JP5432101B2 - マンホールポンプ場のスカム抑制装置及びスカム抑制方法 - Google Patents

Description

本発明は、下水道の経路途中に設けられたマンホールポンプ場に適用されるスカム抑制装置及びスカム抑制方法に関するものである。

従来、下水道においては、その経路途中に中継用としてマンホールポンプ場が設けられることがある。マンホールポンプ場は、例えば、高低差によって下水を流すことができない場所などにおいて、上流側の管路（流入管）から流入する下水を一時的に水槽内に貯め、水量が所定量（ポンプ起動水位）に達したことを水位計等で検出することにより、水槽内に設置した水中ポンプを駆動して揚水し、下流側の管路に下水を送る設備である。

上記水中ポンプは、水槽内の下水量が減り、所定のポンプ停止水位になると運転を停止する。そのため、マンホールポンプ場内の水槽には、一部の下水が滞留することになるので、下水表面に油性スカムが発生しやすいという問題がある。油性スカムは、オイルボールや白色固形物とも称される油脂を主成分とする浮遊物であり、油性スカムが発生すると、水位計などに付着することにより誤作動を起こしたり、水槽の内壁に油性スカムが付着して不衛生な状態となり、またこれを除去するための清掃作業も煩雑となる。

このようなスカムの形成を抑制するために、種々の提案がなされている（下記特許文献１，２参照）。例えば、下記特許文献１では、マンホールポンプ場の水槽内に攪拌装置を設けて、下水を攪拌することによりスカム成分を水中に懸濁状態に混和させて、スカムの形成を抑制している。しかしながら、攪拌装置を設けることはマンホールポンプ場の設備コスト増大につながり、特に既存のマンホールポンプ場に攪拌装置を増設することは現実的に困難である。

一方、油性スカムを分散処理する分散剤として、界面活性剤を用いることが知られている（下記特許文献３，４参照）。

特開２００３−０３４９７８号公報 特開２００２−１１５３１３号公報 特開２００３−２１１１８９号公報 特開２００３−２１１１９１号公報

上記のような油性スカムの分散剤をマンホールポンプ場に適用する場合、分散剤の注入量を制御しながら所定時間毎に水槽内に注入する方法が考えられるが、このような注入装置を設けることはマンホールポンプ場の設備コスト増大につながる。一方、固形状の分散剤を水槽内にそのまま投入したのでは、下水中での溶解が速く、スカム形成抑制効果を長期間持続させることはできない。そのため、メンテナンス者が頻繁に分散剤を交換する必要が生じ、維持管理コストが増大してしまう。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、マンホールポンプ場の水槽内における油性スカムの形成を長期にわたって安価に抑制することができるスカム抑制装置及びスカム抑制方法を提供することを目的とする。

本発明に係るマンホールポンプ場のスカム抑制装置は、マンホールポンプ場の水槽内に設置されて、前記水槽内の下水表面での油性スカムの形成を抑制する装置であって、界面活性剤からなる固形状の油性スカム分散剤と、前記油性スカム分散剤を収納する収納容器であって、底部に水が流通可能な穴を備え、ポンプ起動水位で前記底部が下水に浸かる位置に設置されることで、前記油性スカム分散剤が前記ポンプ起動水位において下水に浸かるよう当該油性スカム分散剤を収納する収納容器と、を備えたものである。

また、本発明に係るマンホールポンプ場のスカム抑制方法は、マンホールポンプ場の水槽内における下水表面での油性スカムの形成を抑制する方法であって、底部に水が流通可能な穴を備えた収納容器に、界面活性剤からなる固形状の油性スカム分散剤を収納し、前記油性スカム分散剤がポンプ起動水位において下水に浸かるように、前記収納容器を前記ポンプ起動水位で前記底部が下水に浸かる位置に設置することを特徴とする。

