(57)【要約】下水道システムからの過剰な廃水を処理するための廃水処理システムは、下水道システムから過剰な廃水を受けるように構成されている第１及び第２の部分を有するコンテナと、コンテナの第２部分に配置されたほぼ水平方向を向いているスクリーン装置とを具える。システムはさらに、廃水の中へ処理剤を添加する処理剤ディスペンサと、コンテナの第２部分と液通している流出水排出路とを具える。十分な降雨事象の間は、廃水は下水道システムからコンテナへ、スクリーン装置を通って、それから流出水排出路へと流れ、廃水がコンテナの第１部分を通ってほぼ第１方向に流れ、次いでコンテナの第２部分を通って第１方向と異なる第２方向にほぼ流れる。処理剤ディスペンサは処理剤を添加して、廃水の少なくとも一部を十分に殺菌するように動作する。【選択図】図５
2008542019.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下水道システムからの過剰な廃水を処理するための廃水処理システムにおいて、当該廃水処理システムが：
前記廃水の中へ処理剤を添加する処理剤ディスペンサと；
前記下水道システムから過剰な廃水を受けるように構成されているコンテナであって、それぞれ上側端部と下側端部とを有し、下側端部同士が相互に連結されている第１及び第２の部分を有する前記コンテナと；
前記コンテナの前記第２部分に配置されたほぼ水平方向を向いているスクリーン装置と；
前記コンテナの前記第２部分と液通している流出水排出路とを具え；
十分な降雨事象の間は、前記廃水が前記下水道システムから前記コンテナの第１部分の前記上側端部へ、前記コンテナの第１及び第２の部分、および前記スクリーン装置を通って、次いで前記流出水排出路へと流れ、前記廃水が前記コンテナの前記第１部分を通ってほぼ第１方向に流れ、次いで前記コンテナの前記第２部分を通って前記第１方向と異なる第２方向にほぼ流れ、降雨事象の間に、前記処理剤が前記廃水と十分に接触時間をもって少なくとも部分的に前記廃水を殺菌することを特徴とする廃水処理システム。
【請求項２】
請求項１に記載の前記システムにおいて、前記スクリーン装置が前記第２方向と交差する方向をほぼ向いていることを特徴とするシステム。
【請求項３】
請求項１に記載の前記システムにおいて、前記スクリーン装置が複数のスクリーンと前記スクリーンを支持するためのバッフル壁とを具え、当該バッフル壁が前記廃水によって運ばれた固体物を捕捉するための前記スクリーン上に延在している隆起した部分を具えることを特徴とするシステム。  
【請求項４】
請求項１に記載の前記システムがさらに、前記スクリーン装置上であり前記第１及び第２の部分との間に設置されている余水吐ゲートを具え、前記余水吐ゲートが廃水を前記スクリーン装置を迂回させて前記流出水路へ流すように動作することを特徴とするシステム。
【請求項５】
請求項１に記載の前記システムにおいて、前記コンテナが、上側端部と下側端部とを有する第３部分と、前記第３部分と前記第１部分との間に配置したデバイダとを具え、前記第３部分が前記第１部分の前に前記下水道システムからの前記過剰な廃水を受けるように構成されており、前記デバイダは、前記第３部分の許容量を越えると、廃水を前記第３部分から、前記デバイダを越えて前記第１部分へと流すように構成されていることを特徴とするシステム。
【請求項６】
請求項１に記載の前記システムにおいて、前記コンテナがシャフト構造を具え、前記第１及び第２部分が前記シャフト構造の第１及び第２水路として形成されていることを特徴とするシステム。
【請求項７】
前記シャフト構造がほぼ垂直方向を向いていることを特徴とする請求項６に記載の前記システム。
【請求項８】
請求項６に記載の前記システムにおいて、前記第１及び第２水路が互いに隣接して配置され、デバイダによって分離されていることを特徴とするシステム。
【請求項９】
前記シャフト構造の直径が少なくとも１０フィートであることを特徴とする請求項６に記載の前記システム。
【請求項１０】
請求項６に記載の前記システムにおいて、前記シャフト構造が少なくとも１分あたり２，０００ガロンの流量に適応するように構成されていることを特徴とするシステム。  
【請求項１１】
請求項１に記載の前記システムにおいて、前記第１及び第２の部分が互いに間隔をあけて設けられており、前記コンテナがさらに前記第１及び第２の部分との間に延在している連絡水路を具えることを特徴とするシステム。
【請求項１２】
請求項１１に記載の前記システムにおいて、第１及び第２の部分がそれぞれ第１及び第２のシャフト構造を具え、前記連絡水路が容積を規定し、そして各シャフト構造が前記連絡水路の前記容積より大きいシャフト容積を規定することを特徴とするシステム。
【請求項１３】
請求項１１に記載の前記システムにおいて、前記第１及び第２の部分を通るフロー時間が前記連絡水路を通る前記フロー時間の少なくとも２倍であることを特徴とするシステム。
【請求項１４】
下水道システムからの過剰な廃水を処理するための方法であって、前記方法が：
コンテナの第１部分に前記下水道システムからの前記過剰な廃水を受けるステップであって、前記コンテナがさらに第２部分を具え、各部分が上側端部と下側端部とを有し、前記下側端部同士が相互に連結されているステップと；
前記廃水を前記第１部分を通ってほぼ第１方向に流し、次いで前記第２部分を通ってほぼ第２方向に流し、前記廃水が前記第２部分に配置されたほぼ水平方向を向いているスクリーン装置を通って流れるようにするステップであって、前記第２方向は前記第１方向と異なるステップと；
前記廃水に処理剤を投入して前記廃水を殺菌するステップと；
前記廃水の一部を前記第２部分から前記第２部分と液通している流出水排出路へ流すステップとを具え；
前記システムが、標準的な過剰な廃水事象の間に、前記処理剤が前記廃水と十分な接触時間をもつ大きさであり、前記流出水排出路から排出する前に前記廃水を十分に殺菌することを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の前記方法がさらに、前記コンテナの前記第１部分で前記廃水を受ける前に、前記コンテナの第３部分で前記下水道システムからの前記過剰な廃水を受けるステップと、前記第３部分の許容量を超えると、前記廃水を前記コンテナの前記第１と第３部分との間に設置されているデバイダを越えて流すステップとを含むことを特徴とする方法。
【請求項１６】
前記スクリーン装置が前記第２方向と交差する方向をほぼ向いていることを特徴とする請求項１４に記載の前記方法。
【請求項１７】
請求項１４に記載の前記方法において、前記スクリーン装置が複数のスクリーンと前記スクリーンを支持するためのバッフル壁とを具え、当該バッフル壁が前記廃水によって運ばれた固体物を捕捉するための前記スクリーン上に延在している隆起した部分を具えることを特徴とする方法。
【請求項１８】
請求項１４に記載の前記方法において、前記コンテナがシャフト構造を具え、前記第１及び第２部分が前記シャフト構造の第１及び第２水路として形成されていることを特徴とする方法。
【請求項１９】
請求項１４に記載の前記方法において、前記第１及び第２の部分が互いに間隔をあけて設けられており、前記コンテナがさらに前記第１及び第２の部分との間に延在している連絡水路を具えることを特徴とする方法。
【請求項２０】
請求項１４に記載の前記方法において、前記廃水を受けるステップが少なくとも１分あたり２，０００ガロンの流量の廃水を受けるステップを具えることを特徴とする方法。
【請求項２１】
下水道システムからの過剰な廃水を処理するための廃水処理システムであって、前記廃水処理システムが：
前記下水道システムからの過剰な廃水を受けるように構成されているほぼ垂直方向を向いている第１シャフト構造と；
前記第１シャフト構造から間隔をあけて設けられたほぼ垂直方向を向いている第２シャフト構造と；
前記シャフト構造の下側端部近くで前記シャフト構造の間に延在している連絡水路と；
前記第２シャフト構造と液通している流出水路と；
前記廃水の中へ処理剤を添加する処理剤ディスペンサとを具え；
十分な降雨事象の間は、前記廃水が前記下水道システムから前記第１シャフト構造へ流れ、次いで前記連絡水路と前記第２シャフト構造を通って、前記流出水路へと流れ、前記シャフト構造を通るフロー時間が前記連絡水路を通る前記フロー時間より長く、そして前記処理剤ディスペンサが前記処理剤を前記廃水へ添加して前記廃水の少なくとも一部を十分に殺菌するように動作することを特徴とするシステム。  
【請求項２２】
