JP2008284425A - 排水分離装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フィルタ部のメンテナンスフリー化を達成した排水の分離装置を提供する。
【解決手段】円形または方形な側壁４を有する分離槽２を有している。この分離槽２の内部を仕切板７で流入室５と流出室６に仕切っている。仕切板７には板状のフィルタ部８が設けられている。流入室５における排水の供給部と、流出室６における排水の排出部を有している。流入室５における側壁の内側形状は、流入する排水が水平方向の旋回流を形成できるように構成され、下方に向かって断面が縮小する不純物捕捉部が前記旋回流の中心領域の下方に設けられている。このように構成することで、細かい固形状の不純物の分離が有効に行われることで、フィルタ部８のメンテナンスが不要となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、下水道等の排水に含まれる固形状の不純物を分離する排水分離装置に関する。

都市部に敷設される下水道に流入する雨水などの排水は、一部は雨水浸透設備などにより地中に排出され、残りは公共水域に排出されることが多い。下水道を流通する雨水排水中には土砂、種々のゴミ類、紙類、落ち葉、等の固形状の不純物が混入しており、それら不純物が雨水浸透設備に流入すると、設備のメンテナンスを頻繁に行う必要があり、コスト的にも不利である。そこで、雨水浸透設備の一部や下水道の一部に固形状の不純物を分離する排水の分離装置が設けられる。

排水の分離装置として、排水に旋回流を発生させ、その旋回流により固形状の不純物を分離する分離装置が知られている（例えば、ドイツのUFT社の商品名フルードセップ）。また、油に含まれる固形状の不純物を分離するために、フィルタ方式で不純物を分離するようにした装置が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

この特許文献１に開示された分離装置は、分離槽内に直径の小さい中空管を多数環状に配列して環状体からなるフィルタ部を形成し、不純物を含む油を環状体の外側から接線方向に供給して旋回流を生成させる。その旋回流により環状体の外側に付着した固形状の不純物を分離しており、それによってフィルタメンテナンスの手間を少なくするようになっている。

特開２００４−２７５９５７号公報

前者の旋回流を利用した分離槽はフィルタ部を有しないためメンテナンスが容易であるが、細かい固形状の不純物の分離は困難である。

特許文献１に開示されている分離装置は、フィルタ部を有するので細かい固形状の不純物も分離可能である。しかし開示された構造では、分離した不純物がフィルタの外周面に沿って旋回を続ける間に、旋回流の中心領域に収束してフィルタに再付着する恐れがあるので、フィルタ部のメンテナンスフリーの問題が完全に解決されているとは言い難い。

以上から、本発明の目的は、フィルタ部のメンテナンスフリー化を達成した排水の分離装置を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明の代表的な排水分離装置は、排水に含まれる固形状の不純物を分離する装置において、円形または方形な側壁を有する分離槽と、分離槽の内部を流入室と流出室に仕切る仕切板と、仕切板に取り付けた板状のフィルタ部と、流入室に設けた排水の供給部と、流出室に設けた排水の排出部とを備え、流入室における側壁の内側形状は、流入する排水が水平方向の旋回流を形成できるように構成され、下方に向かって断面が縮小する不純物捕捉部が前記旋回流の中心領域の下方に設けられていることを特徴とするものである。

本発明の排水分離装置によれば、細かい固形状の不純物の分離が有効に行われることで、フィルタ部のメンテナンスが不要である。

以下、図面に基づいて本発明に係る排水分離装置の最良の実施形態について説明する。

≪第１実施形態≫
図１(ａ)，（ｂ）は、第１実施形態の排水分離装置１を示し、つぎの各部からなっている。主要部の分離槽２は上部が開放された円筒形の側壁４でなっている槽本体３を有し、この槽本体３の内部はＶ字形もしくはＬ字形の仕切板７によって流入室５と流出室６に仕切られている。流入室５には排水を導入するための供給管９が設けられ、底部に下方に向かって断面が縮小する２つの不純物捕捉部１１が設けられている。また、流出室６には排水を排出するための排水管１０が設けられ、下部には排水管１０まで延長する案内路１３が設けられている。供給管９と排水管１０はそれぞれ円筒形側壁４のほぼ略１８０°で対向する位置に設けられている。

かかる構造の槽本体３の材質は、例えばコンクリート製またはＦＲＰ（繊維強化プラスチック）製であり、下水道系統に設置する場合は下水道の管路に合わせて地中に埋設されるが、その上部は地表に露出されて着脱自在な鉄板などの蓋体（図示せず）で閉塞される。

