(57)【要約】【課題】浮遊ヘドロを浚渫などの方法で地上に送って処理するのではなく、現位置で周辺水質に悪影響を及ぼすことなく凝集処理し、再浮泥化をなくすことができる浮遊ヘドロの現位置凝集装置を提供する。【解決手段】水中の浮遊ヘドロＳを現位置で凝集する浮遊ヘドロ現位置凝集装置１であって、水中の現位置で凝集する浮遊ヘドロＳの１回処理分を開底筒状内に隔離する凝集部分隔離手段２，５，６と、開底筒状内で浮遊ヘドロＳに凝集剤を添加して撹拌する凝集剤混合手段３，９，１０，１１，１２，１３と、開底筒状内で浮遊ヘドロＳを圧縮する圧縮手段４，７，８と、を備えたことを特徴とする。【選択図】  図１
2006247504.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水中の浮遊ヘドロを現位置で凝集する浮遊ヘドロ現位置凝集装置であって、
前記水中の現位置で凝集する浮遊ヘドロの１回処理分を開底筒状内に隔離する凝集部分隔離手段と、
前記開底筒状内で前記浮遊ヘドロに凝集剤を添加して撹拌する凝集剤混合手段と、
前記開底筒状内で前記浮遊ヘドロを圧縮する圧縮手段と、
を備えたことを特徴とする浮遊ヘドロ現位置凝集装置。
【請求項２】
前記凝集部分隔離手段は、
凝集する浮遊ヘドロの１回処理分を隔離する開底筒部と、
前記開底筒部をその先端に固定する中空管状の開底筒部固定管と、
前記開底筒部固定管を介して前記開底筒部を前記水中の現位置まで繰り出す開底筒部繰出手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の浮遊ヘドロ現位置凝集装置。
【請求項３】
前記開底筒部は、水中移動時に前記開底筒内の水を出し入れする水出入れ穴を有する請求項２に記載の浮遊ヘドロ現位置凝集装置。
【請求項４】
前記圧縮手段は、
前記開底筒状内で前記浮遊ヘドロを下方に圧縮する円盤状の圧縮板と、
前記圧縮板をその先端に固定する中空管状の圧縮板固定管と、
前記圧縮板固定管を介して前記圧縮板を、圧縮作業時に下方に移動させる下方移動手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の浮遊ヘドロ現位置凝集装置。
【請求項５】
前記圧縮板固定管は、前記開底筒部固定管内に挿入されて管内を上下移動自在に設置されている請求項４に記載の浮遊ヘドロ現位置凝集装置。
【請求項６】
前記圧縮板は、水中移動時に水を出し入れする水出入れ穴をその板面に有する請求項４又は５に記載の浮遊ヘドロ現位置凝集装置。
【請求項７】
前記凝集剤混合手段は、
前記凝集剤を噴射する噴射孔を有し前記開底筒状内で前記浮遊ヘドロを撹拌する撹拌翼と、
前記撹拌翼をその先端に固定する回転軸と、
前記回転軸を介して前記撹拌翼を回転させる回転手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の浮遊ヘドロ現位置凝集装置。
【請求項８】
前記回転軸は、前記圧縮板固定管内に挿入されて管内を回転自在に設置されている請求項７に記載の浮遊ヘドロ現位置凝集装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、湖沼、河川、海底などに蓄積したヘドロの上方に存在する浮遊ヘドロを現位置で凝集する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
湖沼、河川、海底などの閉鎖性水域には、有機物による富栄養化、貧酸素化が進み、膨大な量のヘドロが蓄積する。これらのヘドロの上方に存在する浮遊ヘドロ（浮泥）は、浚渫時あるいは他の工事などにおいて、汚濁の原因になる。また、浚渫後に脱水・固化などを行う場合には、効率低下の原因になる。更に、海底での汚濁物質の溶出・拡散を防止するために行う、覆砂の歩留まりが悪くなるなどの原因となる。
【０００３】
