(57)【要約】【課題】雨水滞水池における清掃頻度の低減等を図る。【解決手段】本発明は、汚水及び雨水を共通の幹線流路で下水処理場２に導く合流式下水道における雨水滞水設備に関するものである。幹線流路１に越流堰３を設け、この越流堰３からの越流水を取り込み、取り込んだ越流水を円筒型水槽５０の内部に縦向きに配置された円筒型スクリーン５１内に、スクリーン５１の接線方向に沿って送り込み、スクリーン５１内に渦流を発生させ、液分をスクリーン５１を通して水槽５０外に送り出して雨水滞水池６に供給する一方、固形分を水槽５０の中央下部に集め、この集めた固形分を水槽５０外に引抜くようにする。【選択図】図１
2006037510.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下水を幹線流路を介して下水処理場に導き処理する下水道システムにおける、雨水滞水設備であって、
前記幹線流路からの越流水を取り込むための取水路と、
この取水路により取り込んだ越流水を固液分離する固液分離装置と、
この固液分離装置により分離された液分が供給される雨水滞水池とを備えており、
前記固液分離装置が、円筒型水槽と、円筒型水槽の内部に縦向きに配置された円筒型スクリーンとを備え、このスクリーンの接線方向に沿ってスクリーン内に越流水を送り込むことによりスクリーン内に渦流を発生させ、液分を前記スクリーンを通して水槽外に送り出す一方、固形分を水槽の中央下部に集め、この集めた固形分を水槽外に引抜くように構成した渦流式固液分離装置である、
ことを特徴とする下水道における雨水滞水設備。
【請求項２】
前記渦流式固液分離装置により分離された固形分が供給される脱水機と、この脱水機により分離される固形分が供給される貯留部とを備え、貯留部に供給される固形分が前記幹線流路に戻されないように構成されている、請求項１記載の下水道における雨水滞水設備。
【請求項３】
前記越流水が通過されるスクリーンと、このスクリーンに捕捉された夾雑物を幹線流路に掻き落すスクレーパとが設けられた、請求項１または２記載の下水道における雨水滞水設備。
【請求項４】
前記渦流式固液分離装置に供給される越流水の濁度を計測する濁度計を備え、この濁度計により計測される濁度に応じた頻度で、前記水槽から固形分を間欠的に引抜くように構成した、請求項１〜３のいずれか１項に記載の下水道における雨水滞水設備。
【請求項５】
前記渦流式固液分離装置の水槽内に残留する液分を、前記雨水滞水池に供給し洗浄するように構成した、請求項１〜４のいずれか１項に記載の下水道における雨水滞水設備。
【請求項６】
下水を幹線流路を介して下水処理場に導き処理する下水道システムにおける、雨水滞水方法であって、
前記幹線流路から越流水を取り込み、取り込んだ越流水を円筒型水槽の内部に縦向きに配置された円筒型スクリーン内に、スクリーンの接線方向に沿って送り込み、スクリーン内に渦流を発生させ、液分を前記スクリーンを通して水槽外に送り出して雨水滞水池に供給する一方、固形分を水槽の中央下部に集め、この集めた固形分を水槽外に引抜くようにする、
ことを特徴とする下水道における雨水滞水方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、下水を幹線流路を介して下水処理場に導き処理する下水道システムにおける、雨水滞水技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
下水道には、雨水と汚水とを別の管渠で処理設備へ排水するように構成されている分流式下水道と、同一の管渠で処理設備へ送水する合流式下水道とがある。合流式下水道は管渠が一系統で済み、施工が容易で安価であることから、下水道設備の急速な普及が進んだ明治後期から昭和前期に大都市を中心に自治体に多く採用されており、現在広く普及している。
【０００３】