請求項２１に記載の前記システムにおいて、前記連絡水路が容積を規定し、そして各シャフト構造が前記連絡水路の前記容積より大きいシャフト容積を規定することを特徴とするシステム。
【請求項２３】
請求項２１に記載の前記システムにおいて、前記第１シャフト構造が第１水力直径を有し、前記第２シャフト構造が前記第１水力直径より大きい第２水力直径を有することを特徴とするシステム。  
【請求項２４】
請求項２１に記載の前記システムにおいて、前記シャフト構造を通るフロー時間が前記連絡水路を通る前記フロー時間の少なくとも２倍であることを特徴とするシステム。
【請求項２５】
請求項２１に記載の前記システムにおいて、各シャフト構造を通る前記フロー時間が前記連絡水路を通る前記フロー時間の少なくとも２倍であることを特徴とするシステム。  
【請求項２６】
請求項２１に記載の前記システムにおいて、前記シャフト構造が少なくとも１分あたり２，０００ガロンの流量に適応するように構成されていることを特徴とするシステム。
【請求項２７】
下水道システムからの過剰な廃水を処理するための方法であって、前記方法が：
ほぼ垂直方向を向いている第１シャフト構造に前記下水道システムからの前記過剰な廃水を受けるステップと；
前記廃水を前記第１シャフト構造を通ってほぼ第１方向に流し、次いで前記第１シャフト構造と液通している連絡水路を通って、次いで前記第１シャフト構造から間隔をあけて設けたほぼ垂直方向に向いている第２シャフト構造を通ってほぼ第２方向に流すステップであって、前記第２方向が前記第１方向と異なるステップと；
前記廃水の少なくとも一部を十分に殺菌するように前記廃水へ処理剤を添加するステップと；
前記処理剤を添加するステップの後に、前記廃水の一部を前記第２シャフト構造から、前記第２シャフト構造と液通している流出水路へ流すステップとを具え；
前記シャフト構造を通るフロー時間が前記連絡水路を通るフロー時間より長いことを特徴とする方法。
【請求項２８】
請求項２７に記載の前記方法において、前記連絡水路が容積を規定し、そして各シャフト構造が前記連絡水路の前記容積より大きいシャフト容積を規定することを特徴とする方法。
【請求項２９】
請求項２７に記載の前記方法において、前記第１シャフト構造が第１水力直径を有し、前記第２シャフト構造が前記第１水力直径より大きい第２水力直径を有することを特徴とする方法。  
【請求項３０】
請求項２７に記載の前記方法において、前記シャフト構造を通る前記フロー時間が前記連絡水路を通る前記フロー時間の少なくとも２倍であることを特徴とする方法。  
【請求項３１】
請求項２７に記載の前記方法において、各シャフト構造を通る前記フロー時間が前記連絡水路を通る前記フロー時間の少なくとも２倍であることを特徴とする方法。
【請求項３２】
請求項２７に記載の前記方法において、前記廃水を受ける前記ステップが少なくとも１分あたり２，０００ガロンの流量の廃水を受けるステップを具えることを特徴とする方法。  
【請求項３３】
下水道システムから過剰な廃水を受けるための廃水収容システムであって、前記廃水収容システムが：
前記下水道システムから過剰な廃水を受けるように構成されているほぼ垂直方向に向いているシャフト構造であって、水力直径及び前記水力直径の少なくとも５０％より大きい高さとを有するシャフト構造と；
前記シャフト構造と液通している流出水路とを具え；
十分な降雨事象の間は、前記過剰な廃水が前記下水道システムから前記シャフト構造へ流れ、前記シャフト構造が規定の満水レベルに達すると、前記廃水が前記シャフト構造を横切って、前記流出水路へ流れることを特徴とするシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば合流式下水道システム又は汚水管渠システムなどの下水道からの過剰な廃水を処理するためのシステムと方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
合流式下水道システムは汚水と流出雨水を通すように設計されている下水道システムである。そのような汚水および／または流出雨水は廃水と呼ばれる。日照りの状態などの通常の状態の間は、廃水は、合流式下水道システムによって廃水処理施設へ運ばれ、廃水が排出される前に処理される。降雨事象の間は、しかしながら、廃水の流量は処理施設の処理能力を越えることがある。このような場合、オーバーフロー廃水は処理施設が過剰な廃水を処理できるようになるまで、一又はそれ以上の貯留池又はトンネルに回される。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本発明の一態様によると、下水道システムからの過剰な廃水を処理するための廃水処理システムが提供される。システムは廃水の中へ処理剤を添加する処理剤ディスペンサと、下水道システムから過剰な廃水を収容するように構成されているコンテナとを具える。コンテナはそれぞれ上側端部と下側端部とを有し、下側端部同士が相互に連結されている第１及び第２の部分を有する。システムはさらに第２部分に配置されたほぼ水平方向を向いているスクリーン装置と、コンテナの第２部分と液通している流出水排出路を具える。十分な降雨事象の間は、廃水は下水道システムからコンテナの第１部分の上側端部へ、コンテナの第１及び第２の部分およびスクリーン装置を通って、それから流出水排出路へと流れ、廃水がコンテナの第１部分を通ってほぼ第１方向に流れ、次いでコンテナの第２部分を通って第１方向と異なる第２方向にほぼ流れる。このシステムは、降雨事象の間、処理剤が廃水と十分に接触時間をもって少なくとも部分的に廃水を殺菌するように構成されている。
【０００４】
システムおよび方法を含めて本発明の他の態様が、下記の詳細な記述に開示されている。本発明による例示的な実施形態が図説され、開示される一方で、そのような開示はクレームに限定して解釈されるべきではない。様々な修正や代替的な設計が本発明の範囲から外れることなくなされることは自明である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
図１は、下水道システム１２からの過剰な廃水を処理するための本発明による廃水処理システム１０を示す。下水道システム１２は例えば汚水及び流出雨水を通すように設計されている合流式下水道、又は降雨事象の間の増加した流れを通す汚水管渠システムでもよい。このような汚水管渠システムは、汚水管渠システムへの雨水の浸入により増加した流れを通す。この態様で使われる「廃水」という用語は汚水および／または流出雨水を意味する。
【０００６】
廃水処理システム１０は分岐チャンバ１３と、例えば下水道システム１２からの廃水オーバーフローなどの過剰な廃水を受けるための支流水路１４とを具える。処理システム１０は、さらに、支流水路１４に液通しているシャフト構造１６などの第１のコンテナと、このシャフト構造１６への液通を止めることができるトンネル１８などの第２のコンテナとを具える。
【０００７】
図１及び図２を参照すると、シャフト構造１６はバッフル壁などのデバイダ２４によってそれぞれ分割された第１及び第２の水路２０と２２などの第１及び第２の部分とを具える。一の実施形態では、シャフト構造１６は実質的に又は完全に地下に埋められて配置され、ほぼ垂直方向を向いている。例えば、シャフト構造１６及び水路２０と２２は垂直線と一致するもしくは、垂直線に対してある角度で延在する縦軸を有する。
【０００８】
図２に示した実施形態では、デバイダ２４は概して直立した構造であり、シャフト構造１６の外壁２６に取り付けられている。その上、シャフト構造１６はデバイダ２４を支持することに役立ち、第１水路２０を二つの水路２０ａと２０ｂに分ける追加のバッフル壁２５を具えていてもよい。代替的に、デバイダ２４はシャフト構造１６の内部を容積が同じ、又は異なる二又はそれ以上の部分へ分ける好適な構成を有してもよい。例えば、デバイダ２４はほぼＶ字型、ほぼＵ字型、又はほぼ円形の水平断面を有するバッフル壁でもよい。加えて、デバイダ２４はシャフト構造１６の底近くで廃水が第１水路２０から第２水路２２へ通過するように構成されている。例えば、デバイダ２４はシャフト構造１６の底の上で終端していてもよく、又はシャフト構造１６の底近くに開口部を有していてもよい。
【０００９】
