(57)【要約】【課題】沈降分離工程における汚染土壌の減容化を図ることが可能な装置を提供し、除染装置全体のコンパクト化に資する。【解決手段】フロック整流水槽と凝集沈降槽と濃縮槽を有する凝集剤添加後濁水の沈降分離装置を提供する。フロック整流水槽は、原濁水が原濁水槽底面に向かう流をつくるように原濁水を導入する手段、前記手段から排出された原濁水中のフロックが原濁水槽内を上昇しづらくするための手段などを有し、凝集沈降槽は、フロック整流水槽から取り入れた原濁水をろ過し相対的にフロックを多く含まない１次上澄水とフロックをより多く含む１次濁水に分離するための振動篩などを有し、濃縮槽は、凝集沈降槽から取り入れた２次濁水（１次濁水のフロックを沈降して得られるフロックをより多く含む濁水）を静置して相対的にフロックを多く含まない２次上澄水と相対的にフロックをより多く含んで沈降する３次濁水に分離する手段などを有する。【選択図】図１
2015033665.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
濁水を整流するためのフロック整流水槽と、凝集沈降槽と、前記凝集沈降槽によって得られた凝集物の濃縮を行うための濃縮槽と、を有する凝集剤添加後濁水の沈降分離装置であって、
フロック整流水槽は、
原濁水槽と、
原濁水が原濁水槽底面に向かう流をつくるように原濁水を原濁水槽に導入する原濁水導入口と、
原濁水を凝集沈降槽に送出するための原濁水槽の底部近辺に設けられ凝集沈降槽に原濁水を送出する原濁水送出口と、
原濁水槽内の底部近辺において原濁水導入口から排出された原濁水中に含まれるフロックが底部から翻って原濁水槽内を上昇しづらくするために原濁水槽の底面付近に設けられたフロック上昇抑圧板と、
を有し、
凝集沈降槽は、
凝集沈降槽本体と、
凝集沈降槽本体にフロック整流水槽から整流されたフロックを含む原濁水を取り入れるための原濁水取入口と、
原濁水取入口から取り入れた原濁水をろ過し、相対的にフロックを多く含まない１次上澄水とフロックをより多く含んだ１次濁水に分離するための振動篩と、
凝集沈降槽本体の底部近辺に設けられ、前記振動篩によって分離させられた１次濁水のフロックを沈降してよりフロックを多く含む２次濁水としたものを送出するための２次濁水送出口と、を有し、
濃縮槽は、    
凝集沈降槽の２次濁水送出口から送出された２次濁水を取り入れるための２次濁水取入口と、
２次濁水取入口から取り入れた２次濁水を静置することにより２次濁水を相対的にフロックを多く含まない２次上澄水と、相対的にフロックをより多く含んで沈降する３次濁水とに分離する濃縮槽本体と、
沈降させて得られた３次濁水を送出するための濃縮槽本体底部近辺に設けられる３次濁水送出口と、
を有することを特徴とする凝集剤添加後濁水の沈降分離装置。
【請求項２】
濃縮槽はこれに連通して、濃縮槽本体上部に凝集沈降槽の稼働時１次上澄水の水面よりも高位置の２次上澄水の水質を観察可能に設けられたフロック観察透明管を有する請求項１に記載の凝集剤添加後濁水の沈降分離装置。
【請求項３】
濃縮槽本体又は／及びフロック観察透明管に対して凝集沈降槽本体の振動篩より上側と連結されたバルブにて開閉可能な上澄水連絡管と、
前記濃縮槽本体又は／及びフロック観察透明管に対して連結された上澄水連絡管よりも下位置で前記２次濁水取入口よりも上側に設けられた上澄水排出口と、
を有する請求項１又は２に記載の凝集剤添加後濁水の沈降分離装置。
【請求項４】
前記上澄水排出口よりも下側に設けられた３次濁水をそれよりも上側の２次上澄水と分離可能とするための分離機構を有する請求項３に記載の凝集剤添加後濁水の沈降分離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、凝集剤を添加した後の濁水（例えば汚染土壌を含む濁水）からフロック（集塊）を沈降させて上澄水と分離させるための沈降分離装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
汚染物質などの不純物を含む濁水の浄化処理に関しては、（１）洗浄工程、（２）分級工程、（３）凝集分離工程、（４）脱水工程を有する処理方法が知られており、特に、放射性物質による汚染土壌を含む濁水の除染処理においては、従来からこのような工程を有する処理方法が一般に用いられてきたところである。例えば、凝集分離工程においては、濁水に凝集剤を添加することにより汚染土壌を含むフロックを相対的に多く含む部分（より濃縮された濁水）とフロックを相対的に多く含まない上澄水に分離し、その後の脱水工程において真空吸引などによる脱水処理を行って得られた最終処分物を埋立て処理などによって処分するといった除染方法が従来から知られている。
【０００３】
近年、原発事故に起因して水田や溜池などにおける放射性セシウムによる土壌汚染が大きな社会問題となっているが、こうした汚染土壌の除染処理についても、従来から上に述べたのと同様の工程による処理方法が知られており、例えば、特許文献１には、このような各工程における処理によって放射性セシウムによって汚染された土壌等を除染する方法が開示されている（特許文献１参照）。
【０００４】
土壌に降下した放射性セシウム（特にセシウム１３４、１３７）は、土壌粒子に強く吸着されるため、ほとんどが地表付近（概ね地表から３〜５ｃｍ程度）にとどまり、降雨等があってもほとんど下方には移行しないことが知られている。特に、放射性セシウムは粘土の層間に捕獲され強く吸着された状態で存在し、粘土から放射性セシウムを分離することは困難であるという性質を有する。
【０００５】
