JP4637560B2 - Sewer water quality monitoring device - Google Patents
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Description
本発明は、管渠内を流れる下水の水質を定常的に検出し、監視できるようにした、下水道の水質監視装置に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a sewer water quality monitoring device that can constantly detect and monitor the quality of sewage flowing in a pipe.
下水道は、河川等の公共用水域の水質保全や良好な水環境の創造に非常に大きな役割を担っている。しかし、その機能を十分に発揮するためには、下水道施設の適正な維持管理と、工場等からの悪質下水の流入を防ぐ排水規制が必要である。特に、悪質下水の流入を防ぐことは、下水道施設の損傷や下水処理場での有害物質等による処理阻害を未然に防止するという観点から、非常に重要である。 The sewer plays a very important role in maintaining the water quality of public water areas such as rivers and creating a good water environment. However, in order to fully demonstrate its functions, proper maintenance and management of sewerage facilities and drainage regulations that prevent inflow of malicious sewage from factories are necessary. In particular, preventing inflow of malicious sewage is extremely important from the viewpoint of preventing damage to sewerage facilities and treatment inhibition due to harmful substances at sewage treatment plants.
ところが、従来では、下水道の管渠内を流れる下水について、その水質を定常的に測定(検出)することはほとんどなされていなかった。すなわち、従来では、例えば管渠内を流れる下水の水質を検出するセンサにメモリを内蔵しておき、検出後、センサを引き上げてメモリに記憶させた検出結果を読み出す方式や、サンプラーと組み合わせて異常時排水を保存しておき、その排水の水質を検査するなどの方式が一般的であり、いずれも水質を定常的に検出する方式は採られていなかった。 However, in the past, the quality of the sewage flowing through the sewer pipe has not been measured (detected) on a regular basis. That is, in the past, for example, a sensor was built in a sensor that detects the quality of sewage flowing in the pipe, and after detection, the sensor was pulled up and the detection result stored in the memory was read out. In general, a method of preserving the time drainage and inspecting the quality of the drainage water is generally used, and none of the methods for constantly detecting the water quality has been adopted.
このように、従来、水質の定常的な測定(検出)がなされていなかった理由の一つとして、特にセンサの水質検出方式が接触式である場合、センサが常時測定試料となる下水中に浸漬した状態となることで、汚れによる感度の低下が無視できず、したがってデータについて高い信頼性が得られないといった問題が挙げられる。
ところで、センサの自動洗浄装置としては、例えばpH測定の後に、pH電極の水洗、薬洗を順次自動的に行う電極洗浄装置が提供されている(例えば、特許文献1参照)。
By the way, as an automatic cleaning device for a sensor, for example, an electrode cleaning device that automatically and sequentially performs water washing and chemical washing of a pH electrode after pH measurement is provided (for example, see Patent Document 1).
しかし、前記の自動洗浄装置は、測定槽内に連続的に流れる液を測定対象としたもので、センサ以外の構成要素は測定対象である液とは接触せず、したがって液による汚染の心配がない。
ところが、このような自動洗浄装置を、管渠内を流れる下水用のセンサに適用しようとした場合、下水道では降雨等によって管渠内を流れる下水の水位がしばしば上昇することから、たとえセンサ以外の構成要素をセンサより高い位置に配置したとしても、これら構成要素が下水による汚染を免れるのはほとんど不可能である。そして、このように自動洗浄装置が下水により汚染すると、この装置が精密機器であることから、すぐに故障などを起こしてしまう。また、このような自動洗浄装置にあっては、洗浄用の水や薬液の補給をいかにして行うかといった問題もある。したがって、下水用のセンサの洗浄に前記の自動洗浄装置を用いることは、現状では不可能なのである。
However, the automatic cleaning device described above is intended to measure the liquid that continuously flows in the measurement tank, and the components other than the sensor do not come into contact with the liquid that is the measurement object, so there is a risk of contamination by the liquid. Absent.
