(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下水管路の途中に設けられた越流堰の側方に、越流水を上向流でろ過する浮上ろ材充填槽を設け、その上部にろ過水を公共水域に放流する放流管を接続するとともに、この浮上ろ材充填槽の側方に浮上ろ材の洗浄水貯留槽を設けたことを特徴とする雨水処理装置。
【請求項２】
浮上ろ材充填槽に充填される浮上ろ材が、０.１〜０.４g/cm3のみかけ密度を持つものである請求項１記載の雨水処理装置。
【請求項３】
浮上ろ材充填槽に充填される浮上ろ材層が、０.２〜１ｍの高さである請求項１記載の雨水処理装置。
【請求項４】
洗浄水貯留槽の内部に、洗浄水を下水管路へ排出するポンプを配置した請求項１記載の雨水処理装置。
【請求項５】
浮上ろ材充填槽を複数個に分割し、上部を各浮上ろ材充填槽でろ過されたろ過水を流入させる共通のろ過水槽とした請求項１記載の雨水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、下水管路の途中に設置される雨水処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
雨水と汚水とを同一の下水管路に合流させて下水処理する合流式下水道においては、雨天時には大量の雨水が下水管路に流入することとなる。しかし下水処理場の処理能力は、晴天時における時間最大処理能力をＱとすると、３Ｑ〜４Ｑに設計されているのが普通である。このため、下水処理場の処理能力を越える下水を下水処理場まで導く意味はなく、下水管路の途中に越流堰を設けて過剰な流入水を排除している。
【０００３】
図３はその説明図であり、この図では下水処理場１の処理能力を３Ｑとし、下水管路２の途中の２箇所に越流堰３を設けた例を示している。なお、説明を簡略化するために本明細書では下水処理場の雨天時処理能力を全て３Ｑとして説明するが、これに限定されないことはいうまでもない。さて図示のように、上流側の越流堰３ａに４Ｑの流量の下水が流入したと仮定すると、越流堰３ａによりＱ分が分離されて河川４等の公共水域に放流され、３Ｑ分だけが下水管路２を通じて下流側に流れる。そして途中からの流入水によって流量が再び増加し、下流側の越流堰３ｂへの流入量が５Ｑになったとすると、下流側の越流堰３ｂにより２Ｑ分が分離されて河川４に放流され、３Ｑ分だけが下水管路２を通じて下水処理場１に導かれる。
【０００４】
図４は従来の越流堰３の模式的な断面図であり、図５はその平面図である。流入管５からの流入水はいったん流路６に流入したうえ下方の遮流管７から排出されるが、遮流管７の管径は３Ｑの流量だけを受け入れるように設定されている。このため３Ｑの超過分は越流口８からオーバーフローして放流槽９に落下し、放流管１０から河川４等に放流されるようになっている。なお、越流口８の上部にバースクリーン１１を設けて粗大な夾雑物を分離することも行なわれている。普通このような越流堰３は、道路下等に埋設されている。
【０００５】
ところが上記のような従来の越流堰３では、３Ｑを越える流入水をそのままオーバーフローさせて河川４等の公共水域に放流しており、バースクリーン１１を設けた場合にも流入水中の粗大な夾雑物を分離しているだけである。このため、流入水中のＳＳはほとんどそのまま公共水域に放流されることとなり、降雨時の越流水によって環境が汚染されることがあった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記した従来の問題点を解決して、降雨時における下水管路からの越流水による環境汚染を防止することができる雨水処理装置を提供するためになされたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するためになされた本発明の雨水処理装置は、下水管路の途中に設けられた越流堰の側方に、越流水を上向流でろ過する浮上ろ材充填槽を設け、その上部にろ過水を公共水域に放流する放流管を接続するとともに、この浮上ろ材充填槽の側方に浮上ろ材の洗浄排水貯留槽を設けたことを特徴とするものである。
