(57)【要約】      （修正有）【課題】原材料の屋外貯蔵ヤードの雨水排水処理設備は年間降水量のピーク値を想定した場合に必要とされる排水処理能力よりも低い能力の雨水排水処理設備を設置しているのが一般的である。雨水排水処理設備の処理能力を超える降雨時に、屋外貯蔵ヤード内に溜まった懸濁粒子状物質濃度の高い雨水を簡便に処理してヤード外に雨水を排水することが出来る原料貯蔵ヤードの排水浄化装置を提供する。【解決手段】屋外のヤード１０に野積堆積された原料の積み山１１とヤード１０に降った雨水を集水する側溝１３との間のヤード底面に、積み山１１の周囲を取り囲むように設置された透水性、濾過機能を有する堤１２を構築してなる排水浄化装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
屋外のヤードに野積堆積された原料の積み山とヤードに降った雨水を集水する側溝との間のヤードの底面に、積み山の周囲を取り囲むように設置され透水性、濾過機能を有する堤を構築してなる排水浄化装置。
【請求項２】
前記堤がコークス、スラグ、鉄鉱石及び煉瓦の１種又は２種以上の組み合わせから構築されていることを特徴とする請求項１記載の排水浄化装置。
【請求項３】
前記堤がコークス、スラグ、鉄鉱石及び煉瓦の１種又は２種以上を収容した透水性、濾過機能に優れた土嚢を並べてなる又は積層してなることを特徴とする請求項１及び２に記載の排水浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石炭、コークス、鉄鉱石等の屋外貯蔵ヤードにおける雨水等による排水の浄化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、製鉄所では石炭、コークス、鉄鉱石等を屋外貯蔵ヤードに野積堆積する場合が多いが、野積堆積される堆積物は保管中に降雨によって吸水して含水率が変動する。雨水は適量である場合は堆積物の粉塵飛散防止に効果があるが、突発的豪雨や長期の降雨により適量を超えた場合は、堆積物に雨水が浸透し、含水率が上昇し、堆積物の積み山の山崩れの原因となる。また、堆積物が石炭、コークス、鉄鉱石等の場合は、高炉、焼結炉、コークス炉で使用される時に水分蒸発のために余分の熱量を必要とすることになりエネルギーロスが大きくなる。
【０００３】
そこで、屋外貯蔵ヤードに必要以上に溜まった雨水は、ヤード外に排水する必要があるが、当該排水には石炭、コークス、鉄鉱石等から出た微細な懸濁粒子状物質（以下SSと呼ぶ）が含まれるため、貯蔵ヤードに付属した雨水処理施設でPH調整、SSの凝集沈殿処理等の排水処理を行う必要がある。このような処理を行った後に当該排水は、晴天時の屋外貯蔵ヤードの粉塵飛散防止用の散水や、道路への散水に使用される。降水量は年間を通じて非常に変動が大きく、例えば、神奈川県横浜市の場合は、年間降水量は約１５００ｍｍであるが、日間降水量が１００ｍｍを超える日は年間に１〜３日である。このような年間に数日しかない日間降水量１００ｍｍを超える降水量のピークを想定して雨水処理設備を設計すると、時間当たりの処理速度又は一時的な貯水能力を増やす必要が有り、非常に大規模な雨水処理設備が必要となり、設置場所、設備コストの点で現実的ではない。
【０００４】
特許文献１には降水量が小水量、多水量の両方に対応できる貯蔵ヤード外の雨水処理設備が記載されている。特許文献２には野積堆積物用ヤード底面の地下に濾過層を設けて排水中の粉粒体を除去する構造が記載されている。
【特許文献１】特開２００２−１７２３９４号公報
【特許文献１】特開昭５９−８２２０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
年間降水量のピーク値を想定して雨水排水処理設備を設置するには特許文献１記載の設備のように屋外貯蔵ヤードに付属して調整槽、反応槽を各種揃えた大規模な処理設備が必要となる。また特許文献２のようにヤードの底面地下に濾過層を設ける場合も降水量のピーク値を想定して早期の排水を行うには大規模な地下構造物を構築する必要があり設備コストの点で現実的でない。現実的には、年間降水量のピーク値を想定した場合に必要とされる排水処理能力よりも低い能力の雨水排水処理設備を設置しているのが一般的である。      
【０００６】
本発明は、上述した雨水排水処理設備の処理能力を超える降雨時に、屋外貯蔵ヤード内に溜まったＳＳ濃度の高い雨水を簡便に処理してヤード外に雨水を排水する装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、下記（１）〜（３）の発明から構成されるものである。
