(57)【要約】【課題】分離槽に接続する各埋設管を延長することなく遮集力を向上させて、降雨時における終末処理場の負荷を軽減して合流改善効果を高めるとともに、分離装置を設置するためのコストを低減させて、その普及促進を図る。【解決手段】汚濁分離装置１Ａは、マンホール４の内側に分離槽２を備える。この分離槽２は、流入水を導き入れる流入口、分水された汚水を排出する遮集口２２ａ、処理水を放流する放流口２３ａを有する。分離槽２の内部には、中心筒３１に螺旋板３２を巻回した螺旋案内路３を設ける。そして、マンホール４と分離槽２との間に形成した外周流路２６には、所定水量を超えない流入水が流れて分離槽２を経由せずに下水排出口４１から排出され、所定水量を超えてマンホール４内に流入した流入水は分離槽２内に越流する。分離槽２内に流入した流入水は螺旋状に流下して渦流を形成し、汚水と処理水とに効率よく分水される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
合流式下水道からの流入水を汚水と処理水とに分水して排出する汚濁分離装置であって、
略円筒状の分離槽を有し、この分離槽には、流入水を導き入れる流入口が設けられるとともに、分水された汚水を排出する遮集口と、処理水を放流する放流口とが設けられ、
前記分離槽の内部には、分離槽の中心を軸として螺旋状に形成された螺旋案内路が備えられ、分離槽内において流入水を螺旋状に流動させて発生した渦流により流入水を分水することを特徴とする汚濁分離装置。
【請求項２】
流入口が分離槽の上部に設けられるとともに、遮集口及び放流口が前記流入口よりも下方にそれぞれ設けられることを特徴とする請求項１に記載の汚濁分離装置。
【請求項３】
合流式下水が流入する下水流入口と、この流入水が排出される下水排出口とを有するマンホールの内側に前記分離槽が設けられて、
マンホールと分離槽との間に、所定水量を超えない流入水が分離槽を経由しないで下水排出口に導かれる流路が形成されるとともに、所定水量を超えてマンホール内に流入した流入水は分離槽内に越流して汚水と処理水とに分水されることを特徴とする請求項１又は２に記載の汚濁分離装置。
【請求項４】
流入口が分離槽の側面上部に設けられるとともに、この流入口には流入水を分離槽側面に対して接線方向から流入させる流入管が接続されて、分離槽内に流下渦流が形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の汚濁分離装置。
【請求項５】
流入口が分離槽の天面側に設けられて、流入水を前記螺旋案内路の上端部の上方から流入させることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の汚濁分離装置。
【請求項６】
分離槽の内周壁と螺旋案内路との隅部に面して副遮集口が設けられ、隅部に滞留した汚濁物質を遮集しうることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の汚濁分離装置。
【請求項７】
放流口に接続した放流管が分離槽内に進入して設けられ、発生した渦流の内側から汚濁物質の少ない部分を処理水として放流しうることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の汚濁分離装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、合流式下水道において降雨等により増水した下水を、汚濁物質を含み終末処理場で処理される処理水と、河川や海等の公共水域へ放流することのできる処理水とに分水する汚濁分離装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
公共下水道には、汚水と雨水とを別系統とする分流式下水道と、汚水と雨水とを同一系統とする合流式下水道とがある。中でも、合流式下水道においては、雨水流出量の全てを終末処理場に導いて処理することは膨大なコストを必要とし、不可能に近い。そこで、合流式下水道では一般に、管渠及び終末処理場への負荷が急増する降雨時に、計画水量を超えた下水を分水して河川や海、湖沼等の公共水域に放流して負荷を軽減するという改善対策がとられている。
【０００３】
また、晴天時及び曇天時（平常時）には汚泥等の汚濁物質が合流管渠内に滞留・沈殿し、これが初期降雨時の雨水に多量に含まれることとなる。このため、合流式下水道では汚濁物質が越流堰を越えて処理施設を経ずに放流側の管渠に流出する、いわゆるファーストフラッシュの発生の問題も有している。このような状況になると、公共水域におけるＢＯＤやＣＯＤの割合が上昇して、水質悪化の原因となる。
【０００４】
