JP2001519710A - 暴風雨水流の処理装置並びに方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 暴風雨水が都市領域の舗装面を流れるときに暴風雨水内に入っている汚染物質を除去するように暴風雨水流を処理するための装置並びに方法である。この装置は、透水性の周囲外壁（１０）と、この外壁（１０）により囲まれると共に離間された透水性の内壁（１２）とを備えたバスケット（Ｂ）を有する。暴風雨水内の汚染物質を吸収可能な吸収材のベツド（１４）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。内側のドレイン空間（２０）は、内壁により規定され、バスケット（Ｂ）のための処理された水のための出口と吸収材とに流体的に流通している。動作の間、サイホン効果が、暴風雨水をベツド（１４）から内空間（２０）、かくしてドレイン導管（４６）内に吸引するように生起される。

Description

【発明の詳細な説明】 暴風雨水流の処理装置並びに方法 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、使用路妙をなす長期に渡って、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ッドの初期（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。処理ベツドは、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（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１Ｂ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１９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、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 たベッ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２ ５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、ろ材を覆うことにより囲まれ得る。この フィルター１１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。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，Ｓ Ｄ，ＳＺ，ＵＧ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ， ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，Ｇ Ｂ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ， ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，Ｎ Ｏ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ， ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ (72)発明者 レンハート、ジェイムズ・エイチ アメリカ合衆国、オレゴン州 97007、ア ロハ、エス・ダブリュ・ワンハンドレッド アンドナインティーセブンス・アベニュー 5300 (72)発明者 マイヤース、マイケル・オー アメリカ合衆国、オレゴン州 97202、ポ ートランド、エス・イー・レキシントン 1740

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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濾過する工 程と、 （ｂ）バスケット内のベツドを暴風雨水を通すことにより、暴風雨水から汚染 物質を除去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）重力により、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実質的な割合の少なくとも１つの汚染物質を除去 する工程と、を具備する暴風雨水流を処理する方法。 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周外壁とバスケットの透水性内壁との間の空間に配置さ れている、請求項１の方法。 ３．前記バスケットの透水性外壁は、ほぼ筒状であり。バスケット中へ濾過さ せることは、（１）ほぼ筒状の透水性周壁と、（２）ほぼ筒状の外壁と、この外 壁と同心的な透水性の内壁との間の環状空間内に配置され、汚染物質を吸収する ことができるベツド材料と、（３）前記内壁とを通って、（４）バスケットの処 理された水の出口と流体的に連通した、バスケットの筒状内側ドレイン空間中へ と径方向内方に暴風雨水が流れることを可能にする、請求項２の方法。 ４．前記汚染物質を除去することにより処理する工程は、堆積物、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の方法。 ５．前記汚染物質を除去することにより処理する工程は、堆積物、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の方法。 ６．前記流量の制御は、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。 ７．前記流量の制御は、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。 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。 ９．前記外壁は、ほぼ筒状である請求項８の装置。 １０．前記内壁は、ほぼ筒状である請求項９の装置。 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。 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。 １３．吸着剤は、堆積物、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、 請求項８の装置。 １４．吸着剤はペレットの形状をしており、これらペレットは、堆積物、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。 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。 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。 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。 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暴風雨水鎮め容器と、 （ｂ）この溜め容器から、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空間を規定し た透水性の内壁と、こ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、透水性のメッシュ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、出口ダクトを通って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）このサイポ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、 暴風雨水がスレッショールド流量以上で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 体的な流通がドレイン空間と共通のドレインラインとの間に確立されて、ドレイ ン空間からドレインライン中へのサイホン効果により水の供給が果たされる、装 置。 １９．透水性のメッシュ周囲壁はほぼ筒状をし、また、透水性の内壁はほぼ筒 状をし、ベツド材は、これら壁間の環状空間内に配置されている請求項１８の装 置。 ２０．吸収材のベツドは、堆積物、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の装置。 ２１．前記暴風雨水の流れを規制するための弁は、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、ドレイン空間か ら共通のドレインコ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。 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１ ８の装置。