JP2014058822A - 泥土処理システム - Google Patents

Abstract

【課題】雨水などの流れ込みによって堆積した泥土を効率良く回収することができるとともに、回収した泥土に含まれる砂を精度良く分離することができる技術を提供する。
【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

本発明は、土に水を混ぜて泥化した泥土を処理する泥土処理システムに関する。

側溝、枡、用水路等には、雨水と一緒に土（粗砂、細砂、シルト、粘土等）が流れ込んで堆積している場合がある。このような場合は、水を流れやすくするために清掃作業によって堆積物を回収し、取り除く必要がある。このような清掃作業に用いられる装置として、たとえば特許文献１には、側溝等に堆積した土砂を回収する装置が記載されている。

特開２０１１−３８３０４号公報

しかしながら、側溝等に堆積した土であっても、通常の回収作業では対応が困難な場合がある。具体的には、たとえば以下のような場合がある。
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。

本発明の主な目的は、雨水などの流れ込みによって堆積した泥土を効率良く回収することができるとともに、回収した泥土に含まれる砂を精度良く分離することができる技術を提供することにある。

本発明の第１の態様は、
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。

本発明の第２の態様は、
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。

本発明の第３の態様は、
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。

本発明の第４の態様は、
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。

本発明の第５の態様は、
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。

本発明によれば、雨水などの流れ込みによって堆積した泥土を効率良く回収することができるとともに、回収した泥土に含まれる砂を精度良く分離することができる。これにより、汚染土壌の効率的な回収と減容化を実現することが可能となる。

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。 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。 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。 分離槽の内部構造を示す平面図である。 図３のＳ−Ｓ断面図である。 分離槽の上板部分を示す平面図である。 導入ユニットの構成を示す図である。 蓋体の構成を示す平面図である。 パッキンの構成を示す平面図である。 螺旋流路を真っ直ぐにのばして表記したときの展開図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
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

＜１．泥土処理システムの構成＞
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、土に水を混ぜて泥化した泥土を回収するものである。分離装置１０２は、回収装置１０１で回収した泥土に含まれる砂を分離するものである。凝集沈殿装置１０３、膜分離装置１０４および脱水装置１０７は、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に属するものである。無機凝集剤注入装置１０５は、凝集沈殿装置１０３に無機凝集剤を注入するものである。高分子凝集剤注入装置１０６は、凝集沈殿装置１０３に高分子凝集剤を注入するものである。以下、各装置について更に詳しく説明する。

（回収装置）
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。

吸引ポンプ１１２は、水供給部１１４によって泥化した泥土を、回収ノズル１１１を介して吸引するものである。吸引ポンプ１１２には、吸引ホース１１６が接続されている。吸引ホース１１６は、回収ノズル１１１と吸引ポンプ１１２とを接続している。吸引ポンプ１１２は、例えば、エジェクターで、高圧水をノズルを介して噴射することにより、ポンプ内に真空吸引力を発生し、この真空吸引力を利用して、回収ノズル１１１の近傍にある泥土を、回収ノズル１１１および吸引ホース１１６を介して吸引する。また、吸引ポンプ１１２は、ポンプ内に吸引した泥土を高圧水と混合し、これを泥土供給ホース１１７を介して分離装置１０２に圧送する。吸引ポンプ１１２には分岐管１１８が接続されている。また、吸引ポンプ１１２と分岐管１１８は、台車１１９に搭載されている。

（分離装置）
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）
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）
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および高分子凝集剤注入装置）
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）
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。

＜２．泥土処理システムの使用例＞
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。

ちなみに、泥土の回収場所の近くまでは、回収ノズル１１１や給水ホース１１５、吸引ホース１１６などを吸引ポンプ１１２等と一緒に台車１１９に載せて移動し、そこから作業者が操作バー１１３を持って回収ノズル１１１を側溝等の泥土の回収場所まで持ち運べるようになっている。

