(57)【要約】【課題】下水道の所定箇所にて混合された雰囲気を汚水中に長時間留まらせることができ、下水道内の汚水に含まれる有機物の分解を促進させることができる下水道における汚水処理システムを提供すること。【解決手段】少なくとも酸素を含む雰囲気を吸気する吸気手段１４が設けられ、吸気手段１４から吸気された雰囲気を、下水道４内の汚水中に混合させる雰囲気混合手段１９が下水道４に設けられる下水道における汚水処理システムであって、雰囲気混合手段１９は、下水道４内の汚水を吸水する吸水手段と、吸気手段１４から吸気された雰囲気を吸水手段にて吸水された汚水中に微細な気泡として混合させて吹き出す微細気泡発生手段と、を有している。【選択図】図２
2012108035.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも酸素を含む雰囲気を吸気する吸気手段が設けられ、該吸気手段から吸気された雰囲気を、前記下水道内の汚水中に混合させる雰囲気混合手段が該下水道に設けられる下水道における汚水処理システムであって、
前記雰囲気混合手段は、前記下水道内の汚水を吸水する吸水手段と、前記吸気手段から吸気された雰囲気を前記吸水手段にて吸水された汚水中に微細な気泡として混合させて吹き出す微細気泡発生手段と、を有していることを特徴とする下水道における汚水処理システム。
【請求項２】
前記微細気泡発生手段は、前記吸水手段が発生させる水流により前記吸気手段から雰囲気を吸気する吸気力を発生させることを特徴とする請求項１に記載の下水道における汚水処理システム。
【請求項３】
前記吸気手段は、前記下水道の外部の雰囲気を吸気するようになっており、該吸気手段から前記微細気泡発生手段まで雰囲気を導く導管が設けられることを特徴とする請求項１または２に記載の下水道における汚水処理システム。
【請求項４】
前記微細気泡発生手段は、前記吸水手段にて吸水された汚水が通過する通過部を有し、該通過部に開口された微小な細孔から前記気泡を吹き出すようになっていることを特徴とする請求項３に記載の下水道における汚水処理システム。
【請求項５】
前記微細気泡発生手段は、前記吸水手段に接続されて汚水が供給される供給部と、該供給部から供給される汚水を圧縮する圧縮部と、該圧縮部を通過した汚水が吹き出される吹出部と、を有するノズル部材となっていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の下水道における汚水処理システム。
【請求項６】
前記微細気泡発生手段は、５０μｍ以下の気泡径の気泡を発生させることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の下水道における汚水処理システム。
【請求項７】
前記下水道内には、汚水の酸素の溶存率を検出する検出手段が設けられ、該検出手段の検出結果に基づいて、前記雰囲気混合手段を制御する制御手段が設けられることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の下水道における汚水処理システム。
【請求項８】
前記雰囲気混合手段は、前記下水道における中継部に設けられることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の下水道における汚水処理システム。
【請求項９】
前記吸水手段は、前記中継部内に溜まる汚水を揚水して高い位置の下水道管に流す揚水手段となっていることを特徴とする請求項８に記載の下水道における汚水処理システム。
【請求項１０】
前記雰囲気は、空気、純酸素、またはオゾンガスとなっていることを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の下水道における汚水処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、下水に含まれる有機物等を微生物により分解する汚水処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、下水道内には、新鮮な空気（雰囲気）が入り込む余地がなく、下水道内が嫌気状態となってしまう。この嫌気状態では、好気性微生物が活性化されず、排水中の有機物が分解されずに残留してしまい、さらなる臭気の発生原因となってしまうという問題がある。そこで、下水道内を流れる汚水に対して空気を供給する装置（雰囲気混合手段）を設置し、汚水中に含まれる好気性微生物を活性化することで、下水道内で汚水処理を行う技術が開発されている（例えば、特許文献１及び２参照）。また、下水道の中継部に空気を供給する装置（雰囲気混合手段）を設置しているものもある（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平６−４８８９５号公報
