(57)【要約】【課題】未処理放流回数を半減させるために必要な滞水池の容量を半分以下にすることができる、合流式下水道におけるろ過を用いた処理方法を提供する。【解決手段】合流式下水道において雨天時流入水のうち高級処理がなされない流入水をろ過処理した後に簡易処理水として放流する処理方法において、滞水池をバッファタンクとして使用し、雨天時に増加する流入水を連続してろ過処理することで、流入水を貯留するのに必要とされる滞水池の容量を半分以下に削減し、処理水は簡易処理水として系外に排出することを特徴とする雨天時流入水の処理方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
合流式下水道において雨天時流入水のうち高級処理がなされない流入水をろ過処理した後に簡易処理水として放流する処理方法において、ろ過装置の前段に設けた滞水池をバッファタンクとして使用し、バッファタンクに該流入水を導入して貯留するとともに、並行してバッファタンク内の該流入水をろ過装置に導入してろ過処理を行うことを特徴とする雨天時流入水の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚水と雨水が同一の管渠で遮集される合流式下水道における雨天時の流入下水を処理するろ過を用いた処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
下水処理施設では、晴天時に流入する計画１日最大汚水量により処理場の施設設計を行っている。通常、下水処理場では流入下水は最初沈殿池→生物反応槽→最終沈殿池を経て順次処理され、消毒した後放流される。
【０００３】
合流式下水道では、雨天時に雨水と汚水とを遮集して大量の下水を処理している。雨天時には、晴天時の計画時間最大汚水量を１Ｑshとしたとき、通常３Ｑshまでの下水を遮集して処理場に受け入れ、遮集量を超える分は未処理で水域に放流する。また、雨天時に処理場へ受け入れられた下水は、１Ｑsh分は晴天時と同様に通常処理され、消毒した後放流される。一方、１Ｑshを超え３Ｑshまでの下水は、最初沈殿池で処理された後、消毒して放流する簡易処理が行われている。
【０００４】
合流式下水道における雨天時の現状を各気象観測所データによる年間降水量により簡易シミュレーションを行うと、全国の平均値で越流量約700mm、未処理放流回数71回、越流時間212時間という報告がある。（例えば、非特許文献１参照）
近年、これら合流式下水道の改善のための対策が義務付けられ、平成26年度から雨天時水質基準40mg/l以下、地域によっては分流並みを満たすことが要求される。また、未処理放流回数を現在の半分に削減せよ、という指導もある。（例えば、非特許文献２参照）
そこで、これら合流式下水道の改善のための対策として、滞水池の設置や雨水貯留管の設置、ポンプ場での堰のかさ上げ等により送水量を増加するなど遮集倍率を上げる、処理場やポンプ場で高速雨水処理を行う、といったものが挙げられる。
【０００５】
滞水池や雨水貯留管を設置することにより、降雨初期の負荷の高い雨水を貯めて降雨終了後に通常処理を行うことができ、未処理放流量と放流負荷量が削減される。また、遮集倍率を上げることは降雨初期汚濁の流出防止対策として、多くの都市で実施されている。また、処理場やポンプ場での高速雨水ろ過処理では、降雨中一定量の流入水を常時ろ過し、処理水を放流することで雨天時の未処理放流水量および放流負荷を削減できる。
【０００６】
さらに、上記技術の組み合わせによって未処理放流水量および放流負荷量のより効率的な削減が期待できる。
【０００７】
しかし、このような技術はそのときの降雨状況により効果が大きく左右される。滞水池や貯留管は、負荷が低く降雨量の多い長い雨の場合では効果が低く、一定量貯留した残りは未処理放流となる。また、未処理放流水を減らすためには大きな滞水池が必要となり、土地の確保や建設費などが問題である。さらに、滞水池内の水を抜くには２日程かかる場合が多く、４時間以上の間隔のあいた独立降雨に対しても、間隔の狭い降雨には滞水池内の貯留水を処理しきれず、次の降雨に対応することができない。
【０００８】