そこで、このような合流式下水を分水して放流するために、円筒状の分離槽の下部に下水を接線方向から流入させて分離槽内に上昇渦流を生じさせ、処理水と汚水とに分離させる分離装置が多用されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
この種の分離装置は、合流式下水が流入するマンホールの流出部に接続して設けられ、分離槽内に上昇渦流を形成させることによって、汚濁物質を多く含む汚水を沈殿させ、分離槽の底部から汚水管を介して排出するとともに、汚濁物質をあまり含まず浮上した部分を処理水として分離槽の上部から排水管を介して排出している。この汚水管は終末処理場へ接続され、排水管はさらに他のマンホールを経て公共水域に接続されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平２００２−１６７８４８号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来の分離装置において、分離槽内に形成した上昇渦流によって汚水の遮集力を得るには、マンホールの流出部と分離槽の流入部との高低差を大きくしなければならなかった。すなわち、汚濁物質をあまり含まない処理水を浮上させるには、分離槽に流入する下水のエネルギーを大きくして、その流入速度を高めなければならず、通常、前記の高低差として２ｍ程度は必要であった。
【０００８】
したがって、この高低差を得るべく分離槽が地中深くに埋設されることとなり、マンホールから分離槽への配管が長くなるとともに、分離槽から汚水を排出する汚水管も前記高低差の分だけ深く埋設されることとなる。すると、この汚水管と、終末処理場へ接続する流域下水道の幹線とも、さらに深い位置で接続されなければならず、埋設管の長さが非常に長くなるとともに、その埋設工事も大がかりなものとなっていた。
【０００９】
本発明は以上のような事情にかんがみてなされたものであり、分離槽に接続する各埋設管を延長することなく遮集力を向上させて、降雨時における終末処理場の負荷を軽減して合流改善効果を高めるとともに、分離装置を設置するためのコストを低減させて、その普及促進を図ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するため、本発明は、合流式下水道からの流入水を汚水と処理水とに分水して排出する汚濁分離装置であって、略円筒状の分離槽を有し、この分離槽には、流入水を導き入れる流入口が設けられるとともに、分水された汚水を排出する遮集口と、処理水を放流する放流口とが設けられる。そして、前記分離槽の内部には、分離槽の中心を軸として螺旋状に形成された螺旋案内路が備えられ、分離槽内において流入水を螺旋状に流動させて発生した渦流により流入水を分水することを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、合流式下水道から分離槽に流入した流入水は、螺旋案内路により螺旋状に流動するので、その慣性力を利用して分離槽内に渦流を形成する。流入水に含まれる汚濁物質は、発生した渦流と重力の作用によって分離槽内に沈殿・滞留する。その結果、流入水は汚濁物質を多く含む汚水と、あまり含まない処理水とに効率よく分水することができる。そして、分水された汚水は分離槽から排出して終末処理場へ送られ、処理水は河川等の公共水域に放流される。また、このように、螺旋案内路によって流入水を強制的に旋回させるので、分離槽の高さを低く抑えることも可能となる。
【００１２】
ここで、流入口を分離槽の上部に設けた場合には、流入水が螺旋案内路の上端から流れて分離槽内に流下渦流を形成する。また、流入口を分離槽の下部に設けた場合には、流入水が螺旋案内路の下端から流入して分離槽内に上昇渦流を形成する。流入水の分水は、このいずれの方向の渦流によってもよく、いずれの場合にも、比較的重量のある汚濁物質が分離槽に沈殿・滞留するので、流入水を適切に分水することができる。
【００１３】
前記汚濁分離装置において、流入口は分離槽の上部に設けられるとともに、遮集口及び放流口は、前記流入口よりも下方にそれぞれ設けられてもよい。これによれば、流入水は、重力を利用して螺旋案内路を流下しつつ渦流を形成していく。そして、この渦流の遠心力により汚濁物質が分離し、流入水を汚水と処理水とに分水することができる。
【００１４】
また、本発明に係る汚濁分離装置は、合流式下水が流入する下水流入口と、この流入水が排出される下水排出口とを有するマンホールの内側に、前記分離槽が設けられた構成とされる。そして、マンホールと分離槽との間には、所定水量を超えない流入水が分離槽を経由しないで下水排出口に導かれる流路が形成されるとともに、所定水量を超えてマンホール内に流入した流入水は分離槽内に越流して汚水と処理水とに分水されることを特徴とする。
