JP4511812B2 - 合流式下水道における汚濁物質排除システム - Google Patents

Description

本発明は、合流式下水道において越流堰にて分水された放流水に含まれる汚濁物質を除去する汚濁物質排除システムに関する。

公共下水道には、汚水と雨水を別々の管渠に排除する分流式下水道と、汚水及び雨水を同一の管渠で排水する合流式下水道がある。

合流式下水道において、雨水流出量の全てを終末の下水処理場に導いて処理することは膨大な経費を必要とし不可能に近い。そこで、合流式下水道では、管渠並びに下水処理場への負荷の急増を防ぐために、越流堰を備えた雨水吐き室を設けて、下水量が雨天時の計画水量を超えると、その計画水量以上の下水を分水して河川・海などに放流するという方式が一般に採用されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）。
特開２００１−１９３１３７号公報 特開２００２−１６７８４８号公報

ところで、合流式下水道では、晴天時において合流管渠内に滞留・沈殿した汚泥等の汚濁物質が降雨初期の雨水に多量に含まれるため、その汚濁物質が越流堰を超えて放流側の管渠に流出する、いわゆるファーストフラッシュが発生する。このような状況になると、河川・海などのＢＯＤやＣＯＤ・ＳＳ等が上昇して水質が悪化する。

本発明はそのような実情に鑑みてなされたもので、合流式下水道において越流堰にて分水された放流水中に含まれる汚泥等の汚濁物質を排除することができ、もって河川・海などの水質悪化を防止することが可能な合流式下水道における汚濁物質排除システムの提供を目的とする。

本発明の汚濁物質排除システムは、合流式下水道において越流堰にて分水された放流水中に含まれる汚濁物質を除去するシステムであって、越流堰にて分水された放流水を一時貯留する放水管渠を備えており、その放水管渠の内部には、管軸方向に沿って延びる汚泥貯留凹所が底部に設けられているとともに、管渠内壁面から前記汚泥貯留凹所に向けて下り勾配で傾斜する傾斜面と、前記汚泥貯留凹所の上方空間を覆うカバーが設けられていることによって特徴づけられる。

本発明の汚濁物質排除システムにおいて、放水管渠内に散水を行う散水手段を設けておいてもよい。

本発明の汚濁物質排除システムにおいて、放水管渠内の底部に有孔管を設け、その有孔管によって前記汚泥貯留凹所とカバーとを一体的に構成してもよい。なお、有孔管としては、断面円形の円形管であってもよいし、また、流体の流れる下部の曲率半径が上部の曲率半径よりも小さくなるように成形された断面卵形状の卵形管であってもよい。有孔管として卵形管を用いると、流量が少量であっても流れやすくなり、スライムなどの流下能力が向上する。

本発明の汚濁物質排除システムに用いる放水管渠は、例えば口径６ｍ、管渠長さ１０ｋｍ程度の大規模の空間を有する管渠である。

本発明の汚濁物質排除システムの作用を述べる。

まず、合流式下水道において越流堰にて分水された放流水は放水管渠内に一時貯留され、その貯留時に放流水の汚濁物質が沈殿し、放水管渠内の底部などにスライムが堆積するが、本発明の汚濁物質排除システムでは、管渠の底部に汚泥貯留凹所を設けるとともに、その汚泥貯留凹所に向けて下り勾配で傾斜する傾斜面を設けているので、スライムを自然流下により汚泥貯留凹所に集めることができる。また、降雨後の晴天時などにおいて、放水管渠内の傾斜面などに散水を行うことにより、傾斜面などに残ったスライムを汚泥貯留凹所に流下させることができる。そして、汚泥貯留凹所に集積したスライム（汚泥）をポンプ場などに移送して処理することにより、河川・海などに流出する汚濁物質の量を軽減することができる。

さらに、本発明の汚濁物質排除システムでは、汚泥貯留凹所の上方空間を覆うカバーを設けているので、放水管渠内に流入した放流水が、汚泥貯留凹所内に直接当たることを阻止することができる。これにより、汚泥貯留凹所に堆積したスライムもしくは堆積しつつあるスライムが放流水の水流にて、放水管渠の内部に舞い上がること防止することができる。

本発明の汚濁物質排除システムにおいて、前記傾斜面が、汚泥貯留凹所に向けての下り勾配の傾斜角が異なる急斜面と緩斜面で構成されており、前記管渠内壁面に近い部分が急斜面となっていてもよいし、前記汚泥貯留凹所に近い部分が急斜面となっていてもよい。また、緩斜面のみで構成されていてもよい。さらに、傾斜面が、汚泥貯留凹所に向けての下り勾配の傾斜角が異なる急斜面と緩斜面で構成されており、前記管渠内壁面に近い部分及び前記汚泥貯留凹所に近い部分が急斜面となっていてもよい。

このように、管渠内壁面に近い部分を急斜面とすると、管渠内壁面と傾斜面との隅部にスライム（汚泥）が溜まり難くなる。また、汚泥貯留凹所に近い部分を急斜面とすると、傾斜面から汚泥貯留凹所へのスライムの流下もスムーズになり、スライムの流下性が向上する。なお、急斜面の傾斜角は、スライムの流下性を高めるために３０度程度が好ましい。また、緩斜面の傾斜角は、維持管理を容易に行えるようにするために、歩行可能な１０〜２０度程度が好ましい。

