分離装置
【課題】フィルター部のメンテナンスフリー化と、雨水や工場排水の再利用を可能とすることを達成した排水分離装置を提供する。
【解決手段】分離装置１は、流水に含まれる固形状の不純物を分離する装置において、分離槽２と、分離槽２の内部を流入室５と流出室６に仕切るフィルター部７と、流入室５に設けた流水の供給部９と、流出室６に設けた流水の排出部１０と、流入室５の下方に設けた不純物の捕捉部１１とを備え、供給部９と排出部１０は分離槽２の側部上方に対向配置され、フィルター部７は供給部９から供給される流水が流入室５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、フィルター部７の下端辺は分離槽２の底部より上方に位置し、該下端辺と流出室５の側部が仕切板６ａで閉鎖されている。
【解決手段】分離装置１は、流水に含まれる固形状の不純物を分離する装置において、分離槽２と、分離槽２の内部を流入室５と流出室６に仕切るフィルター部７と、流入室５に設けた流水の供給部９と、流出室６に設けた流水の排出部１０と、流入室５の下方に設けた不純物の捕捉部１１とを備え、供給部９と排出部１０は分離槽２の側部上方に対向配置され、フィルター部７は供給部９から供給される流水が流入室５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、フィルター部７の下端辺は分離槽２の底部より上方に位置し、該下端辺と流出室５の側部が仕切板６ａで閉鎖されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は下水道等の流水に含まれる固形状の不純物を分離する分離装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
都市部に敷設される下水道の雨水排水処理施設に流入する雨水などの排水は、一部は雨水貯留浸透施設などにより地中に貯留若しくは排出され、残りは河川等に放流される。そして下水道を流通する雨水の中には土砂、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、それら不純物が河川に流入することで水質汚濁、環境汚染の原因となり、また未処理のままで雨水貯留浸透施設に流入すると、施設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。特に浸透用施設では浸透機能の低下を生じる原因となり、長期間での利用が困難となる場合がある。そこで、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。
【０００３】
排水の分離装置として、排水に旋回流（スワール）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、フィルター方式で不純物を分離するようにした装置が特許文献１に記載されている。
【０００４】
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ー部を形成し、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ーメンテナンスの手間を少なくするようになっている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２７５９５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前者の旋回流を利用した分離槽はフィルター部を有しないためメンテナンスが容易であるが、浮遊性の不純物や細かい固形状の不純物を確実に分離させるのが困難である。
【０００７】
特許文献１に開示されている分離装置は、フィルター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ー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ーに再付着する恐れがあるので、フィルター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。
【０００８】
以上から、本発明の目的は、フィルター部のメンテナンスフリー化と、雨水や工場排水の再利用を可能とすることを達成した排水分離装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決する本発明の第１の分離装置は、流水に含まれる固形状の不純物を分離する装置において、分離槽と、分離槽の内部を流入室と流出室に仕切るフィルター部と、流入室に設けた流水の供給部と、流出室に設けた流水の排出部と、流入室の下方に設けた不純物の捕捉部とを備え、供給部と排出部は分離槽の側部上方に対向配置され、フィルター部は供給部から供給される流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、フィルター部の下端辺は分離槽の底部より上方に位置し、該下端辺と流出室の側部が仕切板で閉鎖されていることを特徴とするものである。
【００１０】
また第２の分離装置は、上記第１の分離装置において、フィルター部の下端と流入室の側部との間が床板で閉鎖され、その床板の少なくとも一箇所に貫通孔が形成されていることを特徴とするものである。
【００１１】
また第３の分離装置は、上記第１または第２の分離装置において、分離槽における側部の内側が円形、方形、多角形または楕円形に形成されていることを特徴とするものである。
【００１２】
また第４の分離装置は、上記第１ないし第３の分離装置のいずれかにおいて、フィルター部は断面楔状の複数のウェッジワイヤを上下方向に配列したウェッジワイヤスクリーンで構成され、各ウェッジワイヤの頭部で流入室側の面が形成されると共に、各ウェッジワイヤの頭部から先端部に向かう軸線が前記のように形成される旋回流の下流側に傾斜していることを特徴とするものである。
【００１３】
また第５の分離装置は、上記第１ないし第４の分離装置のいずれかにおいて、フィルター部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ものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の第１の分離装置は、流水に含まれる固形状の不純物を分離する装置において、分離槽と、分離槽の内部を流入室と流出室に仕切るフィルター部と、流入室に設けた流水の供給部と、流出室に設けた流水の排出部と、流入室の下方に設けた不純物の捕捉部とを備え、供給部と排出部は分離槽の側部上方に対向配置され、フィルター部は供給部から供給される流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、フィルター部の下端辺は分離槽の底部より上方に位置し、該下端辺と流出室の側部が仕切板で閉鎖されていることを特徴とする。
【００１５】