【特許文献２】特開平８−１８２９２３号公報
【特許文献３】特開平８−２０６６８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１〜２の装置（空気混合手段）にあっては、装置を既設の下水道管に設けるために大掛りな工事が必要となり、装置を下水道管に設ける施工コストが増大してしまうという問題がある。また、特許文献３の装置にあっては、装置（空気混合手段）を下水道の中継部に設けることができるため、既設の下水道管を工事する必要がなく、比較的容易に設置できるが、下水道の中継部にて混合された気泡は、短時間で浮上して消失してしまうため、汚水が次の中継部まで流れてゆく間に嫌気性となる箇所が生じてしまうという問題がある。【０００５】
本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、下水道の所定箇所にて混合された雰囲気を汚水中に長時間留まらせることができ、下水道内の汚水に含まれる有機物の分解を促進させることができる下水道における汚水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】
【０００６】
前記課題を解決するために、本発明の下水道における汚水処理システムは、
少なくとも酸素を含む雰囲気を吸気する吸気手段が設けられ、該吸気手段から吸気された雰囲気を、前記下水道内の汚水中に混合させる雰囲気混合手段が該下水道に設けられる下水道における汚水処理システムであって、
前記雰囲気混合手段は、前記下水道内の汚水を吸水する吸水手段と、前記吸気手段から吸気された雰囲気を前記吸水手段にて吸水された汚水中に微細な気泡として混合させて吹き出す微細気泡発生手段と、を有していることを特徴としている。
この特徴によれば、吸気手段により吸気された少なくとも酸素を含む雰囲気が雰囲気混合手段により汚水中に混合され、この雰囲気により汚水に含まれる好気性微生物が活性化し、下水道内の汚水に含まれる有機物等の分解を促進させることができ、かつ雰囲気が微細気泡発生手段により微細な気泡として汚水中に混合されるため、この雰囲気を汚水中に長時間滞留させることができるようになり、下水道の所定箇所にて混合された雰囲気を汚水中に長時間留まらせて下水道全体を好気性とすることができ、下水処理場まで繋がる長大な下水道網を汚水処理システムとして利用することができる。また、微細気泡発生手段により微細な気泡として雰囲気を汚水中に混合させることで、少量の雰囲気量であっても効果的に汚水の溶存酸素を増加させることができ、下水道内部の気圧に影響を与えずに汚水処理を行うことができ、下水道内部の臭気が外部に漏れ出すことを防止できる。【０００７】
本発明の下水道における汚水処理システムは、
前記微細気泡発生手段は、前記吸水手段が発生させる水流により前記吸気手段から雰囲気を吸気する吸気力を発生させることを特徴としている。
この特徴によれば、従来技術では、エアーブロー装置等を用いて下水道内の汚水を曝気しており、その場合には、強制的に供給された空気により下水道内部の気圧が高まり、下水道内部の臭気が外部に漏れ出す虞がある。しかしながら、本願発明では、吸水手段が発生させる水流量に応じた雰囲気を吸気することができ、下水道内部の気圧が高まることを防ぐことができ、下水道内部の臭気が外部に漏れ出すことを防止できる。【０００８】
本発明の下水道における汚水処理システムは、
前記吸気手段は、前記下水道の外部の雰囲気を吸気するようになっており、該吸気手段から前記微細気泡発生手段まで雰囲気を導く導管が設けられることを特徴としている。
この特徴によれば、下水道の外部の酸素を多く含む新鮮な雰囲気が導管を介して直接的に微細気泡発生手段まで導かれ、酸素を多く含む雰囲気が汚水中に吹き出されるようになる。【０００９】
