JP2003071462A - 雨天時合流式下水道排水機場における薬品注入及び混合方法並びに消毒設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 雨天時放流水の消毒のための、（１）消毒剤
注入点での十分な接触を行える接触反応槽、（２）効率
よく注入できる配管構造、および（３）効率よく消毒剤
と放流水が接触できる放流渠構造を提供する。 【解決手段】 豪雨時放流水を消毒薬剤で消毒する際
に、１）ポンプ場、下水処理場の雨水混じりの下水の流
入部に設けられた攪拌機及び／又は槽内乱流生成機構を
有する混合接触水槽で消毒薬剤を下水に添加して接触さ
せ、２）雨天時放流水路に設けられた、消毒薬剤の分散
拡散性の高い形状の注入管又は自動ミキシングシステム
により消毒薬剤を雨水混じりの下水に注入し、３）薬剤
注入後の雨水混じりの下水を阻流壁構造を設けた放流水
路内に流すことにより雨天時越流水の消毒を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、雨水を含む下水を
下水道管に集めて流す雨天時合流式下水道排水機場にお
ける放流排水の消毒方法及び消毒設備に関し、特に雨天
時越流水による河川や海の水質汚濁を防止するための下
水道排水機場における薬品の注入及び混合方法並びに雨
天時越流水の消毒設備に関する。

【０００２】

【従来の技術】合流式下水道は、各家庭や工場から出る
汚水や降雨時の雨水を集めて下水として流す下水道管、
集めた下水を処理場まで送るための中継基地となる揚水
ポンプ場、運ばれてきた下水を浄化して河川や海などの
放流水域に放流する下水処理場などから成り立ってい
る。各下水道管は、緩やかな傾斜をつけて地下に埋設さ
れており、下水排水源から排出される汚水や雨水を集水
ますで集め、下水道管の傾斜に沿って自然流下させてい
る。

【０００３】上記のように、下水道管は、集めた下水を
自然流下させるために緩やかな傾斜がつけられているた
め、平坦地では下流にいくに従って徐々に深くなってい
る。そして、相当の深さになったところにポンプ場を設
置し、このポンプ場で揚水ポンプによって下水を地表近
くまで汲み上げ、下水処理場へ供給している。下水処理
場の規模や下水処理場までの距離によっては、上記の地
表近くまで汲み上げた下水を、再び下流側の下水道管に
流し込んで自然流下させて、下水処理場まで順次運ぶよ
うにしている。

【０００４】更に、合流式下水道の特質として、集中豪
雨などで処理しきれないほどの大量の雨水が流れ込んで
くることがあるので、このポンプ場では、そのような大
量の雨水が流れ込んできたときには、その一部または全
部を放流ポンプによって河川や海などの放流域に直接放
流し、浸水などの災害の発生を防止するようにしてい
る。また、下水処理場においても、同様に沈砂池から雨
水混じりの下水の一部又は全部を放流ポンプによって放
流域に直接放流するようにしている。

【０００５】上記したように、従来、雨天時にポンプ場
や下水処理場において、流入水量が処理能力以上になる
と無処理のまま公共用水域に放流されている。そのた
め、この放流水には、水質汚濁防止法に定める規制値を
上回る大腸菌群が検出される場合が起こり得る。そのよ
うな状態になってはいけないので、水質基準を達成する
ための手法として消毒薬剤（「消毒剤」ともいう）を雨
天時の放流水に注入し、大腸菌を殺菌する方法が採用さ
れている。この場合、液体または粉体混じりの液体消毒
剤を水路に設けた供給管から投入し、消毒対象である放
流水に混合させているが、投入方法としては（１）管又
はホースを、イ）水路内に多数の開口を持つように分岐
構造とした導管、ロ）水面に平行に配置した多数の穴を
あけた多孔管、ハ）管先端部を絞りノズル状とした管な
どを使用する方法、（２）水路内に設けた消毒剤の供給
管の向きを消毒剤の流れが水流に対し向流とする方法、
消毒剤を水面上部より瀧状に注入する方法、等がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
放流水時の消毒剤の注入方法では、雨天時の流入水量・
流速が通常時に比べ大きくなることから、（１）放流水
全体を消毒するために必要な接触時間が得られないこ
と、（２）水路断面に対し数点状あるいは一層状の注入
になるため、水路内全体に消毒剤が十分拡散しないうち
に公共用水域に排出されること、（３）敷地の制約があ
る、排出点から公共用水域までの距離が無い場合が多い
とかで、滞留構造を取れないことから薬注量を過剰に必
要とするといった問題があった。

