JP6741539B2 - 集水トラフおよび該集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集水トラフ、および該集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）」に基づき、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集水トラフ、および該集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。

上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明の集水トラフは、長手方向に延びる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端壁部には排出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出口に連通する導水部に仕切る仕切り壁が設けられており、上記導水部には、上記排出口から排出される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。また、本発明の浄水設備は、このような集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。

このように構成された集水トラフにおいて、トラフ本体の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、この一端側の端壁部に接続されてトラフ本体の長手方向に延びる仕切り壁によって仕切られているので、仕切り壁が端壁部と間隔をあけたトラフ本体の長手方向他端側に流下する。さらに、こうして長手方向他端側に流下した処理水は、この他端側の端壁部と仕切り壁の間から導水部に流れ込み、この導水部の一端側の端壁部に設けられた排出口から排水される。

従って、集水口から集水部に流入した処理水は、そのまま排出口にショートパスして排出されることはなく、この集水部を上述のように長手方向の他端側に一旦流下した後に、導水部に導かれてから排出される。そして、上記構成の集水トラフでは、この導水部に上記紫外線照射装置が設けられているので、こうして導水部に導かれた処理水の全量に対して紫外線を照射することができ、例えば上記構成の浄水設備においては、浄水を満遍なく確実に殺菌することが可能となる。

上記仕切り壁は、上記トラフ本体の底板部に立設されて接続されていてもよい。この仕切り壁に仕切られたトラフ本体内の空間のうち、上記集水口に連通する部分が集水部となり、排出口に連通する部分が導水部となる。なお、本発明において「接続」とは、トラフ本体や仕切り壁が金属材料により形成されている場合には、板状の側壁部や端壁部、底板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、またトラフ本体や仕切り壁が樹脂等により形成されている場合は、板状の側壁部や端壁部、底板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、仕切り壁が「長手方向の他端側の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仕切り壁が他端側の端壁部と間隔をあけている場合以外に、仕切り壁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。

また、このように仕切り壁をトラフ本体の底板部に立設して接続する場合には、対向する一対の上記仕切り壁を、上記排出口を間にして上記長手方向の一端側の端壁部に接続することによって上記導水部を形成することにより、トラフ本体の２つの側壁部に集水口を設けることができるので、効率的である。ただし、１つの上記仕切り壁を上記長手方向の一端側の端壁部に接続して、この１つの仕切り壁と上記トラフ本体の１つの上記側壁部とにより上記導水部を形成してもよい。さらに、仕切り壁を底板部に立設した場合には、上記長手方向において上記導水部が設けられた部分においては、上記仕切り壁が上記長手方向の他端側の端壁部と間隔をあけた部分に対して、上記トラフ本体の２つの上記側壁部の間隔を幅広とすることにより、導水部を設けることによって排出口の大きさが減少するのを抑えることができる。

一方、上記仕切り壁は、上記トラフ本体の底板部に対向して該トラフ本体の２つの上記側壁部に接続されており、この仕切り壁よりも下方に上記集水口と連通する上記集水部が設けられるとともに、該仕切り壁よりも上方に上記排出口と連通する上記導水部が設けられていてもよい。この場合には、仕切り壁の下方に設けられた集水部に流入した処理水が水位の上昇によって仕切り壁と長手方向他端側との間隔から仕切り壁上方の導水部に流れ込み、排出口から排水される。

また、これらのいずれの場合においても、上記紫外線照射装置は、上記導水部に流入する上記処理水の水面の上方に間隔をあけて設けられていることが望ましい。これにより、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に対し、ランプの表面を洗浄するワイパーが不要となるとともに、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。

以上説明したように、本発明によれば、トラフ本体から排水される処理水の全量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。

本発明の第１の実施形態を示す（ａ）斜視図、（ｂ）平面図、（ｃ）図（ｂ）におけるＺＺ断面図である。 本発明の第２の実施形態を示す平面図である。 本発明の第３の実施形態を示す平面図である。 本発明の第４の実施形態を示す（ａ）側断面図、（ｂ）図（ａ）におけるＺＺ断面図である。

図１は本発明の集水トラフの第１の実施形態を示すものであり、この実施形態の集水トラフは、平面視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１（ｂ）において左右方向）に平行に延びて幅方向（図１（ａ）において上下方向。図１（ｃ）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側壁部の長手方向の両端縁に垂直に接続される２つの長方形板状の端壁部３Ａ、３Ｂと、これら２つずつの側壁部２および端壁部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やはり長方形板状の底板部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つの側壁部２には、底板部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、四角積などの越流式でも構わない。また、２つの端壁部３Ａ、３Ｂのうち長手方向の一端側（図（ａ）において右下側。図（ｂ）においては右側）の端壁部３Ａには、本実施形態ではその上記幅方向の中央部に排出口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、この排出口３ａから排出される。本実施形態における排出口３ａは、上記一端側の端板部３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端板部３は、両側壁部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。

