(57)【要約】【課題】分離槽に設ける流入管と放流管とをほぼ同一高さにすることが可能な構造を提供する。【解決手段】流入水の流入口１３、処理水を排出する放流口１５及び汚水を排出する遮集口１７を有する分離槽１の内部に横向きのらせん案内路２を設けて、分離槽１内に横向きの渦流を強制的に発生させ、その横向きの渦流によって汚濁物質を多く含んだ汚水（凝縮水）と汚濁物質をあまり含まない処理水（放流水）とに分離する構造とすることで、流入水の流入口１３（流入管１４）と、処理水の放流口１５（放流管１６）との間に落差が無くても汚水と処理水とを効果的に分離できるようにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
合流式下水道等から導かれる流入水を、汚濁物質を多く含んだ汚水と、汚濁物質をあまり含まない処理水とに分離する汚濁分離装置であって、
横方向に延びる円筒部を有するとともに、流入水の流入口、処理水を排出する放流口及び汚水を排出する遮集口が形成された分離槽と、前記分離槽の円筒部の内部に配置され、その円筒部の中心を軸として横向きに進むらせん案内路とを備え、前記流入口が前記らせん案内路の入口側で前記分離槽の上部に設けられ、前記放流口が前記らせん案内路の下流側で前記分離槽の上部に設けられているとともに、前記遮集口が前記放流口の下方に設けられていることを特徴とする汚濁分離装置。
【請求項２】
前記分離槽の流入口に接続される流入管の管底と放流口に接続される放流管の管底とが略等しい高さ位置に配置されていることを特徴とする請求項１記載の汚濁分離装置。
【請求項３】
前記分離槽内への流入水が少量であるときに、流入水を通過させるための凹部または孔が、前記らせん案内路の下部に設けられていることを特徴とする請求項１または２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】
本発明は、例えば合流式下水道からの下水、あるいは合流式下水道において越流堰にて分水された放流水を、汚濁物質を多く含んだ汚水（濃縮水）と汚濁物質をあまり含まない処理水（放流水）とに分離するのに適した汚濁分離装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
公共下水道には、汚水と雨水を別々の管渠に排除する分流式下水道と、汚水及び雨水を同一の管渠で排水する合流式下水道がある。
【０００３】
合流式下水道において、雨水流出量の全てを終末の下水処理場に導いて処理することは膨大な経費を必要とし不可能に近い。そこで、合流式下水道では、管渠並びに下水処理場への負荷の急増を防ぐために、越流堰を備えた雨水吐き室（分水式マンホール）を設けて、下水量が雨天時の計画水量を超えると、その計画水量以上の下水を分水して河川・海などに放流するという方式が一般に採用されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
ところで、合流式下水道では、晴天や曇天時において合流管渠内に滞留・沈殿した汚泥等の汚濁物質が降雨初期の雨水に多量に含まれるため、その汚濁物質が越流堰を超えて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が発生する。このような状況になると、河川・海などのＢＯＤやＣＯＤ等が上昇して水質が悪化する。
【０００５】
以上の問題を解消する装置の１つとして、円筒形状の分離槽内に下水を接線方向から流入させ、分離槽内の外周部に下向きの旋回流を発生させ、分離槽内の中央部に上向きの旋回流を発生させることにより、汚濁物質をあまり含まない処理水（放流水）を上部側に、汚濁物質を多く含んだ汚水（凝縮水）を下部側に分離する渦流式分離装置がある（例えば、特許文献２参照。）。
【０００６】
この渦流式分離装置においては、分離した汚水（凝縮水）を排出する汚水管（遮集管）が分離槽の下部に設けられ、処理水（放流水）を排出する放流管が分離槽の上部に設けられており、これら放流管と汚水管との間に下水の流入管が設けられている。
【０００７】
なお、以上の渦流式分離装置は、雨水吐き室（分水式マンホール）の下流側に設置される場合と、既存の雨水吐き室等に置換して設置される場合がある。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００１−１９３１３７号公報
【特許文献２】