一方、分離装置１０２、凝集沈殿装置１０３、膜分離装置１０４、脱水装置１０７などの装置類（図１の二点鎖線で囲んだ装置類）は、それぞれ車載型となっている。具体的には、泥土処理システム１００を構成する装置類は、２台のトラック１３１，１３２に分けて搭載され、それらのトラック１３１，１３２の走行により、所望の場所や地域まで運送可能になっている。泥土処理システム１００を構成する装置類のうち、分離装置１０２と脱水装置１０７は、トラック１３１の荷台に搭載され、凝集沈殿装置１０３と膜分離装置１０４は、トラック１３２の荷台に搭載されている。また、上述した回収装置１０１についても、たとえば、トラック１３１の荷台に搭載して所望の場所まで運び、そこでトラック１３１の荷台から下ろして使用できるようになっている。また、トラック１３１の荷台には発電機１３３が搭載され、トラック１３２の荷台には、図示しない無機凝集剤注入装置、高分子凝集剤注入装置が搭載されている。発電機１３３は、泥土処理システム１００を構成する装置類に駆動用の電力を供給するものである。

＜３．泥土処理システムの処理の流れ＞
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。

なお、回収装置１０１で回収する土は、これが乾燥した状態で側溝１３０に堆積していても、吸引ポンプ１１２内で水と強制的に混合されるため、泥化した泥土になって分離装置１０２に送られる。ただし、側溝１３０に堆積している土が乾燥している状態では、吸引ポンプ１１２を駆動して吸引力を発生させても、回収ノズル１１１から土が効率良く吸引されない場合がある。その場合は、側溝１３０に堆積している土に水供給部１１４から水を供給して泥化することにより、回収効率を高めることができる。

分離装置１０２では、泥土に含まれる砂を分離槽２で分離した後、その分離した砂を搬送装置３で搬送する。このとき、分離槽２からは、螺旋流路４を用いて砂を分離した後の泥土である懸濁液が排出される。分離槽２から排出された懸濁液は、ホースまたは配管を通して、凝集沈殿装置１０３および膜分離装置１０４に移送される。

凝集沈殿装置１０３では、分離槽２から排出された懸濁液を凝集沈殿槽１２０に取り込むとともに、その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。一方、膜分離装置１０４では、分離槽２から排出された懸濁液を、膜を用いて固液分離する。凝集沈殿装置１０３および膜分離装置１０４での固液分離により分離された固体成分は、脱水装置１０７に送られる。脱水装置１０７では、凝集沈殿装置１０３や膜分離装置１０４から送られる固体成分を脱水処理することにより、脱離液と土に分ける。

＜４．分離装置の詳細構成＞
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）
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。

螺旋流路４は、側板１１と底板１２と上板１３を用いて構成されている。側板１１、底板１２および上板１３は、それぞれ分離槽２の一構成要素として設けられている。このうち、側板１１は、螺旋流路４に泥土を流したときに、泥土が流れる方向を規制（案内）するものである。側板１１は、螺旋流路４の幅方向の両側に位置する状態で螺旋状に配置されている。

底板１２は、螺旋流路４に泥土を流したときに、泥土を上面で受けるものである。底板１２は、螺旋流路４の始端４ａから終端４ｂにかけて同じ高さになるように配置されている。ただし、これに限らず、螺旋流路４の始端４ａから終端４ｂに向けて底板１２が徐々に低位となるように配置してもよいし、途中から低位となるように配置してもよい。底板１２の上面は、水平面に対して所定の角度で傾斜した状態に配置されている。底板１２の傾斜角度は、たとえば３０°に設定されている。底板１２は、螺旋流路４の幅方向で対向する一対の側板１１のうち、内周側の側板１１の側面に取り付けられている。この取付状態のもとでは、底板１２の内周側が外周側よりも高位となるように、上記所定の角度で底板１２が傾斜している。上記のスリット５は、底板１２の外周側の縁と、その近傍に位置する側板１１との間に形成されている。スリット５は、螺旋流路４に沿って螺旋状に形成されている。

上板１３は、螺旋流路４の上方を塞ぐことにより、上述した側板１１および底板１２とともに螺旋流路４を区画している。上板１３は、側板１１の上端部に取り付けられている。上板１３には複数（図例では３つ）の開口部１５，１６，１７が形成されている。これらの開口部１５，１６，１７は、螺旋流路４の途中に相互に位置をずらして形成されている。具体的には、開口部１５は、螺旋流路４の始端４ａよりも下流側に設けられ、開口部１７は、螺旋流路４の終端４ｂよりも上流側に設けられている。また、開口部１５は、開口部１６よりも螺旋流路４の上流側に設けられ、開口部１７は、開口部１６よりも螺旋流路４の下流側に設けられている。また、螺旋流路４の螺旋中心を基準とした円周方向において、開口部１５と開口部１７は１８０°位相がずれた位置に配置され、開口部１６は、開口部１５から開口部１７に至る螺旋流路４の中間位置に配置されている。