そして、この長手方向一端側の端壁部３Ａにおける排出口３ａの外縁には、本実施形態では一対の長方形板状の仕切り壁５が排出口３ａを間にして、上記底板部４に立設されて接続されるとともに上記一端側の端壁部３Ａにも垂直に接続されて、長手方向他端側（図（ａ）において左上側。図（ｂ）においては左側）に延びるように設けられている。この仕切り壁５も、本実施形態では長方形の板状に形成されて底板部４に垂直に立設されており、その底板部４からの高さは側壁部２の高さと略等しくされていて、一対の仕切り壁５は互いに平行かつ側壁部２とも平行に他端側に延びている。

ただし、この仕切り壁５は、長手方向の他端側の端壁部３Ｂには接続されておらず、この他端側の仕切り壁５の端縁は他端側の端壁部３Ｂと間隔をあけている。なお、本実施形態では、一対の仕切り壁５の他端側の端縁と他端側の端壁部３Ｂとの長手方向の間隔は互いに等しい。また、図１（ａ）および（ｂ）では、仕切り壁５の長手方向一端側の端縁は、一端側の端板部３の上述のように方形に除去された部分の幅方向内側を向く端縁に接続されているが、例えば一対の仕切り壁５とその間の底板部４とを長手方向一端側に突き出すように樋状に延長してもよい。

従って、これらの仕切り壁５とその外側の側壁部２との間の空間は上記集水口２ａに連通することになり、この空間が本実施形態における集水部６とされる。また、これらの仕切り壁５同士の間の空間は排出口３ａに連通することになり、この空間が本実施形態における導水部７とされる。そして、このうち導水部７には、この導水部７を通って排出口３ａから排出される処理水の排水に紫外線を照射して殺菌する紫外線照射装置８が設けられている。

この紫外線照射装置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の長手方向をトラフ本体１の長手方向に合わせ、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７を流れる処理水の水面から５０ｍｍ〜３００ｍｍの間隔をあけて上方に支持されている。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、必要に応じて紫外線ランプ８ａと導水部７の処理水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の長手方向に並ぶように設置してもよい。

このように構成された集水トラフは、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と側壁部２の上端縁との間に位置するように底板部４側が浸漬されて設置される。１日当たりの浄水処理量が２００００ｍ^３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の集水トラフであれば、１基当たりの処理水流量は１日当たり１５００ｍ^３〜２０００ｍ^３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基程度の複数の集水トラフを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／ｃｍ^２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集水トラフにおいて、浄水等の処理水は、図１に破線で示すようにトラフ本体１の側壁部２に設けられた集水口２ａから仕切り壁５との間の集水部６に流入するが、この集水部６とトラフ本体１の一端側の端壁部３Ａに設けられた排出口３ａに連通する導水部７とが、上記仕切り壁５によって仕切られているので、仕切り壁５が配設された部分の集水部６に流入した処理水は、図１（ｂ）に示すように他端側の端壁部３Ｂと間隔をあけたトラフ本体１の長手方向他端側に流下する。そして、このように長手方向他端側に流下した処理水は、この他端側の端壁部３Ｂと仕切り壁５の間から導水部７に流れ込み、この導水部７の一端側に開口した排出口３ａから排水される。

すなわち、集水口２ａから集水部６に流入した処理水は、そのまま排出口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６を長手方向の他端側に一旦流下した後に導水部７に導かれて排水される。そして、この導水部７には紫外線照射装置８が設けられているので、こうして導水部７に導かれた処理水の全量に対して紫外線を照射することができ、例えばこのような集水トラフを備えた浄水設備においては、浄水に満遍なく十分に紫外線を照射して確実な浄水の殺菌を図ることが可能となる。

また、本実施形態では、上記仕切り壁５が、トラフ本体１の底板部４に立設されて接続されている。このように仕切り壁５を底板部４に立設して接続した場合、導水部７における処理水の水深は処理水の水面から底板部４までの深さそのものとなるが、特に本実施形態の浄水設備のように集水トラフが設置されるのが浄水の沈殿池の浄水流出部である場合には、処理水である浄水の紫外線透過率が常時９５％以上と清澄であって紫外線照射損失が少ないため、底板部４直上の処理水にも満遍なく紫外線を照射して確実に殺菌することが可能となる。

さらに、本実施形態では、こうして底板部４に立設された仕切り壁５が一対、排出口３ａを間に対向してトラフ本体１の長手方向一端側の端壁部３Ａに接続されていて、これら一対の仕切り壁５の間に導水部７が形成されるとともに、両仕切り壁５とその外側の側壁部２との間に集水部６が形成されている。このため、トラフ本体１の２つの側壁部２にそれぞれ集水口２ａを形成することができるので、効率的に処理水を集水することが可能となる。

さらにまた、本実施形態では、紫外線照射装置８が導水部７に流入する処理水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。ただし、本発明は、紫外線ランプを導水部７に浸漬する内照式紫外線照射装置を用いた集水トラフに適用することも可能である。

