JP2015232245A - 底泥浚渫凝集処理システムと施工法 - Google Patents

Abstract

【課題】底質を乱たり作業に伴う濁りを発生させずに浮泥層と底質表層をポンプ浚渫し、浚渫底泥に対し大量に発生する泥水を効率良く固液分離処理し、有機物も含めて濃縮した凝集底泥を再利用或いは陸上仮保管できる底泥浚渫凝集処理システムを提供する。【解決手段】ＧＰＳの位置情報および超音波測深器の水深情報により、バックホーＣに取付けた底泥吸引浚渫装置Ａ（破砕器付水中ポンプ）を操作し、浮泥層の吸引除去とともに薄層浚渫を管理する。大量に発生する泥水は高機能無機質疎水性凝集剤と自主設計の底泥凝集沈殿分離装置Ｍにて効率良く固液分離処理を行う。固液分離により濃縮した凝集体は、フィルタリング機能のある濾過内袋を装着した収容バックに投入され、更に濾過による減容化を促進する。薄層浚渫から凝集処理と固液分離および収容バックでの自然脱水からなる低コストな装置と処理技術である。【選択図】図１

Description

本発明は、農業ダムやため池等の比較的小規模の農業治水設備に於ける、底泥浚渫凝集処理システムとその施工法に関する。
より詳しくは、底泥吸引浚渫装置と、当該装置操作用バックホーと、砂礫分離洗浄装置と、凝集剤供給装置と、凝集剤添加攪拌装置と、スラリー圧送ポンプと、底泥凝集沈降分離装置と、収容バックへの凝集底泥袋詰装置から構成される底泥浚渫凝集処理システム（以下、本システム）であり、軽量かつコンパクトに設計されているので、浚渫現場にトラック輸送し現地作業ヤードに配置後、各装置間を配線配管にて結合することで本システムを構築する。
バックホーオペレーターがＧＰＳの位置情報および単数か複数の超音波測深器の水深情報により薄層浚渫を管理する底泥浚渫工法であり、薄層の浚渫を目的とした底泥吸引ヘッドと、当該装置操作用のバックホーの操作室において浚渫位置や底泥吸引ヘッドと底質面との相対的距離を把握し、底質を乱すことなく浮泥層と底質表層を薄層吸引することで作業に伴う濁りを発生させず、また処理対象となる底泥量を最小限に抑制できる底泥吸引浚渫装置（以下、浚渫装置）である。
放射能濃度の高い底泥が浚渫除去の場合は、放射性物質が強く付着している細粒分および有機物を浚渫除去の対象とし、処理底泥の減容化のために、砂礫分は砂礫分離洗浄装置（以下、砂礫装置）で分離し処理対象湖沼へと戻すものとする。
ポンプ浚渫により大量に発生する泥水は固液分離によって減容化するが、固液分離を促進するために高機能無機質疎水性凝集剤（以下、本凝集剤）を用いる。本凝集剤は紛体で自己凝集性が高く取り扱いが難しいので、凝集剤供給装置（以下、供給装置）にて本凝集剤をジェット水流で破砕分散し、凝醜剤添加撹拌装置（以下、撹拌装置）で泥水に均一に拡散させ付加撹拌する。
攪拌装置において凝集剤を添加撹拌処理した後、底泥凝集沈降分離装置（以下、分離装置）へスラリー圧送し、分離装置において中央部に放出された凝集処理泥水が中心部から外辺部へ同心円状に配置された整流板２０mm〜５mmのメッシュを微流速で通過することで、結合粒子（以下、凝集体）が自重により沈降し、分離水は沈降槽の外辺上部の分離水ゲートからフローアップしながら分離水タンクへと流れ落ち排水ホースを経由し処理対象湖沼へと戻す。
また、沈殿分離槽底板上に沈殿した凝集体は、下部ホッパーの中心部へ沈殿底泥収集回転翼によって集められ下部ホッパーに溜まり、さらに凝集体は沈殿底泥攪拌回転翼にて撹拌されながら凝集濃縮が進み高濃度のスラリーとなり凝集底泥排出口より吸い出され、スラリー圧送ポンプにて凝集底泥袋詰装置へ圧送される。
凝集底泥袋詰装置（以下、袋詰装置）において、フィルタリング機能をもたせた濾過内袋を装着した複数の収容バックを支持枠組みに架け、凝集体は投入切替装置を経由し収容バックへ投入される。収容バック内の凝集体は時間経過とともに圧密と疎水性により濾過脱水され、発生した濾過水は濾過水パンで受けながら排水ホースを経由して処理対象湖沼に戻し、収容バック内部の凝集体は運搬に支障ない飽和含水率以下まで圧密濾過および自然脱水を進行させる。
以上の機能を供すると共に、普通トラックに積載可能な寸法形状で製作された軽量かつコンパクトな構造となっているので、浚渫対象が山間部の狭隘な場所や民家の密集した居住区であっても機材設置やシステム構築および底泥浚渫作業や凝集処理作業が容易となり、同様に山間僻地や市街地であっても普通トラックによる運搬可能な組立フロートにも搭載が可能なシステム設計になっており、機能性および作業効率に優れた本システムおよびその工法に関するものである。

