JP3976605B2 - Flow control method in combined sewer system - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生活排水等の汚水と雨水とが合流して流れる合流式下水道における流量制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、合流式下水道の幹線管路は支線管路から流入する下水が下水処理場へ流れる流路をなすものであり、晴天時には下水として主に生活排水等の汚水が流れており、雨天時には生活排水と雨水が合流して下水として流れる。この際に、支線管路、幹線管路の堆積物がファーストフラッシュとして流れるので、支線管路から流れ込んだ雨水によって増量した下水がそのまま幹線管路から下水処理場へ送水されると、下水処理場の処理に支承を来たすとともに、処理能力を超えてしまうので、過剰な下水は未処理のそのままで公共水域(河川や海等)へ排出していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、下水を未処理のままで公共水域へ排出すると、公共水域の水質が未処理の下水の汚濁によって低下する恐れがある。この問題の対策として、幹線管路とは別途に滞水池や貯留管等を設け、降雨によって増量した下水を一時的に滞水池や貯留管に貯留して後に、徐々に滞水池や貯留管から下水処理場へ送水することが行われている。しかし、近年においては、滞水池や貯留管といった一時貯留のための特別な施設の建設には、特に都市部において建設用地の確保が困難である問題や、その建設に膨大な費用を要するといった問題がある。
【0004】
本発明は上記した課題を解決するものであり、滞水池や貯留管といった特別な貯留施設を別途に設けることなく、降雨時に増加する下水の増加量を幹線管路に滞留し、処理可能な流量で下水処理場へ供給することができる合流式下水道における流量制御方法を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決するために請求項1に係る本発明の合流式下水道における流量制御方法は、合流式下水道において、降雨量、降雨時に幹線管路を流れる下水の流量もしくは水位の何れかを指標として幹線管路の途中に設けた流量制御手段の開度を制御するものであって、少降雨時は流量制御手段の扉体を閉位置に配置するとともに、扉体に設けた小開口を通して下流側の幹線管路へ少量通水し、降雨時は設定降雨量以下、幹線管路を流れる下水の流量が設定流量以下もしくは水位が設定水位以下の何れかの時に扉体の上流側の幹線管路を貯留域として幹線管路へ流入する下水を貯留しながら、小開口を通して下流側の幹線管路へ少量通水し、設定降雨量以上、幹線管路を流れる下水の流量が設定流量以上もしく水位が設定水位以上の何れかの時に扉体を全開位置に配置して全量通水するか、降雨量、流量、水位の増加に追従して漸次に開度を増加させるものである。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、本発明における実施の形態を図面に基づいて説明する。図1において、地中に形成された合流式下水道の幹線管路1は支線管路から流入する下水が下水処理場へ流れる流路をなすものであり、晴天時には下水として主に生活排水等の汚水が流れ、雨天時には生活排水と雨水が合流して下水として流れる。
【0008】
幹線管路1の途中には適当間隔で立坑式の特殊人孔2が形成されており、各特殊人孔2には幹線管路1を流れる下水の流量を制御するゲート3、水位検出計(水位計)4、流量検出計(流量計)5を設けており、ゲート3はその扉体に常時開状態の小開口を設けることも可能である。特殊人孔2の外部には降雨量測定装置6を設けており、水位検出計(水位計)4、流量検出計(流量計)5、降雨量測定装置6はその何れかを設ける構成でも良い。
【0009】
制御装置7はゲート3の開度を制御するものであり、水位検出計(水位計)4、流量検出計(流量計)5、降雨量測定装置6の測定値の何れかを指標として開度制御を行う。各制御装置7は通信回線を通して中央管理センター8との間でデータや制御信号の送受信を行う。
【0010】
上記した構成により、非降雨時、少降雨時に幹線管路1を流れる下水は、主に生活排水等の汚水が少流量で流れ、水位検出計(水位計)4、流量検出計(流量計)5、降雨量測定装置6の測定値の何れもが設定値以下となる。
【0011】
このため、制御装置7は、小開口を有しないゲート3においては扉体を小開度位置に配置して上流から流れて来る下水を下流側の幹線管路1へ少量通水し、小開口を有するゲート3においては扉体を全閉位置に配置して上流から流れて来る下水を小開口を通して下流側の幹線管路1へ少量通水する。
【0012】
雨天の降雨時に幹線管路1を流れる下水は、生活排水に雨水が合流して増流する。このため、制御装置7は降雨量測定装置6、流量検出計(流量計)5、水位検出計(水位計)4の測定値が設定値以下である状態において、小開口を有しないゲート3においては扉体を小開度位置に保持し、小開口を有するゲート3においては扉体を全閉位置に保持し、支線管路から幹線管路1へ流入する下水や上流から流れて来る下水をゲート3の扉体より上流側の幹線管路1を貯留域として貯留し、小開口を有しないゲート3においては小開度の開口から下水を下流側の幹線管路1へ少量通水し、小開口を有するゲート3においては小開口を通して下流側の幹線管路1へ少量通水する。
【0013】
このことにより、降雨初期時にファーストフラッシュとして流れる支線管路、幹線管路1の堆積物および増量した下水が一度に下水処理場へ流れることを防止する。
【0014】
制御装置7は降雨量測定装置6、流量検出計(流量計)5、水位検出計(水位計)4の測定値の何れかが設定降雨量以上、設定流量以上、設定水位以上の時にゲート3の扉体を全開位置に配置して全量通水するか、測定値に追従して漸次に開度を増加させる。
【0015】
以上に述べた操作は各制御装置7が自立的に行う場合について説明したが、各測定値に基づいて中央管理センター8から遠隔操作によって行うことも可能である。
【0016】
以下に、本発明のより具体的な実施例を示す。図2〜図4に示すように、地中に形成された合流式下水道の幹線管路1は途中に立坑式の特殊人孔2を設けており、特殊人孔2はコンクリート製の地下構造物13からなり、上部に地上に連通する出入り用の人孔14(マンホール)を設けている。
【0017】
地下構造物13は上流側の壁13aに流入口15が形成され、下流側の壁13bに排出口16が形成されており、排出口16より下流の幹線管路1が下水処理場(図示省略)に連通している。
【0018】
特殊人孔2の内部には開閉自在な扉体17を有するフラップゲート3を設置している。扉体17は特殊人孔2の左右方向(幅方向)に設けた支軸19で回動自在に支持されている。
【0019】
扉体17は中央部の下縁部に四角形の小開口20が形成され、小開口20を流れる下水Wの流量を調整する小扉体21を複数のボルト22で上下移動可能に支持している。
【0020】
油圧シリンダ装置23は地下構造物13の上流側の壁13aに取付けられている。油圧シリンダ装置23のピストンロッド24の先端は、支軸19の一端部に設けられたクランクアーム25に連結されている。図5に示すように、ピストンロッド24を突出させることにより、支軸19と共に扉体17が閉位置Sまで回動してほぼ下向き姿勢となり、図6に示すように、ピストンロッド24を退入させることにより、支軸19と共に扉体17が全開位置Oまで回動してほぼ水平姿勢となる。支軸19には、扉体17を開方向へ付勢するカウンターウェイト26がリンク機構27を介して取付けられている。
