(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）暴風雨水から汚染物質を除去することができる材料により構成されたベツドを収容したバスケットの透水性の周外壁を通して暴風雨水をバスケット中に入れる工程と、
（ｂ）バスケット内のベツドに暴風雨水を通して、暴風雨水から汚染物質を除去するように濾過することにより暴風雨水を処理する工程と、
（ｃ）前記バスケットの内側ドレイン空間と処理された水の出口ダクトとの間に連続した流体接続を確立する工程と、
（ｄ）水の重力により、前記内側ドレイン空間から、処理された水の出口ダクトへ処理された水をサイホン効果により供給する工程と、
（ｅ）バスケットを通る暴風雨水の流量をベツドの初期濾過能力よりも低い流量に制御し、この制御された低い流量は、暴風雨水流とベツドとの間に充分な接触を果たさせて暴風雨水流から少なくとも１種類の汚染物質を除去する工程と、を具備する暴風雨水流を処理する方法。
【請求項２】
前記工程（ａ）は、暴風雨水がベツドを水平に流れることが可能なようにし、バスケットの透水性の周外壁とバスケットの透水性の内壁との間の環状空間に前記ベッドが配置されている、請求項１の方法。
【請求項３】
前記バスケットの透水性の周外壁と内壁とは、円筒状であり、
バスケットの透水性の周外壁を通して暴風雨水をバスケット中に入れる工程（ａ）は、この円筒状の透水性周壁を通して前記環状空間内に配置された前記ベットへと暴風雨水を入れる工程を有する請求項２の方法。
【請求項４】
前記工程（ｂ）は、堆肥、バーミキュライト、活性炭素、ゼオライト、パーライト、イオン交換媒体、ピート、並びに砂床からなるグループから選ばれたベツドに暴風雨水を通すことにより除去することを含む、請求項１ないし３のいずれか１の方法。
【請求項５】
前記工程（ｂ）は、堆肥、バーミキュライト、活性炭素、ゼオライト、パーライト、イオン交換媒体、ピート、並びに砂ペレットからなるペレットのグループから選ばれたペレットを有するベッドに暴風雨水を通すことにより除去することを含む、請求項１ないし３のいずれか１の方法。
【請求項６】
前記工程（ｅ）において、前記バスケットを通る暴風雨水の流量をベッドの初期濾過能力よりも低い流量に制御するのは、前記ベツドの下流側のバスケットの出口ダクト内に設けられた流れ規制体によりなされる、請求項１の方法。
【請求項７】
前記工程（ｅ）において、前記バスケットを通る暴風雨水の流量をベッドの初期濾過能力よりも低い流量に制御するのは、前記ベツドの出口側下流のバスケットの処理された水の出口ダクト内に設けられ、所定の径を有するオリフィスを備えたオリフィス板によりなされる、請求項１の方法。
【請求項８】
（ｉ）バスケットを囲んだ透水性の外壁と、（ii）この外壁に所定間隔を有して囲まれた、透水性の内壁と、（iii）前記両壁間の流体的連通がなされながら、外壁と内壁との間に配設され、暴風雨水から汚染物質を除去することができるベツドと、（iv）このベツドと流体的に連通され、前記内壁により規定されたドレイン空間と、を有する（ａ）バスケットと、（ｂ）前記ドレイン空間から延出し、バスケットの初期濾過能力よりも小さい流量にバスケットを通る暴風雨水の初期流量を制御する流れ規制体を有する出口ダクトと、を具備し、
前記ドレイン空間が水で少なくとも部分的に充填されたときに、処理された水がサイホン効果によりドレイン空間からて出口ダクト中に流れる、暴風雨水流から汚染物質を除去するための装置。
【請求項９】
前記外壁は、ほぼ筒状である請求項８の装置。
【請求項１０】
前記内壁は、ほぼ筒状である請求項９の装置。
【請求項１１】
前記流れ規制体は、出口ダクト内の流れを制御する弁を有し、この弁は、閉じられたときに、ドレイン空間からの出口ダクト内の流れを規制でき、また、開かれたときには、出口ダクト内の流れを可能にする、請求項８の装置。
【請求項１２】
前記出口ダクト内の流れを制御する弁は、（ａ）出口ダクトの開口を部分的に覆って、出口ダクト内の処理された暴風雨水の流れを規制する弁部材と、
（ｂ）この弁部材から、ドレイン空間の上方に装着されたフロートへと延びたリンクとを有し、ドレイン空間が暴風雨水で充填されると、フロートが弁部材を持ち上げるように上昇してバスケットの出口ダクトを開成するように、フロートはドレイン空間と流体的に流通している、請求項１１の装置。
【請求項１３】
前記ベッドは、堆肥、バーミキュライト、活性炭素、ゼオライト、パーライト、イオン交換媒体、ピート、並びに砂からなるグループから選ばれている材料により形成されている、請求項８ないし１２のいずれか１の装置。
【請求項１４】
前記ベッドは、複数のペレットにより形成されており、これらペレットは、堆肥、バーミキュライト、活性炭素、ゼオライト、パーライト、イオン交換媒体、ピート、並びに砂ペレットからなるペレットのグループから選ばれたペレットからなる、請求項８の装置。