通常の港湾や河川等の浚渫工事では、従来からクレーンに装備したグラブバケットで底泥を掘削し土運搬船に積み込むグラブ式浚渫が一般的であるが、海水や河川の汚濁が激しいことから、近年はポンプで底泥を吸引し土運搬船にスラリー圧送するポンプ浚渫方式が主流になりつつある。ポンプ浚渫では底泥と共に揚水してくる泥水を大量に発生させることになり、泥水の処理が課題となる。凝集剤を利用した既製の固液分離機や濾過フィルター装置での処理能力は限界が有り、大量に処理しようとすると装置が大掛かりとなり、共通仮設費も含めコストも高価となってしまう。 浚渫土量および泥水を抑える目的で、浮泥層を含む薄層部分の高濃度浚渫装置も開発されている。
特開２０１３−１７９８９号（以下、特許文献１）には、ポンプ浚渫後の凝集剤を利用した固液分離処理工法があるが、薄層浚渫を対象にしておらず港湾浚渫に於ける一時仮受けとして土運搬船を利用し、陸上に大型の固液分離槽及び脱水槽を設けた工法であるが、薄層浚渫は困難であり浚渫設備および処理設備も大規模になっており、小規模浚渫に転用するのは不向きである。また凝集剤として無機質系を使用し環境には配慮されているが疎水性機能は有していないので、固液分離処理に時間を要し、大型の分離槽および沈殿槽が必要となる。分離後の凝集体も含水率が高いものとなってしまう。
特開２００５−１８８０５７号（以下、特許文献２）には、薄層浚渫装置と浚渫工法が提案されており、通常のポンプ浚渫に比較して浚渫装置自体が大型で重量のある装置であるが、しかし時間当りの浚渫量は少なく、かつ気象海象条件に左右され易く稼働率が低いため、浚渫コストは高価なものとなってしまう。また、機械式脱水装置など陸上処理設備も通常は大掛りなものとなり処理コストも高価となってしまう。

特開３０１３−１７９８９号公報 特開２００５−１８８０５７号公報

上記のいずれの工法も港湾における大量浚渫を目的としており、対象が農業ダムやため池等の山間僻地の内陸における少規模浚渫の場合は不適切となる。
浮泥層を含む表薄層の浚渫を行う工法は、浚渫装置が波や風による動揺の影響を受け易い構造なので、稼働率が低減し作業歩掛も低いものとなってしまう。
また、ポンプ浚渫によって大量に揚水してくる泥水を従来の工法で固液分離処理しようとすると装置は大掛りとなり、山間僻地では運搬のみならず装置を設置するための作業ヤードを確保するのも困難となる。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたもので、ＧＰＳ位置情報と超音波測深器情報を用いることで格子付底泥吸引ヘッドの底質吸引状態を把握しつつバックホーによる底泥吸引浚渫装置の操作が可能となり、底質を乱たり汚濁を発生させること無く、浮泥層を含む底質表層ごと吸引揚泥する連続的な浚渫が可能となる。

本発明では本凝集剤を用いることで、当該凝集体の強い疎水性を有効に活用し、市販の防水機能を有しない透水性のフレキシブルコンテナバックもしくは大型土嚢袋にフィルタリング機能をもたせた濾過内袋を装着した収容バックに、濃縮された凝集体を脱水機等に介在させず直接収納することで装置を簡素化し搬出も容易となる。

本凝集剤は自己凝集性が高いために取扱が難しく、泥水に均一に拡散するように添加撹拌するのが困難であったが、その問題を解決するのが本発明で開発した凝集剤供給装置である。

本凝集剤を使用することで、凝集体が疎水性となり撹拌するほど凝集体同士が吸着して更に大きな凝集体を形成し水中に沈降し易く成る性質を利用して開発したのが、連続的に凝集沈降分離が可能で軽量かつコンパクトな底泥凝集沈降分離装置である。

本システムライン上に浚渫底泥が沈殿滞留するような構造を排した設計とし、稼働中にライン上に底泥や有機物等が溜まることはなく、また作業終了後は底泥吸引ヘッドを水面まで引上げ表層水を一定時間吸引送水する事でライン洗浄ができ保守管理が容易な本システムである。

同規模ポンプ能力に対し薄層での浚渫を行うことで浚渫面積が拡がり、時間当の作業歩掛が向上する。

本凝集剤と分離装置を組合せることで分離沈殿速度が上がり、時間当の処理歩掛が向上する。

固液分離により濃縮した凝集体は沈殿槽や脱水装置等を介することなくフィルタリング機能をもたせた濾過内袋を装着した収容バックに直接投入することで、沈殿槽や脱水装置等の凝集体を再度運搬容器に詰め替える等の工程が簡素化できる。また収容バックごと運搬が可能なので搬出作業が容易となり、凝集体の内容物により運搬容器が汚されることが無いので保守管理が簡素化する。

