JP2014058822A - 泥土処理システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】土に水を混ぜて泥化した泥土を回収する回収装置101と、回収装置101で回収した泥土に含まれる砂を分離する分離装置102と、分離装置102で砂を分離した後の泥土を処理する処理装置(103〜107)と、を用いて構成された泥土処理システム100である。分離装置102は、泥土を流動させる螺旋流路と、螺旋流路の流路脇に形成されたスリットと、を備え、螺旋流路を流動する泥土に含まれる砂の一部をスリットから落下させて分離するとともに、螺旋流路の長さ方向において泥土を螺旋流路に導入する導入位置を変更可能に構成されている。
【選択図】図1
Description
すなわち、昨年の東日本大震災にともなう原子力発電所の事故では、放射能で汚染された土壌(以下「汚染土壌」という。)が側溝等に堆積し、その回収をどのように進めるかが大きな問題になっている。特に、汚染土壌の堆積場所は広範囲に分散して点在し、その総量も膨大である。このため、土壌の回収作業はもちろん、回収した土壌の保管場所の確保が緊急かつ重要な課題になっている。こうした現状において、汚染土壌の効率的な回収と減容化が強く望まれている。
土に水を混ぜて泥化した泥土を回収する回収装置と、
前記回収装置で回収した前記泥土に含まれる砂を分離する分離装置と、
前記分離装置で前記砂を分離した後の前記泥土を処理する処理装置と、
を用いて構成された泥土処理システムであって、
前記分離装置は、
前記泥土を流動させる螺旋流路と、
前記螺旋流路の流路脇に形成されたスリットと、を備え、
前記螺旋流路を流動する前記泥土に含まれる前記砂の一部を前記スリットから落下させて分離する
ことを特徴とする泥土処理システムである。
前記螺旋流路を流動する前記泥土に含まれる前記砂の一部を前記スリットから落下させて分離するので、粒径の大きな砂を分離でき、汚染されやすい粒径の小さな砂のみを処理装置に送ることができる。
前記分離装置は、前記螺旋流路の長さ方向において前記泥土を前記螺旋流路に導入する導入位置を変更可能に構成した
ことを特徴とする上記第1の態様に記載の泥土処理システムである。
前記泥土の導入位置を変更可能にしたことにより、前記スリットから分離される砂の粒径を変更することができる。
前記分離装置は、前記螺旋流路の途中に相互に位置をずらして形成された複数の開口部と、前記複数の開口部のうち、一の開口部の形成部位に装着されて前記泥土を前記螺旋流路に導入可能とする導入ユニットと、を備え、
前記複数の開口部のいずれかに前記導入ユニットを装着することにより、前記導入位置を変更可能とした
ことを特徴とする上記第2の態様に記載の泥土処理システムである。
前記回収装置は、可搬式の装置であり、
前記分離装置および前記処理装置は、それぞれ車載型の装置である
ことを特徴とする上記第1〜第3の態様のいずれかに記載の泥土処理システムである。
前記回収装置は、回収の対象となる土に水を供給して泥化する水供給部を有する回収ノズルと、
前記水供給部によって泥化した泥土を前記回収ノズルを介して吸引し、かつ、当該吸引した泥土を前記分離装置に圧送する吸引ポンプと、
を有することを特徴とする上記第1〜第4の態様のいずれかに記載の泥土処理システムである。
本発明の実施の形態においては、次の順序で説明を行う。
1.泥土処理システムの構成
2.泥土処理システムの使用例
3.泥土処理システムの処理の流れ
4.分離装置の詳細構成
5.分離装置の使用方法
6.実施の形態に係る効果
7.変形例等
図1は本発明の実施の形態に係る泥土処理システムの構成例を示す概略図である。図示した泥土処理システム100は、大きくは、回収装置101と、分離装置102と、凝集沈殿装置103と、膜分離装置104と、無機凝集剤注入装置105と、高分子凝集剤注入装置106と、脱水装置107と、を備えた構成となっている。
回収装置101は、回収ノズル111と、吸引ポンプ112とを有している。回収ノズル111は、泥土の取り込み口を有するボックス型に形成されている。回収ノズル111には操作バー113が接続されている。操作バー113は、泥土の回収作業を行う作業者が回収ノズル111を所望の位置に配置または移動するときに両手で持って操作する部分である。回収ノズル111には、水供給部114が設けられている。水供給部114には給水ホース115が接続されている。水供給部114は、給水ホース115を通して供給される水を、回収の対象となる土に供給(吐出、噴出等)して泥化するものである。
