(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理槽(18)と、雨水を貯水槽(1) に導く雨水導入管から下方に分岐して処理槽(18)に開口する初期雨水導入管(16)と、処理槽(18)内の雨水を貯水槽(1) に導く流量制限手段(23)を備えた処理水流出管(21)と、所定量の中和液を貯留する中和液槽(28)と、処理槽(18)内の雨水の水位が所定レベルに達したときに、中和液槽(28)と処理槽(18)とを連通する管路を開くフロートバルブ(25)とを備えている、雨水利用システムの初期雨水浄化装置。
【請求項２】
中和液槽(28)より充分容積の大きな中和液予備槽(32)を備え、この中和液予備槽(32)が流量制限手段を設けた管路(24)で中和液槽(28)に連結されていることを特徴とする、請求項１記載の雨水利用システムの初期雨水浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、雨水を洗車、樹木への散水、トイレの洗浄水などの生活中水として利用するシステムにおいて、空気中の塵や亜硫酸などを含んだ降り始めの雨水を浄化して、生活中水として利用できるようにする装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
我国では、水資源が豊富なこともあって、洗車や樹木への散水、トイレの洗浄水などという生活中水として上水（上水道の水）が用いられているけれども、これらの生活中水として雨水を利用することは、単に経済性のみではなく、水資源の保護や環境負荷の低減という観点からも好ましいことである。
【０００３】
雨水を貯留して生活用水として利用することは、山間地や僻地では現在も行われているところであり、別に珍しいことではなく、またそれほど高度な技術を必要とすることでもないが、ある程度の容量の水槽の設置が不可欠であるため、初期費用が必要で、そのことが普及のネックになっている。
【０００４】
一方、全国的な下水道の普及によって、それまで使用されていた浄化槽が不要になるという地域が多く出てきており、このような地域において、浄化槽を洗浄、消毒したうえで、生活中水の貯水槽として利用するようにすれば、雨水利用システムを安価な初期費用で実現できるというメリットがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
降り始めの雨は、大気中の浮遊物を洗うように降り、また屋根面に付着した塵やごみを洗うように流れてくる。地域によって違いはあるが、大気中には、車両等から排出される窒素酸化物や亜硫酸ガスが浮遊しており、これらを洗うように降る初期雨水は、通常酸性を呈し、また空気中を浮遊している有機物も混入するため、生活中水としてのみ利用するにしても、これらの初期雨水を除去するかまたは浄化する必要がある。どの程度の量の初期雨水を浄化する必要があるかは、地域によって大きく異なり、密集した都市や工業地帯では、降り始めの３〜５ｍｍの浄化が必要であると言われ、また使用目的が洗車や散水など比較的大雑把な場合、空気の清浄な地域であれば、未処理ないし１ｍｍ未満の初期雨水を処理すれば充分であると言われている。
【０００６】
初期雨水の処理方法としては、初期雨水は利用しないで排出するという方法が最も簡単であるが、雨はまとまってばかり降るわけではないので、全降雨量に占める初期雨水の量は比較的多く、初期雨水を利用しないと、雨水の利用効率が悪くなる。
【０００７】
そこでこの発明は、一定量の初期雨水が常に浄化されて、また降雨間隔が短いときにはそれに見合う量の初期雨水が自動的に浄化されて、その後の降り続きの雨水とともに、貯水槽に蓄えられる装置を得ることを課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明に係る雨水利用システムの初期雨水浄化装置は、処理槽１８と、雨水を貯水槽１に導く雨水導入管から下方に分岐して処理槽１８に開口する初期雨水導入管１６と、処理槽１８内の雨水を貯水槽１に導く流量制限手段２３を備えた処理水流出管２１と、所定量の中和液を貯留する中和液槽２８と、処理槽１８内の雨水の水位が所定レベルに達したときに、中和液槽２８と処理槽１８とを連通する管路を開くフロートバルブ２５とを備えていることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の雨水利用システムの初期雨水浄化装置において、中和液槽２８より充分容積の大きな中和液予備槽３２を備え、この中和液予備槽３２が流量制限手段を設けた管路２４で中和液槽２８に連結されていることを特徴とするものである。
【００１０】
【作用】