本発明の下水道における汚水処理システムは、
前記微細気泡発生手段は、前記吸水手段にて吸水された汚水が通過する通過部を有し、該通過部に開口された微小な細孔から前記気泡を吹き出すようになっていることを特徴としている。
この特徴によれば、微細気泡発生手段の通過部を汚水が通過している際には、細孔が汚水により塞がれ、かつ吸水手段を停止させて通過部内の汚水が無くなった際にも、細孔の開口となっているため、細孔を介して導管から下水道の外部まで臭気が逆流することを防止できる。【００１０】
本発明の下水道における汚水処理システムは、
前記微細気泡発生手段は、前記吸水手段に接続されて汚水が供給される供給部と、該供給部から供給される汚水を圧縮する圧縮部と、該圧縮部を通過した汚水が吹き出される吹出部と、を有するノズル部材となっていることを特徴としている。
この特徴によれば、供給部から供給された汚水は、圧縮部を通過する際に圧縮されることで、ベンチュリー効果により汚水の流速が高速になるとともに、雰囲気が微細な気泡となって混合されて吹出部から吹き出されるようになり、かつシンプルな形状のノズル部材で微細気泡発生手段を構成できるため、汚水中に含まれるゴミ等が微細気泡発生手段に詰まることを防止できる。【００１１】
本発明の下水道における汚水処理システムは、
前記微細気泡発生手段は、５０μｍ以下の気泡径の気泡を発生させることを特徴としている。
この特徴によれば、気泡径が５０μｍ以下の気泡が最も長時間水中に滞留する気泡径となっている。【００１２】
本発明の下水道における汚水処理システムは、
前記下水道内には、汚水の酸素の溶存率を検出する検出手段が設けられ、該検出手段の検出結果に基づいて、前記雰囲気混合手段を制御する制御手段が設けられることを特徴としている。
この特徴によれば、汚水の酸素の溶存率に応じて雰囲気混合手段により混合させる雰囲気量を調節し、雰囲気混合手段の無駄な稼働を制御できるようになり、雰囲気混合手段を稼働させるためのエネルギー消費を節約できる。【００１３】
本発明の下水道における汚水処理システムは、
前記雰囲気混合手段は、前記下水道における中継部に設けられることを特徴としている。
この特徴によれば、中継部では、雰囲気混合手段の設置作業が容易に行えるため、雰囲気混合手段を設置するための大掛りな工事等の必要がなくなり、かつ下水道の所定箇所の中継部にて混合された雰囲気を、次の中継部まで汚水中に留まらせて下水道全体を好気性とすることができ、下水処理場まで繋がる長大な下水道網を汚水処理システムとして利用することができる。【００１４】
本発明の下水道における汚水処理システムは、
前記吸水手段は、前記中継部内に溜まる汚水を揚水して高い位置の下水道管に流す揚水手段となっていることを特徴としている。
この特徴によれば、中継部内に溜まる汚水を揚水して高い位置の下水道管に流す揚水手段と雰囲気混合手段の吸水手段とを兼用させることができ、汚水処理システムの構築コストを低減させることができる。【００１５】
本発明の下水道における汚水処理システムは、
前記雰囲気は、空気、純酸素、またはオゾンガスとなっていることを特徴としている。
この特徴によれば、空気、純酸素、またはオゾンガスにより汚水に含まれる好気性微生物が活性化し、下水道内の汚水に含まれる有機物等の分解を促進させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施例１における下水道管及び中継部を示す断面図である。
【図２】中継部を示す断面図である。
【図３】空気混合装置を示す断面図である。
【図４】フィルタユニットを示す断面図である。
【図５】マイクロバブル発生器を示す断面図である。
【図６】汚水処理システムを示す概念図である。
【図７】実施例２における中継部を示す断面図である。
【図８】実施例３におけるポンプ中継所を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明に係る下水道における汚水処理システムを実施するための形態を実施例に基づいて以下に説明する。
【実施例１】
【００１８】
実施例１に係る下水道における汚水処理システムにつき、図１から図６を参照して説明する。図１の符号１は、本発明の適用された下水道における汚水処理システムである。この汚水処理システム１は、この地表面２下に埋設された各下水道管３が、複数箇所に設置された中継部４により中継されて下水処理施設（図示略）まで繋がっている。【００１９】