開口部１５，１６，１７は、それぞれ同じ形状および寸法に形成されている。さらに詳述すると、開口部１５，１６，１７は、それぞれ略台形状に形成されている。また、図６に示すように、開口部１５の周囲には、複数（図例では８つ）の取付用穴（ネジ穴）１８が形成されている。同様に、開口部１６の周囲には複数の取付用穴１９が形成され、開口部１７の周囲にも複数の取付用穴２０が形成されている。

上板１３の各開口部１５，１６，１７には、図７に示す導入ユニット２１、または、図８に示す蓋体２２を装着可能となっている。たとえば、上板１３の開口部１５に導入ユニット２１を装着した場合は、それ以外の開口部１６，１７にそれぞれ蓋体２２が装着される。また、上板１３の開口部１６に導入ユニット２１を装着した場合は、それ以外の開口部１５，１７にそれぞれ蓋体２２が装着され、上板１３の開口部１７に導入ユニット２１を装着した場合は、それ以外の開口部１５，１６にそれぞれ蓋体２２が装着される。また、泥土供給ホースを螺旋流路４の始端４ａに接続する場合は、開口部１５，１６，１７にそれぞれ蓋体２２が装着される。

（導入ユニット）
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。

導入ユニット２１は、上述した複数の開口部１５，１６，１７のうち、いずれか一つの開口部の形成部位に装着された場合に、この開口部を通して泥土を螺旋流路４に導入可能とするものである。導入ユニット２１をいずれの開口部の形成部位に装着するかは、分離装置１０２を使用する使用者が任意に選択可能となっている。

導入ユニット２１は、仕切り部２３と、蓋部２４と、導入管２５とを用いて構成されている。仕切り部２３は、導入ユニット２１が装着される開口部が臨む位置において螺旋流路４を長さ方向で仕切るものである。仕切り部２３は、螺旋流路４の断面形状にあわせて正面視台形に形成されている。また、仕切り部２３は、平らな板状に形成されている。仕切り部２３の下辺は、上述した底板１２の傾斜角度にあわせて傾斜している。仕切り部２３には泥土導入穴２６が設けられている。泥土導入穴２６は、導入管２５の外径にあわせて円形に形成されている。

蓋部２４は、導入ユニット２１が装着される開口部において、この開口部を塞ぐ状態で配置されるものである。蓋部２４は、仕切り部２３と直角をなす向きで、平らな板状に形成されている。蓋部２４は、導入ユニット２１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。蓋部２４の周縁部には、複数の取付用穴（抜き穴）２７が形成されている。取付用穴２７は、上述した取付用穴１８，１９，２０と同じ位置関係で蓋部２４に形成されている。蓋部２４には管挿入穴２８が設けられている。管挿入穴２８は、導入管２５の外径にあわせて円形に形成されている。

導入管２５は、図示しない原水供給管を通して供給される原水を螺旋流路４に導入するものである。導入管２５は、断面円形の管であって、全体的に略Ｓ字形に形成されている。導入管２５の一端は仕切り部２３に接続されている。この接続状態のもとでは導入管２５の一端の開口が、仕切り部２３の泥土導入穴２６と同心円状に配置されている。導入管２５は、蓋部２４の管挿入穴２８に挿入されている。導入管２５の他端にはフランジ部２９が設けられている。フランジ部２９には複数（図例では８つ）の連結用穴３０が形成されている。導入管２５の他端にはフランジ部２９の連結用穴３０を利用して泥土供給ホース１１７を接続（連結）可能となっている。より具体的には、たとえば、泥土供給ホース１１７の一端に図示しないジョイント部材を取り付け、このジョイント部材を六角ボルトと六角ナットを用いてフランジ部２９に固定することにより、泥土供給ホース１１７を導入管２５に接続可能となっている。また、泥土供給ホース１１７は、導入ユニット２１の導入管２５だけでなく、螺旋流路４の始端４ａに設けられた導入管（不図示）にも接続可能となっている。このため、螺旋流路４の長さ方向において泥土供給ホース１１７を接続可能な箇所は、螺旋流路４の始端４ａの箇所と、開口部１５が設けられた箇所と、開口部１６が設けられた箇所と、開口部１７が設けられた箇所の、合計４箇所となっている。この導入ユニット２１を、仕切り部２３と、蓋部２４と、導入管２５とでユニット化したことにより、取付け取外しが容易となり、作業時間を短縮することができる。また、仕切り部２３を設けていることから逆流を防止し、始端４ａの箇所に閉塞板を設置する必要がない。