請求項１の発明によれば、中和処理に必要な初期雨水のみが処理槽１８に流入し、中和液槽２８に蓄えられた所定量の中和液が処理槽１８内に自動的に流入して、中和処理が必要な量の初期雨水のみが自動的に中和処理される。
【００１１】
請求項２の発明によれば、中和液槽２８及び処理槽１８が空になった後、所定時間が経過したときに再び中和液槽２８に所定量の中和液を貯留することができ、また中和液槽のフロートバルブを開閉するフロート２７の検出水位と、中和液予備槽３２から中和液槽２８へ少しずつ流れる中和液の流量とのバランスにより、中和液の過不足のない最適な中和処理を人手や電気制御を用いることなく自動的に行うことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図４は、貯水槽として転用浄化槽１を利用した、雨水利用システムの一例を示した図である。転用浄化槽１は、汚水流入管から切り離され（切り離した汚水管は下水道に接続される）た後、洗浄消毒して揚水ポンプ２を設置し、この揚水ポンプの吐出管をスプリンクラー３や洗車用の屋外の蛇口４及びトイレ５の洗浄水配管などに接続し、雨樋６で集められた雨水が、フィルター及び初期雨水処理装置７を通って、転用浄化槽１に流入するように、雨水導入管８を設ける。
【００１３】
屋根９に降った水は、雨樋６で集められ、雨水導入管８を通って貯水槽１に蓄えられる。洗車等の際に貯水槽１の水を利用するときは、揚水ポンプ２を駆動して、貯水槽１内の水を用水ポンプの吐出管１２に圧送する。
【００１４】
図１ないし３は、この発明の初期雨水浄化装置を示したものである。雨樋６の下端には、木の葉などの粗いごみを除去する金網フィルター１３を備えた粗ごみ除去部１４が設けられている。粗ごみ除去部１４の上面は開口しており、金網フィルター１３は、この開口１５が上流側となるように斜めに配置されている。粗ごみ除去部１４を通過した雨水は、雨水導入管８を通って転用浄化槽１へ導かれるが、その管路の途中にＴ字形に分岐して下方に延びる初期雨水導入管１６が連結されている。雨水導入管８の水平部分から分岐する初期雨水導入管１６の入口部分には、目皿１７が設けられて、雨水導入管８を流れる水に若干の整流作用を付与している。
【００１５】
初期雨水導入管１６の下端は、処理槽１８に開口している。処理槽１８は蓋１９によって密閉された容器で、底部に貯水槽１に接続される細い処理水流出管２１が接続されている。処理槽１８と処理水流出管２１との接続部分には、小径のオリフィス２３を設けて、処理槽１８から流出する水量を制限するようにする。
【００１６】
初期雨水導入管１６は、処理槽１８の一方の側に偏って配置されており（図３参照）、処理水流出管２１はその反対側に位置している。そして処理槽１８の初期雨水導入管を配置した側と、処理水流出管２１を配置した側との間には、フィルター２２が設けられており、このフィルター２２は、、初期雨水が処理槽内を初期雨水導入管１６側から処理水流出管２１側へと流れるときに、初期雨水中に含まれる細かい塵埃を濾過している。従って前述したオリフィス２３が詰ったり、後述するフロートバルブ２５に漏れが生じたりすることはない。
【００１７】
このフィルター２２の処理水流出管２１側には、中和液導入管２４が差し込まれている。この中和液導入管は、上方部が中和液槽２８となっており、その下端にフロートバルブ２５が設けられている。フロートバルブ２５の弁体には、下方に延びるロッド２６が連結され、その下端にフロート２７が固定されている。中和液槽２８の容積は、処理槽１８の容積に見合う大きさで、処理槽１８に初期雨水が一杯に溜まったときにそれを中和するに必要な中和液が丁度溜められる大きさとする。処理槽１８の初期雨水導入管１６の配置側には、雨水導入管の水平部２９を越える高さの空気管３１が立設されており、この空気管によって処理槽１８は大気に連通している。空気管３１の上端は、塵埃等が入らないように逆Ｕ字形に屈曲されている。
【００１８】
中和液槽２８の上端には、容積の大きな中和液予備槽３２が接続されており、この中和液予備槽に中和液が蓄えられている。中和液予備槽と中和液槽２８とを繋ぐ配管には口径の小さなオリフィスが設けられており、中和液予備槽２８内の中和液が少しずつ中和液槽２８に流出するようになっている。
【００１９】
次に図示実施例の初期雨水処理装置の作用を説明する。晴天が続いた後の状態においては、処理槽１８内は空であり、中和液槽２８内には、中和液予備槽３２から流入した中和液が溜まっている。この状態で雨が降り始めると、雨樋６によって集められた雨水が、粗ごみ除去部１４を通って雨水導入管８に流れてくる。雨水導入管８を最初に流れてきた初期雨水は、初期雨水導入管１６の分岐部で下方に流れて、処理槽１８へと導かれる。処理水流出管２１の接続口に設けられているオリフィス３３は非常に小径であるため、処理槽１８から浄化槽１へ処理槽１８内の水が流れるには時間がかかり、そのため初期雨水は処理槽１８内に溜まる。処理槽１８内の雨水がある水位に達すると、フロート２７が押し上げられ、中和液槽のフロートバルブ２５が開かれる。そこで、中和液槽２８内の中和液が処理槽１８内に流入し、処理槽１８内の酸性の初期雨水が中和される。
