(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータを内蔵し防水性を有するポンプモータ部と、
前記ポンプモータ部の下部に設置されたケーシングと、
前記ケーシング内に設置され前記モータによって回転動作するインペラと、
前記ケーシングの取水口に設置され夾雑物を切断するカッタと、
前記モータによって回転動作する攪拌部と、を有し、
前記攪拌部は、前記取水口から伸びた回転軸と、前記回転軸の軸線方向に沿って水平に設置された回転羽根と、を有し、
さらに、前記ケーシングの下方には側壁を有するとともに底面が開口し、内側方向のみに開く扉部を対向する前記側壁に有する分級スカート部を備え、
前記回転羽根が回転することで、貯水池の底に溜まった底泥を前記分級スカート部内に舞い上げ、舞い上がった底泥のうち粒径の細かな軽い粒子を底泥スラリとして前記取水口から吸引するとともに、粒径の大きな重い粒子は前記分級スカート部内で沈降し前記底面から排出され、さらに、前記分級スカート部は前記回転羽根の回転による水流を遮って前記分級スカート部の外側の底泥の拡散を抑制することを特徴とする浚渫用分級ポンプ。
【請求項２】
回転羽根が分級スカート部の底面近傍の位置にあることを特徴とする請求項１記載の浚渫用分級ポンプ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の浚渫用分級ポンプと、
水面に浮いて前記浚渫用分級ポンプを水中に吊下げる台船と、
前記浚渫用分級ポンプが吸引した底泥スラリを搬送する送水ホースと、
前記送水ホースにより搬送された底泥スラリから底泥を分離回収する分離処理装置と、を有することを特徴とする浚渫システム。
【請求項４】
分離処理装置が、
底泥スラリと凝集剤とを攪拌し底泥を凝集沈降させる凝集分離槽と、
前記凝集分離槽で凝集沈降した底泥を濃縮する濃縮槽と、
前記濃縮槽で濃縮した底泥をベルトプレスにより脱水する脱水部と、を備えることを特徴とする請求項３記載の浚渫システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貯水池の底に溜まった底泥を水ごと吸引して分離回収するための浚渫用分級ポンプ及び浚渫システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、湖沼や堀、ダム、人工池、農業用ため池等の貯水池には、土や砂、ゴミ、ヘドロ等の底泥が徐々に堆積してゆく。これら、底泥の堆積は貯水池の水深を浅くして貯水池本来の機能を低下させる他、水質の悪化を引き起こす一因となる。よって、これら底泥を除去する浚渫を定期的に行うことが好ましい。
【０００３】
従来の貯水池の浚渫は、貯水池の水を抜いた上で重機等により行うことが一般的であった。しかしながら、この手法では貯水池への水の遮水と貯水池の水の排水が必要となり、何らかの土木工事が必要であるとともに作業期間が長く、コスト高であるという問題点がある。また、浚渫作業中には貯水池を使用できないという問題点がある。さらに、貯水池の水が抜き取られるため、貯水池に生息する水生動植物が死滅し、貯水池の生態系に多大な悪影響を与えるという問題点がある。
【０００４】
この問題点に対し、本願発明者は下記［特許文献１］に示す湖沼水の浚渫システムに関する発明を行った。この［特許文献１］に記載の発明は、貯水池の水面に浮かべた台船から送水ポンプを吊下げ、この送水ポンプで底泥を吸引し浚渫を行う。このため、貯水池の遮水作業、排水作業が不要で、作業期間の短縮と、抵コスト化とを実現することができる。また、貯水池の水を抜き取ることなく浚渫を行うことが可能なため、貯水池に生息する動植物の生態系を維持することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１４６４２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、貯水池の浚渫では泥、ヘドロ、粘土、シルト等の粒径の細かな底泥のみを選択的に浚渫したい場合がある。例えば、放射性物質は泥や粘土シルト等に付着する形で貯水池に溜まっている。よって、放射性物質を効率的に除去するためには、放射性物質がほとんど付着していない砂礫等はそのままに、放射性物質が多く付着した泥や粘土シルト等の細かな底泥を選択的に浚渫することが効果的である。また、砂礫等を浚渫しないことで、放射性汚染土として処理される底泥の総量を削減することができる。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、粒径の細かな底泥を選択的に浚渫することが可能な浚渫用分級ポンプ及び浚渫システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、
