(57)【要約】【課題】  トンネル工事現場等で発生する濁水を処理して、河川等に放流できる程度にまで浄化することができる濁水の処理方法の提供。【解決手段】  粘土を含む懸濁質を含有している濁水の処理方法であり、前記濁水を凝集剤で凝集処理した後、処理後の濁水中に浸漬した濾過膜で濾過処理する、濁水の処理方法。作業現場で発生した濁水をタンク内に貯留し、前記タンク内にて凝集処理した後、前記タンク内に浸漬した濾過膜により濾過する。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
粘土を含む懸濁質を含有している濁水の処理方法であり、前記濁水を凝集剤で凝集処理した後、処理後の濁水中に浸漬した濾過膜で濾過処理する、濁水の処理方法。
【請求項２】
作業現場で発生した濁水をタンク内に貯留し、前記タンク内にて凝集処理した後、前記タンク内に浸漬した濾過膜により濾過する、請求項１記載の濁水の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネル、ダム工事又は道路工事のように、粘土混じりの濁水が生じるような施工現場において好適な濁水の処理方法に関する
【背景技術】
【０００２】
工事現場等で発生する濁水は大量の泥や砂を含んでおり、そのままでは河川等に放流することはできず、従来は凝集処理後に放流されていた。しかし、工事現場で生じる濁水の組成は変動が大きいため、凝集処理法を適用する場合、凝集剤の投入量の制御が困難であること、攪拌条件等によっても大きな影響を受けることから安定した濁水処理が困難であった。
【０００３】
トンネル工事で生じる濁水（トンネル濁水）の処理は、一般的には凝集沈殿による方法が用いられている。しかし、トンネル濁水は、組成の変動が大きいため、凝集沈殿法では凝集剤の添加量の制御が難しいことや、アルミニウムを含む凝集剤や高分子凝集剤を含む処理水を河川に放流するため、環境に対して悪影響を与えるという問題がある。
【０００４】
土木工事、特に高速道路工事は山間部で行われることが多く、そのような場所は、河川の上流部となり、水源に近いため水質も良好であり、川魚の種類も多い。そのため、河川の生態系を維持する観点から、放流水質に対しても高度な要求があり、一般的な放流基準（濁度５０ｍｇ／Ｌ）に対し、濁度１０ｍｇ／Ｌや１ｍｇ／Ｌという水道水並の高度処理の要求がなされることが増えている。しかし、従来の単なる凝集沈殿処理では、前記したような要求に応えることができない。
【０００５】
本発明者らは、凝集沈殿法に替わる方法として、膜分離法によるダイナミック濾過法を提案している（特許文献１参照）。この発明は、不織布膜を用いて濁水を濾過処理するもので、膜上に濁水中の粒子成分を堆積させてダイナミック層を形成し、このダイナミック層を濾過体として濁水を濾過処理するものである。この発明によれば、粘土分の少ない濁水は良好に処理できるが、粘土分の多い濁水は、粘土分が膜を通過して濾過できないか、又は膜に粘土分が付着して目詰まりし、逆圧洗浄でも目詰まりした粘土分が膜から剥がれず、目詰まりが解消できないため、それ以降の濾過処理ができないという問題がある。このような問題が生じる原因は、以下のとおりであると推定される。
【０００６】
粘土分を多く含む濁水をダイナミック濾過する場合、濾過を開始した初期の段階では、粘土分は膜の網目を通過し、濾過水は清浄な処理水とはならない。これは、粘土粒子の大きさは５〜１０μｍ程度であり、不織布膜の網目よりはるかに小さく、粘土粒子が膜を容易に通過するためである。そして、濾過処理を長時間継続すると、不織布膜を構成する繊維の周囲に粘土粒子が付着しはじめ、それが粘土特有の粘着性により剥がれることなく、時間の経過と共に徐々に太くなっていき、ついには不織布膜の網目を塞ぐ程度にまで成長してしまうものと考えられる。
【０００７】