図３は、参考までに、放射性セシウムが粘土の層間に捕獲された状態を示す概念図である（あくまで概念図であり、粘土、礫等の形状や寸法比を正確に表したものではない）。このうち図３（ａ）は、礫０３０１、砂０３０２、シルト０３０３及び粘土０３０４（いずれも煩雑を避けるため一つにのみ符号を付す）が土壌中に混在している状態を示したものである。また、図３（ｂ）は（ａ）に示した粘土の一部を拡大したものであって、粘土の層０３０５の間に放射性セシウム０３０６が捕獲されている状態を示したものである。このように、放射性セシウムのほとんどが粘土の層間に捕獲され、しかも放射性セシウムが粘土に強く吸着された状態で存在していることから、礫や砂を粘土から分離するだけでほとんど放射性セシウムに汚染されていない礫及び砂のみからなる土壌を得ることができる。具体的には、粘土、礫、砂などの粒径の違いに着目し、例えば、粘土（一般に粒径約４μｍ未満）より粒径の大きい礫（一般に粒径約２ｍｍ以上）及び砂（一般に粒径約０．０６ｍｍ以上約２ｍｍ未満）と、粘土及びシルト（一般に粒径約４μｍ以上０．０６ｍｍ未満）とを篩分けする方法によって、ほとんど汚染されていない状態の礫及び砂を粘土（及びシルト）から分離することができる。このような点に着目した放射性セシウムの除染方法として、例えば、特許文献２には、放射性物質を含む汚濁水から礫及び砂を篩分けにより粘土及びシルトから分離するとともに、残部である粘土及びシルト並びに放射性物質を含む汚濁水に対して凝集・沈殿処理、脱水処理などを行って洗浄を行う汚染土壌の洗浄方法が開示されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−９６９７９号公報
【特許文献２】特開２０１３−４４６２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
放射性セシウムを含む汚染土壌の除染処理のための従来の除染装置は、汚染土壌の処理所要量に見合う処理能力を持たせようとすると大型のものとならざるを得なかった。このような除染装置は、これを大型車両に搭載して処理対象地まで移動する必要があり、また対象地の現場での装置の設置・撤収にも数日を要していた。しかし、対象地が水田や溜池などの場合には大型車両のアクセスが困難な場合が多く、大型の装置を展開するための十分なスペースの確保が困難である場合も多い。また、除染作業を大掛かりな装置を用いて長時間かけて行うことにより作業コストが増大するという問題があり、さらには、このような大掛かり・長時間の作業は周辺住民などに対して目立つため、却って放射能汚染被害のイメージを増幅させかねず好ましくないといった問題もある。
【０００８】
このような問題を踏まえると、大型車両のアクセスが困難な場所にも持ち込むことができ、短時間で設置・撤去が可能なコンパクトな除染装置の提供が喫緊の課題であるといえる。除染装置をコンパクトなものにできるためには、処理対象となる濁水の量を減らすことが最も直截的であり有効である。そのためには除染の各工程における処理を行う装置の処理対象となる濁水の減容化が必要となるが、その一環として本発明の対象である沈降分離装置においても、濁水中のフロックの割合を高めるための処理を行うことで同じ量のフロックを含む濁水の全体量を減らすことが求められる。これが可能になれば、沈降分離装置の処理対象となる濁水の減容化を図ることができ、さらには、次の脱水工程で処理対象となる濁水の量も減らすことができるので、脱水装置をよりコンパクトなものにすることも可能になり、ひいては除染装置全体のコンパクト化に資することができる。
【０００９】
本発明は、以上のような観点に立って、濁水の浄化処理における凝集分離工程の一部である沈降分離工程における濁水の減容化を図ることを目的としたものである。即ち、本発明の解決すべき課題は、沈降分離工程における汚染土壌の減容化を図ることが可能な装置を提供することにあり、これにより、除染装置全体のコンパクト化に資することにある。
【００１０】
なお、本発明は、主に放射性セシウムを含む濁水の処理を念頭に置いたものであるが、これに限らず不純物を含み上澄水とフロックに分離することが可能な濁水の処理を広く対象として上記課題を解決しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
以上の課題を解決するため、本発明は、沈降分離工程（凝集剤を添加した後の濁水をろ過しフロックを沈降させて上澄水と分離する工程をいう）において、まず濁水を整流してフロックをより多く含む状態の濁水とした上で、これを対象として沈降分離処理を行ってフロックをさらに多く含む状態の濁水とし、その後、沈降させたフロックを濃縮して、さらにフロックを多く含む濁水とすることが可能な装置を提供する。
【００１２】
即ち、第一の発明は、濁水を整流するためのフロック整流水槽と、凝集沈降槽と、前記凝集沈降槽によって得られた凝集物の濃縮を行うための濃縮槽とを有する凝集剤添加後濁水の沈降分離装置であって、フロック整流水槽は、原濁水槽と、原濁水が原濁水槽底面に向かう流をつくるように原濁水を原濁水槽に導入する原濁水導入口と、原濁水を凝集沈降槽に送出するための原濁水槽の底部近辺に設けられ凝集沈降槽に原濁水を送出する原濁水送出口と、原濁水槽内の底部近辺において原濁水導入口から排出された原濁水中に含まれるフロックが底部から翻って原濁水槽内を上昇しづらくするために原濁水槽の底面付近に設けられたフロック上昇抑圧板とを有し、凝集沈降槽は、凝集沈降槽本体と、凝集沈降槽本体にフロック整流水槽から整流されたフロックを含む原濁水を取り入れるための原濁水取入口と、原濁水取入口から取り入れた原濁水をろ過し、相対的にフロックを多く含まない１次上澄水とフロックをより多く含んだ１次濁水に分離するための振動篩と、凝集沈降槽本体の底部近辺に設けられ、前記振動篩によって分離させられた１次濁水のフロックを沈降してよりフロックを多く含む２次濁水としたものを送出するための２次濁水送出口とを有し、濃縮槽は、凝集沈降槽の２次濁水送出口から送出された２次濁水を取り入れるための２次濁水取入口と、２次濁水取入口から取り入れた２次濁水を静置することにより２次濁水を相対的にフロックを多く含まない２次上澄水と、相対的にフロックをより多く含んで沈降する３次濁水とに分離する濃縮槽本体と、沈降させて得られた３次濁水を送出するための濃縮槽本体底部近辺に設けられる３次濁水送出口とを有することを特徴とする凝集剤添加後濁水の沈降分離装置を提供する。