特開２００２−１６７８４８号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記した従来の渦流式分離装置において、分離槽内に形成した旋回流によって、汚濁物質をあまり含まない処理水と、汚濁物質を多く含んだ汚水とを効果的に分離するには、分離槽への下水の流入部（流入管）と、処理水の放流部（放流管）との高低差を大きくとる必要がある。例えば、流入管の上方に放流管を２ｍ程度の高低差をもって設置する必要があり、このような高低差を確保するためには分離槽を地中深くに埋設する必要がある。
【００１０】
さらに、分離槽の下部に設置された汚水管についても地中の相当深い位置に埋設しなければならず、終末処理場への流域下水道の幹線との接続が問題になる。すなわち、汚水管の埋設位置が比較的浅い場合、その汚水管と流域下水道の幹線とのレベル差が少ないか、もしくは汚水管が幹線よりも上方に位置するので、分離槽の設置位置に近い場所で流域下水道の幹線に接続することができるが、汚水管の埋設位置が深い場合、汚水管を幹線の下流側の遠い位置まで延長してレベルを合わせる必要があるため、汚水管の埋設施工が困難になる。
【００１１】
本発明はそのような実情に鑑みてなされたもので、分離槽に設ける流入口と放流口との間に高低差がなくても、汚濁物質を多く含んだ汚水（凝縮水）と、汚濁物質をあまり含まない処理水（放流水）とを効果的に分離することが可能な汚濁分離装置の提供を目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の汚濁分離装置は、合流式下水道等からの流入水を、汚濁物質を多く含んだ汚水と汚濁物質をあまり含まない処理水とに分離する装置であって、横方向に延びる円筒部を有するとともに、流入水の流入口、処理水を排出する放流口及び汚水を排出する遮集口が形成された分離槽と、前記分離槽の円筒部の内部に配置され、その円筒部の中心を軸として横向きに進むらせん案内路とを備え、前記流入口が前記らせん案内路の入口側で前記分離槽の上部に設けられ、前記放流口が前記らせん案内路の下流側で前記分離槽の上部に設けられているとともに、前記遮集口が前記放流口の下方に設けられていることを特徴としている。より具体的には、前記分離槽の流入口に接続される流入管の管底と放流口に接続される放流管の管底とが略等しい高さ位置に配置されていることを特徴とする。
【００１３】
本発明の汚濁分離装置において、流入口から分離槽内に流入した流入水は、らせん案内路に沿って旋回しながら流れ、これにより分離槽内に横向きに進む渦流が発生する。この渦流の発生により、分離槽内の中心部（渦流の中央部）に流入水中の汚濁物質が集まり、汚濁物質をあまり含まない処理水が分離槽内の外周部（渦流の外周部）に集まるので、その集まった汚濁物質を遮集口に導くようにすることで、汚濁物質を多く含んだ汚水（凝縮水）と、汚濁物質をあまり含まない処理水（放流水）とに分離することができる。
【００１４】
このように、本発明の汚濁分離装置では、分離槽の内部に横向きのらせん案内路を設けて分離槽内に横向きの渦流を強制的に発生させ、その渦流によって汚濁物質を多く含んだ汚水と汚濁物質をあまり含まない処理水とに分離するので、流入水の流入口と処理水の放流口との間に落差が無くても、汚水と処理水とを効果的に分離することができ、流入口に接続する流入管の管底と放流口の接続する放流管の管底とを同一レベルにすることが可能になる。
【００１５】
なお、本発明の汚濁分離装置において、横向きの渦流で集めた汚濁物質等を遮集口に導く手段としては、例えば、らせん案内路の下流側の領域を遮集口に向うに従って内径が縮小する形状（例えばテーパ形状）にする方法、あるいは、らせん案内路の下流側の槽内壁面を傾斜面として、渦流の向きを偏向して汚濁物質等を遮集口に導く方法などを挙げることができる。また、汚濁物質等をより効果的に遮集口に導くようにするため、遮集口の周辺にバッフルプレートを配置してもよい。
【００１６】
本発明の汚濁分離装置において、分離槽内に流入する流入水が少量であるときに、流入水をそのまま遮集口に導くようにするために、らせん案内路の下部に凹部または孔を設けておくことが好ましい。
【００１７】
本発明の汚濁分離装置において、分離槽に設ける流入口及び放流口を、放流管の管底が流入管の管底よりも高くなるような位置関係で配置してもよい。このように放流管の位置を高くしておけば、放流系の管渠などからの逆流を防止することができる。また、放流管の放流系の管渠への配管施工も容易になる。
【００１８】