【０００８】
本発明においては、浮上ろ材充填槽に充填される浮上ろ材が０.１〜０.４g/cm3のみかけ密度を持つものであることが好ましく、浮上ろ材充填槽に充填される浮上ろ材層が０.２〜１ｍの高さであることが好ましい。また、洗浄排水貯留槽の内部に、洗浄排水を下水管路へ排出するポンプを配置した構造とすることが好ましく、浮上ろ材充填槽を複数個に分割し、上部を各浮上ろ材充填槽でろ過されたろ過水を流入させる共通のろ過水槽とした構造とすることが好ましい。
【０００９】
本発明の雨水処理装置は、越流堰の越流水をその側方に設けられた浮上ろ材充填槽によりろ過して大部分のＳＳを除去し、ろ過水を公共水域に放流するようにしたので、下水管路からの越流水による環境汚染を防止することができる。また浮上ろ材充填槽の洗浄排水は多量のＳＳを含むが、この洗浄排水は下水管路へ排出されるので、洗浄排水中のＳＳが公共水域に放流されることはない。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の好ましい実施形態を示す。
図１は本発明の実施形態を示す平面図、図２は断面図である。本発明の雨水処理装置は、地中に埋設されている従来構造の越流堰３の側方に、浮上ろ材充填槽２０と浮上ろ材の洗浄排水貯留槽３０とを設けたものであり、既設の越流堰３を改造することにより設置できるので、新たな用地獲得の必要はないものである。
【００１１】
図１、図２において、越流堰３は従来と同様のものであって、合流式下水の流入管５と、流路６と、遮流管７と、越流口８とを備えている。流入管５から流路６に流入した流入水は、３Ｑまでは流路６の後端の遮流管７から下流側の下水管路２に流される。しかし３Ｑを超過した分は越流口８から側方にオーバーフローする。なお、従来と同様に越流口８の部分にバースクリーン１１を設けて粗大な夾雑物を分離するようにしてもよい。
【００１２】
従来の越流堰３では、越流口８からオーバーフローした水はそのまま放流管１０から河川４等に放流されていたのであるが、本発明では越流口８に隣接する垂直隔壁２１，２２間に、浮上ろ材充填槽２０が形成されている。この浮上ろ材充填槽２０は、０.１〜０.４g/cm3のみかけ密度を持ち、サイズが４〜１０ｍｍの浮上ろ材を充填した上向流ろ過槽であり、越流口８からの越流水は垂直隔壁２１の下端部からこの浮上ろ材充填槽２０に流入し、浮上ろ材により上向流ろ過される。ろ過の間に浮上ろ材が流出しないように、越流口８よりも低い位置に流出防止ネット２３が張られている。
【００１３】
図１に示すように、浮上ろ材充填槽２０は複数個に分割しておくことが好ましい。またそれらの上部は共通のろ過水槽２４としておく。この共通のろ過水槽２４の後端部にはろ過水を公共水域に放流する放流管２５が設けられている。従って、各浮上ろ材充填槽２０でろ過されたろ過水は全て共通のろ過水槽２４に入り、その後端部の放流管２５を通じて放流される。
【００１４】
浮上ろ材充填槽２０に充填される浮上ろ材は、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン等の発泡高分子からなるものとすることが好ましく、特に発泡度を制御された独立気泡型の発泡ポリエチレンは、耐薬品性、耐候性に優れたものである。浮上ろ材の好ましいみかけ密度を０.１〜０.４としたのは、０.１未満であると強度が不足してろ過中に圧密され易く、逆洗も行ないにくくなり、逆に０.４を越えると逆洗時に下方に流出してしまうおそれがあるからである。圧密を避けるためにも、浮上ろ材は５０％圧縮硬さが０.１ＭＰａ以上のものであることが好ましい。
【００１５】
また浮上ろ材の好ましいサイズを４〜１０ｍｍとしたのは、４ｍｍ未満であると閉塞し易いために高速ろ過を行ないにくくなり、１０ｍｍを越えるとＳＳの捕捉率が低下するためである。なお捕捉率を向上させるために、浮上ろ材は球形や立方体のような単純形状とするよりも、外表面に凹凸を備えた異形状としておくことが好ましい。
【００１６】