（蓋体）
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）
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。

再び図３〜図５に戻って説明を続ける。分離槽２は、支持脚３５によって支持されている。分離槽２の中心部には、オーバーフロー式の排水部３６が設けられている。排水部３６は、螺旋流路４の中心部に円筒状の空間として形成されている。螺旋流路４の終端４ｂは、この排水部３６に臨むように配置されている。排水部３６の上部は、上板１３よりも上方に突出し、その突出端に上蓋３７が取り付けられている。上蓋３７は、排水部３６の上端の開口を塞ぐ状態で取り付けられている。

排水部３６には排水管３８が配置されている。排水管３８は略Ｌ字形に曲がっている。排水管３８の一部（垂直に配置された部分）は排水部３６と同心状に配置されている。また、排水部３６において、排水管３８の上端は上板１３よりも低位に配置されている。排水管３８の他部（水平に配置された部分）は、分離槽２の外壁を通して外部へと引き出され、その引き出し端に泥土排出管（不図示）を接続（連結）可能となっている。

分離槽２の下部は、図示はしないが、複数の分級室に分けられている。これらの分級室は、泥土供給ホース１１７（図１、図２を参照）を通して供給される泥土を螺旋流路４に流したときに、その途中でスリット５から落下した砂や、螺旋流路４の終端４ｂまで水と一緒に運ばれた砂を、分けて集積するためのものである。具体例の一つとして、泥土に含まれる砂を、その粒径の違いにより大きく２つに分ける場合は、螺旋流路４の途中でスリット５から落下した砂と、スリット５から落下することなく螺旋流路４の終端４ｂまで運ばれた砂を、別々の分級室に集積する構成とすればよい。また、それよりも更に細かく砂を分けたい場合は、螺旋流路４の途中でスリット５から落下する砂を、その落下位置の違いにより別々の分級室に集積する構成とすればよい。

（搬送装置）
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。

砂取り出し部４１は、砂搬送部４０による搬送路の終端（上端）に接続されている。砂取り出し部４１は、砂搬送部４０によって所定の位置まで搬送された砂を自重落下によって取り出すためのものである。砂取り出し部４１は、砂搬送部４０の上端からほぼ垂直に垂下した状態で配置されている。また、砂取り出し部４１は、断面四角形または円形の筒状に形成され、その下端部に図示しない砂回収容器（ホッパ等）を設置して砂を回収できるようになっている。

なお、分離槽２で複数の分級室に分けて砂を集積した場合は、分級室と１対１の対応関係で搬送装置３を設置することにより、粒径の異なる砂を別々の搬送経路で搬送し、取り出すことができる。その場合、分離槽２で分離した砂を搬送する手段としては、スクリューコンベアを用いた搬送装置３に限らない。たとえば、分離槽２の下部（分級室）に図示しない砂排出管を接続し、この砂排出管を通して水と一緒に砂を排出してもよい。

＜５．分離装置の使用方法＞
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。

導入ユニット２１の仕切り部２３については、開口部１５の形成部位で螺旋流路４を塞ぐように、螺旋流路４内に配置する。また、導入ユニット２１の蓋部２４については、開口部１５を塞ぐように上板１３に取り付ける。具体的には、蓋部２４に設けられた複数の取付用穴２７にそれぞれ六角ボルト（不図示）を挿入するとともに、この六角ボルトの雄ネジ部を上板１３の取付用穴１８に螺合させて適度なトルクで締め付けることにより、開口部１５の形成部位で蓋部２４を上板１３に固定する。導入管２５は、あらかじめ仕切り部２３および蓋部２４に取り付けておく。そして、仕切り部２３および蓋部２４を取り付けた後に、導入管２５に泥土供給ホース１１７を接続する。これにより、導入管２５の端部の開口は、仕切り部２３の泥土導入穴２６を通して、螺旋流路４の下流側を向いて配置される。

