(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マンホール内に流入する汚水をマンホールポンプで圧送管を通して圧送するマンホールポンプ装置と、硫化水素の生成を抑制するための水酸化マグネシウムを汚水中に注入する薬品注入装置を前記マンホール内に備えたマンホールポンプ施設であって、
前記薬品注入装置はスラリー状の水酸化マグネシウムを貯蔵する貯蔵タンクと、前記貯蔵タンク内のスラリー状の水酸化マグネシウムを攪拌するスラリー攪拌手段と、前記貯蔵タンク内のスラリー状の水酸化マグネシウムの所定量を汚水中へ注入するスラリー注入手段と、スラリー状の水酸化マグネシウムが注入された汚水を攪拌する汚水攪拌手段を備えていることを特徴とするマンホールポンプ施設。
【請求項２】
前記貯蔵タンク内のスラリー状の水酸化マグネシウムを送出するスラリーポンプと、該スラリーポンプの吐出口に接続した吐出管と、該吐出管に接続された輸送管とを備え、前記スラリー攪拌手段と前記スラリー注入手段は、前記スラリーポンプと前記吐出管と前記輸送管とを用いて前記スラリー状の水酸化マグネシウムの攪拌・注入を行うことを特徴とする請求項１に記載のマンホールポンプ施設。
【請求項３】
圧縮空気源から圧縮空気を供給する圧力管と、前記貯蔵タンク内のスラリー状の水酸化マグネシウムを輸送する輸送管とを備え、前記スラリー攪拌手段と前記スラリー注入手段は、前記圧縮空気源と圧力管と前記輸送管を用いて前記スラリー状の水酸化マグネシウムの攪拌・注入を行うことを特徴とする請求項１に記載のマンホールポンプ施設。
【請求項４】
前記スラリー攪拌手段は、前記マンホールに流入する汚水によって回転される回転当て板と、前記回転当て板によって駆動される攪拌羽根とから構成されることを特徴とする請求項１に記載のマンホールポンプ施設。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はマンホールポンプ施設で発生する硫化水素を抑制する薬品を汚水中に注入する薬品注入装置を備えたマンホールポンプ施設に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
マンホールポンプ施設とは、汚水の自然流下・圧送併用方式に使用される中継ポンプ場で、組立式マンホールの中に水中汚水ポンプを設置したものである。公道下に設置され、組立式マンホール、予旋回槽、水中汚水ポンプ、弁類、配管材、水位計、制御盤、監視装置で構成されている。
【０００３】
比較的平坦な地形では、自然流下管の管路延長が長くなると所要の勾配によって埋設深さが深くなり、不経済である。そのため、適当な位置で揚水して管路埋設深さを浅くする必要がある。このようなポンプ施設を「揚水ポンプ場」という。この場合の全揚程は、数メートル程度で低いのが普通である。
【０００４】
管路の途中に設置して汚水を必要な場所まで圧送するポンプ施設を「圧送ポンプ場」といい、以下の場所に使用する。
（１）比較的起伏の大きい地形で、低地から高地へ圧送する。
（２）自然流下では管路延長が長くなる場合至近距離を圧送する。
（３）比較的平坦な地形で、管路の長い区間に接続する家屋等がない場合に圧送する。
【０００５】
上記マンホール施設に接続する汚水圧送管路は管内に酸素が供給されないため嫌気状態になりやすい。汚染が嫌気化されると、硫酸塩（ＳＯ42-）が嫌気性細菌である硫酸塩還元細菌の作用で硫化水素（Ｈ2Ｓ）が生成される。管内で生成した硫化水素は、管路終点のマンホールや着水井などの吐出部分で空気中に放散され、臭気の原因となる。
【０００６】
更に、マンホールや自然流下管路、着水井の表面で好気性細菌である硫黄酸化細菌によって硫化水素から硫酸（Ｈ2ＳＯ4）が生成され、コンクリート等の腐食の原因となる（圧送管路内では嫌気状態のため、硫黄酸化細菌による硫酸の生成は起こらず、管材料などへの悪影響の心配はない）。また、硫化水素は強い毒性をもっており、その濃度が５００〜１０００ｐｐｍに達すると死亡の危険があるため、労働安全上、特定化学物質等障害予防規則により作業環境として１０ｐｐｍ以下と定められている。
【０００７】
密閉された管路施設やタンク内のコンクリート設備を例として、硫酸による腐食メカニズムは概略下記の通りである。
嫌気状態の下水中及び汚泥中での硫酸塩還元細菌による硫酸塩（ＳＯ42-）からの硫化水素の生成→液相から気相への硫化水素の放散→コンクリート表面の結露水中での好気性の硫黄酸化細菌による硫化水素からの硫酸生成→硫酸によるコンクリート劣化
【０００８】
また、コンクリートが腐食しやすい環境は以下の通りである。
（１）硫酸塩還元細菌の活動により下水或いは汚泥中で硫化物が生成されやすい環境
・硫酸イオン濃度が高い
・気相部からの酸素供給が少ないため嫌気性条件になりやすく、滞留時間が長い
・水温が硫酸塩還元細菌の増殖に適している（３０−３５℃で最も盛んに増殖し、１５℃以下及び４５℃以上で著しく低下する）
（２）下水或いは汚泥の流れの乱れや攪拌等により液相部から気相部へ硫化水素が放散されやすく、気相部が密閉されている構造
（３）Ｈ2Ｓガス濃度、気温、湿度、栄養塩類の供給等に関して、硫黄酸化細菌が活動しやすい環境（硫黄酸化細菌は２０℃以下で活動が抑制され、３０℃前後で増殖する）
【０００９】
管路施設における従来の硫化水素の腐食対策には下記のものが挙げられる。
（１）硫化水素の生成を防止
空気、酸素の気体、又は過酸化水素、硝酸塩等の薬品注入により、下水の嫌気化を抑え硫化水素の発生を防止する。