図１に示すように、地表面２は起伏がある形状をなしている。各下水道管３は下流側に向かって下がるように傾斜されており、下水道管３内部の汚水は自然流下により流れるようになっている。そして、各中継部４では、上流側の下水道管３から流れ込んだ汚水が滞留され、この滞留された汚水を揚水する揚水ポンプ装置５（揚水手段）が設置されている。【００２０】
また、中継部４において、上流側の下水道管３には、中継部４に近接した位置に、下水道管３内部の汚水の溶存酸素値（ＤＯ）を検出する検出センサ６（検出手段）が設けられている。この検出センサ６は、地表面２に設けられた制御装置７（制御手段）により制御されて検出データを取得するようになっている。また、各制御装置７は、無線（または有線）ネットワークにより互いに接続されており、各検出センサ６により検出された検出データを共有するようになっている（図６参照）。【００２１】
図２に示すように、下水道管３及び中継部４は、地表面２下に埋設されている。各中継部４には、上流側の下水道管３の下流側端部及び下流側の下水道管３の上流側端部が接続されている。なお、本実施例では、中継部４において、上流側の下水道管３の接続部位（紙面左側）よりも、下流側の下水道管３の接続部位（紙面右側）が上方位置になるように接続されている。【００２２】
また、中継部４には、作業者がメンテナンス作業を行う際に開放するマンホール８が形成されている。マンホール８には、蓋部材１０が設けられて下水道管３の内部空間９が密閉されるようになっており、下水道管３内の臭気が地上に漏れ出さないようになっている。【００２３】
さらに、中継部４内に設置された揚水ポンプ装置５は、揚水パイプ１１を有している。この揚水ポンプ装置５で揚水された汚水は、揚水パイプ１１を介して、上流側の下水道管３よりも高い位置の下流側の下水道管３に流し込まれるようになっている。なお、揚水パイプ１１は、中継部４の内壁に固定さているが、揚水ポンプ装置５は、揚水パイプ１１から着脱できるようになっている。そして、揚水ポンプ装置５には、昇降用チェーン１２が取り付けられており、作業者が揚水ポンプ装置５を引き上げてメンテナンスを行えるようになっている。【００２４】
さらに、中継部４内部には、揚水ポンプ装置５の他に、中継部４の内部空間９の空気を汚水中に混合させる空気混合装置１９（雰囲気混合手段）が設置されている。なお、この空気混合装置１９にも、揚水ポンプ５と同様に、昇降用チェーン１３が取り付けられており、作業者が空気混合装置１９を引き上げてメンテナンスを行えるようになっている。【００２５】
図３に示すように、空気混合装置１９は、中継部４の底面に設置される略箱状をなす筐体部２０（ストレーナー）を有している。この筐体部２０の側面板及び上面板は、多数の小孔２１が形成されたパンチングメタル板２２となっている。さらに、空気混合装置１９は、中継部４に溜まった汚水を吸水する吸水ポンプ２３（吸水手段）を有している。この吸水ポンプ２３は、その下部の吸水部２４から筐体部２０内部の汚水を吸水するようになっている。【００２６】
汚水中の大きなゴミ等は、パンチングメタル板２２の小孔２１を通過できずにフィルタリングされる。また、吸水ポンプ２３から延びる接続パイプ２５の先端には、マイクロバブル発生器２６（微細気泡発生手段）が取り付けられており、吸水ポンプ２３にて吸水された汚水は、マイクロバブル発生器２６に供給されて吹き出されるようになっている。【００２７】
このマイクロバブル発生器２６には、マンホール８の蓋部材１０から延びる導管１４が接続されており、この導管１４の上端部は、蓋部材１０に形成された穴部１５に接続されている（図２参照）。この導管１４は、地表面２の空気（雰囲気）をマイクロバブル発生器２６まで導くようになっている。なお、蓋部材１０の穴部１５及び導管１４が本実施例の吸気手段となっている。【００２８】
なお、吸水ポンプ２３から延びる接続パイプ２５及びマイクロバブル発生器２６は、筐体部２０内部に配置されており、マイクロバブル発生器２６は、中継部４内の汚水の水面下に水没され、水中に汚水を吹き出すようになっている。そして、マイクロバブル発生器２６から吹き出された水流により、パンチングメタル板２２の小孔２１に詰まったゴミ等を排除できる。【００２９】