上記の理由により既存の工法と比較し、システムが軽量およびコンパクトなため、システム機材製作コストは大幅に安価となり運搬も含めた共通仮設費も大幅に低減できる。同様に保守点検に要する費用も大幅に削減できる。
ポンプ浚渫による時間当の底泥除去面積も大きくなり、固液分離による底泥処理量の作業効率も高いので、浚渫処理に要する費用も低減でき費用対効果が大幅に向上する。

本発明の底泥浚渫凝集処理システムフローの構成を示す図である。 作業用フロートとバックホーおよび底泥吸引浚渫装置との構成を示す図である。 作業用フロート上に搭載する凝集処理装置で、砂礫分離洗浄装置と、凝集剤供給装置と、凝集剤添加攪拌装置と、スラリー圧送ポンプと、作業用水水槽との構成を示す図である。 凝集剤分散液吐出装置の構造を示す図である。 底泥凝集沈降分離装置と濁度モニターとの構成を示す図である。 凝集底泥袋詰装置の構成を示す図である。 浚渫作業の施工イメージを示す図である。

本発明の実施の形態を本発明装置に基づいて説明する。本発明の実施例の底泥浚渫凝集処理システムを図１に示す。底泥浚渫凝集処理システムは、底泥吸引浚渫装置Ａと、作業用バックホーＣと、砂礫分離洗浄装置Ｄと、排出管Ｅと、凝集剤添加攪拌装置Ｆと、スラリー圧送ポンプＧと、凝集剤供給装置Ｈと、洗浄水用水槽Ｉと、底泥凝集沈降分離装置Ｍと、凝集底泥袋詰装置Ｎとからなるものであって、農業ダムやため池等の比較的小規模の農業治水設備において、浮泥層や底泥表層の有機物を含む泥を底泥吸引浚渫装置Ａと作業用バックホーＣとの組み合わせにより薄層浚渫することを特徴とし、また減容化のため砂礫分離洗浄装置Ｄで分離洗浄した砂礫は排出管Ｅを経由し可動排出配管e２を操作しながら処理対象湖沼の浚渫後底質面R3に戻し、底泥は泥水とともに凝集剤添加攪拌装置Ｆへ送られ凝集剤供給装置Ｈから供給される凝集剤分散液を添加し攪拌する。凝集剤により凝集した底泥の凝集体は、スラリー圧送ポンプＧにより底泥凝集沈降分離装置Ｍに圧送され、凝集体と分離水に固液分離される。
分離された凝集体はスラリー圧送ポンプによって凝集底泥袋詰装置Ｎに送られ予め用意されている複数の収容バックに切替ながら収容し、圧密濾過と自然脱水が進行し機械装置を用いず脱水を行う。また濾過水パンに滲出した濾過水は分離水とともに処理対象湖沼に戻ことで、作業効率が高く設備コストおよび作業コストの低廉な底泥浚渫凝集処理システムを提供する。

本発明の実施例の底泥吸引浚渫装置Ａを図２に示す。
底泥吸引浚渫装置Ａは、吸引口格子ａ１と、吸引コーンａ２と、破砕機付水中ポンプａ３と、超音波測深器ａ４と、超音波測深機取付バーａ５と、バックホー取付器具ａ６、ＧＰＳ取付シャフトａ７、ＧＰＳアンテナａ８とから構成されるものであって、浚渫を行い底泥は後段へ輸送する。吸引口格子ａ１は異物の混入を防止しするもので、吸引コーンａ２に破砕機付水中ポンプａ３を嵌め込み、底質に堆積している木の葉や草本等は破砕機により破砕し底泥と共に吸引する。また浚渫作業を管理するため超音波測深器ａ４と、ＧＰＳアンテナａ８とは、それぞれ超音波測深機取付バーａ５と、ＧＰＳ取付シャフトａ７とに取り付けられ、浚渫に必要な底泥までの相対距離と浚渫した軌跡の情報をバックホーの操作室へリアルタイムに提供することで高い薄層浚渫能力を底泥吸引浚渫装置Ａによって提供する。