そこで、浮泥を含むヘドロを浚渫によって除去するなどの対策を講ずる技術が提案されている。例えば、従来の技術として、浮遊ヘドロ（浮泥）を、下方に堆積するヘドロと一緒に浚渫し、脱水装置などのプラントで凝集沈澱・固形化させる方法等が提案されている（特許文献１、２参照）。
【０００４】
すなわち、従来の技術では、（ａ）浮泥を、浚渫土砂（ヘドロ）と一緒に浚渫し、脱水装置などのプラントにおいて凝集沈殿させ、あるいはヘドロと一緒に脱水・固形化させて、廃棄処分あるいは再利用する。また、（ｂ）浮泥を、ヘドロと一緒にセメントなどの固化剤で固めて廃棄処分、あるいは再利用する。更に、（ｃ）工事中の水質汚濁に対して、汚濁防止膜などを張り巡らし、浮泥による汚濁が汚濁防止膜外に出ないようにしている。
【特許文献１】特開２００４−０４９９３３号公報
【特許文献２】特開２００４−０７３９４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、浮遊ヘドロ（浮泥）が存在する湖沼、河川、海底などにおいて、汚濁防止膜などを張り巡らして浚渫工事を行っても、浮泥がまき上がり、ヘドロのみに比べて浮遊物による汚濁の広がりが広範囲におよび、工事を行うこと自体が水質の悪化、汚濁の原因となってしまう。
【０００６】
また、浮泥の場合、浚渫後の脱水処理に時間が長くかかり効率面、コスト面で不利となる。更に、浮泥が存在する海底などに覆砂工事を行う場合、水質の汚濁が広範囲におよぶと共に、覆砂と浮泥が混じり合うため、覆砂の必要厚さの確保が困難になり、必要設計厚さの確保のための投入量も多くかかってしまう。
【０００７】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、その目的は浮遊ヘドロを浚渫などの方法で地上に送って処理するのではなく、現位置で周辺水質に悪影響を及ぼすことなく凝集処理し、再浮泥化をなくすことができる浮遊ヘドロの現位置凝集装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、前述の課題を解決するために、以下の手段を採用した。
すなわち、本発明の浮遊ヘドロの現位置凝集装置は、
水中の浮遊ヘドロを現位置で凝集する浮遊ヘドロ現位置凝集装置であって、
前記水中の現位置で凝集する浮遊ヘドロの１回処理分を開底筒状内に隔離する凝集部分隔離手段と、
前記開底筒状内で前記浮遊ヘドロに凝集剤を添加して撹拌する凝集剤混合手段と、
前記開底筒状内で前記浮遊ヘドロを圧縮する圧縮手段と、
を備えたことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の浮遊ヘドロの現位置凝集装置において、前記凝集部分隔離手段は、
凝集する浮遊ヘドロの１回処理分を隔離する開底筒部と、
前記開底筒部をその先端に固定する中空管状の開底筒部固定管と、
前記開底筒部固定管を介して前記開底筒部を前記水中の現位置まで繰り出す開底筒部繰出手段と、を備えたことを特徴とする。
なお、前記開底筒部は、水中移動時に前記開底筒内の水を出し入れする水出入れ穴を有する。
【００１０】
また、本発明の浮遊ヘドロの現位置凝集装置において、前記圧縮手段は、
前記開底筒状内で前記浮遊ヘドロを下方に圧縮する円盤状の圧縮板と、
前記圧縮板をその先端に固定する中空管状の圧縮板固定管と、
前記圧縮板固定管を介して前記圧縮板を、圧縮作業時に下方に移動させる下方移動手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
なお、前記圧縮板固定管は、前記開底筒部固定管内に挿入されて管内を上下移動自在に設置されている。また、前記圧縮板は、水中移動時に水を出し入れする水出入れ穴をその板面に有する。
【００１２】
また、本発明の浮遊ヘドロの現位置凝集装置において、前記凝集剤混合手段は、
