(57)【要約】【課題】  排水濾過装置において、濾過工程部と洗浄工程部のうち、洗浄工程をおこなわなくても長期にわたりメンテナンスフリーに近い状態で運用できる排水濾過装置を路面排水処理設備に適用する。【解決手段】  排水濾過装置において、洗浄工程をおこなわなくても長期にわたりメンテナンスフリーに近い状態で運用できる構成とする。１）濾過槽底部に排水ユニットを設け、且つ、該排水ユニットの内部にＵ字管を設ける。２）処理水流出部に配列された孔を有するスパイラル形状からなる排水吸入パイプを設ける。３）前記Ｕ字管入り口に流量制御用細孔付の板を設ける。また、前記施策を施した排水濾過装置を道路の降雨排水や散水時の初期フラッシュ排水を濾過処理した後、放流または地中放散する路面排水処理設備に適用する。【選択図】          図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
濾過槽に濾過材を充填し該濾過材の上部に被処理水導入部および濾過材の下部に処理水流出部を備えた排水濾過装置において、濾過槽底部に濾過流出水を滞留させる排水ユニットおよび／または該排水ユニットの内部にＵ字管を設けたことを特徴とする排水濾過装置。
【請求項２】
前記排水濾過装置において、該濾過槽下部の処理水流出部に配列された孔を有するスパイラル形状からなる排水吸入パイプを設けたことを特徴とする請求項１に記載の排水濾過装置。
【請求項３】
前記排水濾過装置において、前記Ｕ字管の入り口に細孔付の板を設け、流量を制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の排水濾過装置。
【請求項４】
分水部と貯留部とから構成され、道路側溝に流出した降雨排水や散水時の初期フラッシュ排水のみを選択的に分水する前記分水部を経て、前記貯留部で浄化処理し、被処理水を放流または地中放散する路面排水処理設備に、請求項１ないし請求項３に記載の前記排水濾過装置を適用することを特徴とする路面排水処理設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排水濾過装置に関し、該装置の濾過槽内の底部に設けられた排水ユニット及び該排水ユニット内に設けられたＵ字管に関する。
【０００２】
また、前記排水濾過装置を用いた、路面排水処理設備に関する。
【背景技術】
【０００３】
濾過槽内に濾過材を充填した排水濾過装置では、濾過槽の上部に設けられた被処理水導入部から被処理水を流入させて濾過槽下部の処理水流出部から処理水を得る濾過工程部と、該濾過材を洗浄するために、濾過槽底部から洗浄用の水や空気を流入し、濾過槽の上部から洗浄排水を流出する洗浄工程部からなっている。前記の排水濾過装置では、該濾過工程部と該洗浄工程部の各サイクルを交互におこなうことにより、排水濾過装置の機能を常に最善の状態に保持しつつ運用されている。（例えば、特許文献１参照。）
ところで、本願発明の排水濾過装置は、主として、道路側溝に流出した降雨排水時や散水時の初期フラッシュ排水を分離し、排水濾過処理をおこなう路面排水処理設備に有効な発明である。すなわち、路面排水処理設備においては、山中などメンテナンスをおこないにくい環境の中に設備されることが多い。従い、前記の排水濾過装置において、濾過工程と洗浄工程の各サイクルを交互におこなう手順で排水濾過装置の機能を常に最善の状態に保ち運用することは、困難である。その為、洗浄工程を常時おこなわなくても濾過工程を運用できる排水濾過装置が求められていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−０６９０６５号公報
【特許文献２】特許３７６８１８６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本願出願の発明者らは、排水濾過装置において、上記濾過工程部と洗浄工程部のうち、洗浄工程をおこなわなくても長期にわたりメンテナンスフリーに近い状態で運用できる排水濾過装置について、検討した。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