このように不織布膜の網目が閉塞された状態になれば、それ以降の濾過処理はできなくなるため、通常は、この時点又はこのような状態になる以前の時点で、逆圧洗浄により、膜面に付着した粘土を剥がし落とす処理を行う。しかし、粘土分を多く含む濁水の場合、粘土の粘着力が強いためか、この洗浄によっても膜に付着した粘土分を剥がし落とすことができず、濾過能力を回復させることができない。このようなことから、粘土分を多く含む濁水を不織布膜でダイナミック濾過処理する方法を適用した場合、初期の段階では、濾過水は濁った状態であり、ある程度時間が経過して清浄な濾過水が得られるようになった段階から、短時間で目詰まりが生じるため、結果的にはほとんど濾過処理できない状態となるものと考えられる。
【特許文献１】特開２００１−１０４９５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、トンネルやダム工事現場等で生じる粘土を含む濁水を処理し、処理水を高度処理できる濁水の処理方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の発明は、粘土を含む懸濁質を含有している濁水の処理方法であり、前記濁水を凝集剤で凝集処理した後、処理後の濁水中に浸漬した濾過膜で濾過処理する、濁水の処理方法を提供する。
請求項２の発明は、作業現場で発生した濁水をタンク内に貯留し、前記タンク内にて凝集処理した後、前記タンク内に浸漬した濾過膜により濾過する、請求項１記載の濁水の処理方法を提供する。
【００１０】
本発明でいう粘土は、カオリナイト、ハロイサイト、パイロフィライト、セリサイト、モンモリロナイト、クロライト、イライト、バーミキュライト、その他の公知の粘土鉱物を含むものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の濁水の処理方法を適用することにより、トンネル工事現場等で発生する濁水を処理して、河川等に放流できる程度にまで浄化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１により、本発明の濁水の処理方法を説明する。図１は、処理フローを示す概念図である。
【００１３】
トンネルやダム工事等で生じた粘土を含有する濁水（原水）は、大きめの石、砂、泥等を除いた後、ライン２１から原水槽１に集められる。原水槽１には、送液ポンプが浸漬されている。
【００１４】
次に、原水槽１中の送液ポンプを作動させ、原水をライン２２により凝集及び膜分離槽２に送る。原水槽１を省略して、直接、濁水（原水）を凝集及び膜分離槽２に供給するようにしてもよい。
【００１５】
凝集及び膜分離槽２は、内部が仕切壁１３により、凝集槽３と膜分離槽４とに分けられている。凝集槽３と膜分離槽４の容積は、同程度であるか、膜分離槽４の方が大きいことが好ましい。凝集及び膜分離槽２の底面と凝集槽３側の側面の境界は、図示するように傾斜面２ａにすることができる。
【００１６】
仕切壁１３は、凝集及び膜分離槽２の対向する壁面に両側面が固定されており、下面１３ａは凝集及び膜分離槽２の底面から離れており、上面１３ｂは満水状態のときに水面よりも下に位置するように設定されている。このため、凝集槽３と膜分離槽４は、仕切壁１３の上面（上端）１３ｂ側と下面（下端）１３ａ側にて液の流通が可能なように連通されている。
【００１７】
凝集槽３は、所定量の凝集剤を添加するための凝集剤添加装置１１、槽内を攪拌するための攪拌機１２が備えられており、必要に応じて図示していないｐＨ調整装置も設けることができる。また、攪拌機の代わりに水中ポンプ又は散気装置を用いて、旋回流を生じさせることもできる。水中ポンプを用いる場合は、膜直下に設置することが好ましい。
【００１８】
膜分離槽４には、膜分離モジュール１５が吊り下げられた又は固定された状態で浸漬されている。膜分離モジュール１５としては、例えば、公知の中空糸膜モジュール（外圧型又は内圧型であるが、好ましくは外圧型）を用いることができる。膜分離モジュール１５の直下の槽底面には、必要に応じて、膜面を外側から洗浄するための散気装置を設置することができる。凝集及び膜分離槽２は、ポンプを備えた透過水ライン２３で透過水槽５に接続されている。