（１）モータを内蔵し防水性を有するポンプモータ部２１と、前記ポンプモータ部２１の下部に設置されたケーシング２２と、前記ケーシング２２内に設置され前記モータによって回転動作するインペラ２３と、前記ケーシング２２の取水口２５に設置され夾雑物を切断するカッタ２４と、前記モータによって回転動作する攪拌部２６と、を有し、
前記攪拌部２６は、前記取水口２５から伸びた回転軸２７と、前記回転軸２７の軸線方向に沿って水平に設置された回転羽根２６ａと、を有し、
さらに、前記ケーシング２２の下方には側壁２９を有するとともに底面が開口し、内側方向のみに開く扉部２９ａを対向する前記側壁２９に有する分級スカート部２８を備え、
前記回転羽根２６ａが回転することで、貯水池の底に溜まった底泥を前記分級スカート部２８内に舞い上げ、舞い上がった底泥のうち粒径の細かな軽い粒子を底泥スラリとして前記取水口２５から吸引するとともに、粒径の大きな重い粒子は前記分級スカート部２８内で沈降し前記底面から排出され、さらに、前記分級スカート部２８は前記回転羽根２６ａの回転による水流を遮って前記分級スカート部２８の外側の底泥の拡散を抑制することを特徴とする浚渫用分級ポンプ２０を提供することにより、上記課題を解決する。
（２）回転羽根２６ａが分級スカート部２８の底面近傍の位置にあることを特徴とする上記（１）記載の浚渫用分級ポンプ２０を提供することにより、上記課題を解決する。
（３）上記（１）または（２）に記載の浚渫用分級ポンプ２０と、
水面に浮いて前記浚渫用分級ポンプ２０を水中に吊下げる台船１０と、
前記浚渫用分級ポンプ２０が吸引した底泥スラリを搬送する送水ホース１２と、
前記送水ホース１２により搬送された底泥スラリから底泥を分離回収する分離処理装置９０と、を有することを特徴とする浚渫システム１００を提供することにより、上記課題を解決する。
（４）分離処理装置９０が、底泥スラリと凝集剤とを攪拌し底泥を凝集沈降させる凝集分離槽５０と、前記凝集分離槽５０で凝集沈降した底泥を濃縮する濃縮槽６０と、前記濃縮槽６０で濃縮した底泥をベルトプレスにより脱水する脱水部８０と、を備えることを特徴とする上記（３）記載の浚渫システム１００を提供することにより、上記課題を解決する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る浚渫用分級ポンプ及び浚渫システムは、貯水池中の底泥を攪拌、分級して、粘土シルト等の粒径の細かな軽い粒子を選択的に底泥スラリとして吸引する。これにより、粒径の細かな底泥を選択的に浚渫することができる。また、攪拌部の回転によって生じた水流を分級スカート部で遮蔽するため、分級スカート部の外側の堆積状態の底泥を不必要に攪拌することがない。これにより、濁水の発生を抑えることができる。そして、この堆積状態の底泥を浚渫することで、粒径の細かな底泥を効率よく浚渫することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る浚渫用分級ポンプの部分断面図である。
【図２】本発明に係る浚渫用分級ポンプの動作を説明する図である。
【図３】吸引した底泥の粒度分布を示すグラフである。
【図４】浚渫用分級ポンプの移動方向の例を示す図である。
【図５】本発明に係る浚渫システムを示す図である。
【図６】本発明に係る浚渫システムの分離処理装置の例を示す図である。
