(57)【要約】【課題】大腸菌などの病原菌を含む下水を高速消毒することができ、しかも、高速消毒が可能であるので、雨天時の下水と塩素系消毒剤とを混和して長時間の滞留を確保できる設備を設置する空間的余裕がない自然吐きやポンプ場を利用することができる。【解決手段】下水に消毒剤を添加する消毒剤添加手段１２と、下水に超音波を照射する超音波照射手段１３とを備え、消毒剤添加手段１２および超音波照射手段１３を、下水処理施設におけるポンプ場５および自然吐き４の内の少なくとも１つに設けることによって構成されている。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下水に消毒剤を添加する消毒剤添加手段と、前記下水に超音波を照射する超音波照射手段とを備えたことを特徴とする、合流式下水道における越流水放流設備。
【請求項２】
下水に消毒剤を添加する消毒剤添加手段と、前記下水に超音波を照射する超音波照射手段とを備え、前記消毒剤添加手段および前記超音波照射手段を、ポンプ場および自然吐きの内の少なくとも１つに設けることによって構成されていることを特徴とする、合流式下水道における越流水放流設備。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、合流式下水道における越流水放流設備に関し、特に、雨水で希釈された合流式下水道の下水が自然吐きやポンプ場から越流水として公共水域に放流される前に、これを高速で消毒することができ、しかも、高速消毒が可能となることから、下水の長時間の滞留を確保できる設備を設置する空間的余裕がないポンプ場や自然吐きを利用することができる、合流式下水道における越流水放流設備に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
合流式下水道における従来の下水処理方法のフロー図を、図３に示す。
【０００３】
図３に示すように、晴天時は、下水１が合流下水管渠２によって下水処理場７に運ばれる。下水処理場７に運ばれた下水１は、最初沈殿池８における重力沈降処理、反応タンク９における生物反応処理、最終沈殿池１０における重力沈降処理および消毒設備１１における消毒処理が施された後、河川、湖沼、港湾、沿岸海域などの公共水域へ放流される。この処理は、一般に高級処理と呼ばれる。
【０００４】
一方、雨天時は、雨水３が合流下水管渠２に流入するため、下水処理場７に到達する水量が増える。下水処理場７における晴天時の許容処理量を越えた場合は、最初沈殿池８における重力沈降処理と消毒設備１１における消毒処理のみを施して公共水域に放流される。この処理は、一般に簡易処理と呼ばれ、簡易処理水量は、通常、高級処理水量の３〜４倍である。
【０００５】
降雨量がさらに多い場合は、合流下水管渠２の途中に設けられている自然吐き４やポンプ場５から越流水６として公共水域へ放流される。このように、合流式の下水道においては雨水３で希釈された下水１が殆ど未処理のまま公共水域へ放流される。しかしながら、下水には、感染症の原因となる大腸菌などの病原菌が含まれているため、公共水域の環境保全や衛生面の確保の点から、越流水を消毒する新たな技術の開発が望まれている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
消毒方法としては、一般に、次亜塩素酸ナトリウムや塩素ガスなどの塩素系消毒剤を添加する方法が用いられている。これらの方法は、▲１▼設備が簡潔である、▲２▼汚れの状態に対して適用性が高い、▲３▼安全性が高いといった利点があるが、通常の消毒処理に要する時間が１５分以上と長く、消毒速度が遅いといった問題があった。現状のポンプ場５や自然吐き４においては、雨天時の下水と塩素系消毒剤とを混和して１５分以上の滞留を確保できる設備を設置する空間的余裕はない。
【０００７】
塩素系消毒剤を添加しない消毒法として、紫外線を照射する方法、オゾンを添加する方法、臭素系消毒剤を添加する方法などが開発されつつあるが、設備が膨大で高価であるため、雨天時下水の消毒処理方法として実用化には至ってない。
【０００８】
従って、この発明の目的は、雨水で希釈された合流式下水道の下水が自然吐きやポンプ場から越流水として公共水域に放流される前に、これを高速で消毒することができ、しかも、高速消毒が可能となることから、下水の長時間の滞留を確保できる設備を設置する空間的余裕がないポンプ場や自然吐きを利用することができる、合流式下水道における越流水放流設備を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本願発明者等は、上記目的を達成するために、種々検討を行った結果、以下の知見を得た。
【００１０】
従来から超音波照射によるキャビテーションに消毒作用があることは知られている。本願発明者等は、大腸菌を含む下水を塩素単独で消毒したときと、塩素と超音波照射との併用により消毒したときの処理時間、すなわち、下水中の大腸菌数が下水を公共水域に放流できる基準値以下になるまでの処理時間（殺菌時間）について調べた。このときの超音波の出力は、９０Ｗ、周波数は、２０ｋＨｚであった。この結果、図４に示すように、塩素と超音波照射とを併用した場合の処理時間は、塩素単独の場合と比べて約１／３に短縮されることが分かった。
【００１１】
この発明は、上述した知見に基づきなされたものであって、下記を特徴とする。
【００１２】
請求項１に記載の発明は、下水に消毒剤を添加する消毒剤添加手段と、前記下水に超音波を照射する超音波照射手段とを備えたことに特徴を有するものである。