このように構成した分離装置によれば、供給部から供給される流水がＶ型に形成したフィルター部で分流し、フィルター部の２辺と分離槽の側部との間に、互いに水平に逆旋回する２つの旋回流が形成される。旋回流に含まれるフィルターの目やスリットの幅より小さい固形状の不純物はフィルター部で阻止され、流水のみがフィルター部を通過して流出室側に流入する。フィルター部で阻止された固形状の不純物は、旋回流の作用によりフィルター部の表面から剥離され、比重の軽い浮遊性の不純物は旋回流により分離槽の上部を浮遊回転し、滞留する。次いで比重が１より大きい不純物は次第に下降して流入室の下方に設けた不純物の捕捉部に堆積する。その際、フィルター部の下端が分離槽の底部より上方に位置しているため、流入室の上方に形成される互いに逆方向に旋回する２つの水平な旋回流は、フィルター部の下端より下方部分までその旋回力は延長するが、その延長部分ではフィルター部が存在しないため逆方向の旋回力が互いに干渉して夫々の旋回流は相殺されてほとんど消滅する。そのため下方に沈降する不純物は旋回流に依存する浮力を失い、急速に下降して下方に設けた不純物の捕捉部に堆積することができる。また、堆積領域には旋回流がほとんど存在しないので、堆積した不純物が再浮上することもない。従ってこのように構成された分離装置は、フィルター部に不純物が付着することを阻止するに充分な旋回流を発生させることと、不純物の沈降を促進させるために水平方向に逆旋回する２つの旋回流がお互いに干渉することにより旋回力を減少〜消滅させるという、相反する２つの要求を共に達成することができる。
【００１６】
また第２の分離装置では、上記第１の分離装置において、フィルター部の下端と流入室の側部との間を床板で閉鎖し、その床板の少なくとも一箇所に貫通孔を形成することができる。このように構成すると、比重の大きい不純物は床板の貫通孔を通って流入室の下方に設けた不純物の捕捉部に堆積する。その際、流入室の上方に形成される互いに逆方向の２つの水平な旋回流が流入室の下方へ延長しようとする力は、床板の存在しない場合よりさらに制限される。
【００１７】
また第４の分離装置では、上記第１ないし第３のいずれかの分離装置において、断面楔状の複数のウェッジワイヤを上下方向に配列したウェッジワイヤスクリーンでフィルター部を構成し、各ウェッジワイヤの頭部で流入室側の面を形成すると共に、各ウェッジワイヤの頭部から先端部に向かう軸線を前記形成される旋回流の下流側に傾斜することができる。
【００１８】
このようにフィルター部をウェジワイヤスクリーンで構成するとミクロンオーダの微細な固形状の不純物も効率よく分離できる。また、ウェッジワイヤスクリーンを構成する各ウェッジワイヤの頭部で流入室側の面を形成し、その頭部の配列形状を供給部から供給される流水に水平方向の旋回流を形成させるように構成したので、ウェッジワイヤスクリーンに付着する微細な固形状の不純物もその旋回流で剥離することができる。そのため微細なスリットを有するウェッジワイヤスクリーンの目詰まりを抑制できる。特に、スリットの目詰まりの原因になり易く比重が重い土砂等の微細形状の固形物は、ウェッジワイヤスクリーンのウェッジワイヤの頭部に接触、衝突すると跳ね上げられ、それら固形物はスワール（渦流）のティーカップ現象によりスクリーンの表面部とは離れた旋回流の中心部に集まり易くなるので、スリットの目詰まり発生の抑制効果がある。
【００１９】
さらに、各ウェッジワイヤの頭部から先端部に向かう軸線が前記形成される旋回流の下流側に傾斜されているので、旋回流の上流側における頭部の端部が下流側における頭部の端部より流入室内側に突出する。そのため旋回流が突出した端部に衝突してコアンダ効果（Coanda effect）によりスリットに効率よく引き込まれることになり、結果としてフィルター部の通水率を実質的に増大させることができる。従って、数ミクロン〜１ｍｍ程度の固形状の不純物を分離可能なようにスリットの間隔を小さくしても、通水効率が高いためフィルター部の面積を抑制でき、装置のコンパクト化を達成できる。
【００２０】
そして最近では、水資源の有効利用のために雨水の再利用が求められており、例えば地表に降った雨水に含まれる固形物の分離に、ウェッジワイヤスクリーンのスリット幅が１００μｍ〜３００μｍのものを利用すれば、そこを通過した雨水はポンプ機器故障等の機器への影響も少なく散水等の雑排水としての再利用が可能となり、またこれにより高度利用のため再処理工程が容易となる。
【００２１】
また第５の分離装置では、さらに上記第１ないし第４のいずれかの分離装置において、フィルター部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することができる。
【００２２】
このように構成すると、供給部から計画値以上の排水の流入があった場合や、フィルター部に問題が生じ通水能力が低下した場合には、流入室の上部に滞留する浮遊性の不純物はオーバーフロー部から流出室側に溢出されるが、流出室の下部から排出部まで延長する案内路が設置されているので、浮遊性の不純物や油分が流出することはない。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回収すればよい。
【００２３】
このように本装置は、雨水等の排水に含まれる固形状の不純物を除去するために沈降剤や凝集剤等の薬剤を利用しなくても、流水が有する流速エネルギーの利用で発生する旋回流と、微細な不純物を分離可能なフィルターにより、目詰まりすることなく効率良く固形物を分離することが可能で、その処理のためには電気エネルギーを使用しない、非常にエコロジーで環境に優しい流水分離装置である。特に下水道では自然勾配を利用して排水することを基本としているので本装置の利用は最適であり。また地下の雨水貯留槽からから地上や河川に排水する必要がある場合や、遠距離の箇所に送水する必要ある場合には、ポンプ等で圧送する必要があるが、その際の圧送に必要なポンプ稼動用電気エネルギーだけの最小限のエネルギーでの分離処理が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
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。
【実施例１】
【００２５】
図１(ａ)，（ｂ）は、第１実施例による分離装置１を示し、図２は図１の分離装置１における旋回流発生状態を示す図である。なお以下の実施形態は流水として道路や下水道などの雨水排水を例に記載するが、本発明はこれに限らず、河川等から取水する工業用水のような流水や工場内で発生する廃水処理やその再利用にも適用できる。
【００２６】
分離装置１の主要部である分離槽２は、上部が開放された平断面円形で円筒状の側壁４を有する有底筒形の槽本体３を有し、この槽本体３の内部はＶ字形に形成されたフィルター部７によって流入室５と流出室６に仕切られ、排水の供給部として、流入室５の側壁上方に排水を導入するための供給管９を挿通させて設け、その底部に不純物の捕捉部１１を設けている。また、排水の排出部として、流出室６の側壁の上方に排水を排出するための排水管１０を挿通させて設け、下部から排水管１０まで立ち上がった案内路１３を設けている。案内路１３はフィルター部７の上部より高くなるように設置されており、且つ、案内路１３上部は開放されているか、空気排出口が取り付けてあり、排水される際には案内路１３の内部が負圧にならないようにされている。
【００２７】
供給管９と排水管１０は互いに対向配置され、側壁４の位相角度で表わすと実質的に１８０°の位置で互いに対向している。また、フィルター部７の下端は分離槽２の底部より上方に位置しており、その下端と流出室６の側部の間は仕切板６ａで閉鎖されている。
【００２８】
槽本体３の材質は、たとえばコンクリート製、鋼製、ＦＲＰ（繊維強化プラスチック）製、あるいはポリエチレンなどの樹脂製であり、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。
【００２９】
また、図１および図２に示すように、上記フィルター部７の２つの辺の側板にはそれぞれ板状のフィルター材が取り付けられる。板状のフィルター材としては一般にはパンチングメタルスクリーンなどが用いられる。
【００３０】
