(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下水が流通する管路と、
前記管路の内周面から上方に向けて突設され、下水を下流側に越流させる越流堰と、を備え、
前記越流堰の上流側を向く面は、下流側に向かうに従い上方に向けて延びるガイド部を有し、
前記ガイド部には、凹凸が形成されている、
自然流下式下水管。
【請求項２】
前記ガイド部は、前記越流堰の頂部に連なっている、
請求項１記載の自然流下式下水管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、自然流下式下水管に関する。
【背景技術】
【０００２】
下水管の管路内を流れる下水中では、好気性微生物の働きによる溶存酸素の消費と、気中から下水中への酸素溶解による溶存酸素の増加と、の２つの現象が発生する。上述した２つの現象のうち、溶存酸素の消費速度が増加速度を上回ると、下水中の溶存酸素量が減少する（いわゆる、嫌気化が進行する）。
【０００３】
管路内での嫌気化は、例えば以下の問題を引き起こす。
第１に、下水中に存在する硫酸塩還元菌が、有機物を水素供与体として硫酸イオンを還元し、下水中に硫化水素ガスを生成する。硫化水素ガスは、空気中に放出されることで、悪臭等の原因となる。また、空気中に放出された硫化水素ガスが、硫黄酸化細菌の働きにより硫酸に酸化されると、コンクリート等の腐食を引き起こす原因にもなる。
第２に、下水中に存在するメタン生成菌の働きにより、下水中にメタンガスが発生する。メタンガスは、下水中に溶存した状態で下水処理場に送られた後、最初沈殿池や反応槽で大気中に放出される。メタンガスは、二酸化炭素の約２１倍の温室効果を有しているため、大気中に放出されることで、地球温暖化の要因になる。
【０００４】
ところで、上述した下水管は、圧送ポンプにより管路内の下水を流通させる圧送式下水管と、管路内の下水を自重によって流通させる自然流下式下水管と、に大別される。このうち、自然流下式下水管では、空気等の気体が存在する気相部を管路内に有しているため、圧送式下水管に比べて上述した嫌気化が起こり難いとされている。
しかしながら、自然流下式下水管においても、下水処理場までの管路長が長い場合等には、溶存酸素の消費速度が増加速度を上回り、嫌気化が進行する可能性があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−１１９７１７号公報
【特許文献２】特開平９−２６８６３６号公報
【特許文献３】特開平９−２６８６３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、嫌気化を抑制できる自然流下式下水管を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態の自然流下式下水管は、管路と、越流堰と、を持つ。管路は、下水が流通する。越流堰は、管路の内周面から上方に向けて突設され、下水を下流側に越流させる。越流堰の上流側を向く面は、下流側に向かうに従い上方に向けて延びるガイド部を有している。ガイド部には、凹凸が形成されている。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態における下水管の断面図。
【図２】図１のＩＩ矢視図。
【図３】実施形態の他の構成における下水管の断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、実施形態の自然流下式下水管（以下、単に下水管という）を、図面を参照して説明する。
図１に示すように、下水管１は、地中等に埋設され、例えば隣り合う中継ポンプ場間や、中継ポンプ場と下水処理場との間を接続する下水管網１０の一部を構成する。本実施形態の下水管１は、下水管網１０のうち、下水Ｗの流通方向における上流側から下流側に向かうに従い下方に向けて延びる下り勾配部分に設置され、下水Ｗを自重によって流通させる。
【００１０】
図１、図２に示すように、下水管１は、例えば雨水や汚水等の下水Ｗが流通する管路１１を備えている。管路１１は、コンクリートや硬質塩化ビニル等からなる円筒状とされ、その軸方向に沿って下水Ｗが流通する。管路１１は、図示しない継手を介して複数接続されることで、上述した下水管網１０を構成している。
【００１１】
管路１１の直径は、最大汚水流量を満管で流せるように設計されている。そのため、平常時において、管路１１内における下水Ｗの液面よりも上方に位置する空間は、空気等の気体が存在する気相部１２となる。なお、管路１１は、例えばコンクリート製の場合には直径が１０００ｍｍ〜３０００ｍｍ程度、長さが２．４ｍ程度とされ、硬質塩化ビニル製の場合には直径が１００ｍｍ〜１０００ｍｍ程度、長さが４．０ｍ程度とされている。
【００１２】
管路１１の内周面には、下水Ｗを下流側に向けて越流させる越流堰２１が上方に向けて突設されている。越流堰２１は、流通方向から見た正面視で管路１１内の下半部を覆う半円状を呈し、管路１１に一体形成されている。また、図１に示すように、越流堰２１は、流通方向に沿う縦断面視で三角形状を呈している。具体的に、越流堰２１は、下流側を向く下流側端面２２と、上流側を向く上流側端面２３と、これら下流側端面２２及び上流側端面２３の上端部同士を接続する頂部２４と、を有している。
【００１３】
下流側端面２２は、管路１１の内周面から越流堰２１の頂部２４に向けて管路１１の内周面に対して垂直に立ち上がっている。すなわち、下流側端面２２は、下水Ｗの流通方向に対して直交して延在している。