【００１３】
また、第二の発明は、第一の発明を基礎として、濃縮槽はこれに連通して、濃縮槽本体上部に凝集沈降槽の稼働時１次上澄水の水面よりも高位置の２次上澄水の水質を観察可能に設けられたフロック観察透明管を有する凝集剤添加後濁水の沈降分離装置を提供する。
【００１４】
また、第三の発明は、第一又は第二の発明を基礎として、濃縮槽本体又は／及びフロック観察透明管に対して凝集沈降槽本体の振動篩より上側と連結されたバルブにて開閉可能な上澄水連絡管と、前記濃縮槽本体又は／及びフロック観察透明管に対して連結された上澄水連絡管よりも下位置で前記２次濁水取入口よりも上側に設けられた上澄水排出口とを有する凝集剤添加後濁水の沈降分離装置を提供する。
【００１５】
また、第四の発明は、第三の発明を基礎として、前記上澄水排出口よりも下側に設けられた３次濁水をそれよりも上側の２次上澄水と分離可能とするための分離機構を有する凝集剤添加後濁水の沈降分離装置を提供する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明により、凝集分離工程における濁水の減容化を図ることが可能な凝集剤添加後濁水の沈降分離装置を提供することが可能となる。より詳細には、濁水を整流してフロックを効率的に沈降分離工程に送り込むことができるとともに、沈降分離工程において沈降させたフロックをより多く含む濁水をさらに濃縮して、より水分の少ない状態の濁水とすることが可能な凝集剤添加後濁水の沈降分離装置を提供することができる。これにより、例えば次の脱水工程における処理対象をより減容化することも可能となり、装置全体のコンパクト化に資することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施例１の凝集剤添加後濁水の沈降分離装置の構成の一例を示す概念図
【図２】凝集沈降槽の形状の一例を示す図
【図３】放射性セシウムが粘土の層間に捕獲された状態を示す概観図
【図４】本発明に係る沈降分離装置を含むコンパクトな除染装置の一例を示す概念図
【図５】実施例２における上澄水連絡管及びフロック観察透明管の意義について説明するための図
【図６】実施例２における上澄水連絡管及びフロック観察透明管の意義について説明するための図
【符号の説明】
【００１８】
０１００    凝集剤添加後濁水の沈降分離装置
０１１０    フロック整流水槽
０１１１    原濁水槽
０１１２    原濁水導入口
０１１３    原濁水送出口
０１１４    フロック上昇抑圧板
０１２０    凝集沈降槽
０１２１    凝集沈降槽本体
０１２２    原濁水取入口
０１２３    振動篩
０１２４    ２次濁水送出口
０１２５    ２次濁水を送出するための配管
０１２６    バルブ
０１３０    濃縮槽
０１３１    ２次濁水取入口
０１３２    濃縮槽本体
０１３３    ３次濁水送出口
０１３４    フロック観察透明管
０１３６    バルブ（フロック観察透明管・濃縮槽本体間）
０１３７    上澄水排出口
０１３８    バルブ（上澄水排出口）
０１３９    バルブ（３次濁水送出口）
０１５０    配管
０１５１    バルブ（配管）
０１６０    上澄水連絡管
０１６１    バルブ（上澄水連絡管）
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明の実施例を説明する。実施例と請求項の相互の関係は以下のとおりである。実施例１は主に請求項１などに関し、実施例２は主に請求項２などに関し、実施例３は主に請求項３などに関し、実施例４は主に請求項４などに関する。なお、本発明はこれら実施例に何ら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施しうる。
【実施例１】
【００２０】
<概要>
【００２１】
本実施例の凝集剤添加後濁水の沈降分離装置は、フロック整流水槽と、凝集沈降槽と、濃縮槽とを有する凝集剤添加後濁水の沈降分離装置であり、フロック整流水槽で濁水を整流してフロックを効率的に凝集沈降槽に送り込むとともに、沈降させたフロックを含む濁水を濃縮槽でさらに濃縮して、より水分の少ない状態とすることができる装置であり、これによって減容化のより図られた濁水を次の脱水工程に送り込むことができるようにしたものである。
【００２２】
<構成>
【００２３】
（全般）
【００２４】
図１は、本実施例の凝集剤添加後濁水の沈降分離装置（以下、単に「沈降分離装置」ということがある）の構成の一例を垂直断面図の状態で示した概念図である。あくまで概念図であるので、実際の沈降分離装置の外観、形状を正確に表したものではない。
【００２５】
