JP2007307497A - 排水浄化処理システム - Google Patents

Abstract

【課題】ろ過フィルターを使用したり薬品を投与したりすることもなく雨水等の排水を異物濃度の低い利水可能な水に処理することができ、かつ運用コストも低減できる排水浄化処理システムを提供することにある。
【解決手段】排水流路において、その排水を貯留するとともに内部に設けた傾斜構造物７を介して異物を分離する機能を有する第１槽と、比重差による水と異物の分離機能を有する第２槽と、水との比重差によって沈降あるいは浮上することのない異物を水と分離する機能を有する第３槽とを、第１槽に流入した排水を自然に第２槽、第３槽へと順次導けるように連設し、第１槽から第３槽までの排水処理によって上記排水を利水可能な水に浄化処理できる構成とした。
【選択図】 図１

Description

本発明は排水を処理するシステムに関し、主に雨水を浄化処理する排水浄化処理システムに関するものである。

従来、雨水貯留設備は防災、治水目的の用途が主であったが、公園や学校、ショピングセンターなどにおけるトイレや緑化施設への利用のような利水機能に対する要求が高くなっている。

雨水を上記のような用途で使用する場合、ある程度の浄化を施して、濁り、色、臭いなどを除去する必要がある。

しかしながら、排水浄化処理において従来のようにろ過フィルターや薬品を投与する方法では、運用コストがかかり、また頻繁なメンテナンスが必要であるといった問題がある。なお、例えば薬品を投与して水を処理する装置としては下記の特許文献１に開示のような装置がある。

特許第３２８２５５４号公報

本発明は上記のような点に鑑みて開発されたものである。その目的とするところは、ろ過フィルターを使用したり薬品を投与することもなく雨水等の排水を異物濃度の低い利水可能な水に処理することができ、かつ運用コストも低減できる排水浄化処理システムを提供することにある。

本発明は、上記目的を有効に達成するために次のような構成にしてある。すなわち、請求項１に記載の本発明の排水浄化処理システムは、排水流路において、その排水を貯留するとともに内部に設けた傾斜構造物を介して異物を分離する機能を有する第１槽と、比重差による水と異物の分離機能を有する第２槽と、水との比重差によって沈降あるいは浮上することのない異物を水と分離する機能を有する第３槽とを、第１槽に流入した排水を自然に第２槽、第３槽へと順次導けるように連設し、第１槽から第３槽までの排水処理によって上記排水を利水可能な水に浄化処理できる構成である。

請求項２に記載の本発明の排水浄化処理システムは、請求項１に記載の排水浄化処理システムの構成において、第２槽には、その分離機能として、水より重い異物を重力沈下させ、舞い上がりを抑止する傾斜板および／または旋回流により水より軽い異物を中心に集め、重いものは重力沈下により分離する遠心分離槽を有する。

請求項３に記載の本発明の排水浄化処理システムは、請求項１または請求項２に記載の排水浄化処理システムの構成において、水との比重差によって沈降あるいは浮上することのない異物を水と分離する機能を有する第３槽には、その分離機能として、水より軽い媒体を下部から混入させて異物を上部に分離する手段を有する。

請求項４に記載の本発明の排水浄化処理システムは、請求項３に記載の排水浄化処理システムの構成において、水より軽い媒体を下部から混入させて異物を上部に分離する手段が、マイクロバブルの発生手段である。

請求項５に記載の本発明の排水浄化処理システムは、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の排水浄化処理システムの構成において、第１槽内に積層した傾斜構造物がプラスチックで形成されている。

請求項６に記載の本発明の排水浄化処理システムは、請求項1〜請求項５のいずれかに記載の排水浄化処理システムの構成において、第１槽が、平均粒径１ｍｍ以上の異物を分離する機能を有する。

請求項１に記載の構成からなる本発明の排水浄化処理システムでは、雨水等の排水から大きな異物から細かな異物までを分離、除去して利水可能な水を取り出すことができ、また、ろ過フィルターや薬品を投与することもないため運用コストを低減でき、頻繁にメンテナンスをする必要もなくなる。

また、請求項２に記載の構成からなる本発明の排水浄化処理システムでは、第２槽での排水処理により、水より重い異物を重力沈下により水と分離して収集できると共に、水より軽い異物も傾斜板および／または旋回流により沈降させて水と分離させることができ、第１槽で除去できなかった異物を除去できて、第３槽での処理による利水可能な水の取り出しの前工程として有効に異物の除去効果を奏することができる。