発明者らは、道路側溝に流出した降雨排水時や散水時の初期フラッシュ排水を選択的に抽出し、排水濾過処理をおこなう路面排水処理設備において、道路の排水濾過すべき処理排水を被処理導入部から被処理水として流入させて濾過する設備として、道路脇に設置される。その設備を設置する過程から、容易に入手し易い山砂を濾過材として用いる傾向にある。該濾過材層の底部の処理水流出部から処理水を得る濾過工程において、背景技術に記載の処理水を抽出する機能では、短時間に目詰まりを生じ、該排水濾過機能が機能しなくなる。この問題を解決すべく鋭意努力の結果下記の発明に到達した。
【０００７】
第１の発明は、濾過槽に濾過材を充填し該濾過材の上部に被処理水導入部および濾過材の下部に処理水流出部を備えた排水濾過装置において、濾過槽底部に濾過流出水を滞留させる排水ユニットおよび／または該排水ユニットの内部にＵ字管を設けたことを特徴とする。
【０００８】
（作用・効果）これにより、本願の第４の発明に記載のように路面排水処理設備に適用するにおいては、路面排水処理設備では、濾過材として多く山砂が用いられるため、山砂に含まれる粘土分などの細粒成分が濾過層底部に混流し、排水濾過装置底部の処理水流出部に目詰まりを生じてしまう様な現象を防止することに有効である。本発明では、処理水流出部に設けた排水ユニットが処理水に混入し流入してきた濾過材の粘土分などの細粒成分に滞留し該処理水排水ユニットそのものを閉塞しないということが期待できる。また、該排水ユニット内にＵ字管を設けた事により、流入し一定時間後に処理水が貯留排水パイプから流出するのでその間混流した濾過材に含まれる粘土分などの細粒成分が、該排水ユニット底部に沈下し、濾過された後流出するので目詰まりを回避するというより一層の効果が得られる。
【０００９】
第２の発明は、前記排水濾過装置において、該濾過槽下部の処理水流出部に配列された孔を有するスパイラル形状からなる排水吸入パイプを設けたことを特徴とする。
【００１０】
（作用・効果）これにより、該濾過槽に被処理水導入部から注入された処理水が、濾過され濾過槽下部に到達したときに、処理水流出部を通じて処理水が流出する段階で、濾過槽の濾過材の細粒が処理水流出部に処理水とともに混入し、処理水流出部の機能を閉塞させてしまうという問題を回避できる。
【００１１】
第３の発明は、排水濾過装置において、前記Ｕ字管の入り口に細孔付の板を設け、流量を制御することを特徴とする。
【００１２】
（作用・効果）当該排水濾過装置では、濾過槽の下部に充填されている山砂などからなる濾過材の安定した濾過能力を得るため、流出部からの処理水の流量を制御する必要がある。最終の処理水流出部の出口箇所でバルブを設け調整する方式も考慮できるが、本発明では、該流量調整方法として、前記Ｕ字管の入り口に細孔付の板を設け、流量を制御することで簡易に流量調整が可能な構成とした。該構成の採用により、人為的にバルブを用いて流量調整する作業を不要とすることができる。
【００１３】
第４の発明は、分水部と貯留部とから構成され、道路側溝に流出した降雨排水や散水時の初期フラッシュ排水のみを選択的に分水する前記分水部を経て、前記貯留部で濾過処理し、被処理水を放流または地中放散する路面排水処理設備に、前記排水濾過装置を適用することを特徴とする。
【００１４】
（作用・効果）第１ないし第３の本発明の排水濾過装置を路面排水処理設備に適用することにより、該初期フラッシュ排水処理における排水濾過を長期にメンテナンスフリーでおこなうことができる。これにより、排水濾過装置の濾過槽下部の処理水流出部のメンテナンスの負荷が軽減され、当該路面排水処理設備の様にメンテナンスの手が及ばない一般道路に敷設される当該路面排水処理設備に当該発明を適用した排水濾過装置を用いることにより、負荷を少なくして長期運用を可能にする。
【発明の効果】
【００１５】