ここで、本発明の汚濁分離装置は、合流式下水道からの下水あるいは合流式下水道において越流堰にて分水された放流水の汚濁分離のほか、浮遊物や沈殿性固形物を含んだ各種の被処理水の分離処理にも適用できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２０】
図１及び図２はそれぞれ本発明の実施形態の縦断面図及び水平断面図である。図３及び図４はそれぞれ図１のＸ矢視図及びＹ−Ｙ断面図である。
【００２１】
この例の汚濁分離装置は、合流式下水道において越流堰にて分水された放流水を、汚濁物質を多く含んだ汚水（濃縮水）と汚濁物質をあまり含まない処理水（放流水）とに分離する際に用いられる装置であって、分離槽１とその内部に配置されたらせん案内路２を備えている。
【００２２】
分離槽１は、らせん案内路２を収容する円筒形状のらせん室１１と、その下流側に配置された分離室１２によって構成されている。
【００２３】
らせん室１１には、らせん案内路２の入口２ａに連通する流入口１３が設けられている。この流入口１３は分離槽１の上部に位置している。流入口１３には流入管１４が接続されている。流入管１４の管軸は、らせん室１１の中心（円筒中心）と直交しており、流入管１４に導かれた流入水は流入口１３から分離槽１（らせん室１１）内へ接線方向に流入する。
【００２４】
分離室１２の上部壁体は下流側に向うに従って斜め下方に傾斜しており、その傾斜壁１２ａの中央部に放流口１５が設けられている。放流口１５には放流管１６が接続されている。放流口１５は分離槽１の上部位置で、放流管１６の管底が前記した流入管１４の管底とほぼ同一レベルとなる高さ位置に設けられている。また、分離室１２には、下流側の端部側壁１２ｂの中央下部に遮集口１７が設けられており、この遮集口１７に遮集管１８が接続されている。
【００２５】
らせん案内路２は、図１、図２及び図５に示すように、中心筒２０と、その中心筒２０の外周面にらせん状に形成されたらせん案内板２１によって構成されている。らせん案内板２１の下部には切欠き凹部２１ａが設けられている。この切欠き凹部２１ａは、流入水が少量であるときに、その流入水が遮集口１７にスムーズに流れるようにすることを目的として設けている。
【００２６】
らせん案内路２の入口２ａ側に仕切板２２が一体的に設けられている。また、仕切板２２の下方側（らせん案内路２の上流側）には、仕切板２２の下方部で流入水が淀むことを防止するために、補助らせん板２３が設けられている。
【００２７】
らせん案内路２は、分離槽１のらせん室１１の内部に、中心筒２０がらせん室１１の中心軸に沿うように、かつ、仕切板２２が流入口１３の下端部の位置において略水平姿勢となるように設置されている。この設置状態で、らせん案内板２１の切欠き凹部２１ａが分離室１２の底部に位置する。
【００２８】
以上の構造の汚濁分離装置は、マンホール（図示せず）内に設置され、分離槽１に設けられた流入管１４に、合流式下水道において越流堰にて分水された放流水が配管を通じて導かれる。また、放流管１６が放流系の管渠に配管接続され、遮集管１８が終末処理場への流域下水道の幹線に配管接続される。
【００２９】
次に、本実施形態の作用を述べる。
【００３０】
まず、降雨量が多くて流入管１４（流入口１３）に流入する流入水が大量である場合、流入管１４及び流入口１３を通じて分離槽１内に流入した流入水は、らせん案内路２に沿って旋回しながら流れ、これにより分離槽１内に横向きに進む渦流が発生する。この横向きの渦流の発生により、分離槽１内の中心部（渦流の中央部）に流入水中の汚濁物質が集まり、汚濁物質をあまり含まない処理水が分離槽内の外周部（渦流の外周部）に集まる。
【００３１】
そして、らせん案内路２で発生した渦流は、分離槽１の分離室１２内において傾斜壁１２ａにより向きが下方に偏向され、遮集口１７に導かれる。これにより汚濁物質を多く含んだ汚水（凝縮水）が遮集口１７及び遮集管１８を通じて槽外部に排出される。一方、汚濁物質をあまり含まない処理水（放流水）は分離室１２内の外周部に沿って流れるので、分離槽１の上部の放流口１５及び放流管１６を通じて槽外部に排出される。
【００３２】
なお、平常時や小降雨量時で流入水が少量のときには、流入管１４及び流入口１３から分離槽１内に流入した流入水は、らせん案内路２の下部の切欠き凹部２１ａを通過して分離室１２に流れ、遮集口１７及び遮集管１８を通じて槽外部に排出される。
【００３３】