凝集剤添加後濁水の沈降分離装置０１００は、凝集剤が添加された後の濁水の沈降分離工程を行うための装置である。沈降分離工程は、濁水の凝集撹拌工程と脱水工程の間の工程である。凝集撹拌工程は、沈降分離工程とともに上述の除染処理の全体工程における凝集分離工程に属する工程である。この凝集撹拌工程では、例えば凝集撹拌装置を構成する配管内に取り入れられた濁水に対して凝集剤が加えられ、凝集を促進するために濁水が撹拌される。凝集剤は、濁水中に懸濁している微粒子を集めて互いにくっつけることでより大きな塊であるフロックを生成するために添加される薬剤である。例えば、放射性セシウムを捕獲した状態の粘土を含む濁水の場合、アルミニウムミョウバン又は硫酸アルミニウムなどの凝集剤を濁水に加えて撹拌することで、粘土粒子（粒径４μｍ以下）どうしがくっつくことで３０μｍ程度の大きさのフロックが生成される。このようなフロックを含んだ状態の濁水は本発明にかかる沈降分離装置に取り入れられ、フロックを沈降させて上澄水と分離することでフロックをより多く含む状態とされた後、さらに脱水を行うために脱水装置に対して送出される。
【００２６】
本発明において「濁水」とは、微粒子が混ざることで濁った状態になっている水をいう。本発明においては特に放射性セシウムを含む粘土を微粒子として含む濁水を念頭に置いているが、本発明に係る沈降分離装置の処理対象は、これに限られるものではなく、上に述べたような沈降分離工程によってより多くのフロックを含む状態にすることができるような微粒子を含む水が広く対象となり得る。
【００２７】
本実施例の沈降分離装置０１００は、フロック整流水槽０１１０と、凝集沈降槽０１２０と、濃縮槽０１３０とを有する。以下各槽の構成について順次説明する。
【００２８】
（フロック整流水槽）
【００２９】
フロック整流水槽は、濁水を整流してフロックを効率的に凝集沈降槽に送り込むための水槽であり、原濁水槽０１１１と、原濁水導入口０１１２と、原濁水送出口０１１３と、フロック上昇抑圧板０１１４とを有する。
【００３０】
凝集撹拌工程によってフロックを含む状態となった濁水は、例えば凝集撹拌装置を構成する配管（図示されない）から原濁水導入口に取り入れられる。本発明では、この状態の濁水を原濁水と呼ぶ。即ち、原濁水は、濁水のうち未だ凝集沈降槽における処理がなされていない状態のものである。本発明では、便宜上、濁水をその状態によって区別するため、凝集撹拌工程によってフロックを含む状態となったものを原濁水と呼び、原濁水をろ過して１次上澄水と分離した状態のものを１次濁水と呼び、１次濁水を沈降させたものを２次濁水と呼び、２次濁水を濃縮槽で静置することにより沈降させたものを３次濁水と呼ぶ。
【００３１】
原濁水導入口への原濁水の取入れに際しては、凝集撹拌工程における処理ペースと凝集分離工程における処理ペースの整合を図るため、流量制御装置などによって単位時間当たりの取入れ量を制御しながら取り入れるようにしてもよい。
【００３２】
原濁水導入口は、原濁水が原濁水槽底面に向かう流をつくるように原濁水を原濁水槽に導入するためのものである。原濁水槽は、フロック整流水槽の本体をなす槽であり、原濁水導入口から送出された原濁水を一時収容して、凝集沈降槽に送出するための槽である。
【００３３】
原濁水が原濁水槽底面に向かう流をつくるようにするための具体的な構成の一例としては、例えば、図１に示すように、原濁水導入口０１１２が原濁水槽０１１１内の略中央に長手方向を上下して配置され、上端及び下端にそれぞれ開口０１１２ａ、０１１２ｂを備えた管状部材であるものが考えられる。この場合、原濁水はすべて上端開口０１１２ａから管内に取り入れられ、原濁水槽内の底部付近に設けられた下端開口０１１２ｂから原濁水槽に放出される。このような構成により、凝集剤添加後の原濁水を途中原濁水槽内の濁水と混合させることなく原濁水槽内の底部付近まで導くことができる。図中矢印は、原濁水の流れの方向を示す。本図には、原濁水導入口の上端開口から取り入れられた原濁水が原濁水導入口の管内を下方に誘導されて下端開口から原濁水槽内の底部付近に放出される流れの方向が示されている。
【００３４】
また、原濁水槽の底面付近にはフロック上昇抑圧板が設けられる。フロック上昇抑圧板は、原濁水導入口から排出された原濁水中に含まれるフロックが底部から翻って原濁水槽内を上昇しづらくするためのものである。図１の例では、フロック上昇抑圧板０１１４は、原濁水導入口の原濁水送出口付近の外壁に外径方向に張り出した板状部材として設けられている。原濁水槽の底面付近に放出された原濁水は、本図に矢印で示すように、フロック上昇抑圧板の位置付近まで上昇しても、当該フロック上昇抑圧板によりそれ以上に原濁水槽内を上昇することが妨げられる。このため、原濁水槽に放出された原濁水は槽内の底部付近にとどまった状態となり、原濁水送出口から配管０１４０などを通じて凝集沈降槽に対してポンプ等（図示されない）を用いて送出される。
【００３５】
以上のように構成することで、原濁水に含まれるフロックを原濁水槽内底部付近まで確実に運んだ上で、フロックのほとんど全部を凝集沈降槽に送り出すことができる。しかも、原濁水槽内のフロックをほぼ底部付近に集約した状態を保ちつつこの送出を行うことができるため、フロックとともに凝集沈降槽に送り込まれる水の量を相対的に少なくして、効率的にフロックを凝集沈降槽に送り込むことが可能となり、これにより凝集沈降槽における処理対象となる原濁水の減容化を図ることができる。
【００３６】
（凝集沈降槽）
【００３７】
凝集沈降槽は、フロック整流水槽から取り入れられた原濁水に対して凝集沈降処理を行うための槽であり、凝集沈降槽本体０１２１と、原濁水取入口０１２２と、振動篩０１２３と、２次濁水送出口０１２４とを有する。
【００３８】
原濁水取入口は、凝集沈降槽本体にフロック整流水槽から整流されたフロックを含む原濁水を取り入れるためのものである。
【００３９】
振動篩は、原濁水取入口から取り入れた原濁水をろ過し、相対的にフロックを多く含まない１次上澄水とフロックをより多く含んだ１次濁水に分離するためのものである。振動篩とすることで、篩目に付着したフロックの沈降を促進し、篩目がフロックで目詰まりすることを防止することができる。
【００４０】