前記凝集剤を噴射する噴射孔を有し前記開底筒状内で前記浮遊ヘドロを撹拌する撹拌翼と、
前記撹拌翼をその先端に固定する回転軸と、
前記回転軸を介して前記撹拌翼を回転させる回転手段と、
を備えたことを特徴とする。
なお、前記回転軸は、前記圧縮板固定管内に挿入されて管内を回転自在に設置されている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、浮遊ヘドロを浚渫した上で、シックナーなどで撹拌凝集する一般的なシステムに対し、現位置において凝集部分隔離手段により密閉状況を作り出し、周辺海水を汚濁することなく、凝集剤混合手段により凝集剤を添加し、撹拌し、凝集して圧縮手段により圧縮するように構成したので、浮遊ヘドロを安定した状態に改良する凝集処理を現位置で実現できる。
【００１４】
また、本発明によれば、浮遊ヘドロが存在する海、河川、湖沼などの工事において、現位置で凝集部分隔離手段により密閉状況を作り出し、凝集処理を行うことができ、浮泥のまき上がりなどの原因で水質が汚濁することを防ぐことができる。また、浚渫工事が予定されている場合にも、先行して浮遊ヘドロを処理することにより、水質の悪化を防止できる。更に、浚渫後の凝集沈殿処理をなくすことができ、浚渫効率の向上が図れる。更にまた、覆砂工事において事前に本凝集処理を行うことにより、覆砂時の水質汚濁を防止できると共に、砂が浮遊ヘドロに埋没する量が少なくなるため、経済的な工事が可能になる。更にまた、浮泥の凝集・圧縮により、堆積面の位置を下げられ、見かけのヘドロ堆積を低減できる。このことにより、場合によっては、浚渫の必要がなくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明す
る。なお、本発明の浮遊ヘドロ現位置凝集装置は、浮遊ヘドロが存在する海、河川、湖沼などの工事において、水中の浮遊ヘドロを現位置で凝集する装置であり、この実施の形態では、図１あるいは図４に示すように、岸壁（ケーソン）から浮遊ヘドロを凝集する場合を説明する。
【００１６】
［浮遊ヘドロ現位置凝集装置の構造］
本発明の浮遊ヘドロ現位置凝集装置１は、図１に示すように、水中の現位置で凝集する浮遊ヘドロＳの１回処理分を開底筒部６内に隔離する凝集部分隔離手段と、開底筒部６内で浮遊ヘドロＳに凝集剤を添加して撹拌する凝集剤混合手段と、開底筒部６内で浮遊ヘドロＳを圧縮する圧縮手段と、を備えている。
【００１７】
［凝集部分隔離手段］
凝集部分隔離手段は、凝集する浮遊ヘドロＳの１回処理分を隔離する開底筒部６と、開底筒部６をその先端に固定する中空管状の開底筒部固定管５と、開底筒部固定管５を介して開底筒部６を水中の現位置まで繰り出す繰出し装置（開底筒部繰出手段）２と、を備えている。
【００１８】
開底筒部６は、上部有蓋面に水出入れ穴６ａ，６ａを２箇所設けている（図２参照）。この水出入れ穴６ａ，６ａは、水中を上下ならびに水平方向に移動する際、また浮遊ヘドロの撹拌・圧縮を行う際に筒部の内圧上昇を防ぐために開底筒部６内の水を出し入れする穴である。また、開底筒部６は、図１に示すように、周胴部の下端から円周に沿ってテーパ状に開いたスカート部６ｂを設けている。このスカート部６ｂは、繰出し装置２により開底筒部６を浮遊ヘドロＳ内に繰り出す際に、テーパ部分で浮遊ヘドロＳを開底筒部６の外部ではなく内部に引き入れることで、浮遊ヘドロＳが外部へ巻き上がらないようにする。なお、このスカート部６ｂは、変形追従性のあるゴム素材のものが好ましい。
【００１９】
開底筒部固定管５は、その中空管内に後述する圧縮板固定管７を収納し、更に圧縮板固定管７は、その中空管内に後述する回転軸９を収納した三重管構造になっている。なお、圧縮板固定管７は、開底筒部固定管５に対し、上下方向移動自在に構成されている。また、回転軸９は、開底筒部固定管５及び圧縮板固定管７に対し、回転自在に構成されている。
【００２０】
