JP3679968B2 - 濁水処理設備用の濾過材料 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、河川や湖岸或いは湾岸などでの土砂工事に於いて生じる濁水を浄化するための濁水処理設備、及びこの濁水処理設備に好適に使用される濾過材料、並びにこの濁水処理設備の設置工法に関し、更にかかる濁水処理装置を用いて実施される濁水処理方法に関する。
【０００２】
【従来技術】
河川や湖岸或いは湾岸などに於いて土砂工事を行う場合、その現場からは土砂を含む多量の濁水が生じることが知られており、またこの濁水は環境保護の観点から一定の基準まで浄化しなければ河川や湖或いは海に再び放流することができない。
【０００３】
従って、従来に於いては工事によって生じた濁水を各種浄化方法によって浄化し、その後、河川などに放流することが行われている。かかる浄化方法としては、大凡自然沈殿方法、ろ過・沈殿方法及び凝集沈殿方法等がある。
【０００４】
自然沈殿方法とは、濁水中の土粒子を自然沈殿により除去する方法であり、ろ過・沈殿方法とは、濁水中の土粒子を、ろ過・沈殿により除去する方法である。また凝集沈殿方法とは濁水中の土粒子を凝集剤によって凝集させ、強制（比重を大きくして）沈殿させて除去する方法である。
【０００５】
この内、自然沈殿方法は沈殿に長時間を要し、また貯留と処理放流とを同時に行うことができないことから施設容量が大きくなり、更に放流の度にその濃度を観測しなければならないという不都合を有する。また凝集沈殿方法ではプラント設備能力によって処理時間をコントロールできて、貯留と放流とを同時に行うことができる等の利点を有するものの、その反面でＰＨの調整や凝集剤の適正添加等の専門知識を有する作業員の配置が必要となり、更に凝集剤を添加してあることから処理後の土砂は産業廃棄物として処理しなければならない場合もある。
【０００６】
依って、これらの不利益が無く、ろ過材料を調整することにより濁水を基準値まで浄化できるろ過・沈殿方法が一般に広く実施されている。
【０００７】
かかるろ過・沈殿方法に於いては、従来、ろ過材として、所謂布団篭（或いは篭マット）に不織布を組み合わせたものが使用されている。しかしこのように形成されたろ過材は、材料費自体は安価であるものの、その設置工事費が嵩み、また設置工事に際しては重機等を使用することから、施工途中に掃除のために作り直すことは事実上困難なものとなっている。更にろ過材自体は土砂や不織布を用いて形成されることから、その浄化能力に関しても未だ改良の余地を有するものとなっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
依って本発明では、上記課題を解決し、容易に設置できるものとして、施工途中に於ける掃除のための作り直しを実現可能とし、更に十分な浄化能力を有する上、再生使用可能とした濁水処理設備用の濾過材料を提供するものである。またこの濾過材料を用いた濁水浄化設備及びその設置方法、並びに濁水浄化方法を提供する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の濁水浄化設備用の濾過材料は、乾燥植物体を圧縮して形成した点に特徴を有する。
【００１０】
即ち本発明の濁水処理設備用の濾過材料は、土砂工事により生じる濁水を浄化するための濁水処理設備に使用される濾過材料であって、該濾過材料は乾燥植物体が圧縮成形または収束された成形体であることを特徴とするものである。圧縮の程度は、後述の通り要求される浄化能力により適宜変更可能であり、また収束とは、圧縮の有無を問わず乾燥植物体を束ねることである。
【００１１】