【０００７】本発明は、これらの欠点を除去するために
なされたものであり、（１）消毒剤注入点での消毒剤の
十分な接触を行える接触反応槽、（２）効率よく注入で
きる配管構造、及び（３）効率よく消毒剤と放流水が接
触できる放流渠構造を提供することを課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、下
記の手段により前記の課題を解決した。 （１）集中豪雨などによって下水道管に雨水が大量に流
れ込んできた時に、下水の一部を雨天時越流水として揚
水ポンプ場の放流ポンプ及び／又は下水処理場の沈砂池
から放流水域に直接放流するようにした合流式下水道排
水機場において、放流水を消毒薬剤で消毒する方法であ
って、 １）ポンプ場、下水処理場の雨水混じりの下水の流入部
に設けられた攪拌機及び／又は槽内乱流生成機構を有す
る混合接触水槽で消毒薬剤を下水に添加して接触させ、 ２）雨天時放流水路に設けられた、消毒薬剤の分散拡散
性の高い形状の注入管又は自動ミキシングシステムによ
り消毒薬剤を雨水混じりの下水に注入し、 ３）薬剤注入後の雨水混じりの下水を阻流壁構造を設け
た放流水路内に流すことにより薬剤の分散効果を高め消
毒効果を上昇させて、雨天時越流水の消毒を行うことを
特徴とする雨天時合流式下水道排水機場における薬品注
入及び混合方法。

【０００９】（２）集中豪雨などによって下水道管に雨
水が大量に流れ込んできた時に、下水の一部を雨天時越
流水として揚水ポンプ場の放流ポンプ及び／又は下水処
理場の沈砂池から放流水域に直接放流するようにした合
流式下水道排水機場において、放流水を消毒薬剤で消毒
する設備であって、 １）ポンプ場、下水処理場の雨水混じり下水の流入部に
付設された、攪拌機及び／又は槽内乱流機構を設けた混
合接触水槽、 ２）前記混合接触水槽の後に接続する雨天時放流水路に
付設された、消毒薬剤の効率的な注入・拡散を行う形状
の注入管または自動ミキシングシステム、 ３）消毒薬剤の注入及び接触後の雨水混じり下水を通す
阻流壁構造が付設された放流水路を具備することを特徴
とする雨天時合流式下水道排水機場における消毒設備。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。ただし、以下の実施の形態の説明
例は、本発明の理解を容易化ないし促進化するために説
明するものであって、本発明を限定するために記載する
ものではない。換言すれば、以下の実施の形態の説明例
において開示される各部材は、本発明の精神ならびに技
術的範囲に属する全ての設計変更と均等物置換を含むも
のである。

【００１１】図１及び図２は、ポンプ場及び下水処理場
において、消毒剤の混合接触槽を設けた場合のフローを
示すものである。図１はポンプ場の場合を示し、流入の
後、除塵機２を通過後に混合接触槽３を設ける事例を示
している。図２は下水処理場の場合を示し、沈砂池通過
後に雨天時放流水路途中に混合接触槽を設ける事例を示
している。

【００１２】すなわち、図１においては、豪雨時の流入
下水１は、除塵機２で大形の塵埃を除去されてから混合
接触槽３にて薬剤１０を注入・混合（詳細は図３及び４
参照）され、ポンプ場４から揚水ポンプ（図示省略）に
て流入下水の一部を雨天時放流水として、放流水路５か
ら河川や海などの放流水域に直接放流され、残部は下水
処理場６の沈砂池６Ａに流入するように構成されてい
る。

【００１３】消毒用の薬品（消毒薬剤）、すなわち消毒
剤は殺菌剤とも称せられ、消毒用としてはホルマリン、
石炭酸、クレゾール、アルコール、石灰、逆性石鹸が挙
げられ、殺菌用としては塩素、次亜塩素酸ソーダ、さら
し粉、クロラミンＴ、トリエチレングリコールなどが挙
げられるが、本発明に好ましく使用するハロゲン系薬剤
としては、次亜塩素ソーダ等の塩素系殺菌剤水溶液、及
び臭素系殺菌剤溶解液が特に好ましい。