【請求項１５】
吸着剤はペレットの形状をしており、これらペレットは、約１／８ないし約３／８インチの寸法である、請求項８の装置。
【請求項１６】
バスケットの出口ダクト内に流れ規制弁をさらに具備する請求項８の装置。
【請求項１７】
バスケットの出口ダクト内に流れ規制オリフィス板をさらに具備する請求項８の装置。
【請求項１８】
暴風雨水流から汚染物質を除去するための装置であり、この装置は、
（ａ）装置中に流される暴風雨水を受けるための容器と、
（ｂ）この容器から、微粒子の鎮めの後に、暴風雨水を受けることの可能な水の処理領域とを具備し、この処理領域は、
（ｉ）各々が、透水性の周囲壁と、この周囲壁とは離間して間に環状の空間を規定した透水性の内壁と、この環状の空間内に収容され、暴風雨水から汚染物質を除去可能なベツド材と、前記透水性の内壁により規定され、処理された水の排出のためにバスケットから延出した出口ダクトと流体的に連通した内側ドレイン空間とを有する、少なくとも２つのバスケットと、
（ii）これら少なくとも２つのバスケットの各々の出口ダクトと流体的に連通された共通のドレインダクトと、
（iii）前記内側ドレイン空間が暴風雨水で満たされたときに充分に開き、前記出口ダクトを通って前記共通のドレインダクトに入る暴風雨水の流れを規制するためのサイホンプライミング弁と、
（iv）このサイホンプライミング弁の下流側に設けられ、暴風雨水が装置内で処理されているときに、少なくとも２つのバスケットの初期濾過能力よりも低い第１の流量に流れを規制可能な流れ規制体とを有し、
暴風雨水が装置中に入ったときに、少なくとも２つのバスケットの各々の内側ドレイン空間は処理された水が充填され、また、流体的な流通が前記内側ドレイン空間と前記共通のドレインダクトとの間に確立されて、前記内側ドレイン空間から前記共通のドレインダクト中へのサイホン効果により水の供給が果たされる、装置。
【請求項１９】
前記透水性の周囲壁はほぼ筒状をし、また、前記透水性の内壁はほぼ筒状をし、ベツド材は、これら周囲壁と内壁との間の環状空間内に配置されている請求項１８の装置。
【請求項２０】
前記ベツド材は、堆肥、バーミキュライト、活性炭素、ゼオライト、パーライト、イオン交換媒体、ピート、並びに砂床からなるグループから選ばれた材料のベツドである、請求項１８もしくは１９の装置。
【請求項２１】
前記サイホンプライミング弁は、暴風雨水流がスレッショールドレベル以下で装置中に入ったときに、出口を通る流れを規制するように出口ダクトの開口を部分的に覆う球状の弁部材と、この弁部材から、前記ドレイン空間の上方に設けられたフロートへと延びたリンクとを有し、ドレイン空間が水で充填されると、フロートがボールを持ち上げるように上昇して、前記ドレイン空間から前記共通のドレインダクト中へ処理された水をサイホン効果により供給するように、ドレイン空間と共通のドレインダクトとの間の流体的連通を果たすように、前記フロートはドレイン空間と流体的に連通している請求項１８の装置。
【請求項２２】
前記少なくとも２つのバスケットの各々のベツド材は、周囲壁と内壁との間の空間に適合する寸法の着脱可能な透水性容器内に収容されている請求項１８の装置。
【発明の詳細な説明】
発明の分野
本発明は、重金属、油、グリース、有機毒素等の汚染のレベルを減じるように水、特に暴風雨水流を処理することに関する。特に、本発明は、暴風雨水から汚染物質を除去可能な吸収材やイオン交換材のような材料のベツドを含むモジュールのバスケット形式の装置に関する。これらモジュールは、暴風雨水がモジュール内を流れて、環境に安全な廃棄のためにドレイン導管に流されている間に、汚染物質を除去することにより処理されるように、貯蔵水集積並びに処理利用域内に設置される。
暴風雨水流は、拡散もしくは原因を特定できない汚染の形態である。これは、雨に洗われる特別な物質、有機物、重金属、並びに有機毒素のような汚染物質が自然の水に入り込むことにより生じる。従って、雨水を受ける自然水もまた、有害な環境の影響を有する汚染を受ける。このような自然水の中に入る汚染物質の量は、周囲の領域の都会化の程度と都会化の性質とに関連される。都会化により、コンクリートのような不透水性材により土が舗装され、この結果、汚染物質は、長期に渡って集められる傾向にある。このような形態の表面に降った雨は、汚染物質を貯蔵雨水中システム中へ、かくして貯蔵水中へと流れ込む。
何百年か前には、貯蔵雨水は、重大な問題を生じていなかった。雨は、朽ちた草木の堆積により形成された有機物が豊富な大地に降った。そして、この有機物は、水が地下水、流水、並びに川となる前に、吸収されかつ濾過された。さらに、不均一に分布した土壌は、浸食により微小粒子を失い、これらにより、油やグリース、重金属、もしくは有機毒素が受ける湿地、流水、並びに川に例え運ばれても、ほとんど問題はなかった。