本発明の汚濁物質排除システムにおいて、放水管渠内の傾斜面上に、表面粗度の低い材料からなる傾斜板（例えばＦＲＰ板）を設けておくことが好ましい。このような傾斜板を設けておくと、スライムが流下しやすくなって、汚泥貯留凹所へのスライムの集積効率を高めることができる。

傾斜板の表面粗度はＲｍａｘ≦５０μｍであることが好ましい。また、このような表面粗度の規定に替えて、傾斜板の上面の表面張力を高めることによりスライムが流下しやすいようにしてもよい。この場合、傾斜板の表面張力は１０〜３０ｄｙｎ／ｃｍ（ＪＩＳ Ｋ６７６８準拠）であることが好ましい。

本発明の汚濁物質排除システムにおいて、傾斜面上に傾斜板を設ける場合、その傾斜板の上面に、放水管渠の管軸方向と交差する方向に延びる複数の凹部を形成しておいてもよい。このような凹部を形成しておくと、スライムが流下しやすくなるので、汚泥貯留凹所へのスライムの集積効率を更に高めることができる。また、凹部は、汚泥貯留凹所の下流
側に向けて傾斜するように形成しておくと、スライムが更に流下しやすくなる。

本発明の汚濁物質排除システムにおいて、汚泥貯留凹所の流下能力を示す粗度係数（管の粗度係数）が０．００７〜０．０１５であることが好ましい。なお、粗度係数は後述する測定・計算により求めた値とする。

本発明の汚濁物質排除システムにおいて、傾斜面の上方に、その傾斜面よりも大きな傾斜角で汚泥貯留凹所に向けて傾斜する傾斜ガイド板を設けておいてもよい。このような傾斜ガイド板を設けておくと、放水管渠内に流入した放流水の流れが汚泥貯留部側に強制的に向けられるので、放流水の汚泥貯留部への流れがスムーズになって、傾斜面にスライムが残り難くなる。また、傾斜面にスライムが残ったとしても、流入放流水（次回の降雨時の放流水）によるスライムの拡散を傾斜ガイド板によって防ぐことができる。

本発明の汚濁物質排除システムにおいて、汚泥貯留凹所の上方に、多数の開口を有する板材で構成された歩行用の足場を設置しておいてもよい。

本発明の汚濁物質排除システムにおいて、放流管渠の上流側に、合流式下水道からの放流水を、汚濁物質を多く含んだ汚水と汚濁物質をあまり含まない処理水とに分離する汚濁分離装置を設置し、その汚濁分離装置にて分離された前記処理水を前記放水管渠内に一時貯留するように構成しておいてもよい。このように構成すれば、河川や海などの水域に放流する放流水の汚濁をより一層軽減することができ、河川や海などの水域の水質を更に改善することができる。

本発明によれば、合流式下水道において越流堰にて分水された放流水を一時貯留する放水管渠を設け、その放水管渠の内部に汚泥貯留凹所を設けるとともに、管渠内壁面から汚泥貯留凹所に向けて下り勾配で傾斜する傾斜面と、汚泥貯留凹所の上方空間を覆うカバーを設けているので、放水管渠内において放流水に含まれる汚泥等の汚濁物質を効率良く排除することができる。従って、河川・海などに流出する汚濁物質の量を軽減することが可能となり、河川・海などの水質悪化を防止することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

＜実施形態１＞
図１及び図２はそれぞれ本発明の汚濁物質排除システムの実施形態の構成を模式的に示す断面図である。

放水管渠１は、例えば口径６ｍ、管渠長さ１０ｋｍ程度の大規模の空間を有する管渠（円筒管）で、合流式下水道２０１において越流堰２０２にて分水された放流水を一時貯留することができる。なお、放水管渠１の両端部は閉鎖されている。また、放水管渠１内には、洗浄水配管５が配設されている。

放水管渠１内の底部中央には、管軸方向に沿って延びる汚泥貯留管２が配設されている。汚泥貯留管２は、側部に貫通孔２０が形成された有孔管（合成樹脂管）であり、管断面の略下半分の部分が汚泥貯留凹所として機能し（以下、略下半分の部分を汚泥貯留部２１という）、略上半分の部分が、汚泥貯留部２１に対するカバーとして機能する（以下、略上半分の部分をカバー部２２という）。

放水管渠１の内部には、汚泥貯留管２の汚泥貯留部２１に向けて下り勾配で傾斜する傾
斜面１１が形成されている。この傾斜面１１上には、表面粗度の低いＦＲＰ板３が設けられている。なお、傾斜面１１の傾斜角は１０〜２０度程度とする。

放水管渠１の内部には散水管４が設けられている。この散水管４は洗浄水配管５に接続されており、先端の散水口４１から洗浄水を傾斜面１１（ＦＲＰ板３）などに散水することができる。なお、散水は常時行うのではなく、例えば降雨後の晴天時など、放水管渠１内に放流水が流入してない状態のときに行う。