乾燥植物体としては、植物体の茎、果実、葉、根等から成るものを使用できる。例えばココヤシ繊維やジュート、或いはこれらと近似した特性を発揮しうる植物体が使用される事が望ましい。従って本発明に於ける濾過材料は、少なくともココヤシ繊維及び／又はジュートを含んで形成されている事が好ましい。特に植物繊維を十分に含む乾燥植物体を用いて形成された濾過材料は、濁水を効果的に濾過することができる。これは濁水に浮遊しているシルト（細粒）分は帯電していることから凝集にくい性質を有しており、此に対してこの植物繊維製の濾過材料は、水中でシルト分とは逆の電荷に帯電することによるものである。
【００１２】
このような乾燥植物体は、載置可能な形状に圧縮形成又は収束することにより、本発明の濾過材料となる。載置可能な形状とは、少なくとも複数積み重ねることのできる形状であれば十分であり、例えば、立方体や直方体の他、各種錐体、板状態、柱状体又は球体をも含んでいる。例えば円柱体では３個組み合わせることにより２段重ねに組み合わせることができ、球体であれば４個組み合わせることにより２段重ねに組み合わせることができる。即ち本明細書中に於ける載置可能な形状とは、一定の数量によって載置可能と成り得る形状をも含んでいる。但しその大きさは、必要とされる濾過の処理能力に依って適宜変更することができるものであり、特定の大きさに限定されるものではない。目安として例示すれば、例えば直径約３０ｃｍ程度の円柱体に形成することができる。また乾燥植物体は上記の形状に圧縮形成又は収束されることになるが、この圧縮の程度に関しても、要求される濾過の処理能力により適宜調整することができるものであり、更に積み重ねる形状や数などに合わせて適宜変更することができる。
【００１３】
この濾過材料は柱状又は板状の如く長さを有する形状に形成し、その長さ方向に沿う外面は乾燥植物体を用いて形成されたロープ又はネットで包囲されている事が望ましい。このような形状とすることにより濁水浄化設備への配設が容易となり、またその周囲をロープ又はネットで包囲することにより、圧縮した乾燥植物体が解体する虞をなくすためである。例えば、濾過材料を円柱状に形成し、その外周面を、乾燥植物体を用いて形成したロープ又はネットで包囲する事も含まれる。
【００１４】
上記のように形成された濾過材料は、特に土砂工事により生じる濁水を浄化するために設置される濁水処理池において好適に使用され、更に仮設の濁水処理池において一層有利なものとなる。即ち、かかる濁水処理池は、河川などの工事現場付近に掘削して設けられることになるが、この場合、本発明に係る濾過材料は、乾燥植物体を用いて形成されていることから、そのまま放置しても環境破壊の観点に於いて何等問題を生じさせることはない。従って、本発明の濾過材料は工事終了後などに於いては、そのまま埋設することもできる。
【００１５】
上記のように形成された濾過材料を掘池に適用すれば、本発明による濁水浄化設備となる。即ち、掘削して設けられた掘池と、該掘池を横断する如く設置された濾過材料とを含んで構成され、該濾過材料によって掘池を流入水側と放流水側とに区画した浄水処理設備であって、該濾過材料として、上記本発明の濾過材料が使用された濁水処理設備である。
【００１６】
この濾過材料は複数積み重ねられ掘池を区画することもでき、この場合には、該複数の濾過材料は、区画された流入水側から放流水側に向かって段違いに積み重ねられる事が望ましく、更にこの積み重ねられた複数の濾過材料は、掘池に垂直に設けられた支持部材で支持されていることが望ましい。即ち、複数の濾過材料を、流入水側から放流水側に向かって段違いに積み重ねることにより、積み重ねた濾過材料同士の隙間を濁水が通過する自体を回避することができ、また掘池に垂直に設けられた支持部材で支持することにより、この濾過材料を積み重ねて形成された堤の崩壊を阻止することができる。特に、長尺状に形成した濾過材料を使用する場合には、この濾過材料は透水性を有する壁及び／又は複数の杭で支持する事が望まし。この透水性を有する壁とは、所定の間隔頃に水を通過させる為の開口孔又は窓を設けたもの、或いはエキスパンデッドメタル（又はラスメタル）を用いて形成されたものを使用することができ、さらにこれら透水性を有する壁は、複数本の杭で支持することができる。これら壁及び／又は杭は、積み重ねた濾過材料を、流入水側及び放流水側において支持することが望ましいが、放流水側を支持する事によっても略同様の効果を得ることができる。