【図７】本発明に係る浚渫システムの脱水部の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明に係る浚渫用分級ポンプ２０及び、この浚渫用分級ポンプ２０を用いた浚渫システム１００の実施の形態について図面に基づいて説明する。先ず、図１に示す本発明に係る浚渫用分級ポンプ２０は、貯水池の水中に沈めて貯水池の底泥を吸引、浚渫するものであり、１％〜２０％程度のＳＳ濃度（浮遊物質濃度）のスラリを圧送する能力を有している。そして、浚渫用分級ポンプ２０は、モータを内蔵し防水性を有するポンプモータ部２１と、このポンプモータ部２１の下部に設置されたケーシング２２と、このケーシング２２内に設置されモータによって回転動作するインペラ２３と、ケーシング２２の取水口２５に設置され水中の夾雑物を切断するカッタ２４と、モータによって回転動作する攪拌部２６と、ケーシング２２の下部に設置された分級スカート部２８と、を有している。また、ケーシング２２はホース接続端２２ａを有しており、このホース接続端２２ａは例えば陸上に設置された分離処理装置９０に繋がった送水ホース１２の一端と接続する。
【００１２】
また、浚渫用分級ポンプ２０の攪拌部２６は、ケーシング２２の取水口２５から伸びてポンプモータ部２１に内蔵されたモータの回転動作によって回転する回転軸２７と、この回転軸２７に固定された回転羽根２６ａと、を有している。そして、本発明の回転羽根２６ａは平板状を呈し、その板面が回転軸２７の軸線方向に沿って水平に設置される。よって、攪拌部２６の回転によって生じる水流は、主に回転軸２７を中心とした水平方向への渦流となる。尚、回転羽根２６ａが大きな場合、回転羽根２６ａの回転によって生じる水流が強すぎて、攪拌された底泥が分級スカート部２８の外側に漏れ出す可能性が有る。従って、回転羽根２６ａの大きさ（回転軸の中心から回転羽根２６ａの最外端までの長さ）は概ね取水口２５の半径と同程度とすることが好ましい。尚、本例では矩形の回転羽根２６ａを用いた例を図示しているが、回転羽根２６ａの形状に特に限定はなく、三角形、半楕円、多角形等、如何なる形状のものを用いても良い。また、回転羽根２６ａには、渦流の流速を低減するための孔を設けても良い。
【００１３】
また、浚渫用分級ポンプ２０の分級スカート部２８は、四方の面を閉塞する側壁２９を有するとともに底面が開口している。また、分級スカート部２８の対向する側壁２９には内側方向にのみ開く扉部２９ａを一対設置する。尚、分級スカート部２８の形状は上面視が正方形の箱型とすることとが好ましいが、分級スカート部２８の形状はこれに限定されるものではなく、上面視正六角形や上面視小判型としても良い。ただし、側壁２９に扉部２９ａを設ける場合には、対向する一部の側壁２９は平面とすることが好ましい。また、分級スカート部２８の縦横寸法は取水口２５の径の４倍〜６倍とすることが好ましく、例えば取水口２５の直径が１０ｃｍ前後の場合、５０ｃｍ程度とすることが好ましい。また、分級スカート部２８の高さは、基本的に縦横寸法の約１／２以上とし、縦横寸法が５０ｃｍの場合には２５ｃｍ程度とすることが好ましい。尚、分級スカート部２８の高さは、浚渫する底泥の厚みに応じて異なるものを適宜交換して着用するようにしても良い。また、分級スカート部２８の底面に格子等を設置して、大型のゴミ等が分級スカート部２８内に入り込むことを防止するようにしても良い。
【００１４】
そして、浚渫用分級ポンプ２０の攪拌部２６は、この分級スカート部２８内に収まるように設置される。このとき、回転羽根２６ａを分級スカート部２８の底面近傍の位置となるようにし、特に回転羽根２６ａの下端を分級スカート部２８の底面位置と略同一とすることが好ましい。よって、攪拌部２６の回転軸２７はある程度の長さを有し、回転羽根２６ａと取水口２５との間には所定の間隙が設けられる。尚、高さの異なる分級スカート部２８を付け替えて用いる構成では、回転羽根２６ａが常に分級スカート部の底面近傍の位置となるよう、長さの異なる攪拌部２６を付け替えて使用することが好ましい。
【００１５】
次に、本発明に係る浚渫用分級ポンプ２０の動作を説明する。先ず、浚渫用分級ポンプ２０を貯水池の浚渫場所に沈めて稼働させる。これにより、ポンプモータ部２１に内蔵されたモータが回転動作する。このときのモータの回転速度は、分級スカート部２８内の吸引流速（上昇流速）が概ね１ｃｍ／ｓｅｃ〜４ｃｍ／ｓｅｃとなる範囲とすることが好ましい。そして、このモータの回転によりケーシング２２内のインペラ２３が回転動作し、貯水池の水が取水口２５から吸引される。また、モータが回転することにより攪拌部２６の回転羽根２６ａが回転動作し、分級スカート部２８内に水平方向の渦流を発生する。次に、浚渫用分級ポンプ２０を貯水池中の適切な位置に保持する。この適切な位置とは、図２（ａ）に示すように、分級スカート部２８が底泥の表層近傍に没する位置であり、浚渫用分級ポンプ２０の吸引する底泥スラリの濃度が５％〜２０％となる位置である。
