JP4618737B2

JP4618737B2 - 路面排水処理槽

Info

Publication number: JP4618737B2
Application number: JP2007202285A
Authority: JP
Inventors: 実畑; 直紀衣川; 直行木村
Original assignee: ケイコン株式会社
Priority date: 2007-08-02
Filing date: 2007-08-02
Publication date: 2011-01-26
Anticipated expiration: 2027-08-02
Also published as: JP2009035963A

Description

この発明は、車道の側溝に設置する路面排水中に含まれる沈殿物を分離除去する路面排水処理槽に関する。

国道その他の自動車道の路面上には、土砂や、粉塵や、空気中の浮遊物質や、水中に浮遊する粒子状物質いわゆるＳＳや、自動車のタイヤや舗装アスファルトの摩耗くずや、事故時の車の燃料等の汚濁物質など様々のものが堆積している。これらの汚濁物質は雨天時に路面上から排水施設をとおり、河川や湖沼や沿岸海域などの公共用の水域やあるいは河川や湖沼の周辺の田畑へ流出し、水質汚濁を引き起こす原因のひとつになっている。

路面に堆積した汚濁物質は、降雨時の主に初期の雨水による路面排水となり流出するが、通常、この路面排水には降雨の状態により三つのパターンがあるといわれている。

先ず、第１のパターンは、一定の降雨強度の降水が続く場合である。この場合は、降雨初期には汚濁濃度が高くなっている。しかし、降雨開始の２時間後には汚濁濃度は収束する。

第２のパターンは、初期降雨が少なく、その後、急激に降雨が増加する場合である。この場合は、降雨初期に汚濁濃度が高く、一旦汚濁は減少に向かうものの、降雨強度が強くなると再び汚濁は高濃度に上昇する。

第３のパターンは、雨が降ったり止んだりする場合である。この場合は、初期降雨時間が短く、最も雨量が少量であるが、次の降雨時では雨量が多くなる。この場合は、路面上の汚濁物質が流出するのにある程度の降雨水量が必要であるから、初期汚濁濃度よりも次降雨時の汚濁濃度が高くなる。

ところで、上記の三つのパターンがあるものの、路面汚濁物質の大部分は上記の第１ないしは第２のパターンの降雨初期の２時間のファーストフラッシュ水によってその多くが流れだす。その中の特に路面排水中に浮游する粒子状物質であるＳＳ物質は路面汚濁の最も大きな要因となっているものである。そこで、これらのファーストフラッシュ水を選択的に処理して浄化することにより、路面排水の汚濁物質による負荷を大幅に削減して、排水することができる。

このような路面排水のファーストフラッシュ水のみを選択的に貯留して浄化枡に導く装置が開発されている。これは車道側の側溝に設置の既設の排水枡に集水トラフを設け、隣接する歩道の下に貯留・浄化枡を設置し、この貯留・浄化枡に装入した土壌によるろ過・吸着作用によりＳＳ物質の粒子状物質だけでなく、難分解性ＣＯＤを示す溶存性物質を除去するものである。ろ過した排水は貯留・浄化枡の底部の排水パイプにより排水し、既設の排水管に返送、または地下浸透するものである（例えば、非特許文献１参照。）。

さらに、車道の路面に降った雨を路面を経由して側溝に入れ、側溝から側溝脇の沈殿槽に集めて大きなゴミを沈殿除去し、次いでこの排水を隣接の処理槽に入れ、処理槽で排水を一旦下部に落とし、発泡ポリプロピレン粒子のろ材の中を上向きに流して汚濁物質をろ過吸着して除去し、浄化した排水を隣接の排水枡から車道の排水溝へ排出する。処理量を超える排水は、処理を行わずオーバーフロー水として側溝などの排水施設へ排出する（例えば、非特許文献２参照。）。