分離装置102は、分離槽2と搬送装置3とを備えた構成となっている。分離装置102の具体的な構成については後段で詳しく説明する。分離装置102は、回収装置101の吸引ポンプ112により泥土供給ホース117を介して圧送される泥土を分離槽2に取り込み、この分離槽2が有する螺旋流路(後述)に泥土を流すことにより、泥土に含まれる砂を分離(分級)するものである。搬送装置3は、分離槽2で分離された砂を搬送するものである。
凝集沈殿装置103は、凝集沈殿槽120と、撹拌用のモータ121と、2つのポンプ122,123と、を備えた構成となっている。凝集沈殿装置103は、分離装置102から排出される懸濁液(分離装置102で砂を分離した後の泥土に相当するものであり、主に粒子の小さい砂が水中に分散した液体)を凝集沈殿槽120に取り込んで固液分離するものである。本書で記述する懸濁液とは、螺旋流路を用いて砂を分離した後の泥土、より具体的には、粒径が小さい砂が水中に分散した液状体をいう。凝集沈殿槽120には、無機凝集剤注入装置105から無機凝集剤が注入され、かつ、高分子凝集剤注入装置106から高分子凝集剤が注入されるようになっている。凝集沈殿装置103は、凝集沈殿槽120内に取り込んだ懸濁液に含まれる浮遊物質を無機凝集剤と高分子凝集剤によりフロック状にして沈殿させることにより、固液分離する。モータ121は、凝集沈殿槽120内に取り込んだ懸濁液と各凝集剤を撹拌する攪拌器の駆動源となる。凝集沈殿装置103で固液分離された固体成分および液体成分のうち、固体成分(泥水)は、ポンプ122により脱水装置107に向けて圧送される。また、液体成分(砂が除去された水)は、ポンプ123によりホース124を介して分岐管118に圧送され、この分岐管118を介して回収ノズル111や吸引ポンプ112に給水される。
膜分離装置104は、分離装置102から排出される懸濁液を、膜を用いて固液分離するものである。膜分離装置104で固液分離された固体成分および液体成分のうち、固体成分はポンプ125により脱水装置107に向けて圧送され、液体成分はポンプ126により凝集沈殿装置103に向けて圧送される。膜分離装置104内には、膜と膜の下方に散気装置が設置されており、ブロアBから供給されるエアーにより膜を洗浄するようになっている。
無機凝集剤注入装置105は、ポンプ127の駆動力を利用して、無機凝集剤を凝集沈殿装置103に注入するものである。高分子凝集剤注入装置106は、ポンプ128の駆動力を利用して、高分子凝集剤を凝集沈殿装置103に注入するものである。
脱水装置107は、凝集沈殿装置103からポンプ122により圧送される固体成分と、膜分離装置104からポンプ125により圧送される固体成分を取り込んで、脱水処理するものである。脱水装置107は、たとえば、加圧圧搾脱水機を用いて構成されている。脱水装置107に取り込まれた固体成分は、そこでの脱水処理により、脱離液と土に分けられる。このうち、脱離液は、凝集沈殿装置103に戻される。これにより、水を循環させるクローズドシステムとすることができる。また、必要に応じて、外部から凝集沈殿装置103に補給水が供給される。
図2は本発明の実施の形態に係る泥土処理システムの好適な使用例の一つを示すイメージ図である。この図から分かるように、回収装置101は、持ち運んだり移動させたりすることが可能な可搬式となっている。具体的には、回収ノズル111および操作バー113は、作業者が一人で持ち運べるようになっている。また、給水ホース115および吸引ホース116は、作業者が操作バー113を持って回収ノズル111を持ち運ぶときに移動を阻害しないように、適度な可撓性と長さを有している。また、吸引ポンプ112と分岐管118は、台車119に載せて運べるようになっている。
次に、本発明の実施の形態に係る泥土処理システム100の処理の流れについて説明する。ここでは一例として、側溝130に堆積した土を回収して処理する場合について説明する。