However, when such an automatic cleaning device is applied to a sensor for sewage flowing in the pipe, the water level of the sewage flowing in the pipe often rises due to rain in the sewer. Even if the components are placed higher than the sensor, it is almost impossible for these components to be free from contamination by sewage. If the automatic cleaning device is contaminated with sewage in this way, the device is a precision instrument, and a failure or the like occurs immediately. Further, such an automatic cleaning apparatus has a problem of how to replenish cleaning water and chemicals. Therefore, at present, it is impossible to use the automatic cleaning device for cleaning the sewage sensor.
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、センサの下水による汚れに起因する感度低下を防止し、信頼性を向上して下水の水質の定常的な監視を可能にした、下水道の水質監視装置を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and prevents the deterioration of sensitivity due to contamination by sewage of the sensor, improves the reliability, and enables the regular monitoring of the sewage water quality, and enables the sewer water quality monitoring. It is an object to provide an apparatus.
本発明の下水道の水質監視装置は、管渠内を流れる下水の水質を検出してこれを監視する下水道の水質監視装置であって、
前記管渠内に設けられて該管渠内を流れる下水の水質を検出するセンサと、前記管渠内または人孔内に設けられ、かつその上部側に開口を有してなるヘッドタンクと、該ヘッドタンクに貯留された水を前記センサに供給して該センサを洗浄する洗浄部と、を備えたことを特徴としている。
The sewer water quality monitoring device of the present invention is a sewer water quality monitoring device that detects and monitors the quality of sewage flowing through the pipe,
A sensor for detecting the quality of sewage that is provided in the tube and flowing in the tube, a head tank provided in the tube or in a human hole, and having an opening on the upper side thereof; And a cleaning unit that supplies the water stored in the head tank to the sensor to clean the sensor.
この下水道の水質監視装置によれば、上部側に開口を有してなるヘッドタンクを備えているので、例えば降雨により管渠内を流れる下水の水位が上昇し、ヘッドタンクの上部側を越えると、この下水がヘッドタンク内に流れ込むことでヘッドタンク内に水が補給され、貯留される。降雨による増水時では、管渠内を流れる下水は通常流れている下水よりもきれいであり、したがって、ヘッドタンク内に貯留された水は通常時における下水よりきれいな水となる。よって、洗浄部により、このようにして補給され貯留された水がセンサに供給されることで、センサは洗浄され、したがって下水による汚れに起因する感度低下が防止される。 According to this sewer water quality monitoring device, since the head tank having an opening on the upper side is provided, for example, when the level of sewage flowing in the pipe rises due to rain and exceeds the upper side of the head tank As the sewage flows into the head tank, water is replenished and stored in the head tank. At the time of rainfall increase due to rainfall, the sewage flowing through the pipe basin is cleaner than the sewage normally flowing, and therefore the water stored in the head tank is cleaner than the sewage at the normal time. Therefore, when the water supplied and stored in this way is supplied to the sensor by the cleaning unit, the sensor is cleaned, and therefore, a decrease in sensitivity due to contamination due to sewage is prevented.
また、前記の下水道の水質監視装置においては、前記人孔の、地上側の開口を覆う人孔蓋に透水孔が形成され、該透水孔内を通る雨水を、前記ヘッドタンクに案内する案内手段が備えられているのが好ましい。
このようにすれば、降雨量が少なく、管渠内を流れる下水の水位がヘッドタンクの上部側にまで達しなくても、前記の案内手段によって地表の雨水をヘッドタンクに案内することができ、したがってこの雨水でセンサを洗浄することが可能になる。
In the sewer water quality monitoring device, the water hole is formed in a human hole lid that covers the opening on the ground side of the human hole, and guide means for guiding rainwater passing through the water hole to the head tank. Is preferably provided.
In this way, even if the amount of rainfall is small and the water level of the sewage flowing through the pipe does not reach the upper side of the head tank, the above-mentioned guiding means can guide the rain water on the surface to the head tank, Therefore, the sensor can be washed with this rainwater.