一方、上記仕切板７の２つの辺にはそれぞれ板状のフィルタ部８が取り付けられている。仕切板７は、上部が分離槽２の底部から中間の高さまで延長した縦長さ（高さ）を有し、その上部の開放された空間部に流入室５から流出室６へ排水を溢出させるオーバーフロー部１２が形成され、側壁４の内側に設けた凹溝に上方から嵌め込むなどして分離槽２に着脱自在となっている。仕切板７の材質は、例えばステンレス製やＦＲＰ製であり、それらの板材を加工して、図１に示すように、先端を鋭角にしたＶ型に形成されている。但し、そのＶ型形状に限定されるものではなく、後述するように、流入室５に流入した排水が２つに分流されてそれぞれ水平方向の旋回流がスムーズに形成できる形状であれば、例えば先端が円形または楕円形に形成されたＶ型であってもよい。また、Ｖ型の挟角も水平方向の旋回流がスムーズに形成できる範囲であれば任意に選択できるが、実験によればＶ型の角度が６０°〜９０°の範囲が好ましいことが分かっている。

また、上記板状のフィルタ部８としては、例えばプレス加工で小径の穴加工がされたパンチングメタル板等を、仕切板７の全て若しくは一部に使用するか、金属網または合成樹脂網で作られた網状のフィルタ材を接着や嵌め込みなどによって仕切板７に固定することで取り付けられる。なお、フィルタ部８のメッシュ範囲は分離すべき固形状の不純物の大きさに応じて適宜選択される。

ここで、本実施形態においては、分離槽２の上流側に予備分離槽２０が接続される構造となっている。

予備分離槽２０は、側壁２１と底部２２を有し、側壁２１の内側に沿って水平方向の旋回流を形成するように排水を流入させる流入部２３と、排水を流出させる流出部２４と、予備分離槽２０の下部から流出部２４まで延長する案内路２５を備えている。流入部２１には排水を円形な側壁２１に沿って流入させるための案内板２３ａが設けられている。また、予備分離槽２０の底部には下方に向かって断面が縮小する不純物捕捉部２６が設けられる。

予備分離槽２０の材質には、分離槽２と同様に例えばコンクリート製またはＦＲＰ製であり、下水道系統に設置する場合は下水道の管路に合わせて地中に埋設されるが、その上部は地表に露出されて着脱自在な鉄板などの蓋体で覆われる。

次に、かかる図１の実施形態による分離装置１を下水道系統に設置した場合を例にして、その排水分離作用を説明する。

下水道の管路から排水が予備分離槽２０の流入部２３に導入される。導入された排水は案内板２３ａによって側壁２１の内周面に沿って流入して水平方向の旋回流を形成する。排水に含まれている固形状の不純物のうち、水よりも比重の大きいものは次第に旋回流の中心部に集まり、下降して下方に設けた不純物捕捉部２６に堆積する。

一方、水より比重の小さい浮遊性の固形状の不純物または油分の大部分は旋回流の作用により水面領域に浮上してそこに滞留する。不純物捕捉部２６に堆積した不純物や水面領域に滞留する不純物がある程度の量に達した時点で、予備分離層２０の上部を覆う蓋体を外して網柄杓などにより外部に取り出す。予備分離槽２０では細かい固形状の不純物は分離されないが、そのような細かい固形状の不純物は前記分離槽２において分離される。

図２に示すように、細かい固形状の不純物を含む排水は予備分離層２０の下部から案内路２５を通って流出部２４に入り、そこから分離槽２の供給部９を経て流入室５に流入する。流入室５に流入した排水はＶ型の仕切板７によって２つに分流し、円筒形状の側壁４の内周面に沿って流れ、それによって流入室５の排水に矢印のような２つの水平方向の旋回流が形成される。

流入室５の排水はそのように水平方向に旋回するが、その排水の一部はフィルタ部８を通って流出室６に流出し、その際、排水に含まれている細かい固形状の不純物はフィルタ部に捕捉されて分離される。フィルタ部８に捕捉（付着）した固形状の不純物の量が多くなると、その一部は水平方向の旋回流で剥離されて排水中に再浮遊し、旋回流の中心領域に収束されていく。そのため、一度分離した固形状の不純物がフィルタ部８に再付着する心配がない。なお流入室５の底部から供給管９の底部までを高さとする仕切板を、V型の仕切板７の頂点から供給管９の底部下の円筒型の側壁４までに設け流入室５を仕切ると、流入室５に発生する渦流の方向性が異なる２つの旋回流が効率的に発生するようにすることが出来る。