各篩目のサイズは、篩分けの対象となるフロックのサイズなどに応じて適切に設計される。例えば、フロックが放射性セシウムと粘土の結合物である場合には、前述のように、放射性セシウムが粘土に強く吸着され、かつフロックの大きさが３０μｍ程度であることから、各篩目のサイズを当該フロックがほとんど通過しない程度のサイズである３０μｍ程度以下とすることで、１次上澄水として、フロックがほとんど含まれない、即ち放射性セシウムがほとんど含まれない上澄水を得ることができる。このような上澄水は、これをそのまま水田等に戻して再利用することもできる。
【００４１】
図２は、凝集沈降槽の形状の一例を示す図である。本図の凝集沈降槽０２２０は、放射性セシウム及び粘土を含むフロックを含む濁水の凝集沈降処理のための凝集沈降槽の一例を示し、凝集沈降槽本体０２２１の大きさはドラム缶の大きさ（直径約６０ｃｍ×高さ約９０ｃｍ）程度のコンパクトなものである。振動篩０２２３の近傍には振動篩を振動させるための小型の振動モータ０２２５（縦約１０ｃｍ×横約２０ｃｍ×高さ約１０ｃｍ）が備えられている。また、振動篩の各篩目のサイズは３０μｍ程度以下である。これにより、振動篩によってろ過された１次上澄水にはほとんどフロックが含まれない状態とすることができる。原濁水に含まれる水分の約８０％は、この１次上澄水と１次濁水の分離の段階で１次上澄水に含ませることができる。この結果、１次濁水に含まれる水の量を大幅に減らすことができ、その後の沈降、濃縮及び脱水処理をコンパクトな装置によって効率的に行う上で大きく貢献することができる。
【００４２】
振動篩によって１次上澄水と分離された１次濁水は、凝集沈降槽本体内で沈降し、１次濁水よりもさらにフロックを多く含む２次濁水の状態となる。２次濁水は、凝集沈降槽本体の底部近辺に設けられた２次濁水送出口から濃縮槽に対して送出される。この送出はポンプ等を用いずに、凝集沈降槽本体内の水位（１次上澄水を含めた水位）と濃縮槽内の水位の水位差のみを利用してなるべく静かに行うことが望ましい。そうすることで、凝集沈降槽内の１次濁水が撹拌されるのを抑えることができ、沈降した状態の２次濁水の濃度をなるべく薄めることなく濃縮槽に送りだすことができる。また、濃縮槽内に取り込まれる２次濁水の撹拌をできるだけ抑えることもでき、濃縮槽内での静置による上澄水（２次上澄水）と濁水（３次濁水）の分離をより短時間で円滑に行うことが可能となる。
【００４３】
（濃縮槽）
【００４４】
図１に戻り、濃縮槽は、前記凝集沈降によって得られた凝集物の濃縮を行うための槽であり、２次濁水取入口０１３１と、濃縮槽本体０１３２と、３次濁水送出口０１３３とを有する。
【００４５】
２次濁水取入口は、凝集沈降槽の２次濁水送出口から送出された２次濁水を濃縮槽本体内に取り入れるためのものである。濃縮槽本体内に取り入れられた２次濁水は、静置されることで、相対的にフロックを多く含まない２次上澄水と、相対的にフロックをより多く含んで沈降する３次濁水とに分離される。分離された３次濁水は、３次濁水送出口から例えば脱水装置に対して送出される。
【００４６】
凝集沈降槽とは別に濃縮槽を設ける意義は、濁水の減容化をさらに促進することにある。即ち、凝集沈降槽内で得られる２次濁水は、振動篩による振動が加えられてある程度撹拌された状態であるため、フロックの濃縮度が未だ十分とは言えず、２次濁水には依然としてある程度の水分が含まれている。そこで、これを静置してさらにフロックを沈降させることで、２次濁水よりもさらに相対的に水分を多く含まない（相対的にフロックをより多く含む）濁水を得ることができる。そこで、凝集沈降槽とは別に濃縮槽を設けて２次濁水をさらに濃縮するための静置、沈降処理を行うようにしたものである。
【００４７】
凝集沈降槽の２次濁水送出口と濃縮槽の２次濁水取入口の間には例えば両者をつなぐ配管が設けられるところ、当該配管には、配管内の流路を開閉するためのバルブが備えられていてもよい。図１にも凝集沈降槽とから濃縮槽に対して２次濁水を送出するための配管０１５０が設けられるとともに、当該配管にバルブ０１５１が備えられている例が示されている。このような構成により、濃縮槽内で静置・沈降処理がなされている最中にはバルブ０１５１を閉めておくことで凝集沈降槽から２次濁水が流入して濃縮槽内が撹拌されてしまうことを防ぐことができる。また、濃縮槽内で得られた３次濁水を槽外に送出する際にもこのバルブ０１５１を閉めておくことで、送出中の３次濁水に凝集沈降槽からの２次濁水が混入してしまうことを防ぐことができる。
【００４８】
濃縮槽には、２次上澄水の水質を観察可能な透明管を設けてもよい。この観察の目的は、透明管内の上澄水の水質をみることで２次上澄水と３次濁水とに分離された状態になったかどうかを判断することにある。観察の結果、透明管内の上澄水の水質が十分に透明な状態になっていれば、２次上澄水と３次濁水とに分離された状態になったと判断できるので、この透明管内の２次上澄水を水田などに戻すために濃縮槽から放出しても差支えないとの判断が可能となる。また、この結果、十分に濃縮され、減容化が図られた３次濁水が得られたこともわかるので、これを脱水装置での脱水処理のために送出するとの判断を行うことも可能となる。
【００４９】
なお、この２次上澄水の水質を観察可能な透明管は、凝集沈降槽の稼働時における１次上澄水の水面よりも高位置の２次上澄水の水質を観察するためのもの（これをフロック観察透明管と称する）であってもよいが、その具体的な構成については、次実施例にて後述する。
【００５０】
