にない。）。
【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、上記従来の揚砂装置において、集砂ピット内に砂が存在するにもかかわらず、ジェットポンプ又は揚砂ポンプが駆動を開始しても、砂を十分に吸引することができず、したがって、砂の移動を十分に行うことができないという不都合があった。
【０００６】
その原因としては、ジェットポンプ又は揚砂ポンプが駆動を開始したときに、集砂ピットに沈殿堆積している砂によってその吸引口が塞がれて、水も砂も吸引できないためである。
【０００７】
そこで、本発明は、上記欠点を解決するためになされたものであって、その目的は、集砂ピット内の砂により揚砂ポンプの吸引口が塞がれることなく円滑に吸引できるようにした揚砂方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記目的を達成するために、下水処理施設の沈砂池の底面に沈殿した砂を噴射水により集砂ピットに集め、その砂を揚砂ポンプにより移送する揚砂方法において、沈砂池の集砂ピットに設けた揚砂ポンプの吸引口の近くに圧力水を噴射して前記吸引口の近くに堆積している砂を撹乱する撹乱手段を設け、前記沈砂池への下水の流入を停止した後、沈砂池に連設部を介して連設されたポンプ井に設けられたポンプに沈砂池とポンプ井の滞留水を排水させ、前記ポンプによる排水により沈砂池の水位が前記連設部の頂部と同一レベルとなった時に前記撹乱手段による圧力水の噴射を開始させ、続いて前記揚砂ポンプを稼動させ、前記沈砂池の水位が前記沈砂池の中央トラフの底部のレベル以下の水位まで下がった時に前記揚砂ポンプの稼動を停止させることを特徴としている（請求項１）。
揚砂ポンプの稼動を停止させる水位は、沈砂池の中央トラフの底部の集砂ピットの開口に連なる末端のレベルとしても良い（請求項２）。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、沈砂池の水位が排水により連設部の頂部と同一レベルとなった時に、撹乱手段による圧力水の噴射を開始するため、撹乱された浮遊砂がポンプ井に移動しないので、排水ポンプ内に浮遊砂を巻き込むことが無いから、ポンプの寿命を伸長することができる。
また、排水により沈砂池の水位が前記連設部の頂部と同一レベルとなった時に撹乱手段による圧力水の噴射を開始して揚砂ポンプの吸引口の近くに堆積している砂を撹乱し、続いて揚砂ポンプを稼動させるから、砂がより良く撹乱されて砂は効率よく吸引口に吸引される。従って、揚砂ポンプは集砂ピット内の砂により吸引口を塞がれることなく、高い吸引能力を発揮することができる。
請求項２の発明によれば、揚砂ポンプの負荷を抑え、効率良く揚砂を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の揚砂方法を適用される下水処理施設の雨水沈砂池（以下、「沈砂池」という。）を示すものであって、（ａ）はその断面図、（ｂ）は（ａ）の一部平面図である。
【図２】図１（ｂ）のイ−イ線断面図である。
【図３】制御動作を示すフローチャートである。
【図４】沈砂池及びポンプ井の概略断面図である。
【図５】図４の左側部分の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
沈砂池１は、周知の沈砂池と同様に、沈砂池１の一方から雨水が流入し、砂を沈降分離した雨水は沈砂池１の他方から図４に示すように沈砂池１に連設するポンプ井３０に流出されるように構成されている。図１（ｂ）の平面図を用いてさらに説明すると、図１（ｂ）の紙面上方側から雨水が流入したとすると、砂を沈降分離した雨水は、図１（ｂ）の紙面下方側から流出することとなる。
【００１２】
沈砂池１の底面１ａの形態は、底面１ａのほぼ中央位置に設けられたその底面１ａより一段と低い偏平な底を有する集砂ピット２に、底面１ａ上の沈砂（図示せず）を寄せ集めることができるように形成されている。すなわち、その底面１ａは、図１（ａ）に示されるように、雨水の流入方向の中央線が最も低くなるように傾斜が付されており、また、図２に示されるように、集砂ピット２の部分が最も低くなるように傾斜が付されている。したがって、底面１ａ上の沈砂は、その底面１ａ上に図示しない集砂ノズルから水を流出させると、図１（ｂ）に矢印で示されるように、集砂ピット２に寄せ集められてくる。