【００１５】
この発明によれば、マンホールと分離槽との間に、合流式下水の外周流路が形成される。晴天時及び初期降雨時などの平常時には、マンホールへの下水の流入量が少ないので、流入した下水はすべて下水流入口から外周流路を流れて下水排出口へと導かれる。一方、降雨量が増加してマンホールへの下水の流入量が多くなると、前記外周流路内で水面が上昇し、流入水は分離槽へ越流することになる。
【００１６】
したがって、平常時は流入水に含まれる汚濁物質が分離槽を介さないので、汚濁負荷の高いファーストフラッシュは必ず終末処理場へ送ることができる。また、重量のある汚濁物質はマンホール内を上昇せず、分離槽へ越流しないので、分離槽への流入水に含む汚濁物質を低減させることができる。この結果、分離槽において分水された処理水には、汚濁物質をほとんど含まない状態となり、公共水域を汚染することはない。また、このような分離槽をマンホール内に設けることで、従来のようなマンホールの流出部と分離槽の流入部との高低差問題も解消される。
【００１７】
前記汚濁分離装置において、流入口は分離槽の側面上部に設けられるとともに、この流入口には流入水を分離槽側面に対して接線方向から流入させる流入管が接続されて、分離槽内に流下渦流を形成するように構成されてもよい。
【００１８】
この場合、螺旋案内路による流入水の旋回方向と流入水の流入方向が同一方向とされるので、流入する流入水の速度を低減させることなく流入水を螺旋案内路に導くことができ、効率よく分水することが可能となる。
【００１９】
また、前記汚濁分離装置において、流入口は分離槽の天面側に設けられて、流入水を前記螺旋案内路の上端部の上方から流入させるように構成されてもよい。
【００２０】
この場合、螺旋案内路の開始位置へ流入水が流入するので、螺旋案内路の最も高い位置から流下することとなり、この螺旋案内路を最大限利用して効率よく分水することができる。
【００２１】
さらに、前記汚濁分離装置において、分離槽の内周壁と螺旋案内路との隅部に面して副遮集口が設けられ、隅部に滞留した汚濁物質を遮集しうるように構成されてもよい。
【００２２】
流入水が螺旋案内路を流動するとき、流入水に含まれる汚濁物質は遠心力によって螺旋案内路の外側を流れ、分離槽の内周壁と螺旋案内路との隅部に滞留しやすい。したがって、この隅部に副遮集口を設けることで、隅部に滞留する汚濁物質を遮集して流入水から効果的に取り除くことができる。
【００２３】
また、分離槽から処理水を放流する具体的な手段として、放流口に接続された放流管が分離槽内に進入して設けられ、発生した渦流の内側から汚濁物質の少ない部分を処理水として放流しうるように構成されることが好ましい。
【００２４】
分離槽内においては、螺旋案内路を流動して形成された渦流によって、流入水に含まれる汚濁物質は、渦流の中心部や分離槽の内周壁付近に集まりやすくなる。また、渦流の表面付近には浮遊物が存在しやすい。そこで、本発明においては、汚濁物質が比較的少ない渦流の内側部分に位置するように放流口を設け、放流管を分離槽内に進入させておくことで、処理水を効率よく放流することが可能となる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る汚泥分離装置の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２６】
＜第１の実施の形態＞
図１から図３は本発明の第１の実施の形態を示し、図１は汚濁分離装置の構成を示す縦断面図、図２は図１の汚濁分離装置における分離槽の上面図、図３は晴天時及び初期降雨時における汚水の流れを示す上面図である。
【００２７】
図１に示すように、本実施の形態の汚濁分離装置１Ａは、マンホール４の内側に略円筒状の分離槽２を備えて構成される。マンホール４は略円筒状であり、下部には、合流式下水道５からの下水が流入する下水流入口２１ａと、この流入水が排出される下水排出口４２とが設けられている。
【００２８】
分離槽２は、マンホール４内に納まるように、例えば口径１．５ｍ、高さ１ｍ程度の大きさを有する円筒状に形成されている。分離槽２は、マンホール４の内周壁から所定間隔だけ均等に離隔して設置され、この分離槽２とマンホール４との間に後述する外周流路２６が形成される。
【００２９】
図２に示すように、分離槽２の天面には開口を設けて、流入水を導き入れる流入口２１ａとされている。また、分離槽２には、この流入口２１ａよりも下方に、分水された汚水を排出する遮集口２２ａと、処理水を放流する放流口２３ａとが設けられている。
【００３０】