本発明によれば、前述したようにセンサが洗浄部によって洗浄されることで、下水による汚れに起因する感度低下が防止されているので、水質についての検出データの信頼性が向上し、これにより下水の水質についての定常的な監視が可能になり、したがって河川等の公共用水域の水質保全や良好な水環境の創造に大きく貢献するものとなる。また、洗浄水の補給を主に降雨でまかなうようにしているので、設備構成が簡易になり、したがって装置全体を安価にすることができるとともに、保守点検等のための作業の負担が大幅に軽減されたものとなる。 According to the present invention, since the sensor is washed by the washing unit as described above, the sensitivity reduction due to the contamination due to the sewage is prevented, so that the reliability of the detection data on the water quality is improved. This makes it possible to constantly monitor the quality of sewage water, thus greatly contributing to the conservation of water quality in public water areas such as rivers and the creation of a good water environment. In addition, since the supply of washing water is mainly provided by rain, the equipment configuration is simplified, so the entire system can be made inexpensive and the burden of work for maintenance and inspection is greatly reduced. Will be.
以下、本発明の下水道の水質監視装置を詳しく説明する。
図1は、本発明の下水道の水質監視装置の一実施形態を示す図であり、図1中符号1は下水道の水質監視装置(以下、水質監視装置と記す)である。この水質監視装置1は、地中に設けられた管渠2内を流れる下水3の水質を検出するもので、特に検出結果を監視基地4に通信することにより、下水3の水質を定常的に監視するようにしたものである。
Hereinafter, the sewer water quality monitoring device of the present invention will be described in detail.
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a sewer water quality monitoring apparatus according to the present invention.
すなわち、この水質監視装置1は、前記管渠2内に設けられて該管渠2内を流れる下水3の水質を検出するセンサ5と、前記管渠2内またはこれに連通する人孔(マンホール)6内に設けられ、かつその上部側に開口を有してなるヘッドタンク7と、該ヘッドタンク7に貯留された水を前記センサ5に供給して該センサ5を洗浄する洗浄部8とを備えて構成されたものである。
That is, the water
センサ5としては、特に限定されることなく、下水の水質検査として要求される全てのものを用いることができる。例えば、pH、COD(化学的酸素要求量)、TOC(全有機態炭素)、TOD(理論酸素要求量)、T−N(総窒素)、T−P(総リン)、濁度、さらには水温や電気伝導度等の中から、この水質監視装置1が設置される場所の立地条件等を基に、一種あるいは複数種のものが適宜に選択され、用いられる。
The
ここで、本発明においては、センサ5はその検査方式が基本的に接触式であり、したがって底部側に配設され、検査対象となる下水3に対して常時接触した状態で用いられるものとする。なお、このセンサ5については、下水3の流れによって流され、または破損したりしないよう、適宜な固定手段によって管渠2内に固定しておくのが好ましく、さらには、センサ5の周辺部に防護ネット等を設けておくことなどにより、固形物が衝突することなどでの破損を防止しておくのが好ましい。ただし、本発明では、センサ5として非接触式とのものを用いてもよく、その場合にも、後述するように洗浄を行うことで、センサ5の感度低下を防止することができる。
Here, in the present invention, the inspection method of the