【００２０】
フロートバルブ２５を開く水位をどの水位に設定するかは、その地域における雨の降り方の統計に基づいて決定する。すなわちフロート２７のレベルに達しないような雨が時間をおいて繰り返し降ったような場合には、中和されない雨水が転用浄化槽（貯水槽）１に流入することとなる。また雨が継続するときは、フロートバルブ２５が開いて処理槽１８に初期雨水を中和するのに必要な中和液が供給された後、中和液予備槽から中和液槽２８へと少しずつ流出する中和液がそのまま処理槽１８内へと流入するため、余分の中和液が流入することとなる。そこでその両者を勘案して、トータルな中和液の量が初期雨水の量に見合うように、フロート２７のレベルを設定する。
【００２１】
さて中和液槽２８内の中和液が処理槽１８内に流入した後、さらに降雨が続けば、処理槽１８が雨水で一杯になり、水位が初期雨水導入管１６の分岐口のレベルにまで達する。そうすると雨水導入管８を流れる雨水は、もはや初期雨水導入管１６側へは流入せず、目皿１７の上を通って流れて、直接転用浄化槽１へと流入するようになる。従って処理槽１８の容積を処理が必要な初期雨水の降雨量（ｍｍ）に集水面積（ｍ2 ）を乗じた大きさとしておけば、処理が必要な初期雨水のみが処理槽１８に流入して中和され、その後降り続く雨水は、処理槽１８に流入することなく直接転用浄化槽１へと流入することとなる。
【００２２】
雨が長く降り続くと、浄化槽１８はその間雨水で満たされた状態となり、フロートバルブ２５が開いたままとなるから、中和液予備槽３２から少しずつ中和液槽２８へと流れる中和液が、そのまま処理槽１８に流入し、また処理水流出管２１から流出する雨水に見合う量の雨水が、処理槽１８に少しずつ流入することとなるので、その間は余分の量の雨水を中和することとなる。この余分に中和される量と、フロート２７の水位にまで達しない雨が降ったときに、中和されないまま処理槽１８から処理水流出管２１を通って転用浄化槽１に流れ込む雨水の量とを勘案して、前述したフロート２７の位置が定められる。
【００２３】
雨が上がると、処理槽１８に流入する雨水はなくなり、処理槽１８の雨水は、処理水流出管２１を通って少しずつ転用浄化槽１に流出する。そのため処理槽１８の水位は下がり、フロート２７の水位以下となったときに、フロートバルブ２５が閉じて、その後中和液予備槽３２から流出する中和液は、中和液槽に蓄えられることとなる。そして雨が上がった後、一定の時間が経過すると、処理槽１８が空になり、中和液槽２８内には所定量の中和液が溜まる。
【００２４】
処理水流出管２１と濾過槽の接続部に設けるオリフィス２３及び中和液予備槽３２から中和液槽２８へと流れる中和液の管路に設けたオリフィス３３の口径は、雨が上がった後空気中に再び通常濃度の窒素酸化物や亜硫酸ガスが浮遊し始めるまでの時間を考慮して定める。すなわち雨が上がってから、大気中の窒素酸化物や亜硫酸ガスの濃度が通常濃度になるまでの時間と、雨が上がってから処理槽が空になり、かつ中和液槽２８に所定量の中和液が蓄えられるまでの時間がほぼ同じになるようにする。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したこの発明により、非常に簡単な構造でかつ電気的な制御装置などを設けることなく、初期雨水のみを中和濾過し、かつ設置地域の降雨状態や大気中の窒素酸化物や亜硫酸ガスの濃度に応じて、必要な量の初期雨水を適切に中和し、かつ初期雨水に含まれる塵埃をも濾過することが可能な、初期雨水浄化装置を得ることが可能となり、初期雨水を安全に効率良く利用することが可能な雨水利用システムを安価に設置できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】初期雨水処理装置の断面側面図
【図２】初期雨水処理装置の平面図
【図３】初期雨水処理装置の断面正面図
【図４】雨水利用システムの模式図
【符号の説明】
16  初期雨水導入管
18  処理槽
21  処理水流出管
24  中和液導入管
25  フロートバルブ
28  中和液槽
29  水平部
32  中和液予備槽
【図１】
0003649415.tif 000002
【図２】
0003649415.tif 000003
【図３】
0003649415.tif 000004
【図４】
0003649415.tif 000005