繰出し装置２は、開底筒部固定管５を上下に移動自在に支持することで、開底筒部６を水中の現位置まで繰り出す。
【００２１】
［圧縮手段］
圧縮手段は、開底筒部６内で浮遊ヘドロＳを下方に圧縮する円盤状の圧縮板８と、圧縮板８をその先端に固定する中空管状の圧縮板固定管７と、圧縮板固定管７を介して圧縮板８を、圧縮作業時に下方に移動させる移動装置（下方移動手段）４と、を備えている。
【００２２】
圧縮板８は、図２に示すように、水中移動時に水を出し入れする水出入れ穴８ａを板面に複数設けている（図２では１８箇所）。なお、水出入れ穴８ａの穴径は、開底筒部６の水出入れ穴６ａ，６ａより小さく形成されている。また、圧縮板８は、開底筒部６の周胴部との間に円周に沿ってパッキン８ｂを設けている。このパッキン８ｂは、開底筒部６と圧縮板８との隙間から浮遊ヘドロＳの漏れを防止する機能を有する。
【００２３】
［凝集剤混合手段］
凝集剤混合手段は、凝集剤を噴射する噴射孔１０ａを有し開底筒部６内で浮遊ヘドロＳを撹拌する撹拌翼１０と、この撹拌翼１０をその先端に固定する回転軸９と、この回転軸９を介して撹拌翼１０を回転させる回転装置（回転手段）３と、凝集剤投入手段とを備え
ている。
【００２４】
撹拌翼１０は、図３に示すように、棒状に形成され、棒の中心位置において回転軸９の軸方向と直交するように固定されている。また、撹拌翼１０には、凝集剤を通過させ噴射孔１０ａに連通する通路が穿設されている。なお、噴射孔１０ａは、凝集剤を開底筒部６の筒内に均等に噴射するために複数設けられている。
【００２５】
回転軸９は、圧縮板固定管７内に挿入されて管内を回転自在に設置されている。また、回転軸９内にはその軸方向に凝集剤を通過させ撹拌翼１０に連通する通路が穿設されている。
【００２６】
凝集剤投入手段は、図１に示すように、凝集剤を貯留するタンク１２と、凝集剤に所定の配合で混入して圧送を容易にするための水を貯留する水槽１３と、水を混入した凝集剤を回転軸９内に穿設された通路に圧送するための送液ポンプ１１と、を備えている。
【００２７】
そして、浮遊ヘドロ現位置凝集装置１は、岸壁に設置され、凝集部分隔離手段、凝集剤混合手段、圧縮手段のうち回転軸９と撹拌翼１０が、繰出し装置２を介して把持されている。また、圧縮手段の送液ポンプ１１、タンク１２及び水槽１３は、岸壁に設置されている。
【００２８】
［浮遊ヘドロ現位置凝集装置の動作］
次に、この実施の形態の浮遊ヘドロ現位置凝集装置１の動作を説明する。
水中における浮遊ヘドロＳの現位置を定め、繰出し装置２を介して把持している開底筒部固定管５を垂直に下降させることで、凝集部分隔離手段、凝集剤混合手段及び圧縮手段のうち回転軸９と撹拌翼１０を水中に繰り出す。
【００２９】
そして、開底筒部６を繰り出す際に、浮遊ヘドロＳの現位置近傍になったら、浮遊ヘドロＳが舞い上がらないように微速にて開底筒部６のスカート部６ｂを先頭に挿入し、凝集する浮遊ヘドロＳの１回処理分を隔離する。
【００３０】
次に、回転装置３により回転軸９を回転させ、撹拌翼１０により浮遊ヘドロＳを撹拌する。また、凝集剤投入手段により岸壁側から所定の配合の凝集剤を回転軸９内の通路を介して噴射孔１０ａに圧送し、噴射孔１０ａより浮遊ヘドロＳに注入する。なお、凝集剤混入の際に、回転撹拌を行いつつ、一定の速度で回転軸９を降下させ、撹拌翼１０の回転と降下を同時に行うように構成してもよい。また、凝集剤が複数種類ある場合は、その種類毎に前記凝集剤混合動作を繰り返す。
【００３１】
そして、所定の凝集剤の注入、及び撹拌が終了したのち、浮遊ヘドロＳが凝集体（フロック）に形成され、フロックの沈降がある程度完了する時間が経過した後、移動装置４により圧縮板固定管７を上方からゆっくり時間をかけて降下させ、圧縮板８で浮遊ヘドロＳ下のヘドロとの間で圧縮し、間隙水を水出入れ穴８ａから絞り出す。
【００３２】