本発明によれば、油性スカムの形成を抑制する薬剤として固形状の油性スカム分散剤を用いて、該油性スカム分散剤がポンプ起動水位において下水に浸かるように水槽内に設置される。従って、油性スカム分散剤は、常時下水に浸かるのではなく、最高水位付近で下水に浸かり、かつ、収納容器の底部側に位置する分散剤の一部が下水に浸かるようになっているので、油性スカム分散剤の過剰な溶解を防いで、分散剤成分を徐々に溶出させることができる。そのため、水槽内における油性スカムの形成を長期にわたって安価に抑制することができる。

実施形態に係るマンホールポンプ場の縦断面図である。 該マンホールポンプ場の平面断面図である。 該マンホールポンプ場の要部拡大断面図である。 該マンホールポンプ場のスカム処理装置の分解正面図である。 該スカム処理装置の底面図である。 該スカム処理装置の使用途中における要部拡大断面図である。 変更例に係るスカム抑制装置の要部拡大断面図である。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。

図１に示すように、実施形態にかかるマンホールポンプ場１０は、地中に埋設されたマンホール本体としての水槽１２内に、下水を揚水するための水中ポンプ１４を設置してなる。なお、符号１１は、マンホール蓋を示している。

水槽１２は、上流側の下水管路である流入管１６から流入する下水を貯留する槽であり、高さ方向の中央部における側壁に該流入管１６が接続されている。水槽１２内には、流入管１６から流入する下水の飛散を防止する金属板からなる流入バッフル１８が、流入管１６からの流入口１６Ａを覆うように設けられている。

流入バッフル１８は、図１，２に示すように、水槽１２の壁面に取り付けられており、水槽１２の壁面に沿って上下方向に延びる流入経路２０を、水槽１２の主たる貯水部１２Ａとの間で区画形成している。流入バッフル１８の下端は、下水の最低水位、即ちポンプ停止水位ＬＷよりも下方まで延びている。

水中ポンプ１４は、水槽１２の底部に２台設置されており、適宜に切替運転できるように構成されている。水中ポンプ１４の吐出側には、吐出管２２が接続され、各吐出管２２は、逆止弁２４、止水弁（ボール弁）２６を介して圧送管２８に接続されており、外部（即ち、下流側の管路）に排水できるように構成されている。

なお、符号３０は、水中ポンプ１４を昇降させる金属製パイプからなるガイド部材を示し、図１ではその上部のみを示している。

水槽１２内には、下水の水位を検出する水位計３２が設けられている。水位計３２としては、水槽１２に貯留された下水の水位を検出できるものであれば、特に限定されず、例えば、水圧に基づいて水位を検出する圧力式水位計や、気泡式水位計の他、フロート式の水位計を用いることもできる。なお、符号３４は、バックアップ用のフロートスイッチを示す。

上記水中ポンプ１４、水位計３２及びフロートスイッチ３２は、不図示の制御部に接続されており、次のように制御される。

一般家庭等からの排水（下水）が流入管１６を通ってマンホールポンプ場１０の水槽１２内に貯められる。水槽１２内の下水の水位が上昇して、予め設定されたポンプ起動水位ＨＷに達すると、水位計３２がこれを検出して、不図示の制御部により水中ポンプ１４を起動させる。これにより、水槽１２内の下水の揚水が行われ、圧送管２８を介して外部に排水される。この排水により水槽１２内の水位が徐々に低下して、予め設定されたポンプ停止水位ＬＷに達すると、水位計３２がこれを検知して、制御部により水中ポンプ１４の運転を停止させる。このような運転動作を繰り返すことにより、マンホールポンプ場１０は、上流側の管路から流入する下水を下流側の管路に対して間欠的に送るようになっている。なお、水槽１２の容積及びマンホールポンプ場１０の設置位置、更には時間帯などによるが、通常、水中ポンプ１４は１０〜２０分間に１回程度作動する。

ここで、ポンプ起動水位ＨＷは、流入管１６の流入口１６Ａの高さよりも低い位置に設定されており、ポンプ停止水位ＬＷは、水中ポンプ１４の吸い込み口が下水に浸かった状態を維持できる高さに設定されている。

以上のようなマンホールポンプ場１０において、水槽１２内の下水表面での油性スカムの形成を抑制するために、本実施形態では、下記のスカム抑制装置３６が水槽１２内に設置されている。