【００１７】
上記の濁水処理設備は、本発明に係る以下の工法によって設置することができる。
【００１８】
即ち、掘削して掘池を形成する工程と、該掘池を縦断する如く濾過材料を積層配置する工程とを含み、該濾過材料として、前記本発明に係る濾過材料を使用したことを特徴とする濁水処理設備設置工法である。更にこの設置工法に於いては、掘池に対して浸水防止処理を施す工程と、積層配置された濾過材料を支持する支持部材を掘池に垂直に設ける工程とを含む事が望ましい。掘池に施される浸水防止処理とは、当該掘池に供給される濁水が地中に浸透し、また濾過材料によって浄化された後の水中に掘池内の土砂が混入しないように施されるものであり、例えば当該掘池の底及び周りを、ビニールシートなどの防水シートで覆うか、或いは当該掘池の底及び周りにコンクリートなどを打設する事によって行うことができる。
【００１９】
上記のように設置された濁水浄化設備に於いて、本発明に係る濾過材料により濁水を浄化する方法も本発明に含まれる。即ち、掘削して設けられた掘池を横断する如く濾過材料を配設すると共に、該濾過材料に依って掘池を流入水側と放流水側とに区画し、流入水側に供給された濁水を、該濾過材料を通過させることで浄化して、放流水側に流出させる濁水浄化方法であって、該濾過材料として本発明に係る濾過材料が使用されていることを特徴とする濁水浄化方法である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示す実施の形態に基づき、本発明の濁水浄化設備用の濾過材料及びこれを用いた濁水処理設備並びに濁水処理設備設置工法を説明する。
『実施の形態１』
図１は、本発明に係る濁水浄化設備用の濾過材料の一の実施の形態を示す斜視図である。本実施の形態に示す濾過材料４は、乾燥植物体としてココヤシ繊維及び／又はジュートを用いて、これを円柱状に圧縮成形して形成されている。そしてその外周面を、乾燥植物体を用いて形成されたネット８により包囲し、長期の使用にも耐えうるものとして形成されている。
【００２１】
このように円柱状に形成された濾過材料は、図面に示す様に、２つを並設することにより、その上に１つの濾過材料を載置することができる。
【００２２】
図２は、本発明に係る濁水浄化設備用の濾過材料（図１）を用いて設置された濁水浄化設備を示す概念略図であり、図３は図２に示す濁水処理設備の要部縦断面図である。
【００２３】
この図２に示す濁水浄化設備は、河川工事の現場近くに設置される沈砂池１において具体化した態様である。この実施態様に示す沈砂池とは、河川等の工事の現場付近に仮設として設置されて、現場で生じた濁水から土砂を極力除去して浄化処理し、処理後の水を再度河川に放流するため設けられるものである。
【００２４】
図２及び３に示すように、沈砂池１は工事現場近くを掘削して矩形の掘池２を設けて、この掘池の内側をビニールシート３で覆って浸水防止処理を施している。そして矩形に掘削した掘池２には、短手方向に横断する如く複数の濾過材料４を積み重ねて配置し、この掘池２内を流入水側５と放流水側６とに区画している。積み重ねて配置された濾過材料４は、その側方を複数の杭７で支持しており、これにより積み重ねられた濾過材料４が崩壊する事態を回避している。
【００２５】