【００１４】図２においては、ポンプ場４（図１）から
の雨天時越流水の発生していない通常の流入下水１を、
下水処理場沈砂池に受け入れ、その後、第１沈殿池、曝
気槽、第２沈殿池、塩素接触槽などの各種浄化施設を経
て清浄化された処理水を河川や海などの放流水域に放流
している。豪雨時には、ポンプ場４で薬剤１０が流入・
混合されていない場合、及び残留塩素濃度計で下水処理
場の曝気槽の活性汚泥に悪影響を与えない濃度の残留塩
素しか含まれていないことを確認した場合には、ポンプ
場４からの揚水ポンプによる流入下水１Ａを沈砂池６Ａ
に受け入れ、下水処理場の処理能力を越える越流水は、
混合接触槽３へ導入し、前記ポンプ場４の場合と同様に
薬剤１０を注入・混合して、大腸菌などの雑菌を殺菌す
るが、放流水域の魚介類に悪影響を及ぼさない残留塩素
濃度の雨天時放流水５として放流水域へ放流する。

【００１５】以下に混合接触槽３の作用機構について説
明する。図３及び図４は、混合接触槽の様式を示す説明
図である。各図とも、（ａ）は下水の流れ方向に平行す
る面の側面図であり、（ｂ）は平面図であり、（ｃ）は
下水の流れに直交する面の側面図である。図３では、混
合接触槽３の前段に消毒剤の薬剤１０の注入を行い、攪
拌機１１によって混合を行う。また、流入下水１の短絡
を防ぐため混合接触槽３内の流入部に邪魔板１２を設置
する。同様に混合接触槽３中央部の壁面に阻流壁１３を
設置する。図４は、攪拌機を設置しないタイプで、水路
内に阻流壁１４を設け水流を蛇行させ混合効果を高める
ものである。

【００１６】図５〜７は、薬剤注入管の水路投入部分
（配管先端部分の構造）の構造を示すものである。注入
管の先端の構造には、図５〜７に示すような３タイプが
ある。なお、図５〜６において、（ａ）は薬品注入管の
先端部の側面図を示し、（ｂ）は同部分の縦断面図を示
す。以下にタイプ１〜３について順次説明する。

【００１７】図５に示すタイプ１は、薬剤注入管１５の
先端部１６に穴をあけ多孔状とし、薬品溶解液を開口１
７及び下部開口１８から全方位に噴射させ、流入下水
（「流入原水」ともいう）１と接触させるものである。
開口は水路内接水部のみとし、過剰な圧力損失を避ける
ため、開口比は総面積で吐出配管面積と同程度とする。
また、最先端部には目詰まり防止のため穴あけをする。

【００１８】図６に示すタイプ２は、吐出管先端部１６
に邪魔板１９を設け、薬品溶解液を水平及び下方部へ噴
出させるものである。過剰な圧力損失を避けるため、邪
魔板と配管先端部とのクリアランスは吐出配管面積と同
程度とする。また、邪魔板１９の中央部には目詰まり防
止のため穴あけ（下部開口１８）をしてある。

【００１９】図７に示すタイプ３は、注入管１５の先端
部の付近に水中ミキサ２０を設置して攪拌効果を高めた
ものである。水中ミキサ２０が与える流れ方向は、原水
流入の方向と対向させる方式とするのが攪拌効果を高め
るために好ましいが、動力源が無い場合はボルテックス
バルブなどを使用しても良い。この場合は、バルブ流入
部の付近に注入管を配置し、バルブ内で混合を行うもの
とする。タイプ１〜３ともに消毒剤接触部は、耐薬剤材
質（チタン、ハステロイ）又は耐薬ライニング（ＰＶ
Ｃ、ポリテトラフルオロエチレン）を施す。

【００２０】図８は、ポンプ場及び下水処理場におい
て、雨天放流水路２１に阻流壁２２を設けた場合のフロ
ーを示すものである。薬注後の水路２１において混合効
果を高めるため、阻流壁２２および邪魔板（底部）２３
を設置する。なお、邪魔板２３は、水路２１の底部に堆
積物がたまらないように、片側又は両端部に切り欠き２
４を入れる。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
排水を消毒薬剤で消毒する方式において、ポンプ場、下
水処理場における雨水混じり下水の流入部に混合接触槽
を設け、攪拌機あるいは槽内乱流を生じさせるような構
造を持たせることで消毒効率を上げる手段と、消毒剤注
入管の水路投入部分について、配管吐出部形状を有効に
分散させる構造および自動ミキシングシステムを組み込
むことで分散効果を高め消毒効率を上げる手段と、接触
後の放流水路内に阻流壁構造を設けることで乱流を生じ
させ分散効果を高め消毒効率を上げる手段を備えている
ので、排水の消毒効率すなわち単位時間当たりの殺菌率
の向上・消毒剤注入量の低減を図れる効果が得られる。

