(57)【要約】【課題】下水量が少なく、下水管内において硫化水素が多く発生する施設供用初期においても、酸素生成能力の低い酸素生成装置を使用して、下水管内で硫化水素が発生することを十分に抑制できるようにする。【解決手段】圧送ポンプ３の稼動に連動して下水管４を通して圧送される下水２中に酸素を注入して硫化水素が発生するのを抑制するにあたり、酸素を生成する酸素生成装置１０と、酸素生成装置によって生成された酸素を圧縮させる圧縮装置２０と、圧縮装置により圧縮された酸素を圧縮させた状態で貯蔵する酸素貯蔵タンク３０と、酸素貯蔵タンクから下水管に供給する酸素の量を制御する酸素供給量制御装置４０とを設け、圧送ポンプの停止時にも酸素生成装置により酸素を生成して圧縮装置により圧縮させて酸素貯蔵タンクに貯蔵させるようにした。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧送ポンプの稼動に連動して下水管を通して圧送される下水中に酸素を注入し、下水管内で硫化水素が発生するのを抑制する下水管中の硫化水素抑制装置であって、下水中に注入させる酸素を生成する酸素生成装置と、この酸素生成装置によって生成された酸素を圧縮させる圧縮装置と、この圧縮装置によって圧縮された酸素を圧縮させた状態で貯蔵する酸素貯蔵タンクと、この酸素貯蔵タンクから下水管に供給する酸素の量を制御する酸素供給量制御装置とを設け、上記の圧送ポンプの停止時にも上記の酸素生成装置により酸素を生成し、この酸素を圧縮装置により圧縮させて酸素貯蔵タンクに貯蔵させるようにしたことを特徴とする下水管中の硫化水素抑制装置。
【請求項２】
請求項１に記載した下水管中の硫化水素抑制装置において、上記の圧縮装置としてダイヤフラム式圧縮装置を用いたことを特徴とする下水管中の硫化水素抑制装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載した下水管中の硫化水素抑制装置において、経年後における下水量を想定して必要酸素量を算出し、この必要酸素量に対応する酸素生成能力の酸素生成装置を使用し、下水量が少なく、多くの酸素が必要な状態では、上記の圧送ポンプの停止時にもこの酸素生成装置により酸素を生成し、この酸素を圧縮装置により圧縮させて酸素貯蔵タンクに貯蔵させるようにしたことを特徴とする下水管中の硫化水素抑制装置の使用方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、下水管を通して下水を圧送させる場合において、下水管中において硫化水素が発生するのを抑制するように、下水管を通して圧送される下水中に酸素を供給するようにした下水管中の硫化水素抑制装置及びその使用方法に係り、特に、酸素生成能力の低い酸素生成装置を用いた場合においても、下水管中において硫化水素が発生するのを十分に抑制できるようにし、例えば、流入する下水の量が少なくて、下水の圧送が停止される時間が長くなり、下水管中において硫化水素が多く発生する施設供用初期においても、酸素生成能力の低い酸素生成装置を用いて、硫化水素が発生するのを十分に抑制できるようにした点に特徴を有するものである。
【０００２】
【従来の技術】
下水処理場への下水の搬送方式としては、水勾配を設けた下水路で自然流下させる自然流下方式と、下水処理場までの間に複数の中継所を設け、各中継所に設けた圧送ポンプで下流側の中継所に順次下水を圧送させるポンプ圧送方式が知られているが、人口の希薄な地域では効率的な下水処理のためにポンプ圧送方式が広く採用されている。
【０００３】
ここで、上記のポンプ圧送方式の場合、自然流下方式と比較して掘削深度が浅くてすみ、また下水管の管径が小さくて良いため、工事規模を大幅に軽減できる利点がある。
【０００４】
一方、このポンプ圧送方式の場合、下水自体が空気、特に酸素と接触せず、また中継所での下水の貯留量が変動するため、圧送ポンプが間欠運転となり、圧送ポンプが停止している間は下水が下水管中に滞留することになる。その結果、下水管内における下水が嫌気状態となり、この下水中に含まれる硫黄や硫黄化合物が生物学的に還元されて硫化物が生成され、水吐出し先における気中の硫化水素濃度が十数ｐｐｍ以上になり、これによって施設が腐食したり、悪臭が発生する等の問題があった。
【０００５】
ここで、硫化水素の生成は、下水中に含まれる有機物、硫酸塩濃度及び溶存酸素ガス、並びに下水のｐＨ、温度及び滞留時間等の環境条件によって左右されるが、その生成には下水中に浮遊する同化細菌或いは蛋白質分解細菌や硫黄塩還元細菌などの細菌類及び管壁に付着した生物膜が関与することが知られている。
【０００６】