【００１６】
分級スカート部２８が底泥の表層近傍に没する位置に保持されると、攪拌部２６の回転により生じた水平方向の渦流は表層近傍の底泥を攪拌する。攪拌された底泥は、分級スカート部２８の内壁（側壁２９）によって遮られ分級スカート部２８内に舞い上がる。
【００１７】
ここで、［表１］に一般的な砂の粒径と平均沈降速度の関係を示す。
【表１】
0006006762.tif 000002
［表１］から、粒径０．４２５ｍｍ〜０．２５０ｍｍの一般的な砂の平均沈降速度は４．２ｃｍ／ｓｅｃであることが判る。よって、この値よりも浚渫用分級ポンプ２０の吸引流速（上昇流速）が小さい場合、粒径が０．２５０ｍｍ以上の砂は浚渫用分級ポンプ２０の吸引力に抗って沈降する。ここで、浚渫用分級ポンプ２０の吸引流量を１０ｍ３／ｈｒとし、分級スカート部２８を縦横５０ｃｍ、高さ２５ｃｍの直方体とした場合、分級スカート部２８内における浚渫用分級ポンプ２０の吸引流速は１．１ｃｍ／ｓｅｃとなる。よって、この場合、分級スカート部２８内に舞い上がった底泥のうち、沈降速度が１．１ｃｍ／ｓｅｃよりも速い粒径の大きく重い粒子は、図２（ａ）中の白抜き矢印に示すように分級スカート部２８内を浚渫用分級ポンプ２０の吸引力に抗って沈降し、底面の開口から排出される。また、分級スカート部２８内に舞い上がった底泥のうち、沈降速度が１．１ｃｍ／ｓｅｃよりも遅い粒径の細かな泥、ヘドロ、粘土、シルト等の軽い粒子は、図２（ａ）中の黒矢印に示すように、浚渫用分級ポンプ２０の吸引力によって分級スカート部２８の側壁２９に沿って上方へ誘導され、貯水池の水とともに底泥スラリとして取水口２５から吸引される。このように、本発明の浚渫用分級ポンプ２０の分級スカート部２８は、攪拌部２６が舞い上げた底泥をその沈降速度によって分級し、沈降速度の遅い細かな軽い粒子を選択的に吸引する機能を有する。尚、以後は、泥、ヘドロ、粘土、シルト等の粒径の細かな軽い粒子を粘土シルトと表記する。
【００１８】
ここで図３に、本発明の浚渫用分級ポンプ２０で吸引した底泥の粒度分布と、分級スカート部を備えていない水中ポンプで吸引した底泥の粒度分布のグラフを示す。尚、図３中の丸印が本発明の浚渫用分級ポンプ２０で吸引した底泥の粒度分布であり、図３中の三角印が分級スカート部を備えていない水中ポンプで吸引した底泥の粒度分布である。図３より、分級スカート部を備えていない水中ポンプで吸引した底泥は粒径０．１０６ｍｍ以下の粒子が約４０％、粒径０．０７５ｍｍ以下の粒子が約２５％しか存在しないのに対し、本発明の浚渫用分級ポンプ２０で吸引した底泥は粒径０．１０６ｍｍ以下の粒子が約７０％、粒径０．０７５ｍｍ以下の粒子が約５５％を占めている。このことから、分級スカート部２８を備えた本発明の浚渫用分級ポンプ２０は、粒径の細かな粘土シルトを高濃度で選択的に吸引することが判る。
【００１９】
また、浚渫用分級ポンプ２０の分級スカート部２８は攪拌部２６の側方を囲うように閉塞し、また取水口２５が分級スカート部２８内の水を吸引することから、攪拌部２６の回転によって生じた水平方向の渦流は分級スカート部２８の外側にはほとんど漏れ出さず、分級スカート部２８の外側の底泥を不必要に攪拌することがない。ここで、水中ポンプが吸引領域以外の底泥を攪拌した場合、浚渫対象である粘土シルトが貯水池中に分散して長時間沈降せず、粘土シルトの効率的な浚渫が極めて困難となる。この点、本発明に係る浚渫用分級ポンプ２０は、前述のように分級スカート部２８が攪拌部２６の回転によって生じる水流を遮蔽し、外部の底泥を不必要に攪拌することがない。よって、粘土シルトは貯水池中に分散せず堆積状態を維持する。そして、この堆積状態の底泥を浚渫することにより、本発明に係る浚渫用分級ポンプ２０は底泥中の粘土シルトを効率的に浚渫することができる。
【００２０】
また、例えば水道水などの水源となる貯水ダム等の浚渫を行う場合、粘土シルトの分散は濁水の原因となる。この濁水は浄水設備に負荷を与えるものであり、利水上好ましいものではない。この点、本発明に係る浚渫用分級ポンプ２０は、前述のように粘土シルトが水中に分散せず濁水も発生しない。よって、貯水ダム等の浚渫を行う場合には、本発明の浚渫用分級ポンプ２０によって予め粘土シルトの浚渫を行っておくことで、濁水を発生することなく貯水ダムの浚渫を行うことができる。また、特に多量の砂が堆積する貯水池においては、砂の吸引による送水ホース１２の目詰まりを防止して、細かな軽い粘土シルトのみを選択的に浚渫することができる。