【００２２】その上、雨天時越流水中に含まれる汚水中
の大腸菌などを殺菌消毒することができ、水質汚濁を防
止することができ、残留塩素濃度計を併用すれば、消毒
薬による放流水域の魚介類に悪影響を与えないようにす
ることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ポンプ場に消毒剤の混合接触槽を設ける場合の
フローシートである。

【図２】下水処理場に消毒剤の混合接触槽を設ける場合
のフローシートである。

【図３】混合接触槽の一実施例を示す説明図であり、
（ａ）は水路に沿った縦断面図、（ｂ）は平面図、
（ｃ）は（ｂ）の線Ａ−Ａについての縦断面図である。

【図４】混合接触槽の別の実施例を示す説明図であり、
（ａ）は水路に沿った縦断面図、（ｂ）は平面図、
（ｃ）は（ｂ）の線Ａ−Ａについての縦断面図である。

【図５】薬品注入管の先端部の構造の一実施例を示す説
明図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図である。

【図６】薬品注入管の先端部の構造の別の実施例を示す
説明図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は縦断面図であ
る。

【図７】注入管先端部の付近に水中ミキサを設置して攪
拌効果を高めたものの説明図であり、（ａ）は正面の説
明図、（ｂ）は側面の説明図である。

【図８】雨天放流水路に阻流壁を設けた場合の説明図で
あり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）の線Ａ−Ａにつ
いての断面図である。

【符号の説明】

１ 流入下水 １Ａ 流入下水 ２ 除塵機 ３ 混合接触槽 ４ ポンプ場 ５ 雨天時放流水路 ６ 下水処理場 ６Ａ 下水処理場沈砂池 ７ 水処理設備 ８、９ 水路 １０ 薬剤 １１ 攪拌機 １２ 邪魔板 １３、１４ 阻流壁 １５ 薬剤注入管 １６ 先端部 １７ 開口 １８ 下部開口 １９ 邪魔板 ２０ 水中ミキサ ２１ 放流水路 ２２ 阻流壁 ２３ 邪魔板 ２４ 切り欠き

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０２Ｆ 1/50 Ｃ０２Ｆ 1/50 ５３１Ｐ ５３２ ５３２Ｂ ５３２Ｃ ５５０ ５５０Ｃ ５６０ ５６０Ｚ 1/00 1/00 Ｋ 1/76 1/76 Ａ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 集中豪雨などによって下水道管に雨水が
   大量に流れ込んできた時に、下水の一部を雨天時越流水
   として揚水ポンプ場の放流ポンプ及び／又は下水処理場
   の沈砂池から放流水域に直接放流するようにした合流式
   下水道排水機場において、放流水を消毒薬剤で消毒する
   方法であって、 １）ポンプ場、下水処理場の雨水混じりの下水の流入部
   に設けられた攪拌機及び／又は槽内乱流生成機構を有す
   る混合接触水槽で消毒薬剤を下水に添加して接触させ、 ２）雨天時放流水路に設けられた、消毒薬剤の分散拡散
   性の高い形状の注入管又は自動ミキシングシステムによ
   り消毒薬剤を雨水混じりの下水に注入し、 ３）薬剤注入後の雨水混じりの下水を阻流壁構造を設け
   た放流水路内に流すことにより薬剤の分散効果を高め消
   毒効果を上昇させて、 雨天時越流水の消毒を行うことを特徴とする雨天時合流
   式下水道排水機場における薬品注入及び混合方法。
2. 【請求項２】 集中豪雨などによって下水道管に雨水が
   大量に流れ込んできた時に、下水の一部を雨天時越流水
   として揚水ポンプ場の放流ポンプ及び／又は下水処理場
   の沈砂池から放流水域に直接放流するようにした合流式
   下水道排水機場において、放流水を消毒薬剤で消毒する
   設備であって、 １）ポンプ場、下水処理場の雨水混じり下水の流入部に
   付設された、攪拌機及び／又は槽内乱流機構を設けた混
   合接触水槽、 ２）前記混合接触水槽の後に接続する雨天時放流水路に
   付設された、消毒薬剤の効率的な注入・拡散を行う形状
   の注入管または自動ミキシングシステム、 ３）消毒薬剤の注入及び接触後の雨水混じり下水を通す
   阻流壁構造が付設された放流水路を具備することを特徴
   とする雨天時合流式下水道排水機場における消毒設備。