JP2006097378A - ポンプ場設備 - Google Patents

Abstract

【課題】雨水滞水池における清掃頻度の低減等を図る。
【解決手段】本発明は、下水及び雨水の少なくとも一方を含む対象水を流下させるために設けられるポンプ場設備に関するものである。流入路２に流入した対象水を受け入れて、かつこの受け入れた対象水を円筒型水槽５０の内部に縦向きに配置された円筒型スクリーン５１内に、スクリーン５１の接線方向に沿って送り込み、スクリーン５１内に渦流を発生させ、液分をスクリーン５１を通して水槽５０外に送り出し、この分離液分をポンプにより揚水する一方、固形分を水槽５０の中央下部に集め、この集めた固形分を水槽５０外に引抜くようにする。
【選択図】図１

Description

本発明は、下水道システムにおけるポンプ場設備に関する。

下水道には、雨水と汚水とを別の管渠で処理設備へ排水するように構成されている分流式下水道と、同一の管渠で処理設備へ送水する合流式下水道とがある。

下水や雨水（以下、対象水ともいう）は自然勾配で流下させるのが望ましいが、十分な自然勾配を確保し難い等の場合には、ポンプ場を設けて揚水した後に流下させることが行われている。ポンプ場は、分流式下水道および合流式下水道の区別無く適用される。ポンプ場は、対象水の種類により分類すると、雨水ポンプ場と汚水ポンプ場とがあり、また機能的に分類すると、排水ポンプ場、中継ポンプ場、処理場内ポンプ場、およびこれらを組み合わせた排水・中継ポンプ場、排水・処理場内ポンプ場等がある。

より詳細には、排水ポンプ場は、雨天時に管渠を流下してくる排水区域内の雨水を付近の河川や海等の公共用水域に放流するために設けられるポンプ場である。また、中継ポンプ場は、管渠が長い場合、下流になるほど管渠埋設深さが深くなるため、その流入区域の下水を地表近くまで揚水し、次のポンプ場または処理場に送水するために設けられるポンプ場である。さらに、処理場内ポンプ場は、下水処理場内において、常時流入する下水を自然流下によって放流できない場合に、放流に必要な水位まで揚水するために、適所に設置されるポンプ場である。

一方、ポンプ場設備は、揚水規模、除砂方法等により三種類に大別される。すなわち、第一は、沈砂池を設け揚砂機を用いて除砂を行うタイプ、第二は、砂溜りを設けた簡易なスクリーンあるいは破砕機を用いるタイプ（簡易型ポンプ場）、第三は、特に除砂を行わないタイプ（マンホール形式ポンプ場）である。第一のタイプは大中規模向け、第二及び第三は小規模向けに用いられている。
特開２００４−０５０１５０号公報 特開２００３−２４５６９７号公報

しかし、従来のポンプ場に設置されているスクリーンでは、対象水から細かな夾雑物を除去できないため、ポンプ場内あるいは後段の設備の故障や清掃頻度の増加を招いたり、放流による環境破壊をもたらしたりするおそれがある。

特に、沈砂池は、構造上、汚水や雨水、砂の堆積を避けることができず、悪臭が発生するという問題点があった。また、沈砂池の堆積砂は人手やバキューム車により定期的に浚渫するが、浚渫が間に合わずに、堆積砂がポンプにより放流されることもあった。

そこで、本発明の主たる課題は、これらの問題点を解決したポンプ場設備を提供することにある。

上記課題を解決した本発明およびその作用効果は次記のとおりである。
＜請求項１記載の発明＞
下水及び雨水の少なくとも一方を含む対象水を流下させるために設けられるポンプ場設備であって、
前記対象水が流入する流入路と、
この流入路に流入した前記対象水を受け入れて固液分離する固液分離装置と、
この固液分離装置により分離された液分が供給される分離液貯留部と、
この分離液貯留部の液分を揚水するポンプと、を備えており、
前記固液分離装置が、円筒型水槽と、円筒型水槽の内部に縦向きに配置された円筒型スクリーンとを備え、このスクリーンの接線方向に沿ってスクリーン内に前記対象水を送り込むことによりスクリーン内に渦流を発生させ、液分を前記スクリーンを通して水槽外に送り出す一方、固形分を水槽の中央下部に集め、この集めた固形分を水槽外に引抜くように構成した渦流式固液分離装置である、
ことを特徴とするポンプ場設備。