しかし、現在では、都市化の増大により、暴風雨水流は、受ける水中の重大な汚染源として認識されるようになっている。暴風雨水は、多くの点で、廃水とは異なる。一年を通してより多くもしくはより少なく連続的に流れる廃水とは異なり、暴風雨水は断続的であり、一般的にシーズンに応じたピークを呈する。地域的な要素に非常に依存するに加えて、暴風雨水中の汚染濃度は、降雨間隔にも関係している。即ち、嵐の間隔が長くなればなるほど、降雨のときに高汚染濃度の程度が代表的には大きくなる。これは、降雨間での、表面上の汚染の連続的な加速による。かくして、受ける水の生態学に対する潜在的な損害は、米国の西海岸の多くで夏の間に生じるような長い一連の乾燥期間の後に、秋季の最初の嵐が特に溜まった毒物を道路もしくは他の表面に洗い流すときに、しばしば最大となる。このような最初の洗い流しは、受ける流れの流量が小さく、かつ暴風雨水からの汚染物質の希釈が制限されているときに、生じる。受ける水の汚染の程度は、降雨の強度に依存している。かくして、一連の乾燥期間の終わりでの汚染物質の蓄積は、これら暴風雨が、雨水を受けた表面の汚染物質を洗い流すのに充分な強さでない場合には、最初の嵐の間には生じないかもしれない。
特別な嵐のうち、“第１の洗い流し”現象として知られているものがある。一般に、この第１の洗い流しは、前の嵐からの間に蓄積され、最高に堆積された汚染物質の堆積物を雨が洗い流すときに、最初の３０分もしくはこのぐらいの間に生じる。嵐が数時間もしくはそれ以上続いても、嵐の終わりの間の汚染のレベルは、通常は少ないか検出できない。
暴風雨水流により生じる汚染の問題を考慮するための努力において、米国特許Ｎｏ．５，３２２，６２９は、暴風雨水を処理するための方法と装置とを提案している。この´６２９特許に係われば、暴風雨水は、雨水が水受けシステム中に排水される前に、雨水から汚染物質を除去する高品質の堆積葉材料のベツドを通される。また、この特許は、堆積物のベツドを通す水の処理能力を高める装置の実施の形態を図示し、説明している。この´６２９特許は、堆積物は、ベツドの各１平方フイートを通る暴風雨水の流れが減じられるように、全時間に渡ってコンパクトであり得る。このベツドを流れる流量は、´６２９特許では“透水性”と称されているが、より正確に称されている“濾過能力”は、重要なパラメータである。ベツドの濾過能力、即ち、ベツドの１平方フイートを通る１分辺りのガロンでの流量が、小さいと、大きなベツドが所定量の暴風雨水を処理するためには必要である。一方、濾過能力が高いと、比較的小さいベツドが使用可能であるが、汚染物質を除去するための水と堆積物との間の接触が充分ではなくなる。さらに、暴風雨水は、砂や他の粒子のような沈殿物を運ぶので、コンパクトのベツドの流れチャンネルが除々に詰まり、濾過能力が低下する。
長期に渡って濾過能力を高めるために、´６２９特許は、（堆積物の）乾燥した重量で少くとも１５％の砂利もしくは破砕石を堆積物に混入させてベツドを形成することを教示している。このように砂利を加えても、それでも、所定期間を越えると、堆積物のベツドの濾過能力が低下し、結局、ベツドを交換しなければならなくなることが判っている。一般に、交換は、特に、操作が下水道を保守する都市自治体にとって歳費を生じないので、比較的高価であり、また、手動的労力を必要とする。地方自治体は、財源を節約するために、堆積物のベツドを取り替える頻度をかなり減じることのできる暴風雨水流の処理システムを望んでいる。しかし、期間全体に渡って濾過能力が低下することが可能なような過度に大きいベツドは、初期の使用コストがかなり高いので望まれない。かくして、堆積物のベツドのための所望の交換材は、高い初期濾過能力を有さなければならず、また、長期に渡って、好ましくは、数年間に渡ってこの濾過能力の重要な釣り合いを維持しなければならない。
発明の概要
本発明は、暴風雨水流のドレインシステムに入る前の舗装領域上を暴風雨水が流れるときに代表的に含むような、重金属、油並びにグリースの痕跡、有機毒素等、の汚染物質を除去するように暴風雨水流を処理する装置並びに方法を提供する。この装置は、汚染物質のためのイオン交換媒体もしくは吸収材のベツドを含み、また、定期的なバックフラッシュにより少なくとも部分的に再生され得る高初期濾過流量を有する。本発明のバスケット形式の装置は、モジュラー形式となっており、かくして容易に交換可能であり、さらに、吸収材のベツドは自己保持で、使い古されたときに容易に交換される。この装置は、ベツドにより有効な濾過流量を維持するためにベツドから蓄積された破砕片を除去するように定期的にバックフラッシュすることを除いては、最小のメンテナンスで長期に渡って使用され続けられ得る。