この沈砂池１の濾過材料４によって仕切られた流入水側５には、河川工事の現場で生じる濁水がポンプＰなどによって汲み上げて供給されており、この濁水は濾過材料４を通過する間に浄化されて、放流水側６に流れ込み、その後河川側に放流されることとなる。従って、濾過材料４を通って放流水側６に流出する水は、一定の基準に合致（ＳＳ濃度が200ppm以下）するように濾過材料４の大きさ、圧縮の程度及び積み重ね具合等を調整する。その際には当然に浄化処理能力も考慮される。この濾過材料４は、設置される沈砂池１に流れ込む土砂の種類、濁水量や施工箇所、設置方法などにより特性値は変わり得るものの、土木現場の特徴を考慮して、下記の式から求められる透水係数が、好ましくは０．１〜１．０ｃｍ／ｓｅｃ、より好ましくは０．５ｃｍ／ｓｅｃの透水係数が妥当である。
【００２６】
【数１】

【００２７】
図３に示す沈砂池１（濁水処理設備）の要部断面図のとおり、濾過材料４は流入水側５から放流水側６にかけて段違いに積み重ねられている。これにより積み重ねられた濾過材料４同士の隙間を濁水が通過する事態を極力回避することができる。
【００２８】
ビニールシート３により浸水防止処理を施した掘池２に横断配置される濾過材料４は、前記図１に示すように、乾燥植物体を用いて円筒状に圧縮形成されており、その外周は乾燥植物体を用いて形成されたネット８により包囲されている。これにより圧縮形成された濾過材料４が解体することはなく、長期の使用にも耐えうるものとなる。また圧縮状態が維持されることから、長期にわたって十分な浄水効果を発揮することができる。そして本実施の形態に於いては、ココヤシ繊維及びジュートを主材料として濾過材料４が形成されていることから、濾過材料４自体が全て自然環境に悪影響を与えないものとして形成されている。依って、この濾過材料４は、そのまま土中に放置することもできる。
【００２９】
更にこの濾過材料４が十分にキルト（細粒）を吸着した後に於いては、数日の晴天で自然乾燥させれば、特に重機を用いることなく人力で搬送可能となる。その際、所定の場所で濾過材料４を洗浄すれば、所期の吸着能力を回復することから、再使用又は施工後の転用も可能となる。
【００３０】
なお、本実施の形態に示すように、掘池２の壁面を法面に形成した場合には、この筒状濾過材料４と法面との間には隙間が生じる場合もあり得るが、かかる場合に於いては隙間に布や砂袋など詰めて、当該隙間を濁水が通過する事態を阻止するものとして形成する。
【００３１】
【実施例】
実施例１
＜試験方法＞
濾過材料としては外径３００ｍｍのバイオログ（商品名：株式会社ウエスコット）を使用して、図２のように透水処理を施した掘池内に横断配置した。ＳＳ濃度の異なる４種類の濁水を、乾燥植物体を円柱状に圧縮形成した１本の濾過材料を通過した時点で、そのＳＳ濃度がどの程度低減したかを測定した。
【００３２】
原水側（即ち流入水側）に２００リットルの濁水を注入して処理が安定的に進行する一分後の処理水（即ち放流水側）を採取して測定した。ＳＳ濃度は３回平均を算出した。

＜考察＞
この測定結果に依れば、本発明による濾過材料により大幅な浄化効果が得られた。特に本試験に於いては、バイオログ１本で、濁度は５５％程度低減した。
【００３３】
このことから、原水側（即ち流入水側）ＳＳ濃度を３６０ｐｐｍ、処理後（即ち放流水側）を６０ｐｐｍと想定すれば、
バイオログ１本目では、３６０×５５％＝１９８ｐｐｍ
２本目では、１９８×５５％＝１０９ｐｐｍ
３本目では、１０９×５５％＝ ６０ｐｐｍ
となることが期待できることから、バイオログを３列程度設置することにより、ＳＳ濃度が３６０ｐｐｍの流入水を、６０ｐｐｍの放流水とすることができる。
実施例２
実施例１の結果をうけて、図１に示すように円柱状に形成した３本のバイオログ（商品名：株式会社ウエスコット）を積み重ね、濁水の浄化を行った。
【００３４】
このバイオログを多層に積み重ねた濾過方法によれば、浄化操作を１回又は数回繰り返すことにより、原水側の濁度（ＳＳ濃度）に拘わらず、処理後の濁度（ＳＳ濃度）を、定常的に６０ｐｐｍにできることが確認された。
【００３５】
【発明の効果】
本発明に依れば、容易に設置でき且つ、施工途中に於ける掃除のための作り直しを実現可能とし、更に十分な浄化能力を有する上、再生使用可能とした濁水処理設備用の濾過材料が提供される。