また、流入室５内には水平方向の旋回流に加えて不純物捕捉部１１の形状に起因する上下方向の旋回流の発生が容易になり、固形状の不純物の中で比重の大きいものは上下方向の旋回流によりその下降作用が促進され、不純物捕捉部１１に捕捉されやすくなる。一方、比重の小さいものは浮上作用が促進されて流入室５の上部に滞留する。流出室６に流出した排水はその下方から案内路１３を通り排出部１０を経由して下流側の下水道の管路や雨水浸透設備などに排出される。

例えば、大雨が降ったときには、下水道には大量の雨水とともに多くの固形状の不純物が流入し、場合によっては油分が含まれることもある。その際、予備分離層２０で補足できなかった浮遊性で固形状の不純物や油分などが分離槽２の流入室５にも流入することがある。例えば、流入室５に紙くずなどの浮遊性で固形状の不純物や油分が流入すると、それらによりフィルタ部８の少なくとも上部が閉塞現象を起こし、一時的にそのフィルタ機能を低下させることになる。

本実施形態では、仕切板７の上部の開放された空間部に流入室５から流出室６へ排水を溢出させるオーバフロー部１２が形成されている。そのため、水面付近に滞留する浮遊性で固形状の不純物や油分は、排水に同伴してそのオーバーフロー部１２から溢出して流出室６に流入する。そのためフィルタ部８の閉塞現象を回避できる。

以上説明した第１実施形態の効果を次にまとめる。

（１）分離槽の流入室に流入する排水が水平方向の旋回流の旋回流を形成するように構成されているから、フィルタ部に付着した固形状の不純物は水平方向の旋回流で分離されてその中心領域に収束する。そのため、分離した固形状の不純物がフィルタ部に再付着する心配がない。

（２）流入室における旋回流の中心領域の下方において、下方に向かって断面が縮小する不純物捕捉部を設けている。それにより、水平方向の旋回流に加えて不純物捕捉部の形状に起因する上下方向の旋回流が容易に発生し、固形状の不純物の中で比重の大きいものは上下方向の旋回流により下降作用が促進されて不純物捕捉部に捕捉されやすくなる。結果、比重の小さいものは浮上作用が促進されて流入室の上部に滞留する。そのため分離した固形状の不純物のフィルタ部への再付着防止効果をより高めることができ、さらに不純物回収も容易になる。

（３）供給部と排出部を分離槽の側壁に対向配置し、仕切板は供給部から供給される排水が流入室内で分流して夫々水平方向の旋回流を形成するように２つの辺を有するＶ型に形成する。それにより、流入室の内側と仕切板の各辺で囲まれる２つの領域の下方にそれぞれ不純物捕捉部を設けることができる。したがって、単純な構造の仕切板を配置するだけで容易に水平方向の旋回流を形成することができ、構造が簡単で低コストの分離装置を構成できる。

（４）分離槽における側壁の内側を円形にすれば、その円形な内側と仕切板の各辺で囲まれた２つの領域にそれぞれ水平方向の旋回流が形成されるように構成できる。このように構成すると、分離槽の円形な内側形状を利用して水平方向の旋回流を容易に形成することができる。

≪第２実施形態≫
次に、図３は第２実施形態による排水分離装置を示す。この場合、上記第１実施形態の図２で示された分離槽２が円筒形であるのに対して、第２実施形態では分離槽２の側壁４を断面方形に成形した構造例である。すなわち、流入室５を形成する方形断面の側壁４の４つの隅部にそれぞれ補助板１４が斜めに配置されている。この補助板１４は矢印のような２つの水平方向の旋回流の形成を助長するために設けられ、例えば側壁４に形成した凹溝にＦＲＰ製の補助板１４を上方から挿入することにより、流入室５に着脱自在に装着される。

補助板１４の高さ方向の長さは仕切板７と同じとすることもできるが、それに限らず、水平方向の旋回流の形成を助長できれば、その下部を流入室５の中間領域までとすることもできる。また、水平方向の旋回流の形成を助長できれば補助板１４は図３の左方の２枚だけにすることもできる。さらに、補助板１４は図示のような平板でなく、円弧形状でもよく、円弧形状の場合は、より一層旋回流を形成することができる。