【００１０】
（２）管路を清掃し微生物の生息場所の除去
管路の清掃により、硫化水素発生の原因となる管内堆積物を除去し、また硫酸塩還元細菌、硫黄酸化細菌の生息場所を取り除く。
【００１１】
（３）硫化水素を希釈
硫化水素ガスが低濃度の場合、硫黄酸化細菌の増殖が抑制される。換気により、管内硫化水素を希釈する。
【００１２】
（４）気相中への拡散を防止
酸化剤の添加による硫化物の酸化、金属塩の添加による硫化水素の固定化等の方法により、硫化水素の気相中への拡散を防止する。
【００１３】
（５）硫酸塩還元細菌の活動を抑制
硫酸塩還元細菌に選択的に作用する薬剤を注入し、殺菌または細菌の活動を抑制する。
【００１４】
（６）硫黄酸化細菌の活動を抑制
硫黄酸化細菌に選択的に作用する薬剤を混入したコンクリート（防菌、抗菌コンクリート）を用いる。
【００１５】
（７）防食材料を使用して管を防食
樹脂系資材や被覆（ライニング）等により、腐食を受けるコンクリート表面を防護する。
【００１６】
硫化水素発生を防止するための主要技術としては、気体を注入する気体注入方式と薬品を注入する薬品注入方式がある。薬品注入方式としては水酸化マグネシウム、塩化第二鉄、硝酸塩を注入する方法がある。この薬品注入方式には下記の問題点がある。
【００１７】
（１）硫化水素の生成を抑制する方法として、水酸化マグネシウムを注入する方法があるが、その量を制御して適量の水酸化マグネシウムを注入する設備は実用化されておらず、硫化水素の生成を継続して安定して抑制できなかった。
【００１８】
（２）水酸化マグネシウムスラリーは分離して沈殿しやすいため、貯蔵するタンクには攪拌機能が必要である。さらにスラリーが管路等を流れる場合、停滞したまま長時間経過すると閉塞する可能性があるため、閉塞防止対策が必要である。
【００１９】
（３）一般に薬品注入設備は、薬品タンク等を地上に設置するが、その地上スペースを確保するのが難しい場合がある（特にマンホールポンプ施設は狭い道路や民家付近に設置する場合がある）。
【００２０】
（４）一般に既設のマンホールポンプ施設に薬品注入設備を設置するには、電気制御するためシーケンスの変更が必要となる。シーケンスの変更なしに（電気が不要）、水酸化マグネシウム等の硫化水素の生成を抑制する薬品の適正量を制御して注入する設備を実現することは困難であった。
【００２１】
（５）取り扱い上危険性のある薬品がある（塩化第二鉄）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２２】
【特許文献１】米国特許第５８３３８６４明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、上記問題点を除去し、マンホールポンプ施設、電源等の外部動力源を必要とせず硫化水素の生成を抑制できる薬品を汚水中に注入できる薬品注入設備を備えたマンホールポンプ施設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】
【００２４】
上記課題を解決するため本願発明は、マンホール内に流入する汚水をマンホールポンプで圧送管を通して圧送するマンホールポンプ装置と、硫化水素の生成を抑制するための水酸化マグネシウムを汚水中に注入する薬品注入装置を前記マンホール内に備えたマンホールポンプ施設であって、前記薬品注入装置はスラリー状の水酸化マグネシウムを貯蔵する貯蔵タンクと、前記貯蔵タンク内のスラリー状の水酸化マグネシウムを攪拌するスラリー攪拌手段と、前記貯蔵タンク内のスラリー状の水酸化マグネシウムの所定量を汚水中へ注入するスラリー注入手段と、スラリー状の水酸化マグネシウムが注入された汚水を攪拌する汚水攪拌手段を備えていることを特徴とするマンホールポンプ施設にある。
【００２５】
また、本願発明は、上記マンホールポンプ施設において、前記貯蔵タンク内のスラリー状の水酸化マグネシウムを送出するスラリーポンプと、該スラリーポンプの吐出口に接続した吐出管と、該吐出管に接続された輸送管とを備え、前記スラリー攪拌手段と前記スラリー注入手段は、前記スラリーポンプと前記吐出管と前記輸送管とを用いて前記スラリー状の水酸化マグネシウムの攪拌・注入を行うことを特徴とする。
【００２６】
また、本願発明は、上記マンホールポンプ施設において、圧縮空気源から圧縮空気を供給する圧力管と、前記貯蔵タンク内のスラリー状の水酸化マグネシウムを輸送する輸送管とを備え、前記スラリー攪拌手段と前記スラリー注入手段は、前記圧縮空気源と圧力管と前記輸送管を用いて前記スラリー状の水酸化マグネシウムの攪拌・注入を行うことを特徴とする。
【００２９】
また、本願発明は、上記マンホールポンプ施設において、前記スラリー攪拌手段は、前記マンホールに流入する汚水によって回転される回転当て板と、前記回転当て板によって駆動される攪拌羽根とから構成されること特徴とする。
【発明の効果】
【００３０】
本願発明によれば、薬品注入装置をマンホール内に備え、該薬品注入装置はスラリー状の水酸化マグネシウムを貯蔵する貯蔵タンクと、貯蔵タンク内のスラリー状の水酸化マグネシウムを攪拌するスラリー攪拌手段と、貯蔵タンク内のスラリー状の水酸化マグネシウムの所定量を汚水中へ注入するスラリー注入手段と、スラリー状の水酸化マグネシウムが注入された汚水を攪拌する汚水攪拌手段を備えているので、常に硫化水素の生成を抑制するための適正な量の水酸化マグネシウムを汚水中に注入でき、効果的に且つ安定して硫化水素の生成を抑制することができ、環境美観上でも好ましいマンホールポンプ施設を提供できる。
