(57)【要約】【課題】低ランニングコストで、硫化水素ガスの発生を効果的に抑制可能な下水システムを提供する。【解決手段】汚水が圧送される圧送管１４と、圧送管１４の下流端に設けられ、汚水に空気を混入させた後に吐出する混気装置３と、を備える。混気装置３は、エゼクタ効果によって吸気管３１から吸引した空気を汚水に混入させる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚水が圧送される圧送管と、
上記圧送管の下流端に設けられ、上記汚水に空気を混入させた後に吐出する混気装置と、を備えている下水システム。
【請求項２】
請求項１に記載の下水システムにおいて、
上記混気装置は、吸気管を含むエゼクタ機構を有していて、該エゼクタ機構のエゼクタ効果によって上記吸気管から吸引した空気を上記汚水に混入させる下水システム。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の下水システムにおいて、
上記混気装置の吐出口は、上記圧送管の下流端が接続されるマンホール内で水没している下水システム。
【請求項４】
請求項３に記載の下水システムにおいて、
上記吸気管は、上記マンホール内の水位よりも上方位置で開口している下水システム。
【請求項５】
請求項１又は２に記載の下水システムにおいて、
上記混気装置は、上記汚水に空気を混入させる本体部と、該本体部の下流側に設けられた吐出管部とを備え、
上記吐出管部は、上向きに凸となった逆Ｕ字状部を有している下水システム。
【請求項６】
請求項１又は２に記載の下水システムにおいて、
上記混気装置は、上記汚水に空気を混入させる本体部と、該本体部の下流側に設けられた吐出管部とを備え、
上記吐出管部は、空気中の酸素が汚水に溶解する長さ以上に設定されている下水システム。
【請求項７】
請求項５又は６に記載の下水システムにおいて、
上記圧送管の下流端が接続されるマンホールには、自然流下管が接続されており、
上記混気装置の吐出管部は、上記自然流下管に向かって開口するように配設されている下水システム。
【請求項８】
請求項１又は２に記載の下水システムにおいて、
上記圧送管は、その吐出口がマンホール内に開口しており、
上記混気装置は、上記圧送管の吐出口に内挿される内挿部と、取付ブラケットと、を備えていて、上記内挿部が上記圧送管の吐出口に内挿された状態で、上記取付ブラケットを介してマンホールの内壁に着脱可能に固定されている下水システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、硫化水素ガスの発生を抑制する圧送式の下水システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ポンプ等によって汚水を圧送する圧送式の下水処理施設においては、汚水中に含まれている硫黄化合物（硫酸イオン）が嫌気的条件下で細菌の作用によって硫化水素となり、近年、その硫化水素による臭気や腐食が問題となっている。
【０００３】
例えば特許文献１には、硫化水素ガスの発生を抑制するために、圧送管の下流端部でその圧送管内に硫化水素の除去薬品を注入することによって、硫化水素ガスの発生を抑制する方法が開示されている。
【特許文献１】特開２０００−２２９２９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献に開示された方法では、薬品を注入するため下水システムのランニングコストが高くなると共に環境負荷の問題が生じる。また、上記方法ではポンプ場から離れた圧送管の下流端部において、供給ポンプによって薬品を注入するため、供給ポンプの設置スペースの確保の問題や、供給ポンプへの受電確保の問題があると共に、供給ポンプの運転に伴うランニングコストの増大の問題が生じる。
【０００５】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、低ランニングコストで、硫化水素ガスの発生を効果的に抑制可能な下水システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の下水システムは、汚水が圧送される圧送管と、上記圧送管の下流端に設けられ、上記汚水に空気を混入させた後に吐出する混気装置と、を備える。
【０００７】