スカム抑制装置３６は、図３〜５に示すように、界面活性剤からなる固形状の油性スカム分散剤３８と、該油性スカム分散剤３８を収納する収納容器４０とを備えてなる。

油性スカム分散剤３８の形状は、特に限定されないが、本実施形態では、図４，５に示されるように柱状、より詳細には円柱状に形成されている。

油性スカム分散剤３８を構成する界面活性剤としては、油性スカム成分を分散させて、固形状の油性スカムの発生や成長を低減ないし抑えることができるものであれば、特に限定されない。界面活性剤としては、例えば、ソルビタン脂肪酸エステルやショ糖脂肪酸エステルなどの多価アルコールの脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンラウリルエーテルなどのポリオキシエチレンアルキルエーテル、モノステアリン酸ポリオキシエチレンソルビタンエステル、ポリオキシエチレンオレイン酸エステルなどのポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンヒマシ油、ポリオキシエチレンオキシプロピレングリコールなどの非イオン界面活性剤を用いることができ、また、例えば、石鹸のようなカルボン酸系のアニオン性界面活性剤や、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸（ＬＡＳ）等のスルホン酸系のアニオン性界面活性剤を用いることもできる。油性スカム分散剤３８は、界面活性剤を主成分として含む固形状（塊状）のものであれば、界面活性剤とともにアルカリ剤や保型剤などの他の成分を含むものであってもよい。

収納容器４０は、図３〜５に示すように円筒状をなし、その内部に油性スカム分散剤３８を収容可能な樹脂部材である。詳細には、筒状本体４２と、該筒状本体４２の下端開口を塞ぐ下部側キャップ４４と、該筒状本体４２の上端開口を塞ぐ上部側キャップ４６とからなる。下部側キャップ４４は、筒状本体４２に対して固定されており、一方、上部側キャップ４６は、油性スカム分散剤３８を収納容器４０内にセットできるように取り外し可能に設けられている。

上部側キャップ４６の天井面には、収納容器４０を水槽１２内に吊り下げるために、頭部にリングを持つアイボルト４８が取り付けられている。また、上部側キャップ４６の内周面には、径方向に相対する２箇所に一対の係合ピン５０が内向きに突設されている。

一方、筒状本体４２の上端開口部には、上記係合ピン５０と係合する係合溝５２が径方向に相対する２箇所に設けられている。係合溝５２は、筒状本体４２の上端から下方に延びる第１溝部５２Ａと、第１溝部５２Ａの下端から周方向に延びる第２溝部５２Ｂと、第２溝部５２Ｂの先端から上方に延びる第３溝部５２Ｃからなる略Ｊ字状をなし、径方向に相対する２箇所で互いに対称形状に形成されている。

上部側キャップ４４を筒状本体４２に取り付けるときには、係合ピン５０を第１溝部５２Ａから第２溝部５２Ｂを経て第３溝部５２Ｃに導き入れるように、上部側キャップ４４を筒状本体４２に被せて少し捻ればよい。

収納容器４０の底部４０Ａには、水が流通可能な貫通穴５４が設けられている。この例では、図４，５に示すように、収納容器４０は、底面４０Ｂの中央部に油性スカム分散剤３８の下面を支持する中央支持部５６を有するとともに、上記流通可能な穴５４として、中央支持部５６の周りに底面４０Ｂから収納容器４０の側面４０Ｃ下端部にかけて放射状に延びる複数のスリット５４を備える。詳細には、スリット５４は、図５に示すように、下部側キャップ４４の底面において、中央部（中央支持部５６）を除いて等間隔に８個が放射状に設けられており、そこから下部側キャップ４４の側面に立ち上がるように形成され、これに重なる筒状本体４２の側面下端部にも同様のスリットが設けられている。