一方、雨水排水中の分離すべき固形状の不純物には細かい落ち葉等の粉砕片が大量に混在することも多く、近年、雨水の地下貯留浸透等による水資源の循環利用のニーズが高まり、粒子径の小さい不純物、例えば数ミクロン〜１ｍｍ程度の不純物も効率よく分離可能な分離装置が強く要望されている。数ミクロン〜１ｍｍ程度の固形状の不純物を効率よく分離できるフィルター部として、ウェッジワイヤスクリーンが知られている。そこで、微細な固形状の不純物を分離する場合は、フィルター部７にウェッジワイヤスクリーンを設けることが望ましい。
【００３１】
図３にウェッジワイヤスクリーン８の１例を示す。図３（ａ）は前方から見たウェッジワイヤスクリーンの斜視図、図３（ｂ）はそれを斜め上方から見た斜視図である。ウェッジワイヤスクリーン８は断面楔状の複数のウェッジワイヤ８ａを平行に配列して構成され、各ウェッジワイヤ８ａ間に１０ミクロン〜１ｍｍ程度の微小なスリット８ｂが形成されている。そして各ウェッジワイヤ８ａは複数の支持棒８ｃに点溶接等により固定される。なお各ウェッジワイヤ８ａおよび支持棒８ｃは例えばステンレス等の耐食性の金属材料で作られる。ウェッジワイヤスクリーン８に形成される各スリット８ｂは数ミクロン〜数十ミクロン程度の固形状の不純物の通過を阻止し、流水だけを通過させる。
【００３２】
図４はフィルター部７に使用するウェッジワイヤスクリーン８を構成するウェッジワイヤ８ａとスリット８ｂの部分拡大断面図である。断面が楔状のウェッジワイヤ８ａは所定間隔で互いに平行に配列しており、その頭部８ｄの面が流入室側の面の一部を形成する。その頭部８ｄの面から垂直方向に延長する楔の軸線Ｓは、矢印Ｌで示すフィルター部７の内側面に沿った旋回流方向の下流側に傾斜している。そして旋回流方向Ｌと頭部８ｄの面との角度αは３度〜８度、通常５度程度に設定される。
【００３３】
このように各ウェッジワイヤ８ａの軸線Ｓを傾斜させると、図示のように、旋回流の上流側における頭部８ｄの端部８ｅが下流側における頭部８ｄの端部８ｆより流入室５の内側方向に突出する。そのため旋回流が各ウェッジワイヤ８ａの突出した端部８ｅに衝突し、コアンダ効果によりスリット８ｂに効率よく引き込まれる。そのため通水性が向上してフィルター部の通水率を実質的に増大させる効果をもたらす。
【００３４】
前記フィルター部７は、上部が分離槽２の底部から離反した中間高さから上方まで延長した縦長さ（高さ）を有し、その上部が開放された空間部に流入室５から流出室６へと排水を溢出させるオーバーフロー部１２となっている。加えて、フィルター部７としては、側壁４の内側に設けた凹溝に上方から落とし込むようにして嵌める構造とすることで、槽本体３に対して着脱自在にすることができる。
【００３５】
フィルター部７の側板の材質として例えばステンレスやＦＲＰを用いることができ、そうした材料による板材を加工して、図示のように、先端を鋭角としたＶ型のフィルター部７を形成している。但し、フィルター部７は図示のような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つに分流されて夫々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、たと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。
【００３６】
また、Ｖ型の挟角θ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型の挟角θは好ましくは３０°〜９０°の範囲である。このように、フィルター部７の断面形状については様々な応用例が可能であり、図５（ａ）〜（ｄ）に４つの例を模式的に示す。
【００３７】
図５（ａ）は基本形であるが、この場合、フィルター部７のＶ字型の要（かなめ）部７ａが鋭角になっているので、流入室５に供給される水流を効率よく２分割できるが、そのかなめ部７ａに浮遊物が若干引っ掛かりやすい。それに対して、図５（ｂ）の例はかなめ部７ａに丸みをもたせているので、到達した浮遊物を滑らせて引っ掛かり難くしている。また、図５（ｃ）に示すように、Ｖ字型のかなめ部７ａと両側の開脚先端部に丸みをもたせると、旋回流発生がよりスムーズになる効果がある。また、図５（ｄ）に示すように、かなめ部をパイプ７ｂで形成した場合も、上記図５（ｂ），（ｃ）のような効果が得られる。
【００３８】
前記板状のウェッジワイヤスクリーン８は、側板の一部に設けることもでき、あるいは側板なしでユニット化されたウェッジワイヤスクリーン８のみでフィルター部７を構成することもできる。ウェッジワイヤスクリーン８は、分離すべき固形状の不純物が比較的大きい場合、例えば１．０ｍｍ〜０．５ｍｍ程度の場合は、そのスリット間隙を０．５〜０．２５ｍｍに設定したものを使用し、分離すべき固形状の不純物が微細粒径である場合、例えば５０ミクロン〜１０ミクロン程度の場合は、そのスリット間隙を１００ミクロン〜２０ミクロン程度に設定したものを使用することが望ましい。
【００３９】
つぎに、かかる第１実施例による分離装置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。
【００４０】
供給管９に正常な量の排水が流れている場合、供給管９から分離槽２の流入室５に流入した排水は、図１（ｂ）に示すように、流出室６との仕切りとなるフィルター部７の頂部よりも低い水位を保持する。このときの水位は一義的に決まるものではなく、供給管９を流れる排水の量と速度エネルギーの大きさに応じて変化する。
【００４１】
図２に示すように、下水道の管路から排水が分離槽２の供給管９を経て流入室５に流入したとき、該流入室５に流入した排水はＶ字型のフィルター部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の排水に矢印で示すような２つの水平方向の旋回流が形成される。
【００４２】
流入室５の排水は前記のように水平方向に旋回するが、その排水の一部はウェッジワイヤスクリーン８の多数のスリット８ｂを通って流出室６に流出する。その際、排水に含まれている細かい固形状の不純物はウェッジワイヤスクリーン８のスリットに阻止されて分離される。ウェッジワイヤスクリーン８のスリットに阻止された固形状の不純物は水平方向の旋回流で剥離されて排水中に再浮遊し、流入室５の下方に設けた捕捉部１１の下方中心部に向かい、そこに堆積していく。
【００４３】
その際、前記のようにフィルター部７の下端が分離槽２の底部より上方に位置しているため、流入室５の上方に形成される互いに逆方向に旋回する２つの水平な旋回流は、フィルター部７の下端より下方部分までその旋回力は延長するが、その延長部分ではフィルター部７が存在しないため逆方向の旋回力が互いに干渉して夫々の旋回流は相殺されてほとんど消滅する。
【００４４】
そのため下方に沈降する不純物は旋回流に依存する浮力を失い、急速に下降して下方に設けた不純物の捕捉部１１に堆積することができる。また、旋回領域には旋回流がほとんど存在しないので、堆積した不純物が再浮上することもない。
【００４５】
流出室６の水位は、ウェッジワイヤスクリーン８を通過する際に生じる損失分、流入室５の水位よりも低くなる。また案内路１３の上部はフィルター部７よりも高い位置で大気に解放されるか、通気管を設けて大気に解放されているため、該案内路１３によって囲まれた室の水位は流出室６の水位と等しくなり、このときの位置エネルギーによって排水管１０から排水される。
【００４６】
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。捕捉部１１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、分離槽２の上部を覆う蓋体を外して、堆積した不純物はバキューム車などによって吸引除去し、水面に浮遊する不純物は網柄杓などで掬い取って外部に除去することができる。
【００４７】
