米国特許情報 | 欧州特許情報 | 国際公開(PCT)情報 | Google の米国特許検索
 
     特許分類
A 農業
B 衣類
C 家具
D 医学
E スポ−ツ;娯楽
F 加工処理操作
G 机上付属具
H 装飾
I 車両
J 包装;運搬
L 化学;冶金
M 繊維;紙;印刷
N 固定構造物
O 機械工学
P 武器
Q 照明
R 測定; 光学
S 写真;映画
T 計算機;電気通信
U 核技術
V 電気素子
W 発電
X 楽器;音響


  ホーム -> 加工処理操作 -> 佐藤工業株式会社

発明の名称 貯泥池を用いた濁水処理方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平10−337414
公開日 平成10年(1998)12月22日
出願番号 特願平9−150553
出願日 平成9年(1997)6月9日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】永井 義久
発明者 菊地 京二 / 宮竹 克守 / 西川 昌宏 / 阿部 和平
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】濁水中の固形分を堆積させるための貯泥池内に、排水管を敷設するとともに、この排水管に連結してフィルター機能を有する取水管を起立状態で設け、前記貯泥池内に濁水を投入し、前記フィルター機能を有する取水管により濁水を脱水し、濾過水を前記取水管および排水管を通じて貯泥池外に排出する一方、濁水中の固形分を前記貯泥池内に堆積させることを特徴とする貯泥池を用いた濁水処理方法。
【請求項2】前記フィルター機能を有する取水管は、立体網状繊維組織により構成された管状体である請求項1記載の貯泥池を用いた濁水処理方法。
【請求項3】前記立体網状繊維組織による管状体の起立保持のために、前記排水管に接続される起立状態の有孔管を設け、この有孔管内に前記立体網状繊維組織による管状体を収容した請求項2記載の貯泥池を用いた濁水処理方法。
【請求項4】前記フィルター機能を有する取水管は、周壁に通孔が形成され有孔管と、この有孔管内に内設されたフィルター材とからなる請求項1記載の貯泥池を用いた濁水処理方法。
【請求項5】前記フィルター機能を有する取水管は、周壁に通孔が形成され有孔外管と、周壁に通孔が形成され有孔内管と、これら有孔外管と有孔内管との間隙空間に充填されたフィルター材とからなる請求項1記載の貯泥池を用いた濁水処理方法。
【請求項6】前記貯泥池内に遮水シートを敷設し、貯泥池への固形分の堆積が完了したならば、前記堆積固形分を覆う遮水シートを被せ、これら両遮水シートの全周を溶着した後、覆土を行い埋立処理を行う請求項1〜5のいずれか1項記載の貯泥池を用いた濁水処理方法。
【請求項7】濁水の中和処理および凝集沈降処理後の最終処理として、請求項1〜6のいずれか1項記載の貯泥池を用いた濁水処理を行い、貯泥池より排出された濾過水を再び前記中和処理および凝集沈降処理の前ラインに戻し、濁水処理の循環処理を行う貯泥池を用いた濁水処理方法。
【請求項8】濁水処理後の固形分に対して硬化材を添加し固化処理を行う請求項1〜7のいずれか1項に記載の貯泥池を用いた濁水処理方法。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、土木工事等に伴って発生する各種の濁水の処理に係り、詳しくは従来の沈殿池に比べると比較的小規模の貯泥池で済み、また濁水の脱水を安価にかつ短期間に行うことができるようにした貯泥池を用いた濁水処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、造成工事やダム工事などの土木工事等に伴って発生する濁水を処理するに当たっては、沈殿池を利用した自然沈殿池方式、凝集沈殿方式、機械処理沈殿方式、機械処理脱水方式などの処理方法が採用されている。前記自然沈殿池方式は、図11に示されるように濁水中の浮遊物質を凝集剤などの薬剤を使わずに沈殿池50の底部に自然沈降させる方法であり、第2の前記凝集沈殿方式は凝集剤を添加した後、沈殿池にて浮遊物質を沈降分離させる方法である。また、第3の前記機械処理沈殿方式は凝集剤を添加した後にシックナーなどの凝集沈降槽でフロック化した浮遊物質を沈降させ、沈殿固形分を貯留池で処理する方法である。