一方、蓋体２２については、開口部１６を塞ぐように上板１３に取り付ける。具体的には、上板１３の上面に開口部１６を囲むようにパッキン３３を配置し、その上に蓋体２２を被せるように載せる。そして、蓋体２２に設けられた取付用穴３１とパッキン３３に設けられた取付用穴３４に六角ボルト（不図示）を挿入するとともに、この六角ボルトの雄ネジ部を上板１３の取付用穴１９に螺合させて適度なトルクで締め付けることにより、開口部１６の形成部位で蓋体２２を上板１３に固定する。

これと同様に、他の蓋体２２についても、開口部１７を塞ぐように上板１３に取り付ける。具体的には、上板１３の上面に開口部１７を囲むようにパッキン３３を配置し、その上に蓋体２２を被せるように載せる。そして、蓋体２２に設けられた取付用穴３１とパッキン３３に設けられた取付用穴３４に六角ボルト（不図示）を挿入するとともに、この六角ボルトの雄ネジ部を上板１３の取付用穴２０に螺合させて適度なトルクで締め付けることにより、開口部１７の形成部位で蓋体２２を上板１３に固定する。

以上の準備作業を行った状態で、泥土供給ホース１１７を通して分離装置１０２に泥土の供給を開始する。このとき、泥土供給ホース１１７によって供給される泥土は、導入ユニット２１の導入管２５を通して、仕切り部２３の泥土導入穴２６から螺旋流路４に導入される。これにより、泥土が螺旋流路４に導入される位置は、導入ユニット２１が装着されている上板１３の開口部１５の形成部位となる。したがって、螺旋流路４における実効的な流路長は、開口部１５の形成部位から螺旋流路４の終端４ｂまでの長さとなる。ちなみに、螺旋流路４の実効的な流路長とは、泥土の導入位置から螺旋流路４の終端４ｂまでの流路長をいう。

また、第２の取り付け形態として、上板１３の開口部１６に導入ユニット２１を取り付けてその導入管２５に泥土供給ホース１１７を接続し、他の開口部１５，１７にそれぞれ蓋体２２を取り付けることもできる。この場合、泥土が螺旋流路４に導入される位置は、導入ユニット２１が装着されている上板１３の開口部１６の形成部位となる。したがって、螺旋流路４における実効的な流路長は、開口部１６の形成部位から螺旋流路４の終端４ｂまでの長さとなる。

さらに、第３の取り付け形態として、上板１３の開口部１７に導入ユニット２１を取り付けてその導入管２５に泥土供給ホース１１７を接続し、他の開口部１５，１６にそれぞれ蓋体２２を取り付けることもできる。この場合、泥土が螺旋流路４に導入される位置は、導入ユニット２１が装着されている上板１３の開口部１７の形成部位となる。したがって、螺旋流路４における実効的な流路長は、開口部１７の形成部位から螺旋流路４の終端４ｂまでの長さとなる。

また、第４の取り付け形態として、泥土供給ホース１１７を螺旋流路４の始端４ａに接続した場合は、泥土が螺旋流路４に導入される位置は、螺旋流路４の始端４ａの位置となる。したがって、螺旋流路４における実効的な流路長は、螺旋流路４の始端４ａから終端４ｂまでの長さ（つまり螺旋流路４の全長相当）となる。

上記の分離装置１０２においては、螺旋流路４の始端４ａおよび終端４ｂの位置を変えることなく、螺旋流路４の実効的な流路長を変えられるようになっている。このため、砂を含む泥土を螺旋流路４に流して砂を分離するときの分離精度を高めることができる。以下、その理由を説明する。

まず、泥土供給ホース１１７を通して供給される泥土を螺旋流路４に流したときに、その泥土に含まれる砂は、粒径が大きいほど泥土の中で速く沈降する。このため、泥土に含まれる砂の中でも、たとえば、比較的粒径が大きい砂は、螺旋流路４を流れるときに、重力の作用と遠心力の作用を受けて、速やかに底板１２の上面に達し外周側に寄せられる。したがって、粒径の大きい砂は、螺旋流路４の途中でスリット５から落下する確率が高くなる。これに対して、比較的粒径が小さい砂は、螺旋流路４を流れるときに、重力の作用と遠心力の作用を受けても、泥土中で浮遊してなかなか沈降せず、泥土の流れに乗って下流側に流される。このため、粒径が小さい砂は、螺旋流路４の途中でスリット５から落下することなく、螺旋流路４の終端４ｂまで水と一緒に運ばれる確率が高くなる。