本発明の実施例の砂礫分離洗浄装置Ｄを図３に示す。
砂礫分離洗浄装置Ｄ（以下、砂礫装置）は、砂礫分離用のサイクロン装置ｄ１と、砂礫洗浄装置ｄ５と、水位維持槽ｄ13とから構成されるものであって、減容化のため砂礫分離用サイクロン装置ｄ１で底泥から砂礫を分離し、底泥は底泥排出口ｄ４から次段へ流出し、砂礫は砂礫洗浄装置ｄ５へ送られ砂礫に付着した汚泥を洗浄してのち洗浄砂礫排出口ｄ９から処理対象湖沼に戻し、洗浄により生じた泥水は洗浄水排出口ｄ14から次段へ流出すことで、処理底泥量の減容化が達成される。より詳しくは、砂礫洗浄装置ｄ５の内筒である傾斜回転円筒ｄ10と一体となった中空螺旋ｄ11はモーターｄ12により駆動され低速回転し、下部の砂礫取入口ｄ７から砂礫と汚泥を取り込み螺旋の回転輸送作用により攪拌洗浄しながら上部の洗浄砂礫排出口ｄ３へと輸送するが、洗浄水は上部の洗浄水給水口ｄ８より給水され中空螺旋ｄ11の中空部を砂礫を洗浄しながら流下し、下方の砂礫取入口ｄ７から水位維持槽ｄ13へと流れ落ち洗浄水排出口ｄ14から次段へ流出する。
本砂礫装置により、簡易な構造で砂礫分離を行い底泥量の減容化を実現して処理コストの削減を実現する砂礫分離洗浄装置Ｄを提供する。

本発明の実施例の凝集剤供給装置Ｈと定量供給装置ｈ６を図３に、破砕分散装置ｈ12を図４に示す。
凝集剤供給装置Ｈ（以下、本供給装置）は、定量ホッパー装置ｈ13と、吸引チューブｈ７と、高圧ポンプｈ10と、高圧ホースｈ11と、破砕分散装置ｈ12、定量供給装置ｈ6で構成されており、粉体凝集剤ｈ9を破砕分散装置ｈ12の分散セルｈ12-1内に於いてジェット水流ｈ12-6で粉体凝集剤ｈ9を瞬時に破砕し分散液として吐出する機能を持ち、自己凝集性の高く取扱いが難しい粉体凝集剤ｈ９を熟練の技術を要せずに活用できる凝集剤供給装置Ｈを提供する。

本発明の実施例の凝集剤供給装置Ｈを構成する定量ホッパー装置ｈ13を図３に示す。
ここで云う定量ホッパー装置ｈ13は、 凝集剤槽ｈ１と、凝集剤槽蓋ｈ３と、凝集剤落下口ｈ４と、可変速モーターｈ５と、定量供給装置ｈ６、固化防止装置ｈ８と、粉体凝集剤ｈ９とから構成されて おり、凝集剤槽ｈ１に固化防止装置ｈ８を取付て振動や衝撃を与え粉体凝集剤ｈ９の固化を防ぎスムーズな流動化をはかる、また凝集剤落下口ｈ４から粉体凝集 剤ｈ９を定量供給装置ｈ６へ流し込み、可変速モーターｈ５に結合された定量供給装置ｈ６は回転数に比例した容積の凝集剤ｈ6-2を凝集剤中継器ｈ6-1の凹溝部ｈ6-3に落とし、その凝集剤ｈ6-2はエアチューブｈ7によりエア吸引ポートｈ12-5で吸引される。このようにして、凝集剤供給装置Ｈに最適な定量ホッパーを提供する。

本発明の実施例の凝集剤添加攪拌装置Ｆを図３に示す。
凝集剤添加攪拌装置Ｆ（以下、本撹拌装置）は、凝集攪拌槽ｆ１と、傾斜底板ｆ２と、隔壁ｆ３と、投入槽ｆ４と、急速攪拌槽ｆ５と、急速攪拌機ｆ６と、緩速攪拌槽ｆ７と、緩速攪拌機ｆ８と、スラリー排出口ｆ９とから構成されており、凝集攪拌槽ｆ１の傾斜底板ｆ２を分画する複数の隔壁ｆ３にも下部に小開口が設けられ清掃時に内部に泥溜まりを生じない構造としたものであり、また投入槽ｆ４と急速攪拌槽ｆ５と緩速攪拌槽ｆ７に３分画したものであり、砂礫分離洗浄装置Ｄの底泥排出口ｄ４と洗浄水排出口ｄ１4から投入槽ｆ４に投入された底泥は、急速攪拌槽ｆ５で凝集剤供給装置Ｈから供給された分散液を加え急速攪拌機ｆ６により攪拌混合され、凝集反応を起こした底泥は緩速攪拌槽ｆ７へ移り緩速攪拌機ｆ８によって緩速攪拌され凝集底泥はさらに大きな結合粒子（以下、凝集体）を作り、スラリー排出口ｆ９から次段へ排出される。本撹拌装置の構成は簡素であるが、粉体凝集剤ｈ９の持つ疎水性や高い凝集性を引き出すために重要な装置である凝集剤添加攪拌装置Ｆを提供する。