例えば大雨が降ったような異常状態となったときには、下水道には設計値以上の大量の雨水とともに多くの固形状の不純物が流入する場合があるが、その対策として本実施形態では、図１（ｂ）に示すように、フィルター部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ーフロー部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（二点鎖線矢印参照）して流出室６に流入する。そして流出室６には下部から排水管１０まで立ち上がった案内路１３を設けてあるので、流出室６に流入した固形状の浮遊物や油分が案内路１３を介して流出することを回避できる。
【実施例２】
【００４８】
次に、図６は第２実施例による排水分離装置を示す。この場合、上記第１実施例の図１で示された分離槽２が円筒形であるのに対して、第２実施例では分離槽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に形成した凹溝にステンレス製の補助板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。
【００４９】
補助板１４の高さ方向の長さはフィルター部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６中の左方の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。
【００５０】
すなわち、この第２実施例によれば、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フィルター部７の各辺側板で囲まれた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。
【実施例３】
【００５１】
つぎに、図７は第３実施例による排水分離装置を示す。この第３実施例では、分離槽２の側壁４を断面楕円形に成形した場合の構造例である。すなわち、分離槽２は平断面が楕円形の側壁を形成してなっており、その側壁の内側の楕円形でいう長径部に対向する同一レベル上に供給管９と排水管１０がそれぞれ流入室５と流出室６に挿通して設けられている。この場合、長径部を有するので、円形断面の場合よりも円形状に近い旋回流を形成することが可能となる。
【実施例４】
【００５２】
つぎに、図８は第４実施例による排水分離装置を示す。この場合、平断面Ｖ字型のフィルター部７を有し、その内側に排水中に含まれる比重が小さく軽い油などの不純物を確実に捕捉して一次保管できる同じく平断面Ｖ字またはＵ字型の低比重不純物用仕切板１５を設けた構造となっている。この低比重不純物用仕切板１５を設けたことにより、流入室５で分離できた油などの不純物を確実に捕捉できる構成となっている。この場合、底部が仕切板６ａで塞がれているフィルター部７を分離槽２の本体内側の中間部に設置し、フィルター部７の下部のスペースを不純物の捕捉部１１として設けるものである。なお排水時に低比重不純物用仕切板１５の内部が負圧にならないように、低比重不純物用仕切板１５の上部は開口、若しくは空気を排出吸入できる構造にしてある。
【実施例５】
【００５３】
また、図９は、上記第４実施例の応用例ともいうべき第５実施例による排水分離装置を示す。この場合、フィルター部７の取付部と不純物の捕捉部１１とを上下を分離する床板１６を設けた構造である。その床板１６の流入室側には上下を貫通した少なくとも中央部の１つの貫通孔１６ａが設けてあり、フィルター部７で分離された不純物はその貫通孔１６ａから下部の捕捉部１１に流れ落ち、確実に捕捉できるようになる。捕捉した不純物はバキューム車のホースを床板１６の貫通孔１６ａに挿入し、捕捉部１１に堆積した不純物を排除することができる。いずれの場合もこれらにより、フィルター部７の流入室５側の周辺には沈降性を有する不純物が存在しなくなるので、それらの不純物によるフィルター部７の目詰まり発生を防止することができる。
【００５４】
なお、上記第１実施例から第５実施例までのすべての実施例において、流入室５で捕獲できた比重の大きな不純物は底部に設けた不純物の捕捉部１１に堆積し、堆積した不純物はバキューム車などで定期的に排除することになるが、不純物の捕捉部１１の底部をすり鉢状に形成することで、分離槽２の内部にある不純物の除去と清掃を確実に行うことができる。
【００５５】
以上、本発明の排水分離装置について第１〜第５の実施例を説明したが、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。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
例えば、本発明を適用できる流水には、家屋、道路路面、田畑から下水道に流入する雨水や一般排水、工場排水、料理店の厨房排水、食肉加工工場の排水、あるいは工業用水なども含むことができる。またそれらの排水を再利用する時にも適用が可能であり、従って多くの産業に適用した場合でも、夫々好ましく利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】第１実施例による分離装置を示す図である。
【図２】図１の第１実施例の分離装置における旋回流発生状態を示す図である。
【図３】ウェッジワイヤスクリーンの１例を示す図である。
【図４】ウェッジワイヤスクリーンを構成するウェッジワイヤとスリットの部分拡大断面図である。
【図５】フィルター部の断面形状の応用例を模式的に示す図である。
【図６】第２実施例による排水分離装置を示す図である。
【図７】第３実施例による排水分離装置を示す図である。
【図８】第４実施例による排水分離装置を示す図である。
【図９】第５実施例による排水分離装置を示す図である。
【符号の説明】
【００５８】
１ 分離装置
２ 分離槽
４ 側壁
３ 槽本体
５ 流入室
６ 流出室
６ａ 仕切板
７ フィルター部
７ａ かなめ部
７ｂ パイプ
８ ウェッジワイヤスクリーン
８ａ ウェッジワイヤ
８ｂ スリット
８ｃ 支持棒
８ｄ 頭部
８ｅ、８ｆ 端部
９ 供給管
１０ 排水管
１１ 捕捉部
１２ オーバーフロー部
１３ 案内路
１４ 補助板
１５ 低比重不純物用仕切板
１６ 床板
１６ａ 貫通孔
【技術分野】
【０００１】
本発明は下水道等の流水に含まれる固形状の不純物を分離する分離装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
都市部に敷設される下水道の雨水排水処理施設に流入する雨水などの排水は、一部は雨水貯留浸透施設などにより地中に貯留若しくは排出され、残りは河川等に放流される。そして下水道を流通する雨水の中には土砂、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、それら不純物が河川に流入することで水質汚濁、環境汚染の原因となり、また未処理のままで雨水貯留浸透施設に流入すると、施設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。特に浸透用施設では浸透機能の低下を生じる原因となり、長期間での利用が困難となる場合がある。そこで、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。
【０００３】
排水の分離装置として、排水に旋回流（スワール）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、フィルター方式で不純物を分離するようにした装置が特許文献１に記載されている。
【０００４】