浮上ろ材の充填高さ（浮上ろ材充填層の厚み）は、０.２〜１ｍ程度とすることが好ましい。０.２ｍ未満であるとＳＳの捕捉率が低下し、１ｍを越えると逆洗が困難となるとともに、装置全体の高さが大きくなり、コスト高となる。なお、浮上ろ材の充填高さが低いときには細かい浮上ろ材を使用し、浮上ろ材の充填高さが高いときには粗い浮上ろ材を使用することが好ましい。具体的には、充填高さが０.２ｍ程度のときには５ｍｍ程度のサイズのものを使用し、充填高さが１ｍ程度のときには９ｍｍ程度のサイズのものを使用するとよい。
【００１７】
上記した浮上ろ材充填槽２０によれば、越流堰３からオーバーフローした水中のＳＳの大部分を高速ろ過し、清浄なろ過水として河川などの公共水域に放流することができる。しかしろ過を継続すると、捕捉したＳＳが次第に浮上ろ材間に堆積して圧損が増加して行く。そこで各浮上ろ材充填槽２０を順次洗浄し、圧損を回復させる必要がある。
【００１８】
洗浄排水貯留槽３０はこの目的のために設けられたもので、分割された各浮上ろ材充填槽２０と垂直隔壁２２の下端の各バルブ３１を介して接続されている。洗浄排水貯留槽３０の内部にはポンプ３２が設けられており、その内部の洗浄水を下水管路へ排出することができる。このポンプ３２を作動させて洗浄排水貯留槽３０内の水位を十分に下げた状態で、洗浄したい浮上ろ材充填槽２０に対応するバルブ３１を開くと、共通ろ過水槽２４のろ過水は浮上ろ材充填槽２０内を下向きに流れ、浮上ろ材に捕捉されていたＳＳは洗浄水とともに洗浄排水貯留槽３０に流入する。前記したように、浮上ろ材はみかけ密度が０.１〜０.４と小さいため、逆洗流速を１〜４ｍ/分の範囲に設定しておけば、下方に流出するおそれはない。みかけ密度を０.２としたときの最適逆洗流速は２ｍ/分程度である。
【００１９】
逆洗終了後にバルブ３１を閉じれば、浮上ろ材充填槽２０は再び通常の上向流ろ過を開始する。また洗浄排水貯留槽３０内に流入した洗浄排水は、ポンプ３２によって下流側の下水管路２へ排出される。なお、逆洗は圧損が高くなった浮上ろ材充填槽２０についてのみ行なえばよく、その間も他の浮上ろ材充填槽２０は通常のろ過を継続することができる。
【００２０】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の雨水処理装置を用いれば下水管路の途中に設置された越流堰からオーバーフローした越流水を浮上ろ材充填槽でろ過し、大部分のＳＳを除去したうえで河川などの公共水域に放流することができるので、下水管路からの越流水による環境汚染を防止することができる。また浮上ろ材充填槽の圧損が増加したときには、バルブを開くだけでろ過水による逆洗を行うことができるうえ、その洗浄排水はポンプにより下流側の下水管路へ排出されるから環境を汚染することがない。なお、降雨が終了して流入水量が３Ｑ以下にまで低下すれば、自然に越流はなくなるので浮上ろ材充填槽によるろ過も自然に終了することとなり、人為的な制御を必要としない利点もある。このため本発明の雨水処理装置は無人運転が可能であり、人件費を要しない。さらに、本発明の雨水処理装置は既設の越流堰に組み込むことができ、新たな用地取得の必要もないなど、多くの利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す平面図である。
【図２】図１の断面図である。
【図３】下水管路に設けられた越流堰の機能説明図である。
【図４】従来の越流堰の断面図である。
【図５】従来の越流堰の平面図である。
【符号の説明】
１  下水処理場、２  下水管路、３  越流堰、４  河川、５  流入管、６  流路、７  遮流管、８  越流口、９  放流槽、１０  放流管、１１  バースクリーン、２０  浮上ろ材充填槽、２１  垂直隔壁、２２  垂直隔壁、２３  流出防止ネット、２４  共通ろ過水槽、２５  放流管、３０  洗浄排水貯留、３１  バルブ、３２  ポンプ
【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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