本発明の実施例の底泥凝集沈降分離装置Ｍを図５に示す。
底泥凝集沈降分離装置Ｍ（以下、本分離装置）は、凝集沈殿槽ｍ２と下部ホッパーｍ５とからなる沈降分離槽ｍ1、分離水タンクｍ３と、下部ホッパーｍ５と、凝集底泥排出口ｍ６と、回転駆動軸ｍ７とギアボックスｍ20とモーターｍ21からなる駆動装置と、収集翼ｍ８と、攪拌翼ｍ９と、分離水タンクｍ10と、吐出口ｍ11と、整流メッシュｍ12と、分離水ゲートｍ13と、水位調整管ｍ14と、分離水排出口ｍ15とから構成されており、吐出口ｍ11から放出された凝集体は同心円状に配された整流メッシュｍ12の中心部から外側へ微流速で広がる流れを形成し、凝集沈殿槽ｍ２の外郭上端に設けられた分離水ゲートｍ13から分離水は越流し分離水タンクｍ３へ落下し水位調整管ｍ14を経由し分離水排出口ｍ15から排出され処理対象湖沼へと戻る。また微速の流れで整流板を通過することで、自重により凝集体は速やかに下部に沈降し、さらに収集翼ｍ８により中心の下部ホッパーｍ５に集められる。その沈殿底泥は自重による圧密と攪拌翼ｍ９の攪拌により凝集が進み一層濃縮された後、沈殿底泥排出口ｍ６から吸出されスラリー圧送ポンプｍ22によって次段へと圧送されることによる連続的に凝集体と分離水とに固液分離する底泥凝集沈降分離装置Ｍを提供する。

本発明の実施例の凝集底泥袋詰装置Ｎを図６に示す。
凝集底泥袋詰装置Ｎは、凝集底泥タンクｎ２と切替バルブｎ３と投入チューブｎ４とからなる凝集底泥投入切替装置ｎ１と、支持フレームｎ５と、濾過水パンｎ６と、濾過水排出口ｎ７と、濾過内袋ｎ20と外袋ｎ21とからなる収容バックｎ22とによって構成されており、所要数量の収容バックｎ22を濾過水パンｎ６上に展開し、圧送されてきた凝集体スラリーを連続的に袋詰めしていく凝集底泥袋詰装置Ｎを提供する。

本発明の実施例の濾過内袋を図６に示す。
濾過内袋ｎ20は多孔フィルム、逆浸透膜、濾紙又は不織布等の強度が有り透水性のある濾過膜であり、縫製や圧着や融着などにより製作され、外袋ｎ21に内装することでフィルタリング機能を付与できることを特徴とする濾過内袋を提供する。

本発明の実施例の格子付吸引ヘッドａ１を図２に示す。
格子付底泥吸引ヘッドa１は、格子に既製のグレチングを粘性の高い底質の浚渫に適した形状に加工したものを使用することで、空缶等の異物や大型の礫の吸引を防止するだけでなく、粘性度の高い底質にヘッドを貫入させる時の抵抗を大きくし底質表面をバックホーオペレーターが確認し易くするとともに、底質を削り出し易くし、ヘッド進行方向の後方からの泥水の侵入を抑え含泥率を上げる機能を付与できることを特徴とする格子付底泥吸引ヘッドを提供する。

本発明の実施例の破砕機付水中ポンプａ３を図２に示す。
破砕機付水中ポンプa３において、グレチング格子を通過してきた木の葉や草本等の有機物を水中ポンプの破砕機で粉砕し細分化することで、砂礫分離サイクロンを通過させるとともに凝集剤によって凝集させ確実に沈降させることを目的とする破砕機付水中ポンプを提供する。

本発明の実施例の作業用バックホーCを図２に示す。
作業用バックホーCにおいて、ＧＰＳアンテナa８の位置情報および単数または複数の超音波測深器a４の水深情報によりバックホーオペレーターが浚渫範囲と浚渫深さを管理しながら薄層浚渫することを特徴とする底泥浚渫工法を提供する。

本発明の実施例の底泥浚渫凝集処理システムを図1に示す。
底泥浚渫凝集処理システムは、普通トラックに積載可能な寸法形状で製作された軽量かつコンパクトな構造であり、浚渫対象が山間部の狭隘な場所や民家の密集した居住区であっても、機材設置や構築および底泥浚渫作業や凝集処理作業が容易としたことを特徴とする底泥浚渫凝集処理工法を提供する。

本発明の実施例の粉体凝集剤ｈ９と凝集剤供給装置Hを図3に示す。
粉体凝集剤ｈ９は高機能無機質疎水性凝集剤であり、本発明で開発した凝集剤供給装置Hと組合せて使用することにより、疎水性と、瞬間凝集性と、凝集体同士の再凝集性という特徴および機能を最大に活用することで短時間に大量の底泥の固液分離処理を行うことを特徴とする底泥浚渫凝集処理工法を提供する。

