JP2005299240A - 真空集排水ステーション - Google Patents

Abstract

【課題】 集水タンク内の臭気を帯びた空気を大気側へ直接放出することを回避すると共に汚水から発生する硫化水素による配管の腐食を防止することができる真空集排水ステーションを提供すること。
【解決手段】 汚水を一時的に貯留する集水タンク１と、その集水タンク１内を減圧する真空ポンプ２，２と、その集水タンク１に接続される真空下水管１５と、その集水タンク１内の汚水を処理場に圧送する圧送ポンプ２０，２０とを備えた真空集排水ステーションにおいて、その真空ポンプ２，２の排気管９を圧送ポンプ２０，２０の吐出側の圧送管２３に逆止弁１０を介して接続し、その排気管９内の臭気を帯びた空気を圧送管２３に送給するようにした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、真空式下水道システムにおける真空集排水ステーションに関する。

真空式下水道システムは、各家庭や施設から排出される汚水を流入管を介して真空弁ユニットに溜め、汚水が真空弁ユニットに一定量溜まると真空弁が開放されて汚水を真空下水管に吸い込み、これを真空集排水ステーションに設置された集水タンクに収集する方式である。

図４に、従来の真空集排水ステーションの一例を示す。その真空集排水ステーションは、汚水を一時的に貯留する集水タンクａと、その集水タンクａ内の空気を吸引して内部を減圧する真空ポンプｂと、その集水タンクａに接続される真空下水管ｃと、その集水タンクａに収集された汚水を圧送管ｅにより下水処理場（図示せず）に圧送する圧送ポンプｄとを備えている。その真空ポンプｂの吐出側に接続された排気管ｆには、大気側に排出される空気を冷却するためのクーラ装置ｈや当該空気に含まれる臭気を除去するための脱臭装置ｉが介装されている。また、その真空ポンプとしては、ルーツ式真空ポンプ、水封式真空ポンプやベーン式真空ポンプが使用されている。

ところが、上記真空集排水ステーションにおいて、真空ポンプｂで吸引された空気には臭気が混在するために脱臭装置ｉを設けており、この脱臭装置ｉによる脱臭効率を高くするためにさらにクーラ装置ｈを設けなければならないために、これらの設備コストの低減が求められている。また、集水タンクａに収集された汚水を下水処理場に圧送する際に、圧送管ｅ内が嫌気性になりやすく、汚水から発生する硫化水素ガスがステンレス製又は硬質塩化ビニル製の圧送管ｅを腐食させるという問題があった。

特開２００３−３４９７４号公報に記載された「真空集排水ステーション及びその真空集排水方法」においては、圧送ポンプを不要として設備コスト、ランニングコストの低減を得られるとしているが、真空ポンプにより集水タンクから吸引された臭気を帯びた空気はそのまま大気に放出される構成とされており、臭気の除去処理がなされていない。
特開２００３−３４９７４号公報 特開２００２−１９４８０７号公報

本発明の目的は、集水タンク内の臭気を帯びた空気を大気側へ直接放出することを回避すると共に汚水から発生する硫化水素による配管の腐食を防止することができる真空集排水ステーションを提供することにある。

前記目的を達成するために請求項１に記載した発明は、汚水を一時的に貯留する集水タンクと、その集水タンク内を減圧する真空ポンプと、その集水タンクに接続される真空下水管と、その集水タンク内の汚水を処理場に圧送する圧送ポンプとを備えた真空集排水ステーションにおいて、前記真空ポンプの排気管を前記圧送ポンプの吐出側の圧送管に逆止弁を介して接続し、その排気管内の臭気を帯びた空気を該圧送管に送給するように構成したことを特徴とする。

同様の目的を達成するために請求項２に記載した発明は、請求項１に記載の真空集排水ステーションにおいて、前記真空ポンプがルーツ式真空ポンプであって、そのルーツ式真空ポンプのケーシングに外気を吸引させるためのポートを設けたことを特徴とするものである。

