JP6701254B2 - 導水トラフおよび該導水トラフを備えた浄水設備 - Google Patents

Description

本発明は、浄水場等の浄水設備の沈殿池における浄水流出部に設置される導水トラフ、および該導水トラフを備えた浄水設備に関するものである。

例えば、浄水場においては、厚生労働省の「クリプトスポリジウム対策指針 健水発第０３３０００５号（平成１９年３月３０日）」に基づいて、クリプトスポリジウムを殺菌するために浄水に紫外線を照射する紫外線照射装置を設置する必要がある。このような紫外線照射装置としては、浄水が流通する導水配管に紫外線ランプを浸漬した内照式の照射装置と、処理槽や集水樋の上部から紫外線ランプを浸漬する開水路型の照射装置があり、浄水設備においては主に内照式の照射装置が用いられているが、例えば特許文献１には、Ｕ字型の樋に多数のノッチ（三角堰）を切った集水樋の上部に支持脚を介して浮かせた状態で大気中から紫外線を照射するように紫外線ランプを設けた水処理装置が記載されている。

特開２０００−２９６３９２号公報

しかしながら、この特許文献１に記載された水処理装置では、集水樋のような集水手段等の内壁面における微生物の繁殖や、微生物の繁殖により助長される上記ノッチ等への付着物による閉塞を防ぐために紫外線照射装置が設けられていて、紫外線ランプはノッチが切られただけの単なる断面Ｕ字型の樋の上部に支持されているだけであり、例えば排水口に近い箇所から処理水が流入してショートパスしたり、処理水が紫外線ランプから離れた位置に滞留して排出されたりした場合には、処理水の全量に紫外線を照射することができなくなって、クリプトスポリジウムを満遍なく確実に殺菌することが困難となるおそれがある。

本発明は、このような背景の下になされたもので、処理水を滞留させることなくその全量に紫外線を照射して満遍なく確実な殺菌を行うことが可能な導水トラフ、および該導水トラフを備えた浄水設備を提供することを目的としている。

ここで、本発明を説明する上での参考例の導水トラフは、長手方向に延びる導水底面部と、この導水底面部を間にして互いに対向するように上記長手方向に延びる２つの導水側壁部とを有する樋状の導水部を備え、この導水部の上記長手方向の一端が処理水の排水口とされる導水トラフであって、上記導水底面部は上記排水口に向かうに従い下方に傾斜しており、この導水底面部の上方には間隔をあけて、上記導水底面部と同じ向きに傾斜して処理水に紫外線を照射する紫外線照射装置が設けられているものである。

そして、このような参考例を踏まえ導水トラフは、長手方向に延びる集水側壁部に集水口が設けられるとともに上記長手方向の一端側の集水端壁部には排水口が設けられた樋状のトラフ本体を備え、上記トラフ本体内には、上記長手方向の他端側の集水端壁部と間隔をあけるとともに該長手方向に延びて上記長手方向の一端側の集水端壁部に接続され、このトラフ本体内を上記集水口に連通する集水部と上記排水口に連通する導水部に仕切る導水側壁部が設けられており、この導水側壁部の下端縁に接続される導水底面部は上記排水口に向かうに従い下方に傾斜しており、この導水底面部の上方には間隔をあけて、上記導水底面部と同じ向きに傾斜して処理水に紫外線を照射する紫外線照射装置が設けられていることを特徴とする。さらに、本発明の浄水設備は、このような本発明の第１または第２の導水トラフが浄水の沈殿池における浄水流出部に設置されていることを特徴とする。

なお、この本発明の導水トラフにおいて「接続」とは、トラフ本体や導水側壁部が金属材料により形成されている場合には、板状の導水側壁部や集水端壁部、導水底面部が溶接等によって接合されたり、折り曲げ等により一体成形されたりして接続部から処理水が漏れない状態で連結されていることを意味し、またトラフ本体や導水側壁部、導水底面部が樹脂等により形成されている場合は、板状の導水側壁部や集水端壁部、導水底面部が接着によって接合されたり一体成形されたりして、やはり接続部から処理水が漏れない状態で連結されていることを意味する。さらに、導水側壁部が「長手方向の他端側の集水端壁部と間隔をあける」とは、以下に記載する実施形態のように実際に導水側壁壁が他端側の集水端壁部と間隔をあけている場合以外に、導水側壁部自体は他端側の集水端壁部に接続されていても、この導水側壁部の他端側に貫通孔やスリットが開けられている場合も含む。