しかし、これらは都市の車道における降雨の対策に必ずしも優れておらず、また都市型のヒートアイランド現象や都市型洪水に対応するものではなかった。

そこで、発明者らは、上記した降雨初期のファーストフラッシュの２時間以内の路面排水のファーストフラッシュ水のみを的確に一時貯留しかつ処理して、路面排水のファーストフラッシュ水に含有されている土砂や、粉塵や、空気中の浮遊物質や、水中に浮遊する粒子状物質いわゆるＳＳや、自動車のタイヤや舗装アスファルトの摩耗くずや、事故時の車の燃料等の汚濁物質を除去して浄化した処理水を流出するか、または浄化した処理水を下水に流出するようにし、一時貯留により都市のヒートアイランド現象を緩和し、さらに都市型の洪水に備えた自動車の走行する車道側の側溝に敷設する路面排水処理槽を開発している（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００６−２８８４３号公報「ＦＦクリーナー」滋賀県、財団法人琵琶湖・淀川水質安全機構、東レエンジニアリング株式会社、発行、パンフレット「路面排水処理システム」株式会社ホクコン、２００３／０１／１５発行、パンフレット

本発明が解決しようとする課題は、上記した降雨初期のファーストフラッシュの２時間以内の路面排水のファーストフラッシュ水のみを的確に一時貯留しかつ処理して、路面排水のファーストフラッシュ水に含有されている土砂や、粉塵や、空気中の浮遊物質や、水中に浮遊する粒子状物質いわゆるＳＳや、自動車のタイヤや舗装アスファルトの摩耗くずや、事故時の車の燃料等の汚濁物質を除去して浄化した処理水を浸透機能を有する路面排水処理槽において、路面排水処理槽内での槽構造に付随する汚染物質の再撹拌を防止し、さらに流入水により発生する渦流の勢いを抑制することで槽底部に沈殿した汚濁物質の際撹拌を防止しうる路面排水処理槽を提供することである。

上記の課題を解決するための本発明の手段は、請求項１の発明では、車道側の側溝２に接続され側溝２の上面２ｃを表面高さとする上面蓋５と、上流側の側溝２から路面排水を流入する流入口１０ａと、流入された路面排水を側溝２の底面３より低い位置にあるオーバーフロー通路１４から下流側の側溝２へ排出する排出口１０ｂと、側溝２の底面３より低位にそれぞれ開口する底口７ａおよび底口７ｂを有する路面排水の上流側の流入部６ａおよび路面排水の下流側の流入部６ｂの各底壁９ａ、９ｂと、流入口１０ａおよび排出口１０ｂより低位でかつ反対側の流出路１１ａより高い堰１１ｃを経てオーバーフロー通路１４の下を横切る下水管への流出路１１ａと、および該流出路１１ａの反対側へより低位で延びる地下貯留槽１３への流出路１１ｂとを有する底壁の中央に開口の中央口１２を設けた上部槽４を形成している。さらに、この上部槽４の下部に円形槽からなる下部槽１５を形成して有する。従って、下部槽１５は、この上部槽４の底壁である下部槽１５の天井壁１６と、上部槽４の底口７ａおよび底口７ｂに連通する天井壁１６の下面の出口８ａおよび出口８ｂと、底壁の中央口１２である天井壁１６の中央に開口の流出口１９と、下部槽１５の流出口１９から槽下部へ配設のすそ広がり状に拡径する外側センターコーン２０と、外側センターコーン２０の内側に離間して中心上部に円形開口を有し、かつ、下部槽１５の槽下部へすそ広がり状に拡径する内側センターコーン２１を有し、外側センターコーン２０の円形下端と内側センターコーン２１の円形下端の間に等間隔に離間して渦巻き状に配置されて内側センターコーン２１を下端から支持する複数の立板からなる渦流制御板２２と、路面排水に含有の汚濁物の沈殿物貯留部１７とする下部槽１５の底壁１８から形成されている。このように請求項１の手段の路面排水処理槽１は上記の構造から形成されていることを特徴とするものである。