本発明の実施例の収容バックｎ22を図6に示す
収容バックｎ22に袋詰した凝集体を運搬に支障ない飽和含水率以下まで自然濾過することにより、収容バックごと容易に搬出できることを特徴とする底泥浚渫凝集処理工法を提供する。

本発明の実施例の底泥浚渫凝集処理システムを図1に示す。
底泥浚渫凝集処理システムにおいて、底泥吸引浚渫装置の薄層吸引によって浚渫土量を抑え、砂礫分離洗浄装置で砂礫を分離し湖底へ戻すことで凝集土量を抑え、疎水性凝集剤添加と底泥凝集沈降分離装置にて水分を分離し、収容バックにて圧密濾過ないし自然脱水により最終処分底泥量を減容化することを特徴とする底泥浚渫凝集処理工法を提供する。

本システムは農業ダムやため池等の比較的小規模の農業治水設備を対象としているが、重機および設備を大型化する事で、大規模なダム湖等の底質浚渫にも適用可能である。
本システムの特筆すべき点は、放射性物質が強く付着していると云われる75μｍ以下の細粒分と有機物が多く含まれる浮泥層および底質表層を効率良くかつ確実に浚渫除去し、浚渫除去した底泥を効率良くかつ安価に減容化することに適した工法と云えることである。
底質表層を確実に除去するには貯水を排水して陸上重機で底質を掘削除去するドライ工法も有るが、高濃度の浮泥層や表層底質を流出拡散させてしまう可能性が大きい。貯水したまま底質を除去するにはポンプ浚渫に頼るしかなく、ポンプ浚渫によって大量に揚水してくる放射性物質を含んだ底泥を効率良く固液分離し減容化を図り、分離水から確実に放射性物質を除去するのが本凝集剤であり、鋭意研究した成果による本システムである。

Ａ ：底泥吸引浚渫装置
ａ１ ：吸引口格子
ａ２ ：吸引コーン
ａ３ ：破砕機付水中ポンプ
ａ４ ：超音波測深器
ａ５ ：超音波測深機取付バー
ａ６ ：バックホー取付器具
ａ７ ：ＧＰＳ取付シャフト
ａ８ ：ＧＰＳアンテナ
Ｂ ：作業用フロート
ｂ１ ：組立式フロート
ｂ２ ：複胴ウインチ
ｂ３ ：フェアリーダー
ｂ４ ：アンカーライン
ｂ５ ：バックホー旋回中心
Ｃ ：バックホー
ｃ１ ：モニター室
ｃ２ ：バックホーアーム
ｃ３ ：アタッチメント
Ｄ ：砂礫分離洗浄装置
ｄ１ ：砂礫分離サイクロン装置
ｄ２ ：浚渫底泥投入口
ｄ３ ：砂礫分離排出口
ｄ４ ：底泥排出口
ｄ５ ：砂礫洗浄装置
ｄ６ ：外筒
ｄ７ ：砂礫取入口
ｄ８ ：洗浄水給水口
ｄ９ ：洗浄砂礫排出口
ｄ10 ：傾斜回転円筒
ｄ11 ：中空螺旋
ｄ12 ：モーター
ｄ13 ：水位維持槽
ｄ14 ：洗浄水排出口
Ｅ ：砂礫排出管
ｅ１ ：砂礫ホッパー
ｅ２ ：可動排出配管
Ｆ ：凝集剤添加攪拌装置
ｆ１ ：凝集攪拌槽
ｆ２ ：傾斜底板
ｆ３ ：隔壁
ｆ４ ：投入槽
ｆ５ ：急速攪拌槽
ｆ６ ：急速攪拌機
ｆ７ ：緩速攪拌槽
ｆ８ ：緩速攪拌機
ｆ９ ：スラリー排出口
ｆ10 ：スラリー圧送ポンプ
Ｈ ：凝集剤供給装置
ｈ１ ：凝集剤槽
ｈ２ ：免震ゴム
ｈ３ ：凝集剤槽蓋
ｈ４ ：凝集剤落下口
ｈ５ ：可変速モーター
ｈ６ ：定量供給装置
ｈ６-1：凝集剤供給器
ｈ６-2：凝集剤
ｈ６-3：凹溝部
ｈ６-4：エア吸引口
ｈ７ ：エアチューブ
ｈ８ ：固化防止装置
ｈ９ ：粉体凝集剤
ｈ10 ：高圧ポンプ
ｈ11 ：高圧ホース
ｈ12 ：破砕分散装置
ｈ12-1：分散セル
ｈ12-2：分散液吐出口
ｈ12-3：高圧水供給ポート
ｈ12-4：ジェットノズル
ｈ12-5：エア吸引ポート
ｈ12-6：ジェット水流
ｈ13 ：定量ホッパー装置
Ｉ ：作業用水水槽
ｉ１ ：水中ポンプ
ｉ２ ：洗浄水
ｉ３ ：洗浄水水面
ｉ４ ：フローアップ水
ｉ５ ：汎用ポンプ
Ｊ０ ：カップリングジョイント
Ｊ１ ：浚渫底泥ホース
Ｊ２ ：陸送スラリーホース
Ｊ３ ：分離水ホース
Ｊ４ ：高濃度スラリーホース
Ｊ５ ：濾過水ホース
Ｊ６ ：排出水ホース
Ｊ７ ：揚水ホース
Ｊ８ ：余水ホース
Ｊ９ ：洗浄水ホース
Ｊ10 ：浄水ホース
Ｊ11 ：凝集剤ホース
Ｋ ：濁度モニタータンク
ｋ１ ：透過型水槽
ｋ２ ：濁度光学モニター取付ボス
Ｍ ：底泥凝集沈降分離装置
ｍ１ ：沈降分離槽
ｍ２ ：凝集沈降槽
ｍ３ ：分離水タンク
ｍ４ ：沈殿分離槽底板
ｍ５ ：下部ホッパー
ｍ６ ：沈殿底泥排出口
ｍ７ ：回転駆動軸
ｍ８ ：収集翼
ｍ９ ：攪拌翼
ｍ10 ：分離水タンク
ｍ11 ：吐出口
ｍ12 ：整流メッシュ
ｍ13 ：分離水ゲート
ｍ14 ：水位調整管
ｍ15 ：分離水排出口
ｍ16 ：支持枠
ｍ20 ：ギアボックス
ｍ21 ：モーター
ｍ22 ：スラリー圧送ポンプ
Ｎ ：凝集底泥袋詰装置
ｎ１ ：凝集底泥投入切替装置
ｎ２ ：凝集底泥タンク
ｎ３ ：切替バルブ
ｎ４ ：投入チューブ
ｎ５ ：支持枠組
ｎ６ ：濾過水パン
ｎ７ ：濾過水排出口
ｎ20 ：濾過内袋
ｎ21 ：外袋
ｎ22 ：収容バック
Ｒ１ ：底質
Ｒ２ ：浚渫前底質面
Ｒ３ ：浚渫後底質面
Ｒ４ ：湖水面
Ｒ５ ：陸上地盤面