ヘッドタンク7は、本実施形態では前記管渠2における、前記人孔6の直下に位置する場所に配設されたもので、その上部側を開口部とした箱状のものである。この開口部である上部側には、金網やメッシュ、パンチングメタルなどの、開口を多数有してなる蓋体9が被着されている。このような構成のもとにヘッドタンク7は、後述するように降雨などによって管渠2内を流れる下水3の水位が上昇し、ヘッドタンク7の上部側開口を越えたことで下水3がヘッドタンク8に流れ込む際、大きな固形物がヘッドタンク7内に入り込んでしまうのが防止されている。ここで、蓋体9に形成される開口については、その開口径が、例えば1mm以上で5mm以下の範囲であるのが好ましい。このような範囲にすることにより、ヘッドタンク7内に下水が入り込むのを容易にするとともに、前述したように大きな固形物がヘッドタンク7内に入り込んでしまうのを防止することができる。
In the present embodiment, the
また、このヘッドタンク7には、その底面に貫通孔(図示せず)が形成され、この貫通孔に配管10が接続されている。なお、この配管10を接続する貫通孔には、前記蓋体9より開口径が小さく、比較的目が細かいメッシュなどからなるフィルタ(図示せず)を設けておき、これによって配管10内に固形分が流入するのを防止するようにしてもよい。配管10は、ヘッドタンク7から前記センサ5の近傍にまで、下方に向かって延びて配設されたもので、その経路中には電磁弁11が配設されている。
The
電磁弁11は、例えば後述するバッテリーに電気的に接続されて、オン・オフをなすもので、前記バッテリーとともに設けられたタイマーによってそのオン・オフが制御され、あるいは、前記ヘッドタンク7に設けられた水位計等によってオン・オフが制御されるよう構成されたものである。すなわち、タイマー式の場合には、例えば1日1回電磁弁11が開き、これによってヘッドタンク7内に貯留されている水が配管10を通ってセンサ5側に供給されるようになっている。また、水位計等によるオン・オフ制御方式では、例えばフロート式のスイッチがヘッドタンク7内に設けられ、ヘッドタンク7内に水が溜まってフロートが設定した位置まで上昇すると、スイッチがオンになって電磁弁11が開き、水が配管10を通ってセンサ5側に供給されるようになっている。
The
配管10の、前記電磁弁11より下方側には、ノズル12が設けられている。ノズル12は、前記センサ5の近傍に配置され、かつ該センサ5に向けて配置されたもので、電磁弁11が開いて前記ヘッドタンク7に貯留された水が流れ落ちてきたとき、この水をセンサ5に向けて噴射し、センサ5を洗浄するものである。そして、このような配管10と電磁弁11とノズル12とから、本発明の洗浄部8が構成されている。なお、ノズル12から噴射される水の噴射圧はヘッドタンク7の水頭圧によって決まるため、ヘッドタンク7の位置は、センサ5に対して十分に高い位置にあるのが好ましい。
A
また、前記センサ5には、下水3の水質について検出した信号を伝送するケーブル13が接続されている。このケーブル13は、例えば人孔6の内壁面に保持された状態で、前記センサ5と反対の側が、人孔6の地上側の開口を覆う人孔蓋(マンホール蓋)14にまで引き出されたものである。
人孔蓋14は、図2に示すように人孔6の地上側の開口部6aに着脱可能に取り付けられたもので、前記開口部6aを覆う鍋状の内蓋14aと、この内蓋14aを覆う外蓋14bとからなる二重構造のものである。これら内蓋14aと外蓋14bとの間は空間部14cとなっており、この空間部14cは、後述するように通信手段15を収容するための収容部となっている。
The
As shown in FIG. 2, the
人孔蓋14の内蓋14aは、その上端部が人孔6の開口部6aに引っ掛けられた状態で置かれたことにより、開口部6aに着脱可能に取り付けられ、保持されたものである。この内蓋14aには、その底部に貫通孔16が形成されており、この貫通孔16には、前記センサ5に接続するケーブル13の一端側(センサ5と反対の側)が移動可能に通り、前記空間部6c側に引き出されている。また、この内蓋14aには、前記貫通孔16とは別に、該内蓋14aを貫通してなる透水孔17が形成されている。
The
ケーブル13には、空間部14cにおいて通信手段15が接続されている。通信手段15は、センサ5からの検出信号を通信信号に変換する変換器18と、この変換器18に接続されて前記通信信号を監視基地4に通信するためのアンテナ19と、変換器18、さらにはアンテナ19の電源となるバッテリー20とを備えて構成されたもので、これらが防水ケース21に収納され、その状態で内蓋14a上に固定されたものである。ここで、アンテナ19としては、特に限定されることなく各種のものが使用可能であるが、例えば車載用のルーフトップアンテナや、ルーフサイドアンテナ、オングラスアンテナなどが好適に用いられる。また、アンテナ19に代えて、携帯電話を利用することもできる。なお、前記バッテリー20は、前述した電磁弁11やタイマーなどの電源をも兼ねたものとなっている。
A communication means 15 is connected to the
前記透水孔17には、例えば図1に示したように案内管22が接続されている。この案内管22は、内蓋14aから垂れ下がり、その下端側が、前記のヘッドタンク7の上部開口側、すなわち蓋体9の直上にまで達し、図示しない保持手段によってその状態で人孔6内に保持されたもので、降雨時に内蓋14上に溜まった雨水を、ヘッドタンク7に案内する案内手段として機能するものである。
