下水道の仕組みをわかりやすく解説！家庭から流れた水がどのように本管を通って処理場まで届くのか、自然流下式と圧送方式の違いや点検方法まで、写真と会話形式で楽しく学べます。
管 とおる
諏訪 美管
大丈夫ですよ。雨水と汚水の違いとか、すごく勉強になりました！
はい！下水処理のしくみをぜひ教えてください！
公共ますから下水本管への流れと点検のポイント
まず、公共ますから下水管に繋がる管を【取付管】と言って、下水管を【本管】と言うんだ。
お風呂の水は家庭の排水管を通って、外の公共ますまでたどりついた後、取付管から本管に流れていくよ。
お風呂の水は家庭の排水管を通って、外の公共ますまでたどりついた後、取付管から本管に流れていくよ。
わぁー！こんな風になってるんだぁ！！
本管の途中に何か所かある縦長のところはもしかしてマンホールですか？
本管の途中に何か所かある縦長のところはもしかしてマンホールですか？
その通り！！
マンホールを人孔（じんこう）と言って、本管の清掃や調査を行うために作られるている施設なんだよ。
下の写真でマンホールの底に横切っている部分が見えると思うんだけど、これが下水管、つまり本管なんだ。
マンホールを人孔（じんこう）と言って、本管の清掃や調査を行うために作られるている施設なんだよ。
下の写真でマンホールの底に横切っている部分が見えると思うんだけど、これが下水管、つまり本管なんだ。
わぁ～！マンホールの中って初めて見ました(^^)
場所によっては深さ30ｍくらいあったり、地下3階建ての要塞みたいな施設が地下にできてるところもあるんだよ。
わぁぁぁ～！すごーい！！👀
そして本管は小さくてΦ150mm、 大きいとΦ3000mmくらいのものもあるんだよ。
φ3000mm！直径3メートルの下水管なんてあるんですかー！？
大きい下水管てトンネルみたいですね！
大きい下水管てトンネルみたいですね！
本管の多くはΦ200～300くらいだけどね(^^)
こうして僕たちの使った水たちは本管を通って処理場に行くんだ。
こうして僕たちの使った水たちは本管を通って処理場に行くんだ。
Φ200
Φ1350
下水はどう流れる？自然流下とポンプでの流送の仕組み
さて、ここで問題。
下水が流れるのは、管に勾配をつけて下り坂みたいに設計されているからなんだけど、処理場までずっとずっと下り坂になっていると思う？
下水が流れるのは、管に勾配をつけて下り坂みたいに設計されているからなんだけど、処理場までずっとずっと下り坂になっていると思う？
んんん～？
そうなると処理場に着く頃にはとんでもなく地下深くなっちゃいますよねぇ？それはなさそうだなぁ・・
かといって、登り坂だと水は流れないし・・・
一体どうなっているんですか？？
そうなると処理場に着く頃にはとんでもなく地下深くなっちゃいますよねぇ？それはなさそうだなぁ・・
かといって、登り坂だと水は流れないし・・・
一体どうなっているんですか？？
自然流下で、本管が深くなりすぎた場合、マンホールポンプや、中継ポンプ場を作るんだ。
自然流下とは？
自然流下（じねんりゅうか）とは、下水道の管きょに少しずつ下り勾配をつけ、重力の力だけで水が流れるしくみのことです。
ポンプを使わずに排水できるため、もっとも基本的で多くの地域で採用されている方式です。
自然流下方式では、次のような特徴があります：
また、自然流下で下水が適切に流れるようにするため、流速の基準も設けられています。
自然流下はシンプルで信頼性が高い方式ですが、
地形によっては管路が深くなりすぎることがあり、その場合はマンホールポンプや中継ポンプ場でくみ上げて高さを調整します。
こうした工夫により、経済的で維持しやすい効率的な下水道が実現されています。
ポンプを使わずに排水できるため、もっとも基本的で多くの地域で採用されている方式です。
自然流下方式では、次のような特徴があります：
- ・水が自然に流れるため、エネルギーが不要
- ・構造がシンプルでトラブルが少ない
- ・ただし一定の下り勾配が必要
- ・勾配を確保するために管を深く埋める必要が出る
- ・深掘りにより工事費や維持管理の負担が大きくなる場合がある
また、自然流下で下水が適切に流れるようにするため、流速の基準も設けられています。
| 汚水管 | 最小0.6 m/s ～ 最大3.0 m/s |
| 雨水管・合流管 | 最小0.8 m/s ～ 最大3.0 m/s |
自然流下はシンプルで信頼性が高い方式ですが、
地形によっては管路が深くなりすぎることがあり、その場合はマンホールポンプや中継ポンプ場でくみ上げて高さを調整します。