【００１３】
揚砂ポンプ１０は、渦巻羽根を有する周知の水中ポンプからなり、下水処理施設で水中汚泥ポンプとして使用されていたものを用いることができる。この揚砂ポンプ１０は、吸引口１１を下向きに、すなわち、吸引口１１を集砂ピット２の底面に向けて、吐出管１２及びサポート１３を介して沈砂池１に設けられている。
【００１４】
撹乱ノズル２０ａ，２０ｂは、揚砂ポンプ１０の吸引口１１と集砂ピット２の底２ａとの間に、吸引口１１の互いに反対側において、後記中央トラフから集砂ピット２に流入する砂の流れを妨げない位置に設置されている（図１の（ｂ）参照。)。また、撹乱ノズル２０ａ，２０ｂは、その噴射方向が揚砂ポンプ１０の吸引口１１を中心にしてほぼ対向するように配置されている。従って、噴射方向が吸引口１１の中心を中心とする円の互いに反対側の位置において互いに反対向きのベクトルを与えるので、撹乱ノズル２０ａ，２０ｂからの噴射により吸引口の近くに沈殿した砂が良く撹乱され、効率良く吸引口に吸引される。
【００１５】
図４に示すように、沈砂池１に連設するポンプ井３０には、排水ポンプ３１と、それとは別に滞留水ポンプ３２が設けられている。この滞留水ポンプ３２により汲み上げられた雨水等の下水は、図示されていない切換弁を介して集砂ピット２に向けて沈砂池１の底面１ａに堆積した砂を流出させるように圧力水を噴出させる集砂ノズル４０，４１，４２に供給される。
なお、図示しないが、揚砂ポンプ１０、撹乱ノズル２０ａ，２０ｂへ圧力水を供給する図示しないポンプ、及びそれら撹乱ノズル２０ａ，２０ｂに圧力水を供給する供給管２１ａ，２１ｂにそれぞれ設けられている弁等は、沈砂池１を統括的に制御するプログラマブルコントローラを中心に形成される図示しない制御器によって駆動制御されるように構成されている。
【００１６】
図３に基づいて、集砂及び揚砂の手順について詳述する。
【００１７】
まず、ゲート５０を閉めて沈砂池１への下水の流入を停止する（ステップ１。以下、ステップを「Ｓ」と記す。）。次に、滞留水ポンプ３２によって、前記切換弁を介して不図示の汚水沈殿池や流入渠等に排水する（Ｓ２）。
【００１８】
沈砂池１は連設部６０を介してポンプ井３０に連設されているため、図４を用いて説明すれば、連設部６０の頂レベルであるレベルＬまで滞留水ポンプ３２で排水されるが、沈砂池１のレベルＬ以下の滞留水は排水されない。換言すると、本発明では、滞留水ポンプ３２によりポンプ井３０と沈砂池１の滞留水をレベルＬまで排水するようにした（Ｓ２〜Ｓ４）。
【００１９】
上記のように、沈砂池１への雨水の流入が停止され（Ｓ１)、沈砂池１の底面に沈降堆積した砂を排出する工程が到来したとすると（Ｓ２〜Ｓ４）、供給管２１ａ，２１ｂに設けられている図示しない弁がそれぞれ開かれて撹乱ノズル２０ａ，２０ｂから圧力水の噴射が開始されるとともに、図示しない第１のタイマＴ1 のカウントが開始される（Ｓ５）。第１のタイマＴ1 のタイムアップ後、揚砂ポンプ１０が駆動されるとともに、第２のタイマＴ2 のカウントが開始される（Ｓ６，Ｓ７）。
【００２０】
撹乱ノズル２０ａ，２０ｂから圧力水が噴射されると、噴射方向が吸引口１１の中心を中心とする円の互いに反対側の位置において互いに反対向きのベクトルを与えるため、撹乱ノズルからの噴射力が相殺されることなく、有効に利用されるので、吸引口の近くに沈殿した砂がより良く撹乱される。その吸引口１１付近に堆積していた砂が撹乱され、その撹乱は、集砂ピット２全体に徐々に広がる。したがって、吸引口１１からは、水に同伴されて砂が効率よく吸引されて吐出管１２を介して所定の場所へ移送される。
【００２１】
第２のタイマＴ2 のタイムアップ後、例えば、第２のタイマＴ2が開始してから１分後に撹乱ノズル２０ａ，２０ｂの弁がそれぞれ閉じられる。すなわち、圧力水の噴射が停止される（Ｓ８のＹ、Ｓ９）。撹乱ノズル２０ａ，２０ｂが閉じられて撹乱ノズル２０ａ，２０ｂからの噴出水がなくなっても、揚砂ポンプ１０の駆動により吸引口１１の付近は流動化しているので、砂は、吸引される水に同伴されて効果的に排出される。
【００２２】