また、マイクロバブル発生器２６は、空気を自吸するせん断式に属するものとする。その一例として、図５に示すように、マイクロバブル発生器２６は、吸水ポンプ２３の接続パイプ２５に接続されて汚水が供給される供給部２７と、この供給部２７から供給される汚水を圧縮しながら通過させる圧縮部２８（通過部）と、この圧縮部２８を通過した汚水が吹き出される吹出部２９と、を有する略円筒形状（ストレートパイプ形状）をなすノズル部材となっている。【００３０】
汚水の入口である供給部２７の内径は、圧縮部２８に向かって窄まるようになっており、吹出部２９の内径は、圧縮部２８から拡径されるようになっている。即ち圧縮部２８の内径が最小となっており、供給部２７から供給された汚水は、圧縮部２８を通過する際に圧縮されることで、ベンチュリー効果により汚水の流速が高速になって吹出部２９から吹き出される。【００３１】
また、マイクロバブル発生器２６の圧縮部２８は、円筒形状をなす３つの円筒部材３０，３１，３２が連設されて形成されている。これらの円筒部材３０，３１，３２は、供給部２７及び吹出部２９を互いに接続する円筒容器３３内部に配置されている。そして、供給部２７に連設された第１円筒部材３０の内径αよりも、次の第２円筒部材３１の内径βが若干大きく形成され、さらに、第２円筒部材３１の内径βよりも吹出部２９側の第３円筒部材３２の内径γが若干大きく形成されている。そして、各円筒部材３０，３１，３２の間、つまり圧縮部２８の内周面には、微小な段部３４が形成されている。そして、円筒容器３３の上部には、マンホール８の蓋部材１０から延びる導管１４が接続され、蓋部材１０の穴部１５から外部の新鮮な空気を取り込む取込口３５が開口されている。【００３２】
また、図２及び図４に示すように、蓋部材１０に接続される導管１４の上部には、外部の空気を吸気する際に、ゴミや埃等が入り込まないようにする交換可能なフィルタユニット１６が設けられている。このフィルタユニット１６から延びるホースの先端には、取付部材１７が設けられ、この取付部材１７が蓋部材１０の穴部１５に近接して取り付けられている。さらに、取付部材１７は、穴部１５から入り込む雨水やゴミ等を取り込まない構造になっている。そして、フィルタユニット１６の内部には、複数層のフィルタ１８が設けられており、このフィルタ１８により空気中の埃等を除去できる。【００３３】
なお、図２に示すように、雨水が合流される合流式下水道のマンホール８等の蓋部材１０では、多くの穴部１５が開口されており、この穴部１５を利用して導管１４が外部の空気を吸気することができる。また、一般的な蓋部材１０には、作業者がバールキーと呼ばれる工具を挿入して蓋部材１０を引き開けるための摘み穴が開けられている。雨水が分流される分流式下水道のマンホール８等の穴部１５の無い（または少ない）蓋部材１０においては、この摘み穴を利用して導管１４が外部の空気を吸気する穴部１５を開口させるようにしてもよい。【００３４】
図５に示すように、マイクロバブル発生器２６の円筒容器３３内部の各円筒部材３０，３１，３２の間には、円筒容器３３内に取り込まれた空気が通過されるスリット部３６（細孔）が形成されている。なお、各円筒部材３０，３１，３２及び円筒容器３３等は、互いに螺合されており、その螺合状態を調節することで、スリット部３６の開口幅を調節できるようになっている。【００３５】
圧縮部２８を汚水が通過する際に、ベンチュリー効果によって発生する負圧（吸気力）を利用して、取込口３５から円筒容器３３内部に取り込まれた空気が圧縮部２８内に自然吸引され、さらに、汚水が微小な段部３４を通過する際の圧力によって吸引された空気が破砕される。このように吸引された空気は微細な気泡（マイクロバブル）となりつつ、汚水と混合攪拌されて吹出部２９から吹き出されるようになっている。【００３６】
そして、マイクロバブル発生器２６が発生させる微細な気泡により空気が水中に長時間滞留するようになり、汚水中に対して多くの空気を供給できるようになる。また、マイクロバブル発生器２６は、５０μｍ以下の気泡径の気泡を発生させるとなっている。なお、表１及び表２に示すように、気泡径が５０μｍ以下の気泡が最も長時間水中に滞留する気泡径となっている。【００３７】
【表１】