このように、参考例の導水トラフの導水部は、本発明の導水トラフの導水部を構成する。すなわち、この本発明の導水トラフにおいては、トラフ本体の集水側壁部に設けられた集水口から集水部に流入した浄水等の処理水は、この集水部とトラフ本体の一端側の集水端壁部に設けられた排出口に連通する導水部とが、この一端側の集水端壁部に接続されてトラフ本体の長手方向に延びる導水側壁部により仕切られているので、排水口にショートパスすることなく、導水側壁部が集水端壁部と間隔をあけたトラフ本体の長手方向他端側に一旦流入し、さらにこうして長手方向他端側に流入した処理水が、この他端側の集水端壁部と導水側壁部の間から導水部に流れ込む。

ここで、これら本発明および参考例の導水トラフの導水部は、導水底面部が排水口に向かうに従い下方に傾斜しているため、このように導水部に流れ込んだ処理水は滞留を生じることなく、導水底面部に垂直な方向の水深が略均一とされながら排水口に向けて流れて排水される。

そして、この導水部の導水底面部の上方には、導水底面部と同じ向きに傾斜して処理水に紫外線を照射する紫外線照射装置が設けられているので、排水口に向けて流れる処理水の全量に均一かつ満遍なく紫外線を照射して確実に殺菌することができる。従って、本発明の浄水設備においては、処理水である浄水の全量を満遍なく確実に殺菌することが可能となる。勿論、上記紫外線照射装置の傾斜が上記導水底面部の傾斜と等しければ、一層確実に処理水を殺菌することができる。

なお、上記導水底面部の傾斜は１／２００以下であることが望ましく、上記排水口に向けて流れる処理水の流速は０．８ｍ／ｓｅｃ以下とされることが望ましい。導水底面部の傾斜が１／２００以下であれば、排水口に向けて流れる処理水の流速は０．８ｍ／ｓｅｃ以下となって、処理水に紫外線を照射する時間を十分に確保することができる。逆に、この導水底面部の傾斜が１／２００を上回ると処理水の流速も０．８ｍ／ｓｅｃを上回ってしまい、処理水を殺菌するのに十分な紫外線の照射時間を確保することができなくなるおそれがある。

また、上記排水口に向けて流れる処理水の表面と上記紫外線照射装置との上記導水底面部に垂直な方向の間隔は１００ｍｍ以下であることが望ましい。すなわち、この間隔が１００ｍｍを上回ると、大気中での紫外線の分散が大きくなって水面に達する紫外線強度の損失も大きくなり、十分に紫外線を照射して処理水を確実に殺菌することができなくなるおそれがある。

以上説明したように、本発明によれば、トラフ本体の導水部に導水されて排水される処理水の全量に十分に紫外線を照射することができ、処理水を満遍なく確実に殺菌することが可能となる。

本発明の導水トラフの一実施形態を示す斜視図である。 図１に示す実施形態の平面図である。 図２におけるＡＡ断面図である。 図２におけるＢＢ断面図である。 図２におけるＣＣ断面図である。

図１ないし図５は本発明の導水トラフの一実施形態を示すものであり、この実施形態の導水トラフは、平面視に図２に示すように長方形の箱形をなすトラフ本体１を備えている。すなわち、このトラフ本体１は、該トラフ本体１の長手方向（図２において左右方向）に平行に延びて幅方向（図２において上下方向。図３、４においては左右方向）に一定の間隔で互いに対向した２つの長方形板状の集水側壁部２と、上記幅方向に平行に延びて上記長手方向に対向し、その幅方向の両端縁が上記集水側壁部２の長手方向の両端縁に垂直に接続される２つの長方形板状の集水端壁部３Ａ、３Ｂと、これら２つずつの集水側壁部２および集水端壁部３Ａ、３Ｂの下端縁に周縁が接続されて上記長手方向に延びる水平な集水底面部４とを有しており、トラフ本体１の上部は開放されている。

上記２つの集水側壁部２には、集水底面部４から一定の高さの位置に、上記長手方向に等間隔に並ぶ複数の集水口２ａが形成されており、これらの集水口２ａから上記沈殿池の浄水流出部に流出した浄水等の処理水Ｗがトラフ本体１内に流入する。なお、集水口２ａは円形、または三角形や四角形などの多角形の孔、スリット等の他、三角堰、四角堰などの越流式でも構わない。