合流式下水道では、雨天時に処理許容量を超える多量の雨水が下水処理場に流れ込むことがあり、従来は、このような許容量を超えた分を、通常の処理経路とは別経路に越流させ、この越流水を未処理もしくは目の粗いスクリーン等の簡易処理で川や海等の公共用水域に放流している。しかし、このような未処理若しくは簡易処理の越流水を放流するのは環境負荷や衛生の観点から好ましくないことはいうまでもない。
【０００４】
このような観点から、雨天時の越流水対策として雨水滞水池を設置することが行われている（例えば特許文献１参照）。雨水滞水池は、雨天時越流水の一部を貯留するものであり、貯留水を降雨終了後に下水処理設備に送水して処理することにより、合流式下水道から排出される雨天時放流負荷量の削減、越流回数の削減などを図ることができる。
【０００５】
しかし、上記従来の雨水滞水池では、その貯留期間に、下水中に含まれる砂等の沈降し易い沈降性物質が池底部に堆積したり、夾雑物が壁面に付着したりし、これらが悪臭やハエ発生の原因となっていた。
【０００６】
また、この問題点に対して、別途貯留しておいた洗浄水を降雨終了後に雨水滞水池内に勢い良く放出し洗浄する所謂フラッシュ洗浄（例えば特許文献２、３参照）や、雨水滞水池の前段にスクリーンや沈砂池(砂溜まり)を設け、雨水滞水池内に砂等が流入するのを防ぐことが提案されているが、いずれも不十分であった。
【０００７】
そのため、従来は定期的に人手で清掃する必要があり、また雨水滞水池の多くが地下に設置されており且つ容積が大きいため、清掃に多大な手間と費用がかかるという問題点があった。
【０００８】
一方、分流式下水道においても、雨天時等において幹線流路の雨水を流量が増加した時には、別経路に越流させて放流または雨水滞水池に供給することが行われており、汚水が混じらないためハエが発生し難いことを除けば、砂や夾雑物が雨水滞水池に堆積・付着する等、基本的問題点は合流式と同様である。
【特許文献１】特開平７−２５９７４５号公報
【特許文献２】特開２００４−１１６１８１号公報
【特許文献３】特開平５−３４６０１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本発明の主たる課題は、雨水滞水池における清掃頻度の低減、維持管理の容易化を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決した本発明およびその作用効果は次記のとおりである。
＜請求項１記載の発明＞
下水を幹線流路を介して下水処理場に導き処理する下水道システムにおける、雨水滞水設備であって、
前記幹線流路からの越流水を取り込むための取水路と、
この取水路により取り込んだ越流水を固液分離する固液分離装置と、
この固液分離装置により分離された液分が供給される雨水滞水池とを備えており、
前記固液分離装置が、円筒型水槽と、円筒型水槽の内部に縦向きに配置された円筒型スクリーンとを備え、このスクリーンの接線方向に沿ってスクリーン内に越流水を送り込むことによりスクリーン内に渦流を発生させ、液分を前記スクリーンを通して水槽外に送り出す一方、固形分を水槽の中央下部に集め、この集めた固形分を水槽外に引抜くように構成した渦流式固液分離装置である、
ことを特徴とする下水道における雨水滞水設備。
【００１１】
（作用効果）
このように、取水した越流水を雨水滞水池に供給するに際し、渦流式固液分離装置を用いて固液分離することにより、供給効率を落とすことなく砂等の沈降性物質や夾雑物を効率良く除去できる。より詳細には、砂等の沈降性物質が沈降分離される（沈砂池に替わる効果）とともに、非沈降性の夾雑物は渦流の中心に引き寄せられることにより捕捉され分離される。よって、雨水滞水池内に流入する砂等や夾雑物を効果的に低減でき、清掃頻度の低減、維持管理の容易化を図ることができるようになる。
【００１２】
＜請求項２記載の発明＞
前記渦流式固液分離装置により分離された固形分が供給される脱水機と、この脱水機により分離される固形分が供給される貯留部とを備え、貯留部に供給される固形分が前記幹線流路に戻されないように構成されている、請求項１記載の下水道における雨水滞水設備。
【００１３】
（作用効果）