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ー部を形成し、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ーメンテナンスの手間を少なくするようになっている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２７５９５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前者の旋回流を利用した分離槽はフィルター部を有しないためメンテナンスが容易であるが、浮遊性の不純物や細かい固形状の不純物を確実に分離させるのが困難である。
【０００７】
特許文献１に開示されている分離装置は、フィルター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ー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ーに再付着する恐れがあるので、フィルター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。
【０００８】
以上から、本発明の目的は、フィルター部のメンテナンスフリー化と、雨水や工場排水の再利用を可能とすることを達成した排水分離装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決する本発明の第１の分離装置は、流水に含まれる固形状の不純物を分離する装置において、分離槽と、分離槽の内部を流入室と流出室に仕切るフィルター部と、流入室に設けた流水の供給部と、流出室に設けた流水の排出部と、流入室の下方に設けた不純物の捕捉部とを備え、供給部と排出部は分離槽の側部上方に対向配置され、フィルター部は供給部から供給される流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、フィルター部の下端辺は分離槽の底部より上方に位置し、該下端辺と流出室の側部が仕切板で閉鎖されていることを特徴とするものである。
【００１０】
また第２の分離装置は、上記第１の分離装置において、フィルター部の下端と流入室の側部との間が床板で閉鎖され、その床板の少なくとも一箇所に貫通孔が形成されていることを特徴とするものである。
【００１１】
また第３の分離装置は、上記第１または第２の分離装置において、分離槽における側部の内側が円形、方形、多角形または楕円形に形成されていることを特徴とするものである。
【００１２】
また第４の分離装置は、上記第１ないし第３の分離装置のいずれかにおいて、フィルター部は断面楔状の複数のウェッジワイヤを上下方向に配列したウェッジワイヤスクリーンで構成され、各ウェッジワイヤの頭部で流入室側の面が形成されると共に、各ウェッジワイヤの頭部から先端部に向かう軸線が前記のように形成される旋回流の下流側に傾斜していることを特徴とするものである。
【００１３】
また第５の分離装置は、上記第１ないし第４の分離装置のいずれかにおいて、フィルター部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ものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の第１の分離装置は、流水に含まれる固形状の不純物を分離する装置において、分離槽と、分離槽の内部を流入室と流出室に仕切るフィルター部と、流入室に設けた流水の供給部と、流出室に設けた流水の排出部と、流入室の下方に設けた不純物の捕捉部とを備え、供給部と排出部は分離槽の側部上方に対向配置され、フィルター部は供給部から供給される流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、フィルター部の下端辺は分離槽の底部より上方に位置し、該下端辺と流出室の側部が仕切板で閉鎖されていることを特徴とする。
【００１５】
このように構成した分離装置によれば、供給部から供給される流水がＶ型に形成したフィルター部で分流し、フィルター部の２辺と分離槽の側部との間に、互いに水平に逆旋回する２つの旋回流が形成される。旋回流に含まれるフィルターの目やスリットの幅より小さい固形状の不純物はフィルター部で阻止され、流水のみがフィルター部を通過して流出室側に流入する。フィルター部で阻止された固形状の不純物は、旋回流の作用によりフィルター部の表面から剥離され、比重の軽い浮遊性の不純物は旋回流により分離槽の上部を浮遊回転し、滞留する。次いで比重が１より大きい不純物は次第に下降して流入室の下方に設けた不純物の捕捉部に堆積する。その際、フィルター部の下端が分離槽の底部より上方に位置しているため、流入室の上方に形成される互いに逆方向に旋回する２つの水平な旋回流は、フィルター部の下端より下方部分までその旋回力は延長するが、その延長部分ではフィルター部が存在しないため逆方向の旋回力が互いに干渉して夫々の旋回流は相殺されてほとんど消滅する。そのため下方に沈降する不純物は旋回流に依存する浮力を失い、急速に下降して下方に設けた不純物の捕捉部に堆積することができる。また、堆積領域には旋回流がほとんど存在しないので、堆積した不純物が再浮上することもない。従ってこのように構成された分離装置は、フィルター部に不純物が付着することを阻止するに充分な旋回流を発生させることと、不純物の沈降を促進させるために水平方向に逆旋回する２つの旋回流がお互いに干渉することにより旋回力を減少〜消滅させるという、相反する２つの要求を共に達成することができる。
【００１６】
また第２の分離装置では、上記第１の分離装置において、フィルター部の下端と流入室の側部との間を床板で閉鎖し、その床板の少なくとも一箇所に貫通孔を形成することができる。このように構成すると、比重の大きい不純物は床板の貫通孔を通って流入室の下方に設けた不純物の捕捉部に堆積する。その際、流入室の上方に形成される互いに逆方向の２つの水平な旋回流が流入室の下方へ延長しようとする力は、床板の存在しない場合よりさらに制限される。
【００１７】
また第４の分離装置では、上記第１ないし第３のいずれかの分離装置において、断面楔状の複数のウェッジワイヤを上下方向に配列したウェッジワイヤスクリーンでフィルター部を構成し、各ウェッジワイヤの頭部で流入室側の面を形成すると共に、各ウェッジワイヤの頭部から先端部に向かう軸線を前記形成される旋回流の下流側に傾斜することができる。
【００１８】
このようにフィルター部をウェジワイヤスクリーンで構成するとミクロンオーダの微細な固形状の不純物も効率よく分離できる。また、ウェッジワイヤスクリーンを構成する各ウェッジワイヤの頭部で流入室側の面を形成し、その頭部の配列形状を供給部から供給される流水に水平方向の旋回流を形成させるように構成したので、ウェッジワイヤスクリーンに付着する微細な固形状の不純物もその旋回流で剥離することができる。そのため微細なスリットを有するウェッジワイヤスクリーンの目詰まりを抑制できる。特に、スリットの目詰まりの原因になり易く比重が重い土砂等の微細形状の固形物は、ウェッジワイヤスクリーンのウェッジワイヤの頭部に接触、衝突すると跳ね上げられ、それら固形物はスワール（渦流）のティーカップ現象によりスクリーンの表面部とは離れた旋回流の中心部に集まり易くなるので、スリットの目詰まり発生の抑制効果がある。
【００１９】
さらに、各ウェッジワイヤの頭部から先端部に向かう軸線が前記形成される旋回流の下流側に傾斜されているので、旋回流の上流側における頭部の端部が下流側における頭部の端部より流入室内側に突出する。そのため旋回流が突出した端部に衝突してコアンダ効果（Coanda effect）によりスリットに効率よく引き込まれることになり、結果としてフィルター部の通水率を実質的に増大させることができる。従って、数ミクロン〜１ｍｍ程度の固形状の不純物を分離可能なようにスリットの間隔を小さくしても、通水効率が高いためフィルター部の面積を抑制でき、装置のコンパクト化を達成できる。