請求項２の発明では、路面排水処理槽１はコンクリートブロック２３から形成され、上部槽４の上部に配置の上面蓋５を形成する上面蓋コンクリートブロック２６と、上部槽４を形成する上部コンクリートブロック２５と、該上部コンクリートブロック２５の下側に配置の下部槽１５を形成する下部コンクリートブロック２４から形成され、下部コンクリートブロック２４上に上部コンクリートブロック２５を積載して互いに連結し、下部槽１５内の外側センターコーン２０および内側センターコーン２１をステンレス板あるいはＦＲＰ板から形成し、かつ外側センターコーン２０および内側センターコーン２１を下部で支持連結する複数の渦巻き状の立板からなる渦流制御板２２をステンレス板あるいはＦＲＰ板から形成していることを特徴とする請求項１の手段の路面排水処理槽１である。

本発明は、車道側の側溝に接続された下部槽を内部に有する路面排水処理槽を車道脇の歩道の下に埋設し、降雨による路面排水を集水枡である下部槽に流下し、さらに、この流下した路面排水に含有される土砂や、粉塵や、空気中の浮遊物質や、雨水中に浮遊する粒子状物質や、タイヤや舗装アスファルトの摩耗くずや、事故時の車の燃料等の汚濁物質を下部槽内で路面排水とともに旋回させて沈殿物質として分離除去し、沈殿物質を除去して軽量となった路面排水を上部槽から隣接の地下貯留槽に一時貯留し、一方、路面排水処理槽の許容流入量以下の路面排水でありながら、隣接の地下貯留槽が満杯である場合には、この余分の処理水を流出路の堰を越えさせて下水管に流出し、路面排水の浄化に加えて一時貯留による処理水により都市のヒートアイランド対策および都市型洪水の対策を可能とし、さらに路面排水処理槽の許容流入量を超えた降雨から発生する路面排水は下部槽を経ることなくオーバーフロー通路によりバイパスして下流の側溝に流出させて、降雨初期のファーストフラッシュ水に含有される路面汚染物質を的確に分離除去可能とするなど、本発明は優れた効果を奏する路面排水処理槽である。

さらに、本発明の路面排水処理槽は、外側センターコーンの内部に相似形に内側センターコーンを配設し、かつ、これらセンターコーンの下端に渦流制御板を設け、渦流を乱れることなく長時間旋回するものとして汚濁物質の槽内での再撹拌を抑制して沈殿効果を高め、さらに路面排水処理槽をコンクリートブロックから分割して形成することで、形状を単純化して成型を容易なものとし、かつ各ブロックに分割して小型化したことで搬送を容易とし、かつ、現場での敷設の際の取り扱いを容易とし、さらに外側センターコーン、内側センターコーンおよび渦流制御板をステンレス板あるいはＦＲＰ板とすることで、これら構造物の肉厚を薄くして処理槽内の占有箇所を小さくして槽効率を高め、さらに強度および耐食性の有るものとして耐久性を高めるなど、本発明は優れた効果を奏するものである。

本発明の実施の最良の形態を以下、図面を参照して説明する。図１〜図４は本発明の実施の形態の路面排水処理槽１を示す。本発明の路面排水処理槽１は、国道その他の自動車の走行する市街地の歩道を有する車道側の側溝２の地下に敷設し側溝２に接続されている。この路面排水処理槽１は剛性で耐久性のある素材から形成されるが、一般的にはコンクリートブロック２３から形成される。すなわち路面排水処理槽１の下部槽１５を構成する下部コンクリートブロック２４と上部槽４を構成する上部コンクリートブロック２５と上部槽４の蓋体を構成する上面蓋コンクリートブロック２６から形成される。この場合、上面蓋コンクリートブロック２６からなる上部槽４の上面蓋５は側溝２の上面２ｃの高さ位置に設置されている。この路面排水処理槽１には、上流の側溝２ａの路面排水が受け入れられる。ところで上面蓋コンクリートブロック２６はグレーチング２７を嵌合して有し、歩道に流れる路面排水をこのグレーチング２７から直接に上部槽４に有する流入部６に受け入れるものとしている。さらに、上部槽４の流入部６には、側溝２の底面３より低位の位置に開口する底口を有している。すなわち、上部槽４は路面排水の上流側の流入部６ａの底口７ａおよび路面排水の下流側の流入部６ｂの底口７ｂを開口するそれぞれ底壁９ａ、底壁９ｂを一体的に有する。