【００３１】
また、本願発明によれば、スラリー攪拌手段とスラリー注入手段は、スラリーポンプと吐出管と輸送管とを用いてスラリー状の水酸化マグネシウムの攪拌・注入を行うので、薬品注入装置から常に硫化水素の生成を抑制するための適正な量の水酸化マグネシウムを注入でき、効果的に且つ安定して硫化水素の生成を抑制することができる。
【００３２】
また、本願発明によれば、スラリー攪拌手段とスラリー注入手段は、圧縮空気と圧力管と輸送管を用いてスラリー状の水酸化マグネシウムの攪拌・注入を行うので、薬品注入装置から常に硫化水素の生成を抑制するための適正な量の水酸化マグネシウムを注入でき、効果的に且つ安定して硫化水素の生成を抑制することができる。
【００３５】
また、本願発明によれば、スラリー攪拌手段は、マンホールに流入する汚水によって回転される回転当て板と、回転当て板によって駆動される攪拌羽根とから構成されるので、スラリー状の水酸化マグネシウムの攪拌に電気等の外部駆動源を必要とすることなく、例えば既設のマンホールポンプ施設内で生成される硫化水素を効果的に且つ安定して抑制することができるマンホールポンプ施設を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係るマンホールポンプ施設が備えるマンホールポンプ装置の構成例を示す図である。
【図２】本発明に係るマンホールポンプ施設の硫化水素抑制方法のフローを示す図である。
【図３】本発明に係るマンホールポンプ施設の概略構成例を示す図である。
【図４】本発明に係るマンホールポンプ施設の概略構成例を示す図である。
【図５】本発明に係るマンホールポンプ施設の概略構成例を示す図である。
【図６】本発明に係るマンホールポンプ施設の概略構成例を示す図である。
【図７】本発明に係るマンホールポンプ施設の概略構成例を示す図である。
【図８】図７における弁機構の構成を示す図である。
【図９】本発明に係るマンホールポンプ施設の概略構成例を示す図である。
【図１０】図９における弁機構の構成及び動作を示す図で（ａ）は待機時、（ｂ）は動作時、（ｃ）は動作完了時の状態を示す。
【図１１】本発明に係るマンホールポンプ施設の概略構成例を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、本発明の実施の形態例を説明する。ここで硫化水素の生成を抑制する薬品として、水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）2）を用いる例を説明する。一般に汚水中のｐＨが上がると、硫酸塩還元細菌の活動が抑えられ水中の硫化水素分子態が減少するため、硫化水素が気中に放散されにくくなる。例えば、ｐＨ７付近では、溶解性硫化物のうち、硫化水素分子態は約５０％存在するが、ｐＨ８付近では約１０％となる。
【００３８】
水酸化マグネシウムを汚水に注入することにより、ｐＨを約７．５以上にすることができるため硫化物の生成を抑制することができる。スラリー状の水酸化マグネシウムのｐＨは１０．５程度であり、汚水中に入れすぎた場合でもｐＨはせいぜい９程度である。汚水１リットルに対して水酸化マグネシウムを１００ｍｇ投入すると、ｐＨを８．５以上に２４時間維持することができる。また、水酸化マグネシウムは下記のような性質を有するといわれている。
【００３９】
・水酸化マグネシウムはゆっくり溶けて水酸化イオン（ＯＨ-）を放出し、ｐＨを上昇させる（Ｍｇ（ＯＨ）２⇔Ｍｇ2+＋２ＯＨ-）。
・ｐＨ８．５では溶解性硫化物の約３％以下が硫化水素ガスとなり、それ以上はＨＳ-及びＨ+イオンに分離される。
・ｐＨ７では、溶解性硫化物の約５０％がイオン硫化物（ＨＳ-、Ｓ2-（硫化イオン））である。ｐＨが上がるほど、Ｓ2-イオンの凝縮が進む。Ｓ2-は大気中に溶け出ることができない。加えてＳ2-イオンとＭｇ2+イオンが合成物を生成する。この金属硫化物は安定しており、ｐＨが下がっても容易に分解して硫化水素を放出することがない。
【００４０】
汚水のｐＨの上昇は管底のスラム層内の微生物活動に影響を及ぼす。硫酸塩還元細菌はｐＨ６．５〜ｐＨ７．５で最も活発である。水酸化マクネシウムはこれ以上にｐＨを上げるため、硫酸塩還元細菌の硫化物生成能力が減少する。
【００４１】
図１は本発明に係るマンホールポンプ施設が備えるマンホールポンプ装置の構成例を示す図である。マンホールポンプ装置１００は、地中に埋設されたマンホール１０１を備え、該マンホール１０１の底部に配設された予旋回槽１２０上に２台のマンホールポンプ（着脱式水中汚水ポンプ）１０２が配置されている。該マンホールポンプ１０２の吐出口は吐出管１０３が接続され、各吐出管１０３は逆止弁１０５、ボール弁１０６を介して圧送管１０７に接続されている。マンホール１０１の内壁面には汚水流入管１０４、１０４の吐出口が上下に開口している。
【００４２】
前記汚水流入管１０４、１０４を通ってマンホール１０１内に流入する汚水Ｗは、マンホールポンプの運転により吸引され、吐出管１０３、逆止弁１０５、ボール弁１０６を通って圧送管１０７と送水され、マンホール１０１外へ送水される。吐出管１０３には空気抜弁１１１が設けられている。なお、図１において、１２１はマンホールポンプ１０２の上下移動を案内するガイドパイプ、１２２は固定用リング、１２３は固定用リング、１２４は汚水流入管１０４、１０４の吐出口から流入する汚水の飛散を防止するバッフルである。