【００２０】
そして最近では、水資源の有効利用のために雨水の再利用が求められており、例えば地表に降った雨水に含まれる固形物の分離に、ウェッジワイヤスクリーンのスリット幅が１００μｍ〜３００μｍのものを利用すれば、そこを通過した雨水はポンプ機器故障等の機器への影響も少なく散水等の雑排水としての再利用が可能となり、またこれにより高度利用のため再処理工程が容易となる。
【００２１】
また第５の分離装置では、さらに上記第１ないし第４のいずれかの分離装置において、フィルター部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することができる。
【００２２】
このように構成すると、供給部から計画値以上の排水の流入があった場合や、フィルター部に問題が生じ通水能力が低下した場合には、流入室の上部に滞留する浮遊性の不純物はオーバーフロー部から流出室側に溢出されるが、流出室の下部から排出部まで延長する案内路が設置されているので、浮遊性の不純物や油分が流出することはない。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回収すればよい。
【００２３】
このように本装置は、雨水等の排水に含まれる固形状の不純物を除去するために沈降剤や凝集剤等の薬剤を利用しなくても、流水が有する流速エネルギーの利用で発生する旋回流と、微細な不純物を分離可能なフィルターにより、目詰まりすることなく効率良く固形物を分離することが可能で、その処理のためには電気エネルギーを使用しない、非常にエコロジーで環境に優しい流水分離装置である。特に下水道では自然勾配を利用して排水することを基本としているので本装置の利用は最適であり。また地下の雨水貯留槽からから地上や河川に排水する必要がある場合や、遠距離の箇所に送水する必要ある場合には、ポンプ等で圧送する必要があるが、その際の圧送に必要なポンプ稼動用電気エネルギーだけの最小限のエネルギーでの分離処理が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
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。
【実施例１】
【００２５】
図１(ａ)，（ｂ）は、第１実施例による分離装置１を示し、図２は図１の分離装置１における旋回流発生状態を示す図である。なお以下の実施形態は流水として道路や下水道などの雨水排水を例に記載するが、本発明はこれに限らず、河川等から取水する工業用水のような流水や工場内で発生する廃水処理やその再利用にも適用できる。
【００２６】
分離装置１の主要部である分離槽２は、上部が開放された平断面円形で円筒状の側壁４を有する有底筒形の槽本体３を有し、この槽本体３の内部はＶ字形に形成されたフィルター部７によって流入室５と流出室６に仕切られ、排水の供給部として、流入室５の側壁上方に排水を導入するための供給管９を挿通させて設け、その底部に不純物の捕捉部１１を設けている。また、排水の排出部として、流出室６の側壁の上方に排水を排出するための排水管１０を挿通させて設け、下部から排水管１０まで立ち上がった案内路１３を設けている。案内路１３はフィルター部７の上部より高くなるように設置されており、且つ、案内路１３上部は開放されているか、空気排出口が取り付けてあり、排水される際には案内路１３の内部が負圧にならないようにされている。
【００２７】
供給管９と排水管１０は互いに対向配置され、側壁４の位相角度で表わすと実質的に１８０°の位置で互いに対向している。また、フィルター部７の下端は分離槽２の底部より上方に位置しており、その下端と流出室６の側部の間は仕切板６ａで閉鎖されている。
【００２８】
槽本体３の材質は、たとえばコンクリート製、鋼製、ＦＲＰ（繊維強化プラスチック）製、あるいはポリエチレンなどの樹脂製であり、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。
【００２９】
また、図１および図２に示すように、上記フィルター部７の２つの辺の側板にはそれぞれ板状のフィルター材が取り付けられる。板状のフィルター材としては一般にはパンチングメタルスクリーンなどが用いられる。
【００３０】
一方、雨水排水中の分離すべき固形状の不純物には細かい落ち葉等の粉砕片が大量に混在することも多く、近年、雨水の地下貯留浸透等による水資源の循環利用のニーズが高まり、粒子径の小さい不純物、例えば数ミクロン〜１ｍｍ程度の不純物も効率よく分離可能な分離装置が強く要望されている。数ミクロン〜１ｍｍ程度の固形状の不純物を効率よく分離できるフィルター部として、ウェッジワイヤスクリーンが知られている。そこで、微細な固形状の不純物を分離する場合は、フィルター部７にウェッジワイヤスクリーンを設けることが望ましい。
【００３１】
図３にウェッジワイヤスクリーン８の１例を示す。図３（ａ）は前方から見たウェッジワイヤスクリーンの斜視図、図３（ｂ）はそれを斜め上方から見た斜視図である。ウェッジワイヤスクリーン８は断面楔状の複数のウェッジワイヤ８ａを平行に配列して構成され、各ウェッジワイヤ８ａ間に１０ミクロン〜１ｍｍ程度の微小なスリット８ｂが形成されている。そして各ウェッジワイヤ８ａは複数の支持棒８ｃに点溶接等により固定される。なお各ウェッジワイヤ８ａおよび支持棒８ｃは例えばステンレス等の耐食性の金属材料で作られる。ウェッジワイヤスクリーン８に形成される各スリット８ｂは数ミクロン〜数十ミクロン程度の固形状の不純物の通過を阻止し、流水だけを通過させる。
【００３２】
図４はフィルター部７に使用するウェッジワイヤスクリーン８を構成するウェッジワイヤ８ａとスリット８ｂの部分拡大断面図である。断面が楔状のウェッジワイヤ８ａは所定間隔で互いに平行に配列しており、その頭部８ｄの面が流入室側の面の一部を形成する。その頭部８ｄの面から垂直方向に延長する楔の軸線Ｓは、矢印Ｌで示すフィルター部７の内側面に沿った旋回流方向の下流側に傾斜している。そして旋回流方向Ｌと頭部８ｄの面との角度αは３度〜８度、通常５度程度に設定される。
【００３３】
このように各ウェッジワイヤ８ａの軸線Ｓを傾斜させると、図示のように、旋回流の上流側における頭部８ｄの端部８ｅが下流側における頭部８ｄの端部８ｆより流入室５の内側方向に突出する。そのため旋回流が各ウェッジワイヤ８ａの突出した端部８ｅに衝突し、コアンダ効果によりスリット８ｂに効率よく引き込まれる。そのため通水性が向上してフィルター部の通水率を実質的に増大させる効果をもたらす。
【００３４】
前記フィルター部７は、上部が分離槽２の底部から離反した中間高さから上方まで延長した縦長さ（高さ）を有し、その上部が開放された空間部に流入室５から流出室６へと排水を溢出させるオーバーフロー部１２となっている。加えて、フィルター部７としては、側壁４の内側に設けた凹溝に上方から落とし込むようにして嵌める構造とすることで、槽本体３に対して着脱自在にすることができる。
【００３５】
フィルター部７の側板の材質として例えばステンレスやＦＲＰを用いることができ、そうした材料による板材を加工して、図示のように、先端を鋭角としたＶ型のフィルター部７を形成している。但し、フィルター部７は図示のような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つに分流されて夫々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、たと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。
【００３６】
