(57)【要約】【課題】多くの湧水および濁水の汚染があっても、シックナーからのスラリーの排出を円滑に行えること。【解決手段】シックナー６０からスラリー槽８０へ濁水を供給する既設の配管６１に加えて、シックナー６０の底部に増設配管６２、６３を接続する。増設配管６２、６３の直径は既設の配管６１の直径よりも大きい。これにより、シックナー６０からのスラリーの排出量が多くなり、スラリーの引き抜き効率を高めることができる。また、シックナー６０内に攪拌ミキサー６４、６５、６６を設置することで、スラリーの固結を有効に防止することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネル掘削工事により発生した濁水を中和する中和ユニットと、前記中和された濁水にポリ塩化アルミニウムおよび高分子凝集剤を供給して前記濁水中のスラリーを凝集させる凝集反応槽と、前記濁水中の凝集されたスラリーを沈降させて前記スラリーと上水とを分離するシックナーと、前記分離された上水を貯留して放流する放流処理水槽と、前記沈降したスラリーを含む濁水を貯留するスラリー槽と、前記スラリー槽に貯留された濁水を圧縮ろ過して脱水ケーキとろ液に分離するフィルタープレスとを備えた濁水処理装置において、前記シックナーから前記スラリー槽へ濁水を供給する既設の配管に加えて、前記シックナーの底部に増設配管を接続したことを特徴とする濁水処理装置。
【請求項２】
前記増設配管が、前記既設の配管よりも直径が大きいことを特徴とする請求項１記載の濁水処理装置。
【請求項３】
前記シックナー内に攪拌ミキサーを設置したことを特徴とする請求項２記載の濁水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネル掘削工事等において発生した濁水を放流に適した水質に処理するとともに、濁水中のスラリーを固結して回収する濁水処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
トンネル掘削工事においては、湧水が発生しやすく、この湧水に工事により発生した土砂が混じって濁水となる。この濁水は、工事の妨げとなるので排出されなければならず、そのまま排出したのでは河川等を汚染することになるので、濁水処理装置により排出に適した水質に処理してから河川等に放流される。
【０００３】
このような濁水処理装置として、例えば、特許文献１に記載されたものが知られている。図２は従来の濁水処理装置の一例を概略的に示している。図２において、原水槽１には、トンネル工事により発生した濁水が、連続処理が可能なように一定量貯留される。原水槽１に貯留された濁水は、中和槽２へ送られ、中和槽２において炭酸ガスの供給を受けて中和される。中和された濁水は、凝集反応槽３に送られ、ここでポリ塩化アルミニウムおよび高分子凝集剤の注入を受けて、濁水中のスラリーが凝集される。凝集されたスラリーを含む濁水は、続いてシックナー４に送られ、ここで上層の上水と下層の凝集されたスラリーとに分離される。上層の上水はシックナー４からオーバフローして処理槽５には入り、ここで一旦貯留された後、河川等に放流される。シックナー４の下層に沈殿したスラリーを含む濁水は、スラリー槽６に一旦貯留された後、フィルタープレス７に送られる。フィルタープレス７では、凝集されたスラリーが圧縮ろ過されて脱水ケーキとなり、所定の場所に排出されるとともに、そのとき搾り出されたろ液が原水槽１に戻される。
【特許文献１】特開２０００−８０２６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の濁水処理装置においては、シックナーにおける上水とフロックとの分離が十分に行えないことがあった。例えば、トンネル掘削工事をＮＡＴＭ（New Austrian Tunnelling Method）工法による機械掘削で上下２車線を同時に行う場合、坑内からの湧水が毎分３００から５００リットル程度と多く発生する場合がある。また、補助工法としてセメント注入材を用いてＡＧＦを施行する場合には濁水の汚れも多くなる。このような多くの湧水および濁水の汚染があると、濁水処理装置における負荷も大きなものとなり、シックナーにおける上水とフロックとの分離が十分に行えず、最悪の場合にはフロックがオーバーフローすることも予想されていた。
【０００５】