【００１９】
凝集槽３では、攪拌機１２により槽内を攪拌しながら、凝集剤添加装置１１により、所要量の凝集剤を添加する。このとき、必要に応じてｐＨ調整装置により、ｐＨ調整剤を添加してｐＨを９〜１０に調整することができる。凝集剤添加装置１１とｐＨ調整装置は省略して、人為的に添加するようにしてもよい。
【００２０】
凝集剤は、例えば、吸着剤、凝結剤、高分子凝集剤等を用いることができる。吸着剤としては、珪藻土、モンモリロナイト、活性白土等の油吸着剤、凝結剤としては、硫酸アルミニウム等の無機化合物、高分子凝集剤としては、アニオン系、カチオン系、ノニオン系の高分子凝集剤を挙げることができる。高分子凝集剤は、アニオン系とカチオン系の組み合わせ、アニオン系とノニオン系の組み合わせ又はアニオン系、カチオン系、ノニオン系の組み合わせにすることができる。
【００２１】
また、凝集剤として、カルシウム系凝集剤を用いることもできる。カルシウム系凝集剤は、その全量中、カルシウムの含有割合が５質量％以上であるものが好ましく、１０質量％以上であるものがより好ましく、硫酸カルシウム、塩化カルシウム等を挙げることができる。
【００２２】
膜分離槽４では、膜分離モジュール１５で濾過する。膜分離モジュール１５による濾過時には、膜面を外側から洗浄するため、散気装置で散気することができる。また、適当間隔をおいて、逆圧洗浄ライン２４により、薬液を含む洗浄液で逆圧洗浄することができる。なお、逆圧洗浄ライン２４は省略して、膜分離槽４内の膜を取り出して別の膜に交換して、取り出した膜は別途洗浄してもよい。
【００２３】
膜分離槽４内の濾過時において、凝集槽３内が攪拌機１２で攪拌されているため、凝集槽３と膜分離槽４内の被処理水は、仕切壁１３の下面１３ａの下を通り、上面１３ｂを越えて互いに流通する。このため、膜分離槽４内の被処理水は、フロックが偏在することなく均一状態になり、分離膜モジュール１５の膜面が閉塞され難くなり、分離膜モジュール１５による濾過性能が安定する。
【００２４】
膜分離槽４で濾過した透過水は、透過水ライン２３により、透過水タンク５に送られ、貯水される。透過水タンク５内の透過水は、必要に応じて活性炭処理した後、適宜河川等に放流するほか、膜分離モジュール１５の逆圧洗浄水としても用いられる。なお、透過水タンク５は省略し、透過水ライン２３から河川等に放流するようにしてもよい。
【００２５】
凝集及び膜分離槽２の底面付近に溜まったフロック（汚泥）は、汚泥引抜ライン２５から引き抜き、汚泥貯留槽６に送る。汚泥貯留槽６では、汚泥を脱水して、水は原水槽１に返送し、汚泥は廃棄する。
【実施例】
【００２６】
実施例１
トンネル工事現場にて生じた粘土を含む濁水３０ｋｇに水４００リットルを加え、１０分間攪拌混合して得た原水（日本水道協会上水試験方法に記載の散乱光測定法による濁度３００）を、凝集及び膜分離槽に入れた。その後、凝集剤（商品名メムフロックP001，ダイセン・メンブレン・システムズ株式会社製）を１００ｐｐｍ（質量基準）になるように加えた。
【００２７】
その後、凝集槽に備え付けの攪拌機で攪拌しながら凝集処理した。攪拌開始１０分経過後、膜分離槽内に浸漬した分離膜モジュールにより吸引濾過を開始した。分離膜モジュールは、ポリエーテルスルホン中空糸膜を充填したケーシングフリーの浸漬型膜エレメント２．２m２を８ユニット浸漬配置させたものを用いた。膜間差圧は、濾過開始時には０．０１ＭＰａであり、濾過を５時間経過後も同様の値であった。膜分離後の濁度は１以下であった。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の排水処理方法の処理フローの概念図。
【符号の説明】
【００２９】
１  原水槽（排水タンク）
２  凝集及び膜分離槽
３  凝集槽
４  膜分離槽
５  透過水槽
６  汚泥貯留槽
１１  凝集剤添加装置
１２  攪拌機
１３  仕切壁
１５  膜分離モジュール
【図１】
2009119427.tif 000002