【0021】
以下、上記構成における作用を説明する。非降雨の通常時には、油圧シリンダ装置23のピストンロッド24が突出して扉体17が閉位置Sまで回動する。この状態で下水は小開口20を通して流れる。
【0022】
降雨時に下水Wが増量する場合には、扉体17が堰の役割を果たして扉体17の上流側の幹線管路1に貯留域Aを形成し、この貯留域Aに下水Wを一時貯留し、小開口20を通して下流側の排出口16へ通水する。
【0023】
豪雨等によって、降雨量測定装置6、流量検出計(流量計)5、水位検出計(水位計)4の測定値の何れかが設定降雨量以上、設定流量以上、設定水位以上の時にフラップゲート3の扉体17を全開位置に配置して全量通水するか、測定値に追従して漸次に開度を増加させる。
【0024】
扉体17を閉じた状態で、停電、故障等により油圧シリンダ装置23が作動不能となった場合には、油圧シリンダ装置23をフリーな状態にすることで、扉体17がカウンターウェイト16の付勢力によって緊急に開かれ、ストッパー28に当接して全開位置Oに規制される。
【0025】
したがって、豪雨等によって下水Wの流量が増加している時に異常事態に陥っても、扉体17の上流側の生活施設が浸水することを防止できる。
【0026】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、降雨量、降雨時に幹線管路を流れる下水の流量もしくは水位の何れかを指標として幹線管路の途中に設けた流量制御手段の開度を制御することで、通常時は下流側の幹線管路へ少量通水し、降雨時は扉体の上流側の幹線管路を貯留域として下水を貯留しながら、下流側の幹線管路へ少量通水することができ、滞水池や貯留管といった特別な貯留施設を別途に設けることなく、降雨時の下水の増加に対処することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態における合流式下水道における流量制御方法を示す模式図である。
【図2】同合流式下水道の特殊人孔の断面図である。
【図3】同特殊人孔の正面図である。
【図4】同特殊人孔の平面図である。
【図5】同特殊人孔のフラップゲートの扉体を閉じた状態を示す拡大図である。
【図6】同特殊人孔のフラップゲートの扉体を全開した状態を示す拡大図である。
【符号の説明】
1 幹線管路
2 特殊人孔
3 ゲート
4 水位検出計(水位計)
5 流量検出計(流量計)
6 降雨量測定装置
7 制御装置
8 中央管理センター
13 地下構造物
14 人孔
15 流入口
16 排出口
17 扉体
19 支軸
20 小開口
21 小扉体
22 ボルト
23 油圧シリンダ装置
24 ピストンロッド
25 クランクアーム
26 カウンターウェイト
27 リンク機構
28 ストッパー[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a flow rate control method in a combined sewer where sewage such as domestic wastewater and rainwater flow together.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, the main line of the combined sewer system forms a flow path where the sewage flowing from the branch line flows to the sewage treatment plant, and mainly sewage such as domestic wastewater flows as sewage in fine weather, Drainage and rainwater merge and flow as sewage. At this time, the sediments of the branch line and the main line flow as a first flush, so if the sewage increased by the rainwater flowing in from the branch line is directly sent from the main line to the sewage treatment plant, the sewage treatment plant Since the treatment capacity was exceeded and the processing capacity was exceeded, excess sewage was discharged into public water areas (rivers, seas, etc.) without being treated.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, if the sewage is discharged into the public water area without being treated, the water quality of the public water area may be deteriorated due to contamination of the untreated sewage. As a countermeasure to this problem, a reservoir and storage pipe are provided separately from the main pipeline, and the sewage increased due to rainfall is temporarily stored in the reservoir and storage pipe, and then gradually from the reservoir and storage pipe. Water is sent to the sewage treatment plant. However, in recent years, the construction of special facilities for temporary storage, such as stagnation ponds and storage pipes, has a problem that it is difficult to secure a construction site, especially in urban areas, and that a huge amount of cost is required for the construction. There is.
[0004]