本発明の装置は、透水性の外壁と、この外壁により囲まれると共に離間された透水性の内壁とを備えた代表的には筒状のバスケットを有する。暴風雨水流から汚染物質を吸収可能な吸収材のベツドは、外壁と内壁との間に、これら壁間の流体的流通を可能にしながら、配置されている。内側の処理されたドレイン空間は、透水性の内壁により規定され、また、処理された水の出口ダクトは、バスケットからの処理された暴風雨水の流れを可能にするドレイン空間から延出したから延びている。この装置は、水が透水性の外壁と、汚染物質を除去するベツドと、透水性の内壁とを通って、出口ダクトを介して排出されるように、少くとも部分的に暴風雨水流中に漬けられるされて動作する。バスケットの初期濾過能力よりも低い流量にバスケットを通る流れを制御するために、最小の流れのオリイス板もしくは弁のような流れ規制体が、出口ダクト中に挿入されている。規制された流れの流量は、暴風雨水とベツドとの間の充分な接触を果して、暴風雨水から少くとも１つの汚染物質の実質的な部分を除去するように選定されている。
所定の好ましい実施の形態において、この装置は、水がバスケットを連続的に流れて、出口ダクトと流体的に連通したドレイン導管中に入るように、サイホン効果を生じさせるサイホンプライミング出口弁を有する。これら実施の形態において、出口弁は、出口ダクトの開口を少くとも部分的に覆い、導管を通る処理された暴風雨水の流れを規制することができる、水面に応じて駆動されるサイホンプライミング弁で付加的にある。かくして、装置に対する暴風雨水流の流量が低く、バスケットが充分に沈水されていないと、処理された暴風雨水は、バスケットを通るように流れて、部分的に開いたサイホンプライミング弁を介して出口ダクト中に、そしてドレイン導管中に入る。しかし、暴風雨水流の流量がスレッショールドレベル以上で、この結果、バスケットが完全に沈水して内側ドレイン空間が処理された水が充填されている場合には、サイホンプライミング出口弁は完全に開いて、連続した流体的な連通が内側ドレイン空間とドレイン導管との間に確立される。かくして、水は、バスケットを介して連続的にサイホン効果により吸水されて、暴風雨水の処理流量が高められる。サイホン効果を達成するようにサイホンプライミング弁を駆動するために、リンクがドレイン空間の上方に設けられたフロートへと、浮上可能な弁部材から延びている。このフロートは、ドレイン空間が暴風雨水で満たされたときに、フロートが水面上を浮くことにより上昇して弁部材を持ち上げ、バスケットの出口ダクトを完全に開くように、ドレイン空間と流体的な流通をする。ドレイン空間からの空気の排出と、ドレイン導管との流体的な流通とは、最大のサイホン効果を果す。
本発明に係われば、ベツドは、重金属、油、グリース、有機毒素、並びに暴風雨水排水システム中に入る前に住宅もしくは工業社会での舗装された領域を暴風雨水が流れるときに暴風雨水に代表的に蓄積する他の汚染物質を除去することができる材料から選定され得る。これらの材料は、堆積物、特に年月の経た堆積物、バーミキュライト、活性炭素、ビート、並びにゼオライト、パーライト、粘度ミネラル、化学的イオン交換樹脂、シリカ砂、もしくはこれらの混合物のようなイオン交換媒体のような吸収材を含む。所定の好ましい実施の形態では、ベツドは、多数のペレットにより形成されている。このようなペレット化した形態は、ペレット化されていないベツドでの微粒子状の砕片の集積から生じるであろうようなベツドの詰まりを最小にすることにより、処理ベツドを流れる水の流量を高く維持することができる効果がある。
付加的に、詰まりを生じて流量を減じる特別なものの不濾過からベツドをさらに守ために、透水性の外壁は、布フイルターのような着脱可能なフイルターで覆われ得る。定期的に、このフイルターは除去されて交換される。このフイルターが使用されると、ベツドはバックフラッシュの適用頻度を減じることができる。
本発明は、また、上述したモジュール形式のバスケットを少くとも２つ有し、これらバスケットの出口ダクトが共通のドレインコンダクトと流体的に連通した状態で処理領域に配置された、暴風雨水を処理するためのシステムを提供する。このシステムにおいて、暴風雨水排水パイプからの暴風雨水流は、暴風雨水から粒子やら砕片を溜めることを可能にするような寸法の暴風雨水溜め容器を有する前側空間中に入る。そして澄まされた暴風雨水は、溜め容器から暴風雨水処理領域中へとオーバフローする。この処理領域には、夫々が上述したようにして構成された複数のバスケットが設けられている。好ましい実施の形態では、バスケットはサイホンプライミング弁を有し、水がスレッショールド流量を越えて処理領域中に入ると、バスケットは暴風雨水中に沈水される。そして、暴風雨水は、バスケットで処理されて、サイホン効果によりバスケットから排出される。一方、処理領域に入る暴風雨水流の流量がスレッショールド流量よりも小さく、かくしてバスケットは完全に沈水されない場合には、水は、各バスケットの出口ダクト内の部分的に開かれたサイホンプライミング出口弁へと小さい流量でバスケットを流れ、そして共通のドレインダクト中へと入る。