そして、このような硫化水素の生成を抑制する方法としては、薬品添加法、空気注入法及び酸素ガス注入法が知られているが、薬品添加法の場合、維持費が高くなるという問題があり、また空気注入法の場合、下水管中に注入される空気に含まれる約７９％の窒素ガスが残存するため、下水管中における圧力損失が増加したり、下水管が窒素ガスによって閉塞されるという問題があるため、近年においては、これらの問題のない酸素ガス注入法が利用される傾向にある。
【０００７】
ここで、酸素ガス注入法により下水管内における硫化水素の発生を抑制するにあたっては、例えば、図１に示すように、貯留槽１内における下水２の量が所定量に達すると、これをセンサー７によって検知し、これに基づいて制御装置８により、圧送ポンプ３を稼動させて貯留槽１内における下水２を下水管４を通して圧送させると共に、酸素生成装置５を稼動させて酸素を生成し、この酸素を酸素貯蔵タンク６内に貯えて圧力を安定させ、このように圧力が安定した酸素を酸素貯蔵タンク６から弁９を通して上記の下水管４内に供給し、この酸素により下水２中に含まれる硫黄や硫黄化合物が生物学的に還元されるのを抑制し、下水管４内において硫化水素が発生するのを防止するようにしている。
【０００８】
そして、このように貯留槽１内における下水２の量が所定量に達した場合に、圧送ポンプ３を稼動させて、貯留槽１内における下水２を下水管４を通して圧送させるようすると、上記の圧送ポンプ３は運転と停止とを繰り返すことになる。
【０００９】
ここで、流入する下水２の量が少ない施設供用初期の段階では、貯留槽１への下水２の流入量が少なく、圧送ポンプ３が停止する時間が長くなり、下水管４内における下水２の滞留時間が長くなって、下水管４内において発生する硫化水素の量が多くなるため、下水管４内に供給する酸素の量を多くすることが必要になる。
【００１０】
一方、年を経るに連れて次第に流入する下水２の量が増加し、貯留槽１への下水２の流入量が多くなると、圧送ポンプ３が停止する時間が短くなり、下水管４内における下水２の滞留時間が短くなって、下水管４内において発生する硫化水素の量が少なくなるため、下水管４内に供給する酸素の量が少なくてすむようになる。
【００１１】
例えば、図２に●と実線で示すように、貯留槽１への下水流入量が、施設供用初期の段階では１０００ｍ３／日で、次第に下水流入量が増加して計画下水量となる１０年後以降には２０００ｍ３／日になる場合、硫化水素の発生を抑制するために下水管４内に供給する必要酸素量は、図２に○と破線で示すように、施設供用初期の段階から次第に減少し、計画下水量となる１０年後以降では初期の段階の１／４程度になる。
【００１２】
そして、上記のように下水２の発生量が少ない初期の段階において、下水管４内に供給する酸素の量を多くするためには、上記の酸素生成装置５として酸素生成能力の大きな装置を使用したり、容積の大きな酸素貯蔵タンク６を用いたりすることが考えられるが、このようにした場合、設備コストやランニングコストが高くつくと共に、大きな設置スペースが必要になり、一方、次第に下水２の発生量が増加して、下水管４内に供給する酸素の量が少なくてすむようになった場合には、このような設備が過剰になって無駄になるという問題があった。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、下水管を通して下水を圧送させる場合において、下水管中において硫化水素が発生するのを抑制するように、下水管を通して圧送される下水中に酸素を供給する場合における上記のような問題を解決することを課題とするものであり、酸素生成能力の低い酸素生成装置を用いた場合においても、下水管中において硫化水素が発生するのを十分に抑制できるようにし、上記のように発生する下水の量が少なくて、下水の圧送が停止される時間が長くなり、下水管中において硫化水素が多く発生する施設供用初期においても、酸素生成能力の低い酸素生成装置を使用して、下水管中において硫化水素が発生するのを十分に抑制できるようにすることを課題とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
この発明においては、上記のような課題を解決するため、圧送ポンプの稼動に連動して下水管を通して圧送される下水中に酸素を注入し、下水管内で硫化水素が発生するのを抑制する下水管中の硫化水素抑制装置において、下水中に注入させる酸素を生成する酸素生成装置と、この酸素生成装置によって生成された酸素を圧縮させる圧縮装置と、この圧縮装置によって圧縮された酸素を圧縮させた状態で貯蔵する酸素貯蔵タンクと、この酸素貯蔵タンクから下水管に供給する酸素の量を制御する酸素供給量制御装置とを設け、上記の圧送ポンプの停止時にも上記の酸素生成装置により酸素を生成し、この酸素を圧縮装置により圧縮させて酸素貯蔵タンクに貯蔵させるようにしたのである。