【0003】これらの沈殿池または貯留池に堆積した固形分は、その後曝気乾燥した後に土捨場等に埋立処分されるか、セメント等により固化処理された後ダンプトラックにて産業廃棄物処理場まで運搬処理される。
【0004】一方、最後の機械処理脱水方式は、図12に示されるように、シックナーなどの凝集沈降槽51で得られた固形分をフィルタープレス、ベルトプレス、遠心脱水機などの脱水機52により機械的に脱水し、得られた脱水ケーキをダンプトラックにて埋立処分あるいは廃棄処分するものである。一般的に、造成工事濁水、骨材プラント、ダムサイト濁水などの処理方法としては、ヤード面積が少なくて済み処理効率の高い前記機械処理脱水方式が最も多く採用されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】先ず、前記自然沈殿池方式や凝集沈殿方式の場合には、沈殿池を造成するだけの広大なヤードを確保する必要があり、ヤード確保が採用の条件となる。しかしながら、地形や現場条件等の制約により広大なヤードを確保することが困難である場合が多い。また、処理濁水量が多量である場合や豪雨などにより処理量が急増した場合には、沈降に十分な時間が確保されないため、浮遊物質を含んだまま溢流してしまうなどの問題があり、上澄水の放流基準値を満足することができないなどの問題もある。さらに、天候にもよるが飽和度100%の状態から天日乾燥するためには長期間を要するなどの問題がある。
【0006】また、産業廃棄物処理を行うためには、ダンプトラック輸送によるコストが掛かるとともに、近年は受け入れ先の確保が困難な状況になりつつある。
【0007】一方、固形分をフィルタープレス、ベルトプレス、遠心脱水機などの脱水機により機械的脱水を行う機械処理脱水方式は、処理効率が高く、沈殿池造成のためのヤードを必要としないなどの利点があるものの、常時メンテナンス要員が必要であるとともに、設備が高価であり経済性に劣るなどの問題を有する。
【0008】そこで本発明の主たる課題は、広い沈殿池スペースを必要とすることなく比較的狭いヤード確保で濁水から粗細粒分を安定的にかつ短期間で分離・堆積できるようにすること、また容易に分離水を放流基準値内に管理できるとともに、メンテナンス性および経済性に優れる貯泥池を用いた濁水処理方法、および管理型産業廃棄物処理に対応した濁水処理方法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するために本発明は、濁水中の固形分を堆積させるための貯泥池内に、排水管を敷設するとともに、この排水管に連結してフィルター機能を有する取水管を起立状態で設け、前記貯泥池内に濁水を投入し、前記フィルター機能を有する取水管により濁水を脱水し、濾過水を前記取水管および排水管を通じて貯泥池外に排出する一方、濁水中の固形分を前記貯泥池内に堆積させることを特徴とするものである。
【0010】したがって、本発明の場合には、比較的小さい貯泥池であっても、効率的に大量の固形分を分離・堆積することができるようになり、用地の効果的利用を図ることができる。堰堤の堤高以下であれば一時に大量の濁水の流入があったとして、物理的濾過を行っているため、濁水がそのまま放流されるようなこともなくなる。さらに、流入した濁水は連続的に脱水が行われ、そのまま継続的に天日乾燥に供されるため、従来の沈殿池方式に比べると飛躍的に短期間で分離・脱水が図られる。
【0011】さらに、機械的設備を全く必要としないため、メンテナンスフリーとなるとともに、経済的にも優れたものとなる。
【0012】具体的に前記フィルター機能を有する取水管としては、たとえば立体網状繊維組織により構成された管状体をそのまま用いることもできるし、あるいは周壁に通孔が形成され有孔管と、この有孔管内に設けたあるいは有孔管外に設けたフィルター材とから構成することもできる。さらに周壁に通孔が形成され有孔外管と、周壁に通孔が形成され有孔内管と、これら有孔外管と有孔内管との間隙空間に充填されたフィルター材とから構成することもできる。