さらに上部槽４は、上流側の側溝２から路面排水を流入する流入口１０ａを有し、この流入された路面排水を側溝２の底面３と同高さで下部槽１５を経ることなく底壁の上を通るオーバーフロー通路１４から下流側の側溝２へ排出する排出口１０ｂを有する。一方、上部槽４は底壁の中央に開口の中央口１２を有し、この中央口１２を始点とする流出路を有する。この流出路は、その一方側が流入口１０ａおよび排出口１０ｂより低位で、流出路より高い堰１１ｃを乗り越えてオーバーフロー通路１４の下を直角に横切って車道に埋設の下水管へ通じる流出路１１ａであり、その他方側が流出路１１ａの反対側へ延びて地下貯留槽１３へ通じる底壁９ｃからなる流出路１１ｂである。この底壁９ｃの最高高さ位置は、この路面排水処理槽１の常時水面の位置であり、上部槽４はこれらの構成からなっている。

上部槽４の下部には、円形槽からなる下部槽１５が一体化されて配置されており、上部槽４の底壁は下部槽１５の天井壁１６を形成している。この天井壁１６の下面には、上部槽４の底口７ａおよび底口７ｂから連通する出口８ａおよび出口８ｂを有する。この出口８ａおよび出口８ｂは塩ビ管などのＬ型エルボーで形成されている。この出口８ａおよび出口８ｂはそれぞれ円形槽の円と同心円上の左周り方向に向けられている。さらに天井壁１６の下面には、上部槽４の底壁の中央口１２に連通する天井壁１６の中央に開口の流出口１９を有する。この下部槽１５からの流出口１９に中央の円形開口２０ａで接続され、この円形開口２０ａから下部槽１５の下部へすそ広がり状に拡径して延びる外側センターコーン２０を有する。さらに、この外側センターコーン２０の内部には、外側センターコーン２０と離間して、中央の円形開口２１ａで接続され、同心円状に下部槽１５の下部へすそ広がり状に拡径する内側センターコーン２１を有する。これらの外側センターコーン２０の円形下端と内側センターコーン２１の円形下端の間には、等間隔に離間して渦巻き状に配置した複数枚からなる多数の穴空きの立板、例えば８枚からなる渦流制御板２２を有し、内側センターコーン２１を下端から支持している。さらに、下部槽１５の底壁１８は路面排水に含有の汚濁物の沈殿物貯留部１７となっている。一方、下部槽１５の底壁１８の沈殿物貯留部１７の沈殿物は定期的に保守管理のためバキュームカーの吸い出しパイプが挿入されて吸い出されて除去される。

次いで、本発明の路面排水処理槽１の作用について説明する。この路面排水処理槽１では、上流の側溝２ａに上流側の流入部６ａの流入口１０ａが配設されている。この流入部６ａの底口７ａには、上流の側溝２ａから流入した路面排水が天井壁１６の出口８ａから下部槽１５に流入する。一方、上部槽４内に流入された路面排水が下部槽１５の許容流入量を超えるときには、下部槽１５に入りきれない路面排水は、上流側の流入部６ａの上部のオーバーフロー通路１４を経て流出路１１ａへ流出され、それでも流出しきれない場合は、排出口１０ｂから下流の側溝２ｂへ処理されることなく排出される。

