JP2008284425A - 排水分離装置 - Google Patents
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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
【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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
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)
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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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