【0013】前記立体網状繊維組織による管状体の起立状態を安定化させるために、前記排水管に接続される起立状態の剛性を有する有孔管を設け、この有孔管内にあるいは外に前記立体網状繊維組織による管状体を保持させることもできる。
【0014】一方、施工現場でそのまま埋立処理が可能であるような場合には、好ましくは前記貯泥池内に遮水シートを敷設し、貯泥池への固形分の堆積が完了したならば、前記堆積固形分を覆う遮水シートを被せ、これら両遮水シートの全周を溶着した後、覆土を行い埋め立てる。たとえば、濁水がセメント混じりであり、厳格な埋立管理が要求される場合には、前記遮水シートによって固形分を被包することにより堆積固形分が外部に流出することがなくなり、管理型廃棄物処理方法に準拠した形での埋立処理が行えるようになる。
【0015】他方、放流基準値を厳重に管理するためには、中和処理および凝集沈降処理後の最終処理として前記貯泥池を用いた濁水処理(脱水処理)を行い、貯泥池より排出された濾過水を再び前記中和処理および凝集沈降処理の前ラインに戻し、濁水処理の循環処理を行うようにする。分離水は放流基準値を満足する状態になるまで閉ループ工程を繰り返し、清澄になるまで浮遊物質の除去および中和処理が行われるため、たとえセメント系濁水であっても、きっちりと放流基準値内に管理されるようになる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態について図面に基づいて詳述する。図1は本発明に係る貯泥池を用いた濁水処理システムの概略図であり、図9は中和処理および凝集沈降処理工程との組み合わせによる濁水処理システムの概略図である。図1に示される濁水処理システム1は本発明を利用した最も簡易な処理システム図である。ダム工事、造成工事、骨材プラント現場などの土木工事現場に隣接する場所に、たとえば平面方形状に堰堤6を形成して濁水中の固形分を堆積させるための貯泥池2を造成する。貯泥池2は、図2に示されるように、十分な脱水時間の確保と濁水処理設備の負担軽減を計るために、2つの貯泥池2、2を構築し交互に使用できるようにするのが望ましい。なお、前記貯泥池2としてはコンクリート槽とすることもできる。
【0017】前記貯泥池2に対しては、その底面から堰堤6の内側法面に渡り不透水性の遮水シート3が敷かれる。その後、図3に示されるように、貯泥池2の底面に排水管4を敷設するとともに、この排水管4(以下、敷設排水管という)に連結してフィルター機能を有する取水管5、5…を起立状態で設ける。この取水管5(以下、起立取水管という)の配置密度としては、濁水の物性、排水効率等を考慮して適宜決定されるが、概ね100〜300m2当りに1本の割合で配置する。
【0018】前記起立取水管5の構造としては種々のものが考えられるが、本明細書で示す第1の例としては、立体網状繊維組織により構成された管状体9(以下、ヘチマ管という)を用いることができる。このヘチマ管9は、ポリプロピレンまたは/およびポリエチレンなどの化学繊維を熱接着により絡み合わせた不織布製のものを用いることができる。特にポリプロピレンおよびポリエチレンの熱接着性複合繊維(いわゆるES繊維)を素材として熱接着により管状に形成したものを用いることができる。
【0019】起立高さが低い場合には、このヘチマ管9を単独で起立させ、隣接するヘチマ管9、9の頭部同士をワイヤー等で繋ぎ起立保持を行うこともできるが、起立高さが高い場合には、図3〜図5に示されるように、前記敷設排水管4に対してT字継手管4aを介して周壁に多数の通孔10a、10a…を有する有孔管10を起立状態で設け、この有孔管10内に前記ヘチマ管9を収容するようにするのが望ましい。前記有孔管10には固定リング8に一端が固定され他端が地盤側に固定されたステーワイヤー7、7…を設け、濁水の流入により有孔管10に側方から力を受けたとしても転倒しないよう強固に支持するのが望ましい。なお、10bは有孔管10の頭部開口を閉鎖するためのキャップ材である。