本実施の形態において、遮集口２２ａは、分離槽２の底部中央に一箇所設けられて遮集管２２ｂに接続している。また、放流口２３ａは、分離槽２の下部側面に設けられて放流管２３ｂに接続している。
【００３１】
また、分離槽２は内側の略上半分に螺旋案内路３を備えている。螺旋案内路３は、中心筒３１と、この中心筒３１に螺旋状に巻回された螺旋板３２によって構成されており、分離槽２内にこの中心筒３１が分離槽２の中心と一致するように配置されている。
【００３２】
中心筒３１は、螺旋板３２の設置軸として設けられた小口径の円筒であり、分離槽２の内側天面に固定されている。
【００３３】
螺旋板３２は、中心筒３１と分離槽２の内周壁との間隔に相当する板幅を有する。そして、この螺旋板３２が中心筒３１及び分離槽２に密着固定して一体とされ、分離槽２内に螺旋案内路３を形成している。
【００３４】
図２において破線で示すように、螺旋板３２は上端部が、分離槽２天面の流入口２１ａの直下に位置するように設けられている。このため、流下水は、螺旋案内路３の最も高い位置から流下することとなり、螺旋案内路３を最大限利用して効率よく分水することができる。
【００３５】
また、本実施の形態において、螺旋案内路３は中心筒３１に螺旋板３２を２ピッチ巻回して形成されている。また、螺旋板３２は、流入水の流れを阻害しない程度の厚さで、かつ所定の強度を充足しうる厚さで形成されている。この場合、螺旋板３２による流入水の旋回方向は限定されず、左右いずれの方向でもよい。
【００３６】
かかる汚濁分離装置１Ａを設けることで、マンホール４と分離槽２との間に、形成された外周流路２６によって、所定水量を超えない流入水が分離槽２を経由しないで下水排出口４２に導かれるとともに、所定水量を超えてマンホール４内に流入した流入水は分離槽２内に越流することになる。
【００３７】
すなわち、合流式下水はまず、下水流入口２１ａからマンホール４内へ流入する。そして、この流入水は、平常時及び初期降雨時にはすべて、分離槽２の外周流路２６を流れて直接下水排出口４２へ導かれ、終末処理場へ送られる。
【００３８】
また、降雨量が増加してマンホール４への下水の流入量が多くなると、外周流路２６を流れる流入水の水位も次第に上昇する。そして、流入水の水位が分離槽２の高さを越えると、流入水が越流して分離槽２の流入口２１ａから流れ込む。分離槽２内では流入水は、重力を利用して螺旋案内路３を螺旋状に流下し、その慣性力で分離槽２の下部に渦流を形成する。この渦流により、分離槽２内で汚濁物質が沈殿・滞留し、汚水と処理水とに分水しうる状態となる。
【００３９】
こうして、分離した流入水の汚濁物質を多く含む部分は、底部の遮集口２２ａから排出されて終末処理場へ送られ、汚濁物質をあまり含まない部分は処理水として放流口２３ａから河川等の公共水域へ放流される。これにより、大量降雨時における終末処理場の負荷量は軽減するとともに、公共水域の汚染も低減する。また、かかる汚濁分離装置１Ａでは、螺旋案内路３によって分離槽２内に渦流を確実に発生させることができるので、分離槽２の高さを抑えて小型化を図ることも可能となる。また、本発明によれば汚濁分離装置１Ａを、既存のマンホールを利用して設置することができるので、設置コストも抑えられる。
【００４０】
なお、本実施の形態において、螺旋案内路３は２ピッチで形成されたが、本発明はこれに限定されず、分離槽２の大きさや計画水量に応じて螺旋案内路３の長さが調整される。
【００４１】
次に、前記汚濁分離装置１Ａの変形例を図４に示す。図４において前記汚濁分離装置１Ａと共通する部分については同一の符号を付し、以下でその説明を省略する。
【００４２】
この汚濁分離装置１Ｂは、分離槽２からの処理水の放流手段に特徴を有し、放流口２３ａ及び放流管２３ｂは、分離槽２内の下部に進入して設けられている。
【００４３】
図示するように、流入水は、分離槽２の下部において渦流を形成している。このため、流入水に含まれる汚濁物質Ｓは、渦流の中心部や分離槽の内周壁付近に集まりやすくなる。また、渦流の表面には、浮遊物Ｓが存在していることが多い。そこで、これらの汚濁物質Ｓ等が少ない渦流の内側部分に、放流管２３ｂを進入させて放流口２３ａを設ける。これにより、処理水に含みうる汚濁物質Ｓ等を減らし、効率よく放流することができる。
【００４４】
＜第２の実施の形態＞
本実施の形態の汚濁分離装置１Ｃは、図１から図３に示した第１の実施の形態と基本構成においてほぼ同様であるが、分離槽に副遮集口が設けられる点に特徴を有する。そこで、前記第１の実施の形態と共通する部分については同一の符号を付して説明を省略し、この副遮集口について詳述する。
【００４５】
図５は、この汚濁分離装置の分離槽の下部を示す部分断面図である。図示するように、この汚濁分離装置１Ｃには、分離槽２の内周壁と螺旋案内路３との隅部に面して副遮集口２４ａが設けられている。