このように、本実施形態の汚濁分離装置によれば、分離槽１の内部に横向きのらせん案内路２を設けて分離槽１内に横向きの渦流を強制的に発生させ、その渦流によって汚濁物質を多く含んだ汚水と汚濁物質をあまり含まない処理水とに分離しているので、流入管１４と放流管１６との間に落差が無くても、汚水と処理水とを効果的に分離すことができる。
【００３４】
また、横向きのらせん案内路２にて渦流を強制的に発生させているので、分離槽１の高さ寸法、及び、流入口１３から放流口１５（遮集口１７）までの距離を小さくすることが可能となり、装置全体の小型化を達成できる。これにより、例えば、１号マンホール（φ９０ｃｍ程度）内に汚濁分離装置を設置することも可能になる。
【００３５】
なお、以上の実施形態では、分離槽１内に流入する流入水が少量であるときに流入水をそのまま遮集口１７に導く手段として、らせん案内路２に切欠き凹部２１ａを設けているが、これに替えて、らせん案内路２に貫通孔を設けておいてもよいし、あるいは、流入水を流すためのインバート（溝）を分離槽１の最底部に設けておいてもよい。
【００３６】
また、分離槽１に設ける流入管１４、放流管１６及び遮集管１８の各配置位置は、図１〜図４に示す形態に限られることなく、例えば図６及び図７に示すような形態であってもよい。
【００３７】
図６（Ａ）に示す例は、遮集管１８を分離槽１の軸方向と直交する状態で配置した点に特徴があり、図６（Ｂ）に示す例は、流入管１４を分離槽１の軸方向に沿うように配置した点に特徴がある。また、図７（Ａ）の例は、流入管１４及び放流管１６を分離槽１の軸方向と直交する状態で配置した点に特徴があり、図７（Ｂ）の例は、分離槽１の軸方向と直交する流入管１４と、分離槽１の軸方向に沿う流入管１４の２本の流入管を設けた点に特徴がある。
【００３８】
以上の実施形態は、合流式下水道において越流堰にて分水された放流水の汚濁分離に、本発明の汚濁分離装置を適用した例を示しているが、このほか、合流式下水道からの下水の汚濁分離、あるいは浮遊物や沈殿性固形物を含んだ各種の被処理水の汚濁分離にも本発明の汚濁分離装置を適用することができる。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の汚濁分離装置によれば、分離槽の内部に横向きのらせん案内路を設けて分離槽内に横向きの渦流を強制的に発生させ、その渦流によって、汚濁物質を多く含んだ汚水（凝縮水）と汚濁物質をあまり含まない処理水（放流水）とに分離する構造としているので、流入水の流入口と処理水の放流口との間に落差が無くても汚水と処理水とを効果的に分離することが可能になり、流入口に接続する流入管の管底と放流口の接続する放流管の管底とを同一レベルにすることが可能になる。
【００４０】
従って、本発明の汚濁分離装置では、分水マンホールや合流式下水の管渠並びに放流側の管渠との接続を容易に行うことができる。また、分離槽を地中深くに埋設せずに済むので、施工工期の短縮化・施工コストの低減化を達成できる。しかも、遮集管（汚水管）の埋設位置もさほど深くする必要がないので、分離槽の設置位置に近い場所で遮集管を流域下水道の幹線に接続することができる。
【００４１】
さらに、本発明の汚濁分離装置では、横向きのらせん案内路にて渦流を強制的に発生させているので、分離槽の高さ寸法、及び、流入口から放流口までの距離を小さくすることができ、装置の小型化を達成できる。これにより、例えば１号マンホール（φ９０ｃｍ程度）内に設置することが可能なコンパクトな汚濁分離装置を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の縦断面図である。
【図２】本発明の実施形態の水平断面図である。
【図３】図１のＸ矢視図である。
【図４】図１のＹ−Ｙ断面図である。
【図５】本発明の実施形態に用いるらせん案内路の斜視図である。
【図６】本発明の他の実施形態の説明図である。
【図７】本発明の他の実施形態の説明図である。
【符号の説明】
１  分離槽
１１  らせん室（円筒部）
１２  分離室
１２ａ  傾斜壁
１３  流入口
１４  流入管
１５  放流口
１６  放流管
１７  遮集口
１８  遮集管
２  らせん案内路
２０  中心筒
２１  らせん案内板
２１ａ  切欠き凹部
２２  仕切板
２３  補助らせん板
【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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