本発明の一の実施形態では、シャフト構造１６は直径１０乃至２００フィートの範囲のほぼ円形の水平断面を有する。代替的に、シャフト構造１６は例えば六角形、八角形、楕円形、又は長方形など好適な形状を規定し、例えば５乃至２００フィートの範囲の水力直径など好適な水力直径の断面を有してもよい。加えて、シャフト構造１６は例えば３０乃至２００フィートの範囲のほぼ垂直な長さなどの好適な長さを有してもよい。さらに、シャフト構造１６は、コンクリート又はスチールなどその他のあらゆる好適な材料で作ることができる。例えば、シャフト構造１６は密閉した関係で相互に積み重ねられている複数のコンクリート環を具えていてもよい。
【００１０】
トンネル１８は特定のアプリケーションに必要とされるあらゆる好適な大きさを有することができる。例えばトンネル１８は、４乃至３０フィートの範囲の直径と０．５乃至１０マイルの範囲の長さを有していてもよい。さらに、トンネル１８はコンクリート又はスチールなどその他の好適な材料から構成されていてもよい。
【００１１】
処理システム１０は、また、過剰な廃水を処理するように例えば塩素や塩素を含む液剤などの処理剤を過剰な廃水へ投入する又は別の方法で添加するための処理剤投入システム２７などの処理剤ディスペンサも具えている。例えば、処理剤は過剰な廃水の殺菌に用いられる次亜塩素酸ナトリウムの殺菌剤溶液でもよい。処理剤投入システム２７は過剰な廃水と処理剤を混合するために投入地点で又は投入地点近くに配置した混合機（図示せず）を具えていてもよい。混合機は例えば、バブラおよび／または機械的混合機を具えてもよい。
【００１２】
例えばコントローラ２８などのコンピュータ制御システムは、処理剤の添加を制御するために処理剤投入システム２７に連通している。コントローラ２８は、支流水路１４に配置されている流量センサ３０、トンネル１８に配置されている流体レベルセンサ、及びトンネル１８への流れを止める自動式ゲート３４にもまた連通している。コントローラ２８はどの好適な位置に配置されてもよいが、図１に示す実施形態ではコントローラ２８はシャフト構造１６の近くに配置されている。
【００１３】
流出水路３６はシャフト構造１６の第２水路２２に液通している。流出水路３６は処理した廃水を処理システム１０から川３８やその他の受水域など他の好適な領域へ排出するのに用いてもよい。
【００１４】
図１乃至７を参照すると、処理システム１０の動作を詳細に述べる。日照りの状態の間などの通常の動作状態下では、図１に示すように、廃水は下水道システム１２の幹線下水道４０を通って遮集管渠４２へと流れる。遮集管渠４２は廃水を廃水処理プラント（図示せず）などの処理施設へ通す。十分な降雨事象の間は、幹線下水道４０からの流れは遮集管渠４２の許容量を超過し、過剰な廃水が支流水路１４へと流れる。図３に示すように、例えば過剰な廃水は分岐チャンバ１３の中の堰４４を越えて支流水路１４へと流れることがある。有利なことに、処理システム１０は１分あたり２，０００乃至１，５００，０００ガロンの範囲の流量といった比較的大きい流量を処理するように構成することができる。
【００１５】
過剰な廃水は、支流水路１４および／またはシャフト構造１６に設置された、例えば傾斜した、垂直なおよび／または水平なスクリーンなどの一又はそれ以上のスクリーン４６を通って流れ、浮遊性の物質および／または懸濁物質を過剰な廃水から除去するようにする。次に、図３を参照すると、第１の量の過剰な廃水は第１水路２０を通ってトンネル１８への流れが止められるまで、トンネル１８へ流れる。図４に示すように、トンネル１８に収容された過剰な廃水が既定のレベルに達してゲート３４が自動的に閉じると、トンネル１８への流れが止められる。その他の例として、トンネル１８が許容量に達するときトンネル１８への流れを止めらるようにしてもよい。トンネル１８への流れが止められると、ある一定量がトンネル１８へ流れ続けるように廃水をトンネル１８からポンプで汲み出すようにしてもよい。別の方法では、トンネル１８への流れを止めることができる。
【００１６】
図４を参照すると、トンネル１８への流れが止められる直前に、コントローラ２８によって処理剤投入システム２７が過剰な廃水の中へ処理剤の投入を開始するようにしてもよい。この処理剤は、過剰な廃水１リットルあたり１０乃至２５ミリグラムの範囲で処理剤レベルを達するのに十分な率などあらゆる好適な率で投入することができる。処理剤投入システム２７の混合機は過剰な廃水と処理剤の混合を強化するのに用いることもできる。そのような混合機は例えば処理剤投入地点で、および／または処理剤投入地点の下流側に設置することができる。
【００１７】
代替的に、処理剤の投入は例えば流れが遮集管渠４２の許容量を超過してすぐ、又はその後いずれかの時点などの好適な時間に開始することができる。さらに、処理剤の投入は例えばシャフト構造１６の上流側および／またはシャフト構造１６の内などの好適な地点で生じるようにしてもよい。例えば、処理剤の投入は過剰な廃水と処理剤との混合を促進するように堰４４の上流で生じるようにしてもよい。
【００１８】
降雨事象が続く場合に、過剰な廃水はシャフト構造１６が許容量に達するまで第１水路２０を通り、デバイダ２４の下を流れ、第２水路２２へ流れる。最終的に、降雨事象が続く場合は、図５に示すように、処理された過剰な廃水は流出水路３６へ流れ、次いで川３８へ流れる。
【００１９】
処理システム１０はさらに、処理された過剰な廃水から浮遊物および／または懸濁物質を除去するために、シャフト構造１６の第２水路２２に配置された例えば傾斜した、垂直なおよび／または水平なスクリーンなどの一又はそれ以上のスクリーン４８、および／または、流出水路３６に配置された例えば傾斜した、垂直なおよび／または水平なスクリーンなどの一又はそれ以上のスクリーン５０を具えていてもよい。このようなスクリーン４８および／または５０は支流水路１４および／または第１水路２０に設置されたスクリーン４６の代替として、またはこれに加えて設けることができる。
【００２０】
図８乃至１３に示す実施形態では、シャフト構造１６の第２水路２２に設けられているスクリーン４８は、第２水路２２の上側端部の近くに位置するほぼ水平方向を向いたスクリーン装置５２内に設けられている。スクリーン装置５２は、維持管理および／または修理用にスクリーン装置５２の分解及び再度の組み立てを容易にするモジュラー構造を有してもよい。例えば、一又はそれ以上のスクリーン４８を互いに連結してスクリーンユニット５４を形成し、スクリーンユニット５４はスクリーンユニット５４の間に延在するバッフル壁や梁５６などの一又はそれ以上のほぼ水平な支持部材を具える支持構造によって支持するようにしてもよい。一の実施形態では、各スクリーン４８はスクリーンモジュールと呼ばれることもあり、長さ約４．３フィート、幅約４．０フィート、及び高さ約１．４フィートであり、最大５個までのスクリーン４８が互いに連結されてスクリーンユニット５４を形成している。代替的に、各スクリーン４８は好適な大きさと形状を有していてもよい。例えば、各スクリーン４８は４乃至２５フィートの範囲の長さ、３乃至５フィートの範囲の幅、及び１乃至３フィートの範囲の高さを有していてもよい。
【００２１】
各スクリーン４８は３１６ステンレススチールなどの好適な材料で構成することができる。さらに、スクリーン４８は、例えば４ミリメートル（ｍｍ）乃至２インチの範囲の開口部などの好適な大きさの開口部を提供するように設計されてもよい。一の実施形態では、各スクリーン４８が５ｍｍの開口部を具えるバースクリーンとして構成されている。好適なスクリーン４８はカリフォルニア州、モーガンヒルのＣＤＳ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社から入手可能である。
【００２２】
梁５６は例えばコンクリートおよび／またはスチールなどの好適な材料で構成することができる。さらに、梁５６はシャフト構造１６と一体的に形成されていてもよい。
【００２３】
スクリーン装置５２は、さらに、スクリーン４８からスクリーニングと呼ばれる物質を除去するためのレーキシステム５８などの洗浄システムを具えている。レーキシステム５８は各スクリーン４８又はスクリーンユニット５４のための例えばコーム、ブラシおよび／またはスクレーパなどの一又はそれ以上のクリーニング部材６０を具えてもよい。クリーニング部材６０は交差したブレースによって互いに連結されてもよく、クリーニング部材６０の上に取り付けられた水圧シリンダ又はラムなどのあらゆる好適な方法で駆動することができる。その他の例として、クリーニング部材６０は水圧で又はあらゆる好適な方法によって駆動する回転部材であってもよい。図１３に示すように、クリーニング部材６０がコームとして構成されている場合、例えばクリーニング部材６０はスクリーン材の上に位置し、スクリーン材を通り抜けてもよい。その他の例として、クリーニング部材６０をスクリーン材の下に位置するスクレーパとして構成してもよい。