さらに、歩道を流れる路面排水は上面蓋５のグレーチング２７から直接に上部槽４の上流側の流入部６ａおよび下流側の流入部６ｂに受け入れられ、底口７ａおよび底口７ｂから下部槽１５の天井壁１６の出口８ａおよび出口８ｂより下部槽１５に流出される。このように天井壁１６の出口８ａおよび出口８ｂから流出された路面排水は、すそ広がりの外側センターコーン２０の壁面を落下しながら、地球の北半球では、地球の自転に伴う左周りに旋回しながら槽下部へ時間を掛けて落下する。この間に路面排水に含有される汚濁物質は比重分離されて下部槽１５の底壁１８上に沈殿される。この場合、この路面排水の汚濁物質を除去した後の処理水は外側センターコーン２０の下端に取り付けられた小孔を前面に有する渦流制御板２２により渦流の勢いがそがれ、緩やかに旋回されることで、一旦沈殿した汚濁物質が再撹拌されることが防止される。このように路面排水は汚濁物質を除去して軽い処理水となって、外側センターコーン２０の内側へ入り、外側センターコーン２０と内側センターコーン２１の間および内側センターコーン２１の内側から上方に浮上する。下部槽１５を浮上した処理水は下部槽１５の天井壁１６の中心部の流出口１９から上部槽４の底壁の中央口１２から上部槽４へ流入される。上部槽４の底壁の中央口１２から上部槽４へ流入された処理水は、流出路から路面排水処理槽１の槽外へ排出される。この場合、路面排水処理槽１の流入量が、例えば１．０リットル／ｓｅｃ以下の許容流入量である場合には、下部槽１５で処理されて中央口１２から上部槽４へ出された処理水は、図４で右側の流出路１１ｂを経て路面排水処理槽１に隣接して設置の、例えば、歩道の地下の、地下貯留槽１３に流れ込み、再利用のために貯留される。

一方、仮に、流入量が例えば１．０リットル／ｓｅｃ以下の許容流入量以下であっても、地下貯留槽１３が既に処理水で満杯である場合には、下部槽１５で処理されて中央口１２から上部槽４へ出された処理水は、図４で左側の堰１１ｃを乗り越えて流出路１１ａを流れて路面排水処理槽１の槽外にある図示しない下水管へ放流される。

本発明の実施の形態では、上記したように路面排水処理槽１のその筐体がコンクリートブロック２３から形成されている。すなわち、下部コンクリートブロック２４の下部槽１５と、上部コンクリートブロック２５の上部槽４と、上面蓋コンクリートブロック２６から形成されている。このように本発明のコンクリートブロック２３は上面蓋コンクリートブロック２６と、上部コンクリートブロック２５と、下部コンクリートブロック２４にそれぞれ分割して製造することができるので、形状を一体型としたコンクリートブロックに比して、単純化して製造が容易となる利点を有する。すなわち形状が単純化されているので、本発明のコンクリートブロック２３は成型が容易である。さらに下部コンクリートブロック２４、上部コンクリートブロック２５、上面蓋コンクリートブロック２６に分割したことにより、それぞれの下部コンクリートブロック２４、上部コンクリートブロック２５、上面蓋コンクリートブロック２６の大きさが小型化できるので、取り扱いが容易となり、例えば現場への搬送や現場での敷設が容易となる。さらに、下部コンクリート２４を図４の中央部で縦方向で左右に分割することもでき、製造がより容易となる。もちろん、請求項１の手段の路面排水処理槽１は、これらのコンクリートブロック以外の素材、例えば鋳鉄等の十分な剛性と耐久性を有する製品から形成できることは言うまでもない。

側溝の水路と該水路に並設の本発明の路面排水処理槽を分解して示す斜視図である。本発明の実施の形態の路面排水処理槽の平面図で、図２のＡ−Ａ矢視図である。本発明の実施の形態の路面排水処理槽の正面縦断面図で、図１のＢ−Ｂ矢視図である。本発明の実施の形態の路面排水処理槽の側面縦断面図で、図１のＣ−Ｃ矢視図である。