本発明は、また、汚染物質を除去するように暴風雨水流を処理する方法を提供する。この方法は、バスケットを囲む透水性の外壁を通して水を濾過し、処理ベツドによって水を処理可能であることを含む。流れ規制体は、上述したように、バスケット内の処理ベツドの初期（即ち、ポテンシャル）濾過能力よりも低い流量にバスケットを通る暴風雨水の流量を制御する。他の点で、サイホンプライミング出口弁を備えた好ましい実施の形態において、流量は、暴風雨水流がスレッショールド流量よりも低いときに、部分的に開くこの弁により制御され得る。暴風雨水流がこのスレッショールド流量を越えると、サイホン弁は完全に開き、バスケットを通る流れの流量は、かくして、水処理の流量は、開いたサイホン弁よりも高い圧力降下を生じさせる、バスケットの出口ダクト内の流れ規制体により通常制御される。
本発明は、装置がモジュラー形式となっているので、保守点検の場合に特に効果がある。バスケットの各々は、必要なときにはいつでも、外されて、代替えバスケットに取り換えられ得る。さらに、各バスケット内のベッドは、ベッドはバスケットを除去しないで、必要なときにはいつでも交換させ得るように、自己収容並びに着脱可能にされ得る。さらに、装置のベッドは、破片を除去するために容易にバックフラッシュされて、バスケットの濾過能力を回復できる。このバックフラッシュは、バスケットの出口ダクトを封止するように出口弁を閉じ、水ホースを内方ドレイン空間の上部材に接続し、高速で水をバスケットの内方ドレイン空間中に流して、内壁、ベッド並びにバスケットの透水性の外壁を通して水を外に強制的に排出することにより達成される。このバックフラッシュの水は、例えば、真空トラックに集められて取り除かれる。サイホン効果弁を備えたこのましい実施の形態においては、バックフラッシュは、サイホン効果弁が少なくとも部分的に閉じられて弁もしくは出口パイプを閉じる必要がないように、所定位置にフロートを保持するための手段を調節することが必要である。ドレイン空間中へのバックフラッシュ用の水の流量は、閉じられた弁による制限された流れを越えて、処理ベッドのバックフラッシュを容易にさせ得る。
【図面の簡単な説明】
本発明の上記態様並びに多くの得られる効果は、以下の図面を参照して、以下の詳細な説明によりより良く理解されるように容易に判るであろう。
図１は、本発明に従う処理バスケットの概略的な縦断面図であり、
図１Ａは、図１に示すバスケットの概略的な上面図であり、
図１Ｂは、着脱可能な吸収ベツドコンテナーを示す、図１のバスケットの分解図であり、
図１Ｃは、フロート並びにそのハウジングを示す、図１のバスケットの上部の拡大図であり、
図２Ａは、少なくとも２つの処理バスケットを有する、本発明に係わる装置の概略的縦断面図であり、そして、
図２Ｂは、図２Ａの装置の上面図である。
好ましい実施の形態の詳細な説明
本発明は、暴風雨水流から汚染物を除去する装置並びに方法を提供する。これら汚染物は、重金属、自動車から排出される流体、並びに、暴風雨水のドレインシステムに入る前に、都会のエリアの舗装面上を流れることにより暴風雨水中に入るたの汚染物質を含む。この装置は、最小の手間で、使用した処理ベツドを除去し、代替えベツドに交換することを可能にしたモジュール形式に好ましくはなっている。さらに、ベツドは、以下に説明するように、バックフラッシュ（後方からの洗浄）により濾過能力を回復するように“再生”可能である。
本発明の好ましい実施の形態において、装置は、動作されたときにサイホン効果を生じさせるサイホンプライミング出口弁を、効果的に備えている。このサイホン効果は、ベツドに沈殿物が除々に詰まるのに従って、高くなって、バスケットを通る流れを大流量で維持する助けとなっている。この好ましい実施の形態は、２つのモードの一方のもとで動作する。この装置が効果的に完全に沈められているときには、暴風雨水流は、サイホン効果により、装置を介して吸水されて、処理される水のためのドレイン導管に入れられる。一方、装置が効果的に完全に静められていないときには、装置を介する流れは、閉じられたときに、中を最小の流れで流れるように設計されたサイホンプライミング出口弁により規制される。かくして、暴風雨水流が、装置の効果的な沈水を生じさせるのに充分なスレッショールドレベル以下になったときには、暴風雨水は装置を介して処理されなくなる。しかし、暴風雨水流の流量がスレッショールドレベルを越えて、装置が有効に沈水されると、処理流量はサイホン効果により高められる。この状態で、水の処理流量は、後で説明するように、バスケットの出口での流れの規制により制御され得る。