【００２１】
上記のようにして浚渫位置の粘土シルトの浚渫が完了したら、浚渫用分級ポンプ２０を横方向に移動させる。このときの浚渫用分級ポンプ２０の移動方向は、扉部２９ａの存在する方向とする。そして、この扉部２９ａ側への浚渫用分級ポンプ２０の移動により、図２（ｂ）に示すように、移動方向の扉部２９ａ’が底泥によって内側に押し開けられ、新たな場所の底泥が扉部２９ａ’の間隙を通過して分級スカート部２８内に位置する。そして、これら新たな場所の底泥は、図２（ａ）と同様に攪拌、分級され粘土シルトが選択的に底泥スラリとして取水口２５から吸引される。尚、扉部２９ａは内側にのみ開くため、移動方向と逆側の扉部２９ａ’’は閉塞状態が維持される。
【００２２】
そして、貯水池の浚渫は、基本的に図４に示すように貯水池を往復しながら行う。よって、復路においては、図２（ｃ）に示すように、逆側の扉部２９ａ’’が新たな場所の底泥によって内側に押し開けられ、新たな場所の底泥が扉部２９ａ’’の間隙を通過して分級スカート部２８内に位置する。そして、同様に攪拌、分級され粘土シルトが選択的に底泥スラリとして取水口２５から吸引される。このとき、移動方向と逆側の扉部２９ａ’は閉塞状態が維持される。これにより、表層からほぼ一定の厚みで底泥の浚渫が行われる。尚、底泥が厚い場合には、高さの高い分級スカート部２８に付け替えて浚渫を行っても良いし、表層近傍の底泥を一旦浚渫した後、浚渫用分級ポンプ２０を降下させ、底泥を掘り下げるように浚渫しても良い。
【００２３】
次に、本発明に係る浚渫用分級ポンプ２０を用いた浚渫システム１００及び分離処理装置９０の一例を図５〜図７を用いて説明する。尚、図５〜図７に示す浚渫システム１００及び分離処理装置９０は一例であるから、特にこの構成に限定されるものではない。
【００２４】
先ず、図５に示す本発明に係る浚渫システム１００は、浚渫用分級ポンプ２０と、貯水池の水面に浮いて浚渫用分級ポンプ２０を水中に吊下げる台船１０と、浚渫用分級ポンプ２０が吸引した底泥スラリを搬送する送水ホース１２と、この送水ホース１２により搬送された底泥スラリから底泥（粘土シルト）を分離回収する分離処理装置９０と、を有している。
【００２５】
浚渫システム１００に用いる送水ホース１２は浚渫用分級ポンプ２０と接続可能であれば如何なるものを用いても良いが、内径６５ｍｍ程度のものを用いることが好ましい。また、送水ホース１２にはフロート１８が所定の間隔で設置され貯水池の水面に支持される。また、浚渫用分級ポンプ２０の電源ケーブル１５ａは送水ホース１２とともにフロート１８に支持されて陸上まで延伸し、分離処理装置９０側の図示しないポンプ制御盤を介して発電機等の電源に接続される。
【００２６】
浚渫用分級ポンプ２０を吊下げる台船１０は浚渫用分級ポンプ２０及び作業者を搭載しても貯水池の水面に浮く十分なフロートを備え、台船１０の略中央部分には浚渫用分級ポンプ２０を貯水池内に昇降する昇降口１１を有している。また、昇降口１１の上部には浚渫用分級ポンプ２０を吊下げる櫓１４が設置され、この櫓１４の上部には浚渫用分級ポンプ２０を昇降する昇降機１６が設置されている。尚、昇降機１６の図示しない電源ケーブルは、送水ホース１２に沿って陸上まで延伸され図示しない電源に接続される。
【００２７】
次に、浚渫システム１００の分離処理装置９０の一例を図６を用いて詳しく説明する。図６に示す分離処理装置９０は、浚渫用分級ポンプ２０が吸引した砂や小石等の重量物を遠心分離により除去する遠心分離部３０と、この遠心分離部３０を通過した底泥スラリから植物片やゴミ等の夾雑物を除去する夾雑物選別部４０と、この夾雑物選別部４０を通過した底泥スラリと凝集剤とを攪拌し底泥を凝集沈降させる凝集分離槽５０と、この凝集分離槽５０で凝集沈降した底泥（凝集底泥）を濃縮する濃縮槽６０と、この濃縮槽６０で濃縮された底泥（濃縮底泥）を脱水する脱水部８０と、を有している。
【００２８】