【００４３】
図２は本発明に係るマンホールポンプ施設の硫化水素抑制方法のフローを示す図である。マンホールポンプ施設は、マンホールポンプ装置１００と薬品注入装置２００を備えている。マンホールポンプ装置１００は上記のようにマンホール１０１に流入した汚水Ｗを送水（圧送）する装置であり、薬品注入装置２００はマンホールポンプ装置１００のマンホール内の汚水中に硫化水素の生成を抑制する薬品（ここでは水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）2）の粉末品、粒状品、スラリー状）を注入する装置である。
【００４４】
薬品注入装置２００はマンホールポンプ装置１００からの信号Ｓ１を取り込み、硫化水素の生成を抑制するために必要な水酸化マグネシウムの適正注入量を得、この適正注入量の水酸化マグネシウムＭをマンホールポンプ装置１００の汚水中に注入する。信号Ｓ１としては、汚水のｐＨ、溶存酸素濃度、汚水水位、待機時間（マンホールポンプが運転していない時間）、又はその中のいくつかを用いる。薬品注入装置２００は水酸化マグネシウムを貯蔵する貯蔵タンク等を備える設備であって、この薬品注入装置２００は、後に記すようにマンホールポンプ装置１００のマンホール１０１とは別のマンホールに収容するか又は同じマンホール１０１に収容設置する。
【００４５】
薬品注入装置２００からマンホールポンプ装置１００内のマンホール内の汚水中に注入する水酸化マグネシウム量は、汚水のｐＨ、溶存酸素濃度、マンホールポンプ１回当たりの排水量、ポンプ運転サイクルから決める。例えば、ｐＨについては、マンホール内汚水のｐＨが７．５以上あったら、水酸化マグネシウムをマンホールポンプ装置１００内の汚水中に注入し、ｐＨが９にするための必要量を注入したらその注入を停止する制御をする。
【００４６】
マンホールポンプ装置１００内のマンホール内に水酸化マグネシウムの粉末品、粒状品を注入すると、該水酸化マグネシウムの粉末品や粒状品はマンホールの底部に沈殿する。これを防止するために汚水攪拌する必要があるが、この攪拌方法には以下（１）乃至（４）に示す方法がある。
【００４７】
（１）マンホールポンプの運転待機時にポンプを低速で運転し、吐出管の空気抜弁（常設、常時開の弁）からのみ排水し、汚水を循環させる。
（２）マンホールポンプの運転待機時にブロア又はコンプレッサーによって圧縮空気を送り、汚水内を攪拌し、且つ曝気も行う。
（３）水酸化マグネシウムを直接ポンプ吸込管内（負圧になる）に吸引させ、ポンプ羽根車の回転によって攪拌する。
（４）小型水中ポンプをマンホールポンプ施設内のマンホール内に設置し、吐出管にエジェクターを設けて空気を自吸してジェット流を噴射して攪拌する。
【００４８】
また、スラリー状の水酸化マグネシウムの場合には、沈殿しないようにそれ自体を攪拌しておく必要がある。その方法には以下の（１）乃至（３）の方法がある。
（１）スラリー状の水酸化マグネシウムを貯蔵する貯蔵タンクにおいて、スラリーポンプの循環運転によりスラリー状の水酸化マグネシウムを循環させて攪拌する。
（２）スラリー状の水酸化マグネシウムを貯蔵する貯蔵タンクにおいて、ブロア又はコンプレッサーで圧縮空気をスラリー状の水酸化マグネシウム中に送り攪拌する。
（３）スラリー状の水酸化マグネシウムを貯蔵する貯蔵タンクに攪拌機を備えて攪拌する。
【００４９】
図３は本発明に係るマンホールポンプ施設の概略構成例を示す図である。図３において、図１及び図２と同一符号を付した部分は同一又は相当部分を示す、以下他の図面においても同様とする。図示するように、本マンホールポンプ施設は、地下埋設されたマンホールポンプ装置１００と、同じく地下に埋設された薬品注入装置２００と、地上に設置された制御盤３００を備えている。
【００５０】
マンホールポンプ装置１００は、地下に埋設されたマンホール１０１を備え、該マンホール１０１には汚水流入管１０４が接続され、汚水が流入するようになっている。マンホール内には２台のマンホールポンプ１０２、１０２が設置され、各マンホールポンプ１０２、１０２の吐出口にはそれぞれ吐出管１０３、１０３が接続され、各吐出管１０３、１０３はそれぞれ逆止弁１０５、１０５、ボール弁１０６、１０６を介して圧送管１０７に接続させている。なお、１０８はマンホール１０１内の汚水ＷのｐＨ値を検出するｐＨ計（ｐＨ検出器、ｐＨ変換器、及びｐＨ指示記録計を指す）、１０９はマンホール１０１内の汚水Ｗの低水位ＬＷＬを検出する水位センサ、１１０はマンホール１０１内の汚水Ｗの高水位ＨＷＬを検出する水位センサである。
【００５１】
薬品注入装置２００は、地下に埋設されたマンホール２０１を備え、該マンホール２０１内にはスラリー状の水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）2）Ｑを貯蔵する貯蔵タンク２０２を設置している。該貯蔵タンク２０２はスラリーポンプ２０３が接続されており、該スラリーポンプ２０３の吐出口に接続された吐出管２０４の吐出口は貯蔵タンク２０２の頂部で開口している。また、吐出管２０４には電動弁２０５を介してスラリー状の水酸化マグネシウムＱを輸送する輸送管２０６が接続され、該輸送管２０６は貯蔵タンク２０２側が高く、マンホールポンプ装置１００側が低く傾斜を持って配置されている。また、貯蔵タンク２０２の頂部にはスラリー状の水酸化マグネシウムを投入する投入口２０７、大気開放口２０８が設けられている。