（１）屋外のヤードに野積堆積された原料の積み山とヤードに降った雨水を集水する側溝との間のヤードの底面に、積み山の周囲を取り囲むように設置された透水性、濾過機能を有する堤を構築してなる排水浄化装置。
（２）前記堤がコークス、スラグ、鉄鉱石及び煉瓦の１種又は２種以上の組み合わせから構築されていることを特徴とする発明１記載の排水浄化装置。
（３）前記堤がコークス、スラグ、鉄鉱石及び煉瓦の１種又は２種以上を収容した透水性に優れた土嚢を並べてなる又は積層してなることを特徴とする発明１及び発明２記載の排水浄化装置。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、次の効果を得ることができる。
（１）積み山の周囲を囲った堤を透水性と濾過機能を有する材料で構築したので雨水排水中のＳＳを約７０％捕捉できるようになり、雨水排水処理設備による浄化処理を行わなくても原料貯蔵ヤードや道路の散水に使用可能な雨水排水を得ることができる。
（２）積み山の周囲を囲った堤でＳＳのかなりの部分が捕捉されるので雨水排水処理設備の処理負荷が大幅に軽減され、雨水排水処理設備の処理効率が約５０％上昇するので、年間降水量のピーク時にも十分対応できる。
（３）本発明によれば、雨水の量に応じて、堤の高さ方向、幅方向の全体が濾過層の機能を発揮するので、排水を上方から下方に流す一般の濾過設備に比較して濾過材の交換頻度は十分の一以下に減少する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
屋外の原料貯蔵ヤード１０に野積堆積された原料の積み山１１とヤードに降った雨水を集水する側溝１３との間の原料貯蔵ヤード１０の底面に、積み山の周囲を取り囲むように透水性、濾過機能を有する堤１２を構築する。堤１２は整粒されたコークス、スラグ、鉄鉱石及び煉瓦の１種又は２種以上を濾過材１５として台形状に積み上げた形状を呈している。又、堤１２は濾過材１５を透水シート２１に充填した土嚢２０を積み上げても良い。原料貯蔵ヤードに降った雨水は積み山１１を経由してＳＳを含んだ雨水となり堤１２を透過して雨水側溝１３に流れ込む。雨水が堤１２を通過する際に濾過材１５によってＳＳが捕捉される。雨水側溝１３に流入した雨水は側溝１３を経て雨水排水処理設備１４により更に浄化処理が行われてヤード外に排水される。
【実施例１】
【００１０】
図１は本発明を実施する原料貯蔵ヤードの排水浄化装置の配置例を示すものである。図１は、原料貯蔵ヤード１０の全体配置を示す平面図、断面図である。原料貯蔵ヤード１０には、幾つもの原料の積み山１１があるが、堤１２による雨水の透過処理能力を勘案して堤で取り囲む積み山の数が決定される。堤１２の形状は図２に示すように断面台形に濾過材１５が積み上げられるが、台形に限定されるものでは無い。
堤１２の高さ及び幅の上限は理論的には数ｍ以上に大きくすることは可能であるが、必要以上に大きくすることはスペース、設備費の点で無駄であり、高さ、幅ともに１ｍ程度で十分である。又堤１２の高さと幅の比は、高さ／幅を２以下とするのが好ましい。２を超えると堤１２の高さが高くなり倒壊する恐れが生じるからである。従って、堤１２の幅は３０ｃｍから１ｍ程度にするのが好ましい。幅３０ｃｍ以下では濾過層の厚さとして不十分だからである。一方堤１２の高さは、５０ｃｍ〜１ｍ程度にするのが好ましい。５０ｃｍ以下では大雨の時に雨水が堤１２の上端を超えて流出してしまい、濾過設備の役割を果たさなくなるからである。
【００１１】
堤１２を構成する濾過材の材質としては、水に浮いて容易に流出することがなく堤１２に構築した時に、塊の形状が壊れない程度の強度を持ち、且つ有害物質が溶出しない材料であれば使用することができる。例えば、コークスは多孔質且つ表面が疎水性のため、疎水性物質の濾過材として最適である。更には、転炉スラグ、鉄鉱石や煉瓦も濾過材として好ましい。
【００１２】
次に、粒径としては、平均粒径が５ｍｍ〜３０ｍｍの粒子が好ましい。濾過材の粒径は小さい程、濾過処理前後でのＳＳの除去率は良好となるが、粒径が小さすぎると濾過材そのものが流出してしまう可能性があるとともに、濾過に長時間かかるようになり濾過能率が低下することとなる。一方粒径が大きすぎるとＳＳの除去効率の悪化を来すことになるので上述した平均粒径が好ましい。
【００１３】