また、螺旋流路４の長さ方向において、粒径が大きい砂がスリット５から落下する位置は、砂の粒径が大きいほど上流側になる。つまり、砂の粒径が大きくなるほど、この砂が螺旋流路４に沿って流動するときの流動距離が短くなる。ここで記述する流動距離とは、螺旋流路４に泥土を導入した位置から、その泥土に含まれる砂が、スリット５から落下するまで、または螺旋流路４の終端４ｂに到達するまでに、当該砂が螺旋流路４上を移動（流動）する距離をいう。

ここで、螺旋流路４を真っ直ぐにのばして表記したときの展開図を図１０に示す。図１０においては、螺旋流路４の全長（始端４ａから終端４ｂまでの距離）をＬｓとし、この螺旋流路４に予め決められた条件（圧力等）で泥土を導入したときに、粒径Ｄの砂が螺旋流路４上を移動する流動距離（厳密には多少のバラツキがある）をＬｆとしている。また、開口部１５の形成部位を泥土の導入位置としたときの螺旋流路４の実効的な流路長をＬ１とし、開口部１６の形成部位を泥土の導入位置としたときの螺旋流路４の実効的な流路長をＬ２とし、開口部１７の形成部位を泥土の導入位置としたときの螺旋流路４の実効的な流路長をＬ３としている。これらの長短の関係は、「Ｌｓ＞Ｌ１＞Ｌ２＞Ｌｆ＞Ｌ３」となっている。

そうした場合、粒径Ｄの砂が落下する位置は、螺旋流路４に泥土を導入する位置によって次のように変わる。すなわち、粒径Ｄの砂は、泥土の導入位置を螺旋流路４の始端４ａとした場合はＰ０位置でスリット５から落下し、泥土の導入位置を開口部１５の形成部位とした場合はＰ０位置よりも下流側のＰ１位置でスリット５から落下する。また、粒径Ｄの砂は、泥土の導入位置を開口部１６の形成部位とした場合はＰ１位置よりも下流側のＰ２位置でスリット５から落下し、泥土の導入位置を開口部１７の形成部位とした場合は螺旋流路４の終端４ｂまで運ばれる。

これにより、分離装置１０２を使用する使用者は、螺旋流路４の長さ方向において、ある位置範囲でスリット５から落下させたい粒径の砂がある場合に、この砂が所望の位置範囲でスリット５から落下するように、泥土の導入位置を変更することができる。具体的には、たとえば、以下のように泥土の導入位置を変更することができる。

すなわち、螺旋流路４の始端４ａから泥土を導入したときに、所望の位置範囲でスリット５から落下させたい砂が、所望の位置範囲よりも上流側で落下してしまう場合は、泥土の導入位置を開口部１５の形成部位、または開口部１６の形成部位、あるいは開口部１７の形成部位に変更することにより、その砂を所望の位置範囲でスリット５から落下させることができる。

また、螺旋流路４の始端４ａまたは開口部１５の形成部位から泥土を導入したときに、螺旋流路４の終端４ｂまで到達させたい砂が途中でスリット５から落下してしまう場合は、泥土の導入位置を開口部１６の形成部位または開口部１７の形成部位に変更することにより、その砂を螺旋流路４の終端４ｂに到達させることができる。

また、開口部１６または開口部１７の開口部位から泥土を導入したときに、所望の位置範囲でスリット５から落下させたい粒径の砂が、所望の位置範囲よりも下流側でスリット５から落下してしまう場合は、泥土の導入位置を螺旋流路４の始端４ａまたは開口部１５の形成部位に変更することにより、その砂を所望の位置範囲でスリット５から落下させることができる。

また、開口部１６または開口部１７の開口部位から泥土を導入したときに、螺旋流路４の途中でスリット５から落下させたい砂が、螺旋流路４の終端４ｂまで運ばれてしまう場合は、泥土の導入位置を螺旋流路４の始端４ａまたは開口部１５の形成部位に変更することにより、その砂を螺旋流路４の途中でスリット５から落下させることができる。

