JP2013253444A

JP2013253444A - 多層式下水道管

Info

Publication number: JP2013253444A
Application number: JP2012130716A
Authority: JP
Inventors: Akira Kawamura; 明河村
Original assignee: Tokyo Metropolitan Public University Corp
Current assignee: Tokyo Metropolitan Public University Corp
Priority date: 2012-06-08
Filing date: 2012-06-08
Publication date: 2013-12-19
Anticipated expiration: 2032-06-08
Also published as: JP6069779B2

Abstract

【課題】簡易な構造で雨水と汚水とを分流することができる多層式下水道管を提供する。
【解決手段】既存の下水管内に該下水管よりも径の小さい汚水管を敷設してなる多層式下水道管１であって、上記下水管は、水の浄化処理不要の雨水を貯めておく雨水マスに雨水導入管４０を介して連結されており、上記汚水管は、水の浄化処理が必要な汚水を貯めておく汚水マスに上記下水管を貫通して設けられた汚水導入管４２を介して連結されており、上記汚水管は、その終点が下水処理場に位置するようになされており、上記下水管は、その終点が下水管内を移送してきた雨水を放流できるようになされている。
【選択図】図１

Description

本発明は、多層式下水道管に関し、特に、既存の下水管を利用して、低コストで集中豪雨等の非常時にも汚水を河川や海に流出させることのない下水処理システムを構築できる多層式下水道管に関する。

公共下水道としては、降雨による雨水と家庭等から排出される汚水とを別々の管路で排水する「分流式下水道」と、降雨による雨水と家庭等から排出される汚水とを同一の管路で排水する「合流式下水道」とがある。従来は、汚水管、及び雨水管を敷設する分流式下水道に比べて建設費を低減させることができる等のメリットから合流式下水道が主として採用されていた。

しかし、雨天時には雨水と汚水との混合排水が合流式下水道に流入し、混合排水は一般的に計画時間最大汚水量の3倍程度までは遮集して下水処理場に送られるが、それ以上のものは越流水として河川や海に放流せざるを得ず、その結果河川や海の水質が悪化することになるという問題が合流式下水道にはあった。

近年、新たに設置する下水管は分流式下水管とするのが主流であるが、既存の合流式下水管をすべて置き換えるのは困難であり、まだかなりの量の合流式下水管がそのまま稼働しているのが現状である。
そこで、合流式下水道において越流堰で分水された放流水を一時貯留する放水管渠を設け、その放水管渠の内部に汚泥貯留凹所を設けると共に、管渠内壁面から汚泥貯留凹所に向けて下り勾配で傾斜する傾斜面と、汚泥貯留凹所の上方空間を覆うカバーと、放水管渠内に散水する散水手段とを設けることで、放水管渠内において放流水に含まれる汚泥等の汚濁物質を排除する汚濁物質排除システムが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１に記載の汚濁物質排除システムによれば、合流式下水道において越流堰で分水された放流中に含まれる汚泥等の汚濁物質を排除して、河川や海等の水質の悪化を抑制できる。

特開２００４−２５７２２５号公報

しかし、特許文献１に記載されているような汚濁物質排除システムにおいては、合流式下水道の越流堰で分水する必要があることから構成が複雑でコストがかかるだけでなく、雨水と汚水とが混濁する状態が生じることは避けられないため上述の問題点を完全に解消できるものではない。

したがって、本発明の目的は、簡易な構造で低コストに、雨水と汚水とを分流することができ、ゲリラ豪雨などの非常時にも汚水を河川や海に排出することなく処理できる下水処理システムを構築できる多層式下水道管を提供することにある。

本発明者は、上記課題を解消すべく鋭意検討した結果、新たな分流式下水管を埋設しなくても既存の下水管を利用して多層式とすることにより、上記目的を達成しうることを知見し本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、上記目的を達成するため、既存の下水管内に該下水管よりも径の小さい汚水管を敷設してなる多層式下水道管であって、下水管は、水の浄化処理不要の雨水を貯めておく雨水マスに雨水導入管を介して連結されており、汚水管は、水の浄化処理が必要な汚水を貯めておく汚水マスに下水管を貫通して設けられた汚水導入管を介して連結されており、汚水管は、その終点が下水処理場に位置するようになされており、下水管は、その終点が下水管内を移送してきた雨水を放流できるようになされている多層式下水道管が提供される。