（作用効果）
本発明の特徴は、沈砂池に替えて渦流式固液分離装置を設置したところにある。渦流式固液分離装置を用いて固液分離することにより、動力を要せず且つ流下効率を落とすことなく砂等の沈降性物質や細かな夾雑物を効率良く除去できる。より詳細には、砂等の沈降性物質が沈降分離される（沈砂池に替わる効果）とともに、非沈降性の夾雑物は渦流の中心に引き寄せられることにより捕捉され分離される。また、渦流式固液分離装置は分離した固形分を水槽下部から容易に引き抜くことができ、複雑な機器・配管を必要としないという利点もある。また、渦流式固液分離装置の下部から固形分や水分を引き抜くことにより、渦流式固液分離装置内を乾燥することができ、臭気や害虫の発生を防ぐことができる。よって、敢えてこのような渦流式固液分離装置を採用することによって、ポンプ場に流入する砂や夾雑物を容易かつ確実に排除でき、設備故障の防止、清掃頻度の低減、悪臭発生の防止、堆積砂の放流防止を図ることができる。

＜請求項２記載の発明＞
前記流入路に、前記固液分離装置よりも大きな固形分を除去する粗大夾雑物除去装置を備えた、請求項１記載のポンプ場設備。

（作用効果）
例えば木箱を解体した木片、タイヤ、大きな空き缶等の粗大夾雑物が渦流式固液分離装置に入った場合、粗大夾雑物が渦流式固液分離装置の排出口より大きい場合は、渦流式固液分離装置から排出されずに滞留し続けてしまうといった事態が発生する。そこで、本項記載のように、流入路に粗大夾雑物除去装置を設け、粗い固形分を予め除去しておくことにより、後の渦流式固液分離装置における粗大夾雑物によるトラブル（例えば渦流式固液分離装置から夾雑物を引き抜けなくなる等）を防止できる。

＜請求項３記載の発明＞
前記流入路に、破砕機を備えた請求項１または２記載のポンプ場設備。

（作用効果）
このように、流入路に破砕機を備えたことにより、予め、粗大夾雑部を渦流式固液分離装置から排出できるようなサイズに破砕することができ、後の渦流式固液分離装置における粗大夾雑物によるトラブルを防止できる。

以上のとおり、本発明によれば、ポンプ場に流入する砂や夾雑物を容易かつ確実に排除でき、設備故障の防止、清掃頻度の低減、悪臭発生の防止、堆積砂の放流防止等を図ることができる。

以下、本発明の実施形態について詳説する。
図１は、本発明に係るポンプ場設備例１を示しており、雨水吐き室の越流水等の対象水が流入路２を介して流入するように構成されている。流入路２には渦流式固液分離装置５が接続されており、流入路２に流入した対象水は渦流式固液分離装置５に導入され、固液分離される。

渦流式固液分離装置５の設置数はポンプ場１の規模に応じて適宜定めることができる。例えば、一本の流入路２に対して複数の渦流式固液分離装置５を設置し、各列から排出される液分及び固形分をそれぞれ合流して処理することができ、また更に大規模向けに、流入路２を複数列に分岐し、各列に複数の固液分離装置５を設け、各列から排出される液分及び固形分をそれぞれ合流して処理することもできる。

図２及び図３は、渦流式固液分離装置５の例を示している。この渦流式固液分離装置５は、円筒型水槽５０と、円筒型水槽５０の内部に縦向きに配置された円筒型スクリーン５１とを備えている。また、被処理液を供給するための供給路５２が水槽５０の側部及びスクリーン５１の側部を貫通しており、対象水をスクリーン５１の接線方向に沿ってスクリーン５１内に送り込むように構成されている。この被処理液の送り込みによりスクリーン５１内に渦流が発生する。また、円筒型水槽５０の側部には液分の排出路５３が設けられ、中央下部には固形分の引抜き部５０Ｄが設けられている。引抜き部５０Ｄに対しては、引抜き弁５Ｖ及び引抜きポンプ５Ｐが連通接続され、これらにより引抜き制御がなされる。

このような円筒型スクリーン５１を備える渦流式固液分離装置５では、円筒型スクリーン５１を図４に示す形態、すなわちスクリーン５１の目を、スクリーン５１の内外方向で所定の角度を有するように設け、その目の円筒内側開口部Ｍｉをスクリーン５１の内側Ｓｉの渦流Ｆiの流れ方向に逆らわない方向に向けるとともに、円筒外側開口部Ｍｏをスクリーン５１の内側Ｓｉの渦流Ｆiの流れ方向と反対の流れを生じさせるように向けるのが好ましい。さらに図示のように、スクリーン５１の渦流Ｆiに逆らうように向かっている面Ａが円弧面に形成されているのが望ましい。かかるスクリーン５１は、スクリーン５１の外側Ｓｏに、内側Ｓｉに生ずる渦流Ｆiに対して流れ方向が反対の流れＦoが生じ、清澄水を効果的に槽外に送り出すことができるとともに、夾雑物がスクリーン５１の目に引き込まれにくく目詰まりを起こし難いという特長がある。スクリーン５１の目幅は適宜定めれば良いが、１．２〜５ｍｍの範囲内で選択するのが好ましい。