本発明者らがその原因を究明したところ、シックナーの底部からのスラリーの引き抜きが不十分であることが判明した。多くの湧水および濁水の汚染があると、シックナー底部からのスラリーの引き抜きが追い付かず、その結果、シックナーからスラリー槽へ濁水を供給する排泥管が泥水により詰まり、シックナー内におけるスラリーの総量が多くなり、フロックと上水との分離が不十分になることが分かった。このため、切羽が掘削をしている場合は濁水処理装置の運転を停止することができないので、現場作業を行っていない日に複数の作業員が現場に出向き、大型バキュームカーによりシックナーおよび排泥管内を清掃する必要があった。
【０００６】
本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたもので、多くの湧水および濁水の汚染があっても、シックナーからの泥水の排出を円滑に行うことのできる濁水処理装置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】
【０００７】
本発明の濁水処理装置は、トンネル掘削工事により発生した濁水を中和する中和ユニットと、中和された濁水にポリ塩化アルミニウムおよび高分子凝集剤を供給して濁水中のスラリーを凝集させる凝集反応槽と、濁水中の凝集されたスラリーを沈降させてスラリーと上水とを分離するシックナーと、分離された上水を貯留して放流する放流処理水槽と、沈降したスラリーを含む濁水を貯留するスラリー槽と、スラリー槽に貯留された濁水を圧縮ろ過して脱水ケーキとろ液に分離するフィルタープレスとを備えた濁水処理装置において、シックナーからスラリー槽へ濁水を供給する既設の配管に加えて、シックナーの底部に増設配管を接続したことを特徴とする。
【０００８】
従来の濁水処理装置では、シックナーからスラリー槽への濁水の供給は、ポンプを備えた１本の配管により行われていた。このため、湧水が多く、濁水の汚染が多い場合には、シックナー底部からの凝集したスラリーの引き抜き効率が悪く、シックナーからスラリー槽への配管の詰まりが発生した。本発明によれば、既設の配管の他に、バイパスとして増設配管を接続したことにより、シックナー底部からの泥水の排出が円滑に行われ、フロックがシックナーからオーバーフローする恐れがない。このため、放流のための濁水処理が確実に行われ、放流基準値を大きく下回る処理が可能になり、環境負荷の低減を図ることができ、さらに、シックナーおよび配管内を清掃する手間も省くことができ、施行コストの低減を図ることができる。
【０００９】
また、本発明の濁水処理装置においては、増設配管が、既設の配管よりも直径が大きいことを特徴とする。増設配管の直径を既設の配管の直径よりも大きくすることにより、泥水の排出量が多くなり、シックナー底部からの凝集したスラリーの引き抜き効率を高めることができる。
【００１０】
また、本発明の濁水処理装置においては、シックナー内に攪拌ミキサーを設置したことを特徴とする。この攪拌ミキサーの効果により、スラリーの固結を有効に防止することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、シックナーからスラリー槽へ濁水を供給する既設の配管に加えて、シックナーの底部に増設配管を接続したことにより、シックナー底部からの泥水の排出が円滑に行われ、フロックがシックナーからオーバーフローする恐れがない。このため、放流のための濁水処理が確実に行われ、放流基準値を大きく下回る処理が可能になり、環境負荷の低減を図ることができる。さらに、シックナーおよび配管内を清掃する手間も省くことができ、施行コストの低減を図ることができるという効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。図１は本実施の形態における濁水処理装置の構成を示している。図１において、第１の原水槽１０には、トンネル工事により発生した濁水が、連続処理が可能なように一定量貯留される。第１の原水槽１０に貯留された濁水は、ポンプＰ１により中和ユニット２０へ汲み上げられる。中和ユニット２０には、気化器３０により炭酸ガスボンベ３１からの炭酸ガスが供給され、これにより中和ユニット２０内に供給される濁水が中和される。この中和作用により、濁水のＰＨは１１．０程度から８．０程度にアルカリ度を弱められる。中和された濁水は、落差を利用して中和ユニット２０から第２の原水槽４０に送られ、一時的に貯留される。第２の原水槽４０内の濁水は、続いてポンプＰ２により配管４１を通じて凝集反応槽５０に送られる。配管４１には、ＰＡＣ（ポリ塩化アルミニウム）槽４２からポンプＰ３によりＰＡＣが供給され、高分子溶解槽４３からは高分子凝集剤がポンプＰ４により凝集反応槽５０に供給される。