本発明に係る多層式下水道管によれば、簡易な構造で低コストに、雨水と汚水とを分流することができ、ゲリラ豪雨などの非常時にも汚水を河川や海に排出することなく処理できる下水処理システムを構築できる多層式下水道管を提供できる。

本発明の実施の形態に係る多層式下水道管の概要図である。

図１は、本発明の実施の形態に係る多層式下水道管の構成の概要を示す。

（多層式下水道管１の概要）
本実施の形態に係る多層式下水道管１は、既存の下水管としての合流管１０と、合流管１０の直径よりも小さな直径を有すると共に合流管１０内に合流管１０の軸方向に沿って敷設される汚水管としての分流汚水管２０とを備える。合流管１０には、水の浄化処理が不要である雨水を貯める雨水マスとしての公共雨水マス３０が雨水導入管４０を介して連結されている。また、分流汚水管２０には、水の浄化処理が必要な汚水を貯める汚水マスとしての公共汚水マス３２が、合流管１０に設けられた貫通孔１２に挿入される汚水導入管４２を介して連結されている。

公共汚水マス３２には、連結管４４を介して私設汚水マス３４が連結されている。そして、私設汚水マス３４には、連結管４６を介して住宅５０から排出される汚水を貯める私設汚水マス３５が連結されている。私設汚水マス３４は公共汚水マス３２と私設汚水マス３５との間に位置する。なお、私設汚水マス３５は、トイレ用汚水マス３５ａ、浴室用汚水マス３５ｂ、及び台所用汚水マス３５ｃを有して構成される。

汚水は、私設汚水マス３５から私設汚水マス３４を経て、公共汚水マス３２に移送され、公共汚水マス３２から汚水導入管４２を介して分流汚水管２０に流入する。道路６０等の地表に降った雨は雨水として公共雨水マス３０に貯まり、公共雨水マス３０に貯まった雨水は雨水導入管４０を通って合流管１０内に流入する。そして、分流汚水管２０の終点は下水処理場に位置するように設置されており、分流汚水管２０を流れる汚水が下水処理場の下水処理施設に流入するようになっている。一方、合流管１０の終点は合流管１０内を移送してきた雨水が河川や海に放流されるようになっている。つまり、雨水は合流管１０内を移送され、汚水は分流汚水管２０内を移送されるように、合流管１０内が分流汚水管２０によって区分けされている。

なお、住宅５０から排出される汚水としては、トイレ５２から排出される汚水、浴室５４から排出される汚水、台所５６から排出される汚水がある。そして、トイレ５２から排出される汚水はトイレ用汚水マス３５ａに貯まり、浴室５４から排出される汚水は浴室用汚水マス３５ｂに貯まり、台所５６から排出される汚水は台所用汚水マス３５ｃに貯まり、各汚水が私設汚水マス３５から私設汚水マス３４に流出する構造になっている。

また、下水道設備は、公共下水道設備１００と公共下水道設備１００に隣接する私設排水設備１１０とを備えている。公共下水道設備１００は多層式下水道管１、公共雨水マス３０、及び公共汚水マス３２を備えて概略構成される。つまり、本実施の形態に係る多層式下水道管１は公共下水道設備１００の一部として構成される。また、私設排水設備１１０は、私設汚水マス３４及び私設汚水マス３５を備えて概略構成される。

（合流管１０）
合流管１０は、道路６０の下に既に敷設されている合流管１０を用いる。本実施の形態に係る合流管１０は円筒形の管である。合流管１０には、道路６０脇等の所定の位置に設置されている複数の公共雨水マス３０のそれぞれが、複数の公共雨水マス３０のそれぞれに接続されている雨水導入管４０を介して連結されている。そして、合流管１０には、公共汚水マス３２が設置されている場所に応じた位置に、汚水導入管４２が挿入される貫通孔１２が設けられる。

