JP6577305B2 - 排水システム - Google Patents

Description

本発明は、排水システムに関し、特には、下水道などにおいて好適に使用し得る排水システムに関するものである。

従来、周波数が時間的に変化する交流電流をコイルに流し、発生した電磁波で被処理水を処理することにより、錆びやスケール等の発生を防止する技術が知られている。

具体的には、特許文献１では、下水中に浸漬されたコイルに対して（−）帯電型変調電磁波発生器から１０Ｈｚ〜１ＭＨｚの帯域で周波数が時間的に変化する交流電流を流して下水を電磁波処理することによりスケールの発生を防止すると共に、電磁波処理と同時に下水に硫化水素抑制剤を供給することにより硫化水素の発生を抑制する技術が提案されている。

特開２００５−２９６７９６号公報

しかし、ケーブルを螺旋状に巻いてなるコイルを使用した特許文献１に記載の技術では、錆び、スケール、硫化水素等の発生を十分に抑制することができなかった。

そこで、錆び、スケール、硫化水素等の発生を十分に抑制することができる排水システムを開発することが求められていた。

この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の排水システムは、排水が流れる流路と、前記流路内を流れる排水中に浸漬される電磁波発振部と、前記電磁波発振部に交流電流を流す交流電流発生器とを有する電磁波発生装置とを備え、前記電磁波発振部が、前記排水の流れ方向に交差する平面内において、前記交流電流が流れる方向が１８０°異なる部分を有することを特徴とする。このように、交流電流が流れる方向が１８０°異なる部分を有する電磁波発振部を排水に浸漬すれば、電磁波発振部に交流電流を流して排水の電磁波処理を行った際に電磁波で排水を良好に処理し、錆び、スケール、硫化水素等の発生を十分に抑制することができる。

ここで、本発明の排水システムは、前記電磁波発振部が、略矩形状に折り曲げたケーブルまたは軸線方向に直交する断面の形状が略矩形状のケーブルコイルよりなることが好ましい。略矩形状に折り曲げたケーブルまたは軸線方向に直交する断面の形状が略矩形状のケーブルコイルを電磁波発振部として使用すれば、簡素な構成で排水を良好に電磁波処理することができるからである。
なお、本発明において、「略矩形状」には、四隅に位置する角部のうちの一つ以上を丸くした矩形状や、四辺のうちの一辺以上を屈曲させた矩形状が含まれる。

また、本発明の排水システムは、前記略矩形状が、内周側に向かって凸となる折り曲げ部を少なくとも一つ有する形状であることが好ましい。折り曲げたケーブルまたはケーブルコイルの断面形状を内周側に向かって凸となる折り曲げ部を少なくとも一つ有する略矩形状とすれば、電磁波発振部に交流電流を流した際に発生する電磁波の強さを更に高め、錆び、スケール、硫化水素等の発生を更に抑制することができるからである。

更に、本発明の排水システムは、前記交流電流が流れる方向が１８０°異なる部分の間を前記排水の５０％超が通過することが好ましい。交流電流が流れる方向が１８０°異なる部分の間を排水の５０％超が通過するようにすれば、十分な量の排水を良好に電磁波処理して、錆び、スケール、硫化水素等の発生を更に抑制することができるからである。

そして、本発明の排水システムは、前記交流電流発生器が、単一周波数の交流電流を前記電磁波発振部に流すことが好ましい。単一周波数の交流電流を電磁波発振部に流せば、電磁波で排水を良好に処理し、錆び、スケール、硫化水素等の発生を更に抑制することができるからである。

本発明によれば、錆び、スケール、硫化水素等の発生を十分に抑制することができる排水システムを提供することができる。

本発明に従う排水システムの一例の要部の概略構造を示す説明図である。 図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 （ａ）〜（ｄ）は、電磁波発生装置の電磁波発振部の形状の変形例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき詳細に説明する。なお、各図において、同一の符号を付したものは、同一の構成要素を示すものとする。

ここで、本発明の排水システムは、特に限定されることなく、産業排水や下水などの排水を所望の場所（例えば、排水処理施設、公共用水域など）へと排出する際に用いられる。中でも、本発明の排水システムは、下水道などにおいて好適に用いることができる。

そして、本発明の排水システムは、排水を電磁波処理することにより錆び、スケール、硫化水素等の発生を十分に抑制するものであり、排水が流れる流路と、流路内を流れる排水中に浸漬される電磁波発振部および電磁波発振部に交流電流を流す交流電流発生器を有する電磁波発生装置とを備え、電磁波発振部が、排水の流れ方向に交差する平面内において、交流電流が流れる方向が１８０°異なる部分を有することを特徴とする。