以上の実施形態によれば、合流式下水道２０１において越流堰２０２にて分水された放流水は放水管渠１内に一時貯留され、その貯留時に放流水の汚濁物質が沈殿し、放水管渠１内の底部などにスライムが堆積するが、そのスライムは、傾斜面１１にて放水管渠１の底部中央に集められ、汚泥貯留管２の貫通孔２０を通じて汚泥貯留部２１内に流下して集積される。また、降雨後の晴天時などにおいて、放水管渠１内の傾斜面１１などに散水管４から散水を行うことにより、傾斜面１１などに残ったスライムを汚泥貯留管２の汚泥貯留部２１内に流下させることができる。

そして、このようにして汚泥貯留部２１内に集積したスライム（汚泥）をポンプ処理場などに移送して処理することにより、河川・海などに流出する汚濁物質の量を軽減することができる。なお、放水管渠１内に一時貯留した放流水（上澄み水）は放流水処理場などに移送される。

さらに、この実施形態では、有孔管を用いて汚泥貯留凹所（汚泥貯留部２１）を構成しているので、放水管渠１内に流入した放流水が、汚泥貯留部２１内に直接当たることを有孔管のカバー部２２にて阻止することができる。従って、汚泥貯留部２１内に堆積したスライムもしくは堆積しつつあるスライムが、流入放流水（次回の降雨時の放流水）の水流にて、放水管渠１の内部に舞い上がること防止することができる。また、放水管渠１内の傾斜面１１上に、表面粗度の低いＦＲＰ板３を設けているので、スライムが汚泥貯留部２１に向けて流下しやすくなって、汚泥貯留部２１へのスライムの集積効率を高めることができる。

なお、ＦＲＰ板３の表面粗度はＲｍａｘ≦５０μｍであることが好ましい。また、このような表面粗度の規定に替えて、ＦＲＰ板３の上面の表面張力を高めることによりスライムが流下しやすいようにしてもよい。この場合、ＦＲＰ板３の表面張力は１０〜３０ｄｙｎ／ｃｍ（ＪＩＳ Ｋ６７６８準拠）であることが好ましい。

また、汚泥貯留管２（汚泥貯留部２１）の内壁面については、流下能力を示す粗度係数が０．００７〜０．０１５であることが好ましい。ただし、粗度係数は、後述する測定・計算により求めた値とする。

なお、図１の実施形態では、断面円形の有孔管を用いて汚泥貯留凹所（汚泥貯留部２１）を構成しているが、これに替えて、図１０に示すように、流体が流れる下部の曲率半径が上部の曲率半径よりも小さくなるように成形された断面卵形状の卵形管２′（貫通孔２０′を有する有孔管（合成樹脂管））を用いて汚泥貯留凹所（汚泥貯留部２１′）を構成するようにしてもよい。このように、卵形管２′を用いると、汚泥貯留部２１′の流量が少量であっても流れやすくなり、スライムなどの流下能力が向上する。

ここで、図１の実施形態において、維持管理を考慮して、図１１に示すように、汚泥貯留管２（汚泥貯留凹所）の上方に、多数の開口７０を有する板材で構成された歩行用の足場７を設置しておいてもよい。なお、足場７は、放水管渠１管軸方向に沿って連続的もしくは断続的に連なるように設置することが好ましい。

＜実施形態２＞
図３は本発明の汚濁物質排除システムの他の実施形態の構成を示す縦断面図である。

この実施形態では、前記した図１の実施形態の汚泥貯留管２の構成に替えて、放水管渠１０１の底部に断面半円形のインバート（汚泥貯留凹所）１２１を設けるとともに、そのインバート１２１の上方空間を覆うカバー１２２を設けたことを特徴としている。それ以外の構成は図１の実施形態と同じである。

この図３の実施形態においても、越流堰２０２にて分水された放流水が放水管渠１０１内に一時貯留され、その貯留時において放流水の汚濁物質が沈殿し、放水管渠１０１内の底部などにスライムが堆積するが、そのスライムは、傾斜面１１にて放水管渠１０１の底部中央のインバート１２１に集められる。また、降雨後の晴天時において、放水管渠１０１内の傾斜面１１（ＦＲＰ板３）などに散水管４から散水を行うことにより、傾斜面１１などに残ったスライムをインバート１２１に流下させることができる。

そして、このようにしてインバート１２１内に集積したスライム（汚泥）をポンプ処理場などに移送して処理することにより、河川・海などに流出する汚濁物質の量を軽減することができる。

さらに、この実施形態では、インバート１２１の上方空間を覆うカバー１２２を設けているので、放水管渠１０１内に流入した放流水（次回の降雨時の放流水）が、インバート１２１内に直接当たることを阻止することができる。従って、インバート１２１内に堆積したスライムもしくは堆積しつつあるスライムが流入放流水の水流にて、放水管渠１０１の内部に舞い上がること防止することができる。また、放水管渠１０１内の傾斜面１１上に、表面粗度の低いＦＲＰ板３を設けているので、スライムがインバート１２１に向けて流下しやすくなって、インバート１２１へのスライムの集積効率を高めることができる。