分離処理装置９０の遠心分離部３０は、周知のサイクロン型の遠心分離装置であり、外筒３２ａと内筒３２ｂとを有している。そして、送水ホース１２は分離処理装置９０の外筒３２ａの上部に横方向に向けて接続される。また、外筒３２ａの下部はホッパ部３４となっており、ホッパ部３４には開閉コック３６ａにより開閉する排出口３６が設置されている。そして、内筒３２ｂには夾雑物選別部４０と繋がる配管５ａが接続されている。尚、分離処理装置９０の各部を繋ぐ配管５ａ〜５ｃ及び水配管７ａ、７ｂとしては、ホースや金属配管等の周知の配管設備を用いることができる。
【００２９】
また、分離処理装置９０の夾雑物選別部４０は、底泥スラリ中の夾雑物を取り除く夾雑物選別装置４２を有している。この夾雑物選別装置４２としては、所定の大きさ以上の夾雑物を取り除くことが可能であれば如何なる装置を用いても良いが、２ｍｍ程度のスリットを有する周知のベルトスクリーンを用いることが特に好ましい。また、夾雑物選別部４０には流量測定升４４を設け、浚渫用分級ポンプ２０が吸引する底泥スラリの流量を確認可能とすることが好ましい。
【００３０】
また、分離処理装置９０の凝集分離槽５０は、夾雑物選別部４０を通過した底泥スラリが流入する内槽５０ｂを有しており、この内槽５０ｂには底泥スラリと凝集剤とを混合攪拌する攪拌装置５２が設置されている。また、凝集分離槽５０の下部は略円錐形のホッパ部５０ａとなっており、このホッパ部５０ａの先側には濃縮槽６０と繋がる配管５ｂが接続されている。また、凝集分離槽５０の上部には凝集分離槽５０の上澄み水を貯水池に放流する水配管７ａが接続されている。
【００３１】
また、分離処理装置９０の濃縮槽６０は、凝集分離槽５０で凝集沈降した凝集底泥を静置してさらに濃縮する機能を有し、上部に凝集分離槽５０と繋がった配管５ｂが接続されている。また、濃縮槽６０の下部は略円錐形のホッパ部６０ａとなっており、このホッパ部６０ａの先側には濃縮槽６０で濃縮された濃縮底泥を脱水部８０に送る配管５ｃが接続されている。また、濃縮槽６０の上部には濃縮槽６０の上澄み水を貯水池に放流する水配管７ｂが接続されている。
【００３２】
尚、分離処理装置９０は凝集分離槽５０、濃縮槽６０の上澄み水を一旦貯水して適宜貯水池に放流する水循環槽を有しても良い。この構成によれば、水循環槽に貯水した上澄み水を設備の洗浄等に利用することができる。これにより、水道栓が分離処理装置９０の近傍に存在しない場合でも、設備の洗浄等の作業を円滑に行うことができる。また、洗浄に関する水道費用を削減することができる。
【００３３】
次に、本発明に係る浚渫システム１００の動作を説明する。先ず、分離処理装置９０を浚渫を行う貯水池近傍の陸地に設置する。また、台船１０を浚渫を行う貯水池に浮かべる。この台船１０には送水ホース１２で繋がった浚渫用分級ポンプ２０が設置されている。
【００３４】
次に、台船１０に作業者が搭乗し、台船１０を浚渫場所に移動させる。そして、竿等の測量器具を用いて浚渫場所の大まかな水深と底泥の厚みを把握する。次に、作業者は昇降機１６を操作して浚渫用分級ポンプ２０を貯水池中に投入する。次に、作業者は分離処理装置９０側の作業者に対し、浚渫用分級ポンプ２０の稼働を要求する。分離処理装置９０側の作業者はこの要求を受けて、ポンプ制御盤を操作し浚渫用分級ポンプ２０を稼働する。
【００３５】
次に、台船１０側の作業者は昇降機１６を操作して浚渫用分級ポンプ２０を前述の貯水池中の適切な位置に保持する。尚、浚渫用分級ポンプ２０の位置は、分離処理装置９０側の作業者が底泥スラリの濃度を目視等で確認し、適宜台船１０側の作業者に連絡して調整する。これにより、浚渫用分級ポンプ２０は、貯水池中の底泥を攪拌、分級して、底泥中の粘土シルトを選択的に底泥スラリとして吸引する。
【００３６】
浚渫用分級ポンプ２０により吸引された底泥スラリは、送水ホース１２を介して分離処理装置９０に圧送される。このとき、底泥中に混在する落ち葉、枯枝、水生植物の葉茎根、ビニール等のゴミ類は、ケーシング２２の取水口２５に設置されたカッタ２４と回転するインペラ２３との間で適度な大きさに破砕される。これにより、これらゴミ類の浚渫用分級ポンプ２０への絡まりや、ケーシング２２内や送水ホース１２内における目詰りを防止することができる。
【００３７】