また、Ｖ型の挟角θ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型の挟角θは好ましくは３０°〜９０°の範囲である。このように、フィルター部７の断面形状については様々な応用例が可能であり、図５（ａ）〜（ｄ）に４つの例を模式的に示す。
【００３７】
図５（ａ）は基本形であるが、この場合、フィルター部７のＶ字型の要（かなめ）部７ａが鋭角になっているので、流入室５に供給される水流を効率よく２分割できるが、そのかなめ部７ａに浮遊物が若干引っ掛かりやすい。それに対して、図５（ｂ）の例はかなめ部７ａに丸みをもたせているので、到達した浮遊物を滑らせて引っ掛かり難くしている。また、図５（ｃ）に示すように、Ｖ字型のかなめ部７ａと両側の開脚先端部に丸みをもたせると、旋回流発生がよりスムーズになる効果がある。また、図５（ｄ）に示すように、かなめ部をパイプ７ｂで形成した場合も、上記図５（ｂ），（ｃ）のような効果が得られる。
【００３８】
前記板状のウェッジワイヤスクリーン８は、側板の一部に設けることもでき、あるいは側板なしでユニット化されたウェッジワイヤスクリーン８のみでフィルター部７を構成することもできる。ウェッジワイヤスクリーン８は、分離すべき固形状の不純物が比較的大きい場合、例えば１．０ｍｍ〜０．５ｍｍ程度の場合は、そのスリット間隙を０．５〜０．２５ｍｍに設定したものを使用し、分離すべき固形状の不純物が微細粒径である場合、例えば５０ミクロン〜１０ミクロン程度の場合は、そのスリット間隙を１００ミクロン〜２０ミクロン程度に設定したものを使用することが望ましい。
【００３９】
つぎに、かかる第１実施例による分離装置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。
【００４０】
供給管９に正常な量の排水が流れている場合、供給管９から分離槽２の流入室５に流入した排水は、図１（ｂ）に示すように、流出室６との仕切りとなるフィルター部７の頂部よりも低い水位を保持する。このときの水位は一義的に決まるものではなく、供給管９を流れる排水の量と速度エネルギーの大きさに応じて変化する。
【００４１】
図２に示すように、下水道の管路から排水が分離槽２の供給管９を経て流入室５に流入したとき、該流入室５に流入した排水はＶ字型のフィルター部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の排水に矢印で示すような２つの水平方向の旋回流が形成される。
【００４２】
流入室５の排水は前記のように水平方向に旋回するが、その排水の一部はウェッジワイヤスクリーン８の多数のスリット８ｂを通って流出室６に流出する。その際、排水に含まれている細かい固形状の不純物はウェッジワイヤスクリーン８のスリットに阻止されて分離される。ウェッジワイヤスクリーン８のスリットに阻止された固形状の不純物は水平方向の旋回流で剥離されて排水中に再浮遊し、流入室５の下方に設けた捕捉部１１の下方中心部に向かい、そこに堆積していく。
【００４３】
その際、前記のようにフィルター部７の下端が分離槽２の底部より上方に位置しているため、流入室５の上方に形成される互いに逆方向に旋回する２つの水平な旋回流は、フィルター部７の下端より下方部分までその旋回力は延長するが、その延長部分ではフィルター部７が存在しないため逆方向の旋回力が互いに干渉して夫々の旋回流は相殺されてほとんど消滅する。
【００４４】
そのため下方に沈降する不純物は旋回流に依存する浮力を失い、急速に下降して下方に設けた不純物の捕捉部１１に堆積することができる。また、旋回領域には旋回流がほとんど存在しないので、堆積した不純物が再浮上することもない。
【００４５】
流出室６の水位は、ウェッジワイヤスクリーン８を通過する際に生じる損失分、流入室５の水位よりも低くなる。また案内路１３の上部はフィルター部７よりも高い位置で大気に解放されるか、通気管を設けて大気に解放されているため、該案内路１３によって囲まれた室の水位は流出室６の水位と等しくなり、このときの位置エネルギーによって排水管１０から排水される。
【００４６】
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。捕捉部１１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、分離槽２の上部を覆う蓋体を外して、堆積した不純物はバキューム車などによって吸引除去し、水面に浮遊する不純物は網柄杓などで掬い取って外部に除去することができる。
【００４７】
例えば大雨が降ったような異常状態となったときには、下水道には設計値以上の大量の雨水とともに多くの固形状の不純物が流入する場合があるが、その対策として本実施形態では、図１（ｂ）に示すように、フィルター部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ーフロー部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（二点鎖線矢印参照）して流出室６に流入する。そして流出室６には下部から排水管１０まで立ち上がった案内路１３を設けてあるので、流出室６に流入した固形状の浮遊物や油分が案内路１３を介して流出することを回避できる。
【実施例２】
【００４８】
次に、図６は第２実施例による排水分離装置を示す。この場合、上記第１実施例の図１で示された分離槽２が円筒形であるのに対して、第２実施例では分離槽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に形成した凹溝にステンレス製の補助板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。
【００４９】
補助板１４の高さ方向の長さはフィルター部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６中の左方の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。
【００５０】
すなわち、この第２実施例によれば、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フィルター部７の各辺側板で囲まれた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。
【実施例３】
【００５１】
つぎに、図７は第３実施例による排水分離装置を示す。この第３実施例では、分離槽２の側壁４を断面楕円形に成形した場合の構造例である。すなわち、分離槽２は平断面が楕円形の側壁を形成してなっており、その側壁の内側の楕円形でいう長径部に対向する同一レベル上に供給管９と排水管１０がそれぞれ流入室５と流出室６に挿通して設けられている。この場合、長径部を有するので、円形断面の場合よりも円形状に近い旋回流を形成することが可能となる。
【実施例４】
【００５２】
つぎに、図８は第４実施例による排水分離装置を示す。この場合、平断面Ｖ字型のフィルター部７を有し、その内側に排水中に含まれる比重が小さく軽い油などの不純物を確実に捕捉して一次保管できる同じく平断面Ｖ字またはＵ字型の低比重不純物用仕切板１５を設けた構造となっている。この低比重不純物用仕切板１５を設けたことにより、流入室５で分離できた油などの不純物を確実に捕捉できる構成となっている。この場合、底部が仕切板６ａで塞がれているフィルター部７を分離槽２の本体内側の中間部に設置し、フィルター部７の下部のスペースを不純物の捕捉部１１として設けるものである。なお排水時に低比重不純物用仕切板１５の内部が負圧にならないように、低比重不純物用仕切板１５の上部は開口、若しくは空気を排出吸入できる構造にしてある。
【実施例５】