一方、この第１の実施形態の集水トラフでは、トラフ本体１が長方形箱形であって、２つの側壁部２がトラフ本体１の全長に亙って一定の間隔で平行に延びており、これらの側壁部２の間に一対の仕切り壁５が底板部４に立設されているが、排出口３ａの大きさを単なる樋状の集水トラフと同じとするには、トラフ本体１の全体の幅を大きくしなければならない。そこで、排出口３ａの大きさを確保しつつトラフ本体１全体が幅広となるのを防ぐには、図２に示す第２の実施形態のように、トラフ本体１の長手方向において上記導水部７が設けられた部分だけ、仕切り壁５が長手方向の他端側の端壁部３Ｂと間隔をあけた部分に対して、トラフ本体１の２つの側壁部２の間隔を幅広とすればよい。また、両仕切り壁５の間隔を広げることで、導水部７に流入する処理水の流速の低減および水深を浅くすることが可能となり、処理水への十分な紫外線照射時間及び紫外線強度を確保することができ、より効率的な殺菌が可能となる。

また、これら第１、第２の実施形態では、一対の仕切り壁５が底板部４に立設されているが、例えば図３に示す第３の実施形態のように１つの仕切り壁５を２つの側壁部２の間に立設して、トラフ本体１の長手方向においてこの仕切り壁５が設けられた部分では、一方の側壁部２だけに集水口２ａを形成するとともに、他方の側壁部２には集水口２ａを設けず、この他方の側壁部２と仕切り壁５との間の長手方向一端側の端壁部３Ａに排出口３ａを設けるようにしてもよい。従って、この第３の実施形態では、上記一方の側壁部２と仕切り壁５の間の部分が集水部６となり、上記他方の側壁部２と仕切り壁５の間の部分が導水部７となる。

さらに、これら第１ないし第３の実施形態では、いずれも仕切り壁５が底板部４に立設されて接合されているが、図４に示す第４の実施形態のように、仕切り壁５がトラフ本体１の底板部４に対向して２つの側壁部２に接続され、この仕切り壁５よりも下方に上記集水口２ａと連通する集水部６が設けられるとともに、仕切り壁５よりも上方に排出口３ａと連通する導水部７が設けられていてもよい。すなわち、側壁部２の集水口２ａは仕切り壁５よりも下側に形成され、排出口３ａは長手方向一端側の端壁部３Ａの仕切り壁５が接続された部分を下端縁としてこれよりも上側に形成される。

このような第４の実施形態では、仕切り壁５の下方の集水部６に流入した処理水がその水位の上昇によって仕切り壁５と長手方向他端側の端壁部３Ｂとの間隔から仕切り壁５上方の導水部７に流れ込み、長手方向一端側の端壁部３Ａの排出口３ａから排水されるが、図４に示すように導水部７における処理水（排水）表面から仕切り壁５までの処理水の水深を浅くすることができるので、さらに満遍なく紫外線照射装置８から処理水に紫外線を照射して一層確実な殺菌を図ることが可能となる。なお、これら第２ないし第４の実施形態において、第１の実施形態と共通する部分には同一の符号を配してある。

１ トラフ本体
２ 側壁部
２ａ 集水口
３Ａ トラフ本体１の長手方向一端側の端壁部
３Ｂ トラフ本体１の長手方向他端側の端壁部
３ａ 排出口
４ 底板部
５ 仕切り壁
６ 集水部
７ 導水部
８ 紫外線照射装置

Claims (8)

1. 長手方向に延びる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端壁部には排出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出口に連通する導水部に仕切る仕切り壁が設けられており、
   上記導水部には、上記排出口から排出される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集水トラフ。
2. 上記仕切り壁は、上記トラフ本体の底板部に立設されて接続されていることを特徴とする請求項１に記載の集水トラフ。
3. 一対の上記仕切り壁が、上記排出口を間にして上記長手方向の一端側の端壁部に接続されていることにより上記導水部が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の集水トラフ。
4. １つの上記仕切り壁が上記長手方向の一端側の端壁部に接続されていて、この１つの仕切り壁と上記トラフ本体の１つの上記側壁部とにより上記導水部が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の集水トラフ。
5. 上記長手方向において上記導水部が設けられた部分においては、上記仕切り壁が上記長手方向の他端側の端壁部と間隔をあけた部分に対して、上記トラフ本体の２つの上記側壁部の間隔が幅広となってい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集水トラフ。
6. 上記仕切り壁は、上記トラフ本体の底板部に対向して該トラフ本体の２つの上記側壁部に接続されており、この仕切り壁よりも下方に上記集水口と連通する上記集水部が設けられるとともに、該仕切り壁よりも上方に上記排出口と連通する上記導水部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の集水トラフ。
7. 上記紫外線照射装置は、上記導水部に流入する上記処理水の水面の上方に間隔をあけて設けられていることを特徴とする請求項１から請求項６のうちいずれか一項に記載の集水トラフ。
8. 請求項１から請求項７のうちいずれか一項に記載の集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集水トラフを備えた浄水設備。

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