【００１５】
また、この発明においては、上記のような下水管中の硫化水素抑制装置を使用するにあたり、経年後における下水量を想定して必要酸素量を算出し、この必要酸素量に対応する酸素生成能力の酸素生成装置を用いるようにしている。
【００１６】
そして、発生する下水の量が少なくて、下水管中において硫化水素が多く発生する施設供用初期においては、上記の圧送ポンプの停止時においても、この酸素生成装置により酸素を生成し、この酸素を圧縮装置により圧縮させて酸素貯蔵タンクに貯蔵させ、このように圧縮されて貯蔵された酸素を上記の酸素供給量制御装置により酸素貯蔵タンクから下水管中に適当量供給させて、下水管中において硫化水素が発生するのを抑制するようにしている。
【００１７】
このようにすると、従来のように、発生する下水の量が少ない施設供用初期の段階において、下水管内に供給する酸素の量を多くするために、酸素生成能力の大きな酸素生成装置を使用したり、容積の大きな酸素貯蔵タンクを用いたりする必要がなく、設備コストやランニングコストが低減されると共に、設置スペースも小さくてすむようになり、また次第に下水の量が増加して、下水管内に供給する酸素の量が少なくてすむようになった場合に、設備が過剰になって無駄になるということもなくなる。
【００１８】
なお、この発明において、上記の酸素生成装置によって生成された酸素を圧縮させる圧縮装置としては、安全性の点から非接触式であるダイヤフラム式圧縮装置を用いることが好ましい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
ここで、この発明の一実施形態に係る下水管中の硫化水素抑制装置及びその使用方法を添付図面に基づいて具体的に説明する。なお、この発明に係る下水管中の硫化水素抑制装置及びその使用方法は、特に下記の実施形態に示すものに限定されず、発明の要旨を変更しない範囲において、適宜変更して実施できるものである。
【００２０】
この実施形態における下水管中の硫化水素抑制装置においては、図３に示すように、酸素生成装置１０によって酸素を生成し、この酸素生成装置１０によって生成された酸素を圧縮装置２０により圧縮させて酸素貯蔵タンク３０に貯蔵させるようにしている。そして、このように酸素貯蔵タンク３０に圧縮されて貯蔵された酸素を、電磁弁等を用いた酸素供給量制御装置４０により供給する酸素の量を制御しながら、下水２を圧送させる下水管４に供給するようにしている。
【００２１】
ここで、この実施形態における下水管中の硫化水素抑制装置においては、上記の酸素生成装置１０として、経年後における下水流入量を想定して算出した必要酸素量に対応する酸素生成能力のものを用いるようにしており、例えば、前記の図２に示すように、施設供用初期の段階では下水量が１０００ｍ３／日であっても、計画下水量となる１０年後以降には２０００ｍ３／日になることを想定した場合には、施設供用初期に必要とされる酸素生成能力の１／４程度の能力の酸素生成装置１０を用いるようにしている。
【００２２】
また、上記の圧縮装置２０としては、酸素を圧縮させる関係上、安全性の点から非接触式であるダイヤフラム式圧縮装置を用いるようにしている。
【００２３】
ここで、この実施形態における下水管中の硫化水素抑制装置を使用して、下水管４内における硫化水素の発生を抑制するにあたっては、上記のように酸素生成装置１０によって酸素を生成し、この酸素生成装置１０によって生成された酸素を圧縮装置２０により圧縮させて酸素貯蔵タンク３０に供給し、この酸素貯蔵タンク３０内における酸素の圧力が所定圧に達するまで貯蔵させるようにする。
【００２４】
そして、貯留槽１内における下水２の量が所定量に達すると、これをセンサー７によって検知し、これに基づいて制御装置５０により、圧送ポンプ３を稼動させて貯留槽１内における下水２を下水管４を通して圧送させると共に、上記の酸素供給量制御装置４０を作動させ、上記の酸素貯蔵タンク３０内に貯蔵された酸素を、この酸素供給量制御装置４０により供給量を制御しながら上記の下水管４内に供給し、この酸素により下水２中に含まれる硫黄や硫黄化合物が生物学的に還元されるのを抑制して、下水管４内において硫化水素が発生するのを防止するようにしている。
【００２５】
また、このようにして酸素貯蔵タンク３０内に貯蔵された酸素を下水管４内に供給した場合において、この酸素貯蔵タンク３０内における酸素の圧力が所定圧よりも低下した場合には、上記の制御装置５０により酸素生成装置１０を稼動させて酸素を生成し、この酸素を上記のように圧縮装置２０により圧縮させて酸素貯蔵タンク３０内に供給させるようにする。
【００２６】