渦流式固液分離装置により分離されるし渣（夾雑物）を主とする固形分は、幹線流路に戻して下水処理場での処理に任せるように構成することもできるが、捕集したし渣を幹線流路の下水に再分散し、下水処理場で再度捕集するのは非効率的である。しかし、渦流式固液分離装置により分離される固形分は、なお液分を多量に含むため、そのままでは貯留に向かない。
【００１４】
そこで、本項記載の発明では、渦流式固液分離装置により分離される固形分をさらに脱水機により脱水処理するとともに、この脱水処理により分離される固形分を貯留部に貯留し、幹線流路に戻さないように構成したものである。
【００１５】
＜請求項３記載の発明＞
前記越流水が通過されるスクリーンと、このスクリーンに捕捉された夾雑物を幹線流路に掻き落すスクレーパとが設けられた、請求項１または２記載の下水道における雨水滞水設備。
【００１６】
（作用効果）
このようなスクリーン及びスクレーパを設けることにより、越流水に混じって粗大な夾雑物を取り込まずに済み、その後の固液分離処理の負荷を低減できるようになる。
【００１７】
＜請求項４記載の発明＞
前記渦流式固液分離装置に供給される越流水の濁度を計測する濁度計を備え、この濁度計により計測される濁度に応じた頻度で、前記水槽から固形分を間欠的に引抜くように構成した、請求項１〜３のいずれか１項に記載の下水道における雨水滞水設備。
【００１８】
（作用効果）
このように、供給される越流水の濁度に応じた頻度で固形分を引き抜くように構成することにより、越流水の固形分含有量の変化に応じた固形分貯留量の変化を適切に捉え、分離能力の低下等の不具合の生じない適切な固形分貯留量に達した時点で、固形分の引き抜きを行うことができる。よって、適切かつ高効率で引き抜き作業がなされるようになる。
【００１９】
＜請求項５記載の発明＞
前記渦流式固液分離装置の水槽内に残留する液分を、前記雨水滞水池に供給し洗浄するように構成した、請求項１〜４のいずれか１項に記載の下水道における雨水滞水設備。
【００２０】
（作用効果）
このように、渦流式固液分離装置を雨水滞水池内をフラッシュ洗浄する手段として用いることにより、フラッシュゲートやフラッシュタンク等のフラッシュ洗浄設備を削減することが可能になる。
【００２１】
＜請求項６記載の発明＞
下水を幹線流路を介して下水処理場に導き処理する下水道システムにおける、雨水滞水方法であって、
前記幹線流路から越流水を取り込み、取り込んだ越流水を円筒型水槽の内部に縦向きに配置された円筒型スクリーン内に、スクリーンの接線方向に沿って送り込み、スクリーン内に渦流を発生させ、液分を前記スクリーンを通して水槽外に送り出して雨水滞水池に供給する一方、固形分を水槽の中央下部に集め、この集めた固形分を水槽外に引抜くようにする、
ことを特徴とする下水道における雨水滞水方法。
【００２２】
（作用効果）
請求項１記載の発明と同様の作用効果が奏せられる。
【発明の効果】
【００２３】
以上のとおり、本発明によれば、雨水滞水池における清掃頻度の低減、維持管理の容易化が図られる等の利点がもたらされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図１は、合流式下水道における雨水滞水設備に本発明を適用した一実施形態を示している。すなわち、汚水及び雨水は共通の幹線流路１を介して下水処理場２に導かれる合流式下水道システムに対して、幹線流路１に越流堰３が設けられており、雨天時等において汚水及び雨水の供給量が所定量を超えると、この越流堰３からの越流水は取水路４を介して渦流式固液分離装置５に供給され、分離された液分が雨水滞水池６に供給され、一時的に貯留されるようになっている。雨水滞水池６は流出ゲート７及び流出管８を介して幹線流路１における越流堰３と下水処理設備２との間の部分に連通接続されており、必要に応じて、例えば雨が止む等により汚水及び雨水の供給量が所定量を下回るようになり、下水処理設備の処理量に余裕が生じると、流出ゲート７が開放され、雨水滞水池６の貯留水が下水処理場２に対して供給されるようになっている。下水処理場２で処理された処理水は放流路Ｙを経由して海や川等の公共用水域へ放流される。