2012108035.tif 000003
【００３８】
【表２】
2012108035.tif 000004
【００３９】
表１は、マイクロバブル発生器２６を用いて汚水を処理したときの溶存酸素の時間的変化の実験データを表している。この実験に示すように、曝気なしの場合には、溶存酸素が時間の経過とともに汚水中から無くなる。そして、従来のエアコンプレッサーを用いた曝気処理では、ある程度の溶存酸素が残るが、マイクロバブル発生器２６を用いた曝気処理が最も長時間溶存酸素が残ることが分かる。【００４０】
また、表２は、マイクロバブル発生器２６を用いて水中に微細な気泡を発生させたときの溶存酸素の時間的変化の実験データを表している。この実験では、水温が１５℃の清水を用いており、ＤＯ初期値が１．４５ｍｇ／Ｌで、ＤＯ飽和値が９．７６ｍｇ／Ｌとなっている。マイクロバブル発生器２６により曝気を行うと急激に水中の溶存酸素値が上昇し、この溶存酸素値がＤＯ飽和値を超えるようになる。そして、長時間溶存酸素値の飽和状態を維持できることが分かる。【００４１】
なお、マイクロバブル発生器２６が発生させる気泡の気泡径は、５０μｍ以下となっているが、この気泡には、気泡径が０．１μｍ以下若しくは０．０５μｍ以下の気泡（ナノバブル）も含む。また、およそ３０〜５０μｍの気泡径の気泡であっても充分な効果を得ることができる。【００４２】
このように、導管１４に吸気された空気が空気混合装置１９により汚水中に混合され、この空気により汚水に含まれる好気性微生物が活性化し、下水道管３内の汚水に含まれる有機物等の分解を促進させることができ、かつ空気がマイクロバブル発生器２６により微細な気泡として汚水中に混合されるため、この空気を汚水中に長時間滞留させることができるようになり、中継部４にて混合された空気（溶存酸素）を次の中継部４まで汚水中に留まらせて下水道管３全体を好気性とすることができ、下水処理場まで繋がる長大な下水道管３を汚水処理システムとして利用することができる。【００４３】
また、マイクロバブル発生器２６により微細な気泡として空気を汚水中に混合させることで、少量の空気量であっても効果的に汚水の溶存酸素を増加させることができ、下水道管３内部の気圧に影響を与えずに汚水処理を行うことができ、下水道管３内部の臭気が外部に漏れ出すことを防止できる。【００４４】
また、マイクロバブル発生器２６は、吸水ポンプ２３が発生させる水流により蓋部材１０の穴部１５から空気を吸気する吸気力を発生させるようになっている。従来技術では、エアーブロー装置等を用いて下水道管３内の汚水を曝気しており、その場合には、強制的に供給された空気により下水道管３内部の気圧が高まり、下水道管３内部の臭気が外部に漏れ出す虞がある。しかしながら、本実施例では、吸水ポンプ２３が発生させる水流量に応じた空気を吸気することができ、下水道管３内部の気圧が高まることを防ぐことができ、下水道管３内部の臭気が外部に漏れ出すことを防止できる。【００４５】
また、蓋部材１０の穴部１５は、外部の雰囲気を吸気できるようになっており、この蓋部材１０の穴部１５からマイクロバブル発生器２６まで空気を導く導管１４が設けられることで、外部の酸素を多く含む新鮮な空気が導管１４を介して直接的にマイクロバブル発生器２６まで導かれ、酸素を多く含む空気が汚水中に吹き出されるようになる。【００４６】
また、マイクロバブル発生器２６は、吸水ポンプ２３にて吸水された汚水が通過する圧縮部２８（通過部）を有し、この圧縮部２８に開口されたスリット部３６（細孔）から気泡を吹き出すようになっていることで、マイクロバブル発生器２６の圧縮部２８を汚水が通過している際には、スリット部３６が汚水により塞がれ、かつ吸水ポンプ２３を停止させて圧縮部２８内の汚水が無くなった際にも、スリット部３６は微小な開口となっているため、スリット部３６を介して導管１４から外部まで臭気が逆流することを防止できる。【００４７】
また、マイクロバブル発生器２６が略円筒形状をなすノズル部材というシンプルな形状となっているため、汚水中に含まれる微細なゴミ等が詰まることを防止できる。なお、このゴミ等には鉄片等の着磁可能金属も含まれる。【００４８】