【００２４】
シャフト構造１６の第２水路２２を通るほぼ上方へのフローパターンは標準的な合流式下水道オーバーフロー（ＣＳＯ）設備に用いられている通常のスクリーンタイプと比較してスクリーン４８にかかる負荷を減らすことができる。第２水路２２を通るフローパターンによって、梁５６の隆起した部分６２の後ろで浮遊物を捕捉することができ、この部分６２は、図１１及び図１２に示すように、スクリーン４８に対して隆起している。さらに、レーキシステム５８によってスクリーン４８から除去したスクリーニングも、梁５６の隆起した部分６２の後ろで捕捉することができる。更に、重い固体物は水路２０と２２の底に沈殿させてもよい。
【００２５】
梁５６の隆起した部分６２はあらゆる好適な構造を有することができる。例えば、隆起した部分６２の底部表面はスクリーン４８の約６乃至６０インチ上に延在している。加えて、隆起した部分６２は例えば２乃至２０フィートの範囲の幅などの好適な幅を有している。
【００２６】
５ｍｍの開口部を具える水平なレーキバースクリーンとして構成されるスクリーン４８への負荷は、例えば、シャフト構造１６を通るフローパターンによって約７０％程度へ減らすことができることは自明である。支流のスクリーニングの約７０％が１）浮いて梁５６の後ろに留まっているか、又は２）シャフト構造１６の内に沈殿するか、どちらかであることも自明である。
【００２７】
スクリーン装置５２は垂直なレーキバースクリーンなどの傾斜した又は垂直なスクリーンより優れたいくつかの利点を提供する。例えば、スクリーン装置５２は以下のものを提供することができる：１）最小の損失水頭で最大のオーバーフロー容量とする；２）スクリーンを収容するための大きな地上の建物の必要性を減らす；３）全事象で利用される全スクリーンフィールドが可能であり、より小さな事象の間の有効スクリーン負荷を減らす；及び４）スクリーン４８を通る上方への流れによって、比較的低くそして均一な水量負荷速度によりスクリーンへの接近速度を低くし、スクリーンフィールドへの衝撃を減らす。さらに、スクリーニングはスクリーン４８の近くに設置された専用の貯留池内で収集してもよく、例えば廃水処理プラントでの処理のために遮集管渠４２へ逆流する。
【００２８】
スクリーン装置５２はあらゆる好適なスクリーン速度（スクリーン４８の開口した空間を通る水の流速）を提供するように構成できる。例えば、スクリーン装置５２は最大流速に対して４インチの最大のスクリーン損失水頭で、現存の工業的手法（全スクリーン４８に対して２５％の障害要因をとる）に合致する３フィート／秒以下のスクリーン速度を達成するように設計することができる。
【００２９】
図８及び９に示すように、非常事象では、余水吐ゲート６４を設けて流れがスクリーン４８を迂回するようにしてもよい。この緊急用余水吐ゲート６４は、例えば、デバイダ２４内の梁５６の上に設置してもよい。余水吐ゲート６４は重力および／または水圧などのあらゆる好適な方法で開くことができる。その他の例として、余水吐ゲート６４は、機械的に動作する又は通常の電源及びバックアップ電源の両方によって電力が供給されるレベルセンサ、コントロールパネル、および／またはアクチュエータを使用して自動的に開くようにしてもよい。余水吐ゲート６４の開放に電力を使用する場合、通常の電力が失われたときにバックアップ電源への切換が自動的に生じるようにしても良い。
【００３０】
図５を参照すると、処理システム１０を、過剰な廃水が処理剤投入地点から流出水路３６からの排出地点へ連続的に流れるときに、処理剤と過剰な廃水との間に十分な接触時間が生じるように構成して、過剰な廃水の例えばバクテリアの殺菌など十分な殺菌が排出地点で行われるようにする。例えば、糞便性大腸菌の平均レベルが過剰な廃水１００ミリリットルあたり４００カウントよりも少ない場合又はその他の好適なレベルにある場合、十分な殺菌を達成できる。
【００３１】
本発明の一の実施形態では、設計洪水流量に対して全体の接触時間が１０乃至３０分の範囲になるように処理システム１０を構成することができるこの時間は、支流水路１４、シャフト構造１６および／または流出水路３６で生じる接触時間を含んでいてもよい。代替的に、処理システム１０を、例えば１０分よりも少ないあるいは３０分よりも多い接触時間といった好適な接触時間を提供するように構成して、望ましい殺菌レベルを達成するようにしてもよい。接触時間の全てではない場合、大部分の接触時間をシャフト構造１６によって提供することができる。これは、シャフト構造１６を通る過剰な廃水の流れを遅らせるように構成されている。この遅れは例えば、過剰な廃水を第１水路２０を通って下側などの第１方向にほぼ流し、次いで第２水路２２を通って、上側などの第２方向にほぼ流すことによって達成される。本発明の一の実施形態では、シャフト構造１６は１分あたり５，０００乃至１，５００，０００ガロンの範囲の支流水路１４への流量に対し、１秒あたり０．０５乃至１．０フィートの範囲の第２水路２２の上方向への流速を提供するように構成することができる。
【００３２】
過剰な廃水が第１水路２０を通って流れるとき、スクリーン４６によって捕捉されない浮遊性の物質が第１水路２０の上端部に残る。さらに、過剰な廃水がシャフト構造１６を通って第１水路２０から第２水路２２へ流れるとき、スクリーン４６によって除去されない比較的重い固体物はシャフト構造１６の底に沈殿する。
【００３３】
処理システム１０は過剰な廃水を川３８又は他の好適な領域へ排出する前に、過剰な廃水の脱塩素処理を行うように構成してもよい。例えば、図５を参照すると、処理システム１０は例えば硫酸塩などの脱塩素処理剤を流出水路３６へ添加するための脱塩素処理剤投入システム６６などの脱塩素処理剤ディスペンサを具えてもよい。脱塩素処理剤が好適な地点で添加されるように、脱塩素処理剤投入システム６６をコントローラ２８によって、又は他の好適な手段によって制御するようにしてもよい。脱塩素処理はあったとしても長い接触時間を必要としないので、脱塩素処理剤は流出水路３６の排出地点近くで流出水路３６へ添加することができる。
【００３４】
降雨事象が弱まると、遮集管渠４２の許容量をもはや超過しなくなり、シャフト構造１６への流れが止まる。図６を参照すると、遮集管渠４２又はほかの好適な水路が排水流量を受け入れる許容量を有する場合に、トンネル１８及びシャフト構造１６の排水を開始できる。この排水過程はスクリーン４６、４８、及び５０によって回収した全ての物質をシャフト構造１６の中へ処分したら開始するようにしてもよい。例えば、回収した物質はスクリーン４６、４８、及び５０からコームで梳いたり、ブラシをかけたり、又はその他の方法で掻き落とすようにしてもよい。代替的に、このような物質をスクリーン４６、４８、及び５０から除去して、他のところで処理するようにしてもよい。次いでトンネル１８と液通している排水ポンプステーション６８をシャフト構造１６及びトンネル１８から排水するために用いることができる。ポンプステーション６８を用いて過剰な廃水をトンネル１８から遮集管渠４２および／またはその他の好適な水路へ汲み出して、過剰な廃水を廃水処理プラント（図示せず）へ送るようにしてもよい。
【００３５】
図７を参照すると、流水式洗浄事象が所望される場合、トンネル１８を流水で洗浄するためにシャフト構造１６に所定量の過剰な廃水を保持するようにしてもよい。例えば、トンネル１８から排水する前にゲート３４を閉じることによって、シャフト構造１６を完全に排水することなくトンネル１８を排水することができる。次いでゲート３４を開いてシャフト構造１６に収容されている過剰な廃水がトンネル１８を通って流水洗浄をするようにしてもよい。
【００３６】
シャフト構造１６は垂直方向の比較的遅い流速を提供するように構成できるため、シャフト構造１６によって生じる損失水頭は比較的小さくすることができる。例えば、少なくとも１分あたり１００，０００乃至１０，０００，０００ガロン又はそれ以上を処理することが可能なシステムにおいて、シャフト構造１６に関する損失水頭は３フィートより少なくてもよく、特に１フートより少なくてもよい。結果として、支流水路１４と流出水路３６との間の落差を比較的小さくすることができる。結果的に流量と下水道システム１２によって提供される利用可能な上部に応じて、処理システム１０を重力送りシステムとして稼働させてもよく、この場合、過剰な廃水はポンプで汲み出す必要なくシャフト構造１６を通って流出水路３６の外へと流れる。さらに、シャフト構造１６を通る低流速によって固体物をシャフト構造１６の底に沈殿させることができる。代替的に、処理システム１０は第２水路２２から流出水路３６へと過剰な廃水を汲み出すためのポンプ７０を具えてもよい。