また、２つの集水端壁部３Ａ、３Ｂのうち長手方向の一端側（図１において右下側。図２においては右側）の集水端壁部３Ａには、本実施形態ではその上記幅方向の中央部に排水口３ａが形成されており、トラフ本体１内に集水された上記処理水は、この排水口３ａから排出される。本実施形態における排水口３ａは、上記一端側の集水端壁部３Ａの幅方向の中央部全体を方形に除去したように形成されており、すなわちこの一端側の集水端壁部３Ａは、両集水側壁部２の一端側の端縁から幅方向内側に延びる部分が残された状態とされている。

さらに、このトラフ本体１の幅方向の中央部には、参考例の導水トラフにおける導水部５が設けられている。すなわち、この導水部５は、上記トラフ本体１の長手方向に延びる長方形板状の導水底面部６と、この導水底面部６を間にして互いに対向するように上記長手方向に延びる導水底面部６の下端縁に垂直に接続された２つの長方形板状の導水側壁部７とを有する長手方向に垂直な断面が上向きに開口した樋状であって、この導水部５の上記長手方向の一端が上記排水口３ａとされる。導水側壁部７は互いに平行かつ集水側壁部２にも平行に延びている。

そして、この導水部５の導水底面部６は上記排水口３ａに向かうに従い下方に傾斜しているとともに、この導水底面部６の上方には、導水底面部６と同じ向きに傾斜して処理水Ｗに紫外線を照射する紫外線照射装置８が設けられており、この紫外線照射装置８の傾斜は、導水底面部６の傾斜と等しくされている。この導水底面部６の傾斜は、１／２００以下とされている。さらに、導水側壁部７の導水底面部６に垂直な方向の高さと導水底面部６の上記幅方向の幅との比（縦横比）は１：１．３３（≒０．７５）以下とされ、導水部５は幅広とされている。

なお、本実施形態では、図５に示すように長方形板状の導水側壁部７も排水口３ａに向かうに従い下方に傾斜しており、集水底面部４と一端側の集水端壁部３Ａとは、この導水側壁部７に接続されている。ただし、排水口３ａに向かうに従い下方に傾斜する導水側壁部７の上端縁は、集水口２ａの高さよりも低くなることはなく、すなわち後述するように集水口２ａからトラフ本体１内に集水される処理水Ｗの水位よりも高い位置となるように配設される。

また、２つの導水側壁部７の他端側の集水端壁部３Ｂ側には、これらの導水側壁部７に連続して接続されるように方形板状の仕切り壁部９がそれぞれ集水底面部４に立設され、ただしこれらの仕切り壁部９は下方に傾斜してはおらず、その上端縁の高さは集水側壁部および集水端壁部３Ａ、３Ｂの高さと等しくされている。さらに、これらの仕切り壁部９の他方の集水端壁部３Ｂ側の端縁は、この他方の集水端壁部３Ｂに対して接続されず、互いに等しい大きさの間隔をあけている。本実施形態では、トラフ本体１内の互いに対向する集水側壁部２と導水部５の導水側壁部７との間と、上記仕切り壁部９と他端側の集水端壁部３Ｂとの間が集水部１０とされる。

さらにまた、上記紫外線照射装置８は、例えば蛍光管形の紫外線ランプ８ａによって紫外線を照射するもので、この紫外線ランプ８ａの長手方向を導水部５の長手方向に合わせて、１または複数本の紫外線ランプ８ａがトラフ本体１の幅方向に並ぶようにして、下向きに開口した箱状のホルダ８ｂに取り付けられて保持され、上記導水部５を流れる処理水Ｗの水面から紫外線照射装置８の紫外線ランプ８ａまで１００ｍｍ以下の間隔をあけて上方に支持されている。

この紫外線ランプ８ａとしては低圧ランプ、中圧ランプ、あるいはＵＶ−ＬＥＤ等が使用可能であり、例えば紫外線ランプ８ａの直下での紫外線照射強度が５０ｍＷ／ｃｍ^２以上であれば必要な殺菌効果を得ることができる。また、必要に応じて紫外線ランプ８ａと導水部５の処理水Ｗの水面との間に紫外線透過性の高い石英板等を配置して、水跳ねした処理水Ｗが紫外線ランプ８ａに付着しないようにしてもよい。また、紫外線ランプ８ａは、トラフ本体１の幅方向に延びるものを複数本、トラフ本体１の長手方向に傾斜して並ぶように設置してもよい。