このように、排水中に浸漬される電磁波発振部に、排水の流れ方向に交差する平面内において交流電流が流れる方向が１８０°異なる部分を設ければ、交流電流が流れる方向が１８０°異なる部分の間を流れる排水に対し、共鳴作用により強い電磁波を印加することができる。従って、本発明の排水システムによれば、交流電流が流れる部分の近傍のみならず、交流電流が流れる方向が１８０°異なる部分の間でも排水に対して電磁波を良好に印加し、排水を電磁波処理することができる。その結果、本発明の排水システムでは、流路内において錆び、スケール、硫化水素等の発生を十分に抑制することができる。

なお、排水の電磁波処理により錆びやスケールの発生を抑制することができるのは、電磁波の印加により排水中に含まれている成分などが帯電し、流路の壁面との間で静電反発力が生じるためであると推察されている。また、スケールの発生が十分に抑制されることにより、スケールに起因した硫化水素等の発生も十分に抑制されることになると推察される。

以下、一例を用いて本発明の排水システムについてより詳細に説明するが、本発明は下記の一例に限定されるものではない。

ここで、図１に要部の概略構成を示す排水システム１０は、下水等の排水が流れる流路１と、電磁波発振部２１および交流電流発生器２２を備える電磁波発生装置２と、流路１内に設置されたバースクリーンなどのスクリーン３とを備えている。そして、この一例の排水システム１０では、クランプやステンレスバンドなどの既知の固定治具４を用いて電磁波発振部２１がスクリーン３に固定されている。

流路１は、図１では左側から右側に向かって排水が流れる流路であり、Ａ−Ａ線に沿う断面を図２に示すように、排水の流れ方向に直交する断面の形状が矩形状である。
なお、本発明の排水システムの流路は、後に詳細に説明する電磁波発生装置の設置が可能であれば、配管であってもよいし、コンクリート流路であってもよいし、ポンプピットや排水ピットなどのピットであってもよい。また、流路の上部は開放されていてもよいし、閉じられていてもよい。

電磁波発生装置２は、交流電流発生器２２で発生させた交流電流を電磁波発振部２１へと流し、電磁波発振部２１から電磁波を発生させて排水を電磁波処理するための装置である。そして、電磁波発生装置２は、図１および図２に示すように、流路１を流れる排水中に浸漬された電磁波発振部２１と、電磁波発振部２１に交流電流を流す交流電流発生器２２と、電磁波発振部２１と交流電流発生器２２とを接続するケーブル２３とを備えている。

ここで、電磁波発生装置２の電磁波発振部２１は、流路１内を流れる排水の流れ方向に直交する平面内でケーブルを折り曲げて形成されている。具体的には、電磁波発振部２１は、図２に示すように、排水の深さ方向（鉛直方向）に延在する第一部分２１Ａと、第一部分２１Ａの下端から水平方向に延在する第二部分２１Ｂと、第二部分２１Ｂの左側（第一部分２１Ａ側とは反対側）端から鉛直方向に延在する第三部分２１Ｃと、第三部分２１Ｃの上端から水平方向に延在し、且つ、第一部分２１Ａとは交差せずに終端する第四部分２１Ｄとを有する略矩形状にケーブルを折り曲げて形成されている。

従って、電磁波発振部２１では、ケーブルに交流電流を流した際に、排水の流れ方向に直交する平面内において、水平方向に互いに対向および隣接する第一部分２１Ａと第三部分２１Ｃとの間で１８０°異なる方向に交流電流が流れる。また、鉛直方向に互いに対向および隣接する第二部分２１Ｂと第四部分２１Ｄとの間でも１８０°異なる方向に交流電流が流れる。その結果、電磁波発振部２１を備える電磁波発生装置２を使用すれば、ケーブルの近傍部分の排水に対して電磁波が印加されるのみならず、第一部分２１Ａと第三部分２１Ｃとの間に位置する部分および第二部分２１Ｂと第四部分２１Ｄとの間に位置する部分の排水に対して、共鳴作用により電磁波が良好に印加され、錆び、スケール、硫化水素等の発生が十分に抑制される。即ち、排水システム１０では、１８０°異なる方向に交流電流が流れる部分の間、特にはケーブルを折り曲げて形成された電磁波発振部２１の内側を通過する排水に対して良好に電磁波処理を施して、錆び、スケール、硫化水素等の発生を良好に抑制することができる。