圧縮手段による圧縮動作を、開底筒部６内の浮遊フロックＳが無くなるまで何回か繰り返し行う。そして、浮遊ヘドロＳの１回処理分が終了すれば、別の浮遊ヘドロＳの現位置に開底筒部６を移動させて、前述の浮遊ヘドロ現位置凝集装置１の動作を繰り返す。必要に応じ、作業の最終工程で、浮遊ヘドロＳが凝集沈降した状態で、覆砂作業をしてもよい。
【００３３】
この実施の形態によれば、浮遊ヘドロＳを、現位置の密閉された中で凝集沈殿させ、かつフロックを圧縮し、堆積ヘドロの見かけ上の堆積を低減し、浮遊ヘドロＳをフロック状
にすることにより、浚渫などの工事における水質汚濁を防止すると共に、脱水・固化工事の効率をアップさせることができ、一般の覆砂工事に比べて、浮遊ヘドロＳの巻き上がりによる水質汚濁の影響を極力抑えることができる。
【００３４】
また、この実施の形態によれば、工事前に浮遊ヘドロ現位置凝集装置１にて浮遊ヘドロＳを処理することにより、浚渫工事後の脱水・固化する場合には、短時間に、低コストで、浮遊ヘドロＳを処理することが可能となる。
【００３５】
更に、従来の浮遊ヘドロへ覆砂する一般的な覆砂工事に比べて、覆砂材料の浮遊ヘドロＳ中への食い込みによるロスが少ないことによる、作業効率向上、コストダウンなどの副次的な効果が得られる。
更にまた、浮泥の凝集・圧縮により、堆積面の位置を下げられ、見かけのヘドロ堆積を低減できる。このことにより、場合によっては、浚渫の必要がなくなる。
【００３６】
なお、この実施の形態では、繰出し装置２を介して把持している開底筒部固定管５を垂直に下降させる場合を説明したが、図４に示すように、浮遊ヘドロ現位置凝集装置を自走式重機に搭載するか、あるいはクレーン５０にて所定の位置に移動し、前述の工程を、ラップさせながら、繰り返すことにより、浮遊ヘドロを巻き上がらせること無く、効率よく、広範囲にわたり浮遊ヘドロを現位置で凝集沈降・圧縮させる構成のものも例示できる。
【００３７】
また、前述の実施の形態のように、岸壁（ケーソン）側から行うのではなく、図５に示すように、海上に浮かべた作業台船６０に浮遊ヘドロ現位置凝集装置を搭載して、海上の所定の位置に移動し、前述の工程を、ラップさせながら、繰り返すことにより、浮遊ヘドロを巻き上がらせること無く、効率よく、広範囲にわたり浮遊ヘドロを現位置で凝集沈降・圧縮させる構成のものも例示できる。
更に、この実施の形態では、棒状の撹拌翼の場合を説明したが、撹拌翼は棒状に限定されるものではなく、面状のものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に係る浮遊ヘドロ現位置凝集装置の概略図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視図であり、開底筒部の上面図である。
【図３】撹拌翼の側面図である。
【図４】浮遊ヘドロ現位置凝集装置を自走式重機に搭載した場合の概略図である。
【図５】浮遊ヘドロ現位置凝集装置を海上に浮かべた作業台船に搭載した場合の概略図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  浮遊ヘドロ現位置凝集装置
２  繰出し装置（開底筒部繰出手段）
３  回転装置（回転手段）
４  移動装置（下方移動手段）
５  開底筒部固定管
６  開底筒部
６ａ  水出入れ穴
７  圧縮板固定管
８  圧縮板
８ａ  水出入れ穴
８ｂ  パッキン
９  回転軸
１０  撹拌翼
１０ａ  噴射孔
１１  送液ポンプ
１２  タンク
１３  水槽
Ｓ  浮遊ヘドロ
【図１】
2006247504.tif 000003
【図２】
2006247504.tif 000004
【図３】
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【図４】
2006247504.tif 000006
【図５】
2006247504.tif 000007