【００２５】
図２及び図３は、渦流式固液分離装置５の例を示している。この渦流式固液分離装置５は、円筒型水槽５０と、円筒型水槽５０の内部に縦向きに配置された円筒型スクリーン５１とを備えている。また、被処理液を供給するための供給路５２が水槽５０の側部及びスクリーン５１の側部を貫通しており、越流水をスクリーン５１の接線方向に沿ってスクリーン５１内に送り込むように構成されている。この被処理液の送り込みによりスクリーン５１内に渦流が発生する。また、円筒型水槽５０の側部には液分の排出路５３が設けられ、中央下部には固形分の引抜き部５０Ｄが設けられている。引抜き部５０Ｄに対しては、外部に設置された引抜き弁５Ｖ及び引抜きポンプ５Ｐが連通接続され、これらにより引抜き制御がなされる。
【００２６】
このような円筒型スクリーン５１を備える渦流式固液分離装置５では、円筒型スクリーン５１を図４に示す形態、すなわちスクリーン５１の目が、スクリーン５１の内外方向で所定の角度を有するように設けられ、その目の円筒内側開口部Ｍｉがスクリーン５１の内側Ｓｉの渦流Ｆｉの流れ方向に逆らわない方向に向いており、円筒外側開口部Ｍｏはスクリーン５１の内側Ｓｉの渦流Ｆｉの流れ方向と反対の流れを生じさせるように向いている形態とするのが好ましい。さらに、図示のように、スクリーン５１の渦流Ｆｉに逆らうように向かっている面Ａが円弧面に形成されているのが望ましい。かかるスクリーン５１は、スクリーン５１の外側Ｓｏに、内側Ｓｉに生ずる渦流Ｆｉと、流れ方向が反対の流れＦoが生じ、清澄水を効果的に槽外に送り出すことができるとともに、夾雑物がスクリーン５１の目に引き込まれにくく目詰まりを起こし難いという特長がある。スクリーン５１の目幅は適宜定めれば良いが、１．２〜５ｍｍの範囲内で選択するのが好ましい。
【００２７】
また、渦流式固液分離装置５は、雨水滞水池６とは別に設置しても良いが、図５及び図６に示すように雨水滞水池６と一体化し、雨水滞水池６の水面上のスペースに配置するのも好ましい形態である。
【００２８】
いずれにせよ、本実施形態の設備によれば、取水した越流水を雨水滞水池６に供給するのに先立ち、渦流式固液分離装置５を用いて固液分離することにより、供給効率を落とすことなく砂等の沈降性物質や夾雑物を効率良く除去できるようになり、処理量の低下なしに清掃頻度の低減、維持管理の容易化を図ることができるようになる。
【００２９】
渦流式固液分離装置５からの固形分の引抜きは、定期的あるいは任意に行うこともできるが、越流水の固形分含有量に変動があるため適切な引抜きタイミングも変動する。よって、適切なタイミングで固形分を引抜くために、渦流式固液分離装置５の上流側に越流水の濁度を計測する濁度計９を設置し、この濁度計９により渦流式固液分離装置５に供給される越流水の濁度を計測し、この計測結果に応じた頻度で、固形分を間欠的に引抜くように構成するのは好ましい。具体的には、濁度と適切な引抜き時間間隔との関係を予め試験運転等により調べて一定のルールを定めておき、このルールに従って引抜き間隔を適切に変化させることができる。
【００３０】
一方、渦流式固液分離装置５により分離される固形分は、上記引抜きバルブ５Ｖ及び引抜きポンプ５Ｐにより、二点鎖線で示す流路Ｕを経て幹線流路１に戻し、下水処理場２での処理に任せるように構成することもできるが、前述のとおり非効率的である。よって、この分離固形分は脱水機１０に供給し、脱水処理による減容化を図った後、この脱水処理により分離される固形分を貯留部１１に貯留し、幹線流路１には戻さないようにするのも好ましい形態である。この脱水機１０としてはスクリュープレス式、プレス式、ローラ式の脱水機等を好適に用いることができる。
【００３１】
この場合、脱水機１０により分離される液分は、図中二点鎖線で示す流路Ｖを経て幹線流路１に戻すこともできるが、本来、雨水滞水池６に送られる液分であるから、流路１２を介して雨水滞水池６に供給するように構成するのが好ましい。