【００３６】
またこの濾過材料を用いた濁水浄化設備においては、十分な浄水処理能力を発揮することができ、また本発明に係る濾過材料は自然環境に悪影響を与えることがないことから、工事終了後などに於いては、当該濾過材料をそのまま土中に埋設することができる。
【００３７】
また、掘削して掘池を形成し、これに濾過材料を横断配置するだけで濁水浄化設備を形成することができる。
【００３８】
本発明に係る濾過材料は十分な濾過能力を有することから、流入水側に供給された濁水は、当該濾過材料を通過する間に基準値に合致するまでに浄化され、放流水側に流出した処理後の水は、そのまま河川などに放流することができる。
【００３９】
またＰＨ調整剤や凝集剤を必要としないことから、濁水処理設備に堆積する処理後の土砂は、そのまま土中に埋設することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一の実施の形態に於ける濾過材料を示す斜視図。
【図２】本発明の一の実施の形態に於ける浄水処理設備を示す概念略図。
【図３】図２に示す浄水処理設備の要部断面図
【符号の説明】
１ 沈砂池
２ 掘池
３ ビニールシート
４ 濾過材料
５ （沈砂池の）流入水側
６ （沈砂池の）放流水側
７ 杭
８ ネット

Claims (10)

1. 土砂工事により生じる濁水を浄化するための濁水処理池に使用される濾過材料であって、
   該濁水処理池で使用される濾過材料は、乾燥植物体を圧縮成形した成形体であり、長尺状に形成されて、その長さ方向に沿う外面が乾燥植物体を用いて形成されたロープ又はネットで包囲されていることを特徴とする濁水処理池用の濾過材料。
2. 前記濾過材料は円柱状に形成されており、その外周面が乾燥植物体を用いて形成されたロープ又はネットで包囲されている請求項１記載の濾過材料。
3. 前記乾燥植物体を用いて形成された濾過材料は、少なくともココヤシ繊維及び／又はジュートを含んで形成されており、濁水中のシルト分とは逆の電荷に帯電している請求項１〜３の何れか一項記載の濾過材料。
4. 前記乾燥植物体は、段違いに複数段積み重ねられて掘池を区画するものである、請求項１〜３の何れか一項記載の濾過材料。
5. 掘削して設けられた掘池と、該掘池を横断する如く設置された濾過材料とを含んで構成され、該濾過材料によって掘池を流入水側と放流水側とに区画した浄水処理設備であって、該濾過材料は請求項１〜４の何れか一項記載の濾過材料であることを特徴とする濁水処理設備。
6. 前記濾過材料は複数積み重ねられて掘池を区画しており、該複数の濾過材料は、段違いに積み重ねられて、掘池に垂直に設けられる支持部材で支持されている請求項５記載の濁水処理設備。
7. 前記濾過材料は、長さを有するものとして形成された濾過材料が使用されており、該濾過材料は透水性を有する壁及び／又は複数の杭で支持されている請求項５又は６記載の濁水処理設備。
8. 掘削して掘池を形成する工程と、該掘池を縦断する如く濾過材料を積層配置する工程とを含み、該濾過材料が請求項１〜４の何れか一項記載の濾過材料であることを特徴とする濁水処理設備設置工法。
9. 更に掘池に対して浸水防止処理を施す工程と、積層配置された濾過材料を支持する支持部材を掘池に垂直に設ける工程とを含む請求項８記載の濁水処理設備設置工法。
10. 掘削して設けられた掘池を横断する如く濾過材料を配設すると共に、該濾過材料に依って掘池を流入水側と放流水側とに区画し、流入水側に供給された濁水を、該濾過材料を通過させることで浄化して放流水側に流出させる濁水浄化方法であって、該濾過材料として請求項１〜４の何れか一項記載の濾過材料が使用されていることを特徴とする濁水浄化方法。

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