これにより、凝集反応槽５０内の濁水中のスラリーが凝集され、フロックとなる。凝集されたスラリーすなわちフロックを含む濁水は、凝集反応槽５０からオーバーフローしてシックナー６０に送られ、ここで上層の上水と下層の凝集されたスラリーとに分離される。上層の上水はシックナー６０からオーバフローして放流処理水槽７０に入り、ここで一旦貯留される。放流処理水槽７０で貯留された処理水は、計器盤のＰＨ計７１によりＰＨのチェックを受けた後、河川に放流される。なお、同じ計器盤に設けられた濁度計７２は、放流処理水の濁度を計測し、流量計７３は、第２の原水槽４０と凝集反応槽５０との間の配管４１内の濁水の流量を計測する。また、管理用水ポンプＰ５は、放流処理水槽７０内の処理水を配管７４を通じて、処理水を必要とする部分に適宜供給される。
【００１３】
一方、シックナー６０の下層に沈降し凝集されたスラリーを含む濁水は、スラリー引抜ポンプＰ６を備えた既設の配管６１を通じてスラリー槽８０に送られ、一旦貯留される。また、配管６１のスラリー引抜ポンプＰ６の上流側には、配管継手を介して第１の増設配管６２が接続されており、既設の配管６１に対するバイパスとしてスラリー槽８０に導かれている。さらに、シックナー６０の底部には、２箇所の配管継手を介して、分岐配管６３ａを有する第２の増設配管６３の各端が接続され、第２増設配管６３の他端は配管継手を介して第１増設配管６２に連結されている。これら各増設配管６２、６３の直径は１００ｍｍ程度であり、既設の配管６１の５０ｍｍに比べて２倍の太さになっている。また、シックナー６０内には一般的な攪拌ミキサー６４、６５、６６が設置されて、スラリーの固結を防いでいる。スラリー槽８０に供給された濁水は、モータにより回転するフロキュレータ８１によりゆっくり攪拌されて、濁水中の細かなフロック同士を結合して大きなフロックに成長させた後、スラリー打込ポンプＰ７によりフィルタープレス９０に汲み上げられる。フィルタープレス９０では、成長したフロックを含む濁水が圧縮ろ過されて脱水ケーキ９１が生成され、フィルタープレス９０の下方に堆積される。また、そのとき搾り出されたろ液がポンプＰ８により第１の原水槽１０に戻される。
【００１４】
このように、本実施の形態によれば、シックナー６０からスラリー槽８０へ濁水を供給する既設の配管６１に加えて、シックナー６０の底部に増設配管６２、６３を接続したので、シックナー６０底部からのスラリーの排出が円滑に行われ、フロックがシックナー６０からオーバーフローする恐れがない。このため、放流のための濁水処理が確実に行われ、放流基準値を大きく下回る処理が可能になり、環境負荷の低減を図ることができる。また、従来のようにシックナー６０の内部および既設の配管６１の内部を清掃する手間も省くことができ、施行コストの低減を図ることができる。また、増設配管６２、６３の直径を既設の配管６１の直径よりも大きくしたので、泥水の排出量が多くなり、シックナー６０底部からの凝集したスラリーの引き抜き効率を高めることができる。さらに、増設配管６２、６３の直径を既設の配管６１の直径よりも大きくし、シックナー６０内に攪拌ミキサー６４、６５、６６を設置したことにより、スラリーの固結を有効に防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００１５】
以上のように、本発明に係る濁水処理装置は、多くの湧水および濁水の汚染があっても、シックナーからの泥水の排出を円滑に行うことができ、トンネル掘削工事用等として有用であり、ダム建設工事等への用途にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態における濁水処理装置の構成図である。
【図２】従来の濁水処理装置の概略を説明するブロック図である。
【符号の説明】
【００１７】
１０  第１の原水槽
２０  中和ユニット
３０  気化器
３１  炭酸ガスボンベ
４０  第２の原水槽
４１  配管
４２  ＰＡＣ槽
４３  高分子溶解槽
５０  凝集反応槽
６０  シックナー
６１  既設の配管
６２、６３  増設配管
６４、６５、６６  攪拌ミキサー
７０  放流処理水槽
７１  ＰＨ計
７２  濁度計
７３  流量計
７４  配管
８０  スラリー層
８１  フロキュレータ
９０  フィルタープレス
９１  脱水ケーキ
Ｐ１〜Ｐ８  ポンプ
【図１】
2007307515.tif 000003
【図２】
2007307515.tif 000004