そして、上記のように圧送ポンプ３を稼動させて貯留槽１内における下水２の下水管４を通して圧送させた結果、この貯留槽１内における下水２の量が所定量よりも少なくなると、これをセンサー７によって検知し、これに基づいて上記の制御装置５０により、圧送ポンプ３を停止させると共に、上記の酸素供給量制御装置４０を停止させて、酸素貯蔵タンク３０内に貯蔵された酸素を下水管４内に供給するのを停止させる。一方、上記の酸素貯蔵タンク３０内における酸素の圧力が所定圧に達していない場合には、上記の酸素生成装置１０をさらに稼動させて酸素を生成し、この酸素を圧縮装置２０により圧縮させて酸素貯蔵タンク３０内に供給し、酸素貯蔵タンク３０内における酸素の圧力が所定圧に達した後、酸素生成装置１０を停止させるようにしている。
【００２７】
ここで、貯留槽１への下水２の流入量が少ない施設供用初期においては、圧送ポンプ３が停止する時間が長くなって、下水管４内に下水２が滞留する時間が長くなり、下水管４内において発生する硫化水素の量が多くなるため、下水管４内に多くの量の酸素を供給することが必要になる。
【００２８】
この場合、この実施形態のものにおいては、上記のように圧送ポンプ３の停止時においても、酸素生成装置１０をさらに稼動させて酸素を生成し、この酸素を圧縮装置２０により圧縮させて酸素貯蔵タンク３０内に貯蔵させ、このように圧縮させて貯蔵させた酸素を下水管４内に供給するため、上記のような酸素生成能力の低い酸素生成装置１０を使用した場合においても、十分な量の酸素が下水管４内に供給されるようになり、下水２の流入量が少ない施設供用初期においても、下水管４内において硫化水素が発生するのを十分に抑制できるようになり、従来のものに比べて、設備コストやランニングコストが低減されると共に、設置スペースも小さくてすむようになる。
【００２９】
また、上記のように酸素生成能力の低い酸素生成装置１０を使用すると、年々下水２の流入量が増加して、下水管４内に供給する酸素の量が少なくてすむようになった場合に、設備が過剰になって無駄になるということもない。
【００３０】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明においては、酸素生成装置によって生成された酸素を圧縮装置により圧縮させて酸素貯蔵タンクに貯蔵し、この酸素貯蔵タンクから酸素供給量制御装置により適当量の酸素を、下水管を通して圧送される下水中に注入させるようにすると共に、圧送ポンプの停止時にも上記の酸素生成装置により酸素を生成し、この酸素を圧縮装置により圧縮させて酸素貯蔵タンクに貯蔵させるようにしたため、酸素生成能力の低い酸素生成装置を使用しても、下水管を通して圧送される下水中に十分な量の酸素を供給することができるようになる。
【００３１】
そして、この発明において、経年後における下水量を想定して算出した必要酸素量に対応する酸素生成能力の低い酸素生成装置を使用し、下水量が少ない施設供用初期において、この酸素生成装置を上記の圧送ポンプの停止時にも稼動させて酸素を生成し、この酸素を圧縮装置により圧縮させて酸素貯蔵タンクに貯蔵させ、このように圧縮されて貯蔵された酸素を上記の酸素供給量制御装置により酸素貯蔵タンクから下水管中に適当量供給させるようにすると、下水量が少なくて硫化水素が多く発生する初期においても、上記のような酸素生成能力の低い酸素生成装置を使用して、下水管中において硫化水素が発生するのを十分に抑制できるようになる。
【００３２】
この結果、この発明においては、従来のように、下水量が少ない施設供用初期の段階において、下水管内に供給する酸素の量を多くするために、酸素生成能力の大きな酸素生成装置を使用したり、容積の大きな酸素貯蔵タンクを用いたりする必要がなく、設備コストやランニングコストが低減されると共に、設置スペースも小さくてすむようになり、また次第に下水量が増加して、下水管内に供給する酸素の量が少なくてすむようになった場合において、設備が過剰になって無駄になるということもなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の装置によって、下水管中において硫化水素が発生するのを抑制する状態を示した概略説明図である。
【図２】使用年数に応じて下水流入量と必要酸素量とが変化する状態を想定した図である。
【図３】この発明の一実施形態において、硫化水素が下水管中において発生するのを抑制する状態を示した概略説明図である。
【符号の説明】
１  貯留槽
２  下水
３  下水管
７  センサー
１０  酸素生成装置
２０  圧縮装置
３０  酸素貯蔵タンク
４０  酸素供給量制御装置
５０  制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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