The present invention solves the above-mentioned problem, and without providing a special storage facility such as a reservoir or a storage pipe, an increase in sewage that increases during rainfall stays in the main pipeline and can be processed. It aims at providing the flow control method in the combined sewer which can be supplied to a sewage treatment plant.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, the flow rate control method in the combined sewer system of the present invention according to
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In FIG. 1, a
[0008]
Vertical shafts of special
[0009]
The control device 7 controls the opening degree of the
[0010]
With the above configuration, the sewage flowing through the
[0011]
For this reason, the control apparatus 7 arrange | positions a door body in the small opening position in the
[0012]
The sewage flowing through the
[0013]
This prevents the branch line flowing as the first flush at the beginning of the rain, the sediment of the
[0014]
The control device 7 is a
[0015]
The operation described above has been described for the case where each control device 7 performs autonomously, but it is also possible to perform the operation remotely from the
[0016]
Below, the more concrete Example of this invention is shown. As shown in FIGS. 2 to 4, the
[0017]
The
[0018]
A
[0019]
The
[0020]
The
[0021]
Hereinafter, the operation of the above configuration will be described. During normal non-rainfall, the
[0022]
When the amount of sewage W increases during rainfall, the
[0023]
A flap gate when any of the measured values of the rainfall measuring device 6, the flow detector (flow meter) 5, or the water level detector (water level meter) 4 exceeds the set rainfall, the set flow, or the set water level due to heavy rain. No. 3
[0024]
When the
[0025]
Therefore, even if an abnormal situation occurs when the flow rate of the sewage W increases due to heavy rain or the like, it is possible to prevent the living facility upstream of the
[0026]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to control the opening degree of the flow rate control means provided in the middle of the main line using as an index either the amount of rainfall or the flow rate or level of sewage flowing through the main line at the time of rainfall. In normal times, a small amount of water will flow to the downstream main line, and during rain, a small amount of water will flow to the downstream main line while storing sewage using the main line upstream of the door as a storage area. It is possible to cope with an increase in sewage during rainfall without providing a special storage facility such as a reservoir or a storage pipe.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a flow rate control method in a combined sewer system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a special human hole in the combined sewer system.
FIG. 3 is a front view of the special person hole.
FIG. 4 is a plan view of the special human hole.
FIG. 5 is an enlarged view showing a state in which the door of the flap gate of the special person hole is closed.
FIG. 6 is an enlarged view showing a state in which the door of the flap gate of the special person hole is fully opened.
[Explanation of symbols]
1
5 Flow rate detector (flow meter)
6 Rainfall Measurement Device 7
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