こうした工夫により、経済的で維持しやすい効率的な下水道が実現されています。
自然流下は下水を流すうえで基本となる仕組みですが、
地形によっては勾配を確保できず、管が深くなりすぎてしまう場所もあります。
こうした「自然流下だけでは対応できない区間」を解決するために使われるのが、下水をくみ上げて高さを調整するポンプ施設です。
地形によっては勾配を確保できず、管が深くなりすぎてしまう場所もあります。
こうした「自然流下だけでは対応できない区間」を解決するために使われるのが、下水をくみ上げて高さを調整するポンプ施設です。
ポンプ施設とは？
下水道の管は基本的に自然流下で流れるようにつくられていますが、場所によっては勾配を確保できず、管が深くなりすぎてしまうことがあります。
そんなときに活躍するのが、下水をポンプの力で持ち上げて流れを続けるためのポンプ施設です。
ポンプ施設には大きく分けて２種類あります：
これらの施設は、自然流下では対応できない地点で下水をくみ上げ、管路の深さを浅く戻すことで、施工費や維持管理の負担を大きく減らす役割があります。
とくに都市部や高低差の大きい地域では欠かせない設備なんです。
そんなときに活躍するのが、下水をポンプの力で持ち上げて流れを続けるためのポンプ施設です。
ポンプ施設には大きく分けて２種類あります：
- ・マンホールの中に直接設置するマンホールポンプ
- ・大量の下水をまとめてくみ上げる中継ポンプ場
これらの施設は、自然流下では対応できない地点で下水をくみ上げ、管路の深さを浅く戻すことで、施工費や維持管理の負担を大きく減らす役割があります。
とくに都市部や高低差の大きい地域では欠かせない設備なんです。
図：家庭から処理場までの下水の流れ（公共ます・ポンプ場・処理施設の関係がわかる図解）
マンホールポンプは、マンホールの中にポンプを入れて下水をくみ上げる仕組みです。
自然流下だけだと下水管をどんどん深くしないといけませんが、マンホールポンプを使えば管を浅い位置に戻せるので、工事費も管理もしやすいムダの少ない下水道になります。
図：マンホールポンプの構造と設置例（左：構造模式図／右上：制御盤／右下：設置された現場の様子）
また、多量の下水が集まりマンホールポンプでは対応しきれない場所では、【中継ポンプ場】を使って中継・圧送します。
写真：中継ポンプ場の設備内部（大型ポンプと制御システム）
へぇ～！こうやって処理場まで運ばれていくんだぁ。
じゃあもしポンプ場が止まったら大変ですね。
じゃあもしポンプ場が止まったら大変ですね。
そうなんだ。停電とか機械が故障してもポンプが止まらないように、自家発電や予備ポンプが作動するような仕組みを作ってるんだ。
リスク管理ってことですね。
みかんちゃん、難しい言葉を知ってるね。(意外…笑)
そうだよ。下水道は止めることが出来ないからリスク管理が重要なんだ。
あと、下水を送る方法としては自然流下の他に圧送方式で送ることがあるんだ。
そうだよ。下水道は止めることが出来ないからリスク管理が重要なんだ。
あと、下水を送る方法としては自然流下の他に圧送方式で送ることがあるんだ。
自然流下式と圧送方式の違いと選定基準
自然流下式と圧送方式とは？
一般的に、下水道管きょは勾配のある自然流下式が基本となっています。
しかし、上水道・工業用水道・農業用水道などでは圧送方式が多く用いられており、 下水道でも自然流下が困難な地形では、部分的に圧送管を採用することがあります。
圧送方式はポンプで汚水を送るため、勾配設計に縛られず自由度が高いのが特徴です。
しかし、上水道・工業用水道・農業用水道などでは圧送方式が多く用いられており、 下水道でも自然流下が困難な地形では、部分的に圧送管を採用することがあります。
圧送方式はポンプで汚水を送るため、勾配設計に縛られず自由度が高いのが特徴です。
自然流下式
- 一定の下り勾配が必要
- 深く掘削して埋設する必要がある
- 工事期間が長く費用も高い
- 管が大口径になる
- マンホールから不明水が浸入する恐れあり
- 流入・合流が自由に可能
- 屈曲部や合流部にマンホールが必要
圧送方式
- 地形を問わず浅い埋設が可能
- 工期・費用を大幅に削減できる
- 小口径管で対応可能
- 不明水が侵入しにくい構造
- 流入・合流には圧力調整が必要
- ポンプ設備の導入が必須
圧送管とは？
圧送管（あっそうかん）とは、ポンプの力で下水を押し流すために使われる密閉された管のことです。
自然流下のように勾配に頼らずに排水できるため、地形に制約されにくいのが大きな特徴です。
圧送管は次のような場所で使われます：