なお、この実施形態においても、ＦＲＰ板３の表面粗度はＲｍａｘ≦５０μｍであることが好ましい。また、このような表面粗度の規定に替えて、ＦＲＰ板３の上面の表面張力を高めることにより、スライムが流下しやすいようにしてもよい。この場合、ＦＲＰ板３の表面張力は１０〜３０ｄｙｎ／ｃｍ（ＪＩＳ Ｋ６７６８準拠）であることが好ましい。

また、インバート１２１の内壁面については、流下能力を示す粗度係数が０．００７〜０．０１５であることが好ましい。ただし、粗度係数は、後述する測定・計算により求めた値とする。

＜実施形態３＞
図４は本発明の汚濁物質排除システムの別の実施形態の構成を示す縦断面図である。

この実施形態では、前記した図１の実施形態のＦＲＰ板３の構成に替えて、縦断面形状が三角形の傾斜板（ＦＲＰ製）１３を傾斜面１１上に設けたことを特徴としている。それ以外の構成は図１の実施形態と同じである。

このように、縦断面形状が三角形の傾斜板１３を傾斜面１１上に配置することにより、傾斜角が更に大きくなり、スライムが汚泥貯留部２１に向けて流下しやすくなるので、汚泥貯留部２１へのスライムの集積効率をより一層高めることができる。

なお、この実施形態においても、傾斜板１３の表面粗度が低いことが好ましく、特に、
Ｒｍａｘ≦５０μｍであることが好ましい。また、このような表面粗度の規定に替えて、ＦＲＰ板３の上面の表面張力を高めることによりスライムが流下しやすいようにしてもよい。この場合、傾斜板１３の表面張力は、１０〜３０ｄｙｎ／ｃｍ（ＪＩＳ Ｋ６７６８準拠）であることが好ましい。

ここで、傾斜板１３は、ＦＲＰ等の樹脂一体成形品であってもよいし、樹脂の複層成形品であってもよい。また、それら樹脂一体成形品または樹脂複層成形品の表面にコーティングを施したものであってもよい。

なお、前記したＦＲＰ板３についても、同様に、一体成形品または複層成形品であってもよく、また、それら一体成形品または複層成形品の表面にコーティングを施したものであってもよい。

＜実施形態４＞
この実施形態では、前記した図４の実施形態の傾斜板１３（上面がフラット）の構成に替えて、上面に凹部を形成した傾斜板を用いている点に特徴がある。

具体的には、図５の斜視図及び図６の断面図に示すように、傾斜板３３の上面に波形の凹凸を加工して、放水管渠１（汚泥貯留管２）の管軸方向と交差する方向つまり傾斜面１１の傾斜方向に沿って延びる複数の凹部３３ａ・・３３ａを形成している。

このように、傾斜板３３の上面に凹部３３ａを形成しておくと、スライムが汚泥貯留部２１（図４参照）に向けてより一層流下しやすくなるので、汚泥貯留部２１へのスライムの集積効率を更に高めることができる。

ここで、図５及び図６に示す傾斜板３３では略半円形の凹部３３ａを形成しているが、凹部の形状は特に限定されず、例えば図７及び図８に示すような三角形状の凹部３３ａ′や矩形の凹部などであってもよい。

なお、このような凹部を設ける場合でも、傾斜板３３の表面粗度が低いことが好ましく、特に、Ｒｍａｘ≦５０μｍであることが好ましい。また、このような表面粗度の規定に替えて、傾斜板１３の上面の表面張力を高めることによりスライムが流下しやすいようにしてもよい。この場合、傾斜板１３の表面張力は１０〜３０ｄｙｎ／ｃｍ（ＪＩＳ Ｋ６７６８準拠）であることが好ましい。

さらに、傾斜板に形成する凹部は、放水管渠１（汚泥貯留管２）の管軸方向と交差する方向であれば、放水管渠１の管軸方向に対する角度は任意であり、図５に示すような略直交する配置であってもよい。また、図１２に示すように、凹部３３ａ・・３３ａを、汚泥貯留管２（汚泥貯留部２１）の下流側に向けて傾斜するように形成してもよい。

ここで、この実施形態のような凹部は、図１及び図３に示したＦＲＰ板３の上面に形成しておいてもよい。

＜実施形態５＞
図９は、本発明の汚濁物質排除システムの更に別の実施形態の構成を示す縦断面図である。

この実施形態では、前記した図１に示す実施形態において、散水管４等を設けずに、傾斜面１１の上方に傾斜ガイド板６・・６を設けたことを特徴としている。それ以外の構成は図１の実施形態と同じである。

このように傾斜面１１の上方に傾斜ガイド板６・・６を配置しておくと、放水管渠１内に流入した放流水の流れが汚泥貯留部２１側に強制的に向けられるので、放流水の汚泥貯留部２１への流れがスムーズになって、傾斜面１１（傾斜板１３の上面）にスライムが残り難くなる。また、傾斜面１１（傾斜板１３の上面）にスライムが残ったとしても、流入放流水（次回の降雨時の放流水）によるスライムの拡散が傾斜ガイド板６・・６によって防止できるので、図１の実施形態のような散水等を実施できない箇所への設置に有効である。