Claims (16)

1. 底泥吸引浚渫装置と、作業用バックホーと、砂礫分離洗浄装置と、凝集剤供給装置と、凝集剤添加攪拌装置と、スラリー圧送ポンプと、底泥凝集沈降分離装置と、収容バックへの凝集底泥袋詰装置とから成ることを特徴とする底泥浚渫凝集処理システム。
2. 請求項１記載の底泥吸引浚渫装置において、格子付底泥吸引ヘッドと、破砕機付水中ポンプと、単数または複数の超音波測深器およびその取付部と、ＧＰＳアンテナと、バックホー取付器具とを設けて成ることを特徴とする底泥吸引浚渫装置。
3. 請求項１記載の砂礫分離洗浄装置において、砂礫分離サイクロン装置と、傾斜回転円筒の外筒上部には砂礫排出口および洗浄水給水口とを設け下部には砂礫取込口とモーターにより駆動される内筒である傾斜回転円筒とその内部に中空螺旋を設けた砂礫洗浄装置と、泥水の排出口の高さに水位を満たす洗浄水槽とを設けてなることを特徴とする砂礫分離洗浄装置
4. 請求項１記載の凝集剤供給装置において、定量ホッパー装置と、高圧水ポンプと、粉体凝集剤をジェット水流により生じる負圧の気流により吸引するエア吸引ポートと粉体凝集剤をジェット水流で破砕分散を行う分散セルと高圧水供給ポートと破砕分散した紛体凝集剤の分散液の吐出口との構造を持つ破砕分散装置とを設けて成ることを特徴とする凝集剤供給装置。
5. 請求項１と請求項４に記載の凝集剤供給装置を構成する定量ホッパー装置は、凝集剤槽と、凝集剤槽の紛体凝集剤に流動性確保のため加震か繰返し衝撃を与える固化防止装置と、紛体凝集剤の定量供給装置と、定量供給装置からの粉末凝集剤の供給を受止める凹溝部とからなり、凹溝部で受止めた粉体凝集剤はエアチューブを経由して外部からエア吸引されることによって紛体凝集剤を供給することを特徴とする定量ホッパー装置。
6. 請求項１記載の凝集剤添加攪拌装置において、投入槽側から排出口へ下り傾斜した底板を持つ処理槽と、小容積の投入槽と撹拌槽とに２分画する隔壁と、撹拌槽には単数または複数の撹拌装置と、隔壁下部に設けた滞留防止用の開口とによって成ることを特徴とする凝集剤添加攪拌装置。またはこれに加えて攪拌槽をさらに２分画する前述の隔壁を追加し、その各々を急速攪拌槽と緩速攪拌槽とし急速攪拌槽には急速攪拌機および緩速攪拌槽には緩速攪拌機を加え急速攪拌処理から緩速攪拌処理の２段階の攪拌処理が可能で、底泥や有機物等が溜まることはなく、作業終了後の洗浄の容易な構造を特徴とする凝集剤添加攪拌装置。
7. 請求項１記載の底泥凝集沈降分離装置において、泥と水の分離を担う凝集沈降槽と沈殿した泥を貯める下部ホッパーとで成る底泥凝集沈降分離槽と、分離水を排出するため凝集沈降槽の外郭上部に設けた分離水ゲートと、凝集沈降槽を囲い分離水の落下を受ける分離水タンクと分離水を排出する分離水排出口とを持ち、上部の凝集沈殿槽の中央には外部より圧送されてきた処理凝集底泥を投入するための吐出口と、さらに凝集沈殿槽には吐出口を中心に同心円状に複数枚を配して整流と沈降を促す整流メッシュと、加えて凝集沈殿室の下部に沈殿した底泥を回転により下部ホッパー集める収集翼と、さらに下部ホッパーの沈降底泥の濃縮を促す攪拌翼と、加えて下部ホッパー最下部に収集翼と攪拌翼との回転駆動装置と沈殿底泥排出口と、沈殿底泥排出口から沈降底泥を吸引し次段の処理装置へ送出するスラリー送出ポンプとを設けて成ることを特徴とする底泥凝集沈降分離装置。