圧送管の内部は水で満たされ、ポンプの圧力によって下水が送られます。
そのため、下水が逆流しないよう空気弁や止水装置が取り付けられています。
自然流下のように勾配に頼らずに排水できるため、地形に制約されにくいのが大きな特徴です。
圧送管は次のような場所で使われます：
- ・自然流下では勾配が確保できない区間
- ・低地や谷地形で下水が滞留しやすい場所
- ・地中深く掘り下げると工事費が高額になる場所
圧送管の内部は水で満たされ、ポンプの圧力によって下水が送られます。
そのため、下水が逆流しないよう空気弁や止水装置が取り付けられています。
圧送管の仕組み
圧送管の基本的な仕組みはとてもシンプルです：
このしくみにより、圧送管は高低差のある区間を自由に越えることができるため、
管路を深く掘らずに済み、工事費や維持管理の負担を大きく減らせます。
ただし、圧送管は自然流下のようにマンホールから内部を確認できないため、
点検には空気弁から挿入できる専用カメラ（アジリオス）などの機器が用いられます。
- ① 下水がポンプ施設に集まる
- ② ポンプが圧力をかけて管の中へ押し込む
- ③ 密閉管の中を加圧状態で流れる
- ④ 自然流下の高さまで到達したところで放流される
このしくみにより、圧送管は高低差のある区間を自由に越えることができるため、
管路を深く掘らずに済み、工事費や維持管理の負担を大きく減らせます。
ただし、圧送管は自然流下のようにマンホールから内部を確認できないため、
点検には空気弁から挿入できる専用カメラ（アジリオス）などの機器が用いられます。
圧送管の点検に必要なカメラ機器「アジリオス」
圧送管はマンホールがなく、内部の確認ができないという弱点があるんだ。
でも、途中にある空気弁から、アジリオスを使って点検できるんだよ！
でも、途中にある空気弁から、アジリオスを使って点検できるんだよ！
へぇ〜！アジリオスってどんなカメラなんですか？
「アジリオス」は、直視式の押し込み型カメラで、
圧送管内部の調査に対応する高性能装置です。
圧送管内部の調査に対応する高性能装置です。
- 鮮明な映像をリアルタイムで確認
- 自動水平・首振り機能付き
- レーザースケールで管の変状測定も簡単！
↓↓↓ 詳しく知りたい方はこちら ↓↓↓
諏訪 美管
もっと知りたい方は次へ：
アジリオスを使用した圧送管の調査方法：下水道調査技術 (第23話)
圧送管の現場調査で使われる押込みカメラ「アジリオス」を例に、圧送管調査の手順や特徴を初心者にもわかりやすく解説しています。
お風呂の水はいろんな方式の下水管を通って、最終的に下水処理場に到着するんだ。
これらの施設は止めることができない、でも地中に埋まっていて点検も修理も大変なんだよ。
だからこそ、カンツールの下水道維持管理製品が役に立つんだよ。
これらの施設は止めることができない、でも地中に埋まっていて点検も修理も大変なんだよ。
だからこそ、カンツールの下水道維持管理製品が役に立つんだよ。
知らないことばかりでした！
お風呂の水がこんなに冒険してるなんて…びっくりです。
お風呂の水がこんなに冒険してるなんて…びっくりです。
次回は、処理場に届いたお風呂の水が、どうやってキレイな水になるのかを、
小学生でもわかるように説明するね！
小学生でもわかるように説明するね！
えっ…それってもしかして…私が小学生レベルってことですか？(｀ヘ´＊)ﾌﾟﾝﾌﾟﾝ
そ、そんなことないよ！（汗）
処理場の話って実はすごく難しいんだ。
活性汚泥、OD方式、BOD、嫌気、無酸素、脱窒、富栄養化……とかね。
処理場の話って実はすごく難しいんだ。
活性汚泥、OD方式、BOD、嫌気、無酸素、脱窒、富栄養化……とかね。
あ…（汗）
やっぱり小学生でもわかるようにお願いします（笑）
やっぱり小学生でもわかるようにお願いします（笑）
↓この記事で登場した製品↓
アジリオス
アジリオスを利用した圧送管の点検調査方法について
諏訪 美管
もっと知りたい方は次へ：
下水道処理場の仕組みをやさしく解説｜汚れた水がきれいになるまで（第4話）
家庭から流れてきた汚水が下水処理場でどのようにきれいな水へと変わるのか、その基本的なプロセスをわかりやすく解説しています。
こんにちは(^-^)
返信削除マンホールはもちろん知っていましたが、
中まで見る機会なんてないので興味深々で見ちゃいましたΣ(ﾟДﾟ)
説明も分かりやすくて面白いと感じました♪
見て下さりありがとうございます。
削除わたしもマンホールの中は初めて見ました！
これからも一緒に勉強していきましょう(＾＾)