＜実施形態６＞
図１３は本発明の汚濁物質排除システムの別の実施形態の構成を模式的に示す断面図である。

放水管渠１は、例えば口径６ｍ、管渠長さ１０ｋｍ程度の大規模の空間を有する管渠（円筒管）で、合流式下水道２０１において越流堰２０２にて分水された放流水を一時貯留することができる。なお、放水管渠１の両端部は閉鎖されている。また、放水管渠１内には、洗浄水配管５が配設されている。

放水管渠１内の底部中央には、管軸方向に沿って延びる汚泥貯留管２が配設されている。汚泥貯留管２は、側部に貫通孔２０が形成された有孔管（合成樹脂管）であり、管断面の略下半分の部分が汚泥貯留凹所として機能し（以下、略下半分の部分を汚泥貯留部２１という）、略上半分の部分が、汚泥貯留部２１に対するカバーとして機能する（以下、略上半分の部分をカバー部２２という）。

放水管渠１の内部には、汚泥貯留管２の汚泥貯留部２１に向けて下り勾配で傾斜する傾斜面１１１が形成されている。

傾斜面１１１は、汚泥貯留部２１に向けての下り勾配の傾斜角が異なる急斜面と緩斜面で構成され、放水管渠１の内壁面に近い部分及び汚泥貯留部２１に近い部分が急斜面１１１ａ、１１１ｃとなっており、それら両側の急斜面１１１ａ、１１１ｃの間が緩斜面１１１ｂとなっている。急斜面１１１ａ、１１１ｃはスライムの流下性を高めるために設けており、傾斜角は例えば３０度程度である。緩斜面１１１ｂは、維持管理を考慮して設けられており、傾斜角は１０〜２０度（歩行可能な角度）程度である。以上の傾斜面１１１上には、表面粗度の低いＦＲＰ板１０３が設けられている。なお、ＦＲＰ板１０３は、一体成形品または複層成形品であってもよく、また、それら一体成形品または複層成形品の表面にコーティングを施したものであってもよい。

放水管渠１の内部には散水管４が設けられている。この散水管４は洗浄水配管５に接続されており、先端の散水口４１から洗浄水を傾斜面１１１（ＦＲＰ板１０３）などに散水することができる。なお、散水は常時行うのではなく、例えば降雨後の晴天時など、放水管渠１内に放流水が流入してない状態のときに行う。

この実施形態によれば、合流式下水道２０１において越流堰２０２にて分水された放流水は放水管渠１内に一時貯留され、その貯留時に放流水の汚濁物質が沈殿し、放水管渠１内の底部などにスライムが堆積するが、そのスライムは、傾斜面１１１にて放水管渠１の底部中央に集められ、汚泥貯留管２の貫通孔２０を通じて汚泥貯留部２１内に流下して集積される。また、降雨後の晴天時などにおいて、放水管渠１内の傾斜面１１１などに散水管４から散水を行うことにより、傾斜面１１１などに残ったスライムを汚泥貯留管２の汚泥貯留部２１内に流下させることができる。

そして、このようにして汚泥貯留部２１内に集積したスライム（汚泥）をポンプ処理場などに移送して処理することにより、河川・海などに流出する汚濁物質の量を軽減することができる。なお、放水管渠１内に一時貯留した放流水（上澄み水）は放流水処理場などに移送される。

さらに、この実施形態では、有孔管を用いて汚泥貯留凹所（汚泥貯留部２１）を構成しているので、放水管渠１内に流入した放流水が、汚泥貯留部２１内に直接当たることを有孔管のカバー部２２にて阻止することができる。従って、汚泥貯留部２１内に堆積したスライムもしくは堆積しつつあるスライムが、流入放流水（次回の降雨時の放流水）の水流にて、放水管渠１の内部に舞い上がること防止することができる。また、放水管渠１内の傾斜面１１１上に、表面粗度の低いＦＲＰ板１０３を設けているので、スライムが汚泥貯留部２１に向けて流下しやすくなって、汚泥貯留部２１へのスライムの集積効率を高めることができる。

ＦＲＰ板１０３の表面粗度はＲｍａｘ≦５０μｍであることが好ましい。また、このような表面粗度の規定に替えて、ＦＲＰ板１０３の上面の表面張力を高めることによりスライムが流下しやすいようにしてもよい。この場合、ＦＲＰ板１０３の表面張力は１０〜３０ｄｙｎ／ｃｍ（ＪＩＳ Ｋ６７６８準拠）であることが好ましい。

この実施形態において、ＦＲＰ板１０３の表面（緩斜面１１１ｂの上方の表面）に波形の凹凸を加工して、図１４に示すように、放水管渠１（汚泥貯留管２）の管軸方向と交差する方向つまり傾斜面１１１の傾斜方向に沿って延び、かつ汚泥貯留管２（汚泥貯留部２１）の下流側に向けて傾斜する複数の凹部１３３ａ・・１３３ａを形成しておいてもよい。このように、緩斜面１１１ｂの上面に凹部１３３ａを形成しておくと、スライムが汚泥貯留部２１に向けてより一層流下しやすくなるので、汚泥貯留部２１へのスライムの集積効率を更に高めることができる。