【００５２】
ｐＨ計１０８で検出された汚水ＷのｐＨ値、水位センサ１０９で検出された低水位ＬＷＬ検出信号、水位センサ１１０で検出された高水位ＨＷＬ等は制御盤３００に取り込まれる。電動弁２０５、スラリーポンプ２０３等は制御盤３００により操作、運転されるようになっている。なお、貯蔵タンク２０２は地上に設置してもよい。
【００５３】
上記構成のマンホールポンプ施設において、電動弁２０５が閉じている場合、スラリーポンプ２０３の運転により、貯蔵タンク２０２内のスラリー状の水酸化マグネシウムＱは循環するため、該水酸化マグネシウムＱの沈殿を防ぐことができる。スラリーポンプの運転のタイミングや運転時間は、汚水ＷのｐＨ、溶存酸素濃度、マンホールポンプ１０２の運転時間、スラリー状の水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）2）Ｑの分離速度等から決められる。電動弁２０５が開いている場合、所定量のスラリー状の水酸化マグネシウムＱをマンホール１０１の汚水Ｗ中に注入する。輸送管２０６の下端を汚水Ｗの高水位ＨＷＬより高くすることで、スラリー状の水酸化マグネシウムＱの水たたきがあるため、曝気効果が期待できる。また、輸送管２０６の傾斜角度θを大きくすることにより、その閉塞を防ぐことが可能となる。
【００５４】
ここで曝気とは、水と液体を接触させ水に酸素を供給するということである。高いところから汚水Ｗを落下させることで、汚水Ｗ内に空気を送ることができ、空気中の酸素を水に溶かすことができる。汚水Ｗ内の溶存酸素濃度が１ｍｇ／ｌ以上であれば、硫化水素の発生はないといわれている。
【００５５】
図４は本発明に係るマンホールポンプ施設の概略構成例を示す図である。本マンホールポンプ施設は、スラリー状の水酸化マグネシウムＱを貯蔵タンク２０２に貯蔵しておき、制御盤３００内に設置したブロア又はコンプレッサー３０１から圧力管３０２を介して圧縮空気を貯蔵タンク２０２内に送り、圧力により貯蔵タンク２０２内のスラリー状の水酸化マグネシウムＱを輸送管２０６を通して輸送し、マンホール１０１内の汚水Ｗ中に注入するように構成している。このようにすることにより、図３に示すマンホールポンプ施設のようにスラリーポンプ２０３を使用しないので、スラリーポンプの磨耗と閉塞という問題はなくなる。なお、輸送管２０６には電動弁２０９を介して貯蔵タンク２０２から圧縮空気を導く圧縮空気導出管２１０が接続されている。
【００５６】
図４に示す構成のマンホールポンプ施設において、電動弁２０９が閉じている時に、上記のように、ブロア又はコンプレッサー３０１の運転により、圧力管３０２を通して貯蔵タンク２０２内に圧縮空気を送ると、貯蔵タンク２０２のスラリー状の水酸化マグネシウムＱは輸送管２０６を通ってマンホールポンプ装置１００のマンホール１０１内に送られその汚水Ｗ中に注入される。また、貯蔵タンク２０２内のスラリー状の水酸化マグネシウムＱを圧縮空気で攪拌するため、水酸化マグネシウムＱの沈殿を防ぐことができる。
【００５７】
また、所定量のスラリー状の水酸化マグネシウムをマンホール１０１内に送った後、電動弁２０９が開くことで、貯蔵タンク２０２の圧縮空気を圧縮空気導出管２１０を通して輸送管２０６内に送るため、該輸送管２０６内に残留するスラリー状の水酸化マグネシウムは排出され、該輸送管２０６を閉塞するということはない。輸送管２０６のスラリー状の水酸化マグネシウムＱがなくなると、圧縮空気がマンホールポンプ装置１００のマンホール１０１内の汚水Ｗに流入するため、曝気効果が期待でき、且つスラリー状の水酸化マグネシウムＱと汚水Ｗとを攪拌することが期待できる。
【００５８】
更に、ここでは輸送管２０６とマンホールポンプ装置１００からの圧送管１０７の間に電気的に制御される弁機構１１２を設けることで、マンホールポンプ１０２の運転待機時に該弁機構１１２を開弁させ、圧縮空気を該圧送管１０７に送ることができる。これにより圧送管１０７内の溶存酸素濃度の低下を防ぎ、硫化水素の発生を抑制することができる。
【００５９】
電動弁２０９が開又は閉のいずれの場合でも、圧力管３０２をその下端が貯蔵タンク２０２の底面付近に達するように設置することにより、圧縮空気がスラリー状の水酸化マグネシウムＱを攪拌するため、沈殿を防ぐことができる。また、ブロア又はコンプレッサー３０１が停止している時は、その羽根車の羽根隙間を通じて貯蔵タンク２０２内は大気圧となっている。
【００６０】
図５は本発明に係るマンホールポンプ施設の概略構成例を示す図である。ここでは、水酸化マグネシウムの粉末品、粒状品を貯蔵する貯蔵タンク２０２をマンホールポンプ装置１００のマンホール１０１内に設置し、マンホールポンプ１０２の運転と同時に輸送管２０６に設けている電動弁２０５を開き、吸込ノズル１１３の負圧を利用して、貯蔵タンク２０２内の粉末又は粒状の水酸化マグネシウムを吸引させるように構成している。粉末又は粒状の水酸化マグネシウムの１回当たりの排出量を決める。
【００６１】
マンホールポンプ１０２に吸引されることで粉末又は粒状の水酸化マグネシウムは攪拌され、圧送管１０７内等でｐＨの上昇反応が進み、硫化水素の発生を抑制することができる。また、輸送管２０６をマンホールポンプ１０２の吸込ノズル１１３に接続せず、２０６’として示すように、輸送管２０６’の吐出口をマンホール１０１内に開口させ、粉末又は粒状の水酸化マグネシウムをマンホール１０１内に直接投下してもよい。この場合、マンホールポンプ１０２の運転待機時に粉末又は粒状の水酸化マグネシウムの注入量を電動弁２０５の開閉によって行う。