すなわち、この第２実施形態によれば、分離槽２における側壁４の内側を方形に形成し、その方形の隅部に補助板１４を配置することで流入室の側壁の内側を多角形に形成し、その多角形の内側と仕切板の各辺で囲まれた２つの領域にそれぞれ水平方向の旋回流が形成されるように構成できる。このように構成すると、製造が容易な方形の分離槽を用いても水平方向の旋回流を容易に形成することができる。

≪第３実施形態≫
図４は、第３実施形態による排水分離装置を示す。この場合、第２実施形態の図３に準じて分離槽２が構成され、仕切板７の水平方向断面が円形に形成され、その円周方向に所定間隔で複数（図示の例では４つ）の水平断面が円弧状のフィルタ部８が取り付けられている。また、高さの比較的短い板状の取付板７ａが仕切板７から半径方向に複数延長され、それら取付板７ａの先端部を側壁４の内側に形成した凹溝に上方からそれぞれ挿入することにより、仕切板７が分離槽２に対しそれと同心状に且つ着脱自在に装着される。

流入室５には排水の供給部９が設けられ、流出室６には排水の排出部１０が設けられ、それらは側壁４に対向配置される。排水の供給部９には円弧状の案内板９ａが設けられる。この案内板９ａの作用で排水が仕切板７の内側接線方向に供給され、それによって排水に矢印のような２つの水平方向の旋回流が形成される。フィルタ部８で捕捉された固形状の不純物の量が多くなると、その一部は水平方向の旋回流により剥離されて排水中を下降し、2つの旋回流の下方に設けられ且つ下方に向かって断面が縮小する形状の不純物捕捉部１１に捕捉されてそこに堆積する。フィルタ部８を通過した排水は排出部１０から下流側に排出される。なお、この第３実施形態にあっても、流出室６の下方から排出部１０まで図１の例のような案内路１３を設けることができる。

≪第４実施形態≫
図５は、第４実施形態による排水分離装置を示す。この場合、第３実施形態の図４に準じて分離槽２が構成され、図４の構造と以下の部分で異なっている。水平断面が円形な仕切板７を分離槽２に対し偏芯状態で装着し、その仕切板７における一部（供給部９に近い部分）だけにフィルタ部８を設けている。供給部９には排水を仕切板７の内側接線方向に流入させるため、円弧状の側壁を有する案内板９ａが設けられ、その案内板９ａに形成した凹溝に仕切板７を上方から挿入することで、仕切板７が分離槽２に着脱自在に装着される点にある。そして案内板９ａの作用により流入室５における排水に水平方向の旋回流が形成され、その旋回流の中心領域の下方に図４と同様な不純物捕捉部１１が形成される。

この第４実施形態によれば、分離槽２における側壁４の内側を円形に形成するとともに、仕切板７の水平方向断面を円形に形成し、排水が仕切板７の内側接線方向に供給できるように供給部９を構成することができる。このように構成すると、水平方向の旋回流を容易に形成できると共に、分離槽の下方の設ける不純物捕捉部が１つでよいので、堆積した不純物を外部に取り出す操作が容易になる。

以上、本発明の排水分離装置について数例の実施形態が説明されたが、それらの実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で他の実施形態、応用例、変形例およびそれらの組み合わせも可能である。

例えば、本発明を適用できる排水には、道路から下水道に流入する雨水や一般排水、料理店の厨房排水、食肉加工工場の排水なども含まれるものとする。

また、仕切板の上部に流入室から流出室へ排水を溢出させるオーバーフロー部を設け、流出室の下部から排出部まで延長する案内路を設け、流出室の下部の排水が案内路を通って排出部から排出できる。同時に、流出室の上部に固形状の浮遊性不純物または油分が滞留できるように構成することができる。このように構成すると、流入室の上部に浮遊性の不純物や油分が滞留した際に、それら不純物や油分はオーバーフロー部から流出室に溢出されるので、フィルタ部の一部が浮遊性の不純物により閉塞することや油分で汚染されることを防止できる。そして流出部の上部に滞留する浮遊性の不純物や油分は、ある程度の量に達した時点で外部に取り出せばよい。

また、分離槽の前段にフィルタ部を有しない旋回流方式だけの予備分離槽を設けることができる。このような構造簡単な予備分離槽を設けることにより、排水に含まれている多くの固形状の不純物や油分を予め予備分離槽で分離除去し、そこで分離できない比較的細かい固形状の不純物を含む排水を前記分離槽に供給できる。このようにすると、分離槽のフィルタ部における固形状の不純物の分離量を大幅に減少させることができるので、分離槽の下方に設けた不純物捕捉部に堆積した固形状の不純物を取り出す操作の間隔を長くできる。また、予備分離槽は内部に仕切板が存在しないので、不純物捕捉部に堆積した固形状の不純物を容易に取り出せる。