まず、泥土処理システム100を搭載したトラック131,132を回収作業場の近くまで移動する。次に、トラック131の荷台から回収装置101を下ろして台車119に載せ替える。次に、台車119を人力で押して回収装置101を側溝130の近くに移動する。次に、電力供給や給水等の準備作業を行って泥土処理システム100を稼働状態とした後、作業者が操作バー113を持って回収ノズル111を側溝130内に配置する。次に、吸引ポンプ112の駆動により側溝130内の泥土の回収を開始する。このとき、必要に応じて、水供給部114から水を供給することにより、回収ノズル111で回収する土を泥化する。これにより、回収装置101で回収された土が吸引ポンプ112から泥化した状態で分離装置102に送られる。
図3は本発明の実施の形態に係る泥土処理システムが備える分離装置の構成例を示すもので、図中(A)はその要部平面図、(B)はその側面図である。また、図4は分離槽の内部構造を示す平面図であり、図5は図3のS−S断面図である。分離装置102は、上述した分離槽2と搬送装置3とを備えている。
分離槽2は、回収装置101の吸引ポンプ112により泥土供給ホース117を通して供給される泥土に含まれる砂を分離するものである。より具体的には、分離槽2は、泥土に含まれる砂を、粒径の大きい砂と粒径の小さい砂に分離(分級)するものである。分離槽2は、全体に筒形に形成されている。分離槽2の上部は略円筒形に形成され、分離槽2の下部は略円錐形に形成されている。分離槽2の上部には螺旋流路4が形成されている。螺旋流路4は、外周側を流路の始端4aとし、中心側を流路の終端4bとして、螺旋状に形成されている。螺旋流路4は、泥土を流動させる流路として分離槽2に形成されたものである。螺旋流路4の流路脇にはスリット5(図4参照)が形成されている。スリット5は、螺旋流路4の幅方向の一方側(外周側)に形成されている。
まず、導入ユニット21の構成について説明する。図7の(A)は導入ユニット21を上方から見た図であり、(B),(C)はそれぞれ導入ユニット21を側方から見た図である。なお、図中の点線は、相互に対応する部分を示す。
次に、蓋体22の構成について説明する。蓋体22は、導入ユニット21が装着される開口部以外の開口部の形成部位に、その開口部を塞ぐ状態で装着されるものである。蓋体22は、たとえばSS400などの金属材料により、平らな板状に形成されている。蓋体22は、これが装着される開口部の開口形状にあわせて略台形状に形成されている。蓋体22の周縁部には、複数の取付用穴(抜き穴)31が形成されている。取付用穴31は、上述した取付用穴18,19,20と同じ位置関係で蓋体22に形成されている。蓋体22の上面には取手32が設けられている。蓋体22は、図9に示すパッキン33を介して上板13に装着される。
パッキン33は、蓋体22を上板13に装着する場合に、両者の間に介在することによりシール効果を発揮するシール部材である。パッキン33は、たとえば、合成ゴムなどのゴム状弾性体によって構成されている。パッキン33は、蓋体22が装着される開口部の開口形状にあわせて略台形の枠状に形成されている。パッキン33の開口の形状および寸法は、各開口部15,16,17の形状および寸法と同一に設定されている。また、パッキン33の周縁部には、複数の取付用穴(抜き穴)34が形成されている。取付用穴34は、上述した取付用穴18,19,20と同じ位置関係でパッキン33に形成されている。このパッキン33は、蓋体22を上板13に装着する場合だけでなく、導入ユニット21を上板13に装着する場合にも、蓋部24と上板13の間に介在させて取り付け可能である。
搬送装置3は、分離槽2で分離された砂を搬送するものである。搬送装置3は、砂搬送部40と砂取り出し部41と駆動モータ42を有している。砂搬送部40は、図示しないスクリューの回転によって砂を搬送するスクリューコンベアを用いて構成されている。砂搬送部40は、水平面に対して所定の角度で傾斜した状態に設置されている。砂搬送部40の傾斜角度は、たとえば、30°以上、40°以下の範囲に設定されている。砂搬送部40の下端側は分離槽2の下部(分級室)に接続されている。砂搬送部40は、分離槽2で螺旋流路4を用いて分離された砂を受けて、スクリューの回転により搬送し得るようになっている。駆動モータ42は、砂搬送部40の上端部に実装されている。駆動モータ42は、スクリューを回転させる駆動源となる。また、砂搬送部40は、支柱43によって支持されている。