【0020】さらに、他の構造としては図6に示されるように、周壁に多数の通孔11aを有する有孔外管11と、同じく周壁に多数の通孔12aを有する有孔内管12とにより、二重有孔管構造とし、かつこれら有孔外管11と有孔内管12との間の環状空間にフィルター材14を充填することにより、フィルター機能を有する取水管5を構成することもできる。前記有孔外管11の内面および有孔内管12の外面にはフィルター材14が流入するのを防止するためにスクリーンネット13、13が張設されている。前記フィルター材14としては、φ5〜φ20mm程度の豆砂利や採石、あるいは繊維材などを用いることができる。なお、最も簡易的には図示しないが単に周壁に通孔が形成され有孔管とこの有孔管内に内設されたフィルター材とにより前記起立取水管5を構成することもできる。
【0021】かかる貯泥池2に濁水を投入すると、前記起立取水管5により濁水が濾過(脱水)され、濾過水は前記起立取水管5および排水管4を通じて貯泥池2外に排出される。一方、濁水中のスラッジ(固形分)Sは図3に示されるように、前記取水管5を通過できないため貯泥池2内に徐々に堆積することとなる。
【0022】その後、濁水処理が完了したならば、図7に示されるように、堆積スラッジSを覆う遮水シート15を被せ、これら両遮水シートの周縁A,A同士を溶着し接合した後、覆土16を行い埋立処理を行う。施工現場にそのまま埋立処理できないような場合には、クラムシェル、バックホウ、あるいはバケットコンベアなどで適時搬出することもできる。
【0023】また、堆積スラッジに硬化材、たとえばセメントを添加し必要により混合して固化処理し排出処理することができる。
【0024】ところで、本発明に係る濁水処理方法は、中和処理および凝集沈降処理による濁水処理工程との組み合わせによって、より好適なものとなる。図8に示されるように、ダム工事、骨材プラントからの工事汚濁水は、一旦原水槽20に貯留され、ここから凝集反応槽21に送られる。この送給過程でアルカリ性濁水の場合には硫酸または塩酸などの中和剤が、また酸性濁水の場合には消石灰、苛性ソーダなどの中和剤が夫々添加され、前記凝集反応槽21では凝集沈降を促進させるために各種の凝集剤が添加される。凝集剤として、PAC(ポリ塩化アルミニウム)、硫酸バンド(硫酸アルミニウム)、硫酸第1鉄などの無機凝集剤と、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリアクリルアミド、ポリアクリルアミド陰イオン変成物、ポリアクリルアミド陽イオン変成物などの高分子凝集剤が用いられる。これら各凝集剤は、凝集剤の効果は濁水のpH、攪拌方法、水温、懸濁物質の性状、浮遊物質の粒径などによって適宜使い分けられる。
【0025】凝集剤が添加された濁水は、次に凝集沈降分離槽22に送給され、ここで凝集沈殿スラリーと上澄水とに分離される。沈殿したスラリーは集泥装置により掻き寄せられ、底部中央よりスラリーポンプ24により引き抜かれる。一方、凝集沈降分離槽22からオーバーフローした上澄水は放流または再利用される。
【0026】スラリーは一旦スラリー貯留槽23に貯留され、スラリーポンプ25により貯泥池2に投入される。貯泥池2内における脱水処理は前述したとおりである。この場合、鎖線26で示されるように、前記貯泥池2より排出された濾過水を再び前記中和処理および凝集沈降処理の前ラインに戻し、濁水処理の閉ループ処理を行うこともできる。
【0027】次いで、もう一つ例としてダム工事における濁水処理システムについて詳述する。ダム工事の場合には、ダムサイトからのセメント系濁水と骨材プラントからの土砂系濁水との両方を効率的に処理する必要があるが、本発明に係る濁水処理方法であれば、何ら問題なく安定的にいづれの濁水をも脱水処理しスラッジSを堆積させることができる。仮に、水平配置のフィルター機能を有する取水管を配置した場合には、透水性の低いセメント系スラッジ層の上側に土砂系濁水が投下された場合、前記セメント系スラッジ層のために水分が透過できずに濁水が滞留してしまう事態となるが、本発明では取水管5を起立配置としたことでこの問題が解決される。