また、予備分離槽における側壁の内側を円形または方形に形成し、前記底部には下方に向かって断面が縮小するテーパ状に形成された不純物捕捉部を設けることができる。このように予備分離槽はその形状の自由度が高いので、目的に応じて好適な形状を選択できる。

同図(ａ)，（ｂ）は本発明の排水分離装置に係る第１実施形態を示す平面断面図と側面断面図。 同第１実施形態における要部の分離槽でも排水流を模式的に示す平面断面図。 本発明の排水分離装置に係る第２実施形態の分離槽を示す平面断面図。 本発明の排水分離装置に係る第３実施形態の分離槽を示す平面断面図。 本発明の排水分離装置に係る第４実施形態の分離槽を示す平面断面図。

符号の説明

１ 排水分離装置
２ 分離槽
３ 槽本体
４ 側壁
５ 流入室
６ 流出室
７ 仕切板
８ フィルタ部
９ 供給管
１０ 排水管
１１ 不純物捕捉部
１３ 案内路
２０ 予備分離槽
２１ 側壁
２２ 底部
２３ 流入部
２４ 流出部
２５ 案内路
２６ 不純物捕捉部

Claims (8)

1. 排水に含まれる固形状の不純物を分離する装置において、
   円形または方形な側壁を有する分離槽と、
   分離槽の内部を流入室と流出室に仕切る仕切板と、
   仕切板に取り付けた板状のフィルタ部と、
   流入室に設けた排水の供給部と、
   流出室に設けた排水の排出部と、
   を備え、流入室における側壁の内側形状は、流入する排水が水平方向の旋回流を形成できるように構成され、下方に向かって断面が縮小する不純物捕捉部が前記旋回流の中心領域の下方に設けられていることを特徴とする排水分離装置。
2. 請求項１において、供給部と排出部は分離槽の側壁に対向配置され、仕切板は供給部から供給される排水が流入室内で分流して夫々水平方向の旋回流を形成するように２つの辺を有するＶ型に形成され、流入室の内側と仕切板の各辺で囲まれる２つの領域の下方にそれぞれ不純物捕捉部が設けられていることを特徴とする排水分離装置。
3. 請求項２において、分離槽における側壁の内側を円形とすることにより流入室の側壁の内側が円形に形成され、その円形な内側と仕切板の各辺で囲まれた２つの領域に夫々水平方向の旋回流が形成されるように構成されていることを特徴とする排水分離装置。
4. 請求項２において、分離槽における側壁の内側が方形に形成され、その方形の隅部に補助板を配置することにより流入室の側壁の内側が多角形に形成され、その多角形の内側と仕切板の各辺で囲まれた２つの領域に夫々水平方向の旋回流が形成されるように構成されていることを特徴とする排水分離装置。
5. 請求項１において、分離槽における側壁の内側が円形に形成され、その円形な側壁の内側に水平方向断面が円形な仕切板が設けられ、供給部は排水を仕切板の内側接線方向に供給するように構成されていることを特徴とする排水分離装置。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれかにおいて、仕切板の上部に流入室から流出室へ排水を溢出させるオーバーフロー部が設けられ、流出室の下部から排出部まで延長する案内路が設けられ、流出室の下部の排水が案内路を通って排出部から排出できると共に、流出室の上部に固形状の浮遊性不純物または油分が滞留できるように構成されていることを特徴とする排水分離装置。
7. 請求項1ないし請求項６のいずれかにおいて、側壁と底部を有する予備分離槽が設けられ、予備分離槽は、その側壁内側に沿って水平方向の旋回流を形成するように排水を流入させる流入部と、排水を流出させる流出部と、分離槽の下部から流出部まで延長する案内路とを備え、前記旋回流によって排水から固形状の不純物が分離されて底部に堆積し、固形状の不純物が分離された排水が案内路を通って流出部から流出するように構成され、予備分離槽の流出部は前記分離槽の供給部に連通されていることを特徴とする排水分離装置。
8. 請求項７において、前記予備分離槽における側壁の内側は円形または方形に形成され、前記底部には下方に向かって断面が縮小するテーパ状に形成された不純物捕捉部が設けられていることを特徴とする排水分離装置。

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