遮集量の増加は、ある程度までは効果があるが一定量以上に遮集量を上げても簡易処理水が増え、かえって負荷削減率が低くなる。またろ過は短時間に大量の雨が降り流入水量および負荷が大きい場合に効果が低く、一定量以上は処理しきれずに未処理放流水として排出されることになる。
【０００９】
それに対し滞水池とろ過を組み合わせると、滞水地の容量を小さくする、滞水池で貯めきれなかった分をろ過により処理する、といった効果が期待できる（例えば、非特許文献３参照）。例えば、負荷の高い初期汚濁負荷（ファーストフラッシュ）は滞水池で貯留し、その後薄くなり降り続ける雨水はろ過により処理を行うという形で処理することができる。
【非特許文献１】国土交通省都市・地域整備局下水道部  財団法人下水道新技術推進機構、「合流式下水道の改善対策に関する調査報告書」第５部４章合流式下水道改善対策の検討、Ｈ１４年３月、合流式下水道改善対策検討委員会報告、ｐ．II１２１〜II１８０
【非特許文献２】下水道法（Ｈ１５年９月改正公布）、第６条
【非特許文献３】「既存施設の活用による雨天時高速ろ過施設の導入について」第４２回下水道研究発表会講演集、社団法人日本下水道協会、平成１７年６月２０日、ｐ.３９３−３９５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、滞水池とろ過を組み合わせた場合でも、これまで考えられていた組み合わせ方は降雨開始から滞水池が満水になるまでは滞水池に流入水を入れ、滞水地が満水になったらろ過に切り替えるというものであった。そのため、滞水池が満水になった後ろ過速度を超える流入があった場合、ろ過速度を超えた流入水は全て未処理放流水として放流されることになる。
【００１１】
さらに、処理場やポンプ場に設置されている既存のポンプの多くは容量が大きくＯＮ−ＯＦＦ運転で動くため、一度に大量の水を送りしばらく休止する場合が多い。そのため、これら既存のポンプを利用してろ過機に送水する場合、常時一定量ろ過するというろ過の機能が効率よく働かず、ポンプの稼動時間と送水量の影響を大きく受けながらろ過することになってしまう。結果、ろ過装置はポンプで送水されたときだけ動き、ポンプの送水量のうちろ過速度を超えて送られた水量は未処理放流水として放流されてしまうという問題があった。
【００１２】
逆に、ポンプの送水量に合わせたろ過装置をつくる場合には、ポンプが稼動する短時間に送られる大きな水量に合わせなければならず、規模の大きなろ過装置が必要となる。
【００１３】
ゆえに、滞水池とろ過の組み合わせにおいても互いの性能を効果的に発揮できないケースもあり、特に現在の未処理放流回数を半減することは難しかった。
【００１４】
本発明は、合流式下水道において雨天時の未処理放流回数を半減するとした場合においても滞水池をバッファタンクとして使用することで、滞水池に必要な容量を大きくすることなく、しかもろ過装置の処理能力も小さいもので済ませることができる処理方法を提供することを目的する。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明者らは、滞水池をバッファタンクとして使用し、バッファタンク及びろ過装置を効率的に組み合わせて利用し、雨天時の大量な流入下水をバッファタンクに貯留しながらその貯留水を連続的にろ過処理することにより上記問題を解決できるという事実を見出し、本発明に到達した。
【００１６】
すなわち、本発明は、合流式下水道において雨天時流入水のうち高級処理がなされない流入水をろ過処理した後に簡易処理水として放流する処理方法において、ろ過装置の前段に設けた滞水池をバッファタンクとして使用し、バッファタンクに該流入水を導入して貯留するとともに、並行してバッファタンク内の該流入水をろ過装置に導入してろ過処理を行うことを特徴とする雨天時流入水の処理方法を要旨とするものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、合流式下水道における雨天時の流入水を効率的にろ過処理し、未処理放流回数の半減に必要とされる滞水池の容量を半分以下にし、さらに元の容量の滞水池以上の未処理放流水削減効果を出すことが可能となる。