【００６２】
貯蔵タンク２０２内にスラリー状の水酸化マグネシウムＱを貯蔵する場合は、貯蔵タンク２０２内を攪拌する必要があるが、図６に示すように、貯蔵タンクに２０２に攪拌羽根２１１とモータ２１２を設け、該モータ２１２で攪拌羽根２１１を回転させることにより、スラリー状の水酸化マグネシウムＱを攪拌する。なお、モータ２１２の電源としては、太陽電池２１３を設け、該太陽電池２１３で発電された電力をインバータ（図示せず）で交流に変換し電線保護管２１４を通る電線２１５を通してモータ２１２に供給する。なお、モータ２１２が直流電源で駆動する直流モータであれば、太陽電池２１３で発電された直流を直接モータ２１２に供給する。
【００６３】
水酸化マグネシウムが粉末品又は粒状品の場合は、スラリー状の場合よりも汚水Ｗとの反応を進ませるために、汚水内に投入後、汚水を攪拌する必要がある。貯蔵タンク２０２を図５に示すように、マンホールポンプ装置１００のマンホール１０１内に設置し、図示しないインバータを設置している場合には、必要時間マンホールポンプ１０２を低速で回転し、揚水した汚水Ｗを吐出管１０３に設けた空気抜弁１１１から排水する程度（完全な排水をしない）で運転する。これにより、マンホール１０１内の汚水Ｗは循環するため、汚水Ｗと粉末又は粒状の水酸化マグネシウムは攪拌される。
【００６４】
例えば、４号マンホールに設置されたマンホールポンプ１０２の排水量の水位１ｍとすると、１．８×１．８×π÷４×１≒２．５ｍ3／回
１日に１０回作動したとすると（一般に起動頻度が少ない方が硫化水素の問題が発生し易い）、１年間の汚水Ｗの排水量は下記のようになる。
２．５ｍ3／回×１０回／日×３６５日＝９１２５ｍ3／年
これによりスラリー状の水酸化マグルシウムの量と貯蔵タンク２０２のサイズは下記のように計算される。
【００６５】
ここで硫化水素の生成を抑制するために汚水１０００ｍ3当たりスラリー状の水酸化マグルシウムの注入量を２５ｌとすると、１年間の水酸化マグルシウムの注入量は、
２５ｌ／１０００ｍ3×９１２５ｍ3／年≒２２８リットル／年
となり、０．３ｍ3のタンク（１年に１回、スラリー状の水酸化マグネシウムを貯蔵タンク２０２に注入するものとして）を備えればよい。これは、幅０．５ｍ×奥行０．５ｍ×高さ１ｍの大きさの貯蔵タンクに相当し、この程度の大きさの貯蔵タンク２０２であれば、マンホール１０１内に設置可能である。
【００６６】
図７は本発明に係るマンホールポンプ施設の概略構成例を示す図である。ここでは、貯蔵タンク２０２をマンホールポンプ装置１００のマンホール１０１内に設置し、該貯蔵タンク２０２内に粉末品、粒状品である粉末又は粒状の水酸化マグネシウムＲを貯蔵し、マンホール１０１内の汚水Ｗの水位上昇圧力を駆動源として電気を駆動源としてない弁機構２１６、弁機構２１７を利用して、貯蔵タンク２０２内の粉末又は粒状の水酸化マグネシウムＲを汚水Ｗ中に注入するように構成した例を示す。電源を必要としないため、制御盤（図示せず）のシーケンスを変更することなく、後付けが可能である。弁機構２１６、弁機構２１７は後に詳述するように、粉末又は粒状の水酸化マグネシウムＲが閉塞しにくい構成とする。
【００６７】
粉末又は粒状の水酸化マグネシウムＲの注入量はマンホールポンプ１０２の１回当りの排水量から計算して求め、センサ管２１８、センサ管２１９の高さを設定する。水酸化マグネシウムＲは注入しすぎてもｐＨの上限値が決まっているから、問題にならず、次のような簡便な制御が可能となる。
【００６８】
（１）汚泥Ｗの水位が低水位ＬＷＬ以上ｈ１未満である時、弁機構２１６が「弁閉」、弁機構２１７が「弁開」、水酸化マグネシウムＲの注入なし。
（２）汚泥Ｗの水位がｈ１以上ｈ２未満である時、弁機構２１６が「弁開」、弁機構２１７が「弁開」、水酸化マグネシウムの注入あり。
（３）汚泥Ｗの水位がｈ２以上高水位ＨＷＬ以下である時、弁機構２１６が「弁開」、弁機構２１７が「弁閉」、水酸化マグネシウムの注入なし。
ここで、ｈ１：弁機構２１６の弁開作動水位、ｈ２：弁機構２１７の弁閉作動水位である。なお、ＬＷＬ−ＨＷＬはマンホールポンプの運転水位である。
【００６９】
図８（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、上記弁機構２１６、弁機構２１７の構成を示す図である。弁機構２１６、弁機構２１７はいずれも第１ケース２２１、第２ケース２２２、第３ケース２２３を備え互いにボルト等で締結されている。弁機構２１６の第３ケース２２３の上流端は貯蔵タンク２０２に接続され、弁機構２１７の下流端はマンホール１０１内に開口している。第１ケース２２１の部屋Ａと第２ケース２２２の部屋Ｂはローリングダイヤフラム２２４で、第２ケース２２２の部屋Ｂと第３ケース２２３の部屋Ｃは仕切板２２５で仕切られ、各部屋は互いにシールされている。
【００７０】
弁機構２１６の部屋Ａに連通するノズル２６０は大気に開口され、弁機構２１７の部屋Ａに連通するノズル２２５はセンサ管２１９に接続されている。弁機構２１６の部屋Ｂに連通するノズル２２６はセンサ管２１８に接続され、弁機構２１７の部屋Ｂに連通するノズル２２６は大気に開口されている。弁機構２１６、２１７のシャフト２５９の先端にそれぞれ弁体２２７が連結され、後端にはそれぞれ磁性体からなるピストンプレート２３０が連結されている。弁機構２１６の部屋Ａにはバネ２２８が配置され、部屋Ｂには磁石部２２９が配置されている。また、弁機構２１７の部屋Ａには磁石部２２９が配置され、部屋Ｂにはバネ２２８が配置されている。