【００３７】
さらに、シャフト構造１６は大きなサイズでもよいので、シャフト構造１６はサージ保護を提供することができる。特に、トンネル１８が満たされている間に発生するサージエネルギィはシャフト構造１６内で効率的に放散される。更に、シャフト構造１６はサイズが大きくてもよいので、過剰な廃水がシャフト構造１６を通ってトンネル１８へ流れるとき、シャフト構造１６が空気抜きを提供することもできる。
【００３８】
トンネル１８への流れが止められると、過剰な廃水の流れは第１水路２０と第２水路２２へ分かれるので、トンネル１８に収容されている第１の量の過剰な廃水を移動させることなくシャフト構造１６を通る流れが生じる。このように総浮遊固体物を高い割合で有する第１の量の過剰な廃水又は「第１の流水」は、オーバーフロー事象の間にトンネル１８に収容することができる。さらに、第１の量の過剰な廃水は川３８へ排出される必要がないので、第１の量の過剰な廃水は処理剤で処理する必要がない。従って、処理剤の投入は川３８へのオーバーフローをもたらす降雨事象にのみ限ることができる。代替的に、第１の量の過剰な廃水を処理剤で処理するようにしてもよい。
【００３９】
処理システム１０は、上記で説明したように、シャフト構造１６からの廃水を利用して、トンネル１８を容易に流水洗浄することもできる。このように、トンネル１８は他の水源から処理システム１０へ投入される追加の水を必要とすることなく流水洗浄することができる。
【００４０】
代替的に、特別な適用に必要としない場合にはトンネル１８を取り除いてもよい。このような場合、詳細に上述したように、過剰な廃水は下水道システム１２からシャフト構造１６へ、次いで流出水路３６へと流れる。さらに、一又はそれ以上のシャフト構造１６から排水するために水中ポンプ７１をシャフト構造１６の底部に又は底部近くに配置してもよい。
【００４１】
図１５及び図１６を参照すると、処理システム１０はシャフト構造１６を流水洗浄するための流水式洗浄システム７２を具えてもよい。例えば、流水式洗浄システム７２は、例えばシャフト構造１６の底７７の１乃至４フィート上など、シャフト構造１６の底７７の上でシャフト構造１６に取り付けられた複数のスプレーヘッド又はノズル７４を具えていてもよい。一の実施形態では、ノズル７４はシャフト構造１６の側壁又は底部に取り付けられるようにしてもよい。流水式洗浄システム７２は、さらにシャフト構造１６の内容物を例えばヘッダ７８などの好適な水路を通って、シャフト底の上に設置されたノズル７４へ送るための水中チョッパーポンプ７６を具えていてもよい。
【００４２】
流水式洗浄システム７２はシャフト構造１６の底部分８０内でシャフト構造１６の内容物を混合するための十分なエネルギィを有するように設計することができる。例えば、ノズル７４はシャフト構造１６の底部分８０内における混合を促進するように、ほぼ一方向に向けられている。この部分８０は混合をさらに促進するため、例えば傾斜した又は円錐形の形状でもよい。図１５に示されている実施形態では、ノズル７４がシャフト構造１６の底部分８０で反時計回り方向の流れを作り出すようにノズル７４は通常反時計回り方向を向いている。ノズル７４はシャフト構造１６の混合を促進するために均一な回転をつくり、垂直軸をもつ渦を作り出すように構成されていてもよい。好適なノズルは例えば、ワシントン州、モンテサノ所在のボーガン社（Vaugan Co.,Inc）から入手可能である。
【００４３】
例えば、シャフト構造内の水位が底部分８０の上端部になるまで排水されると、流水式洗浄システム７２が稼働する。流水式洗浄システムは、シャフトの床に沿って十分な速度を作り出し、排水の間にシャフトの床上に沈殿するであろう固形物を再度浮遊させること（洗い流す）は自明である。一般的に、下水道は流量が少ない状態の間に下水道内に沈殿した物質を再度浮遊させるために、２ｆｔ／ｓｅｃの速度に設計することができる。
【００４４】
その他の例として、高水位の上に設置されている一又はそれ以上の傾斜した又は放出するバケットを、シャフト構造１６の流水洗浄に用いてもよい。さらに、別の例では、例えば川の水又は移動式の水の供給源などの外部の水源から水を得る一又はそれ以上のポンプに連結している一又はそれ以上の高圧ノズルを具える流水式洗浄システムを用いて、シャフト構造１６を流水洗浄するようにしてもよい。
【００４５】
図１７及び１８を参照すると、シャフト構造１６’の追加の実施形態が示されており、シャフト構造１６’は上述したシャフト構造１６と同様の寸法及び特性を有している。シャフト構造１６’は、第１の流水を川３８又は他の好適な領域へ排出することなく、第１の量の過剰な廃水または「第１の流水」を収容するように構成されている。シャフト構造１６’はバッフル壁などのデバイダ２４’によって分離された第１及び第２のほぼ垂直方向の水路２０’及び２２’を具えており、これはシャフト構造１６’の底部近くで第１水路２０’から第２水路２２’へ流れるように構成されている。シャフト構造１６’は、それぞれシャフト構造１６’の底まで延在しているそれぞれのデバイダ８４と８６によって第１と第２の水路２０’と２２’から分離されているほぼ垂直方向を向いた第３水路８２も具える。デバイダ８４の高さはデバイダ８６の高さよりも低く、デバイダ８４および８６はともにデバイダ２４’の上に延在してもよい。
【００４６】
さらにデバイダ８２乃至８６はあらゆる好適な構成を有してもよい。例えば各デバイダは図１７に示すように、ほぼ真っすぐな壁として形成することができる。その他の例として、デバイダ８４及び８６は、有益な構造特性を提供するほぼ湾曲した又はアーチ型の一つの壁として形成してもよい。
【００４７】
上記シャフト構造構成を伴って、支流水路１４は第３水路８２が第１の流水を収容するように、流れを第３水路８２へ向けるように設計することができる。第３水路８２がデバイダ８４の高さまで満たされると、連続する流れによって廃水がデバイダ８４を越えて第１水路２０’へ流れる。第３水路８２が満たされる直前に、又は上述したような他のあらゆる好適な時間に、処理剤を廃水の中へ添加して詳細に上述した方法と同様の方法で廃水を殺菌することができる。流れは、シャフト構造１６に関して上述した方法と同様の方法で続いてゆく。特に、降雨事象が続く場合、過剰な廃水は第１水路２０’を通り、デバイダ壁２４’の下又はデバイダ２４’を通って、第２水路２２’へ流れる。最終的に、降雨事象が続く場合に、処理された過剰な廃水は、スクリーン装置５２を通り、流出水路３６へと流れて川３８又は他の好適な領域へ排出される。川３８からシャフト構造１６’への流れを止めるために流出水路３６にフラップゲート８８などの一方向ゲートを設けてもよい。
【００４８】
降雨事象が弱まると、シャフト構造１６’はシャフト１６について上述した方法と同様の方法で排水され、流水洗浄することができる。例えば、水中チョッパーポンプ（図示せず）などの一又はそれ以上の排水ポンプを、シャフト構造１６’の底で又はその近くに配置して、第３水路８２に少なくとも一つのポンプが配置され、第３水路８２の外側に少なくとももう一つのポンプが配置されるようにしてもよい。
【００４９】
第１、第２、及び第３の水路２０’、２２’、及び８２がそれぞれ単一のシャフト構造として一体化して形成されているが、水路２０’、２２’、及び８２は複数のシャフト構造として形成してもよい。例えば、第３水路８２は、第１及び第２の水路２０’及び２２’をそれぞれ規定するもう一つのシャフト構造から間隔をあけて設けたシャフト構造によって形成することができる。このような実施形態では、第３水路８２の上側端部は、第１水路２０’へ向かって下方へわずかに傾斜しているほぼ水平な連絡水路によって第１水路２０’の上側端部に連結してもよい。
【００５０】
その他の例として、水路２０’、２２’、及び８２はそれぞれ分離シャフト構造として形成することができ、シャフト構造を互いに間隔をあけて設けて、連絡水路によって連結してもよい。具体的には、第３水路８２の上側端部は第１水路２０’へ向かって下方へわずかに傾斜しているほぼ水平な連絡水路によって第１水路２０’の上側端部に連結して、第１水路２０’の下側端部は第２水路２２’へ向かって下方へわずかに傾斜しているほぼ水平な連絡水路によって第２水路２２’の下側端部に連結することができる。
【００５１】