このように構成された導水トラフは、例えば本発明の一実施形態の浄水設備において浄水の沈殿池における浄水流出部に、この沈殿池の水位Ｈが集水口２ａと集水側壁部２の上端縁との間に位置するように集水底面部４側が浸漬され、また排水口３ａは浄水流出部の外に配置される。１日当たりの浄水処理量が２００００ｍ３程度の浄水設備において、トラフ本体１の幅が０．３ｍ〜０．４ｍ、高さが０．３５ｍ〜０．４５ｍ、長さが２．５ｍ〜５．０ｍの導水トラフであれば、１基当たりの処理水流量は１日当たり１５００ｍ３〜２０００ｍ３程度であり、紫外線ランプ８ａとして低圧ランプ４本〜６本を備えた１２基〜１６基程度の複数の導水トラフを１つの浄水設備に設置すればよい。なお、紫外線照射量はクリプトスポリジウムを不活性化する１０ｍＪ／ｃｍ２以上とされ、例えば特許第５７５２６３６号公報に記載されているようにトラフ本体１内の処理水Ｗに次亜塩素酸塩を添加して紫外線を照射することにより促進酸化を行ってもよい。

こうして浄水設備の浄水沈殿池における浄水流出部等に設置された上記構成の導水トラフにおいて、浄水等の処理水Ｗは、図１ないし図４に破線で示すようにトラフ本体１の集水側壁部２に設けられた集水口２ａから導水側壁部７および仕切り壁部９との間の集水部１０に流入するが、この集水部１０とトラフ本体１の一端側の集水端壁部３Ａに設けられた排水口３ａに連通する導水部５とが、導水側壁部７および仕切り壁部９によって仕切られている。

このため、集水部１０に流入した処理水Ｗは、図２に示すように仕切り壁部９が他端側の集水端壁部３Ｂと間隔をあけたトラフ本体１の長手方向他端側に流入する。そして、このように長手方向他端側に流入した処理水Ｗは、この他端側の集水端壁部３Ｂと仕切り壁部９との間から導水部５に流れ込み、この導水部５の一端側に開口した浄水流出部外の排水口３ａから排水される。すなわち、集水口２ａから集水部１０に流入した処理水Ｗは、そのまま排水口３ａにショートパスして排水されるようなことはなく、この集水部１０を長手方向の他端側に一旦流入した後に導水部５に導かれて流入し、排水口３ａから排水される。

そして、この導水部５は、その導水底面部６が排水口３ａに向かうに従い下方に傾斜しているとともに、この導水底面部６の上方には、導水底面部６と同じ向きに傾斜して処理水Ｗに紫外線を照射する紫外線照射装置８が設けられているので、このように導水部５に流入した処理水Ｗは滞留を生じることなく、導水底面部６に垂直な方向の水深が略均一とされながら排水口３ａに向けて流れ、その間に紫外線照射装置８の紫外線ランプ８ａから全量に紫外線が照射される。

従って、上記構成の導水トラフおよび該導水トラフを備えた浄水設備によれば、導水部５を流れる処理水Ｗと紫外線照射装置８との間隔に極端な広狭が生じるのを防いで、処理水Ｗを満遍なく均一に殺菌することが可能となる。特に、本実施形態では、紫外線照射装置８の傾斜が導水部５の導水底面部６の傾斜と等しいので、導水部５を流れる処理水Ｗの水面と紫外線照射装置８とを平行とすることができ、一層均一に紫外線を照射して処理水Ｗを確実に殺菌することができる。

また、本実施形態では、この導水底面部６の傾斜が１／２００以下とされており、これにより導水部５を排水口３ａに向けて流れる処理水Ｗの流速を０．８ｍ／ｓｅｃ以下とすることができる。このため、十分な紫外線照射時間を確保して、より確実に処理水Ｗを殺菌することができる。すなわち、この導水底面部６の傾斜が１／２００を上回ると、処理水Ｗの流速も０．８ｍ／ｓｅｃを上回ってしまい、処理水を殺菌するのに十分な紫外線の照射時間を確保することができなくなるおそれがある。