ここで、合流管１０としては、例えば、日本下水道協会規格の（JSWAS A-1）が用いられており、例えば、直径（300）mmの（鉄筋コンクリート）製の円筒形の管が用いられる。本発明においては、好ましくは直径400mm以上の合流管に対して好ましく適用できる。合流管１０の壁に汚水導入管４２を通す場合、汚水導入管４２の直径に応じた径の貫通孔１２を合流管１０の壁に形成する。貫通孔１２は、例えば、一旦水流を停止した状態で合流管に常法に従い穴をあけることで形成できる。そして、形成した貫通孔１２に汚水導入管４２を挿入する。更に、合流管１０内を移送される雨水が貫通孔１２と汚水導入管４２との間から外部に漏出することを防止することを目的として、貫通孔１２における合流管１０と汚水導入管４２との接触部分をシールして漏出防止処理をすることが好ましい。シールは、両管が金属製の場合には溶接により、いずれかがプラスチック製の場合には商品名「エプトシーラー」日東電工社製等の公知のシーラント剤を用いて行うことができる。

（分流汚水管２０）
分流汚水管２０は合流管１０の直径より小さな直径の円筒形の管である。分流汚水管２０は、分流汚水管２０の内側を流れる汚水の圧力、及び分流汚水管２０の外側であって合流管１０の内側を流れる雨水の圧力に耐える構成を有する。例えば、分流汚水管２０には、肉厚が（２７）ｍｍであり、直径が（２００）mmの（鉄筋コンクリート）製の円筒形の管等を用いることができるが、予想流量に応じて任意であり種々の大きさを採用しうる。また、分流汚水管２０の内壁には、汚水が移送されやすくする処理を行うこともでき、たとえばはっ水処理を施すなどしてもよい。

また、分流汚水管２０は、例えば、合流管１０内の下部の略中央に敷設される。分流汚水管２０は、場合によっては合流管１０の上部や側部に設置することもできるが支持部材が必要になる等構造が複雑化するので、本実施形態のように合流管の下部に設けるのが好ましい。分流汚水管２０を合流管１０内に敷設する場合、合流管１０の軸方向に沿って所定の間隔で設けられている作業用の穴（マンホール穴、図示せず）を利用する。まず、予め定められた長さに区切られた分流汚水管２０のパーツを当該穴から合流管１０内に搬入する。次に、各パーツを合流管１０内で接続する。そして、各パーツを接続して構成された分流汚水管２０を合流管１０内に敷設する。また、分流汚水管２０の所定の位置に汚水導入管４２を接続する。

分流汚水管２０の各パーツ同士を接続する場合、金属製の場合には溶接することで、またプラスチック製の場合には連結管を用いて接着することで各パーツ同士を接続し、分流汚水管２０の外部に汚水が漏れないようにする。また、分流汚水管２０は、そのまま固定することなく敷設してもよいが、特に図示しないが固定するための部材を用いて合流管１０に固定してもよい。

（汚水導入管４２）
汚水導入管４２は、地中において分流汚水管２０と公共汚水マス３２とを連結する。したがって、汚水導入管４２は、地中において外部から加わる圧力によって破損しにくい構造であることを要する。また、汚水導入管４２の一部は合流管１０内に挿入される。合流管１０内には大量の雨水が流れる場合があり、汚水導入管４２は大量の雨水による流れに耐えうる強度を有することを要する。

したがって、例えば汚水導入管４２としては、肉厚が５〜９ｍｍであり、外径がたとえば165mm等種々形状の硬質塩化ビニル製の円筒形の管を用いることができる。そして、溶接やシーラント剤を用いて連結したり、公知の連結部材を用いて連結することより、公共汚水マス３２と汚水導入管４２の一方の端とを接続し、汚水導入管４２の他方の端と分流汚水管２０とを接続することができる。各接続領域には、汚水が外部に漏出しないように、シーラント剤によるシールを施すことができる。更に、汚水導入管４２と合流管１０との接触部分を含む領域に、流水による圧力を軽減することを目的として、各種処理を施すこともでき、具体的には管外側の粗度が小さくなるような処理やはっ水処理を施してもよい。
また、劣化しにくいゴムパッキンなどの緩衝材を貫通孔と取付汚水管との間に設置して、貫通穴付近の汚水導入管に加わる力を軽減させることもできる。