本実施例にかかる沈降分離装置を用いることで、沈降分離装置における各工程で濁水の減容化を図ることができる。また、この結果、その後の脱水処理の対象となる濁水の減容化も図ることができるので、脱水装置をコンパクトにすることが可能となる。さらに、本発明の発明者は、他の工程における減容化を図るための方法についても発明を行ったところであり、これらにより、除染装置全体のコンパクトを図ることも可能にした。かかる除染装置は、例えば４トン車に搭載可能な程度にコンパクト化されたものであり、大型車両のアクセスが困難な場所へも移動可能で、しかも短時間に設置・撤収することができる除染装置を提供することが可能となる。
【００５１】
図４は、参考までに、本発明に係る沈降分離装置を含むコンパクトな除染装置の一例を示す概観図であって、４トン車に搭載可能な除染装置の外観の一例を示したものである。（ａ）は平面図であり、（ｂ）は側面図である（いずれもおよそのイメージを示したものであり、両者は必ずしも厳密には整合していない）。本発明に係る沈降分離装置０４００は、除染装置の他の構成要素である洗浄装置０４０１、分級装置０４０２、凝集分離工程において凝集剤添加を含む工程を行うための凝集剤供給器０４０３、脱水装置０４０４とともに、鋼製の床板０４０５に載置される形で４トン車の荷台（幅２ｍ程度×長さ５ｍ程度）に搭載された状態が示されている。
【００５２】
<効果>
【００５３】
本実施例の発明により、凝集分離工程における濁水の減容化を図ることが可能な凝集剤添加後濁水の沈降分離装置を提供することが可能となる。より詳細には、濁水を整流してフロックを効率的に沈降分離工程に送り込むことができるとともに、沈降分離工程において沈降させたフロックをより多く含む濁水をさらに濃縮して、より水分の少ない状態の濁水とすることが可能な凝集剤添加後濁水の沈降分離装置を提供することができる。これにより、例えば次の脱水工程における処理対象をより減容化することも可能となり、装置全体のコンパクト化に資することが可能となる。
【実施例２】
【００５４】
<概要>
【００５５】
本実施例の凝集剤添加後濁水の沈降分離装置は、実施例１の装置と基本的に共通するが、本実施例では、フロック観察透明管及び上澄水連絡管をさらに設けた点に特徴がある。
【００５６】
<構成>
【００５７】
（全般）
【００５８】
本実施例における凝集剤添加後濁水の沈降分離装置は実施例１における沈降分離装置と基本的に共通する。ただし、本実施例の沈降分離装置の濃縮槽は、これに連通して、濃縮槽本体上部に凝集沈降槽の稼働時１次上澄水の水面よりも高位置の２次上澄水の水質を観察可能に設けられたフロック観察透明管と、濃縮槽本体又は／及びフロック観察透明管に対して凝集沈降槽本体の振動篩より上側と連結されたバルブにて開閉可能な上澄水連絡管とをさらに有する。以下、フロック観察透明管及び上澄水連絡管の構成について説明する。その余の構成は実施例１と同様であるので、説明を省略する。
【００５９】
（フロック観察透明管：全般）
【００６０】
フロック観察透明管は、２次上澄水の水質を観察可能な管であり、例えば透明アクリル樹脂製のものが用いられる。図１にもかかるフロック観察透明管０１３４が設けられている例を示した。
【００６１】
観察対象となる２次上澄水は、凝集沈降槽の稼働時における１次上澄水の水面よりも高位置の２次上澄水である。観察対象をこのように限定する意義は、特に、上澄水連絡管及びフロック観察透明管と濃縮槽本体の間などにバルブを備える場合に発揮されるものであるので、以下にまず上澄水連絡管及びかかるバルブの構成について説明し、その後改めて観察対象をこのように限定する意義について説明する。
【００６２】
（上澄水連絡管：全般）
【００６３】
上澄水連絡管は、凝集沈降槽内の１次上澄水と濃縮槽本体又は／及びフロック観察透明管内の２次上澄水とが連絡可能となるように設けられる管である。図１にもかかる上澄水連絡管０１６０が設けられている例を示した。上澄水連絡管には、管の開閉を行うためのバルブ０１６１が設けられる。
【００６４】
この上澄水連絡管の目的は、凝集沈降槽内の１次上澄水を濃縮槽内に取り込み、濃縮槽内の２次上澄水と一緒に排出することで、上澄水の排出を一つの排出口から効率的に行えるようにすることにある。凝集沈降槽内の１次上澄水だけを濃縮槽内に取り込むようにするため、上澄水連絡管は、濃縮槽本体又は／及びフロック観察透明管に対して凝集沈降槽本体の振動篩０１２３より上側と連結される。また、凝集沈降槽から取り込んだ１次上澄水及び濃縮槽内の２次上澄水の排出は、濃縮槽に設けられた上澄水排出口０１３７から行われる。この上澄水排出口にも開閉のためのバルブ０１３８が備えられる。また、上澄水排出口は上澄水連絡管０１６０よりも低い位置に設けられる。
【００６５】
凝集沈降槽内の１次上澄水を濃縮槽内に取り込むためには、上澄水連絡管のバルブ０１６１を開放する必要がある。ところが、このときに濃縮槽内の水位の方が凝集沈降槽内の水位よりも高いと、濃縮槽内の高水位部分の２次上澄水が凝集沈降槽に逆流することになる。この場合、濃縮槽内の当該部分の２次上澄水が１次上澄水と同程度もしくはそれ以上にフロックを含まない状態になっていれば、このような逆流が生じても特に問題はない。しかし、２次上澄水が１次上澄水よりも汚れている状態の場合には、このような逆流により、折角ろ過及び沈降によってきれいになった１次上澄水が濁ってしまう。そこで、かかる高水位の２次上澄水の水質を観察するために設けられるのがフロック観察透明管である。
【００６６】
ここで、どのような場合に濃縮槽内の水位の方が凝集沈降槽内の水位よりも高くなることが想定されるかについて簡単に説明する。上澄水連絡管及びフロック観察透明管を備える構成において、濃縮槽本体上部に凝集沈降槽の稼働時１次上澄水の水面よりも２次上澄水の水面の方が高位置になる場合としては、以下に示すような二つのケースが考えられる（便宜上、ケース１、ケース２とする）。
【００６７】
（ケース１）
【００６８】