【００１８】
また、ろ過装置にバッファタンクを設けることにより流入下水の供給速度および水量がろ過装置の処理能力へ与える影響を小さくすることができ、例えば流入水がＯＮ−ＯＦＦ運転で動く大容量ポンプでろ過装置へ供給される場合にもろ過装置の処理能力を従来必要とされるものより小さくすることが可能となる。
【００１９】
また、滞水池をバッファタンクとして使用することで、滞水池内部の貯留水をろ過し続けて貯留水の後始末ができ、降雨終了後に一般処理系へ送る滞水池内部の貯留水を無くすことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明を詳細に説明する。図１および図２は、本発明の一実施例を示す処理フローの概略図である。図１において流入下水は沈砂池１に入り、沈砂池１からポンプ４によりバッファタンク２に送られ、バッファタンク２に貯留されると同時にポンプ５によりろ過装置３へ送られ、ろ過処理された後放流される。
【００２１】
また図２は、流入下水が沈砂池１に入り、ポンプ４でバッファタンク２へ送られる。ろ過池の上にバッファタンク２が設けられており、自然流下で水はろ過装置３へ流入し、ろ過処理された後放流される。
【００２２】
本発明で用いるバッファタンク２は、雨天時流入下水を一時貯留することができるものであれば特に限定されるものではなく、滞水池や雨水貯留管など、ろ過装置のバッファタンクとして利用することができるものであればよい。容量としては、50m3〜10,000m3が効果的ではあるが、降雨状況や下水の流入状況とろ過速度の間で緩衝能力を持てばよく、特に限定されるものではない。形状としては、矩形、円形、円柱形等が一般的に考えられるが、流入下水を一時貯留でき、降雨状況や下水の流入状況とろ過速度の間で緩衝能力を持てばよく、その形状は特に限定されるものではない。
【００２３】
また、沈砂池からバッファタンクへの導入、バッファタンクからろ過装置への導入における送水方法は自然流下によるもの、ポンプによるものなどが考えられるが、水を送ることができれば良く、特に限定されるものではない。バッファタンクへの下水の供給は沈砂池やポンプ場等に既設のポンプ、例えば雨天時汚水ポンプあるいは雨水ポンプ等を利用でき、バッファタンクへの流入速度は該既設ポンプの容量によることができる。また、バッファタンクからろ過装置への下水の供給速度は、設置場所の状況に合わせ、バッファタンクとろ過装置の組み合わせの中で、目標放流ＢＯＤ濃度と越流回数半減をクリアできる最小コストとなるものから決定することができる。さらには、ライフサイクルコストが最小となる組み合わせから決定する。
【００２４】
沈砂池、ろ過装置は従来からの様々な形式のものを使用することができ、特に限定されるものではない。
【実施例】
【００２５】
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。
実施例１
下水処理場およびポンプ場において、雨天時の未処理放流回数72回／年、そのうち最悪の「雨天時処理水水質」であった降雨（降雨１とする）において流入原水水質は原水ＢＯＤ濃度範囲25〜160mg/l、未処理放流水量116,760m3、処理水ＢＯＤ濃度45.8mg/lであった処理区域での実施例を示す。ここで「雨天時処理水質」とは、処理場での高級処理水・降雨終了後の滞水池貯留水の処理水・ろ過処理水・未処理放流水の総負荷量を総水量で割ったものとした。本実施例の処理区域での分流並み処理水ＢＯＤ濃度は38.5mg/lである。
【００２６】
図１に示した処理フローに従って実施した。雨天時に沈砂池１に流入した流入下水をポンプ４でバッファタンクとして使用する滞水池２に送り、貯留すると同時にポンプ５でろ過装置３に供給し、ろ過処理して放流した。バッファタンク２の容量8,500m3、ろ過装置３のろ過速度80m3/minとし、上記降雨１に本設備を適用した。本設備を適用した結果、未処理放流水は発生せず、滞水池内の貯留水はろ過により全量処理され、処理水ＢＯＤ濃度は29.5mg/lであった。目標処理水ＢＯＤ濃度40mg/l以下をクリアし、分流並み処理水ＢＯＤ濃度38.5mg/lよりも低い値になった。
【００２７】