なお、本発明において、電磁波発振部２１の形状は、１８０°異なる方向に交流電流が流れる部分を有する形状であれば特に限定されることなく、例えば図３（ａ）〜（ｄ）に示すような形状とすることもできる。ここで、図３（ａ）に示す電磁波発振部２１ａは、排水の流れ方向に直交する断面の形状が角丸矩形状となるようにケーブルを折り曲げて形成されている。また、図３（ｂ）〜（ｄ）に示す電磁波発振部２１ｂ，２１ｃ，２１ｄは、排水の流れ方向に直交する断面の形状が、内周側に向かって凸となる折り曲げ部を少なくとも一つ有する略矩形状となるようにケーブルを折り曲げて形成されている。具体的には、図３（ｂ）に示す電磁波発振部２１ｂは、底辺の一部が鉛直方向上方に向かって凸となるように折り曲げられた略矩形状（換言すれば逆凹字状）となるようにケーブルを折り曲げて形成されている。また、図３（ｃ）に示す電磁波発振部２１ｃは、側辺（図示例では左辺）の一部が水平方向（図示例では右方向）に向かって凸となるように折り曲げられた略矩形状（換言すればコ字状）となるようにケーブルを折り曲げて形成されている。更に、図３（ｄ）に示す電磁波発振部２１ｄは、底辺の一部が鉛直方向上方に向かって凸となるように折り曲げられ、且つ、上辺の一部が鉛直方向下方に向かって凸となるように折り曲げられた略矩形状（換言すればＨ字状）となるようにケーブルを折り曲げて形成されている。

そして、本発明においては、流路１を流れる排水を十分に電磁波処理して錆び、スケール、硫化水素等の発生を抑制する観点からは、流路１を流れる排水の５０％超が、共鳴作用により電磁波が良好に印加される部分、即ち１８０°異なる方向に交流電流が流れる部分の間を通過することが好ましく、排水の８０％以上が１８０°異なる方向に交流電流が流れる部分の間を通過することがより好ましく、排水の９０％以上が１８０°異なる方向に交流電流が流れる部分の間を通過することが更に好ましい。一般に、共鳴作用が生じない部分においてはケーブルからの距離が離れるほど発生する電磁波の大きさが小さくなるところ、１８０°異なる方向に交流電流が流れる部分の間を排水の５０％超が通過するようにすれば、共鳴作用を利用して十分な量の排水を良好に電磁波処理し、錆び、スケール、硫化水素等の発生を十分に抑制することができる。

また、本発明において、流路１を流れる排水を更に良好に電磁波処理して錆び、スケール、硫化水素等の発生を抑制する観点からは、流路１を流れる排水の５０％超が電磁波発振部の内側（図示例ではケーブルの内周側）を通過することが好ましく、排水の８０％以上が電磁波発振部の内側を通過することがより好ましく、排水の９０％以上が電磁波発振部の内側を通過することが更に好ましい。図３（ｂ）〜（ｄ）に示すような、折り曲げ部を少なくとも一つ有する略矩形状となるようにケーブルを折り曲げて形成した電磁波発振部においては、電磁波発振部の外側であっても折り曲げたケーブル間において共鳴作用が生じ得るが、当該折り曲げたケーブル間よりもケーブルで囲まれた電磁波発振部の内側の方が共鳴作用により更に強力な電磁波を排水に印加し得るからである。

なお、図１〜３では、電磁波発振部が、ケーブルを捲回してなる、軸線方向に直交する断面の形状が略矩形状のケーブルコイルからなる場合を図示したが、本発明において、電磁波発振部は、捲回することなく略矩形状に折り曲げただけのケーブルで形成されていてもよい。

更に、図１〜３では、ケーブルを折り曲げて形成した電磁波発振部を、１８０°異なる方向に交流電流が流れる部分が水の流れ方向に直交する断面上に位置するように流路１内に設置したが、電磁波発振部は、１８０°異なる方向に交流電流が流れる部分が排水の流れ方向に対して９０°未満の角度で交差する平面上に位置するように流路１内に設置してもよい。即ち、電磁波発振部は、水の流れ方向に対して斜めに傾斜させて設置してもよい。

また、図１に示す排水システム１０の電磁波発生装置２の交流電流発生器２２は、ケーブル２３を介して交流電流を電磁波発振部２１へと流す装置である。ここで、交流電流発生器２２としては、排水の電磁波処理に使用し得る既知の交流電流発生器を用いることができ、通常、排水中に含まれている成分の表面電位（より詳細にはゼータ電位）を流路１の表面電位と同じ側に帯電させ得る電磁波を発生させる交流電流発生器が使用される。排水中に含まれている成分を流路１の表面と同じ側に帯電させれば、静電反発によりスケールの発生やスケールに起因した硫化水素の発生などを抑制することができるからである。
中でも、交流電流発生器としては、排水中に含まれている成分の表面電位（より詳細にはゼータ電位）をマイナスにし得る（−）帯電型の電磁波を発生させる交流電流発生器を用いることが好ましい。一般に、流路１の形成にはマイナスに帯電し易い材料が用いられることが多いからである。