図５は、本実施例における上澄水連絡管及びフロック観察透明管の意義について説明するための図であり、ケース１における意義を説明する図である。本図（ａ）において、凝集沈降槽本体０５２１と濃縮槽本体０５３２が配管０５５０で連結され、配管にバルブ０５５１が備えられている。また、二つの槽本体の間には上澄水連絡管０５６０も設けられ、当該管にもバルブ０５６１が備えられている。上澄水連絡管は、凝集沈降槽内の１次上澄水だけを濃縮槽へ連絡し、１次濁水及び２次濁水が混入することがないように、振動篩０５２３より高い位置に設けられる。
【００６９】
本図において、配管及び上澄水連絡管の二つのバルブ０５５１、０５６１のうち少なくともどちらか一方は開放された状態である。なお、凝集沈降槽本体には槽内の水（１次上澄水）を排出するための排出口０５２６及びこれを開閉するためのバルブ０５２７も備えられており、本図では当該バルブ０５２７は閉鎖された状態である。従って、本図では凝集沈降槽、濃縮槽の両槽内の水位０５２５ａ、０５３５は同じ高さである。
【００７０】
次に（ｂ）は、二つのバルブ０５５１、０５６１が閉鎖された状態で、バルブ０５２７を開放し、凝集沈降槽本体内の水（１次上澄水）を凝集沈降槽の振動篩より高い位置に設けられた排出口０５２６から排出している状態を示す。この排出により凝集沈降槽内の水位０５２５ｂが（ａ）の状態の水位０５２５ａより下がるが、このとき凝集沈降槽と濃縮槽の間に設けられている前記二つのバルブ０５５１、０５６１は閉鎖されており、濃縮槽内の水が凝集沈降槽内に流入することはない。この結果、濃縮槽のフロック観察透明管内の水位０５３５は元の状態を保ったままとなり、濃縮槽内の水位（フロック観察透明管内の水位）の方が凝集沈降槽内の水位より高い状態となる。これがケース１である。
【００７１】
（ケース２）
【００７２】
図６は、同じく本実施例における上澄水連絡管及びフロック観察透明管の意義について説明するための図であり、ケース２における意義を説明する図である。図６（ａ）でも、図５の場合と同様に配管０６５０及び上澄水連絡管０６６０が設けられ、それぞれにバルブ０６５１、０６６１が備えられる。さらに本図では、濃縮槽内に設けられたフロック観察透明管０６３４と濃縮槽本体０６３２の間にもバルブ０６３６が備えられている。図６（ａ）では、三つのバルブ０６５１、０６６１、０６３６はすべて開放された状態であり、凝集沈降槽、濃縮槽の両槽内の水位０６２５ａ、０６３５は同じ高さである。
【００７３】
次に図６（ｂ）は、フロック観察透明管と濃縮槽本体の間のバルブ０６３６及び上澄水連絡管のバルブ０６６１を閉鎖し、配管のバルブ０６５１を開放した状態で、凝集沈降槽本体内の水（１次上澄水）を排出口０６２６から槽外に排出している状態を示す。この排出により凝集沈降槽本体内の水位０６２５ｂは（ａ）に示した排出前の水位０６２５ａよりも下がる（最も低い場合排出口０６２６の下端０６２６ａまで下がり得る）。一方、濃縮槽においてはフロック観察透明管と濃縮槽本体の間のバルブ０６３６が閉鎖されているため、フロック観察透明管の水位は変わらず、（ａ）のときと同じ水位０６３５を保ったままとなる。この結果、濃縮槽内の水位０６３５の方が凝集沈降槽内の水位０６２５ｂよりも高い状態となる。これがケース２である。
【００７４】
（フロック観察透明管、上澄水連絡管の意義）
【００７５】
次に、本実施例におけるフロック観察透明管、上澄水連絡管の意義は以下のとおりである。
【００７６】
上のケース１、２のように濃縮槽内の２次上澄水の水位の方が凝集沈降槽内の１次上澄水の水位よりも高い状態において、上澄水連絡管０５６０（０６６０）のバルブ０５６１（０６６１）を開放しても差支えないためには、２次上澄水の水質が１次上澄水と同程度かそれより澄んだ状態（即ち、フロックを１次上澄水よりも多く含まない状態）になっていることが必要である。そこで、フロック観察透明管を設けて１次上澄水の水面よりも高位置の２次上澄水の水質を観察可能とした。
【００７７】
観察の結果、１次上澄水の水面よりも高位置の２次上澄水の水質が１次上澄水と同等以上に澄んだ状態であれば、上澄水連絡管のバルブを開放状態にしても差支えない。そして、かかる澄んだ状態の２次上澄水は、濃縮槽に備えられた上澄水排出口０５３７（０６３７）からそのまま水田等に戻して再利用するために排出することができる（図１にも、濃縮槽に２次上澄水排出口０１３７が設けられるとともに、その開閉のためのバルブ０１３８が備えられている例を示した）。
【００７８】
（上澄水排出口）
【００７９】
上澄水排出口は、上述のように２次上澄水を排出するために濃縮槽本体又は／及びフロック観察透明管に設けられる。この場合、上澄水排出口を２次濁水取入口よりも上位置に設けることが望ましく、これにより２次上澄水の排出時に２次濁水取入口から２次濁水が混入することを防止することができる。かかる例については次実施例で説明する。
【００８０】
また、上澄水排出口は上澄水連絡管よりも下位置に設けられることが望ましい。かかる例についても次実施例で説明する。
【００８１】
<効果>
【００８２】
本実施例により、凝集沈降槽内の１次上澄水と濃縮槽本体又は／及びフロック観察透明管内の２次上澄水の両方を一つの排出口からまとめて排出することが可能となる。これにより、効率的な上澄水の排出を行うことができるため、濁水の減容化に資することが可能となる。
【実施例３】
【００８３】
<概要>
【００８４】
本実施例の凝集剤添加後濁水の沈降分離装置は、実施例１又は２の装置と基本的に共通する。ただし、本実施例では、沈降分離装置が、上澄水連絡管よりも下位置で２次濁水取入口よりも上側に設けられた上澄水排出口を有する点に特徴がある。
【００８５】
<構成>
【００８６】
（全般）
【００８７】