この構成によると、混気装置によって汚水に空気を混入させることにより、嫌気化した汚水が好気化される。それによって硫化水素ガスの発生が抑制される。特に上記混気装置は、圧送管の下流端に設けられるため、圧送管内で嫌気化した汚水を好気化して吐出することができ、硫化水素ガスの発生を抑制する上で効果的である。また、除去薬品を使用しないため、下水システムのランニングコストが低減すると共に、環境負荷が少ない。
【０００８】
ここで、上記混気装置は、吸気管を含むエゼクタ機構を有していて、該エゼクタ機構のエゼクタ効果によって上記吸気管から吸引した空気を上記汚水に混入させる、とすることが好ましい。
【０００９】
つまり、上記混気装置は、圧送される汚水の速度エネルギの一部を圧力エネルギに変換し、当該圧力エネルギによって吸気管から空気を吸引して、汚水に気泡を混入させる（エゼクタ効果）。このことにより、嫌気化した汚水を瞬時に好気化することができる。また、上記エゼクタ機構を有する混気装置は、汚水に空気を混入させるための動力源が不要であるため、小型化されると共に受電が必要なくなり、その設置が容易である上に、ランニングコストの低減化が図られる。
【００１０】
上記混気装置の吐出口は、上記圧送管の下流端が接続されるマンホール内で水没している、とすることが好ましい。
【００１１】
こうすることで、混気装置において汚水に空気を混入した後、汚水と空気とが混合して嫌気化した汚水を好気化させるだけの時間が十分に確保されるため、硫化水素ガスの抑制効果が向上する。
【００１２】
ここで、上記マンホールがポンプ場であるときには、混気装置の吐出口をポンプ停止水位よりも下に配置させれば、吐出口を水没させることになる。また、上記マンホールがポンプ場でないとき（例えば圧送先のマンホールであるとき）には、混気装置の吐出口とマンホールの排出口（自然流下管）との間に堰を設けることによって、混気装置の吐出口を水没させることが可能である。
【００１３】
この場合上記吸気管は、上記マンホール内の水位よりも上方位置で開口している、とすればよい。
【００１４】
これとは異なり、上記混気装置は、上記汚水に空気を混入させる本体部と、該本体部の下流側に設けられた吐出管部とを備え、上記吐出管部は、上向きに凸となった逆Ｕ字状部を有している、としてもよい。
【００１５】
こうすることによって、逆Ｕ字状部内において、上昇した水面を形成することができるため、吐出管部の吐出口を水没させた場合と同様に、混気装置において汚水に空気を混入した後、汚水と空気とが混合して嫌気化した汚水を好気化させるだけの時間が十分に確保される。
【００１６】
これとは異なり、上記混気装置は、上記汚水に空気を混入させる本体部と、該本体部の下流側に設けられた吐出管部とを備え、上記吐出管部は、空気中の酸素が汚水に溶解する長さ以上に設定されている、としてもよい。
【００１７】
こうすることによって、吐出管部の吐出口を水没させた場合と同様に、混気装置において汚水に空気を混入した後、汚水と空気とが混合し、空気中の酸素が汚水に溶解して嫌気化した汚水を好気化させるだけの時間が十分に確保されるため、硫化水素ガスの抑制効果が向上する。
【００１８】
上記圧送管の下流端が接続されるマンホールには、自然流下管が接続されており、上記混気装置の吐出管部は、上記自然流下管に向かって開口するように配設されている、とすることが望ましい。こうすることによって、遮集能力が低下せず、例えば溢水等が回避される。
【００１９】
上記圧送管は、その吐出口がマンホール内に開口しており、上記混気装置は、上記圧送管の吐出口に内挿される内挿部と、取付ブラケットと、を備えていて、上記内挿部が上記圧送管の吐出口に内挿された状態で、上記取付ブラケットを介してマンホールの内壁に着脱可能に固定されている、としてもよい。
【００２０】
つまり、上記混気装置を、既設の圧送管に後付け可能にしてもよい。また、混気装置を、取付ブラケットを介してマンホールの内壁に着脱可能に固定することによって、混気装置のメンテナンス性が向上する。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したように、本発明の下水システムによると、圧送管の下流端に設けた混気装置によって汚水に空気を混入させることにより、圧送管内で嫌気化した汚水を好気化して吐出することができる。また、除去薬品を使用しないため、下水システムのランニングコストが低減すると共に、環境負荷が少ない。その結果、低ランニングコストで、硫化水素ガスの発生を効果的に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２３】
（実施形態１）