なお、交流電流発生器２２は、周波数が連続的または間欠的に変化する変調交流電流を発生させるものであってもよいし、単一周波数の（即ち、周波数が時間的に変化しない）交流電流を発生させるものであってもよい。上述したような交流電流発生器としては、特に限定されることなく、例えば、特開２００５−２９６７９６号公報に記載の（−）帯電型変調電磁波発生器（１０Ｈｚ〜１ＭＨｚの帯域で連続的に周波数が時間的に変化する方形波の変調交流電流を発生する装置）や、株式会社サイライズ製の「ウォーター・ウォッチャー」などが挙げられる。

スクリーン３は、排水中に含まれている粗大な來雑物を除去すると共に、排水中に浸漬した電磁波発振部２１を固定するものである。
なお、本発明において、電磁波発振部の固定方法は固定治具を介したスクリーンへの固定に限定されるものではなく、電磁波発振部は既知の固定方法を用いて流路内に設置することができる。

以上、一例を用いて本発明の排水システムについて説明したが、本発明の排水システムは、上記一例に限定されることはなく、本発明の排水システムには、適宜変更を加えることができる。

以下、本発明について実施例を用いて更に詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。

（実施例１）
日光市内にあるホテルの排水処理設備内に図２に示すような電磁波発生装置を取り付け、排水の電磁波処理を行った。具体的には、排水処理設備の加圧浮上槽と生物処理槽との間の流路にバースクリーンを設置し、当該バースクリーンに図２に示すような形状の電磁波発振部（ケーブルコイル）を取り付けた。そして、交流電流発生器（株式会社サイライズ製、ＥＷＤＯ−Ｏｘ）から電磁波発振部へと交流電流を流して排水の電磁波処理を行った。なお、電磁波発振部の大きさは、排水の９０％が電磁波発振部の内側を通過する大きさとした。また、交流電流発生器からは、１０Ｈｚ〜１ＭＨｚの帯域で連続的に周波数が時間的に変化する方形波の変調交流電流を流した。
そして、電磁波発生装置の設置位置よりも下流側において、排水から発生する臭気の量を臭気測定器（理研計器製、ＯＤ−８５）で測定し、排水から発生する硫化水素の量を硫化水素測定器（ガステック社製、ＧＨＳ−８ＡＴ）で測定した。そして、電磁波処理開始後の臭気および硫化水素の量の平均値を算出した。結果を表１に示す。

（比較例１）
図２に示すような形状の電磁波発振部に変えて、配管径２５Ａの塩ビパイプの外周面上にケーブルを螺旋状に巻き回してなる電磁波発振部を排水中に浸漬させた以外は実施例１と同様にして排水の電磁波処理を行った。
そして、実施例１と同様にして臭気量および硫化水素量を測定し、平均値を算出した。結果を表１に示す。

表１より、実施例１では、臭気および硫化水素の発生量を著しく低減し得ることが分かる。

本発明によれば、錆び、スケール、硫化水素等の発生を十分に抑制することができる排水システムを提供することができる。

１ 流路
２ 電磁波発生装置
３ スクリーン
４ 固定治具
１０ 排水システム
２１，２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ 電磁波発振部
２１Ａ 第一部分
２１Ｂ 第二部分
２１Ｃ 第三部分
２１Ｄ 第四部分
２２ 交流電流発生器
２３ ケーブル

Claims (4)

1. 排水が流れる流路と、
   前記流路内を流れる排水中に浸漬される電磁波発振部と、前記電磁波発振部に交流電流を流す交流電流発生器とを有する電磁波発生装置と、
   を備え、
   前記電磁波発振部が、前記排水の流れ方向に交差する平面内において、前記交流電流が流れる方向が１８０°異なる部分を有する、排水システム。
2. 前記電磁波発振部が、前記排水の流れ方向に直交する断面の形状が矩形状となるように折り曲げたケーブルまたは前記排水の流れ方向に直交する断面の形状が矩形状のケーブルコイルよりなり、
   前記矩形状とは、矩形、四隅に位置する角部のうちの一つ以上を丸くした形状、または、四辺のうちの一辺以上を屈曲させた形状である、請求項１に記載の排水システム。
3. 前記矩形状が、矩形の内周側に向かって凸となる折り曲げ部を少なくとも一つ有する形状である、請求項２に記載の排水システム。
4. 前記交流電流発生器が、単一周波数の交流電流を前記電磁波発振部に流す、請求項１〜３の何れかに記載の排水システム。
   

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