本発明は、具体的であり、本発明の所定の好ましい実施の形態を概略的に示す添付の図面を参照してより充分に理解され得る。明らかに、当業者は、この説明を読んだ後に、この説明の範囲並びに請求の範囲内で他の実施の形態が判るであろう。
図１において、バスケットＢは、バスケットを囲む垂直浸透性外壁１０を有する。好ましくは、図１Ａに示すように、この外壁は、実質的に円筒形であり、腐食を防ぐためにコーテングされたスチールワイヤーのメッシュ、ステンンレススチールのメッシュ、もしくはプラスチックのメッシュにより形成され得る。また、このバスケットＢは、外壁１０とは同心的に離間された垂直内壁１２を有する。図１Ａに示すように、この内壁も、好ましくは円筒形をしており、この結果、これら外壁と内壁との間に環状空間が規定されている。この内壁は、透水性であり、また、好ましくはメッシュ材により構成されている。処理ベッド１４は、外壁と内壁との間の環状空間内に配置されている。好ましくは、このベツド１４は、年月の経た落葉混成物、即ち堆肥（米国特許Ｎｏ．５，３２２，６２９が参照として充分に含まれる）、ゼオライト、ピート、活性炭素、粘土、イオン交換媒体、砂、もしくはこれらの混合、もしくは、暴風雨水から汚染物質を除去できる同様の物質の層である。好ましい実施の形態においては、ベツド材は、多数のペレットの形態である。このようなペレットを使用することにより、暴風雨水により運ばれる粒子もしくは沈殿物によりベツドが詰まるのを最小にすることができ、この結果、ベツドは、長期間に渡って高濾過流量を維持することができる。かくして、粒子を除去し、ベツドから詰まり物を排除するための定期的なバックフラッシュの必要性を最小にすることができる。好ましくは、ペレットは、５インチの内壁径と１８インチの外壁径とを有するベツドに対して、約１／８インチないし約３／８インチの範囲のサイズである。
図１に示すように、前記ベツドは、プラスチックや金属のような不透水性のベース１６（円筒状のバスケットの場合には円形）により支持されている。このベース１６は、水平に広がって、外壁の下端と係合して、バスケットの下側をシールしている。このベースの中心から出口ダクト１８が延びており、内壁１２内に規定された内側ドレイン空間２０と流体的に連通されている。図示の実施の形態では、この内側ドレイン空間は、円筒形であり、出口ダクト１８は、円筒形の空間の下側の中心から延びている。また、バスケットには、プラスチックもしくは金属で形成され、不透水性で、着脱可能な上部材２２が設けられている。この上部材は、バスケットＢの上端を横切るように水平の広がっており、バスケットの上側をシールするように外壁１０の上端と係合している。バックフラッシュ用のパイプ２４が、これが内側ドレイン空間２０と流体接続するように、上部材の中心を貫通して垂直に延びている。このバックフラッシュ用のパイプは、この装置が通常に使用されているときに、このパイプが閉じられるようにキャップ２５によりシールされている。
上述したように、本発明の好ましい実施の形態において、バスケットは、ベツドを通して処理された水の排水ドレインへと暴風雨水を吸水することができる。この実施の形態においては、フロートのハウジング２６が、バスケットの上部材２２上に配置されている。図１Ａに示すように、ハウジングは、バックフラッシュ用のパイプが中心を貫通したリング形状である。図１の断面図から判るように、ハウジングは、膨張されたポリスチレンのような軽い材料で好ましくは形成され、水に浮くフロートを収容している。このフロートは、ハウジング内に治まるサイズであり、ハウジングに水が満たされたときには、ハウジンの上面に向かって浮くことができる。このフロートの、上面に向かって浮き上がることは、この機構がサイホンプライミング出口弁を後で説明するように開くので重要である。また、このフロートのハウジングは、ハウジングの内側と、バスケットのドレイン空間と、外気とに流体的に接続された一方向排気チューブ３０を有する。かくして、この排気チューブは、水がハウジング内で上昇したときに、ハウジングから空気を排出することを可能にしている。バックフラッシュの間に水がハウジング中に入ったときに、フロートが浮き上がるのを防止するために、ハウジングには、設定ねじ３２が設けられている。この設定ねじは、ハウジングの上壁と螺合して貫通している。また、このねじは、フロートのハウジングの下面にフロート２８を押しつけることができるように調節可能となっている。この結果、以下に説明するようにバックフラッシュ操作の間に、水がハウジング中に入ったときに、サイホン制御出口弁を開成するようにフロートが浮き上がるのを防止できる。
