排水処理ラインの詰まりを解消し、年間コストを大幅削減した改善事例｜フラップバルブによる保全の効率化

工場の排水処理ではピットに溜まった水を堰（せき）に集め、そこから凝集沈殿槽へと移送する工程があります。何気ない工程に見えますが、ここで使うポンプの構造が合っていないと現場は思った以上に疲弊します。

片側だけが動くシングルダイヤフラム構造で、吸入・吐出にボール式のチェックバルブを備えたポンプは、通過できる固形物の大きさに限りがあります。実際の現場では、1〜2週間おきにチェックバルブ周りの詰まりを手作業で取り除くことになり、その間は排水を送れずラインごと止まってしまう、ということが繰り返されていました。保全担当者からすれば、「またか」と感じる作業のひとつでした。

DAF（加圧浮上分離）で発生する汚泥のように、粘度が高く気泡を含みやすい流体になると、話はもう一段厄介になります。こうした流体には、粘性のある液体に強いとされる一軸偏心ねじポンプ（ロータをステータ内で回転させて送る方式）が使われることがあります。

ただ、この方式は空気の塊が入り込むと空運転に近い状態になりやすく、ロータやステータ、メカニカルシールの摩耗が進みやすいとされています。さらにモーターとの軸芯合わせやシール交換、軸受への給脂といった保全作業も手間がかかりやすく、「粘性のある流体には強いが、日々の管理は重い」というのが実情に近いかもしれません。

こうした詰まりや保全負荷に対して、フラップバルブを備えたヘビーデューティタイプのダイヤフラムポンプへの切り替えが、有効な選択肢の一つとなりました。フラップバルブは板状の弁体が開閉する構造で、ボール式に比べて固形物や粘性の高い流体を通しやすく、数センチメートル程度の固形物を含む流体でも詰まりにくいという特長があります。

このフラップ弁の利点は、単に通しやすいだけではなく、弁体が薄い一枚板であるため可動部の摩耗が少なく、ボール弁のように球体が着座位置からずれて逆流を許してしまうような不具合も起きにくい構造になっています。また、ダイヤフラムポンプ自体がエア駆動で軸受やメカニカルシールを持たない構造のため、気泡混入による空運転にも比較的強く、DAF汚泥のように条件が安定しない流体でも運転を継続しやすいという特長があります。軸芯合わせが不要な分、設置スペースを抑えられ、日々の保全もシンプルになりやすい点も見逃せません。

ある工場では、この構造への切り替えによって清掃・部品交換・停止時間にかかっていた年間コストを大きく圧縮できたという例があります。詰まりが減れば、保全担当者が別の重要な作業に時間を割けるようになる、というのも見逃せない効果です。

ポンプ構造の見直しを検討する際は、まず自分たちの現場で扱う流体の性質（固形物のサイズ、粘度、気泡の混入しやすさ）を整理することが出発点になります。そのうえで、通過できる固形物のサイズや空運転への耐性など、方式ごとの構造上の特性を比較することが重要です。数値や適合条件はメーカーの仕様書によって異なるため、導入を検討する際は個別に確認することをおすすめします。