For example, as shown in FIG. 1, a
人孔蓋14の外蓋14bは、内蓋14aを覆い、その状態で前記人孔6の開口部6aに対し、クランプ(図示せず)等によって固定されたもので、特にその裏面側から表面側にかけて貫通する、複数の開口23を形成したものである。このように開口23を形成したことにより、降雨時、外蓋14b上に降った雨やその周囲から流れ込んだ雨水が、外蓋14bを通って空間部14c内、すなわち内蓋14a上に溜まり、さらに前記透水孔17、案内管22を介してヘッドタンク7内に案内されるようになっている。したがって、ヘッドタンク7には、後述するように管渠2内を流れる下水の水位が上昇し、ヘッドタンク7の上部開口にまで達しなくても、単に雨が降るだけで、センサ5を洗浄するための水が補給されるようになっているのである。
また、このように開口23を形成したことにより、その下側(裏面側)に配置された前記アンテナ19からの電波は、外蓋14bによって減衰されることなく、良好に透過し、監視基地4に通信されるようになっている。
The
In addition, since the
次に、このような構成からなる水質監視装置1の使用形態を説明する。
まず、通常時には、センサ5によって管渠2を流れる下水3の水質を、定常的、例えば10分間隔で検出する。すると、得られた検出値(検出信号)はケーブル13を介して変換器18に送られ、ここで通信信号に変換される。そして、この通信信号はアンテナ19から監視基地4に送られる。したがって、監視基地4では、下水3の水質の定常的な監視を行うことができるようになっているのである。
Next, the usage pattern of the water
First, at normal times, the water quality of the sewage 3 flowing through the
また、降雨時には、内蓋14aに形成された透水孔17、案内管22を介してヘッドタンク7内に供給される。さらに、降雨量が多く、したがって管渠2内を流れる下水3の水位が上昇してヘッドタンク7の上部側開口を越えると、この下水3が蓋体9の開口部を通ってヘッドタンク7内に流れ込む。このとき、蓋体9の開口部が前記した適宜な径に形成されていることから、特に大きな固形物がヘッドタンク7内に流れ込むことがなく、したがって、このような大きな固形物により、ヘッドタンク7に接続する配管10等が詰まってしまうことが防止されている。
Further, when it rains, it is supplied into the
このようにしてヘッドタンク7内に供給される水は、通常、管渠2内を流れている下水3よりもきれいである。すなわち、透水孔17を通って流れ込む雨水は汚泥等をほとんど含まないことから下水3よりもきれいであり、また、降雨による増水時に管渠2内を流れる下水も、基本的にはその大部分が雨水であることから、やはり通常流れている下水よりもきれいなものとなっているのである。
In this way, the water supplied into the
よって、このように降雨時などにおいて、ヘッドタンク7内にきれいな水が自動的に補給され貯留されるので、電磁弁11を作動することにより、ヘッドタンク7内に貯留された水をノズル12から噴射し、センサ5に供給することができる。そして、これによりセンサ5を洗浄することができることから、下水3による汚れに起因する感度の低下を防止することができる。なお、ヘッドタンク7内に水が貯留されていない場合には、電磁弁11が作動しても水が流れず、したがってセンサ5の洗浄がなされないことになるが、数日後、あるいは数週間後に雨が降ることで、再度センサ5が洗浄され、感度が正常に維持される。
Therefore, clean water is automatically replenished and stored in the
また、アンテナ19や変換器18の保守点検、さらにはバッテリー20の交換の際には、人孔蓋14の外蓋14bのみを人孔6の開口部6aから取り外し、内蓋14a上に置かれた防水ケース21を開いて保守点検等を行う。したがって、作業員が人孔5内にまで降りる必要がなく、容易にかつ安全に保守点検等の作業を行うことができる。
Further, when performing maintenance and inspection of the
以上説明したように、本実施形態の水質監視装置1にあっては、降雨等によってヘッドタンク7内に洗浄水を自動的に補給し、これを用いてセンサ5を洗浄することで、下水3による汚れに起因するセンサ5の感度の低下を防止したものであるから、データについての信頼性を大幅に向上することができる。したがって、管渠2内の下水3の水質を定常的に監視することができ、これにより河川等の公共用水域の水質保全や良好な水環境の創造に大きく貢献することができる。また、洗浄水の補給を主に降雨でまかなうようにしているので、設備構成が簡易になり、したがって装置全体を安価にすることができるとともに、保守点検等のための作業の負担を大幅に軽減することができる。
As described above, in the water
なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、種々の変形が可能である。例えば、前記実施形態では、洗浄部8を構成する配管10の経路中に電磁弁11を設け、これのオン・オフ制御により、ヘッドタンク7内の水をセンサ5に供給するようにしたが、他に例えば、電磁弁11に代えてポンプを設け、このポンプの動作によってヘッドタンク7内の水をセンサ5に供給し、洗浄するようにしてもよい。このように電磁弁11に代えてポンプを用いれば、ヘッドタンク7内の水をポンプで圧送することができ、したがってノズル12から噴射される水の圧を高めることができることから、洗浄力を高めることができる。
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various deformation | transformation is possible. For example, in the above embodiment, the
また、ヘッドタンク7を管渠2内に配置したが、人孔6内に配置するようにしてもよく、このようにすることで、ヘッドタンク7をセンサ5に対して十分に高い位置にし、ノズル12から噴射される水の噴射圧を高めて洗浄力を高めることができる。また、このようにヘッドタンク7を人孔6内に配置することで、内蓋14aの透水孔17から落下する雨水を、案内管22を介することなくヘッドタンク7に直接受けるようにすることもできる。
Further, although the
また、前記実施形態では、監視基地4への通信方式として、アンテナ19を介しての無線で行う方式を採用しているが、例えば管渠2内に光ファイバが敷設されているような場合には、前記変換器18に光電変換器を接続し、さらに光ケーブルを介して前記光ファイバに接続することで、この光ファイバを介して前記監視基地に通信できるようにしてもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the system performed by the radio | wireless via the
さらに、前記実施形態では、ヘッドタンク7に蓋体9を被着させたが、単にヘッドタンク7が開口した状態のままに構成してもよい。また、内蓋14a(人孔蓋14)に透水孔17を形成することなく、したがって案内手段を設けることなく、単に管渠2内の増水による水位上昇時にのみ、ヘッドタンク7内に水が補給されるようにしてもよい。
Further, in the embodiment, the
1・・・下水道の水質監視装置、2・・・管渠、3・・・下水、4・・・監視基地、5・・・センサ、6・・・人孔、7・・・ヘッドタンク、8・・・洗浄部、9・・・蓋体、10・・・配管、11・・・電磁弁、12・・・ノズル、14・・・人孔蓋、17・・・透水孔
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記管渠内に設けられて該管渠内を流れる下水の水質を検出するセンサと、前記管渠内または該管渠に連通する人孔内に設けられ、かつその上部側に開口を有してなるヘッドタンクと、該ヘッドタンクに貯留された水を前記センサに供給して該センサを洗浄する洗浄部と、を備えたことを特徴とする下水道の水質監視装置。 A sewer water quality monitoring device that detects and monitors the quality of sewage flowing through a pipe,
A sensor that is provided in the pipe and detects the quality of sewage flowing in the pipe, and is provided in the pipe or in a human hole communicating with the pipe, and has an opening on the upper side thereof. A sewer water quality monitoring apparatus comprising: a head tank comprising: a head tank; and a cleaning unit that supplies the water stored in the head tank to the sensor to clean the sensor.
A water-permeable hole is formed in a human-hole cover that covers the opening on the ground side of the human hole, and guide means for guiding rainwater passing through the water-permeable hole to the head tank is provided. 1. Sewer water quality monitoring device according to 1.
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