また、請求項３に記載の構成からなる本発明の排水浄化処理システムでは、第３槽に、水より軽い媒体（気体など）を下部から混入させて異物を上部に分離する手段を設けてあるので、水中に浮遊する異物に水より軽い媒体が吸着して異物を水と有効に分離することができ、第３槽での排水処理によって異物を分離された利水可能な水を得ることができる。

また、請求項４に記載の構成からなる本発明の排水浄化処理システムでは、第３槽にマイクロバブルの発生手段を設けてあるので、この発生手段から放出される微細な沫が水中に浮遊する細かい異物に吸着して異物を浮上させ、水中から異物を分離させることができ、第３槽での排水処理によって利水可能な水を得ることができる。

また、請求項５に記載の構成からなる本発明の排水浄化処理システムでは、第１槽内に積層した傾斜構造物がプラスチックからなるものであるので、軽量で、従来の主流であったコンクリート製に比べ施工性、経済性、耐久性が優れている。

また、請求項６に記載の構成からなる本発明の排水浄化処理システムでは、第１槽が平均粒径１ｍｍ以上の異物を分離する機能を有しているので、雨水等の排水に含まれる重くて大きな異物を水と効果的に分離して収集することができる。

この発明を実施するための最良の形態を図に基いて説明する。
図１は本発明にかかる排水浄化処理システムに関する説明図であり、この排水浄化処理システムは、主に排水となる雨水を貯留するとともに内部に積層（充填）して設けた数多くの傾斜構造物を介して異物を分離する機能を有する第１槽１と、比重差による水と異物との分離機能を有する第２槽２と、水との比重差によって沈降あるいは浮上することのない異物を水と分離する機能を有する第３槽３とを順次連設し、上記の排水を利水可能な水に浄化処理して取り出すことができるシステムである。

図示の実施例をより具体的に説明すると、第１槽１は、主に大雨が降った時に雨水等(以下、排水という)を一時的に貯留し、河川流量が急激に増大するのを防止する貯留浸透施設としての働きをなすとともに、雨水等の中に混ざっている砂や石やごみ等の異物を雨水等の排水の自然な流れによって分離・収集する槽であり、地面を掘下げて形成した貯水槽１ａと、貯水槽１ａ内に水平方向に並べて設置するとともに上下方向に重ねる多数の後述する傾斜構造物７と、この傾斜構造物７の最上部に載置され貯水槽１ａの上部を覆う被覆部材１ｂとを備えたものである。

貯水槽１ａは、全体が大きな直方体形状で、軽量で施工性のよいポリプロピレンによって形成されたプラスチック槽からなり公園等の地下を掘削して形成した凹所に設けられる。この第１槽１には、流入口４が排水を第１槽１内に導くために上部の片方の側部に設けられ、この流入口４と反対側の下部の側部に大きな異物を除去された排水を第２槽２に送る連絡暗渠５が設けられ、さらに底部に上記の大きな異物を収集して排水と分離するＵ字溝６が設けられている。

第１槽１内には、図２に示す各部品によって構成される傾斜構造物７が槽内全体に設けられている。この傾斜構造物７は、補強部材１０、脚部材１２、傾斜部材１７、連結部材１８を上下方向に重ねて組み合わせて構成されるもの、或いは傾斜部材１７を含む上記の他の部材の複数の何れかの部材と組み合わせて構成されるもの、また、板部材１９を加えて構成されるものであり、上記した各部材はポリエチレン、ポリプロピレン、塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート等のプラスチックや、これらの廃プラスチック等によって形成されている。この傾斜構造物７は、貯水槽１ａ内に何段にも積み重ねて組み立てられ (例えば図３)、貯水槽１ａの上部を覆う各被覆部材１ｂの垂直荷重、及び水圧による水平荷重を支持する。

上記の補強部材１０は、所定の間隔で一体的に縦横に立設された補強リブ８を備え、四隅に三角形状に嵌合孔９を形成したものであり、この補強部材１０の上に脚部材１２を介して傾斜部材１７を設けることにより、傾斜部材１７の上に施工者が載るなどの荷重が加わっても傾斜部材１７にひび割れ等の破損が生じることを防止できる。なお、補強リブ８は格子状でなくてもよいが、格子状にすると一方向のものと比較して強度が大きくなり好ましく、六角形のハニカム格子状が強度面からより好ましい。