浚渫用分級ポンプ２０によって吸引、圧送された底泥スラリは送水ホース１２を通って遠心分離部３０の外筒３２ａに横方向を向けて吐出される。そして、吐出された底泥スラリは外筒３２ａ内を渦を巻いて流下する。このとき、浚渫用分級ポンプ２０が誤って吸引した砂や小石等の比較的重い重量物は遠心分離部３０の外筒３２ａに沿って下方へ落下し、遠心分離部３０のホッパ部３４に堆積する。また、その他の底泥スラリは内筒３２ｂの下端から内筒３２ｂ内を通って夾雑物選別部４０側へ搬送される。尚、ホッパ部３４に堆積した重量物は開閉コック３６ａを適宜開閉することで排出口３６から排出され、廃棄や選別等のしかるべき処理が行われる。
【００３８】
また、遠心分離部３０を通過した底泥スラリは配管５ａを介して夾雑物選別部４０の流量測定升４４に吐出され、分離処理装置９０側の作業者はこの流量測定升４４によって底泥スラリの流量を把握する。そして、ポンプ制御盤を操作して底泥スラリが適正な流量となるように浚渫用分級ポンプ２０の回転数を調整する。また、底泥スラリの濃度を目視等で確認し、濃度が適正でない場合、台船１０側の作業者に指示して浚渫用分級ポンプ２０の位置調整を行わせる。
【００３９】
流量測定升４４を通った底泥スラリは、夾雑物選別部４０の夾雑物選別装置４２に吐出される。そして、この夾雑物選別装置４２において、底泥スラリ中に混入した夾雑物、即ち、カッタ２４で破砕されたゴミ類等が選別除去される。尚、本例では夾雑物選別装置４２としてベルトスクリーンを用いた例を図示しており、選別された夾雑物はベルトスクリーンの移動によって自動的に排出される。排出された夾雑物は例えばスライダ４６上を滑り落ちて、夾雑物集積用袋等に落下し、廃棄等のしかるべき処理に付される。尚、夾雑物選別部４０は凝集分離槽５０の上方に設置し、この夾雑物選別部４０において凝集剤を添加することが好ましい。尚、凝集剤は底泥スラリの流量、濃度に応じて作業者が目視にて判断して適宜添加する。また、凝集剤の添加は自動機によって行っても良い。凝集剤の添加量は底泥（乾燥重量）に対して概ね１ｗｔ％前後である。
【００４０】
また、ここで投入する凝集剤としてはカルシウムを主成分とした中性の無機凝集剤を用いることが好ましい。このカルシウムを主成分とした無機中性凝集剤は、有機高分子等の自然界に存在しない化学物質を含有していない。また、ｐＨを変化させたり、動植物に悪影響を与える成分を含有していない。よって、底泥中に放射性物質等の有害成分が含まれていない場合には、この無機中性凝集剤を用いることによって分離回収した脱水底泥をそのまま植物栽培用の培養土として使用することができる。また、分離した上澄み水をそのまま貯水池に放流することができる。さらに、カルシウムを主成分とした無機中性凝集剤はそれ自体が植物の栄養素となる他、底泥スラリ中のリン成分を底泥側に固定する。よって、本発明によって得られる脱水底泥には植物栽培に有用なリン成分が含まれるとともに、上澄み水のリン成分は減少し、このリン成分の少ない上澄み水を貯水池に還流することで貯水池の富栄養化を抑制することができる。
【００４１】
夾雑物選別部４０を通過した底泥スラリは凝集分離槽５０の内槽５０ｂに吐出される。そして、吐出された底泥スラリと凝集剤とは内槽５０ｂに設置された攪拌装置５２によって更に混合攪拌される。この凝集剤の効果により底泥スラリ中の底泥（主に粘土シルト）は凝集し下方のホッパ部５０ａに沈殿する。そして、沈殿した凝集底泥は凝集分離槽５０への新たな底泥スラリの流入によりホッパ部５０ａに接続された配管５ｂに押し出され、この配管５ｂを通って濃縮槽６０の上部に吐出する。また、凝集分離槽５０の上澄み水は水配管７ａを通して貯水池に放流される。
【００４２】
濃縮槽６０に吐出された凝集底泥は、この濃縮槽６０で静置され濃縮槽６０の下方のホッパ部６０ａに沈降してさらに濃縮される。そして、この濃縮底泥は、濃縮槽６０への新たな凝集底泥の流入によりホッパ部６０ａに接続された配管５ｃに押し出され、この配管５ｃを通って脱水部８０に搬送される。また、濃縮槽６０の上澄み水は水配管７ｂを通して貯水池に放流される。尚、浚渫システム１００は、基本的に貯水池から脱水部８０までの底泥スラリ等の搬送を浚渫用分級ポンプ２０の圧送と自然流下により行う。このため、凝集底泥、濃縮底泥が再分散されることがなく、濃縮底泥を高濃度のまま脱水部８０に搬送することができる。
【００４３】