【００１４】
上流側端面２３は、下流側に向かうに従い上方に向けて延びるガイド部３１と、ガイド部３１と越流堰２１の頂部２４とを接続する接続部３２と、を有している。
ガイド部３１は、管路１１の内周面に対して傾斜して延びる傾斜面とされている。図示の例において、ガイド部３１の下流側端部における高さは、越流堰２１（頂部２４）の高さの半分程度とされている。なお、ガイド部３１の勾配は、適宜設計変更が可能である。
接続部３２は、ガイド部３１の下流側端部から頂部２４に向けて管路１１の内周面に対して垂直に延設されている。
【００１５】
上述した下水管１において、下水Ｗは自重によって管路１１内を下流側に向けて流通し、越流堰２１に差し掛かる。そして、下水Ｗは、水位が越流堰２１の高さ（管路１１の内周面から頂部２４までの距離）より低い場合には塞き止められ、水位が越流堰２１の高さに達した場合に、越流堰２１を乗り越えて管路１１内を下流側に向けて流通する。
ここで、下水Ｗが越流堰２１を乗り越える過程において、気相部１２の空気を巻き込むことで、下水Ｗと空気が撹拌され、下水Ｗが曝気される。これにより、気相部１２から下水Ｗ中への酸素溶解が促進され、嫌気化が抑制される。その結果、硫化水素ガスの発生やメタンガスの発生を抑制できる。
【００１６】
上述したように、本実施形態では、管路１１内に越流堰２１を設けることで、下水Ｗが越流堰２１を乗り越える際に下水Ｗを曝気することができる。この場合、下水管網１０の一部を本実施形態の下水管１に置き換えることで、嫌気化を抑制できるので、曝気ポンプ等の動力を用いる場合に比べて低コスト化及び省エネルギー化を図ることができる。
特に、本実施形態では、越流堰２１の上流側端面２３にガイド部３１を形成したため、下水Ｗを越流堰２１の頂部２４に向けて案内し易くなる。そのため、越流堰２１の上流側に固体（例えば、落葉や木片等）が滞留するのを抑制できる。一方、越流堰２１の下流側端面２２を管路１１の内周面に対して垂直に形成したため、下水Ｗが越流堰２１を乗り越える際の高低差を確保でき、下水Ｗを効果的に曝気できる。
【００１７】
なお、上述した実施形態では、越流堰２１の上流側端面２３において、頂部２４とガイド部３１との間を接続部３２により接続する構成について説明したが、これに限られない。例えば、図３に示すように、ガイド部３１が越流堰２１の頂部２４に連なるように形成しても構わない。この場合には、越流堰２１の上流側端面２３全体が傾斜面により構成されるので、越流堰２１の頂部２４とガイド部３１との間に段差が形成されない。そのため、越流堰２１の上流側に固体が滞留するのを確実に抑制できる。
【００１８】
上述した実施形態では、ガイド部３１を傾斜面に形成した構成について説明したが、これに限られない。例えば、下流側に向かうに従い上方に向けて段々と立ち上がる階段状等に形成しても構わない。
上述した実施形態では、管路１１内に越流堰２１を一つ形成した場合について説明したが、これに限らず、流通方向に間隔をあけて複数の越流堰２１を形成しても構わない。
上述した実施形態では、管路１１と越流堰２１とを一体形成した構成について説明したが、これに限らず、管路１１と越流堰２１とをそれぞれ別体で形成しても構わない。
【００１９】
また、ガイド部３１上に凹凸（ディンプル）を形成する構成にしても構わない。この場合には、下水Ｗがガイド部３１上を流通する過程において、下水Ｗの流れが乱れることで、下水Ｗが曝気されることになるので、嫌気化をより確実に抑制できる。
【００２０】
さらに、上述した実施形態では、管路１１が下流側に向かうに従い下方に向けて延びる構成について説明したが、これに限られない。下水Ｗが自重で流通する構成であれば、管路１１の延在方向は適宜設計変更が可能である。
また、上述した実施形態では、下流側に向かうに従い下方に向けて延びる管路１１において、越流堰２１（下流側端面２２や接続部３２）が管路１１の内周面に対して垂直に延びる構成について説明したが、これに限られない。例えば、下流側に向かうに従い下方に向けて延びる管路１１において、越流堰２１が重力方向に沿って延びる構成であってもよい。すなわち、越流堰２１は、管路１１の延在方向に関わらず、上方に向けて延びる構成であれば構わない。
【００２１】
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、管路の内周面から上方に向けて突設された越流堰を備え、越流堰のうち、上流側を向く面が、下流側に向かうに従い上方に向けて延びるガイド部を有しているため、下水が越流堰を乗り越える際に下水を曝気することができる。この場合、下水管網の一部を本実施形態の下水管に置き換えることで、嫌気化を抑制できるので、曝気ポンプ等の動力を用いる場合に比べて低コスト化及び省エネルギー化を図ることができる。
特に、越流堰の上流側端面にガイド部を形成したため、下水を越流堰の頂部に向けて案内し易くなる。そのため、越流堰の上流側に固体（例えば、落葉や木片等）が滞留するのを抑制できる。
【００２２】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００２３】
１…下水管、１１…管路、２１…越流堰、３１…ガイド部
【図１】
0006382742.tif 000002
【図２】
0006382742.tif 000003
【図３】
0006382742.tif 000004