脚部材１２は、有底三角筒形で底部に上記の補強部材１０の嵌合孔９に嵌め込む嵌合凸部１１を有して支柱の役目を果たすものである。

傾斜部材１７は、上面側に約５゜の傾斜面１３を有し四隅の上部に三角筒部１４を下部に上記脚部材１２の三角筒１５に嵌合する三角凸部１６を有し、流入した雨水等を所定方向に誘導するとともに重力および水流を利用して大きな砂等の異物を上記Ｕ字溝６に集める機能を有している。傾斜部材１７の傾斜角度が緩やかな場合砂等が雨水とともに流れずに滞留するため、上記したような約５度程度の傾斜角度にしてある。また傾斜部材１７は、通常は平板を傾斜させて構成するが、平板でなく傾斜方向に沿って緩やかに凹んだ、或いは緩やかに凸状に膨らんだ湾曲面でもよく、小さい段差が連続して勾配が付いた階段状の傾斜面でもよい。さらに、急勾配から緩勾配に途中で変化するような傾斜面で構成してもよい。

連結部材１８は、上記の傾斜部材１７の四隅の各三角筒部１４に嵌合する三角凸部１８ａを有するとともに、後述する板部材１０の四隅の三角凸部（図示せず）に嵌合する三角凹部１８ｂを有する三角パイプ状のものである。また、連結部材１８同士も対向する連結部材１８の三角凸部１８ａと三角凹部１８ｂとを嵌合することによって連結できる。また、連結部材１８を重ねて高さを変えることで、傾斜構造物７を積み重ねた時の傾斜部材１７同士の間隔を変えることができる。

また、上記した連結部材１８並びに傾斜部材１７の三角筒１５および三角凸部１６には、排水や空気の流通が可能なように所定の箇所に貫通孔（図示省略）が設けられ、さらに連結部材１８に流れ込む砂等を傾斜部材１７の傾斜面１３に誘導する誘導孔（図示省略）が所定の箇所に設けられている。

上記板部材１９は、上面平坦に形成した最も上に設けられるものであり、上記した補強部材１０と傾斜部材１７と同じ大きさの平面視で四角形のものである。

上記各部材１０、１２，１７，１８，１９を組み合わせて構成した傾斜構造物７を貯水槽１ａ内の積み重ねて上下・左右に設ける。流入口４から第１槽１に流入した排水は、傾斜構造物７を伝いながら連絡暗渠５に導かれる。この間、排水内に混入している石や砂等の異物は傾斜部材１７等によって底部のＵ字溝６に導かれれて排水と分離される。

次に上記した連絡暗渠５で繋がれた第２槽２には、連絡暗渠５と反対側の上部の側面側にオーバーフローした上澄みを第３槽３側に導く導入通路２０が設けられている。この第２槽２の内部には、図示のように複数の傾斜板２１が第１槽１側から第３槽３側に所定間隔と所定角度を以って平行に設けられている。また、第１槽１側の傾斜仕切り板２２は第２槽２の上天から上記連絡暗渠５の吐出口５ａの上部近傍まで位置し、第３槽３側の傾斜仕切り板２３は第２槽２の底面から上記導入通路２０の導入口２０ａの上部近傍の高さ位置まで設けられている。この傾斜仕切り板２２、２３の間に配した上記の各傾斜板２１は、上端を上記傾斜仕切り板２３の上端と同じ高さ位置にし、下端を上記傾斜仕切り板２２の下端高さと同じ高さ位置にしてある。

上記の導入通路２０によって第２槽２と連設された第３槽３は、内部に雨水より軽い媒体である空気等を下部から混入させて異物を上部に分離する手段の1例であるバブル発生管２４が設けられ、導入通路２０と反対の側面部には水中に浮遊する微細な異物を除去する廃棄口２５が上部寄りに設けられ、底部寄りには利水可能な水を取り出す取水口２６が設けられている。

上記のバブル発生管２４は、導入通路２０からの落水を受ける受け部２７と、受け部２７と連結した管部２８と、この管部２８の径を絞って第３槽３の底部中央から微細化した水を放出するノズル部２９とからなる。