上記スカム抑制装置３６は、図１に示すように、ポンプ起動水位ＨＷで収納容器４０の底部４０Ａが下水に浸かる位置に設置されており、これにより、その内部の油性スカム分散剤３８がポンプ起動水位ＨＷにおいて下水に浸かるようになっている。すなわち、収納容器４０は、ポンプ停止水位ＬＷを含む通常の水位では下水に浸かっておらず、最高水位であるポンプ起動水位ＨＷに近づいたときに底部４０Ａが下水に浸かるように設置されている。

詳細には、収納容器４０は、図３に示すように、その天井部のアイボルト４８に吊り下げ部材としてのワイヤ５８を取り付けることにより、該ワイヤ５８によって水槽１２内に吊り下げられている。

本実施形態では、図２，３に示すように、収納容器４０は、流入バッフル１８における上記流入経路２０とは反対側の面１８Ａに寄せて設置されている。すなわち、収納容器４０は、流入バッフル１８を挟んで流入経路２０とは反対側において、流入バッフル１８の側面１８Ａに近接させて配されている。そのため、流入バッフル１８の側面１８Ａに係止具６０を突設し、この係止具６０に上記ワイヤ５８の上端を引っ掛けることにより収納容器４０は吊り下げられている。

以上よりなるスカム抑制装置３６であると、油性スカム分散剤３８は、通常時には下水に浸かっておらず、水位が上昇してポンプ起動水位ＨＷに近づいた段階で下水に浸かり、ポンプ起動水位ＨＷに達して水中ポンプ１４が起動して排水されると、また水面よりも高い空気中に吊り下げられた状態となる。

ポンプ起動水位ＨＷ近傍で油性スカム分散剤３８が下水に浸かったときには、界面活性剤が下水中に溶出することにより、油性スカムを分散させることができる。このとき、油性スカム分散剤３８は、下水表面、即ち水面近傍のみに浸けられた状態となるが、油性スカムは下水表面に形成されるものであるので、水槽１２内で下水の上下方向における流れがほとんどなかったとしても、油性スカムの発生や成長を低減することができる。

また、該スカム抑制装置３６では、ポンプ起動水位ＨＷにおいて、収納容器４０の底部４０Ａのみが下水に浸かるので、油性スカム分散剤３８もその下部のみが下水に浸かった状態となる。このように、油性スカム分散剤３８は、常時下水に浸かるのではなく、最高水位付近で下水に浸かり、かつ、浸水時にもその全体が浸かるのではなく一部が浸かるようになっており、下部側から順次に溶けていくので、油性スカム分散剤３８の過剰な溶解を防いで、界面活性剤を徐々に溶出させることができる。

これにより、例えば１ヶ月という長期間にわたって油性スカム分散剤３８を収納容器４０内に残存させることができる。すなわち、油性スカム分散剤３８が溶解してなくなったときには、収納容器４０の上部側キャップ４６を開けて、新しい油性スカム分散剤３８を補充することになるが、本実施形態によれば、油性スカム分散剤３８の補充作業回数を減らしてメンテナンス性を向上することができる。また、このような簡単な装置構成で、油性スカムの形成を抑制することができるので、新規に敷設するマンホールポンプ場はもちろん、既存のマンホールポンプ場に対しても安価にスカム対策を行うことができる。

また、収納容器４０は、底面４０Ｂ中央部を中央支持部５６として、その周りに放射状に延びるスリット５４を備え、かつそのスリット５４が収納容器４０の側面４０Ｃまで延びて形成されているので、下水中に浸かることによって膨潤し粘性を持ったスカム分散剤３８がスリット５４を塞ぐという不具合を回避することができる。すなわち、収納容器４０の底部に設ける穴としては、底面４０Ｂのみに貫通穴を設けることもできるが、その場合、膨潤したスカム分散剤３８により貫通穴が塞がれてしまうことがある。これに対して、側面４０Ｃまで延びるスリット５４を設けることにより、膨潤したスカム分散剤３８による詰まりを解消することができる。

また、本実施形態の放射状のスリット５４であると、側面４０Ｃのスリット部分から水が進入することにより、図６に示すように、スカム分散剤３８は、その下部がテーパ状に溶け、その先細の先端（下端）が中央支持部５６により支持されるようになる。そのため、スリット５４を通じた下水の出入りが一層容易になり、油性スカムの形成抑制効果を高めることができる。