なお、凹部１３３ａの形状としては、図６に示したような略半円形、図８に示したような三角形状あるいは矩形などであってもよい。また、このような凹部はＦＲＰ板１０３の急斜面１１１ａ，１１１ｃの上方表面に設けておいてもよい。

ここで、図１３の実施形態では、傾斜面１１１の急斜面１１１ａ，１１１ｃと緩斜面１１１ｂとが段付きの状態で形成されているが、図１５に示すように、傾斜面１１１′の各部をアール状に形成しておけば、スライム等の流下能力がより一層向上する。

図１３の実施形態では、放水管渠１の内壁面に近い部分と汚泥貯留部２１に近い部分の両方を急斜面１１１ａ、１１１ｃとしているが、図１６に示すように、放水管渠１の内壁面に近い部分のみを急斜面１１１ａとしてもよい。また、図示はしないが、汚泥貯留部３２１に近い部分のみを急斜面としてもよい。

なお、この実施形態においても、図１０に示すような卵形管２′（貫通孔２０′を有する有孔管）を用いて汚泥貯留凹所（汚泥貯留部２１）を構成するようにしてもよい。

また、図１１に示すように、汚泥貯留管２（汚泥貯留凹所）の上方に、多数の開口７０を有する板材で構成された歩行用の足場７を設置しておいてもよい。さらに、散水管４などの構成に替えて、図９に示すような傾斜ガイド板６・・６を傾斜面１１１の上方に設けておいてもよい。

＜実施形態７＞
図１７及び図１８はそれぞれ本発明の汚濁物質排除システムの別の実施形態の構成を模
式的に示す断面図である。

この実施形態では、放水管渠１の上流側に、合流式下水道からの放流水を、汚濁物質を多く含んだ汚水と汚濁物質をあまり含まない処理水とに分離する汚濁分離装置３００を設けた点に特徴がある。

汚濁分離装置３００の一例を図１９〜図２３に示す。

この例の汚濁分離装置３００は、分離槽３０１とその内部に配置されたらせん案内路３０２を備えている。

分離槽３０１は、らせん案内路３０２を収容する円筒形状のらせん室３１１と、その下流側に配置された分離室３１２によって構成されている。

らせん室３１１には、らせん案内路３０２の入口３０２ａに連通する流入口３１３が設けられている。流入口３１３は分離槽３０１の上部に位置している。流入口３１３には流入管３１４が接続されている。流入管３１４の管軸は、らせん室３１１の中心（円筒中心）と直交しており、流入管３１４に導かれた流入水は流入口３１３から分離槽３０１（らせん室３１１）内へ接線方向に流入する。

分離室３１２の上部壁体は下流側に向うに従って斜め下方に傾斜しており、その傾斜壁３１２ａの中央部に放流口３１５が設けられている。放流口３１５には放流管３１６が接続されている。放流口３１５は分離槽３０１の上部位置で、放流管３１６の管底が前記した流入管３１４の管底とほぼ同一レベルとなる高さ位置に設けられている。また、分離室３１２には、下流側の端部側壁３１２ｂの中央下部に遮集口３１７が設けられており、この遮集口３１７に遮集管３１８が接続されている。

らせん案内路３０２は、図１９、図２０及び図２３に示すように、中心筒３２０と、その中心筒３２０の外周面にらせん状に形成されたらせん案内板３２１によって構成されている。らせん案内板３２１の下部には切欠き凹部３２１ａが設けられている。この切欠き凹部３２１ａは、流入水が少量であるときに、その流入水が遮集口３１７にスムーズに流れるようにために設けている。

らせん案内路３０２の入口３０２ａ側に仕切板３２２が一体的に設けられている。また、仕切板３２２の下方側（らせん案内路３０２の上流側）には、仕切板３２２の下方部で流入水が淀むことを防止するために、補助らせん板３２３が設けられている。

らせん案内路３０２は、分離槽３０１のらせん室３１１の内部に、中心筒３２０がらせん室３１１の中心軸に沿うように、かつ仕切板３２２が流入口３１３の下端部の位置において略水平姿勢となるように設置されている。この設置状態で、らせん案内板３２１の切欠き凹部３２１ａが分離室３１２の底部に位置する。

以上の構造の汚濁分離装置３００において、流入管３１４及び流入口３１３を通じて分離槽３０１内に放流水が流入すると、その流入水は、らせん案内路３０２に沿って旋回しながら流れ、これにより分離槽３０１内に横向きに進む渦流が発生する。この横向きの渦流の発生により、分離槽３０１内の中心部（渦流の中央部）に流入水中の汚濁物質が集まり、汚濁物質をあまり含まない処理水が分離槽内の外周部（渦流の外周部）に集まる。