また、本設備を適用した結果、未処理放流回数は33回／年まで削減され、年間全降雨において雨天時処理水ＢＯＤ濃度は38.5mg/l以下であった。
【００２８】
比較例１  
実施例１と同様の処理区に17,000m3の滞水池を設置した。沈砂池に流入した流入下水をポンプで滞水池へ送り、17,000m3までは滞水池に貯留し、17,000m3を越えた分は未処理放流水として放流した。滞水池内に貯留された貯留水は降雨終了後に下水処理場に送り通常処理された。
【００２９】
実施例１と同様に上記降雨１に本設備を適用した結果、未処理放流水量99,760.5m3、処理水ＢＯＤ濃度は42.04mg/lとなった。
【００３０】
また、本設備を適用した結果、未処理放流回数は38回／年となった。
【００３１】
実施例１では、8,500m3の滞水池をバッファタンクとして利用し、流入下水をバッファタンクに貯留すると同時にろ過装置にも送水し、80m3/minでろ過処理することにより、未処理放流回数約半減の17,000m3の滞水池を設置した比較例１より年間の未処理放流回数削減量が多く、年間未処理放流回数を72回の半分の36回以下にすることができ、放流水質レベルでも良好に処理することができた。
【００３２】
実施例２
実施例１と同様の処理区で図２に示した処理フローに従って実施した。雨天時に沈砂池１に流入した流入下水をポンプ４でバッファタンク２に送り自然流下でろ過装置３に供給し、ろ過処理して放流した。また、バッファタンクの容量を超えて流入した流入下水は未処理放流水として直接放流された。ポンプ４は沈砂池にあった既設のポンプを利用して送水量115m3/min、バッファタンク２の容量150m3、ろ過装置３のろ過速度35m3/minとし、上記降雨１に本設備を適用した。本設備を適用した結果、115m3/minの既設のポンプを利用してもバッファタンクを設けることによりろ過装置規模を35m3/minまで小さくすることができた。さらに処理水ＢＯＤ濃度は38.3mg/lとなり、目標処理水ＢＯＤ濃度40mg/l以下をクリアし、分流並み処理水ＢＯＤ濃度38.5mg/lよりも低い値となった。
【００３３】
比較例２
実施例１と同様の処理区で図３に示した処理フローに従って8,500m3の滞水池２と55m3/minのろ過装置で実施した。沈砂池に流入した流入下水をポンプ４で滞水池２へ送り、8,500m3までは滞水池２に貯留、8,500m3を越えた分はろ過装置へ送りろ過処理し、ろ過速度を越えて流入した分は未処理放流水として直接放流した。また、滞水池２内部に貯留された貯留水は降雨終了後に下水処理場に送り通常処理された。本設備を適用した結果、処理水水質は38.5mg/lであった。
【００３４】
実施例２では、バッファタンクを設けることにより沈砂池に既設の115m3/minの容量の大きいポンプをそのまま利用することができ、また、ろ過装置の規模を比較例２の55m3/minと比べ35m3/minまで小さくすることができた。また、滞水池をバッファタンクとして使用することで、滞水池規模も比較例２の8500m3に比べ150m3まで小さくすることができた。さらに、処理水水質も分流並みの38.5mg/l以下となる、良好な結果が得られた。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の合流式下水道における流入下水のろ過を用いた処理方法の一実施例を示す処理フローの概略図である。
【図２】本発明の合流式下水道における流入下水のろ過を用いた処理方法の他の実施例を示す処理フローの概略図である。
【図３】本発明の合流式下水道における流入下水のろ過を用いた処理方法に関して、比較例２で挙げた従来の処理方法の一例を示す処理フロー図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  沈砂池
２  滞水池もしくはバッファタンク
３  ろ過装置
４  ポンプ
５  ポンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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