（請求項１の発明）
この真空集排水ステーションは、集水タンク内の臭気を帯びた空気を圧送管を介して下水処理場に送給する構成としているので、臭気を帯びた空気を大気側へ放出する従来の真空集排水ステーションに付帯する脱臭装置やクーラ装置や真空ポンプを水封式真空ポンプとする場合に付帯する封水供給装置が不要となり、設備を簡素化することができると共に設備コスト及び維持管理コストを低減することができる。加えて、真空ポンプから排出される空気を圧送管内に吹き込むことにより汚水から発生する硫化水素ガスが希釈された状態にて下水処理場まで還流されるので、圧送管の腐食を防止することができる。

（請求項２の発明）
この真空集排水ステーションによれば、ルーツ式真空ポンプのケーシングに設けられたポートから真空差圧作用により外気を取り入れて排気側の空気量を増加させる構成としているので、硫化水素ガスを含む臭気を帯びた空気の濃度が低下し、配管内が好気性に保持されるので、配管の腐食を防止することができる。

以下に、本発明の最良の形態例を図面に基づいて説明する。図１は真空集排水ステーションの概略構成図、図２はルーツ式真空ポンプの断面図、図３はルーツ式真空ポンプの吐出側における硫化水素濃度の変化を示すグラフである。

図１に示すように、本発明の真空集排水ステーションは、汚水を一時的に貯留する集水タンク１と、その集水タンク１内の空気を吸引して内部を減圧する真空ポンプとしてのルーツ式真空ポンプ２と、その集水タンク１に接続される真空下水管１５と、その集水タンク１に収集された汚水を圧送管２３により下水処理場の流水槽（図示せず）に圧送する圧送ポンプ２０とから構成とされている。そのルーツ式真空ポンプ２については、２台を設置して交互運転を行なうように設けている。同様に、圧送ポンプ２０についても２台により交互運転を行なうように設ける。

その真空ポンプ２は、吸込口３ａと吐出口３ｂが形成されたケーシング３内に、一対の３葉ルーツロータ４，４が互いに反対方向へ回転するように設けられ、図示しないモータによって３葉ルーツロータ４，４が回転することにより吸込口３ａから吸い込まれた空気を吐出口３ｂに排出する構成とされている。５はケーシング３内に外気を吸引させるために当該ケーシング３の適宜箇所に設けられたポートである。

上記真空ポンプ２の吸込口３ａには、集水タンク１に逆止弁７を介して接続された吸込み管６の分岐管６ａ，６ｂを夫々接続する。８，８は分岐管６ａ，６ｂに夫々取り付けられた逆止弁である。また、真空ポンプ２の吐出口３ｂに夫々接続された分岐管９ａ，９ｂは排気管９に合流するように接続され、この排気管９は逆止弁１０を介して前記圧送管２３に接続されている。１１，１１は分岐管９ａ，９ｂに夫々取り付けた開閉弁である。

上記圧送ポンプ２０の入口側には、集水タンク１に開閉弁２２，２２を介して夫々接続された配管２１ａ，２１ｂを接続する。そして、圧送ポンプ２０の出口側に夫々接続された分岐管２３ａ，２３ｂは圧送管２３に合流するように接続されている。２４，２４は分岐管２３ａ，２３ｂに夫々取り付けた逆止弁、２５は圧送管２３に取り付けた逆止弁である。

つぎに、かかる構成になる本発明の真空集排水ステーションの動作について説明する。
ルーツ式真空ポンプ２の作動により集水タンク１内の空気が吸引されて当該タンク１の内部が減圧されていると、真空下水管１５内の汚水が集水タンク１に流入する。その真空ポンプ２から排出される空気は、排気管９を通って圧送管２３に吹き込まれて汚水から発生する硫化水素ガスが希釈された状態にて下水処理場まで還流される。そして、ルーツ式真空ポンプ２のポート５から取り入れられた外気により排気管９内の空気量が増加するので、排気管９内が好気性に保持される。

汚水が集水タンク１に満たされて所定量に達すると、これを図示しないセンサーにより確認してルーツ式真空ポンプ２の作動を停止すると同時に、圧送ポンプ２０の運転に切り替えられる。これにより、汚水は圧送管２３を通って下水処理場に圧送される。