【００１３】
請求項２記載の発明は、下水に消毒剤を添加する消毒剤添加手段と、前記下水に超音波を照射する超音波照射手段とを備え、前記消毒剤添加手段および前記超音波照射手段を、ポンプ場および自然吐きの内の少なくとも１つに設けることによって構成されていることに特徴を有するものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
この発明の、合流式下水道における越流水放流設備の一実施様態を、図面を参照しながら説明する。
【００１５】
図１は、この発明の、合流式下水道における越流水放流設備による下水処理方法のフロー図である。
【００１６】
図１に示すように、晴天時は、下水１が合流下水管渠２によって下水処理場７に運ばれる。下水処理場７に運ばれた下水１は、最初沈殿池８における重力沈降処理、反応タンク９における生物反応処理、最終沈殿池１０における重力沈降処理および消毒設備１１における消毒処理が施され、河川、湖沼、港湾、沿岸海域などの公共水域へ放流される。
【００１７】
雨天時は、雨水３が合流下水管渠２に流入するため、下水処理場７に到達する水量が増え、下水処理場７における最初沈殿池８での重力沈降処理と消毒設備１１における消毒処理のみを施して公共水域に放流される。
【００１８】
降雨量がさらに多い場合は、合流下水管渠２の途中に設けられている自然吐き４およびポンプ場５内に雨水を含む下水が流入する。ポンプ場５内に流入した、大腸菌などの病原性微生物を含む下水は、ポンプ場５から越流水として公共水域に放流される前に、越流水放流設備を構成する消毒剤添加手段１２および超音波照射手段１３によって消毒される。消毒剤添加手段１２および超音波照射手段１３が設けられているので、下水の消毒速度は、消毒剤添加手段１２単独で消毒する場合に比べて早くなる。
【００１９】
このように、雨天時にポンプ場５に流入した雨水を含む下水は、ここで高速消毒されるので、下水の長時間の滞留を確保できる設備を設置する空間的余裕がないポンプ場５において、下水の消毒が行える。
【００２０】
消毒剤添加手段１２および超音波照射手段１３を備えた越流水放流設備によって消毒され、水質が向上した越流水は、公共水域に放流される。
【００２１】
消毒剤添加手段１２に用いる消毒剤としては、次亜塩素酸ナトリウムなどの次亜塩素酸塩類、あるいは塩素ガス、二酸化塩素などの次亜塩素酸イオンを生成するものであれば特には限定されないが、添加の簡便さや安全性に対する信頼性から、次亜塩素酸ナトリウムが好ましい。
【００２２】
超音波照射手段１３としては、特に限定されず、ホーン型の超音波発振手段や定在波型の超音波発振手段などを用いることができる。
【００２３】
消毒剤添加手段１２と超音波照射手段１３とをポンプ場５内に配置する順序としては、特に限定されるものでなく、消毒剤添加手段１２の下流側に超音波照射手段１３を設けても、超音波照射手段１３の下流側に消毒剤添加手段１２を設けても、あるいは、消毒剤添加手段１２と超音波照射手段１３とを同じ場所に設けて消毒剤添加と超音波照射とを同時に行ってもよい。
【００２４】
図２に、この発明の、合流式下水道における別の越流水放流設備による下水処理方法のフロー図を示す。
【００２５】
この例は、自然吐き４およびポンプ場５内の各々に消毒剤添加手段１２と超音波照射手段１３とをこの順序で設けて越流水放流設備を構成したものである。これ以外の構成は、上述の実施態様と同様である。
【００２６】
このように、自然吐き４およびポンプ場５内の各々に消毒剤添加手段１２および超音波照射手段１３を設けて越流水放流設備を構成することによって、自然吐き４およびポンプ場５からの越流水の高速消毒が行える。従って、公共水域に放流される下水の水質がさらに向上する。
【００２７】
なお、消毒剤添加手段１２および超音波照射手段１３を自然吐き４にのみ設置して、越流水放流設備を構成してもよい。また、消毒剤添加手段１２および超音波照射手段１３を下水処理場７に設けてもよい。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、下水に消毒剤を添加する消毒剤添加手段と、下水に超音波を照射する超音波照射手段とを備えることによって、大腸菌などの病原性微生物を含む下水の高速消毒が可能となる。しかも、高速消毒が可能となるので、雨天時の下水と塩素系消毒剤とを混和して長時間の滞留を確保できる設備を設置する空間的余裕がないポンプ場や自然吐きを利用することができるといった、種々の有用な効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の、合流式下水道における越流水放流設備による下水処理方法のフロー図を示す。
【図２】この発明の、合流式下水道における別の越流水放流設備による下水処理方法のフロー図を示す。
【図３】合流式下水道における従来の下水処理方法のフロー図である。
【図４】塩素と、塩素および超音波とを併用した場合との大腸菌数と処理時間との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１：下水
２：合流式下水管渠
３：雨水
４：自然吐き
５：ポンプ場
６：越流水
７：下水処理場
８：最初沈殿池
９：反応タンク
１０：最終沈殿池
１１：消毒設備
１２：消毒剤添加手段
１３：超音波照射手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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