球状の浮遊可能な弁部材３４は、出口ダクト１８の開口１９上に載置されて、出口ダクトを通る処理された暴風雨水の流れを規定している。図１に示すように、弁部材３４には、弁が例え閉じていても、この弁を通って出口ダクトに水が流れることを可能にするようにノッチ３６が形成されている。代わって、ダクト１８の開口１９には、弁部材が例え開口上に載置されていても、水が流れるようにノッチが形成され得る。上述したように、暴風雨水流の流量がスレッショールドレベル以下であると、バスケットは完全には沈水されず、処理する水がさらに必要になる。フロートリンク３８は、弁部材３４から１対の互いに離れたフロートチャンバー排出チューブ接続体４０へと延びている。各接続体は、バスケットＢの上部材２２に形成された孔とフロートハウジング２６とを貫通して延びており、先端が前記フロート２８に接続されている。接続体が貫通した前記孔は、ドレイン空間２０とフロートのハウジング２６の内部との流体的接続を果たすように、接続体の周りに充分な間隙を有する。かくして、バスケットが暴風雨水中に沈水されるときに、水はドレイン空間２０の中に入り、空気を上方に押し上げて、フロートハウジング２６の排気チューブ３０を介してバスケットの外に排気する。そして、水のレベルがバスケットＢの上部材２２に達すると、水は、フロートチューブ接続体が貫通した孔を介して、フロートハウジング中に入る。かくして、水によりフロート２８は、上方に浮き上がり、この結果、リンク３８によって、出口ダクト１８の開口１９から弁部材３４を上昇させる。この状態で、サイホン効果が、暴風雨水流がバスケット中に連続して吸入され、出口ダクトを介して処理された水のドレイン導管４６へと流れるように、生じる。しかし、この流れの流量は、出口ダクト１８の喉部に流れ規制体４４を設けることにより、規制される。好ましくは、この流れ規制体は、所定のサイズのオリフィスを備えたオリフィス板である。しかし、ニードル、ゲートもしくは他の弁のような調節可能な弁４５と、他の流れ調節装置とが、また利用され得る。
サイホン効果の大きさは、ベツドの詰まりのレベルに直接に依存する。かくして、ベツドの沈殿物による詰まり負荷が大きければ大きいほど、ベットを通る流れの流量は低くなる。沈殿物で詰まる前に、水は、ベツドの媒体中の隙間を通って自由に流れ、また、流れは、汚染物質の除去のために水とベツドとの間の充分な接触が可能となるような流量に流れ制御体（オリフィスもしくは弁）により規制される。この状態で、ベツドでの圧力低下は、比較的低い。この結果、バスケットの周りの水の正圧よりも少し低いだけの正圧とドレイン空間２０内はなる。しかし、ベツドに沈殿物がかなり詰まると、ベツドでの、流れに対する圧力降下は大きくなる。ある点において、この圧力降下は、流れ制御体での圧力降下を越えるようになり、この結果、ベツドは、結局、バスケットを通る水の流れを制御する。しかし、本発明に従って、ドレイン空間から空気を逃がすことにより、負圧がドレイン空間内で発生する。この結果、ベツドを通ってドレイン空間中に、さらにドレイン導管４６中に水は吸入される。
前記サイホン制御弁部材３４（球として示されているけれども、他の形状でも良い）は、浮き易いものであり、上昇されると、ドレイン空間２０の上部に浮上するであろう。フロート２８により上昇される前に、弁部材３４は、ドレイン空間２０内の水圧により所定位置に保たれ、ノッチ３６の所から弁部材を水が流れる。しかし、内側ドレイン空間２０が水で満たされ、また、フロート２８が浮上すると、弁部材３４は上昇し、出口ダクト１８の開口１９の上方近くに浮上する。例示的な弁部材３４は、約７５ｇの質量になるように砂が部分的に充填された２．７インチの直径で中空のプラスチック球である。これは、適当なボール密度並びに密度勾配を与える。明らかに、他のサイズ並びに形状の弁部材が使用され得る。
図１Ｂに示すように、適切な実施の形態において、ベツド１４は、バスケットから着脱可能な別の透水性ハウジング内に収容されている。この結果、使用されたベツドは容易に取外され、新たな吸収材のベツドに交換可能である。このような状況のもとで、要求される全てのことは、バスケットから上部材２２の取り外しと、ベツド容器１５の取り出しと、新たなベツドを備えた容器との取り換えとである。この上部材は、もとに戻して、バスケットは使用可能となる。