上述した濾過材１５を使用して原料貯蔵ヤード１０に野積堆積された原料の積み山１１と原料貯蔵ヤード１０に降った雨水を集水する側溝１３との間の原料貯蔵ヤード１０の底面に、積み山の周囲を取り囲むように透水性、濾過機能を有する堤１２を所定寸法に構築した。原料貯蔵ヤード１０に降った雨水は、積み山１１にしみ込んでＳＳを含んだ雨水となるが、積み山１１の周囲を取り囲んだ堤１２は透水性があるので該堤を通過して雨水側溝１３に流入する。従って、堤１２は濾過機能を有する材料で作られているのでＳＳを含んだ雨水は濾過材１５によってＳＳが捕捉される。本実施例によれば雨水中のＳＳの約７０％が堤１２によって捕捉された。堤１２のＳＳ捕捉率は非常に高いので、雨水排水処理設備１４を通さなくても他の用途（晴天時の原料貯蔵ヤードの積み山の粉塵防止用の散水や道路への散水）には十分使用可能なレベルまで雨水の浄化ができる。
【００１４】
一方、堤１２を透過した雨水を雨水排水処理設備１４で更に浄化処理を行う場合でも、ＳＳのかなりの部分が堤１２で捕捉されているので、雨水排水処理設備１４の排水処理負荷は大幅に軽減されるため雨水排水処理設備１４の排水処理効率が約５０％向上した。従って、年間降雨量のピーク時でも十分雨水排水処理を行うことができるようになった。
【００１５】
更には、一般的に濾過設備では、濾過回数が増加するにつれて濾過層に堆積物が蓄積されていくので濾過抵抗が増大する。従って、濾過抵抗値が一定値を超えると逆流洗浄をかけて濾過層の洗浄を行うが、逆流洗浄を繰り返し行うと濾過抵抗の回復効果が薄れてくるので濾過材を交換する必要が生じてくる。又、一般的な濾過設備は、排水を濾過層の上方から下方に通過させて濾過作業を行うので、濾過層の上層に堆積物が捕捉されやすく中層、下層の濾過層がまだ使用可能な状態であっても設備全体としては、濾過抵抗が大きくなり濾過材の交換が必要になるという不経済も生じる。本願発明によれば、使用初期の段階では堤１２の濾過層の下層が使用され、使用とともに濾過抵抗が上昇すると、濾過層の使用部位が上方に移動する。このように時間的に濾過層の使用部位を徐々に移動させながら堤１２の高さ方向に濾過層の全体を使用するので濾過材の交換頻度は一般の濾過設備に比較して十分の一以下に減少する。
【実施例２】
【００１６】
図３は、本願発明の第２の実施例である排水浄化装置を示す。この実施例２では実施例１に示した図２の堤を図３に示す土嚢２０を使用して構築したもので、原料貯蔵ヤードの排水浄化装置の配置は図１に示すものと同じである。
図３（ａ）は土嚢２０の斜視図であり、図３（ｂ）は土嚢２０の内部の説明図である。土嚢の表面は透水性シートからなり雨水は本シートを通過して濾過材と接触し濾過が行われる。濾過材は実施例１で使った転炉スラグやコークスが使用可能である。土嚢１個は人力で運搬可能な２０ｋｇ前後が望ましいが、特に寸法、重量を限定するものではない。これらの土嚢を原料貯蔵ヤード１０の積み山１１を取り囲むように積み上げる。原料貯蔵ヤードに降った雨水は積み山１１を経由してＳＳを含んだ雨水となり土嚢２０を使って構築された堤１２を透過して雨水側溝１３に流れ込む。雨水が堤１２を構成する土嚢２０を通過する際に濾過材によってＳＳが捕捉される。雨水側溝１３に流入した雨水は側溝１３を経て雨水排水処理設備１４により更に浄化処理が行われてヤード外に排水される。
【００１７】
更には、堤１２を土嚢２０で構築したので、濾過機能が低下した部分のみを新しい濾過材を充填した土嚢２０と取り替えが可能であり合理的である。また、ＳＳの堤１２における捕捉率や雨水排水処理設備の処理効率の上昇率は実施例１の場合と類似の値が得られた。
【産業上の利用可能性】
【００１８】
堤１２をコークス等の透水性、濾過性のある材料で任意の寸法、形に構築できるので鉄鋼用原料以外の木屑の野積山から流出する雨水の浄化処理等の用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】原料貯蔵ヤードの全体配置を示す平面図及び断面図である。
【図２】堤１２の断面を示す図である。
【図３】土嚢２０の斜視図及び内部の説明図である。
【符号の説明】
【００２０】
１０  原料貯蔵ヤード    
１１  積み山    
１２  堤
１３  雨水側溝
１４  雨水排水処理設備
１５  濾過材
２０  土嚢
２１  透水性シート
【図１】
2006124121.tif 000003
【図２】
2006124121.tif 000004
【図３】
2006124121.tif 000005