図１９乃至２３を参照すると、本発明による下水道システム１１２から過剰な廃水を処理するための廃水処理システム１１０の追加の実施形態が示されている。下水道システム１１２は例えば、汚水及び流出雨水（合流式下水道オーバーフロー）の両方を通すように設計されている合流式下水道、又は降雨事象の間増加する流れを通す汚水管渠システム（汚水管渠オーバーフロー）でもよい。このような汚水管渠システムは、汚水管渠システムへの雨水の浸入による増加した流れを通す。このアプリケーションで使われている「廃水」という用語は汚水および／または流出雨水を意味する。
【００５２】
廃水処理システム１１０は分岐チャンバ１１３と、例えばオーバーフロー廃水などの下水道システム１１２から過剰な廃水を受けるための支流水路１１４とを具える。処理システム１１０は、さらに、それぞれ支流水路１１４に液通する例えば第１と第２のシャフト構造１１５と１１６などの第１及び第２の間隔をあけて設けた部分を有し、互いに連絡水路１１７によって連結されているコンテナを具える。
【００５３】
本発明の一の実施形態では、シャフト構造１１５及び１１６は、実質的に又は完全に地下に埋められて配置され、ほぼ垂直方向を向いている。例えば、各シャフト構造１１５及び１１６は垂直線と一致するもしくは、垂直線に対してある角度で延在する縦軸を有していてもよい。シャフト構造１１５及び１１６はあらゆる好適な構成を有していてもよいが、本発明の一の実施形態では、各シャフト構造１１５及び１１６は、直径１０乃至２００フィートの範囲のほぼ円形の水平断面を有していてもよい。代替的に、各シャフト構造１１５及び１１６は例えば六角形、八角形、楕円形、又は長方形など好適な形状を規定し、例えば５乃至２００フィートの範囲の水力直径など、あらゆる好適な水力直径の断面を有していてもよい。加えて、各シャフト構造１１５及び１１６は例えば３０乃至２００フィートの範囲のほぼ垂直な長さなどのあらゆる好適な長さを有していてもよい。
【００５４】
シャフト構造１１５及び１１６は一般的に同じ大きさと形状を有していてもよい。代替的に、シャフト構造１１５及び１１６は異なるサイズおよび／または形状を有してもよい。例えば、第１シャフト構造１１５は第２シャフト構造１１６よりも水力直径が小さくてもよい。さらに詳細な例として、第１シャフト構造１１５は５乃至４０フィートの範囲の水力直径を有していてもよく、第２シャフト構造１１６は２０乃至２００フィートの範囲の水力直径を有していてもよい。
【００５５】
その上、各シャフト構造１１５及び１１６は、コンクリートおよび／またはスチールなどその他のあらゆる好適な材料で作ることができる。例えば、各シャフト構造１１５及び１１６は密閉した関係で相互に積み重ねられている複数のコンクリート環を具えていてもよい。
【００５６】
連絡水路１１７はほぼ水平に延在しており、各シャフト構造１１５及び１１６の下側端部の近くで各シャフト構造１１５及び１１６に連結することができる。その上、連絡水路１１７は廃水をシャフト構造１１５及び１１６の間に流すあらゆる好適な構成を有していてもよい。例えば、連絡水路１１７は、例えば円形、六角形、八角形、楕円形、又は長方形などあらゆる好適な形状を規定する断面を有するほぼ円筒形の構造でもよい。連絡水路１１７は、例えば５乃至３０フィートの範囲の水力直径などあらゆる好適な水力直径、及び、例えば１乃至５００フィートの範囲の長さなどあらゆる好適な長さを有していてもよい。さらに、連絡水路１１７は、コンクリートおよび／またはスチールなどのその他のあらゆる好適な材料で作ることができる。
【００５７】
上述の構成により、各シャフト構造１１５及び１１６によって規定される容積は、連絡水路によって規定される容積より大きい。例えば、各シャフト構造１１５及び１１６によって規定される容積は、連絡水路１１７によって規定される容積の少なくとも２倍である。
【００５８】
処理システム１１０は、また、過剰な廃水を処理するように例えば塩素や塩素を含む液剤などの処理剤を過剰な廃水へ投入する又は別の方法で添加するための処理剤投入システム１１８などの処理剤ディスペンサも具える。例えば、処理剤は過剰な廃水の殺菌に用いられる次亜塩素酸ナトリウムの殺菌剤溶液でもよい。処理剤投入システム１１８は過剰な廃水と処理剤を混合するために投入地点で又は投入地点近くに配置した混合機（図示せず）を具えていてもよい。混合機は例えば、バブラおよび／または機械的混合機を具えてもよい。
【００５９】
処理システム１１０は、処理剤の添加を制御するために、処理剤投入システム１１８に連通しているコントローラ１２０などのコンピュータ制御システムを具えていてもよい。コントローラ１２０は支流水路１１４に配置されている流量センサ１２２にも連通していてもよい。
【００６０】
処理剤投入システム１１８及びコントローラ１２０はそれぞれ、図１９に示した実施形態では好適な位置に配置されているが、処理剤投入システム１１８を支流水路１１４の近くに設置して、コントローラ１２０を第２シャフト構造１１６の近くに配置してもよい。その他の例として、処理剤投入システム１１８及びコントローラ１２０はそれぞれ、シャフト構造１１５または１１６のどちらかの上端など、近くに配置してもよい。その上、処理剤投入システム１１８及びコントローラ１２０は、同じ又は分割された構造物又は囲いの中に収容してもよい。
【００６１】
流出水路１２４は第２シャフト構造１１６と液通している。流出水路１２４は処理した廃水を処理システム１１０から川１２６やその他の受水域など他の好適な領域へ排出するのに用いることもできる。
【００６２】
図１９乃至２３を参照すると、処理システム１１０の動作を以下に詳細に述べる。日照りの状態などの通常の動作状態下では、図１９に示すように、廃水は下水道システム１１２の幹線下水道１２８を通って遮集管渠１３０へと流れる。遮集管渠１３０は廃水を廃水処理プラント（図示せず）などの処理施設へ通す。十分な降雨事象の間は、幹線下水道１２８からの流れが遮集管渠１３０の許容量を超過し、過剰な廃水が支流水路１１４へ流れる。図２１に示すように、例えば過剰な廃水は分岐チャンバ１１３の中の堰１３２を越えて支流水路１１４へと流れる。有利なことに、処理システム１１０は１分あたり２，０００乃至１，５００，０００ガロンの範囲の流量といった比較的大きい流量を処理するように構成することができる。
【００６３】
流量センサ１２２によって流量が検出されると、例えばコントローラ１２０によって、処理剤投入システム１１８が過剰な廃水の中へ処理剤の投入を開始する。この処理剤は、例えば過剰な廃水１リットルあたり１０乃至２５ミリグラムの範囲の処理剤レベルを達するのに十分な率などあらゆる好適な率で投入することができる。処理剤投入システム１２０の混合機は過剰な廃水と処理剤の混合を強化するのに用いてもよい。このような混合機は例えば処理剤投入地点および／または処理剤投入地点の下流側に設置することができる。
【００６４】
代替的に、処理剤投入は、例えば流れがシャフト構造１１５及び１１６の一方又は両方に流れが向かうときなど、遮集管渠１３０の許容量を超過してすぐ、又はその後などのあらゆる好適な時に開始することができる。その上、処理剤投入は例えばシャフト構造１１５及び１１６の上流側、シャフト構造１１５及び１１６の一方又は両方の中、および／または連絡水路１１７内などのあらゆる好適な地点で生じる。例えば、処理剤投入を堰１３２の上流で行って、過剰な廃水と処理剤との混合を促進するようにしてもよい。
【００６５】
堰１３２を越えて流れた後に、次いで過剰な廃水は、支流水路１１４および／または第１シャフト構造１１５に設置された、例えば傾斜した、垂直な、および／または水平なスクリーンなどの一又はそれ以上のスクリーン１３４を通って流れ、浮遊性の物質および／または懸濁物質を過剰な廃水から除去するようにする。過剰な廃水は、第１シャフト構造１１５で下側などの第１方向にほぼ流れ、連絡水路１１７を通り、次いで第２シャフト構造１１６で上側などの第２方向にほぼ流れる。
【００６６】
降雨事象が続く場合は、過剰な廃水は、第２シャフト構造１１６が許容量に達するまで第１シャフト構造１１５を通り、連絡水路１１７を通って、第２シャフト構造１１６へ流れる。最終的に、降雨事象が続くと、図２２に示すように、処理された過剰な廃水は流出水路１２４へ流れ、次いで川１２６へ流れる。処理システム１１０は、処理された過剰な廃水から浮遊物および／または懸濁物質を除去するために、第２シャフト構造１１６に配置された例えば傾斜した、垂直なおよび／または水平なスクリーンなどの一又はそれ以上のスクリーン１３６、および／または、流出水路１２４に配置された例えば傾斜した、垂直なおよび／または水平なスクリーンなどの一又はそれ以上のスクリーン１３７とを具えてもよい。このようなスクリーン１３６および／または１３７は、支流水路１１４および／または第１シャフト構造１１５に設置されたスクリーン１３４の代替として、またはこれに加えて設けることができる。