背景技術に記載の排水濾過装置の運転等に関しては、常に動力やメンテナンス要員が配備されている工場排水処理設備などでの利用が多い。従い、従来からある機能の様に、濾過装置そのものが、濾過手段と洗浄手段の各サイクルを回して運用することが可能な環境での活用が一般的である。
【００１６】
しかし、当該発明の様に、メンテナンスの手が及ばない一般道路の側溝に敷設される路面排水処理設備においては、周囲に動力やメンテナンス要員が常に配備されている環境での運用は難しい。従い、当該発明による、排水濾過装置において、特に、処理水の流出部においての濾過材の粘土分などの細粒成分の目詰まりなどによる閉塞トラブルから開放するために、長期にメンテナンス無く運用できるという効果が期待できるという効果がある。従い、当該発明の排水濾過装置を一般道路に於いて用いられる路面排水処理設備に適用することは有効である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の排水濾過装置を説明する概略構成図。
【図２】本発明の排水濾過装置貯留部底部に設けられた排水ユニットの構造を示す図。
【図３】本発明の排水濾過装置の排水ユニット下部に排水吸入パイプを設けた状態を示す図。
【図４】Ｕ字管の先端に流量調整板を設けた状態を示す図。
【図５】本発明の路面排水処理設備に排水ユニットを設けたことを示す概略構成図。
【図６】本発明の路面排水処理設備の分水部の概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を図面を参照してさらに詳細に説明する。
図１は、本発明の排水濾過装置３０の概要構成を表す図である。本発明の排水濾過装置３０は、貯留部３内の処理土壌充填部７の上部に被処理水導入部５と下部に排水ユニット２０が設けられている。排水ユニット２０のボトム部２６には、排水吸入パイプ２５が設けられている。
【００１９】
図２は、該排水ユニット２０の構成の断面詳細を示している。排水ユニット２０は、図１に示すように排水濾過装置３０の処理土壌充填部７の下部の中央に設けられ、濾過材に埋もれている。該排水ユニット２０は、キャップ部２１、胴体部２２、ボトム部２６から構成される。
【００２０】
排水吸入パイプ２５は、図３に示す様に、排水濾過装置３０の下部の濾過材の中に埋まる形で、排水ユニット２０のボトム部２６の周囲に蝶蝶の羽根型に配備されている。該排水吸入パイプ２５はスパイラル形状のバネ力を持ち螺旋状に巻かれているハードタイプな樹脂材からなり、処理土壌充填部７の濾過材の中に埋もれている状態でも、濾過材のなかから染み出す濾過された水分が該排水吸入パイプ２５内を流れて排水ユニット２０のボトム部２６に流入するように構成されている。
【００２１】
排水吸入パイプの構造については、発明者らは、前記構造が最適であるとのことから記載のような材料を適用しているが、同等の機能を持つ、パイプの表面に工夫した孔を多数配列し、上記同等の濾過材のなかから染み出す濾過された水分が該排水吸入パイプ２５内を流れて排水ユニット２０のボトム部２６に送られる機能を保有する機構ならば、どのような機構でも置き換えることは出来る。
【００２２】
送られて来た処理水が排水ユニット２０内部に溜まり、排水ユニット２０内の処理水の水位が上がることによって、排水ユニット２０の底部に配備されているＵ字管に対し、一定の水位になった後、処理水は排水ユニット２０より貯留部３底部の貯留部排水パイプ１３を通じて放流または地中放散する構成となっている。
【００２３】
排水ユニット２０のボトム部２６から排水する処理水の流量について、一定の水位を超えた場合に容易に流出する構成のままでは無く、処理土壌充填部７から排水吸入パイプ２５のパイプの周囲から濾過水として流入する段階において、流量をおさえ、じわっと湧き出す様に抽出されることが望ましい。
【００２４】