【0028】ダム現場における本濁水処理システムを図9に基づいて詳述すると、骨材プラントから排出される土砂系濁水は、先ず最初に減圧槽31に投下される。減圧槽31では後続の処理設備にかかる汚濁負荷を軽減する等のために砂分などの粗粒分を分離し、分離された粗粒分は沈砂抽出機30により取り出される。細粒分は一旦原水貯留槽32に蓄えられ、ここから凝集反応槽34に送られる。凝集反応槽34ではPAC貯留槽38または高分子融解槽39から凝集剤が添加され攪拌される。凝集剤が添加された濁水は凝集沈降分離槽35に送給され、ここで凝集沈殿スラリーと上澄水とに分離される。沈殿したスラリーは集泥装置により掻き寄せられ、底部中央より引き抜かれる。一方、凝集沈降分離槽35からオーバーフローした上澄水は骨材洗浄水槽37に貯留され、必要量だけポンプにより引き抜かれ骨材洗浄水などとして再利用される。
【0029】前記スラリーはスラリー貯留槽36に一旦蓄えられた再び攪拌された後、本発明に係る貯泥池2に投入される。
【0030】一方、ダムサイトから排出されるセメント系濁水は、最初に前沈砂池40に投入される。ここで粗粒分が自然沈降により粗粒分が分離され、主に細粒分を含む濁水は中和処理槽43を介して凝集反応槽44に送られる。前記中和処理槽43では、炭酸ガスタンク41の貯留された炭酸ガスが気化器74により気化され、濁水中に添加される。凝集反応槽44ではPAC貯留槽38または高分子融解槽39から凝集剤が添加され攪拌される。凝集剤が添加された濁水は凝集沈降分離槽45に送給され、ここで凝集沈殿スラリーと上澄水とに分離される。沈殿したスラリーは凝集沈降分離槽45から引き抜かれ、前記スラリー貯留槽36に一旦貯留される。そして、ここで再攪拌された後、本発明に係る貯泥池2に投入される。一方、凝集沈降分離槽45からオーバーフローした上澄水は処理水槽46に送られ、一定の放流基準値(たとえばSS 25ppm以下、pH6.5 〜8.5 )の条件を満たしたならば放流処理される。また、その一部は骨材洗浄水槽37に送られ骨材洗浄水として再利用される。なお、47は豪雨等により大量の濁水が流入した場合に強制的に貯泥池2内の濁水を前沈砂池40に送るための緊急用ポンプである。
【0031】前記セメント系濁水の流入は、施工工程に応じて間隔が空くため、貯泥池2内に堆積されるスラッジは、たとえば図10に示されるように、堆積する土砂系スラッジSS の間にセメント系スラッジSC が入り込み、土砂系スラッジSS とセメント系スラッジSC とが互層構造状に堆積することとなるが、本発明では取水管5が起立状態で設けられているため、難透水性のセメント系スラッジSC の上側に濁水が投入されたとしても、濁水中の水分は前記取水管5に流入し外部に排出されるため、濁水の種類やスラッジSの堆積状態に関係なく効率的に濁水の脱水が行われるようになる。
【0032】ところで、本発明の他の用途としては、産業廃棄物最終処理場での浸出水処理や軟弱地盤盛土の水抜きなどに対しても適用することも可能である。
【0033】
【発明の効果】以上詳説のとおり、本発明によれば、広い沈殿池スペースを必要とすることなく比較的狭いヤードの確保で濁水から粗細粒分を安定的にかつ短期間で分離・堆積できるようになる。また、物理的濾過により容易に分離水を放流基準値内に管理できるとともに、メンテナンス性および経済性にも優れたものとなる。
【0034】さらに、中和処理や凝集沈降処理と組み合せ、かつ好ましくは分離水を閉ループ処理とすることにより、脱水効率が向上するとともに、たとえセメント系濁水であっても、きっちりと放流基準値内に管理できるようになる。また、最終的に堆積スラッジを遮水シートで被包することで管理型廃棄物処理方法に準拠した形での埋立処理が可能となる。




 

 


     NEWS
会社検索順位 特許の出願数の順位が発表

URL変更
平成6年
平成7年
平成8年
平成9年
平成10年
平成11年
平成12年
平成13年


 
   お問い合わせ info@patentjp.com patentjp.com   Copyright 2007-2013