また、本実施形態のスカム抑制装置３６では、収納容器４０の上端開口を塞ぐ蓋材としての上部側キャップ４６が設けられているので、仮に上方のマンホール蓋１１部分から水が落ちてきても、内部のスカム分散剤３８に水がかからないようにすることができる。スカム分散剤３８に上方から水がかかると、スカム分散剤３８が収納容器４０の壁面にくっついてしまい、底面４０Ｂまで落ちてこなくなるおそれがあるが、上部側キャップ４６を設けることで、このような不具合を解消することができる。

また、本実施形態のスカム抑制装置３６であると、収納容器４０が流入バッフル１８の背後に沿わせて設置されているので、次の作用効果が奏される。図３に示すように、流入管１６の流入口１６Ａから流入した下水は、矢印Ｗで示すように、流入経路２０を通って下方に導かれ、水槽１２の底部において向きを変えて、流入バッフル１８に沿って上方に向かって流れる。そのため、収納容器４０の底部４０Ａが下水に浸かった状態において、スリット５４からの下水の進入が促進され、油性スカムの形成抑制効果を高めることができる。

なお、上記実施形態においては、図３に示すように、収納容器４０の側面４０Ｃにおけるスリット５４の高さが、ポンプ起動水位ＨＷよりも低く設定されていたが、図７に示すように、スリット５４の高さを、ポンプ起動水位ＨＷよりも高く設定してもよい。このように、スリット５４の高さを最高水位よりも高く設定することにより、収納容器４０内に油性スカムが入った場合においてその排出性を向上することができる。

上記実施形態における収納容器４０や油性スカム分散剤３８の形状、スリット５４の配置・形状等は、あくまで好ましい一例であって、これに限定されるものではない。その他、一々列挙しないが、本発明の趣旨を逸脱しない限り、種々の変更が可能である。

１０…マンホールポンプ場 １２…水槽 １６…流入管
１８…流入バッフル ２０…流入経路 ３６…スカム抑制装置
３８…油性スカム分散剤 ４０…収納容器 ５４…スリット
５６…中央支持部 ＨＷ…ポンプ起動水位

Claims (4)

1. マンホールポンプ場の水槽内に設置されて、前記水槽内の下水表面での油性スカムの形成を抑制するスカム抑制装置であって、
   界面活性剤からなる固形状の油性スカム分散剤と、
   前記油性スカム分散剤を収納する収納容器であって、底部に水が流通可能な穴を備え、ポンプ起動水位で前記底部が下水に浸かる位置に設置されることで、前記油性スカム分散剤が前記ポンプ起動水位において下水に浸かるよう当該油性スカム分散剤を収納する収納容器と、
   を備えたことを特徴とするマンホールポンプ場のスカム抑制装置。
2. 前記収納容器は、底面の中央部に前記油性スカム分散剤を支持する中央支持部を有するとともに、前記流通可能な穴として、前記中央支持部の周りに前記底面から前記収納容器の側面下端部にかけて放射状に延びる複数のスリットを備えたことを特徴とする請求項１記載のマンホールポンプ場のスカム抑制装置。
3. 前記マンホールポンプ場は、流入管から流入する下水の飛散を防止して前記水槽の壁面に沿う流入経路を形成する流入バッフルを備え、前記収納容器が前記流入バッフルの前記流入経路とは反対側の面に寄せて設置されることを特徴とする請求項１又は２記載のマンホールポンプ場のスカム抑制装置。
4. マンホールポンプ場の水槽内における下水表面での油性スカムの形成を抑制するスカム抑制方法であって、
   底部に水が流通可能な穴を備えた収納容器に、界面活性剤からなる固形状の油性スカム分散剤を収納し、前記油性スカム分散剤がポンプ起動水位において下水に浸かるように、前記収納容器を前記ポンプ起動水位で前記底部が下水に浸かる位置に設置することを特徴とするマンホールポンプ場のスカム抑制方法。

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