このように分離装置１０２においては、分離対象の砂が予め想定した位置で螺旋流路４から落下するように、泥土の導入位置を変更して螺旋流路４の実効的な流路長を調整することができる。したがって、予め決められた一定の位置（螺旋流路４の始端４ａ）から泥土を導入する場合に比べて、砂の分離精度を格段に高めることが可能となる。

＜６．実施の形態に係る効果＞
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。

特に、汚染土壌において、セシウム等の放射性物質は、粒径が大きい砂にはほとんど付着せず、粒径が小さい砂に多く付着する。本出願人が行った実験では、粒径３０μｍ以下の砂粒子にセシウムが多く付着し、それよりも粒径が大きい砂粒子は再利用しても問題のない程度の汚染濃度になっていた。上記の泥土処理システム１００を汚染土壌の回収に使用すれば、回収装置１０１で回収した汚染土壌を分離装置１０２に送って、粒径３０μｍ以下の砂と、それよりも粒径が大きい砂に精度良く分離することができる。具体的には、螺旋流路４における泥土の導入位置を適宜設定することにより、粒径３０μｍを超える砂は螺旋流路４の途中でスリット５から落下させ、粒径３０μｍ以下の砂は螺旋流路４の途中でスリット５から落下させずに終端４ｂに到達させることができる。このため、放射性物質の付着によって汚染された砂と、それ以外の砂に分離することができる。さらに、汚染された砂以外の砂粒子は、搬送装置３で搬送して砂回収容器に回収し、汚染された砂粒子は、懸濁液として分離装置１０２から排出し、最終的に汚染土として減容化することができる。したがって、汚染土壌の効率的な回収と減容化を実現することが可能となる。

また、側溝、枡、用水路等に堆積した土（汚染土壌を含む）の粒径分布は、堆積場所によって異なる。このため、汚染土壌を回収する場合、ある堆積場所で回収した土については、開口部１６の開口部位に泥土の導入位置を設定するのが好ましいとしても、別の堆積場所で回収した土については、その設定が必ずしも好ましいものとならない場合があり得る。そうした場合でも、螺旋流路４における泥土の導入位置を変更可能に構成しておけば、たとえば、回収場所の土の粒径分布にあわせて泥土の導入位置を変更したい場合に柔軟に対応することが可能となる。

また、泥土処理システム１００を構成する装置類を車載型としているため、汚染土壌などが堆積している場所が広範囲にわたって点在している場合でも、汚染土壌の回収が必要な場所に泥土処理システム１００を持ち込んで活用することができる。さらに、回収装置１０１を可搬式の装置としているため、側溝等に堆積した汚染土壌を回収する場合に、適宜場所を移動しながら汚染土嚢を回収することができる。特に、住宅が密集した場所などのように、トラック１３１，１３２の進入が困難な場合でも、回収装置１０１を自在に移動させて汚染土壌の回収作業にあたることができる。

＜７．変形例等＞
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。

たとえば、泥土の導入位置を変更可能とするために分離槽２の上板１３に形成する開口部の個数は、上述した３個に限らず、１個または２個、あるいは４個以上であってもよい。

上記実施の形態においては、螺旋流路４の幅方向で対向する一対の側板１１のうち、内周側の側板１１に底板１２を取り付けるとともに、この底板１２を外周側が内周側よりも低位となるように傾斜させたが、本発明はこれに限らない。たとえば、図示はしないが、螺旋流路４の幅方向で対向する一対の側板１１のうち、外周側の側板１１に底板１２を取り付けるとともに、この底板１２を外周側が内周側よりも高位となるように傾斜させた構成としてもよい。この構成を採用した場合は、スリット５が螺旋流路４の内周側に形成される。

上記実施の形態においては、分離槽２の上板１３に複数の開口部１５，１６，１７を形成したが、これに限らず、螺旋流路４に通じる分離槽２の外周壁に上記同様の目的で複数の開口部を形成してもよい。

上記実施の形態においては、回収ノズル１１１に水供給部１１４を設けた構成としたが、これに限らず、たとえば、側溝等に堆積した砂に予めホース等で水を供給して泥化しておき、その泥土を回収ノズル１１１で吸引して回収する構成としてもよい。

本発明が処理の対象とする泥土は、放射能で汚染された土壌だけでなく、重金属、農薬、揮発性有機物等で汚染された土壌、あるいは汚染されていない土壌であってもよい。

２…分離槽
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)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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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