次に上述のような構成からなる図示の排水浄化処理システムによる排水の浄化処理について説明する。
流入口４から第１槽１内に流入した排水は、内部に設けてある多数の傾斜構造物７を通過し、この傾斜構造物７を通過することによって排水に含まれている大きな異物は各傾斜部材１７を介して槽内底部のＵ字溝６に収集される。一方、排水に含まれている大きな異物を分離された排水は連絡暗渠５から第２槽２に導入される。

第２槽２では、槽下部から導入された雨水が槽内に設けた傾斜板２１及び傾斜仕切り板２２、２３に接触しながら序々に水位を上げていく。この過程で上記の第１槽１で排水と分離しきれなかった、小さいが比重＞１の異物が傾斜板２１及び傾斜仕切り板２２、２３に邪魔されて槽内底部に沈降し排水と分離される。

上記のようにして第２槽２で排水に含まれるさらに細かい異物を除去した後の上澄み水は、導入通路２０から第３槽３に導入される。第２槽２から第３槽３の上部に導入された上澄み水は、飛沫とともにバブル発生管２４の受け部２７に落水する。バブル発生管２４では、落水したときにできる飛沫を径の絞られた管部２８を通過させることによって微細化し、ノズル部２９から槽内に放出される。放出された微細な沫３０は浮上する過程で、水中に浮遊する細かい異物に吸着して浮上し、排水と細かい異物とを分離する。この排水と分離されて浮上する細かい異物は第３槽３の上部の廃棄口２５から除去される。また、細かい異物の除去された異物濃度５ｐｐｍの利水可能な雨水は取水口２６から取り出される。

このように上記した第１槽１、第２槽２、第３槽３で順次浄化処理された排水は、公園や学校、ショピングセンターなどのトイレや緑化施設に利用できる水（異物濃度２０００ｐｐｍ→５ｐｐｍに浄化した水）として使用することができる

なお、本発明にかかる第２槽２においては、水より重い異物を重力沈下させ、舞い上がりを抑止する傾斜板２１、または旋回流により、あるいは傾斜板２１と旋回流とにより、水より軽い異物を中心に集め、重いものは重力沈下により分離する遠心分離槽を有することによっても、有効に異物の除去効果を奏することができる。

本発明にかかる一例の排水浄化処理システムの簡略な説明図である。 本発明にかかる第１槽内に設ける傾斜構造物を構成する各部材の説明図である。 本発明にかかる第１槽内に設ける一例の傾斜構造物を上下方向に積み重ねた場合の１例の説明図である。

符号の説明

１ 第１槽
２ 第２槽
３ 第３槽
７ 傾斜構造物
２４ バブル発生管

Claims (6)

1. 排水流路において、その排水を貯留するとともに内部に設けた傾斜構造物を介して異物を分離する機能を有する第１槽と、比重差による水と異物の分離機能を有する第２槽と、水との比重差によって沈降あるいは浮上することのない異物を水と分離する機能を有する第３槽とを、第１槽に流入した排水を自然に第２槽、第３槽へと順次導けるように連設し、第１槽から第３槽までの排水処理によって上記排水を利水可能な水に浄化処理できる構成としたことを特徴とする排水浄化処理システム。
2. 第２槽には、その分離機能として、水より重い異物を重力沈下させ、舞い上がりを抑止する傾斜板および／または旋回流により水より軽い異物を中心に集め、重いものは重力沈下により分離する遠心分離槽を有することを特徴とする請求項１記載の排水浄化処理システム。
3. 水との比重差によって沈降あるいは浮上することのない異物を水と分離する機能を有する第３槽には、その分離機能として、水より軽い媒体を下部から混入させて異物を上部に分離する手段を有することを特徴とする請求項１または請求項２記載の排水浄化処理システム。
4. 水より軽い媒体を下部から混入させて異物を上部に分離する手段が、マイクロバブルの発生手段であることを特徴とする請求項３記載の排水浄化処理システム。
5. 第１槽内に積層した傾斜構造物がプラスチックで形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の排水浄化処理システム。
6. 第１槽が、平均粒径１ｍｍ以上の異物を分離する機能を有することを特徴とする請求項1〜請求項５のいずれかに記載の排水浄化処理システム。

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