【００４６】
流入水が螺旋案内路３を流下するとき、流入水に含まれる汚濁物質Ｓは遠心力によって螺旋案内路３の外側を流れ、分離槽２の内周壁と螺旋案内路３との隅部に滞留しやすくなる。そこで、本実施の形態においては、この隅部に遮集口２４ａを設け、隅部に滞留する汚濁物質Ｓを適宜遮集することができるように構成されている。
【００４７】
これにより、分離槽２の内周壁と螺旋案内路３との隅部滞留した汚濁物質Ｓを、流入水から効果的に取り除くことができ、汚水を副遮集管２４ｂを介して効率よく終末処理場へ送ることが可能となる。
【００４８】
＜第３の実施の形態＞
本実施の形態の汚濁分離装置１Ｄは、図１から図３に示した第１の実施の形態において分離槽が合流式下水道のマンホール内に設けられていたのに対し、分離槽がマンホールとは分離して別途単独で設けられる点に特徴を有する。そこで、前記第１の実施の形態と共通する部分については同一の符号を付して説明を省略し、この分離槽の特徴的構成について詳述する。
【００４９】
図６及び図７は本発明の第３の実施の形態を示し、図６は汚濁分離装置における分離槽の斜視図、図７は図６の上面図である。
【００５０】
汚濁分離装置１Ｄにおいて、分離槽２は円筒状に形成され、内側上部には螺旋案内路３を備えている。この分離槽２では、流入口２１ａが分離槽２の側面上部に設けられている。そして、この流入口２１ａには、流入水を分離槽２の側面に対して接線方向から流入させる流入管２１ｂが接続されている。すなわち、例示の形態において流入管２１ｂは、分離槽２の螺旋案内路３の旋回方向と流入水の流入方向とが合致するように、分離槽２の側面に設けられている。
【００５１】
これにより、分離槽２への流入水は、合流式下水道から流入管２１ｂを経て、分離槽２内へ接線方向に流入し、螺旋案内路３を流下していく。このとき、流入水は、流入時の速度を低下させることなく螺旋案内路３へ導かれ、分離槽２内に流下渦流を形成する。この結果、流入水を分離槽２内で効率よく汚水と処理水とに分水することができ、遮集口又は放流口から排出される。なお、遮集口及び放流口はいずれも、前記実施の形態と同様、流入口２１ａよりも下方に設けられる。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る汚濁分離装置は、分離槽の内部に設けられた中心筒と、この中心筒に螺旋板を巻回して形成された螺旋案内路とを備え、分離槽内において流入水を螺旋状に流動させて渦流を発生させることによって流入水を分水する。このため、分離槽内には渦流が確実に形成されて、分離槽を大型化することなく、その遮集力を高めることができる。
【００５３】
また、マンホールの内側に分離槽を設け、マンホールとの間に分離槽の外周流路を形成して、所定水量を超えるときのみ流入水が分離槽内に越流して分水されるように構成することによって、分離槽に接続する各埋設管を延長することなく、より高い遮集力を得ることができる。加えて、既存のマンホールを利用する場合には、設置コストも低減するので、普及促進を図る有効な施策とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る汚濁分離装置の第１の実施の形態を示す縦断面図である。
【図２】図１の汚濁分離装置における分離槽の上面図である。
【図３】図１の汚濁分離装置の晴天時及び初期降雨時における汚水の流れを示す上面図である。
【図４】図１の汚濁分離装置の変形例を示す部分断面図である。
【図５】本発明に係る汚濁分離装置の第２の実施の形態を示す部分断面図である。
【図６】本発明に係る汚濁分離装置の第３の実施の形態を示す斜視図である。
【図７】図６の汚濁分離装置を示す横断面図である。
【符号の説明】
１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ  汚濁分離装置
２      分離槽
２１ａ  流入口
２１ｂ  流入管
２２ａ  遮集口
２３ａ  放流口
２３ｂ  放流管
２４ａ  副遮集口
２６    外周流路
３      螺旋案内路
３１    中心筒
３２    螺旋板
４      マンホール
４１    下水流入口
４２    下水排出口
５      合流式下水道
【図１】
2004238947.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2004238947.tif 000006
【図５】
2004238947.tif 000007
【図６】
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【図７】
2004238947.tif 000009