8. 請求項１記載の凝集底泥袋詰装置において、外袋として市販の防水機能を有しない透水性のフレキシブルコンテナバックもしくは大型土嚢袋にフィルタリング機能をもたせた濾過内袋を装着した収容バックと、複数の収容バックを支持する支持枠組と、収容バックから出る濾過水を受ける濾過水パンと、収容バックへの凝集底泥投入切替装置とを設けて成ることを特徴とする凝集底泥袋詰装置。
9. 請求項８記載の凝集底泥袋詰装置の濾過内袋において、濾過内袋は多孔フィルム、逆浸透膜、濾紙又は不織布等の強度が有り透水性のある濾過膜であり、縫製や圧着や融着などにより製作され、外袋に内装することでフィルタリング機能を付与できることを特徴とする濾過内袋。
10. 請求項２記載の底土吸引浚渫装置の格子付底泥吸引ヘッドにおいて、格子には既製のグレチングを加工したものを使用することで、空缶等の異物や大型の礫の吸引を防止するだけでなく、粘性度の高い底質にヘッドを貫入させる時の抵抗を大きくし底質表面をバックホーオペレーターが確認し易くするとともに、ヘッド進行方向の後方からの泥水の侵入を抑え含泥率を上げる機能を付与できることを特徴とする格子付底泥吸引ヘッド。
11. 請求項２記載の底土吸引浚渫装置の破砕機付水中ポンプにおいて、グレチング格子を通過してきた木の葉や草本等の有機物を水中ポンプの破砕機で粉砕し細分化することで、砂礫分離サイクロンを通過させるとともに凝集剤によって凝集させ確実に沈降させることを目的とする破砕機付水中ポンプ。
12. 請求項２記載の底土吸引浚渫装置の当該装置操作用のバックホーにおいて、ＧＰＳの位置情報および単数または複数の超音波測深器の水深情報によりバックホーオペレーターが浚渫範囲と浚渫深さを管理しながら薄層浚渫することを特徴とする底泥浚渫工法。
13. 請求項１に記載の底泥浚渫凝集処理システムは、普通トラックに積載可能な寸法形状で製作された軽量かつコンパクトな構造であり、浚渫対象が山間部の狭隘な場所や民家の密集した居住区であっても、機材設置や構築および底泥浚渫作業や凝集処理作業が容易としたことを特徴とする底泥浚渫凝集処理工法。
14. 請求項４と請求項５に記載の粉体凝集剤は高機能無機質疎水性凝集剤であり、請求項４と請求項５記載の凝集剤供給装置と組合せて使用することにより、疎水性と、瞬間凝集性と、結合粒子（以下、凝集体）同士の再凝集性という特徴および機能を最大に活用することで短時間に大量の底泥の固液分離処理を行うことを特徴とする底泥浚渫凝集処理工法。
15. 請求項７と請求項８記載の収容バックに袋詰した凝集体を運搬に支障ない飽和含水率以下まで自然濾過することにより、収容バックごと容易に搬出できることを特徴とする底泥浚渫凝集処理工法。
16. 請求項１記載の底泥浚渫凝集処理システムにおいて、底泥吸引浚渫装置の薄層吸引によって浚渫土量を抑え、砂礫分離洗浄装置で砂礫を分離し湖底へ戻すことで凝集土量を抑え、疎水性凝集剤添加と底泥凝集沈降分離装置にて水分を分離し、収容バックにて圧密濾過ないし自然脱水により最終処分底泥量を減容化することを特徴とする底泥浚渫凝集処理工法。
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    

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