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下水道の仕組み

下水道の仕組みの図

下水道の仕組みのフロー図

下水を集めて下水処理場まで運ぶ方法には、合流式と呼ばれる方法と、分流式と呼ばれる方法の二つがあります。
合流式は、汚水と雨水を同一の管路系統で収集する方法で、分流式は反対に汚水と雨水を別々の管路系統で収集します。
汚水は、ポンプ場から下水処理場に導かれ処理されてから放流されます。ここでは、分流式を主体に説明します。

1.排水設備

排水設備は、汚水が下水処理場まで旅する出発点になり、台所、風呂場、洗面所、水洗便所などから流れ出た汚水を下水道管に導くもので、この設備は個人が敷地内に設け、個人が管理しなければなりません。 工事施工は、堺市が指定している排水設備工事業者でなければなりません。

排水設備

雨水の排水設備
雨どいからの雨水や庭に降った雨は、道路排水と一緒に雨水管に集められ河川など、公共用水域に直接放流されます。

除害設備
工場や事業場から流される汚水(工場排水)には、下水処理場で取り除くことができない有害物質が含まれている場合があります。このような物質などを含んだ工場排水は、下水道管に流す前に工場や事業場において有害物質を取り除くように法律(下水道法)や条例で義務付けられています。この有害物質などを取り除くために工場や事業場で設置する処理施設を「除害施設」といいます。

2.下水道管

下水道管

下水を下水処理場まで運ぶ方法は、高い方から低い方へと、自然の流れを利用して運びます。でも、下流に行くに従って、だんだん地表から深くなりますが、余り深くなると工事や管理が大変となりますので、途中に中継ポンプ場を設けて汲み上げます。

 

下水道管きょ工事

皆さんの近くで工事している管きょ工事には次の3種類があります。

・開削工事
地表から掘って管きょを入れていく方法です。

・推進工事
モグラのように、機械で掘進しながら地中に管きょを押し込んでいく方法です。

・シールド工事
地中にトンネルを掘り、セグメントと呼ばれる円弧状のブロックをリング状につなぎ合わせ、管路とする方法です。
 

3.ポンプ場

ポンプ場には、汚水をくみ上げる汚水ポンプ場と、雨水をくみ上げる雨水ポンプ場があります。下水道管が地中深くなると、下水処理場も地中深く造らなければならなくなり、費用が高くなるばかりでなく、点検や清掃、なども難しくなります。また、雨水を自然流下では公共用水域に放流できなくなります。このため、下水道管がある程度の深さになったときは、ポンプにより下水を高い所まで上げます。

 

4.下水処理場の仕組み

1.沈砂池

家庭や工場から流された下水は、下水管を通って処理場にやってきます。
処理場に流れてきた下水の中には、大きなゴミや、砂が含まれています。これらを取り除くのが沈砂池です。

2.最初沈殿池

沈砂池を通った下水は、最初沈殿池に入りゆっくり流されます。そして重い泥は、底に沈みます。沈殿して集められた泥は、大阪南下水汚泥広域処理場に送られ処理されます。

3.曝気槽(エアレーションタンク)

最初沈殿池を通った下水は、曝気槽で活性汚泥と言われる微生物のたくさん集まっている泥と、空気を吹き込みかき混ぜられます。微生物は下のように下水中の汚れにくっついている様子が観察できます。汚れを栄養として吸収するので下水が処理されることになります。

曝気槽(エアレーションタンク)

曝気槽の中の微生物

4.最終沈殿池

曝気槽で汚れを吸収した微生物は沈みやすくなり、上ずみ水は、大変きれいになり、沈んだ汚泥を活性汚泥と言います。
最終沈殿池はこうして沈んだ活性汚泥を連続して曝気槽に返送して下水処理を行いますが、どんどん増えてきますので、余分な汚泥は、余剰汚泥として最初沈殿池の汚泥と共に処理されることになります。
河川には、汚れが流れ込むと、希釈・沈殿・微生物の作用により、元通りにきれいになろうとする自浄作用を持っています。
微生物は、汚れを栄養源として水中にとけ込んでいる酸素を消費しながら生きています。しかし、自浄作用の限界を超えて汚れが流れ込むと、腐敗してどぶ川になってしまいます。それを防ぐために、下水道が必要となります。

滅菌池

 

5.滅菌池

処理された水は見た目は大変きれいですが、大腸菌など細菌が含まれていますのでここで、消毒、滅菌して川に放流されます。
消毒には、次亜塩素酸ソーダが使われています。
 

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堺市上下水道局 経営企画室
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