まず、分離装置102を使用する場合は、たとえば上記図3に示すように、上板13の開口部15に導入ユニット21を装着し、これ以外の開口部16,17にそれぞれ蓋体22を装着する。また、分離槽2の排水部36につながる排水管38の端部に、図示しない泥土排出管を接続する。また、搬送装置3の砂取り出し部41の下に、図示しない砂回収容器を設置する。
本発明に係る泥土処理システム100においては、泥土を回収装置101で回収するとともに、その泥土に含まれる砂を分離装置102で分離するにあたって、螺旋流路4を流動する泥土に含まれる砂の一部をスリット5から落下させて分離するので、粒径の大きな砂を分離でき、汚染されやすい粒径の小さな砂のみを処理装置(103,104)に送ることができる。また、分離装置102においては、泥土の導入位置を変更可能にしたことにより、スリット5から分離される砂の粒径を変更することができる。また、泥土に含まれる砂の沈降速度等にあわせて、螺旋流路4に対する泥土の導入位置を変更することにより、ターゲットとする砂を高精度に分離することができる。これにより、たとえば側溝等に堆積した汚染土壌を処理対象とする場合に、その堆積場所から汚染土壌を効率的に回収し、かつ回収した汚染土壌に含まれる砂を、汚染された砂とそれ以外の砂に分離することができる。
本発明の技術的範囲は上述した実施の形態に限定されるものではなく、発明の構成要件やその組み合わせによって得られる特定の効果を導き出せる範囲において、種々の変更や改良を加えた形態も含む。
3…搬送装置
4…螺旋流路
5…スリット
15,16,17…開口部
21…導入ユニット
100…泥土処理システム
101…回収装置
102…分離装置
103…凝集沈殿装置
104…膜分離装置
105…無機凝集剤注入装置
106…高分子凝集剤注入装置
107…脱水装置
111…回収ノズル
112…吸引ポンプ
114…水供給部
Claims (5)
- 土に水を混ぜて泥化した泥土を回収する回収装置と、
前記回収装置で回収した前記泥土に含まれる砂を分離する分離装置と、
前記分離装置で前記砂を分離した後の前記泥土を処理する処理装置と、
を用いて構成された泥土処理システムであって、
前記分離装置は、
前記泥土を流動させる螺旋流路と、
前記螺旋流路の流路脇に形成されたスリットと、を備え、
前記螺旋流路を流動する前記泥土に含まれる前記砂の一部を前記スリットから落下させて分離する
ことを特徴とする泥土処理システム。 - 前記分離装置は、前記螺旋流路の長さ方向において前記泥土を前記螺旋流路に導入する導入位置を変更可能に構成した
ことを特徴とする請求項1に記載の泥土処理システム。 - 前記分離装置は、前記螺旋流路の途中に相互に位置をずらして形成された複数の開口部と、前記複数の開口部のうち、一の開口部の形成部位に装着されて前記泥土を前記螺旋流路に導入可能とする導入ユニットと、を備え、
前記複数の開口部のいずれかに前記導入ユニットを装着することにより、前記導入位置を変更可能とした
ことを特徴とする請求項2に記載の泥土処理システム。 - 前記回収装置は、可搬式の装置であり、
前記分離装置および前記処理装置は、それぞれ車載型の装置である
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の泥土処理システム。 - 前記回収装置は、回収の対象となる土に水を供給して泥化する水供給部を有する回収ノズルと、
前記水供給部によって泥化した泥土を前記回収ノズルを介して吸引し、かつ、当該吸引した泥土を前記分離装置に圧送する吸引ポンプと、
を有することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の泥土処理システム。
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2012
- 2012-09-18 JP JP2012204810A patent/JP6004529B2/ja active Active
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