【００３２】
本発明では、図７に示すような通常の越流堰３、すなわち、幹線流路１を構成する溝状流路３１と、取水路４を構成する溝状流路３２とを並設し、これらの間に越流堰３を設けた通常の形態を採用することができる。しかし、この場合、粗大な夾雑物までもが越流水と伴に取り込まれ、渦流式固液分離装置５に供給されてしまい、目詰まりを起こす等の不具合を発生させるおそれがある。
【００３３】
よって、渦流式固液分離装置５の上流側に粗大な夾雑物を分離除去するための分離装置を設置するのは好ましい形態である。この場合、越流水は分離装置により粗大な夾雑物が分離除去された後、そのまま、すなわち凝集剤等の添加なく渦流式固液分離装置５に供給される。この分離装置としては、越流を妨げることなく効率良く粗大な夾雑物を除去できる点でスクリーンを用いた分離装置が好ましい。特に好ましいのは、図８及び図９に示すようなバースクリーン装置３０である。このバースクリーン装置３０では、所定の目幅間隔をもって支持された複数のバーからなるバースクリーン３３と、各バー間を通り被処理液の供給側面に突出されたスクレーパ３４と、このスクレーパ３４をバーの長手方向に沿って移動させる図示しないシリンダ等の駆動装置とを備えているものである。バーの間隔は適宜定めれば良いが、５〜１００ｍｍの範囲内で選択するのが好ましい。またスクレーパ３４はバーの長手方向に適宜の間隔をあけて複数箇所に設けるのが好ましい。
【００３４】
越流水はバースクリーン３３のバー間を通過するが、粗大な夾雑物はバー間を通過できずに分離される。バー間に詰まる、引っ掛る等した夾雑物はスクレーパ３４をバー長手方向に沿って移動することにより掻き落される。図示しないが、バースクリーン３３の被処理液供給側に水位計を設置し、水位検知結果に応じて所定の水位になるとスクレーパ３４を作動させるように構成することもできる。
【００３５】
この分離装置により分離した粗大な夾雑物は別途貯留しても良いが、設備の簡略化の観点から幹線流路１に戻すのが好ましい。したがってこの観点から、図１０に示すように、上述のスクレーパ３４を有するバースクリーン装置３０を越流堰３に設け、越流水をバースクリーン３３に通過させるように構成するのが好ましい。これにより、粗大な夾雑物はバースクリーン３３を通過できず、スクレーパ３４を作動させることによってスクリーン３３に詰まる等した夾雑物は幹線流路１に戻されるようになる。
【００３６】
越流堰３に対するバースクリーン装置３０の設置姿勢は適宜定めることができ、図１０に示すように越流堰３上にバースクリーン３３を上下方向に沿って立設する形態の他、図１１（ａ）に示すようにスクリーン３３を水平に配置し、越流水をスクリーン３３の上から下へ通過させる形態、図１１（ｂ）に示すようにスクリーン３３を水平に配置し、越流水をスクリーン３３の下から上へ通過させる形態、図示しないが、バーを上下方向に沿って延在させ、スクレーパを上下方向に移動させる形態等を採用することができる。
【００３７】
他方、本発明では渦流式固液分離装置５を採用したことにより、悪臭やハエ発生の原因となる砂等の池内残留物が低減するが、完全に無くなるものではない。したがって、図１に示されるように、フラッシュゲート１００及びフラッシュタンク１０１等のフラッシュ洗浄手段を設けることもできる。また一つの好ましい形態として、渦流式固液分離装置５の水槽内に残留する液分を利用して雨水滞水池６のフラッシュ洗浄をすることもできる。このために、渦流式固液分離装置５の水槽５０から雨水滞水池６に通じる洗浄水供給路を設け、この洗浄水供給路にフラッシュバルブを設け、このフラッシュバルブは通常は閉じておき、必要に応じて開放することによりフラッシュ洗浄を行うように構成することができる。この場合、フラッシュゲート及びフラッシュタンク等のフラッシュ洗浄設備を一部または全部削減することができる。
【００３８】
また、一般的な雨水滞水設備においては幹線流路１から取水した越流水の一部を雨水滞水池６に取り込み、残部をそのまま川や海などの公共用水域に放流することがあるが、本発明でもこれを採用でき、図１中にはこのための放流路Ｗが二点鎖線で示されている。