次に、本発明に係る浚渫システム１００に好適な脱水部８０の構成を図７を用いて説明する。尚、ここでは脱水部８０としてベルトプレスを用いた例を説明するが、本願はこれに限定されるものではない。本発明に好適な脱水部８０は、布製でベルト状の濾布８２と、スラリ（濃縮底泥）を濾布８２上に堆積させるスラリーダム部８１と、濾布８２上のスラリの過剰な水分を吸引する吸引部８３と、濾布８２上のスラリを脱水する脱水部８６と、を有している。そして、濾布８２を送る搬送ローラ８４が回転することで、濾布８２はスラリーダム部８１と吸引部８３と脱水部８６とを連続的に移動する。
【００４４】
そして、配管５ｃから吐出された濃縮底泥はスラリーダム部８１に溜まり、この状態で濾布８２が一定速度で移動することで濾布８２上にほぼ一定の厚みで堆積する。濾布８２上に堆積した濃縮底泥は吸引部８３に搬送され、この吸引部８３によって濾布８２の裏面側から過剰な水分が吸引除去される。吸引された水分は排水部８９を介して貯水池に放流される。次に、濾布８２は脱水部８６に搬送される。脱水部８６は大ローラ８６ａと複数の小ローラ８６ｂとで構成される脱水ローラを有し、大ローラ８６ａが濃縮底泥側に位置し、小ローラ８６ｂが濾布８２の裏面側に位置する。そして、濃縮底泥は濾布８２ごと脱水ローラ８６ａ、８６ｂ間を通され、この脱水ローラ８６ａ、８６ｂの圧接によって脱水される。脱水された水分は排水部８９を介して貯水池に放流される。そして、この脱水部８０の脱水により、濃縮底泥は含水率が５０％〜５５％程度の脱水底泥となる。この脱水底泥はスクレイパ８７によって剥ぎ取られ、脱水底泥回収袋１等に送られて回収される。回収された脱水底泥は、底泥自体が有害成分を含有していない場合、植物栽培用の培養土等として再利用することが可能である。また、有害成分を含有する場合、有害成分に応じたしかるべき処理に付される。
【００４５】
以上のように、本発明に係る浚渫用分級ポンプ２０及び浚渫システム１００は、回転軸２７の軸線方向に沿って水平に設置された回転羽根２６ａと、この回転羽根２６ａの側方を囲った分級スカート部２８と、を有している。このため、回転羽根２６ａの回転によって生じる水平方向への渦流は、分級スカート部２８によって遮蔽され外側にほとんど漏れ出すことがない。よって、分級スカート部２８内に舞い上がった底泥のうち、沈降速度が浚渫用分級ポンプ２０の吸引流速よりも速い粒径の大きく重い粒子は浚渫用分級ポンプ２０の吸引力に抗って沈降し、底面の開口から排出される。また、沈降速度が浚渫用分級ポンプ２０の吸引流速よりも遅い粒径の細かな軽い粘土シルトは、浚渫用分級ポンプ２０の吸引力によって分級スカート部２８の側壁２９に沿って上方へ誘導され、貯水池の水とともに底泥スラリとして取水口２５から吸引される。これにより、本発明に係る浚渫用分級ポンプ２０及び浚渫システム１００は、底泥中の粘土シルトを選択的且つ効率的に浚渫することができる。
【００４６】
また、本発明に係る浚渫用分級ポンプ２０及び浚渫システム１００は、分級スカート部２８内の水流を外側にほとんど漏出しないため、分級スカート部２８の外側の底泥を不必要に攪拌することがない。そして、この堆積状態の底泥を浚渫することにより、本発明に係る浚渫用分級ポンプ２０及び浚渫システム１００は底泥中の粘土シルトを効率的に浚渫することができる。
【００４７】
尚、本例で示した浚渫用分級ポンプ２０及び浚渫システム１００の各部の形状、構成、動作機構、配管経路等は一例であり、本発明は本発明の要旨を逸脱しない範囲で変更して実施することが可能である。
【符号の説明】
【００４８】
１０    台船
１２    送水ホース
２０    浚渫用分級ポンプ
２１    ポンプモータ部
２２    ケーシング
２３    インペラ
２４    カッタ
２５    取水口
２６    攪拌部
２６ａ  回転羽根
２７    回転軸
２８    分級スカート部
２９    側壁
２９ａ  扉部
５０    凝集分離槽
６０    濃縮槽
８０    脱水部
９０    分離処理装置
１００  浚渫システム
【図１】
0006006762.tif 000003
【図２】
0006006762.tif 000004
【図３】
0006006762.tif 000005
【図４】
0006006762.tif 000006
【図５】
0006006762.tif 000007
【図６】
0006006762.tif 000008
【図７】
0006006762.tif 000009