【００７１】
上記構成の弁機構２１６、２１７において、磁石部２２９とピストンプレート２３０の間に磁力が働くため、お互いに所定磁気力で接触している。部屋Ａと部屋Ｂの差圧がある一定以上になると、弁体２２７が開閉する。即ち、汚泥Ｗの水位がｈ２未満である時、弁機構２１６と弁機構２１７とが「弁開」となって水酸化マグネシウムＲが注入される。汚泥Ｗの水位が低水位ＬＷＬ以上ｈ１未満である時、弁機構２１６が「弁閉」、弁機構２１７が「弁開」となって水酸化マグネシウムＲが注入されない。また、汚泥Ｗの水位がｈ２以上高水位ＨＷＬ以下である時、弁機構２１６が「弁開」、弁機構２１７が「弁閉」となって水酸化マグネシウムＲは注入されない。
【００７２】
図９は本発明に係るマンホールポンプ施設の概略構成例を示す図である。本マンホールポンプ施設は、貯蔵タンク２０２をマンホールポンプ装置１００のマンホール１０１内に設置し、該貯蔵タンク２０２内にスラリー状の水酸化マグネシウムＱを収容し、該スラリー状の水酸化マグネシウムＱの攪拌とそのマンホール１０１内への滴下を駆動源として電気を使用することなく行うように構成している。
【００７３】
図９に示すように、貯蔵タンク２０２内にはスラリー状の水酸化マグネシウムＱを攪拌するための攪拌羽根２３２が配置され、該攪拌羽根２３２のシャフト２３３の端部には回転当て板２３４が設けられている。マンホールポンプ１０２、１０２の運転時、吐出管１０３、１０３の空気抜弁１１１から噴出する汚水Ｗが回転当て板２３４に当たることにより、攪拌羽根２３２を回転するようになっている。また、貯蔵タンク２０２の上部には弁機構２３１が接続され、該弁機構２３１はセンサーホース２４４を介してセンサ管２６１に接続されており、貯蔵タンク２０２の底部には常時開の吐出調整弁２３５が接続されている。
【００７４】
貯蔵タンク２０２内の気相部Ｆが大気圧になると、スラリー状の水酸化マグネシウムＱが吐出調整弁２３５から自然流下で滴下する。滴下が続くと、気相部Ｆが負圧となり、水酸化マグネシウムＱの量とバランスして吐出調整弁２３５からの滴下は停止する。待機時（センサ管２６１が大気に曝されている時）は後に詳述するように、弁機構２３１は閉じており、貯蔵タンク２０２内は負圧になっているため、水酸化マグネシウムＱは吐出調整弁２３５から滴下しない。汚水Ｗの水位が上昇し、センサ管２６１の圧力が所定以上となると、後に詳述するように弁機構２３１は開いて、気相部Ｆは大気圧となり、水酸化マグネシウムＱが滴下するようになっている。
【００７５】
図１０は弁機構２３１の構成及び動作を示す図で、図１０（ａ）は待機時、図１０（ｂ）は動作時、図１０（ｃ）は動作完了時の状態を示す。図示するように、弁機構２３１は第１ケース２４１、第２ケース２４２、第３ケース２４３からなるケーシング２４０を備え、第１ケース２４１と第２ケース２４２の間にはゴム製ダイヤフラム２４７が、第２ケース２４２と第３ケース２４３の間に仕切板２４８が配置され、ケーシング２４０内を３つの部屋Ａ、Ｂ、Ｃに区分している。
【００７６】
部屋Ａにはセンサーホース２４４を介してセンサ管２３０が接続され、部屋Ｂはノズル２４５を介して大気中に開放され、部屋Ｃは接続管２４６を介して貯蔵タンク２０２内に連通している。部屋ＣとＢには仕切板２４８を貫通してシャフト２４９が配置され、該シャフト２４９の一端は磁性体板２５０を介してゴム製ダイヤフラム２４７に連結され、他端には弁体２５１が連結されている。部屋Ｂ内にはバネ２５２が配置され、部屋Ａに内壁面にはゴム製ダイヤフラム２４７に対向して磁石２５３が配置されている。
【００７７】
待機時は、センサ管２６１は大気中にあるから部屋Ａと部屋Ｂの間に圧力差がなく、磁性体板２５０は磁石２５３の磁気力に吸引され、弁体２５１は仕切板２４８の通路２４８ａに設けられたシール２５５に当接し、該通路２４８ａを閉塞している。マンホール１０１内の汚水Ｗの水位が上昇し、センサ管２６１に接続されている部屋Ａの圧力がある一定以上になると磁性体板２５０が設けられたゴム製ダイヤフラム２４７が磁石２５３から外れ、図１０（ｂ）に示すようにシャフト２４９が反磁性体板２５０方向に移動し、通路２４８ａを開放する。これにより部屋Ｃが大気圧となり、貯蔵タンク２０２の気相部Ｆも大気圧となり、水酸化マグネシウムＱがマンホール１０１内に吐出調整弁２３５を通って滴下する。
【００７８】
マンホール１０１内の汚水Ｗの水位が上昇し、部屋Ａの圧力が上昇し、図１０（ｃ）に示すようにシャフト２４９が更に反磁性体板２５０方向に移動し、弁体２５１が接続管２４６の流入口に設けられたシール２５６に当接し、接続管２４６の流入口を閉塞する。これにより、貯蔵タンクの気相部Ｆが負圧になるまで、スラリー状の水酸化マグネシウムＱが吐出調整弁２３５を通って滴下する。この状態でマンホールポンプ１０２が作動して、汚水Ｗの水位が下がり待機状態となると、シャフト２４９は図１０（ａ）の状態に戻る。
【００７９】
図１１は本発明に係るマンホールポンプ施設の概略構成例を示す図で、図１１（ａ）は平面図、図１１（ｂ）は側面図である。本マンホールポンプ施設は図示するように、マンホールポンプ装置１００のマンホール１０１内壁面には汚水流入管１０４の吐出口に対向して汚水Ｗの飛散を防止するためのバッフル１２４（図１、９参照）が設けられ、該バッフル１２４には貯蔵タンク２０２を設け、該貯蔵タンク２０２にスラリー状の水酸化マグネシウムＱを収容している。貯蔵タンク２０２内には汚水流入管１０４からマンホール１０１内に流入する汚水Ｗで回転する回転当て板２３４が設けられ、該回転当て板２３４で駆動される攪拌羽根２３２が配置されている。これにより汚水Ｗが流入する間は常に水酸化マグネシウムＱは攪拌される。