ただし、この導水底面部６の傾斜が小さすぎても、導水部５を流れる処理水Ｗの流速が遅くなりすぎ、１日に処理可能な処理水Ｗの量が少なくなりすぎてしまう。このため、０．５ｍ／ｓｅｃ以上の処理水Ｗの流速が確保できるように、導水底面部６の傾斜を設けることが望ましい。

さらに、本実施形態では、排水口３ａに向けて導水部５を流れる処理水の表面Ｗと紫外線照射装置８との導水底面部６に垂直な方向の間隔が１００ｍｍ以下とされており、紫外線の大気中での分散を抑えて紫外線強度の損失を抑制し、さらに確実に処理水Ｗを殺菌することが可能となる。すなわち、この間隔が１００ｍｍを上回ると、紫外線の大気中における分散が大きくなって処理水Ｗの水面に達する紫外線強度の損失も大きくなり、確実に処理水Ｗを殺菌することができなくなるおそれがある。

さらにまた、本実施形態では、このように紫外線照射装置８が導水部５に流入する処理水Ｗの水面の上方に間隔をあけて設けられているので、紫外線ランプを処理水の排水中に浸漬する内照式の照射装置と比べて、処理水Ｗ中の混濁物が紫外線ランプ８ａに付着することがなく、紫外線ランプ８ａの表面を洗浄するワイパーが不要となるとともに、紫外線ランプ８ａの交換等のメンテナンスも容易であり、さらにランプ破損時のガラスや水銀等の排水への混入対策も容易となるという効果も得られる。

また、本実施形態では、集水部１０の２つの集水側壁部２と幅方向に間隔をあけて導水部５の２つの導水側壁部７が配設されていて、導水部５がトラフ本体１の幅方向の中央部に配設されており、これら２つの集水側壁部２に形成された集水口２ａから処理水Ｗを集水することができるので、効率的に処理水Ｗを集水することができる。

ただし、このように導水部５をトラフ本体１の中央部に配設するのに代えて、２つの集水側壁部２のうち一方を集水口２ａが形成されていない導水部５の導水側壁部７として他端側の集水端壁部３Ｂの端縁と接続し、トラフ本体１の幅方向の片側に導水部５が、またこれとは反対側の幅方向の片側に集水部１０が配設された構成としてもよい。この場合には、処理水Ｗの集水効率は半分になるものの、トラフ本体１の幅を小さくすることが可能となる。

１ トラフ本体
２ 集水側壁部
２ａ 集水口
３Ａ トラフ本体１の長手方向一端側の集水端壁部
３Ｂ トラフ本体１の長手方向他端側の集水端壁部
３ａ 排水口
４ 集水底面部
５ 導水部
６ 導水底面部
７ 導水側壁部
８ 紫外線照射装置
８ａ 紫外線ランプ
９ 仕切り壁部
１０ 集水部
Ｗ 処理水

Claims (6)

1. 長手方向に延びる集水側壁部に集水口が設けられるとともに上記長手方向の一端側の集水端壁部には排水口が設けられた樋状のトラフ本体を備え、
   上記トラフ本体内には、上記長手方向の他端側の集水端壁部と間隔をあけるとともに該長手方向に延びて上記長手方向の一端側の集水端壁部に接続され、このトラフ本体内を上記集水口に連通する集水部と上記排水口に連通する導水部に仕切る導水側壁部が設けられており、
   この導水部の上記導水側壁部の下端縁に接続される導水底面部は上記排水口に向かうに従い下方に傾斜しており、
   この導水底面部の上には間隔をあけて、上記導水底面部と同じ向きに傾斜して処理水に紫外線を照射する紫外線照射装置が設けられていることを特徴とする導水トラフ。
2. 上記紫外線照射装置の傾斜が上記導水底面部の傾斜と等しいことを特徴とする請求項１に記載の導水トラフ。
3. 上記導水底面部の傾斜が１／２００以下であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の導水トラフ。
4. 上記排水口に向けて流れる処理水の流速が０．８ｍ／ｓｅｃ以下とされることを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の導水トラフ。
5. 上記排水口に向けて流れる処理水の表面と上記紫外線照射装置との上記導水底面部に垂直な方向の間隔が１００ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載の導水トラフ。
6. 請求項１から請求項５のうちいずれか一項に記載の導水トラフが浄水の沈殿池における浄水流出部に設置されていることを特徴とする該導水トラフを備えた浄水設備。

Images