符号の説明

１路面排水処理槽
２側溝
２ａ上流の側溝
２ｂ下流の側溝
２ｃ上面
３底面（側溝の）
４上部槽
５上面蓋
６ａ流入部（上流側の）
６ｂ流入部（下流側の）
７ａ底口
７ｂ底口
８出口（天井壁から下部槽への）
８ａ出口
８ｂ出口
９ａ底壁
９ｂ底壁
９ｃ底壁
１０ａ流入口
１０ｂ排出口
１１ａ流出路
１１ｂ流出路
１１ｃ堰
１２中央口（上部槽の）
１３地下貯留槽
１４オーバーフロー通路
１５下部槽
１６天井壁
１７沈殿物貯留部
１８底壁(下部槽の）
１９流出口(天井壁の）
２０外側センターコーン
２０ａ円形開口
２１内側センターコーン
２１ａ円形開口
２２渦流制御板
２３コンクリートブロック
２４下部コンクリートブロック
２５上部コンクリートブロック
２６上面蓋コンクリートブロック
２７グレーチング

Claims

車道側の側溝（２）に接続され側溝（２）の上面（２ｃ）を表面高さとする上面蓋（５）と、上流側の側溝（２）から路面排水を流入する流入口（１０ａ）と、流入された路面排水を側溝（２）の底面（３）より低い位置にあるオーバーフロー通路（１４）から下流側の側溝（２）へ排出する排出口（１０ｂ）と、側溝（２）の底面（３）より低位にそれぞれ開口する底口（７ａ）および底口（７ｂ）を有する路面排水の上流側の流入部（６ａ）および路面排水の下流側の流入部（６ｂ）の各底壁（９ａ）、（９ｂ）と、流入口（１０ａ）および排出口（１０ｂ）より低位でかつ反対側の流出路（１１ｂ）より高い堰（１１ｃ）を経てオーバーフロー通路（１４）の下を横切る下水管への流出路（１１ａ）および該流出路（１１ａ）の反対側へ延び地下貯留槽（１３）への上記の流出路（１１ｂ）を有する底壁（９ｃ）の中央に開口の中央口（１２）を設けた上部槽（４）を形成し、上部槽（４）の下部に円形槽からなる下部槽（１５）を形成し、上部槽（４）の底壁である下部槽（１５）の天井壁（１６）と、上部槽（４）の底口（７ａ）および底口（７ｂ）に連通する天井壁（１６）の下面の出口（８ａ）および出口（８ｂ）と、底壁の中央口（１２）である天井壁（１６）の中央に開口の流出口（１９）と、下部槽（１５）の流出口（１９）から槽下部へ配設のすそ広がり状に拡径する外側センターコーン（２０）と、外側センターコーン（２０）の内側に離間し、中心上部に円形開口（２１ａ）を有して、下部槽（１）の槽下部へすそ広がり状に拡径する内側センターコーン（２１）を有し、外側センターコーン（２０）の円形下端と内側センターコーン（２１）の円形下端の間に等間隔に離間して渦巻き状に配置されて内側センターコーン（２１）を下端から支持する複数の立板からなる渦流制御板（２２）と、路面排水に含有の汚濁物の沈殿物貯留部（１７）とする下部槽（１５）の底壁（１８）から形成したことを特徴とする路面排水処理槽（１）。
路面排水処理槽（１）はコンクリートブロック（２３）から形成され、上部槽（４）の上部に配置の上面蓋（５）を形成する上面蓋コンクリートブロック（２６）と、上部槽（４）を形成する上部コンクリートブロック（２５）と、該上部コンクリートブロック（２５）の下側に配置の下部槽（１５）を形成する下部コンクリートブロック（２４）から形成され、下部コンクリートブロック（２４）上に上部コンクリートブロック（２５）を積載して互いに連結し、下部槽（１５）内の外側センターコーン（２０）および内側センターコーン（２１）をステンレス板あるいはＦＲＰ板から形成し、かつ外側センターコーン（２０）および内側センターコーン（２１）を下部で支持連結する複数の渦巻き状の立板からなる渦流制御板（２２）をステンレス板あるいはＦＲＰ板から形成していること特徴とする請求項１に記載の路面排水処理槽（１）。