【００５３】
また、図９は、上記第４実施例の応用例ともいうべき第５実施例による排水分離装置を示す。この場合、フィルター部７の取付部と不純物の捕捉部１１とを上下を分離する床板１６を設けた構造である。その床板１６の流入室側には上下を貫通した少なくとも中央部の１つの貫通孔１６ａが設けてあり、フィルター部７で分離された不純物はその貫通孔１６ａから下部の捕捉部１１に流れ落ち、確実に捕捉できるようになる。捕捉した不純物はバキューム車のホースを床板１６の貫通孔１６ａに挿入し、捕捉部１１に堆積した不純物を排除することができる。いずれの場合もこれらにより、フィルター部７の流入室５側の周辺には沈降性を有する不純物が存在しなくなるので、それらの不純物によるフィルター部７の目詰まり発生を防止することができる。
【００５４】
なお、上記第１実施例から第５実施例までのすべての実施例において、流入室５で捕獲できた比重の大きな不純物は底部に設けた不純物の捕捉部１１に堆積し、堆積した不純物はバキューム車などで定期的に排除することになるが、不純物の捕捉部１１の底部をすり鉢状に形成することで、分離槽２の内部にある不純物の除去と清掃を確実に行うことができる。
【００５５】
以上、本発明の排水分離装置について第１〜第５の実施例を説明したが、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。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
例えば、本発明を適用できる流水には、家屋、道路路面、田畑から下水道に流入する雨水や一般排水、工場排水、料理店の厨房排水、食肉加工工場の排水、あるいは工業用水なども含むことができる。またそれらの排水を再利用する時にも適用が可能であり、従って多くの産業に適用した場合でも、夫々好ましく利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】第１実施例による分離装置を示す図である。
【図２】図１の第１実施例の分離装置における旋回流発生状態を示す図である。
【図３】ウェッジワイヤスクリーンの１例を示す図である。
【図４】ウェッジワイヤスクリーンを構成するウェッジワイヤとスリットの部分拡大断面図である。
【図５】フィルター部の断面形状の応用例を模式的に示す図である。
【図６】第２実施例による排水分離装置を示す図である。
【図７】第３実施例による排水分離装置を示す図である。
【図８】第４実施例による排水分離装置を示す図である。
【図９】第５実施例による排水分離装置を示す図である。
【符号の説明】
【００５８】
１ 分離装置
２ 分離槽
４ 側壁
３ 槽本体
５ 流入室
６ 流出室
６ａ 仕切板
７ フィルター部
７ａ かなめ部
７ｂ パイプ
８ ウェッジワイヤスクリーン
８ａ ウェッジワイヤ
８ｂ スリット
８ｃ 支持棒
８ｄ 頭部
８ｅ、８ｆ 端部
９ 供給管
１０ 排水管
１１ 捕捉部
１２ オーバーフロー部
１３ 案内路
１４ 補助板
１５ 低比重不純物用仕切板
１６ 床板
１６ａ 貫通孔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流水に含まれる固形状の不純物を分離する装置において、分離槽と、分離槽の内部を流入室と流出室に仕切るフィルター部と、流入室に設けた流水の供給部と、流出室に設けた流水の排出部と、流入室の下方に設けた不純物の捕捉部とを備え、供給部と排出部は分離槽の側部上方に対向配置され、フィルター部は供給部から供給される流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、フィルター部の下端辺は分離槽の底部より上方に位置し、該下端辺と流出室の側部が仕切板で閉鎖されていることを特徴とする分離装置。
【請求項２】
請求項１において、フィルター部の下端と流入室の側部との間が床板で閉鎖され、その床板の少なくとも一箇所に貫通孔が形成されていることを特徴とする分離装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、分離槽における側部の内側が円形、方形、多角形または楕円形に形成されていることを特徴とする分離装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかにおいて、フィルター部は断面楔状の複数のウェッジワイヤを上下方向に配列したウェッジワイヤスクリーンで構成され、各ウェッジワイヤの頭部で流入室側の面が形成されると共に、各ウェッジワイヤの頭部から先端部に向かう軸線が前記のように形成される旋回流の下流側に傾斜していることを特徴とする分離装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかにおいて、フィルター部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分離装置。
【請求項１】
流水に含まれる固形状の不純物を分離する装置において、分離槽と、分離槽の内部を流入室と流出室に仕切るフィルター部と、流入室に設けた流水の供給部と、流出室に設けた流水の排出部と、流入室の下方に設けた不純物の捕捉部とを備え、供給部と排出部は分離槽の側部上方に対向配置され、フィルター部は供給部から供給される流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、フィルター部の下端辺は分離槽の底部より上方に位置し、該下端辺と流出室の側部が仕切板で閉鎖されていることを特徴とする分離装置。
【請求項２】
請求項１において、フィルター部の下端と流入室の側部との間が床板で閉鎖され、その床板の少なくとも一箇所に貫通孔が形成されていることを特徴とする分離装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、分離槽における側部の内側が円形、方形、多角形または楕円形に形成されていることを特徴とする分離装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかにおいて、フィルター部は断面楔状の複数のウェッジワイヤを上下方向に配列したウェッジワイヤスクリーンで構成され、各ウェッジワイヤの頭部で流入室側の面が形成されると共に、各ウェッジワイヤの頭部から先端部に向かう軸線が前記のように形成される旋回流の下流側に傾斜していることを特徴とする分離装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかにおいて、フィルター部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分離装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−１８５４５５（Ｐ２００９−１８５４５５Ａ）
【公開日】平成２１年８月２０日（２００９．８．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２３６２５（Ｐ２００８−２３６２５）
【出願日】平成２０年２月４日（２００８．２．４）
【出願人】（０００１２０１４６）株式会社ハネックス (56)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年８月２０日（２００９．８．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月４日（２００８．２．４）
【出願人】（０００１２０１４６）株式会社ハネックス (56)
【Ｆターム（参考）】
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