らせん案内路３０２で発生した渦流は、分離槽３０１の分離室３１２内において傾斜壁３１２ａにより向きが下方に偏向され、遮集口３１７に導かれる。これにより、汚濁物質
を多く含んだ汚水（凝縮水）が遮集口３１７及び遮集管３１８を通じて槽外部に排出される。一方、汚濁物質をあまり含まない処理水（放流水）は分離室３１２内の外周部に沿って流れるので、分離槽３０１の上部の放流口３１５及び放流管３１６を通じて槽外部に排出される。

そして、この実施形態では、汚濁分離装置３００にて分離した、汚濁物質をあまり含まない処理水を放水管渠１内に一時貯留しているので、河川や海などの水域に放流する放流水の汚濁をより一層軽減することができ、河川や海などの水域の水質を更に改善することができる。ここで、汚濁分離装置３００の遮集管３１８から排出される汚濁物質を多く含んだ汚水（凝縮水）は、ポンプ処理場等に移送してもよいし、放水管渠１内の汚泥貯留部２１に流すようにしてもよい。

なお、この実施形態では、汚濁分離装置３００を放水管渠１内に設置しているが、その設置位置は放水管渠１の外部であってもよい。

また、この実施形態では、横向きのらせん案内路を備えた汚濁分離装置（渦流式）を用いているが、本発明はこれに限られることなく、縦向きのらせん案内路を備えた汚濁分離装置（渦流式）であってもよい。また、例えば、円筒形状の分離槽内に下水を接線方向から流入させ、分離槽内の外周部に下向きの旋回流を発生させ、分離槽内の中央部に上向きの旋回流を発生させることにより、汚濁物質をあまり含まない処理水（放流水）を上部側に、汚濁物質を多く含んだ汚水（凝縮水）を下部側に分離する渦流式分離装置（例えば特開２００２−１６７８４８号公報に記載されている分離装置）を用いてもよい。さらに、渦流式の分離装置に限られることなく、合流下水道からの排水を、夾雑物やＳＳ等の懸濁物質を多く含んだ汚水（濃縮水）と汚濁物質をあまり含まない処理水（放流水）とに分離することが可能であれば、他の方式の分離装置を適用してもよい。

＜粗度係数について＞
−試験設備等−
図２４及び図２５に示すような試験装置（管路延長が約２０ｍ）を作製して粗度係数を求めるパラメータの測定を行う。なお、試験装置の各部の仕様は下記の通りとする。

受水槽：４００ｍｍ×１２００ｍｍ×１０７０ｍｍ＝１．２ｍ³
整流槽：６００ｍｍ×７００ｍｍ×６００ｍｍ＝０．２５ｍ³
貯水槽：１０００ｍｍ×６００ｍｍ×１０００ｍｍ＝０．６ｍ³
水中ポンプ：排水能力（流量：Ｑ）＝０．３５ｍ³／ｓｅｃ
試験管路：口径＝２５０ｍｍ（半割状）、管渠延長＝約２０ｍ、勾配（Ｉ）：０．５％、４ｍ×５本、２系列
液面センサー：オムロン製超音波式センサー、型式Ｅ４ＰＡ−ＬＳ５０
−粗度係数算出方法−
前記した試験装置による測定結果から、図２６に示すパラメータθ、ｈ及びＰ（潤辺長）を求め、下記の式にてＡ（流水の断面積：ｍ²）及びＲ（径深：ｍ）を算出する。

θ＝２ＡＲｃｏｓ（（０．１２５−ｈ）／０．１２５）
Ａ＝１／８・Ｄ²（θ−ｓｉｎθ）
Ｒ＝Ａ／Ｐ＝Ａ／（１／２・θＤ）＝Ａ／０．０６２５θ
算出したＡ及びＲの各値とＱ（流量ｍ³／ｓ）を用いて粗度係数ｎを下記の式にて算出する。

ｎ＝（Ａ／Ｑ）・Ｒ^2/3・Ｉ^1/2

本発明の実施形態の構成を模式的に示す縦断面図である。 同じく実施形態の構成を模式的に示す中央縦断面図である。 本発明の他の実施形態の構成を模式的に示す断面図である。 本発明の別の実施形態の構成を模式的に示す断面図である。 本発明の別の実施形態に用いる傾斜板の一例を示す斜視図である。 図５に示す傾斜板の部分断面図である。 傾斜板の他の例を示す斜視図である。 図７に示す傾斜板の部分断面図である。 本発明の別の実施形態の構成を模式的に示す断面図である。 本発明の別の実施形態の構成を模式的に示す断面図である。 本発明の別の実施形態の構成を模式的に示す断面図である。 本発明の実施形態に用いる傾斜板の一例を模式的に示す平面図である。 本発明の別の実施形態の構成を模式的に示す断面図である。 図１３の実施形態に用いるＦＲＰ板の一例を模式的に示す平面図である。 本発明の別の実施形態の構成を模式的に示す断面図である。 本発明の別の実施形態の構成を模式的に示す断面図である。 本発明の別の実施形態の構成を模式的に示す断面図である。 同じく実施形態の構成を模式的に示す断面図である。 本発明の汚濁除去システムに用いる汚濁分離装置の縦断面図である。 同じく汚濁分離装置の水平断面図である。 図１９のＸ矢視図である。 図１９のＹ−Ｙ断面図である。 図１９の汚濁分離装置に用いるらせん案内路の斜視図である。 粗度係数を求める際に使用する試験装置の説明図である。 図２４の試験装置に用いる管固定治具の構成を示す図である。 粗度係数算出方法の説明図である。