また、空気混合装置１９は、下水道網における中継部４に設けられることで、中継部４では、空気混合装置１９の設置作業が容易に行えるため、空気混合装置１９を設置するための大掛りな工事等の必要がなくなり、かつ下水道網の所定箇所の中継部４にて混合された空気を、次の中継部４まで汚水中に留まらせて下水道管３全体を好気性とすることができ、下水処理場まで繋がる長大な下水道網を汚水処理システムとして利用することができる。【００４９】
次に、汚水処理システム１の制御について詳述する。図６に示すように、下水道管３が連なった下水道網を中継する各中継部４には、１台の揚水ポンプ装置５と、１台の空気混合装置１９と、が設置されている。これらの装置類は、制御装置７により制御されている。さらに、各中継部４において、上流側の下水道管３の端部近傍には、汚水の酸素の溶存率を検出する検出センサ６が設けられている。そして、各制御装置７は、無線ネットワークにより互いに接続されている。【００５０】
下流側の中継部４に設置された制御装置７は、検出センサ６の検出データを、上流側の中継部４に設置された制御装置７に送信する。上流側の中継部４に設置された制御装置７は、受信した検出データに基づいて、下流側の下水道管３を流れる汚水の酸素の溶存率に応じて空気混合装置１９を制御する。【００５１】
下流側の下水道管３を流れる汚水の酸素の溶存率が、好気性微生物が活性化するのに不充分な第１閾値よりも低い場合には、空気混合装置１９を作動させる。また、下流側の下水道管３を流れる汚水の酸素の溶存率が、好気性微生物が活性化する第２閾値となった場合には、空気混合装置１９の出力を弱めて作動させる（作動状態）。さらに、下流側の下水道管３を流れる汚水の酸素の溶存率が、好気性微生物が活性化するのに充分な第３閾値以上となった場合には、空気混合装置１９を停止させる（非作動状態）。なお、空気混合装置１９により混合させる空気量の調節は、吸水ポンプ２３の回転数を調節することで行うことができる。【００５２】
このように、中継部４近傍に、汚水の酸素の溶存率を検出する検出センサ６が設けられることで、汚水の酸素の溶存率に応じて空気混合装置１９により混合させる空気量を調節し、空気混合装置１９の無駄な稼働を制御できるようになり、空気混合装置１９を稼働させるためのエネルギー消費を節約できる。
【実施例２】
【００５３】
次に、実施例２に係る下水道における汚水処理システムにつき、図７を参照して説明する。なお、前記実施例に示される構成部分と同一構成部分に付いては同一符号を付して重複する説明を省略する。【００５４】
図７に示すように、実施例３の中継部４には、１台の揚水ポンプ装置５のみが設置されている。この揚水ポンプ装置５の揚水パイプ１１は、下流側の下水道管３の高さ位置まで延設されている。そして、揚水ポンプ装置５の揚水パイプ１１には、マイクロバブル発生器２６が設けられている。なお、実施例２では、揚水ポンプ装置５が吸水手段を構成している。【００５５】
そして、揚水ポンプ装置５を作動させると、中継部４に滞留された汚水を揚水してマイクロバブル発生器２６にて微細な気泡を混合させた状態で、下流側の下水道管３に流し込むようになっている。つまり、実施例２において、中継部４内に溜まる汚水を揚水して高位置の下水道管３に流す揚水ポンプ装置５は、揚水手段と雰囲気混合手段の吸水手段とを兼用させることができ、汚水処理システムの構築コストを低減させることができる。
【実施例３】
【００５６】
次に、実施例３に係る下水道における汚水処理システムにつき、図８を参照して説明する。なお、前記実施例に示される構成部分と同一構成部分に付いては同一符号を付して重複する説明を省略する。【００５７】
図８に示すように、下水道網におけるポンプ中継所４０（中継部）は、大きな汚水処理槽４１を有している。下水道管４３から導かれた汚水は、この汚水処理槽４１に一旦溜められる。そして、揚水ポンプ装置４２（揚水手段）を用いて下流側に導かれるようになっている。この実施例３では、２台の空気混合装置１９が汚水処理槽４１内部に設置されている。さらに、検出センサ６や制御装置７も設置されている。なお、各空気混合装置１９及び検出センサ６等の構成は、前述した実施例１と同様のものとなっている。【００５８】