前述のように、当該路面排水処理設備１の設置環境から、貯留部３に用いられる濾過材として多く山砂が用いられるため、山砂に含まれる粘土分などの微細成分が排水吸入パイプ２５から流出する濾過液に混流する。従い、該混流した該微細成分は、該排水ユニット２０の底部にＵ字管２３および貯留部排水パイプ１３を通じて放流または地中放散する間に、該排水ユニット２０内に若干の時間滞留するので、その間該排水ユニット２０の底部に沈殿する。
【００２５】
その湧き出す様に流入する状態を形成するために、排水ユニット２０のボトム部２６内に設けられたＵ字管２３から処理水が地下に放流または地中放散される場合の流量を抑制する為の解決策として、図４に示すように、Ｕ字管２３の処理水の流れ込む口部に流量調整板２４が設置されている。
【００２６】
当該流量調整板２４についても、発明者らは、図４のように円盤に複数の孔を設けた形状を採用しているが、最適に流量調整する機能を保有する構造ならば、材質の選択を含めどのような機構でも置き換えることは出来る。
【００２７】
次に、路面排水処理設備１について説明する。路面排水処理設備１は、降雨時又は散水時の初期に発生する国道又は高速自動車道等の舗装道路の路面から流出する汚濁負荷が大きい初期フラッシュ排水のみを選択的に抽出し濾過処理する処理設備である。（例えば、特許文献２参照。）
路面排水処理設備１の構造について、図５および図６を用いてさらに詳細を説明する。上記目的を達成する本発明の路面排水の処理設備は、道路側溝に流出した降雨排水の内で初期フラッシュ排水のみを選択的に分水する分水構造（以下、分水部２という）を経て、地中に埋設された貯留部３に流出し貯留部排水パイプ１３へ放流または地中放散することを特徴とするものである。
【００２８】
ここで、分水部２は従来の道路側溝排水ますのふたを２重構造にしたものであり、降雨開始から処理対象容量までを排水ます外周部の集水溝４に導入し、集水溝４および被処理水導入部５を通じて流出する貯留部３ともに満水となった後、初期フラッシュ排水以降の余水が２重ますの内側の既存排水口に導かれる構造となっている。また、路面排水の処理設備１は、初期フラッシュ排水を地中、望ましくは、歩道又は車道の下の地中に埋設した貯留部３で処理するので、市街地であっても設置可能である。
【００２９】
また、本発明の路面排水処理設備１は、分水部２と貯留部３を被処理水導入部５で連通し、降雨時又は散水時の初期に発生する国道又は高速自動車道等の舗装道路の汚濁濃度が高い初期フラッシュ排水を分水部２から貯留部３へ送る。被処理水導入部５には適度な通水能力を持つように設定し、路面汚濁濃度が減少した後の路面排水は分水部２の２重ますの内側の既存排水口に導かれる。従い、当該発明において、分水部２と貯留部３間の被処理水導入部５の通水能力の設定は設備の機能に対し重要な要件である。
【００３０】
上記の様に、被処理水導入部５の通水能力の設定と共に、分水能力を向上させる方法として、被処理水導入部５の貯留部３側出口部の上部に混合阻止板５１を設け、分水能力を向上させてある。当該混合阻止板５１は、貯留部３と分水部２の集水溝４の水面高さ付近（＝越流高さ付近）で、被処理水導入部５の流れを抑えることによって分水能力を向上させようとするものである。
【００３１】
また、分水能力を向上させるため、被処理水導入部５側の集水溝４の２重ますの内側を高くした構造の越流阻止板４１を設けている。越流阻止板４１は初期フラッシュ排水を被処理水導入部５を通じて貯留部３へ送るにあたり、２重ます内側を通じて既存の排水溝へ初期フラッシュ排水が越流することを防ぐことにより、分水能力を向上させようとするものである。
【００３２】
同時に、分水部２の集水溝４の被処理水導入部５側の溝底部を中央の被処理水導入部５の位置に向かって両側から被処理水導入部５部分が最も低くなるように、集水溝４の底面を傾斜させ集水溝４の被処理水導入部５側へ下るように勾配を持たせてある。
これにより、初期フラッシュ排水の汚濁物質が速やかに、被処理水導入部５を通って貯留部３に流れ、集水溝４が目詰まりを起こさないような構成としてある。
【００３３】