符号の説明

１ 放水管渠
１１ 傾斜面
１１１ 傾斜面
１１１ａ，１１１ｃ 急斜面
１１１ｂ 緩斜面
２ 汚泥貯留管（有孔管）
２０ 貫通孔
２１ 汚泥貯留部（汚泥貯留凹所）
２２ カバー部（カバー）
３，１０３ ＦＲＰ板
１３，３３ 傾斜板
３３ａ，１３３ａ 凹部
４ 散水管
４１ 散水口
５ 洗浄水配管
６ 傾斜ガイド板
７ 足場（歩行用）
１０１ 放水管渠
１２１ インバート（汚泥貯留凹所）
１２２ カバー
２０１ 合流式下水道
２０２ 越流堰
４００ 汚濁分離装置

Claims (16)

1. 合流式下水道において越流堰にて分水された放流水中に含まれる汚濁物質を除去するシステムであって、越流堰にて分水された放流水を一時貯留する放水管渠を備えており、その放水管渠の内部には、管軸方向に沿って延びる汚泥貯留凹所が底部に設けられているとともに、管渠内壁面から前記汚泥貯留凹所に向けて下り勾配で傾斜する傾斜面と、前記汚泥貯留凹所の上方空間を覆うカバーが設けられていることを特徴とする合流式下水道における汚濁物質排除システム。
2. 前記傾斜面は、前記汚泥貯留凹所に向けての下り勾配の傾斜角が異なる急斜面と緩斜面で構成されており、前記管渠内壁面に近い部分が急斜面となっていることを特徴とする請求項１記載の合流式下水道における汚濁物質排除システム。
3. 前記傾斜面は、前記汚泥貯留凹所に向けての下り勾配の傾斜角が異なる急斜面と緩斜面で構成されており、前記汚泥貯留凹所に近い部分が急斜面となっていることを特徴とする請求項１記載の合流式下水道における汚濁物質排除システム。
4. 前記傾斜面は、前記汚泥貯留凹所に向けての下り勾配の傾斜角が異なる急斜面と緩斜面で構成されており、前記管渠内壁面に近い部分及び前記汚泥貯留凹所に近い部分が急斜面となっていることを特徴とする請求項１記載の合流式下水道における汚濁物質排除システム。
5. 前記放水管渠内に散水を行う散水手段が設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の合流式下水道における汚濁物質排除システム。
6. 前記汚泥貯留凹所とカバーとが一体的に形成されてなる有孔管が前記放水管渠内の底部に設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の合流式下水道における汚濁物質排除システム。
7. 前記有孔管として、流体の流れる下部の曲率半径が上部の曲率半径よりも小さくなるように成形された断面卵形状の卵形管が用いられていることを特徴とする請求項６記載の合流式下水道における汚濁物質排除システム。
8. 前記傾斜面上に表面粗度の低い材料からなる傾斜板が設けられていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の合流式下水道における汚濁物質排除システム。
9. 前記傾斜面上に傾斜板が設けられており、その傾斜板の上面に前記放水管渠の管軸方向と交差する方向に延びる複数の凹部が形成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の合流式下水道における汚濁物質排除システム。
10. 前記複数の凹部が前記汚泥貯留凹所の下流側に向けて傾斜していることを特徴とする請求項９記載の合流式下水道における汚濁物質排除システム。
11. 前記傾斜板の表面粗度がＲｍａｘ≦５０μｍであることを特徴とする請求項８または９記載の合流式下水道における汚濁物質排除システム。
12. 前記傾斜板の表面張力が１０〜３０ｄｙｎ／ｃｍ（ＪＩＳ Ｋ６７６８準拠）であることを特徴とする請求項８または９に記載の合流式下水道における汚濁物質排除システム。
13. 前記汚泥貯留凹所の流下能力を示す粗度係数が０．００７〜０．０１５であることを特
    徴とする請求項１〜１２記載のいずれかに記載の合流式下水道における汚濁物質排除システム。
14. 前記傾斜面の上方に、その傾斜面よりも大きな傾斜角で前記汚泥貯留凹所に向けて傾斜する傾斜ガイド板が設けられていることを特徴とする請求項１〜４または請求項６〜１３のいずれかに記載の合流式下水道における汚濁物質排除システム。
15. 前記汚泥貯留凹所の上方に、多数の開口を有する板材で構成された足場が設置されていることを特徴とする請求項１〜１４のいずれかに記載の合流式下水道における汚濁物質排除システム。
16. 前記放流管渠の上流側に、合流式下水道からの放流水を、汚濁物質を多く含んだ汚水と汚濁物質をあまり含まない処理水とに分離する汚濁分離装置が設置されており、その汚濁分離装置にて分離された前記処理水を前記放水管渠内に一時貯留するように構成されていることを特徴とする請求項１〜１５のいずれかに記載の合流式下水道における汚濁物質排除システム。
    
    

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