【００８０】
貯蔵タンク２０２の上部にはその気相部Ｆに連通する大気開放管２５８が設けられ、該大気開放管２５８に電動弁２５７が設けられ、該電動弁２５７を開くと気相部Ｆは大気に開放されるようになっている。貯蔵タンク２０２の下部に常時開の吐出調整弁２３５が設けられている。電動弁２５７を開放して気相部Ｆを大気圧にすると水酸化マグネシウムＱが吐出調整弁２３５を通ってマンホール１０１内に滴下する。電動弁２５７が閉じ、気相部Ｆが負圧となると水酸化マグネシウムＱの滴下が停止する。なお、電動弁２５７の開閉は制御盤３００（図３参照）からの指令で行う。
【００８１】
上記例では薬品として水酸化マグネシウムを例に説明したが、薬品としてはそのほかに塩化第二鉄、硝酸塩等がある。塩化第二鉄は、溶存硫化物を硫化鉄（ＦｅＳ）、或いは硫黄単体（Ｓ）にすることで、硫化水素ガスとして気相中へ放散されるのを防止する。薬品添加施設として薬品タンク、薬品ポンプ等を設ける。塩化第二鉄を薬品とする場合は、薬品添加量が膨大になるためコストが高くなるなどの問題があり、硝酸塩、水酸化マグネシウムに比べて取り扱い上危険性がある。
【００８２】
分子状酸素や硝酸イオンの酸素イオンの酸素がない状態では（嫌気状態）、硫酸塩還元細菌により硫酸イオンが還元されて硫化水素が生成されるが、硝酸塩を添加した場合は硝酸イオンの酸素が利用され硫酸イオンは利用されず、硫化水素の生成が抑制される。薬品注入設備としては、薬品注入ポンプ、操作盤、薬品注入制御装置からなっており、薬品注入制御装置は水温・ポンプ井の気中硫化水素濃度・汚水流量などを測定して最適な注入量を演算すると共に、施設特有の流量パターンに沿って時間毎に注入量の比率を増減する。液状態で利用できる。すでに発生している硫化水素を除去することも可能である。
【００８３】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
本願発明は、薬品注入装置が、スラリー状の水酸化マグネシウムを貯蔵する貯蔵タンクと、貯蔵タンク内のスラリー状の水酸化マグネシウムを攪拌するスラリー攪拌手段と、貯蔵タンク内のスラリー状の水酸化マグネシウムの所定量を汚水中へ注入するスラリー注入手段と、スラリー状の水酸化マグネシウムが注入された汚水を攪拌する汚水攪拌手段を備えているので、常に硫化水素の生成を抑制するための適正な量の水酸化マグネシウムを汚水中に注入でき、効果的に且つ安定して硫化水素の生成を抑制することができるマンホールポンプ施設として利用できる。
【符号の説明】
【００８５】
１００  マンホールポンプ装置
１０１  マンホール
１０２  マンホールポンプ（着脱式水中汚水ポンプ）
１０３  吐出管
１０４  汚水流入管
１０５  逆止弁
１０６  ボール弁
１０７  圧送管
１０８  ｐＨ計
１０９  水位センサ
１１０  水位センサ
１１１  空気抜弁
１１２  弁機構
１１３  吸入ノズル
１２０  予旋回槽
１２１  ガイドパイプ
１２２  固定用リング
１２３  固定用リング
１２４  バッフル
２００  薬品注入装置
２０１  マンホール
２０２  貯蔵タンク
２０３  スラリーポンプ
２０４  吐出管
２０５  電動弁
２０６  輸送管
２０７  投入口
２０８  大気開放口
２０９  電動弁
２１０  圧縮空気導出管
２１１  撹拌羽根
２１２  モータ
２１３  太陽電池
２１４  電線保護管
２１５  電線
２１６  弁機構
２１７  弁機構
２１８  センサ管
２１９  センサ管
２２１  第１ケース
２２２  第２ケース
２２３  第３ケース
２２４  ローリングダイヤフラム
２２５  仕切板
２２６  ノズル
２２７  弁体
２２８  バネ
２２９  磁石部
２３０  ピストンプレート
２３１  弁機構
２３２  撹拌羽根
２３３  シャフト
２３４  回転当て板
２３５  吐出調整弁
２４０  ケーシング
２４１  第１ケース
２４２  第２ケース
２４３  第３ケース
２４４  センサーホース
２４５  ノズル
２４６  接続管
２４７  ゴム製ダイヤフラム
２４８  仕切板
２４８ａ通路
２４９  シャフト
２５０  磁性体板
２５１  弁体
２５２  バネ
２５３  磁石
２５５  シール
２５６  シール
２５７  電動弁
２５８  大気開放管
２５９  シャフト
２６０  ノズル
２６１  センサ管
３００  制御盤
３０１  ブロア又はコンプレッサー
３０２  圧力管
【図１】
0005528522.tif 000002
【図２】
0005528522.tif 000003
【図３】
0005528522.tif 000004
【図４】
0005528522.tif 000005
【図５】
0005528522.tif 000006
【図６】
0005528522.tif 000007
【図７】
0005528522.tif 000008
【図８】
0005528522.tif 000009
【図９】
0005528522.tif 000010
【図１０】
0005528522.tif 000011
【図１１】
0005528522.tif 000012