【００６７】
図１９乃至２３に示す実施形態では、第２シャフト構造１１６に設けられている一又はそれ以上のスクリーン１３６が、シャフト構造１１６の上側端部の近くに位置しているほぼ水平方向を向いたスクリーン装置１３８内に配置されている。スクリーン装置１３８は、上述したスクリーン装置５２の構成など、あらゆる好適な構成を有していてもよい。
【００６８】
処理システム１１０を、過剰な廃水が処理剤投入地点から流出水路１２４からの排出地点へ連続的に流れるときに、処理剤と過剰な廃水との間に十分な接触時間が生じるように構成し、過剰な廃水の例えばバクテリアの殺菌など十分な殺菌が排出地点で行われるようにする。例えば、糞便性大腸菌の平均レベルが過剰な廃水１００ミリリットルあたり４００カウントよりも少ない場合又はその他の好適なレベルにある場合、十分な殺菌を達成できる。
【００６９】
本発明の一の実施形態では、処理システム１１０は下水道システム１１２、支流水路１１４、シャフト構造１１５と１１６、連絡水路１１７および／または流出水路１２４で生じる接触時間を含めて、１０乃至３０分の範囲の全体の接触時間を提供するように構成することができる。代替的に、例えば１０分以下又は３０分以上といったあらゆる好適な接触時間を提供して、処理システム１１０が所望の殺菌レベルを達成するように構成できる。
【００７０】
接触時間の全てではないにしても、大部分の接触時間はシャフト構造１１５と１１６、及び連絡水路１１７によって提供される。その上、対応する上昇および下降シャフトと比較して接触時間の大部分がトンネルの中で提供されるトンネルを通ってほぼ水平な流れを有する従来のシステムとは対照的に、連絡水路１１７と比較して処理システム１１０のシャフト構造１１５及び１１６が接触時間の大部分を提供するように構成してもよい。例えば、シャフト構造１１５及び１１６を通るフロー時間は連絡水路１１７を通るフロー時間の少なくとも２倍でもよい。その他の例として、各シャフト構造１１５及び１１６を通るフロー時間が連絡水路１１７を通るフロー時間の少なくとも２倍でもよい。
【００７１】
シャフト構造１１５及び１１６の下側端部の近くに配置されている連絡水路１１７によって、過剰な廃水は、第１シャフト構造１１５を通ってほぼ下方向に流れ、次いで連絡水路１１７を通過した後、第２シャフト構造１１６を通ってほぼ上方向に流れる。本発明の一の実施形態では、第２シャフト構造１１６は、１分あたり２，０００乃至１，５００，０００ガロンの範囲の支流水路１１４への流量に対し、１秒あたり０．０５乃至１．０フィートの範囲の上方向への流速を提供するように構成することができる。
【００７２】
過剰な廃水が第１シャフト構造１１５を通って流れるとき、スクリーン１３４によって捕捉されない浮遊性の物質が第１シャフト構造１１５の上端部近くに残る。その上、過剰な廃水がシャフト構造１１５及び１１６を通って流れるとき、スクリーン１３４及び１３６によって除去されない比較的重い固体物はシャフト構造１１５及び１１６の一方又は両方の底に沈殿する。
【００７３】
処理システム１１０は、過剰な廃水を川１２６又は他の好適な領域へ排出する前に、過剰な廃水の脱塩素処理を行うように構成してもよい。例えば、処理システム１１０は例えば硫酸塩などの脱塩素処理剤を流出水路１２４へ添加するために脱塩素処理剤投入システム１３９などの脱塩素処理剤ディスペンサを具えてもよい。脱塩素処理剤が好適な地点で添加されるように、脱塩素処理剤投入システム１３９をコントローラ１２０によって、又は他の好適な手段によって制御することができる。脱塩素処理はあったとしても長い接触時間を必要としないので、脱塩素処理剤は流出水路１２４の排出地点近くで流出水路１２４へ添加することができる。
【００７４】
降雨事象が弱まると、遮集管渠１３０の許容量をもはや超過しなくなり、シャフト構造１１５及び１１６への流れが止まる。遮集管渠１３０又はほかの好適な水路が排水流量を受け入れる許容量を有する場合に、シャフト構造１１５及び１１６の排水を開始するようにしてもよい。排水過程はスクリーン１３４乃至１３７によって回収した全ての物質をシャフト構造１１５及び１１６の一方又は両方へ捨てると開始する。例えば、回収した物質はスクリーン１３４乃至１３７からコームで梳いたり、ブラシをかけたり、又はその他の方法で掻き落とすようにしてもよい。代替的に、このような物質をスクリーン１３４乃至１３７から除去して、他のところで処理するようにしてもよい。図２３を参照すると、次いで一又はそれ以上の水中ポンプ１４０は、例えば、廃水をシャフト構造１１５及び１１６と液通している一又はそれ以上のパイプなどの排水路１４１へシャフト構造１１５及び１１６から排水を汲み出すのに用いられてもよい。排水路１４１は、過剰な廃水を例えば、廃水処理プラント（図示せず）へ送るように、廃水をシャフト構造１１５及び１１６から遮集管渠１３０へおよび／または別の好適な水路へ分岐するのに用いることができる。一の実施形態では、排水路１４１は、第２シャフト構造１１６でほぼ上方向に、第２シャフト構造１１６の側壁を通って、遮集管渠１３０に延在してもよい。
【００７５】
一の実施形態では、第２シャフト構造１１６は第１シャフト構造１１５の下に延在し、連絡水路１１７はシャフト構造１１５及び１１６の排水を促進するため、第２シャフト構造１１６へ向かって下へ傾斜していてもよい。別の例として、第１シャフト構造１１５は第２シャフト構造１１６の下に延在し、そして連絡水路１１７を第１シャフト構造１１５へ向かって下へ傾斜させて、第１シャフト構造１１５の中に配置したおよび／または第１シャフト構造１１５に直接に連結して配置した排水路を通ってシャフト構造１１５及び１１６の排水を促進するようにしてもよい。
【００７６】
処理システム１１０は例えば、汚泥を除去するためにシャフト構造１１５と１１６の一方又は両方および／または連絡水路１１７を流水で洗浄するための流水式洗浄システム（図示せず）を具えていてもよい。このような流水式洗浄システムは、例えば一又はそれ以上のシャフトの側壁に取り付けられ、水中ポンプに連結した一又はそれ以上のスプレーヘッド又はノズルなどの好適な構成を有してもよい。さらに具体的な例として、流水式洗浄システムは流水式洗浄システム７２用に上述した構成と同様の構成を有してもよい。その上、流水式洗浄システムは第１シャフト構造１１５、第２シャフト構造１１６および／または連絡水路１１７に配置してもよい。その他の例として、流水式洗浄システムは、シャフト構造１１５及び１１６の一方又は両方の高水位の上に設置されている一又はそれ以上の傾斜した又は放出するバケットを具えてもよい。  
【００７７】
シャフト構造１１５及び１１６は垂直方向の比較的遅い流速を提供するように構成できるため、シャフト構造１１５及び１１６によって生じる損失水頭は比較的小さくすることができる。例えば、シャフト構造１１５及び１１６に関する損失水頭は３フィートより少なくてもよい。結果として、支流水路１１４と流出水路１２４との間の落差を比較的小さくすることができる。結果的に流量と下水道システム１１２によって提供される利用可能な上部に応じて、処理システム１１０を重力送りシステムとして稼働させてもよく、この場合、過剰な廃水はポンプで汲み出す必要なくシャフト構造１１５及び１１６を通って、流出水路１２４の外へと流れてゆく。その上、シャフト構造１１５及び１１６を通る低流速によってシャフト構造１１５及び１１６の底に固体物が沈殿する。代替的に、処理システム１１０は第２シャフト構造１１６から流出水路１２４へと過剰な廃水を汲み出すために、一又はそれ以上のポンプ１４２、および／または支流水路１１４から第１シャフト構造１１５へと過剰な廃水を汲み出すために、一又はそれ以上のポンプ（図示せず）を具えていてもよい。
【００７８】