サイホン弁を備えた好ましい実施の形態のバックフラッシュの間、キャップ２５はバックフラッシュパイプ２４から外される。そして、このバックフラッシュパイプに水供給源が連結されて、水が内側ドレイン空間２０中に強制的に注入される。この水は、ベツドを半径方向外方流れて、トラップされた沈殿物を除去し、そして、外の囲んだメッシュの壁１０を通して沈殿物を外に運ぶ。好ましくは、バックフラッシュは、約３分（もしくは約３０ガロン）間、行われる。バックフラッシュの水は、吸引されて除去されるか、タンクの底に溜められる。好ましくは、この水は、再度詰まるかも知れないので、バスケットを通してリサイクルはされない。バックフラッシュ処理は、本発明のモジュール形式のバスケットの最初の濾過能力のかなりの割合（約７０ないし８０％）で復元させるのに非常に有効である。サイホンプライミング出口弁を備えた本発明の実施の形態がバックフラッシュされているときに、設定ねじ３２は、フロート２８が、かくして、弁部材３４が浮き上がらないように、調節されている。かくして、上述したように、水は、バスケットを横切って流れる。円筒形のバスケット内での通常の径方向内方への流れとは反対のこの流れは、粒子や屑をベツドから洗い流し、少くとも最初の濾過流量の一部を再生する。説明したように、流れの制御体は、新たに設定され、もしくは詰まっていないバスケットの実際の濾過流量が他の方向で規制された流れの流量を越えると、流れの規制体は、通常の使用で、バスケットを通る流れを制御する。この規制された流れの流量は、ベツドと処理のための暴風雨水との間の充分な接触を可能にするように選定されている。
付加的に、バスケットの外壁１０は、ろ材により囲まれ得る。このこのろ材を構成している図示していないフィルターは、微粒子がベツド中に入ってベツドを詰まらせるのを防止するように布もしくは紙で形成され得る。これは、ベツドが長期間に渡って高濾過能力を維持することを可能にし、バックフラッシュ操作間の期間を延長する。好ましくは、フイルターは、最小の手間で除去並びに容易に交換可能な形式のものである。
上述したように、バスケットは単一で使用され得るか、大量の暴風雨水流を処理するためのシステムにグループで使用され得る。図２Ａ並びに図２Ｂは、複数のモジュール形式の処理バスケットを利用する本発明に係るシステムを概略的に示す。図示するように、暴風雨水は、流入パイプ６０から地下室Ｖに入り、前側空間６２に入る。そして、水は、この前側空間６２内に、多量の粒子並びに他の屑が溜まるのに充分な時間止どまる。そして、水は、地下室Ｖから、オーバフロー浄水器６４を介して地下室Ｖの処理領域６６中へとオーバフローする。この処理領域は、複数のバスケットＢを有し、これらは所定数づつ、共通の処理水ドレインダクト６８に接続されている。かくして、図示するように、３個のバスケットの出口ダクト１８が、１つの共通のドレインダクト６８に接続されている。これらバスケットの作用並びにこれらの構成は、直線状に接続された一列のバスケットが、共通のドレインパイプ６４内に、全てのバスケットを通る流れを規制するように全てのバスケットの下流側に配置された共通の流れ制御体（オリフィス板もしくは弁）を有し得ることを除いては、上述した通りである。処理領域６６に流入する暴風雨水が、水を処理するバスケットの能力をはるかに越えると、サイホン効果のもとで、処理領域内の水面が上昇する。そして、ある点で、水は、処理領域から、オーバフロー入口７０を介してオーバフローし、オーバフロー空間７２に入り、そして、ここからドレインパイプ７４により取り出される。しかし、効果的には、本発明の各装置は、上述したオーバフローがまれに生じ、以上に激しい暴風雨の間だけに生じるように、適切な寸法に設定されている。
また、本発明は、暴風雨水流を処理する方法を提供する。この方法は、暴風雨水から汚染物質を除去できるベツド材を収容したバスケットを囲んだ透水性の外壁を通して水を濾過するのを可能にすることを含んでいる。ベツドは、暴風雨水がベツド内を流れるのに従って、暴風雨水から有害物質を除去する。ベツド内を流れる暴風雨水の流量は、ベツドの最初の濾過能力よりも低い流量に制御される。この制御は、上述したように、バスケットの出口ダクト内の、弁もしくはオリフィス板などの流れ制御体によりなされ得る。さらに、この方法は、上述したようにサイホンプライミング弁を使用することを含む。
本発明は、最小の主投資と低メンテナスコストで、暴風雨水流を処理する効果的な装置と方法とを提供する。さらに、本発明の装置は、暴風雨からの暴風雨水流の程度と同様に、比較的少ないにわか雨までの暴風雨水流の程度の処理をすることのできるように流動性がある。効果的には、通常の使用において、この装置は、ポンプ、もしくは他の装置または移動設備のためのエネルギーを必要とせず、排出のためにより適した処理された水を流出させるために、重力並びに重力効果のみを使用する。
本発明の好ましい実施の形態が説明され、また図示されたが、種々の変形が本発明の精神並びに範囲を逸脱しないでなされ得ることは判るであろう。
【図１】
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【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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