【００３９】
さらにまた、一般的な雨水滞水設備では、越流堰３の上流側の幹線流路１から汚水及び雨水を下水処理場２に直接供給する供給路を設けることがあるが、本発明でもこれを採用でき、図１中にはこの供給路Ｘが二点鎖線で示されている。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、下水を幹線流路を介して下水処理場に導き処理する下水道システムにおける、雨水滞水設備に適用されるものである。すなわち、上記実施形態は、雨水と汚水とを同一の管渠で排除する合流式下水道を対象としたものであるが、本発明は、雨水と汚水とを個別の管渠で排除する分流式下水道システムにも適用できる。この場合、越流水に汚水が混じらないこと以外は、雨水を下水処理設備へ供給する幹線流路から越流水を取水し、渦流式固液分離装置を介して雨水滞水池に供給する基本部分を含め、応用例についても上記実施形態と基本的に同様であり、当業者であれば容易に理解できるため、敢えて説明を省略する。
【００４１】
また、越流水の取水形態としては、上記実施形態のように越流堰を設ける形態が一般的であるが、堰以外であっても、水位差を利用したオーバーフローにより取水するものであれば本発明を適用できる。
【００４２】
さらに、一般的な雨水滞水設備の雨水滞水池６としては、上記例のように所定の貯留許容量まで貯留を行い、これを超える分についてはそのまま川や海などの公共用水域に放流する貯留型、オーバーフローにより下水処理場２に供給する沈殿型、原則としてオーバーフローにより下水処理場２に供給するが、雨水滞水池６に対する供給量が所定量を超えると超過分を放流する貯留／沈殿型があり、本発明はこれらのいずれにも適用できる。
【００４３】
さらにまた、図１に示す形態は自然流下により供給される雨水・汚水を雨水滞水池６に貯留する自然流下形態への適用例であるが、図１２に示すように、越流水を沈砂池１０２に貯留して砂等の沈降物質を除去した後、雨水ポンプ１０３により雨水滞水池６に供給するポンプ場放流形態にも適用できる。このポンプ場放流形態では、沈砂池１０２で除去されない砂等が、雨水滞水池６への供給に先立って渦流式固液分離装置５により補完的に除去されることになる。これに対して、前者の自然流下形態における渦流式固液分離装置５は、沈砂池１０２の分まで砂等を除去する役割を担うことになる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本実施の形態にかかる越流水の処理方法の概略を示すフロー図である。
【図２】渦流式固液分離装置の概略を示す斜視図である。
【図３】図２のIII−III断面図である。
【図４】スクリーンの要部拡大断面図である。
【図５】雨水滞水池の一形態を概略的に示す縦断面図である。
【図６】雨水滞水池の一形態を概略的に示す横断面図である。
【図７】越流堰の一形態を示す斜視図である。
【図８】バースクリーン装置を概略的に示す正面図である。
【図９】バースクリーン装置を概略的に示す横断面図である。
【図１０】越流堰の好適な形態を示す斜視図である。
【図１１】バースクリーン装置の各種設置形態を示す概略図である。
【図１２】対象となる雨水滞水設備の例を示すフロー図である。
【符号の説明】
【００４５】
１…幹線流路、２…下水処理場、３…越流堰、４…取水路、５…渦流式固液分離装置、６…雨水滞水池。
【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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【図９】
2006037510.tif 000011
【図１０】
2006037510.tif 000012
【図１１】
2006037510.tif 000013
【図１２】
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