また、公共汚水マス３２から分流汚水管２０に汚水が適切に移送されるように、汚水導入管４２の水平面に対する勾配は10‰（10/1000）以上とし、曲管などを用いて合流管１０に対して直角かつ直線で貫通させ、分流汚水管にも直角かつ直線的に取り付ける。（この比は特には決まっておらず、取付管はその家庭の汚水を滞りなく流す管径として決まり、分流汚水管は担当範囲の汚水を滞りなく流れる径を適宜選択すれば良い。なお、汚水管渠にあっては、計画汚水量に対して、原則、最小流速が0.6m/秒以上3.0m/秒となるような管径とし、雨水管渠および合流管渠では、原則、最小流速が0.8m/秒以上3.0m/秒となるような管径とするのが好ましい。下流になり下水量が増えると管渠が大きくなり、勾配が緩やかでも流速は大きくなるため、この移動の速度が確保できる管径があれば良い。）また、汚水導入管４２の内壁には、汚水が流れやすくなるようにはっ水処理を施すこともできる。

（公共雨水マス３０、公共汚水マス３２、私設汚水マス３４、私設汚水マス３５）
公共雨水マス３０には、例えば、雨水に混入する泥等が合流管１０に流入しないように泥だまりを有するマスを用いることができる。また、公共汚水マス３２、私設汚水マス３４、及び私設汚水マス３５には、例えば、汚物がマス内に滞留しないインバートマス等を用いることができる。

（実施の形態の効果）
本実施の形態に係る多層式下水道管１は、既存の合流管１０内に分流汚水管２０を敷設するので、合流管１０とは別に分流汚水管２０を地中に敷設する必要がない。これにより、汚水と雨水とを分流化させるために道路を新たに掘削し、分流汚水管２０用の空間を確保することを要さずに簡易な構造で雨水と汚水とを分流することができ、建設費を低減できる。また、合流管１０内に分流汚水管２０を敷設するので、道路が狭い場合や、ガス管や水道管等の他の埋設物が存在している場合であっても容易に施工できる。

更に、多層式下水道管１は、合流管１０と分流汚水管２０とが互いに隔離されており、分流汚水管２０を流れてきた汚水だけを下水処理場で処理できる。これにより、下水処理場に確実に汚水を移送することができると共に、下水処理場の処理容量を、汚水と雨水とを併せて処理する場合に比べて小さくすることができる。したがって、大雨やゲリラ豪雨等により合流管１０内に大量の雨水が流入した場合であっても、流入した雨水は汚水と混じらずに河川や海に放流されるだけであり、汚水が河川や海に放流されることを抑制できる。
また、特に各家庭からの汚水を取付管で汚水管に集める末端よりも、取付管のほとんどない管径の大きい幹線汚水管を幹線合流管内に敷設する時に、新たに土地を購入する必要がなく管の敷設が可能となるので、効果的である。
なお、汚水導入管４２は、下水道上流側（家庭汚水の流入する側）においては合流管１０内の汚水導入管４２はあってもよいが、下流側（下水管汚水管が集中する側）においては合流管１０内に汚水導入管４２は存在しないように合流刊１０の内面に分流汚水管を隣接させるのが好ましい。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。

１多層式下水道管
１０合流管
１２貫通孔
２０分流汚水管
３０公共雨水マス
３２公共汚水マス
３４私設汚水マス
３５私設汚水マス
３５ａトイレ用汚水マス
３５ｂ浴室用汚水マス
３５ｃ台所用汚水マス
４０雨水導入管
４２汚水導入管
４４、４６連結管
５０住宅
５２トイレ
５４浴室
５６台所
６０道路
１００公共下水道設備
１１０私設排水設備

Claims

既存の下水管内に該下水管よりも径の小さい汚水管を敷設してなる多層式下水道管であって、
上記下水管は、水の浄化処理不要の雨水を貯めておく雨水マスに雨水導入管を介して連結されており、
上記汚水管は、水の浄化処理が必要な汚水を貯めておく汚水マスに上記下水管を貫通して設けられた汚水導入管を介して連結されており、
上記汚水管は、その終点が下水処理場に位置するようになされており、
上記下水管は、その終点が下水管内を移送してきた雨水を放流できるようになされている
多層式下水道管。