このように、撹乱ノズル２０ａ，２０ｂからの圧力水の噴射は、揚砂ポンプ１０の吸引口１１付近の堆積した砂を破壊して撹乱するだけで足りるので、揚砂ポンプ１０の運転の開始前からの短い時間で足りる。したがって、揚砂ポンプ１０の運転中、常に撹乱ノズル２０ａ，２０ｂからの圧力水の噴射を継続する必要がないので、運転コストを低下させることができる。
【００２３】
集砂ピット２からの砂の排出が終了すると（Ｓ１０のＹ）、すなわち、集砂ピット２内に設けられている図示しない水位計が所定の下限の水位を検出すると、揚砂ポンプ１０は駆動停止される（Ｓ１１）。
【００２４】
揚砂ポンプ１０の駆動停止に続き、次に集砂ノズル４０，４１，４２の弁を順次開けて、集砂を行う。さらに詳述すると、中央トラフ１ｂに堆積した沈砂を集砂ピット２内へ導き、中央トラフ１ｂを洗浄するために中央トラフ１ｂの延在方向に圧力流体を噴出される集砂ノズル４０でスプレーする。中央トラフ１ｂは、集砂ピット２につながる最終的かつ主なトラフであることから、雨水受入れ時の沈砂による埋没を防ぐためである。
【００２５】
そして、以降は、中央トラフ１ｂに連通し、かつ直交する複数の小トラフ１ｃ間に設けられた中央トラフ１ｂの延在方向に直交する方向に圧力流体を噴出させる集砂ノズル４１，４１…と、前記集砂ノズル４０，４０を交互に噴出させることによって、小トラフ１ｃ、中央トラフ１ｂを介して集砂ピット２への集砂が行われる。なお、沈砂池はその大きさによっては適宜複数個のエリアに分割され、そのエリアに対応した複数個の集砂ノズル４１，４１…を集砂ノズル群としてまとめて、この集砂ノズル群単位で圧力水の噴出が集砂ピット２に近い方から順に行われる。
【００２６】
最後に、集砂ノズル４２，４２によって集砂ピット２付近の沈砂池の池幅方向に堆積した砂を集砂ピット２に集砂する。上記集砂ノズル４０，４１，４２の弁の順次開放により集砂ピット２内の水位計が所定の上限水位を検知した時は、揚砂ポンプ１０は駆動を再開され、その駆動再開に伴い前記水位計が所定の下限水位を検出した時は、揚砂ポンプ１０は駆動を停止される。集砂ノズル４２，４２からの噴出終了後は、前記水位計が所定の下限水位を検出した時、揚砂ポンプ１０が駆動を停止され、その状態が継続する。これにより、揚砂ポンプ１０による揚砂が完了する。
すなわち、揚砂ポンプ１０は、駆動を開始（Ｓ１０）してから揚砂完了時の駆動停止までの間は、集砂ピット２内の水位の変動に応じて、前記水位計の上限水位検知で駆動を再開し、下限水位検知で駆動を停止するように制御される。
【００２７】
上述の例では、揚砂ポンプ１０として渦巻羽根を有する周知の水中ポンプを示したが、ジェットポンプであっても良いことはもちろんである。また、集砂ピット２内の撹乱ノズルは２本としたが、３本以上であってもよい。
【００２８】
また、上述の例では、撹乱ノズル２０ａ，２０ｂを２個のタイマＴ1 ，Ｔ2 を設けて揚砂ポンプ１０の駆動前後に亘って駆動させたが、タイマを１個とし、揚砂ポンプ１０の駆動開始前の所定時間、駆動させるようにしてもよい。しかし、上述のように、揚砂ポンプ１０の駆動前後に亘って撹乱ノズル２０ａ，２０ｂを駆動させるようにすると、揚砂ポンプ１０による流動化と撹乱ノズル２０ａ，２０ｂによる流動化との相乗効果により、より撹乱作用を高めることができる。
【００２９】
上述の、滞留水ポンプ３２による排水により沈砂池１のレベルＬ以下の滞留水が排水されない状態においては、揚砂ポンプによる揚水の移送量が増加し不経済であるばかりか、水圧に打ち勝って沈砂を移動させて集砂しなければならず、集砂ノズル４０，４１，４２からの圧力水を高圧で噴出させる、高圧による集砂を行う必要が生じる。高圧による集砂は、高圧力を生むためにランニングコストがかかるばかりか、構成機器も多くなる。また、高圧による集砂を行うと、水中に沈砂の一部が舞い上がって浮遊し、その後に再度沈降して堆積するため集砂効率も低下する欠点がある。さらに、高圧水による下水ミストの発生も衛生的にみて大きな問題である。そこで、本発明においては、これらの問題点を解決するため、ドライ（排水）状態における集砂、すなわち、集砂ノズルからの圧力水を低圧で噴出させる低圧集砂を行うこととした。
【００３０】