汚水が下水処理場に送られて集水タンク１内の汚水の水位が所定位置まで減少すると、これを図示しないセンサーにより確認して圧送ポンプ２０の作動を停止すると同時に、再びルーツ式真空ポンプ２の運転に切り替えられる。
この真空集排水ステーションでは、かかる一連の動作が繰り返し行なわれるように制御される。

（実施例）
本発明の真空集排水ステーションに用いるルーツ式真空ポンプから吐出される空気量を、下記数式により計算して求めた。
ルーツ式真空ポンプ 吸込空気量Ｑ_１：４（ｍ^３／ｍｉｎ）、吸込空気温度：２０（℃）
真空圧：−７０（ｋＰａ）
吸込圧力Ｐ_１（ｋＰａ）
吐出側空気量Ｑ_２（ｍ^３／ｍｉｎ）、吐出空気温度：１００（℃）
吐出圧力Ｐ_２（ｋＰａ）
外部からケーシング内へ流入する空気量Ｑ_３（ｍ^３／ｍｉｎ）

その結果、吐出側空気量Ｑ_２は約１．６（ｍ^３／ｍｉｎ）、外部から流入する空気量Ｑ_３は約２．８（ｍ^３／ｍｉｎ）であって、本発明にかかるルーツ式真空ポンプから吐出される空気量は合計して４．４（ｍ^３／ｍｉｎ）となり、外部空気を取り入れない形式のルーツ式真空ポンプと比較して約２．８倍の空気量を吐出することが確認された。

さらに、上記計算により得られた空気量の吐出空気を、口径：１００ｍｍで長さ：１００ｍの配管内に排出させたとすれば、配管内の空気は約１１秒間で置換されることが計算によって確認された。

ルーツ式真空ポンプから排出される空気を配管内に供給した場合における硫化水素濃度の変化について、浄化槽を使用して実験を行なった。その結果を図３のグラフに示す。
浄化槽の大きさ ２５人槽用
空気供給用ブロワ 口径：２０ｍｍ、風量：２５０リットル／ｍｉｎ
モータ定格出力：０．３ｋＷ
気温 １２℃
硫化水素濃度測定器 ポケッタブルＨ２Ｓモニター ＨＳ−９５ 型（理研計器）

実験の結果、初期の濃度が３０ｐｐｍを超える硫化水素は、６０分経過後に殆んど検出されなくなり、外部空気を取り入れることにより濃度が低下することが確認できた。

以上に述べた通り、この真空集排水ステーションは、集水タンク内の臭気を帯びた空気を圧送管を介して下水処理場に送給する構成としているので、臭気を帯びた空気を大気側へ放出する従来の真空集排水ステーションに付帯する脱臭装置やクーラ装置や真空ポンプを水封式真空ポンプとする場合に付帯する封水供給装置が不要となり、設備を簡素化することができると共に設備コスト及び維持管理コストを低減することができる。

本発明の真空集排水ステーションの概略構成図 ルーツ式真空ポンプの断面図 ルーツ式真空ポンプの吐出側における硫化水素濃度の変化を示すグラフ 従来の真空集排水ステーションの概略構成図

符号の説明

１・・・集水タンク
２，２・・・真空ポンプ
３・・・ケーシング
５・・・ポート
９・・・排気管
１０・・・逆止弁
１５・・・真空下水管
２０，２０・・・圧送ポンプ
２３・・・圧送管

Claims (2)

1. 汚水を一時的に貯留する集水タンクと、その集水タンク内を減圧する真空ポンプと、その集水タンクに接続される真空下水管と、その集水タンク内の汚水を処理場に圧送する圧送ポンプとを備えた真空集排水ステーションにおいて、
   前記真空ポンプの排気管を前記圧送ポンプの吐出側の圧送管に逆止弁を介して接続し、その排気管内の臭気を帯びた空気を該圧送管に送給するように構成したことを特徴とする真空集排水ステーション。
2. 前記真空ポンプがルーツ式真空ポンプであって、そのルーツ式真空ポンプのケーシングに外気を吸引させるためのポートを設けたことを特徴とする請求項１に記載の真空集排水ステーション。
   

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