図１は、圧送式の下水システムの概要図であり、同図において、符号１１は水中ポンプ２３，２３が設置されたポンプ場、１２は圧送先のマンホール、１３は上記ポンプ場１１とマンホール１２との間で地中に埋設されポンプ場１１からの汚水が圧送される（第１の）圧送管、１４は上記ポンプ場１１よりも上流側のポンプ場（図示省略）から汚水が圧送される（第２の）圧送管、１５は上記マンホール１２から下流に汚水を流す自然流下管である。
【００２４】
上記ポンプ場１１は、図２，３に示すように、地中に埋め込まれていて、その下端が閉塞される一方、上端が開口した有底筒状のマンホール本体部２１と、このマンホール本体部２１の上端開口を塞ぐマンホール蓋２２とで構成されている。そして、ポンプ場１１には、汚水を汲み上げて排出する水中ポンプ２３が、マンホール本体部２１の底部近傍に設置されており、この水中ポンプ２３は、逆止弁２４及び仕切弁２５を介して第１の圧送管１３に接続されている。尚、水中ポンプ２３、逆止弁２４及び仕切弁２５はそれぞれ、左右対称に２つずつ配置されており、同一の構造の部材については同一の符号を付す。
【００２５】
ポンプ場１１の内部にはまた、図示は省略するが、汚水の水位を検出するための水位計が設けられており、この水位計によって検出された水位に従って、水中ポンプの作動が制御される。つまり図２に示すように、漕内水位がポンプ起動水位Ｗ１に達すると、水位計からの出力信号を入力している図示省略の制御装置がそのことを検知し、水中ポンプ２３に対して起動指令を発する。それによって、各水中ポンプ２３は駆動を開始する。水中ポンプ２３の駆動によって、漕内水位がポンプ停止水位Ｗ２に達すれば、制御装置が水位計からの出力信号に基づいてそのことを検知し、水中ポンプ２３に対して停止指令を発する。それによって、各水中ポンプ２３は駆動を停止する。
【００２６】
そして、マンホール本体部２１に接続された第２の圧送管１４の下流端に、その第２の圧送管１４内を圧送された汚水に対し空気を混入させた後に吐出する混気装置３が設けられている。
【００２７】
混気装置３は、エゼクタ効果によって吸気管３１から吸引した空気を、微細気泡として汚水に混入させるように構成されており、上記混気装置３は、上記第２の圧送管１４の吐出口に設けられた先細ノズル３２と、先細ノズル３２の先端を覆うように設けられた中空の本体部３３と、本体部３３の下流側に取り付けられて微細気泡が混入した汚水を吐出する吐出管部３４と、を備えている（エゼクタ機構）。
【００２８】
上記吸気管３１は、上下方向に延びて配設されて、その下端が上記本体部３３の内部空間に開口しているのに対し、その上端開口は、少なくとも上記ポンプ起動水位Ｗ１よりも上方位置となるようにされている。
【００２９】
上記吐出管部３４は、本体部３３から下方に向かって延びた後に、その下端部が略水平方向に屈曲しており、その吐出口３４ａは、図２に示すように、上記ポンプ停止水位Ｗ２よりも下方位置となるようにされて吐出口３４ａが常時水没するようになっていると共に、図３に示すように、マンホール本体部２１の周壁に沿って汚水を吐出するようになっている（同図の矢印参照）。
【００３０】
この構成によると、上記第２の圧送管１４内において嫌気化した汚水は、上記混気装置３を通過して、マンホール本体部２１内に流入することになるが、上記混気装置３においては、先細ノズル３２によって汚水の流速が増大しかつ静圧が低下することに伴い、吸気管３１から本体部３３内に空気が吸引される。吸引された空気は、本体部３３内で微細気泡として汚水に混合され、汚水と共に吐出管部３４を介してマンホール本体部２１内に吐出される。
【００３１】
ここで、上記吐出管部３４の吐出口３４ａがマンホール本体部２１内で水没していることから、汚水に空気を混入した後、汚水と空気とが十分に混合して汚水が好気化する時間を確保することができ、硫化水素ガスの発生を効果的に抑制することができる。
【００３２】
また、マンホール本体部２１の周壁に沿って汚水を吐出することによって、マンホール本体部２１内を撹拌することができ、汚泥堆積の抑制効果も得られる。
【００３３】
このように、圧送管（第２の圧送管１４）の下流端に混気装置３を設けることによって、第２の圧送管１４で嫌気化した汚水を好気化して吐出することができ、硫化水素ガスの発生を効果的に抑制することができる。また、除去薬品を使用しないため、下水システムのランニングコストが低減すると共に、環境負荷が少ない。また、除去薬品を供給するための供給ポンプは不要であり、それの設置スペースを確保する必要もない。