本実施例における凝集剤添加後濁水の沈降分離装置は実施例１又は２における凝集剤添加後濁水の沈降分離装置と基本的に共通するが、本実施例の沈降分離装置の濃縮槽は、前記濃縮槽本体又は／及びフロック観察透明管に対して連結された上澄水連絡管よりも下位置で前記２次濁水取入口よりも上側に設けられた上澄水排出口を有する。
【００８８】
本実施例の構成の目的は、上澄水の適切な排出処理を行うことにある。上澄水は、フロックを相対的に多く含まず、特に、放射性セシウムを含む汚染土壌の処理の場合のように、汚染物質をほとんど含まない場合もあることから、これを元の場所に戻すだけで直ちに再利用が可能な場合もある。このためには、上澄水がフロックを多く含む濁水と混ざらないようにして排出する必要がある。本実施例の上澄水排出口は、前実施例で述べた上澄水連絡管の構成と相まって、このような目的を実現するために構成されたものである。以下、前出の図１を用いて上澄水連絡管及び上澄水排出口について説明する。その余の構成は、実施例１又は２で説明したところと同様であるので説明を省略する。
【００８９】
（上澄水連絡管）
【００９０】
本実施例でも、上澄水連絡管０１６０は、濃縮槽又は／及びフロック観察透明管に対して（本図の例ではフロック観察透明管０１３４に対して）凝集沈降槽本体０１２１の振動篩０１２３より上側と連結される。これにより、凝集沈降槽本体内の１次上澄水を濃縮槽本体又は／及びフロック観察透明管に取り入れることが可能となる。また、上澄水連絡管は、バルブ０１６１にて開閉可能に構成されている。これは、濃縮槽内の沈降処理が行われている最中は、上澄水連絡管を閉じることにより、凝集沈降槽本体内の１次上澄水が濃縮槽に流入して濃縮槽内の静置状態が損なわれないようにするためである。
【００９１】
（上澄水排出口）
【００９２】
上澄水排出口０１３７は、前記濃縮槽本体又は／及びフロック観察透明管に対して連結された上澄水連絡管０１６０よりも下位置で前記２次濁水取入口０１３１よりも上側に設けられる。
【００９３】
上澄水排出口を上澄水連絡管よりも下位置に設けることで、沈降凝集槽内の１次上澄水の水位が上澄水連絡管の下端０１６０ａに達するまで１次上澄水を濃縮槽側に送出することができるため、凝集沈降槽内の１次上澄水を最大限に排出することが可能となる。
【００９４】
また、上澄水排出口を２次濁水取入口よりも上側に設けることで、上澄水の排出時に２次濁水が混入して上澄水が濁ってしまうことを防止することができる。
【００９５】
<効果>
【００９６】
本実施例により、凝集沈降槽内の１次上澄水と濃縮槽本体又は／及びフロック観察透明管内の２次上澄水の両方を一つの排出口からまとめて排出することが可能となり、効率的な上澄水の排出を行うことができる。その際、上澄水に濁水に混入することを防止しつつ、上澄水を最大限に排出して濁水の減容化に資することが可能となる。
【実施例４】
【００９７】
<概要>
【００９８】
本実施例の凝集剤添加後濁水の沈降分離装置は、実施例３の装置と基本的に共通するが、本実施例では、上澄水排出口の下側に３次濁水と２次上澄水の分離機構を設けた点に特徴がある。
【００９９】
<構成>
【０１００】
（全般）
【０１０１】
本実施例における凝集剤添加後濁水の沈降分離装置は実施例３における凝集剤添加後濁水の沈降分離装置と基本的に共通する。ただし、本実施例の沈降分離装置は、前記上澄水排出口よりも下側に設けられた３次濁水をそれよりも上側の２次上澄水と分離可能とするための分離機構を有する。
【０１０２】
分離機構の具体的構成の一例は、すでに図１を用いて述べたように、フロック観察透明管０１３４と濃縮槽本体０１３２の間に備えられたバルブ０１３６である。この場合、フロック観察透明管内のフロックの多くが沈降して濃縮槽本体内に移った状態、即ち、フロック観察透明管内にはフロックを相対的に多く含まない２次上澄水だけが存在する状態となった後にバルブが閉じられることで、以後、バルブが閉じられている間はフロック観察透明管内にフロックを相対的に多く含む３次濁水が混入することがなくなる。そこで、フロック観察透明管内の２次上澄水だけをフロック観察透明管に設けられた上澄水排出口０１３７から排出することが可能となる。
【０１０３】
あるいは、図示は省略するが、分離機構は、例えば濃縮槽内全体を上下に仕切る仕切り板であって、濃縮槽内の水を上下に連通可能とするための開閉可能な開口部を備えたものであってもよい。このような構成によっても、仕切り板より高位に存在している２次上澄水だけを、濃縮槽の仕切り板より高位に設けられた上澄水排出口から排出することが可能となる。
【０１０４】
本実施例の構成によれば、上澄水連絡管から濃縮槽本体又は／及びフロック観察透明管に対して取り入れた１次上澄水も一緒に上澄水排出口から排出することができる。図１の例に即せば、凝集沈降槽内の１次上澄水の水位がフロック観察透明管又は濃縮槽本体内の２次上澄水の水位よりも高い場合に、上澄水連絡管に備えられたバルブを開けて凝集沈降槽内の１次上澄水を２次上澄水に混入したものを上澄水排出口から排出することができる。特に、放射性セシウムを含む汚染土壌の処理の場合のように、１次上澄水も２次上澄水も汚染物質をほとんど含まないという点では等価である場合には、このような処理により排出口を一つに集約することができ、装置のコンパクト化により資することができるので、有用である。
【０１０５】
<効果>
【０１０６】
本実施例により、上澄水の排出に際して濃縮槽内の濁水が上澄水に混入することを防止しつつ上澄水の排出を効率的に行うことができるため、濁水の減容化に資することが可能となる。
【図１】
2015033665.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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