さらには、国道や高速自動車道路では排水性を良くするため、一般に横断方向に対し道路中央から傾斜し、既存の排水ますの上面も傾斜しているが、その既存の道路の傾斜を利用し、分水部２の集水溝４については道路横断方向の傾斜に沿って傾斜させた。これにより、分水部２全体に初期フラッシュ排水を速やかに被処理水導入部５を通じて貯留部３へ送ることができ、上記集水溝４の被処理水導入部５側の底部傾斜とともに目詰まりを起こさないなど、メンテナンス上も有効な構成となっている。
【００３４】
上記構成による処理方法は、道路側溝に流出した降雨排水の内で初期フラッシュ排水を分水するにおいて、道路側溝排水ますのふたを２重構造とした分水部２とし、降雨開始から処理対象容量までを分水部２外周部の集水溝４に導入し、集水溝４が満水になった後、初期フラッシュ排水以降の余水が分水部２の内側の既存排水口に導かれる分水構造よりなる路面排水処理設備１である。
【００３５】
また、分水部２で分水された初期フラッシュ排水は分水部２の集水溝４に設けられた被処理水導入部５を通じて、貯留部３に送られ貯留部３に充填された濾過材にて濾過される構造よりなる処理設備である。
【００３６】
上記の様に、降雨時又は散水時の初期に発生する国道又は高速自動車道等の舗装道路の路面から流出する汚濁負荷が大きい初期フラッシュ排水のみを選択的に抽出し濾過処理する方法及び処理設備からなる路面排水処理設備１を用いて取得した初期フラッシュ排水を何等浄化せずにそのまま、放流または地中に放散することは、路面排水の法的規制はないが、近時、環境問題への関心の高まりから河川や湖沼等の水質が問題視されることにより、路面排水の処理が必要不可欠になると予測される。その為、本発明の様に、降雨時又は散水時の初期に発生する国道又は高速自動車道等の舗装道路の路面から流出する汚濁負荷が大きい初期フラッシュ排水のみを選択的に抽出し濾過処理する方法及び処理設備が提唱された。従い、初期フラッシュ排水を抽出し濾過処理するにあたり長期にメンテナンスを不要とする排水濾過装置が望まれ、当該設備に有用な特徴を持つ排水濾過装置を当該路面排水処理設備１の濾過部分である貯留部３部分に適用した。
【００３７】
従来の路面排水処理設備１（例えば、特許文献２参照）の構造の場合、長時間の使用に伴い多く用いられている山砂からなる濾過材の目詰まりや流量減少が発生するため、概ね６ヶ月程度で、濾過材の詰め替え作業を必要としていた。本発明に記載の排水濾過装置３０に沿って改造を施した結果、１年間以上の長期間にわたり目詰まりによる流量低下が発生していない。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
従来、排水濾過装置の濾過槽内に濾過材を充填した濾過装置では、濾過槽の上部に設けられた被処理水導入部から被処理水を流入させて処理水を濾過槽下部の処理水流出部から処理水を得る濾過手段と、該濾過材を洗浄するために、濾過槽底部から洗浄用の水や空気を流入し、濾過槽の上部から洗浄排水を流出する手段からなっていた。
【００３９】
しかし、本発明により、排水濾過装置において、通常、円滑的に濾過処理機能を継続して稼働させるために、処理水流出ユニットや排水吸入パイプなどを設けた本願発明の排水濾過装置を降雨時又は散水時の初期に発生する国道又は高速自動車道等の舗装道路の路面から流出する汚濁負荷が大きい初期フラッシュ排水のみを選択的に抽出し濾過処理する処理設備に適用し、メンテナンス業務から開放することは有用である。
【符号の説明】
【００４０】
１  路面排水処理設備
１３  貯留部排水パイプ
２  分水部
３  貯留部
４  集水溝
４１  越流阻止板
５  被処理水導入部
５１  混合阻止板
７  処理土壌充填部
２０  排水ユニット
２１  キャップ部
２２  胴体部
２３  Ｕ字管
２４  調整板
２５  排水吸入パイプ
２６  ボトム部
３０  排水濾過装置
【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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