【００３４】
特に上記混気装置３は、エゼクタ効果によって上記吸気管３１から吸引した空気を上記汚水に混入させるため、空気を汚水に混入させるための動力源が不要であり、小型化によりポンプ場１１内に容易に配置すること可能であると共に、受電が必要なくなりその設置が容易である上に、ランニングコストの低減化を図ることができる。
【００３５】
（実施形態２）
実施形態１は、混気装置３をポンプ場に設置した形態を示したが、実施形態２は、混気装置をポンプ場ではなく、圧送先のマンホール１２に配設した形態である。
【００３６】
図４は、実施形態２に係る下水システムにおけるマンホール１２を示しており、このマンホール１２には、上述したように、ポンプ場１１からの圧送管（第１の圧送管１３）が接続されると共に、自然流下管１５が接続されている。
【００３７】
そして、実施形態２においては、混気装置４が上記第１の圧送管１３の下流端に設けられている。この混気装置４は、実施形態１の混気装置３と同様に、第１の圧送管１３の吐出口に設けられた先細ノズル４２と、先細ノズル４２の先端を覆うように設けられた中空の本体部４３と、本体部４３に接続された吸気管４１と、本体部４３の下流側に取り付けられて微細気泡が混入した汚水を吐出する吐出管部４４と、を備えているが、実施形態１の混気装置３とは異なり、吐出管部４４が略水平方向に延びるように配設されている。
【００３８】
そして、上記マンホール１２内には、上記混気装置３と自然流下管１５との間に、堰６が介設されており、これによってマンホール１２内の水位を上昇させて、上記吐出管部４４の吐出口４４ａを水没させるようになっている。尚、吸気管４１の上端開口はその水位よりも上方になるようにされている。
【００３９】
この構成においても、上述したように、上記第１の圧送管１３内において嫌気化した汚水は、上記混気装置４において空気が混入された後にマンホール１２内に流入することになる。そのときに、上記吐出管部４４の吐出口４４ａが水没していることから、汚水に空気を混入した後、汚水と空気とが十分に混合して汚水が好気化する時間を確保することができ、硫化水素ガスの発生を効果的に抑制することができる。
【００４０】
また、上記混気装置４は、エゼクタ効果によって上記吸気管から吸引した空気を上記汚水に混入させるため、本実施形態の如く、ポンプ場１１から離れた場所であって受電設備の無い場所であっても設置が可能である点で有用である。
【００４１】
（変形例）
実施形態２においては、吐出管部４４の吐出口４４ａを水没させるために、マンホール１２内に堰６を設けたが、マンホール１２の大きさ等の制限により、その内部に堰６を設けることが困難な場合には、例えば図５に示すように、吐出管部５４の形状を変えることによって、水没させた場合と同様の効果が得られる。
【００４２】
つまり、図５に示す混気装置５では、その吐出管部５４が上方に凸となった逆Ｕ字状部５４ｂを有しており、これによって吐出管部５４内で本体部５３よりも上方に水面を形成する。これによって、吐出管部の吐出口を水没させた場合と同様に、汚水に空気を混入した後に嫌気化した汚水が好気化するまで時間を十分に確保することができる。尚、混気装置５の先細ノズル５２、吸気管５１、本体部５３の構成は、実施形態２の混気装置４のそれらと同じである。
【００４３】
尚、上記吐出管部５４の吐出口は、自然流下管１５に向かって開口していることが望ましい。そうすることによって、遮集能力の低下を防止することができる。
【００４４】
（実施形態３）
図６，７は、実施形態３に係る下水システムを適用したマンホール１２を示しており、この形態は、既設のマンホール及び圧送管（第１の圧送管１３）に対して混気装置を後付けする形態である。
【００４５】
同図において、符号７は混気装置であり、この混気装置７は、圧送管の吐出口に内挿される内挿部７２と、吸気管７１が接続された本体部７３と、吐出管部７４と、が一体に形成されている。
【００４６】
上記内挿部７２は、第１の圧送管１３の吐出口の周縁部に当接されるフランジと、第１の圧送管１３の内周面との間でシールをするシール部とを備えていると共に、その内部には、第１の圧送管１３の内径よりも縮小された縮径流路７２ａが形成されている。
【００４７】
上記吸気管７１は、上下方向に延びて配設されており、その下端が本体部７３の内部空間に開口している一方、その上端がマンホール１２内に開口している。そうして、上記縮径流路７２ａによって、汚水の流速を増大させて静圧を低下させ、吸気管７１から本体部７３内に空気を吸引する。