処理システム１１０はさらに、シャフト構造１１５及び１１６の一方又は両方との液通を止める例えば貯留トンネルなどの追加のコンテナを具えてもよい。例えば、処理システム１１０は第２シャフト構造１１６の下側端部又はその近くで第２シャフト構造１１６に連結しているトンネル１４４（図１９において極めて細い線で図示）を具えていてもよい。このようなトンネルは、例えば総浮遊固体物を高い割合で有する第１の量の過剰な廃水又は「第１の流水」を受けるのに利用することができる。トンネル１４４で収容された過剰な廃水が既定のレベルに達すると、第２シャフト構造１１６とトンネル１４４の連結部近くに配置された自動ゲートを用いるなどによって、トンネル１４４への流れを止めるようにしてもよい。その他の例として、トンネル１４４が許容量に達するときトンネル１４４への流れを止めるようにしてもよい。詳細に上述したように、トンネル１４４への流れが止められると、廃水は第１シャフト構造１１５から第２シャフト構造１１６へ流れ、次いで流出水路１２４へと流れてゆく。そのようなトンネルの利用に関しての更なる詳細が、全体参照することによってここに組み込まれている米国特許第６，５０３，４０４号に開示されている。
【００７９】
その上、処理システム１１０は、フロー時間および／または接触時間をさらに多くするために間隔をあけて配置した２つ以上のシャフト構造を具えてもよい。例えば、処理システム１１０は、シャフト構造１１５及び１１６の近くに設置された第３と第４のシャフト構造（図示せず）を具えていてもよい。第３シャフト構造は第２シャフト構造１１６及び第３シャフト構造の上側端部近くに設置されている連絡水路によって第２シャフト構造１１６に連結してもよい。同様に、第４シャフト構造は第３及び第４のシャフト構造の下側端部近くに設置されている連絡水路によって第３シャフト構造に連結することができる。
【００８０】
その他の例として、米国特許第６，５０３，４０４号に開示されているような、分割されたシャフト構造をシャフト構造１１５及び１１６と併用して使用してもよい。さらに、このような分割されたシャフト構造を第１シャフト構造１１５の上流でおよび／または第２シャフト構造の下流で連結してもよい。
【００８１】
図２４は本発明のその他の態様による、支流水路１５２を通る上述の下水道システム１１２などの下水道システムから過剰な廃水を受けるための廃水の貯蔵又は収容システム１５０を示す。システム１５０は、下水道システムから過剰な廃水を受けるように構成されているほぼ垂直方向を向いたシャフト構造１５４と、シャフト構造１５４に液通した流出水路１５６とを具える。
【００８２】
この実施形態では、上述したような処理剤を、廃水がシャフト構造１５４に達する前に、必要な接触時間を達成するのに十分な距離のシャフト構造１５４の上流側で過剰な廃水に加えてもよい。処理剤は処理剤ディスペンサ１１８’によって廃水に投入されるか、又はその他の方法で添加されてもよい。
【００８３】
シャフト構造１５４は例えば５００，０００ガロン乃至２０，０００，０００ガロン又はそれ以上の比較的大量の、前処理を施した廃水などの廃水を収容するように構成されていてもよい。その他の例として、シャフト構造１５４を５００，０００ガロン以下の廃水を収容するように構成してもよい。その上、シャフト構造１５４は、シャフト構造１５４によって収容された廃水が既定のレベルに達するとき、処理された廃水を流出水路１５６を通って川１５７へ又はその他の受水域など他の好適な領域へ排出できるするように構成されている。
【００８４】
シャフト構造１５４は、例えば円形、六角形、八角形、楕円形、又は長方形など好適な形状を規定する断面を有していてもよい。その上、シャフト構造１５４は、好適な水力直径Ｄ及び水力直径Ｄの少なくとも５０％より大きい高さＨ（シャフト構造１５４と流出水路１５６の連結部でシャフト構造１５４の底から流出水路１５６の底までを測定）を有していてもよい。例えば、水力直径Ｄは３０乃至２００フィートの範囲でもよく、高さＨは５０乃至２００フィートの範囲でもよい。一の実施形態では、高さＨは水力直径Ｄの少なくとも７０％であり、別の実施形態では、高さＨは水力直径Ｄの少なくとも１１０％である。
【００８５】
十分な降雨事象の間は、過剰な廃水は下水道システムから支流水路１５２を通って、シャフト構造１５４へ流れ、シャフト構造１５４が既定の満水レベルに達すると、廃水がシャフト構造１５４を横切りそして流出水路１５６へと流れる。システム１５０は排出される前に廃水をろ過するための一又はそれ以上のスクリーン１５８を具えていてもよい。
【００８６】
降雨事象が弱まると、シャフト構造１５４はシステム１１０に関して上述した方法と同様の方法で排水することができる。例えば、シャフト構造１５４に収容された廃水は、排水路１４１’に連結した一又はそれ以上の水中ポンプ１４０’を使用して下水道システム１１２へ汲み出すことができる。その上、シャフト構造１５４はシステム１１０に関して上述した方法と同様の方法で流水洗浄されてもよい。
【００８７】
本発明の実施形態を図に示して説明したが、これらの実施形態は本発明の可能な形態をすべて述べたものではない。それどころか、この明細書で用いられている用語は、制限ではなく説明のための用語であり、本発明の精神と範囲から外れることなく様々な変更を行いうるものと理解される。例えば、処理システム１０の一又はそれ以上のスクリーン４６はスクリーン装置５２に関して上述したものと同様の構成を有してもよい。その他の例として、本発明による廃水処理システムのコンテナは、全体を参照することによって組み込まれている米国特許第６，５０３，４０４号に構造などの好適な構造を有してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】図１は、下水道システムと液通している本発明による処理システムの概略図であり、この処理システムは第１及び第２の部分を有するシャフト構造と、シャフト構造と液通するトンネルとを具える；
【図２】図２は、図１の概略図に示すシャフト構造のライン２−２と同様のラインに沿った水平断面図である；
【図３】図３は、降雨事象の間に過剰な廃水が下水道システムからシャフト構造を通ってトンネルの中へ流れることを示す処理システムの概略図である；
【図４】図４は、トンネルの中への止めた流れと、シャフト構造の第１部分から第２部分へ流れている過剰な廃水を示す処理システムの概略図である；
【図５】図５は、シャフト構造の第２部分からシャフト構造に液通している流出水路へ通過している過剰な廃水を示す処理システムの概略図である；
【図６】図６は、降雨事象が弱まった後の処理システムの概略図であり、排水されているトンネルとシャフト構造を示す；
【図７】図７は、トンネルの流水洗浄の動作を示す処理システムの概略図である；
【図８】図８は、シャフト構造の上端部とシャフト構造に配置されたスクリーン装置の斜視図である；
【図９】図９は、図８のシャフト構造の部分的斜視図である；
【図１０】図１０は、スクリーン装置を示すシャフト構造の一部の上面図である；
【図１１】図１１は、図１０の１１−１１のラインに沿ったスクリーン装置の断面図である；
【図１２】図１２は、図１０の１２−１２のラインに沿ったスクリーン装置の断面図である；
【図１３】図１３は、スクリーン装置のスクリーンの部分的断面図であり、スクリーン上に位置するクリーニング部材を示す；
【図１４】図１４は、スクリーン装置のスクリーンユニットの上面図である；
【図１５】図１５は、流水式洗浄システムを示すシャフト構造の断面図である；
【図１６】図１６は、図１５の１６−１６のラインに沿った断面図である；
【図１７】図１７は、シャフト構造の追加の実施形態の概略上面図である；
【図１８】図１８は、図１７のシャフト構造の概略部分的断面図である；
【図１９】図１９は、下水道システムに液通している処理システムの第２の実施形態の概略図であり、ここでは処理システムが連絡水路によって互いに連結している第１及び第２のシャフト構造を具える；
【図２０】図２０は、図１９に示すライン２０−２０と同様のラインに沿った図１９の概略図に表す第１及び第２のシャフト構造の水平断面図である；
【図２１】図２１は、過剰な廃水が下水道システムからシャフト構造の中へ流れることを示す降雨事象の間の処理システムの概略図である；
【図２２】図２２は、過剰な廃水が第２のシャフト構造から第２のシャフト構造に液通している流出水路へ通ることを示す処理システムの概略図である；
【図２３】図２３は、降雨事象が弱まった後の処理システムの概略図であり、排水されているシャフト構造を示す；
【図２４】図２４は、単一のシャフト構造を具える廃水貯蔵システムの概略図である。
【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】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【国際調査報告】
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