そこでまず、上述のごとく、本発明の揚砂ポンプ１０の吸引口１１の近くに沈殿した砂に圧力水を撹乱ノズル２０ａ，２０ｂから噴射して一定時間撹乱させた後、揚砂ポンプ１０を稼動させてレベルＬ以下の滞留水を排水する。このときの撹乱ノズル２０ａ，２０ｂには滞留水ポンプ３２によって汲み上げられた水を使用することが好ましい。そして、集砂ピット２内の所定の水位まで排水されたなら揚砂ポンプ１０の稼動を停止させる。ここで、所定の水位とは、沈砂池１内のドライ（排水）状態を実現する水位であって、理想的には吸引口１１のレベルである。しかし、揚砂ポンプ１０の高負荷や高圧での集砂が必要とならない範囲で、若干の雨水の滞留は許され、沈砂池１の流入−流出方向に集砂ピット２を介して延在する中央トラフ１ｂの底部レベルを所定の水位として用いてもよい。また、例えば、集砂ピット２への開口端部の底部レベルＸ（図１(b)、図４参照）を所定の水位としてもよい。
【符号の説明】
【００３１】
１ 雨水沈砂池（沈砂池）
２ 集砂ピット
２ａ 底
２ｂ 集砂ピット傾斜面
３ 揚砂ポンプの回転軸線
１０ 揚砂ポンプ
１１ 吸引口
１２ 吐出管
２０ａ，２０ｂ 撹乱ノズル
２１ａ，２１ｂ 供給管
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下水処理施設の沈砂池の底面に沈殿した砂を噴射水により集砂ピットに集め、その砂を揚砂ポンプにより移送する揚砂方法において、
沈砂池の集砂ピットに設けた揚砂ポンプの吸引口の近くに圧力水を噴射して前記吸引口の近くに堆積している砂を撹乱する撹乱手段を設け、
前記沈砂池への下水の流入を停止した後、沈砂池に連設部を介して連設されたポンプ井に設けられたポンプに沈砂池とポンプ井の滞留水を排水させ、
前記ポンプによる排水により沈砂池の水位が前記連設部の頂部と同一レベルとなった時に前記撹乱手段による圧力水の噴射を開始させ、
続いて前記揚砂ポンプを稼動させ、前記沈砂池の水位が前記沈砂池の中央トラフの底部のレベル以下の水位まで下がった時に前記揚砂ポンプの稼動を停止させる、
ことを特徴とする揚砂方法。
【請求項２】
揚砂ポンプの稼動を停止させる水位は、前記沈砂池の中央トラフの底部の前記集砂ピットの開口に連なる末端のレベルであることを特徴とする請求項1に記載の揚砂方法。
【請求項１】
下水処理施設の沈砂池の底面に沈殿した砂を噴射水により集砂ピットに集め、その砂を揚砂ポンプにより移送する揚砂方法において、
沈砂池の集砂ピットに設けた揚砂ポンプの吸引口の近くに圧力水を噴射して前記吸引口の近くに堆積している砂を撹乱する撹乱手段を設け、
前記沈砂池への下水の流入を停止した後、沈砂池に連設部を介して連設されたポンプ井に設けられたポンプに沈砂池とポンプ井の滞留水を排水させ、
前記ポンプによる排水により沈砂池の水位が前記連設部の頂部と同一レベルとなった時に前記撹乱手段による圧力水の噴射を開始させ、
続いて前記揚砂ポンプを稼動させ、前記沈砂池の水位が前記沈砂池の中央トラフの底部のレベル以下の水位まで下がった時に前記揚砂ポンプの稼動を停止させる、
ことを特徴とする揚砂方法。
【請求項２】
揚砂ポンプの稼動を停止させる水位は、前記沈砂池の中央トラフの底部の前記集砂ピットの開口に連なる末端のレベルであることを特徴とする請求項1に記載の揚砂方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−４０５６４（Ｐ２０１２−４０５６４Ａ）
【公開日】平成２４年３月１日（２０１２．３．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４８８３９（Ｐ２０１１−２４８８３９）
【出願日】平成２３年１１月１４日（２０１１．１１．１４）
【分割の表示】特願２００７−３２２４７１（Ｐ２００７−３２２４７１）の分割
【原出願日】平成１１年４月５日（１９９９．４．５）
【出願人】（５０８１６５４９０）アクアインテック株式会社 (51)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月１日（２０１２．３．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１４日（２０１１．１１．１４）
【分割の表示】特願２００７−３２２４７１（Ｐ２００７−３２２４７１）の分割
【原出願日】平成１１年４月５日（１９９９．４．５）
【出願人】（５０８１６５４９０）アクアインテック株式会社 (51)
【Ｆターム（参考）】
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