【００４８】
上記吐出管部７４は、その内部に比較的長い流路を有しており、これによって本体部７３において空気が混入された後、汚水と空気とが十分に混合し、空気中の酸素が汚水に溶解して嫌気化した汚水が好気化する時間を確保するようにしている。また、吐出管部７４は、図７に示すように、マンホール１２に接続された自然流下管１５に対して同軸となるように配設されており、これによって遮集能力の低下を防止している。
【００４９】
そして、上記本体部７３には、その両側外方に延びる取付ブラケット７５，７５が設けられており、このブラケット７５，７５が別のブラケット７６，７６にボルト結合されることによって、混気装置７がブラケット７５，７６を介してマンホール１２の周面に固定されるようになっている。
【００５０】
この構成においても、上述したように、上記第１の圧送管１３内において嫌気化した汚水は、上記混気装置７において空気が混入された後にマンホール１２内に流入することになる。そのときに、上記吐出管部７４の長さが比較的長いことから、汚水に空気を混入した後、汚水と空気とが十分に混合して汚水が好気化する時間を確保することができ、硫化水素ガスの発生を効果的に抑制することができる。
【００５１】
また、上記混気装置７は、エゼクタ効果によって上記吸気管から吸引した空気を上記汚水に混入させるため、本実施形態の如く、ポンプ場１１から離れた場所であって受電設備の無い場所であっても設置が可能である点で有用である。
【００５２】
さらに、上記混気装置７は、既設のマンホールに対して後付けすることが可能であると共に、ボルト結合によって固定されていることで着脱が可能であるため、メンテナンス性を向上させることができる。
【００５３】
（変形例）
実施形態３においては、吐出管部７４の長さを長くすることによって、汚水と空気とを混合させる時間を確保しているが、例えばマンホール１２の大きさ等の制約により、吐出管部７４の長さを確保することが困難な場合には、例えば図８に示すように、マンホール１２の上流側に中間マンホール１６を設け、そこに混気装置８を配設してもよい。そうすることによって、中間マンホール１６とマンホール１２との間で、十分な長さの吐出管部が形成されることになり、汚水と空気とを十分に混合して硫化水素ガスの発生を効果的に抑制することができる。
【００５４】
尚、実施形態１の如くポンプ場１１に混気装置３を設置すると共に、実施形態２又は３の如く、圧送先のマンホール１２に別の混気装置４，５，７，８を設置してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
以上説明したように、本発明は、圧送管の下流端において汚水に空気を混入することによって硫化水素ガスの発生を抑制することができるため、硫化水素ガスの発生し易い圧送式の下水システムについて有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】圧送式の下水システムを示す概略図である。
【図２】実施形態１に係る下水システムが適用されたポンプ場を示す縦断面図である。
【図３】同ポンプ場の横断面図である。
【図４】実施形態２に係る下水システムが適用されたマンホールを示す縦断面図である。
【図５】実施形態２の変形例に係る下水システムが適用されたマンホールを示す縦断面図である。
【図６】実施形態３に係る下水システムが適用されたマンホールを示す縦断面図である。
【図７】同マンホールを示す横断面図である。
【図８】実施形態３の変形例に係る下水システムを示す概略図である。
【符号の説明】
【００５７】
３，４，５，７，８  混気装置
１１  ポンプ場
１２  マンホール
１３  第１の圧送管
１４  第２の圧送管
１５  自然流下管
１６  中間マンホール
３１，４１，５１，７１  吸気管
３２，４２，５２  先細ノズル
３３，４３，５３，７３  本体部
３４，４４，５４，７４  吐出管部
３４ａ，４４ａ  吐出口
７２  内挿部
７２ａ  縮径流路
７５  取付ブラケット
【図１】
2006342548.tif 000003
【図２】
2006342548.tif 000004
【図３】
2006342548.tif 000005
【図４】
2006342548.tif 000006
【図５】
2006342548.tif 000007
【図６】
2006342548.tif 000008
【図７】
2006342548.tif 000009
【図８】
2006342548.tif 000010