渦流式固液分離装置５からの固形分の引抜きは、定期的あるいは任意に行うこともできるが、対象水の固形分含有量に変動があるため適切な引抜きタイミングも変動する。よって、渦流式固液分離装置５の上流側に濁度計５Ｍを設置し、この濁度計５Ｍにより渦流式固液分離装置５に供給される対象水の濁度を計測し、この計測結果に応じた頻度で、固形分を間欠的に引抜くように構成するのが好ましい。具体的には、濁度と適切な引抜き時間間隔との関係を予め試験運転等により調べて一定のルールを定めておき、このルールに従って引抜き間隔を適切に変化させることができる。

一方、渦流式固液分離装置５により分離される固形分は、上記引抜きバルブ５Ｖ及び引抜きポンプ５Ｐにより分離装置１０に供給し、水分の分離除去による減容化を図った後、分離される固形分を固形分貯留部１１に貯留し、対象水の流下経路には戻さないようにするのが好ましい。この分離装置１０としては回転ドラム式等を用いることができる。また、分離装置１０により分離される固形分はスクリュープレス等の脱水機により更に減容化を図ることができる。一方、分離装置１０により分離される液分は、ポンプ井７Ａまたは流入路２に対して戻すように構成するのが好ましい。

渦流式固液分離装置５は、砂や細かな夾雑物を分離除去するものであるため、粗大な夾雑物までもが流入すると、夾雑物の大きさによっては排出不能になる等の不具合を発生させるおそれがある。

よって、流入路２に、渦流式固液分離装置５よりも粗大な夾雑物を分離除去する粗大夾雑物除去装置３を設置するのは好ましい形態である。また、この除去装置３に加えて或いは除去装置３に代えて破砕機を設置しても良い（図示せず）。この場合、流入水は粗大夾雑物除去装置３により粗大な夾雑物が分離除去された後、渦流式固液分離装置５に供給される。この除去装置３としては、対象水の流下を妨げることなく効率良く粗大な夾雑物を除去できる点でベルト式やバー式のスクリーン装置が好ましい。この除去装置３により分離した粗大な夾雑物は図示しないベルトコンベア等の搬送装置を介して固形分貯留部４に貯留し、対象水の流下経路には戻さないようにするのが好ましい。

他方、渦流式固液分離装置５により分離された液分は、流出路６を介してポンプ井（分離液貯留部）７Ａに供給され、一時的に貯留された後、ポンプ７Ｂにより揚水される。ポンプ７Ｂの設置数はポンプ場の規模に応じて適宜定めることができる。図示例では、揚水された液分は吐出水槽８に供給され、吐出ゲート９の開放によりポンプ場１から流出されるようになっている。

かくして、本発明に係るポンプ場設備によれば、沈砂池に替えて渦流式固液分離装置５を採用したことにより、動力を要せず且つ流下効率を落とすことなく砂等の沈降性物質や細かな夾雑物を効率良く除去できるとともに、分離した固形分を容易かつ確実に引き抜くことができるようになる。そしてその結果、従来の沈砂池を備えた設備が有する問題点を効果的に回避できる。

本発明は、下水や雨水を揚水するポンプ場であれば特に限定なく適用でき、雨水ポンプ場、汚水ポンプ場、排水ポンプ場、中継ポンプ場、処理場内ポンプ場、およびこれらを組み合わせた排水・中継ポンプ場、排水・処理場内ポンプ場等に適用可能なものである。

本発明に係るポンプ場設備の概略を示すフロー図である。 渦流式固液分離装置の概略を示す斜視図である。 図２のIII−III断面図である。 スクリーンの要部拡大断面図である。

符号の説明

１…ポンプ場設備、２…流入路、３…粗大夾雑物除去装置、４…固形分貯留部、５…渦流式固液分離装置、６…流出路、７Ａ…ポンプ井（分離液貯留部）、７Ｂ…ポンプ、８…吐出水槽、９…吐出ゲート、１０…脱水機。

Claims (3)

1. 下水及び雨水の少なくとも一方を含む対象水を流下させるために設けられるポンプ場設備であって、
   前記対象水が流入する流入路と、
   この流入路に流入した前記対象水を受け入れて固液分離する固液分離装置と、
   この固液分離装置により分離された液分が供給される分離液貯留部と、
   この分離液貯留部の液分を揚水するポンプと、を備えており、
   前記固液分離装置が、円筒型水槽と、円筒型水槽の内部に縦向きに配置された円筒型スクリーンとを備え、このスクリーンの接線方向に沿ってスクリーン内に前記対象水を送り込むことによりスクリーン内に渦流を発生させ、液分を前記スクリーンを通して水槽外に送り出す一方、固形分を水槽の中央下部に集め、この集めた固形分を水槽外に引抜くように構成した渦流式固液分離装置である、
   ことを特徴とするポンプ場設備。
2. 前記流入路に、前記固液分離装置よりも大きな固形分を除去する粗大夾雑物除去装置を備えた、請求項１記載のポンプ場設備。
3. 前記流入路に、破砕機を備えた請求項１または２記載のポンプ場設備。

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