実施例３では、汚水処理槽４１内の汚水の酸素の溶存率が、好気性微生物が活性化するのに不充分な第１閾値よりも低い場合には、２台の空気混合装置１９を作動させる（作動状態）。また、汚水処理槽４１内の汚水の酸素の溶存率が、好気性微生物が活性化する第２閾値となった場合には、１台の空気混合装置１９を作動させ（作動状態）、もう１台の空気混合装置１９を停止させる（非作動状態）。さらに、汚水処理槽４１内の汚水の酸素の溶存率が、好気性微生物が活性化するのに充分な第３閾値以上となった場合には、２台の空気混合装置１９を停止させる（非作動状態）。なお、各空気混合装置１９が作動された際に、吸水ポンプ２３（図３参照）の稼働出力は常に一定となっている。【００５９】
このように、汚水処理槽４１に、汚水の酸素の溶存率を検出する検出センサ６が設けられることで、汚水の酸素の溶存率に応じて空気混合装置１９により混合させる空気量を調節し、空気混合装置１９の無駄な稼働を制御できるようになり、空気混合装置１９を稼働させるためのエネルギー消費を節約できる。なお、空気混合装置１９により混合させる空気量の調節は、吸水ポンプ２３（図３参照）の回転数を調節することでも行うことができる。【００６０】
また、マイクロバブル発生器２６（図３参照）は、その特定の形状により微細な気泡を発生させるようになっており、予め効率的に気泡を発生させる流水量が決められている。そこで、空気混合装置１９の吸水ポンプ２３（図３参照）の稼働出力を一定にしつつ、各空気混合装置１９の作動状態及び非作動状態を制御して混合させる空気量を調節することで、各空気混合装置１９が混合せる空気量が安定するようになっている。【００６１】
以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。【００６２】
例えば、前記実施例では、空気混合装置１９により汚水に混合させる雰囲気として、地表面２から取り込まれた空気を用いているが、空気混合装置１９により汚水に混合させる雰囲気は、純酸素ガスやオゾンガス等であってもよい。これら空気、純酸素、またはオゾンガスにより汚水に含まれる好気性微生物が活性化し、下水道管３内の汚水に含まれる有機物等の分解を促進させることができる。【００６３】
また、前記実施例では、地表面２から外部の空気を取り込んで、この空気を空気混合装置１９により汚水に混合させているが、中継部４近傍に空気タンク、純酸素ガスタンク、またはオゾンガスタンクを設置するようにして、このタンクから少なくとも酸素を含む雰囲気を空気混合装置１９により汚水に混合させるようにしてもよい。さらに、地表面２に酸素濃縮器を設置して空気中に含まれる酸素を濃縮し、この酸素を空気混合装置１９により汚水に混合させるようにしてもよい。【００６４】
また、前記実施例では、上流側の下水道管３の中継部４に近接した位置に、下水道管３内部の汚水の酸素の溶存率を検出する検出センサ６が設けられているが、この検出センサ６は、中継部４内部に滞留される汚水の酸素の溶存率を検出するために、中継部４内部に設置するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００６５】
１                汚水処理システム
３                下水道管
４                中継部
５                揚水ポンプ装置（揚水手段）
６                検出センサ（検出手段）
７                制御装置（制御手段）
８                マンホール
１４              導管（吸気手段）
１５              穴部（吸気手段）
１９              空気混合装置（雰囲気混合手段）
２３              吸水ポンプ（吸水手段）
２６              マイクロバブル発生器（微細気泡発生手段）
２７              供給部
２８              圧縮部（通過部）
２９              吹出部
３６              スリット部（細孔）
４０              ポンプ中継所（中継部）
４１              汚水処理槽
４２              揚水ポンプ装置（揚水手段）
４３              下水道管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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